تاريخ نظام تحديد المواقع أو نظام تحديد المواقع العالمي

هل تعلم أن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) يتكون من 24 قمراً صناعياً؟ في هذه المقالة سوف نظهر لك تاريخ نظام تحديد المواقع، وكذلك تطورها من إنشائها إلى الوقت الحاضر.

سجل GPS

GPS ، نظام تحديد المواقع العالمي ، الذي يحمل الاسم الأصلي Navstar GPS: إنها طريقة تسعى إلى تحديد الموقع على الأرض لأي شخص أو سيارة بالضبط.

تم إنشاء هذا النظام من قبل وزارة الدفاع الأمريكية. وهي تنتمي حاليًا إلى قوة الفضاء الأمريكية. لتحقيق الموضع المطلوب ، يستخدم الملاح استخدام أربعة أقمار صناعية أو أكثر ، بالإضافة إلى ثلاثية الأبعاد.

لتشغيله ، يحتاج GPS إلى ما لا يقل عن 24 قمراً صناعياً تحت تصرفه تقريباً في مدار فوق الأرض ، على ارتفاع حوالي 20000 كيلومتر. توزع مداراتها بطريقة تجعلها تحت تصرفها أربعة أقمار صناعية محددة في الأرض كلها.

بحلول الستينيات من القرن الماضي ، تمكن نظام أوميغا ، المعروف باسم نظام الملاحة الأرضية ، بناءً على الإشارات التي قدمتها بعض المحطات الأرضية ، من احتلال المرتبة الأولى في نظام الملاحة الراديوية العالمي. ومع ذلك ، نظرًا لأن هذه الأنظمة قدمت قيودًا معينة ، فقد رأوا الحاجة إلى البحث عن استجابة أكبر في الملاحة والتي كانت أكثر دقة ، وبالتالي بدء تاريخ GPS.

استفادت القوات المسلحة للولايات المتحدة من هذه التطورات الملاحية في تاريخ نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، باستخدام الأقمار الصناعية التي سمحت لها بتصور مواقع دقيقة ودقيقة.

يجب أن يفي النظام المستخدم ببعض الأحكام ليتم تنفيذها. هل لديك عالمية في هذه الحالة ، يجب أن يكون العالم محاطًا بالكامل ، وأن يكون مثابرًا ويجب أن يكون عمله مستمرًا ، دون أن ينزعج أو يحد من حالة الغلاف الجوي. فضلا عن كونها نشطة للسماح لها أن تكون دقيقة.

في عام 1964 ، تم العمل على نظام جديد يسمى Transit ، وبحلول عام 1967 تم استخدامه من قبل الجيش للاستخدام التجاري.

تم بناء هذا النظام بواسطة ستة أقمار صناعية ذات مدار قطبي منخفض ، بارتفاع 1074 كم. لقد سمحوا بتحقيق تغطية عالمية ، ولكن ليس باستمرار. لم تكن إمكانية تحديد موقعها ثابتة ، حيث تم منح الوصول إلى الأقمار الصناعية كل ساعتين تقريبًا. لحساب موقعها ، كان لا بد من مراقبتها كل 15 دقيقة لمنعها من فقدان مداها.

في عام 1967 ، تقدمت البحرية الأمريكية بقمر صناعي يسمى Timation ، وأظهرت إمكانية مؤكدة لوضع ساعات دقيقة في الفضاء من شأنها أن توفر بيانات متسقة ، وهو تقدم يسير جنبًا إلى جنب مع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).

في عام 1973 ، تم توحيد البرامج التي عملت معها البحرية الأمريكية والقوات الجوية وتم إصدار ما يسمى ببرنامج تكنولوجيا الملاحة ، والذي يعني برنامج تكنولوجيا الملاحة.

من عام 1978 إلى عام 1985 تم الكشف عنهم وكان لديهم ثمانية أقمار صناعية للتجربة من Navstar. بعدهم ، ظهرت أجيال جديدة ، حتى وصلت إلى الكوكبة التي تُعرف حاليًا بالقدرة التشغيلية الأولية ، وهو الاسم الذي أُطلق في ديسمبر 1993 ، بسعة إجمالية ومفيدة بحلول عام 1995.

في عام 2009 ، طورت الولايات المتحدة خدمة سمحت بإنشاء الوظيفة ومساعدة منظمة الطيران المدني الدولي ، التي لم ترفض قبول العرض. وهكذا تم تشكيل تاريخ نظام تحديد المواقع شيئًا فشيئًا.

