جي ‌پي‌اس يا سيستم موقعيت‌ياب جهاني (Global Positioning Systems)، يک سيستم راهبري و مسيريابي ماهواره‌اي است که از شبکه‌اي با حداقل ?? ماهواره تشکيل شده است. اين ماهواره‌ها به سفارش وزارت دفاع ايالات متحده ساخته و در مدار زمين قرار داده شده‌اند. جي‌پي‌اس در ابتدا براي مصارف نظامي تهيه شد ولي از سال ???? استفاده عمومي آن آزاد و آغاز شد.

خدمات اين مجموعه در هر شرايط آب و هوايي و در هر نقطه از کره زمين در تمام شبانه‌روز در دسترس است و استفاده از آن رايگان است.

علاوه بر جي‌پي‌اس، دو سيستم کمابيش مشابه ديگر نيز وجود دارد: سيستم گلوناس که دولت شوروي ساخته و اکنون به‌دست کشور روسيه اداره مي‌شود و سيستم گاليله که کشورهاي اروپائي آن را براي وابسته نبودن به سيستم آمريکائي جي‌پي‌اس ساخته اند.

قطب نماهايي که با نيروي مغناطيسي زمين جهت يابي مي‌‌کنند، به تدريج جاي خود را به گيرنده‌هاي جي‌پي‌اس خواهند داد؛ جي‌پي‌اس، سامانه‌اي است که به کمک گروهي از ماهواره‌ها جهت يابي مي‌‌کند. ماهواره‌هايي که هرکدام در مدارهاي خود به دور زمين در گردشند؛ اين ماهواره‌ها با ايستگاه‌هاي ويژه‌اي بر روي زمين در تماس اند و همواره موقعيت آن‌ها در فضا مشخص است. دستگاه گيرنده? جي‌پي‌اس شما، با ارتباط با تعدادي از اين ماهواره ها، فاصله? شمارا تا آن‌ها تعين مي‌‌کند و سپس موقعيت دقيق شما روي زمين بدست مي‌‌آيد.

در واقع اساس کار اين سامانه، فرستادن سيگنال‌هاي راديويي با فرکانس بالا و به طور پيوسته است که زمان ومکان ماهواره را نسبت به زمين مشخص مي‌‌کند و يک گيرنده? جي‌پي‌اس روي زمين، با گرفتن اين اطلاعات از سه ماهواره يا بيشتر، آن‌ها را پردازش مي‌‌کند و موقعيت کاربر را در هر نقطه? زمين، در هر ساعتي از شبانه روز و در هر وضعيت آب و هوايي به او نشان مي‌‌دهد.

با چندين اندازه گيري متعدد، گيرنده به محاسبه? سرعت، مدت زمان سفر، فاصله? شما تا مقصد، مختصات جغرافيايي (طول و عرض جغرافيايي و ارتفاع از سطح دريا)، زمان طلوع و غروب خورشيد و ماه (در تقويم نجومي)، تعداد ماهواره ها، زمان محلي و … مي‌‌پردازد و آن را در اختيار کاربر قرار مي‌‌دهد. به طور ميانگين، هشت ماهواره از ۲۴ ماهواره، در اطراف هر نقطه از کره? خاکي که باشيد در آسمان گشت مي‌‌زنند.

هرچه گيرنده? شما به ماهواره‌هاي بيشتري وصل شود، اطلاعات دقيق تري را براي شما محاسبه مي‌‌کند. جي‌پي‌اس، در ابتدا تنها استفاده? نظامي داشته است، ولي از سال ۱۹۸۰ به بعد تصميم گرفته شد تا از آن در فعاليت‌هاي غير نظامي هم استفاده شود ؛ تا جايي که امروزه حتي در ماهي گيري و شکار هم مورد استفاده قرار مي‌‌گيرد. اين ماهواره‌ها به سفارش وزارت دفاع ايالات متحده ساخته و در مدار زمين قرار داده شده‌اند.

سيستم تعيين موقعيت جهاني GPS متشكل از ۲۴ ماهواره است كه درارتفاع ۲۰۰۰۰ كيلومتري ازسطح زمين قراردارند ودر ۶ مدار كه هرمدار ۴ ماهواره قرارداد وبا زاويه ميل ۵۵ درجه وپر يود ساعتي ۱۲ ساعته درگردشند .

هرماهوارهGPS دوموج با دو فركانس درباند امواج الكترومغناطيسي (L1, L2 ) ارسال مي كند موج L1 با فركانس۱۵۷۵ MHZ و موج L2 با فركانس۱۲۲۷ MHZ مي باشد.

