GPS چیست؟

با پیشرفت تکنولوژی، راه‌حل‌‌های بسیاری برای ساده‌سازی زندگی روزمره مردم پدیدار شده‌‌اند. یکی از این پیشرفت‌‌ها سیستم موقعیت‌یاب جهانی نام دارد که به اختصار جی‌پی‌اس (GPS) نامیده می‌‌شود. کاربران به این سیستم تکیه می‌‌کنند تا از طریق گوشی هوشمند یا خودروی خود مکان خاصی را روی نقشه پیدا کنند و به هر جایی بروند، بدون اینکه حتی آدرس آن را بدانند! یا توسط ردیاب خودرو، وسایل نقلیه یا هر شی دیگری را ردیابی کنند. اگرچه این فناوری به طور گسترده استفاده می‌‌شود، حقیقت این است که مردم هنوز نمی‌‌دانند GPS واقعاً چگونه کار می‌‌کند. بنابراین، برای درک اینکه جی پی اس چیست و برای چه مواردی کاربرد دارد، با یوفایندر همراه باشید.

نسخه صوتی

ما برای شما نسخه صوتی این محتوا را هم در قالب یک پادکست تهیه کرده‌ایم. در صورتی که به هر دلیلی امکان مطالعه نسخه متنی محتوا را ندارید، می توانید به پادکست زیر که از همین محتوا تهیه شده است گوش دهید.

تعریف GPS

GPS مخفف سیستم موقعیت‌یاب جهانی (Global Positioning System) است. جی‌پی‌اس به عنوان یک سیستم ناوبری ماهواره‌ای تعریف می‌شود که امکان تعیین موقعیت هر جسمی روی زمین را فراهم می‌کند. این تکنولوژی متشکل از یک سیستم ناوبری است، به این صورت که حداقل 31 ماهواره در ارتفاع حدود 20 هزار کیلومتری روی کره زمین قرار دارند و از طریق یک شبکه کار می‌کنند. 

در علوم کامپیوتر، فناوری موقعیت‌یابی جهانی عمدتاً در دستگاه‌‌ها و تلفن‌‌های همراه کاربرد دارد. به این ترتیب، جی‌پی‌اس امکان مکان‌یابی تجهیزات مذکور در صورت سرقت، اجرای اپلیکیشن‌‌ها (مانند تاکسی‌های اینترنتی)، به حداکثر رساندن عملکرد بازی‌ها، رسیدن به آدرس دقیق در هنگام سفر با ماشین، موتور، دوچرخه یا حتی پیاده‌روی را می‌دهد.

از این نظر، GPS این توانایی را دارد که هر شخص، وسیله نقلیه یا هر چیزی را بدون توجه به سرعت حرکت آن مکان‌یابی کند. علاوه بر این، دارای ویژگی‌های لازم برای نمایش داده‌هایی مانند ارتفاع منطقه مورد نظر بر روی کره زمین است. دقت GPS بسیار بالاست و به همین دلیل هم قابلیت اطمینان در این سیستم بسیار بالاست.

ویژگی‌های سیستم GPS

ابتدا باید توجه داشت که جی‌پی‌اس از سه عنصر تشکیل شده است که شامل ماهواره‌های در حال گردش به دور زمین، گیرنده‌های GPS متعلق به کاربر و ایستگاه‌های نظارت و کنترل زمینی است. بنابراین، قابل توجه است که GPS از سه جزء یا بخش مختلف تشکیل شده است که شامل بخش فضا، بخش کاربر و بخش زمین است.

• بخش فضا: از 31 ماهواره تشکیل شده است که در مجموع در شش مدار قرار گرفته‌اند و در ارتفاع 20 هزار کیلومتری سیاره زمین در حال گردش هستند و سرعت چرخش آن‌ها تقریباً معادل یک دور گردش زمین در هر 12 ساعت است. این ماهواره‌‌ها همچنین مسیری با شیب 55 درجه از استوای سماوی را دنبال می‌کنند.
• بخش کاربر: از یک آنتن، یک تقویت کننده و یک گیرنده تشکیل شده است. نزدیک‌ترین ماهواره‌ها به کاربر انتخاب می‌شوند که می‌توانند اطلاعات لازم برای تعیین موقعیت مربوطه و اندازه‌‌گیری زمان بین ارسال‌ها را برای کاربر فراهم کنند.
• بخش زمین: شامل بخش کنترلی است که وظیفه تصحیح سیگنال دریافتی توسط ماهواره‌ها را بر عهده دارد و علاوه بر آن هرگونه انحراف از مدار را بهبود می‌بخشد. به طور کلی، سیستم GPS از 9 ایستگاه تشکیل شده است.

