دانلود مقاله تلفن و Gps

بخشی از مقاله

تاريخچه تلفن
اختراع تلفن نيز مانند هر اختراع مهم ديگر مبتنی بر کوشش‌ها و تجربيات گذشتگان و نتيجه رسيدن پيشرفت‌های علمی و فنی به مرحله‌ای معين بود. به اصطلاح بعضی از مورخان تاريخ علوم، تلفن نيز دارای نياکان و اجدادی است. يکی از اين پدران يا اجداد، لوله صوتی ; گوتی Gauthey است که در سال 1782 اختراع شد و صوت را تا فاصله هشتصد متری انتقال می‌داد. جد ديگر تلفن هوک بوده است که با نخ کار می‌کرد. اما تلفن در شکل تکامل يافته‌اش به وسيله الکساندر گراهام بل Graham Bell آمريکايی (1847-1922) اختراع شد. تلفن فرستادن پيام و دريافت آن را بدون آن که نياز به جدولی مانند الفبای مورس باشد ممکن ساخت. با استفاده از تلفن، مردمی که فرسنگ‌ها از يکديگر دورند،

تقريباً مانند مواقعی که رو به روی يکديگر قرار دارند، می‌توانند صحبت کنند. گراهام بل در آغاز بيش‌تر به تحقيق در مورد ناشنوايان می‌پرداخت اما بعدها بطور کامل به علم و تکنيک روی آورد. بل در سال 1877 شرکت بل تلفن Bell Telephone Association را تأسيس کرد که هنوز هم بزرگ‌ترين کمپانی سازنده تلفن در جهان است. بعد از ظهر روز دوم ژوئن سال 1875 ميلادی مصادف با 11 خرداد 1254 شمسی گراهام بل با همکاری دوستش واتسن موفق به اختراع تلفن شد و در ژانويه 1876 ميلادی دستگاه تلفن بل به کار افتاد. دهم مارس 1876 ميلادی برابر با 1255 شمسی، بل از اتاق خود به‌وسيله اين دستگاه به دستيارش در اتاق ديگر گفت: آقای واتسن بياييد با شما کار دارم. تلفن، پس از اختراع کامل توسط بل به سرعت اشاعه يافت و سيم‌های آن از شهری به شهر ديگر کشيده شد

. چهارده سال بعد از اختراع تلفن يعنی در سال 1890 ميلادی استروجر سيستم تلفن خودکار را بنا نهاد. در سال 1891 ارتباط تلفنی بين لندن و پاريس برقرار گرديد. دو قاره اروپا و امريکا تحت محاصره شبکه‌ای درآمد که روز به روز گسترش می‌یافت. روزی که بل درگذشت (سال 1922)، به احترام او ارتباط تلفنی بر روی شبکه وسيعی که دارای هفده ميليون تلفن بود به مدت يک دقيقه قطع شد. تلگراف و تلفن ارتباط سريع و فوری از راه دور را ميان نقاطی که می‌توانند سيم‌کشی بشوند، ممکن ساخت. اما از سال 1896 دانشمندان توانستند ميان دو نقطه که حتی سيم‌کشی نشده بود ارتباط سريع و فوری برقرار سازند (تلگراف بی‌سيم، تلفن بی‌سيم يا راديو تلفن).

تلفن در ايران
در سال 1265 شمسی مصادف با 1886 ميلادی، برای اولين بار در ايران، يک رشته سيم تلفن بين تهران و شاهزاده عبدالعظيم به طول 7/8 کيلومتر توسط بوآتال بلژيکی که امتياز راه آهن ری را داشت کشيده شد ولی در واقع مرحله دوم فناوری مخابرات در تهران از سال 1268 شمسی يعنی 13 سال پس از اختراع تلفن با برقراری ارتباط تلفنی بين دو ایستگاه ماشین دودی تهران و شهر ری آغاز شد. پس از آن بین کامرانیه در منطقه شمیران و عمارت وزارت جنگ در تهران و سپس بین مقر ییلاقی شاه قاجار در سلطنت آباد سابق و عمارت سلطنتی تهران ارتباط تلفنی دایر شد. وزارت تلگراف در سال 1287 شمسی با وزارت پست ادغام و به نام وزارت پست و تلگراف نامگذاری شد. در سال 1302 شمسی قراردادی برای احداث خطوط تلفنی زیرزمینی با شرکت زیمنس و‌هالسکه منعقد شد و سه سال بعد در آبان ماه 1305 شمسی تلفن خودکار جدید بر روی 2300 رشته کابل در مرکز اکباتان آماده بهره‌برداری شد. در سال 1308 شمسی امور تلفن نیز تحت نظر وزارت پست و تلگراف قرار گرفت و به نام وزارت پست و تلگراف و تلفن نامگذاری شد.

