سیستم مکان یاب جهانی (Global Positioning Systems) يا GPS يک سیستم راهبری و مسیریابی ماهواره ای است که از شبکه ای با ۲۴ ماهواره ساخته شده است.
این ماهواره ها به سفارش وزارت دفاع ایالات متحده ساخته و در مدار قرار داده شده اند. این سیستم در ابتدا برای مصارف نظامی تهیه شد ولی از سال ۱۹۸۰ استفاده ی همگانی از آن آزاد و آغاز شد.
خدمات این مجموعه در هر شرایط آب و هوایی و در هر نقطه از کره ی زمین در تمام ساعت شبانه روز در دسترس است. پدید آوردنگان این سیستم، هیچ حق اشتراکی برای کاربران در نظر نگرفته اند و استفاده از آن کاملا رایگان ميباشد.
GPS چگونه کار می کند؟
ماهواره های این سیستم، در مداراتی دقیق هر روز ۲ بار بدور زمین می گردند و اطلاعاتی را به زمین مخابره می کنند. گیرنده های GPS این اطلاعات را دریافت کرده و با انجام محاسبات هندسی، محل دقیق گیرنده را روی کره ی زمین محاسبه می کنند.
در واقع گیرنده زمان فرستاده سیگنال توسط ماهواره را با زمان دریافت آن مقایسه می کند. از اختلاف این دو زمان فاصله گیرنده از ماهواره تعیین می گردد. حال این عمل را با داده های دریافتی از چند ماهواره دیگر تکرار می کند و بدین ترتیب محل دقیق گیرنده را با اختلافی ناچیز در ميبابد.
گیرنده به دریافت اطلاعات همزمان از حداقل ۳ ماهواره برای محاسبه ۲ بعدی و یافتن طول و عرض جغرافیایی، و همچنین دریافت اطلاعات حداقل ۴ ماهواره برای یافتن مختصات سه بعدی نیازمند است.
با ادامه ی دریافت اطلاعات از ماهواره ها گیرنده اقدام به محاسبه سرعت، جهت، مسیرپیموده شده، فواصل طی شده، فاصله باقی مانده تا مقصد، زمان طلوع و غروب خورشید و بسیاری اطاعات مفید دیگر می نماید.
ماهواره های سيستم
۲۴ ماهواره شبانه روز بدور زمين می چرخند
این ماهواره ها نیروی خود را از خورشید تامین می کنند ولی باتری هایی نیز برای زمانهای خورشید گرفتگی و یا مواقعی که در سایه ی زمین حرکت می کنند بهمراه دارند. راکتهای کوچکی نیز ماهواره ها را در مسیر درست نگاه می دارند. به این ماهواره ها NAVSTAR نیز گفته می شود.
در اینجا به برخی مشخصه های جالب این سیستم اشاره می کنیم:
• نخستين ماهواره GPS در سال ۱۹۷۸ در مدار زمین قرار گرفت.
• در سال ۱۹۹۴ شبکه ۲۴ عددی NAVSTAR تکمیل شد.
• عمر هر ماهواره حدود ۱۰ سال است که پس از آن جایگزین می گردد.
• هر ماهواره حدود ۲۰۰۰ پاوند وزن دارد و درازای باتری های خورشیدی آن ۵.۵ متر است.
• انرژی مصرفی هر ماهواره، کمتر از ۵۰ وات ميباشد.
گیرنده ی GPS
بسته به نوع مصرف و بودجه می توانید از گستره ی زيادی از گیرنده های GPS بهره ببرید. همچنین، باید از در دسترس بودن نقشه ی مناسب و بروز (up-to-date) برای منطقه ی مورد استفاده تان، اطمینان حاصل کنید.
امروزه بهای گیرنده های GPS بطور چشمگیری کاهش پیدا کرده و هم اکنون در اروپا با بهایی برابر با یک گوشی متوسط موبایل نیز می توان گیرنده GPS تهیه کرد.
امروزه در کشورهای توسعه یافته از این سیستم جهت کمک به راهبری خودرو، کشتی و انواع وسایل نقلیه ی ديگر بهره گیری می شود.
هر چه نقشه های منطقه ای که در حافظه گیرنده بارگذاری می شود دقیق تر باشد، سرویسهایی که از GPS می توان دریافت داشت نیز بهتر ميشود.
برای نمونه می توان از GPS مسیر نزدیکنرین پمپ بنزین، تعمیرگاه و یا ایستگاه قطار را پرسيد و مسیر پیشنهادی را دنبال کرد. دقت مکانیابی این سیستم در حد چند متر است که بسته به کیفیت گیرنده تغییر می کند.
از سیستم مکان ياب جهانی می توان در کارههایی چون نقشه برداری و مساحی، پروژه های عمرانی، کوهنوردی، کایت سواری، سفر در مناطق ناشناخته، کشتی رانی و قایقرانی، عملیات نجات هنگام وقوع سیل و زمینلرزه و هر فعالیت دیگر که نیازمند محلیابی باشد، بهره برد.
