العسكري
07/01/2019, 08:07 PM
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته ..منقول للفائدة.
كيف يعمل نظام ال(GPS) نظام تحديد المواقع.
ماهو ال GPS؟
GPS أختصار Global Positioning System وهو نظام تحديد المواقع العالمي.
ونظام ال GPS يتكون من ثلاثة أجزاء رئيسية : أقمار صناعية و محطة أرضية و مستقبل.
وتسمى الثلاث أجزاء بترتيبهم السابق : جزء الفضاء و جزء التحكم وجزء المستخدم.
http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/NASA%20PIC.jpg (http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/NASA%20PIC.jpg)
1 - جزء الفضاء Space segment:
وهو عبارة عن مجموعة من أقمار صناعية تسمي Navstar وبالتحديد تتكون من 24 قمرا صناعيا ملك لحكومة الولايات المتحدة الأمريكية موزعة في ستة مستويات مدارية علي بعد حوالي 20 الف كيلومتر (22200 كم) ويدوروا حول الأرض دورة كاملة كل 12 ساعة.
http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/stallites.jpg
ولكن هل تملك الولايات المتحدة الأمريكية نظام ال GPS وحدها وتتحكم بها ؟
الأجابة هي لا حيث أن نظام ال GPS تم أختراعه وتشغيله من قبل وزارة الدفاع الأمريكية. هذا النظام العالمي للملاحة الفضائية الأمريكية يسمي (GNSS) ويعمل بكافه طاقته وكذلك تملك روسيا نظام (GLONASS)، والصين لديها (COMPASS) والاتحاد الأوروبي لديها (GALILEO) .
2 - جزء التحكم Control segment :
وهو المحطة الأرضية ووظيفتها التحكم ومراقبة الأقمار الصناعية.
http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/ground%20station.jpg (http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/ground%20station.jpg)
وهناك عدة محطات أرضية موزعة حول العالم وكل منها له وظيفته حسب نوع المحطة ويوجد ثلاث أنواع من المحطات التحكم الأرضية وهي (محطة تحكم رئيسية – ومحطة مراقبة – ومحطة أطباق هوائية أرضية) وقد يحتوي مكان واحد علي عدة أنواع من المحطات كما في الصورة التالية.
http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/control%20seg%20around%20world.jpg (http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/control%20seg%20around%20world.jpg)
3 - جزء المستخدم User segment :
وهي أجهزة الاستقبال receivers التي تعالج إشارات الملاحة من الأقمار الصناعية وتقوم بحساب الموقع والوقت.
وأجهزة الأستقبال موجودة في الهواتف المحمولة والسيارات والساعات الذكية.
http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/receivers.jpg (http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/receivers.jpg)
تحديد موقعك
لذلك إذا كان جهاز استقبال نظام تحديد المواقع يتتبع إشارات من أقمار صناعية متعددة، فكيف يحولها إلى موقع يمكن استخدامه للملاحة؟ وتستخدم أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع عملية رياضية في علم المجموعات مثل التقاطع والأتحاد والمصطلح الأنجليزي لها هو trilateration.
http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/330px-Venn_A_intersect_B.svg.png (http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/330px-Venn_A_intersect_B.svg.png)
كيف يحدد علم المجموعات مكانك ؟
نضرب مثالا بأنك في مدينة السادس من أكتوبر وقريب من القاهرة في دولة مصر, وأستخدمت هاتفك المحمول من تطبيق جوجل maps لتحديد مكانك وفي هذه الحالة يكون جهاز الأستقبال هو تليفونك المحمول, وكما قلنا فأن أجهزة الأستقبال تعتمد علي الأشارات من عدة أقمار صناعية لتحديد مكانك.
فماذا يحدث أذا أستقبل هاتفك أشارة من قمر صناعي واحد فقط (أ)؟
نجد كما هو موضح بالصورة فأن القمر الصناعي حدد مكانك في دائرة كاملة, تشمل القاهرة والسادس من أكتوبر والأسكندرية لكنه لم يحدد في أي مدينة توجد بالتحديد.
http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/cairo5A.jpg (http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/cairo5A.jpg)
أما أذا أستقبل أشارة أضافية من قمر صناعي أخر (ب)
نجد كما هو موضح بالصورة فأن القمر الصناعي (ب) حدد مكانك في دائرة أخري.
http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/cairoAB.jpg (http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/cairoAB.jpg)
لذا فأن مكانك بالتأكيد في المنطقة المتقاطعة بين الدائرتين (أ) و (ب)
وعند أستقبال أشارة من قمر صناعي ثالث (ج)
نجد كما هو موضح بالصورة فأن القمر الصناعي (ج) حدد مكانك في دائرة أخري.
بالأضافة أنه قد تم تحديد مكانك بدقة وهو نقطة التقاطع بين الدوائر الثلاث (وهي النقطة الزرقاء التي تظهر في البرنامج).
http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/cairoABC.jpg (http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/cairoABC.jpg)
لذا فجميع خبراء ال GPS يؤكدون أنه يلزم وجود أشارات من ثلاثة أقمار صناعية علي الأقل لتحديد مكانك بدقة.
بالأضافة الي قمر صناعي رابع ليحدد سرعتك.
بارك الله فيكم.
