تتعدد مكونات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، حيث توجد ثلاثة مكونات رئيسية تعمل معًا لتحديد أي مكان على سطح الأرض ، حيث أصبح نظام تحديد المواقع العالمي مهمًا للغاية اليوم نظرًا لتعدد استخداماته ، سواء كان ذلك استخدامات شخصية أو عسكرية أو علمية أو عملية.
ما هو المقصود بنظام تحديد المواقع العالمي
نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) هو نظام ملاحة عالمي عبر الأقمار الصناعية يوفر الموقع والسرعة وتزامن الوقت ، ونظام GPS هو نظام ملاحة قائم على الأقمار الصناعية يتكون من 24 قمراً صناعياً على الأقل. أحوال الطقس ، في أي مكان في العالم ، على مدار 24 ساعة في اليوم ، بدون رسوم اشتراك أو رسوم إعداد.
يعمل GPS عن طريق تدوير الأقمار الصناعية حول الأرض مرتين يوميًا في مدار محدد ، ويرسل كل قمر صناعي إشارة مشفرة وعلامات مدارية تسمح لأجهزة GPS بفك تشفير وحساب الموقع الدقيق للقمر الصناعي ، وتستخدم مستقبلات GPS هذه المعلومات لحساب الموقع الدقيق للمستخدم ، ويقيس مستقبل GPS أيضًا المسافة إلى كل قمر صناعي هي مقدار الوقت الذي يستغرقه استقبال الإشارة المرسلة ، من خلال قياسات المسافة من عدد قليل من الأقمار الصناعية ، ويمكن للمستقبل تحديد موقع المستخدم وعرضه إلكترونيًا ، أو يمكنه العثور على طريق محدد وقصير إلى مكان معين ، ويمكنه حساب سرعة المستخدم.
مكونات GPS
يستخدم نظام تحديد المواقع العالمي ثلاثة مكونات رئيسية ، وهذه المكونات هي التي توفر البيانات والحسابات الدقيقة لتحديد الموقع وحساب السرعة والوقت ، وهذه المكونات هي:
الأقمار الصناعية
الأقمار الصناعية التي تنقل إشارات من الفضاء ، والتي على أساسها يتم قياس وقت ومكان المستخدم ، وتسمى هذه المجموعة من الأقمار الصناعية كوكبة ، ويستخدم نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) مجموعتين من الأقمار الصناعية ، وهما :
- الأقمار الصناعية Navstar
- الأقمار الصناعية جلوناس
تتكون الأقمار الصناعية من 24 قمرا ، مرتبة في 6 مستويات مدارية ، ويميل كل قمر 55 درجة إلى خط الاستواء لمدة 12 ساعة.
يدور كل قمر صناعي على ارتفاع حوالي 20230 كم ، ويحتوي كل قمر صناعي على أربع ساعات ذرية دقيقة ، يتم استخدام واحدة منها فقط في المرة الواحدة.
وحدة تحكم ارضية
تتكون وحدة التحكم الأرضية من خمس محطات مراقبة أرضية وثلاثة هوائيات ومحطة تحكم رئيسية ، وتقوم محطات المراقبة بقياس الإشارات بشكل مستمر وتوفر البيانات لمحطة التحكم الرئيسية ، وتحسب محطة التحكم الرئيسية التقويم الفلكي للقمر الصناعي ومعلمات تصحيح الساعة وترسلها إلى الهوائي ، ويرسل الهوائي البيانات إلى كل قمر صناعي مرة واحدة على الأقل يوميًا.
المستخدمين
حيث يتكون جزء المستخدمين من نظام GPS من مستقبلات GPS ومجتمع المستخدمين ، ويتكون جهاز الاستقبال النموذجي من هوائي ، ومضخم صوت ، ومعالج إشارة راديو ، وجهاز تحكم ، وشاشة ، ووحدة تسجيل بيانات ، وطاقة المصدر ، حيث تقوم مستقبلات GPS بتحويل الإشارات إلى تقديرات للموقع والسرعة والوقت ، وما هو مطلوب أربعة أقمار صناعية على الأقل لحساب الأبعاد الأربعة X و Y و Z للمكان والزمان.
أين تقع محطة التحكم الرئيسية بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)
تقع محطة التحكم الرئيسية لأنظمة GPS في ولاية كولورادو في قاعدة Shriver الجوية ، وهي مسؤولة عن الإدارة العامة لمواقع المراقبة والإرسال عن بُعد. لا يحسب عنصر التحكم الرئيسي الموضع فحسب ، بل يحسب أيضًا معلمات السرعة والارتفاع والانحراف للموقع. كما توجد ست محطات مراقبة لقياس الإشارات ، وهذه المحطات هي:
- محطة كيب كانافيرال.
- محطة فلوريدا.
- محطة هاواي.
- محطة جزيرة أسنسيون في المحيط الأطلسي.
- محطة دييغو غارسيا أتول في المحيط الهندي.
- محطة جزيرة كواجالين في جنوب المحيط الهادئ.
تمت إضافة محطات في عام 2005 م ، في الأرجنتين والبحرين والمملكة المتحدة والإكوادور وواشنطن العاصمة وأستراليا ، حيث تتحقق كل محطة من محطات المراقبة من الارتفاع الدقيق والموقع والسرعة والصحة العامة للأقمار الصناعية في المدار ، و يمكن للمحطة تتبع ما يصل إلى 11 قمراً صناعياً في المرة الواحدة. في اليوم ، يتم إجراء هذا الفحص مرتين في اليوم ، من قبل كل محطة.
يستخدم GPS
يستخدم نظام تحديد المواقع العالمي في الشركات والمؤسسات ، وفي العديد من الصناعات المختلفة ، حيث يستخدم هذا النظام لإنجاز مهام مهمة مثل:
- كشف الموقع: يتم ذلك عن طريق تحديد موقع المستخدم بدقة.
- إمكانية التنقل: حيث يمكن لهذا النظام أن يجد اختصارات للانتقال من موقع إلى آخر.
- تتبع: حيث يتم استخدامه في المراقبة العسكرية.
- رسم الخرائط: يعد هذا النظام حاليًا أحد أهم طرق إنشاء الخرائط.
- ضبط التوقيت: حيث يمكن لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أن يأخذ قياسات زمنية دقيقة.
حيث يعتمد نظام تحديد المواقع العالمي على المساحين في أعمال المسح والعلماء والطيارين والمهندسين والتعدين والعاملين في الزراعة ، ويستخدم هذا النظام أيضًا في الملاحة البحرية والجوية وإدارة الموارد الطبيعية.
في نهاية هذا المقال سنكون قد تعرفنا على مكونات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، وكذلك المقصود بنظام تحديد المواقع ، وقد أوضحنا بالتفصيل ماهية استخدامات هذا النظام ، وقد قمنا بذلك. تحديد موقع المحطة الرئيسية لنظام الملاحة العالمي.