اعرف اكتر عن نظام ال GPS

[eng.medo0o]

:bsm:


نظام التموضع العالمي( Global Positioning System)

أو جي بي أس ( GPS). عادة ماتستعمل لفظة جي بي أس للإشارة إلى النظام الموضوع من قبل الولايات المتحدة الأمريكية NAVSTAR-GPS. NAVSTAR-GPS هي إختصار ل Navigational Satellite Timing and Ranging - Global Positioning System و هو نظام تحديد المواقع العالمي التابع لوزارة الدفاع الأمريكية و الذي تقوم عليه معظم التطبيقات المدنية المعروفة. دخل نظام تحديد المواقع العالمي الأمريكي نطاق الخدمة في 17.07.2007 إلا أنه ليس الوحيد من نوعه عالميا فهناك عدة أنظمة مماثلة مثل النظام الروسي غلوناس Glonass أو النظمة قيد التطوير و البحث مثل غاليليو في أوروبا و بعض الأنظمة المشابهة في الصين و الهند و اليابان.


التطبيقات

كانت التطبيقات الأولى لنظام تحديد المواقع عسكرية بحتة. حيث كان يستعمل في الأسلحة الموجهة أو ما يسمى بالأسلحة الذكية و في الملاحة البحرية و الجوية العسكرية. أما اليوم فللنظام تطبيقات مدنية أيضا. فعلاوة عن الملاحة المدنية فإن التقنية موجودة في بعض الهواتف المحمولة الحديثة كما أنها وجدت شعبية كبيرة في أنظمة ملاحة السيارات و إرشاد السائق إلى الهدف. كما أن للنظام تطبيقات في ميدان القياسات (قيس الأراضي) بالإضافة إلى إمكانية إستعماله لتحديد سرعة العربات و يمكن إستعماله حتى لتحديد مواقع اللآلات الفلاحية على حقول كبيرة. و توجد 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 (من 100 إلى 15 مترا). حيث أن الولايات المتحدة الأمريكية كانت تقوم عمدا بالتشويش على إشارات الجي بي أس المستعملة مدنيا و الحد من جودتها مقارنة بالتطبيقات المدنية إلا أنها يبدو أنها توقفت عن ذلك منذ سنة 2000 موجهة التركيز على التشويش على رقع جغرافية محدودة. و تبث الأقمار الصناعية المريكية بتدفق قدره 50 بت (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A8%D8%AA) في الثانية على موجتين:


الموجة للإستعمال المدني بذبذبة قدرها 1575,42 MHz
الموجة للإستعمال العسكري بذبذبة قدرها 1227,6 MHz


شرح مبسط لطريقة عمل الجي بي أس

يقوم قمر صناعي ببث إشارة تحمل موقعه أي موقع القمر الصناعي كما تحمل زمن أو لحظة بث الإشارة. يقوم المستقبل باستقبال هذه الإشارة و عن طريق معرفته للحظة الإستقبال و سرعة انتقال الموجة أو الإشارة فإنه يمكنه أن يحدد المسافة التي تفصله عن القمر الصناعي (ليس الموقع). أي أنه نظريا إذا عرفنا المسافة فإن الشيء المراد تحديد موقعه سوف يكون على سطح كرة قطرها تلك المسافة. و الآن إذا أخذنا ثلاث إشارات من ثلاث أقمار مختلفة فإن نقطة تقاطع الكرات الثلاث هي موقع الشيء. لهذا السبب فإنه لتحديد موقع شيء ما فإن نظام جي بي أس يحتاج نظريا إلى 3 أقمار صناعية على الأقل.
هذا نظريا. النقطة التي تجعل عمليا يجب دائما الإستعانة بقمر صناعي رابع هو أن طريقة تحديد لموقع هذه تحتاج إلى ساعة عالية الدقة (ساعة ذرية). عمليا لا يمكن و لا يحبذ من منطلق إقتصادي تزويد أنظمة إستقبال الجي بي أس بساعات ذرية. لذلك فإن مستقبلات الجي بي أس عمليا لا يمكنها تحديد لحظة الإستقبال بالهاردوير بل تستعين بإشارة رابعة من قمر صناعي رابع لحساب زمن الإستقبال. و في ما يلي بعض المعادلات الرياضياتية التي توضح هذه العملية.


