تاريخچه GPS :

2. تاريخچه GPS:

3. ناوبري(Navigation) چيست؟ • از زمان ماقبل تاريخ مردم سعي مي کردند يک راه قابل اطمينان پيدا کنند که به آنها بگويد کجا هستند و حتي آنها را به جاييکه مي روند راهنمايي کرده و سپس به خانه بازگرداند. • مردمان غارنشين وقتي که براي تهيه غذا به شکار مي رفتند، احتمالا از سنگ‌ها و شاخه هاي کوچک براي علامت‌گذاري مسير خود استفاده مي کردند. ملوانان نيز ابتدا سواحل را به دقت دنبال مي کردند تا از گم شدنشان جلوگيري کنند....

4. GPS چيست؟ GPS يا (Global Positioning System) سيستم موقعيت ياب جهاني است و تنها سيستمي مي باشد که امروزه قادر است، موقعيت دقيق شما را بر روي زمين در هر زمان، درهر مکان و در هر هوايي مشخص کند. ماهواره هاي GPS، بيست و چهار ساعته در مداري به طول 11000 مايل دريايي بالاي زمين در حرکت بوده و پيوسته بوسيله ايستگاه‌هاي زميني در سراسر جهان نظارت مي‌شوند. ماهواره ها سيگنال‌هايي مي‌فرستند که براي هر کس با يک گيرنده GPS قابل شناسايي مي‌باشد. با استفاده از گيرنده GPS ،دارنده آن مي تواند موقعيت خود را با دقت بالا تعيين نمود(دقت مکاني در هر مکان از يک متر تا 100متر بسته به نوع تجهيزات متفاوت مي باشد).

5. ارکان GPS: 1- بخش فضايي 2- بخش کنترل(نظارت) 3- بخش کاربر

6. 1- بخش فضايي:

7. 2- بخش کنترل(نظارت) • بخش کنترل مغز GPS است. اين بخش اداره کننده تمامي ماهواره ها مي باشد. • اين بخش از ايستگاه‌هاي زميني تشکيل شده است(پنج عدد از آنها، در اطراف زمين قرار دارند) که ماهواره ها را از کارکرد درست مطمئن مي سازند. • ارتش آمريکا، بخش اصلي سايت کنترل در نيروي هوايي فالکون، واقع در کلورادو اسپرينگ(the Falcon Air Force Base in Colorado Springs) در آمريکا را اداره مي کند.

8. 3- بخش کاربر

10. ماهواره‌ها در فضا • همانطور که گفته شد سيستم فضايي GPS از 24 ماهواره تشکيل شده است که هر يک از آنها، هر 11000 مايل دريايي در بالاي زمين را در مدت 12ساعت(يک مدار) طي مي‌کند. • ماهواره‌ها در فضا به صورتي قرار مي‌گيرند که مي‌توانيم تقريبا 100 درصد از مواقع، سيگنال‌ها را از شش عدد آنها در هر نقطه روي زمين دريافت کنيم، زيرا جهت بدست آوردن بهترين اطلاعات مربوط به هر موقعيت، سيگنال‌هاي زيادي نياز است. همچنين ماهواره ها به ساعت‌هايي جهت نگهداري زمان دقيق مجهز هستند. اين دقت در حد سه نانو ثانيه(سه ميليارديوم ثانيه 000000003/0) بوده و بسيار مهم مي باشد، زيرا گيرنده بايد به درستي تعيين کند که سيگنال‌هايي که از هر ماهواره GPS مي رسد، از چه ارتفاعي گرفته شده است( اين اطلاعات براي محاسبه موقعيت گيرنده مورد استفاده قرار مي گيرد)

12. اولين ماهواره GPS در سال 1978 پرتاب شد. 10 ماهواره اول که Block I نام داشتند به منظور توسعه اين تکنولوژي(developmental satellites) فرستاده شدند. از سال 1989 تا 1993 ، 23 ماهواره هاي توليدي (production satellites) به نام Block II پرتاب شدند. پرتاب بيست و چهارمين ماهواره در سال 1994 اين سيستم را تکميل کرد. • 24 ماهواره GPS با مدار 11000 مايلي در بالاي زمين، در تمام شبانه روز به نظاميان و غير نظاميان خدمت رساني مي کنند. اين شبکه از ماهواره ها هسته اي از دقيق ترين سيستم ناوبري که تابه امروز ساخته شده است را مي سازد.

