معلومات هامة عن Gps System

ماهو الـ GPS ؟
هذه الأحرف الثلاثة GPS هي اختصار للكلمات : Global Positioning System والتي تعني : نظام تحديد المواقع العالمي .
وهوعبارة عن نظام ملاحي مكون من شبكة أقمار صناعية يصل عددها إلى 24 قمراًمثبتة في مدارات محددة من الفضاء الخارجي من قبل وزارة الدفاع الأمريكية .كان الهدف الأساسي من هذه الشبكة من الأقمار الصناعية هدفاً عسكرياً بحتاً، ولكن في عام 1980م سمحت الحكومة الأمريكية بأن يكون هذا النظام متاحاًللاستخدامات المدنية . ونظام الـ GPS يعمل تحت جميع أنواع الظروف الجوية ،وفي كل مكان في العالم ، وعلى مدار 24 ساعة في اليوم ، ولا يجب الاشتراكمن أجل الحصول على هذه الخدمة كما أنها مجانية .
معلومات هامة عن Gps System 2k0dfe54294e

هذهالأقمار تدور في مدارات حول الأرض بسرعة تبلغ 7.000 ميل في الساعة ،وتعتمد على الطاقة الشمسية ، كما أنها مزودة ببطاريات قابلة للشحن من أجلضمان استمرار عملها في حالة انعدام الطاقة الشمسية ، ويوجد على كل قمرصاروخ صغير من أجل أن يسيّر القمر في طريقة الصحيح
معلومات هامة عن Gps System 2kbdac740562

بعض الحقائق عن تلك الأقمار الصناعية :
1- أول قمر صناعي أطلق كان في عام 1978م .
2- تم الانتهاء من اطلاق جميع الأقمار وعددها 24 قمراً في عام 1994م .
3- العمر الافتراضي لكل قمر هو عشر سنوات . علماً بأن البدائل لهذه الأقمار أطلقت في مداراتها .
4- يزن القمر الصناعي ما يقارب الطن الواحد ، وقطره 6 أمتار تقريباً بما في ذلك شرائح الطاقة الشمسية الممتدة على جانبي القمر .
5- يستهلك القمر فقط 50 وات أو أقل من الطاقة في حالة الارسال .
6- هذه الأقمار الصناعية تبث نوعين من الإشارات المنخفضة : L1 و L2 . و L1 للاستخدامات المدنية بذبذبة مقدارها 1575.42 MH على UHF .

كيف تعمل ؟
أقمارالـ GPS تدور حول الكرة الأرضية في مدارات محددة ودقيقة جداً مرتين فياليوم الواحد (24 ساعة) وخلال دورانها تبث إشارات تحمل معلومات عن الأرض .جهاز الاستقبال لديك يستقبل هذه المعلومات ويعمل بعض العلميات الحسابيةليحدد بالضبط موقع المستخدم . هناك أيضاً محطات أرضية تستقبل المعلومات منالقمر الصناعي وعلى أساسها تقوم هذه المحطات بتزويد القمر بمعلومات مهمةمن أجل أن يعمل على الوجه الأفضل مثل التوقيت والمدار والموقع .. الخ وهذايعني أن الاتصال مزدوج بين هذه المحطات الأرضية والأقمار الصناعية . (انظرالصورة أدناه)

معلومات هامة عن Gps System 2k09b6a0209d

أما ما يخص جهاز الاستقبال (GPS) لديك فإنه يجب أن يعرف شيئين أساسيين ومهمين :
1- أين هذه الأقمار الصناعية ؟ (الموقع)
2- كم تبعد هذه الأقمار عن الجهاز ؟ (المسافة)
وللإجابةعلى السؤال الأول يقوم الجهاز بالتقاط معلومات من الأقمار الصناعية تتضمنمواقع تلك الأقمار التقريبية ، وهذه المعلومات ترسل باستمرار ويقوم الجهازبتخزينها في ذاكرته من أجل معرفة مدار كل قمر ، وأين يجب أن يكون ، وهذاالنوع من المعلومات يحدث باستمرار من قبل المحطات الأرضية التي تحدثناعنها سابقاً ، فهي تزود القمر بموقعه الصحيح ومساره والقمر بدوره يرسل هذهالمعلومات إلى جهاز الاستقبال لديك .
(إذن من خلال استلام المعلومات يحدد الجهاز مواقع الأقمار طوال الوقت)
أماإجابة السؤال الثاني والذي يختص بالمسافة فإن الجهاز بعد تحديد مواقعالأقمار في الفضاء بكل دقة – كما أسلفت أعلاه – لا يزال يحتاج أن يعرف كمتبعد عنه هذه الأقمار (المسافة) ويستطيع عمل ذلك عن طريق معرفة الوقت الذياستغرقته الإشارة للوصول ، وهذا يتم تحديده بمعرفة وقت انطلاق الإشارة منالقمر ووقت استلامها وفارق الوقت بينهما هو الوقت الذي استغرقته الإشارةفي الفضاء من أجل الوصول إلى الجهاز ، طبعاً القمر الصناعي مزود بتوقيتدقيق جداً ، وكذلك الجهاز لديك وإن كان أقل دقة .. ولتبسيط الأمر أقول :كأن القمر يقول للجهاز إن هذه الإشارة انطلقت في الساعة ... والجهاز ينظرإلى ساعته متى استلم هذه الإشارة الآن وقد حدد الزمن الذي أخذته الإشارةللوصول فإن القاعدة تقول : الزمن×السرعة = المسافة . تذكر عندما كناصغاراً إذا أردنا أن نعرف هل السحاب بعيد أو قريب بأن نحسب الوقت بينمشاهدة البرق وسماع الرعد فإن كان الزمن بينهما كبير فإن السحاب بعيد ،وإن كان الفرق قليل فإن السحاب قريب ؟ هذه نفس الفكرة : الجهاز لديك يضربالزمن في سرعة موجات الراديو البالغة 186.000 ميل في الثانية والنتيجة هيالمسافة بين القمر الصناعي والجهاز .
الآن حددنا أهم شيئين في العملية وهما : موقع القمر والمسافة بننا وبينه ، وبذلك يستطيع الجهاز أن يحدد موقعه كما يلي :
لنفرضأننا على بعد 11.000 ميل من القمر الصناعي الأول بهذه الحالة سيكون موقعنافي أي نقطة من ملايين النقاط على محيط دائرة نصف قطرها 11.000 ميل يكونالقمر الصناعي في وسطها ، ولذلك فإن قمراً واحداً لا يكفي لتحديد موقعالجهاز .. ولتقريب هذه الفكرة انظر إلى الصورة التالية :
معلومات هامة عن Gps System 2k8dea49becb

