سنبل الطيب

علف گربه، والرين

نام علمي                                                                         Valeriana officinalis L.

نام تيره                                                                                  Valerianaceae

نام انگليسي                                                              Common valerian, cat's valerian

نام فرانسوي                                                           Valeriane officinal, Herbe aux chats

نام آلماني                                                                              Echter baldrian

مشخصات عمومي گياه

گياهي است عليفي، پايا تا ارتفاع 5/1 و گاهي 2 متر رشد مي‌كند. ريزوم گياه 2 سانتيمتر ضخامت دارد و چندين ريشه به ضخامت 2-3 ميليمتر به طول 15-10 سانتيمتر از ريزوم منشاء مي‌گيرند. ساقه كه در سال دوم يا سوم ظاهر مي‌گردد، قوي، استوانه‌اي، داراي شيار عميق و توخالي مي‌باشد. برگ‌هاي آن متقابل و به برگچه‌هاي زيادي تقسيم مي‌شود. هر برگ 11-7 و گاهي بيشتر برگچه دارد. برگچه‌ها بيضي، نوك تيز با قاعده پهن دندانه‌دار و فاقد گوشواره هستند. گل‌هاي اين گياه سفيد رنگ يا صورتي بوده و بوي مطبوع‌ دارند. در اواخر خرداد تا اوايل مرداد نيز به صورت گل‌آذين ديهيم سه شاخه با ظاهر چتر مانند بر روي ساقه ظاهر مي‌شوند. جام گل لوله‌اي، متورم و منتهي به پهنكي منقسم به پنج لوب نامساوي است. داخل آن سه پرچم و يك مادگي مركب از تخمدان سه برچه‌اي ديده مي‌شود كه دو تاي آنها به تدريج تحليل مي‌رود و فقط سومي باقي مي‌ماند. در انتها به ميوه‌اي فندقه و منتهي به يك دسته تار تبديل مي‌گردد.

رنگ ميوه‌ قهوه‌اي روشن است و قسمت بالايي آن داراي تاجي از كاسه گل (پاپوس) به تعداد 15-10 عدد مي‌باشد كه در پراكندگي بذرهاي سبك اين گياه نقش مهمي دارد. از نظر سطح كروموزومي ديپلوئيدي 14=n2 تتراپلوئيدي 28=n2 و اكتاپلوئيدي 56=n2 در گياهان اين جنس ديده شده است.

پراكنش

سنبل الطيب به حالت خودرو در جنگل‌هاي كم درخت، كنار رودخانه‌ها و نهرها، مكان‌هاي باتلاقي و در مراتع مي‌رويد. پراكندگي آن در مناطق كوهستاني به نحوي است كه به طول معمول از ارتفاع 1000 متري دامنه‌ها بالاتر نمي‌روند، به طوري كه به ندرت ممكن است در ارتفاعات 2000 متري بدان برخورد شود. گياهان اين جنس در ايران، افغانستان، كشمير، آسياي مركز و قفقاز پراكندگي دارند. با اين حال در امريكاي مركزي و جنوبي نيز نمونه‌هايي از اين جنس گزارش شده است. در ايران 6 گونه مختلف از اين جنس وجود دارد كه در نواحي مختلف رشته كوه‌هاي البرز و نواحي شمالي و شمال غربي مانند ميشو داغ يافن مي‌گردد.

قسمت مورد استفاده

از ريشه سنبل الطيب در فارماكوپه اروپا به عنوان دارو ياد شده است. به ريشه و ريزوم‌هاي خشك شده سنبل الطيب داروي Valerian radix گفته مي‌شود.

ريشه و ريزوم اين گياه را كه از ريشه‌هاي افشان فراوان پوشيده شده است، در سال دوم رويش از خاك خارج كرده و پس از تميز كردن به سرعت مي‌شويند. سپس در حداكثر دماي 40 درجه سانتيگراد خشك مي‌كنند و در بازار، ريزوم را به صورت قطعاتي به طول 5-2 و به قطر 5/1-1 سانتيمتر به فروش مي‌رسانند. رنگ ريشه سنبل الطيب پس از خشك شدن قهوه‌اي تيره مي‌شود و داراي بو و عط نافذي است، به طوري كه اين عطر حتي از فاصله دور گربه‌ها را به هيجان مي‌آورد. از اين رو به اين گياه علف گربه هم گفته مي‌شود.

خواص درماني

سنبل الطيب از نظر طبيعت گرم و خشك است و براي درمان ضعف اعصاب، خستگي شديد، اضطراب، بي‌خوابي، انقباض عضلاني، تحربك‌پذيري اعصاب مغز، درد عصبي معده و بي‌اشتهايي كودكان استفاده مي‌شود. همچنين درخشان كننده رنگ صورت، تقويت كننده‌ي نيروي جنسي، باز كننده عادت ماهيانه، تحليل نفخ و گازها، يرقان، درد طحال، ورم‌هاي داخلي، رفع بي‌حسي، تنگي نفس، درد سينه، ترس و شب ادراري است.

ريشه سنبل الطيب داراي اثر ضدتشنج قوي است و از آن در ناراحتي‌هاي منشاء عصبي، سردردهاي عصبي ناشي از استعمال دخانيات و يا مصرف الكل، دلهره و نگراني، حالات ماليخوليايي و اختلالات زمان يائسگي استفاده مي‌شود. داروهايي كه بر پايه اين گياه تهيه مي‌شوند، تحريكات عصبي را كاهش داده، ناراحتي‌هاي قلبي را كه ريشه عصبي داشته و همچنين تشنجات را تسكين مي‌دهد. مصرف فرآورده‌هاي سنبل الطيب، موجب دفع كرم روده مي‌گردد و ناراحتي‌هاي مربوط به وجود آن را در بدن به خوبي رفع مي‌كند. در استعمال خارجي، به منظور از بين بردن درد حاصل از كوفتگي، آن را له كرده و در محل آسيب ديده قرار مي‌دهند. در ضمن بايد توجه داشت كه سنبل الطيب براي كليه مضر است.

تركيبات شيميايي

ريشه، ريزوم و شيره سنبل الطيب داراي اسانس روغني، تانن، گلوكز، آميدون، اسيد والرنيك و مشتقاتش، اسيد فرميك، اسيد استيك، اسد پروپيونيك، الكالوئيدهايي به نام چاتي نين و والرين و والپوتريات‌ها مي‌باشد. ريشه‌هاي تازه سنبل اطيب داراي خواص دارويي بيشتري نسبت به حالت خشك شده آن دارد.

ريشه و ريزوم خشك سنبل الطيب حاوي 2-5/0 درصد اسانس مي‌باشد كه به طور عمده از مونو و سزكوئي‌ترپن‌ها تشكيل يافته است. اين اسانس به مقدار بسيار كم در آب، ولي به مقدار زياد در الكل، كلروفرم و اتر حل مي‌شود. اسانس‌ها بايد در ظروف به طور كامل در بسته در محل سرد و دور از نور نگهداري شوند. اسانس سنبل الطيب، اگر تازه باشد، رنگ سبز مايل به زرد يا مايل به قهوه‌اي، حالت به نسبت روان و واكنش اسيدي خفيف دارد، ولي به تدريج كه كهنه مي‌شود، غلظت پيدا مي‌كند و حالت اسيدي آن افزايش مي‌يابد. وزن مخصوص اسانس در گرماي 15 درجه بين 96/0-93/0 مي‌باشد. مهمترين اجزاي تشكيل دهنده و نسبت‌هاي اسانس سنبل الطيب عبارت است از: 21-20 درصد والرنون، 21-5 درصد كريپتوفائورونول، 5-2 درصد والرنال، 6-1 درصد واريانول و 3-1 درصد بورنيل استات، كامفن چپ، پينن چپ و ليمونن چپ.

اسيد والرينيك به فرمول C₅H₁₀O₅ و به وزن مولكولي 13/102 مايعي بي‌رنگ بوده و داراي حالت روغني مي‌باشد. وزن مخصوص آن در گرماي 20 درجه سانتيگراد در حدود 939/0 است و در حرارت حدود 175 درجه مي‌جوشد. اين اسيد و مشتقاتش كه عبارتند از: هيدروكسي والرنيك اسيد و استوكسي والرنيك اسيد، از 05/0 درصد (گياه وحشي) تا 9/0 درصد (گياه زراعي) متغير مي‌باشد. مهمترين خصوصيات اسيد والرنيك و مشتقاتش پايداري زياد آنها است. الكالوئيدهاي چاتي نين كه محلول در  اتر و والرين كه در اتر غيرمحلول است، به مقادير 10/0 گرم در هر كيلوگرم ريشه به دست مي‌آورند.

والرپوتريات‌ها كه از نظر شيميايي پلي استرهاي پلي الكل‌ها هستند، ساختمان ايريدوئيدي دارند. اين تركيبات عبارتند از: والترات، ايزو والترات، آسه والترات، ديدرو والترات و ايزو والروكسي هيدروكسي ديدرو والترات كه مهمترين خصوصيات اين تركيبات ناپايداري در مقابل گرما، شرايط اسيدي يا قليايي محيط و محلول‌هاي الكلي مي‌باشد. از اين رو امروزه شاخص چندان مطمئني براي ارزيابي تركيبات موثر سنبل الطيب به حساب نمي‌آيند.

عوامل اكولوژيك

اثر نور

شدت نور مطلوب كه در آن فتوسنتز گياه به طور كامل انجام مي‌شود، حدود 40000 لوكس در دماي 20 درجه سانتيگراد مي‌باشد. البته نور شديد باعث كاهش محصول مي‌گردد، به طوري كه در مناطقي كه شدت نور بالاست، با سايه‌دهي به گياه باعث افزايش محصول مي‌شوند.

اثر دما

حداكثر فتوسنتز در سنبل الطيب در دماي 7/17 درجه سانتيگراد انجام مي‌شود. افزايش دما تا 25 درجه سانتيگراد باعث تسريع و دماهاي بالاتر از 25 درجه سانتيگراد باعث تعويق گلدهي مي‌شوند، همچنين دما بر روي رشد ريشه به شدت تاثيرگذار است، به طوري كه وزن ريشه‌ها در دماي 10 درجه سانتيگراد كاهش مي‌يابد. بهترين دما جهت رشد ريشه‌ها 20 درجه سانتيگراد است كه در اين دما ساير اندام‌هاي سنبل اطيب بهترين رشد را دارند.

اثر رطوبت

افزايش ميزان رطوبت در خاك باعث افزايش ريشه مي‌شود و در بررسي‌هاي انجام گرفته رطوبت 90-80 درصد ظرفيت زراعي بهترين نتيجه را داشته است. به طور كلي سنبل اطيب در مناطقي كه بارندگي ساليانه 700-600 ميليمتر است رشد، نمو و عملكرد بهتري دارد.

اثر خاك

خاك‌هاي سنگين، سخت و فشرده با رطوبت خيلي زياد و يا بسيار خشك براي كشت اين گياه مناسب نمي‌باشد، زيرا در خاك‌هاي خيلي مرطوب و سنگين ريزوم‌ها، نمي‌توانند به قدر كافي رشد كنند و به جاي ريشه‌هاي قوي و ضخيم، ريشه‌هاي نازك، فراوان رشد مي‌كنند كه بيشتر آنها هنگام شستن و خشك كردن از بين مي‌روند. خاك مناسب براي كشت سنبل الطيب بايد سرشار از مواد غذايي، بافت لومي يا لومي شني با مقادير متوسط هوموس و pH 5/6-6 باشد. همچنين لازم است رطوبت همراه با تهويه مناسب باشد.

روش كشت

تاريخ كشت

در كشت مستقيم، بذرهاي گياه را در فصل بهار هنگامي كه هنوز رطوبت و بارندگي بالا مي‌باشد، كشت مي‌نمايند. اين روش بيشتر در مناطقي بكار برده مي‌شود كه داراي رطوبت كافي هستند. در كشت غيرمستقيم كه به طور معمول در اواسط تابستان صورت مي‌پذيرد، بذرهايي را كه از قبل در خزانه آماده شده‌اند، به صورت نشاء در اوايل پاييز يا اوايل سال بعد به زمان اصلي منتقل مي‌كنند.