کاربرد جی‌ پی‌ اس چیست؟

در ادامه هر یک از مزیت‌های اصلی GPS را با جزئیات بیشتری برای شما توضیح می‌دهیم:

۱.مسیریابی

شاید رایج‌ترین استفاده از GPS در سیستم‌های ناوبری باشد که به ابزاری قدرتمند برای وسایل نقلیه جاده‌ای و کشتی‌های تجاری تبدیل شده است. جی‌پی‌اس می‌تواند مکان یک دستگاه را با دقت بالا مشخص کند و با مقایسه مختصات می‌توان از آمار برای محاسبه جهت حرکت و سرعت دستگاه استفاده کرد. از این اطلاعات می‌توان برای ارائه مسیرهای گام به گام از نقطه A به نقطه B در لحظه استفاده کرد.

۲.ردیابی خودرو

یکی دیگر از استفاده های GPS ردیابی خودرو می‌باشد. ردیاب خودرو که به آن جی‌پی‌اس خودرو نیز گفته می‌شود، از سیستم‌های ناوبری ماهواره‌ای مانند GPS برای ردیابی خودرو استفاده می‌کند. پیشنهاد می‌کنیم مقاله “ردیاب خودرو چیست؟” را مطالعه نمایید.

۳.ردیابی اشخاص

والدین برای مراقبت از فرزندان خود و یا خانواده‌ها برای مراقبت بیشتر از بیماران و سالمندان می‌توانند از GPS استفاده کنند. دستگاه‌هایی وجود دارد که به آن جی پی اس همراه (ردیاب شخصی) گفته می شود و توسط آن ها می‌شود اشخاص را ردیابی کرد. همچنین ردیاب شخصی استفاده‌های دیگری مانند نظارت بر کارمندان در محل کار نیز دارد. 

۴.استفاده ورزشی

فناوری GPS در گجت‌های امروزی مانند ساعت‌های هوشمند مورد استفاده قرار می‌گیرد. نرم افزار‌ها‌یی که این گجت‌ها دارند توسط GPS می‌تواند به ورزشکاران برای بهبود سلامت و تناسب اندام کمک کند. این گجت‌ها می‌توانند از GPS برای محاسبه سرعت، مسافت طی شده و حتی استفاده از اطلاعات برای تخمین کالری سوزانده شده استفاده کنند.

۵.استفاده نظامی

یکی از پراستفاده‌ترین کاربرد‌ها‌ی GPS استفاده از آن برای اهداف نظامی می‌باشد. نیروهای نظامی، از GPS برای بررسی موقعیت مکانی دشمن، شناسایی موقعیت مکانی دشمن و همچنین تعیین اهداف برای موشک‌های هدایت شونده استفاده می‌کنند. 

۶.استفاده مهندسی

نقشه‌برداری زمین قبل از ساخت‌و‌ساز صورت می‌گیرد. با گذشت زمان، جی‌پی‌اس به تدریج جایگزین روش‌های سنتی نقشه‌برداری زمین شده است، عمدتاً به این دلیل که ارزان‌تر، سریع‌تر و معمولا دقیق‌تر می‌باشد.

تاریخچه GPS

اساساً منشاء GPS به عنوان سیستم موقعیت‌یاب جهانی به دوره بین سال‌های 1957 و 1960 برمی‌گردد. از سال 1957، اولین ماهواره به نام Sputnik 1 توسط اتحاد جماهیر شوروی به فضا پرتاب شد. سپس، از دهه 1960، سیستم ناوبری زمینی امگا (Omega Navigation System)، پیشگام این فناوری و اولین سیستم ناوبری رادیویی جهان شد. در سال ۱۹۶۰ ارتش ایالات متحده آمریکا یک ماهواره به نام ترانزیت (Transit) را در آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جان هاپکینز با هدف ارائه ناوبری برای کاربران نظامی و تجاری از جمله زیردریایی‌های موشکی نیروی دریایی آمریکا توسعه داد. ارتش ایالات متحده بعدها این سیستم را به صورت کامل توسعه داده و با تعداد بیشتری ماهواره عملیاتی کرد.

