هر آنچه در ارتباط با سیستم GPS اتومبیل وجود دارد

پیش از طلوع عصر تکنولوژی و در زمانی که هنوز این فناوری‌های امروزی حتی ابداع یا اختراع هم نشده بودند، اوقاتی پیش می‌آمد که مردم و به‌خصوص اشخاصی مانند سیاحان، جهانگردان و… یک گستره جغرافیایی و به‌خصوص شهرها و کشورهای بیگانه، از مکانی که در آن هستند بی خبر باشند و یا حتی درمسیر‌های مختلف و همچنین در بیابان‌ها و دریاها از مسیر خود منحرف شده باشند. در زمان‌های گذشته اما ابزارهایی هم برای تعیین مسیر و پیدا کردن راه وجود داشت که از این میان می‌توان به استفاده از ستارگان، قطب‌نما و سایر عوامل موجود در خود طبیعت اشاره کرد اما تمام این‌ها تنها تا حدی کمک‌کننده بودند و نیز تنها قادر به راهنمایی انسانی در گذشته بودند که از این عوامل و چگونگی استفاده از آن‌ها آگاه بود. این در حالی است که در عصر جدید بافت شهر، خیابان، و… تا حدی پیچیده شده است که خود بر پیچیدگی‌های جغرافیایی افزوده است و باا این پیچیدگی‌ها به کار بردن آن روش‌های قدیمی دیگر کمک چندانی نخواهد کرد و می‌توان آن‌ها را منسوخ نامید.
اما با این حال در دنیای مدرن هیچ کسی گم نمی‌شود زیرا هر چیزی که بر روی زمین وجود دارد شناسایی شده است و این عمل با کمک سیستم‌های شناسایی ماهواره‌ای و به عبارت دیگر کامپیوترهای مختلف انجام شده و سود آن به بشر می‌رسد. با موتوتل همراه باشید.

GPS چیست؟

جی ‌پی ‌اس یا Global Positioning System که به معنی سیستم موقعیت‌یاب جهانی می‌باشد وسیله‌ یا بخشی از یک کامپیوتر است که با کمک آن می‌شود به اطلاعاتی نظیر سرعت، مسیر، فاصله‌ی پیموده شده، فاصله تا مقصد، زمان طلوع و غروب خورشید و حرکت هر متحرک در روز و شب دست یافت. این سیستم عظیم در واقع یک ناوگان ماهواره‌ای می‌باشد که از شبکه‌ای بیست و چهار ماهواره‌ای تشکیل شده است و سازمان دفاع آمریکا آن را در مدار مشخصی قرار داده است. سازمان دفاع آمریکا در ابتدا از این سیستم تنها برای اهداف نظامی استفاده می‌کرد تا در مکان‌های مورد خود برای سربازان یا ارتش خود مسیریابی کند که این استفاده و حالت پیشرفته‌تر از آن هم همچنان ادامه دارد ولی از سال 1980 میلادی این سیستم برای استفاده‌های غیر نظامی هم بهره برداری شد تا آنجایی که ‌اکنون در تعداد زیادی از کشورهای جهان بیشتر اتومبیل‌های شخصی، حمل و نقل عمومی به ویژه اتوبوس‌ها، و تانکرهای حامل مواد خطرناک از این سیستم استفاده می‌کنند. اما جی پی اس مدت‌هاست که راه خود را به حمل و نقل دریایی هم باز کرده است و کشتی‌رانی از این سیستم بی‌نصیب نمانده است. این سیستم در تمام طول روز و شب و نیز در هر شرایط آب و هوایی و در هر جای جهان قابل استفاده و دسترسی می‌باشد و هیچ هزینه‌ای هم برای استفاده از آن وجود داده نمی‌شود.

چگونگی کارکرد GPS

شبکه‌ی 24 ماهواره‌ای جی پی اس در یک مدار مشخص به دور زمین می‌چرخد و اطلاعات دریافتی خود را به گیرنده‌های زمین می‌فرستد. با دریافت این اطلاعات توسط گیرنده و استفاده از روش‌های هندسی مکان دقیق کاربر جی پی اس مشخص می‌شود. در واقع آن گیرنده‌ی جی پی اس دو زمان ارسال سیگنال از ماهواره و دریافت سیگنال را با هم مقایسه می‌کند و این اختلاف زمان فاصله ماهواره از دریافت کننده‌ی GPS را مشخص می‌کند. اگر فاصله درست یک پدیده از یک ماهواره در فضا معین باشد می‌توان گفت در جایی بر روی سطح فرضی کره‌ای با شعاع برابر فاصله تا شعاع ماهواره قرار دارد. حال اگر فاصله درست از دو ماهواره هم معلوم باشد، نتیجه می‌گیریم در جایی بر روی خطی که از محل تقاطع دو کره می‌گذرد قرار دارد و اگر سومین اندازه‌گیری هم وجود داشته باشدآن‌جا تنها دو نقطه موجود است که جسم می‌تواند بر روی آن قرار بگیرد. یکی از این دو نقطه غیر ممکن بوده و گیرنده‌ی جی پی اس با استفاده از متدهای ریاضیاتی می‌تواند موقعیت غیر ممکن را حذف نماید. دریافت کننده‌ی سیگنال یا همان دستگاه جی پی اس در واقع از تکنیکی به نام برد ماهواره‌ای برای مشخص کردن موقعیت یک کاربر جی پی اس استفاده می‌کند. گیرنده با محاسبه‌ی این فاصله‌ از چند ما‌هواره قادر خواهد بود تا مکان کاربر را تعیین کرده و آن را بر روی نقشه‌ای الکترونیکی نشان دهد. یک گیرنده‌ی جی پی اس قادر است با سیگنال‌هایی که از حداکثر سه ماهواره به آن می‌رسد مشخصاتی مثل مسیر حرکت و مختصات دو بعدی یعنی طول و عرض مکان را به دست آورد. اگر تعداد این ماهواره‌های فرستنده‌ی سیگنال به عدد چهار یا عددی بزرگ‌تر برسد جی پی اس قادر خواهد بود که مختصات سه بعدی یعنی طول، عرض و ارتفاع مکان کاربر را محاسبه کند.