آماده‌سازي زمين

تكثير، سنبل الطيب با كشت بذر يا تقسيم ريشه و ريزوم و يا جداسازي استولون صورت مي‌گيرد. كشت بذرها به دو صورت مستقيم و غيرمستقيم انجام مي‌شود. در كشت مستقيم بذرهاي اين گياه در فصل بهار در اراضي به طول كامل مسطح كشت مي‌شوند. اگرچه كشت مستقيم بذرها هزينه كمتري دربر دارد، اما ميزان توليد محصول و موفقيت در توليد تا حدي نقصان مي‌يابد. بذرها هزينه كمتري دربر دارد، اما ميزان توليد محصول و موفقيت در توليد تا حدي نقصان مي‌يابد. بذرها براي جوانه‌زني به نور و دما در حدود 20 درجه سانتيگراد نياز دارند، جوانه‌زني بذرها 3-1 هفته به طول مي‌انجامد و رشد اوليه گياهان كند است. در كشت غيرمستقيم پس از غلطك مناسب، نشاء‌هايي كه در خزانه به ارتفاع 15 سانتيمتر رسيده‌اند، را در اوايل پاييز يا بهار سال آينده به زمين اصلي منتقل مي‌كنند. در روش تكثير رويشي، گياهان سريع به گل تبديل مي‌شوند، ولي ريشه توسعه نمي‌يابد. از اين رو خيلي كم از اين روش استفاده مي‌شود، ولي عده‌اي معتقدند كه اين روش بهترين روش مي‌باشد، به طوري كه در مدت كوتاهي مي‌توان از ريزوم‌هاي گياه بهره‌برداري كرد.

نحوه‌ي آماده‌سازي خاك بستگي به زمان كاشت و گياهان قبلي دارد. اگر كشت در پاييز و بعد از برداشت زود هنگام گياهان وجيني باشد، يك شخم متوسط يا سطحي لازم است. جهت كشت بهاره لازم است در پاييز سال قبل زمين شخم زده شود و در بهار فقط ديسك مناسبي جهت شكستن كلوخ‌ها زده شود. در دوره رويش، به طول معمول يك تا دو شخم سطحي براي نرم كردن خاك بين رديف‌ها، قبل از اينكه رديف‌ها به وسيله شاخ و برگ مسدود شوند، لازم مي‌باشد.

مقدار بذر مصرفي و تراكم

در كشت مستقيم كه اوايل بهار انجام مي‌شود، مقدار بذر لازم براي هر هكتار، در اراضي به طور كامل مسطح حدود 3 كيلوگرم مي‌باشد كه مي‌توان با استفاده از  رديف‌كار در فواصل بين رديف‌هاي 50 سانتيمتر و فواصل بين بوته‌ها در هر رديف 35 سانتيمتر كشت كرد.

در كشت غيرمستقيم كه در اواسط تابستان صورت مي‌گيرد، براي هر هكتار 700-500 گرم بذر در خزانه نياز است كه در رديف‌هاي 20-15 سانتيمتري و به صورت كاملاً سطحي كشت مي‌شود. روي بذرها را به ضخامت 1/0 سانتيمتر با خاك برگ بايد پوشاند. نهال لازم براي يك هكتار، در 700-50 مترمربع بدست مي‌آيد، به طوري كه براي هر مترمربع داخل خزانه در هواي آزاد، يك گرم بذر نياز است. حدود 2 ماه طول مي‌كشد تا گياهان به ارتفاع 17-15 سانتيمتر برسند. بعد زمان انتقال آنها به زمين اصلي مي‌باشد. تراكم كشت متداول براي هر هكتار 80-60 هزار نهال است.

تناوب زراعي

گياهاني كه زود از مزرعه برداشت مي‌شوند، مثل انواع غلات، نخودفرنگي و خردل براي تناوب با سنبل‌الطيب مناسب مي‌باشند، ولي گياهاني كه داراي ريشه چند ساله هستند، مانند شيرين بيان، نعنا فلفلي، انجدان رومي و غيره به عنوان گياهان قبلي مناسب نمي‌باشند، حتي خود گياه براي كشت مجدد در يك مزرعه تا 4-5 سال توصيه نمي‌شود.

كوددهي و عناصر غذايي

ازت و فسفر باعث افزايش عملكرد ريشه مي‌شوند، به طوري كه نقصان اين دو عنصر و ساير مواد غذايي ديگر سبب نازك شدن ريشه‌ها مي‌گردد، ولي پتاسيم تاثير چنداني بر عملكرد ريشه و رويش ندارد. افزودن 120-100 كيلوگرم در هكتار فسفر عملكرد ريشه موثر مي‌باشد. همچنين ازت كه تاثير زيادي در افزايش عملكرد دارد، به مقدار 150-100 كيلوگرم به صورت سرك در بهار در دو مرحله يكي در مرحله‌ي اوليه رويش و ديگري در مرحله به ساقه رفتن توصيه مي‌شود. كود حيواني به طور كامل پوسيده را بايد در پاييز هنگام آماده‌سازي خاك به مقدار 20-15 تن در هكتار به زمين اضافه كرد. در ضمن اگر خاك اسيدي باشد، افزايش آهك نيز مهم است.

آبياري

سنبل‌الطيب به آب زياد نياز دارد، زيرا رطوبت كافي اطراف ريشه و ريزوم سبب افزايش عملكرد ريشه مي‌گردد. آبياري در اين گياه بايد هفته‌اي يكبار صورت گيرد. البته بايد دقت شود آب ايستايي سبب كاهش عملكرد مي‌گردد و مي‌بايست از تجمع آب زياد در اطراف ريشه جلوگيري گردد.

علف‌هاي هرز

جهت مبارزه با علف‌هاي هرز در كشت بهاره مي‌توان قبل از كاشت نشاءها، از علف‌كش آرزين به مقدار 3 كيلوگرم در هكتار استفاده كرد. در كشت پاييزه بايد در اوايل بهار سال آينده به طوري كه هنوز گياه به رشد رويشي نرفته از همين علف‌كش به مقدار 4 كيلوگرم در هكتار استفاده كرد. در سال دوم نيز مي‌توان از همين علف‌كش به مقدار 5/4 كيلوگرم در هكتار استفاده نمود. همچنين از علف‌كش مالوران به مقدار 3 كيلوگرم در هكتار نيز مي‌توان بهره برد.

آفات و بيماري‌ها

از مهمترين آفاتي كه خسارات اقتصادي به سنبل‌الطيب وارد مي‌سازد، مي‌توان لارو كرم سفيد ريشه را نام برد. اين آفت باعث كاهش شديد يا از بين رفتن محصول مي‌شود. جهت مبارزه مي‌توان از سم ديازينون به همراه آب آبياري استفاده نمود. در بهار نوزاد rub Grass، حشرات علف‌خوار به طور ذاتي به ريشه گياه صدمه مي‌زنند، كنترل آنها به وسيله‌ي حشره‌كش‌ها و روش‌هاي زراعي بايد مدنظر قرار گيرد.

از بيماري‌هاي سنبل‌الطيب مي‌توان سفيدك سطحي را نام برد. از علايم آن، اين است كه سطح برگ‌ها را مواد سفيد رنگ مي‌پوشانند. جهت پيشگيري از اين بيماري‌هاي قارچي، بكارگيري روش‌هاي به‌زراعي و استفاده از سموم گوگرددار مفيد واقع مي‌شود. بيماري ديگري كه ممكن است سنبل‌الطيب به آن دچار شود، قارچ لكه برگي است كه در شرايط گرم و مرطوب باعث پژمردگي يا شكستن ساقه گل دهنده و كاهش محصول مي‌گردد. سم‌پاشي گياهان جوان با محلول 06/0 درصد بنومل و نيز سم‌پاشي با 4/0 تيرام موثر مي‌باشد. از بيماري‌هاي ديگر سنبل‌الطيب مي‌توان به نوعي قارچ زنگ و سفيدك دروغي اشاذه نمود. سمپاشي با قارچ‌كش‌هاي مناسب باعث 95-70 درصد كاهش خسارت مي‌گردد. همچنين با تاريخ كاشت مناسب و يا از بين بردن حشرات ناقل مي‌توان از آسيب‌ ويروس موزاييك نقطه‌اي وارد شده به گياه جلوگيري كرد.

زمان برداشت

مقادير اسانس، اسيد والرنيك و مشتقاتش و همچنين والپوتريات‌ها در زمان‌هاي مختلف سال تغييراتي را نشان مي‌دهد. چنانچه هدف برداشت جهت استخراج اسانس باشد، اگر نشاءها در پاييز به زمين اصلي منتقل شده باشند، برداشت محصول در اوايل پاييز انجام مي‌شود و اگر نشاءها در بهار به زمين منتقل شده باشند، بايد در پاييز سال بعد برداشت صورت گيرد. بالاترين مقدار اسيد والرينك و مشتقاتش در بهمن و بالاترين مقدار والپوتريات‌ها در اسفندماه مشاهده شده است. پس از تاريخ‌هاي مذكور مقادير اسيد والرنيك و والپوتريات‌ها كاهش مي‌يابد. اين نتايج از سالي به سال ديگر تغييرات كمي را نشان داده است، به طوري كه در فصل پاييز سال سوم برداشت، مناسب نمي‌باشد، زيرا عملكرد كاهش مي‌يابد. خارج ساختن ريشه‌ها از خاك زماني كه رطوبت خاك كاهش يافته صورت مي‌گيرد. در سطوح وسيع مي‌توان از يك شخم سبك جهت برداشت محصول استفاده نمود. همچنين مي‌توان با استفاده از وسايل مكانيكي مخصوص مثل سيب‌زميني كن چرخ‌داري كه با نيروي گريز از مركز كار مي‌كنند و يا سيب‌زميني برداشت‌كن كامل يا ريشه‌كن با غربال نوساني يا زنجيره‌اي و يا حتي با چغندر برداشت‌كن كامل، محصول ريشه را برداشت كرد. كمي قبل از بيرون آوردن ريزوم و ريشه‌ها، گياه را از سطح زمين با هرس‌كن قطع مي‌كنند.

نگهداري محصول

پس از برداشت محصول، ريشه‌ها را بايد در دستگاه‌هاي شوينده و يا در آب با تكان شديد شست و به قطعاتي تقسيم كرد. جهت خشك كردن مصنوعي مي‌توان از خشك‌كن‌هاي نقاله‌اي يا فضاي خشك‌كني كه حداكثر حرارت آن 40 درجه سانتيگراد باشد استفاده نمود. زمان خشك كردن در درجه حرارت‌هاي مختلف فرق مي‌كند، به طوري كه در حرارت 40 درجه سانتيگراد به مدت 82 ساعت و در دماي 60 درجه سانتيگراد 54 ساعت كافي مي‌باشد. در يك بررسي روي تركيبات ريشه‌هاي خشك‌ شده در دماي اتاق و نمونه‌هايي كه در دماي 50 درجه سانتيگراد خشك شده بودند، مشخص شد اگرچه قسمتي از سزكوئي‌ترپن‌هاي فرار پس از خشك شدن در دماي بالا تمايل به از دست رفتن نشان دادند، اما تفاوت‌ها چندان زياد نبود. ميزان والپوتريات‌ها در مواد گياهي خشك شده در دماي اتاق در حدود 50 درصد كمتر از مواد گياهي خشك شده در دماي 50 درجه سانتيگراد بود، زيرا در شرايط خشك كردن آهسته، طول زمان باعث تخريب والپورتريات‌ها مي‌شود، به طوري كه بايد توجه شود كه خشك كردن طبيعي براي اين گياه مناسب نمي‌باشد. پس از خشك شدن، ريشه و ريزوم سنبل‌الطيب بايد در انباري كاملاً بسته و محفوظ در برابر نور نگهداري شود. همچنين بايد در دماي پايين محافظت شود تا اسانس خود را از دست ندهد. دماي 20 تا 36 درجه سانتيگراد موجب تجزيه والپوتريات‌ها در مدتي كوتاه مي‌گردد، در حالي كه در دماي 4 درجه سانتيگراد سرعت تجزيه والپوتريات‌ها تا حد زيادي كاهش مي‌يابد.

