خدمات فنی و مهندسی و آموزشی

معمولا وقتی مردم از GPS صحبت می کنند، منظور آنها دستگاه GPS  یا گیرنده GPS است، اما این دستگاهها فقط نقش یک گیرنده امواج رادیویی را بازی می کنند و سیستم داخلی آنها چندان پیچیده نیست. ولی در واقع GPS عبارتست از یک صورت فلکی که مجموعه ای از 27 ماهواره است که با دقت هر چه تمام تر در مدار زمین به گردش در می آید.

فاصله بین این 27 ماهواره و سرعت آنها به گونه ای طراحی شده که هیچگاه تداخلی در کارشان ایجاد نمی شود وتمام زمین را تحت پوشش خود قرار می دهند. این ماهواره ها بطور دائم وشبانه روزی، امواج رادیویی را به تمام سطوح زمین ارسال می کنند. این امواج دائما فاصله بین ماهواره ها را گزارش می دهند؛ به این ترتیب که اگر یک گیرنده GPS بر روی زمین این اطلاعات را دریافت کند، از طریق آن قادر به شناسایی موقعیت خود می باشد.
لازم به ذکر است که امواج رادیویی در GPS بر روی 2 فرکانس ۱۲۲۸MHz و 1575MHz ارسال می شود. این سیستم ارسال و دریافت امواج رادیویی، شباهت زیادی به رادیو های معمولی و دیگر وسایل گیرنده امواج رادیویی دارد. در حقیقت شما میتوانید رادیوهای خانگی را یک گیرنده GPS فرض نمایید و 27 ماهواره موجود در فضا را نیز Transmitterهای صدا وسیما بپندارید. در سیستم GPS به غیر از این 27 ماهواره، تعداد 3 عدد ماهواره اضافی بصورت یدکی وجود دارد که در صورت بروز نقص فنی در یکی از ماهواره های اصلی، بلافاصله وظیفه آن به یکی از ماهواره های یدکی سپرده می شود. زیرا در صورت از کار افتادن یکی از ماهواره ها، قطعا قسمتی از کره زمین از شناسایی GPS خارج می شود و افراد دارنده گیرنده GPS در نقاط کور، قادر به دریافت امواج رادیویی نیستند. لازم به ذکر است اگر 3 ماهواره یدکی مذکور در مدار زمین قرار نمی گرفت، با بروز مشکلی در یکی از ماهواره های اصلی، می بایست حتما ماهواره جدید به فضا پرتاب شود که این خود زمان و هزینه زیادی را می طلبد.
ماهواره های مورد بحث در فاصله 19300 کیلومتری زمین قرار دارند و روزی 2 بار به دور زمین می گردند. نظم قرار گرفتن این ماهواره ها به گونه ای است که هر گاه با استفاده از تلسکوپ به آسمان نگاه کنید، حداقل 4 عدد و شاید هم بیشتر از آنها را رویت خواهید کرد که این خود نشان دهنده حضور همیشگی این سیستم در تمام دنیا می باشد.
ایده ایجاد ماهواره GPS توسط وزارت دفاع ایالات متحده امریکا در سال 1970 و در جهت کمک به نیروهای نظامی این کشور در شناسایی هر چه بهتر مکانهای مختلف تعبیه و پیاده سازی شد و اولین ماهواره GPS در سال 1978 در جو زمین قرار گرفت. در واقع نیروهای نظامی امریکایی در هر مکان، بلافاصله موقعیت خود را از GPS در خواست می کنند. بر همین اساس اشتباه در شناسایی محل مورد نظر برای نیروهای نظامی، در حد چند میلیمتر می باشد. البته GPS علاوه بر کاربرد نظامی، برای مصارف عمومی مانند دریانوردی نیز مورد استفاده قرار می گیرد که البته ضریب خطای نسبتا زیادی نسبت به مصارف نظامی امریکا دارد، ولی بطور کلی اجازه استفاده برای عموم مردم ( برای مصارف غیر نظامی ) از این سیستم در سال 1980 تصویب شد. نظامیان امریکایی برای استفاده از این سیستم از کد ( رمز عبور ) خاصی استفاده می کنند، ولی افراد معمولی فقط قادر به استفاده از GPS در مصارف غیر نظامی ( عمومی ) هستند، زیرا به رمز این سیستم دستیابی ندارند و مسلما در سیستم عمومی که در اختیار همه مردم جهان قرار دارد، ضریب خطای زیادی ( حداقل 15 متر ) وجود دارد. شاید در بعضی فیلم های پلیسی دیده باشید که ردیابی به مجرم متصل می شود تا موقعیت دقیق آن بر روی نقشه الکترونیکی رویت شود، خب این عمل توسط سیستم GPS انجام می گیرد. امروزه اکثر هواپیماهای مسافربری در سراسر جهان نیز به این سیستم مجهز شده اند که خلبان ها با استفاده از آنها هیچگاه مسیر صحیح پرواز را گم نمی کنند. حتی امروزه اکثر کارخانه های تولید اتومبیل های پیشرفته در جهان، از GPS و نقشه الکترونیکی در اتومبیل هایشان استفاده می کنند. در واقع اینگونه سیستم ها با استفاده از فناوری GPS قابل پیاده سازی است و استفاده از آن به صنعت خاصی محدود نمی شود. لازم به ذکر است که بخش Monitoring این سیستم ها در اختیار وزارت دفاع امریکا قرار دارد، و دائما هرگونه تبادل اطلاعات بین ماهواره های GPS و گیرنده ها در هر نقطه از جهان، ثبت و بررسی می شود تا استفاده از این سیستم، توسط کشورهای دیگر در مراکز حساس مشخص گردد. ضمنا گیرنده های GPS علاوه بر نمایش نقشه الکترونیکی از محل دقیق منطقه، قادر به محاسبه سرعت حرکت جسم و حتی نمایش حرکت جسم نیز می باشد. با توجه به آنچه مطرح شد، متاسفانه در حال حاضر در کشور ما فعالیت چندانی انجام نگرفته، و حتی بسیاری از مردم عادی از وجود این سیستم و طرز کار آن با اطلاع نیستند. این در حالی است که در کشورهای پیشرفته حتی افراد عادی نیز از GPS استفاده می کنند، ولی با توجه به شرایط فعلی کشور ما، هنوز برای رسیدن عموم به این فناوری، ظاهرا مدت زمانی در پیش خواهد بود اگرچه فعالت هایی در کشور در زمینه بومی سازی شبکه ای همانند GPS در حال انجام است که در مطالب بعدی به آن ها اشاره خواهد شد .