اصول بكارگيري GPS
وظيفه يك گيرنده GPS درست بعداز روشن شدن آن را مي توان بصورت زير خلاصه كرد.
الف) نرم افزار سيستم بايدبتواند ماهواره هاي موجود درديد كاربر را تعيين كند و سپس ازبين ماهواره ها , چهار ماهواره را كه داراي بهترين آرايش هندسي هستند به منظورمينيمم شدن خطاي فاصله منبعي انتخاب كند.
مل تعيين كابل ماهواره هاي موجود درديد كاربراغلب توسط اطلاعات قبلي موجود درحافظه خراب نشدني دستگاه (14) انجام مي شود اگرچنين اطلاعات معتبري درحافظه نباشد سيستم بايد عمل جستجو را برروي تك تك 24 ماهواره GPS انجام داده وليستي ازماهواره هاي در ديدتهيه كند كه مسلماً اين كاروقت زيادي ازگيرنده را پس ازروشن شدن به خوداختصاص مي دهد .
ب) پس ازتعيين 4 ماهواره موردنظر بايدسيگنال آنها را بدست آوريم .اين كار با ساختن كدشبه تصادفي نظير كدماهواره موردنظر درگيرنده وانجام عمل همبستگي با سيگنال رسيده انجام مي شود .كد داخلي گيرنده را آنقدر شيفت زماني مي دهيم تا خروجي همبستگي‌ساز ماكزيمم گردد. دراين صورت كد بدلي وكد دريافتي ازماهواره كاملاً سنكرون هستند .به اين عمل , جستجوي سيگنال ماهواره درحوزه زمان مي گويند:
لازم به ذكراست كه بايستي عمل جستجو در حوزه فركانس نيز انجام شود ازآنجا كه ماهواره هاي GPS درمدار زمين ثابت (ژئو سنكرون)قرار نداشته ونسبت به زمين درحال حركت هستند وهمچنين چون گيرنده نيز معمولاً روي يك جسم متحرك نظيراتومبيل ويا هواپيما نصب مي شود درنتيجه فركانس دقيق كاربر ارسالي به علت اثر دوپلر ,مشخص نيست پس بايد فركانس كاربر محلي را نيز آنقدر تغيير دهيم تا خروجي همبستگي ساز ازحد آستانه اي بيشتر شود.و نهايتاً فركانس كاربر نيز با فركانس دريافتي سنكرون شود .
ج) پس از عمل جستجو وارد مرحله رديابي سيگنال مي شويم دراين مرحله اولاً هدف اين است كه سيگنال سنكرون توليد شده دربرگيرنده همچنان با سيگنال ماهواره سنكرون بماند اين عمل توسط يك حلقه كنترلي خاص تحت عنوان COSTASLOOP كه درواقع يك نوع خاص (15) VCO انجام مي شود .ثانياً عمليات دمودلاسيون (16) BPSK سيگنال رسيده اطلاعات ناوبري D(t) و عمليات شبه فاصله سنجي (تعين فاصله كاربر وماهواره توسط زمان انتشار سيگنال ) نيز دراين مرحله انجام شود.
د) مراحل بوت بايدعيناً براي 3 ماهواره ديگر انجام شود. درنهايت چهار شبه فاصله كه ازمراحل فوق محاسبه شده است دراختيار داريم . حال نرم افزار گيرنده بايدبتواند به كمك اين چهارشنبه فاصله يك دستگاه چهار معادله وچهار مجهول را حل كند واين معادلات طول وعرض جغرافيايي, ارتفاع وهمچنين زمان دقيق را بدست آورد ازمراحل چهارگانه فوق مراحل الف و د بيشتر به جنبه هاي نرم افزاري يك گيرنده برمي گردد.
آموزش نظامی military training
انواع گیرنده‌های GPS
گیرنده‌های جی‌پی‌اس انواع گوناگونی دارند و انتخاب هرکدام از آنها بستگی به موارد استفادهٔ شما دارد؛ برای نمونه این که می‌‌خواهید در داخل خودرو آن را نصب کنید یا اینکه آن را در کوله پشتی خود قرار دهید گزینه‌های متعددی را پیش روی شما می‌‌گذارد.