عملكرد

ميزان عملكرد سنبل‌الطيب بسته به شرايط اقليمي و مسائل زراعي، بين 4-2 تن در هكتار ريشه خشك مي‌باشد (نسبت وزن تر به خشك 5 به 1 مي‌باشد). در سال دوم محصول به حداكثر عملكرد خود و از سال سوم ميزان محصول كاسته مي‌شود. سيستم كاشت يكساله به جهت سهولت و اقتصادي بودن امروزه بيشتر توصيه مي‌شود.

برای دانلود رایگان  پاورپوینت در مورد اقدام پژوهی بر روی لینک زیر کلیک کنید :

پاورپوینت اقدام پژوهی

اقدام پژوهی نوعی تحقیق است که توسط خود افراد درگیر در یک مسئله و برای حل یا کاهش آن انجام می گیرد. عمل محور اساسی در این نوع تحقیق است.

معلم پژوهشگر

معلمی که علاقه مند تغییر و بهسازی در کلاس درس خود است و این کار را با استفاده از روشهای گوناگون به ویژه پژوهش در عمل انجام می دهد.

مراحل  اقدام پژوهی:

چرخه اقدام پژوهی شبیه روش حل مسئله است و به طور خلاصه شامل مراحل زیر می باشد:

1-   مشخص کردن موضوع و عنوان پژوهش: اولین گام در اقدام پژوهی تعیین موضوعی است که واجد ویژگیهای زیر باشد :

مورد علاقه شما باشد، پژوهش پذیر باشد،دارای اهمیت باشد،در توان شما باشد،و منابع کافی در اختیار باشد. سوأل های زیر می تواند به هر چه دقیق ترشدن موضوع و مسأله تحقیق و مشخص شدن آن کمک کند .
۱) آیا این موضوع ،مسأله و دغدغه ی من / ما در مدر سه و کلاسمان است ؟
۲) آیا می توان این موضوع را در مدت کوتاه ،حداکثر سه یا چهار ماه ،بررسی کرده و نتیجه علمی آن را مشاهده کرد ؟
۳) آیا این موضوع ،تغییری در کلاس درس و مدرسه ممکن است به وجود آورد ؟یا صرفا ً یک امر ذهنی و مجرد است ؟
۴) آیا می توان در مورد آن اطلاعات لازم و کافی به دست آورد ؟کلا ً چنین تحقیقی امکان پذیر است یا نه ؟

2-   توصیف وضعیت موجود: در این مرحله لازم است پژوهشگر برای مشخص کردن مسأله مورد نظر خود که به دنبال بهبود و اصلاح آن است وضعیت فعلی را به روشنی توصیف کند تا تصویر روشنی از آن چه در محیط کار و مسأله آفرین وی می گذرد ،در اختیار بگذارد . ،برای نمونه معلم پژوهنده ،تلاش می کند وضعیت کلاس یا مدرسه ی خود را که مسأله یا وضع نا مطلوب یا نامعین در آن احساس شده است توصیف کند : مدرسه در کجا قرار دارد؟ دخترانه است یا پسرانه و یا مختلط ؟ چند دانش آموز دارد ؟یک نوبته است یا دو نوبته ؟ در چه کلاسی پژوهش صورت می گیرد ؟ در چه درسی ؟در باره کدام دانش آموزان ؟ یا درباره چه کسانی ؟ (والدین ،معلمان دیگر ،مدیر ،کارکنان اداره و.... )پس از شرح بستر و محیط مورد نظر ،مسأله خود را مطرح می کند .

3-   گردآوری اطلاعات(شواهد1):در این مرحله برای اینکه تصویر روشنی از وضع موجود داشته باشیم به گردآوری اطلاعات می پردازیم . اطلاعات کاملی در مورد مسئله و ابعاد آن از طریق مشاهده، پرسشنامه،بررسی اسناد، و مصاحبه به دست می آوریم. این اطلاعات را می توانیم از دانش آموزان ،مسئولین مدرسه،والدین و...بدست آوریم

4-   تجزیه و حلیل و تفسیر داده ها: پس از جمع آوری داده ها باید به تجزیه و تحلیل و تفسیر آنها پرداخت تافهم جامع و روشنی از مفاهیم درون آنها به دست آید. در واقع در این مرحله اطلاعات به دست آمده را در قالب پاسخ به  سئوالات زیر در مورد مسئله یا مشکل  طبقه بندی می کنیم:

چرا؟ چگونه؟ چه کسی؟ چه چیزی؟ چه موقع؟ کجا؟

5-   انتخاب راه حل جدید بصورت موقت: در این مرحله به کمک اطلاعاتی که در دست داریم ابتدا  چند راه حل مناسب برای حل مشکل در نظر می گیریم . سپس راه حلها را سبک و سنگین کرده و از بین آنها بهترین راه حل  را انتخاب می کنیم.

6-   اجرای طرح جدید و نظارت بر آن: در این مرحله راه حل انتخابی را به اجرا می گذاریم و بر چگونگی پیشرفت کار روزانه باید نظارت و دقت کامل داشته باشیم .

7-   گردآوری اطلاعات(شواهد2):  برای داوری در مورد تغییر جدید یا اجرای راه حل انتخابی نیاز به شواهد 2 داریم. پس از اجرای راه حل ، مجددا به گردآوری اطلاعات می پردازیم  تا میزان تغییرات مشخص شود.

8-   ارزشیابی تاثیر اقدام جدید و تعیین اعتبار آن:  در این مرحله مثل مرحله سوم به تجزیه و تحلیل اطلاعات به دست آمده می پردازیم. ابتا شاخصهایی را برای سنجش تغییر مشخص می کنیم وسپس  بر اساس اطلاعات کسب شده میزان پیشرفت یا چگونگی تقلیل و حل مشکل را می سنجیم . بطور کلی مشخص می کنیم که آیا اجرای راه حل یا تغییر ایجاد شده موثر و مفید بوده یا خیر؟

تجدید نظر و دادن گزارش نهایی:  پس از اعتبار بخشی به کار خود اصلاحات لازم و نهایی را در عمل پیشنهادی انجام می دهیم و به عنوان سندی علمی آن را آماده می کنیم . پس از این مرحله می توانیم آنرا به مسؤلان ذیربط تحویل داده یا در جایی منتشر کرده و یا هم در گرد همایی عرضه کنیم. انتشاریافته ها ،آخرین مرحله پژوهش در عمل (اقدام پژوهی ) است . در این مرحله می توانیم خلاصه ای از مراحل انجام کار رابیاوریم و اینکه در این فرایند چه رخداد هایی به وقوع پیوست و دیگران چه نقش و نظری داشتند .شکل گزارش را نیز می توان براساس مراحل پژوهش تنظیم کرد یا به هر صورت ابتکاری دیگر .

همچنین نمونه های آماده اقدام پژوهی را از لینک زیر تهیه نمائید :

موضوعات اقدام پژوهی

چگونه اقدام پژوهی بنویسیم؟ مراحل انجام

صفحه روی جلد عنوان سایر مشخصات مربوطه                              

صفحه بسم الله الرحمن الرحیم

 فرم مخصوص ثبت مشخصات معلم پژوهنده

صفحه ویژه نوشتن یک جمله علمی با تایپ درشت

صفحه ویژه فهرست عناوین

مقدمه 

  آنچه در مقدمه باید درج شود:

  اهمیت و ضرورت فعالیتهای تحقیقاتی وضرورت آن درآموزش وپرورش 

  اهمیت کارآموزش وپرورش واهمیت شغلی که دارید(اداری-مدیر-معلم-  مشاور)

  سوابق شغلی به لحاظ ویژگیهای شخصی-کاری وبرخی علائق خود

  سوابق تحقیقاتی خودتان وشرکت درآزمونهای علمی

  بیان انگیزه شرکت درطرح اقدام پژوهی

  بیان اهداف اجرای طرح فوق(موضوع کارتان)

  بیان علل انتخاب موضوع کار خود

  بیان موضوع طرح اقدام پژوهی خود(با کمی توصیف)

  نقش خودرادرنوشتن طرح معین کنید مثلا بعنوان دبیر……

  بیان کنید که تصمیم گرفتیدمساله خودرادر قالب اقدام پژوهی رفع نمایید.

برای دیدن هزاران نمونه اقدام پژوهی می توانیداز آدرس استفاده کنید :

موضوعات اقدام پژوهی

7-بیان مسأله:

نحوه سأله یابی(چگونه مسأله را یافتید)

تشریح مسأله به صورت روشن،واضح و رقیق

بیان اهمیت،حسّایت،ضرورت مسأله در ابعاد مختلف(آموزشی،علمی،اداری، و برنامه ریزی

ویژگی افرادی که مسأله به انها مربوط است به روشنی،با تجزیه و تحلیل و نقد دقیق و تخصصی بیان و توصیف شود.

عوامل احتمالی ایجاد مسأله بیان شود.

ابعاد و ویژگی های مختلف مسأله را از زوایای مختلف برسی کنید.

عوارض و پیامدهای احتمالی مشکل(مسأله )را برشمارید.

وضعیت یا موقیعتی که باید تغیر کند دقیقاَ مشخص شود.

بیان کنید که انجام این تحقیق تا چه اندازه موجب تغییر،تعدیل یا اصلاح مشکل یا مسأله خواهد شد.

وضعیت کمّی و کیفی محیط تحقیق مورد نظر را دقیقاً تشریح کنید.

برسی های پرسش های که در حل مسأله به ذهن شما رسیده است.

نهایتاًدر تعریف مسأله خواننده باید بتواند از وضعیت مورد نظر تصویر واقعی،بدون ابهام و پرسش به آورد.

8- کلید واژه ها(در سراسر طح اقدام پژوهی هر واژه علمی،تخصصی،فنّی،تکنیکی،نظری(تئوریکی)و یا کلماتی که پایه ،اساسی،مهم و کلیدی محسوب می شوند باید با تعریف و توصیف روشن و عملیاتی شما برای همه خواننگان قابل فهم باشد.

9- جمع اوری (گرد اوری) داده ها و اطلاعات:

الف)روش های گردآوری اطلاعات

ب)داده های بدست آمده

ج)آنالیز داده ها

د)ارائه راه حل های متعدد

................................................................................

الف)روش های گردآوری اطلاعات میتواند حسب نوع مسأله با هر یک از روشهای زیر و یا ازمجموعه روشهای زیر انجام پذیرد

پرسشنامه 1-عادی(بسته) با گزینه های مختلف2-باز (تشریحی) 3-تلفیقی(باز+بسته-پرسشنامه راهنمای مصاحبه (جهت داشتن مصاحبه های هماهنگ)

مصاحبه :1- کاملاُ ساختار یافته،منظم،هدایت شده2- باز(آزاد)

انواع اجرای مصاحبه می تواند به صورت حضوری،تلفنی و یا رایانه ای باشد.

مشاهده

1- مشاهده با استفاده از شیوه آماری2- مشاهده نمودار عمل متقابل  3- مشاهده و تحلیل طرز کار یا عمل  4- مشاهده و تحلیل کنش و واکنش افراد

اسناد ومدارک:

1-اسنادمکتوب (گزارش همایش ها،صورتجلسات کتب،مجلات وروزنامه ها،گزارش های پژوهشی و پرونده ها )2-اسناد تصویری(نقاشیها،فیلمها،نقشه ها،نمودارها،چارتها،عکسها و سی دی ها)3 اسناد شفاهی ماجراها،خاطرها،وقایع،عقاید،باورها،سخنان،و گفته های افراد و گروه ها)

............................................................................................

ب)داده های بدست آمده(در این بخش کلیه اطلاعات و داده هایی که با استفاده از روش های مختلف جمع آوری نموده اید عینا می نویسید)

............................................................................................

ج)آنالیز داده ها:در آنالیز داده ها باید دو مورد زیر باید مد نظر قرار گیرد.