13. ايستگاه‌هاي کنترل زميني و گيرنده‌ها • ايستگاه‌هاي کنترل زميني کنترل GPS يا بخش زميني، از ايستگاه‌هاي محلي اطلاع دهنده اتوماتيک(خودکار) در نواحي مختلف اطراف زمين(هاوايي و ماژالين در اقيانوس آرام، ديگو گارسيا در اقيانوس هند، جزيره اسنشن در اقيانوس آرام و کولورادو اسپيرينگ در کولورادو )، يک ايستگاه اصلي در اشريور (فالکن) پايگاه هوايي کولورادو اسپيرينگ و چهار ايستگاه آنتن بزرگ که سيگنال ها را به سمت ماهواره ها ار سال مي کنند، تشکيل شده اند. همچنين اين ايستگاه ها، ماهواره هاي GPS را رديابي و اطلاع رساني مي‌کنند.

14. گيرنده ها

15. چگونگي کارکرد GPS اصلي که GPS به آن متکي مي‌باشد اندازه گيري فاصله(مسافت یا range ) ميان گيرنده و ماهواره است. همچنين ماهواره‌ها بدرستي اعلام مي‌كنند در کجاي مدار خود در بالاي زمين قرار دارند. GPS تقريبا به صورت زير کار مي کند:

16. يک سيستم شگفت انگيز سيستم GPS از ماهواره هايي تشکيل شده که مسيرهايشان توسط ايستگاه هاي زميني کنترل مي شوند. هر ماهواره‌اي سيگنال‌هاي راديويي توليد مي کند که اجازه مي دهد يک گيرنده، موقعيت ماهواره و فاصله بين ماهواره و گيرنده را تخمين بزند. گيرنده، اندازه گيري ها را براي محاسبه جايي بر روي کره زمين که کاربر يا جسم در آنجا قرار دارد به کار می گیرد.

17. شمايي کلي از عملکرد سيستم GPS و ارتباط آن با علوم ديگر

18. تصوير فوق نيروهاي نظامي آمريکا را در حال استفاده از گيرنده GPS حين مانور نشان مي دهد

19. کاربردهاي GPS • کاربردهاي نظامي GPS • اگرچه مجموعه فلکي ماهواره GPS (مجموعه ماهواره هاي موجود در اطراف زمين) اخيرا تکميل شده است، ولي پيش از اين ثابت شد که کمکي بسيار ارزشمند براي ارتش آمريکا بوده است. • بدون يک سيستم ناوبري قابل اطمينان نيروهاي آمريکايي قادر نبودند مانور عمليات طوفان صحرا (Operation Desert Storm) را به انجام برسانند.

20. استفاده هاي GPS در زندگي روزمره:

21. نرم افزارهاي GPS

26. سخت‌افزارهاي GPS

29. دقت موقعيت يابي GPS دقت موقعيت يابي GPS از 10متر تا چند سانتي‌متر بسته به نوع گيرنده GPS و استفاده از آن دارد. درحقيقت همه مردم به GPS هاي با دقت بالا نياز ندارند. در واقع هر استفاده‌اي نياز به يک دقت متفاوت دارد و همچنين هر سطحي از دقت داراي" معايب" و" محاسني" مي‌باشد. به طور کلي عوامل مؤثر در دقت موقعيت يابي GPS را مي توان به شرح زير نام برد: 1- نوع و مدل گیرنده GPS (مدل‌هاي مختلف ميزان دقت متفاوتي دارند که بسته به قيمت آن، دقت بالاتر مي رود). 2- نوع استفاده از GPS (براي برخي کارها نياز به دقت بالا مي باشد، در صورتي که در برخي ديگر اين دقت بالا ضرورتي ندارد).

30. خطاهاي GPS تمامي موقعيت‌هاي GPS ها، 100% دقيق نيستند، بنابراين بايد خطاهايي در آنها موجود باشد. دو انتخاب وجود دارد تا ميزان خطاها را بسته به نياز کاربر تقليل دهد: الف) استفاده از گيرنده هاي GPS متفاوتب) روش‌هاي گوناگون بدست آوردن موقعيت

31. بعضي از خطاها که بر روي دقت موقعيت GPS اثر مي گذارند • خطاي مداري • خطاهاي سنجيدن با ساعت • تأخير يونوسفريک و تروپوسفريک • پارازيت گيرنده • خطاهاي چند مسيره (Multipath errors) :

32. با تشکر از صبر و حوصله شما سروران