مکان یاب ماهواره ای GPS
مقدمه
سیستم مکان یاب ماهواره ای یا یک سیستم راهبردی و مسیر یابی ماهواره ای است که از شبکه ای با 24 ماهواره تشکیل شده است این سیستم به سفارش وزارت دفاع ایالات متحده امریکا ساخته و در مدار قرار داده شده است که در ابتدا مصارف نظامی داشته ولی از سال 1980 استفاده همگانی از این سیستم آغاز شده است خدمات این مجموعه در هر شرایط آب و هوایی و در هر نقطه از کره زمین در تمام ساعات شبانه روز در دسترس است پدید اورندگان این سیستم هیچ حق اشتراکی برای کاربران در نظر نگرفته اند و استفاده از آن کاملآ رایگان میباشد.
ها چگونه کار میکنند ؟GPS
ماهواره های این سیستم در مداراتی دقیق هر روز دو بار به دور زمین میگردند و اطلاعاتی به زمین مخابره میکنند . گیرنده های این اطلاعات را دریافت نموده با انجام محاسبات هندسی محل دقیق گیرنده را روی زمین محاسبه می کنند از اختلاف این دو زمان< فاصله کیرنده از ماهواره تععین میگردد حال این عمل را با داده های دریافتی از چند ماهواره دیگر تکرار میکنند و بدین ترتیب محل دقیق ماهواره را با اختلاف ناچیز در می یابند گیرنده برای محاسبه دو بعدی و یافتن طول و عرض جغرافیایی نیازمند دریافت اطلاعات همزمان از حداقل 3 ماهواره و برای یافتن مختصات دوم نیازمند حداقل 4 ماهواره میباشد با ادامه دریافت اطلاعات از ماهواره گیرنده اقدام به محاسبه سرعت - جهت مسیر پیموده شده -فواصل پیموده شده - فاصله باقی مانده تا مقصد - زمان طلوع و غروب خورشید و بسیاری اصلاعات مفید دیگر می نماید در نتیجه سیستم مکان یاب جهانی یا یک منبع ملی و بین المللی برای یافتن موقعییت محل- مسیر یابی و زمان سنجی میباشد که از 3 قسمت فضا و کاربرد و کنترل تشکیل شده است
GPSماهواره های سیستم
24 ماهواره GPS در مداراتی به فاصله 36600 کیلومتری از دریا گردش میکنند . هر ماهواره دقیقا" طی 12 ساعت با سرعت 11 هزار کیلو متر در ساعت یک دور کامل به دور زمین میگردد.
این ماهواره ها نیروی خود را از خورشید تامین میکنند ولی باطری هایی نیزبرای زمان های خورشید گرفتگی و یا در مواقعی که در سایه زمین حرکت میکنندّه همراه می دارند . به این ماهواره ها NAVESTAR نیز گفته میشود.
گیرنده GPS
بسته به نوع مصرف میتوان از گستره زیادی از گیرنده های GPS بهره گرفت.همچنین باید از دسترس بودن نقشه مناسب و به روز برای منطقه مورد استفاده اطمینان حاصل نمود.
امروزه بهای گیرنده های GPS به طور چشم گیری کاهش یافته و هم اکنون در اروپا با بهایی حدود یک گوشی تلفن همراه نیز میتوان یک گیرنده GPS تهیه نمود هر چه نقشه هایی که در حافظه گیرنده بار گزاری می شود دقیق تر باشند سرویس هایی که از GPS میتوان دریافت داشت نیز بهتر میشود.
با توجه به نزول شدید بهای گیرنده های این سیستم هر کس که بخواهد بداند کجاست و به کجا میرود به راحتی میتواند از این دستگاه استفاده کند
خطاهای GPS
مدت زمان عبور سیگنال از لایه های یونوسفرو تروپوسفر متغییر می باشند . وجود نویز باعث خطا یا تداخل در گیرهنده میشود. خطای موقعیت مداری ممکن است در پارامترهای دیتا وجود داشته باشد. پارامترهای ماهواره به طور خلاصه سیستمی از موقیت ماهواره ای GPSدر حوزه ای زمانی میباشد که این اطلاعات مشخص می نماید که ماهواره در چه مکان و زمانی باید باشد .تغیرات بسیار جزئی درساعت های اتمی خطاهای زیادی را ایجاد می نماید.
خطای یک نانو ثانیه در گیرنده های GPS در روی زمین 2/0 متر جابجایی ایجاد میکند. عبور چند مسیر سیگنال با MULTI PATH پدیده ای میباشد که آنتن های گیرنه سیگنال را از دو مسیر یا بیشتر دریافت میکند . اختلاف مسیری که سیگنال ها طی مینمایند سبب تداخل این سیگنال ها در آنتن گیرنده و ایجاد خطا میشود.پیکر بندی یا محل ماهواره ها در فضا می تواند در دقت مکان یابی ماهواره تاثیر گزارد.
GDOP یک اندازه گیری از کیفیت پیکر بندی ماهواره ها میباشد و اشاره به این موضوع دارد که ماهواره ها در فضا با یکدیگر در ارتباط می باشند.
بخش کاربری (USER SEGMENT)
بخش کاربری شامل گیرنده های GPS می باشد که موقعیت محل و سرعت و زمان دقیق را در همه جای دنیا مشخص می نماید. امروزه از GPS تقریبآ میتوان در تمام زمینه ها استفاده نمود.
صاحبان صنایع و شرکت های بزگ تجاری از طریق رد یابی ماهواره ای امکان بررسی و رد گیری محصولات خود ار داشته و میتوانند از ضریب امنیتی بالا رسیدن کالا به مقصد را پیگیری نماید.
بسیاری از تاکسی ها و شرکت های حمل و نقل برای یافتن بهترین و کوتاهترین مسیر از سیستم تآیین موقعیت جهانی GPSمبتنی بر ماهواره استفاده می کنند.
ماهواره ها با در یافت پیام از هواپیماهایی که سقوط کرده اند یا کشتی هایی که در معرض خطر هستند و ارسال این پیام ها به گروههای امداد و نجات آنها را در یافتن و کمک رسانی به حادثه دیدگان کمک می کنند.ترکیبی از GPS و GIS جهت پیدا نمودن سریع ترین مسیر به مقصداستفاده می شود.
کاربرد GPS در مناطق کوهستانی
بسیاری ار مناطق کوهستانی به دلیل صعب العبور بودن مشکلات فراوانی را برای افراد ایجاد مینمایند که از GPS تا حد بسیار زیادی خطراتی که فرد را تهدید می کند کاهش میدهد. به طور مثال برای پیدا کردن مسیر بهتر و دسترسی سریعتر و حتی نجات آسیب دیدگان در کوهستان میتوان از GPS استفاده نمود.
در نواحی کوهستانی با تلقیق GPS و GIS میتوان بسیاری از اطلاعات مناطق دور دست کوهستانی را در یافت و به صورت نقشه های GIS در اختیا کاران قرار داد.