1- اهداف آنالیز داده ها

2-روش های تجزیه و تحلیل داده ها

1- اهداف آنالیز داده ها

·         شناخت بهتر مسأله و کسب آگاهی از ابعاد مختلف آن

·         کوچک سازی داده ها و یا طبقه بندی آن

·         شناسایی بهتر و بیشتر راه حلهای موقت

·         نمایش داده ها در یک نگاه

·         دستیابی به بهترین روش تجزیه و تحلیل داده ها

2- روش های تجزیه و تحلیل داده ها:

·         روش به تصویر کشیدن مسأله،روش ترسیم مفاهیم

·         روش نمودار استخوان ماهی ازپرفسور کائوروایشاکاوا

·         روش نمودار چرا؟چرا؟

·         روش پنج چرا؟:پنج بار یک مسأله را زیر سوال ببرید

·         روش کوله بار تجربه(نشست مشورتی گروهی گروهی از متخصصانExperience Kit) )

·         روش شش پرسش(چرا،چگونه،چه کسی،چه چیزی،چه موقع،کجا)

·         روش فشار واکنش(مسئله را بفشرید یا بسط دهید

oمثلا چرا این کار را می کنم؟ زیرا می خواهم

o چرا می خواهم این کار را انجام دهم؟ چون ....

.................................................................................................

10- مرحله اقدام: برای مرحله اقدام باید سعی نمود راه حل های نهایی را با استفاده از ملاک های زیر پیدا نمود

 از طریق روش علمی

از طریق روش آزمایش

 از طریق روش تجربه

از طریق روش تحقیق و بررسی

 از طریق روش قدرت علمی هر راه

 از طریق روش مورد استقبال قرار گرفتن هر راه از سوی مخاطبین

 میزان کارایی

میزان اثر بخشی

نو بودن

 فعال بودن هر راه(حالت درگیرانه)

فایده بیشتر داشتن

تجزیه و تحلیل راه حل های احتمالی

اهمیت،اولویت و حساسیت

11- مرحله ارزیابی و نتیجه گیری:در این مرحله راه حل نهایی یا کنش های مطروحه را مورد ارزیابی قرار می دهیدو نتایج ارزیابی را ثبت می نمائید

12- موانع و محدودیت های اجرایی:

در این قسمت معلم پژوهنده موانع و محدودیت های طرح اقدام پژوهی خود را می نویسد.

 بعنوان نمونه:

ناکافی بودن برخی اطلاعات لازم در بعضی از موسسات مرتبط با موضوع

گرانی و بالا بودن هزینه های اجرایی

در دسترس نبودن منابع و کتب مورد نیاز

کمبود زمان اجرای طرح

مشکل عدم استفاده از همه روش های جمع آوری اطلاعات

عدم همکاری کافی برخی از موسسات یا سازمان ها یا مدیران و همکاران و...

  و .........  

13- پیشنهادها:

در این مرحله محقق با استفاده از پیشنهادهای ضروری و موثر ارائه را ارائه می نماید پیشنهاد ها باید برگرفته از:

تجارب خود

مطالعات منابع علمی مختلف

نتایج طرح اقدام پژوهی خود

نتایج برخی گزارش های پژوهشی

14-ضمائم و پیوست ها: ضمائم و پیوست ها می توانند :

عکسها و نمودار ها چارت ها فرم ها

 برخی نامه های اداری

نمونه پرسشنامه

 نمونه فرم راهنمای پرسشنامه

نمونه کار دانش آموزان

 نمونه نظرات ثبت شده همکاران،اولیاءو..

مستندات رتبه ها و موفقیت ها

و.....

15منابع و ماخذ: منابع و مواخذ به ترتیب حروف الفبا و به شکل زیر نوشته می شود:

 نام خانوادگی و نام مولف،نام تالیف،نام انتشارات،شهر محل انتشار،دوره چاپ،زمان چاپ شامل ماه و سال انتشار

برای دیدن هزاران نمونه اقدام پژوهی می توانیداز آدرس استفاده کنید :

موضوعات اقدام پژوهی

تحقیق درباره GPS

فهرست مطالب

تاريخچه GPS:. 1

ناوبري(Navigation)  چيست؟.. 1

GPS چيست؟.. 2

دسته بندي دستگاههاي GPS:2

GPS چگونه كار مي‏كند؟.. 3

GPS ) در پنج مرحله ساده. 3

فضا، كاربر، كنترل( Space , User , Control )4

بخش فضايي( Space Segment )4

مدارات ماهواره‌ها( Satellite  orbits )5

سيگنال‌هاي ماهواره( Satellite Signals )5

مسيريابي استاندارد.6

بخش كنترل Control Segment. 6

بخش كاربري User Segment. 7

طريقه كار GPS چگونه است؟.. 7

خطاهاي GPS... 8

ارکان GPS:. 9

بخش کنترل(نظارت):10

ساختمان بخش کنترل، فالکونAFB.. 10

ايستگاه پيگيري و کنترل زميني،هاوايي.. 10

بخش کاربر:. 11

ماهواره‌ها در فضا:12

ايستگاه‌هاي کنترل زميني و گيرنده‌ها:. 13

ايستگاه‌هاي کنترل زميني:. 13

گيرنده ها:. 13

كاربرد. 14

سيستم ماهواره اي GPS:16

سيگنال‌ها. 16

دلايل خطاي سيگنال‌هاي GPS... 17

كاربرد GPS و مزايا و معايب آن در فضانوردي..... 18

فعاليت‌هاي ديگر. 19

دقت موقعيت يابي GPS:20

خطاهاي GPS:21

تاريخچه GPS:

GPS  داراي تاريخچه بسيار مهيج و سيرتکاملي جالبي مي‌باشد و اخيرا استفاده از آن موجب اکتشافات قابل توجهي شده است. اماقبل از اين که بيشتر راجع به GPS بدانيم، لازم است مطالببيشتري در مورد ناوبري(Navigation) بدانيم.

ناوبري(Navigation)  چيست؟

از زمان ماقبل تاريخ مردم سعي مي کردند يک راه قابلاطمينان پيدا کنند که به آنها بگويد کجا هستند و حتي آنها را به جاييکه مي روندراهنمايي کرده و سپس به خانه بازگرداند.

مردمان غارنشين وقتي که براي تهيهغذا به شکار مي رفتند، احتمالا از سنگ‌ها و شاخه هاي کوچک براي علامت‌گذاري مسيرخود استفاده مي کردند. ملوانان نيز ابتدا سواحل را به دقت دنبال مي کردند تا از گمشدنشان جلوگيري کنند.

وقتي دريا نوردان اوليه در درياهاي باز(اقيانوس ها) کشتيراني کردند، دريافتند که مي‌توانند مسير خود را با دنبال کردن ستاره‌ها ترسيمکنند. فنيقيهاي باستان از ستاره شمالي براي سفر به مصر و جزيره کرت استفادهمي‌کردند. بر طبق گفته هومر الهه آتنا به اوديسه گفته است که هنگام سفر کردن درجزيره کاليپسو "دب اکبر را سمت راست خود قرار بده".

متأسفانه براي اوديسه وديگر دريانوردان ستاره ها فقط در شب و تنها در شب‌هاي صاف قابل رؤيت هستند.

پيشرفت مهم بعدي در امر ناوبري کشف قطب نماي مغناطيسي و دستگاه زاويه ياب(sextant)  بود.

عقربه قطب نما هميشه نقطه شمالي را نمايش مي دهد، بنابراين هميشه دانستنجهت مسيري که در آن حرکت مي‌کنيم را ممکن مي سازد.

GPS چيست؟

GPS يا (Global Positioning System) سيستم موقعيت ياب جهاني است وتنها سيستمي مي باشد که امروزه قادر است، موقعيت دقيق شما را بر روي زمين در هرزمان، درهر مکان و در هر هوايي مشخص کند. ماهواره هايGPS، بيست و چهار ساعته درمداري به طول 11000 مايل دريايي بالاي زمين در حرکت بوده و پيوسته بوسيلهايستگاه‌هاي زميني در سراسر جهان نظارت مي‌شوند. ماهواره ها سيگنال‌هايي مي‌فرستندکه براي هر کس با يک گيرنده GPS قابل شناسايي مي‌باشد. با به کارگيري گيرنده GPS ميتوان موقعيت خود را با دقت بالا تعيين نمود(دقت مکاني در هر مکان از يک متر تا 100متر بسته به نوع تجهيزات متفاوت مي باشد).

دسته بندي دستگاههاي GPS:

بطور كلي يك GPS را ميتوان از يكي از 3 گروه ذيل دانست.

GPS MOUSE : هيچ صفحه يا دكمه اي ندارد اما توسط يكpc Laptop با نرم افزار مربوطه قابل استفادة سرويس GPSS مي باشد.

دستگاههاي اين گروه مانند:

Garmin GPS 35

Delorme يا Rand  Macnalley ( باقيمت هاي پايينتر)

قيمت اين GPS ها حدود 75 تا 150 دلار آمريكا متغير مي باشد.  ولي فراموش نكنيد كه اين نوع GPS ها حتماً به Laptop pc نياز دارند.

Hand-Held GPS: اين نوع دستگاهها مي توانند بصورت سيار مورد استفاده قرار گيرند آنها خودشان يك‌صفحه كوچك جهت نمايش اطلاعات و چند دكمه دارند و در شكل ها و تركيب هاي مختلفي عرضه مي‌شوند و هيچگونه نيازي بهLaptop ندارند. كه بطور مثال ميتوان مدل‌هاي با قيمت پائين Garmin شبيه Etrex, GPS12*l , GPS12 يا مدل هاي 315, 310 ازMagellan را نام برد.  تعدادي از اينها يك رابط NMEA و يك كابل رابط دارند قيمت با كابل ممكن است حدود 210 دلار به بالا باشد و ممكن است بعضي از كشورها ارزانتر هم موجود باشد.

يك GPS دستي ارزان قيمت با يك كابل رابط براي انتخاب و آغاز كار با GPS مناسب ميباشد, حتي براي سرگرمي يا كار يا آشنايي شما با طرز كار و خدمات GPS.

High-End GPS products: اين دستگاهها شامل يك صفحه نمايشگر بزرگتر و تعدادي نقشه ميباشند و در بعضي از آنها شما بايستي مبلغ بيشتري جهت نقشه ها بپردازيد.

قيمت اين دستگاهها ممكن است بسته به نوع محصول بالاتر از 1500 دلار آمريكا باشد كه نمونه هايي از آن مانند Blaupunkt PhihPs و Alpine  ميباشد.

GPS چگونه كار مي‏كند؟

اصول اساسي GPS واقعاً‌ بسيار ساده است، اگر چه سيستم برخي از پيشرفته‏ترين ابزارهايي كه تا حال ساخته شده را به كار مي‏گيرد. براي درك آن بيائيد سيستم را به پنج بخش حياتي تقسيم كرده و هر بخش را جداگانه بررسي كنيم. ما با مفاهيم اصلي شروع مي‏كنيم و بعضي از جزئيات را كنار مي گذاريم، سپس در تمام آنها نكات اصلي را بيان خواهيم نمود.

GPS ) در پنج مرحله ساده

1)  مثلث‏بندي ( اندازه گيري ب روش مثلث‏بندي ) با ماهواره‏ها اساس سيستم است.

2)  براي اندازه‏گيري مثلث‏بندي ، GPS فاصله را توسط زمان طي مسير به وسيله يك پيام راديوئي اندازه مي‏گيرد.

3)   براي اندازه‏گيري زمان طي مسير، GPS به ساعت‏هاي بسيار دقيقي نياز دارد.

4)  وقتي كه شما فاصله تا ماهواره را دانستيد بايد بدانيد كه ماهواره در كجاي فضا قرار دارد.

5)  هنگامي كه سيكنال (پيام)  GPS از يونيسفر و جو ( اتمسفر) ‌زمين عبور مي‏كند در آن تاخير به‏وجود مي‏آيد.         

فضا، كاربر، كنترل( Space , User , Control )

سيستم GPS شامل 3 بخش،‌ فضا، كنترل و كاربري مي‌باشد. بخش فضايي شامل آرايش ماهواره‌ها در فضا با (Constellation) مي‌باشد. اولين سري اين ماهواره‌ها در سال 1978 در مدار قرار داده شد. و در سال 1986 توسعه و تكميل آرايش ماهواره‌اي سيستم GPS به علت جلوگيري از خطرات ناشي از عدم مسيريابي انجام پذيرفت. در فوريه 1989 آرايش ماهواره‌اي سيستم GPS با 24 يا تعداد بيشتري ماهواره در مدار كامل و فعال گرديد. سيستم كنترل توسط ارتش آمريكا انجام مي‌گيرد كه رديابي و نگهداري آنها را در مدار كنترل مي‌نمايد.

