|
سیستم مکان‌یابی جهانی یک سیستم هدایتماهواره‌ای اســت و تنها سیستمی می‌باشد که امروزه قادر است، موقعیت دقیق شما راروی زمین در هر زمان، در هر مکان و در هر هوایی مشخص کند. این ماهواره‌ها به سفارشوزارت دفاع ایالات متحده ساخته و در مدار قرار داده شده‌اند. اولین ماهواره‌ی GPS در سال 1978 یعنی حدود 35 سال پیش در مدار زمین قرار گرفت.
این سیستم درابتدا برای مصارف نظامی تهیه شد ولی از سال 1980 استفاده عمومی آن آزاد و آغاز شد وسرانجام در سال 1994 شبکه‌ای شامل 24 ماهواره تشکیل گردیدکه امروزه تعداد آن‌ها بهعدد 28 رسیده است.خدمات این مجموعه در هر شرایط آب و هوایی و در هر نقطه ازکره زمین در تمام ساعت شبانه روز در دسترس است. پدیدآورندگان این سیستم، هیچ حقاشتراکی برای کاربران در نظر نگرفته‌اند و استفاده از آن رایگان است.
دقتبالای این سیستم و جهانی بودن آن دلیلی بر استفاده از این سیستم در علوم مختلفمی‌باشد. این سیستم از سال 1983 با پرتاب نخستین ماهواره‌ی GPS آغاز به کار نمود. با روی کار آمدن سیستم GPS تمام سیستم‌های قبلی تعیین موقعیت ماهوارهای از قبیلدوربین‌های بالستیک، داپلر،N.N.S.S ،SLR ،LLR ،Long-C ،Secor، به تدریج از دور خارجشدند. GPS یک سیستم عملیاتی و همیشه در حال آماده‌باش است که در تمامی شرایط آب وهوایی دارای کارآیی می‌باشد؛ زیرا فرکانس امواجی که توسط ماهواره‌های GPS ارسال میشوند در حد گیگاهرتز است و شرایط آب و هوایی (مه وباران و نزولات جوی) اثری روی اینامواج ندارند. این سیستم در طول 24 ساعت شبانه روز فعال است و در هر زمان و در هرمکان که لازم باشد می‌توان توسط آن تعیین موقعیت کرد.
روس‌ها نیز سیستمیمشابه GPS با نام GLONASS دارند که البته ازنظر کارآیی و توان عملیاتی در حال حاضربه پای سیستم GPS نمی‌رسد. البته گیرنده‌های مشترک GPS-GLONASS در حال حاضر دربازار ایران یافت میشوند در ضمن اتحادیه اروپا نیز در حال ساخت یک سیستم تعیینموقعیت ماهوارهای با نام گالیله می‌باشد که طبق پیش‌بینی‌ها تا سال 2008 آماده‌یبهره‌برداری و استفاده عموم خواهد شد. طبق ادعای اتحادیه اروپا محدودیت‌های موجوددر سیستم GPS در گالیله وجود نخواهد داشت.
ماهواره‌های GPS:
در حال حاضر سیستم GPS شامل 28 ماهواره فعال است که در مداری به طول 11000 مایل دریایی بالای زمین در حرکت بودهو پیوسته به وسیله‌ی ایستگاههای زمینی در سراسر جهان نظارت میشوند.هر کدام ازاین ماهواره‌ها که NAVSTAR نیز نامیده میشوند 2000 پوند وزن داشته، دارای صفحاتآفتابی به پهنای 17 فوت هستند و با سرعتی درحدود 108 مایل در ثانیه به دور زمینمی‌گردند.
این ماهواره‌ها که کل سطح کره زمین را به طور همزمان پوششمی‌دهند، در6 مدار بیضی‌شکل با زاویه‌ی میل 55 درجه نسبت به صفحه استوای زمین بهدور زمین می چرخند و در ارتفاع 20800 کیلومتری از سطح زمین قرار دارند. زمان یک‌بارچرخش ماهواره‌های GPS به دور زمین در حدود 12 ساعت نجومی است. به عبارتی در هر 24ساعت خورشیدی در طول شبانه روز ماهواره دوبار از افق یک محل می گذرد. همان طور کهمی‌دانیم شبانه‌روز خورشیدی 4 دقیقه از شبانه روز نجومی بیشتر است لذا در هر روزنسبت به روز قبل ماهواره 4 دقیقه زودتر در افق یک محل ثابت طلوع می‌کند.