نحوه عملکرد GPS

در مورد عملکرد آن تاکید می‌کنیم که ماهواره‌های GPS که در مجموع در حال حاضر ۳۱ عدد هستند وظیفه دارند که دو بار در روز، به صورت هر ۱۲ ساعت یکبار دور زمین بچرخند. این کاری است که ماهواره‌ها در یک مدار دقیق انجام می‌دهند تا بتوانند سیگنال را به زمین منتقل کنند. سپس گیرنده‌های جی‌پی‌اس این سیگنال ها را دریافت می‌کنند و از لایه‌بندی برای اندازه‌‌گیری یا محاسبه مکان دقیق کاربر استفاده می‌کنند.

گیرنده با مقایسه زمان‌های ارسال و دریافت سیگنال ارسال شده توسط ماهواره می‌تواند موقعیت کاربر را برای نمایش پیدا کند:

• هر ماهواره از مجموعه نشان می‌دهد که گیرنده در چه نقطه‌ای از سطح کره زمین قرار دارد. اساساً در مرکز خود ماهواره و شعاع برابر با کل فاصله از گیرنده است.
• پس از به دست آوردن داده‌های مورد نظر براساس دو ماهواره، نتیجه دایره‌ای خواهد بود که نشان می‌دهد چه زمانی دو کره زمین در نقطه خاصی که گیرنده است قرار دارد.
• براساس اطلاعات ماهواره سوم، عدم هماهنگی بین ساعت‌های ماهواره‌ای و گیرنده‌های جی‌پی‌اس برطرف می‌شود. با این کار، یک موقعیت سه بعدی دقیق بر اساس عرض جغرافیایی، طول جغرافیایی و ارتفاع پیدا می‌شود.

به زبان عامیانه، گیرنده GPS باید به سیگنال حداقل دو یا سه ماهواره متصل باشد تا موقعیت دو بعدی را پیدا کند و حرکت را دنبال نماید. بعداً با مشاهده ماهواره دیگر، گیرنده موفق می‌شود تا موقعیت سه بعدی کاربر را محاسبه کرده و به همین دلیل می‌تواند سایر داده‌های مورد نیاز از جمله سرعت، مسافت طی شده، فاصله تا مقصد، مسیر و زمان حرکت را نیز محاسبه کند.

مزایای GPS

1.کم هزینه

ماهواره‌های جی‌پی‌اس توسط وزارت دفاع ایالات متحده آمریکا نگهداری و ارتقاء می‌یابند. این بدان معناست که این سیستم اساساً رایگان است، اگرچه ممکن است برای استفاده از آن مجبور باشید برای یک استفاده خاص مثل خرید یک سخت افزار جی‌پی‌اس یا تهیه یک نرم افزار خاص هزینه کنید. نرم افزارهایی که برای گوشی‌های هوشمند هم وجود دارند مانند گوگل مپ (Google Map) یا Waze که از جی‌پی‌اس استفاده می‌کنند نیز معمولاً رایگان هستند.

2.استفاده آسان

ناوبری با استفاده از جی‌پی‌اس به طور کلی بسیار آسان است و به حداقل مهارت یا دانش نیاز دارد. در بیشتر موارد، کاربر فقط باید مقصد را وارد کند و دستگاه بقیه کارها را انجام خواهد داد. (لوکیشن فعلی شما را دستگاه محاسبه و به عنوان مبدا در نظر می‌گیرد) GPS همچنین یک فناوری ساده‌تر و کارآمدتر برای استفاده جهت کارهایی مانند نقشه برداری و مطالعه حرکت صفحات تکتونیکی است.

3.فعال بودن در همه جهان

یکی از بهترین ویژگی‌های GPS این است که چون اساساً از طریق فناوری ماهواره‌ای کار می‌کند، در سراسر جهان در دسترس است. پس با سفر به هر نقطه از جهان می‌توانید از این سیستم نهایت استفاده را ببرید.

