كيفية عمل نظام GPS في 2021
كيفية عمل نظام GPS
يعتبر نظام تحديد المواقع العالمي من أهم دعائم مختلف أنظمة التشغيل المشهورة. حيث لا يوجد نظام تشغيل إلا و GPS من بين ميزاته. وهذا ليس عبثا وإنما إثبات للدور والأهمية التي تعتري نظام تحديد المواقع العالمي هذا في الساحة التكنولوجية.
لكن ألم تتساءل ولو مرة واحدة عن كيفية عمل هذا النظام؟ ألم تقل مرة مع نفسك ما السر وراء كيفية عمل نظام GPS؟ من حقك قول ذلك صديقي.
لهذا نحن هنا، ففي هذه المقالة سنقوم بتعريف هذا النظام وكذا إبراز كيفية عمل نظام GPS وتوضيح أهم عناصره. تابعوا المقال!
ماهية نظام GPS
أولا وقبل كل شيء، وجب علينا التعريف بنظام GPS بشكل كاف وشاف يجعلكم جاهزين لفهم كيفية عمل نظام GPS.
نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) هو نظام ملاحة يستخدم الأقمار الصناعية وجهاز استقبال وخوارزميات لمزامنة بيانات الموقع والسرعة والوقت للسفر الجوي والبحري والبري.
فحسب وكالة ناسا، يتكون نظام الأقمار الصناعية من كوكبة تحتوي على 24 قمرا صناعيا في ستة مستويات مدارية مركزها الأرض، لكل منها أربعة أقمار صناعية، تدور على ارتفاع 13000 ميل (20000 كم) فوق الأرض وتنتقل بسرعة 8700 ميل في الساعة (14000 كم / ساعة).
بينما نحتاج فقط إلى ثلاثة أقمار صناعية لإنتاج موقع على سطح الأرض، غالبًا ما يتم استخدام قمر صناعي رابع للتحقق من صحة المعلومات من الثلاثة الأخرى. ينقلنا القمر الصناعي الرابع أيضًا إلى البعد الثالث ويسمح لنا بحساب ارتفاع الجهاز.
اقرأ أيضا: كيف يعمل البلوتوث
كيفية عمل نظام GPS
الآن وقد وصلنا لسؤالنا المنتظر وهو كيفية عمل نظام GPS. في الواقع، يستخدم نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الكثير من التقنيات المعقدة، لكن الأساسيات بسيطة.
يحصل جهاز استقبال GPS على إشارة من كل قمر صناعي لنظام GPS. ترسل الأقمار الصناعية الوقت المحدد لإرسال الإشارات.
من خلال طرح الوقت الذي تم إرسال الإشارة فيه من وقت استلامها، يمكن لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) معرفة المسافة من كل قمر صناعي.
يعرف مُستقبِل GPS أيضًا الموقع الدقيق في السماء للأقمار الصناعية، في الوقت الذي يرسلون فيه إشاراتهم. لذلك، نظرًا لوقت السفر لإشارات GPS من ثلاثة أقمار صناعية وموقعها الدقيق في السماء، يمكن لجهاز استقبال GPS تحديد موقعك بثلاثة أبعاد – الشرق والشمال والارتفاع.
هناك تعقيد. لحساب الوقت الذي استغرقته إشارات GPS للوصول، يحتاج مستقبل GPS إلى معرفة الوقت بدقة شديدة. تحتوي الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على ساعات ذرية تحافظ على وقت دقيق للغاية، ولكن ليس من الممكن تجهيز مستقبل GPS بساعة ذرية.
ومع ذلك، إذا كان جهاز استقبال GPS يستخدم إشارة من قمر صناعي رابع ، فيمكنه حل معادلة تتيح له تحديد الوقت الدقيق، دون الحاجة إلى ساعة ذرية.
إذا كان جهاز استقبال GPS قادرًا فقط على الحصول على إشارات من 3 أقمار صناعية، فلا يزال بإمكانك تحديد موقعك، ولكنه سيكون أقل دقة. كما أشرنا أعلاه، يحتاج مستقبل GPS إلى 4 أقمار صناعية لتحديد موقعك بثلاثة أبعاد.
في حالة توفر 3 أقمار صناعية فقط، يمكن لجهاز استقبال GPS الحصول على موقع تقريبي من خلال افتراض أنك عند مستوى سطح البحر المتوسط. إذا كنت حقًا عند متوسط مستوى سطح البحر، فسيكون الموضع دقيقًا بشكل معقول. ومع ذلك، إذا كنت في الجبال، فقد يكون الإصلاح ثنائي الأبعاد على بعد مئات الأمتار.
عادةً ما يتتبع مستقبِل GPS الحديث جميع الأقمار الصناعية المتاحة في وقت واحد، ولكن سيتم استخدام مجموعة مختارة منها فقط لحساب موقعك.
اقرأ أيضا: كيف يعمل السيرفر
عناصر نظام GPS
بعد التطرق إلى كيفية عمل نظام GPS، جاء الدور على عناصر هذا النظام لذكرها. حيث يتكون نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) من ثلاثة عناصر مختلفة، تعمل معًا لتوفير معلومات الموقع وهي:
– الفضاء (الأقمار الصناعية): الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض، وترسل إشارات إلى المستخدمين على الموقع الجغرافي والوقت من اليوم.
– التحكم الأرضي: يتكون جزء التحكم من محطات المراقبة الأرضية ومحطات التحكم الرئيسية والهوائي الأرضي. تشمل أنشطة التحكم تتبع وتشغيل الأقمار الصناعية في الفضاء ومراقبة عمليات الإرسال. توجد محطات مراقبة في كل قارات العالم تقريبًا، بما في ذلك أمريكا الشمالية والجنوبية وأفريقيا وأوروبا وآسيا وأستراليا.
– معدات المستخدم: أجهزة استقبال وأجهزة إرسال GPS بما في ذلك عناصر مثل الساعات والهواتف الذكية وأجهزة الاتصال عن بعد.
وهكذا نكون قد انتهينا من مقال اليوم حول كيفية عمل نظام GPS، ونتمنى أن نكون قد وفقنا لنقل المعلومة إليكم بشكل مفهوم وواضح. وإلى لقاء آخر في قادم المقالات بإذن الله.
