صفحه اصلي | فهرست مقالات | مطالب جديد | خبرنامه | نقشه سايت | طراحي وب | جستجو | نسخه جديد سايت

صفحه اصلي | فهرست مقالات | مطالب جديد

 
بخش ویژه

هک رشد

تکنیک های توسعه و رشد سریع کسب و کار و استارتاپ ها



کفش پاشنه بلند ارزان

کفش پاشنه بلند ارزان ، خرید کفش پاشنه بلند ارزان ، خرید اینترنتی کفش پاشنه بلند ارزان ، فروشگاه کفش پاشنه بلند ارزان، فروشگاه اینترنتی کفش پاشنه بلند ارزان،

مدانیسا

لباس شب مدانيسا ، مانتو مدنيسا ، تونيك مدانيسا ، لباس سايز بزرگ مدانيسا ، مودانيسا ، لباس زنانه مدانيسا ، برند مدانيسا

دسته ها

  • هک رشد هکر رشد استارتاپ
  • ایمنی صنعتی
  • شش سیگما
  • شبکه های هوشمند توزیع برق
  • فیزیک
  • انرژی های تجدیدپذیر (نو )
  • نرم افزار مطلب Matlab
  • مهندسی کامپیوتر
  • متفرقه
  • ماشین - اخبار
  • طراحی سایت و سئو
  • ماشین - معرفی شرکتها
  • ماشین - معرفی ماشين سازان
  • ماشین - معرفی ماشين آْلات
  • برق-دانش آموزان
  • برق-مهندسی پزشکی
  • برق-فناوری اطلاعات
  • برق-مخابرات
  • برق-کنترل
  • برق-قدرت
  • برق-اتوماسیون
  • برق-الکترونیک
  • برق-عمومی
  • برق - هوش مصنوعی
  • ارتباط با صنعت2
  • سايت هاي مرتبط
  • احمد زيني هكر رشد
  • هك رشد
  • فيلدباس و اتوماسيون
  • شبكه فيزيك هوپا
  • كارگاه هواشناسي
  • مهندسي برق
  • مجله در مورد سنسورها
  • www.control.com
  • temperatures.com
  • مجله سلامت و زيبايي

  • فناوري تعيين موقعيت جغرافيايي بوسيله كامپيوتر GPS

    فناوري تعيين موقعيت جغرافيايي بوسيله كامپيوتر  GPS

    در گذشته، زمانی که تکنولوژی پیشرفته امروزی وجود نداشت، مردم وبخصوص اشخاصی مانند سیاحان، جهانگردان و ...گاهی اوقات در یک گستره جغرافیایی و بخصوص شهرها و کشورهای بیگانه، از مکان دقیق خود با خبر نبودند وحتی گاهی نیز در بیابانها ودریاها مسیر خود را گم می کردند،

    بخش: [فیزیک] بازديد : 377


    فناوري تعيين موقعيت جغرافيايي بوسيله كامپيوتر GPS 
     

    در گذشته، زماني كه تكنولوژي پيشرفته امروزي وجود نداشت، مردم وبخصوص اشخاصي مانند سياحان، جهانگردان و ...گاهي اوقات در يك گستره جغرافيايي و بخصوص شهرها و كشورهاي بيگانه، از مكان دقيق خود با خبر نبودند وحتي گاهي نيز در بيابانها ودرياها مسير خود را گم مي كردند، از سوي ديگر در دنياي قديم، استفاده از ستارگان، قطب نما وساير عوامل طبيعي تا اندازه اي راهگشاي بشر بوده، ضمن اينكه همه اين موارد،بطور كلي انسان عصر گذشته را مورد هدايت و راهنمايي قرار مي داد، در حاليكه امروزه پيچيدگي هاي جغرافيايي، اعم از بافت شهر، خيابان، و... اصولا زمينه استفاده از اينگونه روشها را تا حد زيادي منتفي و بي معنا كرده است. به هر صورت در شرايط فعلي، با گسترش فناوري هاي گوناگون، اين مشكل توسط يك سيستم ماهواره اي مدرن وپيشرفته، با نام و عبارت(GPS(Global Position Systemكه به معناي سيستم موقعيت ياب جغرافيايي مي باشد، رفع شده است. در حقيقت دنياي امروز، دنيايي است كه هيچ فردي در آن گم نخواهد شد و همه چيز بر روي تمام نقاط زمين قابل شناسايي است واين قدرت دستيابي به سيستم هاي شناسايي را ماهواره ها ودر اساس كامپيوترها، در اختيار بشر قرار داده اند. امروزه دستگاه هايي به نام گيرنده هاي GPS با قيمتي حدود 100 دلار يا كمتر و در اندازه هاي يك گوشي تلفن همراه، در دسترس مي باشند كه با استفاده از آنها هميشه مي توانيد موقعيت دقيق خود را بر روي هر نقطه از كره زمين بدست آوريد. اكثر شما نام GPS را به كرات شنيده ايد، در واقع امروزه بيشتر دستگاههاي الكترونيكي قابل حمل،مانند تلفن هاي همراه پيشرفته، كامپيوترهاي Laptop و PDAها را به سيستم GPS مجهز مي كنند تا شخص دارنده سيستم هاي مذكور، هميشه موقعيت خود را بر روي نقشه الكترونيكي رويت كند.
    در اين مقاله ابتدا به كاربرد، مزايا و معايب اين سيستم مي پردازيم و سپس بطور تخصصي، طرز كار و نحوه استفاده از آن را مورد بررسي قرار مي دهيم.
     


