تبلیغات
GEOLOGY - سیستم مكان یابی جهانی یا سیستم هدایت (ناوبری) ماهواره ای( Global Positioning System=Gps )
 
از آتشی که برای کافران آماده شده است بترسید

سیستم مكان یابی جهانی یا سیستم هدایت (ناوبری) ماهواره ای( Global Positioning System=Gps )

نوشته شده توسط :علی امینی
یکشنبه 27 بهمن 1387-07:37 بعد از ظهر

فهرست عناوینی که در ادامه مطلب می خوانید :

GPS چیست ؟

معرفی قابلیتهای                        GPS

نحوه کارکرد GPS

 

 

سیستم مكان یابی جهانی ( Global Positioning System ) یك سیستم هدایت (ناوبری) ماهواره ای اســت شـامل شبكه ای از 24 ماهواره درگردش كه درفاصله 11 هزارمایلی ودر شش مدارمختلف قراردارند .

در واقع یک سیستم راهبری و مسیریابی ماهواره ای است که از شبکه ای با 24 ماهواره تشکیل شده است و این ماهواره ها به سفارش وزارت دفاع ایالات متحده ساخته و در مدار قرار داده شده اند. این سیستم در ابتدا برای مصارف نظامی تهیه شد ولی از سال 1980 استفاده عمومی آن آزاد و آغاز شد.

 

    GPS چیست   ؟

gps موقیت یاب میباشد یعنی بر روی صفحه دیجیتالی كه دارد هر لحظه توسط ماهواره به شما نشان میدهد كه در كجا ایستاده اید حتی اگر در كوه جنگل ویا دریا باشید شما با زدن دكمه go میتوانید حركت كنید تمام حركت شما بر روی این صفحه ثبت و ظبط میشود شما حین حركت میتوانید هر نقطه را ثبت كنید چه در دریا باشد وچه در كوه حال در مسیر برگشت نیز شما میتوانید هم از مسیر میانبر كه جی پی اس به شما نشان میدهد استفاده كنید هم به هر نقطه ایی كه خودتان ثبت كردید حركت كنید.


معرفی قابلیتهای GPS

گیرنده های GPS انواع مختلفی دارند، اما معمولاً علائم و اصطلاحات آنها شبیه هم است. بعنوان مثال، صفحات اصلی یک گیرنده GPS مدل eTrex Summit از کمپانی Garmin در شکل 1 قابل مشاهده است. در صفحهُ Sky View ، موقعیت ماهواره ها و قدرت سیگنالهای دریافتی از آنها را می توان دید. در صفحهُ Map ، موقعیت مکانی خود و نقاط مورد نظر و یا مسیر طی شده ( Track ) ، قابل مشاهده است. در صفحهُ Pointer ، جهت حرکت بهمراه سایر اطلاعات جغرافیایی بیان می شود. در صفحهُ Trip Computer ، سایر اطلاعات سفر مثل زمان و سرعت و... و در صفحهُ Elevation ، اطلاعات مربوط به ارتفاع و در صفحهُ Menu ، تنظیمات دستگاه و داده ها ، قابل بررسی می باشد.


تعریف واژه ها:


Waypoint
: نقطه ایست شامل مختصات جغرافیایی مشخص که شخص آنرا علامت زده و می تواند به آن یک نام اختصاص دهد و برای مراجعه به آن از GPS استفاده کند.


Route
 : مسیری است تشکیل شده از چند waypoint که از بهم ارتباط دادن آنها بوجود می آید.

 

Track  : مسیر طی شده توسط شخص (رد پا ) که بطور اتوماتیک توسط گیرندهُ GPS ثبت می شود.

 

Bearing : جهت حرکت را بین نقطهُ شروع و مقصد نشان می دهد.


1(  عملکرد   Go To  : با استفاده از این عملکرد ، گیرنده شخص را به یک waypoint که قبلاً مشخص کرده است هدایت می کند. به این صورت که صفحه نمایش ، جهت صحیح حرکت به آن نقطه را نشان می دهد و اطلاعات دیگری که بیان می دارد که حرکت تا چه حد در مسیر صحیح صورت می گیرد. دنبال کردن صفحه نمایش راهنما بسیار آسان است زیرا کافیست در جهتی که اشاره می کند ، حرکت صورت گیرد. همچنین اطلاعات دیگر مانند فاصله تا مقصد و زمان رسیدن به آن و... قابل مشاهده است.

2(عملکرد Route  : همانطور که گفته شد، Route تشکیل شده از چند waypoint است که بدنبال هم آمده اند. با انتخاب عملکرد Route برای ناوبری، شخص این امکان را می یابد که بعد از رسیدن به waypoint اول، بطور اتوماتیک به waypoint بعدی که قبلاَ در Route تعریف شده ، هدایت شود. بدین صورت می توان مسیرهایی که خط مستقیم نیستند و نقاطی دارند که لازم است تغییر جهت داده شود را بصورت Route تعریف کرد و با استفاده از GPS در آن مسیر حرکت نمود.


3(عملکردTrack back   : از آنجا که دستگاه GPS می تواند مسیری را که طی کرده اید بصورت اتوماتیک ثبت کند(Auto Tracking ) ، برای استفاده از عملکرد Track back ، می توان از یک Track که قبلاَ ذخیره شده است استفاده نمود؛ بطوریکه میتوان دوباره آن مسیر طی شده را از مبداَ تا مقصد یا برعکس با کمک GPS طی نمود و دستگاه در این حالت ، شما را در مسیر قبلاً طی شده هدایت کرده و میزان انحراف از مسیر را مشخص می سازد.ضمناً اگر دستگاه شما قادر باشد که نمودار ارتفاع را هم نمایش دهد) مانند eTrex Summit  )، می توانید در صفحه Track Log مربوط به ارتفاع، مسیر طی شده را از لحاظ ارتفاع بررسی کنید.


