تحقیق درباره تلفن و GPS

فهرست مطالب

تاريخچه تلفن.. 2

تلفن در ايران.. 3

گاليله سيستم تعيين موقعيت ماهواره ای.. 4

GPS   چيست؟. 5

اصول كارگيري GPS. 6

روش تعيين موقعيت توسط GPS. 8

نحوه كار كرد GPS. 12

ماهواره‌هاي سيستم.. 14

تقسيم بندي GPS‌ها15

مزاياي سيستم GPS. 17

خطاهاي GPS. 18

اصطلاحات موبایل.. 19

منابع.................................................................................................................................................................................. 21

تاريخچه تلفن

   اختراع تلفن نيز مانند هر اختراع مهم ديگر مبتنی بر کوشش‌ها و تجربيات گذشتگان و نتيجهرسيدن پيشرفت‌های علمی و فنی به مرحله‌ای معين بود. به اصطلاح بعضی از مورخان تاريخ علوم، تلفن نيز دارای نياکان و اجدادی است. يکی از اين پدران يا اجداد، لوله صوتی ; گوتی Gauthey است که در سال 1782 اختراع شد و صوت را تا فاصله هشتصد متری انتقال می‌داد. جد ديگر تلفن هوک بوده است که با نخ کار می‌کرد. اما تلفن در شکل تکامل يافته‌اش به وسيله الکساندر گراهام بل Graham Bell آمريکايی (1847-1922) اختراع شد. تلفن فرستادن پيام و دريافت آن را بدون آن که نياز به جدولی مانند الفبای مورس باشد ممکن ساخت. با استفاده از تلفن، مردمی که فرسنگ‌ها از يکديگر دورند، تقريباً مانند مواقعی که رو به روی يکديگر قرار دارند، می‌توانند صحبت کنند. گراهام بل در آغاز بيش‌تر به تحقيق در مورد ناشنوايان می‌پرداخت اما بعدها بطور کامل به علم و تکنيک روی آورد. بل در سال 1877 شرکت بل تلفن Bell Telephone Association را تأسيس کرد که هنوز هم بزرگ‌ترين کمپانی سازنده تلفن در جهان است. بعد از ظهر روز دوم ژوئن سال 1875 ميلادی مصادف با 11 خرداد 1254 شمسی گراهام بل با همکاری دوستش واتسن موفق به اختراع تلفن شد و در ژانويه 1876 ميلادی دستگاه تلفن بل به کار افتاد. دهم مارس 1876 ميلادی برابر با 1255 شمسی، بل از اتاق خود به‌وسيله اين دستگاه به دستيارش در اتاق ديگر گفت: آقای واتسن بياييد با شما کار دارم. تلفن، پس از اختراع کامل توسط بل به سرعت اشاعه يافت و سيم‌های آن از شهری به شهر ديگر کشيده شد. چهارده سال بعد از اختراع تلفن يعنی در سال 1890 ميلادی استروجر سيستم تلفن خودکار را بنا نهاد. در سال 1891 ارتباط تلفنی بين لندن و پاريس برقرار گرديد. دو قاره اروپا و امريکا تحت محاصره شبکه‌ای درآمد که روز به روز گسترش می‌یافت. روزی که بل درگذشت (سال 1922)، به احترام او ارتباط تلفنی بر روی شبکه وسيعی که دارای هفده ميليون تلفن بود به مدت يک دقيقه قطع شد. تلگراف و تلفن ارتباط سريع و فوری از راه دور را ميان نقاطی که می‌توانند سيم‌کشی بشوند، ممکن ساخت. اما از سال 1896 دانشمندان توانستند ميان دو نقطه که حتی سيم‌کشی نشده بود ارتباط سريع و فوری برقرار سازند (تلگراف بی‌سيم، تلفن بی‌سيم يا راديو تلفن).

