gps یک سیستم راهبری و مسیریابی ماهواره‌ای است که از شبکه ای با حداقل ۲۴ ماهواره تشکیل شده است. این ماهواره ها به سفارش وزارت دفاع ایالات متحده ساخته و در مدار زمین قرار داده شده‌اند. جی پی اس (gps) در ابتدا برای مصارف نظامی تهیه شد ولی از سال ۱۹۸۰ استفاده عمومی آن آزاد و آغاز شد.

آیا می دانید معنی جی پی اس چیست؟

GPS مخفف سیستم موقعیت یابی جهانی است که توسط آن هرکسی همیشه می تواند اطلاعات موقعیت را در هر کجای دنیا بدست آورد.

GPS چیست؟

تعریف gps، سیستم موقعیت یابی جهانی (GPS) ابزاری متعلق به ایالات متحده است که خدمات موقعیت یابی، ناوبری و زمان بندی (PNT) را در اختیار کاربران قرار می دهد. این سیستم از سه بخش تشکیل شده است: بخش فضایی، بخش کنترل و بخش کاربر. نیروی فضایی ایالات متحده بخش های فضایی و کنترل را توسعه، نگهداری و بهره برداری می کند.

۲. ساختار اساسی GPS :

GPS از سه بخش زیر تشکیل شده است:

بخش فضایی (ماهواره های GPS)

تعدادی از ماهواره های GPS در شش مدار دور زمین در ارتفاع تقریبی ۲۰ هزار کیلومتری (چهار ماهواره GPS در هر مدار) مستقر شده و در فواصل ۱۲ ساعته به دور زمین حرکت می کنند.

 

بخش کنترل (ایستگاه های کنترل زمینی)

ایستگاه های کنترل زمینی نقش اطمینان، کنترل و نگهداری مدار ماهواره را دارند تا اطمینان حاصل کنند که انحراف ماهواره ها از مدار و همچنین زمان GPS در حد تحمل است.

بخش کاربر (گیرنده های GPS)

گیرنده ها و فرستنده های GPS از جمله مواردی مانند ساعت، تلفن های هوشمند و دستگاه های telematic.

آشنایی با کاربردهای GPS

 

موقعیت یابی GPS

اولاً، سیگنال زمان از یک ماهواره GPS در یک نقطه مشخص ارسال می شود. پس از آن، اختلاف زمانی بین زمان GPS و نقطه زمانی که گیرنده GPS، سیگنال زمان را دریافت می کند محاسبه می شود تا فاصله گیرنده تا ماهواره را ایجاد کند. همین روند با سه ماهواره دیگر نیز انجام خواهد شد. محاسبه موقعیت گیرنده GPS از فاصله گیرنده GPS تا سه ماهواره امکان پذیر است. با این حال، موقعیت ایجاد شده توسط این روش دقیق نیست، زیرا یک خطا در فاصله محاسبه شده بین ماهواره ها و یک گیرنده GPS وجود دارد، که ناشی از یک خطای زمانی در ساعت است که در یک گیرنده GPS گنجانده شده است.

 

برای یک ماهواره، یک ساعت اتمی برای تولید اطلاعات مربوط به زمان در نظر گرفته شده است، اما زمان تولید شده توسط ساعت های گنجانده شده در گیرنده های GPS به اندازه زمان تولید شده توسط ساعت های اتمی در ماهواره ها دقیق نیست. در اینجا، ماهواره چهارم نقش خود را بازی می کند: فاصله ماهواره چهارم تا گیرنده می تواند برای محاسبه موقعیت در روابط تا داده های موقعیت تولید شده توسط فاصله بین سه ماهواره و گیرنده استفاده شود، بنابراین حاشیه خطا همان دقت موقعیت را کاهش می دهد.

 

شکل ۱-۳ زیر مثالی از موقعیت یابی را با دو بعد نشان می دهد (کسب موقعیت با استفاده از دو نقطه داده شده). با محاسبه فاصله از دو نقطه داده شده می توانیم در جایی که قرار داریم محاسبه کنیم و GPS سیستمی است که می تواند با ضرب نقاط داده شده و جایگزینی آنها با ماهواره های GPS روی این شکل نشان داده شود.

 

موقعیت یابی جی پی اس

 

سیگنال های GPS

ماهواره های GPS پرتوها را در دو فرکانس حامل پخش می کنند. L1 (1،۵۷۵،۴۲ مگاهرتز) و L2 (1،۲۲۷،۶۰ مگاهرتز). پرتوهای قابل دسترسی برای عموم در کد C / A (درشت / اکتساب) کدگذاری می شوند و تیرهایی که فقط توسط نیروهای نظامی ایالات متحده می توانند استفاده شوند در کد P (دقیق) رمزگذاری شده اند. کد C / A از کدهای شناسایی هر ماهواره تشکیل شده و همراه با پیام های ناوبری پخش می شود. داده های مدار هر ماهواره را ephemeris * و داده های مدار همه ماهواره را almanac ** می نامند. پیام های ناوبری با سرعت ۵۰ بیت در ثانیه پخش می شوند. با استفاده از این مجموعه داده ها، گیرنده GPS برای ایجاد داده های موقعیت، فاصله بین ماهواره ها و گیرنده را محاسبه می کند. در شکل ۱-۴ ، جزئیات کد C / A و در شکل ۱-۵ ، پیام های ناوبری شرح داده شده است.

* Ephemeris مدار دقیق ماهواره را فراهم می کند، که می تواند برای تولید موقعیت دقیق ماهواره، اطلاعات لازم برای محاسبه اطلاعات موقعیت استفاده شود. این داده های بومی است که فقط توسط هر یک از ماهواره های GPS با شماره شناسایی خاص استفاده می شود.

** Almanac را می توان به عنوان داده های ephemeris ساده در نظر گرفت و حاوی اطلاعات درشت و وضعیت برای تمام ماهواره های شبکه است. برای تعیین موقعیت ماهواره های موجود به منظور دریافت یک گیرنده GPS برای تولید موقعیت و زمان فعلی استفاده می شود. ۱۲.۵ دقیقه طول می کشد تا تمام داده های Almanac دریافت شود.

کوچک کردن