سیستم موقعیت یاب جهانی – جی پی اس یا Global Positioning System – GPS چیست؟
سیستم موقعیت یاب جهانی (Global Positioning System) یا به اختصار جی پی اس (GPS)، یک سامانه راهبری مبتنی بر ماهواره به مالکیت دولت و نیروی هوایی ایالات متحده آمریکاست که امکان تعیین موقعیت جغرافیایی را در هرنقطهای روی کره زمین به صورت رایگان فراهم میآورد.
پروژه GPS در دهه 1970 میلادی توسط وزارت دفاع ایالات متحده آمریکا برای استفاده در ارتش این کشور به بهره برداری رسید. این سامانه در حال حاضر به صورت عمومی قابل دسترسی است اما طبیعتا امکان مسدودسازی آن برای کشوری خاص توسط ایالات متحده همواره وجود داشته است. به همین دلیل برخی از کشورهای دیگر نیز به توسعه سامانههای راهبری مبتنی بر ماهواره اقدام کردهاند که از میان آنها میتوان به ایجاد سامانههایی موسوم به GLONASS توسط روسیه و BeiDou توسط چین اشاره کرد.
نحوه عملکرد GPS
در این سامانه از تعدادی ماهواره اصلی برای تعیین موقعیت استفاده میشود. تعداد این ماهوارهها با گذشت زمان و همگام با مدرن سازی این سامانه متغیر بوده و در حال حاضر 31 عدد گزارش شده است. کاربران برای دریافت دادهها از این ماهوارهها به ابزاری موسوم به گیرنده جی پی اس (GPS Receiver یا GPS navigation device) نیاز دارند.
ماهوارهها به صورت پیوسته زمان و موقعیت کنونی خود را در قالب سیگنالهایی منتشر میکنند. دستگاه گیرنده جی پی اس با بررسی دادههایی که از سوی ماهوارهها دریافت میکند و حل تعدادی معادله، موقعیت نسبتا دقیق خود را محاسبه میکند. به عبارت بهتر، دستگاه گیرنده براساس مدت زمانی که برای دریافت سیگنالِ ارسال شده از ماهوارهها به طول انجامیده، فاصلهاش تا تعدادی از این ماهوارهها را محاسبه میکند و براساس این فواصل، مکان خود را تعیین میکند.
با توجه به موقعیت دستگاه گیرنده و مکان ماهوارههای در حال چرخش، همواره تعدادی از ماهوارهها قابل رویت توسط دستگاه نیستند. به علاوه وجود موانعی نظیر کوهها و دیوار ساختمانها نیز ممکن است باعث بروز اختلال در دریافت سیگنالهای ارسالی از ماهوارهها شود. با این حال برای محاسبه موقعیت از طریق GPS دسترسی به دادههای حداقل چهار ماهواره ضروری است.
امروزه اکثر گوشیهای هوشمند مجهز به دریافت کننده جی پی اس هستند. از اینرو اپلیکیشن های متعددی برای سیستم عاملهای مختلف همراه طراحی شده است که با کمک این فناوری قادر به نمایش مکان دستگاه روی نقشه هستند.
با توجه به اینکه جی پی اس مستقل از شبکه های تلفنی و اینترنت عمل میکند در مکانهایی که دسترسی به این فناوریها وجود ندارد (نظیر بیابانها) و حتی در شرایط آب و هوایی نامساعد نیز میتوان از این سامانه استفاده نمود.
کاربردهای جی پی اس
هرچند GPS در ابتدا صرفا برای مقاصد نظامی ساخته شد اما این روزها کاربردهای آن به حوزههای مختلف غیرنظامی نیز راه پیدا کرده است.
امکان راهبری لحظه به لحظه در اتومبیلهای خودران (بدون راننده)، ردیابی افراد و اتومبیلهای سرقت شده، ژئوتگینگ (تخصیص مختصات جغرافیایی به اشیاء دیجیتال از جمله تصاویر)، موقعیت یابی، جهت یابی، راهبری و تشخیص سرعت، رباتیک (برای هدایت خودکار ربات ها)، گجت های ردیابی فعالیت و تناسب اندام (برای سنجش دقیق مسافت طی شده و …) از جمله کاربردهای این سامانه است که صرفا به مسائل نظامی محدود نمیشود.
پیوندهای پیشنهادی تک دیک
