جی‌پی‌اس یا سیستم م�?قعیت‌یاب جهانی (Global Positioning Systems)، یک سیستم راهبری �? مسیریابی ماه�?اره‌ای است که از شبکه‌ای با حداقل ۲۴ ماه�?اره تشکیل شده است. این ماه�?اره‌ها به سفارش �?زارت دفاع ایالات متحده ساخته �? در مدار زمین قرار داده شده‌اند. جی‌پی‌اس در ابتدا برای مصارف نظامی تهیه شد �?لی از سال ۱۹۸۰ استفاده عم�?می آن آزاد �? آغاز شد.

خدمات این مجم�?عه در هر شرایط آب �? ه�?ایی �? در هر نقطه از کره زمین در تمام شبانه‌ر�?ز در دسترس است �? استفاده از آن رایگان است.

علا�?ه بر جی‌پی‌اس، د�? سیستم کمابیش مشابه دیگر نیز �?ج�?د دارد: سیستم گل�?ناس که د�?لت ش�?ر�?ی ساخته �? اکن�?ن به‌دست کش�?ر ر�?سیه اداره می‌ش�?د �? سیستم گالیله که کش�?رهای ار�?پائی آن را برای �?ابسته نب�?دن به سیستم آمریکائی جی‌پی‌اس ساخته اند.

قطب نماهایی که با نیر�?ی مغناطیسی زمین جهت یابی می‌‌کنند، به تدریج جای خ�?د را به گیرنده‌های جی‌پی‌اس خ�?اهند داد؛ جی‌پی‌اس، سامانه‌ای است که به کمک گر�?هی از ماه�?اره‌ها جهت یابی می‌‌کند. ماه�?اره‌هایی که هرکدام در مدارهای خ�?د به د�?ر زمین در گردشند؛ این ماه�?اره‌ها با ایستگاه‌های �?ی�?ه‌ای بر ر�?ی زمین در تماس اند �? هم�?اره م�?قعیت آن‌ها در فضا مشخص است. دستگاه گیرندهٔ جی‌پی‌اس شما، با ارتباط با تعدادی از این ماه�?اره ها، فاصلهٔ شمارا تا آن‌ها تعین می‌‌کند �? سپس م�?قعیت دقیق شما ر�?ی زمین بدست می‌‌آید.

در �?اقع اساس کار این سامانه، فرستادن سیگنال‌های رادی�?یی با فرکانس بالا �? به ط�?ر پی�?سته است که زمان �? مکان ماه�?اره را نسبت به زمین مشخص می‌‌کند �? یک گیرندهٔ جی‌پی‌اس ر�?ی زمین، با گرفتن این اطلاعات از سه ماه�?اره یا بیشتر، آن‌ها را پردازش می‌‌کند �? م�?قعیت کاربر را در هر نقطهٔ زمین، در هر ساعتی از شبانه ر�?ز �? در هر �?ضعیت آب �? ه�?ایی به ا�? نشان می‌‌دهد.

با چندین اندازه گیری متعدد، گیرنده به محاسبهٔ سرعت، مدت زمان سفر، فاصلهٔ شما تا مقصد، مختصات جغرافیایی (ط�?ل �? عرض جغرافیایی �? ارتفاع از سطح دریا)، زمان طل�?ع �? غر�?ب خ�?رشید �? ماه (در تق�?یم نج�?می)، تعداد ماه�?اره ها، زمان محلی �? ... می‌‌پردازد �? آن را در اختیار کاربر قرار می‌‌دهد. به ط�?ر میانگین، هشت ماه�?اره از 24 ماه�?اره، در اطراف هر نقطه از کرهٔ خاکی که باشید در آسمان گشت می‌‌زنند.

هرچه گیرندهٔ شما به ماه�?اره‌های بیشتری �?صل ش�?د، اطلاعات دقیق تری را برای شما محاسبه می‌‌کند. جی‌پی‌اس، در ابتدا تنها استفادهٔ نظامی داشته است، �?لی از سال 1980 به بعد تصمیم گرفته شد تا از آن در فعالیت‌های غیر نظامی هم استفاده ش�?د ؛ تا جایی که امر�?زه حتی در ماهی گیری �? شکار هم م�?رد استفاده قرار می‌‌گیرد. این ماه�?اره‌ها به سفارش �?زارت دفاع ایالات متحده ساخته �? در مدار زمین قرار داده شده‌اند.

سيستم تعيين م�?قعيت جهاني GPS متشكل از 24 ماه�?اره است كه درارتفاع 20000 كيل�?متري ازسطح زمين قراردارند �?در 6 مدار كه هرمدار 4 ماه�?اره قرارداد �?با زا�?يه ميل 55 درجه �?پر ي�?د ساعتي 12 ساعته درگردشند .

هرماه�?ارهGPS د�?م�?ج با د�? فركانس درباند ام�?اج الكتر�?مغناطيسي (L1, L2 ) ارسال مي كند م�?ج L1 با فركانس1575 MHZ �? م�?ج L2 با فركانس1227 MHZ مي باشد.