هرماهواره حدوداً 10 سال فعال می‌ماند و جایگزینی ماهواره‌ها به موقع انجام گشته وماهواره‌های جایگزین به فضا پرتاب می‌گردند. برنامه‌ی شبکه‌ی GPS هم اکنون تا سال 2006 تنظیم و جایگزینی‌های لازم ترتیب داده شده‌اند. مسیر گردش ماهواره‌ها آن‌ها رابین عرض جغرافیایی 60 درجه شمالی و60 درجه جنوبی قرار می‌دهد. این امر به معنی آناست که در هر نقطه از زمین و در هر زمان می‌توان سیگنال‌های ماهوارهای را دریافتنمود. و هر چه به قطب‌های شمال ـ جنوب نزدیک شویم نیز همچنان ماهواره‌های GPS راخواهیم دید. هر چند دقیقاً در بالای سر ما نخواهند بود و این در دقت و صحت عمل آنهادر این نقاط تاثیر می‌گذارد.
انرژی مصرفی هر ماهواره، کمتر از 50 وات است. این ماهواره‌ها نیروی خود را توسط صفحات خورشیدی که طول هر کدام‌شان 5/5 متر است ازخورشید تأمین می‌کنند. همچنین باتری‌هایی نیز برای زمان‌های خورشید گرفتگی و یامواقعی که در سایه زمین حرکت می‌کنند به همراه دارند. راکت‌های کوچکی نیزماهواره‌ها را در مسیر صحیح نگاه می‌دارد.
- سیستم GPS چگونه کار می‌کند؟
به وسیلهگیرنده‌های سیستم GPS می‌توان هم به روش مطلق و هم به روش نسبی تعیین موقعیت کرد وبرای تعیین موقعیت در هر یک از دو روش فوق می‌توان از روش‌های ایستا، متحرک و نیمهمتحرک استفاده نمود.در روش مطلق، موقعیت نسبی نقطه نسبت به یک نقطه مختصات‌دارمعلوم به دست می‌آید. روش تعیین موقعیت نسبی به علت حذف خطاهای سیستماتیک موجود دراندازه گیری‌های GPS از اهمیّت خاصّی برخوردار است و برای انجام آن نیاز به دوگیرنده GPS می باشدکه به طور همزمان ماهواره‌های مشترک را مشاهده و اندازه‌گیرینمایند. منظور از همزمانی، بدین معنی است که شرایط اندازه‌گیری برای هر دو گیرندهمستقر در ایستگاههای استقرار، یکی با مختصات معلوم و دیگری با مختصات مجهول، یکسانباشد. از روش تعیین موقعیت نسبی با GPS اکثراً در کارهای نقشه‌برداری و گسترششبکه‌های ژئودزی استفاده میشود. دقت تعیین مختصات مطلق با سیستم GPS در حال حاضردر بهترین حالت 3 ± متر می‌باشد و دقت تعیین مختصات نسبی با این سیستم در حدمیلیمتر است.
هر ماهواره GPS بطور مستقل اطلاعات زیر را توسط آنتن‌های تعبیهشده بر روی بدنه‌اش به زمین ارسال می‌نماید:
1 - امواج حامل
الف) موجحامل (L1) با فرکانس f1=1500 MHZ
ب) موج حامل (L2) با فرکانس f2=1200 MHZ
2 - کدهای اطلاعاتی بصورت دودویی
الف) کدغیر نظامی (کد C/A )؛ f=1.023 MHZ
ب) کد دقیق (کد P ) ؛ f=10.23 MHZ
ج) کد سری (کد Y) ؛ f=10.23 MHZ
برای رسیدن به حداکثر دقت و کارآیی GPS توسط یک گیرنده باید ازگیرنده‌ای استفاده کرد که هر دو موج حامل L1 و L2 و کدهای فوق را دریافت نمودهوقابلیت آنتی اسپوفینگ (AS) داشته باشد؛ یعنی بتواند کد سری Y را به یک کد P وبالعکس تبدیل کند.
3 - پیام ماهواره با فرکانس f=1500 MHZ حامل اطلاعات زیرمی‌باشد:
الف) اطلاعات مدار ماهواره که مربوط به موقعیت ماهواره میشود.
