همه چیز درباره جی پی اس و کاربردهای آن را در این مقاله بخوانید. جی پی اس یا سیستم موقعیتیابی جهانی (Global Positioning System) یک سیستم ماهوارهای جهانی است که موقعیت، سرعت و زمانبندی را ارائه میدهد.
جی پی اس همهجا هست. میتوانید سیستمهای جی پی اس را در ماشین، گوشی هوشمند و ساعت خود پیدا کنید. جی پی اس به شما کمک میکند تا از نقطه A به نقطه B برسید. جی پی اس چیست؟ این مقاله را بخوانید تا بیشتر درباره نحوه کار آن، تاریخچه و پیشرفتهای آینده آن بدانید.
بیشتر بخوانید:
سیستم موقعیتیابی جهانی (جی پی اس GPS) یک سیستم ناوبری است که از ماهوارهها، یک گیرنده و الگوریتمها برای همگامسازی دادههای موقعیت، سرعت و زمان برای سفرهای هوایی، دریایی و زمینی استفاده میکند.
سیستم ماهوارهای متشکل از 24 ماهواره در شش مدار زمینمرکزی است که هر کدام چهار ماهواره دارند. این ماهوارهها در ارتفاع 13000 مایلی (20000 کیلومتری) از سطح زمین و با سرعت 8700 مایل در ساعت (14000 کیلومتر در ساعت) در حال گردش هستند.
در حالی که ما فقط به سه ماهواره برای تولید یک موقعیت روی سطح زمین نیاز داریم، اغلب از یک ماهواره چهارم برای اعتبارسنجی اطلاعات از سه ماهواره دیگر استفاده میشود. ماهواره چهارم ما را به بعد سوم میبرد و امکان محاسبه ارتفاع یک دستگاه را فراهم میکند.
جی پی اس از سه عنصر مختلف تشکیل شده است که به آنها بخش گفته میشود و با هم کار میکنند تا اطلاعات موقعیتی را ارائه دهند.
سه بخش جی پی اس عبارتند از:
جی پی اس از طریق یک تکنیک به نام «تریدلاتراسیون» کار میکند. تریدولاتراسیون برای محاسبه موقعیت، سرعت و ارتفاع، سیگنالها را از ماهوارهها جمعآوری میکند تا اطلاعات موقعیت را تولید کند. این تکنیک اغلب با «تریانگلاسیون» اشتباه گرفته میشود که برای اندازهگیری زوایا، نه فاصلهها استفاده میشود.
به طور کلی، وقتی یک ماهواره اطلاعاتی را ارسال میکند، یک دایره با شعاعی که از دستگاه جی پی اس تا ماهواره اندازهگیری میشود، ایجاد میشود.
زمانی که ما یک ماهواره دیگر اضافه میکنیم، یک دایره دوم ایجاد میشود و مکان مورد نظر به یکی از دو نقطه تا تلاقی دایرهها محدود میشود.
با اضافه کردن ماهواره سوم، مکان دستگاه نهایتاً تعیین میشود، زیرا دستگاه در تلاقی تمامی سه دایره قرار دارد.
با این حال، باید گفت که ما در یک دنیای سهبعدی زندگی میکنیم، به این معنا که هر ماهواره اسفرایهای تولید میکند، نه یک دایره. تلاقی سه اسفرایه، دو نقطه تلاقی را ایجاد میکند، بنابراین نزدیکترین نقطه به زمین انتخاب میشود.
در زیر نموداری از مدار ماهوارهای آورده شده است:
با حرکت دستگاه جی پی اس، شعاع (فاصله تا ماهواره) تغییر میکند. هنگامی که شعاع تغییر میکند، اسفراهای جدیدی تولید میشوند که موقعیت جدیدی را به ما میدهد. ما میتوانیم از این دادهها، به همراه زمان ارسالی از ماهواره، برای تعیین سرعت، محاسبه فاصله تا مقصد و زمان ورود به مقصد استفاده کنیم.
