مدیریت کسب وکار الکترونیک سبز

به گزارش پایگاه خبری فناوری اطلاعات برسام و به نقل از ناریا، این سیستم را وزارت دفاع ایالات متحده پشتیبانی می کند و گیرنده های GPS می توانند از آن به صورت رایگان استفاده کنند. به کمک این سیستم موقعیت یاب ماهواره ای، می توانید هر جای کره زمین که قرار داشته باشید، در هر شرایط آب و هوایی و در تمام ساعات شبانه روز، به کمک یک گیرنده GPS مختصات جغرافیایی محلی را که در آن قرار دازید، با دقت خوبی به دست بیاورید، به شرط آنکه بتوانید حداقل به چهار عدد از این ماهواره ها دسترسی داشته باشید.

این ماهواره ها از محاسبات ریاضی ساده ای برای فرستادن اطلاعات استفاده می کنند که در روی زمین یک گیرنده این اطلاعات را دریافت و به طول، عرض و ارتفاع جغرافیایی تبدیل می کند.

وزارت دفاع ایالات متحده در سال ۱۹۷۳ این سیستم را راه اندازی کرد تا مشکلات سیستم های موقعیت یابی قدیمی را حل کند.

سیستم GPS در اصل برای کمک به سربازان، خودروهای نظامی، هواپیماها و ناوهای نظامی جهت تعیین دقیق موقعیت آنها در سراسر جهان طراحی شده بود و لی در دهه ۱۹۸۰ این سیستم برای استفاده غیر نظامی در دسترس عموم قرار داده شد.

امروزه استفاده از GPS هم در زمینه های تجاری و هم در زمینه های علمی گسترش یافته است. در زمینه تجاری به عنوان وسیله موقعیت یابی در هواپیماها، خودروها، کشتی ها و تقریباً تمام فعالیت های تفریحی خارج از منزل مانند پیاده روی، ماهیگیری و قایق سواری استفاده می شود. همچنین دستگاه GPS در علم زمین شناسی نقش بسیار مهمی دارد.

به عنوان مثال زمین شناسان از GPS به عنوان یک سیستم بسیار دقیق نقشه برداری و مطالعه در مورد زمین لرزه ها استفاده می کنند. هواشناسان هم برای پیش بینی وضعیت آب و هوا و ثبت و مطالعه موقعیت های اقلیمی جهان به سیستم GPS نیاز دارند.

GPS براساس یک سیستم رادیویی ناوبری که روی زمین مستقر می شود، طراحی شده است. این سیستم ابتدا در اوایل دهه ۴۰ میلادی طراحی شد و در خلال جنگ جهانی دوم مورد استفاده قرار گرفت.

در سال ۱۹۵۶ فردوارد وینتربرگ، آزمایشی برای آزمودن تئوری نسبیت عام اینشتین طراحی کرد. در این آزمایش باید یک ساعت اتمی بسیار دقیق در یک ماهواره که به دور زمین می چرخید، قرار می گرفت.

طراحان GPS از نتایج این آزمایش برای تصحیح ساعت های ماهواره ها استفاده کرده اند. قدم بعدی زمانی برداشته شد که اتحاد جماهیر شوروی اولین ماهواره ساخته دست بشر را به فضا پرتاب کرد و این ماهواره در مدار زمین قرار گرفت.

یک تیم از دانشمندان آمریکا که روی امواج ارسالی این ماهواره کار می کردند، متوجه شدند به دلایل تأثیر دوپلر، زمانی که ماهواره در حال نزدیک شدن به آنهاست، فرکانس ارسالی بلندتر و در زمانی که ماهواره از آنها دور می شود، فرکانس ارسالی کوتاه تر است. آنها متوجه شدند با اندازه گیری این طول موج و با توجه با اینکه مختصات دقیق موقعیت خودشان را می دانند، می توانند موقعیت دقیق ماهواره را مشخص کننید.