مرکز تلفن اکباتان در سال 1316 شمسی به 6000 شماره تلفن رسید و دو سال بعد بهره‌برداری شد و در سال 1337 به 13 هزار شماره توسعه یافت. خطوط تلفن جدید یا کاریر نیز پس از شهریور 1320 مورد بهره‌برداری قرار گرفت و ارتباط تلفنی بین تهران و سایر شهرها گسترش یافت و مراکز تلفنی تهران یکی پس از دیگری تأسیس شد. وزارت پست و تلگراف و تلفن در سال 1383 به نام وزارت ارتباطات و فناوری اطلاعات تغییر نام یافت.

گاليله سيستم تعيين موقعيت ماهواره ای :
اين سيستم بعد از امواج راديويي مورد استفاده قرار گرفت كه در مجموع كامل تر از سيستم‌هاي راديويي بودند .
آژانس فضايي اروپا با پرتاب نخستين ماهواره گاليله به مدار زمين، ‌گامي جدي در جهت طراحي و ساخت سيستم ماهواره‌يي موقعيت ياب جهاني برداشت .
به گزارش سرويس «فن‌آوري» خبرگزاري دانشجويان ايسنا، سيستم موقعيت ياب جهاني گاليله، شبكه‌اي متشكل از 30 ماهواره خواهد بود كه بر اساس كارايي اين ماهواره‌ها، اطلاعات دقيقي در خصوص زمان و مكان در اختيار كاربران بر روي زمين و حتي در هوا و فضا اين پروژه ماهواره‌ يي پيشرفته ارزشي بالغ بر 3/4 ميليارد يورو (معادل 4 ميليارد دلار و 3/2 ميليارد پوند) دارد كه از محل سرمايه‌گذاري‌هاي خصوصي و دولتي تامين شده و لقب پر هزينه‌ترين پروژه فضايي تاريخ را به خود گرفته است .
نخستين ماهواره از سري ماهواره‌ها در 28 دسامبر به مدار زمين پرتاب شده است. اين پرتاب به وسيله يك موشك «سويوز» ساخت روسيه و از پايگاه‌ فضايي «بايكونور قزاقستان» صورت گرفته است .

طبق برنامه‌ريزي‌هاي صورت گرفته اين ماهواره‌ها با استفاده از فن‌وري‌هاي پيشرفته روز، دراطراف زمين مستقر مي‌شوند
اين سيستم موقعي ياب جهاني همچنين شامل ساعت‌هاي اتمي، به عنوان قلب هر گونه سيستم موقعيت ياب جهاني خواهد بود.
BBC در تحليلي درباره سيستم موقعيت ياب جهاني گاليله از اين طرح به عنوان يك پروژه سياسي ياد كرده و آورده است .
به گزارش ايسنا به نقل از BBC، اين سيستم موقعيت ياب جهاني پيشرفته (گاليله) پنج سطح خدماتي ارائه كرده و تغييرات گسترده‌اي را در اين زمينه نشان مي‌دهد .
نخستين ماهواره 600 كيلوگرمي مجموعه گاليله يك روز صبح با راكت روسي «سويوز» از سكوي «بايكنور» در قزاقستان به فضا پرتاب شد .
ولي با همه اين وجود سيستم گاليله مشكلات خاصي داشت اول اين كه نمي توانست موقعيت را در نزديكترين فواصل مشخص كند و ثانيا با تغيير شرايط آب و هوايي نمي توانست نتيجه مطلوبي را بدهد . بعد از اين سيستم‌ها سيستم‌هاي GPS وارد بازار شدند .
GPS چيست؟

