جی پی اس چیست ؟ تاریخچه مسیر یابی از ابتدا پاسخی جامع

جی پی اس چیست ؟ تاریخچه مسیر یابی

جی پی اس چیست ؟ سوالی که این روز ها به علت پیشرفت این تکنولوژی زیاد مطرح می شود.

واژه GPS (جی پی اس) در اصل مخفف Global Positioning System است.

به فارسی سیستم یا سامانه موقعیت‌ یابی جهانی معنا آن می شود.

از آن برای پیدا کردن موقعیت جغرافیایی استفاده می شود که در امروزه در اکثر تلفن های هوشمند و خودرو ها یافت می شود.

از ابتدا تاریخ می خواهیم به جلو بیاییم تا پاسخی جامعی برای این سوال بدهیم.

تاریخچه هر چیزی می تواند کمک کند تا فلسفه وجود آن را بهتر متوجه شویم.

کجا هستم؟ چگونه به هدف می رسم؟ این سوالات از زمان پیدایش انسان وجود دارد.

در عصر حجر شناسایی و به خاطر سپاری اشیاء و نشانه ها به عنوان مشخصه های بازگشت، استفاده می شد.

این ها روش هایی بود که انسان های نخستین برای یافتن راهشان در میان جنگل ها، کوه ها، دره ها و مسیر ها انجام می دادند.

قرار دادن سنگ ها و علامت گذاری درختان و نشانه کردن کوه ها، نخستین کمک های جهت یابی و مسیر یابی بود.

سنگ ها، درختان و کوه های اولین نمونه هایی (مشخصه های بازگشت) بودند که پس از گذشت زمان، با پیدایش روش ها، اشیاء و وسایل پیشرفته تحول یافت.

عصر ستارگان

شناسایی مشخصه های بازگشت و ردیابی مسیر در خشکی آسان بود، اما هنگامی که انسان اکتشافات اقیانوس ها را که تنها نشانه های چشمگیرش خورشید، ماه و ستارگان بود را آغاز کرد، این یک مسئله حیاتی و مهم شد.

طبیعتا آن ها به عنوان مشخصه های مکان یابی مورد استفاده قرار گرفتند و بدین ترتیب عصر جهت یابی آسمانی آغاز گردید.

جهت یابی آسمانی اولین راه حل جدی رابطه با مشکل یافتن موقعیت شخص در سرزمین های ناشناخته با استفاده از خورشید، ماه و ستارگان به عنوان مشخصه های بازگشت بود.

موقعیت نسبی و آرایش هندسی ستارگان از مکان های مختلف بر روی زمین متفاوت به نظر می رسد.

بنابراین با مشاهده وضعیت ستارگان، فرد می تواند موقعیت و جهت حرکت به سوی هدفش را بر روی زمین تخمین بزند.

صورت فلکی دب اکبر و دب اصغر، دو نمونه از این قبیل است.

این توضیحات کمک می کند از ریشه جواب سوال جی پی اس چیست را بهتر درک کنید.

وضعیت هندسی ستارگان توسط راهیاب ها را بعد ها با دقت بیشتری از طریق محاسبه زوایای نسبی بین آن ها تعیین شد.

برای دقت و صحت بیشتر ابزار آلات نوری مخصوص به منظور محاسبه زاویه های دید بین ستارگان اختراع شد.

پس از این زوایای محاسبه شده با کمک جدول های از پیش حساب شده برای تعیین موقعیت راهیاب استفاده می گردید که کار خسته کننده محاسبه را سهولت می بخشید.

این روند اندازه گیری زوایای بین ستارگانبا ابزار آلات نوری، وقت گیر و دارای خطاست.

از این روش در طول روز یا شب های ابری، نمی توان استفاده کرد و موقعیت استنتاج شده فقط برای چندین مایل قابل استفاده بود.

از این رو بسیاری از راه یابان وسائلی را طرح ریزی کردند که این عمل را خودکار و با دقت بیشتری انجام دهند.