ب) اطلاعات مربوط به زمان
ج) اطلاعات شماره‌ی ماهواره
د)اطلاعات مربوط به ضریب دقت آرایش هندسی ماهواره‌ها (لازم به ذکر است که چنان‌چهماهواره‌ها در افق منطقه مورد نظر باشند نه در بالای سر و یا اگر زاویه‌ی هر دوماهواره با هم 120 درجه باشد تعیین موقعیت محل دارای دقت بیشتری خواهد بود.
مجموعه‌ی اطلاعات یادشده یعنی امواج حامل، کدهای اطلاعاتی و پیام ماهواره،همراه یکدیگر توسط مدولاسیون فاز به سمت زمین مخابره شده و گیرنده‌های زمینی کهقابلیت‌ها و انواع متفاوتی دارند ضمن دریافت مجموعه‌ی فوق پس از عمل De Modulation هر بخش را برای منظور خاص خود مورد استفاده قرار می‌دهد. لازم به ذکر است که بهترینو دقیق‌ترین گیرنده، گیرنده‌ایست که قابلیت دریافت کلیه‌ی اطلاعات ذکر شده در مواردسه گانه بالا را داشته باشد و بتواند هر یک را به طرقی جداگانه دریافت کند وارزان‌ترین گیرنده هم گیرنده‌ایست که تنها قابلیت دریافت موج حامل L1، کدC/A و پیامماهواره را دارد. لازم به ذکر است که کد C/A فقط بر روی موج L1 مدوله میشود ولی کد P بر روی هر دو موج وجود دارد.
اما اگر بخواهیم عملکرد این ماهواره‌ها بهطور ساده‌تر را بررسی کنیم به نتایج زیر می‌رسیم:
سیگنـال‌هایی که هرماهواره‌ی GPS ارسال می‌کند شامــل یک کد شبه تصادفی، داده‌ای به نام ephemeris ویک داده‌ی تقویــــمی به نام almanac می‌باشد. کد شبه تصادفی مشخص کننده‌ی ماهوارهارسال کننده اطلاعات (کد شناسایی ماهواره) می‌باشد.
هر ماهواره با کدی مخصوصشناسایی میشود: RPN Random Code Pseudo این عددی است بین 1و 32. این عدد دربرگیرنده هر GPS نمایش داده میشود. دلیل اینکه تعداد این شناسه‌ها بیش از 28می‌باشد امکان تسهیل در نگهداری شبکه‌ی GPS باشد. زیرا ممکن است یک ماهواره پرتابشود و شروع بکار نماید قبل از اینکه ماهواره قبلی از رده خارج شده باشد. به ایندلیل از یک عدد دیگر بین 1و 32 برای شناسایی این ماهواره جدید استفاده میشود.
داده Ephemeris دائماً به وسیله‌ی ماهوارها ارسال می‌گردد و حاوی اطلاعاتیدر مورد: وضعیت خود ماهواره ( سالم یا ناسالم ) و تاریخ و زمان فعلی می‌باشد. گیرنده‌ی GPS بدون وجود این بخش از پیام در مورد زمان و تاریخ فعلی درکی ندارد. اینبخش پیام نکته اساسی برای تعیین مکان می‌باشد.
Almanac داده‌ای را انتقالمی‌دهد که نشان دهنده‌ی اطلاعات مداری برای هر ماهواره و تمام ماهوارهای دیگر سیستممی‌باشد.
حال می‌توان شیوه‌ی کار GPS را بهتر بررسی کرد. هر ماهواره پیامیرا ارسال می‌کند که به طور ساده می‌گوید:
من ماهواره شماره‌ی X هستم،موقعیت فعلی من Y است، و این پیام در زمان Z ارسال شده است.
هر چند که اینشکل ساده‌شده پیام ارسالی است ولی می‌تواند کل طرز کار سیستم را بیان نماید. گیرنده‌ی GPS پیام را می‌خواند و داده‌های almanac و ephemeris را جهت استفاده‌یبعدی ذخیره می‌نماید. این اطـلاعـات می‌توانند برای تصحیح و یا تنظیم ساعت درونی GPS نیز به کار روند.