GPS يا (Golobal Positioning System) يك سيستم مكان ياب جهاني است كه از شبكه اي با 24 ماهواره توسط وزارت دفاع امريكا ساخته شده است. و اطلاعات دقيقي از محل، و زمان را در سراسر دنيا در اختيار كاربرها قرار مي‌دهد. سيستم GPS سيگنال‌هايي را ارسال مي‌نمايد كه توسط گيرنده‌هاي GPS دريافت مي‌شود و موقعيت مكاني،‌ سرعت و زمان را در هر جاي كره زمين در هر موقع از روز يا شب و در هر شرايط آب و هوايي محاسبه مي‌نمايد. سيستم مكان‌ياب جهاني يا GPS يك منبع ملي و مورد استفاده بين‌المللي براي يافتن موقعيت محل،‌ مسيريابي و زمان سنجي مي‌باشد.

در اين بين GPS Etrex Vista مدل Garmin به دليل قابليت‌هاي بالا در جايگاه نخست قرار دارد .

اصول كارگيري GPS
وظيفه يك گيرنده GPS درست بعداز روشن شدن آن را مي توان بصورت زير خلاصه كرد.
الف) نرم افزار سيستم بايدبتواند ماهواره‌هاي موجود درديد كاربر را تعيين كند و سپس ازبين ماهواره‌ها , چهار ماهواره را كه داراي بهترين آرايش هندسي هستند به منظورمينيمم شدن خطاي فاصله منبعي انتخاب كند.
مل تعيين كابل ماهواره‌هاي موجود درديد كاربراغلب توسط اطلاعات قبلي موجود درحافظه خراب نشدني دستگاه (14) انجام مي شود اگرچنين اطلاعات معتبري درحافظه نباشد سيستم بايد عمل جستجو را برروي تك تك 24 ماهواره GPS انجام داده وليستي ازماهواره‌هاي در ديدتهيه كند كه مسلماً اين كاروقت زيادي ازگيرنده را پس ازروشن شدن به خوداختصاص مي دهد .
ب) پس ازتعيين 4 ماهواره موردنظر بايدسيگنال آنها را بدست آوريم .اين كار با ساختن كدشبه تصادفي نظير كدماهواره موردنظر درگيرنده وانجام عمل همبستگي با سيگنال رسيده انجام مي شود .كد داخلي گيرنده را آنقدر شيفت زماني مي دهيم تا خروجي همبستگي‌ساز ماكزيمم گردد. دراين صورت كد بدلي وكد دريافتي ازماهواره كاملاً سنكرون هستند .به اين عمل , جستجوي سيگنال ماهواره درحوزه زمان مي گويند:

لازم به ذكراست كه بايستي عمل جستجو در حوزه فركانس نيز انجام شود ازآنجا كه ماهواره‌هاي GPS درمدار زمين ثابت (ژئو سنكرون)قرار نداشته ونسبت به زمين درحال حركت هستند وهمچنين چون گيرنده نيز معمولاً روي يك جسم متحرك نظيراتومبيل ويا هواپيما نصب مي شود درنتيجه فركانس دقيق كاربر ارسالي به علت اثر دوپلر ,مشخص نيست پس بايد فركانس كاربر محلي را نيز آنقدر تغيير دهيم تا خروجي همبستگي ساز ازحد آستانه اي بيشتر شود.و نهايتاً فركانس كاربر نيز با فركانس دريافتي سنكرون شود .

ج) پس از عمل جستجو وارد مرحله رديابي سيگنال مي شويم دراين مرحله اولاً هدف اين است كه سيگنال سنكرون توليد شده دربرگيرنده همچنان با سيگنال ماهواره سنكرون بماند اين عمل توسط يك حلقه كنترلي خاص تحت عنوان COSTASLOOP كه درواقع يك نوع (خاص (VCO انجام مي شود .ثانياً عمليات دمودلاسيون ) BPSK سيگنال رسيده اطلاعات ناوبري (D(t) و عمليات شبه فاصله سنجي تعين فاصله كاربر وماهواره توسط زمان انتشار سيگنال ) نيز دراين مرحله انجام شود.(
د) مراحل بوت بايدعيناً براي 3 ماهواره ديگر انجام شود. درنهايت چهار شبه فاصله كه ازمراحل فوق محاسبه شده است دراختيار داريم . حال نرم افزار گيرنده بايدبتواند به كمك اين چهارشنبه فاصله يك دستگاه چهار معادله وچهار مجهول را حل كند واين معادلات طول وعرض جغرافيايي, ارتفاع وهمچنين زمان دقيق را بدست آورد ازمراحل چهارگانه فوق مراحل الف و د بيشتر به جنبه‌هاي نرم افزاري يك گيرنده برمي گردد.

