جی پی اس (GPS) و انواع آن
جی پی اس یا سیستم موقعیت یاب جهانی (Global Positioning Systems)، یک سیستم راهبری و مسیریابی ماهوارهای است که از شبکه ای با حداقل ۲۴ ماهواره تشکیل شده است. این ماهواره ها به سفارش وزارت دفاع ایالات متحده ساخته و در مدار زمین قرار داده شده اند. جی پی اس 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 شبانه روز در دسترس است و استفاده از آن رایگان است. علاوه بر جی پی اس، دو سیستم کم وبیش مشابه دیگر نیز وجود دارد: سیستم گلوناس که دولت شوروی ساخته و اکنون به دست کشور روسیه اداره می شود و سیستم گالیله که کشورهای اروپائی آن را برای وابسته نبودن به سیستم آمریکائی جی پی اس ساخته اند.
انواع ماهواره
انواع ماهواره عبارتند از:
گلوناس (GLONASS)
گلوناس یا سامانه هدایت ماهواره ای در دوران حاکمیت شوروی و در واکنش به سامانه موقعیت یابی جهانی آمریکا جی پی اس ایجاد شد. این سامانه در ابتدا ۲۴ ماهواره داشت، اما پس از فروپاشی شوروی در سال ۱۹۹۱ شمارها آن روبه کاهش نهاد. دولت روسیه اعلام کرده این سامانه در سال ۲۰۰۷ فعالیت خود را آغاز کند. به گفته مقامات روسی این سامانه تا پایان سال ۲۰۰۹ در سراسر جهان در دسترس قرار می گیرد که برای اینکار نیاز به ۲۴ ماهواره است.ماهواره های جی پی اس
این سیستم مجمو عه ای از ۲۷ ماهواره است که به دور زمین در حال چرخشند. ۲۴ ماهواره در حال کار هستند و ۳ ماهواره اضافی هم هنگام بروز مشکل برای هر کدام از ماهواره های اصلی فعال می شوند. فاصله ماهواره ها تا زمین حدود ۱۲۰۰۰ مایل است. سرعت این ماهواره ها معادل ۷۰۰۰ مایل در ساعت می باشد. هر ماهواره دقیقا طی ۱۲ ساعت یک دور کامل بدور زمین می گردد. سرعت هریک ۷۰۰۰ مایل بر ساعت است. این ماهواره ها نیروی خود را از خورشید تامین می کنند. همچنین باتری هایی نیز برای زمان های خورشید گرفتگی و یا مواقعی که در سایه زمین حرکت می کنند به همراه دارند. راکت های کوچکی نیز ماهواره ها را در مسیر صحیح نگاه می دارد. به این ماهواره ها NAVSTAR نیز گفته می شود.اولین ماهواره جی پی اس در سال ۱۹۷۸ یعنی حدود ۳۵ سال پیش در مدار زمین قرار گرفت. در سال ۱۹۹۴ شبکه ۲۴ عددی NAVSTAR تکمیل گردید. عمر هر ماهواره حدود ۱۰ سال است که پس از آن جایگزین می گردد. هر ماهواره حدود ۱۰۰۰ کیلوگرم وزن دارد و طول باتری های خورشیدی آن ۵.۵ متر است. انرژی مصرفی هر ماهواره، کمتر از ۵۰ وات است.
نحوه کار جی پی اس
ماهواره های این سیستم، در مدارهای دقیق هر روز ۲ بار به دور زمین می گردند و اطلاعاتی را به زمین مخابره می کنند. گیرنده های جی پی اس این اطلاعات را دریافت کرده و با انجام محاسبات هندسی، محل دقیق گیرنده را نسبت به زمین محاسبه می کنند.این محاسبه بر اساس قاعده ای ساده در ریاضیات که به آن trlateration گفته می شود، انجام می گردد. گیرنده GPS بر اساس همین اصل سه بعد و با محاسبه فاصله خود از چهار ماهواره مقعیت خود را تشخیص می دهد. به این ترتیب که اگر به مرکز هر ماهواره و به شعاعی که GPS از آن فاصله دارد. یک کره فرضی در نظر بگیریم GPS روی سطح هر کدام از این کره ها قرار می گیرد. بنابراین محل GPS محل تلاقی چهار کره فرضی است که دقیقا یک نقطه را مشخص می کنند. محل تلاقی دو کره یک دایره، محل تلاقی کره سوم با دو کره قبلی دو نقطه و محل تلاقی کره چهارم با سه تای قبلی یک نقطه را مشخص خواهد کرد. از کره زمین زمین هم می توان به عنوان یکی از این کره ها استفاده کرد چرا که از دو نقطه ای که از محل تلاقی سه کره بدست می آید.
معمولا فقط یکی روی سطح زمین خواهد بود به این ترتیب برای پیدا کردن موقعیت حتی سه ماهواره هم کافی است ولی برای بدست آوردن دقت بیشتر از تعداد بیشتری (حداقل چهار ماهواره) استفاده می شود. GPS برای اندازه گیری فاصله خود از ماهواره ها از سیگنال های رادیویی استفاده می کند. این سیگنال ها که در حقیقت امواج الکترومغناطیس هستند با سرعت نور حرکت می کنند. اگر گیرنده بتواند مدت زمانی را که این سیگنال ها در ره بوده اند را محاسبه کند می تواند فاصله اش از هر ماهواره را تشخیص دهد. ماهواره ها از زمان مشخصی (مثلا نیمه شب) شروع به ارسال یک دنباله از کدها می کنند. گیرنده GPS هم از همان زمان ایجاد این دنباله از کدها را شروع می کند.
هنگامی که سیگنال ارسالی از طرف ماهواره که حاوی آخرین کد در زمان ارسال است به GPS می رسد. GPS بر اساس دنباله کدهای خود می تواند متوجه تاخیر زمانی کد دریافتی شده و به این ترتیب زمان سپری شده را محاسبه شده را محاسبه می کند. حاصل ضرب این زمان در سرعت انتشار امواج فاصله GPS از ماهواره است، پس از بدست آمدن فاصله از چند ماهواره موقعیت در روی زمین توسط GPS تشخیص داده می شود.
هر گیرنده برای 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 دریافت اطلاعات از ماهواره‌ها 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، می‌نماید.
انواع گیرنده جی پی اس
دستگاه های GPS در سه گروه زیر تقسیم بندی می شوند:
GPS MOUSE
هیچ صفحه یا دکمه ای ندارد اما توسط یکpc Laptop با نرم افزار مربوطه قابل استفاده سرویس GPSS می باشد. دستگاه های این گروه مانند: Garmin GPS ۳۵ Delorme یا Rand Macnalley (با قیمت های پایینتر) قیمت این GPS ها حدود ۷۵ تا ۱۵۰ دلار آمریکا متغیر می باشد. ولی فراموش نکنید که این نوع GPS ها حتما به Laptop pc نیاز دارند.
نظر خود را بنویسید