حال برای تعیین موقعیت، گیرنده‌ی GPS زمان‌هایدریافت‌شده را با زمان خود مقایسه می‌کند. تفاوت این دو، مشخص‌کننده‌ی فاصله‌یگیرنده GPS از ماهواره مزبور می‌باشد. این عملی است که دقیقاً یک گیرنده GPS انجاممی‌دهد. با استفاده از حداقل سه ماهواره یا بیشتر، GPS می‌تواند طول و عرضجغرافیایی مکان خود را تعیین نماید. (که آن را تعیین دو بعدی می نامند)، و با تبادلبا چهار (و یا بیشتر) یک ماهواره‌ی GPS می‌تواند موقعیت سه بعدی مکان خود را تعییننماید که شامل طول و عرض جغرافیایی و ارتفاع می‌باشد. با انجام پشت سر هم اینمحاسبات، GPS می‌تواند سرعت و جهت حرکت خود را نیز به دقت مشخص نماید.
امروزه در بعضی مکان‌های ایران قادر به دریافت اطلاعات تا 10 ماهوارهمی‌باشیم و حداقل به 4 تا 5 ماهواره در هر زمان از شبانه‌روز و در هر مکان دسترسیداریم.
هر قدر تعداد ماهواره‌های قابل مشاهده بیشتر شود معادلات اساسی تعیینموقعیت بیشتر خواهند شد و بنابراین زمان لازم برای تعیین موقعیت یک نقطه کاهش یافتهو دقت تعیین موقعیت نیز افزایش خواهد یافت.
نکته‌ی مهمی که می‌بایست موردتوجه قرار گیرد این است که ارتفاعی که GPS به ما می‌دهد با ارتفاع موجود در نقشه‌هاو اطلس‌ها فرق می‌کند. ارتفاع GPS نسبت به سطح مبنایی به نام بیضوی مقایسه یا سطحژئوئید است در حالی که ارتفاع موجود در نقشه‌ها ارتفاع اورتومتریک می‌باشدکه از سطحدریاهای آزاد محاسبه می گردد. مقدار اختلاف این دو مقیاس در بیشترین حالت حدود 100متر است.
یکی از عواملی که بر دقت عمل یک GPS اثــر می گذارد. شکل قرارگرفتن ماهواره‌ها نسبت به یکدیگر می‌باشد. (از نقطه نظر GPS)
اگر یک GPS باچهار ماهواره تبادل داده نماید و هر چهار ماهواره در شمال و شرق GPS باشند طرح وهندسه این ماهوارها برای این GPS بسیار ضعیف می‌باشد و شاید GPS قادر نباشدمکان‌یابی نماید. زیرا تمام اندازه‌گیری‌های فاصله در یک جهت عمومی قرار دارند. مثلث سازی ضعیف است و ناحیه‌ی مشترک به دست آمده از اشتراک این مسافت سنجی‌ها وسیعمی‌باشد (مکانی که GPS برای مکان خود تصور می‌کند بسیار وسیع می‌باشد و در نتیجهتعیین دقیق محل آن ممکن نیست) در این موقعیت‌ها حتی اگر GPS مکان‌یابی را انجام دهدو موقعیتی را گزارش نماید دقت آن نمی‌تواند زیاد خوب باشد (کمتر از500-300 فیت). اگر همین چهار ماهواره در چهار جهت (شمال، جنوب، شرق، غرب) و با زوایای 90 درجهقرار داشته باشند طرح این چهار ماهواره برای GPS مزبور بهترین حالت می‌باشد چرا کهجهت‌های مسافت سنجی چهار جهت متفاوت و نقطه اشتراک این مسافت سنجی‌ها بسیار کوچکمی‌باشد. وهر چه این نقطه اشتراک کوچک‌تر باشد به معنی آن است که بیشتر به نقطهواقعی حضور خود نزدیک شده‌ایم. دراین موقعیت دقت عمل کمتر از100 فیت است.