روش تعيين موقعيت توسط GPS
اگرفاصله ما ازماهواره 1 درحدود 10 كيلومتر باشد بنابراين مكان ما درفضا برمحيط كرده به مركزيت ماهواره اوشعاع 10 كيلومتر منطبق مي باشد حال فرض مي كنيم فاصله ما ازماهواره 20 درحدود 11 كيلومتر باشد دراين حالت نيز مكان ما درفضا برروي محيط كره اي به مركز ماهواره 2 وشعاع 11 كيلومتر واقع است فصل مشترك اين دوكره مي تواند يك دايره باشد كه مكان ما بطورقطع برروي محيط اين دايره قراردارد .

حال اگر ماهواره سوم را نيز درنظربگيريم كه فاصله اش با ما 12 كيلومترباشد دراين صورت فصل مشترك كره مربوط به ماهواره 3 با فصل مشترك كره‌هاي ماهواره اي 1و2 حداكثر دونقطه مي باشد كه قطعاً يكي ازاين دو مبين مكان واقعي ما خواهد بود.اما بطورقطعي يكي از اين دو نقطه نامعقول مي باشد .
بطورمثال داراي ارتفاع بيشتري از سطح زمين است . لذا كامپيوترهاي داخل گيرنده‌هايGPS با استفاده ازتكنيك‌هاي گوناگون قادر به تشخيص نقطه غلط مي باشند.
ازنظر تئوري با استفاده از3 ماهواره مي توانيم مكان خودرا به دست آوريم ولي به دليل فني اگرچنانچه ماهواره چهارم را همانند ماهواره‌هاي 1و2 انتخاب كنيم بطورقطع فصل مشترك اين چهار كره يك نقطه خواهد بود واين نقطه مختصات مكاني مارا نشان مي دهد استفاده كنندگاني كه درارتفاعي مشخص قراردارند (مانندكشتي‌هايي كه درسطح دريا واقع باشند)به سهولت ميتوانند با استفاده ازدوماهواره مكان خودرا تعيين نمايند .

دراين حالت كره زمين را مي توان جايگزين ماهواره سوم كردوازيك مرحله محاسبه مسافت صرفنظر نمود بدين ترتيب اين فرصت جهت انجام سايرمحاسبات قابل بهره برداري بوده وعملاً مكان يابي افزايش مي يابد .
بطورخلاصه مي توان بيان كرد كه مبناي كار GPS استفاده ازماهواره به عنوان مرجعي جهت يافتن موقعيت درهرنقطه زمين مي باشد ساير مسايل اين سيستم صرفاً جزئيات تكنيكي هستند كه به سرعت و دقت وسهولت عمل موقعيت يابي كمك مي كند.

روش محاسبه مسافت ازماهواره
درسيستم موقعيت ياب جهاني GPS قدم اساسي دانستن ميزان مسافت ازماهواره است بنابراين استفاده ازتكنيك‌هاي پيشرفته به منظور محاسبه مسافت امري اجتناب ناپذير است ايده اصلي اين موضوع براساس همان معادله سرعت نوردرمدت زمان تاخيراستواراست سيستم GPS بدين صورت كارمي كند كه گيرنده كاربر مدت زماني را كه طول ميكشد تا امواج راديويي ازماهواره به اوبرسد را اندازه گيري مي كند.

همانطوركه مي دانيد امواج راديويي با سرعت نورحركت مي كند وبدين ترتيب با حاصلضرب اندزه گيري شده درسرعت نور مسافت خود را تاماهواره بدست مي‌آورد و اين كارحداقل بايستي براي 3 ماهواره مشخص، صورت گيرد بنابراين بايد براي اندزه گيري زمان رسيدن به سيگنال ازساعتهاي خيلي كوتاه باشند زيرا امواج با داشتن سرعت نورخيلي سريع حركت مي كنند.

