سرخط خبرها
خانه » آموزش » آموزش الکترونیک » اطلاعات کافی در مورد gps- قسمت دوم

اطلاعات کافی در مورد gps- قسمت دوم

ادامه مطلب در مورد gps
دوستانی که مطالب قبلی را نخوانده اند به پست قبل مراجعه نمایند.

داده Ephemeris دائماً بوسيله ماهوارها ارسال ميگردد وحاوي اطلاعاتي درمورد : وضعيت خود ماهواره ( سالم يا ناسالم ) و تاريخ وزمان فعلي مي باشد . گيرنده GPS بدون وجود اين بخش از پيام درمورد زمان وتاريخ فعلي دركي ندارد . اين بخش پيام نكته اساسي براي تعين مكان مي باشد.

Almanac داده أي را انتقال مي دهد كه نشان دهنده اطلاعات مداري براي هرماهواره وتمام ماهوارهاي ديگر سيستم مي باشد .

حال ميتوان شيوه كار GPS را بهتر بررسي كرد . هرماهواره پيامي را ارسال مي كند كه بــطور ســــــاده مي گويد :

من ماهواره شماره X هستم ، موقعيت فعلي من Y است ، و اين پيام در زمان Z ارسال شده است.

هر چند كه اين شكل ساده شده پيام ارسالي است ولي مي تواند كل طرز كار سيستم را بيان نمايد . گيرنده GPS پيام را مي خواند و داده هاي almanac و ephemeris را جهت استفاده بعدي ذخيــره مي نمايد . اين اطـلاعـات مي توانند براي تصحيح و يا تنظيم ساعت دروني GPS نيز به كار روند .

حال براي تعيين موقعيت ، گيرنده GPS زمانهاي دريافت شده را با زمان خود مقايسه مي كند . تفاوت اين دو مشخص كننده فاصله گيرنده GPS از ماهواره مزبور مي باشد . اين عملي است كه دقيقاً يك گيرنده GPS انجام مي دهد . با استفاده از حداقل سه ماهواره يا بيشتر ، GPS مي تواند طول و عرض جغرافيايي مكان خود را تعيين نمايد . ( كه آن را تعيين دو بعدي مي نامند . ) و با تبادل با چهار ( و يا بيشتر ) ماهواره يك GPS مي تواند موقعيت سه بعدي مكان خود را تعيين نمايد كه شامل طول و عرض جغرافيايي و ارتفاع مي باشد . با انجام پشت سر هم اين محاسبات ، GPS مي تواند سرعت و جهت حركت خود را نيز به دقت مشخص نمايد

امروزه در بعضی مکان های ايران قادر به دريافت اطلاعات تا 10 ماهواره می باشيم و حداقل به 4 تا 5 ماهواره در هر زمان از شبانه روز و در هر مکان دسترسي داريم.
هر قدر تعداد ماهواره های قابل مشاهده بيشتر شود معادلات اساسی تعيين موقعيت بيشتر خواهند شد و بنابراين زمان لازم براي تعيين موقعيت يک نقطه کاهش يافته و دقت تعيين موقعيت نيز افزايش خواهد يافت.

نکته مهمي که مي بايست مورد توجه قرار گيرد اينست که ارتفاعي که GPS به ما مي دهدبا ارتفاع موجود در نقشه ها و اطلس ها فرق ميکند.ارتفاع GPS نسبت به سطح مبنايي بنام بيضوي مقایسه یا سطح ژئوئید است در حالي که ارتفاع موجود در نقشه ها ارتفاع اورتومتريک مي باشدکه از سطح درياهای آزاد محاسبه مي گردد.مقدار اختلاف این دو مقیاس در بیشترین حالت حدود 100 متر است.