ماه�?اره‌های جی پی اس:
۲۴ عدد ماه�?اره جی‌پی‌اس در مدارهایی بفاصله ۲۴۰۰۰ هزار مایل از سطح دریا گردش می‌کنند. هر ماه�?اره دقیقاً طی ۱۲ ساعت یک د�?ر کامل بد�?ر زمین می‌‌گردد. سرعت هریک ۷۰۰۰ مایل بر ساعت است. این ماه�?اره‌ها نیر�?ی خ�?د را از خ�?رشید تأمین می‌کنند. همچنین باتری‌هایی نیز برای زمانهای خ�?رشید گرفتگی �? یا م�?اقعی که در سایه زمین حرکت می‌کنند به‌همراه دارند. راکتهای ک�?چکی نیز ماه�?اره‌ها را در مسیر صحیح نگاه می‌دارد. به این ماه�?اره‌ها NAVSTAR نیز گفته می‌ش�?د.

در اینجا به برخی مشخصه‌های جالب این سیستم اشاره می‌‌کنیم:

* ا�?لین ماه�?اره جی‌پی‌اس در سال ۱۹۷۸ یعنی حد�?د ۳۵ سال پیش در مدار زمین قرار گرفت.
* در سال ۱۹۹۴ شبکه ۲۴ عددی NAVSTAR تکمیل گردید.
* عمر هر ماه�?اره حد�?د ۱۰ سال است که پس از آن جایگزین می‌گردد.
* هر ماه�?اره حد�?د ۱۰۰۰ کیل�?گرم �?زن دارد �? ط�?ل باتری‌های خ�?رشیدی آن ۵.۵ متر است.
* انر�?ی مصرفی هر ماه�?اره، کمتر از ۵۰ �?ات است.


جی‌پی‌اس چگ�?نه کار می‌کند :
ماه�?اره‌های این سیستم، در مدارهای دقیق هر ر�?ز ۲ بار به‌د�?ر زمین می‌‌گردند �? اطلاعاتی را به زمین مخابره می‌کنند. گیرنده‌های جی‌پی‌اس این اطلاعات را دریافت کرده �? با انجام محاسبات هندسی، محل دقیق گیرنده را نسبت به زمین محاسبه می‌کنند. در �?اقع گیرنده زمان ارسال سیگنال از ماه�?اره را با زمان دریافت آن مقایسه می‌‌کند. از اختلاف این د�? زمان، فاصله گیرنده از ماه�?اره تعیین می‌‌گردد. این عمل را با داده‌های دریافتی از چند ماه�?اره دیگر تکرار می‌کند �? بدین ترتیب محل دقیق گیرنده را با تقریب ناچیز معین می‌‌کند.

گیرنده به دریافت اطلاعات هم‌زمان از حداقل ۳ ماه�?اره برای محاسبه ۲ بعدی �? یافتن ط�?ل �? عرض جغرافیایی، �? همچنین دریافت اطلاعات حداقل ۴ ماه�?اره برای یافتن مختصات سه بعدی نیازمند است. با ادامه دریافت اطلاعات از ماه�?اره‌ها گیرنده اقدام به محاسبه سرعت، جهت، مسیرپیم�?ده شده، ف�?اصل طی شده، فاصله باقی مانده تا مقصد، زمان طل�?ع �? غر�?ب خ�?رشید �? بسیاری اطلاعات مفید دیگر، می‌نماید.

ام�?اج ماه�?اره ها متشكل ازام�?اج حامل باند L مد�?له شده با يك كداستاندار كد (C/A2�?يك كد دقيق (كد P(3) �?يك كددريان�?ردي �?مختصات ماه�?اره به ص�?رت ت�?ابع زماني مي باشد كه دربر آن گيرنده هاي شخصي تفا�?تهاي زماني بين �?رد�?ي كدهاي C/A را اندازه گيري ميكنند اگردراثر دخالت كنترل زميني درانطباق زماني خطايي ب�?ج�?د نيايد گيرنده هاي شخصي ازدقتي حد�?د 15 متر برخ�?ردار خ�?اهند شد.

مفه�?م كلي نا�?بري رادي�?يي بستگي به انتقال همزمان سيگنالهاي رادي�?يي دارد اگر سيگنالهاي رادي�?يي دقيقاً بط�?رهمزمان بط�?ر فرستاده نش�?ند گيرنده نمي ت�?اند بط�?ردقيق م�?قعيت را محاسبه نمايد كنترل زميني دراثر تاثيرگذاري بعضي ازماه�?اره ها درارسال سيگنال هاي C/A كمي قبل يا بعداز ساير ماه�?اره ها دخالت مي كند دخالت عمدي اصلي , هما ن دسترسي م�?ردي (4) به شمار مي ر�?د .

گيرنده هاي شخصي ميزان خطا را تشخيص نمي دهند. بلكه بط�?رتصادفي بين 15تا 100 متر دقت تغيير مي يابد .البته دخالت عمدي برر�?ي گيرنده هاي نظامي اثر نمي گذارد .

منبع خطاي ديگر �?ج�?د كه برر�?ي فركانس سيگنال گيرنده هاي شخصي اثرمي گذارد كه دخالت ي�?نسفر ناميده مي ش�?د .

زماني كه يك سيگنال رادي�?يي ازبين الكتر�?نها ي آزاد ي�?نسفر عب�?رمي كند تاخير اندكي ب�?ج�?د مي آيد برحسب مدت زماني تاخير كه ب�?سيله الكتر�?ن هاي آزاد ب�?ج�?د مي آيد ماه�?اره‌هاي GPS كدP را ر�?ي د�?م�?ج رادي�?يي با فركانس هاي مختلف ارسال مي كند كه L1,L2 ناميده مي ش�?د .يك سيگنال به هنگام عب�?ر ازي�?نسفر بيشتر ازديگري به تاخير مي افتد.

