باغبان  باشی

وظيفه يك گيرنده GPS درست بعداز روشن شدن آن را مي توان بصورت زير خلاصه كرد.
الف) نرم افزار سيستم بايدبتواند ماهواره هاي موجود درديد كاربر را تعيين كند و سپس ازبين ماهواره ها , چهار ماهواره را كه داراي بهترين آرايش هندسي هستند به منظورمينيمم شدن خطاي فاصله  منبعي انتخاب كند.

مل تعيين كابل ماهواره هاي موجود درديد كاربراغلب توسط اطلاعات قبلي موجود درحافظه خراب نشدني دستگاه (14) انجام مي شود اگرچنين اطلاعات معتبري درحافظه نباشد سيستم بايد عمل جستجو را برروي تك تك 24 ماهواره GPS انجام داده وليستي ازماهواره هاي در ديدتهيه كند كه مسلماً اين كاروقت زيادي ازگيرنده را پس ازروشن شدن به خوداختصاص مي دهد .

ب) پس ازتعيين 4 ماهواره موردنظر بايدسيگنال آنها را بدست آوريم .اين كار با ساختن كدشبه تصادفي نظير كدماهواره موردنظر درگيرنده وانجام عمل همبستگي با سيگنال رسيده انجام مي شود .كد داخلي گيرنده را آنقدر شيفت زماني مي دهيم تا خروجي همبستگي‌ساز ماكزيمم گردد. دراين صورت كد بدلي وكد دريافتي ازماهواره كاملاً سنكرون هستند .به اين عمل , جستجوي سيگنال ماهواره درحوزه زمان مي گويند:

لازم به ذكراست كه بايستي عمل جستجو در حوزه فركانس نيز انجام شود ازآنجا كه ماهواره هاي GPS درمدار زمين ثابت (ژئو سنكرون)قرار نداشته ونسبت به زمين درحال حركت هستند وهمچنين چون گيرنده نيز معمولاً روي يك جسم متحرك نظيراتومبيل ويا هواپيما نصب مي شود درنتيجه فركانس دقيق كاربر ارسالي به علت اثر دوپلر ,مشخص نيست پس بايد فركانس كاربر محلي را نيز آنقدر تغيير دهيم تا خروجي همبستگي ساز ازحد آستانه اي بيشتر شود.و نهايتاً فركانس كاربر نيز با فركانس دريافتي سنكرون شود .

ج) پس از عمل جستجو وارد مرحله رديابي سيگنال مي شويم دراين مرحله اولاً هدف اين است كه سيگنال سنكرون توليد شده دربرگيرنده همچنان با سيگنال ماهواره سنكرون بماند اين عمل توسط يك حلقه كنترلي خاص تحت عنوان COSTASLOOP كه درواقع يك نوع خاص (15) VCO انجام مي شود .ثانياً عمليات دمودلاسيون (16) BPSK سيگنال رسيده اطلاعات ناوبري D(t) و عمليات شبه فاصله سنجي (تعين فاصله كاربر وماهواره توسط زمان انتشار سيگنال ) نيز دراين مرحله انجام شود.

د) مراحل بوت بايدعيناً براي 3 ماهواره ديگر انجام شود. درنهايت چهار شبه فاصله كه ازمراحل فوق محاسبه شده است دراختيار داريم . حال نرم افزار گيرنده بايدبتواند به كمك اين چهارشنبه فاصله يك دستگاه چهار معادله وچهار مجهول را حل كند واين معادلات طول وعرض جغرافيايي, ارتفاع وهمچنين زمان دقيق را بدست آورد ازمراحل چهارگانه فوق مراحل الف و د بيشتر به جنبه هاي نرم افزاري يك گيرنده برمي گردد.

بطوركلي ازمهمترين زمينه هاي كاربد GPS مي توان به مواردزير اشاه كرد.

 الف – درزمينه هاي نظامي

1- كاربردهوايي : ازهدايت موشك ها تا تمام هواپيماهاي جنگنده و بمب افكن , هلي كوپتر .موشك كروز , چتر بازي و پروازهاي نظامي و ....

2- كاربرد هاي دريايي: زيردريايي , كشتي و تمام انواع قايق ها ودريانوردي نظامي .

3- كابردهاي زميني :  مكان توپخانه ها, ناوبري خودروها , هدايت پياده نظام , سيستم موشك زمين به زمين , شناخت نوع وجنس خاك .