ماهواره‌هاي جي پي اس

?? عدد ماهواره جي‌پي‌اس در مدارهايي بفاصله ????? هزار مايل از سطح دريا گردش مي‌کنند. هر ماهواره دقيقاً طي ?? ساعت يک دور کامل بدور زمين مي‌‌گردد. سرعت هريک ???? مايل بر ساعت است. اين ماهواره‌ها نيروي خود را از خورشيد تأمين مي‌کنند. همچنين باتري‌هايي نيز براي زمانهاي خورشيد گرفتگي و يا مواقعي که در سايه زمين حرکت مي‌کنند به‌همراه دارند. راکتهاي کوچکي نيز ماهواره‌ها را در مسير صحيح نگاه مي‌دارد. به اين ماهواره‌ها NAVSTAR نيز گفته مي‌شود.

در اينجا به برخي مشخصه‌هاي جالب اين سيستم اشاره مي‌‌کنيم:

* اولين ماهواره جي‌پي‌اس در سال ???? يعني حدود ?? سال پيش در مدار زمين قرار گرفت.
* در سال ???? شبکه ?? عددي NAVSTAR تکميل گرديد.
* عمر هر ماهواره حدود ?? سال است که پس از آن جايگزين مي‌گردد.
* هر ماهواره حدود ???? کيلوگرم وزن دارد و طول باتري‌هاي خورشيدي آن ?.? متر است.
* انرژي مصرفي هر ماهواره، کمتر از ?? وات است.

جهان به سرعت در حال رسيدن به مرحله اي است که در آن بيشتر جمعيت کره زمين در شهرها زندگي مي کنند. انتظار مي رود که طي دو سال آينده بيشتر جمعيت جهان در شهرها زندگي بکنند. بيشترين فشار اين پديده به کشورهاي در حال توسعه وارد خواهد شد.

بعضي از شهرهاي جهان هم اکنون جمعيتي ۴۰ برابر بيشتر از جمعيتشان در سال ۱۹۵۰ در خود جاي داده اند.

بنابر پيش بيني ها تا ۵۰ سال آينده، دو سوم جامعه بشري در شهرها زندگي خواهد کرد. شش کارشناس ديدگاه هاي خود را درباره جهان شهري در سال ۲۰۵۰ اينگونه بيان کرده اند
هانک ديتمار کارشناس حمل و نقل در امريکا

هانک ديتمار در آمريکا کارشناس حمل و نقل است و سرپرستي بنياد “پرينس براي فضاهاي شهري” را به عهده دارد. اين بنياد توسط پرنس چارلز، وليعهد بريتانيا، براي ترويج طرح هاي ساختماني سنتي بنيان گذاشته شده است:

اميدوارم در سال ۲۰۵۰ شهرهايي را ببينم که در آنها رابطه صميمانه تري ميان شهر ها و فضاهاي غيرشهري اطراف آنها برقرار باشد. چه از نظر استفاده از مصالح محلي و چه به لحاظ بهره گيري از معماري سنتي و بومي.

بايد به سمت شهرهايي برويم که محور آنها به جاي اتوموبيلراني، پياده روي باشد و بر اساس بودجه غذا و انرژي ما طراحي شده باشد.
يک راه حل براي اين کار حرکت بسوي الگوهايي است که بي زمان باشند. يعني ساختمانهايي که به جاي آنکه صرفا شگفت انگيز باشند؛ براي مصارف مختلف ساخته شده باشند.

“بايد به سمت شهرهايي برويم که محور آنها به جاي اتوموبيلراني، پياده روي باشد”

بايد به فکر آن باشيم که محل کارمان به محل زندگي مان نزديک باشد. به اين ترتيب از شدت ترافيک کاسته مي شود. آنوقت، شهرها به جاي يک مرکز، چند مرکز خواهند داشت.

بيشترين نگراني من براي آينده اين است که اگر انرژي بيش از حد گران و کمياب شود، جمعيت به دو بخش محروم و برخوردار از انرژي تقسيم شود.

اين وضعيت مي تواند بي ثباتي بيشتري را پديد آورد. چون بيشتر شهر ها با نوعي کشاورزي وابسته به نفت تغذيه مي شوند و چنان وضعيتي بيش از حد هراس انگيز خواهد بود.

مايکل دير استاد رشته جغرافياي کاليفرنياي جنوبي

مايکل دير در دانشگاه کاليفرنياي جنوبي استاد رشته جغرافياست. او نويسنده کتاب وضعيت شهري پسا مدرن است:

يکي از تاثيرات سرمايه داري جهاني ايجاد جهاني است که بيش از پيش قطبي شده است. از يک طرف شما چيزي را داريد که همکارم مايک ديويس آن را سياره حلبي آبادها مي نامد و از سوي ديگر پديده شهرهاي زرين را داريم.

اين قطبي بودن در داخل شهرها وضعيتي را ايجاد مي کند که من آن را شهرنشيني پسامدرن مي نامم. تا سال ۲۰۵۰ شاهد بيشتر شدن اين پديده خواهيم بود.