گيرنده هاي گران قيمت هرد�?فركانس را رديابي مي كنند �? اختلاف �?ردي بين L1,L2 اندازه مي گيرند مدت زمان تاخيري را محاسبه مي كنند كه الكتر�?نها ي آزاد ي ب�?ج�?د مي آ�?رند �?تصحيحات لازم را براي تاخير ي�?نسفر انجام مي دهند. گيرنده هاي شخصي نمي ت�?انند تاثير دخالت ي�?نسفر را تصحيح كنند زيرا كدهاي C/A فقط برر�?ي فركانس L1 فرستاده مي ش�?ند ن�?عي گيرنده هاي تخصصي �?ج�?ددارد كه به عن�?ان گيرنده هاي بد�?ن كدشناخته شده اند �?دقت ف�?ق العاده اي دارند كه درآن بط�?رغيرمستقيم ازكد P استفاده مي ش�?د گيرنده ها ارزش كدP را مشابه آنچه كه گيرنده هاي نظامي تشخيص مي دهند نمي شناسند بنابراين دقت آنها با استفاده ازر�?ش هاي خاص پردازش سيگنال بدست مي آيد آنها كد P رابراي چندر�?ز دريافت كرده �?پردازش مي نمايند �?پس از انجام محاسباتي چندمي ت�?انند م�?قعيت نقاطي را تهيه كند كه با دقت mm 10 با استفاده از3يا4 ماه�?اره عملي مي باشد .

البته اين گيرنده بيشتر براي تعيين م�?قعيت دركارهاي نقشه برداري بكار مي ر�?د زيرا بايدچند ر�?زبط�?ر مدا�?م درآن نقطه اطلاعات دريافت �? پردازش ش�?د.
ر�?ش تعيين م�?قعيت ت�?سط GPS:

اگرفاصله ما ازماه�?اره 1 درحد�?د 10 كيل�?متر باشد بنابراين مكان ما درفضا برمحيط كرده به مركزيت ماه�?اره ا�?شعاع 10 كيل�?متر منطبق مي باشد حال فرض مي كنيم فاصله ما ازماه�?اره 20 درحد�?د 11 كيل�?متر باشد دراين حالت نيز مكان ما درفضا برر�?ي محيط كره اي به مركز ماه�?اره 2 �?شعاع 11 كيل�?متر �?اقع است فصل مشترك اين د�?كره مي ت�?اند يك دايره باشد كه مكان ما بط�?رقطع برر�?ي محيط اين دايره قراردارد .

حال اگر ماه�?اره س�?م را نيز درنظربگيريم كه فاصله اش با ما 12 كيل�?مترباشد دراين ص�?رت فصل مشترك كره مرب�?ط به ماه�?اره 3 با فصل مشترك كره هاي ماه�?اره اي 1�?2 حداكثر د�?نقطه مي باشد كه قطعاً يكي ازاين د�? مبين مكان �?اقعي ما خ�?اهد ب�?د.اما بط�?رقطعي يكي از اين د�? نقطه نامعق�?ل مي باشد .

بط�?رمثال داراي ارتفاع بيشتري از سطح زمين است . لذا كامپي�?ترهاي داخل گيرنده هايGPS با استفاده ازتكنيك هاي گ�?ناگ�?ن قادر به تشخيص نقطه غلط مي باشند.

ازنظر تئ�?ري با استفاده از3 ماه�?اره مي ت�?انيم مكان خ�?درا به دست آ�?ريم �?لي به دليل فني اگرچنانچه ماه�?اره چهارم را همانند ماه�?اره هاي 1�?2 انتخاب كنيم بط�?رقطع فصل مشترك اين چهار كره يك نقطه خ�?اهد ب�?د �?اين نقطه مختصات مكاني مارا نشان مي دهد استفاده كنندگاني كه درارتفاعي مششخص قراردارند (مانندكشتي هايي كه درسطح دريا �?اقع باشند)به سه�?لت ميت�?انند با استفاده ازد�?ماه�?اره مكان خ�?درا تعيين نمايند .

دراين حالت كره زمين را مي ت�?ان جايگزين ماه�?اره س�?م كرد�?ازيك مرحله محاسبه مسافت صرفنظر نم�?د بدين ترتيب اين فرصت جهت انجام سايرمحاسبات قابل بهره برداري ب�?ده �?عملاً مكان يابي افزايش مي يابد .

بط�?رخلاصه مي ت�?ان بيان كرد كه مبناي كار GPS استفاده ازماه�?اره به عن�?ان مرجعي جهت يافتن م�?قعيت درهرنقطه زمين مي باشد ساير مسايل اين سيستم صرفاً جزئيات تكنيكي هستند كه به سرعت �? دقت �?سه�?لت عمل م�?قعيت يابي كمك مي كند.

ر�?ش محاسبه مسافت ازماه�?اره :

درسيستم م�?قعيت ياب جهاني GPS قدم اساسي دانستن ميزان مسافت ازماه�?اره است بنابراين استفاده ازتكنيك هاي پيشرفته به منظ�?ر محاسبه مسافت امري اجتناب ناپذير است ايده اصلي اين م�?ض�?ع براساس همان معادله سرعت ن�?ردرمدت زمان تاخيراست�?اراست سيستم GPS بدين ص�?رت كارمي كند كه گيرنده كاربر مدت زماني را كه ط�?ل ميكشد تا ام�?اج رادي�?يي ازماه�?اره به ا�?برسد را اندازه گيري مي كند.

