معرفی کتاب

مرکز عایق ایران- عایق های رطوبتی و صوتی و حرارتی و گود های ساختمانی

   مشاور، طراح و مجری کلیه پروژه های عایق کاری در سطح ایران

  جهت راهنمایی و مشاوره با این شماره تماس بگیرید

 09155241800

لینک های مفید



 آمار سایت

تعداد کاربران آنلاین :  30

کاربرد و خطا در سیستم موقعیت یاب جهانی

چگونگی کارکرد GPS

اصلی که GPS به آن متکی می‌باشد اندازه گیری فاصله مسافت یا Range میان گیرنده و ماهواره است. همچنین ماهواره‌ها بدرستی اعلام می‌کنند در کجای مدار خود در بالای زمین قرار دارند. GPS تقریبا به صورت زیر کار می کند:

اگر فاصله درست یک پدیده از یک ماهواره در فضا مشخص باشد می توانیم بگوییم در جایی بر روی سطح فرضی کره‌ای با شعاع برابر فاصله تا شعاع ماهواره قرار دارد. اگر فاصله درست از دو ماهواره مشخص باشد، می توان گفت در جایی بر روی خطی که از محل تقاطع دو کره می گذرد قرار دارد و اگر سومین اندازه گیری هم موجود باشد، آنجا تنها دو نقطه وجود دارد که جسم می تواند بر روی آن قرار بگیرد. یکی ازاین دو نقطه غیر ممکن بوده و گیرنده GPS دارای متدهای ریاضی می باشد که قادر است موقعیت غیر ممکن را حذف نماید.

یک گیرنده GPS موقعیت مکانی را با استفاده از روشی بنام "برد ماهواره ای" یا Satellite ranging تخمین می‌زند.

یک گیرنده GPS همیشه می تواند معین کند که پدیده ها کجا قرار دارند، مشروط بر این که دو نمونه کلیدی از اطلاعات موجود باشد:

1)        فاصله بین گیرنده و هر ماهواره حداقل 4 ماهواره یا بیشتر.

2)        موقعیت کامل هر یک از ماهواره ها در فضا.


یک سیستم شگفت انگیز

سیستم GPS از ماهواره هایی تشکیل شده که مسیرهایشان توسط ایستگاه های زمینی کنترل می شوند. هر ماهواره‌ای سیگنال‌های رادیویی تولید می کند که اجازه می دهد یک گیرنده، موقعیت ماهواره و فاصله بین ماهواره و گیرنده را تخمین بزند. گیرنده، اندازه گیری ها را برای محاسبه جایی بر روی یا بالای کره زمین که کاربر یا جسم در آنجا قرار دارد به کار می گیرد.


کاربردهای GPS

GPS کاربردهای فراوانی در مسائل نظامی و زندگی شخصی افراد دارد.


کاربردهای نظامی GPS

اگرچه مجموعه فلکی ماهواره GPSمجموعه ماهواره های موجود در اطراف زمین اخیرا تکمیل شده است، ولی پیش از این ثابت شد که کمکی بسیار ارزشمند برای ارتش آمریکا بوده است. تصور یک بیابان که وسعت زیادی داشته و گسترشی بی شکل از ماسه دارد باعث می‌شود زمین برای مایل ها بسیار یکنواخت به نظر برسد. بدون یک سیستم ناوبری قابل اطمینان نیروهای آمریکایی قادر نبودند مانور عملیات طوفان صحرا (Operation Desert Storm) را به انجام برسانند.

به وسیله GPS، توانسته بودند به میدان رفته و در طوفان شن یا حتی در شب مانور بدهند حتی موقعی که سربازان در آنجا قادر به زندگی نبودند. قبل از اتمام جنگ، بیش از 9000گیرنده تجاری قابل حمل (پرتابل) در منطقه خلیج توسط سربازان در حال استفاده بود. آنها توسط سربازان، وسایل نقلیه، هلی کوپتر و حتی پانل‌های دستگاه هواپیما حمل می‌شدند.

گیرنده های GPS در چند نوع هواپیما قابل استفاده بودند، از جمله درشکاری F-16، سوخت رسان هوایی KC-135 و بمب‌افکن B-2 . کشتی های نیروی دریایی نیز از آنها برای پیدا کردن محل ملاقات‌ها، مین یابی و عملیات هوایی استفاده می کردند.

