نگاهی به سیستم موقعیتیاب جهانی (GPS)
اشاره: از گذشته موقعیتیابی جزو یکی از دغدغههای انسان بوده است. از گذاشتن سنگچین گرفته تا محاسبات نجومی پیشرفته همه با هدف موقعیتیابی بوده است. امروزه با ورود
تکنولوژیهای نوین و به ویژه تکنولوژیهای فضایی و ICT این امر به راحتی و سهولت قابل اجرا میباشد. همه شما با کلمه GPSآشنایی نسبی دارید، به ویژه در این روزها که کمکم این دستگاه وارد زندگی ما ایرانیان نیز شده و GPS در بازارهای کشور ما به فروش میرسد و استفاده از این دستگاه را در زندگی روزمره هم مشاهده میکنید. برای مثال چندی است بخشی از تاکسیهای ویژه بانوان به این دستگاه مجهز شدهاند و یا اینکه کلیه وسایل حمل و نقل عمی موظف به نصب آن شدهاند در این مقاله نگاه مختصری داریم به این دستگاه و طرز عمل آن.
دو تعریف از GPSعبارتند از:
GPS چیست؟
سیستم مکانیاب جهانی (Global Positioning Systems) یا GPS یک سیستم راهبری و مسیریابی ماهوارهای است که از شبکهای با ۲۴ ماهواره ساخته شده است و در سال 1994 تمامی 24 ماهواره در مدار زمین قرار گرفت. این ماهوارهها به سفارش وزارت دفاع ایالات متحده با نام «ناو استار» و با بودجهای بیش از 12 بیلیون دلار ساخته و اولین آنها در سال 1978 با موفقیت به فضا پرتاب شد و در مدار قرار داده شده است. این سیستم در ابتدا برای مصارف نظامی تهیه شد ولی از سال ۱۹۸۰ استفاده همگانی از آن آزاد و آغاز شد.
خدمات این مجموعه در هر شرایط آب و هوایی و در هر نقطه از کره زمین در تمام ساعت شبانهروز در دسترس است. پدیدآوردنگان این سیستم، هیچ حق اشتراکی برای کاربران در نظر نگرفتهاند و استفاده از آن کاملا رایگان میباشد. امروزه در کشورهای توسعه یافته از این سیستم جهت کمک به راهبری خودرو، کشتی و انواع وسایل نقلیه دیگر بهرهگیری میشود.
هر چه نقشههای منطقهای که در حافظه گیرنده بارگذاری میشود دقیقتر باشد، سرویسهایی که از GPS میتوان دریافت داشت نیز بهتر میشود.
برای نمونه میتوان از GPS مسیر نزدیکترین پمپ بنزین، تعمیرگاه و یا ایستگاه قطار را پرسید و مسیر پیشنهادی را دنبال کرد. دقت مکانیابی این سیستم در حد چند متر است که بسته به کیفیت گیرنده تغییرمی کند
از سیستم مکان یاب جهانی میتوان در کارههایی چون نقشهبرداری و مساحی، پروژههای عمرانی، کوهنوردی، کایت سواری، سفر در مناطق ناشناخته، کشتیرانی و قایقرانی، عملیات نجات هنگام وقوع سیل و زمینلرزه و هر فعالیت دیگر که نیازمند محلیابی باشد، بهره برد.
GPS چیست؟
GPS کــــه مخفــــفGlobal Positioning System است یک سیستم موقعیتیاب ماهوارهای است که از یک شبکه 24 ماهوارهای در مدار زمین تشکیل شده است و اطلاعات مکانی و زمانی را در هر لحظه به زمین ارسال میکند. این اطلاعات از طریق گیرندههای دستی دریافت، پردازش و در نهایت روی صفحه نمایشگر مشاهده میشوند.
جالب است بدانید فاصله بین این ماهوارهها و سرعت آنها به گونهای طراحی شده است که هیچگاه تداخلی در عملکرد ماهوارهها ایجاد نمیشود تمام زمین را تحت پوشش خود قرار میدهند. این ماهوارهها به طور دائم امواج رادیویی را به تمام سطوح زمین ارسال میکنند و امواج رادیویی دائما فاصله بین ماهوارهها را گزارش میدهند. به این ترتیب اگر یک گیرنده GPS روی زمین اطلاعات را دریافت کند، از طریق آن میتوان موقعیت خود را شناسایی کرد.
امواج رادیویی در GPS به روی دو فرکانس MHZ1228 و MHZ1575 ارسال میشوند.
این سیستم ارسال و دریافت امواج رادیویی شباهت زیادی به رادیوهای معمولی و سایر وسایل گیرنده امواج رادیویی دارد.
در حقیقت کاربران GPS میتوانند رادیوهای خانگی را یک گیرنده GPS فرض کنند و 24 ماهواره موجود در فضا را نیز فرستندههای صدا و سیما بپندارند
تاریخچه GPS
تقریباً در اواسط دهه ۶۰ وزارتخانههای دفاع برخی از کشورها متوجه شدند که سیستمهای ناوبری آن زمان از دقت مطلوبی برخوردار نیستند و به طور طبیعی، چشمها به سمت فضای نزدیک زمین دوخته شد. اولین سیستم ناوبری ماهوارهای «ترنسیت» نام داشت. این پروژه وزارت دفاع آمریکا از شش ماهواره تشکیل شده بود و از مختصات خاصی بهره میبرد. ماهواره بر روی یک مسیر خاصی حرکت کرده و بر روی فرکانس مشخصی، امواج را ارسال مینمود و یک سیگنال با یک فرکانس مشخص به گیرندهها میرسید و موقعیت مکانی با اندازهگیری تغییر فرکانس محاسبه میشد. ماهوارهها امکان تغییر موقعیت هر نقطه از کره زمین را در هر یک ساعت و نیم و با دقتی برابر با ۲۰۰ متر فراهم مینمودند.
سیستم ماهوارهای «ترنسیت» تا سال ۱۹۹۶ به حیات خود ادامه داد. تولد سیستم موقعیتیابی جهانی یا به اختصار GPS در سال ۱۹۷۳ اتفاق افتاد. یعنی زمانی که وزارت دفاع آمریکا هماهنگسازی سیستمهای ناوبری را آغاز نمودند.
زیرا سازمانهای مختلف سیستمهای متفاوتی را ایجاد کرده بودند که اکثراً با یکدیگر منطبق نبودند. این سیستم جدید تفاوتهای مهمی با ترنسیت دارد، هر ماهواره چند ساعت اتمی با خود همراه دارد، موقعیت خود را همراه زمان دقیق، به صورت یک سیگنال ارسال میکند و سیستم ناوبری کاربر زمان استخراج شده از این سیگنال را مقایسه کرده و در سه نقطه موقعیتیابی میکند.
ضمناً احتیاجی به هیچ گونه ساعت دقیقی در گیرنده نیست. تنها وقت در دورههای زمانی کوتاه مورد نیاز است.
شامل 33 صفحه Word
دانلود تحقیق GPS و کاربرد آن