الخصائص والأشكال التي تم تطويرها في تاريخ نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)

• يضم 24 قمرًا صناعيًا يمثلون ما بين 4 و 6 مدارات.
• يبلغ ارتفاعها 20200 كم.
• فترتها ما بين 12 ساعة فلكية.
• ميلها حوالي 55 درجة.
• يوفر حياة مناسبة تصل إلى 8 سنوات.
• تغطيتها عالمية.
• مساحة المستخدم ليس لها حدود.
• يعمل ضمن نظام الإحداثيات الخاص به مع 8000.

إشارة في تاريخ نظام تحديد المواقع

في تاريخ نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، وجدنا أنه يرسل باستمرار رسالة ملاحية بمعدل 50 بت في الثانية تقريبًا في هيكل نقل الميكروويف 1600 ميجاهرتز. بالنسبة لراديو FM ، يتم إرساله بين 86 و 109 ميجاهرتز ولشبكة wi-fi تعمل بتقريب 5000 ميجاهرتز و 2500 ميجاهرتز ، في حد ذاتها ترسل الأقمار الصناعية ككل 1600 ميجاهرتز للإشارة L1 و 1228 للإشارة L2.

توفر إشارة GPS هذه الوقت والوقت الذي يتوافق مع كل أسبوع ، باستخدام ساعة ذرية موجودة داخل القمر الصناعي ، كما أنها تعرض عدد كل أسبوع ، وتصمم مرجعًا يتيح لك اكتشاف ما إذا كان القمر الصناعي به أي خطأ.

يبلغ طول عمليات البث 30 ثانية مع توفر 1500 بت من البيانات. يتم إنشاء أرقام البيانات من خلال التتبع العشوائي الزائف عالي السرعة الذي يميز كل قمر صناعي.

يتم توقيت انبعاثه ، ويبدأ وينتهي في نفس الوقت ، كما هو مبين على مدار الساعة داخل القمر الصناعي. في البداية ، يتم إبلاغ جهاز استقبال المعلومات بالرابط الحالي بين ساعة القمر الصناعي والوقت الذي يشير إليه نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، وفي اللحظة الثانية ، يرسل المعلومات إلى جهاز الإرسال الخاص بالمدار الدقيق للقمر الصناعي.

طريقة تطور نظام تحديد المواقع

• تمت إضافة إشارة جديدة للاستخدام المدني على L1.
• وبالمثل ، تمت إضافة إشارة مدنية جديدة إلى L5 بمعدل تقريبي 1177 ميجاهرتز.
• بالإضافة إلى ذلك ، تم إنشاء شكل من أشكال الرعاية للعلامات الجديدة لخدمات الأمن من أجل الحياة.
• يوفر توزيع أفضل للإشارة.
• يحسن قوة الإشارة.
• تم إجراء زيادة في صناديق المراقبة ، حيث ترتفع إلى 12.
• الوصول إلى العلاقة المتبادلة مع سلسلة L1 المتصلة بجاليليو.
• تعرف على خطوط العملاء سواء العسكرية أو المدنية في استخدام GPS.
• يحدد طلبات GPS III وفقًا لأشكال التشغيل.
• إنه يسهل الأذونات اللازمة في التحول المستقبلي من أجل تلبية الطلبات التي يرغب المستخدمون في تقديمها حتى عام 2030.

لقد حقق هذا النظام تقدمًا كبيرًا سمح بإنشاء موقع نشط في نطاق البيانات ، مما يسمح للعميل بتحديد حركة خرائط الجوال المعروفة بدقة.

باستخدام هذه الطريقة ، يتم استخدام رسم الخرائط ثلاثي الأبعاد ، من خلال ماسح ضوئي يحتوي على ليزر ، ويتم إجراء القياسات من الكاميرات وأجهزة الاستشعار وأنظمة gnss ، مما يسمح بالتعرف بدقة جنبًا إلى جنب مع تقنيات الموقع الثلاثة: IMU و GNSS و Odometer ، ومن هم تحقيق نطاق إشارة ، حتى في تلك الأماكن التي لا تكون فيها جيدة.

كيف يعمل نظام تحديد المواقع

لقد أظهر تاريخ نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) تطورات كبيرة ، حيث تم تحديث وظائفها ، ومن بينها ما يستحق تسليط الضوء عليه:

• ضمن وظائفه ، يحدد نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) نمطًا يسمى التقويم الفلكي ، وهذا هو السبب في أن كل واحد يرسل بشكل فردي ، حيث يتم تحديد عمر القمر الصناعي. كيف هو في الفضاء ، وقته ، محتوى دوبلر ، من بين أمور أخرى.
• تظهر الأقمار الصناعية المنفصلة أن الشخص المسؤول عن تلقي المعلومات يقع في مساحة محددة على سطح الكرة ، وأن شماله هو نفس القمر الصناعي وراديوه هو المسافة الدقيقة إلى جهاز الاستقبال.
• بمجرد تلقي المعلومات المنبعثة من اثنين من الأقمار الصناعية ، يمكن إنشاء كفاف ناتج عن المجالين في بعض الفضاء المحدد ، حيث يوجد جهاز الاستقبال.
• عند تلقي المعلومات من القمر الصناعي رقم 3 ، يختفي الخطأ الذي يمنع الساعات من الارتباط ببعضها البعض ويختفي المستفيدون من نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، مما يحقق موضعًا دقيقًا ثلاثي الأبعاد.