GPS تقریبا در تمام عملیات نظامی و سیستم های جنگ افزاری، مهم تلقی شده است. به علاوه در ماهواره ها از GPS برای بدست آوردن داده های خیلی دقیق مداری و کنترل جهت یابی سفینه های فضایی استفاده می شود.

GPS، پایه یک سیستم مختصات است که به آن سیستم ژئودتیک جهانی 1984 (Geodetic system 1984 Word) یا WGS 84گفته می شود. این سیستم شبیه خطوط طول و عرض جغرافیایی بوده روی نقشه های دیواری در مدرسه‌ها قابل رؤیت است. سیستم WGS 84 چارچوبی ساختاری برای تمام فعالیت‌های نظامی در دسترس قرار می‌دهد که حتی واحدهای نظامی را می‌تواند در مانورشان هماهنگ سازد.


استفاده های GPS در زندگی روزمره

سیستم GPS جهت نیازهای نظامی وزارت دفاع پیشرفت نمود. اما امروزه دائما روش‌های جدیدی برای استفاده از امکانات آن ابداع می شود. همانطور که قبلا گفته شد این سیستم در هواپیماها و کشتی‌ها استفاده می شود، اما روش‌های زیاد دیگری امروزه برای استفاده از GPS وجود دارد.
به عنوان مثال در جریان ساخت تونل زیر زمینی کانال انگلستان، کارکنان انگلیسی و فرانسوی از دو انتهای تونل در مقابل هم شروع به حفاری کردند. یک گروه از داور(Dover) انگلستان و یکی دیگر در کالاییس (Calais) فرانسه. آنها برای بررسی موقعیت خود در طول مسیر به گیرنده های GPS بیرون تونل تکیه داشته و مطمئن بودند که در قسمت مرکزی تونل با یکدیگر ملاقات می کنند، در غیر این صورت تونل کج می‌شد.

می توان یک اتومبیل را با یک سیستم نمایشگر ویدئویی در داشبورد آن تصور کرد. در حال حاضر ردیابی وسیله نقلیه یکی از کاربرد های در حال رشد GPS می باشد. تجهیزات GPS در ناوگان وسایل نقلیه، سیستم های حمل و نقل عمومی، کامیون‌های حمل بار استفاده می شود، حتی پیک‌های خدماتی از این گیرنده‌ها برای نشان دادن موقعیت خود در تمام مواقع استفاده می کنند.

GPS در نجات زندگی نیز کمک می کند، بیشتر واحدهای پلیس، آتشنشانی و خدمات اورژانس(اضطراری) پزشکی از گیرنده‌های GPS در ماشین های خود جهت تعیین نزدیک‌ترین مرکز اورژانس که بتواند سریع ترین واکنش ممکن را نسبت به وضعیت زندگی یا سلامتی نشان دهد، استفاده می کنند.

شرکت‌های نقشه برداری و زمین‌پیمایی نیز همیشه از GPS استفاده می‌کنند. در حوضه مدیریت حیات وحش، به گونه‌ای از لاک‌پشت‌ها که در معرض انقراض نسل بودند، گیرنده های GPS متصل کردند. همچنین فرستنده هایی برای کمک به تعیین الگوی توزیع جمعیت و یافتن منابع بیماری، به کار گرفته شد.


امروزه بالن های مجهز به GPS بر سوراخ های لایه اوزون در مناطق قطبی نظارت می کنند، و با استفاده از گیرنده های GPS کیفیت هوا را گزارش می‌کنند.

همچنین شناورها داده های روانه های نفتی را با استفاده از GPS ردیابی می کنند. باستان‌شناسان و اکتشاف‌کنندگان نیز از این سیستم استفاده می کنند.

هر کس به گیرنده GPS مجهز شود با داشتن یک نقطه مرجع و استفاده از GPS می‌تواند موقعیت‌های دیگر را پیدا کند.

آینده GPS خارج از تصور است. کاربردهای جدید به صورت نمودهایی از تکنولوژی ادامه می‌یابند و ماهواره های GPS مانند ستاره هایی دست ساز در آسمان، انسان را به خوبی به قرن بیست و یکم هدایت خواهند کرد.


دقت موقعیت یابی GPS

دقت موقعیت یابی GPS از 10متر تا چند سانتی‌متر بسته به نوع گیرنده GPS و استفاده از آن دارد. درحقیقت همه مردم به GPS های با دقت بالا نیاز ندارند. در واقع هر استفاده‌ای نیاز به یک دقت متفاوت دارد و همچنین هر سطحی از دقت دارای" معایب" و" محاسنی" می‌باشد.

