همه چیز درباره سیستم های GPS

قطعاً شما هم تا به حال نام GPS را شنیده اید. اگر اهل بازدید از نمایشگاههای دستاوردهای اطلاعاتی باشید احتمالاً با دو یا سه غرفه سرویس راهبری ماهوارای برخورد کرده اید. غرفه هائی که یک عدد مانیتور را به سمت بازدید کنندگان گردانده اند و روی مانیتور نقطه کوچکی بر روی نقشه تهران در حال حرکت است و شما می توانید نام خیابانی را که نقطه هم اکنون در آن قرار دارد ببینید. حتی پیش بینی کنید به کدام خیابان وارد خواهد شد. در این فکر و خیال ها هستید که متوجه می شوید این تصویر را می توانید درون گوشی موبایلتان ببینید و آن نقطه قرمز در حقیقت خودتانید. ولی تا بحال چقدر از این سرویس اطلاعات کسب کرده اید؟ سیستم مکان یاب جهانی(POSITIONING SYSTEMS GLOBAL) یا GPS یک سیستم راهبردی و مسیریابی ماهواره ای است که از شبکه ای با ماهواره ساخته شده است. این ماهواره 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 1980 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 شبانه روز در دسترس است. پدید آورندگان این سیستم، هیچ حق اشتراکی برای کاربران در نظر نگرفته اند و استفاده از آن کاملاً رایگان است.

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 روی کره زمین محاسبه می کنند.

در واقع گیرنده زمان فرستادن 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 می یابد.

گیرنده به دریافت اطلاعات همزمان از حداقل 3 ماهواره برای محاسبه 2 بعد و یافتن طول و عرض جغرافیایی و همچنین دریافت اطلاعات حداقل 4 ماهواره برای یافتن مختصات سه بعدی نیازمند است.

با ادامه دریافت اطلاعات از ماهواره ها گیرنده اقدام به محاسبه سرعت، جهت، مسیر پیموده شده فواصل طی شده، فاصله باقی مانده تا مقصد، زمان طلوع و غروب خورشید و بسیاری اطلاعات مفید دیگر می نماید.

ماهواره های سیستم

24 ماهواره GPS در مدارهایی بفاصله 36600 کیلومتری از سطح دریا گردش می کنند. هر ماهواره دقیقاً طی 12 ساعت با سرعت 11 هزار کیلومتر بر ساعت یک دور کامل بدور زمین می گردد.

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 به همراه دارند. راکتهای کوچکی نیز ماهواره ها را در مسیر درست نگاه می دارند. به این ماهواره هاNAVSTAR نیز گفته می شود. اولین ماهواره GPS در سال 1978 در مدار زمین قرار گرفت. در سال 1994 شبکه 24 عددی NAVSTAR تکمیل شد. عمر هر ماهواره حدود 10 سال است که پس از آن جایگزین می گردد. هر ماهواره حدود 2000 پاوند وزن دارد و درازی باتری های خورشیدی آن 5/5 متر است. انرژی مصرفی هر ماهواره کمتر از 50 وات است.

گیرنده GPS

بسته به نوع مصرف و بودجه می توانید از گستره زیادی از گیرنده های GPS بهره ببرید. همچنین، باید از در دسترس بودن نقشه مناسب و بروز(UP-TO-DATE ) برای منطقه 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 است.

برای نمونه می توان از GPS مسیر نزدیکترین پمپ بنزین، تعمیرگاه و یا ایستگاه قطار را پرسید و مسیر پیشنهادی را دنبال کرد. دقت مکان یابی 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 مساحت، پروژه های عمرانی، کوهنوردی، کایت سواری، سفر در مناطق ناشناخته، کشتی رانی و قایقرانی، عملیات نجات هنگام وقوع سیل و زمین لرزه و هر فعالیت دیگر که نیازمند مکان یابی باشد، بهره برد.