در اين شرايط شهرها بيش از يک مرکز خواهند داشت. اگر به شهرهاي جنوب کاليفرنيا يا به شهر بارسلون در اسپانيا دقت کنيد، اين پديده را خواهيد ديد. اين شهرها يک هسته مرکزي ندارند.

در شهرنشيني پسامدرن، شهرها بيش از يک مرکز خواهند داشت

براي مثال، لس آنجلس ۲۰ يا ۳۰ مرکز دارد. الگوي سفر بامدادي به مرکز شهر در آنجا وجود ندارد. در ضمن، اين وضعيت به معناي آن است که مديريت شهري هم متمرکز نيست.

در اين روش، شهرها حول يک مرکز شکل نمي گيرند. بلکه بعد از ساخته شدن شهر، مراکز متعددي براي آن در نظر گرفته مي شود.

به اين ترتيب شما يک شهر چندپاره خواهيد داشت که مثلا در لس آنجلس در مساحتي حدود ۱۴ هزار مايل مربع پراکنده است.

اين امر موقعيتهايي را براي خودمختاري محله ها فراهم مي کند. داراها و ندارها هريک محله و فضاي حياتي خود را دارند. محلات خودمختار در محدوده ابرشهرها پديد مي آيند.

نايجل تريفت از دانشمندان برجسته جغرافياي انساني

نايجل تريفت معاون رئيس دانشگاه واريک در انگلستان است و از دانشمندان برجسته علوم اجتماعي و جغرافياي انساني به شمار مي آيد:

حدس مي زنم که تا سال ۲۰۵۰ موضوع پايداري انرژي در شهرهاي بزرگ جهان توسعه يافته به مشکل عمده اي تبديل شود. در نتيجه، گسترش شهرها آنگونه که در آمريکا ديده ايم به ناچار متوقف خواهد شد.

در اروپا بايد اوضاع بهتر باشد چون در مجموع شهرهاي اروپايي جمع و جور ترند. حتي اگر به لندن نگاه کنيد، در مقايسه با شهرهاي آمريکا شهر چندان گسترده اي نيست.

به نظر من مساله اصلي اين است که آيا گرمتر شدن آب و هواي زمين تاثير نامساعدي بر شهر ها بگذارد يا نه. در مورد شهر هاي نزديک به آب مانند لندن آبگرفتگي و سيلاب مي تواند خطرساز باشد. در واقع اين وضعيت از هم اکنون نيز آغار شده است.

“مساله اصلي اين است که آيا گرمتر شدن آب و هواي زمين تاثير نامساعدي بر شهر ها بگذارد يا نه؟”

البته اين به معناي يک وضعيت شوم و وخيم نيست. اما براي مقابله با آن دولت بايد بي سر و صدا دست به اقدامات اساسي بزند. به نظر مي رسد تا کنون تنها نيمي از چاره حويي لازم براي اين وضعيت انجام شده باشد.

بعضي از شيوه هاي حمل و نقل در آينده مشکل ساز خواهند بود. تا ۱۰ يا ۱۵ سال آينده صنعت مسافرت هوايي رفته رفته رو به زوال خواهد گذاشت.

وضعيت در ديگر نقاط جهان بستگي به منطقه دارد. بعضي از نقاط آسيا و آفريقا بد ترين وضعيت آب و هوا را خواهند داشت. برخي شهرها بشدت آسيب پذير خواهند بود. براي جلوگيري از اين مشکلات اقدام جهاني لازم است.

به نظر من بهتر است به فکر يک بودجه عمومي جهاني براي شهرهاي مختلف در اطراف و اکناف جهان باشيم.

جي‌پي‌اس چگونه کار مي‌کند

ماهواره‌هاي اين سيستم، در مدارهاي دقيق هر روز ? بار به‌دور زمين مي‌‌گردند و اطلاعاتي را به زمين مخابره مي‌کنند. گيرنده‌هاي جي‌پي‌اس اين اطلاعات را دريافت کرده و با انجام محاسبات هندسي، محل دقيق گيرنده را نسبت به زمين محاسبه مي‌کنند. در واقع گيرنده زمان ارسال سيگنال از ماهواره را با زمان دريافت آن مقايسه مي‌‌کند. از اختلاف اين دو زمان، فاصله گيرنده از ماهواره تعيين مي‌‌گردد. اين عمل را با داده‌هاي دريافتي از چند ماهواره ديگر تکرار مي‌کند و بدين ترتيب محل دقيق گيرنده را با تقريب ناچيز معين مي‌‌کند.

گيرنده به دريافت اطلاعات هم‌زمان از حداقل ? ماهواره براي محاسبه ? بعدي و يافتن طول و عرض جغرافيايي، و همچنين دريافت اطلاعات حداقل ? ماهواره براي يافتن مختصات سه بعدي نيازمند است. با ادامه دريافت اطلاعات از ماهواره‌ها گيرنده اقدام به محاسبه سرعت، جهت، مسيرپيموده شده، فواصل طي شده، فاصله باقي مانده تا مقصد، زمان طلوع و غروب خورشيد و بسياري اطلاعات مفيد ديگر، مي‌نمايد.