تلفن در ايران

   در سال 1265 شمسی مصادف با 1886 ميلادی، برای اولين بار در ايران، يک رشته سيم تلفن بين تهران و شاهزاده عبدالعظيم به طول 7/8 کيلومتر توسط بوآتال بلژيکی که امتياز راه آهن ری را داشت کشيده شد ولی در واقع مرحله دوم فناوری مخابرات در تهران از سال 1268 شمسی يعنی 13 سال پس از اختراع تلفن با برقراری ارتباط تلفنی بين دو ایستگاه ماشین دودی تهران و شهر ری آغاز شد. پس از آن بین کامرانیه در منطقه شمیران و عمارت وزارت جنگ در تهران و سپس بین مقر ییلاقی شاه قاجار در سلطنت آباد سابق و عمارت سلطنتی تهران ارتباط تلفنی دایر شد. وزارت تلگراف در سال 1287 شمسی با وزارت پست ادغام و به نام وزارت پست و تلگراف نامگذاری شد. در سال 1302 شمسی قراردادی برای احداث خطوط تلفنی زیرزمینی با شرکت زیمنس و‌هالسکه منعقد شد و سه سال بعد در آبان ماه 1305 شمسی تلفن خودکار جدید بر روی 2300 رشته کابل در مرکز اکباتان آماده بهره‌برداری شد. در سال 1308 شمسی امور تلفن نیز تحت نظر وزارت پست و تلگراف قرار گرفت و به نام وزارت پست و تلگراف و تلفن نامگذاری شد. مرکز تلفن اکباتان در سال 1316 شمسی به 6000 شماره تلفن رسید و دو سال بعد بهره‌برداری شد و در سال 1337 به 13 هزار شماره توسعه یافت. خطوط تلفن جدید یا کاریر نیز پس از شهریور 1320 مورد بهره‌برداری قرار گرفت و ارتباط تلفنی بین تهران و سایر شهرها گسترش یافت و مراکز تلفنی تهران یکی پس از دیگری تأسیس شد. وزارت پست و تلگراف و تلفن در سال 1383 به نام وزارت ارتباطات و فناوری اطلاعات تغییر نام یافت.

 گاليله سيستم تعيين موقعيت ماهواره ای :

اين سيستم بعد از امواج راديويي مورد استفاده قرار گرفت كه در مجموع كامل تر از سيستم‌هاي راديويي بودند .

    آژانس فضايي اروپا  با پرتاب نخستين ماهواره گاليله به مدار زمين، ‌گامي جدي در جهت طراحي و ساخت سيستم ماهواره‌يي موقعيت ياب جهاني برداشت .

   به گزارش سرويس «فن‌آوري» خبرگزاري دانشجويان ايسنا، سيستم موقعيت ياب جهاني گاليله، شبكه‌اي متشكل از 30 ماهواره خواهد بود كه بر اساس كارايي اين ماهواره‌ها، اطلاعات دقيقي در خصوص زمان و مكان در اختيار كاربران بر روي زمين و حتي در هوا و فضا   اين پروژه ماهواره‌ يي پيشرفته ارزشي بالغ بر 3/4 ميليارد يورو (معادل 4 ميليارد دلار و 3/2 ميليارد پوند) دارد كه از محل سرمايه‌گذاري‌هاي خصوصي و دولتي تامين شده و لقب پر هزينه‌ترين پروژه فضايي تاريخ را به خود گرفته است .

نخستين ماهواره از سري ماهواره‌ها در 28 دسامبر به مدار زمين پرتاب شده است. اين پرتاب به وسيله يك موشك «سويوز» ساخت روسيه و از پايگاه‌ فضايي «بايكونور قزاقستان» صورت گرفته است .

 طبق برنامه‌ريزي‌هاي صورت گرفته اين ماهواره‌ها با استفاده از فن‌وري‌هاي پيشرفته روز، دراطراف زمين مستقر مي‌شوند

اين سيستم موقعي ياب جهاني همچنين شامل ساعت‌هاي اتمي، به عنوان قلب هر گونه سيستم موقعيت ياب جهاني خواهد بود.

BBC در تحليلي درباره سيستم موقعيت ياب جهاني گاليله از اين طرح به عنوان يك پروژه سياسي ياد كرده و آورده است .

  به گزارش ايسنا به نقل از BBC، اين سيستم موقعيت ياب جهاني پيشرفته (گاليله) پنج سطح خدماتي ارائه كرده و تغييرات گسترده‌اي را در اين زمينه نشان مي‌دهد .

نخستين ماهواره 600 كيلوگرمي مجموعه گاليله يك روز  صبح با راكت روسي «سويوز» از سكوي «بايكنور» در قزاقستان به فضا پرتاب شد .

ولي با همه اين وجود سيستم گاليله مشكلات خاصي داشت اول اين كه نمي توانست موقعيت را در نزديكترين فواصل مشخص كند و ثانيا با تغيير شرايط آب و هوايي نمي توانست نتيجه مطلوبي را بدهد . بعد از اين سيستم‌ها سيستم‌هاي GPS وارد بازار شدند .

GPS   چيست؟

GPS   يا (Golobal Positioning System) يك سيستم مكان ياب جهاني است كه از شبكه اي با 24 ماهواره توسط وزارت دفاع امريكا ساخته شده است. و اطلاعات دقيقي از محل، و زمان را در سراسر دنيا در اختيار كاربرها قرار مي‌دهد. سيستم GPS سيگنال‌هايي را ارسال مي‌نمايد كه توسط گيرنده‌هاي GPS دريافت مي‌شود و موقعيت مكاني،‌ سرعت و زمان را در هر جاي كره زمين در هر موقع از روز يا شب و در هر شرايط آب و هوايي محاسبه مي‌نمايد. سيستم مكان‌ياب جهاني يا GPS يك منبع ملي و مورد استفاده بين‌المللي براي يافتن موقعيت محل،‌ مسيريابي و زمان سنجي مي‌باشد.

