جی پی اس یا موقعیت یاب (1 مرور)

جی پی اس چیست؟

    موقعیت یاب یا همان پی پی اس را باید یکی از مهمترین و کارآمدترین اختراعاتی دانست که در دهه 80 میلادی برای استفاده در صنایع نظامی ساخته شد. استفاده از این وسیله سال‌ها بعد برای عموم مردم آزاد شد. موقعیت‌یاب‌ها را باید ابزاری دانست که در تولید ردیاب‌ها کاربرد بسیاری دارند. درواقع ردیاب‌ها همگی نوعی موقعیت یاب هم هستند، اما لزوما موقعیت یاب‌ها فقط کارکرد ردیابی ندارند.

    همه ما از واژه جی پی اس برای معرفی موقعیت یاب استفاده می‌کنیم. در پاسخ به این سوال که جی پی اس مخفف چیست، باید گفت، جی پی اس مخفف عبارت Global Positioning System به معنای سیستم مکان‌یابی جهانی است. وزارت دفاع آمریکا در سال 1980 میلادی و برای اینکه به پیدا کردن موقعیت سربازان نظامی و نیرو‌های جنگی خود کمک کند، اقدام به ساخت و بهره‌برداری از سیستمی با هدف ردیابی دقیق کرد. اینگونه شد که سیستم موقعیت‌یابی جهانی جی پی اس در ابتدا تنها با اهداف نظامی ساخته شد.

    در حال حاضر اما این وسیله کاربرد‌های متفاوت و ساده‌تری پیدا کرده و به عنوانی راه‌حلی برای رفع برخی از نیاز‌های روزانه مردم مورد استفاده قرار می‌گیرد. جی پی اس وسیله‌ای است که روزانه میلیون‌ها کاربر در سراسر دنیا از آن استفاده می‌کنند. این وسیله در بسیاری موارد نجات‌دهنده جان افراد بوده است. همچنین امروزه ردیاب‌ها به عنوان یکی از بهترین ابزارها برای تامین امنیت استفاده می‌شوند.

    سیستم موقعیت یاب جهانی یا جی پی اس (GPS) از 25 ماهواره به وجود آمده است و هر کدام از این ماهواره‌ها در پنج ایستگاه زمینی قابل کنترل هستند. همچنین هر کدام از ماهواره‌های جی پی اس دارای شش مدار هستند که در فاصله 2000 متری از سطح کره‌زمین قرار گرفته‌اند و در روز دو بار به دور زمین گردش می‌کنند.

    با استفاده از همین تکنولوژی است که تمام اطلاعات موقعیتی و جغرافیای کره زمین هرروز جمع‌آوری و بروزرسانی می‌شوند. دقتی که امروز در این تکنولوژی مشاهده می‌کنیم هم نتیجه‌ به ‌کار بردن ماهواره‌های دقیق و ارزیابی‌های همیشگی است.

جی پی اس چگونه کار می‌کند؟

    همانطور که توضیح داده شد جی‌پی‌اس (سیستم موقعیت‌یاب جهانی) یک سیستم ناوبری ماهواره‌ای است که به کاربران این امکان را می‌دهد تا موقعیت دقیق خود را در هر نقطه‌ای از جهان تعیین کنند. این سیستم متشکل از سه بخش اصلی است: ماهواره‌ها، ایستگاه‌های زمینی، و دستگاه‌های گیرنده جی‌پی‌اس. ماهواره‌های موقعیت یاب که با نام navstar نیز شناخته می‌شوند؛ در هر 12 ساعت یک بار دور مدار‌های دقیق ردیابی می‌گردند. هر کدام از این ماهواره‌ها سیگنال‌های خاصی را به ایستگاه‌های مستقر در زمین ارسال می‌نمایند تا دستگاه‌های GPS این اطلاعات را بررسی کنند و در نهایت موقعیت دقیق را ارائه نماید. 

نحوه کارکرد جی‌پی‌اس

1. ماهواره‌ها: سیستم جی‌پی‌اس متشکل از 24 ماهواره است که در مدارهای دقیق قرار دارند و در هر 12 ساعت یک بار به دور زمین گردش می‌کنند. این ماهواره‌ها به طور مداوم سیگنال‌هایی را ارسال می‌کنند که حاوی اطلاعاتی مانند زمان دقیق ارسال سیگنال و موقعیت ماهواره در لحظه ارسال آن هستند.

