شرح نظام الـ /Global Positioning System /GPS

السلام عليكم و رحمة الله و بركاته
GPS
كلمة تمر على مسامعنا كثيراً هذه الأيام
احببت أن أعرف الأخوة والأخوات بشكل مختصر على هذه المنظومة
اتمنى الفائدة للجميع
__________________
--------------------------------------------------------------------------------

التعريف العالم لنظام ( GPS)

هو عبارة عن مجموعة من الاقمار الصناعية مكونة من 24 قمر صناعيا , طورت من قبل وزارة الدفاع الأمريكية , وبكلفة مقدارها ( 12) مليار دولار امريكي وذلك لغايات الملاحة وتحديد الموقع .
موزعة في (6) مدارات
كل مدار يحتوي (4) أقمار صناعية
وكل قمر يدور دورة كاملة كل (12) ساعة
ترتفع عن سطح الارض ( 20200) كيلو متر

اجزاء النظام

--------------------------------------------------------------------------------

أجزاء النظام

1- الجزء الفضائي ( Space Segment)

2- جزء التحكم والسيطرة ( Control Segment)

3- جزء المستخدمين للنظام (User Segment)

الجزء الفضائي

24 قمر صناعي نشط .
6 مدارات وكل مدار يحتوي (4) اقمار صناعية .
كل قمر يدور دورة كاملة كل (12) ساعة .
ارتفاع القمر عن الأرض (20200) كيلو متر .
سرعة القمر اثناء دورانه (4) كيلو متر في الثانية .
تغطية على مدار ( 24) ساعة في جميع انحاء العالم .

جزء التحكم والسيطرة

هذا الجزء يتكون مما يلي :
محطات المراقبة ( Control Stations)
محطة سيطرة رئيسية ( Master Control Station)
هوائيات ارضية ( Ground Antennas)

محطات المراقبة والمتابعة

محطة ينابيع كولورادو ( Colorado Springs) .
محطة هاوي ( Hawaii) .
محطة اسنشيوي ( Ascension) .
محطة دياغو قارسيا ( Diego Grrcia) .
محطة كواجالين ( Kwajalein) .

جزء مستخدمين النظام

يتكون جزء المستخدمين من جهاز يسمى جهاز (GPS) ومهمة هذا الجهاز استقبال الاشارة من مجموعة الاقمار الصناعية
--------------------------------------------------------------------------------

اجهزة ( GPS)

اشهر انواع اجهزة ( GPS) والمستخدمة على نطاق واسع

1- جهاز المجلان ( MAGELLAN) , امريكي الصنع .
2- جهاز القارمن ( GARMIN) , ألماني الصنع.
3- جهاز سوني جي بي اس (SONY GPS) صيني الصنع لكن يضاهي الاميركي و الالماني لانه من عائلة SONY العريقة
أهداف وخواص الجهاز

1- أعطاء احداثيات الموقع (Position ) .
2- الذهاب الى اي نقطة مخزنة ( Go to) .
3- تخزين نقاط لغاية 500 نقطة ( Mark) .
لجهاز مخزن في داخلة كل عواصم العالم والمدن الكبرى .
يعطي الجهاز زاوية ومسافة وسرعة والارتفاء عن سطح البحر.
يعطي اوقات شروق الشمس والقمر وحالته .
يعطي درجة الحرارة والظغط الجوي للمنطقه الموجود فيها
عطي اوقات الصيد المثلي ( بناء على المد والجز ) .

سيئات الجهاز

1- الجهاز لا يعمل داخل المباني او داخل مناطق مغلقة مثل مناطق الأشجار .
2- يتأثر في المناطق القريب من خطوط الضغط العالي وابراج الارسال مثل ابراج الهواتف الخلوية .
3- الجهاز يعمل على البطريات .

بعد النزول الى الميدان واخذ أحداثيات لمواقع معينة يتم تنزيل هذه ألاحداثيات من جهاز (GPS) الى جهاز الكمبيوتر للعمل عليها وتتم عملية تنزيل الأحداثيات بطريقتين :-
1- من خلال برنامج خاص لكل جهاز مثل برنامج
Data Track
Map Send
2- نقل الاحداثيات يدويا الى برنامج الاكسل .
-------------------------------------------------

مبدأ عمل مستقبلات الـ

GPS

مهمة مستقبل الـ GPS هي تحديد موقع هذه الأقمار وحساب المسافة بينها وبين الأرض والاستفادة من هذه المعطيات لاستنتاج موقع المستقبل وبالتالي تحديد إحداثياتك على سطح الأرض .

