آشنایی با اصول GPS

صفحه 1:


صفحه 2:
nl | موضوع کتاب : آشنایی با اصول 0۳5 نبع: کتاب آشنایی با اصول 0۳5 و انواع سامانه های موقعیت یاب ناوبری نویسنده مصطفی کار آموزیان 

صفحه 3:
* در سال 1974 وزارت دفاع آمریکا اعلام کرد که برای که برای مقاصد نظامی نیاز به سیستم تعیین موقعیت یاب جامع و کامل دارد. کاربرداولیه 62105 در اواخر دهه 70 آغاز شد و در 1978 با پرتاب اولین ماهواره 625 گام بزرگی در تاریخ ناوبری برداشته شد. ‎GPS ©‏ هی‌اولیه ب‌سیار پیچیده بودند و کار با آنها بسیار سختبسود. بسه مرور زمان 5 ه پیشرفته ترو کار با آنها ساده تر گردید. ولی‌ایندستگاه ف قط در اختیار وزارت دفاح آمریکاه بسود و سازمان‌دیگر‌قادر بسه لستفاده از ایزتکنولوژین بود. در سللة138 يساز سقوط هولپیمای007 کرهای‌در روسیه. به خاطر اشتباه ناوبریو کشته شدن269 نفر, ریگان (ریُس‌جمهور وقتآمریکاد) استفاده از 205 را برلی‌عموم آزاد کرد. 

صفحه 4:
* تولد 0125 شباهت زیادی به ظهور اینترنت دارد. اولین ماهواره 2۳5) در سال 1378 ارسال گردید. اگر چه تصور اولیه اين بود که کاربرد آن فقط در امر نظامی و هواپیمایی باشد, ولی توسعه ی آن در نقشه برداری مخابرات, تلفن, کشاورزی, ناوگان هوایی, دریایی و غیره باعث وابستگی بسیاری از امور مهم روزمره به 6۳5 شده است. امروزه حتی اشخاص معمولی نیز در زمره ی استفاده کنندگان این سیستم هستند. 

صفحه 5:
GPS slo ‏سرویس‎ ۶ با توجه به به نیازهای گسترده بخش تجاری به این سیستم وزارت دفاع آمریکا دو نوع سرویس کلی را ‎pals‏ آورد * سیستم موقعیت یابی استاندارد (6۳9): موقعیت لحظه ای گيرنده را با استفاده از کدی به نام کد 0/8 برای کلیه کاربران فرآهم می سازد. در اين روش از کدهای خطایی استفاده ميشد تا کربران عمومی نتوانند موقعیت سنجی دقیق بپردازند. * سیستم موقعیت یابی دقیق (۳5۳) : موقعیت دقيق و لحظه ای گیرنده را با استفاده از کدی بنام کد (۷) ۳ برای کاربران خاص فرآهم میکرد. اين کاربران شامل نیروهای نظامی آمریکا بودند. * لازم به ذكر است در سال 2001 با دستور ریاست جمهوری آمریکا اين کد خطا حذف گردید و دقت دو سرویس همانند هم شد. 

صفحه 6:
لیستم موقعیت ياب یستمی می باشد که امروزه قادر است. موقعيت دقيق شما را بر روی زمین در هر زمان؛ درهر مکان و در هر هولیی مشخص کند. ماهواره های 335 بیست و چهار ساعته در مداری به طول ۱۱۰۰۰ ملیل دریلیی بالای زمین در حرکت بوده و پیوسته بوسیله ایستگاه‌های زمینی در سراسر جهان نظارت می‌شوند. ماهواره ها سیگنال‌هایی می‌فرستند که برای هر کس با یک گیرنده 06۳5 قلبل شناسایی می‌باشد. با به کارگیری گيرنده ‎٩‏ 62۳ مى توان موقعيت خود رابا دقت بالا تعيين نمود(دقت مکانی در هر مکان از یک متر تا ۱۰۰متر بسته به نوع تجهیزات متفاوت می باشد( 

صفحه 7:
- مختصات جفرافیایی: شامل طول و عرض جغرافیایی (اطلاعات دو بعدی زمین) © - ارتفاع نقاط :موقعیت سه بعدی محل مورد نظر را می دهد. © - فاصله از مبدا(© 0151:8126 "9 - پیش بینی زمان رسیدن به مقصد - کروکی مسیر(1۳8[6) © - سرعت حرکت * - زمان طلوع و غروب خورشید وماه © -اندازه گیری طول مسیر - اندلزه گیری مساحت(۸۵6) - قطب نما و جهت یاب Temperature))q. Lo- © * - تعیین بهترین زمان شکار و ماهیگیری 

صفحه 8:
قابلیت سیستم استفاده در تمام شرایط آب و هوايي قابل استفاده در تمام شبانه روز عدم نیاز به ارتباط مستقیم بين ايستگاههاي زميني دقت زياد مکان يابي سارعت بالاي برداشت انتقال بالاي برداشت 

صفحه 9:
© در حال حاضر سیستم 62۳9 شامل 28 ‎Jef gals‏ است که در مداري به طول 11000 مايل دريايي بالاي زمین در حرکت بوده و پیوسته بوسیله ايستگاه‌هاي زميني در سراسر جهان نظارت مي‌شوند. * هرکدام ازاین ماهواره ها که 5۲/81 ۱۸۷[ نیز نامیده میشوند 2000 پوند وزن داشته, دارای صفحات آفتابی هستند و با سرعتي در حدود 108 مایل درثانیه به دور زمین میگردند. * این ماهواره ها که کل سطح کره زمین را بطور همزمان پوشش می دهند, در 6 مدار بيضي شکل با زاویه 55 درجه نسبت به صفحه استواي زمین به دور زمین می چرخند و در ارتفاع 20800 کیلومتری از سطحٍ زمین- قرار دارند. زمان یکبار چرخش ماهواره هاي 5 2۳) به دور زمین- در حدود 12 ساعت نجومي یک محل مي است. به عبارتي- در هر 24 ساعت خوو گذرد بيدي در طول شبانه روز ماهواره دوبار از اق 

