امروز در مورد چیستی GPS و نحوه عملکرد این سیستم صحبت خواهیم کرد. بیایید به توسعه این فناوری، ویژگی های کاربردی آن توجه کنیم. همچنین درباره نقش نقشه های تعاملی در سیستم بحث خواهیم کرد.
تاریخچه GPS
تاریخچه پیدایش یک سیستم موقعیت یاب جهانی یا تعیین مختصات، در دهه 50 دور در ایالات متحده آغاز شد، زمانی که اولین ماهواره شوروی به فضا پرتاب شد. تیمی از دانشمندان آمریکایی که پرتاب را زیر نظر داشتند، متوجه شدند که با دور شدن ماهواره، فرکانس سیگنال آن به طور مساوی تغییر می کند. پس از تجزیه و تحلیل عمیق داده ها، آنها به این نتیجه رسیدند که با کمک یک ماهواره، با جزئیات بیشتر، مکان آن و سیگنال ساطع شده، می توان مکان و سرعت یک فرد روی زمین را به طور دقیق تعیین کرد. و برعکس، سرعت و مکان یک ماهواره در مدار هنگام تعیین مختصات دقیق شخص. در پایان دهه هفتاد، وزارت دفاع ایالات متحده سیستم GPS را برای اهداف خود راه اندازی کرد و چند سال بعد برای استفاده غیرنظامی در دسترس قرار گرفت. اکنون سیستم GPS چگونه کار می کند؟ دقیقاً همانطور که در آن زمان و بر اساس همان اصول و مبانی کار می کرد.
شبکه ماهواره
بیش از بیست و چهار ماهواره در مدار زمین در حال ارسال لنگرهای رادیویی هستند. تعداد ماهواره‌ها متفاوت است، اما همیشه تعداد مناسبی در مدار برای اطمینان از عملکرد روان وجود دارد، به‌علاوه برخی از آنها ذخیره هستند تا در صورت خرابی ماهواره اول، وظایف آنها را بر عهده بگیرند. از آنجایی که عمر هر یک از آنها تقریباً 10 سال است، نسخه های جدید و ارتقا یافته در حال عرضه هستند. ماهواره ها در شش مدار به دور زمین در ارتفاع کمتر از 20 هزار کیلومتر می چرخند و یک شبکه به هم پیوسته را تشکیل می دهند که توسط ایستگاه های GPS کنترل می شود. دومی در جزایر گرمسیری واقع شده و به مرکز اصلی هماهنگی در ایالات متحده متصل است.
GPS Navigator چگونه کار می کند؟
با تشکر از این شبکه می توانید با محاسبه تاخیر سیگنال از ماهواره ها و با استفاده از این اطلاعات برای تعیین مختصات از موقعیت مکانی مطلع شوید. اکنون سیستم GPS چگونه کار می کند؟ مانند هر شبکه ناوبری در فضا، کاملا رایگان است. در هر شرایط آب و هوایی و در هر زمانی از روز با راندمان بالا کار می کند. تنها خریدی که باید داشته باشید خود ناوبر GPS یا دستگاهی است که از ویژگی های GPS پشتیبانی می کند. در واقع، اصل عملکرد ناوبر مبتنی بر یک طرح ناوبری ساده است که مدت ها مورد استفاده قرار می گیرد: اگر دقیقاً مکانی را که شی نشانگر در آن قرار دارد، که برای نقش یک نقطه عطف مناسب است و فاصله آن تا یک دایره بکشید که روی آن نقطه خود را با یک نقطه مشخص کنید.محل. اگر شعاع دایره بزرگ است، آن را با یک خط مستقیم جایگزین کنید. چندین نوار از این قبیل را از محل احتمالی خود به سمت نشانگرها بکشید، نقطه تقاطع خطوط مختصات شما را روی نقشه نشان می دهد. ماهواره های فوق در این مورد فقط نقش این اشیاء نشانگر را با فاصله حدود 18 هزار کیلومتر از محل شما ایفا می کنند. اگرچه آنها با سرعت زیادی در مدار قرار می گیرند، مکان آنها به طور مداوم زیر نظر گرفته می شود. هر ناوبری یک گیرنده GPS دارد که با فرکانس دلخواه برنامه ریزی شده و در تعامل مستقیم با ماهواره است. هر سیگنال رادیویی حاوی مقدار معینی از اطلاعات رمزگذاری شده است که شامل اظهاراتی در مورد وضعیت فنی ماهواره، موقعیت آن در مدار زمین و منطقه زمانی (زمان دقیق) است. به هر حال، اطلاعات مربوط به زمان دقیق برای به دست آوردن اطلاعات در مورد مختصات شما ضروری ترین است: محاسبه مداوم مدت زمان بین بازگشت و دریافت سیگنال رادیویی در سرعت خود موج رادیویی ضرب می شود و در با محاسبات کوتاه مدت، فاصله بین دستگاه ناوبری شما و ماهواره در مدار محاسبه می شود.