بخش كاربرها، شامل كاربرهاي نظامي و شخصي هر دو مي‌باشد. كاربرهاي نظامي از سيستم GPS به عنوان، مسيريابي،‌ شناسايي، و سيستم هدايت موشكي استفاده مي‌نمايند و كاربرهاي شخصي هم مي‌توانند همانند نظامي‌ها و براساس نياز از اين سيستم استفاده كنند.

بخش فضايي( Space Segment )

ماهواره‌هاي GPS در حدود 900 kg وزن و 5 متر با نيل‌هاي خورشيدي طول دارند. عمر مفيد اين ماهواره‌ها براي5/7 سال طراحي شده است اما اغلب مدت زمان بيشتري در مدار مورد استفاده قرار مي‌گيرند. پنل‌هاي خورشيدي نيروي اوليه را تهيه مي‌نمايند و نيروي (تغذيه) ثانويه توسط باطري‌هاي Nicod تأمين مي‌شود.

در هر ماهواره چهار ساعت (Clock) اتمي فوق‌العاده دقيق نصب گرديده است. در سپتامبر 2001 تعداد ماهواره‌هاي مورد استفاده در مدار 27 عدد بوده است.

مدارات ماهواره‌ها( Satellite  orbits )

شامل 6 مدار با فاصله 60 درجه و در هر مدار 4 ماهواره وجود دارد و اين امكان را فراهم مي‌سازد كه با وجود اشكال و خرابي 2 ماهواره در هر مدار سيستم كار نرمال خود را انجام دهد. هر سطح مداري شيبي برابر با 55 درجه با سطح مدار استوايي دارد. ارتفاع زياد مدار (km 20000) باعث ثابت ماندن ماهواره‌ها در مدارشان مي‌شود. همچنين ارتفاع زياد ماهواره باعث پوشش منطقه وسيعي در روي زمين مي‌شود.

ماهواره‌هاي GPS هر نقطه در روي زمين را 2 بار در روز پوشش مي‌دهند (از هر نقطه در روي زمين دوبار در روز مي‌گذرند).

سيگنال‌هاي ماهواره( Satellite Signals )

هر ماهواره يك سيگنال مسيريابي كه شامل عناصر مداري، وضعيت ساعت (Clock)‌، زمان سيستم و وضعيت پيام‌ها مي‌باشد را ارسال مي‌نمايد. به علاوه يك تقويم نجومي (almanac) تهيه مي‌شود كه اطلاعات (تقريبي) را براي هر ماهواره فعال ارسال نمايد. سيگنال‌هاي راديويي با سرعت نور منتشر مي‌شوند. سيصد هزار كيلومتر در ثانيه، مدت زمان 06/0 ثانيه طول مي‌كشد كه سيگنال ارسالي از ماهواره GPS به زمين برسد. اين سيگنال‌ها با قدرت كم (حدود 300 تا 350 وات در طيف مايكروويو) ارسال مي‌گردند.

كد C/A (Coarse A qwsition Cood) براي استفاده كاربرهاي شخصي در دسترس مي‌باشد و به عنوان (SPS) (Standard Positining Service)

مسيريابي استاندارد.

PPS يا Precise Positioning Service سرويس مكان يابي دقيق كه منحصراً در دسترس كاربرهاي نظامي و كاربرهاي مجاز مي‌باشد.

سيگنال‌هاي ماهواره  به خط مستقيم جهت رسيدن و استفاده گيرنده‌هاي GPS نيازدارند.

درخت، ساختمان،‌ كوه و حتي دست و يا بدن مي‌تواند سيگنال‌هاي ماهواره‌ها را بلوكه نمايد.

تقويم نجومي يا Almanac شامل اطلاعاتي راجع به مدارات 24 ماهواره مي‌باشد. يك گيرنده GPS از تقويم نجومي كه در پيام‌هاي ديتاي ماهواره وجود دارد براي موقعيت هر ماهواره‌اي كه رديابي مي‌كند استفاده مي‌نمايد. نرم افزار mission planning براي تهيه گراف و موقعيت ماهواره‌هاي قابل رؤيت و بهترين زمان بررسي در منطقه مخصوص،‌ از تقويم نجومي استفاده مي‌نمايد. تقويم نجومي براي مدت 30 روز معتبر مي‌باشد،‌ اما هر بار كه گيرنده GPS روشن مي‌شود بطور اتوماتيك تقويم نجومي را دريافت مي‌كند (در مدت زمان 15 دقيقه). استفاده از تقويم نجومي به روز يا up-to-date براي استفاده از ماهواره‌هايي كه در ديد گيرنده‌هاي GPS قرار مي‌گيرند بسيار مهم مي‌باشد.

بخش كنترل Control Segment

بخش كنترل شامل پنج ايستگاه مونيتور در اقصا نقاط جهان شامل هاوايي، كواجالين،‌ جزيره اسنشن، ديوگوگارسيا و كلورادو مي‌باشد. ايستگاه (MCS) يا مركز كنترل در كلورادو قرار دارد. ايستگاه‌هاي مونيتور، ماهوار‌هاي در معرض ديد را رديابي مي‌نمايد و اطلاعات فاصله را جمع‌آوري و اين اطلاعات را در ايستگاه MCS تجزيه و تحليل و سپس مدارات ماهواره‌ها را مشخص مي‌نمايد و پيام‌هاي هر ماهواره مكان‌ياب را به روز مي‌نمايد. اطلاعات به روز شده از طريق آنتن‌هاي زميني به ماهواره‌ها ارسال مي‌گردد. ماهواره‌هاي GPS   1- پيام‌هاي اطلاعاتي ماهواره (موقعيت و زمان)  2- تقويم نجومي  3- اصلاح مداري را كه از ايستگاه MCS دريافت مي‌نمايند، ارسال مي‌كنند و گيرنده‌هاي GPS از تمامي اين اطلاعات جهت محاسبه موقعيت استفاده مي‌نماييد.

بخش كاربري User Segment

بخش كاربري شامل گيرنده‌هاي GPS مي‌باشد كه موقعيت محل، سرعت و زمان دقيق را در همه جاي دنيا مشخص مي‌نمايد. كاربردهاي GPS تقريباً در تمامي زمينه‌ها، از حمل و نقل و كنترل منابع طبيعي و كشاورزي وجود دارد. بعنوان مثال:

- استفاده از GPS براي هدايت هلي‌كوپترها و مشخص نمودن محل‌هاي مورد نظر، خصوصاً در عمليات نجات آسيب‌ديدگان.

- استفاده از GPS جهت تهيه نقشه‌هاي كشاورزي.

- استفاده از GPS در مسيريابي هواپيماها و يا علامت گذاري مناطقي كه بايد سم‌پاشي شود.

- استفاده از GPS براي دريانوردي.

- استفاده از GPS براي مسيريابي در جنگل‌ها.

- تركيبي از GPS/GIS جهت پيدا نمودن سريع‌ترين مسير به مقصد استفاده مي‌شود. حتي از GPS براي تحويل ساندويچ و پيتزا به منازل استفاده مي‌گردد.

طريقه كار GPS چگونه است؟

از اندازه‌گيري فاصله بين گيرنده و ماهواره استفاده مي‌نماييم. ماهواره‌ها در نقاط مشخصي مي‌باشند و گيرنده‌هاي GPS در روي زمين و منطقه ناشناخته‌اي هستند. امواج راديويي با سرعت نور حركت مي‌كنند. با ضرب زمان حركت سيگنال از ماهواره تا گيرنده GPS درkm/s 300000 فاصله ي بين ماهواره و گيرنده مشخص مي‌شود. اگر ما از محل 4 ماهواره اطلاع داشته باشيم و مقدار فاصله آنها از گيرنده مشخص گردد،‌ در يك فضاي 3 بعدي مي‌توان محل خود را محاسبه نمود.

12000 مايل شعاع كره‌اي مي‌باشد كه مركز آن ماهواره است (پترن ماهواره‌ها كروي و فاصله آنها تا زمين 12000 مايل است) محل يا موقعيت ما مي‌تواند هر جاي در روي اين كره باشد.

اندازه‌گيري دوم (ماهواره دومي)، سطح تقاطع دو كره يك دايره است بنابراين حالا مي‌‌دانيم كه محل ما جايي روي دايره است.

اندازه‌گيري سوم، 3 كره يكديگر را فقط در 2 نقطه قطع مي‌كند. يكي از دو نقطه به عنوان غيرقابل قبول حذف مي‌شود. كامپيوترها در داخل گيرنده‌هاي GPS روش‌ها و تكنيك‌هاي مختلفي براي مشخص نمودن نقطه صحيح از نقطه غيرقابل قبول دارند.

اندازه‌گيري چهارم، Offset زماني اختلاف بين همزماني Clock ماهواره و Clock گيرنده مي‌باشد. نصب ساعت‌هاي اتمي در گيرنده‌هاي GPS باعث گراني بيش از حد آنها مي‌شود، در گيرنده‌ها از ساعت‌هاي دقيق كوارتز استفاده مي‌شود. اندازه‌گيري چهارم مقدار اين Offset را جبران مي‌نمايد و نقطه صحيح را پيدا خواهد نمود. GPS سرعت را نيز اندازه‌گيري مي‌كند كه براي مسيريابي بسيار مهم است.

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.

ارکان GPS:

يک سيستم GPS داراي سه بخش است:

شکل بالا بخش هاي مختلف يکسيستم GPS را به طور خلاصه نمايش مي‌دهد
بخش فضايي:

اين بخش شامل 24 ماهواره است که هر کدام به تنهايي داراي يکمدار 11000 مايل دريايي در بالاي زمين هستند. هر ماهواره حدودا 10سال يا بيشتر فعالمي‌باشد.

   چرخش ماهواره‌هاي GPS به دور زمين، دو باردر روز و حدود 20200کيلومتر، بالاي سطح زمين مي باشد. در هر زمان از شبانه روز حداقل 4 ماهواره يابيشتر بالاي سر ما در آسمان قرار دارند. براي تخمين موقعيت به وسيله گيرنده بهحداقل 4ماهواره نياز است.

بخش کنترل(نظارت):

   بخش کنترل مغز GPS است. اين بخش اداره کننده تمامي ماهوارهها مي باشد.
   اين بخش از ايستگاه‌هاي زميني تشکيل شده است(پنج عدد از آنها، دراطراف زمين قرار دارند) که ماهواره ها را از کارکرد درست مطمئن مي سازند.

   ارتش آمريکا، بخش اصلي سايت کنترل در نيروي هوايي فالکون، واقع در کلورادواسپرينگ(the Falcon Air Force Base in Colorado Springs) در آمريکا را اداره ميکند.

   ساختمان بخش کنترل، فالکونAFB.

   ايستگاه پيگيري و کنترل زميني،هاوايي.

   يک بار گردش به دور زمين در فضا برابر يک مدار مي باشد. هريک ازماهواره هاي GPS دوازده ساعت زمان نياز دارند تا يک بار مدار زمين را طي کنند. هرماهواره به يک ساعت دقيق مجهز شده است که به آن اجازه مي دهد سيگنال هاي زوج را بايک پيام زماني بسيار دقيق مخابره کند(with a precise time message). دستگاه (قسمت) زميني، سيگنال مخابره شده از ماهواره (که با سرعت نور حرکت مي کند) را دريافت ميکند. حتي در اين سرعت، زمان رسيدن سيگنال به گيرنده قابل اندازه گيري مي باشد. تفاوت زماني ميان سيگنال فرستاده شده و زمان دريافت آن، مضربي از سرعت نور مي باشدکه گيرنده را قادر مي سازد تا فاصله از ماهواره را محاسبه کند. براي اندازه گيريدقيق طول و عرض جغرافيايي و ارتفاع، گيرنده زماني را که صرف مي شود تا سيگنال ها ازچهار ماهواره جدا گانه به آن برسند را محاسبه مي‌کند.

   سيستم GPS مي‌تواندموقعيت هر جايي بر روي زمين يا بالاي زمين را با اندازه تقريبا 300 فوت(90 متر)،نمايش دهد.

بخش کاربر:

   اين بخش از گيرنده‌هايي تشکيل شده که مي توان آن را در دست نگهداشت يا بر روي اتومبيل سوار نمود.