يكي از عواملي كه بر روي دقت عمل يك GPS اثــر مي گذارد . شكل قرار گرفتن ماهواره ها نسبت به يكديگر مي باشد . (از نقطه نظر GPS )

اگر يك GPS با چهار ماهواره تبادل نمايد و هر چهار ماهواره در شمال و شرق GPS باشند طرح و هندسه اين ماهوارها براي اين GPS بسيار ضعيف ميباشد و شايد GPS قادر نباشد مكان يابي نمايد. زيرا تمام اندازه گيريهاي فاصله در يك جهت عمومي قرار دارند. مثلث سازي ضعيف است وناحيه مشترك بدست آمده ازاشتراك اين مسافت سنجي ها وسيع مي باشد ( مكاني كه GPS براي مكان خود تصورمي كند بسيار وسيع مي باشد ودر نتيجه تعيين دقيق محل آن ممكن نيست ) دراين موقعيتها حتي اگر GPS مكان يابي را انجام دهد وموقعيتي راگزارش نمايد دقت آن نمي تواند زياد خوب باشـــــــد ( كمتر از500-300 فيت ). اگر همين چهارماهواره درچهارجهت ( شمال ، جنوب ، شرق ، غرب ) وبا زواياي 90 درجه قرارداشته باشند

gps3

طرح اين چهار ماهواره براي GPS مزبور بهترين حالت مي باشد چراكه جهات مسافت سنجي چهار جهت متفاوت و نقطه اشتراك اين مسافت سنجي ها بسيار كوچك مي باشد . وهرچه اين نقطه اشتراك كوچكتر باشد به معني آن است كه بيشتر به نقطه واقعي حضورخود نزديك شده ايم . دراين موقعيت دقت عمل كمتر از100فيت مي باشد .

طرح وهندسه قرارگرفتن ماهواره ها هنگاميكه GPS نزديكي ساختمانهاي بلند، قلل كوهها ، دره هاي عميق ويا در وسايل نقليه قرارگرفته باشد به مساله مهمتري تبديـل مي گردد .اگر مانعي در رسيدن سيگنالهاي بعضي از ماهواره ها وجود داشته باشد GPS مي تواند از بقيه ماهواره ها بـــراي مكان يابي خود استفاده نمايد. هرچه اين موانع بيشتر و شديدتر شوند مكان يابي نيز مشكل تر مي گردد .

يك گيرنده GPS نه تنها ماهواره هاي قابل استفاده را تشخيص مي دهد بلكه مكان آنها را درآسمان نيز تعين مي كند . ( ارتفاع و زاويه ) منبع ديگرايجاد خطا ” چند مسيري ” مي باشد .” چند مسيري” نتيجه انعكاس سيگنال راديويي به وسيله يك شي مي باشد . اين پديده باعث ايجاد تصاوير سايه دار در تلويزيونها مي گردد هر چند در آنتنهاي جديد اين شكل به وجود نمي آيد ، اين پديده در آنتنهاي رو تلويزيوني قديمي به وجود مي آمد.
بروز اين اختلال براي GPS ها به اين شكل است كه امواج بعد از انعكاس به وسيله اشياء ( مانند ساختمانها يا زمين ) به آنتن GPS برسند . در اين صورت سيگنال مسير بيشتري را تا رسيدن به آنتن GPS طي مي كند و اين باعث مي شود كه GPS فاصله ماهواره را بيشتر از آنچه هست محاسبه نمايد. كه باعث ايجاد خطا در مكان يابي نهايي مي گردد. در صورت بروز اين اختلال تقريباً 15 فيت بر خطاي نهايي افزوده مي شود .منبع ديگري نيز براي ايجاد خطا ممكن است وجود داشته باشند . افزايش تاخير ( delay ) به دليل اثرات جوي نيز مي تواند برروي دقت كار اثر بگذارد . همچنين خطاهاي ساعت داخلي GpS . در هر دو اين موارد گيرنده GPS طوري طراحي شده است كه اين اثرات را جبران نمايد . ولي خطاهاي كوچكي بر اساس همين اثرات همچنان بروز خواهند كرد .