مشکلات همگام‌سازی
بر اساس این اصل ناوبری، می توان فرض کرد که برای تعیین دقیق مختصات خود، ممکن است تنها به دو ماهواره نیاز داشته باشید که بر اساس سیگنال های آنها به راحتی می توان نقطه تقاطع را پیدا کرد و در پایان - مکانی که در آن هستید اما متأسفانه دلایل فنی نیاز به استفاده از ماهواره دیگری به عنوان نشانگر دارد. خانهمشکل در ساعت گیرنده GPS است که امکان هماهنگی کافی با ماهواره ها را نمی دهد. دلیل این امر تفاوت در نمایش زمان (در ناوبر و در فضا) است. ماهواره‌ها دارای ساعت‌های مبتنی بر اتمی با کیفیت بالا هستند که به آنها امکان می‌دهد زمان را با دقت بسیار بالا نگه دارند، در حالی که گیرنده‌های معمولی به سادگی نمی‌توانند از چنین زمان‌سنج‌هایی استفاده کنند، زیرا ابعاد، هزینه و پیچیدگی عملکرد اجازه استفاده از آنها را در همه جا نمی‌دهد. حتی یک خطای کوچک 0.001 ثانیه می تواند مختصات را بیش از 200 کیلومتر جابجا کند!
نشانگر سوم
بنابراین توسعه دهندگان تصمیم گرفتند فناوری معمول ساعت های کوارتز را در ناوبرهای GPS رها کنند و مسیر متفاوتی را انتخاب کنند، به طور دقیق تر - از سه، به ترتیب، از همان تعداد خط برای تقاطع بعدی به جای دو نقطه عطف ماهواره ای استفاده کنند.. راه حل مشکل بر اساس یک راه ساده مبتکرانه است: هنگامی که تمام خطوط از سه نشانگر تعیین شده قطع می شوند، حتی با عدم دقت احتمالی، منطقه ای به شکل مثلث ایجاد می شود که مرکز آن به عنوان وسط آن در نظر گرفته می شود. - موقعیت تو. همچنین به شما امکان می دهد تفاوت زمان بین گیرنده و هر سه ماهواره را تشخیص دهید (که تفاوت برای آنها یکسان خواهد بود) که به شما امکان می دهد تقاطع خطوط را دقیقاً در مرکز تصحیح کنید ، به عبارت دیگر - این امر شما را تعیین می کند. مختصات GPS.