إذا كنت ترغب في إثراء نفسك ببعض الموضوعات التكنولوجية الأخرى ، فأنا أدعوك لاتباع الرابط تكنولوجيا الأقمار الصناعية

موثوقية المعلومات المنبعثة من نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)

نظرًا لأن GPS لديه خط عسكري ، في الولايات المتحدة ، تحتفظ وزارة الدفاع باحتمالية افتراض خط صغير عشوائيًا ، والذي يمكن تعديله بين 15 و 100 متر. ومع ذلك ، في الوقت الحالي ، لا يتم استخدام هذا الخطأ الناجم ، المعلومات الدقيقة والدقيقة التي يرسلها نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) تتعلق بعدد الأقمار الصناعية التي يمكن ملاحظتها في وقت محدد.

إذا كانت المعلومات المستلمة بين سبعة إلى تسعة أقمار صناعية وكانت غير متسقة ، وقياساتها أدناه ، فقد تتراوح بين مترين في 2٪ من الوقت ، وإذا تم استخدام نظام GDPS على العكس من ذلك ، فإن دقة قياسه تكون كبيرة. أفضل لأنه يمثل 95٪ من الظروف.

تعتمد موثوقية البيانات التي يوفرها نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على شكل موقعه ، لقياس موقع أجهزة الاستقبال بدقة ودقة.

كما نرى ، هناك العديد من التطورات التي حدثت في تاريخ نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).

أصل خطأ GPS في سجلك 

المعلومات التي يحتاجها نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في الوقت الحالي ، وموقع القمر الصناعي والتأخير في الإشارة التي يتم استقبالها. دقتها ترجع إلى دقة الموقع وتأخير الإشارة.

عند اكتشاف التأخير ، يتصل الشخص المسؤول عن تلقي المعلومات بعدد من البتات التي يرسلها القمر الصناعي مع تفسير شخصي. عندما ترتبط شروط السلسلة ، فإن المكونات الإلكترونية تؤسس عدم مساواة بنسبة 1٪ في وقت بت ؛ ومن ثم فإن الإشارات المنبعثة من نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) تمتد بسرعة الضوء ، مما يؤدي إلى حدوث خطأ يبلغ حوالي ثلاثة أمتار ، ويعتبر خطأ صغيرًا جدًا عند استخدام إشارة GPS.

يمكن تحسين الدقة باستخدام إشارة P (Y) ، والتي تظهر نفس النتيجة ، والتي تمثل 1٪ من الوقت ، وتظهر إشارة P (Y) ، بأداء عالٍ ، نتيجة دقيقة تبلغ حوالي 30 سم.

تتأثر دقة قياسات GPS بالأخطاء التي تنشأ من الإلكترونيات. يمكن تحسين طرق القياس هذه باستخدام البرامج والطرق المستخدمة في الوقت الفعلي.

إذا كنت تريد معرفة تطور نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، فأنا أدعوك لمشاهدة المحتوى السمعي البصري التالي.

ضمن هامش الخطأ في تاريخ نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، يمكننا أن نأخذ في الاعتبار:

• التأخير في انبعاث الإشارات في طبقة الأيونوسفير والتروبوسفير.
• الإشارات التي يتم مشاركتها في نفس الوقت في المباني والجبال ويتم إرجاعها.
• أخطاء في المدارات ، حيث تكون معلومات نفس المدارات غير دقيقة.
• عدد الأقمار الصناعية التي يمكن ملاحظتها.
• عدم المساواة في موقع الأقمار الصناعية التي يمكن مشاهدتها.
• أخطاء في ساعات GPS الداخلية.

العناصر التي تتدخل في أخطاء البيانات المنبعثة.

ترتبط العناصر المتضمنة في الأخطاء التي حدثت في تاريخ نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بما يلي:

أخطاء الأقمار الصناعية الفريدة في تاريخ GPS

• أخطاء في المدارات: العناصر الكافية ضرورية لقيادة المدارات ، حيث أن الأقمار الصناعية ليس لها خط مباشر إلى مدار Kleperian ، وهو ما يعتبر طبيعيًا ، وهذا يؤدي إلى توقف العملية بسبب نقص المعرفة الطاقة التي تؤثر على كل قمر صناعي.
• عيوب في الساعة الداخلية: وهي تتعلق بالتغيير في وقت الساعات الداخلية الناتج عن ضياع المذبذبات وتلك التي تسببها حركة المؤثرات النسبية مما يؤدي إلى فرق كبير بين الساعة. الوقت الذي تم إنشاؤه والقمر الصناعي.
• أخطاء الموقع: هو الافتقار إلى الأمان الذي ينشأ من الموقع كاستدلال من عدم دقة الموقع والأقمار الصناعية المختارة.