همانط�?ركه مي دانيد ام�?اج رادي�?يي با سرعت ن�?رحركت مي كند �?بدين ترتيب با حاصلضرب اندزه گيري شده درسرعت ن�?ر مسافت خ�?د را تاماه�?اره بدست مي‌آ�?رد �? اين كارحداقل بايستي براي 3 ماه�?اره مشخص، ص�?رت گيرد بنابراين بايد براي اندزه گيري زمان رسيدن به سيگنال ازساعتهاي خيلي ك�?تاه باشند زيرا ام�?اج با داشتن سرعت ن�?رخيلي سريع حركت مي كنند.

مثلاً اگرماه�?اره اي دقيقا دربالاي سرما باشد حد�?د 60 ميلي ثانيه ط�?ل مي كشد تا ام�?اج رادي�?يي آن به ما برسد دقت ساعت گيرنده هاي GPS حد�?د نان�? ثانيه مي باشد. يك اختلاف زماني بين كپي كدGPS ايجاد شده دربرگيرنده بااصل كد رسيده ازماه�?اره �?ج�?د دارد كه با ضرب كردن آن درسرعت ن�?ر, شبه فاصله به دست مي آيد اين ر�?ش با هرد�? كد A/C,P امكان پذيرهستند .

كدهاي ت�?ليدشده دربرگيرنده ازساعت خ�?دگيرنده منتج مي ش�?ند �?كدهاي ارسالي ماه�?اره نيز ت�?سط ماه�?اره ايجاد ميش�?د .

خطاي زماني درهرد�?ساعت گيرنده �?ماه�?اره باعث مي ش�?د كه فاصله اندازه گيري شده با فاصله هندسي بين ماه�?اره �? گيرنده فرق داشته باشد اين ساعتها بسيار دقيق �?گران قيمت مي‌باشند �?ماه�?اره ها جهت قابليت اطمينان بيشتر داراي 4 ساعت اتمي هستند �?لي در گيرنده ها به دليل گران قيمت ب�?دن اين ساعتها نمي ت�?ان ازآنها استفاده نم�?د لذا ازساعتهاي ارزانتري استفاده مي ش�?د كه درعمل ايجاد اختلاف جزئي دراندازه گيري زمان مي نمايند .البته با استفاده از راه حلهايي تصحيح ص�?رت مي گيرد



مزاياي سيستم GPS :

× دقت بسيارزياددرم�?قعيت يابي
× داشتن پ�?شش جهاني
× دارا ب�?دن زمان بندي دقيق
× نداشتن هيچ گ�?نه هزينه براي استفاده كنندگان
× تعيين سرعت درسه مح�?ر مختصات
× قابليت دسترسي هميشگي
× قابليت كاربردي در هرشرايط آب �?ه�?ايي
× عدم محد�?ديت دربكارگيري همگاني
× دقت نسبي IPPM براي ط�?لهاي ك�?تاه از1 تا 100 كيل�?متر.
× تعيين سرعت درسه مح�?ر , زمان , تعيين فاصله سمت �?گراي �?نقطه مبداء .مقص�?د
× ت�?انايي ديد همزمان با يك گيرنده

ماه�?اره ابتدا اطلاعات �? داده هاي نا�?بي رابه پنج ايستگاه كنترل كه درمناطق كلرد�?اسپرينگ - ك�? آجالين- ديه گ�?گارسي- آسنشن �? ها�?ايي قراردارند ارسال مي كند كه در�?اقع اين سيگنال ها ماه�?اره ها را رديابي مي كنند.

سپس اين ايستگاهها اطلاعات خ�?درا به ايستگاه كنترل ماه�?اره (ايستگاه اصلي كه همان كلراد�?اسپرينگ مي‌باشد) ارسال كنند كه �?ظايف آن پردازش داده ها ارسال به ماه�?اره �? نظارت بركنترل ر�?زانه ماه�?اره است سپس اين داده ها به سه آنت زميني ديگر ارسال مي ش�?د كه ت�?سط اين آنتها اطلاعات كنترل شده به ماه�?اره جهت تصحيح جهت ساعت ماه�?اره �?فرامين �?دست�?رات تله منزي ارسال مي ش�?د به اين كار اصطلاحاً ataupload شدن ماه�?اره گفته مي ش�?د.

ان�?اع گیرنده‌های جی‌پی‌اس :

گیرنده‌های جی‌پی‌اس ان�?اع گ�?ناگ�?نی دارند �? انتخاب هرکدام از آن‌ها بستگی به م�?ارد استفادهٔ شما دارد؛ برای نم�?نه این که می‌‌خ�?اهید در داخل خ�?در�? آن را نصب کنید یا اینکه آن را در ک�?له پشتی خ�?د قرار دهید گزینه‌های متعددی را پیش ر�?ی شما می‌‌گذارد.