احتمالا افرادی وسائلی را طراحی کرده اند یا حتی بر روی ساختار آن کار نموده اند تا خودشان را با سرعت با ستارگان هم راستا کنند و زوایا را با این مشخصه های بازگشت اندازه بگیرند و موقعیت آن را بطور خودکار محاسبه نمایند.

این طرح محاسبه خودکار موقعیت بر اساس اندازه گیری فواصل تا مشخصه های بازگشت اخیرا فقط هنگامی که سیگنال های رادیویی بکار گرفته و عصر جهت یابی و ردیابی مسیر رادیویی آغاز شد، یک واقعیت به حساب آمد.

عصر رادیویی در پاسخ به جی پی اس چیست از ابتدا

بعد از آن دانشمندان راهی را برای اندازه گیری فواصل با استفاده از سیگنال های رادیویی کشف کردند.

بدین طریق که زمان انتقال سیگنال های رادیویی بخصوص از ایستگاه رسانه ای به دستگاه ویژه ای که برای دریافت آن طراحی شده است را محاسبه کنند.

حاصل ضرب زمان انتقال سیگنال در سرعت آن سیگنال فاصله بین فرستنده و گیرنده را مشخص می کند.

سرعت سیگنال های رادیویی مانند سرعت نور می باشد که تقریبا 300 میلیون متر در هر ثانیه است. (تقریبا 186500 مایل در هر ثانیه)

محاسبه دقیق زمان انتقال سیگنال بسیار مهم است زیرا یک میلیونیوم ثانیه خطا در اندازه گیری زمان انتقال، برابر با 300 متر خطا در محاسبه می باشد.

بنابراین برای استقرار دقیق دستگاه گیرنده رادیویی، باید قادر به اندازه گیری زمان انتقال خیلی بهتر از یک میلیونیم در ثانیه باشد.

دوره یا عصر لوران

لوران (جهت یابی با دامنه وسیع) یکی از سیستم های جهت یابی رادیویی است که حدود سال 1950 مورد بهره برداری قرار گرفت.

هر زنجیره لوران دست کم از چهار فرستنده تشکیل شده است و معمولا تا حدود 500 مایل را تحت پوشش قرار می دهند

و برای اینکه مساخت بیشتری را تحت پوشش قرار دهد چندین زنجیره لوران مورد استفاده قرار می گیرد.

به عنوان مثال دو زنجیره لوران، ساحل غرب ایالات متحده را تحت پوشش قرار می دهد.

هر زنجیره فرستنده لوران سیگنال های رادیویی را در فرکانس مخصوص به خود منتشر می کند.

گیرنده لوران با سیگنال های رادیویی فرستنده های زنجیره میزان می شود، فواصل را تا آن ها به طور خودکار اندازه گیری و موقعیت گیرنده را محاسبه می کند.

گیرنده لوران مکان دقیق تمام زنجیره های فرستنده لوران را در پایگاه داده ها در اختیار دارد.

در سفر، شخص ممکن است از چندین زنجیره لوران عبور کند بنابراین لازم است که جهت یاب از آن اطلاع داشته باشد.

و با فرکانس هر زنجیره لوران که شخص از آن عبور می کند تنظیم شود با این روش لازم است فرد هنگام ترک یک محدوده و ورود به منطقه دیگری فرکانس FM رادیو اش را تغییر دهد.

می بینید که مسیر پاسخ به سوال جی پی اس چیست طولانی است.

زنجیره های کاملا کاربردی جهانی لوران فقط بخش کوچکی از زمین را تحت پوشش قرار می دهد.

آن ها توسط ادارات محلی اداره می شوند و عموما کنار مناطق ساحلی که دارای ترافیک صدایی بالایی است قرار می گیرد.