صفحه 10:
سخت افزار و نرم افزار ‎GPS‏ * سخت افزار ‎GPS‏ در حقیقت مجموعه ای از 16 ها و تراشه ها جهت انجام محاسبات خاصی است که انجام آسن برای شخص بسیار سخت می باشد نرم افزار : نرم افزار اين دستكاه شامل برنامه ای است که دستكاه با آن كار مى كند و در حقيقت اين هم مانند يكى از برنامه هاى كامبيوترى عادى است كه البته به زبان © نوشته شده است . نسخه هاى جديد اين برنامه ها در اينترنت موجود مى باشد همانطور كه كفتيم دستكاه 62۳5 یک کامپیوتر کوچک است که جهت انجام امور خاصی برنامه ریزی شده است 

صفحه 11:
سيستم 615 چگونه کار میکند ‎GPS ©‏ تقریبا به صورت زیر کار می کند ‎OC,‏ ‏* اصلی که 25) به آنن متکی می‌باشد اندازه گیری فاصله مسافت یا 321106 میان گیرنده و ماهواره است. همچنین ماهواره‌ها پدرستی اعلام می‌کنند در کجای مدار خود در بالای زمین قرار دارند. ‏اگر فاصله درست یک پدیده از یک ماهواره در فضا مشخص باشد می توانیم بگوییم در جلیی بر روی سطح فرضی کره‌ای با شعاع برابر فاصله تا شعاع ماهواره قرار دارد. اگر فاصله درست از دو ماهواره مشخص باشد. می توان كف 8 در جایی بر روی خطی که از محل تقاطع دو کره می گذرد قرار دارد و اگر سومین اندازه گیری هم موجود باشد. آنجا تنها دو نقطه وجود دارد که جسم می تواند بر روی ن قرار بگیرد. یکی ازلین دو نقطه غیر ممکن بوده و گيرنده 2۳5 دارای متدهای ریاضی می باشد که قادر است موقعیت غیر ممکن را حذف نماید. ‏© یک گرنده ‎GPS‏ موقعیت مکلنی رالبا استفاده از روشی بنام "برد ماهواره ای " یا ات5261 ‎iy ows ranging‏ ‏© يك كيرنده 085) هميشه مى تواند معین کند که پدیده ها کجا قرار دارند. مشروط بر اين كه دو نمونه كليدى از اطلاعات موجود باشد ‎٠١ ©‏ فاصله بين كيرنده و هر ماهواره (حداقل ؟ ماهواره يا بيشتر) ‏از ماهواره ها در فضا ‎ ‎ 

صفحه 12:
ایستگاههای زمینی سیستم ‎GPS‏ بخسش زمینسی, از ایسستگاه‌های محلسسی اطلاع دهنده اتوماتیسک(خودکار) در نواحی مختلسف اطراف زمیسن(هاوایسی و ماژالین در اقیانوس آرام. دیگو گارسیا در اقیانوس هند. جزیره اسنشن در اقیانوس آرام و کولورادو اسپیرینگ در کولورادو ).یک ایسستگاه اصسلی در اشریور (فالکن) پایگاه هواییسی کولورادو اسپیربنگ و چهار ایستگاه آنتن بزرگ که سیگنال ها رابه سمت ماهواره ها ار سال می کنند. تشکیسل شده اند. همچنین این ایستگاه ها. ماهواره های 385) را ردیابی و اطلاع رسانی می‌کنند. 

صفحه 13:
كيرنده هاى ‎GPS‏ Deere ‏هه دی وت و وا مر یت‎ ٩ ‏کامیون نصب شوند. این گیرنده ها سیگنال های ماهواره های 5 3۳) را دریافت. رمزگشایی و در نهایت آنها‎ ‏را پردازش می‌کنند. امروزه بیشتسر از ۱۰۰ مدل گيرنده متفاوت با اندازه های مخت ف در حال استفاده‎ ‏هستندلبه اندازه یک تلفن بی سیم در گیرنده های دستی و حتی کوچک تر از آن در مدل هاى جديد دیده‎ ‏می شوند).‎ © به عتوان نمونه دستگاه های دستی که به نیروهای ارقش آمریکا در جنگ خلیج فارس داده شد تنها ۲۸ لونس وزن داشتند. ‎GPS ©‏ » پی‌جویی‌های صحرایی. اکتشاف نفت و گاز و شرکتهای خدمات رفاهی(آب و برق و ...) جهت ‎ee ees‏ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 14:
* دقت موقعیت یابی 3۳5) از ۱۰متر تا چند سانتی‌متر بسته به نوع گيرنده ۳ و استفاده از آن دارد. درحقیقت همه مردم به 62۳5 های با دقت بالا نیاز ندارند. در واقع هر استفاده‌ای نیاز به یک دقت متفاوت دارد و همچنین هر سطحی از دقت دارای" معایب " و" محاسنی" می‌باشد. به طور کلی عوامل موثر در دقت موقعیت یابی 5 2۳) را می توان به شرح زیر نام برد: 1( نوع و مدل گیرنده 63(مدل‌های مختلف میزان دقت متفاوتی دارند که بسته به قیمت آن؛ دقت بالاتر می رود). ۲) نوع استفاده از 5 63۳(برای برخی کارها نياز به دقت بالا مى باشد. در صورتى كه در برخى ديكر اين دقت بالا ضرورتی ندارد). 

