كيف يعمل GPS نظام تحديد المواقع العالمي الذي نستخدمه، المعروف أيضًا باسم NavStar، تم بناؤه وتشغيله بالكامل منذ عام 1995، وتستخدم العديد من أجهزة استقبال GPS الحديثة مزيجًا من GPS والقمر الصناعي GLONASS الروسي لتحسين التغطية والدقة، وسوف نتعلم المزيد حول الموضوع.
جدول المحتويات
ما هو نظام تحديد المواقع
- GPS (نظام تحديد المواقع العالمي) هو نظام ملاحة قائم على الأقمار الصناعية يوفر معلومات تعتمد على الوقت والموقع لجهاز استقبال GPS موجود في مكان ما على سطح الأرض أو بالقرب منه.
- يعمل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بشكل مستقل عن اتصال الإنترنت الخاص بالمستخدم أو إشارة الهاتف، ولكن وجوده يزيد من فعالية تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). تم تطوير نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في الأصل من قبل حكومة الولايات المتحدة للاستخدام العسكري.
- ولكن في الوقت الحالي يمكن لأي شخص لديه جهاز استقبال GPS استقبال إشارات الراديو من الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS).
- يشتمل نظام GPS حاليًا على 31 قمرًا صناعيًا نشطًا في مدارات مائلة عند 55 درجة إلى خط الاستواء، وتدور حول 20000 كيلومتر من سطح الأرض وتدور مرتين في اليوم.
- تم تصميم المدارات بحيث يكون هناك دائمًا 6 أقمار صناعية من معظم الأماكن على الأرض.
- إذا كان جهاز استقبال GPS يمكنه استقبال إشارات من 3 أقمار صناعية فقط، فلا يزال بإمكانك الحصول على موقعك، ولكنه سيكون أقل دقة لأنه، كما ذكر أعلاه، يحتاج جهاز استقبال GPS إلى 4 أقمار صناعية لتحديد موقعك في صورة ثلاثية الأبعاد.
- في حالة توفر 3 أقمار صناعية فقط، يمكن لجهاز استقبال GPS الحصول على موقع تقريبي بافتراض أنك على MSL. إذا كنت تستخدم MSL حقًا، فسيكون الموقع دقيقًا جدًا.
اقرأ أيضًا: امسح نتائج بحث Google
ولادة نظام GPS
- عندما تم تطوير نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لأول مرة للأغراض العسكرية، كان 24 قمراً صناعياً يدور حول الأرض كل 12 ساعة على ارتفاع 20.180 كم.
- يتم وضع 4 أقمار صناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في كل مسار من المسارات الستة باتجاه 60 درجة لبعضها البعض، ولا تدور هذه المستويات المدارية بالنسبة إلى أي نجم.
- في وقت لاحق، تمت زيادة عدد الأقمار الصناعية إلى 32 قمرًا صناعيًا لتحسين دقة تحديد الموقع، وتم تحويل كل جهاز استقبال GPS مع مرور الوقت.
- كلما زاد عدد الأقمار الصناعية في خط رؤية مستقبل GPS، زادت دقة موقع جهاز الاستقبال.
كيف يعمل GPS؟
- في أي وقت، يوجد ما لا يقل عن 4 أقمار صناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على خط رؤية جهاز استقبال على الأرض. يرسل كل من هذه الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) معلومات حول موقعه والوقت الحالي إلى مستقبل GPS في أوقات منتظمة وثابتة.
- يتم إرسال هذه المعلومات إلى جهاز الاستقبال في شكل إشارة يتم اعتراضها بعد ذلك من قبل أجهزة الاستقبال لأن هذه الإشارات هي إشارات راديو تنتقل بسرعة الضوء.
- تُحسب المسافة بين مُستقبل GPS والقمر الصناعي بأخذ الفرق بين وقت إرسال الإشارة من القمر الصناعي GPS ووقت استقبال مُستقبل GPS للإشارة.