مثلاً اگرماهواره اي دقيقا دربالاي سرما باشد حدود 60 ميلي ثانيه طول مي كشد تا امواج راديويي آن به ما برسد دقت ساعت گيرنده‌هاي GPS حدود نانو ثانيه مي باشد. يك اختلاف زماني بين كپي كدGPS ايجاد شده دربرگيرنده بااصل كد رسيده ازماهواره وجود دارد كه با ضرب كردن آن درسرعت نور, شبه فاصله به دست مي آيد اين روش با هردو كد A/C,P امكان پذيرهستند .

كدهاي توليدشده دربرگيرنده ازساعت خودگيرنده منتج مي شوند وكدهاي ارسالي ماهواره نيز توسط ماهواره ايجاد ميشود .
خطاي زماني درهردوساعت گيرنده وماهواره باعث مي شود كه فاصله اندازه گيري شده با فاصله هندسي بين ماهواره و گيرنده فرق داشته باشد اين ساعتها بسيار دقيق وگران قيمت مي‌باشند وماهواره‌ها جهت قابليت اطمينان بيشتر داراي 4 ساعت اتمي هستند ولي در گيرنده‌ها به دليل گران قيمت بودن اين ساعتها نمي توان ازآنها استفاده نمود لذا ازساعتهاي ارزانتري استفاده مي شود كه درعمل ايجاد اختلاف جزئي دراندازه گيري زمان مي نمايند .البته با استفاده از راه حلهايي تصحيح صورت مي گيرد. .
كارمندان از طريق تلفن همراه رديابي مي‌شوند

كارمندان بريتانيايي از طريق تلفن همراه رديابي مي‌شوند.
سايت ايتاليايي ‪ KATAWEB‬اعلام كرد: برخي از شركت‌هاي انگليسي با استفاده از تلفن همراه كارمندان خود را كنترل مي‌كنند .
مديران شركت‌هاي بريتانيايي علت رديابي كارمندان خود را از طريق تلفن همراه افزايش كارآمدي و بهبود شرايط كاري شركت‌هاي خود اعلام كردند.
اين شركت‌ها رفت و آمد كارمندان خود را كنترل مي‌كنند و از اينكه انها به چه دليل تاخير دارند آگاهي پيدا مي‌كنند.
كارمندان شركت‌هاي بريتانيايي حتي در مسافرت‌هاي خود نيز تحت كنترل هستند و بسياري از سازمان‌ها بر اين باورند كه اين عمل زندگي شخصي و محرمانه كارمندان را نيز تحت تاثير قرار مي‌دهد.

بسياري از سازمان‌هاي بريتانيا اعلام كردند كه اين عمل سبب ضربه وارد كردن به حريم شخصي كارمندان و به خطر انداختن زندگي شخصي آنان خواهد شد.
بر اين اساس برخي از شركت‌هاي انگليسي اعلام كردند كه قبل از آغاز فعاليت رديابي كارمندانشان از آنان اجازه خواهند گرفت. شركت‌هاي ارايه‌دهنده خدمات رديابي نيز در اين رابطه مي‌گويند: هيچ شركتي نمي‌تواند بدون اطلاع كارمندان به كنترل آنها اقدام كند. تنها در صورتي كه خود فرد از اينكه تحت كنترل باشد آگاهي داشته باشد اين كار شدني است .

رديابی نوجوانان با تلفن‌های همراه شرکت ديزنی

شرکت تلفن همراه ديزنی در آمريکا خدمات تازه ای را عرضه کرده که والدين را قادر می‌سازد بر نحوه استفاده فرزندانشان از تلفن‌های همراه نظارت کنند.
شرکت تلفن همراه دیزنی در آمریکا خدمات تازه ای را عرضه کرده که والدین را قادر می‌سازد بر نحوه استفاده فرزندانشان از تلفن‌های همراه نظارت کنند.آنها قادر خواهند بود پیام‌های صوتی،متنی،ویدیویی و تصویری نوجوانان را وارسی کرده و محدودیت‌هایی را بر تماس‌های تلفنی اعمال کنند .