امواج ماهواره ها متشكل ازامواج حامل باند L مدوله شده با يك كداستاندار كد (C/A2ويك كد دقيق (كد P(3) ويك كددريانوردي ومختصات ماهواره به صورت توابع زماني مي باشد كه دربر آن گيرنده هاي شخصي تفاوتهاي زماني بين وردوي كدهاي C/A را اندازه گيري ميكنند اگردراثر دخالت كنترل زميني درانطباق زماني خطايي بوجود نيايد گيرنده هاي شخصي ازدقتي حدود ۱۵ متر برخوردار خواهند شد.

مفهوم كلي ناوبري راديويي بستگي به انتقال همزمان سيگنالهاي راديويي دارد اگر سيگنالهاي راديويي دقيقاً بطورهمزمان بطور فرستاده نشوند گيرنده نمي تواند بطوردقيق موقعيت را محاسبه نمايد كنترل زميني دراثر تاثيرگذاري بعضي ازماهواره ها درارسال سيگنال هاي C/A كمي قبل يا بعداز ساير ماهواره ها دخالت مي كند دخالت عمدي اصلي , هما ن دسترسي موردي (۴) به شمار مي رود .

گيرنده هاي شخصي ميزان خطا را تشخيص نمي دهند. بلكه بطورتصادفي بين ۱۵تا ۱۰۰ متر دقت تغيير مي يابد .البته دخالت عمدي برروي گيرنده هاي نظامي اثر نمي گذارد .

منبع خطاي ديگر وجود كه برروي فركانس سيگنال گيرنده هاي شخصي اثرمي گذارد كه دخالت يونسفر ناميده مي شود .

زماني كه يك سيگنال راديويي ازبين الكترونها ي آزاد يونسفر عبورمي كند تاخير اندكي بوجود مي آيد برحسب مدت زماني تاخير كه بوسيله الكترون هاي آزاد بوجود مي آيد ماهواره‌هاي GPS كدP را روي دوموج راديويي با فركانس هاي مختلف ارسال مي كند كه L1,L2 ناميده مي شود .يك سيگنال به هنگام عبور ازيونسفر بيشتر ازديگري به تاخير مي افتد.

گيرنده هاي گران قيمت هردوفركانس را رديابي مي كنند و اختلاف وردي بين L1,L2 اندازه مي گيرند مدت زمان تاخيري را محاسبه مي كنند كه الكترونها ي آزاد ي بوجود مي آورند وتصحيحات لازم را براي تاخير يونسفر انجام مي دهند. گيرنده هاي شخصي نمي توانند تاثير دخالت يونسفر را تصحيح كنند زيرا كدهاي C/A فقط برروي فركانس L1 فرستاده مي شوند نوعي گيرنده هاي تخصصي وجوددارد كه به عنوان گيرنده هاي بدون كدشناخته شده اند ودقت فوق العاده اي دارند كه درآن بطورغيرمستقيم ازكد P استفاده مي شود گيرنده ها ارزش كدP را مشابه آنچه كه گيرنده هاي نظامي تشخيص مي دهند نمي شناسند بنابراين دقت آنها با استفاده ازروش هاي خاص پردازش سيگنال بدست مي آيد آنها كد P رابراي چندروز دريافت كرده وپردازش مي نمايند وپس از انجام محاسباتي چندمي توانند موقعيت نقاطي را تهيه كند كه با دقت mm 10 با استفاده از۳يا۴ ماهواره عملي مي باشد .

البته اين گيرنده بيشتر براي تعيين موقعيت دركارهاي نقشه برداري بكار مي رود زيرا بايدچند روزبطور مداوم درآن نقطه اطلاعات دريافت و پردازش شود.

وش تعيين موقعيت توسط GPS

اگرفاصله ما ازماهواره ۱ درحدود ۱۰ كيلومتر باشد بنابراين مكان ما درفضا برمحيط كرده به مركزيت ماهواره اوشعاع ۱۰ كيلومتر منطبق مي باشد حال فرض مي كنيم فاصله ما ازماهواره ۲۰ درحدود ۱۱ كيلومتر باشد دراين حالت نيز مكان ما درفضا برروي محيط كره اي به مركز ماهواره ۲ وشعاع ۱۱ كيلومتر واقع است فصل مشترك اين دوكره مي تواند يك دايره باشد كه مكان ما بطورقطع برروي محيط اين دايره قراردارد .

حال اگر ماهواره سوم را نيز درنظربگيريم كه فاصله اش با ما ۱۲ كيلومترباشد دراين صورت فصل مشترك كره مربوط به ماهواره ۳ با فصل مشترك كره هاي ماهواره اي ۱و۲ حداكثر دونقطه مي باشد كه قطعاً يكي ازاين دو مبين مكان واقعي ما خواهد بود.اما بطورقطعي يكي از اين دو نقطه نامعقول مي باشد .