اولین سیستم ناوبری ماهواره ای TRANSIT نام داشت که نیروی دریایی ایالات متحده آن را در سال ۱۹۶۰ راه اندازی کرد. این سیستم شامل پنج ماهواره بود که تقریباً هر یک ساعت یک بار می توانست مختصات یک محل را مشخص کند.

با اینکه برای مقاصد نظامی و غیرنظامی به دقت و سرعت بیشتری برای تعیین موقعیت یک محل نیاز بود، اما هزینه بسیار زیادی برای تحقیقات لازم بود و این مانع از پیشرفت تحقیقات می شد. اما با شدیدتر شدن رقابت بین غرب و شرق در طول جنگ سرد و زیادتر شدن خطر حمله اتمی شرق به غرب، کنگره ایالات متحده بودجه لازم برای تحقیقات در این زمینه را تصویب کرد.

در یکی از روزهای سال ۱۹۷۳، دوازده افسر ارتش ایالات متحده در پنتاگون جلسه ای تشکیل دادند و در مورد سیستم دفاعی ناوبری ماهواره ای بحث تشکیل دادند و در مورد سیستم دفاعی ناوبری ماهواره ای بحث کردند. در این جلسه بود که اصول چیزی که بعدها تبدیل به GPS امروزی شد، تصویب شد.

در سال ۱۹۸۳ یک هواپیمای مسافربری کره که ۲۶۹ مسافر داشت، از مسیر اصلیش منحرف شد و به اشتباه وارد حریم هوایی شوروی شد.ارتش شوروی هم این ورود ناگهانی را به عنوان یک حمله تلقی کرد و هواپیمای مسافربری کره را سنگون کرد. بعد از این سانحه غم انگیز، رونالد ریگان- رئیس جمهور وقت آمریکا- خواستار این شد که سیستم GPS برای استفاده های غیرنظامی و به صورت رایگان در اختیار همه قرار بگیرد.

در سال ۱۹۹۴ ساختار ۲۴ ماهواره ای GPS تکمیل شد و این ساختار تاکنون حفظ شده است. عمر مفید هر کدام از این ماهواره ها ده سال است که پس از تمام شدن این مدت، از مدار خارج می شود و ماهواره تازه ای جای آن را می گیرد. به کمک این ماهواره ها می توان مختصات بسیار قابل اطمینان هر نقطه از کره زمین را درتمام مدت شبانه روز در زمان بسیار کمی به دست آورد. GPS چگونه کار می کند؟ GPS براساس مقایسه زمان ارسال و دریافت سیگنال توسط یک ماهواره کار می کند. اختلاف زمان مشخص می کند که گیرنده GPS چقدر از ماهواره دور است.

حال با اندازه گیری مسافت از چند ماهواره گیرنده Gps می تواند کاربر را مشخص کند و حتی روی نقشه الکترونیکی نمایش دهد. یک گیرنده Gps باید حداقل سیگنال های سه ماهواره را برای تعیین دقیق دو موقعیت (طول و عرض جغرافیایی) دریافت کند و سیگنال های چهار ماهواره یا بیشتر می تواند سه موقعیت (طول، عرض و ارتفاع) را نشان دهد. بخش فضایی Gps از ۲۴ ماهواره تشکیل شده است که در مداری به فاصله ۲۰۰۰۰ کیلومتر از سطح زمین در حال چرخش به دور زمین هستند. هر کدام از این ماهواره ها (www.Nariya.ir)در هر ۱۲ ساعت یک بار به دور زمین می چرخد.

این ماهواره ها به شش گروه چهارتایی تقسیم شده اند و زمان چرخش آنها به دور زمین تنظیم شده است که در هر نقطه از کره زمین، همواره حداقل شش ماهواره در خط دید قرار داشته باشند. منبع تأمین کننده انرژی ماهواره های Gps انرژی خورشیدی است. این ماهواره ها سیگنال های رادیویی(شامل اطلاعاتی درباره ماهواره) را به زمین می فرستند که یک گیرنده Gps که روی زمین قرار دارد، می تواند این سیگنال ها را دریافت کند و طول، عرض و ارتفاع جغرافیای گیرنده را مشخص کند.