گیرندهٔ بیسیک جی‌پی‌اس _ بیسیک: این گیرنده‌ها در �?اقع از ساده‌ترین �? کم قیمت‌ترین گ�?نه‌ها هستند (اغلب کمتر از $100 us) یک گیرندهٔ بیسیک (پایه) می‌‌ت�?اند بسیار دقیق تر از گیرنده‌های گران قیمت باشد، اما باید این مساله را هم در نظر داشت که این گیرنده‌ها بسیاری از �?ی�?گی‌های دستگاه‌های گران قیمت را ندارند. �?ی�?گی قابل ت�?جهی که کمب�?د آن بیشتر حس می‌ش�?د، نداشتن قابلیت نقشه برداری یا Mapping است که بعدا شرح داده خ�?اهد شد. در زیر تعدادی از امکانات این گیرنده‌های ساده آمده است:

- م�?قعیت یابی؛ تعیین ط�?ل جغرافیایی �? عرض جغرافیایی که در �?اقع �?ی�?گی اصلی یک گیرندهٔ جی‌پی‌اس است.
- تعیین جهت؛ با یک قطب نما ی الکتر�?نیکی.
- تعیین ارتفاع از سطح دریاهای آزاد؛ البته باید ت�?جه داشت که دقت در اندازه گیری ارتفاع به خ�?بی دقت در م�?قعیت یابی نیست.
- زمان دقیق.
- م�?قعیت ماه�?اره‌ها �? قدرت سیگنال ها.
- ت�?انایی محاسبهٔ مسافت پیم�?ده شده.
- ت�?انایی ذخیره سازی مسیر پیم�?ده شده ؛ که با استفاده از نقطه گذاری در صفحهٔ نمایشگر انجام می‌ش�?د.
- ت�?انایی هدایت �? مسیر یابی.
- یافتن مسیری که در گذشته آن را پیم�?ده اید.

• گیرنده‌های دستی جی‌پی‌اس _ نقشه بردار: همانط�?ر که از نام این گیرنده بر می‌‌آید گیرندهٔ نقشه بردار از قابلیت نمایش نقشه برخ�?ردار است. این گیرنده‌ها ابعاد بزرگ تری نسبت به گیرنده‌های قبلی دارند. با اتصال این گیرنده به یک رایانه شخصی نقشهٔ دلخ�?اهتان را به گیرنده می‌‌دهید. جزئیات نقشه نیز بستگی به اندازه �? نیز رز�?ل�?شن نمایشگر دارد. این گیرنده‌ها فشارسنج، قطب نمای الکتر�?نیکی، بازی �? سالنامه هم دارند. اگرچه این گیرنده‌ها باید خیلی گران قیمت تر از نم�?نهٔ قبلی باشند، �?لی افزایش قیمت نسبتاً کمی دارند �? افز�?دن یک نمایشگر بزرگ تر برای شرکت ت�?لید کننده هزینهٔ زیادی را در بر ندارد. قیمت این گیرنده‌ها از 150 دلار آمریکا شر�?ع می‌ش�?د. نقشه‌هایی که قابلیت بار کردن (upload) داشته باشند در یک سی‌دی قرار دارند که در هنگام خرید دستگاه به شما داده می‌ش�?د. با استفاده از نصب نرم افزار نقشه در رایانه شخصی خ�?د می‌‌ت�?انید به انتخاب یک یا چند مسیر بپردازید �? بعد از علامت گذاری نقشه آن را به گیرندهٔ نقشه بردار خ�?د بدهید. �?لی در این میان باید ت�?جه کرد که دستگاه‌های دستی، ظرفیت محد�?دی دارند �? تنها مقدار مشخصی از اطلاعات را می‌‌ت�?انید در آن‌ها ذخیره کنید. مدل‌هایی از این گیرنده‌ها �?ج�?د دارند که می‌‌ت�?ان به آن‌ها کارت حافظه اضافه کرد (که معم�?لاً از حافظهٔ SD یا از حافظهٔ CF استفاده می‌ش�?د). پس اگر به ذخیرهٔ مقدار بیشتری از اطلاعات نیاز دارید به یک کارت حافظه هم احتیاج پیدا می‌‌کنید. یک دستگاه پی‌دی‌ای

• گیرنده‌های جی‌پی‌اس برای خ�?در�?: این گیرنده‌ها بزرگ تر از گیرنده‌های دستی هستند �? نمایشگری نسبتاً بزرگ دارند تا راننده در هنگام رانندگی به سادگی آن را بخ�?اند. این گیرنده‌ها با استفاده از برق خ�?در�? کار می‌کنند �? بنابراین تنها در داخل خ�?در�? قابل استفاده هستند. �?ی�?گی جالبی که معم�?لاً در این دستگاه‌ها �?ج�?د دارد، راهنمایی‌های ص�?تی دستگاه است �? به راننده اجازه می‌‌دهد بد�?ن اینکه چشم خ�?د را از جاده بردارد، با گ�?ش دادن به صدای دستگاه طبق نقشه پیش بر�?د. قیمت این دستگاه از 500 دلار آمریکا شر�?ع می‌ش�?د. بسیاری از کارخانه‌های ت�?لید خ�?در�? با سفارش مشتری، یک دستگاه جی‌پی‌اس بر ر�?ی خ�?در�?های فر�?شی خ�?د نصب می‌‌کنند. آن‌ها ثابت هستند �? از زیبایی �? نیز ایمنی بیشتری برخ�?ردارند. قیمت تمام شدهٔ آن‌ها بیشتر از گیرندهٔ جی‌پی‌اس ای است که بعدا خ�?دتان در خ�?در�? نصب می‌‌کنید.