   با اين که GPS براي ارتش طراحي شده استولي شمار کاربران شهري از کاربران نظامي بيشتر است. بعضي از کاربران اصلي GPS عبارتند از:

   - سرويس هاي اورژانس- مانند آتش نشاني، آمبولانس در تعيينموقعيت افراد آسيب ديده.

   - پي گيري وسايل نقليه - مانند نگهداري و پي گيريکاميونها، قطارها، اتوبوسها و غيره.

   - هوانوردي - خلبانان از آن براي راهبريهواپيماها استفاده مي کنند.

   - کشاورزي- کشاورزان از GPS براي کنترل بهترمحصولاتشان استفاده مي کنند.

   - جمع آوري داده هاي GIS- شهرها براي موقعيتسرويس هايشان مانند خطوط نيرو و لوله کشي آبها در خيابانها از آن استفاده مي کنند.

ماهيگيران و دريانوردان در دريا از آن جهت هدايت قايق‌ها يا تشخيص يک موقعيت دردريا استفاده مي‌کنند. در هدايت وسايل نقليه با استفاده از GPS براي رسيدن به مقصد،نياز به نقشه نيست.

   گردشگران و کوهنوردان از آن استفاده مي کنند تا ميسر خودرا پيدا کنند

ماهواره‌ها در فضا:

   همانطور که گفته شد سيستم فضايي GPS از 24 ماهواره تشکيلشده است که هر يک از آنها، هر 11000 مايل دريايي در بالاي زمين را در مدت 12ساعت(يکمدار) طي مي‌کند.

   ماهواره‌ها در فضا به صورتي قرار مي‌گيرند که مي‌توانيمتقريبا 100 درصد از مواقع، سيگنال‌ها را از شش عدد آنها در هر نقطه روي زمين دريافتکنيم، زيرا جهت بدست آوردن بهترين اطلاعات مربوط به هر موقعيت، سيگنال‌هاي زيادينياز است. همچنين ماهواره ها به ساعت‌هايي جهت نگهداري زمان دقيق مجهز هستند. ايندقت در حد سه نانو ثانيه(سه ميليارديوم ثانيه 000000003/0) بوده و بسيار مهم ميباشد، زيرا گيرنده بايد به درستي تعيين کند که سيگنال‌هايي که از هر ماهواره GPS ميرسد، از چه ارتفاعي گرفته شده است( اين اطلاعات براي محاسبه موقعيت گيرنده مورداستفاده قرار مي گيرد

اولين ماهواره GPS در سال 1978 پرتاب شد. 10 ماهواره اول که Block I نام داشتند بهمنظور توسعه اين تکنولوژي(developmental satellites) فرستاده شدند. از سال 1989 تا 1993، 23 ماهواره هاي توليدي (production satellites) به نام Block II پرتاب شدند. پرتاب بيست و چهارمين ماهواره در سال 1994 اين سيستم را تکميل کرد.

   24 ماهواره GPS با مدار 11000 مايلي در بالاي زمين، در تمام شبانه روز به نظاميان و غير نظاميان خدمت رساني مي کنند. اين شبکه از ماهواره ها هسته اي از دقيق ترينسيستم ناوبري که تابه امروز ساخته شده است را مي سازد.

ايستگاه‌هاي کنترل زميني و گيرنده‌ها:

   ايستگاه‌هاي کنترل زميني:

   کنترل GPS يا بخش زميني، از ايستگاه‌هاي محلي اطلاع دهنده اتوماتيک(خودکار) در نواحيمختلف اطراف زمين(هاوايي و ماژالين در اقيانوس آرام، ديگو گارسيا در اقيانوس هند،جزيره اسنشن در اقيانوس آرام و کولورادو اسپيرينگ در کولورادو)، يک ايستگاه اصليدر اشريور (فالکن) پايگاه هوايي کولورادو اسپيرينگ و چهار ايستگاه آنتن بزرگ کهسيگنال ها را به سمت ماهواره ها ار سال مي کنند، تشکيل شده اند. همچنين اين ايستگاهها، ماهواره هاي GPS را رديابي و اطلاع رساني مي‌کنند

گيرنده ها:

   گيرنده‌هاي GPS مي‌توانند توسط دست حمل شوندGPS  (دستي) يا بر رويهواپيما، کشتي، تانک، زيردريايي، اتومبيل و کاميون نصب شوند. اين گيرنده ها سيگنالهاي ماهواره هاي GPS را دريافت، رمزگشايي و در نهايت آنها را پردازش مي‌کنند. امروزه بيشتر از 100 مدل گيرنده متفاوت با اندازه هاي مختلف در حال استفادههستند(به اندازه يک تلفن بي سيم در گيرنده هاي دستي و حتي کوچک تر از آن در مدل هايجديد ديده مي شوند).

   به عنوان نمونه دستگاه هاي دستي که به نيروهاي ارتشآمريکا در جنگ خليج فارس داده شد تنها 28 اونس وزن داشتند.

 GPS درپي‌جويي‌هاي صحرايي، اکتشاف نفت و گاز و شرکتهاي خدمات رفاهي (آب و برق و ...) جهتموقعيت يابي دقيق استفاده مي شود.

كاربرد

اخيراً يك محقق در يك نظرسنجي در جهت اهداف تحقيقي سوالي را درباره GPS مطرح كرده است. اين به نظر موضوع جالبي جهت بررسي در اين ماه مي‌باشد. براي شمايي كه هيچ تجربه‌اي در اين زمينه نداريد، در فهم كاربردهاي تحقيقي غيرنظامي كمك زيادي مي‌كند.

سيستم مختصات جهاني (GPS) در اصول بوسيله وزارت دفاع دولت ايالات متحده در جهت كمك به نيروهاي ارتش ايجاد شد. اين سيستم مجموعه‌از اين ماهواره‌هاي فلكي با سيستم‌هاي الكترونيكي مختلف و ايستگاه‌هاي كنترل زميني است. ماهواره‌هاي مختلف سيگنال‌هاي راديويي را كه بوسيله واحدهاي GPS برنامه‌ريزي شده و قابل دريافت است را انتقال مي‌دهد. پس از بسته شدن نطفه آن در ارتش اين سيستم توسعه يافت و قسمت‌هايي از آن همچنين در دسترس جامعه جهاني و بخش تجاري غيرنظامي قرار گرفت.

واحدهاي GPS به طور اساسي 2 گيرنده راديويي هستند، لذا بايد مسير ديدي به سمت ماهواره‌ها در جهت دريافت سيگنال‌هاي ماهواره‌اي داشته باشد. هر مانعي باعث محدوديت كاركرد و قابليت اطمينان آن مي‌شود. اولين مانع زمين است. ماهواره‌ها در مداري به دور زمين هستند، لذا دسترسي آنها در ساعات مختلف روز در نقاط مختلف دنيا تغيير مي‌كند. برخي از آنها اصلاً در يك مكان خاص قابل مشاهده نيستند. موانع تنها به اين محدود نمي‌شوند. كوه‌ها، تونل‌ها، ساختمان‌هاي بلند، بدنه اتومبيل‌ها و ....، همه مي‌توانند سيگنال‌هاي راديويي را بلوكه كند و يا لااقل قدرت آنها را كاهش دهد.

اگر واحد GPS نتواند سيگنال‌هاي راديويي را دريافت نمايد، نمي‌تواند موقعيت را تعيين نمايد. گيرنده‌ها حداقل بايد دو سيگنال راديويي را براي انجام هر محاسبه موقعيتي دريافت نمايند. با دريافت سيگنال‌هاي بيشتر قابليت اطمينان محاسبات بالا مي‌رود.

گيرنده‌هاي ماهواره‌اي، با اطلاعات اساسي درباره ماهواره‌ها و مناطق جغرافيايي برنامه‌ريزي مي‌شوند. واحدهاي كم‌هزينه‌تر جهت كار در مناطق محدودتري از قبيل آمريكاي شمالي عمل مي‌كنند، در حالي كه واحدهاي گرانتر بر روي دكل شبكه جهاني عمل مي‌كنند. واحدهاي GPS گران قيمت قبل از اينكه بتوانند كار كنند، نياز به ورودي كاربري در رابطه با مناطق جغرافيايي و قاره‌ها دارند و راهنماي دستورالعمل كاربر شامل اين اطلاعات اساسي است.

همانند يك واحد GPS گيرنده‌هاي GPS بوسيله منبع نيرو محدود مي‌شوند. شرايط محيطي از قبيل گرما و رطوبت مي‌تواند در عملكرد اين واحد محدوديت ايجاد نمايد. تا اين مرحله ما با محدوديت‌ها آشنا شديم: قدرت ديد منابع، برنامه‌نويسي بانك اطلاعاتي داخلي، منابع نيرو و ضريب اطمينان اجزاء الكترونيكي.

كاربرد سرمايه‌گذاري GPS با ملاحظات قانوني آغاز شد و كاربرد سرويس‌هاي اصلي GPS تحت اين قانون مجاز گرديد. اما آيا اين مانعي براي قانون استراق سمع است؟ پاسخ در بيشتر موارد خير است،‌ اما نه در همه مواقع. سه كليد جهت تفسير مشروعيت آن تعريف حقوقي GPS وسايل ارتباطي و ذخيره‌سازي و انتظار منطقي از اختفا در شرح كاربرد آن است.

يك نمونه از كاربرد آن اين است كه زماني كه حركتي وجود ندارد، نمي‌تواند توصيف كند. اين طبقه‌بندي از آنجايي مهم است كه قانون استراق سمع ابزار حركتي را از تعريف ارتباطات الكترونيكي مستثناء مي‌كند. تحت 18 USC 2510 يك ارتباط الكترونيكي شامل سيگنال‌هاي راديويي و سيستم‌هاي ذخيره‌سازي الكترومغناطيسي است.

سيستم ماهواره اي GPS:

24 مارهواره در بخش هاي مختلف فضاي زمين در مداري خاص با فاصله حدود 12000 مايلي بالاي سر ما قرار گرفته است. آنها با يك سرعت ثابت در حركتند و در هر 24 ساعت دوبار دور زمين را با سرعتي معادل 7000 مايل در ساعت  مي گردند.

ماهواره هاي GPS توسط انرژي خورشيد تغذيه ميشوند آنها مجهز به باطريهاي قابل شارژ اتوماتيك براي زمانهاي بارندگي يا خورشيد گرفتگي مي باشند. راكت‌هاي كوچك روي هر ماهواره آنها را دريك مسير پروازي صحيح نگهداري مي كنند.

سيگنال‌ها

بد نيست راجع به سيگنال‌هاي GPS هم بحثي داشته باشيم:

ماهواره‌هاي GPS دو سيگنال راديويي كم انرژي را مي‌فرستد. GPS L1,L2هاي عمومي از L1 با فركانس 1575,42 مگاهرتز در باند UHF استفاده مي‌كنند. سيگنال‌ها به صورت line of sight حركت مي‌كنند. به اين معني كه آنها از ابرها، شيشه و پلاستيك عبور مي‌كنند. اما از جامدات مثل ابرها و ساختمان‌ها نمي‌توانند عبور كنند.

همچنین در این زمینه مطالب زیر رابخوانید :

هر سيگنال GPS شامل سه نوع مختلف اطلاعات است:

·       داده‌هاي روزانه؛

·       شبه كدها؛

·       داده‌هاي ساليانه.

شبه كد يك ID است كه مشخص مي‌كند كدام ماهواره اطلاعات را ارسال مي‌كند. داده‌هاي موقت (روزانه) كه دائماً توسط ماهواره‌ها ارسال مي‌شود، شامل اطلاعات مهمي از وضعيت ماهواره‌ها (سلامت آن)، تاريخ و ساعت فعلي مي‌باشد. اين بخش سيگنال براي تعيين وضعيت مرزي ضروري است.

داده‌هاي عمومي (ساليانه) به گيرنده GPS مي‌گويد كه هر ماهواره GPS در هر ساعت روز بايد كجا باشد. هر ماهواره GPS، داده‌هاي عمومي را ارسال مي‌كند تا اطلاعات چرخشي آن ماهواره و ساير ماهواره‌ها مشخص شود.

