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 بوسیله ماهوارها ارسال میگردد وحاوی اطلاعاتی درمورد : وضعیت خود ماهواره ( سالم یا ناسالم ) و تاریخ وزمان فعلی می باشد . گیرنده GPS بدون وجود این بخش از پیام درمورد زمان وتاریخ فعلی درکی ندارد . این بخش پیام نکته اساسی برای تعین مکان می باشد.

Almanac داده أی را انتقال می دهد که نشان دهنده اطلاعات مداری برای هرماهواره وتمام ماهوارهای دیگر سیستم می باشد .

حال میتوان شیوه کار GPS را بهتر بررسی کرد . هرماهواره پیامی را ارسال می کند که بــطور ســــــاده می گوید :

من ماهواره شماره X هستم ، موقعیت فعلی من Y است ، و این پیام در زمان Z ارسال شده است.

هر چند که این شکل ساده شده پیام ارسالی است ولی می تواند کل طرز کار سیستم را بیان نماید . گیرنده GPS پیام را می خواند و داده های almanac و ephemeris را جهت استفاده بعدی ذخیــره می نماید . این اطـلاعـات می توانند برای تصحیح و یا تنظیم ساعت درونی GPS نیز به کار روند .

حال برای تعیین موقعیت ، گیرنده GPS زمانهای دریافت شده را با زمان خود مقایسه می کند . تفاوت این دو مشخص کننده فاصله گیرنده GPS از ماهواره مزبور می باشد . این عملی است که دقیقاً یک گیرنده GPS انجام می دهد . با استفاده از حداقل سه ماهواره یا بیشتر ، GPS می تواند طول و عرض جغرافیایی مکان خود را تعیین نماید . ( که آن را تعیین دو بعدی می نامند . ) و با تبادل با چهار ( و یا بیشتر ) ماهواره یک GPS می تواند موقعیت سه بعدی مکان خود را تعیین نماید که شامل طول و عرض جغرافیایی و ارتفاع می باشد . با انجام پشت سر هم این محاسبات ، GPS می تواند سرعت و جهت حرکت خود را نیز به دقت مشخص نماید

امروزه در بعضی مکان های ایران قادر به دریافت اطلاعات تا ۱۰ ماهواره می باشیم و حداقل به ۴ تا ۵ ماهواره در هر زمان از شبانه روز و در هر مکان دسترسی داریم.
هر قدر تعداد ماهواره های قابل مشاهده بیشتر شود معادلات اساسی تعیین موقعیت بیشتر خواهند شد و بنابراین زمان لازم برای تعیین موقعیت یک نقطه کاهش یافته و دقت تعیین موقعیت نیز افزایش خواهد یافت.

نکته مهمی که می بایست مورد توجه قرار گیرد اینست که ارتفاعی که GPS به ما می دهدبا ارتفاع موجود در نقشه ها و اطلس ها فرق میکند.ارتفاع GPS نسبت به سطح مبنایی بنام بیضوی مقایسه یا سطح ژئوئید است در حالی که ارتفاع موجود در نقشه ها ارتفاع اورتومتریک می باشدکه از سطح دریاهای آزاد محاسبه می گردد.مقدار اختلاف این دو مقیاس در بیشترین حالت حدود ۱۰۰ متر است.

یکی از عواملی که بر روی دقت عمل یک GPS اثــر می گذارد . شکل قرار گرفتن ماهواره ها نسبت به یکدیگر می باشد . (از نقطه نظر GPS )

اگر یک GPS با چهار ماهواره تبادل نماید و هر چهار ماهواره در شمال و شرق GPS باشند طرح و هندسه این ماهوارها برای این GPS بسیار ضعیف میباشد و شاید GPS قادر نباشد مکان یابی نماید. زیرا تمام اندازه گیریهای فاصله در یک جهت عمومی قرار دارند. مثلث سازی ضعیف است وناحیه مشترک بدست آمده ازاشتراک این مسافت سنجی ها وسیع می باشد ( مکانی که GPS برای مکان خود تصورمی کند بسیار وسیع می باشد ودر نتیجه تعیین دقیق محل آن ممکن نیست ) دراین موقعیتها حتی اگر GPS مکان یابی را انجام دهد وموقعیتی راگزارش نماید دقت آن نمی تواند زیاد خوب باشـــــــد ( کمتر از۵۰۰-۳۰۰ فیت ). اگر همین چهارماهواره درچهارجهت ( شمال ، جنوب ، شرق ، غرب ) وبا زوایای ۹۰ درجه قرارداشته باشند

