GPS چگونه مختصات شما را پیدا میکند؟

ماهواره ها

سیستم ناوبری یا GPS مخفف کلمهٔ Global Positioning System و به معنای سیستم موقعیت یابی جهانی میباشد که در واقع یک مجموعه ۲۴ تایی از ماهواره های است که در مدار زمین مستقر شده اند. اولین ماهواره GPS در سال ۱۹۷۸ به فضا پرتاب شد و مابقی ۲۴ عدد آن ماهواره ها در دسامبر ۱۹۹۳ تکمیل و از سال ۱۹۹۵ استفاده از آنها عملیاتی شد. هزینهٔ ساخت این سیستم ۱۰-۱۲ میلیارد دلار و هزینه های سالانه جهت نگهداری و تعمیر آنها ۴۰۰ میلیون دلار تخمین زده شده است. وزن هر ماهواره حدود ۲۰۰۰ پوند (حدودا ۹۰۸ کیلوگرم) می باشد. این ماهواره ها حدودا ۱۰ سال عمر کرده و از انرژی خورشیدی بهره می برند. چرخش هر ماهواره به دور زمین در هر روز حدود ۱۱ ساعت و ۵۸ دقیقه به طول می انجامد. ضمن اینکه این ماهواره ها در ارتفاع ۱۰۶۰۰ کیلومتری زمین قرار دارند. ماهواره ها در ابتدا برای استفاده توسط ارتش ایالات متحده برای کنترل سلاح در نظر گرفته شده بود – سیستم با نام NAVSTAR شناخته می شد. اما در سال ۲۰۰۰، سیستم GPS را در مقیاس بزرگ با اشاره به ابزار جهانی بودن آن، افتتاح کرد. کاملا واضح است که این سیستم بارها و بارها فواید خود را به ما اثبات کرده است.

موقعیت ماهواره ها به گونه‌ایست که حداقل چهار ماهواره و حداکثر ۱۲ ماهواره توسط دستگاه GPS شما قابل مشاهده هستند. موقعیت ماهواره ای و مسیرهای مداری ماهواره ها با نام Birdcage یا قفس پرنده شناخته می شود. دستگاه GPS شما موقعیت دقیق خود را طی یک فرایندی به نام Trilateration توسط سه ماهواره پیدا می کند. بدین صورت که توسط ۳ ماهواره با ارسال امواج فرکانس بالا، سیگنال های رادیویی کم قدرت که با سرعت نور جابجا می شوند طی فرایند ذکر شده با محاسبات ریاضی و میانگین گیری از ۳ موقعیت اعلام شده توسط ۳ ماهواره، محل دقیق شما را شناسایی میکند. از آنجا که این ماهواره ها دارای یک الگوی ثابت مداری هستند و با ساعت های اتمی از رصدخانه نیروی دریایی ایالات متحده همگام سازی میشوند، این روند و عملکرد خواندن محل استقرار شما دقیق است. اما برای بهبود دقت و صحت و بخصوص برای تعیین ارتفاع، دستگاه های GPS به طور معمول به دنبال داده ها از چهار یا تعداد بیشتری از ماهواره ها استفاده میکنند. به محض اینکه GPS موقعیت شما را پیدا کند، میتواند نقشه راه، سرعت و سایر اطلاعات همانند طلوع و غروب خورشید را تعیین کند. * برای درک بهتر عملکرد Trilateration مطالعه صفحهٔ ویکیپدیای این موضوع در "این آدرس" توصیه می شود. سیستم ناوبری دانستن مکان، سرعت و ارتفاع خود –و حتی فرد دیگری- یک ابزار فوق العاده قدرتمند است، با پیامدهای بسیار گسترده تر از استفادهٔ نظامی. اما در این مرحله، از این سیستم برای کمک به مردم در سفرها استفادهٔ بسیار مفیدی می شود، چه با پای پیاده باشند یا ماشین و یا قایق. اما ابزار GPS برای خلبانان هواپیما نیز فوق العاده مهم است. استفاده از GPS در هواپیما برای جلوگیری از برخورد هواپیماها حین پرواز و به زمین است. سیستم ناوبری GPS در حال حاضر در یک سری از اپلیکیشن‌ها و برنامه ها در حال ارائهٔ خدمات است و به مرور زمان، دولت‌ها نیز با استفاده از این فناوری و به اشتراک گذاری داده‌ها می توانند در بهبود مشکلات ترافیکی شهری کمک کننده باشند. علاوه بر این شرکت‌های دیگری نیز وجود دارند که می توانند از این خدمات ارائه کرده و یا حتی از خدمات ارائه شده بر روی GPS استفاده کنند. Inrix محصولی است که با همکاری شرکت فورد اقدام به ارائه اطلاعات ترافیکی با استفاده از سنسورهای جاده ای GPS می کند. شرکت TomTom یکی از معروفترین شرکت های ارائه دهنده دستگاه های GPS که بیش از ۶۵ میلیون دستگاه ناوبری شخصی فروخته است و همچنین هزاران هزار برنامه و اپلیکیشن که با کمی جستجو می توانید بهترین آنها را برای دستگاه تلفن هوشمند خود پیدا کنید.