   در اين بين GPS Etrex Vista مدل Garmin به دليل قابليت‌هاي بالا در جايگاه نخست قرار دارد .

اصول كارگيري GPS

وظيفه يك گيرنده GPS درست بعداز روشن شدن آن را مي توان بصورت زير خلاصهكرد.

الف) نرم افزار سيستم بايدبتواند ماهواره‌هاي موجود درديد كاربر را تعيينكند و سپس ازبين ماهواره‌ها , چهار ماهواره را كه داراي بهترين آرايش هندسي هستندبه منظورمينيمم شدن خطاي فاصله  منبعي انتخاب كند.

   مل تعيين كابل ماهواره‌هاي موجود درديد كاربراغلب توسط اطلاعات قبلي موجوددرحافظه خراب نشدني دستگاه (14) انجام مي شود اگرچنين اطلاعات معتبري درحافظه نباشدسيستم بايد عمل جستجو را برروي تك تك 24 ماهواره GPS انجام داده وليستي ازماهواره‌هاي در ديدتهيه كند كه مسلماً اين كاروقت زيادي ازگيرنده را پس ازروشن شدن بهخوداختصاص مي دهد .

ب) پس ازتعيين 4 ماهواره موردنظر بايدسيگنال آنها را بدست آوريم .اين كار باساختن كدشبه تصادفي نظير كدماهواره موردنظر درگيرنده وانجام عمل همبستگي با سيگنالرسيده انجام مي شود .كد داخلي گيرنده را آنقدر شيفت زماني مي دهيم تا خروجيهمبستگي‌ساز ماكزيمم گردد. دراين صورت كد بدلي وكد دريافتي ازماهواره كاملاً سنكرونهستند .به اين عمل , جستجوي سيگنال ماهواره درحوزه زمان مي گويند:

   لازم به ذكراست كه بايستي عمل جستجو در حوزه فركانس نيز انجام شود ازآنجا كهماهواره‌هاي GPS درمدار زمين ثابت (ژئو سنكرون)قرار نداشته ونسبت به زمين درحالحركت هستند وهمچنين چون گيرنده نيز معمولاً روي يك جسم متحرك نظيراتومبيل وياهواپيما نصب مي شود درنتيجه فركانس دقيق كاربر ارسالي به علت اثر دوپلر ,مشخص نيستپس بايد فركانس كاربر محلي را نيز آنقدر تغيير دهيم تا خروجي همبستگي ساز ازحدآستانه اي بيشتر شود.و نهايتاً فركانس كاربر نيز با فركانس دريافتي سنكرون شود .

ج) پس از عمل جستجو وارد مرحله رديابي سيگنال مي شويم دراين مرحله اولاً هدف ايناست كه سيگنال سنكرون توليد شده دربرگيرنده همچنان با سيگنال ماهواره سنكرون بمانداين عمل توسط يك حلقه كنترلي خاص تحت عنوان COSTASLOOP كه درواقع يك نوع (خاص (VCO  انجام مي شود .ثانياً عمليات دمودلاسيون ) BPSK سيگنال رسيده اطلاعات ناوبري (D(t) و عمليات شبه فاصله سنجي تعين فاصله كاربر وماهواره توسط زمان انتشار سيگنال ) نيز دراين مرحله انجام شود.(

د) مراحل بوت بايدعيناً براي 3 ماهواره ديگر انجام شود. درنهايت چهار شبه فاصلهكه ازمراحل فوق محاسبه شده است دراختيار داريم . حال نرم افزار گيرنده بايدبتواندبه كمك اين چهارشنبه فاصله يك دستگاه چهار معادله وچهار مجهول را حل كند واينمعادلات طول وعرض جغرافيايي, ارتفاع وهمچنين زمان دقيق را بدست آورد ازمراحلچهارگانه فوق مراحل الف و د بيشتر به جنبه‌هاي نرم افزاري يك گيرنده برمي گردد.

روش تعيين موقعيت توسط GPS

   اگرفاصله ما ازماهواره 1 درحدود 10 كيلومتر باشد بنابراين مكان ما درفضا برمحيطكرده به مركزيت ماهواره اوشعاع 10 كيلومتر منطبق مي باشد حال فرض مي كنيم فاصله ماازماهواره 20 درحدود 11 كيلومتر باشد دراين حالت نيز مكان ما درفضا برروي محيط كرهاي به مركز ماهواره 2 وشعاع 11 كيلومتر واقع  است فصل مشترك اين دوكره مي تواند يكدايره باشد كه مكان ما بطورقطع برروي محيط اين دايره قراردارد .

