با «جی پی اس» همه چیز در کنترل شما است

هزاران سال دریانوردان از جابه جایی خورشید و ستارگان به منظور جهت یابی و تعیین موقعیت استفاده می كردند و برای مسافران خشكی نیز علامت های موجود در روی زمین كافی بوده است.از قرن هجدهم به بعد، جهت یاب Sextant (سكستان = دستگاه زاویه یاب برای تعیین موقعیت كشتی یا هواپیما) كه جایگزین مدل های قدیمی تر شده بود، به ابزار اصلی جهت یابی بدل شد. با استفاده از جابه جایی چندین جرم آسمانی، جهت یاب سكستان امكان تعیین طول و عرض جغرافیایی محل مربوطه كه در آن قرار داشتند، فراهم می كرد. با استفاده از این ابزار، ارتفاع برحسب درجه و زمان دقیق به دست می آمد. سپس مختصات به طور تحلیلی و یا رایج ترین نوع یعنی به صورت گرافیكی محاسبه می شد. احتمالاً به خاطر دارید كه كاپیتان «نمو» ناخدای زیردریایی «ناتیلوس» در آثار «ژول ورن» از این ابزار برای جهت یابی استفاده می كرد و زیردریایی به همین دلیل می بایست به سطح آب می آمد. در این روش ها، كمترین میزان خطای ممكن در فاصله تقریباً ۲۰۰ متری صورت می گرفت و نتایج دقیق تر را فقط می توانستند با استفاده از بهترین سكستان های علمی و تحت شرایط دید خوب به دست آورند. سپس با پیشرفت تكنولوژی سیستم های ناوبری الكترونیك طی جنگ جهانی دوم گسترش وسیعی یافتند. این روش امكان تعریف مختصات را برحسب تاخیرهای زمانی سیگنال های ارسال شده از ایستگاه های فرستنده فراهم می كند و مستقل از شرایط آب و هوایی بود. تقریباً در اواسط دهه ۶۰ میلادی، وزارتخانه های دفاع برخی كشورها متوجه شدند كه سیستم های ناوبری آن زمان از دقت مطلوبی برخوردار نیستند و به طور طبیعی، چشم ها به سمت فضا دوخته شد. اولین سیستم ناوبری ماهواره ای ترنسیت (transit) نام داشت. این پروژه وزارت دفاع آمریكا از شش ماهواره تشكیل شده بود. ماهواره ها بر روی یك مسیر مشخص حركت كرده و روی یك فركانس معین، امواج را ارسال می كردند و یك سیگنال با فركانس متغیری به گیرنده ها می رسید و موقعیت مكانی با اندازه گیری تغییر فركانس محاسبه می شد. ماهواره ها امكان تغییر موقعیت هر نقطه از كره زمین را در هر یك ساعت و نیم و بادقتی برابر با ۲۰۰ متر فراهم می نمودند. سیستم ماهواره ای «ترنسیت» تا سال ۱۹۹۶ به حیات خود ادامه داد. تولد سیستم موقعیت یابی جهانی یا به اختصار GPS در سال ۱۹۷۳ اتفاق افتاد. یعنی زمانی كه وزارت دفاع آمریكا هماهنگ سازی سیستم های ناوبری را آغاز كرد، زیرا سازمان های مختلف سیستم های متفاوتی را ایجاد كرده بودند كه اكثراً با یكدیگر منطبق نبودند. این سیستم جدید تفاوت های مهمی با ترنسیت دارد. هر ماهواره چندساعت اتمی با خود همراه دارد و موقعیت خود را همراه زمان دقیق، به صورت یك سیگنال ارسال می كند و سیستم ناوبری كاربر زمان استخراج شده از این سیگنال را مقایسه كرده و در سه نقطه موقعیت یابی می كند.
ضمناً احتیاجی به هیچ گونه ساعت دقیقی در گیرنده نیست. تنها دقت در دوره های زمانی كوتاه مورد نیاز است. كل سیستم از سه قسمت تشكیل می شود. قسمت اول از حداقل ۳۵ دستگاه ماهواره تشكیل شده است كه هر ماهواره در فاصله ۱۸ هزار كیلومتری از سطح دریا بوده و در هر بیست و چهار ساعت ۲ بار به دور كره زمین می گردد. ماهواره های نسل آخر یعنی سری block II و بالاتر كه تا به امروز ۱۴ دستگاه از آنها در مدار قرار گرفته اند. این ماهواره ها در یك شبكه با هم مرتبط شده و می توانند پارامترهای حركتی خود را بدون نیاز به كنترل زمینی تجدید كنند. قسمت دوم از مراكز كنترل زمینی تشكیل می شود كه برای نظارت بر مدار ماهواره ها، همزمان كردن زمان بین ماهواره ها و هماهنگ كردن آنها به كار می روند. البته اطلاعات ارسال شده از ماهواره ها را می توان از زمین تغییر داد. قسمت سوم نیز همان گیرنده های GPS است كه تقریباً اندكی از یك گوشی موبایل بزرگ تر است. با اینكه هزینه نگهداری این سیستم كه شامل افزایش ماهواره های جدید نیز می شود، سالانه تا یك میلیارددلار هم