در عمل ، دقت كار يك GPS غير نظامي معمولي ، با توجه به تعداد ماهواره هاي تبادلي و طرح قرار گرفتن آنها بين 60 تا 225 فيت مي باشد. GPS هاي پيچيده تر و گرانتر مي توانند با دقتهايي در حد سانتيمتر كاركنند . ولي دقت يك GPS معمولي نيزمي تواند به كـــمك پـــردازشي بـــه نـــام DGPS Differential GPS به حدود 14 فيت يا كمتر برسد .سرويسهاي DGPS با هزينه كمي قابل اشتراك مي باشند . سيگنال تصحيحات DGPS توسط سازمان Army Corps Of Engineers و از ايستگاههاي مخصوص ارسال مي گردد . اين ايستگاهها در فركانس KHZ .325- 283.5 كار مي كنند تنها هزينه استفاده از اين سرويس خريدن يك دامنه از اين سيگنالها مي باشد . با اين كار يك گيرنده ديگر به GPS ما متصل مي شود ( از طريق يك كابل سه رشته اي ) و عمل تصحيح را طبق يك روش استاندارد به نام ( RTCM SC-104 ) انجام مي دهد . اشتراك سرويسهاي DGPS از طريق امواج راديويي FM نيز ممكن می باشد .

کاربردهای GPS

GPS ها داراي كاربردهاي متنوعي در زمين ، دريا و هوا مي باشند ، اساساً GPS هر جايي قابل استفاده است مگر در نقاطي كه امكان وصول امواج ماهواره درآنها نباشد مانند داخل ساختمانها ، غارها ونقاط زيرزميني ديگر و يا زير دريا ، كاربردهاي هوايي GPS در رهيابي براي هوانوردي تجاري ميباشد . در دريا نيز ماهيگيران ، قايقهاي تجاري ، ودريا نوردان حرفه أي از GPS براي رهيابي استفاده ميكنند .

استفاده هاي زميني GPS بسيار گسترده تر مي باشد . مراكز علمي از GPS براي استفاده از قابليت و دقت زمان سنجي اش واطلاعات مكاني اش استفاده مي كنند . نقشه برداران از GPS براي توسعه منطقه كاري خود بــــهره مي گيرند . سايتهاي گرانقيمت نقشه برداري دقتهايي تا يك متر را فراهم مي آورند . GPS ها علاوه بر صرفه جويي دقتهاي بهتري را براي اين سايتها به ارمغان مي آورند . استفاده هاي تفريحي از GPS نيز به تعداد تمام ورزشهاي تفريحي متنوع است . به عـنوان مثال براي شكارچيان ، برف نوردان ، كوهنوردان وسياحان و…
در نهايت بايد گفت هركسي كه مي خواهد بداند كه دركجا قراردارد ، راهش به چه سمتي است ، ويا با چه سرعتي درحركت است مي تواند از يك GPS استفاده كند . در خودروها نيز وجود GPS به امري عادي بدل خواهد شد.سيستم هايي درحال تهيه است تا دركنار هر جاده اي با فشار دادن يك كليد موقعيت به يك مركز اورژانس انتقال يابد . ( بوسيله انتقال موقعيت فعلي به يك مركز توزيع ) سيستم هاي پيچيده ديگري موقعيت هر خودرو را دريك خيابان ترسيم مي كنند اين سيستمها به راننده بهترين مسير براي رسيدن به يك هدف خاص را پيشنهاد مي كنند . در کشورهای توسعه یافته از این سیستم جهت کمک به راهبری خودرو، کشتی و انواع وسایل نقلیه بهره گیری می شود.

