امتیاز این آیتم
  • 0.00 / 5 5
(0 votes)

جی پی اس چیست؟

GPS یک سامانه موقعیت یابی جهانی است.

GPS مخفف کلمات Global Positioning System می باشد.

این سامانه توسط کشور آمریکا در سال ۱۹۷۳ شروع به کار کرد و ابتدا برای مقاصد نظامی بکار میرفت. ولی در سال ۱۹۸۶ برای مصرف عمومی آزاد اعلام شد.

این ماهواره ها در ارتفاع ۲۰٫۰۰۰ کیلومتری زمین در مدار هایی مشخص حرکت میکنند تا سطح زمین را بطور کامل پوشش دهند.هر ماهواره روزی دو بار دور زمین میچرخد و بطور دایم سیگنالهایی را به طرف زمین میفرستد.

هم اینک که سال ۲۰۱۹ میباشد  سامانه GPS آمریکا دارای ۳۱ ماهواره میباشد و دقت موقعیت یابی آن به ۱٫۵ متر رسیده است. دقت این سامانه در ابتدا ۱۰۰ متر بوده است.

 

سیگنال های ماهواره ها

گیرنده هایی از قبیل جی پی اس های دستی – جی پی اس های خودروها – جی پی اس های کشتی ها و جی پی اس های موبایلها و تمامی دستگاه هایی که به موقعیت یابی احتیاج دارند این سیگنالها را دریافت میکنند.

سیگنالهای GPS  توسط ساعت های اتمی ماهواره ها با فرکانس پایه ۱۰٫۲۳MHz تولید می شود و به طرف زمین ارسال میشوند. این سیگنالها دارای زمان ارسال دقیق و کد های متنوعی میباشند.

این سیگنال های اولیه شامل کد C/A در موج Link 1 یا L1، با فرکانس ۱۵۷۵٫۴۲ مگاهرتز، و کد دقیق P در موج های L1 و L2، با فرکانس ۱۲۲۷٫۶ مگاهرتز، می باشند.

کد C/A کدی آزاد بوده که در اختیار عموم قرار دارد ولی کد P کدی دقیق و مخصوص کاربران نظامی مجاز می باشد. کد P کدی رمز گذاری شده است که در اختیار همه کاربران GPS قرار ندارد. به این کد P(Y)-code نیز گفته می شود.

رمز گشایی از این سیگنالها به عهده گیرنده ای هست که ما استفاده می کنیم. بعضی از این کدها مقاصد نظامی دارند که فقط برای گیرنده های نظامی  قابل رمز گشایی میباشند.

طرز کار جی پی اس

گیرنده های جی پی اس برای موقعیت یابی دقیق حتما باید به آسمان دسترسی داشته باشند و زیر هیچ سقفی نباشند. با حداقل دریافت و مشاهده ۴ ماهواره گیرنده جی پی اس ما میتواند با دقت ۳ متر موقعیت ما را در کره زمین شناسایی کند. این موقعیت یابی بوسیله سیگنالهایی است که از این ۴ ماهواره دریافت میکند که شامل کد (زمان اتمی ارسال سیگنال) و مختصات( دقیق مکان ماهواره در فضا)  میباشد با محاسبه طول زمانی که سیگنال به دستگاه جی پی اس میرسد میتوان میزان فاصله جی پی اس از ماهواره را بدست آورد. حال که فاصله ما با ۴ ماهواره مشخص شد میتوان با دقت موقعیت ما هم  محاسبه کرد.

 

 

انواع سامانه های موقعیت یابی

به غیر از سامانه  GPS  سامانه های موقعیت یابی دیگری نیز  هستند  که همانند این سامانه برای  موقعیت یابی بکار میروند . این سامانه ها به خاطر اهمیت موقعیت یابی نظامی و عدم  وابستگی به هنگام جنگ به سامانه GPS آمریکا توسط کشورهای دیگری  درست شده اند. البته دستگاههای جدید جی پی اس های دستی و حتی موبایلها  به غیر از سامانه GPS  از این سامانه ها هم استفاده می کنند تا به دقت بالاتری در حد ۱ متر برسند.

GNSS چیست = سیستم ماهواره ای ناوبری جهانی

Global Navigation Satellite System

دستگاههای جی پی اسی که از GNSS استفاده می کنند قادر به استفاده از حداقل دو سامانه ماهواره ای  یا همه سامانه هستند. این دستگاهها با استفاده همزمان از همه سامانه های ماهواره ای میتوانند با دقت بالاتری حتی تا ۵ میلیمتر موقعیت ما را بدست آورند. دستگاههای جی پی اس نقشه برداری  یکی از جی پی اس هایی هستند که مجهز به سیستم GNSS میباشند. این جی پی اس ها معمولا در ایران به نامهای دو فرکانسه یا سه فرکانسه یا ایستگاهی معروفند. این جی پی اس ها  هنگام دریافت سیگنالهای سامانه های مختلف تا ۶۰ ماهواره را میتوانند به طور همزمان پردازش کنند و به دقت های بالاتری برای موقعیت یابی برسند.

سامانه GLONASS گلوناس

GLObal’naya NAvigatsionnaya Sputnikovaya Sistema

سامانه کشور روسیه که فقط با ۴ سال فاصله با جی پی اس آمریکا توسط شوروی سابق به انجام رسید. هم اکنون این سامانه دارای ۲۴ ماهواره فعال میباشد.

