تحقیق سیستم مکان یابی جهانی GPS

تحقیق سیستم مکان یابی جهانی GPS

Gps  چیست؟ 

سیستم مكان یابی جهانی ( Global Positioning System ) یك سیستم هدایت ناوبری ماهواره ای اســت شـامل شبكه ای از 24 ماهواره درگردش كه درفاصله 11 هزارمایلی ودر شش مدارمختلف قراردارند .

در واقع یک سیستم راهبری و مسیریابی ماهواره ای است که از شبکه ای با 24 ماهواره تشکیل شده است و 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 1980 استفاده عمومی آن آزاد و آغاز شد.

خدمات این مجموعه در هر شرایط آب و هوایی و در هر نقطه از کره 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 رایگان است.

24 ماهواره که دور زمین در گردش هستند.ماهواره ها درحال حركت می باشند و درعرض 24 ساعت دوباركامل بـــرگرد زمیــن می گردنــــــد . (هرروز دوبارباسرعتی درحدود 108 مایل درثانیه ) ماهواره های GPS به نام NAVSTAR شناخته می شوند...

لازمه هرگونه آشنایی با GPS فراگیری ماهیت اصلی این ماهواره ها می باشد . اولین ماهواره   GPS  درفوریه 1978 پرتاب شد . وزن هرماهواره تقریباً / 2000 پاوند ودارای صفحات آفتابی به پهنای 17¬f می باشد . و قدرت فرستنده آن 50 وات ویا كمتر است. هر ماهواره 2 سیگنال ارسال می كند: L1 و L2 . GPS های غیر نظامی از فركانس 42MHZ.1575 :L1 اسـتــفــاده می كننند .

هر ماهواره حدوداً 10 سال فعال می ماند وجایگزینی ماهواره ها بموقع انجام گشته و ماهواره های جایگزین به فضا پرتاب می گردند . برنامه شبكه GPS هم اكنون تا سال 2006 تنظیم وجایگزینی های لازمه ترتیب داده شده اند.مسیر گردش ماهواره ها آنها را بین عرض جغرافیایی 60 درجه شمالی و60 درجه جنوبی قرارمی دهد . این امر به معنی آن است كه درهرنقطه از زمین ودرهرزمان می توان سیگنال های ماهواره أی را دریافت نمود. وهرچه به قطبهای شمال – جنوب نزدیك شویم نیز همچنان ماهواره های GPS را خواهیم دید . هرچند دقیقاً در بالای سرما نخواهند بود واین در دقت وصحت عمل آنها در این نقاط تاثیرمی گذارد .

یكی از بزرگترین مزایای رهیابی بوسیله GPS نسبت به روشهای دیگر زمینی آن است كه این سیستم درهر شرایط جوی و بدون توجه به نوع كاربرد گیرنده GPS بخوبی كارمی كند

ماهواره های GPS

24 عدد ماهواره GPS در مدارهایی بفاصله 24000 هزار مایل از سطح دریا گردش می کنند. هر ماهواره دقیقا طی 12 ساعت یک دور کامل بدور زمین می گردد. سرعت هریک 7000 مایل بر ساعت است. این ماهواره ها نیروی خود را از خورشید تامین می کنند. همچنین باتری هایی نیز برای زمانهای خورشید گرفتگی و یا مواقعی که در سایه زمین حرکت می کنند بهمراه دارند. راکتهای کوچکی نیز ماهواره ها را در مسیر صحیح نگاه می دارد. به این ماهواره ها NAVSTAR نیز گفته می شود.

...

معرفی قابلیتهای GPS :  

گیرنده های GPS انواع مختلفی دارند، اما معمولاً علائم و اصطلاحات آنها شبیه هم است. بعنوان مثال، صفحات اصلی یک گیرنده GPS مدل eTrex Summit از کمپانی Garmin در شکل 1 قابل مشاهده است. در صفحهُ Sky View ، موقعیت ماهواره ها و قدرت سیگنالهای دریافتی از آنها را می توان دید. در صفحهُ Map ، موقعیت مکانی خود و نقاط مورد نظر و یا مسیر طی شده ( Track ) ، قابل مشاهده است. در صفحهُ Pointer ، جهت حرکت بهمراه سایر اطلاعات جغرافیایی بیان می شود. در صفحهُ Trip Computer ، سایر اطلاعات سفر مثل زمان و سرعت و... و در صفحهُ Elevation ، اطلاعات مربوط به ارتفاع و در صفحهُ Menu ، تنظیمات دستگاه و داده ها ، قابل بررسی می باشد.

شکل1

تعریف واژه ها:

Waypoint: نقطه ایست شامل مختصات جغرافیایی مشخص که شخص آنرا علامت زده و می تواند به آن یک نام اختصاص دهد و برای مراجعه به آن از GPS استفاده کند.

Route : مسیری است تشکیل شده از چند waypoint که از بهم ارتباط دادن آنها بوجود می آید.

Track : مسیر طی شده توسط شخص (رد پا ) که بطور اتوماتیک توسط گیرندهُ GPS ثبت می شود.

Bearing : جهت حرکت را بین نقطهُ شروع و مقصد نشان می دهد.

1) عملکرد Go To : با استفاده از این عملکرد ، گیرنده شخص را به یک waypoint که قبلاً مشخص کرده است هدایت می کند. به این صورت که صفحه نمایش ، جهت صحیح حرکت به آن نقطه را نشان می دهد و اطلاعات دیگری که بیان می دارد که حرکت تا چه حد در مسیر صحیح صورت می گیرد(شکل2) . دنبال کردن صفحه نمایش راهنما بسیار آسان است زیرا کافیست در جهتی که اشاره می کند ، حرکت صورت گیرد. همچنین اطلاعات دیگر مانند فاصله تا مقصد و زمان رسیدن به آن و... قابل مشاهده است.

شکل 2

2¬)عملکرد Route : همانطور که گفته شد، Route تشکیل شده از چند waypoint است که بدنبال هم آمده اند. با انتخاب عملکرد Route برای ناوبری، شخص این امکان را می یابد که بعد از رسیدن به waypoint اول، بطور اتوماتیک به waypoint بعدی که قبلاَ در Route تعریف شده ، هدایت شود ...