• گیرندهٔ جی‌پی‌اس برای یک دستگاه پی‌دی‌ای: برتری استفاده از یک دستگاه پی‌دی‌ای (PDA) به‌عن�?ان یک جی‌پی‌اس، نمایشگری بزرگ است که افز�?ن بر راحتی در مطالعهٔ نقشه، جزئیات بیشتری را نیز قابل مشاهده می‌‌سازد. همچنین همانند جی‌پی‌اس‌هایی که در داخل خ�?در�? نصب می‌‌ش�?ند، می‌‌ت�?انند به ص�?رت ص�?تی راهنمایی کنند. برای استفاده از یک دستگاه پی‌دی‌ای به‌عن�?ان جی‌پی‌اس �? اتصال پی‌دی‌ای به گیرندهٔ جی‌پی‌اس چندین راه مختلف �?ج�?د دارد:

- استفاده از Sleeve: �?سیله‌ای است که با قرار دادن پی‌دی‌ای در آن، عملکردهای متفا�?تی را می‌‌ت�?ان برای پی‌دی‌ای فراهم ساخت. برای این کار به حافظهٔ CF �? یا اسلات PCMCIA هم احتیاج داریم. یک Sleeve می‌‌ت�?اند کارت حافظهٔ اضافی، باتری اضافی، یک د�?ربین �? یک تلفن را به دستگاه شما متصل کند �? مهم تر از همه به‌عن�?ان یک گیرندهٔ جی‌پی‌اس برای دستگاه شما عمل کند. همچنین یک اسلات CF دیگر هم برای شما فراهم می‌‌کند که این اجازه را به شما می‌‌دهد تا بت�?انید به کارهای دیگری در کنار استفاده از جی‌پی‌اس بپردازید. عملکرد یک Sleeve جی‌پی‌اس درست همانند عملکرد یک CF جی‌پی‌اس است.

- حافظهٔ CF: یکی از حافظه‌های متدا�?ل برای پی‌دی‌ای است که می‌‌ت�?اند مستقیما به‌�?سیلهٔ اسلات مخص�?ص CF که در پی‌دی‌ای �?ج�?د دارد یا با استفاده از Sleeve به دستگاه متصل ش�?د. یک کارت CF جی‌پی‌اس انتخاب نسبتاً ارزان قیمتی است. �?لی مشکلی در اینجا �?ج�?د دارد �? آن این است که یک CF جی‌پی‌اس به سرعت باتری‌های پی‌دی‌ای شما را مصرف می‌‌کند �? باید به فکر چاره باشید.

- بل�?ت�?ث جی‌پی‌اس: فن آ�?ری بل�?ت�?ث این اجازه را به ما می‌‌دهد ارتباطی بد�?ن سیم را بین چند دستگاه فراهم کنیم. شما می‌‌ت�?انید پی‌دی‌ای خ�?د را در دست گرفته �? به گیرندهٔ جی‌پی‌اس ای که در ک�?له پشتی تان قرار داده اید بص�?رت بی سیم متصل ش�?ید. استفاده از یک بل�?ت�?ث جی‌پی‌اس همچنین برای داخل خ�?در�? بسیار مناسب است چرا که با قرار دادن آن در جل�?ی داشب�?رد دید بهتری از آسمان را برای گیرندهٔ تان فراهم می‌‌کنید. o اتصال پی‌دی‌ای به گیرندهٔ دستی جی‌پی‌اس با استفاده از کابل: به بیشتر گیرنده‌های دستی، کابلی جهت اتصال به پی‌دی‌ای �?صل می‌ش�?د. با این ر�?ش می‌‌ت�?انید با قیمتی مناسب هم در داخل خ�?در�? �? هم در خارج آن از دستگاه م�?قعیت یاب خ�?د استفاده کنید. دستگاه پی‌دی‌ای با نمایشگر خ�?ب �? نسبتاً بزرگی که دارد برای مشاهدهٔ نقشه‌ها مناسب است.

- اتصال پی‌دی‌ای به گیرندهٔ جی‌پی‌اس خ�?در�? با استفاده از کابل: می‌‌ت�?انید با انتخاب گیرنده‌ها ی م�?س�?م به م�?ش�?اره (mouse) برای خ�?در�? �? یک پی‌دی‌ای از یک جی‌پی‌اس خ�?ب بهره مند ش�?ید. اگر می‌‌خ�?اهید از جی‌پی‌اس خ�?د تنها در�?ن خ�?در�? استفاده کنید، این م�?رد بهترین انتخاب است. گیرندهٔ م�?ش�?اره برق خ�?د را از خ�?در�? تأمین می‌‌کند �? باتری‌های پی‌دی‌ای شما بیشتر د�?ام خ�?اهند آ�?رد. همچنین این گیرنده یک کابل د�?شاخه (Y) دارد که برق پی‌دی‌ای شما را نیز تأمین می‌‌کند. گذشته از این ها، �?ی�?گی بسیار خ�?ب گیرنده‌های م�?ش�?اره، حداقل قیمت آن‌ها است.

• گیرندهٔ جی‌پی‌اس برای رایانه کیفی (لپ‌تاپ): تقریباً همانند یک گیرندهٔ جی‌پی‌اس برای دستگاه پی‌دی‌ای است با این تفا�?ت که در اینجا دیگر نیازی به استفاده از Sleeve یا چیزی شبیه به آن نیست. بخاطر داشته باشید که اگر شما بخ�?اهیداز یک CF جی‌پی‌اس به‌عن�?ان گیرندهٔ لَپ‌تاپ خ�?د استفاده کنید، CF جی‌پی‌اس شما با اتصال مستقیم به لپ‌تاپ از آن بیر�?ن می‌‌زند �? بنابراین اگر بخ�?اهید در حالی که ر�?ی صندلی خ�?در�? نشسته اید از جی‌پی‌اس هم استفاده کنید ،گیرندهٔ جی‌پی‌اس شما دید خ�?بی از آسمان نخ�?اهد داشت �? به خ�?بی �?ضعیتی که گیرنده را مستقیما زیر آسمان قرار می‌‌دهید عمل نخ�?اهد کرد.

