بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
بسم الله الرحمن الرحیم
اسلاید 2 :
سامانه موقعیت یاب جهانی (GPS)
اسلاید 3 :
GPS چیست ؟
سامانه موقعیت یاب جهانی ترکیبی از حداقل 24 ماهوره است که در 6 صفحه مداری زمین در حال چرخش می باشند.
طراحی و توسعه و پشتیبانی این سیستم بر عهده نیروی هوا فضای ایالات متحده AFSPC می باشد.
ماهواره های جی پی اس هر روز دوبار در یک مدار دقیق دور زمین می گردند و سیگنال های حاوی کدهای مخصوصی را به زمین می فرستند. گیرنده های GPS این سیگنال ها را دریافت و پس از آنالیز موقعیت خود را محاسبه می کنند.
حداقل به سیگنال 4 ماهواره برای محاسبه مکان به صورت سه بعدی و تنظیم ساعت در گیرنده نیاز است.
دقت و صحت محاسبات با افزایش تعداد ماهواره ها بیشتر می شود.
علاوه بر GPS که توسط ایالات متحده ایجاد شد، سیستم های موقعیت یاب دیگری نیز توسط برخی دیگر از کشورها ایجاد شده است.
اسلاید 4 :
سیستم GPS از سه بخش تشکیل شده است :
اسلاید 5 :
بخش فضا (Space Segment)
بخش فضا شامل یک صورت فلکی از ماهواره های ارسال کننده امواج رادیویی به کاربر می باشند.
ماهواره های GPS در مدار ناحیه MEO به ارتفاع 20180 km از زمین در حال گردش هستند. هر ماهواره دوبار در روز زمین را دور می زند.
ماهواره ها در 6 صفحه مداری قرار گرفته اند. شیب این صفحات نسبت به خط استوا 55° است و هر صفحه نسبت به همدیگر دارای زاویه 60° می باشند.
در هر صفحه حداقل 4 عدد ماهواره وجود دارد. این 24 ماهواره و ترکیب صفحات آن ها تضمین می کند که کاربر تقریبا در هر نقطه حداقل 4 ماهواره را همزمان مشاهده کند.
هر ماهواره سیگنال مخصوص خود را پخش می کند. این سیگنال دارای کد منحصری است.
اسلاید 6 :
بخش کنترل
بخش کنترل شامل ایستگاه های زمینی می شود که حرکت ماهواره ها و سیگنال های ارسالی آن ها را زیر نظر دارد و با آنالیز آنها دستورات و داده های مورد نیاز را به ماهوارها ارسال می کنند.
مکان مداری ماهواره ها توسط ایستگاه های زمینی به روز رسانی می شوند.
ماهواره ها با دریافت این دستورات مکان و ساعت خود را تنظیم و یا دیگر اقدامات را اجرا می کنند.
اسلاید 8 :
بخش کاربر
توسعه این بخش آزاد است و شرکت های مختلفی اقدام به ساخت گیرنده های GPS در قالب دستگاه یا ماژول کرده اند.
گیرنده ها بر اساس استاندارد های سیگنال های GPS اقدام به دریافت و آنالیز سیگنال ها می کنند.
اسلاید 9 :
سیستم های موقعیت یاب
اسلاید 10 :
نمای مداری ماهواره ها
GPS
GLONASS
ZQSS
اسلاید 11 :
منطقه های مداری زمین
LEO (Low Earth Orbit) :
فاصله نسبتا کم از سطح زمین حدود 160 تا 2000 کیلومتر
ماهواره های معمولا بالای 300 کیلومتر قرار دارند.
حداقل سرعت مناسب ماهوار ها در مدار LEO 7.8 km/s می باشد که ماهواره را در حالت پایداری قرار می دهد.
MEO (Medium Earth Orbit) :
محدوده مابین 2000 کیلومتری تا 35786 کیلومتری (مدار GEO)
بیشترین ماهواره های موجود در این منطقه برای کاربردهای موقعیت یابی، ارتباطات، و علوم فضایی/نقشه برداری می باشند.
HEO (High Earth Orbit)
محدوده بعد از 35786 کیلومتری
اسلاید 12 :
مدارهای ماهواره ها
GPS (Global Positioning System)
GEO (Geosynchronous Earth Orbit)
GSO (Geostationary orbit)
PO (Polar Orbit)
EO (Elliptical Orbit)
اسلاید 13 :
مدار ماهواره های GPS
ماهواره های GPS در مدارهایی با ارتفاع 1900 تا 3600 کیلومتری سطح زمین قرار دارند.