نموذج رياضياتي مبسط لنظام تحديد المواقع

إذا كان المستقبل موجود في الإحداثيات http://upload.wikimedia.org/math/2/8/b/28b310cb68824ea3bc1eab7d6932f99f.p ng و إذا سلمنا تبسيطا بأن سرعة إنتشار الإشارة ثابة (سرعة الضوء) و أن الإشارة لا يتم حنيها في طبقات الغلاف الجوي.
و إذا سلمنا أن اٌمار الصناعية الأربعة الباثة موجودة في الإحداثيات http://upload.wikimedia.org/math/7/d/b/7dba03ac95413ddaccc13cbb97e8b3d8.p ng و أنها تبث في اللحظة tn موقعها و لحظة البث. فإننا نتحصل على المعادلة الأربع التالية:

http://upload.wikimedia.org/math/7/c/c/7cc7a5d8c679ed1344732d15dead871f.p ng
حيث c هي سرعة إنتشار الإشارة و ذلك لتحديد المجهولات الثلاث http://upload.wikimedia.org/math/2/8/b/28b310cb68824ea3bc1eab7d6932f99f.p ng أي موقع المستقبل و المجهول الرابع t0 أي لحظة الإستقبال دون الحاجة لساعه ذريه .

دي شويه معلومات مبسطه جمعتها ليكو بما ان الجي بي اس بقي من صميم شغل المساحه الحديث و المعلومات دي من موسوعه ويكيبديا للي يحب يعرف حاجات اكتر


http://www.manseng.net/images/smilies/eh_s%287%29.gifhttp://www.manseng.net/images/smilies/eh_s%287%29.gifhttp://www.manseng.net/images/smilies/eh_s%287%29.gif:eh_s(9 ):http://www.manseng.net/images/smilies/eh_s%289%29.gifفكرة عمل نظام GPS
http://www.hazemsakeek.com/QandA/dvd/2006-09-16_15-11-19-942.png
في العصور القديمة عندما كان مجموعة من الأشخاص يرغبون في الذهاب في رحلة استكشافية في مكان ما على الأرض لإإنهم كانوا يستخدموا احد افراد المنطقة كدليل ليرشدهم للطريق الصحيح هذا بالاضافة الى استخدام البوصلة لتحديد الاتجاهات ولكن ماذا لو فقد هذه الدليل وأختفى فكيف ستجد المجموعة الكشفية طريقها لابد أن الأمور ستصبح صعبة، كذلك لو افترضنا ان شخص حصل على قارب بحري وانطلق في البحر ولكن فجأة اكتشف أنه لا يعرف كيف يعود الى نقطة البداية فهو يحتاج الى من يرشده، فماذا لو كان مرشدك هذا هو مجموعة من الأقمار الصناعية التي تراقبك باستمرار من خلال جهاز استقبال هذا ما يعرف بنظام تحديد الموقع على الارض والمعروف باسم جهاز GPS.



http://www.hazemsakeek.com/QandA/GPS/2006-10-21_18-19-54-273.png

باقل من 100 دولار يمكنك الحصول على جهاز بحجم الجوال يخبرك بموضعك على الأرض في اي لحظة وفي اي مكان هذا الجهاز هو جهاز استقيال GPS والذي يعني نظام تحديد الموقع Global Positioning System.

http://www.hazemsakeek.com/QandA/GPS/2006-10-21_18-15-50-472.png
جهاز من شركة كومباك يستخدم نظام GPS لتحديد الموقع.