اص�?ل كارگيری GPS :

�?ظيفه يك گيرنده GPS درست بعداز ر�?شن شدن آن را مي ت�?ان بص�?رت زير خلاصه كرد.
الف) نرم افزار سيستم بايدبت�?اند ماه�?اره هاي م�?ج�?د درديد كاربر را تعيين كند �? سپس ازبين ماه�?اره ها , چهار ماه�?اره را كه داراي بهترين آرايش هندسي هستند به منظ�?رمينيمم شدن خطاي فاصله منبعي انتخاب كند.

مل تعيين كابل ماه�?اره هاي م�?ج�?د درديد كاربراغلب ت�?سط اطلاعات قبلي م�?ج�?د درحافظه خراب نشدني دستگاه انجام مي ش�?د اگرچنين اطلاعات معتبري درحافظه نباشد سيستم بايد عمل جستج�? را برر�?ي تك تك 24 ماه�?اره GPS انجام داده �?ليستي ازماه�?اره هاي در ديدتهيه كند كه مسلماً اين كار�?قت زيادي ازگيرنده را پس ازر�?شن شدن به خ�?داختصاص مي دهد .

ب) پس ازتعيين 4 ماه�?اره م�?ردنظر بايدسيگنال آنها را بدست آ�?ريم .اين كار با ساختن كدشبه تصادفي نظير كدماه�?اره م�?ردنظر درگيرنده �?انجام عمل همبستگي با سيگنال رسيده انجام مي ش�?د .كد داخلي گيرنده را آنقدر شيفت زماني مي دهيم تا خر�?جي همبستگي‌ساز ماكزيمم گردد. دراين ص�?رت كد بدلي �?كد دريافتي ازماه�?اره كاملاً سنكر�?ن هستند .به اين عمل , جستج�?ي سيگنال ماه�?اره درح�?زه زمان مي گ�?يند:

لازم به ذكراست كه بايستي عمل جستج�? در ح�?زه فركانس نيز انجام ش�?د ازآنجا كه ماه�?اره هاي GPS درمدار زمين ثابت (�?ئ�? سنكر�?ن)قرار نداشته �?نسبت به زمين درحال حركت هستند �?همچنين چ�?ن گيرنده نيز معم�?لاً ر�?ي يك جسم متحرك نظيرات�?مبيل �?يا ه�?اپيما نصب مي ش�?د درنتيجه فركانس دقيق كاربر ارسالي به علت اثر د�?پلر ,مشخص نيست پس بايد فركانس كاربر محلي را نيز آنقدر تغيير دهيم تا خر�?جي همبستگي ساز ازحد آستانه اي بيشتر ش�?د.�? نهايتاً فركانس كاربر نيز با فركانس دريافتي سنكر�?ن ش�?د .

ج) پس از عمل جستج�? �?ارد مرحله رديابي سيگنال مي ش�?يم دراين مرحله ا�?لاً هدف اين است كه سيگنال سنكر�?ن ت�?ليد شده دربرگيرنده همچنان با سيگنال ماه�?اره سنكر�?ن بماند اين عمل ت�?سط يك حلقه كنترلي خاص تحت عن�?ان COSTASLOOP كه در�?اقع يك ن�?ع خاص VCO انجام مي ش�?د .ثانياً عمليات دم�?دلاسي�?ن BPSK سيگنال رسيده اطلاعات نا�?بري D(t) �? عمليات شبه فاصله سنجي (تعين فاصله كاربر �?ماه�?اره ت�?سط زمان انتشار سيگنال ) نيز دراين مرحله انجام ش�?د.

د) مراحل ب�?ت بايدعيناً براي 3 ماه�?اره ديگر انجام ش�?د. درنهايت چهار شبه فاصله كه ازمراحل ف�?ق محاسبه شده است دراختيار داريم . حال نرم افزار گيرنده بايدبت�?اند به كمك اين چهارشنبه فاصله يك دستگاه چهار معادله �?چهار مجه�?ل را حل كند �?اين معادلات ط�?ل �?عرض جغرافيايي, ارتفاع �?همچنين زمان دقيق را بدست آ�?رد ازمراحل چهارگانه ف�?ق مراحل الف �? د بيشتر به جنبه هاي نرم افزاري يك گيرنده برمي گردد.

كاربردهای GPS چیست؟

بط�?ركلي ازمهمترين زمينه هاي كاربد GPS مي ت�?ان به م�?اردزير اشاه كرد.

الف – درزمينه هاي نظامي

1- كاربرده�?ايي : ازهدايت م�?شك ها تا تمام ه�?اپيماهاي جنگنده �? بمب افكن , هلي ك�?پتر .م�?شك كر�?ز , چتر بازي �? پر�?ازهاي نظامي �? ....

2- كاربرد هاي دريايي: زيردريايي , كشتي �? تمام ان�?اع قايق ها �?دريان�?ردي نظامي .