4.به روز بودن

سیستم جی‌پی‌اس توسط وزارت دفاع ایالات متحده به روز و نگهداری می‌شود تا همیشه دقیق باشد. اکثر نرم‌افزارها، برنامه‌ها و دستگاه‌هایی که از جی‌پی‌اس استفاده می‌کنند نیز مرتباً به ‌روزرسانی می‌شوند. بنابراین برخلاف نقشه‌های چاپ شده سنتی که پس از مدتی قدیمی می‌شوند، جی‌پی‌اس و فناوری‌های مربوط به آن بسیار دقیق هستند.

دقت GPS چقدر است؟

شاید برای شما سوال باشد که GPS در مقایسه با اطلاعاتی که ارائه می‌کند، چقدر دقیق است؟ ما قبلا در مقاله “GPS چقدر دقیق است” به صورت کامل این موضوع را توضیح داده‌ایم و در ادامه به صورت خلاصه نیز این مورد را به شما توضیح می‌دهیم. سیستم‌ جی‌پی‌اس دارای درجه مشخصی از خطای تصادفی هستند که این می‌تواند بین 15 متر تا 100 متر در نوسان باشد. در ارزیابی این مورد، دقت GPS به تعداد ماهواره‌های قابل مشاهده در هر زمان معین و همچنین موقعیت کاربر و عوامل جوی خاص بستگی دارد. البته لازم به ذکر است که گیرنده‌های جی‌پی‌اس با توجه به طراحی موازی چند کاناله‌ای که دارند، بسیار دقیق هستند. در محیط‌های شهری با ساختمان‌های بلند یا در یک جنگل انبوه، گیرنده‌های جی‌پی‌اس همچنان بسیار قوی عمل می‌کنند.

سیگنال GPS شامل چه اطلاعاتی است؟

سیگنال GPS دقیقاً زمان هفته را براساس ساعت اتمی روی ماهواره، شماره هفته GPS و گزارش وضعیت ارائه می‌دهد. بنابراین هر انتقال 30 ثانیه طول می‌کشد و 1 بیت داده رمزگذاری شده را حمل می‌کند. اساساً سیگنال جی‌پی‌اس دارای سه بیت اطلاعات است که به شرح زیر می‌باشد:

• کد شبه تصادفی: یک شماره شناسایی است که به گیرنده GPS این امکان را می‌دهد تا بداند کدام ماهواره اطلاعات را ارسال می‌کند. 
• داده‌های نجومی: اطلاعاتی را در اختیار گیرنده جی‌پی‌اس قرار می‌دهد که نشان می‌دهد هر ماهواره GPS در یک زمان معین از روز کجا باید باشد. این داده‌ها اطلاعات مداری را برای هر عنصر از سیستم ارائه می‌دهند.
• سالنامه داده‌ها: داده‌هایی هستند که توسط هر ماهواره به طور دائم منتقل می‌شوند. این داده‌ها معمولاً اطلاعاتی در مورد وضعیت ماهواره، تاریخ و زمان فعلی ارائه می‌دهند.

به نوبه خود، هر ماهواره جی‌پی‌اس یک پیام ناوبری را با سرعت 50 بیت در ثانیه به طور مداوم در فرکانس انتقال مایکروویو 1600 مگاهرتز منتشر می‌کند اما به طور خاص، ماهواره‌های جی‌پی‌اس با انتشار دو سیگنال رادیویی ضعیف مشخص می‌شوند. GPS غیرنظامی، اساساً از فرکانس L1 در باند UHF استفاده می‌کند که به طور خاص 1575.42 مگاهرتز را فراهم می‌نماید، در حالی که سیگنال L2 عددی حدود 1227.6 مگاهرتز را ارائه می‌دهد.

در این فرکانس، سیگنال جی‌پی‌اس غیرنظامی می‌تواند از ابرها، پلاستیک و شیشه (یعنی خط دید) عبور کند؛ اما نمی‌تواند توسط اکثر اجسام جامد مانند کوه‌ها یا ساختمان‌ها منتقل شود. این بدان معناست که به طور معمول، فرکانس سیگنال جی‌پی‌اس تحت تأثیر چندین جنبه قرار دارد که می‌تواند مانع از آن شود. این موانع عبارتند‌ از:

