آشنايي با سيستم مکان ياب جهاني (GPS

[Reza6662]

آشنايي با سيستم مكان‏يابي جهان (GPS)
[font=Times New Roman]Global Position System 



براي سالهاي متمادي، خلبانان هواپيماها از مكان‏ياب هاي قديمي و اينرسيايي استفاده مي‏كردند. اين سيستم هر از چندگاهي به علت نياز به كاليبراسيون، باعث اشتباه در تعيين مسير هواپيماها مي‏شد و گاهن باعث برخورد هواپيماها با كوهها يا عوارض طبيعي ديگر مي‏‎شد.

سيستم مكان‏ياب جهان، يك سيستم ناوبري مي‏باشد كه از تعدادي ماهواره در مدار زمين تشكيل شده است و به منظور مشخص كردن موقعيت مكاني وسائل نقليه، كشتي‏ها، هواپيماها و يا هر وسيله روي زمين يا نزديك به آن، به كار گرفته مي‏شود.

مزاياي عمده سيستم فعال GPS به قرار زير مي‏باشد:
1- اين سيستم در سراسر دنيا قابل دسترسي مي‏باشد.
2- در طول شبانه‏روز، قابل استفاده است.
3- اين سيستم قادر است موقعيت مكاني، سرعت و زمان رسيدن به مختصات انتخاب شده را با دقت زياد و به طور مداوم، مشخص نمايد.

سيستم GPS از سه بخش اصلي تشكيل شده است:
1- بخش فضايي جزئي از سيستم مكان‏يابي مي‏باشد كه در خارج از جو زمين قرار گرفته است.
2- بخش كنترل؛ شامل دستگاههاي هدايت كننده زميني مي‏باشد.
3- بخشي كه در اختيار استفاده‏كنندگان از اين اطلاعات مي‏باشد.

اكنون به شرح مختصري از هريك از قسمتهاي بالا مي‏پردازيم.



* بخش فضايي: اين سيستم متشكل از 24 ماهواره است كه با نظم خاصي اطراف كره زمين را احاطه كرده‏اند. مجموعه اين ماهواره‏ها، شش مدار را، كه در هريك از اين مدارها تا چهار ماهواره قرار گرفته است، تشكيل مي‏دهند. هريك از اين ماهواره‏ها، مدار خود را در زماني كمتر از 12 ساعت طي مي‏كنند و در فاصله تقريبن 25000 كيلومتري از كره زمين قرار گرفته‏اند.
هدف از قرار گرفتن ماهواره‏ها به ترتيب مذكور به دليل اين است كه اطمينان حاصل شود كه در هر زمان، علائم ارسال شده از حداقل چهار ماهواره، به طور هم‏زمان در هر نقطه زمين با نزديك به سطح آن، از جمله مناطق قطبي، قابل دريافت است.
در نيمكره شمالي كره زمين، شش تا هشت ماهواره بيشتر اوقات در ماوراي خط افق، يافت مي‎شوند و به وسيله صفحات خورشيدي (باطري سيستم‏هاي داخلي ماهواره شامل فرستنده‏هاي راديويي بسيار پرقدرت، كامپيوترها و گيرنده‏هاي فرمان كنترل‏كننده زميني) شارژ و تغذيه مي‏شوند.
هريك از ماهواره‏ها، به صورت مداوم يك رشته اطلاعات را در زمانهاي تعيين شده بسيار دقيق تكرار و ارسال مي‏نمايند. جريان اين علائم، حاوي اطلاعات بسيار دقيق مدار هريك از ماهواره‏ها مي‏باشد و در هر 30 ثانيه، تكرار مي‎شود. در هر 5 / 12 دقيقه، كليه اطلاعات مداري ماهواره‏ها با دقت كمتري، ارسال مي‏شوند.



* بخش كنترل زميني، متشكل از تعدادي ايستگاه زميني است كه ماهواره‎‏ها را در مدار – طبق برنامه‏اي كه به آنها داده شده است – هدايت مي‏نمايند. اين اطلاعات به مركز كنترل مادر در پايگاه نيروي هوايي Falcon در كلرادو آمريكا (مكاني كه در آن محاسبات گردش ماهواره‏‎ها در مدار انجام مي‏گيرد) ارسال مي‏شوند. تركيب اين اطلاعات با مولفه‏هاي بسيار پيچيده رياضي ميادين جاذبه‏اي زمين، امكان پيش‏بيني موقعيتهاي مكاني ماهواره را از چندين ساعت جلوتر ميسر مي‎‏سازند و سپس آنها را به حافظه كامپيوترهاي ماهواره، ارسال مي‏كند.