این محدوده در منطقه MEO قرار دارد.
البته برخی از سیستم های موقعیت یابی ، ماهواره هایی در دیگر مدار ها نیز دارند.
اسلاید 14 :
مدار GSO
این مدار در بالای خط استوا و در فاصله 35786 کیلومتری از سطح زمین قرار دارد. که در انتهای منطقه MEO قرار دارد.
در این مدار سرعت چرخش زاویه ای ماهواره با سرعت چرخش زمین برابر است. این مدار دقیقا روی خط استوا قرار دارد.
در این مدار ماهواره نسبت به ناظر روی زمین ثابت است، در نتیجه احتیاجی به تغییر جهت آنتن نیست ولی تنظیم آن ضروری است. تعداد زیادی از ایستگاه های زمینی می توانند تحت پوشش یک ماهواره در این مدار قرار گیرند به طوری که آنتن هر ماهواره می تواند حداکثر 42.4 درصد سطح کره زمین را بپوشاند.
تمام ماهوارهای مخابراتی و تلویزیونی از این مدارهستند.
اسلاید 15 :
مدار GEO
این مدار مشخصات مدار GSO را دارد و اکثرا هر دو را به یک نام GEO می شناسند.
این مدار در همان فاصله مدار GSO یعنی 35786 کیلومتر ای است اما روی خط استوا نیست.
اسلاید 16 :
مدار PO (Polar orbit)
مدارهای PO در محدوده 700 تا 1700 کیلومتری سطح زمین و در منطقه LEO قرار دارند. مسیر حرکت آن عمود بر خط استوا است و از قطب های شمال و جنوب می گذرد.
ماهواه ها در این مدار امکان جاروب تمام نقاط زمین را دارند. زیرا در حالی که ماهواره ها از شمال به جنوب در حال حرکت هستند، زمین نیز از شرق به غرب در حال چرخیدن به دور خود می باشد.
اغلب برای نقشه برداری زمین، سنجش از راه دور ، جاسوسی و هواشناسی استفاده می شود. همچنین ماهواره های Iridium نیز از این مدار استفاده می کنند.
اسلاید 17 :
مدار EO
دارای مدار بیضوی هستند. مسیر حرکت و دوران این نوع ماهواره های قطبی از سمت شمال به جنوب می باشد.
چون اکثر ماهوارهای مخابراتی در مدار GEO قرار گرفته اند، این ماهواره ها هیچ پوششی بر روی قطب های شمال و جنوب ندراند. به همین دلیل و جهت پوشش قطب ها از ماهوارهای مدار بیضوی قطبی استفاده می شود. در واقع این نوع ماهوارها شمالی ترین و جنوبی ترین قسمت نیمکره ها را پوشش می دهد.
اسلاید 18 :
طول جغرافیایی (Longitude)
مختصات جغرافیایی شرقی-غربی است. این مختصات، مکانی را بر اساس فاصله اش از نصف النهار مبدار نشان می دهد.
عدد طول جغرافیایی بین صفر و مثبت 180 (شرق) یا منفی 180 (غرب) درجه بیان می گردد.
هر درجه جغرافیایی معولا به 60 دقیقه بخش می گردد و هر دقیقه نیز به همین ترتیب از 60 ثانیه تشکیل شده است.
یک صورت معمول نشان دادن طول جغرافیایی به صورت 23° 27’ 30” E می باشد.
کل زمین 360 درجه طول جغرافیایی است. در نتیجه هر 15 درجه تغییر طول جغرافیایی یک «ساعت» محسوب می شود. این مبنای تعین مناطق زمانی است.
اسلاید 19 :
عرض جغرافیایی (Latitude)
مختصات جغرافیایی شمالی-جنوبی است. این مختصات بر اساس فاصله اش از خط استوا یا همان مدار صفر درجه می سنجد.
عدد عرض جغرافیایی، به صورت زاویه ای میان صفر و مثبت 90 (شمال) یا منفی 90 (جنوب) درجه بیان میگردد.
به علت اینکه زمین در قطب ها کمی “پخ” شده است، مسافت فیزیکی هر درجه عرض جغرافیایی در همه جا یکی نیست. در استوا این مسافت 111,3195 km و در نزدیک قطب ها 111,12 km است.
مانند طول جغرافیایی ، هر درجه عرض جغرافیایی به 60 دقیقه و هر دقیقه به 60 ثانیه بخش شده است.
اسلاید 20 :
عرض و طول جغرافیایی بر روی نقشه
