|
GPS
چیست و چگونه کار میکند؟
جیپیاس یا سیستم موقعیتیاب جهانی (Global
Positioning Systems)،
یک سیستم راهبری و مسیریابی ماهوارهای است که از شبکهای با
حداقل
۲۴
ماهواره تشکیل شده است. این ماهوارهها به سفارش وزارت دفاع
ایالات متحده ساخته و در مدار زمین قرار داده شدهاند.
جیپیاس در ابتدا برای مصارف نظامی تهیه شد ولی از سال
۱۹۸۰
استفاده عمومی آن آزاد و آغاز شد.خدمات این مجموعه در هر شرایط
آب و هوایی و در هر نقطه از کره زمین در تمام شبانهروز در
دسترس است و استفاده از آن رایگان است.علاوه بر جیپیاس، دو
سیستم کمابیش مشابه دیگر نیز وجود دارد: سیستم گلوناس که دولت
شوروی ساخته و اکنون بهدست کشور روسیه اداره میشود و سیستم
گالیله که کشورهای اروپائی آن را برای وابسته نبودن به سیستم
آمریکائی جیپیاس ساخته اند.قطب نماهایی که با نیروی مغناطیسی
زمین جهت یابی میکنند، به تدریج جای خود را به گیرندههای
جیپیاس خواهند داد؛ جیپیاس، سامانهای است که به کمک گروهی
از ماهوارهها جهت یابی میکند. ماهوارههایی که هرکدام در
مدارهای خود به دور زمین در گردشند؛ این ماهوارهها با
ایستگاههای ویژهای بر روی زمین در تماس اند و همواره موقعیت
آنها در فضا مشخص است. دستگاه گیرندهٔ جیپیاس شما، با
ارتباط با تعدادی از این ماهواره ها، فاصلهٔ شمارا تا آنها
تعین میکند و سپس موقعیت دقیق شما روی زمین بدست میآید. در
واقع اساس کار این سامانه، فرستادن سیگنالهای رادیویی با
فرکانس بالا و به طور پیوسته است که زمان و مکان ماهواره را
نسبت به زمین مشخص میکند و یک گیرندهٔ جیپیاس روی زمین، با
گرفتن این اطلاعات از سه ماهواره یا بیشتر، آنها را پردازش
میکند و موقعیت کاربر را در هر نقطهٔ زمین، در هر ساعتی از
شبانه روز و در هر وضعیت آب و هوایی به او نشان میدهد. با
چندین اندازه گیری متعدد، گیرنده به محاسبهٔ سرعت، مدت زمان
سفر، فاصلهٔ شما تا مقصد، مختصات جغرافیایی (طول و عرض
جغرافیایی و ارتفاع از سطح دریا)، زمان طلوع و غروب خورشید و
ماه (در تقویم نجومی)، تعداد ماهواره ها، زمان محلی و ...
میپردازد و آن را در اختیار کاربر قرار میدهد. به طور
میانگین، هشت ماهواره از 24 ماهواره، در اطراف هر نقطه از کرهٔ
خاکی که باشید در آسمان گشت میزنند. هرچه گیرندهٔ شما به
ماهوارههای بیشتری وصل شود، اطلاعات دقیق تری را برای شما
محاسبه میکند. جیپیاس، در ابتدا تنها استفادهٔ نظامی داشته
است، ولی از سال 1980 به بعد تصمیم گرفته شد تا از آن در
فعالیتهای غیر نظامی هم استفاده شود ؛ تا جایی که امروزه حتی
در ماهی گیری و شکار هم مورد استفاده قرار میگیرد. این
ماهوارهها به سفارش وزارت دفاع ایالات متحده ساخته و در مدار
زمین قرار داده شدهاند.سيستم تعيين موقعيت جهاني
GPS
متشكل از 24 ماهواره است كه درارتفاع 20000 كيلومتري ازسطح
زمين قراردارند ودر 6 مدار كه هرمدار 4 ماهواره قرارداد وبا
زاويه ميل 55 درجه وپر يود ساعتي 12 ساعته درگردشند .هرماهوارهGPS
دوموج با دو فركانس درباند امواج الكترومغناطيسي (L1,
L2
) ارسال مي كند موج
L1
با فركانس1575
MHZ
و موج
L2
با فركانس1227
MHZ
مي باشد.
كاربردهای
GPS
چیست؟
بطوركلي ازمهمترين زمينه هاي كاربرد
GPS
مي توان به موارد زير اشاه كرد.
الف
– درزمينه هاي نظامي
1- كاربردهوايي : ازهدايت موشك ها تا تمام هواپيماهاي جنگنده و
بمب افكن , هلي كوپتر .موشك كروز , چتر بازي و پروازهاي نظامي
و ....
2- كاربرد هاي دريايي: زيردريايي , كشتي و تمام انواع قايق ها
ودريانوردي نظامي .