• خطاهای ساعت گیرنده: ساعت‌های اتمی ماهواره‌های جی‌پی‌اس بسیار دقیق هستند. با این حال، ساعت داخلی گیرنده به اندازه آن دقیق نیست و بنابراین ممکن است خطاهای زمان‌بندی جزئی داشته باشد که بر سیگنال GPS تأثیر می‌گذارد.
• خطاهای مداری: این خطاها در مکان گزارش شده توسط ماهواره است.
• تأخیر در تروپوسفر و یونوسفر: در هنگام عبور از جو، سیگنال ماهواره می‌تواند کاهش یابد. با این حال، GPS توسط یک سیستم میانگین تاخیر را برای اصلاح این نوع خطا محاسبه می‌کند.
• تخریب عمدی سیگنال ماهواره‌ای: مربوط به تخریب عمدی سیگنالی است که قبلاً توسط وزارت دفاع ایالات متحده تحمیل شده بود. بنابراین، آن‌ها به دنبال جلوگیری از استفاده نظامی دشمنان از سیگنال‌های جی‌پی‌اس با دقت بالا بودند؛ اما، در حال حاضر برای بهبود سیگنال جی‌پی‌اس به گیرنده‌های غیرنظامی غیرفعال شده‌اند.
• تعداد ماهواره‌های قابل مشاهده: تداخل الکترونیکی، زمین، ساختمان‌ها و شاخ و برگ‌های متراکم اغلب دریافت سیگنال GPS را مسدود می‌کنند و در نتیجه باعث خطا در موقعیت می‌شوند.
• سیگنال چند مسیره: این مشکل زمانی رخ می‌دهد که سیگنال جی‌پی‌اس از برخی اشیا (سطوح سنگی، ساختمان‌های بلند و سایر) قبل از رسیدن به گیرنده منعکس شود. به همین دلیل است که زمان سفر این سیگنال افزایش می‌یابد و خطاهای قابل توجهی ایجاد می‌کند.
• جمر: جمر یا مختل کننده سیگنال دستگاهی است که باعث اختلال در عملکرد سیگنال‌ها می‌شود. جمر توسط دولت‌ها برای حفاظت از برخی مناطق خاص و یا سارقین برای سرقت خودروها‌یی که مجهز به ردیاب جی پی اس هستند مورد استفاده قرار می‌گیرد. پیشنهاد می‌کنیم مقاله “جمر چیست؟” را مطالعه نمایید.

فناوری‌های مشابه GPS کدامند؟

فناوری‌های مشابه GPS همگی در گروه فناوری‌های ناوبری ماهواره‌ای قرار دارند. این فناوری به دستگاه‌های متصل به آن اجازه می‌دهد تا با استفاده از سیگنال‌های زمانی که در طول یک خط دید از طریق امواج رادیویی از ماهواره‌ها ارسال می‌شوند، مکان خود را با دقت بالا تعیین کنند. اما جی‌پی‌اس تنها فناوری‌ای نیست که از این روش استفاده می‌کند. در ادامه با برخی از این سیستم‌ها آشنا می‌شویم.

سیستم ناوبری ماهواره‌ای گلوناس

گلوناس (GLONASS) یک سرویس ناوبری ماهواره‌ای روسی است. این سیستم بعد از جی‌پی‌اس دومین سیستم ناوبری است که با پوشش جهانی و با دقت قابل مقایسه عمل می‌کند. هر دو سیستم گلوناس و جی‌پی‌اس سیستم‌هایی هستند که نسبت به سیستم‌های دیگر، ماهواره‌های در دسترس بیشتری دارند و می‌توانند موقعیت‌های مکانی را با سرعت و دقت بیشتری تشخیص دهند. به‌ویژه در مناطقی که ساختمان‌ها ممکن است دید برخی از ماهواره‌ها را سد کنند.

پروژه گلوناس ابتدا در سال 1976 میلادی توسط اتحاد جماهیر شوروی کلید زده شد. از دوازدهم اکتبر 1982 این کشور با پرتاب موشک‌های ماهواره‌بر بر تعداد این ماهواره‌ها افزود. تا این‌که در سال 1995 آن‌چه با عنوان صورت فلکی ماهواره‌ای می‌نامیم و پوشش جهانی را برای ناوبری ممکن می‌کند، کامل شد. از نظر فناوری، بخش جهانی ناوبری این سیستم در سال 2011 در دسترس قرار گرفت.