حال اگر ماهواره سوم را نيز درنظربگيريم كه فاصله اش با ما 12 كيلومترباشد دراينصورت فصل مشترك كره مربوط به ماهواره 3 با فصل مشترك كره‌هاي ماهواره اي 1و2 حداكثردونقطه مي باشد كه قطعاً يكي ازاين دو مبين مكان واقعي ما خواهد بود.اما بطورقطعييكي از اين دو نقطه نامعقول مي باشد .

   بطورمثال داراي ارتفاع بيشتري از سطح زمين است . لذا كامپيوترهاي داخل گيرنده‌هايGPS با استفاده ازتكنيك‌هاي گوناگون قادر به تشخيص نقطه غلط مي باشند.

ازنظر تئوري با استفاده از3 ماهواره مي توانيم مكان خودرا به دست آوريم ولي بهدليل فني اگرچنانچه ماهواره چهارم را همانند ماهواره‌هاي 1و2 انتخاب كنيم بطورقطعفصل مشترك اين چهار كره يك نقطه خواهد بود واين نقطه مختصات مكاني مارا نشان مي دهداستفاده كنندگاني كه درارتفاعي مشخص قراردارند (مانندكشتي‌هايي كه درسطح دريا واقعباشند)به سهولت ميتوانند با استفاده ازدوماهواره مكان خودرا تعيين نمايند .

   دراين حالت كره زمين را مي توان جايگزين ماهواره سوم كردوازيك مرحله محاسبهمسافت صرفنظر نمود بدين ترتيب اين فرصت جهت انجام سايرمحاسبات قابل بهره برداريبوده وعملاً مكان يابي افزايش مي يابد .

   بطورخلاصه مي توان بيان كرد كه مبناي كار GPS استفاده ازماهواره به عنوان مرجعيجهت يافتن موقعيت درهرنقطه زمين مي باشد ساير مسايل اين سيستم صرفاً جزئيات تكنيكيهستند كه به سرعت و دقت وسهولت عمل موقعيت يابي كمك مي كند.

روش محاسبه مسافت ازماهواره

درسيستم موقعيت ياب جهاني GPS قدم اساسي دانستن ميزان مسافت ازماهواره استبنابراين استفاده ازتكنيك‌هاي پيشرفته به منظور محاسبه مسافت امري اجتناب ناپذيراست ايده اصلي اين موضوع براساس همان معادله سرعت نوردرمدت زمان تاخيراستواراستسيستم GPS بدين صورت كارمي كند كه گيرنده كاربر مدت زماني را كه طول ميكشد تا امواجراديويي ازماهواره به اوبرسد را اندازه گيري مي كند.

همانطوركه مي دانيد امواج راديويي با سرعت نورحركت مي كند وبدين ترتيب باحاصلضرب اندزه گيري شده درسرعت نور مسافت خود را تاماهواره بدست مي‌آورد و اينكارحداقل بايستي براي 3 ماهواره مشخص، صورت گيرد بنابراين بايد براي اندزه گيريزمان رسيدن به سيگنال ازساعتهاي خيلي كوتاه باشند زيرا امواج با داشتن سرعت نورخيليسريع حركت مي كنند.

    مثلاً اگرماهواره اي دقيقا دربالاي سرما باشد حدود 60 ميلي ثانيه طول مي كشد تاامواج راديويي آن به ما برسد دقت ساعت گيرنده‌هاي GPS حدود نانو ثانيه مي باشد. يكاختلاف زماني بين كپي كدGPS ايجاد شده دربرگيرنده بااصل كد رسيده ازماهواره وجوددارد كه با ضرب كردن آن درسرعت نور, شبه فاصله به دست مي آيد اين روش با هردو كد A/C,P امكان پذيرهستند .

كدهاي توليدشده دربرگيرنده ازساعت خودگيرنده منتج مي شوند وكدهاي ارسالي ماهوارهنيز توسط ماهواره ايجاد ميشود .

   خطاي زماني درهردوساعت گيرنده وماهواره باعث مي شود كه فاصله اندازه گيري شده بافاصله هندسي بين ماهواره و گيرنده فرق داشته باشد  اين ساعتها بسيار دقيق وگرانقيمت مي‌باشند وماهواره‌ها جهت قابليت اطمينان بيشتر داراي 4 ساعت اتمي هستند وليدر گيرنده‌ها به دليل گران قيمت بودن اين ساعتها نمي توان ازآنها استفاده نمود لذاازساعتهاي ارزانتري استفاده مي شود كه درعمل ايجاد اختلاف جزئي دراندازه گيري زمان    مي نمايند .البته با استفاده از راه حلهايي تصحيح صورت مي گيرد. .