4)عملکرد Sight ‘N Go : با استفاده ازاین عملکرد، شخض می تواند که جهت حرکت مستیم به یک عارضه طبیعی ( مثل یک قله) را بصورت چشمی بوسیله GPS علامت گذاری کرده(شکل6) و با قفل شدن این گرا در GPS ، گیرنده شما را همیشه در آن جهت هدایت کرده و همزمان میزان انحراف شما را از مسیر مستقیم منتهی به آن نقطه ( Off Course ) بر روی صفحه Pointer ، نشان می دهد.


 نحوه کارکرد GPS

GPS یک دستگاه صرفا گیرنده می باشد که اطلاعات بدست آمده از ماهواره های اطراف زمین را مورد تجزیه و تحلیل قرار داده و PIV شما را محاسبه می کنند .P=Position منظور موقعییت شما در هر نقطه از کره خاکی و فضای اطراف آن است . T = Time منظور زمان محلی دقیق و با دقت فوق لاعاده بالا در همان منطقه ای که شما هستید V = Veloctiy منظور سرعت لحظه ای شماست که آن را با دقت فوق العاده بالا محاسبه می کند . حال ما می خواهیم بدانیم یک دستگاه گیرنده با یک آنتن کوچک چگونه این اطلاعات را برای ما محاسبه می کند . تعداد 24 ماهواره توسط شرکتهای تولید کننده GPS یعنی Garmin و Magellan در فاصله 20200 کیلو متری از سطح زمین قرار دارند و در هر مدار 4 ماهواره قرار دارد . بدینسان این ماهواره ها کل زمین را تحت پوشش خود قرار می دهند. در داخل هر کدام از این ماهواره ها 4 ساعت اتمی قرار دارد تا مطمئن باشیم که در یک لحظه بخصوص حداقل یکی از آنها کار می کند . این ماهواره ها کد های 0 و 1 را برای دستگاه گیرنده می فرستند مثلا در ثانیه 0 کد 00001001 و در ثانیه 001 ,0 کد بعدی را در فضا منتشر می کند . هر کدام از این کد ها دوباره تکرار می شوند . مثلا دستگاه گیرنده شما کد 001 را در ثانیه اول می گیرد و در 1 نانو ثانیه بعد دوباره این کد را دریافت می کند . بنابر این تشخیص می دهد که مثلا فاصله زمانی بین شما و ماهواره برای امواجی که با سرعت نور حرکت می کنند 1 نانو ثانیه می باشد . حال چرا اینقدر زمان برای ما مهم است ؟ به خاطر اینکه فاصله ها بر اساس زمان سنجیده می شوند . مثلا در مورد مثال بالا فاصله شما از ماهواره برابر می شود با :X=vt=300000110(-9)

از طرفی دیگر در داخل دستگاه GPS شما حدس می زند که مکان هندسی شما یک کره به شعاع X ( که در بالا محاسبه کردیم ) و به مرکز مهواره مورد نظر می باشد در نتیجه شما با ماهواره اول متوجه شدید که مکان هندسی شما در فضا سطح یک کره می باشد .حال با گرفتن سیگنال ها و محاسبه فاصله از ماهواره دوم مکان هندسی شما در فضا سطح کره زمین خواهد شد . فصل مشترک این دو کره یک دایره است . ماهواره سوم نیز مکان هندسی شما را بر روی یک کره دیگر تخمین می زند .

فصل مشترک این کره با دایره قبلی دو نقطه خواهد بود . حال ماهواره چهارم کره بعدی را می سازد که فصل مشترک یک کره با دو نقطه یک نقطه خواهد بود . خیلی جالب است ؟!

حال موقعیت شما بر روی کره زمین و فضای اطراف آن در یک نقطه مشخص شده است . به همین ترتیب زمان شما نیز با توجه به موقعیت شما و ساعت GPS محاسبه خواهد شد . این ساعت ساعت محلی است و با ساعت رسمی هر کشور فرق خواهد داشت . سرعت شما چگونه محاسبه خواهد شد ؟! آیا با تقسیم فاصله بین دو نقطه بر زمان ؟! اخیرا این روش , روش مناسبی جهت دستگاه دقیقی مثل GPS نمی باشد . سرعت شما با استفاده از اثر دوپلروروابط ان محاسبه میشود.ما در فیزیک دبیرستان با اثر دوپلر آشنا شدیم این در حقیقت همان شکل معروف آمبولانس است که با نزدیک شدن به ما , رسیدن به ما و دور شدن از ما صدایش نیز تغییر می کند .

طراحان آمریکایی از این مساله در طراحی رادارها و بخصوص دستگاه GPS جهت تعیین سرعت دقیق استفاده کرده اند . خوب حالا به این نکته رسیدیم که می توانیم موقعیت , سرعت و زمان دقیق خود را داشته باشیم . بنابراین طول جغرافیایی , ارتفاع از سطح آبها ی آزاد دریا ها , زمان محلی و سرعت را خواهیم داشت . اما آیا فقط همین اطلاعات در اختیار ماست یا بیشتر ؟!






نظرات() 


 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر


درباره وبلاگ:



آرشیو:


طبقه بندی:


آخرین پستها:


پیوندهای روزانه:


نویسندگان:


نظرسنجی:


آمار وبلاگ:




دریافت کد آهنگ

بهترین ها در گرگان نت -------------------- -----------------------------

----------- ---------
border="0" ALT="Google" align="absmiddle">
--------------- ------------------





The Theme Being Used Is MihanBlog Created By ThemeBox