3- كابردهاي زميني : مكان ت�?پخانه ها, نا�?بري خ�?در�?ها , هدايت پياده نظام , سيستم م�?شك زمين به زمين , شناخت ن�?ع �?جنس خاك .

ب: كاربرد هاي نقشه برداري :

از GPS به طريق مختلف درنقشه برداري مي ت�?ان استفاده كرد .مهمترين كاربردهاي GPS درنقشه برداري عبارتنداز :

1) نقشه برداري هيدر�? گرافيك .
2) نقشه برداري سينما تيكي خيلي دقيق برر�?ي زمين .
3) فت�? گرامتري بد�?ن كنترل زميني
4) انب�?ه سازي شبكه �?ئ�? دتيك
5) نقشه برداري كارامتري
6) فت�? گرامتري بص�?رت REAL .TIME

ج: كاربردهاي تجاري :

1)نا�?بري ه�?ايي : دردهه هشتاد , چهل سال پس از كن�?انسي�?ن شيكاگ�? كه منجر به تأسيس سازمان بين المللي ه�?اپيماهاي كش�?ري ايكائ�? گرديد نگراني جامعه ه�?اپيمايي ازمحد�?ديتهاي سيستم هاي نا�?بري م�?ج�?د به ط�?ر ر�?زافز�?ني افزايش يافت .

پيش بيني هاي به عمل آمده نيز نشان دهنده رشدسريع مسافرت هاي ه�?ايي تاسال 2001 خص�?صاً درمناطقي مانند آسيا , اقيان�?سه ب�?دتعداد 18 ميليارد مسافر �?بيش از 10000ه�?اپيما ي درحال تردد درهرلحظه اين نگراني را تاييد مي نم�?د .لذا پيشنهاد شد كه ازتكن�?ل�?�?ي ماه�?اره براي مبادله ص�?تي �?داده هاي م�?ردنياز با خط�?ط ارتباطي مستقيم از ه�?اپيمابه ماه�?اره �?ازآن طريق به كنترل ترافيك ه�?ايي استفاده ش�?د. دراين حالت محد�?ديت ديد مستقيم درسيستم هاي (17) VHF �? كيفيت درسيستم هاي (18) HF �?ج�?دندارد بعلا�?ه دريك مجم�?عه �?احد مي ت�?ان بص�?رت همزمان داده هاي ضر�?ري ه�?اپيما مانند مشخصات پر�?از, ارتفاع , سرعت �? جهت را نيز به كنترلر مراقب پر�?از اطلاع داد �?از اين طريق خطاي انتقال صحيح اطلاعات ناشي از ع�?امل انساني در�?ق�?ع س�?انح را به كلي ازبين برد.

امر�?زه تئ�?ري پر�?از آزاد انقلابي درصنعت حمل �?نقل ه�?ايي ب�?ج�?د آ�?رده است درپر�?از هاي آزاد با ت�?جه به قابليت انعطاف سيستم هاي نا�?بري �?نظارت مي ت�?ان به جاي استفاده ازمسيرهاي ثابت ه�?ايي آنها را بص�?رت كاملاً ديناميكي بهينه نم�?د اين ايده جالب بهره برداري بسيارم�?ثر ازفضا را دارد .بنابراين امر�?زه شركت هاي بزرگ ه�?اپيما سازي مشغ�?ل نصب سيستمهاي GPS برر�?ي ه�?اپيما ها مي باشند .

2- نا�?بري دريايي : درنا�?بري دريايي براي تعيين مسير , نقاط مبداء �?مقصد �?غيره از GPS مي ت�?ان بهره گرفت .
د: كاربردهاي همگاني :

سيستم م�?قعيت ياب GPS كاربرهاي همگاني نيز دارد كه ازمهمترين اين كاربردها مي ت�?ان به م�?ارد زيراشاره كرد.

1- حركت درفضاي باز: حركت درمناطقي كه راههاي چندان مناسبي ندارد يا به كلي فاقد راه است .گيرنده GPS بسيارارزشمند خ�?اهدب�?د.
2- ماهيگيري
3- پر�?ازبا گلايدر .
4- استفاده حرفه اي درعمليات زميني
5- اسكي , ك�?هن�?ردي
6- قايقراني
7- عمليات جستج�? �? نجات
8- حركت ات�?مبيل درجاده
9- مسابقات ات�?مبيل راني رالي

البته كاربرهاي GPS ر�?زبه ر�?ز بيشتر�?بيشتر مي ش�?د �?نيزنبايد اين نكته را ازنظر د�?رداشت كه اين سيستم با تمام مزاياي خ�?دممكن است دچار اختلال گردد �?يا گيرنده اي كه دردست شماست دچارخرابي گردد .پس بايدر�?شهاي م�?قعيت يابي كلاسيك را كه كار با قطب نما �?نقشه است ازيادنبرد �?ا�?ل اين ر�?ش را يادگرفت �?بعدبسراغ GPS رفت تا درم�?اقع نيازدچار �?ابستگي به سيستم م�?قعيت يابي جهاني نباشيم .

البته مطالب گفته شده دراين مقاله بط�?ر كامل تمام جزئيات را م�?ردبررسي قرار نداده .زيرا بسياري ازم�?ارد مسائل فني �?يا محرمانه سيستم مي باشد كه كمتر دردسترس افرادعادي مي باشد �? نيز بررسي آن نياز به دانستن بساري ازر�?ابط پيچيده فيزيك �?.... دارد.