3- كابردهاي زميني : مكان توپخانه ها, ناوبري خودروها , هدايت
پياده نظام , سيستم موشك زمين به زمين , شناخت نوع وجنس خاك .
ب: كاربرد هاي نقشه برداري :
از
GPS
به طريق مختلف درنقشه برداري مي توان استفاده كرد .مهمترين
كاربردهاي
GPS
درنقشه برداري عبارتنداز :
1) نقشه برداري هيدرو گرافيك .
2) نقشه برداري سينما تيكي خيلي دقيق برروي زمين .
3) فتو گرامتري بدون كنترل زميني
4) انبوه سازي شبكه ژئو دتيك
5) نقشه برداري كارامتري
6) فتو گرامتري بصورت
REAL .TIME
ج: كاربردهاي تجاري :
1.ناوبري هوايي : دردهه هشتاد , چهل سال پس از كنوانسيون
شيكاگو كه منجر به تأسيس سازمان بين المللي هواپيماهاي كشوري
ايكائو گرديد نگراني جامعه هواپيمايي ازمحدوديتهاي سيستم هاي
ناوبري موجود به طور روزافزوني افزايش يافت .
پيش بيني هاي به عمل آمده نيز نشان دهنده رشدسريع مسافرت هاي
هوايي تاسال 2001 خصوصاً درمناطقي مانند آسيا , اقيانوسه
بودتعداد 18 ميليارد مسافر وبيش از 10000هواپيما ي درحال تردد
درهرلحظه اين نگراني را تاييد مي نمود .لذا پيشنهاد شد كه
ازتكنولوژي ماهواره براي مبادله صوتي وداده هاي موردنياز با
خطوط ارتباطي مستقيم از هواپيمابه ماهواره وازآن طريق به كنترل
ترافيك هوايي استفاده شود. دراين حالت محدوديت ديد مستقيم
درسيستم هاي (17)
VHF
و كيفيت درسيستم هاي (18)
HF
وجودندارد بعلاوه دريك مجموعه واحد مي توان بصورت همزمان داده
هاي ضروري هواپيما مانند مشخصات پرواز, ارتفاع , سرعت و جهت را
نيز به كنترلر مراقب پرواز اطلاع داد واز اين طريق خطاي
انتقال صحيح اطلاعات ناشي از عوامل انساني دروقوع سوانح را به
كلي ازبين برد.
امروزه تئوري پرواز آزاد انقلابي درصنعت حمل ونقل هوايي بوجود
آورده است درپرواز هاي آزاد با توجه به قابليت انعطاف سيستم
هاي ناوبري ونظارت مي توان به جاي استفاده ازمسيرهاي ثابت
هوايي آنها را بصورت كاملاً ديناميكي بهينه نمود اين ايده جالب
بهره برداري بسيارموثر ازفضا را دارد .بنابراين امروزه شركت
هاي بزرگ هواپيما سازي مشغول نصب سيستمهاي
GPS
برروي هواپيما ها مي باشند .
2. ناوبري دريايي : درناوبري دريايي براي تعيين مسير , نقاط
مبداء ومقصد وغيره از
GPS
مي توان بهره گرفت .
د: كاربردهاي همگاني :
سيستم موقعيت ياب
GPS
كاربرهاي همگاني نيز دارد كه ازمهمترين اين كاربردها مي توان
به موارد زيراشاره كرد.
1- حركت درفضاي باز: حركت درمناطقي كه راههاي چندان مناسبي
ندارد يا به كلي فاقد راه است .گيرنده
GPS
بسيارارزشمند خواهدبود.
2- ماهيگيري
3- پروازبا گلايدر .
4- استفاده حرفه اي درعمليات زميني
5- اسكي , كوهنوردي
6- قايقراني
7- عمليات جستجو و نجات
8- حركت اتومبيل درجاده
9- مسابقات اتومبيل راني رالي
البته كاربرهاي
GPS
روزبه روز بيشتروبيشتر مي شود ونيزنبايد اين نكته را ازنظر
دورداشت كه اين سيستم با تمام مزاياي خودممكن است دچار اختلال
گردد ويا گيرنده اي كه دردست شماست دچارخرابي گردد .پس
بايدروشهاي موقعيت يابي كلاسيك را كه كار با قطب نما ونقشه است
ازياد
نبرده
و اول اين روش را يادگرفت وبعد بسراغ
GPS
رفت تا درمواقع نياز دچار وابستگي به سيستم موقعيت يابي جهاني
نباشيم .
البته مطالب گفته شده در وبسایت بطور كامل تمام جزئيات را
موردبررسي قرار نداده .زيرا بسياري ازموارد مسائل فني ويا
محرمانه سيستم مي باشد كه كمتر دردسترس افرادعادي مي باشد و
نيز بررسي آن نياز به دانستن بسیاري ازروابط پيچيده فيزيك و
ریاضیات دارد.
|