صفحه 15:


صفحه 16:
* بسته به نوع مصرق و بودجه می‌توانید از گستره زیادی از كيرنددهاى 0125 بهره ببريد. همجنين» بايد از در دسترس بودن نقشه مناسب و به روز (0-02:6:-20) برای منطقه مورد استفاده‌تان» اطمینان حاصل کنید. امروزه بهای گیرنده‌های 3۳5 بطور چشمگیری کاهش پیدا کرده و هم اکنون در اروپا انواع اصمولى ‎Oe‏ ‎b GPS‏ می‌توان از یکی از ۳ گروه ذیل دانست: © ((در اسلایدهای بعد)) 

صفحه 17:
© 21017515 685 لین وع دستگاه هیچ صفحه یا دکمهلیننارد لما توسط ی 18010۳ 26 با نرطفزار مربوطه قاب لستفاده سرويس 6285 مياشد مستكامهاىلينكروه با قیمهای ياييقرقاب[خريد و فروشد و قيمسلين625ها حدود 8 تا ۱۵۰ دلز لمريكا متغير مهاشد ولى فرلموش:نكنيد كه ينوع 25)ها حتما به 188808 يا 26 نيز داريند 

صفحه 18:
دسته‌بندی دستگاه‌های 62۳۴5 6۳5 81101-۴1610] ]لین وع دستگاهها میتولنند بسه صویت‌سیار مورد لستفاده قرار گیرند. آنها خودشان ی کص فحه کوچکجهتتمایشطاهاتو چند دکمه دایند و در شسکلها و ترکیجایمختلفی عرضه میوند و هیچگونه نویه 180100 ندرند تعنادعاز لینها یکرلبط 1۱1۷۸ و یک کابلرلبط دایند قیمتبا کابلممکنلست‌حنود ۲۱۰ داز به بالاب‌اشد و رلستب عضیاز کشورها ارزلشر هم موجود باشد يك5 6012© مستوىرزلنقيستها يككابل لبط برلىإنتخابو لغلز کار با ۵35 مناسیمی اشد حتیسولیک ار یا آشنلیی‌شما با طرز کار و خدمات6۳5 

صفحه 19:
‎products: ®‏ 6۳5 ۴130012-۴۳00 این دستگاه‌ها شامل یک صفحه نمایشگر بزرگ‌تر و تعدادی ‏نقشه می‌باشند و در بعضی از آنها شما بایستی مبلغ بیشتری جهت نقشه‌ها بپردلزید. قیمت این دستگاه‌ها ‏ممکن است بسته به نوع محصول بالاتر از ۱۵۰۰ دلار آمریکا باشد. ‎ 

صفحه 20:
ارکان 6۳5 (Space , User , 0001۲01 ‏کاربر. کنترل(‎ las ‏سیستم 2۳5) شامل ۳ بخش, فضاء کنترل و کاربری می‌باشد.‎ توضیح مختصر راجبه بخش فضایی: بخش فضایی شامل آرلیش ماهواره‌ها در فضا با (20۳56611211010)) می‌باشد. اولین سری این ماهواره‌ها در سال ۱۹۷۸ در مدار قرار داده شد. و در سال ۱۹۸۶ توسعه و تکمیل آرایش ماهواره‌ای سیستم 025 به علت جلوگیری از خطرات ناشی از عدم مسیریابی انجام پذیرفت. در فوربه ۱۹۸۹ آرایش ماهوارهای سیستم 5 با ۲۴ یا تعداد بیشتری ماهواره در مدار کامل و فعال گردید. سیستم کنترل توسط ارتش آمریکا انجام می‌گیرد که ردیابی و نگهداری آنها را در مدار کنترل می‌نماید. 

صفحه 21:
ارکان 6۳5 حا - مير | 00 _ ۱ ال ۹3۹ ار ‎[bream 1‏ ا لع نیب ‏اين شكل بخش هاى مختلف يك سيستم 0685) را به طور خلاصه نمايش مىدهد ‎ ‎ 

صفحه 22:
© بخش فضايى( :]56012612 45206 ماهواردهاى 625 در حدود ‎5٠١‏ 60 وزن و ۵ متر با نیل‌های خورشیدی طول دارند. عمر مفید لین ماهواره‌ها برای۵/۷ سال طراحی شده لست اما اغلب مدت زمان بیشتری در مدار مورد استفاده قرار می‌گيرند. پنل‌های خورشیدی نیروی اولیه را تهیه می‌نمایند و نیروی (تغذیه) ثانویه توسط باطری‌های ۱1000 تأمین می‌شود. در هر ماهواره چهار ساعت (1060[6)) اتمی فوق‌العاده دقیق نصب گردیده است. در سپتامبر ۲۰۰۱ تعداد ماهواره‌های مورد استفاده در مدار ۲۷ عدد بوده است. 

صفحه 23:
ارکان 6۳5 Control Segment Js بخش کنترل شامل پنج ایسستگاه مونیتور در اقصا نقاط جهان شامل هاوایی, کواجالین, جزیره اسنشن, دیوگوگارسیا و کلوردو می‌بشد. ایستگاه (0۷1605 یا مرکز کنترل در کلورادو قار درد ایستگاههای مونیت ماهوارهای در معرض دید را ردیابی می‌نماید و اطلاعات فاصله را جمع‌آوری و این اطلاعات را در ایستگاه 5 تجزیه و تحلیل و سپس مدارات ماهواره‌ها را مشخص می‌نماید و پیام‌های هر ماهواره مکان‌یاب را به روز می‌نماید. اطلاعات به روز شده از طریق آنتن‌های زمینی به ماهواره‌ها ارسال می‌گردد 

صفحه 24:
ارکان 6۳5 User Segment ¢» 5 ‏بخش‎ * بخش کاربری شامل گیرنده‌های 3۳) می‌باشد که موقعیت محل. سرعت و زمان دقیق را در همه جای دنیا مشخص می‌نماید. کاربردهای 25) تقریباً در تمامی زمینه‌هاء از حمل و نقل و کنترل منابع طبیعی و کشاورزی وجود دارد. 

صفحه 25:
کاربردهای 6۳5 ب تست ۶ کاربردهای عمومی * دستگاه جی پی اس یک رایلنه کوچک است که جهت انجام امور خاصی برنامه ریزی شده است. بنابراین زمان طلوع و غروب خورشید را در موقعیت شما بگوید. همچنین زمان طلوع و غروب ماه. شاید خیلی جللب باشد ولی مين رايلته با داشتن مختسات شما مى تولند کارهای دیگری هم انجام بدهد. مثلا می توا جی پی اس می تولند زمان باقیمانده برای رسیدن به مقصد مورد نظر رابا توجه به سرعت شما محاسیه کند. همچنین میانگین سرعت شما , بیشترین سرعت , میانگین سربالایی و سرازیری مسیر , سرعت عمودی , موقعیت منطقه از نظر شکار و ماهیگیری و شکار در هر نقطه جهان , محاسبه مساحت یک نقطه تاشتاخته و بر گرداندن شمالر مسیر آمده را نیز می تواند انجام دهد. 