جی پی اس ابزاری قدرتمند و قابل اعتماد برای کسب و کارها و سازمانها در صنایع مختلف است. مهندسین نقشهبردار، دانشمندان، خلبانان، کاپیتانان قایق، افراد واکنشگرای اولیه، و کارگران معدن و کشاورزی، تنها بخشی از افرادی هستند که روزانه از جی پی اس در کارهای خود استفاده میکنند. آنها از اطلاعات جی پی اس برای تهیه نقشهها و نقشهبرداری دقیق، اندازهگیری زمان دقیق، پیگیری موقعیت یا مکان، و همچنین مسیریابی استفاده میکنند. جی پی اس در تمام زمانها و تقریباً در تمام شرایط آب و هوا کار میکند.
سایر صنایعی که از جی پی اس استفاده میکنند عبارتند از: کشاورزی، وسایل نقلیه خودران، فروش و خدمات، نظامی، ارتباطات سیار، امنیت و صید ماهی.
میزان دقت دستگاه جی پی اس به عوامل مختلفی بستگی دارد، مانند تعداد ماهوارههای موجود، یونسفر، محیط شهری و غیره.
برخی از عواملی که میتوانند بر دقت جی پی اس تأثیر بگذارند عبارتند از:
دقت جی پی اس معمولاً در مناطق باز با هیچ ساختمان بلند مجاور که میتواند سیگنالها را مسدود کند، بالاتر است. این اثر به عنوان یک دره شهری شناخته میشود. هنگامی که یک دستگاه توسط ساختمانهای بزرگ احاطه شده است، مانند مرکز شهر منهتن یا تورنتو، ابتدا سیگنال ماهواره مسدود میشود و سپس از یک ساختمان منعکس میشود، جایی که دستگاه آن را میخواند. این میتواند منجر به محاسبه نادرست فاصله ماهواره شود.
انسانها هزاران سال است که از خورشید، ماه، ستارهها و بعداً از سکستانت برای ناوبری استفاده میکنند. جی پی اس پیشرفتی در قرن بیستم بود که به لطف فناوری فضایی امکانپذیر شد.
فناوری جی پی اس در طول تاریخ در سراسر جهان مورد استفاده قرار گرفته است. پرتاب ماهواره اسپوتنیک ۱ روسیه در سال ۱۹۵۷ امکان قابلیتهای مکانیابی جغرافیایی را فراهم کرد و به زودی پس از آن، وزارت دفاع ایالات متحده از آن برای ناوبری زیردریایی استفاده کرد.
در سال ۱۹۸۳، دولت ایالات متحده جی پی اس را به طور عمومی در دسترس قرار داد، اما هنوز کنترل دادههای موجود را در اختیار داشت. این تا سال ۲۰۰۰ نبود که شرکتها و عموم مردم به طور کامل به استفاده از جی پی اس دسترسی پیدا کردند و در نهایت راه را برای پیشرفتهای بیشتر جی پی اس هموار کردند.
برای اطلاعات بیشتر در مورد تاریخچه و توسعه جی پی اس، به مقاله ما در مورد تاریخچه ماهوارههای جی پی اس و ردیابی تجاری جی پی اس مراجعه کنید.
جی پی اس یک سیستم ناوبری ماهوارهای جهانی (GNSS) محسوب میشود – به این معنی که یک سیستم ناوبری ماهوارهای با پوشش جهانی است. تا سال ۲۰۲۲، دو سیستم ناوبری ماهوارهای جهانی کاملاً عملیاتی وجود دارد: سیستم ناوبری سیگنال زمانبندی و پیمایش (NAVSTAR) جی پی اس ایالات متحده و سیستم ناوبری ماهوارهای جهانی (GLONASS) روسیه. NAVSTAR جی پی اس متشکل از ۳۲ ماهواره متعلق به ایالات متحده است و شناختهشدهترین و پرکاربردترین سیستم ماهوارهای است. GLONASS روسیه متشکل از ۲۴ ماهواره عملیاتی است و سه ماهواره دیگر به عنوان قطعات یدکی یا در حال آزمایش باقی ماندهاند.
