همه چیز درباره سیستم های GPS

سیستم مکان یاب جهانی (Global Positioning Systems) یا GPS یک سیستم راهبری و مسیریابی ماهواره ای است که از شبکه ای با ۲۴ ماهواره ساخته شده است. این ماهواره ها به سفارش وزارت دفاع ایالات متحده ساخته و در مدار قرار داده شده است .

این سیستم در ابتدا برای مصارف نظامی تهیه شد ولی از سال ۱۹۸۰ استفاده ی همگانی از آن آزاد و آغاز شد. سیستم مکان یاب جهانی (Global Positioning Systems) یا GPS یک سیستم راهبری و مسیریابی ماهواره ای است که از شبکه ای با ۲۴ ماهواره ساخته شده است.

این ماهواره ها به سفارش وزارت دفاع ایالات متحده ساخته و در مدار قرار داده شده است . این سیستم در ابتدا برای مصارف نظامی تهیه شد ولی از سال ۱۹۸۰ استفاده ی همگانی از آن آزاد و آغاز شد. خدمات این مجموعه در هر شرایط آب و هوایی و در هر نقطه از کره ی زمین در تمام ساعت شبانه روز در دسترس است. پدید آوردنگان این سیستم، هیچ حق اشتراکی برای کاربران در نظر نگرفته اند و استفاده از آن کاملا رایگان میباشد. ▪ GPS چگونه کار می کند؟ ماهواره های این سیستم، در مداراتی دقیق هر روز ۲ بار بدور زمین می گردند و اطلاعاتی را به زمین مخابره می کنند. گیرنده های GPS این اطلاعات را دریافت کرده و با انجام محاسبات هندسی، محل دقیق گیرنده را روی کره ی زمین محاسبه می کنند.

در واقع گیرنده زمان فرستاده سیگنال توسط ماهواره را با زمان دریافت آن مقایسه می کند. از اختلاف این دو زمان فاصله گیرنده از ماهواره تعیین می گردد. حال این عمل را با داده های دریافتی از چند ماهواره دیگر تکرار می کند و بدین ترتیب محل دقیق گیرنده را با اختلافی ناچیز در میبابد.

گیرنده به دریافت اطلاعات همزمان از حداقل ۳ ماهواره برای محاسبه ۲ بعدی و یافتن طول و عرض جغرافیایی، و همچنین دریافت اطلاعات حداقل ۴ ماهواره برای یافتن مختصات سه بعدی نیازمند است. با ادامه ی دریافت اطلاعات از ماهواره ها گیرنده اقدام به محاسبه سرعت، جهت، مسیرپیموده شده، فواصل طی شده، فاصله باقی مانده تا مقصد، زمان طلوع و غروب خورشید و بسیاری اطاعات مفید دیگر می نماید. ▪

ماهواره های سیستم ۲۴ ماهواره ی GPS در مدارهایی بفاصله ۳۶۶۰۰ کیلومتری از سطح دریا گردش می کنند. هر ماهواره دقیقا طی ۱۲ ساعت با سرعت ۱۱ هزار کیلومتر بر ساعت یک دور کامل بدور زمین می‌گردد. این ماهواره ها نیروی خود را از خورشید تامین می کنند ولی باتری هایی نیز برای زمانهای خورشید گرفتگی و یا مواقعی که در سایه ی زمین حرکت می کنند بهمراه دارند.

