جی پی اس دقیقا چگونه کار می کند ؟
جی پی اس چیست و چگونه کار می کند ؟
جی پی اس مخفف کلمه سیستم موقعیت یابی جهانی است و به شما می گوید در کجا هستید. ساعت یازده است… آیا می دانید بچه ها در کجا هستند؟ یکی از راه های ردیابی آن ها نصب یک گیرنده جی پی اس در اتومبیل است. جی پی اس یا سیستم موقعیت یابی جهانی یکی از داغ ترین فناوری های جهانی است.
چگونگی عملکرد جی پی اس (GPS)
GPS، سامانه ای است که با استفاده از تعدادی ماهواره، جهت یابی می کند. ماهواره های موقعیت یاب در هر ۱۲ ساعت یک بار به دور مدارهای دقیق ردیابی در گردش هستند، هر کدام از آنها با ارائه سیگنال های خاصی به ایستگاه های مستقر در زمین اطلاعاتی را برای بررسی در اختیار دستگاه های GPS قرار می دهند که در نهایت موجب تعیین موقعیت دقیق گیرنده ها می شود. هنگام استفاده از جی پی اس، درخواست شما به ایستگاه های زمینی منتقل می شود و طی فرآیندی بسیار پیچیده، موقعیت مشخص شده به گوشی یا رایانه همراه تان ارسال می شود. به طور کلی اساس کار جی پی اس، ارسال سیگنال های رادیویی با فرکانس بالا و به طور پیوسته است که زمان و مکان ماهواره را نسبت به زمین مشخص می کند.
سیستم های جی پی اس، دقت مسیریابی بالایی دارند؛ به گونه ای که در هر زمان و شرایط آب و هوایی می توان به راحتی می توان در مورد موقعیت و مسیر مورد نظر اطلاعات بدست آورد. بازه دقت جی پی اس معمولا میان ۲ تا ۵ متر است که به موقعیت مورد نظر، پوشش دهی و سرعت اینترنت مناسب و موارد مشابه بستگی دارد.
همچنین یک گیرنده جی پی اس روی زمین مانند گوشی های هوشمند، با دریافت این اطلاعات از سه ماهواره یا بیشتر، آنها را پردازش کرده و موقعیت گیرنده و کاربر را با اندازه گیری های مختلف گیرنده اطلاعات، مختصات جغرافیایی (طول و عرض جغرافیایی و ارتفاع از سطح دریا)، فاصله تا مقصد، سرعت، مدت زمان سفر، زمان طلوع و غروب خورشید و ماه (در تقویم نجومی)، تعداد ماهواره ها، زمان محلی و … را در هر ساعتی از شبانه روز و هر شرایط آب و هوایی، محاسبه کرده و آن را در اختیار شما قرار می دهد.
کاربردهای GPS
چنانچه پیش از این در بخش های مختلف نمناک گفته شده است، جی پی اس در بسیاری از صنایع و تکنولوژی ها کاربرد دارد. رایج ترین موارد استفاده از جی پی اس عبارتند از:استفاده در تکنولوژی ردیاب خودرو، کشتی رانی، عملیات نجات هنگام وقوع سیل و زلزله، پروژه های عمرانی، کوهنوردی و کنترل ترافیک.
برخی از کاربرد های متنوع دیگر آن عبارتند از:
- دانشمندان مینسوتا از جی پی اس برای مطالعه حرکات و عادات غذایی گوزن ها استفاده می کردند.
- جستجوگران از جی پی اس برای اندازه گیری نحوه جابجایی ساختمان ها پس از بمب گذاری در شهر اوکلاهما استفاده می کردند.
- جی پی اس به حل و فصل اختلافات مربوط بین املاک و مالکان زمین کمک می کند.
- داده های جی پی اس نشان داده است که کوه اورست بلندتر می شود.
- باستان شناسان دریایی از جی پی اس برای راهنمایی شکار کشتی های تحقیقاتی استفاده می کنند.
جی پی اس به طور همزمان به ۵ سوال پاسخ می دهد:
- کجا هستم؟
- به کجا می روم؟
- کجا هستی؟
- بهترین راه برای رسیدن به آن جا چیست؟
- چه زمان به آن جا خواهم رسید؟
جی پی اس تنها سیستم امروزی است که می تواند موقعیت مکانی دقیق شما را در هر زمان و در هر شرایط آب و هوایی بدون توجه به مکانی که هستید نشان دهد.
نحوه توسعه جی پی اس
مانند بسیاری از توسعه پیشرفت های تکنولوژی دیگر جی پی اس توسط ارتش آمریکا طراحی شده است. این مفهوم در اواخر دهه ۶۰ آغاز شد، اما اولین ماهواره تا فوریه سال ۱۹۷۸ راه اندازی نشده بود. در سال ۱۹۸۹ شرکت ماژلان اولین گیرنده دستی جی پی اس را معرفی کرد. در سال ۱۹۹۲ در عملیات طوفان صحرا از جی پی اس استفاده شد. درمارس سال ۱۹۹۶ رئیس جمهور تصمیم گرفت جی پی اس را برای کابران غیر نظامی رایگان کند.