یکی از مشکلاتی که در سیستم ناوبری Gps وجود دارد،گران قیمت بودن ساعت اتمی است. قیمت این ساعت ها حدود ۵۰ تا ۱۰۰ هزار دلار است که فقط در ماهواره های Gps از این ساعت ها استفاده می شود. در گیرنده های Gps معمولی روی زمین، از ساعت های معمولی دیجیتالی استفاده می شود. به همین دلیل امکان اختلال در سیستم زمانی وجود دارد.

مشکل مهم دیگر این است که ماهواره ها سیگنال های رادیویی را خارج از جو زمین ارسال می کنند. این امواج باید از اتمسفر زمین عبور کنند و اتمسفر سرعت انتقال سیگنال ها را کم می کند. بنابراین امواج با تأخیر چند صدم ثانیه ای به گیرنده های Gps می رسند اما گیرنده های Gps از وجود اتمسفر زمین خبر نداشته و محل ماهواره های ارسال کننده امواج را دورتر از موقعیت حقیقی شناسایی می کنند.

برای رفع این مشکل، از ایستگاه های (dGpsdifferentialGps) که روی زمین و در مکان های مشخصی قرار دارند، استفاده می شود. این ایستگاه ها فاصله دقیق بین ماهواره ها تا همان ایستگاه را می دانند و در صورت بروز خطای حاصل از اتمسفر زمین، این خطا را با سیگنال های رادیویی به دستگاه های گیرنده Gps انتقال می دهند تا آنها نیز از این درصد خطا با خبر باشند.

اما دو نکته مهم در این رابطه وجود دارد؛

اولین نکته این است که دستگاه های گیرنده Gps باید مجهز به سیستم DGps باشند و نکته دوم اینکه ایستگاه های DGps، امواج رادیویی را در همان منطقه و در اختیار گیرنده های GPS همان منطقه قرار می دهند، زیرا ضخامت اتمسفر زمین در نقاط مختلف متفاوت است و از این رو در هر ناحیه، تنها ایستگاه DGPS خاص همان ناحیه قابل استفاده است.

از دیگر مشکلات گیرنده های GPS این است که در ساختمان ها نمی توان از آنها استفاده کرد، زیرا امواج رادیویی متصاعد شده از ماهواره ها به درستی از ساختمان ها عبور نمی کنند و حتماً باید در محیط بدون مانع، از گیرنده های GPS استفاده شود. امروزه بهای گیرنده های GPS به طور چشمگیری کاهش پیدا کرده است و هم اکنون در کشور ما با بهایی معادل یک عدد گوشی متوسط موبایل نیز می توان یک گیرنده GPS تهیه کرد.

در کشورهای توسعه یافته از این سیستم جهت کمک به راهبری خودرو، کشتی و انواع وسایل نقلیه استفاده می شود. هر چه نقشه های منطقه ای که در حافظه گیرنده بارگذاری می شود دقیق تر باشد، سرویس هایی که از GPS می توان دریافت داشت نیز ارتقا می یابند.

برای مثال می توان از GPS مسیر نزدیک ترین پمپ بنزین، تعمیرگاه یا ایستگاه قطار را سؤال کرد و مسیر پیشنهادی را دنبال کرد. دقت مکان یابی این سیستم در حد چند متر است که بسته به کیفیت گیرنده تغییر می کند.

از سیستم محل یابی جهانی می توان در کارهایی چون نقشه برداری و مساحی، پروژه های عمرانی، کوهنوردی، کایت سواری، سفر در مناطق ناشناخته، کشتیرانی و قایقرانی، عملیات نجات هنگام وقوع سیل و زمین لرزه هر فعالیت دیگر که نیازمند محل یابی باشد، بهره برد.

                                                    بر گرفته شده از:  پایگاه فناوری اطلاعات برسام