ما هو gps و كيف يعمل و ما هي مدى دقته

gps

هي اختصار Global Positioning System نظام التموضع العالمي هو نظام ملاحة عبر الأقمار الصناعية يقوم بتوفير معلومات عن الموقع و الوقت في جميع الأحوال الجوية في أي مكان على أو بالقرب من الأرض حيث هناك خط بصر غير معاق لأربعة
أو أكثر من أقمار الGPS يوفر النظام قدرات مهمة للمستخدمين العسكريين و المدنيين و التجاريين في جميع أنحاء العالم .
أنشأت حكومة الولايات المتحدة النظام و هي التي تحافظ عليه و جعلت الوصول له مجاني لأي شخص لديه جهاز استقبال GPS.

بدأت الحكومة الأمريكية مشروع الGPS في عام 1973 و ذلك لتستطيع التغلب على قيود نظام الملاحة السابقة ،
حيث دمجت أفكار سابقة من ضمنها دراسات هندسية سرية من ستينات القرن الماضي .
وزارة الدفاع الأمريكية هي التي قامت بتطوير النظام، الذي استعمل في الأصل 24 قمراً صناعي .
اصبح النظام يعمل بشكل كامل في 1995 .
و قد أدى التقدم في التكنولوجيا و المطالب جديدة على النظام القائم إلى تحديث نظام ال GPS و تنفيذ الجيل القادم و هو ال GPS III .

ما هو ؟

                  

GPS Global Positioning System يستخدم لقياس دوائر العرض و خطوط الطول الخاصة بالشخص بدقة كبيرة
و قد تم تطويره في الأصل من خلال وزارة الدفاع الأمريكية في عام 1973 حتى يمكنها معرفة
أماكن الجنود و المركبات العسكرية بشكل دقيق ، و اليوم ، يتم إستخدام نظام GPS في الإستخدامات العلمية و التجارية أيضاً.

نظام GPS قائم على شبكة مكونة من 24 قمر صناعي يدوروا حول الأرض مرتين كل 24 ساعة ،
هذه الشبكة من الأقمار الصناعية تعرف بإسم Navstar ، دوران الأقمار الصناعية الدقيق و إستخدامها
لترددات عالية الدقة تمكن الأقمار من معرفة مكان الأشخاص بشكل دقيق جداً ، كل قمر صناعي يقوم
بإرسال مكانه بشكل بالغ الدقة بوقت محدد, الوقت المحدد يتم توفيره من خلال الساعات الذرية
في U.S. Naval Observatory “مرصد البحرية الأمريكية” –بالنسبة للولايات المتحدة-, كل قمر GPS صناعي
لديه ساعات ذرية عديدة على لوحته, بعد ذلك يتم تشغيل الأقمار الصناعية في نفس الوقت ،
ثم يتم إرسال المعلومات بشكل دقيق مع بعض ، هذه الإشارات يتم نقلها بسرعة الضوء ،
و تصل هذه الإشارات إلى المستقبل بأوقات مختلفة ، و ذلك لأنها تعتمد على المسافة بين المستقبل
و بين كل قمر صناعي ، و بما أن المسافة تختلف من قمر صناعي إلى آخر ، فإنه لا تصل جميع الإشارات في آن واحد .

مم تتكون شبكة ال gps ؟

تتكون من ثلاثة شرائح رئيسية و هي :

1- شريحة الفضاء

يوجد 24 قمر صناعي يدور حول المرة الأرضية مرتين في اليوم بسرعات تصل إلى ما أعلى من 11 كيلومتر في الساعة
و تعمل هذه الأقمار من خلال ضوء الشمس, و لكنها تأتي أيضاً ببطارية للعمل عند غياب الشمس
و قد تم وضعهم جميعاً بحيث أن يكون ما لا يقل عن 4 أقمار صناعية ظاهرة من أي نقطة على سطح الكرة الأرضية.

2- شريحة التحكم

و هى محطة تحكم رئيسية تقوم بالتأكد من عمل الأقمار الصناعية بدون أي مشاكل, و أن الإشارات التي يتم إرسالها إلى الأرض إشارات دقيقة.