2. دستگاه‌های گیرنده جی‌پی‌اس: دستگاه‌های جی‌پی‌اس که در دسترس کاربران قرار دارند، سیگنال‌های ارسال شده توسط چندین ماهواره را دریافت می‌کنند. معمولاً برای تعیین موقعیت دقیق، نیاز است که حداقل از چهار ماهواره سیگنال دریافت شود.

3. محاسبه موقعیت: زمانی که دستگاه جی‌پی‌اس سیگنال‌های مختلف ماهواره‌ها را دریافت می‌کند، زمان تأخیر رسیدن این سیگنال‌ها به دستگاه مورد نظر را اندازه‌گیری می‌کند. این تأخیرها به کمک الگوریتم‌های پیچیده به مسافت بین گیرنده و هر یک از ماهواره‌ها تبدیل می‌شوند. از آنجا که فاصله‌های مختلف بین ماهواره‌ها و گیرنده برای هر سیگنال متفاوت است، دستگاه قادر است با استفاده از این اطلاعات، موقعیت دقیق خود را (طول و عرض جغرافیایی) تعیین کند.

4. ایستگاه‌های زمینی: ایستگاه‌های زمینی نیز وظیفه نظارت بر عملکرد ماهواره‌ها و تصحیح خطاهای احتمالی در ارسال سیگنال‌ها را دارند. این ایستگاه‌ها اطلاعات اصلاحی را به ماهواره‌ها ارسال می‌کنند تا دقت موقعیت‌یابی به حداکثر برسد.

جی پی اس چقدر دقت دارد؟

    دقت مسیریابی سیستم‌های جی پی اس بسیار بالا است. این دقت به گونه‌ای است که شما در هر زمان و با وجود هرگونه شرایط بد آب و هوایی می‌توانید به کمک این وسیله به راحتی موقعیت خود و مسیر مورد نظرتان را تشخیص دهید. دقت جی پی اس معمولا در یک بازه‌ بین 2 تا 5 متر اندازه‌گیری می‌شود و به مواردی همچون موقعیت انتخابی، پوشش‌دهی مناسب، اینترنت با سرعت مناسب و... بستگی دارد.

چرا جی پی اس‌ها دچار خطا می‌شوند؟

    سیستم NAVSTAR دقت بسیار بالایی دارد. این وسیله به گونه‌ای طراحی شده تا  اطلاعات دقیقی را در اختیار کاربران بگذارد. اما همانطور که گفته شد هدف از اختراع جی پی اس در ابتدای امر کاربرد‌های نظامی بود، به همین دلیل راه‌هایی برای از کار انداختن آن نیز به وجود آمد. در ادامه برخی از مهم‌ترین عواملی که باعث ارور دادن جی پی اس می‌شود را معرفی خواهیم کرد. با ما همراه باشید.

• شاید برایتان جالب باشد که بدانید، سیگنال‌هایی که از طریق آن اطلاعات به ایستگاه زمینی می‌رسد بسیار آهسته هستند و گاهی شرایط بد اتمسفر‌ باعث ارور دادن دستگاه می‌شود.
•   وجود ساختمان‌های بلند و مواردی از این دست، انتقال اطلاعات را به ایستگاه‌های زمینی زمان‌بر خواهد کرد.
• بعضی وقت‌ها هم ارور به این دلیل است که موقعیت گزارش شده توسط ماهواره‌ها اشتباه است؛ این مسئله گاهی به این دلیل اتفاق می‌افتد که موقعیت مکانی کاربر دور از دسترسی ماهواره‌‌ها قرار دارد.
• معمولا جی پی اس‌ها نمی‌توانند به خوبی مسیر‌هایی مانند زیر‌زمین و زیر آب را موقعیت‌یابی کنند و در این شرایط هم کاربر ممکن است با پیام خطا روبه‌رو می‌شود.

