سنتحدث اليوم عن ماهية GPS وكيف يعمل هذا النظام. دعنا ننتبه إلى تطوير هذه التكنولوجيا وخصائصها الوظيفية. سنناقش أيضًا الدور الذي تلعبه الخرائط التفاعلية في النظام.
تاريخ GPS
تاريخ ظهور نظام تحديد المواقع العالمي ، أو تحديد الإحداثيات ، بدأ في الولايات المتحدة في الخمسينيات البعيدة عندما تم إطلاق أول قمر صناعي سوفيتي إلى الفضاء. لاحظ فريق من العلماء الأمريكيين الذين راقبوا الإطلاق أنه مع تحرك القمر الصناعي بعيدًا ، قام بتغيير تردد إشاراته بالتساوي. بعد تحليل عميق للبيانات ، توصلوا إلى استنتاج مفاده أنه بمساعدة القمر الصناعي ، بمزيد من التفاصيل وموقعه والإشارة المنبعثة ، من الممكن تحديد موقع وسرعة شخص ما على الأرض بدقة ، كذلك وبالعكس ، سرعة وموقع القمر الصناعي في المدار عند تحديد إحداثيات الشخص بالضبط. بحلول نهاية السبعينيات ، أطلقت وزارة الدفاع الأمريكية نظام GPS لأغراضها الخاصة ، وبعد بضع سنوات أصبح متاحًا للاستخدام المدني. كيف يعمل نظام GPS الآن؟ بالضبط كما عملت في ذلك الوقت وفق نفس الأسس والأسس.
شبكة الأقمار الصناعية
أكثر من أربعة وعشرين قمرا صناعيا في مدار الأرض يرسلون مراسي راديوية. يختلف عدد الأقمار الصناعية ، ولكن هناك دائمًا العدد الصحيح في المدار لضمان التشغيل السلس ، بالإضافة إلى أن بعضها في حالة احتياطي بحيث إذا فشل الأول ، فسوف يتولى وظائفه. نظرًا لأن عمر الخدمة لكل منهم يبلغ حوالي 10 سنوات ، يتم إطلاق إصدارات جديدة ومحدثة. تدور الأقمار الصناعية في ستة مدارات حول الأرض على ارتفاع أقل من 20 ألف كيلومتر ، وتشكل شبكة مترابطة يتم التحكم فيها بواسطة محطات GPS. تقع الأخيرة في جزر استوائية وترتبط بمركز التنسيق الرئيسي في الولايات المتحدة الأمريكية.
كيف يعمل GPS Navigator؟
بفضل هذه الشبكة ، يمكنك معرفة الموقع من خلال حساب تأخير الإشارة من الأقمار الصناعية ، واستخدام هذه المعلومات لتحديد الإحداثيات. كيف يعمل نظام GPS الآن؟ مثل أي شبكة ملاحة في الفضاء ، فهي مجانية تمامًا. يعمل بكفاءة عالية في جميع الظروف الجوية وفي أي وقت من اليوم. الشراء الوحيد الذي يجب أن يكون لديك هو ملاح GPS نفسه أو جهاز يدعم ميزات GPS. في الواقع ، يعتمد مبدأ تشغيل الملاح على مخطط تنقل بسيط طويل الاستخدام: إذا كنت تعرف بالضبط المكان الذي يوجد فيه كائن العلامة ، وهو الأكثر ملاءمة لدور المعلم ، والمسافة منه إلى أنت ، ارسم دائرة حدد نقطتك عليها بنقطة.موقعك. إذا كان نصف قطر الدائرة كبيرًا ، فاستبدله بخط مستقيم. ارسم عدة شرائط من موقعك المحتمل باتجاه العلامات ، ستشير نقطة تقاطع الخطوط إلى إحداثياتك على الخريطة. تلعب الأقمار الصناعية المذكورة أعلاه في هذه الحالة دور هذه الكائنات المميزة بمسافة حوالي 18 ألف كيلومتر من موقعك. على الرغم من أنها تدور بسرعة كبيرة ، إلا أن موقعها يخضع للمراقبة باستمرار. يحتوي كل ملاح على مستقبل GPS ، مبرمج على التردد المطلوب وهو في تفاعل مباشر مع القمر الصناعي. تحتوي كل إشارة لاسلكية على قدر معين من المعلومات المشفرة ، والتي تتضمن بيانات حول الحالة الفنية للقمر الصناعي وموقعه في مدار الأرض والمنطقة الزمنية (الوقت المحدد). بالمناسبة ، المعلومات حول الوقت المحدد هي الأكثر ضرورة للحصول على بيانات حول إحداثياتك: الحساب الجاري لطول الوقت بين عودة واستقبال إشارة الراديو مضروبًا في سرعة الموجة الراديوية نفسها و ، بواسطة حسابات قصيرة المدى ، يتم حساب المسافة بين جهاز الملاحة الخاص بك والقمر الصناعي في المدار.
