يعد النظام العالمي لتحديد المواقع من احدث الأنظمه التي تستخدم في تحديد المواقع على سطح الكره الأرضيه ، و من الناحيه العلميه يفيد النظام في مجالات كثيره حيث يستطيع ان يوفر الكثير من الخدمت ، سنتعرف على هذا النظام المتطور و استخداماته و طريقه عمله ..
الموضوع ..[] .
نظام تحديد الموقع العالمي (بالإنجليزية: Global Positioning System) أو جي بي أس (بالإنجليزية: GPS). عادة ماتستعمل لفظة جي بي أس للإشارة إلى النظام الموضوع من قبل الولايات المتحدة الأمريكية NAVSTAR-GPS. NAVSTAR-GPS هي اختصار ل Navigational SatelliteTiming and Ranging – Global Positioning System وهو نظام تحديد المواقع العالمي التابع لوزارة الدفاع الأمريكية والذي تقوم عليه معظم التطبيقات المدنية المعروفة. دخل نظام تحديد المواقع العالمي الأمريكي نطاق الخدمة في 17.07.2017 إلا أنه ليس الوحيد من نوعه عالمياً فهناك عدة أنظمة مماثلة مثل النظام الروسي غلوناس Glonass أو النظمة قيد التطوير والبحث مثل غاليليو في أوروبا وبعض الأنظمة المشابهة في الصينوالهندواليابان.
كانت التطبيقات الأولى لنظام تحديد المواقع عسكرية بحتة. حيث كان يستعمل في الأسلحة الموجهة أو ما يسمى بالأسلحة الذكية وفي الملاحة البحرية والجوية العسكرية. وقد استخدمه البنتاجون في تحريك القوات الأمريكية خلال الهجوم على العراق ولا تزال تستخدمة في العراق وأماكن أخرى. وسيتخدم اليوم النظام في تطبيقات مدنية أيضاً. في توجيه الطائرات المدنية والملاحة البحرية. وأصبحت في الأسواق أجهزة استقبال جي بي إس للاستخدام الشخصي، ودخلت التقنية إلى بعض الهواتف المحمولة الحديثة، ووجدت شعبية كبيرة في أنظمة ملاحة السيارات وإرشاد السائق إلى الهدف. كما أن للنظام تطبيقات في ميدان الجيولوجيا وقياسات التصدعات الأرضيةوحركة القارات، بالإضافة إلى إمكانية استعماله لتحديد سرعة العربات. ويمكن استعماله لتحديد مواقع اللآلات الفلاحية في الحقول الكبيرة. وتوجد فوارق في دقة نظام تحديد المواقع العالمي حيث أن التطبيقات العسكرية أكثر دقة من الجي بي أس المدني الذي يمكن من الوصول إلى دقة بضعة أمتار (نحو 10 مترا). حيث أن الولايات المتحدة الأمريكية كانت تقوم عمدا بالتشويش على إشارات الجي بي أس لمنع استعماله مدنيا والحد من جودتها في التطبيقات المدنية، إلا أنها يبدو أنها توقفت عن ذلك منذ سنة 2024 موجهة التركيز على التشويش على رقع جغرافية محدودة. وتبث الأقمار الصناعية الأمريكية بتدفق قدره 50 بت في الثانية على موجتين:
الموجة للاستعمال المدني بذبذبة قدرها 1575,42 MHz
الموجة للاستعمال العسكري بذبذبة قدرها 1227,6 MHz
شرح مبسط لطريقة عمل الجي بي أس ..{}
يتكون نظام تحديد الموقع من 24 قمر صناعي تحوم حول الأرض على ارتفاع 19000 كيلومتر. يقوم قمر صناعي ببث إشارة تحمل موقعه أي موقع القمر الصناعي كما تحمل زمن أو لحظة بث الإشارة، حيث يعين كل قمر صناعي منها زمنه بواسطة ساعة ذرية بالغة الدقة. يقوم جهاز الاستقبال باستقبال ثلاث إشارات قادمة من ثلاثة أو أكثر من تلك الأقمار الصناعية، وعن طريق تسجيله لحظة الاستقبال وسرعة انتقال الموجة أو الإشارة فإنه يمكنه أن يحدد المسافة التي تفصله عن القمر الصناعي (ليس الموقع). والآن باستقبال ثلاث إشارات من ثلاث أقمار مختلفة فإن نقطة تقاطعهم تحدد موقع جهاز استقبال. لهذا السبب فإنه لتحديد موقع شيء ما فإن نظام جي بي أس يحتاج نظريا إلى 3 أقمار صناعية على الأقل.
هذا نظرياً. النقطة التي تجعل عمليا يجب دائما الاستعانة بقمر صناعي رابع هو أن طريقة تحديد لموقع هذه تحتاج إلى ساعة عالية الدقة (ساعة ذرية). عمليا لا يمكن ولا يحبذ من منطلق اقتصادي تزويد أنظمة استقبال الجي بي أس بساعات ذرية. لذلك فإن مستقبلات الجي بي أس عمليا لا يمكنها تحديد لحظة الاستقبال بالهاردوير بل تستعين بإشارة رابعة من قمر صناعي رابع لحساب زمن الاستقبال. وفي ما يلي بعض المعادلات الرياضية التي توضح هذه العملية.
نموذج رياضي مبسط لنظام تحديد المواقع ..{}
إذا كان المستقبل موجود في الإحداثيات وبمعرفة أن سرعة انتشار الإشارة ثابتة (سرعة الضوء) وأن الإشارة تنتشر خطيا على خط مستقيم بين القمر الصناعي والمستقبل.
و إذا سلمنا أن الاٌقمار الصناعية الأربعة الباثة موجودة في الإحداثيات وأنها تبث في اللحظة tn موقعها ولحظة البث. فإننا نتحصل على المعادلات الأربع التالية:
حيث c هي سرعة انتشار الإشارة (سرعة الضوء) وذلك لتحديد المجهولات الثلاث أي موقع المستقبل والمجهول الرابع t0 أي لحظة الاستقبال دون الحاجة لساعة ذرية. الشريف
الخاتمه ..{}
هذا النظام يساعدنا على تحديد المواقع و التعرف على اقصر الطرق المؤديةلها ، كما يساعدنا على حفظ امن السفن و الطائرات ، انصح الجميع باستخدامه لسهولته و فوائده الكثيره ..
المصادر و المراجع ..{}
· موسوعه ويكويبديا ..
· معهد الامارات التعليمي ..