في هذه المقالة من تفسيرات فيزيائية سوف نقوم بالتعرف على فكرة عمل جهاز GPS والتعرف على مكوناته وفوائدة الهامة في حياتنا.

ما هو نظام GPS؟

http://www.hazemsakeek.com/QandA/GPS/2006-10-21_18-19-28-055.png http://www.hazemsakeek.com/QandA/GPS/2006-10-21_18-16-11-312.png
شبكة الأقمار الصناعية المتكاملة في نظام GPS

أنظمة تحديد الموقع Global Positioning System (GPS) هي عبارة عن منظومة من 27 قمر صناعي يدور حول الكرة الأرضية (فعليا 24 قمر صناعي مستخدم و3 اقمار أحتياطية تعمل في حالة تعطل اي من الأقمار الرئيسية). وأنظمة استقبال المعلومات من GPS تشبه اجهزة الجوال تستطيع تحديد موقعك بدقة في الابعاد الثلاثة على سطح الارض. ويكون هذا النظام فعالاً في حالة التواجد في الأماكن المكشوفة فتستخدم في الرحلات الاستكشافية وفي الملاحة الجوية والبحرية وفي التطبيقات العسكرية والتطبيقات المدنية.

http://www.hazemsakeek.com/QandA/GPS/2006-10-21_18-16-24-871.png
أحد الأقمار الصناعية العاملة في نظام GPS

فجهاز تحديد الموقع GPS يستخدم في الحروب الحديثة على سبيل المثال في حرب الخليج، هذا الجهاز جعل من الحرب وكأنها لعبة كمبيوتر يقوم فيها المهاجم بتحديد احداثيات الهدف بدقة ووالقذيفة الموجهة تعتمد على نظام GPS للوصول الى الهدف المحدد. فقد شاهدنا كيف يمكن مهاجمة أهداف معينة بدقة متناهية وكأن تلك القذائف ترى وتعرف ماذا تفعل.

فكرة عمل نظام الــــ GPS

http://www.hazemsakeek.com/QandA/GPS/2006-10-21_18-20-25-147.png


http://www.hazemsakeek.com/QandA/GPS/2006-10-21_18-16-44-940.png
http://www.hazemsakeek.com/QandA/GPS/2006-10-21_18-16-56-327.png
http://www.hazemsakeek.com/QandA/GPS/2006-10-21_18-17-13-852.png
معلومة واحدة من شخص تعطي ابعاد كبيرة لمكان تواجدك على الارض.
معلومتان من شخصين تحدد مكانك بدقة اكثر.
ثلاث معلومات من ثلاث اشخص تعطي مكانك بالضبط.




وبهذه الفكرة تعمل الاقمار الثالثة لتحديد موقعك على سطح الأرض حيث يصنع كل قمر سطح كروي ومن تقاطعات هذه الأسطح مع سطح الكرة الأرضية يتم تحديد الموقع بدقة كبيرة.

http://www.hazemsakeek.com/QandA/GPS/2006-10-21_18-17-30-656.png
تقاطع الاسطح الكروية عن الأقمار الصناعية الثالثة مع سطح الأرض يعطي نقطة هي المكان الموجود فيه جهاز الاستقبال GPS



كل قمر من الأقمار الــ 24 يرسل باستمرار على نفس التردد إشارة كهرومغناطيسية محملة على موجة ترددها 1575MHz كل قمر صناعى له شفرة معينة Code خاصة به ترسل مع الإشارة الحاملة وبالتالى يمكن لأى قمر صناعى يلتقط هذه الشفرة أن يحدد مكان وزمان تواجد هذا القمر.