راکتهای کوچکی نیز ماهواره ها را در مسیر درست نگاه می دارند. به این ماهواره ها NAVSTAR نیز گفته می‌شود. در اینجا به برخی مشخصه های جالب این سیستم اشاره می کنیم: • اولین ماهواره GPS در سال ۱۹۷۸ در مدار زمین قرار گرفت. • در سال ۱۹۹۴ شبکه ۲۴ عددی NAVSTAR تکمیل شد. • عمر هر ماهواره حدود ۱۰ سال است که پس از آن جایگزین می گردد. • هر ماهواره حدود ۲۰۰۰ پاوند وزن دارد و درازای باتری های خورشیدی آن ۵.۵ متر است. • انرژی مصرفی هر ماهواره، کمتر از ۵۰ وات میباشد. ▪

گیرنده ی GPS بسته به نوع مصرف و بودجه می توانید از گستره ی زیادی از گیرنده های GPS بهره ببرید. همچنین، باید از در دسترس بودن نقشه ی مناسب و بروز (up-to-date) برای منطقه ی مورد استفاده تان، اطمینان حاصل کنید.

امروزه بهای گیرنده های GPS بطور چشمگیری کاهش پیدا کرده و هم اکنون در اروپا با بهایی برابر با یک گوشی متوسط موبایل نیز می توان گیرنده GPS تهیه کرد. امروزه در کشورهای توسعه یافته از این سیستم جهت کمک به راهبری خودرو، کشتی و انواع وسایل نقلیه ی دیگر بهره گیری می شود. هر چه نقشه های منطقه ای که در حافظه گیرنده بارگذاری می شود دقیق تر باشد،

سرویسهایی که از GPS می توان دریافت داشت نیز بهتر میشود. برای نمونه می توان از GPS مسیر نزدیکنرین 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 تغییر می کند. از سیستم مکان یاب جهانی می توان در کارههایی چون نقشه برداری و مساحی، پروژه های عمرانی، کوهنوردی، کایت سواری، سفر در مناطق ناشناخته، کشتی رانی و قایقرانی، عملیات نجات هنگام وقوع سیل و زمینلرزه و هر فعالیت دیگر که نیازمند محل یابی باشد، بهره برد.

GPSها چگونه کار می کنند؟ ماهواره های جی پی اس مدارزمین را هر روز ۲ بار طی می کنند و امواج اطلاعاتی را به زمین می فرستند . گیرنده جی پی اس ذر زمین محل دقیق دستگاه و در نتیجه جای شما را با دقتی حتی کمتر از ۳ متر در هر نقطه از زمین محاسبه می کند.

آیا تا کنون این فکر به ذهن شما خطور کرده است که در بیابان یا جنگل گم شوید چگونه را خود را پیدا می کنید. مسلما اولین انتخاب شما همرا بردن قطب نما و یا کمک گرفتن از ستاره ها خواهد بود ولی آیا همه می توتنند با قطب نما و یا موقعیت خورشید در آسمان راه خود را پیدا کنند!و حتما شما نیز در این مورد با من هم عقیده هستید .

اما جالب است بدانید که این بشر تشنه اختراع و اکتشاف برای این مورد هم راه حلی پیدا کرده و آن هم وسیله ای است به نام GPS که حروف آن مخفف عبارت global positioning system به معنای سیستم اعلام موقیت جهانی است. این سیستم شامل ۲۴ ماهواره است که در مدار زمین قرار گرفته اند که در سال ۱۹۷۸ اولین ماهواره آن به فضا پرتاب شد.

در ابتدا می خواستند از آن به منظور امور نظامی استفاده کنند ولی در سال ۱۹۸۰ مقامات وزارت دفاع ( آمریکا) استفاده از آن را برای عموم آزاد اعلام کردند. این ۲۴ ماهواره به فاصله ۱۲۰۰۰ مایلی زین قرار گرفته اند آنها دایما در حرکتند و طی ۲۴ ساعت دو بار مدار خود را با سرعت ۷۰۰۰ مایل در ساعت طی می کنند و وزن هر کدام ۲۰۰۰ پوند است . این ماهواره ها با انرژی خورشیدی نیروی مورد نیاز خود را تامین می کنند.

برای استفاده از این تکنولوژی مجبور به پرداخت هیچ گونه هزینه ای نیستید و تنها باید هزینه ناچیز دستگاه گیرنده که ابعاد آن از یک ساعت مچی تا یک دستگاه ویدئو است بپردازید.