كيف يعمل نظام ال(GPS) نظام تحديد المواقع.
ماهو ال GPS؟
GPS أختصار Global Positioning System وهو نظام تحديد المواقع العالمي.
ونظام ال GPS يتكون من ثلاثة أجزاء رئيسية : أقمار صناعية و محطة أرضية و مستقبل.
وتسمى الثلاث أجزاء بترتيبهم السابق : جزء الفضاء و جزء التحكم وجزء المستخدم.
http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/NASA%20PIC.jpg (http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/NASA%20PIC.jpg)
1 - جزء الفضاء Space segment:
وهو عبارة عن مجموعة من أقمار صناعية تسمي Navstar وبالتحديد تتكون من 24 قمرا صناعيا ملك لحكومة الولايات المتحدة الأمريكية موزعة في ستة مستويات مدارية علي بعد حوالي 20 الف كيلومتر (22200 كم) ويدوروا حول الأرض دورة كاملة كل 12 ساعة.
http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/stallites.jpg
ولكن هل تملك الولايات المتحدة الأمريكية نظام ال GPS وحدها وتتحكم بها ؟
الأجابة هي لا حيث أن نظام ال GPS تم أختراعه وتشغيله من قبل وزارة الدفاع الأمريكية. هذا النظام العالمي للملاحة الفضائية الأمريكية يسمي (GNSS) ويعمل بكافه طاقته وكذلك تملك روسيا نظام (GLONASS)، والصين لديها (COMPASS) والاتحاد الأوروبي لديها (GALILEO) .
2 - جزء التحكم Control segment :
وهو المحطة الأرضية ووظيفتها التحكم ومراقبة الأقمار الصناعية.
http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/ground%20station.jpg (http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/ground%20station.jpg)
وهناك عدة محطات أرضية موزعة حول العالم وكل منها له وظيفته حسب نوع المحطة ويوجد ثلاث أنواع من المحطات التحكم الأرضية وهي (محطة تحكم رئيسية – ومحطة مراقبة – ومحطة أطباق هوائية أرضية) وقد يحتوي مكان واحد علي عدة أنواع من المحطات كما في الصورة التالية.
http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/control%20seg%20around%20world.jpg (http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/control%20seg%20around%20world.jpg)
3 - جزء المستخدم User segment :
وهي أجهزة الاستقبال receivers التي تعالج إشارات الملاحة من الأقمار الصناعية وتقوم بحساب الموقع والوقت.
وأجهزة الأستقبال موجودة في الهواتف المحمولة والسيارات والساعات الذكية.
http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/receivers.jpg (http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/receivers.jpg)
تحديد موقعك
لذلك إذا كان جهاز استقبال نظام تحديد المواقع يتتبع إشارات من أقمار صناعية متعددة، فكيف يحولها إلى موقع يمكن استخدامه للملاحة؟ وتستخدم أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع عملية رياضية في علم المجموعات مثل التقاطع والأتحاد والمصطلح الأنجليزي لها هو trilateration.
http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/330px-Venn_A_intersect_B.svg.png (http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/330px-Venn_A_intersect_B.svg.png)
كيف يحدد علم المجموعات مكانك ؟
نضرب مثالا بأنك في مدينة السادس من أكتوبر وقريب من القاهرة في دولة مصر, وأستخدمت هاتفك المحمول من تطبيق جوجل maps لتحديد مكانك وفي هذه الحالة يكون جهاز الأستقبال هو تليفونك المحمول, وكما قلنا فأن أجهزة الأستقبال تعتمد علي الأشارات من عدة أقمار صناعية لتحديد مكانك.
فماذا يحدث أذا أستقبل هاتفك أشارة من قمر صناعي واحد فقط (أ)؟
نجد كما هو موضح بالصورة فأن القمر الصناعي حدد مكانك في دائرة كاملة, تشمل القاهرة والسادس من أكتوبر والأسكندرية لكنه لم يحدد في أي مدينة توجد بالتحديد.
http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/cairo5A.jpg (http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/cairo5A.jpg)
أما أذا أستقبل أشارة أضافية من قمر صناعي أخر (ب)
نجد كما هو موضح بالصورة فأن القمر الصناعي (ب) حدد مكانك في دائرة أخري.
http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/cairoAB.jpg (http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/cairoAB.jpg)
لذا فأن مكانك بالتأكيد في المنطقة المتقاطعة بين الدائرتين (أ) و (ب)
وعند أستقبال أشارة من قمر صناعي ثالث (ج)
نجد كما هو موضح بالصورة فأن القمر الصناعي (ج) حدد مكانك في دائرة أخري.
بالأضافة أنه قد تم تحديد مكانك بدقة وهو نقطة التقاطع بين الدوائر الثلاث (وهي النقطة الزرقاء التي تظهر في البرنامج).
http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/cairoABC.jpg (http://na3raf.com/wp-content/uploads/2017/09/GPS%20with%20logo/cairoABC.jpg)
لذا فجميع خبراء ال GPS يؤكدون أنه يلزم وجود أشارات من ثلاثة أقمار صناعية علي الأقل لتحديد مكانك بدقة.
بالأضافة الي قمر صناعي رابع ليحدد سرعتك.
بارك الله فيكم.