به طور کلی عوامل مؤثر در دقت موقعیت یابی GPS را می توان به شرح زیر نام برد:

1. نوع و مدل گیرنده GPSمدل‌های مختلف میزان دقت متفاوتی دارند که بسته به قیمت آن، دقت بالاتر می رود.

2. نوع استفاده از GPSبرای برخی کارها نیاز به دقت بالا می باشد، در صورتی که در برخی دیگر این دقت بالا ضرورتی ندارد.

خطاهای GPS
تمامی موقعیت‌های بعضی از خطاها که بر روی دقت موقعیت GPS اثر می گذارند در ذیل آورده شده اندها، 100%دقیق نیستند، بنابراین باید خطاهایی در آنها موجود باشد. دو انتخاب وجود دارد تا میزان خطاها را بسته به نیاز کاربر تقلیل دهد:

الف) استفاده از گیرنده های بعضی از خطاها که بر روی دقت موقعیت GPS اثر می گذارند در ذیل آورده شده اندمتفاوت

ب) روش‌های گوناگون بدست آوردن موقعیت

برای مثال، نقشه‌برداران نیاز به دقت بالایی در اندازه گیری یک قسمت دارند. از سوی دیگر، مکان منزل شما در یک نقشه به دقت پایین تری نیاز دارد.

بعضی از خطاها که بر روی دقت موقعیت GPS اثر می گذارند در ذیل آورده شده اند.


خطای مداری

همانطور که گفته شد موقعیت ماهواره ها وسیله اطلاعات سیگنالی که در هر لحظه از طریق ماهوارها ارسال می شوند بدست می آید. البته این پیش بینی می‌تواند کمی متفاوت از موقعیت واقعی ماهواره‌ها باشد. با اینکه این روش بهترین راه برای تعیین موقعیت‌ها(مدارها) است ولی واقعا در تمام زمان ها، نمی توان این پیش بینی را انجام داد.


خطاهای سنجیدن با ساعت

ماهواره ها و گیرنده ها به ساعت های بسیار دقیق نیاز دارند تا بتوانند کارشان را عالی انجام دهند. کوچکترین خطا می‌تواند "محدوده اندازه گیری" (Range Measurement) را ده ها، صدها و حتی هزاران متر از گیرنده های ماهواره دور کند. برای مثال ده نانو ثانیه خطا می‌تواند حدود 3 متر خطا ایجاد نماید.


تأخیر یونوسفریک و تروپوسفریک

این اتفاق زمانی رخ می دهد که سیگنالهای ارسالی از ماهواره ها، در طول سفر به سمت گیرنده ها طی عبور از طریق محیط‌هایی که اصطلاحا نواحی باردار Charged Area of نامیده می شود، دچار تأخیر شوند. این محیط‌های باردار عبارتند از: یونوسفر، در بالای سطح زمین و تروپوسفر در سرتاسر اتمسفر.


پارازیت گیرنده

این خطا مربوط به کارکرد یک گیرنده GPS است. به این معنا که چگونه می‌تواند سیگنال‌های ارسال شده از ماهواره‌ها را اندازه‌گیری کند. زیرا "بعضی گیرنده ها از مابقی بهتر هستند".


خطاهای چند مسیره (Multipath errors):

سیگنال‌های GPS ممکن است از مسیر خارج شوند و باعث بروز خطاهایی در GPS شوند

 

 


کلمات کلیدی: سیستم موقعیت یاب جهانی,موقعیت یاب جهانی,Global Positioning Systems.مسیریابی ماهواره,24 ماهواره,وزارت دفاع,شرایط آب و هوایی,ماهواره های GPS,ایستگاه‌های زمینی,دقت بالا,دقت مکانی,مخابره,گیرنده های GPS,ار


 پیشنهادات و انتقادات

نام و نام خانوادگی :  
ایمیل :  
تلفن :
پیشنهاد:  
 

لازم به ذکر است اطلاعات سایت برپایه افزایش دانش فنی در پیشبرد دانش مهندسی است و این به منزله فروش محصولات نمی باشد
تمامی حقوق این پورتال , متعلق به شرکت آبراهه سازه می باشد
هرگونه کپی برداری از اطلاعات این پورتال فقط با ذکر منبع مجاز می باشد