در مقام مقایسه بین گلوناس و جی‌پی‌اس باید بگوییم تا آنجا که به دقت در موقعیت مکانی جهانی مربوط می‌شود، جی‌پی‌اس بهتر از GLONASS عمل می‌کند. اما از آن‌جا که روش موقعیت‌یابی ماهواره‌های گلوناس با جی‌پی‌اس تفاوت دارد، گلوناس در عرض‌های جغرافیایی بالا بهتر عمل می‌کند. این امر منطقی است زیرا GLONASS با تمرکز بر کاربرد در روسیه طراحی شده است که همچنین به زمین‌های هموار خود شهرت دارد.

سیستم ناوبری ماهواره‌ای بیدو

بیدو (BeiDou) یک سیستم ناوبری ماهواره‌ای جهانی است که توسط چین برای تامین الزامات امنیت ملی و رشد اقتصادی ساخته شده است. این سیستم تعیین مکان دقیق، امکانات ناوبری و سیگنال‌های زمانی را به‌طور شبانه‌روزی در اختیار کاربران قرار می‌دهد. یکی از کاربردهای جذاب این سیستم نیز تلاش‌های دانشمندان و طراحان دستگاه‌های اینترنت اشیا برای استفاده از این سیستم بوده است که از جمله آن‌ها می‌توان به دستگاه‌های تولید شده توسط شرکت‌های مانند Thinkrace اشاره کرد. سیستم BeiDou همچنین اولین سیستم ناوبری ماهواره‌ای است که با فرکانس سه گانه و دقت بالا فعال شده است.

سیستم بیدو از دو صورت فلکی ماهواره‌ای مجزا تشکیل شده است. اولین حلقه این سیستم در شامل سه ماهواره بود که در سال 2000 در مدار زمین قرار گرفتند و از همان زمان با نام بیدو در مرحله آزمایش قرار گرفتند. بخش BeiDou-1 در پایان سال 2012 از رده خارج شد و نسل دوم روی کار آمد. این نسل از ماهواره‌های ناوبری چینی با نام COMPASS یا BeiDou-2 شناخته می‌شود. نسل سوم ماهواره‌های این سیستم در سال 2015 راه‌اندازی شدند و سیستم بیدو در سال 2018 از قابلیت ارائه خدمات جهانی برخوردار شد. سرانجام نیز آخرین ماهواره یا پنجاه و دومین ماهواره این سیستم در سال 2020 در مدار زمین قرار گرفت.

سیستم ناوبری ماهواره‌ای گالیلئو

گالیلئو (Galileo) نام کوچک اخترشناس و فیزیکدان نامدار ایتالیایی و نیز نام یک سیستم ناوبری ماهواره‌ای اروپایی است. این سیستم نخستین بار در سال 2016 راه‌اندازی شد. گالیلئو را می‌توان حاصل همکاری اتحادیه اروپا و کشورهای عضو و نیز آژانس فضایی اروپا دانست که خود این نهاد نیز توسط آژانس برنامه فضایی اتحادیه اروپا (EUSPA) اداره می‌شود.

جالب است بدانید یکی از گالیلئو گالیله، اخترشناس نامدار ایتالیایی، ایجاد یک سیستم موقعیت‌یابی دقیق به‌ویژه برای کشتی‌های باری و مسافربری بود و به‌همین دلیل، گردانندگان پروژه 10 میلیارد یورویی گالیلئو این نام را از گالیله وام گرفتند. یکی دیگر از اهداف راه‌اندازی این پروژه امکان خوداتکایی اتحادیه اروپا در مواقع بحرانی و عدم نیاز به سیستم‌های روسی گلوناس، چینی بیدو و نیز آمریکایی جی‌پی‌اس بود.

چشم‌انداز و امکان توسعه سیستم موقعیت‌یاب جهانی GPS

بهبود عملکرد سیستم موقعیت‌یاب جهانی GPS آن را به ابزاری محبوب برای ناوبری جاده‌ای تبدیل کرده است. با این حال این سیستم واقعا چقدر قابل اعتماد است و چگونه می‌توان آن را به یک سیستم به اندازه کافی قوی برای انجام وظایف مهم مانند موقعیت‌یابی سفرهای هوایی و ریلی توسعه داد؟

سیستم GPS ابتدا برای ارتش ایالات متحده ایجاد شد و توسعه یافت و تحت مالکیت و اداره وزارت دفاع ایالات متحده بود. اندک اندک از این سیستم برای ناوبری هوایی و دریایی نیز استفاده شد. اخیرا GPS با گیرنده‌های بهبود یافته و فناوری‌های کمکی مانند تطبیق نقشه، به فناوری ناوبری مناسبی برای سفرهای جاده‌ای تبدیل شده است تا جایی که GPS به یک استاندارد روتین در خودروهای لوکس و بسیاری از دستگاه‌های دیجیتالی مانند موبایل تبدیل شده است.