صفحه 26:
کاربردهای 2۳5 

صفحه 27:
دیگر سامانه های مشابه ‎GPS‏ * سامانه گالیله (3811160)): گسترش داده شده توسط اتحادیه اروپا و قرار است به همراه کشورهای اسرائیل. هند. عربستان سعودی. کره جنوبی؛ اکراین. چین و مراکش تا سال ۲۰۱۳ به صورت موثر به کار گرفته شود. # سامانه گلوناس: که دولت شوروی ساخته و اکنون به دست کشور روسیه ادلره می شود. این سامانه هم اکنون ۸۴۵ قابلیت مائور درد و قرار است تا سال ۲۰۰۸ به همراه کشور هند به طور کامل به بهره برداری برس * سامانه بیدو (9610012): که به صورت مستقل در چین در حال گسترش می باشد. این سامانه فقط برای پوشش منطقه ای کشور جمهوری خلق چین طراحی گردیده است. * سامانه ‎Lugs af COMPASS‏ جمهوری خلق چین و به هدف پوشش جهانی راه اندازی گردیده 

صفحه 28:
[] سیستم ماهو ‎PS‏ * ۲۶ عدد ماهواره ۳5 در مدارهایی بفاصله ۲۶۰۰۰ هزار مایل از سطح دریا گردش می کنند. هر ماهواره دقیقا طی ۱۲ ساعت یک دور کامل بدور زمین می گردد. © سرعت هریک ۷۰۰۰ مایل بر ساعت است. این ماهواره ها نیروی خود را از خورشید تامین می کنند. همچنین باتری هایی نیز برای زمانهای خورشید گرفتگی و با مواقعی که در سایه زمین حرکت.می کنند به همراه دارند. راکتهای کوچکی نیز ماهواره ها را در مسير صحیح نگاه می دارد. به این ماهواره ها ۸۷5۸8 نیز گفته می شود. 00510۲7 ۷00161 هایک و چکنووعجر ماهواید آنها را دییکسیر پروازیصحیح ‎me a‏ ؟ هرماهواره25) دوموج با دو ف کانس درباند ۴ امواج الکترومغناطیسی * (12 ,11) ارسال می کند * موج 11 با ف رکانس ۱۵۷۵ ‎MHZ‏ 9 * موج 12 با فررکانس ۱۲۲۷ :1۷۲177 می باشد. 

صفحه 29:
[ از ماهواره های 0۳5 بیشتر بدانید: NY ‏اولين ماهواره 2۳8 در سال ۱۹۷۸ با موفقيت به فضا پرتاب شد.‎ * * درسال ۱۹۹۴ تمامی ۲۴ ماهواره در مدار زمین قرار گرفت. © هر ماهواره برای ۱۰ سال مأموريت ساخته ميشود و يس از طى اين زمان حتماً بإيستى ماهواره ديكر جايكزين كردد. * وزن یک ماهواره 3198 حدود ۲۰۰۰ پوند (معادل ‎٩۰۷‏ كيلو كرم ) با ۱۷ فوت: عرض (۸/۵امتر). * قدرت انتقال آنها هم ۵۰ وات یا کمتر می باشد . \ 

صفحه 30:
بطور کلی یک 63۳5 را میتوان از یکی از ۳ گروه ذیل دانست. :GPS MOUSE : هیچ صفحه یا دکمه ای ندارد اما توسط یک 1,000 00 با نرم افزار مربوطه قابل استفادة سرویس 95 2) می باشد, دستگاههای این گروه مانند: Garmin GPS 35 02 يا ل 1186232116 1820 (باقيمتهاىيايينتر) ‎opis le GPS atin i‏ ۷۵ تا ۱۵۰ دلا آمریکا متفیر می‌باشد لی‌قرلموشنکنید که لیرننوع 06۳5 ها حتم به ‎aio is Laptop pe‏ 

صفحه 31:
:Hand-Held GPS * لین نوع دستگاهها می توانند بصورت سیار مورد استفاده قرار گییند آنها خودشان یک‌صفحه کوچ جهت نملیش اطلاعات و چند دکمه دایند و در شکل ها و ترکیب های مختلفی عرضه می‌شوند هیچگینه نیازی به1:00 1.210 ندارند. که بطور مثال میتوان مدل‌های.با قیمت پائین 63۵7700180 شبی 2 , 6۳912*1 ,20 یا مدل های ۰۳۱۵ ۳۱۰ از 1۲1۵061120 را نام برد. © تعدادی از اینهایک رابط ۱1۷1188[ ویک کلبل رابط دایند قیمت‌با کابل ممکن است حدود ۲۱۰ دلار ب بالا باشد و ممکن است بعضی از کشورها ارزانتر هم موجود باشد. یک 63۳5 دستی ارزان قیمت با یک کابل رابط برای انتخاب و آغاز کار با 6295 مناسب میباشد. حت برای سركرمى يا كار يا آشنايى شما با طرز كار و ‎PS clus‏ 

صفحه 32:


صفحه 33:
تنها سیستمی می باشد که امروزه قادر است. موقعیت دقیق شما را بر روی زمین در هر زمان؛ درهر مکان و در هر هوایی مشخص کند. ماهواره های 2۳5 بیست و چهار ساعته در مداری به طول ۱۱۰۰۰ مایل دریایی بالای زمین در حر کت بوده و پیوسته بوسیله ایستگاه‌های زمینی در سراسر جهان نظارت می‌شوند. ماهواره ها سیگنال‌هایی می‌فرستند که برای هر کس با یک گيرنده 5 17) قابل شناسایی می‌باشد. با به کارگیری گيرنده 1175) می توان موقعیت خود رابا دقت.بالا تیین نمود(دقت مکلنی در هر مکان از یک متر تا ۱۰۰متر بسته به نوع تجهیزات متفاوت مى باشد). خدمات این مجموعه در هر شرایط آب و هوایی و در هر نقطه از کره زمین در تمام ساعت شبانه روز در دسترس است. پدید آوردنگان این سیستم هیچ حق اشترااکی برای کاربران در نظر نگرفته اند و استفاده از آن رایگان است. 