مشاكل التزامن
بناءً على مبدأ التنقل هذا ، يمكن افتراض أنه لتحديد إحداثياتك بدقة ، قد تحتاج إلى قمرين صناعيين فقط ، بناءً على الإشارات التي سيكون من السهل العثور على نقطة التقاطع فيها ، وفي النهاية - المكان الذي أنت فيه. ولكن ، للأسف ، تتطلب الأسباب التقنية استخدام قمر صناعي آخر كعلامة. الصفحة الرئيسيةتكمن المشكلة في ساعة جهاز استقبال GPS ، والتي لا تسمح بالمزامنة الكافية مع الأقمار الصناعية. والسبب في ذلك هو الاختلاف في عرض الوقت (على الملاح الخاص بك وفي الفضاء). تحتوي الأقمار الصناعية على ساعات ذرية عالية الجودة باهظة الثمن ، مما يسمح لها بالحفاظ على الوقت بدقة متناهية ، بينما لا تستطيع أجهزة الاستقبال التقليدية ببساطة استخدام مثل هذه الكرونومتر ، لأن أبعاد العملية وتكلفتها وتعقيدها لن تسمح باستخدامها في كل مكان. حتى الخطأ البسيط 0.001 ثانية يمكن أن يغير الإحداثيات بأكثر من 200 كم!
العلامة الثالثة
لذلك قرر المطورون ترك التكنولوجيا المعتادة لساعات الكوارتز في ملاحي GPS واتخاذ مسار مختلف ، ليكون أكثر دقة - استخدم ثلاثة ، على التوالي ، نفس عدد الخطوط للتقاطع اللاحق بدلاً من معلمين للقمر الصناعي. يعتمد حل المشكلة على طريقة إبداعية بسيطة للخروج: عندما تتقاطع جميع الخطوط من العلامات الثلاثة المحددة ، حتى مع وجود أخطاء محتملة ، يتم إنشاء منطقة على شكل مثلث ، مركزه يكون وسطه - موقعك. يسمح لك أيضًا باكتشاف الفرق في الوقت بين جهاز الاستقبال والأقمار الصناعية الثلاثة (التي سيكون الاختلاف فيها هو نفسه) ، مما يسمح لك بتصحيح تقاطع الخطوط في المركز تمامًا ، بمعنى آخر - هذا يحدد الخاص بك إحداثيات GPS.