تک فرکانس
همچنین باید توجه داشت که همه ماهواره ها اطلاعات را با فرکانس یکسان به دستگاه شما ارسال می کنند و این نسبتاً غیرعادی است. چگونهآیا ناوبر GPS کار می کند و اگر همه ماهواره ها به طور مداوم و همزمان اطلاعات را به آن ارسال کنند چگونه همه اطلاعات را به درستی درک می کند؟ همه چیز بسیار ساده است. برای تعیین خود، فرستنده های ماهواره نیز اطلاعات استاندارد را در سیگنال رادیویی ارسال می کنند که حاوی یک کد رمزگذاری شده است. حداکثر ویژگی های ماهواره را گزارش می کند و به پایگاه داده دستگاه شما وارد می شود، که سپس به شما امکان می دهد داده های ماهواره را با پایگاه داده ناوبر بررسی کنید. حتی با وجود تعداد زیادی ماهواره در برد، می توان آنها را خیلی سریع و آسان شناسایی کرد. همه اینها کل طرح را ساده می کند و امکان استفاده از آنتن های دریافت کوچکتر و ضعیف تر را در ناوبری های GPS می دهد که باعث کاهش هزینه و کاهش طراحی و ابعاد دستگاه ها می شود.
نقشه های GPS
نقشه های GPS به طور جداگانه در دستگاه شما دانلود می شوند، زیرا خود شما بر انتخاب منطقه ای که می خواهید حرکت کنید تأثیر می گذارید. این سیستم فقط مختصات شما را بر روی سیاره تعیین می کند، و عملکرد نقشه ها این است که یک نسخه گرافیکی را روی صفحه نمایش می دهند که مختصات روی آن اعمال می شود، که به شما امکان می دهد در زمین حرکت کنید. GPS در این مورد چگونه کار می کند؟ رایگان، همچنان در این وضعیت باقی می ماند، کارت در برخی از فروشگاه های آنلاین (و نه تنها) هنوز پرداخت می شود. اغلب، برنامه های جداگانه برای کار با نقشه ها برای دستگاهی با ناوبر GPS ایجاد می شود: پولی و رایگان. تنوع نقشه ها به طرز دلپذیری غافلگیر می کند و به شما امکان می دهد جاده را از نقطه A تا نقطه B تا حد امکان آموزنده و با تمام امکانات تنظیم کنید: از چه مناظری عبور خواهید کرد، کوتاه ترین راه.به مقصد، دستیار صوتی که جهت را نشان می دهد و موارد دیگر.
تجهیزات GPS اضافی
GPS برای چیزی بیشتر از نشان دادن شما در جهت درست استفاده می شود. این به شما امکان می دهد یک شی را ردیابی کنید که ممکن است حاوی یک چراغ دریایی یا یک ردیاب GPS باشد. این شامل خود گیرنده سیگنال و یک فرستنده مبتنی بر gsm، 3gp یا سایر پروتکل‌های ارتباطی برای انتقال اطلاعات در مورد مکان یک شی به مراکز خدماتی است که کنترل را اعمال می‌کنند. آنها در بسیاری از صنایع استفاده می شوند: امنیت، پزشکی، بیمه، حمل و نقل و بسیاری دیگر. ردیاب‌های خودرو نیز وجود دارند که منحصراً به خودرو متصل می‌شوند.
سفر بدون مشکل
هر روز که می گذرد، ارزش های نقشه و قطب نما دائمی بیشتر و بیشتر به گذشته می روند. فن آوری های مدرن به فرد این امکان را می دهد که با دیدن هیجان انگیزترین و جالب ترین مکان ها، با کمترین اتلاف وقت، تلاش و هزینه، راه را برای سفر خود هموار کند. آنچه حدود یک قرن پیش یک فانتزی بود امروز به واقعیت تبدیل شده است و تقریباً همه می توانند از آن استفاده کنند: از ارتش، ملوانان و خلبانان هواپیما گرفته تا گردشگران و پیک ها. در حال حاضر استفاده از این سیستم ها برای صنایع تجاری، سرگرمی، تبلیغاتی محبوبیت زیادی پیدا می کند، جایی که هر کارآفرینی می تواند خود را بر روی نقشه جهانی جهان نشان دهد و پیدا کردن او به هیچ وجه سخت نخواهد بود. امیدواریم این مقاله به همه کسانی که به GPS علاقه مند هستند کمک کرده باشد - چگونه کار می کند ، بر چه اساسی مختصات تعیین می شود ، چه چیزینقاط قوت و ضعف آن.
