نظام تحدیدالمواقع

* التعریف :-ھوعبارةعن جھازمتطورخاص بتحدید المواق على الاتصال بالقمارالصناعیة مباشرة بطریق

الإحداثیات المحددةحسب خطوط الطول والعرض للكرةالأرضیة(بوصلةمتطورة)

الاستعمالات:

١. یستعمل في تحدیدالاتجاھات الأصلیة والفرعیة

٢. تحدید المسافات عن بعد ومستوي الارتفاع عن مستوي سطح البحر

٣. رسم خط السیروتحدیدالمواقع حسبماھومرسوم في الخارطةالعامة للكرةالأرضیة معتمدعلي درجات خطوط الطول والعرض

* تعریف الاحداثي :-ھوأي خطوة یتم تخزینھا في الجھازوتحمل رقم معین حتى نتمكن من معرفةالاتجاه نحوالنقطة

* تعریفالاحداثي :-ھو أى خطوة یتم تخزینھا في الجھازوتحمل رقم معین حتى نتمكن من معرفةالاتجاه نحوالنقطة

* أنواعالأجھزة :-

١ . أجھزة بحریة وتستعمل في البواخروالقطارات البحریة

٢ . أجھزة جویة وتستعمل في الطائرات وأرصدةالجو

٣ . والنوع الأخیروھيأجھزةتستعمل فيالبر

* التطور :-

خاصیةالتخزین

خاصیة معرفة بعض العلامات عن بعد

استخدامه كالھاتف أوالفاكس وذلك عن طریق إضافةبعض الأجھزة

وھذه بعضا لصورلنظام تحدید

في العصورالقدیمة نجد ان مجموعة من الأشخاص غیرو في الذھاب في رحلةاستكشافیة في مكان ما على الأرض لأنھم كانوایستخدموا احد أفراد المنطقة كدلیل لیرشدھم للطریق الصحیح ھذ ابالإضافة إلى استخدام البوصلة لتحدید الاتجاھات ولكن ماذا لوفقد ھذا الدلیل واختفى فكیف ستجد المجموعةالكشفیة طریقھا لابد أن الأمور ستصبح صعبة ،كذلك لوافترضنا أن شخص حصل على قارب بحري وانطلق في البحر و لكن فجأة اكتشف أنه لایعرف كیف یعود إلى نقطة البدایة فھو یحتاج إلى منی رشده،فماذالوكان مرشد كھذا ھو مجموعة من الأقمارالصناعیة التي تراقب ك باستمرارمن خلال جھازاستقبال ھذامایعرف.GPS بنظام تحدیدالموقع على الأرضوالمعروف باسم جھاز

ففى عالمنا اليوم ومع التطور التكنولوجيا التى جعلت من العالم قرية صغيرة اصبح الاختفاء عن الانظار امر صعب جدا فقد انتشرت اجهزة تحديد المواقع والتتبع التى تستخدم لتزويد المؤسسات بالمعلومات عن حركة منتجاتهم من المخزن الى اماكن التوريد وتزويد شركات تأجير السيارات باماكن تحول كل سيارة وتحديد اقرب سيارة الى المتصل بالشركة طالبا وسيلة نقل من مكان لاخر

بأقل من١٠٠دولاریمكنك الحصول على جھازبحجم الجوالی خبركبم وضعك  على الأرض في أى لحظةGlobal والذي یعني نظام تحدیدالموقع GPS وفي أى مكان ھذاالجھازھوجھازاستقبال.Positioning System