    GPS چيست ؟

    معمولا وقتي مردم از GPS صحبت مي كنند، منظور آنها دستگاه GPS Receiver يا گيرنده GPS است، اما اين دستگاهها فقط نقش يك گيرنده
     امواج راديويي را بازي مي كنند و سيستم داخلي آنها چندان پيچيده نيست. ولي در واقع GPS عبارتست از يك صورت فلكي كه مجموعه اي از 27 ماهواره است كه با دقت هر چه تمام تر در مدار زمين به گردش در مي آيد.
    فاصله بين اين 27 ماهواره و سرعت آنها به گونه اي طراحي شده كه هيچگاه تداخلي در كارشان ايجاد نمي شود وتمام زمين را تحت پوشش خود قرار مي دهند. اين ماهواره ها بطور دائم وشبانه روزي، امواج راديويي را به تمام سطوح زمين ارسال مي كنند. اين امواج دائما فاصله بين ماهواره ها را گزارش مي دهند؛ به اين ترتيب كه اگر يك گيرنده GPS بر روي زمين اين اطلاعات را دريافت كند، از طريق آن قادر به شناسايي موقعيت خود مي باشد.
    لازم به ذكر است كه امواج راديويي در GPS بر روي 2 فركانس  ۱۲۲۸MHz و 1575MHz ارسال مي شود. اين سيستم ارسال و دريافت امواج راديويي، شباهت زيادي به راديو هاي معمولي و ديگر وسايل گيرنده امواج راديويي دارد. در حقيقت شما ميتوانيد راديوهاي خانگي را يك گيرنده GPS فرض نماييد و 27 ماهواره موجود در فضا را نيز Transmitterهاي صدا وسيما بپنداريد. در سيستم GPS به غير از اين 27 ماهواره، تعداد 3 عدد ماهواره اضافي بصورت يدكي وجود دارد كه در صورت بروز نقص فني در يكي از ماهواره هاي اصلي، بلافاصله وظيفه آن به يكي از ماهواره هاي يدكي سپرده مي شود. زيرا در صورت از كار افتادن يكي از ماهواره ها، قطعا قسمتي از كره زمين از شناسايي GPS خارج مي شود و افراد دارنده گيرنده GPS در نقاط كور، قادر به دريافت امواج راديويي نيستند. لازم به ذكر است اگر 3 ماهواره يدكي مذكور در مدار زمين قرار نمي گرفت، با بروز مشكلي در يكي از ماهواره هاي اصلي، مي بايست حتما ماهواره جديد به فضا پرتاب شود كه اين خود زمان و هزينه زيادي را مي طلبد.
    ماهواره هاي مورد بحث در فاصله 19300 كيلومتري زمين قرار دارند و روزي 2 بار به دور زمين مي گردند. نظم قرار گرفتن اين ماهواره ها به گونه اي است كه هر گاه با استفاده از تلسكوپ به آسمان نگاه كنيد، حداقل 4 عدد و شايد هم بيشتر از آنها را رويت خواهيد كرد كه اين خود نشان دهنده حضور هميشگي اين سيستم در تمام دنيا مي باشد.
     