تردد واحد
وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن جميع الأقمار الصناعية ترسل معلومات إلى جهازك على نفس التردد ، وهذا أمر غير معتاد إلى حد ما. كيفهل يعمل ملاح GPS وكيف يدرك جميع المعلومات بشكل صحيح إذا كانت جميع الأقمار الصناعية ترسل المعلومات بشكل مستمر وفي نفس الوقت؟ كل شيء بسيط جدا. لتحديد نفسها ، ترسل أجهزة الإرسال على القمر الصناعي أيضًا معلومات قياسية في إشارة الراديو ، والتي تحتوي على رمز مشفر. يبلغ عن الخصائص القصوى للقمر الصناعي ويتم إدخاله في قاعدة بيانات جهازك ، والتي تتيح لك بعد ذلك التحقق من البيانات من القمر الصناعي باستخدام قاعدة بيانات الملاح. حتى مع وجود عدد كبير من الأقمار الصناعية في النطاق ، يمكن التعرف عليها بسرعة وسهولة. كل هذا يبسط المخطط بأكمله ويسمح باستخدام هوائيات استقبال أصغر وأضعف في ملاحي GPS ، مما يقلل التكلفة ويقلل من تصميم وأبعاد الأجهزة.
خرائط GPS
يتم تنزيل خرائط GPS على جهازك بشكل منفصل ، لأنك أنت من يؤثر على اختيار المنطقة التي تريد الانتقال إليها. ينشئ النظام إحداثياتك على الكوكب فقط ، وتتمثل وظيفة الخرائط في إعادة إنشاء نسخة رسومية على الشاشة يتم تطبيق الإحداثيات عليها ، مما يسمح لك بالتنقل في التضاريس. كيف يعمل GPS في هذه الحالة؟ مجانًا ، تظل في هذه الحالة ، ولا تزال البطاقات في بعض المتاجر عبر الإنترنت (وليس فقط) مدفوعة. في كثير من الأحيان ، يتم إنشاء تطبيقات منفصلة للعمل مع الخرائط لجهاز به متصفح GPS: مدفوع ومجاني. مجموعة متنوعة من الخرائط مفاجآت سارة وتسمح لك بإعداد الطريق من النقطة أ إلى النقطة ب بشكل معلوماتي قدر الإمكان وبجميع وسائل الراحة: ما هي المعالم التي ستمر بها ، أقصر طريقإلى الوجهة ، مساعد صوت يشير إلى الاتجاه وغيرها.
معدات GPS إضافية
يستخدم GPS لأكثر من مجرد توجيهك في الاتجاه الصحيح. يسمح لك بتتبع كائن قد يحتوي على ما يسمى بإشارة أو جهاز تعقب GPS. وهو يتألف من مستقبل الإشارة نفسه وجهاز إرسال يعتمد على gsm أو 3gp أو بروتوكولات الاتصال الأخرى لنقل معلومات حول موقع كائن ما إلى مراكز الخدمة التي تمارس التحكم. يتم استخدامها في العديد من الصناعات: الأمنية والطبية والتأمين والنقل وغيرها الكثير. هناك أيضًا أجهزة تعقب للسيارات تتصل حصريًا بالسيارة.
السفر بدون مشاكل
مع مرور كل يوم ، تذهب قيم الخريطة والبوصلة الدائمة أبعد وأكثر إلى الماضي. تسمح التقنيات الحديثة للشخص بتمهيد الطريق لرحلته بأقل خسارة للوقت والجهد والمال ، مع رؤية الأماكن الأكثر إثارة وإثارة للاهتمام. ما كان خيالًا منذ قرن مضى أصبح حقيقة واقعة اليوم ، ويمكن للجميع تقريبًا الاستفادة منه: من الجيش والبحارة وطيارو الطائرات إلى السياح والسعاة. الآن يكتسب استخدام هذه الأنظمة للصناعات التجارية والترفيهية والإعلانية شعبية كبيرة ، حيث يمكن لكل رائد أعمال أن يوجه نفسه على الخريطة العالمية للعالم ، ولن يكون من الصعب العثور عليه على الإطلاق. نأمل أن تكون هذه المقالة قد ساعدت كل من يهتم بنظام تحديد المواقع العالمي - كيف يعمل ، وعلى أي أساس يتم تحديد الإحداثيات ، وماذانقاط قوته وضعفه