مهمترین کاربرد جی پی اس چیست؟

    اصلی‌‌ترین و مهم‌ترین ویژگی که یک جی پی اس می‌تواند داشته باشد، ارائه گزارش موقعیت مکانی دقیق است. اما تنها کاربرد این دستگاه گزارش موقعیت دقیق نیست، زیرا با گذر هر چقدر که زمان می‌گذرد و تکنولوژی پیشرفت می‌کند، امکانات و قابلیت‌های قابل توجهی مانند جهت‌دهی موقعیت مکانی، نشان دادن سرعت، نشان دادن فاصله دقیق مبدا تا مقصد، نشان دادن زمان غروب و طلوع آفتاب و همچنین ارائه بهترین مسیر برای رسیدن به مقصد به ویژگی‌ها و کاربردهای این وسیله افزوده می‌شود.

    بهترین ویژگی دستگاه‌های جی پی اس این است که با استفاده از آن می‌توانید در هر ثانیه که دوست داشته باشید برای موقعیت‌یابی مسیر و یا وسیله مورد نظر خود اقدام کنید.

انواع جی پی اس با توجه به ویژگی‌ های کاربردی

    برای استفاده از خدمات سیستم موقعیت یاب جهانی باید ابتدا مشخص کنید که چه هدفی برای استفاده دارید. چراکه امروزه با توجه به نیاز مردم جی پی اس‌ها در انواع متفاوتی تولید‌ می‌شوند و هر کدام از این انواع کارایی جداگانه دارند. یکی از کاربردی‌ترین جی پی اس‌هایی که در حال حاضر در بازار وجود دارد جی پی اس مورد استفاده در خودرو و موتور سیکلت‌ها است. جی پی اس‌های خودرو اندازه کوچکی دارند و با نصب یک سیم‌کارت فعال می‌شوند. جی پی اس ماشین به دلیل سایز و اندازه مناسبی که دارد بر روی قسمت‌های مختلف ماشین به راحتی قابل نصب است و با اتصال آسان آن به گوشی موبایل اطلاعات مسیر و موقعیت اتومبیل را در اختیار کاربر قرار می‌دهد.

    جی پی اس خودرو بیشترین کاربرد را برای راننده‌های تاکسی یا افرادی دارد که اتومبیل خود را اجاره می‌دهند. اگر فقط می‌خواهید امنیت خودروی خود را بالا ببرید، بهر است به جای استفاده از جی پی اس، خرید یک ردیاب ارزان قیمت را در برنامه خود قرار دهید. استفاده از ردیاب و جی پی اس برای موتور سیکلت‌ها هم امکان‌پذیر است. به این صورت که شما می‌توانید با نصب دستگاه مسیریاب به موتور سیکلت، سیستم موقعیت یاب را بر روی موتورسیکلت خود فعال کنید. لازم به ذکر است که مهم‌ترین کاربرد دستگاه‌های جی پی اس برای پیک‌های موتوری است تا کاربران از وضعیت دقیق مسیر موتورسیکلت آگاه شوند.

    دستگاه جی پی اس جیبی یکی دیگر از کاربردی‌ترین جی پی اس‌های موجود در بازار است که برای حفظ و کنترل اشخاصی مانند کودکان، افراد مسن و حتی افرادی که از بیماری آلزایمر رنج می‌برند استفاده می‌شود. از این وسیله همچنین به دلیل اندازه کوچک و مناسبی که دارد می‌توان در کیف مدارک، گاو‌صندوق‌ها یا حتی در وسایل نقلیه استفاده نمود.

کاربرد جی‌پی‌اس در کوهنوردی

    جی‌پی‌اس به عنوان یک ابزار پیشرفته در کوهنوردی، نقش بسیار مهمی در افزایش ایمنی و بهبود تجربه کوهنوردان ایفا می‌کند. در شرایطی که مسیرها پیچیده و شرایط آب و هوایی به سرعت تغییر می‌کنند، داشتن دسترسی به اطلاعات دقیق موقعیت می‌تواند از خطرات جدی جلوگیری کند. در اینجا به چند کاربرد اصلی جی‌پی‌اس در کوهنوردی اشاره می‌کنیم:

1. مسیریابی و جهت‌یابی: یکی از مهم‌ترین کاربردهای جی‌پی‌اس در کوهنوردی، مسیریابی دقیق است. در مناطق کوهستانی که مسیرها اغلب مبهم یا فاقد نشانه‌های مشخص هستند، جی‌پی‌اس به کوهنوردان این امکان را می‌دهد که مسیر خود را با دقت دنبال کنند و از گم شدن جلوگیری نمایند. به‌ویژه در شرایط مه‌آلود یا شبانه، وقتی که دید محدود است، جی‌پی‌اس می‌تواند یک راهنمای قابل اعتماد باشد.