صفحه 34:


موضوع کتاب :آشنایی با اصول GPS منبع :کتاب آشنایی با اصول GPSو انواع سامانه های موقعیت یاب ناوبری نویسنده مصطفی کارآموزیان چکیده: در سال 1974وزارت دفاع آمریکا اعالم کرد که برای که برای مقاصد نظامی نیاز به سیستم تعیین موقعیت یاب جامع و کامل دارد .کاربرد اولیه GPSدر اواخر دهه 70آغاز شد و در 1978با پرتاب اولین ماهواره GPSگام بزرگی در تاریخ ناوبری برداشته شد. خت ود .ب ه مرور زمان ب GPS هایاولیه ب سیار پ یچیده ب ود ند و ک ار ب ا آنه ا ب سیار س GPSها پ یرشفته ت ر و ک ار ب ا آنه ا س اد ه ت ر گ رد ید .ول یایند ستگاه ف قط در اختیار وزارت د فاع آمریکاه ب ود و س ازماند یگریق ادر ب ه استفاد ه از اینت کنولوژین بود .در س ا ل 1383پ ساز س قوط هواپیامی 007ک رهایدر روس یه ب ه خاطر اشتباه ن اوبریو ک شته ش دن 269ن فر ،ریگان (ر ئیسجمه ور وقتآمریکاه ) استفاد ه از GPSرا ب رایعموم آزاد ک رد. مقدمه: تول د GPSشباه ت زیادی ب ه ظهور اینرتن ت دارد .اولی ن ماهواره GPSدر س ال 1378ارسال گردید .اگر چه تصور اولیه این بود که کاربرد آن فقط در امر نظامی و هواپیامیی باشد ،ولی توسعه ی آن در نقشه برداری مخابرات ،تلفن ،کشاورزی ،ناوگان هوایی ،دریایی و غیره باعث وابستگی بسیاری از امور مه م روزمره ب ه GPSشده اس ت .امروزه حت ی اشخاص معمول ی نی ز در زمره ی استفاده کنندگان این سیستم هستند سرویس های GPS با توجه به به نیازهای گسرتده بخش تجاری به این سیستم وزارت دفاع آمریکا دو نوع رسویس کلی را فرآهم آورد: سیستم موقعیت یابی استاندارد ( :)SPSموقعیت لحظه ای گیرنده را با استفاده از کدی به نام کد C/Aبرای کلیه کاربران فرآهم می سازد .در این روش از کدهای خطایی استفاده میشد تا کربران عمومی نتوانند موقعیت سنجی دقیق بپردازند. سیستم موقعیت یابی دقیق ( : )PSPموقعیت دقیق و لحظه ای گیرنده را با استفاده از کدی بنام کد ) P(Yبرای کاربران خاص فرآهم میکرد .این کاربران شامل نیروهای نظامی آمریکا بودند. الزم به ذکر است در سال 2001با دستور ریاست جمهوری آمریکا این کد خطا حذف گردید و دقت دو رسویس هامنند هم شد. /یست GPSچ ؟ 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 ،GPSبيست و چهار ساعته در مداري به طول 11000مايل دريايي باالي زمين در حرکت بوده و پيوسته بوسيله ايستگاه‌هاي زميني در س راسر جهان نظارت مي‌شوند .ماهواره ه ا س يگنال‌هايي مي‌فرس تند ک ه براي ه ر ک س ب ا يک گيرنده GPS قابل شناسايي مي‌باشد .با به کارگيري گيرنده GPSمي توان موقعيت خود را با دقت باال تعيين نمود(دقت مکاني در هر مکان از يک متر تا 100متر بسته به نوع تجهيزات متفاوت مي باشد( GPSچه اطالعاتي به ما مي دهد - مختصات جغرافيايي :شامل طول و عرض جغرافيايي (اطالعات دو بعدي زمين) - ارتفاع نقاط :موقعيت سه بعدي محل مورد نظر را مي دهد. - فاصله از مبدا()Distance - پيش بيني زمان رسيدن به مقصد - کروکي مسير()Trak - سرعت حرکت - زمان طلوع و غروب خورشيد وماه - اندازه گيري طول مسير - اندازه گيري مساحت()Area - قطب نما و جهت ياب - دما سنج((Temperature - تعيين بهترين زمان شکار و ماهيگيري قابليت سيستم استفاده در متام رشايط آب و هوايي قابل استفاده در متام شبانه روز عدم نياز به ارتباط مستقيم بني ايستگاههاي زميني دقت زياد مکان يايب رسعت باالي برداشت انتقال باالي برداشت ماهواره های GPS در حال حارض سيستم GPSشامل 28ماهواره فعال است که در مداري به طول 11000مايل دريايي باالي زمني در حرکت بوده و پيوسته بوسيله ايستگاه‌هاي زميني در رسارس جهان نظارت مي‌شوند. هرکدام ازای ن ماهواره ه ا ک ه NAVSTARنی ز نامیده میشون د 2000پون د وزن داشت ه ،دارای صفحات آفتابی هستند و با رسعتي در حدود 108مايل درثانيه به دور زمین میگردند. این ماهواره ها که کل سطح کره زمني را بطور همزمان پوشش می دهند ،در 6مدار بييض شکل با زاويه 55درجه نسبت به صفحه استواي زمني به دور زمني می چرخند و در ارتفاع 20800کيلومرتی از سطح زمني قرار دارند .زمان يکبار چرخ ش ماهواره هاي GPSب ه دور زمني در حدود 12س اعت نجوم ي اس ت .ب ه عباريت در ه ر 24س اعت خورشيدي در طول شبان ه روز ماهواره دوبار از اف ق ي ک مح ل م ي گذرد سخت افزار و نرم افزار GPS سخت افزار GPSدر حقیقت مجموعه ای از ICها و تراشه ها جهت انجام محاسبات خاصی اس ت ک ه انجام آ ن برای شخ ص بس یار س خت م ی باش د نرم افزار :نرم افزار این دستگاه شامل برنامه ای است که دستگاه با آن کار می کند و در حقیقت این هم مانند یکی از برنامه های کامپیوتری عادی است که البته به زبان Cنوشته شده است .