هر چه نقشه های منطقه ای که در حافظه گیرنده بارگذاری می شود دقیق تر باشد، سرویسهایی که از GPS می توان دریافت داشت نیز ارتقا می یابد. برای مثال، می توان از GPS مسیر نزدیکنرین پمپ بنزین، تعمیرگاه و یا ایستگاه قطار را سوال نمود و مسیر پیشنهادی را دنبال کرد. دقت مکانیابی این سیستم در حد چند متر می باشد، که بسته به کیفیت گیرنده تغییر می کند

پيش بيني زلزله ازدیگرکاربردهایGPS است. (در حال حاضر براي پيش بيني زلزله بيش از 1200 GPS در ژاپن نصب شده و همچنين فقط در اطراف شهر لس آنجلس آمريکا ،250 GPS در حل اندازه گيري و فعاليت 24 ساعته هستند.)

از دیگر کاربردهای این سیستم بطور فهرست وار میتوان به موارد زیر اشاره کرد:کاداستر ، کنترل امور مربوط به حمل و نقل و ترافيک ، کنترل حرکات تکتونيکي زمين ، کنترل جابجايي سدها و برج هاي بلند، پيش بيني وضع هوا (از طريق اندازه گيري ميزان انرژی موج فرستاده شده از سوي GPS پس از عبور از لايه هاي جو و ابرهاي موجود در منطقه مورد نظر) ، هيدروگرافي(آبنگاري) ، تعيين موقعيت سکوهاي دريايي نفتي،تعيين موقعيت جزيره هاي مرجاني، مين يابي ، SCAN کردن دريا ، بروز رساني سيستم هاي تعيين موقعيت اينرشيال ، استفاده جهت کنترل ماهواره هاي سنجش از دور(Remote Sensing) وکاربردهای وسیع نظامی و…

(یک نکته که باید هنگام استفاده از این سیتم حتما مورد توجه قرار گیرد این است که در زمان هايي که احتمال ارسال امواج پارازيت برروي گيرنده هاي GPS مي رود به هيچ عنوان نمی توان

روی داده های ارائه شده توسط گيرنده هاي غير نظامي حساب باز کرد.)

در نهایت این نکته قابل ذکر است که با توجه به نزول شدید بهای گیرنده های این سیستم، و افزایش امکانات آنها، این تکنولوژی در آینده نزدیک بیش از پیش در اختیار همگان قرار خواهد گرفت.

گیرنده های GPS :

gps4

بسته به نوع مصرف و بودجه می توان از طیف وسیع گیرنده های GPS بهره برد. همچنین، باید از در دسترس بودن نقشه مناسب و بروزجهت ناحیه مورد استفاده تان، اطمینان حاصل کرد. امروزه بهای گیرنده های GPS بطور چشمگیری کاهش پیدا کرده است و هم اکنون در کشور ما با بهایی معادل یک عدد گوشی متوسط موبایل نیز می توان گیرنده GPS تهیه کرد.

قيمت گيرنده هاي GPS مناسب و مرغوب موجود در بازار ايران از 150000 تومان شروع مي شود و به40ميليون تومان هم مي رسد.لازم بذکر است کهGPS های Ashtech ساخت آمريکا، بهترينGPS در دنيا هستندو رئيس و صاحب اين کارخانه آقاي پروفسور جواد اشجعي مي باشد. تعدادي از اين گيرنده ها عبارتند از:

MAGELLAN , Trimble , Garmin ,Ashtech
چندنمونه از تصاویر حاصل از سیستم GPS

gps5

gps6

همچنین ببینید

Touch screen-صفحه لمسی-تاچ اسکرین

شما تا به حال دستگاهی مانند کامپیوتر لمسی و یا دستگاه های فتوکپی لمسی را ...