می رسد كاربران عادی هیچ پولی بابت سیگنال های ماهواره نمی پردازند. تنها یك گیرنده GPS و اندكی فضای باز لازم است تا از آن به خوبی استفاده كرد. تا سال ۲۰۰۰ میلادی دسترسی عمومی و نظامی به سیگنال های GPS از هم مجزا شده بودند كه این كار دسترسی انتخابی نام داشت و كاربران معمولی سیگنالی را كه به طور مصنوعی از دقت آن كاسته شده و خطای كل آن برابر یك صدمتر بود، دریافت می كردند. در یكم ماه مه سال ۲۰۰۰ رئیس جمهور وقت آمریكا دسترسی انتخابی را لغو كرد و اكنون دقت موقعیت یابی در حدود ۲۰ متر است كه با استفاده از برخی تمهیدات می تواند بسیار كمتر از آن باشد. اینك ما شاهد رشد انفجاری استفاده از دستگاه های موقعیت یابی جهانی یا همان GPS در میان كاربران هستیم. جهت یابی در شهرها، در حومه شهرها مثلاً هنگام پیاده روی، ناوبری خودرو، ردگیری محموله ها و كنترل ترافیك هوایی در فرودگاه ها از جمله این كاربردها است. گیرنده های GPS به زودی جای خود را در هر وسیله ای اعم از تلفن های همراه، PDAها (كامپیوترهای جیبی) و حتی بازی های ویدئویی بازخواهند كرد. به طوری كه هم اكنون در كشور كانادا فقط به اتومبیل هایی مجوز تولید می دهند كه مجهز به GPS باشد. یكی از بزرگ ترین تولیدكنندگان دستگاه های GPS در جهان، كشور تایوان است و بزرگ ترین شركتی كه در این كشور تولیدكننده این تكنولوژی است، شركت «هلوكس» نام دارد كه از دو قسمت مهم تشكیل شده است؛ یكی قسمت مونتاژ و دوم مركز توسعه و تحقیقات آن است. این شركت در سال ۱۹۹۴ تاسیس شده است و اكنون بعد از شركت «گارمین» از آمریكا، دومین تولید كننده بزرگ تجهیزات GPS در جهان است. این كمپانی انواع گیرنده های GPS جیبی، GPS همراه با بلوتوث، ماجول های GPS و سیستم های ناوبری خودرو را تولید می كند. محصولات این شركت نیز توسط سازندگان بزرگی همچون كمپانی های ایسوز، ایسر، شركت كامپیوتری پالم وان و HP استفاده می شود. از سیستم های این شركت در جهت یاب های دستی خود استفاده می كنند. قلب هر گیرنده GPS را یك تراشه مخصوص تشكیل می دهد كه از نظر اهمیت می توان آن را با یك CPU در كامپیوتر مقایسه كرد. شركت «SIRF» بزرگ ترین تولید كننده پردازنده اصلی این سیستم موقعیت یابی جهانی است و بسیاری از تولید كنندگان ازجمله هلوكس تایوان از قطعات تولیدی این شركت استفاده می كنند. از دستاورد های مهم در این زمینه می توان به نسل سوم تراشه ها یعنی «Sirf Star ۳ » اشاره كرد. كه این پیشرفت گامی نو در توسعه سیستم های موقعیت یابی جهانی است. از دیگر مزیت های این تراشه های نسل سوم، حساسیت بالای سیگنال است. به طوری كه در درون اتاق های ساختمان نیز این سیستم كارایی دارد و اكثر گیرنده های آن مجهز به صفحه نمایش ۴ اینچی یا بالاتر بوده و از امكانات ارزشمندی همچون بلوتوث و ارسال پیغام و نیز یك نرم افزار ویندوز بهره مند هستند. امكانات این دستگاه با خودش شروع می شود یعنی شما می توانید خودتان آن را برنامه ریزی كنید و حركت یك شیء را در آن تماشا كنید. می توانید دستگاه گیرنده را طوری تنظیم كنید كه پیام های كوتاه را در زمان های مشخص و سرعت تكرار معین و یا هنگام عبور از مرز های یك منطقه از قبل تعریف شده، یا هنگام تجاوز از یك سرعت خاص و یا توسط تحریك خارجی ارسال كند كه طبیعتاً هر پیغام شامل مختصات نیز است. این دستگاه می تواند مسیر حركت یك شیء را به طور دقیق ثبت كرده و سپس آن را مثلاً برای یك كامپیوتر ارسال كند. بعضی از كاربرد های مهم این دستگاه عبارتند از: ردگیری محموله های تجاری و پستی، سیستم های دزدگیر، نظارت بر حركت اتومبیل ها (مثلاً یك سازمان موقعیت اتومبیل هایش را كنترل كند)، كنترل ترافیك هوایی توسط خلبان، مراقبت و نظارت بر كودكان و سایر افراد و به طور كلی استفاده های متنوعی را می توان برای سیستم های موقعیت یابی جهانی در نظر گرفت كه تنها محدود به قوه تخیل شما است و به شدت در حال رشد است.
Popularscience.com

علیرضا سزاوار

منبع : روزنامه شرق