اگر چه لوران یک پیشرفت اساسی در جهت یابی و مکان یابی داشت اما کمبود زیر را دارا بود:

سرزمین های تحت پوشش لوران تقریبا 5% از سطح زمین، جایی که زنجیره های مستقر شده اند را فرا می گیرد، این سیستم جهانی نیست.
فرستنده های لوران سیگنال ها را روی سطح زمین می فرستاد و بنابراین فقط می توانست اطلاعات موقعیتی دو بعدی (عرض و طول جغرافیایی) به وجود آورد و نمی توانست اطلاعاتی درباره ارتفاع بدهد به عنوان مثال نمی توان از آن در خلبانی برای محاسبه ارتفاع استفاده کرد.
به طور کلی دقت لوران فقط برای 250 متر مناسب می باشد.

دوره آخر یا فعلی عصر ماهواره

عصر آخر جی پی اس چیست را کاملا تعریف می کند.

برای فائق آمدن بر محدویت های سیستم های جهت یاب رادیویی، پایگاه ماهواره ای به فکر ها خطور کرد

که در آن فرستنده های رادیویی پیشرفته ای روی ماهواره های در حال گردش دور زمین با ارتفاع زیادی قرار دهند تا گسترده تر مناطق را تحت پوشش قرار دهد.

سیگنال های ماهواره های جهت یاب می تواند مناطق وسیعی از سطح زمین را در برگرفته و چندین ماهواره می تواند تمام سیاره را تحت پوشش قرار دهد.

در یک سیستم ماهواره ای موقعیت مکانی ماهواره ها و مدارشان توسط چندین ایستگاه زمینی در سرتاسر جهان برای نگهداری مدار ماهواره در مرز های قابل قبول کنترل و تنظیم می شوند.

مدار ماهواره را برای 24 ساعت آینده بر اساس اطلاعات ماهواره ای کنونی که توسط ایستگاه ها برای 24 ساعت گذشته دریافت کرده است را پیش بینی می کند. (همانند گزارش پیش بینی آب و هوا)

اطلاعات مداری پیش بینی شده برای 24 ساعت آینده به هر ماهواره توسط ایستگاه های کنترلی زمینی منتقل می شود، سپس می تواند به گیرنده ها انتقال دهد.

ماهواره ها اطلاعات مداریشان را به عنوان قسمتی از ساختار سیگنال رادیویی منتشر می کنند با سیستم ماهواره ای ما بار دیگر به آسمان نگاه می کنیم.

این بار همچنین به ساخته های دست بشر به جای ستارگان نظر می افکنیم و متفاوت به مسیر یابی آسمانی که از ستاره ها استفاده می شد

انسان برنامه ای با استفاده از سیگنال های رادیویی و گیرنده ها ترتیب داد تا فواصل را اندازه گیری کند.

یکی از اولین سیستم های جهت یابی ماهواره ای ترانزیت بود.

تجربیات از ترانزیت و چندین سیستم آزمایشی به پیشرفت سیستم موقعیت یاب جهانی کنونی

یا همون جی پی اس (GPS) توسط ایلات متحده آمریکا و سیستم ماهواره ای جهت یابی (GLONASS) توسط اتحادیه روسیه انجامید.

این بود جواب به پرسش جی پی اس چیست به صورت کامل و فراگیر.

با تشکر از آقای نصرالله قادری که در نویشتن این مقاله به ما کمک شایانی کردند.

گروه فنی و مهندسی جیپیران

حال که پاسخ خود از جی پی اس چیست را و تاریخچه آن پیدا کردید باید بگوییم که گروه فنی مهندسی جیپیران فروشنده انواع جی پی اس ردیاب خودرو، شخصی و آهنربایی در ایران است.

ردیاب های جیپیران همگی دارای ضمانت یک ساله هستند که خیال شما را از یک خرید مطمئن راحت می کند.

با این سیستم ردیابی ما می توانید در هر جا اتومبیل و وسیله مورد نظر خود را مسیر یابی، ردیابی و پیدا کنید.