GPS چیست؟
سیستم مكان یاب جهانی (Global Positioning System) یک وسیله موقعیت یابی دقیق ماهواره ای می باشد که در سال 1973 توسط بخش دفاعی ایالات متحده گسترش یافت. دستگاه GPS در اصل برای کمک به سربازان و خودروهای نظامی ، هواپیماها و کشتی ها جهت تعیین دقیق موقعیت آنها در سراسر جهان طراحی شده بود ولی در دهه 1980 ایالت متحده آن را برای استفاده غیرنظامی در دسترس قرار داد. در حال حاضر GPS تنها سیستمی می باشد که قادر است موقعیت دقیق شما را بر روی زمین در هر زمان، در هر مکان و در هر هوایی مشخص کند.
سیستم GPS در هرنوع وضعیت آب و هوایی درسرتاسر جهان و بطور 24ساعت درطول شبانه روز قابل استفاده می باشد و هیچ گونه بهایی جهت نصب و هزینه اشتراک این سیستم اخذ نمی شود . امروزه ، استفاده از GPS هم در زمینه تجاری و هم درزمینه علمی گسترش یافته است.در زمینه تجاری،بعنوان وسیله موقعیت یابی در هواپیماها، خودروها ،کشتی ها و تقریباً تمام فعالیتهای تفریحی خارج از منزل مانند پیاده روی ،ماهیگیری و قایق سواری مورد استفاده قرار می گیرد . درزمینه علمی دستگاه GPSنقش بسیار مهمی رادر علم زمین شناسی ایفامی کند.هواشناسان برای پیش بینی وضعیت آب وهوا، موقعیت اقلیمی جهان و زمین شناسان بعنوان یک روش بسیار دقیق نقشه برداری و مطالعات درزمینه زمین لرزه برای اندازه گیری حرکات تکتونیکی درطول مدت وبین زمین لرزه ها استفاده می نمایند. روسها نیز سیستم مشابه GPS با نام GLONASS دارند که البته ازنظر کارآیی و توان عملیات در حال حاضر به پای سیستم GPS نمی رسد. درضمن اتحادیه اروپا نیز در حال ساخت یک سیستم تعیین موقعیت ماهواره ای با نام گالیله می باشد .
روشهاي تعيين موقعيت GPS :
به وسیله گیرنده های سیستم GPS می توان هم به روش مطلق و هم به روش نسبی تعیین موقعیت کرد و برای تعیین موقعیت در هر یک از دو روش فوق می توان از روش های ایستا (Static ) ، متحرک ( Kinematics ) و نیمه متحرک ( Semi-Kinematics ) استفاده کرد .
در روش مطلق، موقعیت نسبی نقطه نسبت به یک نقطه مختصات دار معلوم
( DELTA(X),(DELTA(Y),DELTA(Z) ) بدست می آید. روش تعیین موقعیت نسبی به علت حذف خطاها سیستماتیک موجود در اندازه گیری های GPS از اهمیت خاص برخوردار است و برای انجام آن نیاز به دو گیرنده GPS می باشد .
از روش تعیین موقعیت نسبی با GPS اکثراً در کارهای نقشه برداری و گسترش شبکه های ژئودزی استفاده می شود. دقت تعیین مختصات مطلق با سیستم GPS در حال حاضر در بهترین حالت 3 ± متر می باشد و دقت تعیین مختصات نسبی با این سیستم در حد میلیمتر می باشد .
برخی از کاربردهای GPS در حمل و نقل :
- ایجاد شبکه های دقیق نقشه برداری نقاط مبنا جهت تسریع در امور نقشه برداری زمینی .
- کنترل تغییرات سازه های بزرگ از جمله پل، سد، تونل و ... بوسیله GPS های با دقت بالا .
- بالیزاژ مسیر (نقشه برداری مقدماتی).
- تهیه پروفیل طولی و عرضی مسیر بوسیله GPS های دقیق .