  كارمنداناز طريق تلفن همراه رديابي مي‌شوند

   كارمندان بريتانيايي از طريق تلفن همراه رديابي مي‌شوند.

سايتايتاليايي‪ KATAWEBاعلام كرد: برخي از شركت‌هاي انگليسي با استفاده از تلفنهمراه كارمندان خود را كنترل مي‌كنند .

مديران شركت‌هاي بريتانياييعلت رديابي كارمندان خود را از طريق تلفن همراه افزايش كارآمدي و بهبود شرايطكاري شركت‌هاي خود اعلام كردند.

   اين شركت‌ها رفت و آمد كارمندان خودرا كنترل مي‌كنند و از اينكه انها به چه دليل تاخير دارند آگاهي پيدامي‌كنند.

   كارمندان شركت‌هاي بريتانيايي حتي در مسافرت‌هاي خود نيزتحت كنترل هستند و بسياري از سازمان‌ها بر اين باورند كه اين عمل زندگي شخصيو محرمانه كارمندان را نيز تحت تاثير قرار مي‌دهد.  

   بسياري ازسازمان‌هاي بريتانيا اعلام كردند كه اين عمل سبب ضربه وارد كردن به حريم شخصيكارمندان و به خطر انداختن زندگي شخصي آنان خواهد شد.

بر اين اساسبرخي از شركت‌هاي انگليسي اعلام كردند كه قبل از آغاز فعاليت رديابيكارمندانشان از آنان اجازه خواهند گرفت.  شركت‌هاي ارايه‌دهنده خدماترديابي نيز در اين رابطه مي‌گويند: هيچ شركتي نمي‌تواند بدون اطلاع كارمندانبه كنترل آنها اقدام كند.     تنها در صورتي كه خود فرد از اينكه تحتكنترل باشد آگاهي داشته باشد اين كار شدني است .

   رديابینوجوانانباتلفن‌هایهمراهشرکتديزنی

   شرکتتلفنهمراهديزنیدرآمريکاخدماتتازهایراعرضهکردهکهوالدينراقادر  می‌سازدبرنحوهاستفادهفرزندانشانازتلفن‌هایهمراهنظارتکنند.

   شرکتتلفنهمراهدیزنیدرآمریکاخدماتتازهایراعرضهکردهکهوالدینراقادر می‌سازدبرنحوهاستفادهفرزندانشانازتلفن‌هایهمراهنظارتکنند.آنهاقادرخواهندبودپیام‌هایصوتی،متنی،ویدیوییوتصویرینوجوانانراوارسیکردهومحدودیت‌هاییرابرتماس‌هایتلفنیاعمالکنند .

   اينتلفن‌هاهمچنینامکانردیابیمحلجغرافیاییکودکانرابهوسیلهسیستمموقعیتیابجهانی (GPS) فراهم می‌کند.دیزنی،شرکتبزرگسرگرمی،امیدداردفعالیت‌هایخودرابهبازارنهچندانشناختهشدهاماروبهرشدتلفن‌هایهمراهبرایکودکانبین۱۰تا۱۵سالگسترشدهد.جرجگروبر،مدیرعاملشرکتتلفنهمراهدیزنی می‌گوید: "اینبازارهنوزدرمرحلهرشداست".

شرکتدیزنیبااینخدمات۲۰تا۳۰میلیونکودکراموردهدفقراردادهاست.تصمیمبهراهاندازیاینخدماتدرپیتحقیقاتیصورتگرفتکهنشان می‌دادوالدینتمایلدارندازمحلحضورفرزندانشاندرزمانیمشخصمطلعشدهوبتواننددرهمانموقعباآنهاصحبتکنند.

نحوه كار كرد GPS :  

GPS يك دستگاه صرفا گیرنده می‌باشد که اطلاعات بدست آمده از ماهواره‌های اطراف زمين را مورد تجزيه و تحليل قرار داده و PIV شما را محاسبه می‌کنند

 .P=Position منظور موقعيت  شما در هر نقطه از کره خاکی و فضای اطراف آن است .

 . T = Time منظور زمان محلی دقیق و با دقت فوق العاده بالا در همان منطقه ای که شما هستيد .

 V = Veloctiy منظور سرعت لحظه ای شماست که آن را با دقت فوق العاده بالا محاسبه می‌کند .

حال ما می‌خواهيم بدانيم يك دستگاه گيردنده با يك آنتن کوچک چگونه اين  اطلاعات را برای ما محاسبه می‌کند . تعداد 24 ماهواره توسط شرکتهای توليد کننده GPS يعني Garmin و Magellan در فاصله 20200 کيلو متری از سطح زمين قرار دارند و در هر مدار 4 ماهواره قرار دارد .

