تعليم

مكونات نظام تحديد المواقع العالمي gps

تتعدد مكونات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، حيث توجد ثلاثة مكونات رئيسية تعمل معًا لتحديد أي مكان على سطح الأرض ، حيث أصبح نظام تحديد المواقع العالمي مهمًا جدًا في عصرنا نظرًا لتعدد استخداماته ، سواء كانت للاستخدامات الشخصية أو العسكرية أو العلمية أو العملية.

ما هو نظام تحديد المواقع العالمي؟

GPS (اللغة الإنجليزية: نظام تحديد المواقع العالمي) هو نظام ملاحة عالمي عبر الأقمار الصناعية يوفر الموقع والسرعة وتزامن الوقت ، ونظام تحديد المواقع العالمي هو نظام ملاحة عبر الأقمار الصناعية يتكون من 24 قمراً صناعياً على الأقل ، حيث يعمل نظام تحديد المواقع العالمي في أي ظروف جوية وفي أي مكان في العالم ، 24 ساعة في اليوم ، بدون اشتراك أو رسوم إعداد. يعمل GPS عن طريق تدوير الأقمار الصناعية حول الأرض مرتين يوميًا في مدار معين ، ويرسل كل قمر صناعي إشارة مشفرة وعلامات مدارية تسمح لأجهزة GPS بفك تشفير وحساب الموقع الدقيق للقمر الصناعي ، وتستخدم مستقبلات GPS هذه المعلومات لحساب الموقع الدقيق للمستخدم ، ويقيس مستقبل GPS المسافة إلى كل قمر صناعي هي مقدار الوقت المستغرق لاستقبال الإشارة المرسلة ، من خلال قياسات المسافة من عدد قليل من الأقمار الصناعية ، ويمكن للمستقبل تحديد موقع المستخدم وعرضه إلكترونيًا أو يمكنه العثور على طريق محدد ومختصر إلى موقع معين ، ويمكنه أيضًا حساب سرعة المستخدم.[1]

مكونات GPS

يستخدم نظام تحديد المواقع العالمي ثلاثة مكونات رئيسية ، وتوفر هذه المكونات بيانات وحسابات دقيقة لتحديد الموقع وحساب السرعة والوقت ، وهذه المكونات هي:[2]

الأقمار الصناعية

الأقمار الصناعية (بالإنجليزية: satellites) ، هي تلك التي تنقل إشارات من الفضاء ، وعلى أساسها يتم قياس وقت ومكان المستخدم ، وتسمى هذه المجموعة من الأقمار الصناعية الكوكبة ، ويستخدم نظام تحديد المواقع العالمي GPS اثنين مجموعات من الأقمار الصناعية وهي:

  • أقمار نافسرار الصناعية
  • أقمار جلوناس

تتكون الأقمار الصناعية من 24 قمرًا ، مرتبة في 6 مستويات مدارية ، ويميل كل قمر 55 درجة إلى خط الاستواء لمدة 12 ساعة ،
يدور كل قمر صناعي على ارتفاع حوالي 20200 كيلومتر ، ويحتوي كل قمر صناعي على أربع ساعات ذرية دقيقة ، يتم استخدام واحدة منها فقط في كل مرة.

وحدة تحكم ارضية

تتكون وحدة التحكم الأرضية من خمس محطات مراقبة أرضية وثلاثة هوائيات ومحطة تحكم رئيسية ، حيث تقوم محطات المراقبة باستمرار بقياس الإشارات وتقديم البيانات إلى محطة التحكم الرئيسية ، وتحسب محطة التحكم الرئيسية التقويم الفلكي للقمر الصناعي ومعلمات تصحيح الساعة و يرسلها إلى الهوائي ، ويرسل الهوائي البيانات إلى كل قمر صناعي مرة واحدة على الأقل في اليوم.

المستخدمون

حيث يتكون جزء المستخدمين من GPS من مستقبلات GPS ومجتمع المستخدمين ، ويتكون جهاز الاستقبال النموذجي من هوائي ، ومضخم مسبق ، ومعالج إشارة راديو ، وجهاز تحكم ، وشاشة ، ووحدة تسجيل بيانات ، ومصدر طاقة ، حيث تقوم مستقبلات GPS بتحويل الإشارات إلى تقديرات الموقع والسرعة والوقت ، وما هو مطلوب مطلوب أربعة أقمار صناعية على الأقل لحساب الأبعاد الأربعة X و Y و Z للمكان والزمان.

أين تقع محطة التحكم GPS الرئيسية

تقع محطة التحكم الرئيسية لأنظمة GPS في ولاية كولورادو في قاعدة Shriver الجوية ، وهي مسؤولة عن الإدارة العامة لمواقع المراقبة والإرسال عن بُعد. تحتوي هذه المحطة الرئيسية على قاعدة بيانات ومجموعة من المعادلات المحسوبة والسرعات والارتفاع الاشتقاقي الصحيح وانحدار أقمار GPS الصناعية في أوقات محددة ، لأن المحطة الرئيسية لا تحسب الموقع فحسب ، بل تحسب أيضًا السرعة والارتفاع والانحراف معلمات الموقع ، ويوجد ست محطات مراقبة لقياس الإشارات. هذه المحطات هي:[3]

  • محطة كيب كانافيرال.
  • محطة فلوريدا.
  • محطة هاواي.
  • محطة جزيرة أسنسيون في المحيط الأطلسي.
  • محطة دييجو جارسيا أتول في المحيط الهندي.
  • محطة جزيرة كواجالين في جنوب المحيط الهادئ.

وأضيفت محطات في عام 2005 م في الأرجنتين والبحرين والمملكة المتحدة والإكوادور وواشنطن العاصمة وأستراليا ، حيث تقوم كل من محطات المراقبة بفحص الارتفاع الدقيق والموقع والسرعة والصحة العامة للأقمار الصناعية التي تدور في المدار. ويمكن للمحطة تتبع ما يصل إلى 11 قمراً صناعياً في المرة الواحدة. يتم إجراء هذا الفحص مرتين في اليوم لكل محطة.

يستخدم GPS

يستخدم نظام تحديد المواقع العالمي في الشركات والمؤسسات وفي العديد من الصناعات المختلفة حيث يستخدم هذا النظام لإنجاز أمور مهمة مثل:[4]

  • تحديد الموقع: من خلال تحديد الموقع الدقيق للمستخدم.

  • التنقل: يمكن لهذا النظام العثور على اختصارات للانتقال من موقع إلى آخر.

  • التتبع: يستخدم في المراقبة العسكرية.

  • رسم الخرائط: يعد هذا النظام حاليًا أحد أهم طرق إنشاء الخرائط.

  • التوقيت: يمكن أن يأخذ GPS قياسات دقيقة للوقت.

نظرًا لأن نظام تحديد المواقع العالمي يعتمد على المساحين في أعمال المسح والعلماء والطيارين والمهندسين والعاملين في التعدين والزراعة ، ويستخدم هذا النظام أيضًا في الملاحة البحرية والطيران ، وفي إدارة الموارد الطبيعية. في ختام هذا المقال ، تعرفنا على مكونات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، وتعرّفنا على المقصود بـ GPS ، وشرحنا بالتفصيل ماهية استخدامات هذا النظام ، وقمنا بتحديد موقع المحطة الرئيسية لنظام الملاحة العالمي.

السابق
وش سالفة الهاشتاق
التالي
اين تقع جامايكا في اي قاره