إن مبدأ عمل مستقبلات الـ GPS ليس بالأمر المعقد وتكفي 3 أقمار لتحديد موقعك , وإنما الزيادة في عدد الأقمار هو لزيادة الدقة , بمعرفة بعدك عن أحد الأقمار فإنك ستكون على سطح كرة يبلغ قطرها مقدار هذه المسافة , وبمعرفة بعدك عن القمر الثاني سيتشكل لديك كرتان يتقاطعان في دائرة , وموقعك سيكون إحدى نقاط محيط هذه الدائرة , وبمعرفة بعدك عن القمر الثالث وإجراء التقاطع ستحصل على نقطتين إحداهما في الفضاء (هذه النقطة بالطبع لا تدل على موقعك ) , والنقطة الأخرى تشير إلى موقعك على سطح الأرض أي كأنن استفدنا من الكرة الأرضية ككرة رابعة لتحديد الموقع .

يعتمد مستقبل الـ GPSعلى الأمواج الراديوية – والتي هي عبارة عن أمواج كهرمغناطيسية تنتشر بسرعة الضوء – لحساب المسافة التي تفصله عن الأقمار الاصطناعية وذلك بحساب المدة التي استغرقتها هذه الأمواج لتقطع المسافة.

عملية قياس المسافة عملية معقدة لأنها بحاجة لإتقان شديد وهي تتم على أساس المبدأ السابق –قياس زمن مسير الإشارة من القمر الاصطناعي وحتى مستقبل الـ GPS – ولكن كيف يتم ذلك ؟

في وقت محدد يبدأ القمر الاصطناعي بإرسال سلسلة رقمية طويلة ذات ترميز شبه عشوائي (PN) وسيبدأ مستقبل الـGPS بتوليد سلسلة مطابقة تماماً وفي نفس الوقت تماماً , وعندما تصل إشارة القمر الصناعي إلى مستقبل الـ GPS ستكون السلسلة المستقبلة متأخرة عن السلسلة المولدة بمقدار زمن مسير الإشارة . عندها يقوم المستقبل بضرب الزمن بسرعة الضوء لتحديد المسافة على افتراض انتشار الإشارة بشكل مستقيم وناتج الضرب هو بعد القمر الاصطناعي عن مستقبل الـ GPS , وللقيام بعملية قياس بهذه الدقة فإن كلاً من المستقبل والقمر الاصطناعي بحاجة لمؤقتات (clocks) يمكن مزامنتها من رتبة الـ Nanosecond , ويتم تحديد الموقع بدقة كما ذكرت وتجاوز مشكلة التأخير او عدم المزامنة الدقيقة بنسبة 100 % , باستخدام أربع أقمار لتحديد الموقع بدقة بالغة فمن المستحيل أن تتقاطع في نقطة واحدة إن لم يكن القياس دقيقاً واعتماداً على ذلك يقوم المستقبل بإعادة ضبط مؤقتة باستمرار للحصول على أعلى دقة .
--------------------------------------------------------------------------------

Global Position System
إن نظام تحديد الموقع GPS سوف يشهد في المستقبل القريب تطبيقات واسعة للغاية توفر للإنسان مزيد من السيطرة والتحكم في شتى شؤون حياته اليومية
--------------------------------------------------------------------------------

اتمنى ان أكون قدمت بعض المعلومات الجديدة والمفيدة
__________________
للتوضيح أكثر فان الاختصار GPS هو الحروف الأولى من Global Positioning System
فكرة تحديد الموقع بدأت في الولايات المتحدة الامريكية عام 1973 في خضم الحرب الباردة و ذلك للاستخدام العسكري ,الا أن هذه التقنية لم تدخل حيز الاستخدام المدني الا عام 1996 .
بالطبع هناك العديد من الدول التي تمتلك أنظمة تحديد الموقع ك روسيا و الصين و الهند و دول الاتحاد الاوربي الا أن نظام تحديد الموقع الاميركي يعتبر افضلها بسبب كثافة تحديث المعلومات فيه مقارنة بالأنظمة الأخرى .
الرابط التالي هو لموقع GPS التابع للحكومة الأمريكية و باللغة العربية

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
لكن في بعض الأوقات محجوب لأنه أميركي و لأنه الموقع الرسمي لنظام التحديد الموقع العالمي الممنوع في سورية
و السلام عليكم و رحمة الله و بركاته