GPS اختصاراً لجملة Global Positioning System لقياس دوائر العرض وخطوط الطول بدقة كبيرة وتم تطويره بواسطة وزارة الدفاع الامريكية فى عام 1973 حتي تتمكن من معرفة اماكن الجنود والمركبات العسكرية بشكل دقيق للغاية,ولكن الان اصبح يستخدم نظام الجي بي اس فى الاستخدامات اليومية من قبل الاشخاص ولم يعد خاص بالامور العسكريه فقط,لنتعرف عن مكونات هذا النظام وطريقة عمله فقد تكون مستخدم لهذه التقنية بشكل كبير ولكن لا تعلم عنها اي شىء او عن طريقه عملها وسنحاول توضيح جميع هذه الاسئلة بشكل مبسط للغاية فى هذا المقال.
ما هو نظام GPS الجي بي اس ؟
نظام تحديد المواقع العالمي هو نظام ملاحي مبني على الاقمار الصناعية, ويتكون من شبكة تحتوي على 24 قمر صناعي موجوده فى مدار الفضاء من وزارة الدفاع الامريكية ولكن كما سبق وذكرنا فى المقدمة فأن استخدامات الجي بي اس لم تعد فقط تقتصر على الاستخدامات العسكرية,واتاحت الوزارة استخدامه فى عام 1980 ويعمل هذا النظام فى اي حالة طقس على مدار الساعه فى اي مكان فى العالم.
كيف يعمل الجي بي اس GPS ؟
تدور الاقمار الصناعية حول الارض مرتين كل 24 ساعة فى مسار دقيق وتقوم بنقل معلومات الاشارة للارض,هذه الشبكة من الاقمار معروفة باسم Navstar,كل قمر فى الشبكة يقوم بارسال معلومات عن مكانه بالتحديد وايضاً الوقت الذي ارسل فيه هذه الاشارة ويتم تحديد الوقت عن طريق الساعات الذرية بحيث ان كل قمر لديه هذه الساعات الذرية على لوحته,وهذه الاشارات يتم نقلها بسرعه الضوء وتصل الى المستقبل"جهاز الاستقبال" باوقات مختلفة وذلك لان الوقت بيعتمد على المسافة بين المستقبل وكل قمر صناعي فى الشبكة,وطبعا بسبب اختلاف المسافات فلن تصل الاشارة من جميع الاقمار فى وقت واحد.
يقوم جهاز الاستقبال باتسخدام تقنية التثليث لتحديد الموقع بدقة ويقوم جهاز الاستقبال بالمقارنة بين الوقت اللي تم فيه ارسال الاشارة من القمر الصناعي مع الوقت الذي تم استقبال الاشارة,وباستخدام فرق الوقت يمكن تحديد بعد القمر الصناعي وبعد ان يقوم جهاز الاستقبال بجمع قياسات للمسافة من عدة اقمار يمكنه تحديد موقع المستخدم وعرض الموقع على الخريطه الالكترونية الموجوده على الجهاز.
وليتمكن المستقبل من عرض موقع المستخدم وتعقب الحركة بطريقة ثنائية الابعاد(خطوط طول وعرض),يجب ان يستقبل اشارات من 3 اقمار صناعيه كحد ادني وعندما يستقبل اشارات من 4 اقمار او اكثر يمكنه عرض الموقع بطريقة ثلاثية الابعاد.
توضيح اكثر لطريقة العمل فى الصورة التالية عند استخدام 3 اقمار صناعيه كل قمر يستغرق وقت t لايصال الاشارة,فى حالة استخدام قمر واحد S1 بزمن t1 ثم اضافة قمر S2 بزمن t2 سنستطيع تحديد المكان ولكن سيكون هنالك احتمالين وهما L1 و L2 ,لكن باضافة قمر ثالث S3 سنستطيع تحديد المكان كما هو موضع بالصورة L2.
مكونات شبكة الجي بي اس GPS.
تتكون شبكة الجي بي اس من 3 شرائح رئيسية,اولاً شريحة الفضاء وهي الشبكة اللى شرحنها واكلمنا عليها والمكونه من الاقمار الصناعية,ثانياً شريحة التحكم وهي عبارة عن محطة تحكم رئيسية تتحكم فى الاقمار وتتأكد من عملها بشكل صحيح,ثالثاً شريحة المستخدم وهي الاجهزة التى يتم تصنيعها للمستخدمين لاستقبال الاشارات وتتضمن هذه الاجهزة الهواتف الذكية والحواسيب والسيارات واجهزة آخري كثيرة.
ما هو نظام A-GPS ؟
اختصار لكلمة Assisted GPS وغالباً ما يكون موجود فى الهواتف الذكية ويقوم الجي بي اس المساعد بتحسين الدقة وتوفير معلومات الاماكن بطريقيتن,الاولي باستخدام شبكة المحمول وابراج الشبكات للحصول على معلومات الاقمار الصناعية,ثانياً اذا كانت محطات الجي بي اس غير متوفرة يمكن استخدام شبكات المحمول لتحديد مكان المتسخدم او فى حالة ضعف اشارة الجي بي اس.
ما هو نظام GLONASS ؟
فى مواصفات الهواتف وتفاصيل الجي بي اس قد تجد كلمة غلوناس مكتوبة بجانب تفاصيل GPS,غلوناس هو نظام للملاحة بالاقمار الصناعية مبني على الراديو ويدار هذا النظام بواسطة قوات الفضاء الروسية,وهو نظام بديل ومكمل لنظام GPS الامريكي وبدء تطوير غلوناس من قبل الاتحاد السوفيتي فى عام 1976,فى الوقت الحديث قامت الشركات المصنعه للهواتف بدعم هذا النظام ليصبح تحديد المواقع ادق وافضل من استخدام الجي بي اس لوحده,ويضم GLONASS حوالي 24 قمر صناعي لذلك اصبحت الهواتف قادرة على استخدام عدد اقمار اكبر(GPS+GLONASS) وتوفير معلومات عن مكان المستخدم بشكل ادق.
مع العلم انه يوجد نظام آخر يسمي غاليليو تابع للاتحاد الاوربي (مكون من30 قمر صناعي 24 فى الخدمه و 6 احتياط) بدء فى العمل فى عام 2015 ومتوقع ان يعمل بشكل كامل فى سنه 2020.
دمتم بخير♥.