5 دیدگاه

  1. با سلام
    من یک ماژول جی پی اس خریداری کردم
    مدل : BS-M01
    اعداد زیر را خروجی میدهد ، اما نمیدونم چی به چیه !!!
    ندیدم هم شما رو نمونه کد توضییح داده باشید
    $GPGGA,192313.630,3547.7069,N,05131.4081,E,1,08,01.8,1734.4,M,2.2,M,,*60
    $GPGLL,3547.7069,N,05131.4081,E,192313.630,A,A*51
    $GPGSA,A,3,01,07,11,13,16,20,23,32,,,,,3.1,1.8,2.5*3F
    $GPGSV,3,1,11,1,22,202,34,4,15,312,,7,14,224,26,11,06,192,35*45
    $GPGSV,3,2,11,13,35,290,34,16,34,122,35,20,81,160,42,23,57,319,26*71
    $GPGSV,3,3,11,30,29,062,,31,21,043,,32,54,127,51,,,,*43
    $GPRMC,192313.630,A,3547.7069,N,05131.4081,E,0.00,6.95,111111,,,A*6C
    $GPVTG,6.95,T,,,0.00,N,0.00,K,A*7A
    $GPZDA,192313.630,11,11,2011,01,00*5B
    $GPGGA,192314.630,3547.7065,N,05131.4081,E,1,08,01.8,1734.9,M,2.2,M,,*66
    $GPGLL,3547.7065,N,05131.4081,E,192314.630,A,A*5A
    $GPGSA,A,3,01,07,11,13,16,20,23,32,,,,,3.1,1.8,2.5*3F
    $GPGSV,3,1,11,1,22,202,34,4,15,312,,7,14,224,27,11,06,192,35*44
    $GPGSV,3,2,11,13,35,290,34,16,34,122,36,20,81,160,42,23,57,319,27*73
    $GPGSV,3,3,11,30,29,062,,31,21,043,,32,54,127,51,,,,*43
    $GPRMC,192314.630,A,3547.7065,N,05131.4081,E,0.00,6.95,111111,,,A*67
    $GPVTG,6.95,T,,,0.00,N,0.00,K,A*7A
    $GPZDA,192314.630,11,11,2011,01,00*5C
    $GPGGA,192315.630,3547.7063,N,05131.4081,E,1,08,01.8,1735.2,M,2.2,M,,*6B
    $GPGLL,3547.7063,N,05131.4081,E,192315.630,A,A*5D
    $GPGSA,A,3,01,07,11,13,16,20,23,32,,,,,3.1,1.8,2.5*3F
    $GPGSV,3,1,11,1,22,202,34,4,15,312,,7,14,224,28,11,06,192,35*4B
    $GPGSV,3,2,11,13,35,290,34,16,34,122,36,20,81,160,42,23,57,319,28*7C
    $GPGSV,3,3,11,30,29,062,,31,21,043,,32,53,127,51,,,,*44
    $GPRMC,192315.630,A,3547.7063,N,05131.4081,E,0.00,6.95,111111,,,A*60
    $GPVTG,6.95,T,,,0.00,N,0.00,K,A*7A
    $GPZDA,192315.630,11,11,2011,01,00*5D
    $GPGGA,192316.630,3547.7063,N,05131.4081,E,1,08,01.8,1735.1,M,2.2,M,,*6B
    $GPGLL,3547.7063,N,05131.4081,E,192316.630,A,A*5E
    $GPGSA,A,3,01,07,11,13,16,20,23,32,,,,,3.1,1.8,2.5*3F
    $GPGSV,3,1,11,1,22,202,33,4,15,312,,7,14,224,28,11,06,192,35*4C
    $GPGSV,3,2,11,13,35,290,34,16,34,122,36,20,81,160,42,23,57,319,28*7C
    $GPGSV,3,3,11,30,29,062,,31,21,043,,32,53,127,51,,,,*44
    $GPRMC,192316.630,A,3547.7063,N,05131.4081,E,0.00,6.95,111111,,,A*63
    $GPVTG,6.95,T,,,0.00,N,0.00,K,A*7A
    $GPZDA,192316.630,11,11,2011,01,00*5E

    با تشکر فرآوان

  2. با تشکرفراوان ازاحساس مسوولیت ارزنده جناب عالی

  3. با سلام چرا در كنار پست ها امكان پرينت وجود ندارد اگر هم هست و من نديدم ببخشيد به هر حال بايد يك دكمه پرينت وجود داشته باشد

پاسخ دهید