اين تلفن‌ها همچنین امکان ردیابی محل جغرافیایی کودکان را به وسیله سیستم موقعیت یاب جهانی (GPS) فراهم می‌کند.دیزنی، شرکت بزرگ سرگرمی، امید دارد فعالیت‌های خود را به بازار نه چندان شناخته شده اما رو به رشد تلفن‌های همراه برای کودکان بین ۱۰ تا ۱۵ سال گسترش دهد.جرج گروبر، مدیر عامل شرکت تلفن همراه دیزنی می‌گوید: "این بازار هنوز در مرحله رشد است".
شرکت دیزنی با این خدمات ۲۰ تا ۳۰ میلیون کودک را مورد هدف قرار داده است.تصمیم به راه اندازی این خدمات در پی تحقیقاتی صورت گرفت که نشان می‌داد والدین تمایل دارند از محل حضور فرزندانشان در زمانی مشخص مطلع شده و بتوانند در همان موقع با آنها صحبت کنند.

نحوه كار كرد GPS :
GPS يك دستگاه صرفا گیرنده می‌باشد که اطلاعات بدست آمده از ماهواره‌های اطراف زمين را مورد تجزيه و تحليل قرار داده و PIV شما را محاسبه می‌کنند
.P=Position منظور موقعيت شما در هر نقطه از کره خاکی و فضای اطراف آن است .
. T = Time منظور زمان محلی دقیق و با دقت فوق العاده بالا در همان منطقه ای که شما هستيد .
V = Veloctiy منظور سرعت لحظه ای شماست که آن را با دقت فوق العاده بالا محاسبه می‌کند .

حال ما می‌خواهيم بدانيم يك دستگاه گيردنده با يك آنتن کوچک چگونه اين اطلاعات را برای ما محاسبه می‌کند . تعداد 24 ماهواره توسط شرکتهای توليد کننده GPS يعني Garmin و Magellan در فاصله 20200 کيلو متری از سطح زمين قرار دارند و در هر مدار 4 ماهواره قرار دارد .

بدينسان اين ماهواره‌ها کل زمين را تحت پوشش خود قرار می‌دهند. در داخل هر کدام از اين ماهواره‌ها 4 ساعت اتمی قرار دارد تا مطمئن باشیم که در يک لحظه بخصوص حداقل يکی از آنها کار می‌کند . این ماهواره‌ها کد‌های 0 و 1 را برای دستگاه گيرنده می‌فرستند مثلا در ثانيه 0 کد 00001001 و در ثانيه 001 ,0 کد بعدی را در فضا منتشر می‌کند . هر کدام از اين کد‌ها دوباره تکرار می‌شوند

. مثلا دستگاه گيرنده شما کد 001 را در ثانيه اول می‌گیرد و در 1 نانو ثانيه بعد دوباره اين کد را دريافت می‌کند . بنابر اين تشخيص می‌دهد که مثلا فاصله زمانی بين شما و ماهواره برای امواجی که با سرعت نور حرکت می‌کنند 1 نانو ثانيه می‌باشد . حال چرا اينقدر زمان برای ما مهم است ؟ به خاطر اينکه فاصله‌ها بر اساس زمان سنجيده می‌شوند . مثلا در مورد مثال بالا فاصله شما از ماهواره برابر می‌شود با :X=vt=300000110-9) از طرفی ديگر در داخل دستگاه GPS شما حدس می‌زند که مکان هندسی شما يک کره به شعاع X ( که در بالا محاسبه کرديم ) و به مرکز ماهواره مورد نظر می‌باشد در نتيجه شما با ماهواره اول متوجه شديد که مکان هندسی شما در فضا سطح يک کره می‌باشد . حال با گرفتن سيگنال‌ها و محاسبه فاصله از ماهواره دوم مکان هندسی شما در فضا سطح کره زمين خواهد شد . فصل مشترک اين دو کره يك دايره است . ماهواره سوم نيز مکان هندسی شما را بر روی يک کره ديگر تخمين می‌زند . فصل مشترک اين کره با دايره قبلی دو نقطه خواهد بود . حال ماهواره چهارم کره بعدی را می‌سازد که فصل مشترک يک کره با دو نقطه يک نقطه خواهد بود . خیلی جالب است ؟! حال موقعيت شما بر روی کره زمين و فضای اطراف آن در يک نقطه مشخص شده است . به همين ترتيب زمان شما نيز با توجه به موقعيت شما و ساعت GPS محاسبه خواهد شد . اين ساعت ساعت محلی است و با ساعت رسمی هر کشور فرق خواهد داشت .