دانلود مقاله همه چیز درباره سیستم های GPS

بخشی از مقاله

همه چیز درباره سیستم های GPS سیستم مكان یاب جهانی (Global Positioning Systems) یا GPS یك سیستم راهبری و مسیریابی ماهواره ای است كه از شبكه ای با ۲۴ ماهواره ساخته شده است. این ماهواره ها 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 ۱۹۸۰ استفاده ی همگانی از آن آزاد و آغاز شد. سیستم مكان یاب جهانی (Global Positioning Systems) یا GPS یك سیستم راهبری و مسیریابی ماهواره ای است كه از شبكه ای با ۲۴ ماهواره ساخته شده است.

این ماهواره ها 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 ۱۹۸۰ استفاده ی همگانی از آن آزاد و آغاز شد. خدمات این مجموعه در هر شرایط آب و هوایی و در هر نقطه از كره ی زمین در تمام ساعت شبانه روز در دسترس است. پدید آوردنگان این سیستم، هیچ حق اشتراكی برای كاربران در نظر نگرفته اند و استفاده از آن كاملا رایگان میباشد. ▪ GPS چگونه كار می كند؟ ماهواره های این سیستم، در مداراتی دقیق هر روز ۲ بار بدور زمین می گردند و اطلاعاتی را به زمین مخابره می كنند. گیرنده های GPS این اطلاعات را دریافت كرده و با انجام محاسبات هندسی، محل دقیق گیرنده را روی كره ی زمین محاسبه می كنند.

در واقع گیرنده زمان فرستاده سیگنال توسط ماهواره را با زمان دریافت آن مقایسه می كند. از اختلاف این دو زمان فاصله گیرنده از ماهواره تعیین می گردد. حال این عمل را با داده های دریافتی از چند ماهواره دیگر تكرار می كند و بدین ترتیب محل دقیق گیرنده را با اختلافی ناچیز در میبابد.

گیرنده به 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 ی دریافت اطلاعات از ماهواره ها گیرنده اقدام به محاسبه سرعت، جهت، مسیرپیموده شده، فواصل طی شده، فاصله باقی مانده تا مقصد، زمان طلوع و غروب خورشید و بسیاری اطاعات مفید دیگر می نماید. ▪

ماهواره های سیستم ۲۴ ماهواره ی GPS در مدارهایی بفاصله ۳۶۶۰۰ كیلومتری از سطح دریا گردش می كنند. هر ماهواره دقیقا طی ۱۲ ساعت با سرعت ۱۱ هزار كیلومتر بر ساعت یك دور كامل بدور زمین می‌گردد. این ماهواره ها نیروی خود را از خورشید تامین می كنند ولی باتری هایی نیز برای زمانهای خورشید گرفتگی و یا مواقعی كه در سایه ی زمین حركت می كنند بهمراه دارند.

راكتهای كوچكی نیز ماهواره ها را در مسیر درست نگاه می دارند. به این ماهواره ها NAVSTAR نیز گفته می‌شود. در اینجا به برخی مشخصه های جالب این سیستم اشاره می كنیم: • اولین ماهواره GPS در سال ۱۹۷۸ در مدار زمین قرار گرفت. • در سال ۱۹۹۴ شبكه ۲۴ عددی NAVSTAR تكمیل شد. • عمر هر ماهواره حدود ۱۰ سال است كه پس از آن جایگزین می گردد. • هر ماهواره حدود ۲۰۰۰ پاوند وزن دارد و درازای باتری های خورشیدی آن ۵.۵ متر است. • انرژی مصرفی هر ماهواره، كمتر از ۵۰ وات میباشد. ▪

گیرنده ی GPS بسته به نوع مصرف و بودجه می توانید از گستره ی زیادی از گیرنده های GPS بهره ببرید. همچنین، باید از در دسترس بودن نقشه ی مناسب و بروز (up-to-date) برای منطقه ی مورد استفاده تان، اطمینان حاصل كنید.

امروزه بهای گیرنده های GPS بطور چشمگیری كاهش پیدا كرده و هم اكنون در اروپا با بهایی برابر با یك گوشی متوسط موبایل نیز می توان گیرنده GPS تهیه كرد. امروزه در كشورهای توسعه یافته از این سیستم جهت كمك به راهبری خودرو، كشتی و انواع وسایل نقلیه ی دیگر بهره گیری می شود. هر چه نقشه های منطقه ای كه در حافظه گیرنده بارگذاری می شود دقیق تر باشد،

سرویسهایی كه از GPS می توان دریافت داشت نیز بهتر میشود. برای نمونه می توان از GPS مسیر نزدیكنرین پمپ بنزین، تعمیرگاه و یا ایستگاه قطار را پرسید و مسیر پیشنهادی را دنبال كرد. دقت مكانیابی این سیستم در حد چند متر است كه بسته به كیفیت گیرنده تغییر می كند. از سیستم مكان یاب جهانی می توان در كارههایی چون نقشه برداری و مساحی، پروژه های عمرانی، كوهنوردی، كایت سواری، سفر در مناطق ناشناخته، كشتی رانی و قایقرانی، عملیات نجات هنگام وقوع سیل و زمینلرزه و هر فعالیت دیگر كه نیازمند محل یابی باشد، بهره برد.

GPSها چگونه کار می کنند؟ ماهواره های جی پی اس مدارزمین را هر روز 2 بار طی می کنند و امواج اطلاعاتی را به زمین می فرستند . گیرنده جی پی اس ذر زمین محل دقیق دستگاه و در نتیجه جای شما را با دقتی حتی کمتر از 3 متر در هر نقطه از زمین محاسبه می کند.

آیا تا کنون این فکر به ذهن شما خطور کرده است که در بیابان یا جنگل گم شوید چگونه را خود را پیدا می کنید. مسلما اولین انتخاب شما همرا بردن قطب نما و یا کمک گرفتن از ستاره ها خواهد بود ولی آیا همه می توتنند با قطب نما و یا موقعیت خورشید در آسمان راه خود را پیدا کنند!و حتما شما نیز در این مورد با من هم عقیده هستید .

اما جالب است بدانید که این بشر تشنه اختراع و اکتشاف برای این مورد هم راه حلی پیدا کرده و آن هم وسیله ای است به نام GPS که حروف آن مخفف عبارت global positioning system به معنای سیستم اعلام موقیت جهانی است. این سیستم شامل 24 ماهواره است که در مدار زمین قرار گرفته اند که در سال 1978 اولین ماهواره آن به فضا پرتاب شد.

در ابتدا می خواستند از آن به منظور امور نظامی استفاده کنند ولی در سال 1980 مقامات وزارت دفاع ( آمریکا) استفاده از آن را برای عموم آزاد اعلام کردند. این 24 ماهواره به فاصله 12000 مایلی زین قرار گرفته اند آنها دایما در حرکتند و طی 24 ساعت دو بار مدار خود را با سرعت 7000 مایل در ساعت طی می کنند و وزن هر کدام 2000 پوند است . این ماهواره ها با انرژی خورشیدی نیروی مورد نیاز خود را تامین می کنند.

برای استفاده از این تکنولوژی مجبور به پرداخت هیچ گونه هزینه ای نیستید و تنها باید هزینه ناچیز دستگاه گیرنده که ابعاد آن از یک ساعت مچی تا یک دستگاه ویدئو است بپردازید.