- میخ کوبی مسیر .
- شناسایی مسیر (با GPS های دستی) .
- تعیین موقعیت و سرعت وسایل متحرک به صورت Real Time و تهیه گراف حرکت (Tracking).
دستگاههای GPS به طور تقریباً دقیق میتواند موقعیت و سرعت حرکت را در هر لحظه مشخص کنند .
منابع دقت و خطای GPS :
سیستم موقعیت یابی جهانی GPS امکان مشخص نمودن دقیق موقعیت ،ارتفاع و سرعت شما را فراهم می نماید. ولی درعین حال این سیستم ، منابع خطایی دارد که هنگام خوانده شدن سیگنال های GPS از صورت فلکی ماهواره ها در مدار توسط گیرنده ، باید در نظر گرفته شود . منابع اصلی خطای GPS به علت نگه داشتن نادرست زمان توسط ساعت گیرنده می باشد. سیگنال های رادیویی میکرو ویو ،که حداقل ازسه ماهواره گرفته شده و با سرعتی معادل سرعت نور در حال حرکت هستند،کامپیوتر داخلی گیرنده با استفاده از این سیگنالها به محاسبه موقعیت ، ارتفاع و سرعت می پردازد.
اختلاف بین ساعت ریزپردازنده گیرنده GPS و زمانGPS ، که موقعیت یابی جهانی را انجام می دهد،بدین معنی است که مسافت محاسبه شده بدرستی صورت نگرفته است . برای این مشکل 2 راه حل وجود دارد:روش اول استفاده از ساعت اتمی می باشد که هزینه آن 100،000 $ می باشد. روش دیگر استفاده از راه حل های هوشمندانه مربوط به ریاضیات می باشد که خطاهای نگهداری زمان را بر اساس چگونگی شناسایی 3 یا بیشتر سیگنالهای ماهواره ای توسط گیرنده محاسبه می نماید و اساساً به خود گیرنده اجازه می دهد ساعت خود را تغییر دهد. روش دوم که نسبتاً ارزانترمی باشد، توسط سازندگان دستگاه ناوبری مورد استفاده قرار می گیرد.
متأسفانه , میزان دقت ردیاب الکترونیکی در دستگاه GPS فقط 1درصد از زمان بیت می باشد، یعنی تقریباً 10 میلیاردم از یک ثانیه ( 10 نانوثانیه ). با توجه به اینکه سیگنال های مایکروویو GPS با سرعتی معادل سرعت نور حرکت می کنند که این مقدار معادل با خطایی در حدود 3 متر می باشد.پس بنابراین دستگاه GPS استاندارد نمی تواند موقعیتی را بیشتر از دقت عمل 3 متر تعیین نماید. مدل های پیشرفته GPS که مورد استفاده نظامیان قرار می گیرد دقت عمل آنها 10بار بیشتر و در حدود 300 میلیمتر می باشد.
خطاهای دیگر این سیستم بدلیل اختلافات جوی می باشد که باعث منحرف شدن مسیر حرکت سیگنال ها قبل از رسیدن آنها به گیرنده می شود. بازتاب و منعکس شدن نور از ساختمان ها و عمارت های بلند و همچنین اشیاء جامد منجر به افزایش مشکلات در سیستم GPS میشود. همچنین ممکن است اشتباهاتی در میزان دقت نگه داشتن زمان و پردازنده اطلاعات یک ماهواره خاص بوجود آیدکه این مشکلات عدم دقت درنگهداشتن زمان، توسط گیرنده های GPS قابل حل میباشدکه این گیرنده هابرای قفل کردن بیش از 3 ماهواره جهت ثابت نگه داشتن داده ها فعالیت می نمایند.
محصولات جی پی اس ارائه شده :
علاقمندان می توانند بعد از انتخاب محصول مورد نظر خود از طریق خرید محصولات با ما تماس حاصل نمایند.