فروشگاه اینترنتی تین

داخلی آرشيو مقاله مقاله ها

شنبه ۲۲ اسفند ۱۳۸۸ ساعت ۰۳:۰۷

GPS چگونه کار می کند؟
ماهواره های این سیستم، در مداراتی دقیق هر روز 2 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 نسبت به زمین محاسبه می کنند. در واقع گیرنده زمان ارسال 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 ، معین می کند.
گیرنده به دریافت اطلاعات همزمان از حداقل 3 ماهواره برای محاسبه 2 بعدی و یافتن طول و عرض جغرافیایی، و همچنین دریافت اطلاعات حداقل 4 ماهواره برای یافتن مختصات سه بعدی – ارتفاع- نیازمند است. با ادامه دریافت اطلاعات از ماهواره ها گیرنده اقدام به محاسبه سرعت، جهت(قطب نما)، مسیرپیموده شده، فواصل طی شده، فاصله باقی مانده تا مقصد، زمان طلوع و غروب خورشید و بسیاری اطلاعات مفید دیگر، می نماید.

گیرنده های GPS به دو دسته اصلی تقسیم می شوند :

الف) گیرنده های نظامی (جی پی اس نظامی)
ب ) گیرنده های غیر نظامی

گیرنده های غیر نظامی فقط می توانند افمریزهای ارسالی روی کد C/A را از ماهواره دریافت کنند ،لذا تعیین موقعیت مطلق توسط این دسته از گیرنده ها ضعیف می باشد.(در حدود 3 تا 5 متر).اما گیرنده های نظامی که اکثرا در اختیار ارتش آمریکا و کشورهای عضو پیمان ناتو می باشد قادر هستند که پارامترهای ارسال شده بوسیله کد P (پارامترهای دقیق) را نیز علاوه بر کد C/A استفاده کنند. دقت تعیین موقعیت با چنین گیرنده هایی بسیار بالاست و در حال حاضر استفاده از کد P وکد Y که مشکل تر از کد P است صرفا در اختیار نظامیان آمریکایی می باشد. البته از سال 2000 دقت سیستم GPS غیر نظامی با توجه به حذف خطای SA که وزارت دفاع آمریکا آن را عمدا همراه سایر موج ها از ماهواره های GPS به سمت گیرنده های غیر نظامی می فرستاد، دقت تعیین موقعیت با گیرنده های دستی معمولی به 3 تا 5 متر رسیده است. البته برای کارهای دقیق ژئودزی و نقشه برداری با استفاده از گیرنده های دو فرکانسه(تفاضلی) به شیوه تعیین موقعیت نسبی میتوان به دقت در حد میلیمتر دست پیدا کرد. البته همین دقت 3 تا 5 متر گیرنده های دستی عادی هم نیازهای عمومی ناوبری(کوهنوردی و….) را بخوبی تامین میکند.

کاربردهای GPS
GPS ها دارای كاربردهای متنوعی در زمین، دریا و هوا می باشند، اساساً GPS هر جایی قابل استفاده است مگر در نقاطی كه امكان وصول امواج ماهواره درآنها نباشد مانند داخل ساختمان ها، غارها و نقاط زیرزمینی دیگر و یا زیر دریا، كاربردهای هوایی GPS در رهیابی برای هوانوردی تجاری میباشد. در دریا نیز ماهیگیران، قایقهای تجاری، ودریا نوردان حرفه أی از GPS برای رهیابی استفاده میكنند.
استفاده های زمینی GPS بسیار گسترده تر می باشد. مراكز علمی از GPS برای استفاده از قابلیت و دقت زمان سنجی اش و اطلاعات مكانی اش استفاده می كنند. نقشه برداران از GPS برای توسعه منطقه كاری خود بــــهره می گیرند. سایت های گرانقیمت نقشه برداری دقت هایی تا یك متر را فراهم می آورند. GPS ها علاوه بر صرفه جویی دقت های بهتری را برای این سایت ها به ارمغان می آورند. استفاده های تفریحی از GPS نیز به تعداد تمام ورزشهای تفریحی متنوع است. به عـنوان مثال برای شكارچیان، برف نوردان، كوهنوردان و سیاحان و…
در نهایت باید گفت هركسی كه می خواهد بداند كه دركجا قراردارد، راهش به چه سمتی است، و یا با چه سرعتی در حركت است می تواند از یك GPS استفاده كند. در خودروها نیز وجود GPS به امری عادی بدل خواهد شد. سیستم هایی درحال تهیه است تا دركنار هر جاده ای با فشار دادن یك كلید موقعیت به یك مركز اورژانس انتقال یابد. ( بوسیله انتقال موقعیت فعلی به یك مركز توزیع ) سیستم های پیچیده دیگری موقعیت هر خودرو را در یك خیابان ترسیم می كنند این سیستم ها به راننده بهترین مسیر برای رسیدن به یك هدف خاص را پیشنهاد می كنند. در کشورهای توسعه یافته از این سیستم جهت کمک به راهبری خودرو، کشتی و انواع وسایل نقلیه بهره گیری می شود.
هر چه نقشه های منطقه ای که در حافظه گیرنده بارگذاری می شود دقیق تر باشد، سرویس هایی که از GPS می توان دریافت داشت نیز ارتقا می یابد. برای مثال، می توان از GPS مسیر نزدیکنرین پمپ بنزین، تعمیرگاه و یا ایستگاه قطار را سوال نمود و مسیر پیشنهادی را دنبال کرد. دقت مکانیابی این سیستم در حد چند متر می باشد، که بسته به کیفیت گیرنده تغییر می کند.
پیش بینی زلزله ازدیگرکاربردهایGPS است. (در حال حاضر برای پیش بینی زلزله بیش از 1200 GPS در ژاپن نصب شده و همچنین فقط در اطراف شهر لس آنجلس آمریکا، 250 GPS در حال اندازه گیری و فعالیت 24 ساعته هستند.)
از دیگر کاربردهای این سیستم بطور فهرست وار میتوان به موارد زیر اشاره کرد: کاداستر، کنترل امور مربوط به حمل و نقل و ترافیک، کنترل حرکات تکتونیکی زمین، کنترل جابجایی سدها و برج های بلند، پیش بینی وضع هوا (از طریق اندازه گیری میزان انرژی موج فرستاده شده از سوی GPS پس از عبور از لایه های جو و ابرهای موجود در منطقه مورد نظر)، هیدروگرافی(آبنگاری)، تعیین موقعیت سکوهای دریایی نفتی، تعیین موقعیت جزیره های مرجانی، مین یابی، SCAN کردن دریا، بروز رسانی سیستم های تعیین موقعیت اینرشیال، استفاده جهت کنترل ماهواره های سنجش از دور(Remote Sensing) و کاربردهای وسیع نظامی و…
(یک نکته که باید هنگام استفاده از این سیستم حتما مورد توجه قرار گیرد این است که در زمان هایی که احتمال ارسال امواج پارازیت برروی گیرنده های GPS می رود به هیچ عنوان نمی توان روی داده های ارائه شده توسط گیرنده های غیر نظامی حساب باز کرد.)