چرا GPS شما گاها با خطا مواجه میشود؟ تکنولوژی GPS همانطور که ابزار فوق العاده بزرگ و کارآمدی است، اما به طور قطع کامل و بی عیب نیست. سیستم GPS اینگونه است که ماهواره ها با ارسال سیگنال و محاسبات مدت زمانی که سیگنال مورد نظر با سرعت ۱۸۶هزار مایل (حدودا ۳۰۰هزار کیلومتر) در ثانیه به دستگاه شما می رسد، برای تعیین محل شما از آن استفاده می کند. اما گاهی شما با تعجب متوجه می شوید نسبت به محل حقیقی شما، چند کیلومتر اختلاف وجود دارد که البته توضیحاتی نیز وجود دارد.
نخست اینکه سیگنال ارسالی و سیگنال دریافتی با عبور از تراکم های مختلف در اتمسفر ممکن است با مشکل تاخیر در دریافت یا ارسال مواجه شود و در محاسباتی که گفته شد اختلال و اشتباه پیش می‌آید. دوم اینکه مجددا مشکل تاخیر در سیگنال ها را در مواجهه با ساختمان های بلند یا اجسام سخت داشته باشیم. حتی نفوذ سیگنال از شاخ و برگ متراکم نیز میتواند باعث تاخیر در دریافت و ارسال سیگنال شود.به همین دلیل است که عمدتا این سیستم در زیر زمین اصلا کار نمی کند. و دلیل سوم ممکن است ساعت گیرنده خاموش باشد –قرار با این است که دستگاه به طور دائم با ساعت های اتمی به روز شود- و یا با ساعت اتمی کمی تفاوت داشته باشد. پس فاصلهٔ دریافت شده توسط گیرنده شما میتواند اشتباه باشد. پیشتر در بالا توضیح دادیم که به طور معمول سه یا چهار ماهواره برای دریافت مکان دقیق شما با دستگاه هماهنگ هستند بنابراین در صورت تفاوت در ساعت ارسالی و دریافتی دقت محاسبات در عملکرد Trilateration را تحت تاثیر قرار دهد و مشخصا در تعیین محل شما اشتباه پیش می آید. شما از چه ابزار یا اپلیکیشنی برای GPS به طور منظم استفاده می کنید؟

منبع : Mashableترجمه : احسان

اين مقاله اختصاصاً براي وبلاگ نساین اس دی جی تهيه شده است و استفاده از آن فقط با ذكر نام نويسنده يا مترجم و نام نساین اس دی جی همراه با لينك آن مجاز است

GPS چگونه مختصات شما را پیدا میکند؟

مطالب مشابه :

براي گياهان آپارتمانی بايد از خاک سبك استفاده شود

GPS چگونه مختصات شما را پیدا میکند؟

آنچه در مورد باتري ها بايد بدانيد

چگونه مصرف سوخت اتومبيل خود را كاهش دهيم

بررسي ابعاد تعامل انسان و روبات : عضو تازه خانواده

آشنایی با سنسور ها در خودرو ها

تاريخچه هک | هکر کیست؟ | انواع حملات و رایجترین آنها در ایران

فرکانس شبکه های جدید سیما در فرستنده های دیجیتال