نسخه های جدی د ای ن برنامه ه ا در اینرتن ت موجود می باش د هامنطور که گفتیم دس تگاه GPSیک کامپیوتر کوچک است که جهت انجام امور خاصی برنامه ریزی شده است سیستم GPSچگونه کار میکند GPS تقريبا به صورت زير کار مي کند اص لي ک ه GPSب ه آ ن متک ي مي‌باش د اندازه گيري فاص له مس افت ي ا Rangeميان گيرنده و ماهواره اس ت .همچني ن ماهواره‌ه ا بدرس تي اعالم مي‌كنن د در کجاي مدار خود در باالي زمي ن قرار دارند. اگ ر فاص له درس ت ي ک پديده از ي ک ماهواره در فض ا مشخ ص باش د م ي تواني م بگويي م در جاي ي بر روي س طح فرض ي کره‌اي ب ا شعاع برابر فاص له ت ا شعاع ماهواره قرار دارد .اگ ر فاص له درس ت از دو ماهواره مشخ ص باش د ،م ي توان گف ت در جاي ي بر روي خط ي ک ه از مح ل تقاط ع دو کره م ي گذرد قرار دارد و اگر سومين اندازه گيري هم موجود باشد ،آنجا تنها دو نقطه وجود دارد که جسم مي تواند بر روي آن قرار بگيرد .يکي ازاين دو نقطه غير ممکن بوده و گيرنده GPSداراي متدهاي رياضي مي باشد که قادر است موقعيت غير ممکن را حذف نمايد. يک گيرنده GPSموقعيت مکاني را با استفاده از روشي بنام "برد ماهواره اي" يا Satellite rangingتخمين مي‌زند. يک گيرنده GPSهميشه مي تواند معين کند که پديده ها کجا قرار دارند ،مشروط بر اين که دو نمونه کليدي از اطالعات موجود باشد 1. فاصله بين گيرنده و هر ماهواره (حداقل 4ماهواره يا بيشتر) 2. موقعيت کامل هر يک از ماهواره ها در فضا تصوير زير تا حدودي مي تواند نشانگر چگونگي کارکرد سيستم GPSباشد ایستگاههای زمینی سیستم GPS بخ ش زمين ي ،از ايس تگاه‌هاي محل ي اطالع دهنده اتوماتي ک(خودکار) در نواح ي مختل ف اطراف زمي ن(هاواي ي و ماژالي ن در اقيانوس آرام ،ديگ و گارس يا در اقيانوس هن د ،جزيره اس نشن در اقيانوس آرام و کولورادو اس پيرينگ در کولورادو ) ،ي ک ايس تگاه اص لي در اشريور (فالک ن) پايگاه هواي ي کولورادو اسپيرينگ و چهار ايستگاه آنتن بزرگ که سيگنال ها را به سمت ماهواره ه ا ار س ال م ي کنن د ،تشکي ل شده اند .همچني ن اي ن ايستگاه ها ،ماهواره هاي GPSرا رديابي و اطالع رساني مي‌کنند. گيرنده های GPS گيرنده‌هاي GPSمي‌توانند توسط دست حمل شوند يا بر روي هواپيما ،کشتي ،تانک ،زيردريايي ،اتومبيل و کاميون نصب شوند .اين گيرنده ها سيگنال هاي ماهواره هاي GPSرا دريافت ،رمزگشايي و در نهايت آنها را پردازش مي‌کنند .امروزه بيشت ر از 100مدل گيرنده متفاوت ب ا اندازه هاي مختل ف در حال اس تفاده هستند(به اندازه يک تلفن بي سيم در گيرنده هاي دستي و حتي کوچک تر از آن در مدل هاي جديد ديده مي شوند). ب ه عنوان نمون ه دس تگاه هاي دس تي ک ه ب ه نيروهاي ارت ش آمريک ا در جن گ خلي ج فارس داده ش د تنه ا 28 اونس وزن داشتند. GPS در پي‌جويي‌هاي ص حرايي ،اکتشاف نف ت و گاز و شرکتهاي خدمات رفاه ي(آ ب و برق و )...جه ت موقعيت يابي دقيق استفاده مي شود. دقت موقعیت یابی GPS دقت موقعیت یابی GPSاز 10متر تا چند سانتی‌متر بسته به نوع گیرنده GPSو استفاده از آن دارد. درحقیقت همه مردم به GPSهای با دقت باال نیاز ندارند .در واقع هر استفاده‌ای نیاز به یک دقت متفاوت دارد و همچنین هر سطحی از دقت دارای" معایب" و" محاسنی" می‌باشد. به طور کلی عوامل مؤثر در دقت موقعیت یابی GPSرا می توان به شرح زیر نام برد: )1نوع و مدل گیرنده (GPSمدل‌های مختلف میزان دقت متفاوتی دارند که بسته به قیمت آن ،دقت باالتر می رود). )2نوع استفاده از (GPSبرای برخی کارها نیاز به دقت باال می باشد ،در صورتی که در برخی دیگر این دقت باال ضرورتی ندارد). بخشهای اصلی یک گیرنده GPs .1آنتن یا Preamplifier .2بخش Radio Frequency .3بلوک ردیابی سیگنال .4واحد ورودی دستورات و واحد نمایش .5واحد خروجی و ذخره داده ها .6منبع نیرو .7میکروپروسسور دسته‌بندي دستگاه‌هاي GPS بسته به نوع مصرف و بودجه مي‌توانيد از گستره زيادي از گيرنده‌هاي GPSبهره ببريد .همچنين ،بايد از در دس ترس بودن نقش ه مناس ب و ب ه روز ( )up-to-dateبراي منطق ه مورد استفاده‌تان ،اطمينان حاصل كنيد .امروزه بهاي گيرنده‌هاي GPSبطور چشمگيري كاهش پيدا كرده و هم اكنون در اروپا انواع معمولي اين گيرنده‌ها را با بهايي برابر با يك گوشي متوسط موبايل نيز مي‌توان تهيه كرد .