دلايل خطاي سيگنال‌هاي GPS

فاكتورهايي كه سيگنال‌هاي GPS را تنزل مي‌دهد و در نتيجه روي دقت تاثير مي‌گذارد، شامل موارد زير است:

·       تاخيرهاي Ionoshere, troposphere:

سيگنال‌هاي ماهواره‌ها به صورت تدريجي اتمسفر را طي مي‌كنند. سيستم GPS يك مدل داخلي و غيرقابل انتقال را به كار مي‌برد كه ميانگين تاخير را براي يك اصلاح اين اشتباه بكار مي‌گيرد.

·       چند مسيره شدن سيگنال:

اين رويداد وقتي اتفاق مي‌افتد كه سيگنال GPS از اجسام مختلف مثل ساختمان‌ها يا سطوح صخره‌اي بزرگ منعكس شود، قبل از اينكه به گيرنده برسد، اين مساله زمان سير سيگنال را زياد مي‌كند كه باعث توليد اشكال مي‌شود.

·       ايرادهاي زماني گيرنده:

ساعت داخلي گيرنده خيلي دقيق نيست، يعني مثل ساعت اتمي كه در ماهواره‌ها كار گذاشته شده، عمل نمي‌كند. اين امر موجب اشتباهات ناچيزي مي‌شود.

·       ايرادهاي مداري يا فلكي:

اين مشكل به مشكلات موقتي هم معروف است كه در زمان گزارش وضعيت ماهواره مشكلاتي را ايجاد مي‌كند.

·       تعداد ماهواره‌هاي قابل مشاهده:

به هر تعداد ماهواره‌اي كه گيرنده GPS بتواند ببيند، دقت آن بالاتر مي‌رود. ساختمان‌ها، عوارض زمين، نفوذهاي الكترونيكي يا حتي برگ درختان موجب اشكالاتي در پيدا كردن موقعيت يا حتي پيدا نكردن موقعيت مي‌شود. بخش‌هاي GPS در خانه‌ها، زير آب و زير زمين كار نمي‌كند.

·       اشكال هندسي ماهواره‌ها:

اين مشكل به مكان نسبي ماهواره در هر زماني برمي‌گردد. هندسه مطلوب ماهواره وقتي است كه ماهواره‌ها در زواياي وسيعي نسبت به هم قرار گيرد. هندسه ضعيف، از قرار گرفتن ماهواره‌ها در يك خط، يا در جايي كه مانع ورود هواست، ناشي مي‌شود.

كاربرد GPS و مزايا و معايب آن در فضانوردي

امروزه، تاثيرهاي چند مسيري، يكي از جديترين تهديدها، براي بررسي دقت در RGPSها بر اساس فضانوردي است.

چند مسيري، يك پديده‌اي است كه نشان مي‌دهد يك سيگنال از طريق چند مسير چگونه به مقصد مي‌رسد كه البته اين كار با توجه به اثر بازگشت و تفاضل موج‌هاي الكترومغناطيسي صورت مي‌پذيرد. سيگنال چندمسيري، مسير طولاني‌تري را نسبت به سيگنال مستقيم براي رسيدن به گيرنده طي مي‌كند. در نتيجه اگر سيگنال چندمسيري دنبال شود، ممكن است غلط‌هايي توليد گردد. بنابراين، اين مطالب باعث مي‌شود كه سيگنال حامل و كد سيگنال GPS خراب شود و نتيجه پاياني ، پايين آمدن دقت و كم شدن بازدهي است.

حامل اتوماتيك انتقال (ATV) از GPS براي مسيريابي در طول كارهاي نزديك و قرارهاي نظامي با ايستگاه جهاني فضانوردي استفاده مي‌شود.

مفهوم چندمسيري همچنان در اين قرارگاه نظامي باقي است. چون دنبال كننده و هدف آنتن‌هاي GPS توسط يك سري ديوارهاي بزرگ آهني محاصره شده است. اگرچه مطالعات اين بخش براي فهميدن اعمال كلي GPS است، هدف ATV به ايستگاه جهاني فضانوردي، يك سناريوي ماموريتي واقعي است كه براي مدل كردن مفهوم و تاثيرهاي چندمسيري روي گيرنده‌هاي GPS براي دنبال كردن غلط‌هاست.

همچنین در این زمینه مطالب زیر رابخوانید :

فعاليت‌هاي ديگر

تحليل و بررسي چندمسيري در سطح دريافت كننده، آناليز چندمسيري براي شاتل MIR مربوط به ماموريت RVD و يك سري آناليزهاي مشاهده‌اي براي آنتن‌هاي GPS مربوط به ISS, ATV.

دقت GPSهايي كه بر اساس مسيرياب‌ها عمل مي‌كنند، به مفهوم مطرح شده در مسيرياب‌ها، سطوح واقعي در فضانوردهاي ATV, ISS و كارهاي ممكن چندمسيري در تكنيك‌هاي تقسيم وابسته است.

در آنتن‌هاي ATV، غلط‌هاي چندمسيري بالايي اتفاق مي‌افتد كه در اندازه‌گيري‌هاي GPS بدست آمده‌اند. غلط‌ها گاهي به بيش از 100 متر در PR و يك چهارم طول موج در سيگنال حامل مي‌رسد.

ادامه خط سير ATV براي تاثيرهاي چند مسيري آزاد و غيرموثر است. داخل مسير صوري ATV/ISS، مسيرياب نسبي GPS بكار برده شده مي‌شود تا سنسوري كه در بخش وعده‌گاه بكار برده مي‌شود، بتواند در هدف نهايي بكار رود. با توجه به مقداردهي درست RVS، دقت و صحت RGPS در ايستگاه S₃ بايستي براي نيازمندي‌هاي با دقت بالا تكميل شود.

با مراجعه به گروه ماموريتي ATV/ISS، نقطه نگهداري مرجع S₃ در فاصله 250 متري قرار مي‌گيرد و GPS نسبي بايد دقت 22/2 را در محل برآورده نمايد.

با درنظر گرفتن اين نيازمندي‌ها و باردهي كه با الگوريتم‌هاي مختلف مسيريابي تعيين مي‌شود و با تكنيك‌هاي متفاوت تقسيم چندمسيري، نتايج زير بدست مي‌آيد:

فقط مفهوم مسيريابي kinematic مي‌تواند همه نيازهاي مربوط به آناليز سطوح چندمسيري را تكميل كند، البته با يا بدون بكارگيري تكنيك‌هاي تقسيم چندمسيري.

پردازش مفهوم مسيريابي در SD-RGPS در فاز حامل، مي‌تواند نيازهاي مربوط به همه سطوح آناليز شده چندمسيري را وقتي كه تكنيك‌هاي تقسيم چند مسيري بكار رود، تكميل نمايد.

دقت موقعيت يابي GPS:

   دقت موقعيت يابي GPS از 10متر تا چند سانتي‌متر بسته به نوع گيرنده GPS و استفاده از آن دارد. درحقيقت همه مردم به GPS هاي با دقت بالا نياز ندارند. در واقع هر استفاده‌اي نياز به يک دقت متفاوت دارد و همچنين هر سطحي از دقت داراي" معايب" و" محاسني" مي‌باشد.

    به طور کلي عوامل مؤثر در دقت موقعيت يابي GPS را مي توان به شرح زير نام برد:

   1) نوع و مدل گيرنده GPS(مدل‌هاي مختلف ميزان دقت متفاوتي دارند که بسته به قيمت آن، دقت بالاتر مي رود).

   2) نوع استفاده از GPS(براي برخي کارها نياز به دقت بالا مي باشد، در صورتي که در برخي ديگر اين دقت بالا ضرورتي ندارد).

   خطاهاي GPS:

   تمامي موقعيت‌هاي GPS ها، 100% دقيق نيستند، بنابراين بايد خطاهايي در آنها موجود باشد. دو انتخاب وجود دارد تا ميزان خطاها را بسته به نياز کاربر تقليل دهد:

   الف) استفاده از گيرنده هاي GPS متفاوت

   ب) روش‌هاي گوناگون بدست آوردن موقعيت

   براي مثال، نقشه‌برداران نياز به دقت بالايي در اندازه گيري يک قسمت دارند. از سوي ديگر، مکان منزل شما در يک نقشه به دقت پايين تري نياز دارد.

   بعضي از خطاها که بر روي دقت موقعيت GPS اثر مي گذارند در ذيل آورده شده اند.

همچنین در این زمینه مطالب زیر رابخوانید :

الکسا (Alexa)چیست و رتبه  سایت چگونه اندازه گیری می شود

رتبه الکسا! رتبه الکسا چیست؟ رنکینگ السکا مهم است؟ رتبه الکسا چطور محاسبه می شود؟ چطور رتبه الکسای سایت را پیدا کنیم؟ معنی رتبه الکسا چیست؟ چرا مردم به رتبه الکسا اعتماد ندارند؟ آیا رتبه الکسا واقعا اهمیت دارد؟ در این مقاله سئوالات فوق پوشش داده می شود. شما چه فکر می کنید؟ آیا متوجه شده اید که با کاهش رنکینگ الکسا دقت ان بیشتر می شود. چرا وبمسترها به دنبال ارتقای رتبه الکسا هستند؟ آیا شما یک وبمستر هستید؟

رتبه الکسا چیست و چقدر اهمیت دارد

مردم در مجموع اعداد و ارقام را دوستت دارند، معمولا از اعداد و ارقام برای مقایسه و تباین چیزها با موارد مشابه استفاده می کنند. وبسایت نیز از این قاعده مستثنی نیست، در هر حال کدام وبمستری را می شناسید که رتبه و رنکینگ و عملکرد سایت خود را با سایت های رقیب مقایسه نکند؟ یکی از شناخته شده ترین اندازه های مرتبط با وبسایت که افراد به آن اعتماد ندارند ولی حسابی به دنبال آن هستند، رتبه الکسا است. مردم اعتماد ندارند زیرا بیشتر فکر می کنند این رتبه بندی صحت بالایی ندارد و چیزهایی را که اندازه گیری می کند دقیق نیست، اسما عملکرد سایت را دقیق نشان نمی دهد، عملکرد سه ماه گذشته سایت، چیزی که الکسا ادعای آن را دارد. در عین حال بیشتر وبمسترها و صاحبان وبسایت ها از رتبه الکسا به عنوان معیاری برای سنجش عملکرد سایت خود و مقایسه سایت خود با سایت های رقیب استفاده می کنند. حال به رتبه الکسا بپردازیم، مقدمه طولانی شد.

تاریخچه الکسا

الکسا در سال 1996 در کالیفرنیا تاسیس شد و بعدا به شعبه ای از آمازون تبدیل شد و تخصص آن ارائه داده های ترافیک وب است که از طریق نوار ابزارهای مختلف و افزونه های موتور جستجوگر جمع آوری می کند. از مهمترین خدمات الکسا ارائه بانک اطلاعاتی است که به عنوان اساس و پایه ماشین برگشت به عقب (Wayback Machine) عمل می کند و تسهیلات جستجوی مختلفی ایجاد کرده است (هر چند تعداد زیادی امروزه استفاده نمی شوند). البته سرویسی که بخوبی همه می شناسیم، سیستم رنکینگ الکسا است، سنجشی که میزان محبوبیت یک وبسایت یا عملکرد وبسایت در طی سه ماهه گذشته را نشان می دهد.

رتبه الکسا چگونه اندازه گیری می شود؟

طبق گفته وبسایت رسمی الکسا، رتبه سایت با استفاده از ترکیبی از میانگین تخمینی بازدید کنندگان منحصر (unique visitors) وبسایت و تعداد تخمینی صفحات بازدید شده در طی سه ماه گذشته محاسبه می شود. سایت دارای بالاترین امتیاز از این ترکیب بازدید کننده منحصر (بازدید کننده ای که برای اولین بار از سایت دیدن می کند) و صفحات بازدید شده بالاترین رتبه یعنی رتبه 1 را می گیرد (رتبه 1 مدت مدیدی است که رتبه گوگل است). داده ها از زیرمجموعه ای از کاربران اینترنت که از افزونه جستجوگر الکسا استفاده می کنند، جمع آوری می شود. سپس یک الگوریتم سوگیری های بالقوه این اعداد و ارقام را رفع کرده و تلاش می شود که بازدید کنندگان دیگر که در پنل اندازه گیری الکسا نیستند، جبران شود. سپس داده ها براساس منطقه جغرافیایی بازدید کنندگان بهنجار می شود.