gps3

طرح این چهار ماهواره برای GPS مزبور بهترین حالت می باشد چراکه جهات مسافت سنجی چهار جهت متفاوت و نقطه اشتراک این مسافت سنجی ها بسیار کوچک می باشد . وهرچه این نقطه اشتراک کوچکتر باشد به معنی آن است که بیشتر به نقطه واقعی حضورخود نزدیک شده ایم . دراین موقعیت دقت عمل کمتر از۱۰۰فیت می باشد .

طرح وهندسه قرارگرفتن ماهواره ها هنگامیکه GPS نزدیکی ساختمانهای بلند، قلل کوهها ، دره های عمیق ویا در وسایل نقلیه قرارگرفته باشد به مساله مهمتری تبدیـل می گردد .اگر مانعی در رسیدن سیگنالهای بعضی از ماهواره ها وجود داشته باشد GPS می تواند از بقیه ماهواره ها بـــرای مکان یابی خود استفاده نماید. هرچه این موانع بیشتر و شدیدتر شوند مکان یابی نیز مشکل تر می گردد .

یک گیرنده GPS نه تنها ماهواره های قابل استفاده را تشخیص می دهد بلکه مکان آنها را درآسمان نیز تعین می کند . ( ارتفاع و زاویه ) منبع دیگرایجاد خطا ” چند مسیری ” می باشد .” چند مسیری” نتیجه انعکاس سیگنال رادیویی به وسیله یک شی می باشد . این پدیده باعث ایجاد تصاویر سایه دار در تلویزیونها می گردد هر چند در آنتنهای جدید این شکل به وجود نمی آید ، این پدیده در آنتنهای رو تلویزیونی قدیمی به وجود می آمد.
بروز این اختلال برای GPS ها به این شکل است که امواج بعد از انعکاس به وسیله اشیاء ( مانند ساختمانها یا زمین ) به آنتن GPS برسند . در این صورت سیگنال مسیر بیشتری را تا رسیدن به آنتن GPS طی می کند و این باعث می شود که GPS فاصله ماهواره را بیشتر از آنچه هست محاسبه نماید. که باعث ایجاد خطا در مکان یابی نهایی می گردد. در صورت بروز این اختلال تقریباً ۱۵ فیت بر خطای نهایی افزوده می شود .منبع دیگری نیز برای ایجاد خطا ممکن است وجود داشته باشند . افزایش تاخیر ( delay ) به دلیل اثرات جوی نیز می تواند برروی دقت کار اثر بگذارد . همچنین خطاهای ساعت داخلی GpS . در هر دو این موارد گیرنده GPS طوری طراحی شده است که این اثرات را جبران نماید . ولی خطاهای کوچکی بر اساس همین اثرات همچنان بروز خواهند کرد .

در عمل ، دقت کار یک GPS غیر نظامی معمولی ، با توجه به تعداد ماهواره های تبادلی و طرح قرار گرفتن آنها بین ۶۰ تا ۲۲۵ فیت می باشد. GPS های پیچیده تر و گرانتر می توانند با دقتهایی در حد سانتیمتر کارکنند . ولی دقت یک GPS معمولی نیزمی تواند به کـــمک پـــردازشی بـــه نـــام DGPS Differential GPS به حدود ۱۴ فیت یا کمتر برسد .سرویسهای DGPS با هزینه کمی قابل اشتراک می باشند . سیگنال تصحیحات DGPS توسط سازمان Army Corps Of Engineers و از ایستگاههای مخصوص ارسال می گردد . این ایستگاهها در فرکانس KHZ .325- 283.5 کار می کنند تنها هزینه استفاده از این سرویس خریدن یک دامنه از این سیگنالها می باشد . با این کار یک گیرنده دیگر به GPS ما متصل می شود ( از طریق یک کابل سه رشته ای ) و عمل تصحیح را طبق یک روش استاندارد به نام ( RTCM SC-104 ) انجام می دهد . اشتراک سرویسهای DGPS از طریق امواج رادیویی FM نیز ممکن می باشد .