سایر کشورها نیز در حال تلاش برای جبران عقبماندگی هستند. به عنوان مثال، اتحادیه اروپا در حال کار بر روی گالیلئو است که انتظار میرود تا پایان سال ۲۰۲۲ به ظرفیت عملیاتی کامل برسد. چین نیز در حال ساخت سیستم ناوبری ماهوارهای BeiDou است که قرار است ۳۵ ماهواره آن تا ماه می ۲۰۲۲ در مدار قرار گیرند. ژاپن و هند نیز با سیستمهای منطقهای خود، سیستم ماهوارهای زینتی-سمتالرأس (QZSS) و سیستم ناوبری منطقهای هند (IRNSS) به خوبی در راه هستند.
اگرچه جی پی اس یک زیرمجموعه GNSS است، گیرندهها به عنوان جی پی اس (به معنای جی پی اس تنها) یا GNSS تمایز داده میشوند. یک گیرنده جی پی اس فقط قادر به خواندن اطلاعات از ماهوارههای شبکه ماهوارهای جی پی اس است، در حالی که یک دستگاه GNSS معمولی میتواند اطلاعات را از هر دو جی پی اس و GLONASS (یا بیشتر از این دو سیستم) به طور همزمان دریافت کند.
دستگاههای GNSS، یا دستگاههای سیستم ناوبری ماهوارهای جهانی، دستگاههای الکترونیکی هستند که از سیگنالهای شبکهای از ماهوارهها برای تعیین موقعیت، سرعت و جهت یک شخص یا شیء استفاده میکنند.
یک گیرنده GNSS دارای ۶۰ ماهواره در دسترس برای مشاهده است. در حالی که یک دستگاه فقط به سه ماهواره برای تعیین موقعیت خود نیاز دارد، دقت با تعداد بیشتر ماهوارهها بهبود مییابد. نمودار زیر مثالی از تعداد ماهوارههای موجود (به رنگ سبز) را نشان میدهد، همراه با قدرت سیگنال آن (ارتفاع ستون)، برای یک گیرنده جی پی اس. در این مورد، ۱۲ ماهواره موجود است.
گیرندههای GNSS دستگاههای الکترونیکی هستند که از سیگنالهای شبکهای از ماهوارهها برای تعیین موقعیت، سرعت و جهت یک شخص یا شیء استفاده میکنند. آنها مزایای زیادی نسبت به گیرندههای جی پی اس سنتی دارند، از جمله:
با این حال، گیرندههای GNSS نیز برخی از معایب دارند، از جمله:
در مجموع، گیرندههای GNSS مزایای زیادی نسبت به گیرندههای جی پی اس سنتی دارند. اگر به دنبال دقت بالاتر، پوشش جهانی و مقاومت در برابر تداخل هستید، یک گیرنده GNSS یک انتخاب عالی است.
کشورها به ساخت و بهبود سیستمهای جی پی اس خود ادامه میدهند. تلاشهای جهانی برای افزایش دقت، بهبود قابلیت اطمینان و قابلیتهای جی پی اس انجام میشود.
برای مثال:
آینده ردیابی جی پی اس احتمالاً برای استفاده شخصی و تجاری بسیار دقیقتر و کارآمدتر خواهد بود.
سلام 🙋♂️، آیا تمایل دارید با استفاده از گوشی همراه خود، اصول هک اخلاقی را… بیشتر بخوانید
در این مطلب به بررسی موضوع هک وای فای با آیفون و روش های مختلف… بیشتر بخوانید
در این مقاله قصد داریم تا به موضوع آموزش هک وای فای با گوشی بدون… بیشتر بخوانید
در لحظاتی از زندگی، همگی به همین تجربه دچار میشویم: شما در حال لذت بردن… بیشتر بخوانید
در طی سالیان اخیر که شبکه های وای فای گسترش چشمگیری در سازمان ها و… بیشتر بخوانید
وایفای به عنوان یک فناوری رایج، به سرعت به بخشی اساسی از زندگی روزمره ما… بیشتر بخوانید