3- شريحة المستخدم

هذه هى الشريحة الخاصة بالمستخدمين, و هى الأجهزة التي تم تصنيعها لإستقبال الإشارات من القمر الصناعي
و تتضمن هذه الأجهزة الهواتف ، الحواسيب المحمولة, بعض السيارات ، و أجهزة و أدوات كثيرة آخرى.

من يستطيع استخدام gps ؟

في هذه الأيام, نظام GPS متوفر في العديد من الأشكال سواء كنظام ملاحة للسيارات ، أو المراكب ، أو حتى الطائرات
يمكن إستخدام أجهزة GPS أيضاً في الأنشطة الترفيهية كالمشي لمسافات طويلة و ركوب الدراجة على الجبال ،
بل وصلت الآن أنها أصبحت أنظمة متوفرة في معظم الهواتف الذكية و الأجهزة المحمولة الآخرى
كما أنه يتم إستخدام أنظمة GPS في العديد من مجالات العلم ، فعلى سبيل المثال ، يتم إستخدام
هذه الأنظمة في علم الأرصاد الجوية للتنبؤ بالجو, كما أنه مفيد جداً لعلم الجيولوجيا ، و الذي يتم في بعض فروعه
إستخدام طرق عالية الدقة للمسح ، بجانب كل هذا ، تستخدم أجهزة GPS أيضاً في قياس الحركات التكتونية قبل و بعد وقوع الزلازل.

ما هي مدى دقة gps ؟

GPS سيعمل فقط بكامل قدرته عندما يتم إستخدامه في العراء, إستخدام أجهزة GPS
 في المباني و المناطق المغلقة من الممكن أن لا يكون ناجحاً ، ففي الحقيقة ، أي عائق موجود بين
القمر الصناعي و المستقبل ، مثل المباني العالية أو الجبال ، من الممكن أن تقوم بإنتاج العديد من الأخطاء.

و توجد العديد من العوامل التي تلعب دور في مدى دقة ال GPS ، و منها :
  •  الإشارات التي يتم إرسالها من القمر الصناعي تسير خلال الغلاف الجوي
    و هذه معروفة بإسم تأخيرات الأيونوسفير و التروبوسفير ، و يتم تصحيحها جزئياً من خلال أنظمة ال GPS.
  • في بعض الأوقات ، يمكن حدوث إنعكاس للإشارة بسبب المباني العالية أو الجبال أو الهضاب و هكذا ،
    و هذا ينتج عنه تأخر وصول الإشارات إلى المستقبل.
  • الساعات المدمجة بأجهزة الإستقبال تختلف عن الساعات الذرية الخاصة بالأقمار الصناعية
    و ينتج عن هذا حدوث أخطاء في ميعاد وصول الإشارات إلى المستقبل.

  • الأخطاء المدارية, المعروفة أيضاً بإسم أخطاء التقويم الفلكي, من الممكن أن تحدث
    بسببها عدم دقة في بيان الأماكن بالأقمار الصناعية.

  • أفضل طريقة يتم تصل فيها القراءات إلى أقصى دقة هى عندما يتم وضع الأقمار الصناعية
    على مسافات متباعدة واسعة فإذا تم وضع الأقمار الصناعية بالقرب من بعضهم يمكن حدوث العديد من المشاكل.

معلومات عن الأقمار الصناعية نفسها :

                 

الأقمار الصناعية التي عددها 24 والتي تشكل نظام جي بي اس  GPS تدور حول الأرض على ارتفاع 19 312 تقريباً .
هي تتحرك باستمرار ، و تكمل مدارين كاملين في أقل من 24 ساعة .
هذه الأقمار تسير في الفضاء بسرعة نقارب 11300 كيلومتر في الساعة .
تعمل الأقمار الصناعية هذه بالطاقة الشمسية ولديه على متنها مجموعة من البطاريات الاحتياطية
لابقائها قيد التشغيل في حالة حدوث انقطاع للطاقة الشمسية لسبب ما مثل كسوف الشمس .
كما لديها معززات صاروخية صغيرة كي تحافظ على سيرها و تحليقها في المسار الصحيح .

مواضيع قد تعجبك