طرح و هندسه قرارگرفتن ماهواره‌ها هنگامی‌که GPS نزدیکی ساختمان‌های بلند،قلل کوه‌ها، دره‌های عمیق و یا در وسایل نقلیه قرار گرفته باشد به مسأله‌ی مهم‌تریتبدیـل می‌گردد. اگر مانعی در رسیدن سیگنال‌های بعضی از ماهواره‌ها وجود داشته باشد GPS می‌تواند از بقیه‌ی ماهواره‌ها برای مکان‌یابی خود استفاده نماید. هر چه اینموانع بیشتر و شدیدتر شوند مکان‌یابی نیز مشکل‌تر می‌گردد. یک گیرنده‌ی GPS نه تنهاماهواره‌های قابل استفاده را تشخیص می‌دهد بلکه مکان آن‌ها را در آسمان نیز تعیینمی‌کند (ارتفاع و زاویه )
منبع دیگر ایجاد خطا «چند مسیری» می‌باشد. «چندمسیری» نتیجه‌ی انعکاس سیگنال رادیویی به وسیله یک شی می‌باشد. این پدیده باعثایجاد تصاویر سایه‌دار در تلویزیون‌ها می‌گردد هر چند در آنتن‌های جدید این شکل بهوجود نمی‌آید، این پدیده در آنتن‌های سرخود تلویزیونی قدیمی به وجود می‌آمدند.
بروز این اختلال برای GPSها به این شکل است که امواج بعد از انعکاس بهوسیله اشیاء (مانند ساختمان‌ها یا زمین) به آنتن GPS برسند. در این صورت سیگنالمسیر بیشتری را تا رسیدن به آنتن GPS طی می‌کند و این باعث میشود که GPS فاصله‌یماهواره را بیشتر از آن‌چه هست محاسبه نماید. که باعث ایجاد خطا در مکان‌یابینهایی می‌گردد. در صورت بروز این اختلال تقریباً 15 فیت بر خطای نهایی افزودهمی‌شود.
منبع دیگری نیز برای ایجاد خطا ممکن است وجود داشته باشد. افزایشتأخیر (delay) به دلیل اثرات جوی نیز می‌تواند روی دقت کار اثر بگذارد. همچنینخطاهای ساعت داخلی GPS. در هر دوی این موارد، گیرنده‌ی GPS طوری طراحی شده است کهاین اثرات را جبران نماید. ولی خطاهای کوچکی بر اساس همین اثرات همچنان بروز خواهندکرد.
در عمل، دقت کار یک GPS غیر نظامی معمولی، با توجه به تعدادماهواره‌های تبادلی و طرح قرارگرفتن آن‌ها بین 60 تا 225 فوت می‌باشد. GPSهایپیچیده‌تر و گران‌تر می‌توانند با دقت‌هایی در حد سانتیمتر کار کنند. ولی دقت یک GPS معمولی نیز می‌تواند به کمک پردازشی به نام DGPS Differential GPS به حدود 14فیت یا کمتر برسد. سرویس‌های DGPS با هزینه‌ی کمی قابل اشتراک می‌باشند. سیگنالتصحیحات DGPS توسط سازمان Army Corps Of Engineers و از ایستگاههای مخصوص ارسالمی‌گردد. این ایستگاه‌ها در فرکانس KHZ .325- 283.5 کار می‌کنند تنها هزینه استفادهاز این سرویس خریدن یک دامنه از این سیگنال‌ها می‌باشد. با این کار یک گیرنده‌یدیگر به GPS ما متصل میشود (از طریق یک کابل سه رشته‌ای) و عمل تصحیح را طبق یکروش استاندارد به نام ( RTCM SC-104 ) انجام می‌دهد. اشتراک سرویس‌های DGPS از طریقامواج رادیویی FM نیز ممکن می‌باشد.
ایستگاههای زمینی سیستم GPS:
در قسمت بالادرباره‌‌ی بخش فضایی سیستم GPS صحبت شد؛ حال به سراغ بخش کنترل زمینی این سیستممی‌رویم: این بخش شامل ایستگاههای کنترل زمینی است که دارای مختصات معلوم هستند وموقعیت آن‌ها از طریق روش‌های کلاسیک تعیین موقعیت، نظیر روش VLBI (تعیین فواصلبلند توسط کوازارها) و روش SLR (فاصله سنجی ماهوارهای با امواج لیزر) به دست آمدهاست. این ایستگاه‌ها وظیفه‌ی تعقیب و مشاهده شبانه‌روزی ماهواره‌های GPS را بر عهدهدارند. این بخش به وسیله محاسبات ریاضی پیچیده از طریق محاسبه معادله پلی‌نومیال (Polynomials) ریاضی به طریق کم‌ترین مربعات، پارامترهای مداری (افمریزها) و موقعیتماهواره‌ها را نسبت به یک سیستم مختصات ژئودتیک ژئوسنتریک (مبدا سیستم مختصاتتقریبا در مرکز زمین قرار دارد) محاسبه می‌نماید.