کاربردهای GPS

GPS ها دارای کاربردهای متنوعی در زمین ، دریا و هوا می باشند ، اساساً GPS هر جایی قابل استفاده است مگر در نقاطی که امکان وصول امواج ماهواره درآنها نباشد مانند داخل ساختمانها ، غارها ونقاط زیرزمینی دیگر و یا زیر دریا ، کاربردهای هوایی GPS در رهیابی برای هوانوردی تجاری میباشد . در دریا نیز ماهیگیران ، قایقهای تجاری ، ودریا نوردان حرفه أی از GPS برای رهیابی استفاده میکنند .

استفاده های زمینی GPS بسیار گسترده تر می باشد . مراکز علمی از GPS برای استفاده از قابلیت و دقت زمان سنجی اش واطلاعات مکانی اش استفاده می کنند . نقشه برداران از GPS برای توسعه منطقه کاری خود بــــهره می گیرند . سایتهای گرانقیمت نقشه برداری دقتهایی تا یک متر را فراهم می آورند . GPS ها علاوه بر صرفه جویی دقتهای بهتری را برای این سایتها به ارمغان می آورند . استفاده های تفریحی از GPS نیز به تعداد تمام ورزشهای تفریحی متنوع است . به عـنوان مثال برای شکارچیان ، برف نوردان ، کوهنوردان وسیاحان و…
در نهایت باید گفت هرکسی که می خواهد بداند که درکجا قراردارد ، راهش به چه سمتی است ، ویا با چه سرعتی درحرکت است می تواند از یک GPS استفاده کند . در خودروها نیز وجود GPS به امری عادی بدل خواهد شد.سیستم هایی درحال تهیه است تا درکنار هر جاده ای با فشار دادن یک کلید موقعیت به یک مرکز اورژانس انتقال یابد . ( بوسیله انتقال موقعیت فعلی به یک مرکز توزیع ) سیستم های پیچیده دیگری موقعیت هر خودرو را دریک خیابان ترسیم می کنند این سیستمها به راننده بهترین مسیر برای رسیدن به یک هدف خاص را پیشنهاد می کنند . 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

پیش بینی زلزله ازدیگرکاربردهایGPS است. (در حال حاضر برای پیش بینی زلزله بیش از ۱۲۰۰ GPS در ژاپن نصب شده و همچنین فقط در اطراف شهر لس آنجلس آمریکا ،۲۵۰ GPS در حل اندازه گیری و فعالیت ۲۴ 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 ترافیک ، کنترل حرکات تکتونیکی زمین ، کنترل جابجایی سدها و برج های بلند، پیش بینی وضع هوا (از طریق اندازه گیری میزان انرژی موج فرستاده شده از سوی GPS پس از عبور از لایه های جو و ابرهای موجود در منطقه مورد نظر) ، هیدروگرافی(آبنگاری) ، تعیین موقعیت سکوهای دریایی نفتی،تعیین موقعیت جزیره های مرجانی، مین یابی ، SCAN کردن دریا ، بروز رسانی سیستم های تعیین موقعیت اینرشیال ، استفاده جهت کنترل ماهواره های 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 هایی که احتمال ارسال امواج پارازیت برروی گیرنده های GPS می رود به هیچ عنوان نمی توان

روی داده های ارائه شده توسط گیرنده های غیر نظامی 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.

قیمت گیرنده های GPS مناسب و مرغوب موجود در بازار ایران از ۱۵۰۰۰۰ تومان شروع می شود و به۴۰میلیون تومان هم می رسد.لازم بذکر است کهGPS های Ashtech ساخت آمریکا، بهترینGPS در دنیا هستندو رئیس و صاحب این کارخانه آقای پروفسور جواد اشجعی می باشد. تعدادی از این گیرنده ها عبارتند از:

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

gps5

gps6

همچنین ببینید

touch20screen-yazdkit-com

Touch screen-صفحه لمسی-تاچ اسکرین

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

۵ 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 کنار پست ها امکان پرینت وجود ندارد اگر هم هست و من ندیدم ببخشید به هر حال باید یک دکمه پرینت وجود داشته باشد

پاسخ دهید