بطورمثال داراي ارتفاع بيشتري از سطح زمين است . لذا كامپيوترهاي داخل گيرنده هايGPS با استفاده ازتكنيك هاي گوناگون قادر به تشخيص نقطه غلط مي باشند.

ازنظر تئوري با استفاده از۳ ماهواره مي توانيم مكان خودرا به دست آوريم ولي به دليل فني اگرچنانچه ماهواره چهارم را همانند ماهواره هاي ۱و۲ انتخاب كنيم بطورقطع فصل مشترك اين چهار كره يك نقطه خواهد بود واين نقطه مختصات مكاني مارا نشان مي دهد استفاده كنندگاني كه درارتفاعي مششخص قراردارند (مانندكشتي هايي كه درسطح دريا واقع باشند)به سهولت ميتوانند با استفاده ازدوماهواره مكان خودرا تعيين نمايند .

دراين حالت كره زمين را مي توان جايگزين ماهواره سوم كردوازيك مرحله محاسبه مسافت صرفنظر نمود بدين ترتيب اين فرصت جهت انجام سايرمحاسبات قابل بهره برداري بوده وعملاً مكان يابي افزايش مي يابد .

بطورخلاصه مي توان بيان كرد كه مبناي كار GPS استفاده ازماهواره به عنوان مرجعي جهت يافتن موقعيت درهرنقطه زمين مي باشد ساير مسايل اين سيستم صرفاً جزئيات تكنيكي هستند كه به سرعت و دقت وسهولت عمل موقعيت يابي كمك مي كند.

روش محاسبه مسافت ازماهواره

درسيستم موقعيت ياب جهاني GPS قدم اساسي دانستن ميزان مسافت ازماهواره است بنابراين استفاده ازتكنيك هاي پيشرفته به منظور محاسبه مسافت امري اجتناب ناپذير است ايده اصلي اين موضوع براساس همان معادله سرعت نوردرمدت زمان تاخيراستواراست سيستم GPS بدين صورت كارمي كند كه گيرنده كاربر مدت زماني را كه طول ميكشد تا امواج راديويي ازماهواره به اوبرسد را اندازه گيري مي كند.

همانطوركه مي دانيد امواج راديويي با سرعت نورحركت مي كند وبدين ترتيب با حاصلضرب اندزه گيري شده درسرعت نور مسافت خود را تاماهواره بدست مي‌آورد و اين كارحداقل بايستي براي ۳ ماهواره مشخص، صورت گيرد بنابراين بايد براي اندزه گيري زمان رسيدن به سيگنال ازساعتهاي خيلي كوتاه باشند زيرا امواج با داشتن سرعت نورخيلي سريع حركت مي كنند.

مثلاً اگرماهواره اي دقيقا دربالاي سرما باشد حدود ۶۰ ميلي ثانيه طول مي كشد تا امواج راديويي آن به ما برسد دقت ساعت گيرنده هاي GPS حدود نانو ثانيه مي باشد. يك اختلاف زماني بين كپي كدGPS ايجاد شده دربرگيرنده بااصل كد رسيده ازماهواره وجود دارد كه با ضرب كردن آن درسرعت نور, شبه فاصله به دست مي آيد اين روش با هردو كد A/C,P امكان پذيرهستند .

كدهاي توليدشده دربرگيرنده ازساعت خودگيرنده منتج مي شوند وكدهاي ارسالي ماهواره نيز توسط ماهواره ايجاد ميشود .

خطاي زماني درهردوساعت گيرنده وماهواره باعث مي شود كه فاصله اندازه گيري شده با فاصله هندسي بين ماهواره و گيرنده فرق داشته باشد اين ساعتها بسيار دقيق وگران قيمت مي‌باشند وماهواره ها جهت قابليت اطمينان بيشتر داراي ۴ ساعت اتمي هستند ولي در گيرنده ها به دليل گران قيمت بودن اين ساعتها نمي توان ازآنها استفاده نمود لذا ازساعتهاي ارزانتري استفاده مي شود كه درعمل ايجاد اختلاف جزئي دراندازه گيري زمان مي نمايند .البته با استفاده از راه حلهايي تصحيح صورت مي گيرد:

مزاياي سيستم GPS

× دقت بسيارزياددرموقعيت يابي
× داشتن پوشش جهاني
× دارا بودن زمان بندي دقيق
× نداشتن هيچ گونه هزينه براي استفاده كنندگان
× تعيين سرعت درسه محور مختصات
× قابليت دسترسي هميشگي
× قابليت كاربردي در هرشرايط آب وهوايي
× عدم محدوديت دربكارگيري همگاني
× دقت نسبي IPPM براي طولهاي كوتاه از۱ تا ۱۰۰ كيلومتر.
× تعيين سرعت درسه محور , زمان , تعيين فاصله سمت وگراي ونقطه مبداء .مقصود
× توانايي ديد همزمان با يك گيرنده

ماهواره ابتدا اطلاعات وداده هاي ناوبي رابه پنج ايستگاه كنترل كه درمناطق كلردواسپرينگ(۵) كو آجالين (۶) ديه گوگارسي)(۷) آسنشن(۸) و هاوايي (۹) قراردارند ارسال مي كند كه درواقع اين سيگنال ها ماهواره ها را رديابي (۱۰) مي كنند.