تعداد این ایستگاه‌هایزمینی 5 عدد است که ایستگاه اصلی با نام کلرادو اسپرینگ در آمریکا قرار دارد و 4ایستگاه فرعی دیگر در نقاط دیگر کره‌ی زمین مستقر هستند. آخرین بخش از سیستم GPS،قسمت User یا کاربران سیستم می باشد که خود شامل دو بخش است:
الف) آنتندریافت‌کننده‌ی اطلاعات ارسالی از ماهواره‌ها
ب) گیرنده (پردازش‌کننده‌یاطلاعات دریافتی و تعیین‌کننده‌ی موقعیت محل آنتن)
نرم‌افزار ومیکروپروسِسُور داخل گیرنده فاصله‌ی بین آنتن زمینی تا ماهواره‌های مرتبط باگیرنده‌ی را تعیین می‌کند سپس با استفاده از حداقل 4 ماهواره موقعیت X وY و ارتفاعمحل استقرار آنتن یا همان گیرنده تعیین میشود.
گیرنده‌های GPS به دو دستهاصلی تقسیم میشوند:
الف) گیرنده‌های نظامی
ب) گیرنده‌هایغیرنظامی
گیرنده‌های غیرنظامی فقط می‌توانند افمریزهای ارسالی روی کد C/A رااز ماهواره دریافت کنند، لذا تعیین موقعیت مطلق توسط این دسته از گیرنده‌ها ضعیفمی‌باشد. (در حدود 3 تا 5 متر). اما گیرنده‌های نظامی که اکثراً در اختیار ارتشآمریکا و کشورهای عضو پیمان ناتو می‌باشد قادر هستند که پارامترهای ارسال شده بهوسیله‌ی کد P (پارامترهای دقیق) را نیز علاوه بر کد C/A استفاده کنند. دقت تعیینموقعیت با چنین گیرنده‌هایی بسیار بالاست و در حال حاضر استفاده از کد P وکد Y کهمشکل‌تر از کد P است صرفاً در اختیار نظامیان آمریکایی می‌باشد. البته از سال 2000دقت سیستم GPS غیرنظامی با توجه به حذف خطای SA که وزارت دفاع آمریکا آن را عمداًهمراه سایر موج‌ها از ماهواره‌های GPS به سمت گیرنده‌های غیرنظامی می‌فرستاد، دقتتعیین موقعیت با گیرنده‌های دستی معمولی به 3 تا 5 متر رسیده است. البته برایکارهای دقیق ژئودزی و نقشه‌برداری با استفاده از گیرنده‌های دو فرکانسه (تفاضلی) بهشیوه‌ی تعیین موقعیت نسبی می‌توان به دقت در حد میلیمتر دست پیدا کرد. البته همیندقت 3 تا 5 متر گیرنده‌های دستی عادی هم نیازهای عمومی ناوبری (کوهنوردی و...) رابه خوبی تأمین می‌کند.
GPSها دارای کاربردهای متنوعی درزمین، دریا و هوا می باشند، اساساً GPS هر جایی قابل استفاده است مگر در نقاطی کهامکان وصول امواج ماهواره درآن‌ها نباشد مانند داخل ساختمان‌ها، غارها ونقاط زیرزمینی دیگر و یا زیر دریا، کاربردهای هوایی GPS در ره‌یابی برای هوانوردی تجاریمی‌باشد. در دریا نیز ماهیگیران، قایق‌های تجاری، و دریانوردان حرفه‌ای از GPS برایره‌یابی استفاده می‌کنند.
استفاده‌های زمینی GPS بسیار گسترده‌تر می‌باشد. مراکز علمی از GPS برای استفاده از قابلیت و دقت زمان‌سنجی‌اش و اطلاعات مکانی‌اشاستفاده می‌کنند. نقشه‌برداران از GPS برای توسعه‌ی منطقه‌ی کاری خود بهرهمی‌گیرند. سایت‌های گران‌قیمت نقشه‌برداری دقت‌هایی تا یک متر را فراهم می‌آورند. GPSها علاوه بر صرفه‌جویی دقت‌های بهتری را برای این سایت‌ها به ارمغان می‌آورند. استفاده‌های تفریحی از GPS نیز به تعداد تمام ورزشهای تفریحی متنوع است. به عـنوانمثال برای شکارچیان، برف‌نوردان، کوه‌نوردان و سیّاحان و… .