ماهواره‌های GPS
۲۴ عدد ماهواره جی‌پی‌اس در مدارهایی بفاصله ۲۴۰۰۰ هزار مایل از سطح دریا گردش می‌کنند. هر ماهواره دقیقاً طی ۱۲ ساعت یک دور کامل بدور زمین می‌‌گردد. سرعت هریک ۷۰۰۰ مایل بر ساعت است. این ماهواره‌ها نیروی خود را از خورشید تأمین می‌کنند. همچنین باتری‌هایی نیز برای زمانهای خورشید گرفتگی و یا مواقعی که در سایه زمین حرکت می‌کنند به‌همراه دارند. راکتهای کوچکی نیز ماهواره‌ها را در مسیر صحیح نگاه می‌دارد. به این ماهواره‌ها NAVSTAR نیز گفته می‌شود.
آموزش نظامی military training
مزاياي سيستم GPS
1 - دقت بسيار زياد در موقعيت يابي
2 - داشتن پوشش جهاني
3 - دارا بودن زمان بندي دقيق
4 - نداشتن هيچ گونه هزينه براي استفاده كنندگان
5 - تعيين سرعت درسه محور مختصات
6 - قابليت دسترسي هميشگي
7 - قابليت كاربردي در هرشرايط آب وهوايي
8 - عدم محدوديت دربكارگيري همگاني
9 - دقت نسبي IPPM براي طولهاي كوتاه از1 تا 100 كيلومتر.
10 - تعيين سرعت درسه محور , زمان , تعيين فاصله سمت وگراي ونقطه مبداء .مقصود
11 - توانايي ديد همزمان با يك گيرنده
آموزش نظامی military training
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 تاخير استوار است 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.
آموزش نظامی military training
روش تعيين موقعيت توسط GPS
اگرفاصله ما ازماهواره 1 درحدود 10 كيلومتر باشد بنابراين مكان ما درفضا بر روی محيط كره ای به مركزيت ماهواره 1 و شعاع 10 كيلومتر منطبق مي باشد حال فرض مي كنيم فاصله ما ازماهواره 20 درحدود 11 كيلومتر باشد دراين حالت نيز مكان ما درفضا برروي محيط كره اي به مركز ماهواره 2 وشعاع 11 كيلومتر واقع است فصل مشترك اين دوكره مي تواند يك دايره باشد كه مكان ما بطورقطع برروي محيط اين دايره قراردارد .
آموزش نظامی military training
GPS چگونه کار میکند
ماهواره‌های این سیستم، در مدارهای دقیق هر روز ۲ بار به‌دور زمین می‌‌گردند و اطلاعاتی را به زمین مخابره می‌کنند. گیرنده‌های جی‌پی‌اس این اطلاعات را دریافت کرده و با انجام محاسبات هندسی، محل دقیق گیرنده را نسبت به زمین محاسبه می‌کنند. در واقع گیرنده زمان ارسال سیگنال از ماهواره را با زمان دریافت آن مقایسه میکند. از اختلاف این دو زمان، فاصله گیرنده از ماهواره تعیین می‌‌گردد. این عمل را با داده‌های دریافتی از چند ماهواره دیگر تکرار میکند و بدین ترتیب محل دقیق گیرنده را با تقریب ناچیز معین میکند.
آموزش نظامی military training
GPS چیست ؟
جی‌پی‌اس یا سیستم موقعیت‌یاب جهانی (Global Positioning Systems)، یک سیستم راهبری و مسیریابی ماهواره‌ای است که از شبکه‌ای با حداقل ۲۴ ماهواره تشکیل شده است. این ماهواره‌ها به سفارش وزارت دفاع ایالات متحده ساخته و در مدار زمین قرار داده شده‌اند. جی‌پی‌اس در ابتدا برای مصارف نظامی تهیه شد ولی از سال ۱۹۸۰ استفاده عمومی آن آزاد و آغاز شد.
آموزش نظامی military training
بسم الله الرحمن الرحیم