خانه / ( GIS - GPS - RS ) / عملکرد GPS
عملکرد GPS

عملکرد GPS

images

عملکرد GPS : آیا تاکنون فکر کردید که GPS چگونه موقعیت جغرافیایی و ارتفاع  یک نقطه

را تعیین میکند  و دقت GPS به چه عواملی بستگی دارد ؟

تعیین موقعیت با استفاده از سیگنال های رادیویی نیاز به اندازه گیری اختلاف زمان سیگنال

هایی دارد که از مکان های معینی می آیند . دو برج رادیویی ، یکی در شرق و یکی در غرب

را فرض کنید . همچنین  فرض کنید  که شما به عنوان گیرنده این امواج در وسط این دو برج

ایستاده اید . سیگنال های رادیویی از هر دو برج دقیقا به طور هم زمان و با سرعت یکسان

ارسال میشوند . گیرنده ای که در وسط دو برج قرار دارد( گیرنده شما ) ، اولین سیگنالی

را که وارد میشود و مدت زمان را تا ورود دومین سیگنال ثبت میکند .

فرض کنید که سیگنال غربی قبل از سیگنال شرقی به گیرنده شما برسد . اگر اپراتور موقعیت

های دقیق دو برج رادیویی ، سرعت امواج رادیویی و اختلاف زمان بین دو سیگنال را بداند ،

میتواند یک موقعیت یک بعدی را محاسبه کند . شما میتوانید جایگاه خود را بر روی خط

بین دو برج رادیویی شناسایی کنید .

اطلاعات یک موقعیت به صورت یک بعدی کافی نیست .چنانچه ۳ برج رادویی مورد استفاده

قرار گیرد یک تعیین موقعیت دو بعدی را میتوان انجام داد و در نتیجه شما میتوانید طول و عرض

جغرافیایی آن نقطه را محاسبه کنید . سیستم تعیین موقعیت جهانی GPS بر اساس اصولی

مشابه کار میکند . در حقیقت ماهواره ها جایگزین برج های رادیویی شدند ، که در مدار

۲۰۰، ۲۰ کیلومتری زمین قرار دارند.

GPS در سال ۱۹۶۰ زیر نظر نیروی هوایی ایالات متحده شکل گرفت . در سال ۱۹۷۴ سایر

شاخه های سرویس نظامی به آن پیوست و یه ناواستار ( NAVSTAR) تغییر نام  یافت .

ولی GPS همچنان بر جا ماند . در سال ۱۹۹۵ این سیستم بطور کامل عملیاتی قلمداد

گردید  و با هزینه ۱۰ میلیون دلار رو به تکامل گذار .۲۴ ماهواره که هر ۱۲ ساعت کره زمین

را دور میزنند ، جهان را کاملا پوشش میدهند .

در سال ۱۹۷۲ آزمایش های انجام شده نشان داد که بدترین مورد دقت این سیستم ۱۵ متر

و بهترین  مورد دقت ۱ متر بوده است . در مورد دقت این سیستم ، نوعی نگرانی اشاره بر

این داشت که ممکن است دشمنان ایالات متحده این سیستم را بر  علیه آن به کار برند .

لذا دو نوع دقت به صورت کاربران مجاز ( نظامی) و غیر مجاز ( شخصی ) به اجرا در آمد.

گیرنده های نظامی نسبت به گیرنده های شخصی دقت بیشتری دارند ( ۱ متر ) .

دقت گیرنده های شخصی بر حسب دسترسی موردی بین ۱۵ متر تا ۱۰۰ متر فرق میکند .

هر ماهواره سیگنالی را میفرستد که شامل کد های دقیق (P) ، کد های دستیابی غیر

 دقیق  (  CA) و  اطلاعات وضعیت ماهواره است . شبیه همه ناوبری های رادیویی ،

همه ماهواره ها سیگنال های خود را دقیقا همزمان میفرستند تا کاربر بتواند اختلاف زمان

سیگنال های ورودی را اندازه گیری کند . زمان سیستم ماهواره ای ، زمان GPS نامیده میشود .

زمان به گیرنده کاربر میرسد . دو گیرنده در هر نقطه ای از جهان که باشند ، زمان یکسانی

را  با اختلافی کمتر از میلی ثانیه خواهند داشت . زمان GPS دقت زیادی دارد. زیرا هر ماهواره

درون  خود از ساعت اتمی دقیقی بهره میبرد .

همچنین گیرنده باید از موقعیت  و مسیر ماهواره ها آگاه باشد .لذا فهرستی از موقعیت

ماهواره ها ارسال میشو د .برای اولین بار که گیرنده شروع به کار میکند، ۱۵ دقیقه وقت لازم

است تا یک نقطه ثابت را به دست آورد . زیرا ابتدا اطلاعات مربوط به موقعیت ماهواره ها

را بارگذاری میکند . سایت های کنترل زمینی مسیر ماهواره را ردیابی میکنند و اطلاعات

دقیق ماهواره ها را نگهداری مینمایند .

هر ماهواره کد های منحصر به فرد ، یعنی کدهای P  و CA را در اختیار دارد . بنابراین گیرنده

میتواند ماهواره ها را از یکدیگر تشخیص دهد . کدهای P پیچیده تر از کد های CA هستند

و فقط کاربران  نظامی ( ایالات متحده ) میتوانند آنها را شناسایی کنند . زیرا گیرنده های

آنها برای مقایسه  سیگنالهای ورودی ، ارزش کدهای P  را در حافظه نگه میدارند و اختلاف

زمانی بین کدهای  P  با دقت بیشتری نسبت به کد های CA اندزه گیر میشوند و در نتیجه

گیرنده های نظامی با دقت بیشتری نسبت به گبرنده های شخصی اندازه گیری ها را

انجام میدهند .

گیرنده های شخصی تفاوت های زمانی بین ورودی کدهای CA را اندازه گیری میکنند و در

نتیجه  از دقتی در حدود ۱۵ متر بهره مند هستند . اگر سیگنالهای رادیویی دقیقا همزمان

فرستاده  نشوند ، گیرنده نمیتواند به طور دقیق موقعیت را محاسبه کند . در نتیجه به

طور عمدی تغییراتی در زمان رسیدن سیگنالها انجام میکیرد تا کاربران شخصی  دقت

زیادی نداشته باشند .

منبع خطای دیگری وجود دارد که بر روی فرکانس سیگنال گیرنده های شخصی تاثیر

میگذارد  که دخالت یونسفر نامیده می شود . زمانی که یک سیگنال رادیویی از بین

الکترون های آزاد یونوسفر عبور میکند ، تاخیر اندکی به وجود میاید.این مشکل در مورد

گیرنده های گران قیمت تا حد زیادی بر طرف شده است .

 

درباره سید امین خسروی

من سید امین خسروی دانش آموخته مهندسی آبخیزداری از دانشگاه ارومیه هستم و این تارنما رو جهت فراهم آوردن مرجعی برای دانشجویان رشته های منابع طبیعی و محیط زیست و کشاورزی با تاکید بر رشته های مرتع و آبخیزداری و جنگلداری برپاکردم. خوشحال میشم با ارائه نظراتتون و لینک ادرس ما در وبلاگ وسایتتون و ارسال پاورپوینت و تحقیقات کلاسیتون به ایمیل ما ،مارو در هر چه بهتر شدن سایت یاری کنید. ادرس ایمیل سایت: aminkhosravi1471@gmail.com

پاسخ بدهید

ایمیلتان منتشر نمیشودفیلدهای الزامی علامت دار شده اند *

*

کد امنیتی مقابل را وارد نمایید * Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.

رفتن به بالا