بدينسان اين ماهواره‌ها کل زمين را تحت پوشش خود قرار می‌دهند. در داخل هر کدام از اين ماهواره‌ها 4 ساعت اتمی قرار دارد تا مطمئن باشیم که در يک لحظه بخصوص حداقل يکی از آنها کار می‌کند . این ماهواره‌ها کد‌های 0 و 1 را برای دستگاه گيرنده می‌فرستند مثلا در ثانيه 0 کد 00001001 و در ثانيه 001 ,0 کد بعدی را در فضا منتشر  می‌کند . هر کدام از اين کد‌ها دوباره تکرار می‌شوند . مثلا دستگاه گيرنده شما کد 001 را در ثانيه اول می‌گیرد و در 1 نانو ثانيه بعد دوباره اين کد را دريافت می‌کند . بنابر اين تشخيص می‌دهد که مثلا فاصله زمانی بين شما و ماهواره برای امواجی که با سرعت نور حرکت می‌کنند 1 نانو ثانيه می‌باشد . حال چرا اينقدر زمان برای ما مهم است ؟ به خاطر اينکه فاصله‌ها بر اساس زمان سنجيده می‌شوند . مثلا در مورد مثال بالا فاصله شما از ماهواره برابر می‌شود با :X=vt=300000110-9)  از طرفی ديگر در داخل دستگاه GPS شما حدس می‌زند که مکان هندسی شما يک کره به شعاع X ( که در بالا محاسبه کرديم ) و به مرکز ماهواره مورد نظر می‌باشد در نتيجه  شما با ماهواره اول متوجه شديد که مکان هندسی شما در فضا سطح يک کره می‌باشد . حال      با گرفتن سيگنال‌ها و محاسبه فاصله از ماهواره دوم مکان هندسی شما در فضا سطح کره زمين خواهد شد . فصل مشترک اين دو کره يك دايره  است . ماهواره سوم نيز مکان هندسی شما را بر روی يک کره ديگر تخمين می‌زند . فصل مشترک اين کره با دايره قبلی دو نقطه خواهد بود . حال ماهواره چهارم کره بعدی را می‌سازد که فصل مشترک يک کره با دو نقطه يک نقطه خواهد بود . خیلی جالب است ؟! حال موقعيت شما بر روی کره زمين و فضای اطراف آن در يک نقطه مشخص شده است . به همين ترتيب زمان شما نيز با توجه به موقعيت شما و ساعت GPS محاسبه خواهد شد . اين ساعت ساعت محلی است و با ساعت رسمی هر کشور فرق خواهد داشت .

ماهواره‌هاي سيستم

۲۴ماهواره ي GPS در مدارهايي بفاصله ۳۶۶۰۰ كيلومتري از سطح دريا گردش مي كنند. هر ماهواره دقيقا طي ۱۲ ساعت با سرعت ۱۱ هزار كيلومتر بر ساعت يك دور كامل بدور زمين ميگردد.

   اين ماهواره‌ها نيروي خود را از خورشيد تامين مي كنند ولي باتري‌هايي نيز براي زمانهاي خورشيد گرفتگي و يا مواقعي كه در سايه ي زمين حركت مي كنند بهمراه دارند. راكتهاي كوچكي نيز ماهواره‌ها را در مسير درست نگاه مي دارند. به اين ماهواره‌ها NAVSTAR نيز گفته مي شود.

در اينجا به برخي مشخصه‌هاي جالب اين سيستم اشاره مي كنيم:

• اولين ماهواره GPS در سال ۱۹۷۸ در مدار زمين قرار گرفت.

• در سال ۱۹۹۴ شبكه ۲۴ عددي NAVSTAR تكميل شد.

• عمر هر ماهواره حدود ۱۰ سال است كه پس از آن جايگزين مي گردد. .

• هر ماهواره حدود ۲۰۰۰ پاوند وزن دارد و درازاي باتري‌هاي خورشيدي آن ۵.۵ متر است.
• انرژي مصرفي هر ماهواره، كمتر از ۵۰ وات ميباشد .

گوشی‌های سازگار با نرم افزار GPS (راهياب موبايل ) :

Nokia
- N71, N72 , N73 , N80 , N90 , N91 , N92
- E50 , E60 , E61 , E70
- 6600 , 6260 , 6270 , 6280 , 6282 ,  6620 , 6670 , 6680 , 6681, 6708
- 3230 , 3250
- 9500 , 9300i
- 7710....