افرایش تنوع در کاربردهای جی‌پی‌اس

فناوری ناوبری ماهواره‌ای جی‌پی‌اس دارای کاربردهای فراوانی است و هر روز نیز بر تعداد کاربرهای آن افزوده می‌شود. برای مثال شرکت Norwich Union یک جعبه سیاه کوچک حاوی یک گیرنده GPS و یک مودم رادیویی را در خودروهای بیمه شده خود تعبیه می‌کند که به‌طور مداوم موقعیت خودرو را کنترل می‌کنند و هر روز، سوابق مکان‌ها و زمان‌های سفر را در رایانه‌های Norwich Union بارگذاری می‌کنند.

برخی از کاربردهای جدید دیگر این فناوری عبارتند از:

• ردیابی زندانیان
• مکان‌یابی حیوانات مزرعه
• بازی‌های مبتنی بر مکان
• حفاظت از کارگران

افزایش دقت سیستم جی‌پی‌اس

جی‌پی‌اس اولین سیستم ناوبری ماهواره‌ای جهانی (GNSS) بود و همچنین تنها سیستمی است که فعلا برای استفاده تجاری در دسترس است؛ اگرچه سیستم بیدو چین نیز در تلاش است تا اندک اندک وارد این عرصه شود. یک گیرنده جی‌پی‌اس برای محاسبه موقعیت، باید بتواند حداقل چهار سیگنال از چهار ماهواره متفاوت را دریافت و اندازه‌گیری کند و باید دقیقا بداند که ماهواره‌ها در کجای آسمان قرار دارند.

با این حال، سیگنال‌های ماهواره‌ای بسیار کم‌قدرت هستند و همین مساله باعث کاهش دقت آن‌ها می‌شود. برای درک موضوع کافی است به این اشاره کنیم که ضعیف‌ترین سیگنالی که تلفن‌ همراه با آن کار می‌کند حدود 1000 برابر قوی‌تر از قوی‌ترین سیگنال ماهواره‌های GPS است و ضعیف‌ترین سیگنالی که یک تلویزیون دیجیتال می‌تواند با استفاده از آن تصویر را دریافت کند، حدود 100000 برابر قوی‌تر از قوی‌ترین سیگنال GPS است. بنابراین سیستم‌ ماهواره‌ای جی‌پی‌اس در آینده باید بتواند یا با افزایش قدرت این سیگنال‌ها و یا با افزایش توانایی گیرنده‌ها در دریافت سیگنال، این ضعف را کاهش دهد.

کلام آخر

جی‌پی‌اس از سیگنال‌هایی استفاده می‌کند که توسط ماهواره‌های در حال چرخش ارسال می‌شوند تا مکان دستگاه را مشخص کنند و هر حرکتی را در طول زمان مشخص نمایند. جی‌پی‌اس به خودی خود دارای محدودیت‌هایی است زیرا فقط اطلاعات اولیه‌ای مانند مختصات و چند آمار دیگر را ارائه می‌دهد اما هنگامی که با فناوری‌های دیگری مانند نقشه‌ها ترکیب شده و در سیستم‌های ناوبری گنجانده شود، به یک ابزار بسیار قدرتمند تبدیل خواهد شد.

جی‌پی‌اس که در ابتدا توسط وزارت دفاع ایالات متحده برای مصارف نظامی توسعه داده شد، اکنون به طور گسترده در دسترس عموم قرار گرفته است و اغلب در محصولاتی مانند دستگاه‌های ناوبری مستقل برای وسایل نقلیه جاده‌ای و همچنین اپلیکیشن‌هایی برای گوشی‌های هوشمند به کار گرفته می‌شود.

منابع استفاده شده :

https://www.informatique-mania.com//

https://turbofuture.com/