فرض کنید قصد دارید فاصله‌ی یک فروشگاه تا محل زندگی خود را تخمین بزنید.
شما می‌دانید که اگر پیاده و با سرعت معمولی به سمت این فروشگاه بروید، در عرض نیم ساعت به این فروشگاه می‌رسید. همچنین می‌دانیم که سرعت پیاده روی معمولی انسان حدود ۵ کیلومتر در ساعت است. پس فاصله‌ی شما از این فروشگاه ۵×۰/۵ یا ۲/۵ کیلومتر است. اما شما راه آسان‌تری برای اندازه گیری این فاصله نیز دارید.
استفاده از GPS تلفن همراه هوشمند خود.
همه‌ی ما بارها از GPS استفاده کرده‌ایم. اما GPS چطور موقعیت و فاصله را تعیین می‌کند؟
در واقع اساس سامانه موقعیت یاب جهانی Global Positioning System یا GPS، نیز به همین شکل است. ماهواره‌های GPS یک سیگنال ارسال و برگشت آن را دریافت می‌کند. سپس زمان سپری شده بین رفت و برگشت سیگنال را اندازه‌گیری می‌کنند. با توجه به اینکه این سیگنال با سرعت نور حرکت می‌کند، این سامانه قادر است موقعیت و فاصله را تعیین کند. ارتفاع مداری ماهواره‌های GPS ۲۰۰۰۰ کیلومتر است. یک سیگنال در یک رفت و برگشت بایستی حداقل دو برابر این مقدار یعنی ۴۰۰۰۰ کیلومتر را طی کند. با توجه به اینکه سرعت نور ۳۰۰۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه است، زمان این رفت و برگشت حداقل ۰/۱۳۳۳۳ ثانیه خواهد بود.
حال فرض کنیم که در این ماهواره‌ها از ساعت‌های کوارتز استفاده شده است. بهترین ساعت‌های کوارتز خطایی در حد نانوثانیه یعنی ۰/۰۰۰۰۰۰۰۰۱ ثانیه دارند. این خطا ابتدا بزرگ به نظر نمی‌رسد. اما بعد از ۶ هفته، این خطا جمع شده و به یک میلی ثانیه یعنی ۰/۰۰۱ ثانیه می‌رسد.
اگر این زمان را در سرعت نور ضرب کنیم به مقدار ۳۰۰ کیلومتر می‌رسیم. این بدین معناست که اگر در ماهواره‌های GPS از ساعت‌های با فناوری کریستال کوارتز استفاده میشد، بعد از یک و نیم ماه، در سامانه موقعیت یاب جهانی خطاهایی در حد ۳۰۰ کیلومتر به وجود می‌آمد. این فاصله کمی بیش از فاصله‌ی تهران تا کاشان است.
یعنی شما در تهران سعی دارید محل کاخ گلستان را بیابید و تلفن همراه شما موقعیت باغ فین کاشان (شهر مورد علاقه‌ی من) را به شما نشان می‌دهد.
اما راه حل این مشکل چیست؟ استفاده از ساعت‌های با دقت بالاتر، ساعت‌های اتمی.