لتحدیدالموقع. GPS جھازمنشركةكومباكیستخدمنظام

في ھذه المقالة من تفسیرات فیزیائیة سوف نقوم بالتعرف على فكرةعمل

والتعرف على مكونات هوفوائده الھامة في حیاتنا. GPS جھاز

ماھونظامGPS؟

GPS شبكة الأقمارالصناعیة المتكاملة في نظام

فى عام 1973 م بدأت وزارة الدفاع الامريكية العمل لاستحداث نظام عالمي لتحديد المكان لاستبدال نظام  NAVSTAR  ( ( Global Navgation system  الملاحة بالاقمار الصناعية المسمى RANSIT Doppler  وذلك التفادى مشكلتين رئيستين الاةلى التغطية غير الكافية للاقمار الصناعية والثانية العمليات الملاحية غير الدقيقة ولذلك صمم نظام Gps ليوفر تغطية كاملة وبدقة عالية لتغطي الاحتياجات العسكرية بالدرجة الاولى وتانى الاحتياجات المدنية بالدرجة الثانية

 اذا نظام  GPS هو النظام الرئيسي لتوجيه الملاحة الجوية لاغلب الطائرات المدينة والعسكرية ليس هذا حسب بل ان هذا النظام يلعب دورا مميزا فى مجالات المساحة فقد اصبح من اكثر ادوات القياس التى عرفها مهندسوا المساحة الجيوديسية دقة على الاطلاق وايضا فى انظمة المعلومات الجغرافية اصبح نظام GPSاداة ضرورية لابد منها

أنظمةتحدیدالموقع (GPS)ھي عبارة عن منظومة من ٢٧رقم صناعي یدور حول الكرةالأرضیة (فعلیا٢٤قمرصناع يمستخدم و٣أقمار احتیاطیة تعمل في حالة تعطل تشبه أجھزةالجوتستطیع تحدیدموقعك GPS الأقمارالرئیسیة). وأنظمةاستقبال المعلومات من بدقة في الأبعادالثلاثةعلى سطح الأرض.

أحدالأقمارالصناعیةالعاملةفينظامGPS

فجھازتحدیدالموقعGPS یستخدم في الحروب الحدیثة على سبیل المثال في حربالخلیج، ھذاالجھاز جعل من الحرب وكأنھا لعبةكمبیوتر یقوم فیھا المھاجم بتحدید إحداثیات الھدف بدقة والقذیفة الموجھة تعتمد للوصول إلى الھدف المحدد. فقد شاھدنا كیف یمكن مھاجمة أھداف معینة بدقة متناھیةGPS على نظام وكأن تلكا لقذائف ترىو تعرف ماذاتفعل.GPS

فكرةعمل نظام الـ GPS

لقد تم تطوير هذا النظام على مدار عشرين سنة فى الولايات المتحدة الامريكية منذ 1973 وبميزانية تقارب عشرات المليارات من الدولارات نظام الـ GPS يتكون من مرسل ومستقبل اما المرسل فهو عبارة عن شبكة عمل اقمار صناعية تدور حول الارض على ارتفاع 19300 كيلو متر مرتين فى كل يوم موزعة على 8 مستويات دوران كل مستوى يضع 55 درجة مع المستوى الاخر ويوجد فى كل مستوى ثلاثة اقمار صناعية

لماذا نستخدم ثلاثة اقمار صناعية وليس قمر واحد:

تخيل انك فقدت الاتجاهات تماما من احد المناطق فى الصحراء وعندما قابلت احد الاشخاص سالته اين انا الان ؟ فاجابك انت على بعد 55 كيلومتر من المدينة 

لا شك ان هذه المعلومة لن تفيدا كثيرا فى تحديد موقعك بدقة لانك لاتستطيع رسم دائرة حول المدينة 1 نصف قطرها 500 كيلو متر يمكن تكون فى اى جزء فيها ولكن لو سألت اى شخص اخر واخبرك بأنك على بعد 550 كيلو متر من مدينة 2 فهنا تصبح الامور اسهل لانك ستكون فى احد نقطتي التقاطع بين الدائرتين حول مدينة 1 ومدينة 2 وتحتاج الى معلومة اضافية من شخص ثالث لتعرف بالضبط اى النقطتين موجود الان على الارض

وبھذه الفكرة تعمل الأقمارالثالثة لتحدید موقعك على سطح الأرض حیث یصنعك لقمرسطح كرويومن

تقاطعات ھذه الأسطح مع سطح الكرةالأرضیة یتم تحدید الموقع بدقة كبیرة

تقاطع الأسطح الكرویةعن الأقمارالصناعیة الثالثة مع سطح الأرض یعطي نقطةھي المكان الموجود فیھا

GPS جھازالاستقبال 

كل قمرمن الأقمارال٢٤یرسل باستمرارعلى نفس التردد إشارةكھرومغناطیسیة محملة على موجةخاصة بھا ترسل مع الإشارةالحاملة وبالتالى Code 1575 كل قمرصناعى لھا شفرة معینة MHz ترددھا یمكن لأى قمرصناعى یلتقط ھذه الشفرة أن یحدد مكان وزمان تواجد ھذا القمر.

أما المستقبل فھوجھازفي حجم رادیوصغیریحتوى على دوائرإلكترونیة معقدةیتحكم بھامیكروبروسسر

متطوریقوم المستقبل بتحدید الموقع باستخدام طریقتین مختلفتین الأولى تعتمدعلى Microprocessor

للإشارات الكھرومغناطیسیة المرسلة من الأقمارالصناعیة وھذهالإزاحة Doppler Shift إزاحة دوبلر

تكون ناتجةعن السرعة النسبیة بین الأرض والأقمارالصناعیة.

اما الطريقة الثانية  وتعتمد على قياس التاخير الزمنى بين الاشارات الكهرومغناطسية الواصلة من الاقمار الصناعية هذه المعلومات المستقبلة من الاقمار الصناعية تدخل الى الميكروبروسسر وتتحد مع المعلومات المخزنة عن كل قمر صناعى من حيث مداره وسرعته وموقعه وبعد عدة عمليات حسابية يحدد المستقبل موقعه على سطح الارض ويظهر النتائج على شاشة العرض ولدقة حساب الموقع فانه يجب ادخال العديد من العوامل فى اعتبار على سبيل المثال تأثير الغلاف الحيوى على الاشارات المرسلة وكذلك تأثير مجال الجاذيبة الارضية على الاشارات حيث ان الجاذبية الارضية تعمل على ازدياد ترددها كلما اقتربت من الارض ولهذا فان نظام GPS يعتمد وبشكل كبير على عمليات حسابية مقدرة جدا قبل ان يخبرنا بالموقع وهذه العمليات ينفذها الميكروبروسيسر

استخدامات نظامالـ GPSالحالیة والمستقبلیة.

كثیرونجد الذی نیستخدمون ھذ االنظام مثل البواخرالكبیرة وحتى القوارب الخاصة تستعینب الـGPS لتحدید موقعھا فيالبحاروالمحیطات كذلك شركات النقل تستخدم ھذاالنظام لتحدید مواقع سیاراتھا فمثلا شركات السیارات الأجرة فيأورباتستخدمالـ GPحتى ترسل أقرب سیارة مت واجدة بجوارصاحب الطلب.

قريبا جدا سوف يثبت فى كل سيارة جهاز مستقبل يقوم بارشاد السائق الى السهل الطرق ليصل الى مقصده وهذا الجهاز مزود بخرائط الكترونية لشوارع العالم عن طريق المعلومات التى يستقبلها من الاقمار الصناعية يمكن معرفة الشوارع المزدحمة وتجنبها وحاليا يجرى فى اليابان تطوير سيارات تستعين بالـ GPS والخرائط الالكترونية فى تمكين السيارة من معرفة الطريق دون الحاجة الى قائد السيارة عن طريق مجس الكترونى مثبت فى السيارة وقد نجحوا فى تحقيق هذا الهدف ولكن عند سرعة لا تزيد عن 15 كيلو متر فى الساعة

اما فى مجال الطائرات فاستخدم هذا النظام يمكن التحكم فى حركة الطائرات فى الجو والسماح للطائرات بالطيران على مسافات متقاربة من بعضها البعض للتخفيف من الازدحام الملحوظ فى المطارات