bablo مشرف عام
عدد المساهمات : 109 نقاط : 325 تاريخ التسجيل : 26/04/2010
| موضوع: فكرة عمل نظام GPS الجمعة أكتوبر 08, 2010 11:00 am | |
| | <TABLE border=0 cellSpacing=0 cellPadding=0 width="1%" align=left>
<TR> <td style="PADDING-BOTTOM: 0px; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 5px; PADDING-TOP: 0px" vAlign=top align=left>[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]</TD></TR></TABLE> في العصور القديمة عندما كان مجموعة من الأشخاص يرغبون في الذهاب في رحلة استكشافية في مكان ما على الأرض كانوا يستخدموا احد افراد المنطقة كدليل ليرشدهم للطريق الصحيح هذا بالإضافة إلى استخدام البوصلة لتحديد الاتجاهات ولكن ماذا لو فقد هذه الدليل وأختفى فكيف ستجد المجموعة الكشفية طريقها لابد أن الأمور ستصبح صعبة، كذلك لو افترضنا أن شخص حصل على قارب بحري وانطلق في البحر ولكن فجأة اكتشف أنه لا يعرف كيف يعود الى نقطة البداية فهو يحتاج الى من يرشده، فماذا لو كان مرشدك هذا هو مجموعة من الأقمار الصناعية التي تراقبك باستمرار من خلال جهاز استقبال هذا ما يعرف بنظام تحديد الموقع على الارض والمعروف باسم جهاز GPS. ما هو نظام GPS؟ في عام 1973 م بدأت وزارة الدفاع الأمريكية العمل على نظام عالمي لتحديد المواقع لاستبدال نظام ( NAVSTAR ) Globlal Navigation System الملاحة بالأقمار الصناعية المسمى ( RANSIT Doppler ) و ذلك لتفادي مشكلتين رئيسيتين الأولى التغطية الغير كافية للأقمار الصناعية و الثانية العمليات الملاحية غير الدقيقة و لذلك صمم نظام ( GPS ) ليوفر تغطية كاملة و بدقة عالية لتغطي الاحتياجات العسكرية بالدرجة الأولى و الاحتياجات المدنية بالدرجة الثانية . فالـ ( GPS ) هو النظام الرئيسي لتوجيه الملاحة الجوية لأغلب الطائرات المدنية و العسكرية , كما أن هذا النظام يلعب درواً في مجال المساحة , فقد أصبح من أكثر أدوات القياس التي عرفها مهندسو المساحة الجيود سية دقة على الإطلاق و أيضاً في أنظمة المعلومات الجغرافية ( Geographic Information System GIS ) أصبح نظام ( GPS ) أداة ضرورية لا بد منها
أنظمة تحديد الموقع Global Positioning System (GPS) هي عبارة عن منظومة من 27 قمر صناعي يدور حول الكرة الأرضية (فعليا 24 قمر صناعي مستخدم و3 أقمار احتياطية تعمل في حالة تعطل اي من الأقمار الرئيسية). وأنظمة استقبال المعلومات من GPS تشبه أجهزة الجوال تستطيع تحديد موقعك بدقة في الأبعاد الثلاثة على سطح الأرض. و يكون هذا النظام فعالاً في حالة التواجد في الأماكن المكشوفة فتستخدم في الرحلات الاستكشافية وفي الملاحة الجوية والبحرية وفي التطبيقات العسكرية والتطبيقات المدنية. فجهاز تحديد الموقع GPS يستخدم في الحروب الحديثة على سبيل المثال في حرب الخليج، هذا الجهاز جعل من الحرب وكأنها لعبة كمبيوتر يقوم فيها المهاجم بتحديد احداثيات الهدف بدقة و القذيفة الموجهة تعتمد على نظام GPS للوصول الى الهدف المحدد. فقد شاهدنا كيف يمكن مهاجمة أهداف معينة بدقة متناهية وكأن تلك القذائف ترى وتعرف ماذا تفعل. و قد تم تطوير هذه الخدمة على مدار عشرين سنة في الولايات المتحدة الأمريكية منذ عام 1973 م و بميزانية تقارب عشرات المليارات من الدولارات و نظام الـ GPS يتكون من مرسل و مستقبل أما المرسل فهو عبارة عن شبكة عمل أقمار صناعية تدور حول الأرض على ارتفاع 19300 كيلو متر مرتين في كل يوم. موزعة على 8 مستويات دوران كل مستوى يصنع 55 درجة مع المستوى الأخر و يوجد في كل مستوى ثلاثة أقمار صناعية . لماذا نستخدم ثلاث أقمار و ليس واحد فقط تخيل أنك فقدت الاتجاهات تماماً في أحد المناطق في الصحراء و عندما قابلت أحد الأشخاص سألته أين أنا الأن ؟ فأجابك أنت على بعد 500 كيلومتر من مدينة (1) . لا شك أن هذه المعلومة لن تفييدك كثيراً في تحديد موقعك بدقة لأنك تستطيع رسم دائرة حول مدينة (1 ) نصف قطرها 500 كيلومتر يمكنك أنا تكون في أي جزء فيها و لكن لو سألت شخص أخر و أخبرك بأنك على بعد 550 كيلو متر من مدينة (2) فهنا تصبح الأمور أسهل لأنك ستكون في أحد نقطتي التقاطع بين الدائرتين حول مدينة (1) و مدينة (2) , و تحتاج إلى معلومات إضافية من شخص ثالث لتعرف بالضبط إي النقطتين أنت موجود الأن على الأرض . وبهذه الفكرة تعمل الاقمار الثالثة لتحديد موقعك على سطح الأرض حيث يصنع كل قمر سطح كروي ومن تقاطعات هذه الأسطح مع سطح الكرة الأرضية يتم تحديد الموقع بدقة كبيرة. كل قمر من الأقمار الــ 24 يرسل باستمرار على نفس التردد إشارة كهرومغناطيسية محملة على موجة ترددها 1575MHz كل قمر صناعي له شفرة معينة Code خاصة به ترسل مع الإشارة الحاملة وبالتالي يمكن لأى قمر صناعي يلتقط هذه الشفرة أن يحدد مكان وزمان تواجد هذا القمر. أما المستقبل فهو جهاز في حجم راديو صغير يحتوى على دوائر إلكترونية معقدة يتحكم بها ميكروبروسسر Microprocessor متطور يقوم المستقبل بتحديد الموقع باستخدام طريقتين مختلفتين الأولى تعتمد على إزاحة دوبلر Doppler Shift للإشارات الكهرومغناطيسية المرسلة من الأقمار الصناعية وهذه الإزاحة تكون ناتجة عن السرعة النسبية بين الأرض والأقمار الصناعية. أما الطريقة الثانية و تعتمد على قياس التأخير الزمني بين الإشارة و الكهرومغناطيسية الواصلة من الأقمار الصناعية. هذه المعلومات المستقبلة من الأقمار الصناعية تدخل إي الميكروبروسسر و تتحد مع المعلومات المخزنة على القمر الصناعي من حيث مداره و سرعته و موقعه و بعد عدة عمليات حسابية يحدد المستقبل موقعه على سطح الأرض و يظهر النتائج على شاشة العرض . و لدقة حساب الموقع فإنه يجب إدخال العديد من العوامل في الاعتبار على سبيل المثال تأثير الغلاف الحيوي على الإشارات المرسلة و كذلك تأثير مجال الجاذبية الأرضية على الإشارات و حيث أن الجاذبية الأرضية تعمل على زيادة زدياد ترددها كلما اقتربت من الأرض , و لهذا فإني نظام الـ GPS يعتمد و بشكل كبير على عمليات حسابية معقدة جداً قبل أن يخبرنا بالموقع و هذه العمليات ينفذها الميكروبروسسر . إستخدامات نظام الــ GPSالحالية والمستقبلية. كثيرون جدا الذين يستخدمون هذا النظام مثل البواخر الكبيرة وحتى القوارب الخاصة تستعين بالــ GPS لتحديد موقعها في البحار والمحيطات كذلك شركات النقل تستخدم هذا النظام لتحديد مواقع سياراتها فمثلا شركات السيارات الأجرة في أوربا تستخدم الـــ GPS حتى ترسل أقرب سيارة متواجدة بجوار صاحب الطلب. و قريباً جداً سوف يثبت في كل سيارة جهاز مستقبل يقوم بإرشاد السائق على أسهل الطرق و ليصل إلى مقصده و هذا الجهاز ي مزود بخرائط إلكترونية لشوارع العالم و عن طريق المعلومات التي يستقيها من الأقمار الصناعية يمكن معرفة الشوارع المزدحمة و تجنبها و حالياً يجري في اليابان تطوير سيارات تستعين بالـ GPS و الخرائط الإلكترونية في تمكين السيارة من معرفة الطريق دون الحاجة إلى قائد السيارة عن طريق مجس إلكتروني مثبت في السيارة و قد نجحوا في تحقيق هذا الهدف و لكن عند سرعة لا تزيد عن 15 كيلو مرت في الساعة. أما في مجال الطائرات فاستخدام هذا النظام يمكن التحكم في حركة الطائرات في الجو والسماح للطائرات بالطيران على مسافات متقاربة من بعضها البعض للتخفيف من الازدحام الملحوظ في المطارات . |
| |
|