سیستم تعیین موقعیت جهانی (GPS)

GPS مخفف Global positioning system میباشد به معنی سیستم تعیین موقعیت جهانی ! و عملاً شبكه ای از ماهواره ها میباشد كه میتواند ارتفاع، طول و عرض جغرافیایی نقاط مختلف كره زمین را مشخص كند. اگر بخواهیم ساده تر و بهتر آن را بیان کنیم، میتوانیم بگوییم که اگر ما تمام سطح کره زمین را مثل صفحه شطرنج خط کشی کنیم و بصورت مربع هایی به ابعاد یک متر دربیاوریم، در GPS هرمربع یک آدرس مشخص دارد!!حتی در Advaced GPs، هر یک سانتیمتر مربع آدرس ویژه خودش را دارد! و وظیفه دستگاه جی پی اس پیدا کردن این آدرس ها میباشد.

تاریخچه GPS:
سیستم مکان یابی جهانی یا Global Positioning System، اولین بار در سال ۱۹۸۰توسط ماهواره های نیروی نظامی آمریکا برای ردیابی استفاده شد. در اصل اولین ماهواره برای ردیابی در سال ۱۹۷۸ در مدار زمین قرار گرفت و بعدها کشور آمریکا، این تکنولوژی را همگانی کرد و در دسترس عموم قرار داد. حدود ۲۴ ماهواره به مدار زمین و نقاطی که لازم بود فرستاده شد. در حال حاضر تعداد ماهواره های جی پی اس در مدار زمین به 31 عدد رسیده است که ارتفاع آنها از سطح زمین حدود ۲۰۲۰۰ کیلومتر میباشد. به مجموع این ماهواره ها، ناواستار NAVSTAR می گویند.

نحوه عملکرد آن:

این سیستم، یک سیستم راهبری و مسیریابی ماهواره‌ای است که از شبکه‌ای با حداقل ۲۴ ماهواره تشکیل شده است و در ۲۰۰۰۰ کیلومتری بالای زمین در مدار مدور ۱۲ ساعته می‌چرخند. جهت مطمئن شدن از اینکه ماهواره‌ها میتوانند هر نقطه از روی سطح زمین را تشخیص دهند و ردیابی کنند ، آنها را به شش گروه چهارتایی تقسیم کردند. این ماهواره‌ها علائم رادیویی را که شامل اطلاعاتی درباره زمین است را به زمین میفرستند سپس بخش کنترل زمینی که شامل ایستگاه های کنترل در نقاط مختلف دنیا میباشد، داده های ارسالی ماهواره ها را تحلیل و بررسی کرده و فرامین لازم را به مجموعه ماهواره ها ارسال می کند، اینگونه میتواند مختصات نقاط را مشخص کند. در حال حاظر بخش کنترل زمینی شامل ۱۱ آنتن برای ارسال فرامین کنترلی، و ۱۶ سایت برای مانیتور کردن اطلاعات است.

کاربردهای GPS:

کاربرهای سیستم جی پی اس، نیروهای نظامی یا مردم عادی هستند که مجهز به دستگاه دریافت و تحلیل اطلاعات می باشند. GPS برای کاربران نظامی در سیستم جنگنده ها، بمب افکن ها، تانک، هلیکوپتر، کشتی، زیردریایی، تجهیزات سربازان و … کاربرد دارد. و برای تعیین مختصات هدف، پشتیانی هوایی، سلاح های هوشمند و … از آن استفاده میکنند. البته GPS فقط برای نظامی ها کاربرد ندارد! برای مثال…
نقشه بردارها از آن برای نقشه برداری با سرعت بیشتر نسبت به سیستم های موجود استفاده می کنن.
کشتی ها و هواپیما ها برای تشخیص مسیر حرکت خود و چگونگی نزدیک شدن به فرودگاه یا بندر از آن کمک میگیرند.
رهگیری ماشین های تحویل بار و ماشین های اورژانس حمل مریض با این سیستم امکان پذیر است.
حتی کشاورزان می توانند به طور دقیق موقعیت شخم زدن، کاشت و برداشت محصول را کنترل کنند، مناطق کم محصول زمین را ثبت و بررسی کنند..
یکی از کمک های مهم GPS به رانندگان، هدایت و راهنمایی کردن آنها در مسیرهای پرپیچ و خم خیابان ها و رساندنشان به مقصد است. از آنجایی که جی پی اس نیازی به ارسال داده ندارد، میتوانند بدون اتصال به اینترنت، موقعیت کاربر را در نقشه نشان دهد.
استفاده از جی پی اس در هوانوردی نه نتها باعث بهبود عملکردمیشود، بلکه ایمنی را نیز افزایش میدهد. قابلیت تعیین موقعیت به صورت دقیق، دائمی در تمام نقاط جهان توسط GPS میتواند نیازمندی های سیستم های هوایی را رفع کند. با استفاده از جی پی اس و در نظر گرفتن نقاطی سه بعدی در فضا میتوان مسیر حرکت هواپیما را معین کرد. میتوانیم برای پرواز با کمک جی پی اس مسیرهایی طراحی کنیم که زمان پرواز و مصرف سوخت را کاهش میدهد.
سیستم جی پی اس مداوم در حال به روزرسانی می باشد و در آینده قرار است که دو سیگنال به آن اضافه شود، یک سیگنال برای کاربری های عمومی عادی و سیگنال دوم برای کاربری های هوانوردی.
اضافه شدن یک سیگنال به جی پی اس برای هوانوردی، باعث افزایش دقت و قابلیت اعتماد در آن میشود، زیرا گیرنده همزمان دو سیگنال مختلف را در دسترس دارد و در صورت ایجاد نویز بر روی یکی از آنها، سیگنال دیگر احتمالا در دسترس است.