أما المستقبل فهو جهاز في حجم راديو صغير يحتوى على دوائر إلكترونية معقدة يتحكم بها ميكروبروسسر Microprocessor متطور يقوم المستقبل بتحديد الموقع بإستخدام طريقتين مختلفتين الأولى تعتمد على إزاحة دوبلر Doppler Shift للاشارات الكهرومغناطيسية المرسلة من الأقمار الصناعية وهذه الإزاحة تكون ناتجة عن السرعة النسبية بين الأرض والأقمار الصناعية.

http://www.hazemsakeek.com/QandA/GPS/2006-10-21_18-21-31-102.png

إستخدامات نظام الــ GPSالحالية والمستقبلية.

كثيرون جدا الذين يستخدمون هذا النظام مثل البواخر الكبيرة وحتى القوارب الخاصة تستعين بالــ GPS لتحديد موقعها في البحار والمحيطات كذلك شركات النقل تستخدم هذا النظام لتحديد مواقع سياراتها فمثلا شركات السيارات الأجرة في أوربا تستخدم الـــ GPS حتى ترسل أقرب سيارة متواجدة بجوار صاحب الطلب.

http://www.hazemsakeek.com/QandA/GPS/2006-10-21_18-20-58-345.png وفي النهاية أتمنى أن أكون قد أوضحت فكرة تحديد الموقع بالأقمار الصناعية ومدى تأثيرها على حياتنا فى السنوات القادمة من حيث زيادة الكفاءة وتقليل المخاطر في جميع أنواع المواصلات وكذلك مراقبةكل التحركات على الأرض سواء كانت بشرية أو حتى تغيرات في الظروف المناخية أو حركة الزلازل.

[eng.medo0o]

يعني محدش عجبه الموضوع ولا حد قال شكرا علي المجهود ولا ايه رايكو

[المشمهندس على]

جزاك الله خير يابشمهندس
انا بجد والله كان نفسى فى موضوع زى دا من زمان كان نفسى اعرف فكرتها وتفاصيل اكتر عن هذا النظام العملاق
وبعدين هو ردى مش مكفيك ولا ايه؟ههههه
ياريت الباشمهندسين ياخدو بالهم من الموضوع دا عشان بعد كدا فى تالته هيدورو عليه مش هايلاقوه واهى حاجه الكل فى مدنى بلا استثناء هيستفاد منها

[eng.medo0o]

شكرا يا باشمهندس علي ردك الجميل وطبعا مكفيني طالما جاي من شخص محترم زيك ويارب تكون استفدت فعلا من الموضوع وانا كل غرضي ان الناس تستفيد مش الردود بس مش لدرجه ان مفيش ولا رد هههههههههه

[Eng. Hala]

لالالالالالالالا طبعا لازم نرد فى موضوع مفيد زى ده
جزاك الله خيرا ياهندسة
يسلموو

[eng.medo0o]

شكرا يا باشمهندسه هاله علي ردك ومرورك وعلي ذوقك

[engsh_2010]

شكرا يا باش مهندس
بس علي فكرة موضوع ال light of moon أفضل بكتير

[eng.medo0o]

شكرا يا باش مهندس
بس علي فكرة موضوع ال light of moon أفضل بكتير
وجهة نظرك تحترم برضو يا باشمهندس ونورت الموضوع وشكرا علي مرورك

[d3bello]

انا شفت فى الكلية من كام يوم عاملين دورة لل gps و ال total station و كنت صراحة عاوز اعرف استخدام ال gps فى المساحة و ادينى عرفت لما دخلت موضوعك الجميل :) الف شكر يا بشمهندس

[eng.medo0o]

انا شفت فى الكلية من كام يوم عاملين دورة لل gps و ال total station و كنت صراحة عاوز اعرف استخدام ال gps فى المساحة و ادينى عرفت لما دخلت موضوعك الجميل :) الف شكر يا بشمهندس
العفو يا هندسه ويارب تكوت استفدت بيه فعلا تقبل تحياتي

[alngar1969]

شكرا لك اخى الكريم

[ريتاج]

ليك يابشمهندس وجزاك الله خيرا علي مجهودك

[eng.medo0o]

شكرا يا جماعه علي مروركم الجميل ونورتو الموضوع