- بمجرد أن يستقبل جهاز الاستقبال الإشارة من ثلاثة أقمار صناعية على الأقل، يشير جهاز الاستقبال إلى موقعه في عملية ثلاثية الاتجاهات: يحتاج نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) إلى ثلاثة أقمار صناعية على الأقل لحساب الموقع ثنائي الأبعاد (خط العرض وخط الطول على الخريطة).
- في هذه الحالة، يُفترض أن يكون مُستقبل GPS عند مستوى سطح البحر المتوسط ، لكنه يتطلب 4 أقمار صناعية على الأقل للعثور على المستقبلات ثلاثية الأبعاد (خطوط الطول والعرض والارتفاع).
راجع أيضًا: كيفية تغيير كلمة مرور Yahoo بالتفصيل
تطبيقات أنظمة GPS
- Triple هي عملية تحديد موقعك بناءً على تقاطع الحقول. عندما يستقبل جهاز استقبال إشارة من قمر صناعي، فإنه يحسب المسافة من القمر الصناعي مع مراعاة المجال ثلاثي الأبعاد مع وجود القمر الصناعي في مركز الكرة.
- بمجرد أن يقوم جهاز الاستقبال بنفس الشيء مع 3 أقمار صناعية أخرى لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، يبدأ جهاز الاستقبال في العثور على التقاطع في المجالات الثلاثة لحساب موقعه.
التحديات التقنية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)
- مزامنة الوقت بين الأقمار الصناعية الفردية وجهاز استقبال GPS.
- تحديث في الوقت الحقيقي للموقع الدقيق للأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS).
- قياس دقيق لوقت الرحلة.
- التداخل مع الإشارات الأخرى.
وصف جهاز GPS
- كلا القمرين الصناعيين لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) مزودان بساعة ذرية للحفاظ على الوقت محدثًا ودقيقًا، من أجل تحديث وتوفير توقيت دقيق على جهاز الاستقبال، يستخدم جهاز الاستقبال القمر الصناعي الرابع لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للحفاظ على دقة توقيته.
- مع توقيت جهاز الاستقبال الذي تحتفظ به الساعات الذرية، يمكن حساب فرق التوقيت الدقيق بواسطة جهاز الاستقبال حيث تتم إدارة أقمار GPS الصناعية باستمرار من المحطات الأرضية لحل تزامن الوقت.
فوائد تقنية GPS
بعض مزايا تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS):
- بمساعدة GPS، يمكنك التنقل في الشوارع والأحياء التي لا تعرفها.
- يساعدك تتبع GPS على مراقبة الموقع الحالي.
- لقد انخفض عدد حوادث الطرق التي تنطوي على مركبات شركة القيادة هذه منذ تركيب نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، مما وفر على العديد من الشركات آلاف الدولارات كتعويضات وأقساط تأمين أعلى.
- يساعدك في العثور بالضبط على الأشياء الثمينة مثل سيارتك.
سلبيات GPS
- يمكن استخدام أجهزة التتبع بسهولة لأغراض المطاردة.
- يعتبر الكثير من الناس أن تتبع المركبات يعد انتهاكًا للخصوصية.
- مثل أي جهاز إلكتروني، تخضع أجهزة GPS لفشل البطارية.
لا تتعرف بعض أدوات التتبع على الجبال والأنهار والعقبات الأخرى في طريقك، لذلك قد تكون بعض الإحداثيات التي تقدمها مضللة.
قد تكون مهتمًا أيضًا بـ: كيفية تسريع متصفح Firefox
وفي نهاية رحلتنا مع كيف يعمل GPS؟ لاحظ أن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) يعمل في جميع الظروف الجوية بشرط أن يكون هناك خط اتصال مرئي غير معوق مع 4 أقمار صناعية أو أكثر من الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS). يتم إدارة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) من قبل القوات الجوية الأمريكية.