    كاربرد GPS:

    ايده ايجاد ماهواره GPS توسط وزارت دفاع ايالات متحده امريكا در سال 1970 و در جهت كمك به نيروهاي نظامي اين كشور در شناسايي هر چه بهتر مكانهاي مختلف تعبيه و پياده سازي شد و اولين ماهواره GPS در سال 1978 در جو زمين قرار گرفت. در واقع نيروهاي نظامي امريكايي در هر مكان، بلافاصله موقعيت خود را از GPS در خواست مي كنند. بر همين اساس اشتباه در شناسايي محل مورد نظر براي نيروهاي نظامي، در حد چند ميليمتر مي باشد. البته GPS علاوه بر كاربرد نظامي، براي مصارف عمومي مانند دريانوردي نيز مورد استفاده قرار مي گيرد كه البته ضريب خطاي نسبتا زيادي نسبت به مصارف نظامي امريكا دارد، ولي بطور كلي اجازه استفاده براي عموم مردم ( براي مصارف غير نظامي ) از اين سيستم در سال 1980 تصويب شد. نظاميان امريكايي براي استفاده از اين سيستم از كد ( رمز عبور ) خاصي استفاده مي كنند، ولي افراد معمولي فقط قادر به استفاده از GPS در مصارف غير نظامي ( عمومي ) هستند، زيرا به رمز اين سيستم دستيابي ندارند و مسلما در سيستم عمومي كه در اختيار همه مردم جهان قرار دارد، ضريب خطاي زيادي ( حداقل 15 متر ) وجود دارد.
    شايد در بعضي فيلم هاي پليسي ديده باشيد كه رديابي به مجرم متصل مي شود تا موقعيت دقيق آن بر روي نقشه الكترونيكي رويت شود، خب اين عمل توسط سيستم GPS انجام مي گيرد. امروزه اكثر هواپيماهاي مسافربري در سراسر جهان نيز به اين سيستم مجهز شده اند كه خلبان ها با استفاده از آنها هيچگاه مسير صحيح پرواز را گم نمي كنند. حتي امروزه اكثر كارخانه هاي توليد اتومبيل هاي پيشرفته در جهان، از GPS و نقشه الكترونيكي در اتومبيل هايشان استفاده مي كنند. در واقع اينگونه سيستم ها با استفاده از فناوري GPS قابل پياده سازي است و استفاده از آن به صنعت خاصي محدود نمي شود. لازم به ذكر است كه بخش Monitoring اين سيستم ها در اختيار وزارت دفاع امريكا قرار دارد، و دائما هرگونه تبادل اطلاعات بين ماهواره هاي GPS و گيرنده ها در هر نقطه از جهان، ثبت و بررسي مي شود تا استفاده از اين سيستم، توسط كشورهاي ديگر در مراكز حساس مشخص گردد. ضمنا گيرنده هاي GPS علاوه بر نمايش نقشه الكترونيكي از محل دقيق منطقه، قادر به محاسبه سرعت حركت جسم و حتي نمايش حركت جسم نيز مي باشد.
    با توجه به آنچه مطرح شد، متاسفانه در حال حاضر در كشور ما فعاليت چنداني انجام نگرفته، و حتي بسياري از مردم عادي از وجود اين سيستم و طرز كار آن با اطلاع نيستند. اين در حالي است كه در كشورهاي پيشرفته حتي افراد عادي نيز از GPS استفاده مي كنند، ولي با توجه به شرايط فعلي كشور ما، هنوز براي رسيدن عموم به اين فناوري، ظاهرا مدت زماني در پيش خواهد بود.
     

    طريقه محاسبه فاصله ها توسط گيرنده GPS :


    همانطور كه گفته شد، در هر لحظه حداقل چهار عدد از اين ماهواره ها در آسمان قابل رويت است. بر همين اساس يك دستگاه GPS Receiver با دريافت امواج راديويي متصاعد شده از ماهواره هاي مذكور و با ادغام اطلاعات و محاسبات عمليات رياضي، قادر به شناسايي محل مورد نظر هستند. اين محاسبات رياضي در اين سيستم ، Trilateration نام دارد و در فضاي سه بعدي بصورت مجازي انجام مي گيرد.


    سيستم زمان در محاسبات :


    همانطور كه اشاره شد، هر كدام از ماهواره هاي GPS بلا استفاده از امواج راديويي مسافتها را مشخص مي كنند، ولي امواج به تنهايي قادر به شناسايي فاصله ها نيستند، از اينرو براي محاسبه مسافت،از ساعت هاي بسيار دقيق اتمي در ماهواره ها و همچنين گيرنده هاي GPS استفاده مي شود. در اين حالت زمان ارسال هر سيگنال توسط ساعت اتمي موجود در ماهواره، به گيرنده GPS ارسال مي شود، وگيرنده GPS نيز با ساعت داخلي خود تفاضل زماني را بدست آورده و فاصله دقيق را كسب مي كند. همانطور كه متوجه شديد، در اين فناوري زمان بسيار مهم است و بصورت نانو ثانيه محاسبه مي گردد.