در نهایت باید گفتهر کسی که می‌خواهد بداند که درکجا قرار دارد، راهش به چه سمتی است، و یا با چهسرعتی در حرکت است می‌تواند از یک GPS استفاده کند. در خودروها نیز وجود GPS بهامری عادی بدل خواهد شد. سیستم‌هایی در حال تهیه است تا در کنار هر جاده‌ای بافشاردادن یک کلید موقعیت به یک مرکز اورژانس انتقال یابد. (بوسیله انتقال موقعیتفعلی به یک مرکز توزیع) سیستم‌های پیچیده‌ی دیگری موقعیت هر خودرو را در یک خیابانترسیم می‌کنند این سیستم‌ها به راننده بهترین مسیر برای رسیدن به یک هدف خاص راپیشنهاد می‌کنند. در کشورهای توسعه یافته از این سیستم جهت کمک به راهبری خودرو،کشتی و انواع وسایل نقلیه بهره‌گیری میشود.
هر چه نقشه‌های منطقه‌ای که درحافظه گیرنده بارگذاری میشود دقیق‌تر باشد، سرویس‌هایی که از GPS می‌توان دریافتداشت نیز ارتقا می‌یابد. برای مثال، می‌توان از GPS مسیر نزدیک‌ترین پمپ بنزین،تعمیرگاه و یا ایستگاه قطار را سؤال نمود و مسیر پیشنهادی را دنبال کرد. دقتمکان‌یابی این سیستم در حد چند متر است، که بسته به کیفیت گیرنده تغییرمی‌کند.
پیش‌بینی زلزله از دیگر کاربردهای GPS است. (در حال حاضر برایپیش‌بینی زلزله بیش از 1200 GPS در ژاپن نصب شده و همچنین فقط در اطراف شهرلس‌آنجلس آمریکا، 250 GPS در حال اندازه‌گیری و فعالیت 24 ساعته هستند)
ازدیگر کاربردهای این سیستم به طور فهرست‌وار می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: کاداستر، کنترل امور مربوط به حمل و نقل و ترافیک، کنترل حرکات تکتونیکی زمین،کنترل جابه‌جایی سدها و برج‌های بلند، پیش‌بینی وضع هوا (از طریق اندازه‌گیری میزانانرژی موج فرستاده شده از سوی GPS پس از عبور از لایه‌های جو و ابرهای موجود درمنطقه‌ی مورد نظر)، هیدروگرافی (آب‌نگاری)، تعیین موقعیت سکوهای دریایی نفتی، تعیینموقعیت جزیره‌های مرجانی، مین‌یابی، Scanکردن دریا، به روز رسانی سیستم‌های تعیینموقعیت اینرشیال، استفاده جهت کنترل ماهواره‌های سنجش از دور (Remote Sensing) وکاربردهای وسیع نظامی و... .
(یک نکته که باید هنگام استفاده از این سیستمحتما" مورد توجه قرار گیرد این است که در زمان‌هایی که احتمال ارسال امواج پارازیتروی گیرنده‌های GPS می‌رود به هیچ عنوان نمی‌توان روی داده‌های ارائه شده توسطگیرنده‌های غیرنظامی حساب باز کرد.)
در نهایت این نکته قابل ذکر است که باتوجه به نزول شدید بهای گیرنده‌های این سیستم، و افزایش امکانات آن‌ها، اینتکنولوژی در آینده‌ی نزدیک بیش از پیش در اختیار همگان قرار خواهد گرفت.
گیرنده‌های GPS:
بسته به نوع مصرف و بودجه می‌توان از طیف وسیعگیرنده‌های GPS بهره برد. همچنین، باید از در دسترس‌بودن نقشه مناسب و به روز جهتناحیه مورد استفاده‌تان، اطمینان حاصل کرد. امروزه بهای گیرنده‌های GPS بطورچشمگیری کاهش پیدا کرده است و هم اکنون در کشور ما با بهایی معادل یک عدد گوشیمتوسط موبایل نیز می‌توان گیرنده‌ی GPS تهیه کرد.