هنگامی که این موقعیت مکانی معلوم شد جی پی اس قادر خواهد بود که سایر اطلاعات را نظیر سرعت، مسیر، فاصله پیموده شده، فاصله تا مقصد، زمان طلوع و غروب خورشید و … را به سرعت به دست آورد. با استفاده از جی پی اس رانندگان خود را همیشه در رادار پلیس می‌بینند و خود این امر باعث شده است که بسیاری از تخلفات رانندگی مانند سرعت غیر مجاز و امثال آن کاهش پیدا کند. با کمک این سیستم اتومبیل‌های حمل و نقل عمومی هم رهگیری می‌شوند که این باعث رعایت سرعت در مسیر و حتی تفاوت سرعت در روز و شب توسط راننده می‌شود و نیز راننده مجبور می‌شود که از دستور قانونی زمان توقف و استراحت پیروی کند و مدت رانندگی خود را در حد مجاز نگه دارد. شبکه‌ی بیست و چهار ماهواره‌ای جی پی اس در مداری با فاصله ۱۲ هزار مایلی از زمین واقع شده‌ است و در حال گردش به دور زمین است. این ماهواره‌ها در کمتر از بیست و چهار ساعت یا یک روز کامل یک دور به دور زمین می‌چرخند. سرعت این ماهواره‌ها در حین گردش به دور زمین برابر با سرعت تقریبی هفت هزار مایل در ساعت است. اما این ماهواره‌ها برای این حرکت به انرژی نیاز دارند که آن را از طریق انرژی خورشیدی کسب می‌کنند و در زمان‌هایی که خورشید گرفتگی رخ داده است ویا در طول شب از باطری‌های پشتیبان خود برای ادامه‌ی حرکت به دور زمین بهره می‌گیرند. استفاده از ماهواره‌های سیستم جی پی اس کاملاً رایگان است و این اجازه به هیچ سیستم یا کشوری داده نشده است که بتواند استفاده از آن را برای شهروندان خود منع کند.

میزان دقت GPS

گیرنده‌های جی پی اس امروزی دقت بسیار بالای دارند و این قابلیت را از طرح کانال چندگانه موازی به دست آورده‌اند. طرح کانال چندگانه موازی به این صورت عمل می‌کند که گیرنده‌های کانال دوازده موازی گارمین پس از روشن شدن به سرعت ارتباطی بین خود و ماهواره ایجاد می‌کنند و نیز این رابطه را به صورت پایدار و مستمر نگه می‌دارند، به صورتی که درختان انبوه و آسمان خراش‌های بلند هم نمی‌توانند باعث قطع شدن این ارتباط شوند. اما کارخانه‌های اتمسفریک و دیگر چشمه‌های ایجاد خطا می‌توانند تا میزانی بر روی دقت جی پی اس اثر گذار باشند. گیرنده‌های جی پی اس گارمین دقت متوسط پانزده متری را به خود اختصاص داده‌اند ولی همین گیرنده‌های جی پی اس گارمین با قابلیت سیستم افزایش عرض میزان دقت را به کمتراز ۳ متر رسانده‌اند. حتی برای به کار گرفتن این سیستم هم هیچ هزینه‌ای لازم نیست. جی پی اس تفاضلی نیز می‌تواند برای افزایش دقت جی پی اس استفاده شود. در این صورت سیگنال‌های جی پی اس تقویت می‌شوند و میزان دقت هم به میانگین سه تا پنج متر می‌رسد. این سیستم به طور پیوسته توسط گارد ساحلی آمریکا مورد بهره برداری قرار می‌گیرد. در این سیستم، شبکه‌ای از برج‌ها حضور فعال دارند که سیگنال‌های جی پی اس را دریافت می‌کنند و پس از تقویت کردن آن‌ها، این سیگنال‌ها را با کمک فرستنده‌های رادیویی دوباره ارسال می‌کنند. اما برای دریافت سیگنال‌های تقویت شده از این شبکه برج‌ها کاربران جی پی اس در کنار خود دستگاه جی پی اس به یک آنتن و گیرنده‌ی علامت‌های مختلف هم احتیاج پیدا می‌کنند.