چطور رتبه الکسای وبسایت را پیدا کنیم؟

حداقل این بخش کار سرراست است. کافی است به سایت رسمی الکسا سری زده، نام کامل وبسایت (دامین) را تایپ کرده و دکمه Enter را بزنید. اگر صفحه را کامل مرور کنید، اندازه های دیگری مثل میزان بازدید کنندگانی که فقط یک صفحه سایت را دیده اند (Bounce Rate)، میانگین تعداد صفحات بازدید شده توسط هر بازدید کننده در روز (Daily Pageviews)، میانگین زمانی که هر بازدید کننده در سایت سپری کرده است (Daily Time on Site)، درصد ویزیت های ارگانیک و مشخصات فردی بازدید کنندگان را می توانید مشاهده کنید. همچنین لیست سایت هایی که به وبسایت مورد نظر لینک دارند، سرعت بارگذاری سایت و واژه های کلیدی محبوب سایت نیز نمایش داده می شوند. بنابراین برای یافتن رتبه الکسای سایت خود یا سایت دیگران می توانید از آدرس زیر استفاده کنید:

http://www.alexa.com/siteinfo/asemankafinet.ir

کافی است نام سایت خود را جایگزین بخش  asemankafinet.irبکنید.

رتبه الکسا به چه معنی است؟

توافق عمومی در مورد همبستگی بین عملکرد وبسایت و رتبه الکسا وجود ندارد. هر چه رتبه سایت بالاتر باشد (بالاترین رتبه الکسا 1 است و هر چه عدد رتبه بزرگتر باشد، رتبه الکسا ضعیف تر است) دقت رتبه الکسا بیشتر است. البته این روزها الکسا سیستم خود را ارتقا داده و نسبت به گذشته صحبت بیشتری دارد. الکسا در وبسایت رسمی خود اعلان کرده است که اطلاعات رنکینگ سایت های بالای 100 هزار بایستی به عنوان یک برآورد نسبی در نظر گرفته شوند و هر چه رتبه سایت به 1 نزدیک تر باشد، صحت ترافیک و رتبه بندی الکسا بیشتر می شود. رتبه الکسا برآورد نسبی از عملکرد وبسایت است و تغییرات این رتبه می تواند به وبمستر اطلاعات کلی در مورد عملکرد روز به روز سایت ارائه دهد.

چرا رتبه الکسا قابل اعتماد نیست؟

بنظر می رسد افراد و وبمسترهای زیادی که به داده های تحلیلی وب معتبر دسترسی دارند (معروف ترین این داده ها البته مربوط به تحلیل گر گوگل یا Google Analytics است)، کسانی که بیشتر از یک وبسایت را اداره می کنند، اغلب روند رتبه بندی و گزارش ترافیک وبسایت الکسا را غیر منطقی می دانند. البته متاسفانه سیستمی به سرراستی سیستم الکسا برای گزارش رنکینگ سایت دردسترس نیست و اغلب رتبه های الکسا برای سایت های دارای ترافیک بالا صحت دارد.

گرچه بایستی این نکته را در نظر داشت که الکسا قادر نیست داده های همه وب سایت ها را جمع آوری کند (ظاهرا به این گونه اطلاعات دسترسی ندارد) و تنها از زیر مجموعه ای از میلیون ها کاربر برای برآورد ترافیک سایت ها استفاده می کند. نکته دیگر این است که هیچکدام از این سرویس دهندگان بوضوح و آشکارا اعلان نمی کنند که داده های خود را چطور جمع آوری می کنند یا چطور رتبه ها را محاسبه می کنند. مثلا الکسا تنها اعلان می کند که رتبه سایت ها را براساس بازدید و کلیک صفحات در طی سه ماه گذشته حساب می کند که اطلاعات اندکی است. اما من معتقدم که وبمستر می تواند با توجه به هیت مقالات سایت خود، عملکرد ثبت شده در AWSTAT خود و رتبه الکسا به برآورد مورد نیاز خود برای تعیین عملکرد سایت دست یابد.

آیا رتبه الکسا اهمیت دارد؟

از نظر اکثر مالکان سایت ها که می خواهند بدانند عملکرد سایتشان چطور بوده است، بله خیلی مهم است. هرچند زمانی که وبسایت خود را برآورد می کنیم، بهتر است بیشتر به داده های گوگل آنالایتیک متکی باشیم و از رتبه الکسا بصورت تلفیقی استفاده کنیم. هرچند وقتی بخواهیم عملکرد سایت های رقیب را بدانیم، اینجاست که رتبه الکسا و نوار ابزار یا افزونه الکسا به کمک ما می آید. هرچند نمی توان صرفا براساس رتبه الکسا اعلان کرد که سایتی ترافیک بیشتری از سایت دیگر جذب می کند، چون رتبه الکسای بهتری دارد.

مهم ترین اطلاعات برای الکسا شامل :

الف. اطلاعات سایت:  رتبه ترافیکی، تصاویر سایت ها، لینک هایی که به سایت هدف می رسند و …

ب. لینکهای مرتبط:  سایت ها و محتوایی که شما در حال حاضر مشاهده می کنید….

می  باشد.

Audience Geography  : در این بخش می توانید مشاهده کنید که بیشترین بازدید کنندگان وب سایت شما از کدام کشورها هستند همچنین درصد آنها نیز نمایش داده می شود . این گزینه زمانی بیشترین کاربرد را دارد که شما دارای یک وب سایت جهانی مثل فیس بوک باشید .

بخش How engaged are visitors to hivawebdesign.com

  Daily Time on Site : مدت زمان نمایش داده شده میانگین زمان صرف شده توسط کاربران در سایت را نشان می دهد به نوعی اهمیت و مطلوبیت مطالب را برای کاربران نشان می دهد. هر چقدر شما در سایتتان مطالب جذاب تر و بروزتری قرار دهید این عدد بالاتر خواهد آمد.

 Daily Pageviews per Visitor : مدت زمان نمایش داده شده میانگین صفحاتی را نشان می دهد که کاربران در هر روز مطالعه کرده اند. این نمودار جذابیت مطالب قرار داده شده در سایت را بیان می کند.
البته دقت کنید نمودار فوق Pageviews / User بسته به عوامل مختلف دیگری دارد. مثلا روز های مختلف هفته کاربران ممکن است تعداد صفحه بیشتر یا کمتری مطالعه کنند. یا بعضی از فصل ها .

 Bounce Rate: به طور معمول درصد کاربرانی است که بعد از دیدن یک صفحه از سایت خارج می شوند.
۱- اگر سایت از لحاظ طراحی اشکال داشته باشد و کاربران نتوانند سایت را بدرستی ببینند.
۲- اگر سایت بقدری سنگین باشد که کاربر حوصله اش سر رفته و صفحه را ببندد.
۳- اگر کاربر پس از دیدن صفحه متوجه شود که این سایت موضوعش با چیزی که فکر می کرده فرق دارد.
و …
Bounce Rate  نشان دهنده جذابیت سایت برای بازدیدکننده است و هر چه درصد آن کمتر باشد بهتر است.
اگر درصد پرش کاربران یا بانس ریت بالا باشد به این معناست که بازدید کننده های بیشتری بعد از وارد شدن به سایت و بررسی یک صفحه به بازدید سایر صفحات تشویق نشده یا مورد جذابی برای حفظ کاربر در سایت وجود نداشته و کاربران بیشتری بلافاصله بعد از ورود سایت را ترک کرده اند.

بخش Where do hivawebdesign.com’s visitors come from

Search Traffic  : نمودار این بخش درصد کاربرانی را نشان می دهد که این سایت را از طریق موتور های جستجو پیدا کرده اند.

Top Keywords from Search Engines : بیشترین یا بهترین کلمات کلیدی که در سایت شما وجود دارد و از طریق موتورهای جستجو باعث شده بازدید کننده وارد وب سایت شما شود.

Upstream Sites  : اگر به بخش Upstream Sites در قسمت پایین صفحه مربوط به آمار هر وب‌سایت در الکسا نگاه کنید، لیست وب‌سایت‌هایی که کاربران پیش از بازدید از وب‌سایت مورد‌نظر شما از آن بازدید کرده‌اند، نمایش داده می‌شود.

بخش What sites link to hivawebdesign.com

اگر می خواهید بدانید چند وب سایت یا وبلاگ به سایت شما لینک داده اند بهتر است Total Sites Linking In را مورد بررسی و مشاهده قرار بدهید.

رتبه ترافیکی الکسا چیست؟

رتبه الکسا یا جایگاه در لیست الکسا بر اساس مجموع بازدیدهای ۳ ماه گذشته از یک وب سایت توسط میلیونها کاربری که نوار ابزار یا تولبار الکسا را در مرورگر خود نصب کرده اند می باشد، به نحوی که کاربری که نوار ابزار را نصب کرده به هر صفحه ای که سر می زند یک مورد بازدید برای آن صفحه از آن سایت ثبت می شود و با توجه به نوع ورود به صفحه، اینکه از جایی لینک شده یا مستقیم وارد شده و … این اطلاعات در الکسا ذخیره می شوند.
در اولین گام الکسا یک میزان Reach و دوم تعداد بازدید از هر صفحه وب در طول روز را محاسبه می کند و اصل رتبه بندی الکسا بر اساس همین ۲ مورد است.

Reach در الکسا :

 Reach (ریچ) میزانی برای اندازه گیری درصد بازدید کل کاربران اینترنت در جهان است.

 Pageviewsیا بازدید از صفحات در الکسا :

الکسا تعداد صفحات بازدید شده توسط بازدید کنندگان سایت را pageviews در نظر می گیرد.
نکته: چندین بازدید از یک صفحه توسط یک کاربر در طول روز فقط یک بازدید محاسبه خواهد شد.

PageViews/User الکسا چیست؟

PageViews/User الکسا میانگین بازدیدهای منحصر به فرد هر کاربر در طول روز است.

رتبه روزانه ترافیک Daily Traffic Rank الکسا :

نمایانگر اطلاعات بازدید صفحات وب سایت در یک روز است.

مدت زمان لازم برای کسب رتبه الکسا (Alexa):

اگر به تازگی سایت خود را راه اندازی کرده اید، برای اینکه در قسمت نمایش اطلاعات سایت الکسا جایی داشته باشید. پس از عضویت در آن و ثبت آدرس خود، معمولا باید مدتی بین ۱ تا ۳ ماه از ثبت سایت شما بگذرد و از طرفی هرچه بازدیدکننده سایتتان بیشتر باشد، شانس شما بیشتر خواهد بود. لذا می توان گفت بهترین کار برای کسب رتبه بالاتر در الکسا (البته در سیستم الکسا هرچه عدد شما کم تر باشد یعنی رتبه شما بالاتر است!) تلاش در جهت انتشار مطالب بهتر و مفیدتر و اهمیت قائل شدن برای مخاطبان است. به این ترتیب هر چه که فعالیت شما در وب مستمر و با کیفیت باشد، سایت الکسا نیز اهمیت بیشتری برایتان قائل شده و نوع تجزیه تحلیل و آمارهای ارائه شده آن نیز به مرور زمان متفاوت خواهد بود.

امیدواریم که این مقاله ی آموزشی برای شما مفید باشد

نتیجه گیری

من شخصا امیدوارم که الکسا به کار و تلاش خود ادامه دهد و همانطور که عملکرد آن روز به روز بهتر می شود، به بهبود عملکرد خود ادامه دهد. حداقل کمکی که رتبه الکسا به وبمستر می کند، انگیزه دادن به وی است. وقتی رتبه الکسا کم می شود، تلاش می کند اقداماتی برای بهبود رتبه انجام دهد و وقتی رتبه الکسا بهتر می شود، تلاش می کند این تقویت رتبه را حفظ کند. هرچند بایستی از کلیه امکانات موجود برای تقویت و بهینه سازی وبسایت و رتبه وبسایت استفاده کرد.

آیا شما یک وبمستر هستید؟ آیا مالک یک وب سایت هستید؟ نظر شما چیست؟ آیا شما هم معقدید که رتبه الکسا با کم شدن رقم رتبه صحت بیشتری دارد؟ اگر در مقیاس 1 تا 10 بخواهید به الکسا امتیاز بدهید، چقدر به صحت رتبه الکسا اعتقاد دارید؟