سیستم جی پی اس دارای ۴ بخش است:
- بخش فضایی اکنون از ۲۸ ماهواره تشکیل شده است که هریک در مدار خود حدود۱۷۷۰۲/۷۸ کیلومتر بالاتر از سطح زمین قراردارد.
- خدمات این مجموعه در هر نقطه از کره زمین و در هر شرایط آب و هوایی به صورت شبانه روزی و رایگان در دسترس است.
- بخش کاربر شامل گیرنده هایی است که شما می توانید آن را در دست گرفته و یا در اتومبیل خود نصب کنید.
- بخش کنترل شامل ایستگاه های زمینی ( ۵ عدد از آن در سراسر جهان واقع است) می شود که از عملکرد صحیح ماهواره ها اطمینان حاصل می کند.
استفاده های غیر نظامی جی پی اس
در ابتدا ارتش از ترس آنکه قاچاقچیان، تروریست ها یا نیروهای دشمن از جی پی اس استفاده کنند به غیر از نظامیان به کسی حق استفاده نمی داد. سرانجام وزارت دفاع با تحکیم فشار شرکت های سازنده، تجهیزات جی پی اس را برای مقاصد غیرنظامی و با محدودیت هایی در دسترس قرار داد.
در اوایل ماه می سال ۲۰۰۰، کلینتون رییس جمهور آمریکا، محدودیت ها را برداشته و اعلام کرد که گزینه تخریب سیگنال های جی پی اس غیر نظامی در مواقع غیراضطراری در سال ۲۰۱۰ از بین خواهد رفت. دولت فدرال متعهد است که فناوری جی پی اس را برای استفاده های صلح آمیز بر مبنای جهانی و بدون شارژ ارایه دهد و اکنون در سراسر جهان و ایران عزیزمان نیز در دسترس عموم مردم قرار دارد .
انواع جی پی اس ها به عنوان ردیاب
۱٫ جی پی اس خودرو
جی پی اس های خودرو، مشهورترین نوع دستگاه های موقعیت یاب هستند. این دستگاههای کوچک با نصب یک سیم کارت فعال می شود. این موقعیت یاب های کوچک به دلیل اندازه مناسبی که دارند قابل نصب در هر قسمت از ماشین می باشند که با تصال ساده آن به گوشی موبایل می توان اطلاعات مسیر و موقعیت اتومبیل را در اختیار داشت. این امکان بیشتر برای افرادی مناسب است که راننده تاکسی هستند و یا خودروی خود را اجاره می دهند.
۲٫ جی پی اس موتور سیکلت
جی پی اس و ردیابها برای موتور سیکلت ها نیز قابل استفاده می باشد. می توان با نصب دستگاه مسیریاب به موتور سیکلت، سیستم موقعیت یاب را بر روی آن فعال کرد. مهمترین کاربرد این مورد بری پیک های موتوری است تا کاربران از وضعیت دقیق مسیر موتورسیکت با اطلاع شوند.
۳٫ جی پی اس جیبی
جی پی اس های جیبی یکی از ابزارهای پرکاربرد برای حفظ و کنترل کودکان ، افراد مسن و حتی افراد مبتلا به آلزایمر می باشد. علاوه بر این می توان این وسیله کوچک و مناسب را در کیف مدارک مهم ، گاوصندوق و لوازم ارزشمند دیگر استفاده نمود.
دلیل خطای جی پی اس ها
ماهواره های موقعیت یاب دقت بسیار بالایی دارند و طراحی آنها به گونه ای است که دقیق ترین اطلاعات را در اختیار کربر قرار می دهد . اما همان طور که ذکر شد هدف از اختراع جی پی اس برای کاربرد های نظامی بود، بنابراین برای از کار انداختن آن، راههایی ایجاد شد.
برخی از مهمترین عوامل تاثیر گذار در ایجاد خطا در عملکرد جی پی اس عبارتند از :
در برخی موارد موقعیت گزارش شده توسط ماهواره ها به درستی انجام نمی شود که بیشتر به دلیل دور از دسترس بودن موقعیت مکانی کاربر از ماهواره ها می باشد.
در بسیاری از مواقع ردیابی مسیرهایی مانند زیر زمین و زیر آب توسط جی پی اس پوشش داده نمی شوند که در این شرایط پیغام خطا به کاربر ارسال می شود.
برخی از عوامل همچون بناهای مرتفع، باعث زمان بر شدن انتقال اطلاعات به ایستگاه های زمینی می شود.
