استفاده روز افزون از سیستم موقعیت یابی جهانی یا GPS

سامانه ای که همه چیز و همه کس را جهت می دهد

- سیستم های ناوبری الکترونیک طی جنگ جهانی دوم گسترش وسیعی یافتند. این روش امکان تعریف مختصات را بر حسب تأخیرهای زمانی سیگنال های ارسال شده از ایستگاههای فرستنده فراهم می کند.

خطای اندازه گیری نمونه در این روش با پارامترهای ناوبری هوایی متناظر است که در حدود ۲ مایل است. اما این سیستم مستقل از شرایط آب و هوایی بود و معروف ترین مکان های ایستگاه های زمینی از این نوع در شهرهای اروپایی واقع بود. تقریباً در اواسط دهه ،۶۰ وزارتخانه های دفاع برخی از کشورها متوجه شدند که سیستم های ناوبری آن زمان از دقت مطلوبی برخوردار نیستند و به طور طبیعی، چشم ها به سمت فضای نزدیک زمین دوخته شد. اولین سیستم ناوبری ماهواره ای «ترنسیت» نام داشت.

این پروژه وزارت دفاع آمریکا از شش ماهواره تشکیل شده بود و از مختصات خاصی بهره می برد. ماهواره بر روی یک مسیر خاصی حرکت کرده و بر روی فرکانس مشخصی، امواج را ارسال می نمود و یک سیگنال با یک فرکانس مشخص به گیرنده ها می رسید و موقعیت مکانی با اندازه گیری تغییر فرکانس محاسبه می شد. ماهواره ها امکان تغییر موقعیت هر نقطه از کره زمین را در هر یک ساعت و نیم و با دقتی برابر با ۲۰۰ متر فراهم می نمودند.

سیستم ماهواره ای «ترنسیت» تا سال ۱۹۹۶ به حیات خود ادامه داد. تولد سیستم موقعیت یابی جهانی یا به اختصار GPS در سال ۱۹۷۳ اتفاق افتاد. یعنی زمانی که وزارت دفاع آمریکا هماهنگ سازی سیستم های ناوبری را آغاز نمودند. زیرا سازمانهای مختلف سیستم های متفاوتی را ایجاد کرده بودند که اکثراً با یکدیگر منطبق نبودند. این سیستم جدید تفاوت های مهمی با ترنسیت دارد، هر ماهواره چند ساعت اتمی با خود همراه دارد،موقعیت خود را همراه زمان دقیق، به صورت یک سیگنال ارسال می کند و سیستم ناوبری کاربر زمان استخراج شده از این سیگنال را مقایسه کرده و در سه نقطه موقعیت یابی می کند. ضمناً احتیاجی به هیچ گونه ساعت دقیقی در گیرنده نیست. تنها وقت در دوره های زمانی کوتاه مورد نیاز است. کل سیستم از سه قسمت تشکیل می شود. قسمت اول از حداقل ۳۵ عدد ماهواره تشکیل شده است که هر ماهواره در فاصله ۱۸ هزار کیلومتری از سطح دریا بوده و در هر بیست وچهار ساعت، ۲ بار به دور کره زمین می گردد.

ماهواره های نسل آخر یعنی سری blockII و بالاتر که تا به امروز ۱۴ عدد از آنها در مدار قرار گرفته اند، در یک شبکه با هم مرتبط شده و می توانند پارامترهای حرکتی خود را بدون نیاز به کنترل زمینی تجدید کنند. قسمت دوم از مراکز کنترل زمینی تشکیل می شود، که برای نظارت بر مدار ماهواره ها همزمان کردن زمان بین ماهواره ها و هماهنگ کردن آنها به کار می روند، که البته اطلاعات ارسال شده از ماهواره ها را می توان از زمین تغییر داد.

قسمت سوم نیز همان گیرنده های GPS است که اندکی فضای باز لازم دارد تا از آن به خوبی استفاده کرد. تا سال ۲۰۰۰ میلادی دسترسی عمومی و نظامی به سیگنال GPS از هم مجزا شده بودند که این کار دسترسی انتخابی نام داشت و کاربران معمولی سیگنالی را که به طور مصنوعی از دقت آن کاسته شده و خطای کل آن برابر با یکصد متر بود را دریافت می کردند. در یکم ماه مه سال ۲۰۰۰ رئیس جمهور وقت آمریکا، دسترسی انتخابی را لغو نمود و اکنون دقت موقعیت یابی در حدود ۲۰ متر است که با استفاده از برخی تمهیدات می تواند بسیار کمتر از آن باشد. اینک ما شاهد رشد انفجاری استفاده از دستگاههای موقعیت یابی جهانی یا همان GPS در میان کاربران هستیم.

جهت یابی در شهرها، در حومه شهرها مثلاً هنگام پیاده روی، ناوبری خودرو، ردگیری محموله ها و کنترل ترافیک هوایی در فرودگاه از جمله این کاربردها است. گیرنده های GPS به زودی جای خود را در هر وسیله ای اعم از تلفن های همراه، PDA ها (کامپیوترهای جیبی) و حتی بازی های ویدیویی باز خواهند کرد. به طوری که هم اکنون در کشور کانادا فقط به اتومبیل هایی مجوز تولید می دهند که مجهز به GPS باشد.

یکی از بزرگترین تولیدکنندگان دستگاههای GPS در جهان، کشور تایوان می باشد و بزرگترین شرکتی که در این کشور تولیدکننده این تکنولوژی است، شرکت «هلوکس» نام دارد که از دو قسمت مهم تشکیل شده است؛ یکی قسمت مونتاژ و دوم مرکز توسعه و تحقیقات آن.
این شرکت در سال ۱۹۹۴ تأسیس شده است و اکنون بعد از شرکت «گارمین» از آمریکا، دومین تولیدکننده بزرگ تجهیزات GPS در جهان است، این کمپانی انواع گیرنده های GPS جیبی، GPS همراه یا بلوتوث، ماجول های GPS و سیستم های ناوبری خودرو را تولید می کند. محصولات این شرکت نیز توسط سازندگان بزرگی مورد استفاده قرار می گیرد و از سیستم های این شرکت در جهت یاب های دستی خود استفاده می کنند. قلب هر گیرنده GPS را یک تراشه مخصوص تشکیل می دهد که از نظر اهمیت می توان آن را با یک cpu در کامپیوتر مقایسه کرد. شرکت «SIRF» بزرگترین تولیدکننده پردازنده اصلی این سیستم موقعیت یابی جهانی است و بسیاری از تولیدکنندگان از جمله هلوکس تایوان از قطعات تولیدی این شرکت استفاده می کنند. از دستاوردهای مهم در این زمینه می توان به نسل سوم تراشه ها یعنی «sirf star3» اشاره کرد که این پیشرفت برگی نو در توسعه سیستم های موقعیت یابی جهانی است.

از دیگر مزیت های این تراشه های نسل سوم، حساسیت بالای سیگنال است. به طوری که در درون اتاق های ساختمان نیز این سیستم کارآیی دارد و اکثر گیرنده های آن مجهز به صفحه نمایش ۴ اینچی یا بالاتر بوده و از امکانات ارزشمندی همچون بلوتوث و ارسال پیغام و نیز یک نرم افزار ویندوز بهره مند هستند.
امکانات این دستگاه با خودش شروع می شود .
منبع: popularscience.com

همشهری -گروه دانش و فناوری- علیرضا سزاوار

  
نویسنده : ali gooliof ; ساعت ۱۱:۳٠ ‎ق.ظ روز ۱۳۸٧/٢/٤
تگ ها :