سپس اين ايستگاهها اطلاعات خودرا به ايستگاه كنترل ماهواره (ايستگاه اصلي كه همان كلرادواسپرينگ مي‌باشد) ارسال كنند كه وظايف آن پردازش داده ها ارسال به ماهواره و نظارت بركنترل روزانه ماهواره است سپس اين داده ها به سه آنت زميني ديگر ارسال مي شود كه توسط اين آنتها اطلاعات كنترل شده به ماهواره جهت تصحيح جهت ساعت ماهواره وفرامين ودستورات تله منزي ارسال مي شود به اين كار اصطلاحاً ataupload شدن ماهواره گفته مي شود.

ماهواره‌هاي جي پي اس

?? عدد ماهواره جي‌پي‌اس در مدارهايي بفاصله ????? هزار مايل از سطح دريا گردش مي‌کنند. هر ماهواره دقيقاً طي ?? ساعت يک دور کامل بدور زمين مي‌‌گردد. سرعت هريک ???? مايل بر ساعت است. اين ماهواره‌ها نيروي خود را از خورشيد تأمين مي‌کنند. همچنين باتري‌هايي نيز براي زمانهاي خورشيد گرفتگي و يا مواقعي که در سايه زمين حرکت مي‌کنند به‌همراه دارند. راکتهاي کوچکي نيز ماهواره‌ها را در مسير صحيح نگاه مي‌دارد. به اين ماهواره‌ها NAVSTAR نيز گفته مي‌شود.

در اينجا به برخي مشخصه‌هاي جالب اين سيستم اشاره مي‌‌کنيم:

* اولين ماهواره جي‌پي‌اس در سال ???? يعني حدود ?? سال پيش در مدار زمين قرار گرفت.
* در سال ???? شبکه ?? عددي NAVSTAR تکميل گرديد.
* عمر هر ماهواره حدود ?? سال است که پس از آن جايگزين مي‌گردد.
* هر ماهواره حدود ???? کيلوگرم وزن دارد و طول باتري‌هاي خورشيدي آن ?.? متر است.
* انرژي مصرفي هر ماهواره، کمتر از ?? وات است.

اين بخش همان بخش ماهواره هاي موجود درفضا مي باشد اين ماهواره ها سيگنالهايي با مشخصات ذيل ارسال مي كند دونوع اطلاعات مربوط به محاسبه نقاط عبارتند از:

۱-اطلاعات تقويم نجومي مربوط به موقعيت تقويمي ماهواره ها مي باشد با دريافت اين اطلاعات سيستم گيرنده GPS ماهواره‌هايي كه بهترين اطلاعات را ارسال مي كنند تشخيص مي دهد و انتخاب مي كند( ازنظر موقعيت هندسي)

۲) اطلاعات جدول نجومي براي عمليات ناوبري استفاده مي شود و بسيار دقيق است اين جداول نيز حاوي مختصات مكاني دقيق ماهواره اي GPS و زمان ساعت ماهواره ها مي‌باشد.

دوكدC/A, P دقيق است و مربوط به مسائل نظامي است وكد C/A استفاده عمومي دارد و دقيق نمي باشد ماهواره GPS اطلاعات مذكور را توسط سيگنالهاي با فركانس ۱۵۷۵HZ )L1 و (۱۲۲۷GHZ) L2 ارسال مي كنند هرماهواره داراي آنت هليكس ۱۲ آراه است قدرت سيگنال روي آنتن براي سيگنال dbLI 58 . براي سيگنال dbL2 /35 مي باشد و قدرت آنت ماهواره بصورت ايزو تدوپيك حداقل db 50 مي باشد كدهاي C/A,P ازتنوع كدهاي شبه تصادفي (۱۳) هستند .

انواع گيرنده‌هاي جي‌پي‌اس

گيرنده‌هاي جي‌پي‌اس انواع گوناگوني دارند و انتخاب هرکدام از آن‌ها بستگي به موارد استفاده? شما دارد؛ براي نمونه اين که مي‌‌خواهيد در داخل خودرو آن را نصب کنيد يا اينکه آن را در کوله پشتي خود قرار دهيد گزينه‌هاي متعددي را پيش روي شما مي‌‌گذارد.