قیمت گیرنده‌های GPS مناسب ومرغوب موجود در بازار ایران از 150000 تومان شروع میشود و به 40 میلیون تومان هممی‌رسد. لازم به ذکر است که GPSهای Ashtech ساخت آمریکا، بهترین GPS در دنیا هستندو رئیس و صاحب این کارخانه آقای پروفسور جواد اشجعی می‌باشد. تعدادی از اینگیرنده‌ها عبارت است از: MAGELLAN , Trimble , Garmin ,Ashtech
حال در ادامه این مقاله به کاربردی جدید از سیستم GPS درعلم نجوم می‌پردازیم. این بخش از مقاله درباره طراحی یک سیستم ناوبری مشابه GPS برای سیاره مریخ می باشد.
جستجوگرهای آینده مریخ اعم از اینکه مدارگرد خودکارثابتی باشند یا انسان، به راهی جهت تعیین موقعیت خودشان نیاز خواهند داشت. برایانجام این مهم پژوهشگران ناسا در حال مطالعه بر روی یک سیستم تعیین موقعیت ماهوارهای مناسب همانند GPS برای مریخ می باشند که قابلیت انجام وظیفه به عنوان یک شبکهارتباطی را هم داشته باشد. مکان یاب جهانی ( Global Positioning System ) مجموعه ایمتشکل از 27 ماهواره شامل 24 ماهواره اصلی و 3 ماهواره رزرو می باشد که قادر بهتعیین موقعیت هر نقطه روی زمین بهمراه ارتفاع نقطه با دردسترس بودن حداقل 4 ماهوارهدر آسمان منطقه مورد نظر می باشد.یکی از طرح های پژوهشگران فرستادن ناوگانی کوچک ازفضاپیماها به مریخ می باشد که دانشمندان برای ماموریت های آینده بشری و روباتیک درحال مطالعه بر روی آن می باشند. مایکل مندیلو (Michael Mendilo) پروفسور اخترشناسدر مرکز فیزیک فضایی دانشگاه بوستون و تیمی از پژوهشگران که زیر نظر وی بر رویاثرات یونسفر مریخ مطالعه می کنند , در حال طراحی یک سیستم ناوبری ماهواره ای بدورمریخ می باشند.
در آزمایشگاه پیشرانه جت پروپالشن ناسا (JPL) هم پژوهشگراندر حال انجام کارهای زمینی یک شبکه ناوبری و ارتباطی برای مریخ هستند. یک طرح قدیمیتر هم وجود دارد که شامل یک دسته میکروماهواره‌های کوچکی است که شبکه مریخی (Marsnet) نامیده میشود و وظیفه‌اش ارسال داد‌ه‌ها به سفینه‌ی مادر (Marsat) است. وظیفه Marsat نیز تبادل داده های بین مریخ و زمین است.از نظر وستل چارلز (Charles Whestel) رییس بخش مهندسی برنامه جستجوی مریخ در JPL یک سیستم ناوبری با دقت 10 تا 100 متر برای مریخ کافیست. هر چند این دقت قابل مقایسه با دقت حاصل از سیستم فعلی GPS در سیاره زمین نمی باشد. البته مجموعه ماهواره های GPS زمین تنها تأمین کنندهناوبری برای بشر است (البته در سال های اخیر پژوهش هایی در زمینه کاربرد GPS درهواشناسی و زلزله در حال انجام است.) اما پژوهشگران درصدد استفاده از قابلیت هایاین سیستم در بررسی یونسفر مریخ می باشند.
با افتتاح سیستم GPS در مریخ درحقیقت جهشی در فن آوری روبات های آینده برای سیاره سرخ رخ خواهد داد. در پایان لازمبذکر است که شاید از نظر برخی، سیستم GPS مریخ یک طرح لوکس و دور از تصور باشد امابا وجود مسائلی که بخشی از آن ها در این مقاله ذکر شد استفاده ازاین سیستم مزایایزیادی در بر خواهد داشت و جهشی در راه اکتشاف کامل سیاره سرخ و پی بردن به رازهایآن می باشد.
انجمن ژئوماتیکایرانhttp://www.geomatic.ir/index.php?mod=2&nid=73#*
انجمن علمیپژوهشی نجم شمالhttp://www.nssra.netfirms.com/gps.htm
کارگاه هواشناسی http://www.senmerv.com/archives/000107.php*
http://www.hamkelasy.com/new-technology/gps.html
http://www.cloudysky.ir/data/data0114.php
www.spacenews.ir
|