أخطاء في أشكال الإرسال في تاريخ نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)

• عيوب في التقوية الأيونوسفيرية: تتعلق بتردد GPS ، يظهر الخطأ في تقويتها من 50 مترًا إلى متر واحد ، وتعتمد قوة الغلاف الأيوني على الانتظام والتأثير التقريبي لكل قياس يتم إجراؤه.
• عيوب في التعزيز التروبوسفير: تشير هذه الأخطاء إلى هامش يتراوح بين 2 و 25 مترًا ، وهذا منفصل عن انتظام القياس. ومع ذلك ، يمكن تصحيح هذا الخطأ باستخدام نماذج التروبوسفير الأخرى.
• Multipath: تسمح هذه الطريقة للإشارة بالوصول باستخدام مصدرين مختلفين ، على الرغم من أن هذا قد يتسبب في مقاطعة الإشارة. يُلاحظ استخدام Multipath عند قياس الأسطح ، لتقليل شكلها ، يمكن استخدام هوائي يعمل مع الإشارات التي يتلقاها من بيئات مختلفة.

الأخطاء المتعلقة مباشرة باستلام المعلومات في سجل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)

• الضوضاء: ترتبط الضوضاء بكمية المعلومات والوقت اللازم للحصول عليها بدقة ، ويجب اتباع ذلك للحصول على القياسات بدقة.
• مراكز معلومات الهوائي: إذا تم العثور على خطأ معروف في دور الهوائي في القياس ، يتم إلغاء النقاط ، وعندما تكون القياسات دقيقة ، يتم محاذاة الهوائيات في نفس الاتجاه من أجل الحصول على النتائج المرجوة.

دمج نظام تحديد المواقع في الهواتف المحمولة

في الوقت الحاضر ، اكتسب استخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في الهواتف طفرة كبيرة ، فقد تم إدخاله في الهواتف الذكية ، وهو مفيد للغاية عند طلب عنوان ، وقد أدى استخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) إلى ظهور طريقة برمجية لأنواع ونماذج مختلفة ، وكذلك أنواع الأعمال المختلفة التي تتطلب استخدام الهواتف المحمولة.

إنه يمنحنا إمكانية معرفة الأماكن التي يتواجد فيها الأصدقاء والعائلة من خلال خريطة ، فمن الضروري فقط أن يكون لديك النظام الأساسي المطلوب.

دمج نظام تحديد المواقع في الساعات

أتاح التقدم التكنولوجي اليوم إفساح المجال للساعات الذكية المزودة بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، ويمكن استخدامها مع الهواتف الذكية إذا أشرنا ، على سبيل المثال ، إلى الساعات الرياضية أو الأساور التي لا تحتوي على شاشات.

مثل الهواتف الذكية ، يتيح لنا ذلك معرفة موقع الأشخاص الذين نريدهم ، فمن الضروري فقط امتلاك التطبيق والنظام الأساسي الضروريين.

نظرية النسبية ونظام تحديد المواقع

في الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، يجب أن تكون الساعات مرتبطة بالمواقع على الأرض ، لذلك يجب مراعاة النظرية العامة والخاصة للنسبية ، والتأثيرات التي توفرها هي: الوقت وتغيرات التردد والانحراف.

من ناحية أخرى ، من حيث الوقت ، تتأرجح سرعة القمر الصناعي بين جزء واحد في 1 ، ينتج عن هذا التوسع أن تكون ساعة القمر الصناعي في تقريب 10 أجزاء في 5 أسرع.

فيما يتعلق بالنسبية المكانية والعامة ، بدءًا من نظرية النسبية ، لأنها تتحرك باستمرار والارتفاع الذي تمثله يؤثر على سرعة الساعات ، تنص النسبية العامة على أن الساعة الأقرب إلى ما تريد قياسه ستكون أبطأ بكثير من ساعة واحدة. هذا أبعد من ذلك ، إذا ربطناها مباشرة بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، فإن ما تريد الحصول عليه من المعلومات يكون أقرب إلى الأرض منه إلى الأقمار الصناعية.

أصبح استخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الآن أداة رائعة ، للعلاقات والعمل على حد سواء ، ولهذا السبب من الضروري معرفة كيفية عمله من أصوله لمعرفة نطاقه وتحقيق أقصى استفادة منه.