گيرنده? بيسيک جي‌پي‌اس _ بيسيک: اين گيرنده‌ها در واقع از ساده‌ترين و کم قيمت‌ترين گونه‌ها هستند (اغلب کمتر از $۱۰۰ us) يک گيرنده? بيسيک (پايه) مي‌‌تواند بسيار دقيق تر از گيرنده‌هاي گران قيمت باشد، اما بايد اين مساله را هم در نظر داشت که اين گيرنده‌ها بسياري از ويژگي‌هاي دستگاه‌هاي گران قيمت را ندارند. ويژگي قابل توجهي که کمبود آن بيشتر حس مي‌شود، نداشتن قابليت نقشه برداري يا Mapping است که بعدا شرح داده خواهد شد. در زير تعدادي از امکانات اين گيرنده‌هاي ساده آمده است:

– موقعيت يابي؛ تعيين طول جغرافيايي و عرض جغرافيايي که در واقع ويژگي اصلي يک گيرنده? جي‌پي‌اس است.
– تعيين جهت؛ با يک قطب نما ي الکترونيکي.
– تعيين ارتفاع از سطح درياهاي آزاد؛ البته بايد توجه داشت که دقت در اندازه گيري ارتفاع به خوبي دقت در موقعيت يابي نيست.
– زمان دقيق.
– موقعيت ماهواره‌ها و قدرت سيگنال ها.
– توانايي محاسبه? مسافت پيموده شده.
– توانايي ذخيره سازي مسير پيموده شده ؛ که با استفاده از نقطه گذاري در صفحه? نمايشگر انجام مي‌شود.
– توانايي هدايت و مسير يابي.
– يافتن مسيري که در گذشته آن را پيموده ايد.

• گيرنده‌هاي دستي جي‌پي‌اس _ نقشه بردار: همانطور که از نام اين گيرنده بر مي‌‌آيد گيرنده? نقشه بردار از قابليت نمايش نقشه برخوردار است. اين گيرنده‌ها ابعاد بزرگ تري نسبت به گيرنده‌هاي قبلي دارند. با اتصال اين گيرنده به يک رايانه شخصي نقشه? دلخواهتان را به گيرنده مي‌‌دهيد. جزئيات نقشه نيز بستگي به اندازه و نيز رزولوشن نمايشگر دارد. اين گيرنده‌ها فشارسنج، قطب نماي الکترونيکي، بازي و سالنامه هم دارند. اگرچه اين گيرنده‌ها بايد خيلي گران قيمت تر از نمونه? قبلي باشند، ولي افزايش قيمت نسبتاً کمي دارند و افزودن يک نمايشگر بزرگ تر براي شرکت توليد کننده هزينه? زيادي را در بر ندارد. قيمت اين گيرنده‌ها از ۱۵۰ دلار آمريکا شروع مي‌شود. نقشه‌هايي که قابليت بار کردن (upload) داشته باشند در يک سي‌دي قرار دارند که در هنگام خريد دستگاه به شما داده مي‌شود. با استفاده از نصب نرم افزار نقشه در رايانه شخصي خود مي‌‌توانيد به انتخاب يک يا چند مسير بپردازيد و بعد از علامت گذاري نقشه آن را به گيرنده? نقشه بردار خود بدهيد. ولي در اين ميان بايد توجه کرد که دستگاه‌هاي دستي، ظرفيت محدودي دارند و تنها مقدار مشخصي از اطلاعات را مي‌‌توانيد در آن‌ها ذخيره کنيد. مدل‌هايي از اين گيرنده‌ها وجود دارند که مي‌‌توان به آن‌ها کارت حافظه اضافه کرد (که معمولاً از حافظه? SD يا از حافظه? CF استفاده مي‌شود). پس اگر به ذخيره? مقدار بيشتري از اطلاعات نياز داريد به يک کارت حافظه هم احتياج پيدا مي‌‌کنيد. يک دستگاه پي‌دي‌اي

• گيرنده‌هاي جي‌پي‌اس براي خودرو: اين گيرنده‌ها بزرگ تر از گيرنده‌هاي دستي هستند و نمايشگري نسبتاً بزرگ دارند تا راننده در هنگام رانندگي به سادگي آن را بخواند. اين گيرنده‌ها با استفاده از برق خودرو کار مي‌کنند و بنابراين تنها در داخل خودرو قابل استفاده هستند. ويژگي جالبي که معمولاً در اين دستگاه‌ها وجود دارد، راهنمايي‌هاي صوتي دستگاه است و به راننده اجازه مي‌‌دهد بدون اينکه چشم خود را از جاده بردارد، با گوش دادن به صداي دستگاه طبق نقشه پيش برود. قيمت اين دستگاه از ۵۰۰ دلار آمريکا شروع مي‌شود. بسياري از کارخانه‌هاي توليد خودرو با سفارش مشتري، يک دستگاه جي‌پي‌اس بر روي خودروهاي فروشي خود نصب مي‌‌کنند. آن‌ها ثابت هستند و از زيبايي و نيز ايمني بيشتري برخوردارند. قيمت تمام شده? آن‌ها بيشتر از گيرنده? جي‌پي‌اس اي است که بعدا خودتان در خودرو نصب مي‌‌کنيد.