ولنفرضأننا على بعد 12.000 ميل من قمر ثانٍ ، هذا القمر الثاني سيرسل إشاراتتتقاطع مع إشارات القمر الأول مكونة دائرة ، والموقع سيكون على أي نقطة منمحيط هذه الدائرة ، مرة أخرى يستحيل تحديد الموقع بقمرين فقط .. انظرالصورة
معلومات هامة عن Gps System 2kb343eb3cce

ولذلكنحن بحاجة إلى أن نضيف قمراً ثالثاً ولنفرض أنه على بعد 13.000 ميل سيصبحلدينا نقطتان : (أ) و (ب) جراء تقاطع الدوائر الثلاث للأقمار الصناعيةالثلاثة ، لكن النقطتين بعيدتان عن بعضهما بعداً شاسعاً ، انظر الصورة :
معلومات هامة عن Gps System 2k44a9d3aa0f

ومعالعلم إنه أصبح لدينا نقطتان فقط فإن تحديد أيهما موقع الجهاز يتطلب منكإدخال الارتفاع في موقعك من أجل ان يعرف الجهاز أي النقطتين هو فيها .وعلى كل لو قمنا بإضافة قمر رابع يستطيع الجهاز أن يحدد ثلاثة أبعاد (3D)وهي ( خط الطول + خط العرض + الارتفاع ) .

مصادر الخطأ في إشارة الـ GPS :
أجهزةالـ GPS في السنوات الأخيرة اصبحت دقيقة جداً بشكل فائق حتى أن معدل نسبةالخطأ انخفض إلى 15 متراً فقط !! ، وذلك بفضل تطور برامج وقطع الاستقبالداخل الجهاز ، على أن الأمر لا يخلو من بعض العوائق التي تؤثر على دقةأجهزة الـ GPS ، ولعل أهم مصادر الخطأ في هذا المجال مايلي :
1-أخطاء ناتجة عن بطء الإشارة من القمر الصناعي ، وذلك لأن الإشارة تقلسرعتها عندما تجتاز الغلاف الجوي في طريقها إلى الجهاز ، وعادة تكون أجهزةالاستقبال مزودة بنظام يقوم بحساب معدل التأخير من أجل تصحيح هذا الخطأ .
2-أخطاء ناتجة عن انعكاس أو ارتداد الإشارة نتيجة اصطدامها بعوائق مثلالبنايات الطويلة أو الصخور والجبال .. إلخ . وهذا من شأنه أن يزيد منسرعة انتقال الإشارة وبالتالي يسبب أخطاء
3-أخطاء ناتجة بسبب الساعة الداخلية للجهاز ؛ لأن هذه الساعة ليست بالدقةالتي عليها الساعة الذرية الموجودة في القمر الصناعي ، ومن أجل ذلك قديكون هناك أخطاء بسبب التوقيت .
4- أخطاء تحدث بسبب عدم دقة المعلومات التي يرسلها القمر الصناعي عن موقعه في الفضاء .
5-عدد الأقمار الصناعية التي يستطيع الجهاز رؤيتها ؛ فكلما زاد عدد الأقمارزادت الدقة والعكس صحيح ؛ فالمباني والمجالات الكهربائية والمغناطيسيةتسبب عدم رؤية الجهاز للأقمار وبالتالي تسبب قطع الإشارة وتسبب الأخطاء فيالتحديد أو حتى احتمال عدم قدرة الجهاز على تحديد الموقع نهائياً .

معلومات هامة عن Gps System

معلومات هامة عن Gps System

رد: معلومات هامة عن Gps System

إنشاء حساب أو تسجيل الدخول لتستطيع الرد

انشئ حساب

تسجيل الدخول