سامانه Galileo گالیله 

این سامانه متعلق به اتحادیه اروپا میباشد و در سال ۲۰۰۳ پایه گذاری شد و نامگذاری آن به افتخار دانشمند معروف گالیله صورت گرفته است. سازمان فضایی اروپا به نام عیسا ESA مجری این سامانه است. همینک ۲۲ ماهواره فعال در این سامانه مشغول به کارند.

سامانه BeiDou بیدو  

این سامانه ساخت چین میباشد. فعلا دارای ۱۸ ماهواره فعال میباشد. نام آن بیدو  است که به زبان چینی قطب نما هست.

 سامانه های محلی موقعیت یابی

سامانه های دیگری هستند که ماهواره ای نیستند. سامانه های زمینی هستند و محلی هستند یعنی هر کشوری برای خودش این سامانه ها را درست کرده و استفاده میکند. که در کشور ما سامانه هدی که سازمان نقشه برداری آنرا انجام داده و سامانه شمیم که شهرداری تهران آنرا ساخته را میتوان نام برد. این سامانه ها در بستر اینترنت کار میکنند. به اینضورت که با آنتن هایی که به صورت شبکه بندی شده در کل کشور یا یک منطقه مشخص قرار میدهند سیگنالهای ماهواره را دریافت و از طریق اینترنت به گیرنده های ما میفرستند. که مستلزم پرداخت هزینه هم هستند زیرا دقت جی پی اس های ما را بالاتر میبرند. البته بستر این سامانه ها همیشه اینترنت نبوده و در گذشته به کمک امواج رادیویی این کار انجام می شده.

به این سامانه ها DGPS – SBAS  نیز میگویند. برخی از این سامانه ها در کشور های دیگر عبارتند از :

Core Satellite:ماهواره های اصلی سیستم ناوبری. در حال حاضر GPS،Galileo و GLONASS
SBAS: سیستمهای تقویت سراسری ماهواره ای مانند Omnistar و StarFire
SBASهای محلی: WAAS آمریکا، EGNOS اروپا، MSAS ژاپن و GAGAN هندوستان
SNSهای محلی: یا سیستمهای ناوبری ماهواره ای محلی مانند QZSS ژاپن، IRNSS هندوستان و Beidou چین
GBAS قاره ای: مانند GRAS استرالیا DGPS آمریکا(مربوط به سازمان حمل و نقل)
GBAS محلی: مانند شبکه های CORS

 سامانه موقعیت یابی  LBS 

 LBS = Location Based Service


یک سرویس مکان یابی سریع میباشد که از طریق دکل های مخابراتی اطراف شما موقعیت شما را میتوان فهمید.حتی اگر GPS گوشی شما خاموش هم باشد با استفاده از فاصله شما با حداقل دو دکل مخابراتی میتوان موقعیت شما را بدست آورد. لذا این سیستم احتیاج به این ندارد که زیر آسمان باشید و زیر سقف هم قابل استفاده میباشد. بنابراین بدون نیاز به سامانه های ماهواره ای عمل میکند. موبایلها و ردیاب ها از این سیستم هم به غیر جی پی اس داخلی کمک میگیرند تا در مکانهای سر پوشیده بتوان موقعیت خود را بدست آورد. نقطه ضعف این سامانه اینست که وابسته به دکل های مخابراتی و نیز اینترنت میباشد .

بنابراین اگر خارج از شهر باشید و یا در کوه و بیابان فقط جی پی اس های دستی و موبایلهایی که آنتن جی پی اس دارند میتوانند موقعیت شما را نشان دهند.

سامانه های موقعیت یابی دیگر 

IPS چیست

Indoor Position System

نامهای مختلفی بر اساس استفاده از وایفای یا موج رادیویی یا بلوتوث روی این سامانه ها گذاشته اند مثل UWB یا RFID که دقتهایی از ۱ متر تا ۵ سانتیمتر دارند.

این سامانه همانطور که از نامش پیداست سیستمی است  که داخل خانه یا کارخانه یا موزه یا کارگاه  موقعیت افراد ؛ ماشینها و تابلوهای گرانقیمت را  نشان میدهد. همچنین برای موقعیت یابی رباتها و پهباد ها نیز بکار میروند.

این سیستمها در بستر های مختلفی ارایه شده اند و کار میکنند. بعضی با بلوتوث و وایفای با برد حداکثر ۵۰ متر بعضی با اینترنت و صداهای موج کوتاه که قابل شنیدن نیستند نیز کار خود را انجام میدهند.

 

انواع دستگاه های جی پی اس GPS

 

 

جی پی اس های دستی که هم اکنون از دو سامانه GPS  و GLONASS به طور همزمان استفاده میکنند

جی پی اس های نقشه برداری که هم اکنون از همه سامانه های ماهواره ای استفاده میکنند و سیستم GNSS دارند.

جی پی اس های ردیاب که موارد استفاده گوناگونی دارند و

ردیاب های  خودرو و موتورسیکلت

   

  جی پی اس  ردیاب های شخصی کودکان و بزرگسالان و ردیاب های حیوانات

 

جی پی اس های نظامی

پست قبلی آموزش نرم افزار Leica GEO OFFICE