    البته ناگفته نماند يكي از مشكلاتي كه در سيستم زمان وجود دارد، گرانقيمت بودن ساعت اتمي مي باشد. بعبارت ديگر قيمت اين ساعت ها حدود 50 تا 100 هزار دلار است كه فقط در ماهواره هاي GPS قرار مي گيرد، ولي در گيرنده هاي GPS به روي زمين، از ساعت هاي معمولي ديجيتالي استفاده مي كنند. به همين دليل امكان اختلال در سيستم زماني متصور است و از اين رو در گيرنده هاي GPS از ساعت هايي كه دائما Reset مي شود و در واقع نقش كرنومتررا بازي مي كنند، استفاده مي شود.

     

    محدوديت هاي GPS:


    مشكلي مهمتر از قيمت زياد ساعت هاي اتمي در سيستم GPS نيز وجود دارد. همانطور كه مي دانيد سيگنالهاي راديويي از خارج از جو زمين، توسط ماهواره ها به زمين ارسال مي شود. اين امواج مي بايست از اتمسفر زمين عبور كنند و اتمسفر سرعت انتقال سيگنالها را كم مي كند. بنابراين امواج با تاخير چند صدم ثانيه اي به گيرنده هاي GPS مي رسند، اما گيرنده هاي GPS از وجود اتمسفر زمين خبر نداشته و محل ماهواره ارسال كننده امواج را دورتر از موقعيت حقيقي شناسايي مي كنند.

    بنابراين مشاهده مي كنيد كه با وجود ساعت هاي اتمي و محاسبات در حد نانو ثانيه، اتمسفر زمين باعث تاخير در ارسال امواج راديويي شده و اختلالي در سيستم GPS ايجاد مي كند و در اين حالت ضريب خطاي Trilateration بالا خواهد رفت. براي رفع اين مشكل، از ايستگاه هاي (DGPS (Differential GPS كه بر روي زمين و در مكانهاي مشخصي قرار دارند استفاده مي شود. اين ايستگاه ها فاصله دقيق بين ماهواره ها تا همان ايستگاه را مي دانند و در صورت بروز خطاي حاصل از اتمسفر زمين، اين خطا را توسط سيگنالهاي راديويي به دستگاه هاي گيرنده هاي GPS انتقال مي دهند تا آنها نيزازاين درصد خطا باخبر باشند. اما 2 نكته مهم در اين رابطه وجود دارد. اولين نكته اين است كه دستگاه هاي گيرنده GPS بايد مجهز به سيستم DGPS باشند و نكته دوم اين است كه ايستگاه هاي DGPS، امواج راديويي را درهمان منطقه و در اختيار گيرنده هاي GPS همان منطقه قرار مي دهند. زيرا ضخامت اتمسفر زمين در نقاط مختلف متفاوت مي باشد و از اين رو در هر ناحيه ، ايستگاه DGPS خاص همان ناحيه مي تواند قرار بگيرد. همچنين لازم به ذكر است كه ايستگاه هاي DGPS قابل حمل بوده و در هر ناحيه اي مي توانند مستقر شوند. از ديگر مشكلات گيرنده هاي GPS اين است كه در ساختمان ها نمي توان از آنها استفاده كرد، زيرا امواج راديويي متصاعد شده از ماهواره ها بدرستي از ساختمانها عبور نمي كنند و حتما مي بايست در محيط بدون پوشش، از گيرنده هاي GPS استفاده شود.

    منبع: كارگاه هواشناسي


     

     

    منوي اصلي
  • صفحه اصلي
  • فهرست مقالات
  • مطالب جديد
  • خبرنامه
  • نقشه سايت
  • طراحي وب
  • جستجو
  • نسخه جديد سايت
  •  

    مطالب جديد
     

         
    Copyright © 2003 - 2017 by AutoIR iranresearch , All rights reserved. www.iranresearch.com www.iranresearch.ir www.autoir.ir Designed by Ahmad Zeini
    کلیه حقوق مادی و معنوی این سایت autoir.ir می باشد