• گيرنده? جي‌پي‌اس براي يک دستگاه پي‌دي‌اي: برتري استفاده از يک دستگاه پي‌دي‌اي (PDA) به‌عنوان يک جي‌پي‌اس، نمايشگري بزرگ است که افزون بر راحتي در مطالعه? نقشه، جزئيات بيشتري را نيز قابل مشاهده مي‌‌سازد. همچنين همانند جي‌پي‌اس‌هايي که در داخل خودرو نصب مي‌‌شوند، مي‌‌توانند به صورت صوتي راهنمايي کنند. براي استفاده از يک دستگاه پي‌دي‌اي به‌عنوان جي‌پي‌اس و اتصال پي‌دي‌اي به گيرنده? جي‌پي‌اس چندين راه مختلف وجود دارد:

– استفاده از Sleeve: وسيله‌اي است که با قرار دادن پي‌دي‌اي در آن، عملکردهاي متفاوتي را مي‌‌توان براي پي‌دي‌اي فراهم ساخت. براي اين کار به حافظه? CF و يا اسلات PCMCIA هم احتياج داريم. يک Sleeve مي‌‌تواند کارت حافظه? اضافي، باتري اضافي، يک دوربين و يک تلفن را به دستگاه شما متصل کند و مهم تر از همه به‌عنوان يک گيرنده? جي‌پي‌اس براي دستگاه شما عمل کند. همچنين يک اسلات CF ديگر هم براي شما فراهم مي‌‌کند که اين اجازه را به شما مي‌‌دهد تا بتوانيد به کارهاي ديگري در کنار استفاده از جي‌پي‌اس بپردازيد. عملکرد يک Sleeve جي‌پي‌اس درست همانند عملکرد يک CF جي‌پي‌اس است.

– حافظه? CF: يکي از حافظه‌هاي متداول براي پي‌دي‌اي است که مي‌‌تواند مستقيما به‌وسيله? اسلات مخصوص CF که در پي‌دي‌اي وجود دارد يا با استفاده از Sleeve به دستگاه متصل شود. يک کارت CF جي‌پي‌اس انتخاب نسبتاً ارزان قيمتي است. ولي مشکلي در اينجا وجود دارد و آن اين است که يک CF جي‌پي‌اس به سرعت باتري‌هاي پي‌دي‌اي شما را مصرف مي‌‌کند و بايد به فکر چاره باشيد.

– بلوتوث جي‌پي‌اس: فن آوري بلوتوث اين اجازه را به ما مي‌‌دهد ارتباطي بدون سيم را بين چند دستگاه فراهم کنيم. شما مي‌‌توانيد پي‌دي‌اي خود را در دست گرفته و به گيرنده? جي‌پي‌اس اي که در کوله پشتي تان قرار داده ايد بصورت بي سيم متصل شويد. استفاده از يک بلوتوث جي‌پي‌اس همچنين براي داخل خودرو بسيار مناسب است چرا که با قرار دادن آن در جلوي داشبورد ديد بهتري از آسمان را براي گيرنده? تان فراهم مي‌‌کنيد. o اتصال پي‌دي‌اي به گيرنده? دستي جي‌پي‌اس با استفاده از کابل: به بيشتر گيرنده‌هاي دستي، کابلي جهت اتصال به پي‌دي‌اي وصل مي‌شود. با اين روش مي‌‌توانيد با قيمتي مناسب هم در داخل خودرو و هم در خارج آن از دستگاه موقعيت ياب خود استفاده کنيد. دستگاه پي‌دي‌اي با نمايشگر خوب و نسبتاً بزرگي که دارد براي مشاهده? نقشه‌ها مناسب است.

– اتصال پي‌دي‌اي به گيرنده? جي‌پي‌اس خودرو با استفاده از کابل: مي‌‌توانيد با انتخاب گيرنده‌ها ي موسوم به موشواره (mouse) براي خودرو و يک پي‌دي‌اي از يک جي‌پي‌اس خوب بهره مند شويد. اگر مي‌‌خواهيد از جي‌پي‌اس خود تنها درون خودرو استفاده کنيد، اين مورد بهترين انتخاب است. گيرنده? موشواره برق خود را از خودرو تأمين مي‌‌کند و باتري‌هاي پي‌دي‌اي شما بيشتر دوام خواهند آورد. همچنين اين گيرنده يک کابل دوشاخه (Y) دارد که برق پي‌دي‌اي شما را نيز تأمين مي‌‌کند. گذشته از اين ها، ويژگي بسيار خوب گيرنده‌هاي موشواره، حداقل قيمت آن‌ها است.