ب: كاربرد هاي نقشه برداري :

 از GPS به طريق مختلف درنقشه برداري مي توان استفاده كرد .مهمترين كاربردهاي GPS درنقشه برداري عبارتنداز :

1) نقشه برداري هيدرو گرافيك .
2) نقشه برداري سينما تيكي خيلي دقيق برروي زمين .
3) فتو گرامتري بدون كنترل زميني
4) انبوه سازي شبكه ژئو دتيك
5) نقشه برداري كارامتري
6) فتو گرامتري بصورت REAL .TIME

ج: كاربردهاي تجاري :

1)ناوبري هوايي : دردهه هشتاد , چهل سال پس از كنوانسيون شيكاگو كه منجر به تأسيس سازمان بين المللي هواپيماهاي كشوري ايكائو گرديد نگراني جامعه هواپيمايي ازمحدوديتهاي سيستم هاي ناوبري موجود به طور روزافزوني افزايش يافت .

 پيش بيني هاي به عمل آمده نيز نشان دهنده رشدسريع مسافرت هاي هوايي تاسال 2001 خصوصاً درمناطقي مانند آسيا , اقيانوسه بودتعداد 18 ميليارد مسافر وبيش از 10000هواپيما ي درحال تردد درهرلحظه اين نگراني را تاييد مي نمود .لذا پيشنهاد شد كه ازتكنولوژي ماهواره براي مبادله صوتي وداده هاي موردنياز با خطوط ارتباطي مستقيم از هواپيمابه ماهواره وازآن طريق به كنترل ترافيك هوايي استفاده شود. دراين حالت محدوديت ديد مستقيم درسيستم هاي (17) VHF و كيفيت درسيستم هاي (18) HF وجودندارد بعلاوه دريك مجموعه واحد مي توان بصورت همزمان داده هاي ضروري هواپيما مانند مشخصات پرواز, ارتفاع , سرعت و جهت را نيز به كنترلر مراقب پرواز اطلاع داد واز اين  طريق خطاي انتقال صحيح اطلاعات ناشي از عوامل انساني دروقوع سوانح را به كلي ازبين برد.

امروزه تئوري پرواز آزاد انقلابي درصنعت حمل ونقل هوايي بوجود آورده است درپرواز هاي آزاد با توجه به قابليت انعطاف سيستم هاي ناوبري ونظارت مي توان به جاي استفاده ازمسيرهاي ثابت هوايي آنها را بصورت كاملاً ديناميكي بهينه نمود اين ايده جالب بهره برداري بسيارموثر ازفضا را دارد .بنابراين امروزه شركت هاي بزرگ هواپيما سازي مشغول نصب سيستمهاي GPS برروي هواپيما ها مي باشند .

2- ناوبري دريايي : درناوبري دريايي براي تعيين مسير , نقاط مبداء ومقصد وغيره از GPS مي توان بهره گرفت .
د: كاربردهاي همگاني :

سيستم موقعيت ياب GPS  كاربرهاي همگاني نيز دارد كه ازمهمترين اين كاربردها مي توان به موارد زيراشاره كرد.

1- حركت درفضاي باز: حركت درمناطقي كه راههاي چندان مناسبي ندارد يا به كلي فاقد راه است .گيرنده GPS  بسيارارزشمند خواهدبود.
2- ماهيگيري
3- پروازبا گلايدر .
4- استفاده حرفه اي درعمليات زميني
5- اسكي , كوهنوردي
6- قايقراني
7- عمليات جستجو و نجات
8- حركت اتومبيل درجاده
9- مسابقات اتومبيل راني رالي

البته كاربرهاي GPS روزبه روز بيشتروبيشتر مي شود ونيزنبايد اين نكته را ازنظر دورداشت كه اين سيستم با تمام مزاياي خودممكن است دچار اختلال گردد ويا گيرنده اي كه دردست شماست دچارخرابي گردد .پس بايدروشهاي موقعيت يابي كلاسيك را كه كار با قطب نما ونقشه است ازيادنبرد واول اين روش را يادگرفت وبعدبسراغ GPS رفت تا درمواقع نيازدچار وابستگي به سيستم موقعيت يابي جهاني نباشيم .

 البته مطالب گفته شده دراين مقاله بطور كامل تمام جزئيات را موردبررسي قرار نداده .زيرا بسياري ازموارد مسائل فني ويا محرمانه سيستم مي باشد كه كمتر دردسترس افرادعادي مي باشد و نيز بررسي آن نياز به دانستن بساري ازروابط پيچيده فيزيك و.... دارد.

منبع: www.akhtarnama.com و دانشنامه ویکی پدیا