تتعدد مكونات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لأن هناك ثلاثة مكونات رئيسية تعمل معًا لتحديد أي موقع على سطح الأرض ، لأن نظام تحديد المواقع العالمي أصبح مهمًا للغاية اليوم نظرًا لتعدد استخداماته ، سواء للاستخدامات الشخصية أو العسكرية أو العلمية أو المهمة.
ما هو نظام تحديد المواقع العالمي؟
GPS (بالإنجليزية: Global Positioning System) هو نظام ملاحة عالمي يوفر مزامنة الموقع والسرعة والوقت ، ونظام تحديد المواقع العالمي هو نظام ملاحة عبر الأقمار الصناعية يتكون من 24 قمرًا صناعيًا على الأقل يعمل فيها نظام تحديد المواقع العالمي في كافة الظروف الجوية. وفي أي مكان في العالم ، 24 ساعة في اليوم ، بدون رسوم اشتراك أو إعداد.
يعمل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) عبر تدوير الأقمار الصناعية حول الأرض مرتين يوميًا في مدار معين ، ويرسل كل قمر صناعي إشارة مشفرة وعلامات مدار تسمح لأجهزة GPS بفك تشفير وحساب الموقع الدقيق للقمر الصناعي ، وتستخدم مستقبلات GPS هذه البيانات لحساب الموقع الدقيق للمستخدم وقياس مستقبل GPS المسافة لـ كل قمر صناعي هي الوقت الذي يستغرقه استقبال الإشارة المرسلة عبر قياسات المسافة من عدة أقمار صناعية ، ويمكن للمستقبل العثور على المستخدم وعرضه إلكترونيًا أو العثور على مسار ثابت ومختصر لـ موقع معين ، وكذلك حساب سرعة المستخدم.
مكونات GPS
يستخدم النظام العالمي ثلاثة مكونات رئيسية وهذه المكونات توفر بيانات وحسابات دقيقة لتحديد الموقع وحساب السرعة والوقت ، وهذه المكونات هي:
الأقمار الصناعية
الأقمار الصناعية (بالإنجليزية: satellites) هي أقمار صناعية تنقل إشارات من الفضاء ويتم قياسها على أساس وقت المستخدم وموقعه ، وتسمى هذه المجموعة من الأقمار الصناعية الكوكبة ، ويستخدم نظام تحديد المواقع العالمي GPS مجموعتين من الأقمار الصناعية:
- أقمار نافسرار الصناعية
- أقمار جلوناس
تتكون الأقمار الصناعية من 24 قمرا صناعيا مرتبة في 6 مستويات مدارية ويميل كل شهر 55 درجة لـ خط الاستواء لمدة 12 ساعة ،
يدور كل قمر صناعي على زيادة حوالي 20200 كيلومتر ، ويحتوي كل قمر صناعي على أربع ساعات ذرية دقيقة تستخدم واحدة فقط في كل مرة.
وحدة تحكم ارضية
تتكون وحدة التحكم الأرضية من خمس محطات تتبع أرضية وثلاثة هوائيات ومحطة تحكم رئيسية واحدة ، حيث تقوم محطات المراقبة باستمرار بقياس الإشارات وتقديم البيانات لـ محطة التحكم الرئيسية وإرسال محطة التحكم الرئيسية للهوائي عبر حساب التقويم الفلكي للقمر الصناعي ومعلمات تصحيح الساعة ، ويقوم الهوائي بإرسال البيانات لـ كل قمر صناعي. مرة واحدة على الأقل في اليوم.
المستخدمون
حيث أن بعض مستخدمي نظام GPS هم مستقبلات GPS ومجتمع المستخدمين ، ويتكون جهاز الاستقبال النموذجي من هوائي ، ومضخم مسبق ، ومعالج إشارة راديو ، ووحدة تحكم ، وشاشة ، ووحدة تسجيل بيانات ، ومصدر طاقة ، وموقع إشارات مستقبلات GPS ، وسرعتها. وتقديرات الوقت وما هو مطلوب مطلوب. أربعة أقمار صناعية على الأقل لحساب الأبعاد الأربعة للمكان والزمان ، X و Y و Z.
أين تقع محطة التحكم الرئيسية لنظام GPS
تقع محطة التحكم الرئيسية لأنظمة GPS في ولاية كولورادو في قاعدة Shriver الجوية ، وهي المسؤولة عن الإدارة العمومية لمناطق المراقبة والإرسال عن بُعد ، وتحتوي هذه المحطة الأساسية على قاعدة بيانات ومجموعة من المعادلات المحسوبة والسرعات والارتفاع الاشتقاقي الصحيح لأقمار GPS الصناعية في توقيت ووقت ثابت لأن التحكم الرئيسي بالمحطة لا يحسب الموقع فحسب ، بل يحسب أيضًا معلمات السرعة والارتفاع والانعراج للموقع ، وهناك ست محطات مراقبة لقياس الإشارات.
- محطة كيب كانافيرال.
- محطة فلوريدا.
- محطة هاواي.
- محطة جزيرة أسنسيون في المحيط الأطلسي.
- محطة دييغو غارسيا أتول في المحيط الهندي.
- محطة جزيرة كواجالين في جنوب المحيط الهادئ.
وفي عام 2005 م ، تم إضافة محطات في الأرجنتين والبحرين والمملكة المتحدة والإكوادور وواشنطن العاصمة وأستراليا ، حيث تتحقق كل محطة من محطات المراقبة من الارتفاع الصحيح والموقع والسرعة والصحة العمومية للأقمار الصناعية التي تجري في مدارها ، ويمكن للمحطة مراقبة 11 قمراً صناعياً في وقت واحد. . يتم إجراء هذا الفحص مرتين في اليوم من قبل كل محطة.
يستخدم GPS
يستخدم نظام تحديد المواقع العالمي في الشركات والمؤسسات وفي الكثير من الصناعات المختلفة.
- توضيح الموقع: وذلك عبر تحديد الموقع الدقيق للمستخدم.
- إمكانية التنقل: حيث يمكن لهذا النظام إيجاد اختصارات للتبديل من موقع لـ انتهاء.
- التتبع: تستخدم في المراقبة العسكرية.
- رسم الخريطة: يعد هذا النظام حاليًا أحد أهم طرق رسم الخرائط.
- حدد التوقيت: حيث يمكن لـ GPS أخذ قياسات زمنية دقيقة.
نظرًا لأن نظام تحديد المواقع العالمي يعتمد على الباحثين والعلماء والطيارين والمهندسين والعاملين في التعدين والزراعة ، فإن هذا النظام يستخدم أيضًا في الملاحة البحرية والملاحة الجوية وإدارة الموارد الطبيعية.
في انتهاء هذا المقال ، تعلمنا مكونات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وتعلمنا المقصود بـ GPS ، وشرحنا بالتفصيل ماهية استخدامات هذا النظام ، وحددنا المحطة الرئيسية لنظام الملاحة العالمي.
المراجع
geotab.com ، 7/12/2020
aboutcivil.org ، 7/12/2020
faa.gov ،، 7/12/2020
geotab.com ، 7/12/2020
