همه چیز درباره جی پی اس
gps یک سیستم راهبری و مسیریابی ماهواره‌ای است که از شبکه ای با حداقل 24 ماهواره تشکیل شده است. این ماهواره ها به سفارش وزارت دفاع ایالات متحده ساخته و در مدار زمین قرار داده شده‌اند. جی پی اس (gps) در ابتدا برای مصارف نظامی تهیه شد ولی از سال 1980 استفاده عمومی آن آزاد و آغاز شد.
آیا می دانید معنی جی پی اس چیست؟
GPS مخفف سیستم موقعیت یابی جهانی است که توسط آن هرکسی همیشه می تواند اطلاعات موقعیت را در هر کجای دنیا بدست آورد.
1. تحقیق در مورد جی پی اس (GPS)
GPS چیست؟
تعریف gps، سیستم موقعیت یابی جهانی (GPS) ابزاری متعلق به ایالات متحده است که خدمات موقعیت یابی، ناوبری و زمان بندی (PNT) را در اختیار کاربران قرار می دهد. این سیستم از سه بخش تشکیل شده است: بخش فضایی، بخش کنترل و بخش کاربر. نیروی فضایی ایالات متحده بخش های فضایی و کنترل را توسعه، نگهداری و بهره برداری می کند.
2. ساختار اساسی GPS :
GPS از سه بخش زیر تشکیل شده است:
بخش فضایی (ماهواره های GPS)
تعدادی از ماهواره های GPS در شش مدار دور زمین در ارتفاع تقریبی 20 هزار کیلومتری (چهار ماهواره GPS در هر مدار) مستقر شده و در فواصل 12 ساعته به دور زمین حرکت می کنند.
بخش کنترل (ایستگاه های کنترل زمینی)
ایستگاه های کنترل زمینی نقش اطمینان، کنترل و نگهداری مدار ماهواره را دارند تا اطمینان حاصل کنند که انحراف ماهواره ها از مدار و همچنین زمان GPS در حد تحمل است.
بخش کاربر (گیرنده های GPS)
گیرنده ها و فرستنده های GPS از جمله مواردی مانند ساعت، تلفن های هوشمند و دستگاه های telematic.
آشنایی با کاربردهای GPS
موقعیت یابی GPS
اولاً، سیگنال زمان از یک ماهواره GPS در یک نقطه مشخص ارسال می شود. پس از آن، اختلاف زمانی بین زمان GPS و نقطه زمانی که گیرنده GPS، سیگنال زمان را دریافت می کند محاسبه می شود تا فاصله گیرنده تا ماهواره را ایجاد کند. همین روند با سه ماهواره دیگر نیز انجام خواهد شد. محاسبه موقعیت گیرنده GPS از فاصله گیرنده GPS تا سه ماهواره امکان پذیر است. با این حال، موقعیت ایجاد شده توسط این روش دقیق نیست، زیرا یک خطا در فاصله محاسبه شده بین ماهواره ها و یک گیرنده GPS وجود دارد، که ناشی از یک خطای زمانی در ساعت است که در یک گیرنده GPS گنجانده شده است.
برای یک ماهواره، یک ساعت اتمی برای تولید اطلاعات مربوط به زمان در نظر گرفته شده است، اما زمان تولید شده توسط ساعت های گنجانده شده در گیرنده های GPS به اندازه زمان تولید شده توسط ساعت های اتمی در ماهواره ها دقیق نیست. در اینجا، ماهواره چهارم نقش خود را بازی می کند: فاصله ماهواره چهارم تا گیرنده می تواند برای محاسبه موقعیت در روابط تا داده های موقعیت تولید شده توسط فاصله بین سه ماهواره و گیرنده استفاده شود، بنابراین حاشیه خطا همان دقت موقعیت را کاهش می دهد.
شکل 1-3 زیر مثالی از موقعیت یابی را با دو بعد نشان می دهد (کسب موقعیت با استفاده از دو نقطه داده شده). با محاسبه فاصله از دو نقطه داده شده می توانیم در جایی که قرار داریم محاسبه کنیم و GPS سیستمی است که می تواند با ضرب نقاط داده شده و جایگزینی آنها با ماهواره های GPS روی این شکل نشان داده شود.
موقعیت یابی جی پی اس
سیگنال های GPS
ماهواره های GPS پرتوها را در دو فرکانس حامل پخش می کنند. L1 (1،575،42 مگاهرتز) و L2 (1،227،60 مگاهرتز). پرتوهای قابل دسترسی برای عموم در کد C / A (درشت / اکتساب) کدگذاری می شوند و تیرهایی که فقط توسط نیروهای نظامی ایالات متحده می توانند استفاده شوند در کد P (دقیق) رمزگذاری شده اند. کد C / A از کدهای شناسایی هر ماهواره تشکیل شده و همراه با پیام های ناوبری پخش می شود. داده های مدار هر ماهواره را ephemeris * و داده های مدار همه ماهواره را almanac ** می نامند. پیام های ناوبری با سرعت 50 بیت در ثانیه پخش می شوند. با استفاده از این مجموعه داده ها، گیرنده GPS برای ایجاد داده های موقعیت، فاصله بین ماهواره ها و گیرنده را محاسبه می کند. در شکل 1-4 ، جزئیات کد C / A و در شکل 1-5 ، پیام های ناوبری شرح داده شده است.
* Ephemeris مدار دقیق ماهواره را فراهم می کند، که می تواند برای تولید موقعیت دقیق ماهواره، اطلاعات لازم برای محاسبه اطلاعات موقعیت استفاده شود. این داده های بومی است که فقط توسط هر یک از ماهواره های GPS با شماره شناسایی خاص استفاده می شود.
** Almanac را می توان به عنوان داده های ephemeris ساده در نظر گرفت و حاوی اطلاعات درشت و وضعیت برای تمام ماهواره های شبکه است. برای تعیین موقعیت ماهواره های موجود به منظور دریافت یک گیرنده GPS برای تولید موقعیت و زمان فعلی استفاده می شود. 12.5 دقیقه طول می کشد تا تمام داده های Almanac دریافت شود.
کد C / A چیست؟
سیگنال L1 از ماهواره های GPS با کد C / A که کد شبه تصادفی است، تعدیل می شود. کد شبه تصادفی کد نویز شبه تصادفی نیز نامیده می شود که به کد طلایی معروف است. همانطور که در شکل 1-4 نشان داده شده است، کد C / A دنباله ای از سیگنال های دیجیتال "1" و "0" است. در GPS ، 1023 الگوی متوالی یک توالی را تشکیل می دهد و متعاقباً، این توالی به طور مداوم یکی پس از دیگری تکرار می شود.
تحقیق درباره جی پی اس
پیام ناوبری
پیام پیمایش از 25 فریم تشکیل شده است که هر کدام شامل 5 فریم فرعی با هر بیت 300 بیتی است. طول داده 1 بیت 20 میلی ثانیه است و بنابراین، طول هر فریم فرعی 6 ثانیه است و هر فریم یک گروه 1500 بیتی از اطلاعات با طول فریم 30 ثانیه است. از آنجا که پیام ناوبری از 25 فریم تشکیل شده است، این به طول پیام 12.5 دقیقه (30 ثانیه x 25 = 12.5 دقیقه) اضافه می شود. گیرنده GPS برای دریافت تمام مجموعه داده های لازم ، شرط لازم برای موقعیت یابی، هنگام فعال شدن اولیه برق ، به 12.5 دقیقه زمان نیاز دارد. گیرنده GPS توانایی ذخیره این مجموعه از داده های به دست آمده در باتری پشتیبان داخلی را دارد و هنگام فعال سازی مجدد برق، مجموعه داده ها را خوانده و از این طریق بلافاصله شروع به دریافت موقعیت GPS می کند.
آیا می دانید جی پی اس چیست و چگونه کار میکند ؟
3. دقت موقعیت یابی
عواملی که باعث خطاهای موقعیت GPS می شوند.
یون کره
یونوسفر بخشی از اتمسفر فوقانی، بین ترموسفر و اگزوسفر است. وقتی سیگنال های GPS از این لایه عبور می کنند، سرعت انتشار سیگنال GPS کندتر می شود، بنابراین باعث خطای انتشار می شود.
تروپوسفر
تروپوسفر پایین ترین قسمت جو زمین است. بازتاب های رادیویی ناشی از جو خشک و بخار آب در داخل باعث ایجاد خطای موقعیت GPS می شود.
انتشار چند راهی
سیگنال GPS هنگام برخورد به زمین، سازه ها و بسیاری دیگر از انعکاس در امان نیست. این پدیده را انتشار چند راهی می نامند ، یکی از دلایل خطاهای موقعیت GPS.
انتشار چند راهی جی پی اس چیست ؟
ایندفه کَلَک کنکور رو بِکَن! از اینجا حرف آخرو مجانی بگیر!
تخفیف های تکرار نشدنی امروز دیجیکالا را از دست نده! فقط امروز!!
DOP
DOP مقداری است که میزان تخریب دقت موقعیت یابی GPS را نشان می دهد. هرچه مقدار کوچکتر باشد، دقت موقعیت یابی بالاتر است. این مقدار به موقعیت ماهواره های GPS ردیابی شده برای موقعیت بستگی دارد. اگر ماهواره های ردیابی به طور مساوی بر روی زمین پخش شوند، دقت موقعیت یابی بالاتر می رود و اگر موقعیت های ماهواره های ردیابی نامتناسب باشند، دقت موقعیت یابی پایین تر خواهد بود.
میزان تخریب دقت موقعیت یابی GPS
قدرت سیگنال
وضعیت دریافت GPS به قدرت سیگنال های GPS بستگی دارد. هرچه قدرت سیگنال بیشتر باشد، وضعیت دریافت نیز پایدارتر است. در حالی که در صورت ضعیف شدن سیگنال GPS، به دلیل موانع یا منابع نویز در مجاورت گیرنده GPS، وضعیت دریافت ناپایدار می شود.
تحقیق درباره gps و قدرت سیگنال آن
قدرت سیگنال gps
تعداد ماهواره های ردیابی شده برای موقعیت یابی
وضعیت دریافت GPS به تعداد ماهواره های ردیابی شده برای موقعیت یابی بستگی دارد.
اگر تعداد ماهواره های ردیابی شده زیاد باشد، موقعیت GPS بیشتر می شود، اما اگر ماهواره های کمتری برای موقعیت یابی ردیابی شوند، تولید موقعیت GPS دشوار است. شکل 1-11 موقعیتی را نشان می دهد که گیرنده GPS تعداد بیشتری ماهواره را برای موقعیت یابی ردیابی می کند. شکل 1-12 موقعیتی را نشان می دهد که گیرنده GPS تعداد کمی از ماهواره ها را برای موقعیت یابی ردیابی می کند.
تعداد ماهواره ها برای موقعیت یابی GPS
