كيف يعمل نظام تحديد المواقع العالمي؟ نظام تحديد المواقع العالمي، المعروف أيضًا باسم NavStar، الذي نستخدمه تم بناؤه ويعمل بكامل طاقته منذ عام 1995، وتستخدم العديد من أجهزة استقبال GPS الحديثة مزيجًا من GPS والقمر الصناعي GLONASS الروسي لتحسين التغطية والدقة. اليوم سوف نتعلم المزيد عن الموضوع.
ما هو نظام تحديد المواقع
- نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) هو نظام ملاحة عبر الأقمار الصناعية يوفر معلومات عن الوقت والموقع لجهاز استقبال GPS موجود في أي مكان على سطح الأرض أو بالقرب منه.
- يعمل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بشكل مستقل عن اتصال الإنترنت الخاص بالمستخدم أو إشارة الهاتف، ولكن وجوده يزيد من فعالية تحديد المواقع عبر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الذي طورته حكومة الولايات المتحدة في الأصل لأغراض عسكرية.
- ولكن في الوقت الحاضر، يمكن لأي شخص لديه جهاز استقبال GPS استقبال إشارات الراديو من أقمار GPS الصناعية.
- يحتوي نظام GPS حاليًا على 31 قمرًا صناعيًا نشطًا في مدارات بزاوية 55 درجة من خط الاستواء، ويدورون على مسافة حوالي 20000 كيلومتر من سطح الأرض ويحدثون دورتين في اليوم.
- تم تصميم المدارات بحيث يكون هناك دائمًا 6 أقمار صناعية من معظم الأماكن على الأرض.
- إذا كان جهاز استقبال GPS قادرًا فقط على استقبال إشارات من 3 أقمار صناعية، فلا يزال بإمكانك تحديد موقعك، ولكنه سيكون أقل دقة لأنه، كما ذكر أعلاه، يحتاج جهاز استقبال GPS إلى 4 أقمار صناعية لتحديد موقعك بشكل ثلاثي الأبعاد.
- في حالة توفر 3 أقمار صناعية فقط، يمكن لجهاز استقبال GPS تحديد موقع تقريبي بافتراض أنك في MSL. إذا كنت بالفعل في MSL، فسيكون الموقف دقيقًا بشكل معقول.
اقرأ أيضًا: امسح نتائج بحث Google
ولادة نظام GPS
- في الأصل، عندما تم تطوير نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للاستخدام العسكري، كان هناك 24 قمراً صناعياً تدور حول الأرض كل 12 ساعة على ارتفاع 20.180 كم.
- يتم وضع 4 أقمار صناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في كل من ستة مدارات 60 درجة، وهذه المستويات المدارية لا تدور بالنسبة لأي نجم.
- تمت زيادة عدد الأقمار الصناعية لاحقًا إلى 32 قمرًا لتحسين دقة تحديد المواقع، ويقوم أي جهاز استقبال GPS ببث قياس وقت الرحلة.
- كلما زاد عدد الأقمار الصناعية في خط رؤية مستقبل GPS، زادت دقة موقع جهاز الاستقبال.
كيف يعمل GPS؟
- في أي وقت من الأوقات، هناك ما لا يقل عن 4 أقمار صناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على الأرض ضمن خط الرؤية المباشر لجهاز الاستقبال. يرسل كل من هذه الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) معلومات حول موقعه والوقت الحالي إلى جهاز استقبال GPS في أوقات منتظمة وثابتة.
- يتم إرسال هذه المعلومات إلى جهاز الاستقبال في شكل إشارة، ثم يتم اعتراضها من قبل أجهزة الاستقبال، لأن هذه الإشارات هي إشارات راديو تنتقل بسرعة الضوء.
- تُحسب المسافة بين مُستقبل GPS والقمر الصناعي من خلال إيجاد الفرق بين وقت إرسال الإشارة من القمر الصناعي GPS ووقت استقبال الإشارة بواسطة مُستقبل GPS.