بطور كلي يك GPSرا مي‌توان از يكي از 3گروه ذيل دانست: (( در اسالیدهای بعد)) دسته‌بندي دستگاه‌هاي GPS ‌اي دارد اما ت وسط ي كpc Laptop اين وع دستگاه هيچ ص فحه ي ا دكمه ن : GPS MOUSE ن ‌هاي ب ا ن رم‌افزار مربوط ه ق اب لاس تفاده س رويس GPSم ‌بي اشد .دس تگاه‌هاياي نگ روه ب ا ق يمت ايين رقاب لخريد و ف روشند و ق يمتاي نGPSها حدود 75ت ا 150دالر آمريكا م تغير م ‌بي اشد .ولي پ ‌ت اين وع GPSها حتم ًا ب ه Laptopي ا pcن ياز دارند. ف راموشن كنيد كه ن دسته‌بندي دستگاه‌هاي GPS ن وع دس تگاه‌ها م ‌تي وان ند ب ه ص ورتس يار مورد استفاده ق رار گ يرند. :Hand-Held GPS اي ن ‌هايم ختلفي ‌ها و ت ركيب جهت ماي شاطالعاتو چند دكمه دارند و در ش كل آن ها خودشاني كص فحه كوچك ن ‌ش وند و هيچگون ه ن يازيب ه Laptopن دارند .ت عدادياز اينها ي كراب ط NMEAو ي ك ع رضه م ي ت عضياز يمت ا كاب لم مكناس تحدود 210دالر ب ه ب ا الب اشد و م مكناس ب ب كاب لراب ط دارند ق يمت ا ي ككاب لراب ط ب رايان تخابو آغاز ب ارزان ر هم موجود ب اشد .ي ك GPSدس تيارزانق كشورها ‌ت اسب ‌بي اشد ،حتيب رايكار ي ا آش ناييش ما ب ا ط رز كار و خدماتGPS كار ب ا GPSم ن م دسته‌بندي دستگاه‌هاي GPS High-End GPS products: اين دستگاه‌ها شامل يك صفحه نمايشگر بزرگ‌تر و تعدادي نقشه مي‌باشند و در بعضي از آنها شما بايستي مبلغ بيشتري جهت نقشه‌ها بپردازيد .قيمت اين دستگاه‌ها ممكن است بسته به نوع محصول باالتر از 1500دالر آمريكا باشد. ارکان GPS فضا ،کاربر ،کنترل( ) Space , User , Control سیستم GPSشامل 3بخش ‌،فضا ،کنترل و کاربری می‌باشد. توضیح مختصر راجبه بخش فضایی: بخش فضایی شامل آرایش ماهواره‌ها در فضا با ( )Constellationمی‌باشد .اولین سری این ماهواره‌ها در س ال 1978در مدار قرار داده شد .و در س ال 1986توس عه و تکمیل آرایش ماهواره‌ای س یستم GPSب ه عل ت جلوگیری از خطرات ناش ی از عدم مس یریابی انجام پذیرفت .در فوریه 1989آرایش ماهواره‌ای س یستم GPSبا 24یا تعداد بیشتری ماهواره در مدار کامل و فعال گردید .سیستم کنترل توسط ارتش آمریکا انجام می‌گیرد که ردیابی و نگهداری آنها را در مدار کنترل می‌نماید. ارکان GPS اين شكل بخش هاي مختلف يک سيستم GPSرا به طور خالصه نمايش مي‌دهد ارکان GPS بخش فضایی( ) Space Segment ماهواره‌های GPSدر حدود kg 900وزن و 5مت ر ب ا نیل‌های خورشیدی طول دارند .عمر مفید این ماهواره‌ها برای 5/7سال طراحی شده اس ت ام ا اغل ب مدت زمان بیشتری در مدار مورد اس تفاده قرار می‌گیرند .پنل‌های خورشیدی نیروی اولیه را تهیه می‌نمایند و نیروی (تغذیه) ثانویه توسط باطری‌های Nicodتأمین می‌شود. در ه ر ماهواره چهار س اعت ( )Clockاتم ی فوق‌العاده دقیق نص ب گردیده اس ت .در س پتامبر 2001تعداد ماهواره‌های مورد اس تفاده در مدار 27عدد بوده است. ارکان GPS بخش کنترل Control Segment بخ ش کنترل شام ل پن ج ایس تگاه مونیتور در اقص ا نقاط جهان شام ل هاوایی ،کواجالین ‌،جزیره اس نشن، دیوگوگارسیا و کلورادو می‌باشد .ایستگاه ( )MCSیا مرکز کنترل در کلورادو قرار دارد .ایستگاه‌های مونیتور، ماهوار‌های در معرض دید را ردیاب ی می‌نماید و اطالعات فاص له را جمع‌آوری و این اطالعات را در ایس تگاه MCSتجزیه و تحلیل و سپس مدارات ماهواره‌ها را مشخص می‌نماید و پیام‌های هر ماهواره مکان‌یاب را به روز می‌نماید .اطالعات به روز شده از طریق آنتن‌های زمینی به ماهواره‌ها ارسال می‌گردد ارکان GPS بخش کاربری User Segment بخش کاربری شامل گیرنده‌های GPSمی‌باشد که موقعیت محل ،سرعت و زمان دقیق را در همه جای دنیا مشخص می‌نماید .کاربردهای GPSتقریباً در تمامی زمینه‌ها ،از حمل و نقل و کنترل منابع طبیعی و کشاورزی وجود دارد. کاربردهای GPS کاربردهای عمومی دستگاه جی پی اس یک رایانه کوچک است که جهت انجام امور خاصی برنامه ریزی شده است .بنابراین این رایانه با داشتن مختصات شما می تواند کارهای دیگری هم انجام بدهد .مثال می تواند زمان طلوع و غروب خورشید را در موقعیت شما بگوید .همچنین زمان طلوع و غروب ماه .شاید خیلی جالب باشد ولی جی پی اس می تواند زمان باقیمانده برای رسیدن به مقصد مورد نظر را با توجه به سرعت شما محاسبه کند .