2. برنامه‌ریزی مسیر و ذخیره نقاط مرجع: کوهنوردان می‌توانند قبل از شروع سفر، مسیرهای مورد نظر خود را روی دستگاه جی‌پی‌اس وارد کنند و نقاط مرجع (Waypoints) مهم را ذخیره نمایند. این نقاط می‌توانند شامل نقاط شروع و پایان، چادرها، منابع آب یا مکان‌های خطرناک باشند. در طول مسیر، با استفاده از جی‌پی‌اس، کوهنوردان می‌توانند از نقاط مرجع ذخیره شده برای بازگشت یا تنظیم مسیر استفاده کنند.

3. ایمنی و کمک‌های اضطراری: در مواقع اضطراری، وقتی که کوهنوردی دچار آسیب‌دیدگی یا مشکل می‌شود، جی‌پی‌اس می‌تواند به عنوان یک ابزار نجات عمل کند. بسیاری از دستگاه‌های جی‌پی‌اس امکاناتی مانند ارسال سیگنال‌های اضطراری (SOS) به ایستگاه‌های امداد دارند، که این سیگنال‌ها می‌توانند موقعیت دقیق فرد آسیب‌دیده را به تیم‌های امدادی ارسال کنند و کمک را به سرعت به محل برسانند.

4. موقعیت‌یابی دقیق در شرایط دشوار: در کوهنوردی به‌ویژه در ارتفاعات بالا، گاهی اوقات مسیرها به دلیل برف، یخ یا فرسایش طبیعی تغییر می‌کنند و ممکن است نشانه‌های طبیعی برای راه‌یابی وجود نداشته باشد. در این مواقع، جی‌پی‌اس می‌تواند به طور دقیق موقعیت فعلی کوهنورد را مشخص کند و کمک کند تا مسیر صحیح پیدا شود.

5. ثبت و تحلیل داده‌ها: بسیاری از دستگاه‌های جی‌پی‌اس به کوهنوردان این امکان را می‌دهند که مسیر پیموده شده، ارتفاعات مختلف و زمان‌های مختلف در طول سفر را ثبت کنند. این داده‌ها می‌توانند برای تحلیل عملکرد کوهنورد، بهبود در تمرینات و برنامه‌ریزی برای سفرهای آینده مفید باشند.

    در مجموع، استفاده از جی‌پی‌اس در کوهنوردی نه تنها باعث افزایش دقت و راحتی می‌شود بلکه به طور قابل توجهی ایمنی کوهنوردان را بهبود می‌بخشد، خصوصاً در مناطق ناشناخته یا خطرناک. پس چه از دستگاه gps استفاده کنید و یا از نرم افزارهای gps برای موبایل بهره بگیرید به کارگیری این عملکرد در فعالیت‌های کوهنوردی و طبیعت گردی ضروری است.

کلام آخر

    با وجود پیشرفت‌هایGPS ، قطب نما هنوز هم ابزاری ارزشمند محسوب می‌شود. بسیاری از هواپیماها و کشتی‌ها هنوز از قطب نمای بسیار پیشرفته به عنوان ابزار ناوبری استفاده می‌کنند و مهم‌تر از همه اینکه قطب نما کارایی زیادی بری کوهنوردی دارد. برای بررسی گاه به گاه – برای ناوبران یا قایق‌های کوچک – یک قطب نمای جیبی یا قطب نمایی که روی داشبورد نصب شده است، یک ابزار عملی و قابل حمل است.

    اینکه شما از کدام نوع جی پی اس و قطب نما در کوهنوردی استفاده کنید بستگی به انتظاراتتان از این وسیله دارد. پس از خواندن این مطلب باید بتوانید به راحتی گزینه مناسب را برای خود پیدا کنید. اگر نکته دیگری وجود دارد که در این مطلب بدان اشاره نشد، حتما آن را با ما و دیگر خوانندگان به اشتراک بگذارید. امید است این مطلب برایتان مفید بوده باشد و بتوانید از آن استفاده کنید. اینجا دکوول است رسانه ادونچر و کوهنوردی ایران.