- بعد أن يستقبل جهاز الاستقبال إشارة من ثلاثة أقمار صناعية على الأقل، يشير جهاز الاستقبال إلى موقعه باستخدام عملية ثلاثية الاتجاهات.يتطلب نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ثلاثة أقمار صناعية على الأقل لحساب موقع ثنائي الأبعاد (خط العرض وخط الطول على الخريطة).
- في هذه الحالة، من المفترض أن يكون مستقبل GPS عند مستوى سطح البحر المتوسط ، ولكن هناك حاجة إلى 4 أقمار صناعية على الأقل للعثور على أجهزة استقبال ثلاثية الأبعاد (خطوط الطول والعرض والارتفاع فوق مستوى سطح البحر).
راجع أيضًا: كيفية تغيير كلمة مرور Yahoo بالتفصيل
تطبيقات نظام GPS
- Triple هي عملية تحديد موقعك بناءً على تقاطع الحقول، عندما يتلقى جهاز استقبال إشارة من قمر صناعي، فإنه يحسب المسافة من القمر الصناعي باستخدام حقل ثلاثي الأبعاد مع وجود القمر الصناعي في مركز الكرة.
- بعد أن يقوم جهاز الاستقبال بنفس الشيء مع 3 أقمار صناعية أخرى لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، سيبدأ جهاز الاستقبال في العثور على نقطة التقاطع في المجالات الثلاثة لحساب موقعه.
التحديات التقنية التي تواجه نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)
- مزامنة الوقت بين الأقمار الصناعية الفردية وجهاز استقبال GPS.
- تحديث في الوقت الحقيقي للموقع الدقيق للأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS).
- قياس دقيق لوقت الرحلة.
- التداخل مع الإشارات الأخرى.
وصف جهاز GPS
- كلا القمرين الصناعيين لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) مزودان بساعات ذرية للحفاظ على الوقت الحالي والدقيق. لتحديث جهاز الاستقبال وتوفير وقت دقيق له، يستخدم جهاز الاستقبال قمرًا صناعيًا رابعًا لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للحفاظ على دقة الوقت.
- باستخدام الساعات الذرية، يمكن لجهاز الاستقبال حساب الفارق الزمني الدقيق حيث يتم التحكم في أقمار GPS الصناعية باستمرار من المحطات الأرضية لحل تزامن الوقت.
مزايا تقنية GPS
بعض مزايا تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS):
- بمساعدة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، يمكنك التنقل في الطرق والمناطق التي لست على دراية بها.
- سيساعدك تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في مراقبة موقعك الحالي.
- انخفض عدد حوادث المرور المتعلقة بمركبات شركة السيارات هذه منذ تركيب نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، مما وفر على العديد من الشركات آلاف الدولارات من المطالبات وأقساط تأمين أعلى.
- مساعدتك في العثور بدقة على الأشياء الثمينة الخاصة بك، مثل سيارتك.
عيوب الـ GPS
- يمكن استخدام أجهزة التتبع بسهولة للمطاردة.
- يعتبر الكثير من الناس أن تتبع السيارة يعد انتهاكًا للخصوصية.
- مثل أي جهاز إلكتروني، فإن أجهزة GPS عرضة لفشل البطارية.
لا تتعرف بعض أدوات التتبع على الجبال أو الأنهار أو غيرها من العوائق في طريقك، لذلك قد تكون بعض الإحداثيات التي يمكنك توفيرها مضللة.
قد تكون مهتمًا أيضًا بـ: كيفية تسريع متصفح Firefox
وفي نهاية رحلتنا مع مقال “كيف يعمل GPS؟” نلاحظ أن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) يعمل في جميع الظروف الجوية مع وجود خط رؤية دون عائق إلى 4 أقمار صناعية أو أكثر من أقمار GPSK. يتم تشغيل GPS من قبل القوات الجوية الأمريكية.