من کجا هستم؟
قطعاً شما هم تا به حال نام GPS را شنيده ايد. اگر اهل بازديد از نمايشگاههاي دستاوردهاي اطلاعاتي باشيد احتمالاً با دو يا سه غرفه سرويس راهبري ماهواراي برخورد کرده ايد. غرفه‌هائي که يک عدد مانيتور را به سمت بازديد کنندگان گردانده اند و روي مانيتور نقطه کوچکي بر روي نقشه تهران در حال حرکت است و شما مي توانيد نام خياباني را که نقطه هم اکنون در آن قرار دارد ببينيد. حتي پيش بيني کنيد به کدام خيابان وارد خواهد شد. در اين فکر و خيال ها هستيد که متوجه مي شويد اين تصوير را مي توانيد درون گوشي موبايلتان ببينيد و آن نقطه قرمز در حقيقت خودتانيد. ولي تا بحال چقدر از اين سرويس اطلاعات کسب کرده ايد؟ سيستم مکان ياب جهاني(POSITIONING SYSTEMS GLOBAL) يا GPS يک سيستم راهبردي و مسيريابي ماهواره اي است که از شبکه اي با ماهواره ساخته شده است. اين ماهواره به سفارش وزارت دفاع ايالات متحده ساخته و در مدار قرار داده شده است. اين سيستم در ابتدا براي مصارف نظامي تهيه شد ولي از سال 1980 استفاده همگاني از آن آزاد و آغاز شد.
خدمات اين مجموعه در هر شرايط آب و هوايي و در هر نقطه از کره زمين در تمام ساعت شبانه روز در دسترس است. پديد آورندگان اين سيستم، هيچ حق اشتراکي براي کاربران در نظر نگرفته اند و استفاده از آن کاملاً رايگان است.
GPS چگون کار مي کند؟
ماهواره هاي اين سيستم در مداراتي دقيق هر روز 2 بار بدور زمين مي گردند و اطلاعاتي را به زمين مخابره مي کنند. گيرنده هاي GPS اين اطلاعات را دريافت کرده و با انجام محاسبات هندسي، محل دقيق گيرنده را روي کره زمين محاسبه مي کنند.
در واقع گيرنده زمان فرستادن سيگنال توسط ماهواره را با زمان دريافت آن مقايسه مي کند. از اختلاف اين دو زمان فاصله گيرنده از ماهواره تعيين مي گردد. حال اين عمل را با داده هاي دريافتي از چند ماهواره ديگر تکرار مي کند و بدين ترتيب محل دقيق گيرنده را با اختلافي ناچيز در مي يابد.
گيرنده به دريافت اطلاعات همزمان از حداقل 3 ماهواره براي محاسبه 2 بعد و يافتن طول و عرض جغرافيايي و همچنين دريافت اطلاعات حداقل 4 ماهواره براي يافتن مختصات سه بعدي نيازمند است.
با ادامه دريافت اطلاعات از ماهواره ها گيرنده اقدام به محاسبه سرعت، جهت، مسير پيموده شده فواصل طي شده، فاصله باقي مانده تا مقصد، زمان طلوع و غروب خورشيد و بسياري اطلاعات مفيد ديگر مي نمايد.
ماهواره هاي سيستم
24 ماهواره GPS در مدارهايي بفاصله 36600 کيلومتري از سطح دريا گردش مي کنند. هر ماهواره دقيقاً طي 12 ساعت با سرعت 11 هزار کيلومتر بر ساعت يک دور کامل بدور زمين مي گردد.
اين ماهواره ها نيروي خود را از خورشيد تامين مي کنند ولي باتري هايي نيز براي زمانهاي خورشيد گرفتگي و يا مواقعي که در سايه ي زمين حرکت مي کنند به همراه دارند. راکتهاي کوچکي نيز ماهواره ها را در مسير درست نگاه مي دارند. به اين ماهواره هاNAVSTAR نيز گفته مي شود. اولين ماهواره GPS در سال 1978 در مدار زمين قرار گرفت. در سال 1994 شبکه 24 عددي NAVSTAR تکميل شد. عمر هر ماهواره حدود 10 سال است که پس از آن جايگزين مي گردد. هر ماهواره حدود 2000 پاوند وزن دارد و درازي باتري هاي خورشيدي آن 5/5 متر است. انرژي مصرفي هر ماهواره کمتر از 50 وات است.
گيرنده GPS
بسته به نوع مصرف و بودجه مي توانيد از گستره زيادي از گيرنده هاي GPS بهره ببريد. همچنين، بايد از در دسترس بودن نقشه مناسب و بروز(UP-TO-DATE ) براي منطقه مورد استفاده تان، اطمينان حاصل کنيد.
امروزه بهاي گيرنده هاي GPS بطور چشمگيري کاهش پيدا کرده و هم اکنون در اروپا با بهايي برابر با يک گوشي متوسط موبايل نيز مي توان گيرنده GPS تهيه کرد.
امروزه در کشورهاي توسعه يافته از اين سيستم جهت کمک به راهبري خودرو، کشتي و انواع وسايل نقليه ي ديگر بهره گيري مي شود.
هر چه نقشه هاي منطقه اي که در حافظه گيرنده بارگذاري مي شود دقيق تر باشد. سرويسهايي که از GPS مي توان دريافت داشت نيز بهتر است.
براي نمونه مي توان از GPS مسير نزديکترين پمپ بنزين، تعميرگاه و يا ايستگاه قطار را پرسيد و مسير پيشنهادي را دنبال کرد. دقت مکان يابي اين سيستم در حد چند متر است که بسته به کيفيت گيرنده تغيير مي کند.
از سيستم مکان ياب جهاني مي توان در کارههايي چون نقشه برداري و مساحت، پروژه هاي عمراني، کوهنوردي، کايت سواري، سفر در مناطق ناشناخته، کشتي راني و قايقراني، عمليات نجات هنگام وقوع سيل و زمين لرزه و هر فعاليت ديگر که نيازمند مکان يابي باشد، بهره برد.