  تقسيم بندي GPS‌ها                    

گيرنده‌های GPS کلا از نظر کاربری به پنج گروه تقسيم می‌گردند :

1. دستی

    گيرنده‌های GPS دستی دستگاه‌های کوچک به اندازه گوشی موبايل هستند که با دقت حدود 3 متر موقعيت کاربر را معين می‌نمايند. امکانات مختلفی روی مدل‌های متنوع اين گيرنده‌ها ارائه می‌شود که برخی از آنها عبارتند از: 12 کانال دريافت اطلاعات از ماهواره، عمر باطری (قلمی آلکالاين) تا 36 ساعت، تا 500 نقطه حافظه (Landmark)، ثبت تا 10000 نقطه در 10 خط سير (Track)، ثبت تا 50 مسير (Route) در 125 شاخه، امکان اتصال به کامپيوتر، دارای Gameهای مختلف، قطب نمای الکترونيکی، ارتفاع سنج بارومتريک، پروفيل ارتفاعی، تا 24 مگا بايت حافظه نقشه، محاسبه مساحت، صفحه ناوبری هدايت 3 بعدی، آنتن جدا شونده، امکان اتصال به آنتن خارجی، هدايت خيابان به خيابان در مسير، صفحه بزرگ رنگی

2. هوائی

    گيرنده‌های GPS هوائی مشابه دستگاه‌های دستی هستند، با اين تفاوت که صفحات نمايش و امکانات نصب و همچنين اطلاعات داخل آنها برای استفاده روی هواپيما و يا بالگرد بهينه شده است.

3. دريائی

    گيرنده‌های GPS دريائی نيز مشابه دستگاه‌های دستی هستند، با اين تفاوت که صفحات نمايش و امکانات نصب و همچنين اطلاعات داخل آنها برای استفاده روی شناور‌ها و کشتی‌ها بهينه شده است.

4. دقيق

    در گيرنده‌های GPS دقيق از روش‌های مختلفی استفاده می‌شود تا با اصلاح خطا، دقت دستگاه‌ها با 5 ميليمتر بالا رود. از اين دستگاه‌ها برای برداشت‌های دقيق و نقشه برداری استفاده می‌شود. اين دستگاه‌ها عموما به صورت ست‌های 2 يا 3 تائی ارائه شده و به کار می‌روند. قيمت اين دستگاه‌ها با دستگاه‌های دستی اختلاف زيادی دارند. يکی از بهترين توليد کنندگان اين توع GPS شرکت Ashtech از امريکاست . 

5. رديابی

     گيرنده‌های GPS مخصوص رديابی بصورت بورد و آنتن جداگانه، و يا ماوس (بورد و آنتن با هم)، بدون صفحه نمايش و صفحه کليد ارائه می‌شوند.  از اين دستگاه‌ها در سيستم‌های tracking و رديابی استفاده شده.

در كل GPS گيرند‌هاي گوناگوني دارند و انتخاب هرکدام از آن‌ها بستگي بهموارد استفادهٔ شما دارد؛ براي نمونه اين که مي‌‌خواهيد در داخل خودرو آن را نصبکنيد يا اينکه آن را در کوله پشتي خود قرار دهيد گزينه‌هاي متعددي را پيش روي شمامي‌‌گذارد.

مزاياي سيستم GPS

دقت بسيارزياددرموقعيت يابي

 داشتن پوشش جهاني

دارا بودن زمان بنديدقيق

نداشتن هيچ گونه هزينه براي استفاده كنندگان

تعيين سرعت درسه محورمختصات

قابليت دسترسي هميشگي

قابليت كاربردي در هرشرايط آب وهوايي

عدم محدوديت دربكارگيري همگاني

دقت نسبي IPPM براي طولهاي كوتاه از1 تا 100 كيلومتر.

تعيين سرعت درسه محور , زمان , تعيين فاصله سمت وگراي ونقطهمبداء .مقصد

توانايي ديد همزمان با يك گيرنده

خطاهاي GPS

  مدت زمان عبور سيگنال‌ها از لايه‌هاي يونسفروتروپسفر متغير مي‌باشد. وجود نويز باعث خطا يا تداخل در گيرنده مي‌شود. خطاهاي موقعيت مداري ممكن است در پارامترهاي ديتا وجود داشته باشد. پارامترهاي ماهواره بطور خلاصه سيستمي از موقعيت‌هاي ماهواره GPS در حوزه زمان مي‌باشد. اين اطلاعات مشخص مي‌كنند كه ماهواره در كجا و در چه موقع در هر نقطه‌اي بايد باشد. تغييرات بسيار كمي در ساعت‌هاي اتمي خطاهاي زيادي را باعث مي‌شود. خطاي يك نانو ثانيه‌اي در گيرنده‌هاي GPS در روي زمين 3/0 متر در محاسبه مكان خطا ايجاد مي‌نمايد. عبور چند مسير سيگنال، محل ماهواره‌ها در فضا و SA باعث خط مي گردند.

