مكونات نظام تحديد المواقع العالمي gps

مكونات نظام تحديد المواقع العالمي gps

إن مكونات نظام تحديد المواقع العالمي gps متعددة، حيث يوجد ثلاث مكونات رئيسية تعمل معاً لتحديد أي موقع على سطح الأرض، حيث إن نظام تحديد المواقع العالمي أصبح مهماً جداً في وقتنا الحالي لتعدد إستعمالاته سواء كانت الإستعمالات الشخصية أو العسكرية أو العلمية والعملية.

ما المقصود بنظام تحديد المواقع العالمي

نظام تحديد المواقع (بالإنجليزية: Global Positioning System)، هو نظام عالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية يوفر الموقع والسرعة وتزامن الوقت، وإن نظام GPS هو نظام ملاحة قائم على الأقمار الصناعية المتكونة من 24 قمراً صناعياً على الأقل، حيث يعمل نظام تحديد المواقع العالمي في أي ظروف جوية، وفي أي مكان في العالم، وعلى مدار 24 ساعة في اليوم، بدون رسوم إشتراك أو رسوم إعداد.

ويعمل نظام تحديد المواقع من خلال دوران الأقمار الصناعية حول الأرض مرتين يومياً في مدار محدد، 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، كما ويقيس مستقبل GPS المسافة إلى كل قمر صناعي بمقدار الوقت المستغرق لإستقبال الإشارة المرسلة، من خلال قياسات المسافة من عدد قليل من الأقمار الصناعية، ويمكن لجهاز الإستقبال تحديد موقع المستخدم وعرضه إلكترونياً أو يمكنه إيجاد طريق محدد ومختصر لمكان معين، كما ويمكنه حساب سرعة المستخدم.[1]

مكونات نظام تحديد المواقع العالمي gps

يستخدم نظام تحديد المواقع العالمي ثلاث مكونات رئيسية، وهذه المكونات هي التي توفر البيانات والحسابات الدقيقة لتحديد الموقع وحساب السرعة والوقت، وهذه المكونات هي:[2]

الأقمار الصناعية

الأقمار الصناعية (بالإنجليزية: Satellites)، هي التي تنقل إشارات من الفضاء، وعلى أساسها يتم قياس وقت ومكان المستخدم، وهذه المجموعة من الأقمار الصناعية تسمى الكوكبة، كما ويستخدم نظام تحديد المواقع العالمي GPS، مجموعتين من الأقمار الصناعية، وهي:

  • أقمار نافستار (بالإنجليزية: Navsrar)
  • أقمار جلوناس (بالإنجليزية: Glonass)

وتتكون الأقمار من 24 قمراً صناعياً، مرتبة في 6 مستويات مدارية، ويميل كل قمر 55 درجة إلى خط الإستواء مع فترة 12 ساعة،
كما ويدور كل قمر صناعي على إرتفاع حوالي 20200 كيلو متر، ويحتوي كل قمر صناعي على أربع ساعات ذرية دقيقة، يتم إستخدام واحدة منها فقط في كل مرة.

وحدة التحكم الأرضي

تتكون وحدة التحكم الأرضي من خمس محطات مراقبة أرضية وثلاثة هوائيات ومحطة تحكم رئيسية، حيث تقيس محطات المراقبة الإشارات بإستمرار وتوفر البيانات إلى محطة التحكم الرئيسية، وتحسب محطة التحكم الرئيسية التقويم الفلكي للقمر الصناعي ومعاملات تصحيح الساعة وترسلها إلى الهوائي، ويرسل الهوائي البيانات إلى كل قمر صناعي مرة واحدة على الأقل يومياً.

المستخدمين

حيث يتكون جزء المستخدمين في نظام تحديد المواقع من مستقبلات GPS ومجتمع المستخدمين، ويتكون جهاز الإستقبال النموذجي من هوائي ومضخم مسبق ومعالج إشارة الراديو وجهاز التحكم والعرض ووحدة تسجيل البيانات ومصدر الطاقة، حيث تقوم أجهزة إستقبال GPS بتحويل الإشارات إلى تقديرات الموقع والسرعة والوقت، ويكون مطلوب ما لا يقل عن أربعة أقمار صناعية لحساب الأبعاد الأربعة X و Y و Z للمكان والوقت.

أين توجد محطة التحكم الرئيسية لنظم تحديد المواقع

توجد محطة التحكم الرئيسية لنظم تحديد المواقع في ولاية كولورادو في قاعدة شريفر الجوية، وهي المسؤولة عن الإدارة العامة لمواقع المراقبة والإرسال عن بعد، وتمتلك هذه المحطة الرئيسية قاعدة بيانات ومجموعة من المعادلات المحسوبة والسرعات والإرتقاء الصحيح المشتق وإنحدار سواتل GPS في أوقات محددة، وذلك لأن محطة التحكم الرئيسية لا تحسب فقط الموضع ولكن أيضاً تحسب السرعة والإرتفاع ومعلمات الإنحراف للموقع، كما وتوجد ست محطات مراقبة لقياس الإشارات وهذه المحطات هي:[3]

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

وتمت إضافة محطات في عام 2005 ميلادي، في الأرجنتين والبحرين والمملكة المتحدة والإكوادور وواشنطن العاصمة وأستراليا، حيث تتحقق كل محطة من محطات المراقبة من الارتفاع الدقيق والموقع والسرعة والصحة العامة للأقمار الصناعية التي تدور في المدار، ويمكن للمحطة تتبع ما يصل إلى 11 قمراً صناعياً في المرة الواحدة، ويتم إجراء هذا الفحص مرتين في اليوم، من قبل كل محطة.

استخدامات نظام تحديد المواقع العالمي gps

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

  • تحديد الموقع: وذلك من خلال تحديد موقع المستخدم بدقة.
  • التنقل: حيث يمكن لهذا النظام إيجاد الطرق المختصرة للإنتقال من موقع إلى اخر.
  • التتبع: حيث يستخدم في المراقبة العسكرية.
  • رسم الخرائط: يعد هذا النظام حالياً من أهم الطرق لإنشاء الخرائط.
  • تحديد التوقيت: حيث يمكن لنظام تحديد المواقع أخذ قياسات زمنية دقيقة.

حيث إن نظام تحديد المواقع العالمي يعتمد عليه المساحين في العمل المساحي، والعلماء، والطيارين، والمهندسين، والعاملين في التعدين والزراعة، كما ويستخدم هذا النظام في الملاحة البحرية والملاحة الجوية، وفي إدارة الموارد الطبيعية.

وفي ختام هذا المقال نكون قد تعرفنا على مكونات نظام تحديد المواقع العالمي gps، كما وتعرفنا على المقصود بنظام تحديد المواقع، ووضحنا بالتفصيل ما هي إستخدمات هذا النظام، وحددنا موقع المحطة الرئيسية لنظام الملاحة العالمي.

المراجع

  1. ^geotab.com , What is GPS , 7/12/2020
  2. ^aboutcivil.org , Components of GPS , 7/12/2020
  3. ^faa.gov , Control Segment , 7/12/2020
  4. ^geotab.com , What are the uses of GPS , 7/12/2020

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *