مبدأ عمل جهاز جي بي إس (GPS): سيدهشك!

• ذات صلة
• كيف يستخدم جهاز جي بي إس (GPS) في السيارة؟
• ما هو أفضل جهاز جي بي إس (GPS) للسيارة؟

تعرف على مبدأ عمل جهاز جي بي إس (GPS)

إليكَ آلية عمل جهاز جي بي أس، وعناصره الرئيسيّة:^[١][٢]

بدايةَ يتكوّن نظام (GPS) من 3 عناصر رئيسية تعمل فيما بينها لتحديد المواقع وهي:

1. الأقمار الصناعيّة، الموجودة في الفضاء والتي تدور حول الأرض، وترسل الأقمار الصناعيّة إشارات الأجهزة لتحديد الموقع والوقت.
2. التحكم الأرضي، يتكوّن من محطات المراقبة الأرضيّة، ومحطات التحكم الرئيسيّة، والهوائي الأرضي، وتشمل أنشطة التحكم والتتبع، وتشغيل الأقمار الصناعية في الفضاء، ومراقبة عملية الإرسال، كما أنّه تُوجد تقريبُا محطات مراقبة في كل قارات العالم.
3. معدات المستخدم، وهي أجهزة الاستقبال، وأجهزة الإرسال، مثل الساعات والهواتف الذكيّة، والأجهزة التي تعمل عن بعد، وتعمل هذه العناصر بالطريقة التالية:

تُرسل الأقمار الصناعيّة إشارات إلى جهاز الاستقبال الأرضي لقراءتها وتفسيرها ولتحديد أي موقع على الأرض، ويجب أن يستقبل جهاز الاستقبال إشارات 4 أقمار صناعيّة على الأقل؛ إذ أنّ كل قمر صناعي يدور حول الأرض يُرسل إشارة ميكروويف فريدة ومعلومات مداريّة عن موقعه ووقت أو زمن بث الإشارة.

يستقبل جهاز الاستقبال الإشارة وسرعة انتقال الموجة، ثم بعد ذلك يُحدد المسافة التي تفصله عن القمر الصناعي، فعندما يُرسل القمر الصناعي إشارة، فإنّه يُنشئ دائرة لها نصف قطر يقيسها جهاز الاستقبال، وكذلك الأمر بالنسبة لباقي الأقمار الصناعيّة، ومن تقاطع الدوائر الثلاثة للأقمار الصناعيّة، يُحدد الموقع المطلوب.

ما أهمية جهاز جي بي إس (GPS)؟

لقد أحدث نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ثورة في حياتنا اليوميّة في كافة المجالات؛ إذ أنّها تستخدم من قبل كافة الأفراد والشركات لما لها من أهميّة وفائدة، ومنها الآتي:^[٣][١]

• يُساعد نظام الجي بي أس في تحديد المواقع وسهولة الوصول إليها، كما يُمكن استخدام جهاز جي بي إس (GPS) في السيارة، او لمعرفة مواقع الأشخاص، ممّا يسهل من عملية العثور عليهم في حالات السرقة.
• يُسهّل التنقّل بين الأماكن، ويُضيف معلومات أخرى مثل المسافة، وأسهل طريق، والوقت للوصول للموقع.
• تُوفّر أنظمة الجي بي أس خرائط ملوّنة وثلاثيّة الأبعاد تُوضّح التضاريس لتسهيل السفر.
• يُساعد الشركات في تتبّع موظفيها داخل مركبات الشركة أثناء العمل.

• يُعتمد عليها في رسم الخرائط؛ إذ من خلالها تُحدّد إحداثيات المناطق والمواقع بدقة وتضاريسها، ويستخدمها أيضًا مساحو الأراضي لتحديد أبعاد ومساحة الأراضي والمباني.
• يستخدمها الطيارون، والقباطنة لتحديد وجهة السفر، ومعرفة ما قد يُعيقهم، وتحديد موقع الهبوط.
• تستخدم في مجال التعدين، لتحديد المكان الذي سيُحفر به بدّقة، وموقع المعدّات، وهذا ما يُوفر الوقت والجهد والتكلفة الماليّة، كما يستخدمها المزارعون، وفي الأعمال العسكريّة.
• توفر أنظمة الجي بي أس GPS معلومات عن الطقس، وهذا ما يُساعد الحكومة والمسؤولين على التنبؤ بالكوارث، وأخذ الاحتياطات اللازمة لمنع حدوث أضرار بشرية.
• تُستخدم أنظمة الجي بس أس في شركات النقل والخدمات اللوجستية لمتابعة السائق، وبالتالي تحسين خدماتها، كما تُقلل من استهلاك الوقود عن طريق الإرشاد للطريق الأمثل، وهذا ما يزيد من أرباح الشركات.

إليك طريقة استخدام جهاز جي بي إس (GPS)

إليكَ طريقة استخدام جهاز الجي بي أس المحمول:^[٤]

• معرفة وظيفة كل من الأزرار الخارجيّة على جهاز استقبال GPS، ومن هذه الأزرار:
  • زر التصغير والتكبير: إنّ بعض الأزرار تُصغّر صفحة الخريطة للحصول على عرض أوسع، وبعضها يُكبّر حجم الخريطة، ويظهر في الخريطة أثناء التكبير والتصغير المقياس لتحديد نسبة التكبير والتصغير.
  • زر البحث: والذي يظهر عند الضغط عليه باستمرار قائمة السياق المحددة.
  • زر (ClickStick): يعمل مثل الماوس أو عصا التحكم، للتحرك لليسار أو اليمين أو لأعلى أو لأسفل.
  • وزر الاختيار من القائمة في الأسفل ويسمى بزر Thumbstick.
  • زر إنهاء للتنقل بين جميع الصفحات.
  • زر الطاقة لتشغيل وإيقاف عمل جهاز (GPS) وإيقاف تشغيله وتشغل الإضاءة الخلفية عند الضغط عليه مرة واحدة.

• التحقق من استقبال القمر الصناعي، وذلك بالذهاب للخارج إلى منطقة تتمتع فيها وحدة الجي بي أس بالتقاط إشارة جيّدة للقمر الصناعي، بعد ذلك يوقف تشغيل الوضع التجريبي والعودة إلى الوضع العادي، يجرب استخدم زر (ClickStick) أو زر التنقل بين الصفحات يلاحظ كيف تعرض صفحة القمر الصناعي عدد الأقمار الصناعيّة التي يلتقطها جهاز الاستقبال وقوة الإشارة، وتُشير الأشرطة الظاهرة إلى قوة القمر الصناعي.
• حفظ نقطة مسار الإحداثية أو نقطة البداية، ثم ستذهب النقطة بإحداثياتها إلى ذاكرة (GPS)، يُمكن لمعظم أنظمة تحديد المواقع (GPS) حفظ ما لا يقل عن 500 نقطة مسار، بعد ذلك يُضغط مع الاستمرار على (ClickStick) حتى تظهر شاشة (Mark Waypoint)، سيعطي الجي بي أس رقمًا للإحداثيّة، ويُمكن تغيير الاسم لتسهيل التعامل معه عن طريق الضغط على (ClickStick)، ثم الضغط على موافق لحفظ الإحداثية، ويجب التأكد من ملء رقم إحداثيات والإحداثيات على ورقة البيانات عند جمع البيانات في الخارج، ثم النقر فوق "موافق" لتخزين إحداثية، عند ظهور نقطة المسار على صفحة الخريطة، سيقوم (GOTO) بتعيين (GPS) للتنقل من الموقع الحالي إلى نقطة المسار.

• الانتقال إلى صفحة الخريطة، ستظهر الإحداثية المحفوظة قبل قليل على الخريطة.
• البحث عن قائمة الإحداثيات بالضغط على الزر "بحث" في الجانب الأيسر السفلي من نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، أو اختر "بحث" من شاشة القائمة الرئيسية.
• اختيار اسم النقطة، سيسترد كافة الإحداثيات المخزنة في جي بي أس (GPS).

مَعْلومَة: كم يبلغ عدد الأقمار الصناعية المخصصة لأنظمة جي بي إس؟

يعتمد نظام الجي بس أس (GPS) في عمله لاستقبال الإشارات ومنها تحديد والمواقع على 24 قمرًَا صناعيا نشطًا يُصدر كل منها إشارات راديويّة بترددات مختلفة تستقبلها أجهزة الاستقبال، وموجودة في 6 مستويات مدارية تدور حول الأرض، يحتوي كل مدار على 4 أقمار صناعيّة، وتدور على ارتفاع 20,000 كم فوق الأرض، وتنتقل بسرعة 14000 كم/ساعة؛ إذ أنّ كل قمر صناعي يدور حول الأرض مرتين في اليوم، كما يُوجد العديد من الأقمار الصناعيّة غير ال24 قمرًا مُخصصة لنظام الجي بس أس (GPS) لكنّها غير نشطة، وتعمل عند حصول خلل في الأقمار الصناعيّة النشطة أو عند إصلاحها، وذلك لضمان تغطية 4 أقمار صناعية عند تحديد الموقع^[١][٥].

المراجع

1. ^ ^{أ ب ت} "What is GPS?", geotab, 22/5/2020, Retrieved 3/6/2021. Edited.
2. ↑ " How Does GPS Work?", nasa, Retrieved 4/6/2021. Edited.
3. ↑ "The Surprising Importance of GPS in Today’s World", vehicletracking, 27/6/2016, Retrieved 3/6/2021. Edited.
4. ↑ "Part 2—Practice Using a GPS Device", carleton, Retrieved 4/6/2021. Edited.
5. ↑ " Space Segment ", gps, Retrieved 6/6/2021. Edited.