عبور چند مسير سيگنال يا Multipath پديده‌اي مي‌باشد كه آنتن‌هاي گيرنده سيگنال را از دو مسير يا بيشتر دريافت مي‌كند. اختلاف مسيري كه سيگنال‌ها طي مي‌نمايند

باعث تداخل اين سيگنال‌ها در آنتن گيرنده مي‌گردد و باعث خطا مي‌شود.   پيكربندي يا محل ماهواره‌ها در فضا مي‌تواند بر دقت مكان‌يابي ماهواره تاثير گذارد. GDOP يك اندازه‌گيري از كيفيت پيكربندي ماهواره مي‌باشد و اشاره به اين موضوع دارد كه ماهواره‌هادر فضا با يكديگر  در ارتباط هستند.

  SA  يا Selective Avalibi lity خطاهاي پارامتري و Clock مصنوعي را نشان مي‌دهد و باعث خطاي عمومي اندازه‌گيري از 70 الي 100 مترمي‌شود. SA در چهارم جولاي 1991 فعال و در يكم مي 2000 خاموش گرديد.  خاموش نمودن SA باعث بالارفتن دقت اندازه‌گيري و در نتيجه ايجاد كاربردهاي جديد براي GPS و ارتقاء سطح زندگي مردم در اقصاء نقاط جهان مي‌شود.  توسعه تكنولوژي جديد اين امكان را مي‌دهد در مناطقي دقت GPS را كاهش دهند. ضمن اينكه اين كاهش در نقاط ديگر دنيا غير ضروري مي‌باشد.

اصطلاحات موبایل

GPRS : مخفف عبارت General Packet Radio Service می‌باشد . نوعی تکنولوژی بی سیم که امکان ارتباط پرسرعت اینترنتی و انواع دیگری از ارتباطات اطلاعاتی را مهیا می‌سازد . در ساختار GPRS اطلاعات به صورت بسته‌های دیتا در آمده و منتقل می‌گردند . سیستم GPRS به طور موازی با GSM کار خواهد کرد بنابراین در حین ارتباط اینترنتی از طریق گوشی تان ، به هیچ وجه خط تلفن اشغال نخواهد بود . در این سیستم هزینه‌ها بر اساس حجم اطلاعات رد و بدل شده محاسبه می‌گردند (بر حسب کیلوبایت) و مدت زمان ارتباط شما هیچ تاثیری بر افزایش هزینه‌ها ندارد . قبل از بوجود آمدن GPRS ، برای ارتباط اینترنتی می‌بایست از طریق شبکه GSM با ISP‌ها تماس گرفته می‌شد که هزینه‌های سنگینی برای کاربران در بر داشت و ضمنا حداکثر سرعت ارتباطی 9.6 کیلوبیت در ثانیه میسر بود . اما GPRS از لحاظ تئوری می‌تواند سرعتی معادل 115 کیلوبیت در ثانیه را برای شما مهیا سازد (البته در دنیای واقعی این سرعت بین 30 تا 40 کیلوبیت در ثانیه خواهد بود) . GPRS عملا به عنوان نسل 2.5 یا 2.5G در تلفن‌های همراه شناخته می‌شود

GPS : مخفف عبارت Global Positioning System می‌باشد . این سیستم که نخستین بار در ارتش آمریکا طراحی و به کار گرفته شد ، از طریق 3 ماهواره مخصوص موقعیت شما در کره زمین (طول و عرض جغرافیایی) را مشخص می‌کند . چند سال پیش ماهواره چهارمی در مدار زمین قرار گرفت که امکان تشخیص ارتفاع از سطح دریا را نیز برای گیرنده‌های GPS مهیا می‌سازد . هم اکنون دستگاههای گیرنده GPS قابل حمل (در ابعاد کامپیوترهای جیبی) در بازار موجودند . شما می‌توانید با اضافه کردن یک کارت مخصوص به اسلات CF در کامپیوتر جیبی (PDA) خود ، از GPS استفاده کرده و در هر جا که هستید موقعیت خود را بر روی نقشه‌های از پیش آماده بر روی صفحه نمایش PDA بیابید . به خاطر هزینه بالایی که افزودن GPS به تلفن‌های همراه در بردارد ، تاکنون تنها در چند مدل از گوشی‌های رده بالای شرکت موتورولا (مثل A1000 و A925) این امکان گنجانده شده است . VMS مخفف عبارت Voice Message System هست و یک سیستم پست صوتی است که می‌توان توسط آن پیغام را بصورت صوتی برای فرد مشخصی فرستاد تا برای او پیغام با صدای خود فرستنده پخش شود

منابع

1.      سیستم های مکان یابی، دکتر ثنائی نژاد – تابستان 81.

2.      GIS  و GPS در علوم امروز، دکتر انصاری، عضو هیات علمی دانشگاه.

3.      www.Elsever.com.

4.      www.ESRI.com.