* بخشي از GPS كه در اختيار استفاده‏كنندگان قرار مي‏گيرد. به طور كلي اعمال زير را انجام مي‏دهد:
1- گيرنده GPS كه جستجو و رديابي را تا حداكثر شش مدار ماهواره را برعهده دارد.
2- زمان علائم ماهواره و اطلاعات ارسالي را محاسبه و مورد استفاده قرار مي‏دهد.
3- اطلاعات دريافتي حاصل از اين شش ماهواره به منظور مشخص كردن موقعيت سه بعدي (طول – عرض – ارتفاع)، سرعت وسيله استفاده كننده و هماهنگ كردن پالس ساعت گيرنده با پالس ماهواره صورت مي‏پذيرد.
4- دو عامل عمده كه براي تعيين نمودن اطلاعات ناوبري استفاده مي‎شود، عبارتند از اندازه‏گيري فاصله ماهواره براي تعيين موقعيت آن و اندازه‏گيري اثر داپلر.
پديده Doppler مي‏تواند سرعت وسيله در حال حركت را با استفاده از تغييرات فركانس نسبت به مبدا توليد كننده فركانس محاسبه نمايد.

يک مکان ياب دستي قابل حمل


[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]

[Mahdi1944]

Reza6662,
ممنون رضا جان
واقعا کامل بود
البته اين سيستم رقيب قدرتمند و اروپايي به نام گاليلو رو خواهد داشت که به ادعاي سازندگان اون GPS در مقابل اون توان رقابت نخواهد داشت (احتمالا سال 2008 به صورت رسمي افتتاح خواهد شد)
البته الکترونيک آمريکايي رو هم نبايد دست کم گرفت، و اون رو به اين راحتي مغلوب ميدان دونست

[آرمان]

Mahdi1944, شرکت گارمین هم که در زمینه GPS بسیار فعال هست فکر کنم، مطمئن نیستم،
اروپایی هست. در ضمن همین سیستم GPS کار خیلی از خلبان های تنبل رو که نمی خوان کار کردن با
سیستم قدیمی VOR رو برای ناوبری هواپیماهایشان یاد بگیرند راحت کرده. به وسیله این سیستم به
راحتی می توان به مقصد رسید، مسیر و فاصله را تعیین و پیدا کرد. حتی چنین سیستمی جایگزین DME
هم شده است.

[h]

رضا جان مرسی
عالی بود

[Reza6662]

h,
ممنون از حضور شما و بقيهء عزيزان

[Colonel Chazan]

آرمان,

بله GPS با آمدن خود قابليت هاي بسياري را يكجا به همراه آورد.تنظيم و ميزان INS ,كاليبره كردن سنجش گرها ,سيستم IFF,... .و امرزوه به شدت يكي از اركان پرواز را تشكيل مي دهد.

[آرمان]

کلنل خلبان چازان,
1- می خواهم در مورد سیستم INS (!) که گفتید بیشتر بدانم.

2- کالیبره کردن کدام سنجش گر ها به GPS ارتباط دارد؟

3- تصور نمی کنم که سیستم IFF هیچ ربطی به GPS داشته باشد.

4- GPS از ارکان پرواز نیست بلکه از ارکان ناوبری پرواز حالا چه در ناوبری خود هواپیما چه در ناوبری تسلیحات است.

[Mahdi1944]

آرمان,
GPS يه سيستم موقعيت ياب ماهواره‌اي هست که هر جايي مي‌تونه کاربرد داشته باشه، از کاربرهاي ريابي و امنيتي گرفته تا کنترل خانواده‌ها روي کوکانشون ، وصل روي خودروها و کاميونها تا هواپيماها که شما اشاره کرديد

[Colonel Chazan]

آرمان,
نخست اينكه الزاماً بايد عرض كنم به طور جد در رفتارت تجديد نظر كن.اصل علم اندوزي اين گونه نيست.اگر نمي داني دليل بر نفي سخن بنده نيست.هر چند بارها تكرار شده اما تنها براي چند روز يا حداكثر چند هفته است و به ياد داشته باش هر ظرفي ظرفيتي دارد پس موجب سرريز شدن آن مشو.

سوالات دوم و سوم را به دليل عدم رعايت اصول صحيح سوال كردن پاسخ نمي دهم زيرا واضح اند و نقطه ابهامي ندارند.

و اما در مورد سوال نخست شما:

1-سيستم Interial Navigation System)INS):خطا در ژيروسكوپ و شتاب سنج هاي سيستم ناوبري اينرسي(جبري)باعث مي شود كه خطاهاي سرعت و موقعيت به طور مداوم با زمان گسترش يابند.در يك سيستم جاري INS موقعيت و سرعت نسبت به يك منبع دقيق خارجي تنظيم مي شوند و اين غالباً از طريق پرواز با هواپيما بر فراز يك Position marker انجام مي شود كه سودمندي آنرا محدود مي سازد.ليكن در هواپيماي مجهز به GPS موقعيت و سرعت GPS مي تواند INS را در هر نقطه و موقعيتي ميزان نمايد.در نتيجه عملكرد دراز مدت INS به كمك GPS بهبود مي يابد.

4- مگر Vor جزء اركان پرواز امروزي نيست؟چه طور مي توان اين مواد را جدا از هم دانست.