همچنین میانگین سرعت شما ,بیشترین سرعت ,میانگین سرباالیی و سرازیری مسیر ,سرعت عمودی ,موقعیت منطقه از نظر شکار و ماهیگیری و شکار در هر نقطه جهان ,محاسبه مساحت یک نقطه ناشناخته و بر گرداندن شما از مسیر آمده را نیز می تواند انجام دهد. کاربردهای GPS کاربردهای تخصصی .1نقشه برداری .2پروژه های عمرانی .3کوهنوردی .4کایت سواری .5سفر در مناطق ناشناخته .6کشتی رانی .7قایق رانی .8عملیات نجات هنگام وقوع سیل و زلزله .9کنترل ترافیک .10کاربردهای نظامی دیگر سامانه های مشابه GPS سامانه گالیله ( :)Galileoگسترش داده شده توسط اتحادیه اروپا و قرار است به همراه کشورهای اسرائیل ،هند ،عربستان سعودی ،کره جنوبی ،اکراین ،چین و مراکش تا سال 2013به صورت موثر به کار گرفته شود. سامانه گلوناس :که دولت شوروی ساخته و اکنون به دست کشور روسیه اداره می شود .این سامانه هم اکنون ٪۴۵قابلیت مانور دارد و قرار است تا سال ۲۰۰۸به همراه کشور هند به طور کامل به بهره برداری برسد. سامانه بیدو ( :)Beidouکه به صورت مستقل در چین در حال گسترش می باشد .این سامانه فقط برای پوشش منطقه ای کشور جمهوری خلق چین طراحی گردیده است. سامانه :COMPASSکه توسط جمهوری خلق چین و به هدف پوشش جهانی راه اندازی گردیده است. سامانه :QZSSدر ژاپن و فقط برای پوشش بهتر کشور ژاپن طراحی و راه اندازی شده است.  سیستم ماهواره ای :GPS 24 عدد ماهواره GPSدر مدارهایی بفاصله 24000هزار مایل از سطح دریا گردش می کنند .هر ماهواره دقیقا طی 12ساعت یک دور کامل بدور زمین می گردد. سرعت هریک 7000مایل بر ساعت است .این ماهواره ها نیروی خود را از خورشید تامین می کنند .همچنین باتری هایی نیز برای زمانهای 4خورشید گرفتگی و یا مواقعی که در سایه زمین حرکت 4می کنند به همراه دارند .راکتهای 4کوچکی نیز ماهواره ها را در مسیر صحیح نگاه می دارد .به این ماهواره ها NAVSTARنیز گفته می شود. yocket booster هایک44وچ4کرو4یهر م4اهوار4ه 4آن4ه4ا را در4یکم4سیر پ44رواز4یص44حیح ن44گه4دار4یم4یک44نند. هرماهواره GPSدوموج با دو فركانس درباند امواج الكترومغناطيسي ) L1, L2( ارسال مي كند موج L1با فركانس MHZ 1575و موج L2با فركانس MHZ 1227مي باشد.  از ماهواره های GPSبیشتر بدانید: اولین ماهواره GPSدر سال ۱۹۷۸با موفقیت به فضا پرتاب شد. درسال ۱۹۹۴تمامی ۲۴ماهواره در مدار زمین قرار گرفت. هر ماهواره برای ۱۰سال مأموریت ساخته میشود و پس از طی این زمان حتم ًا بایستی ماهواره دیگر جایگزین گردد. وزن یک ماهواره GPSحدود ۲۰۰۰پوند (معادل ۹۰۷کیلو گرم ) با ۱۷فوت عرض (۱۸/۵متر). قدرت انتقال آنها هم ۵۰وات یا کمتر می باشد .  دسته بندی دستگاههای :GPS بطور کلی یک GPSرا میتوان از یکی از ۳گروه ذیل دانست. : GPS MOUSE  : هیچ صفحه یا دکمه ای ندارد اما توسط یک pc Laptopبا نرم افزار مربوطه قابل استفادة سرویس GPSSمی باشد. دستگاههای این گروه مانند: ‏Garmin GPS 35 Delorme یا ( Rand Macnalleyب اقیمتهایپ ایینتر) این وع GPSها حتم ًا ب ه ق یمتاین GPSها حدود ۷۵ت ا ۱۵۰دالر آمریکا م تغیر م یب اشد .ولیف راموشن کنید ک ه ن Laptop pcن یاز دارند. :Hand-Held GPS این نوع دستگاهها می توانند بصورت سیار مورد استفاده قرار گیرند آنها خودشان یک‌صفحه کوچک جه ت نمایش اطالعات و چند دکمه دارند و در شکل ه ا و ترکیب های مختلفی عرضه می‌شوند و هیچگونه نیازی به Laptopندارند .که بطور مثال میتوان مدل‌های با قیمت پائین Garminشبیه Etrex, GPS12*l , GPS12یا مدل های ۳۱۰ ,۳۱۵از Magellanرا نام برد. تعدادی از اینها یک رابط NMEAو یک کابل رابط دارند قیمت با کابل ممکن است حدود ۲۱۰دالر به باال باشد و ممکن است بعضی از کشورها ارزانتر هم موجود باشد. یک GPSدستی ارزان قیمت با یک کابل رابط برای انتخاب و آغاز کار با GPSمناسب میباشد ,حتی برای س رگرمی یا کار یا آشنایی شم ا ب ا طرز کار و خدمات GPS نتیجه گیری: 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 ،GPSبيست و چهار ساعته در مداري به طول 11000مايل دريايي باالي 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 GPSقابل شناسايي مي‌باشد .با به کارگيري گيرنده GPSمي توان موقعيت خود را با دقت باال تعيين نمود(دقت مکاني در هر مکان از يک متر تا 100متر بسته به نوع تجهيزات متفاوت مي باشد). خدمات این مجموعه در هر شرایط آب و هوایی و در هر نقطه از کره زمین در تمام ساعت شبانه روز در دسترس است .پدید آوردنگان این سیستم ،هیچ حق اشتراکی برای کاربران در نظر نگرفته اند و استفاده از آن رایگان است. پایان