سیستم موقعیت یاب جهانی

۱- GPS چیست؟

سیستم تعیین موقعیت جهانی می‌باشد كه از طریق ردیابی سیگنالهایی كه توسط ماهواره های در حال چرخش به دور زمین فرستاده می شوند عمل می كند به عبارت دیگر یك گیرنده GPS می تواند موقعیتش را بر مبنای فاصله زمانی ارسال سیگنالها (توسط فرستنده های ماهواره ای) تعیین كند. GPS مجموعه‌ای از ۲۴ماهواره است كه در مداری به دور زمین می‌چرخند و توسط گیرنده‌های زمینی به مردم امكان می‌دهند مكان جغرافیایی خود را پیدا كنند. ماهواره‌ها طوری از هم فاصله دارند كه در هر نقطه زمین، ۴ ماهواره بالای افق قرار خواهد گرفت. هر ماهواره شامل یك كامپیوتر، یك ساعت اتمی و یك رادیو است. هر ماهواره با دانستن موقعیت زمانی مدار خود، به طور مداوم تغییر مكان و زمان خود را اعلام می دارد. هر گیرنده GPS در روی زمین شامل كامپیوتری است كه موقعیت خود را با گرفتن اطلاعات از ۳ ماهواره دریافت می‌كند. نتیجه بصورت طول و عرض جغرافیایی با دقت ۱۰ تا ۱۰۰ متر در اختیار بیشتر گیرنده‌ها قرار می‌گیرد و اگر ماهواره چهارم نیز قابل دریافت باشد، گیرنده می‌تواند ارتفاع را نیز به خوبی مكان جغرافیایی نشان دهد. و اگر گیرنده در حال حركت باشد، جهت و سرعت را اندازه‌گیری كرده و زمان تخمینی رسیدن به مقصد را نشان می‌دهد.

۱-۲- کاربردهای GPS در حمل و نقل

۱-۲-۱- دریانوردی و هوانوردی:

كنترل ارتفاع و مسیر پرواز هواپیما

امكان ارسال پیامهای كوتاه كتبی به متحرك

قابلیت نظارت بر حركت هواپیما و کشتی

امكان دریافت پیامهای امدادی

پیدا كردن کشتی ها و هواپیماهای گم شده براساس آخرین منطقه قطع ارسال علامت

تهیه نقشه از مسیر طی شده

نظارت بر سرعت، ارتفاع و محل استقرار هواپیما

اطلاع مركز كنترل از مسیر هواپیما و کشتی ها

تشخیص وسایل نقلیه و باربری در محوطه فرودگاه

اطلاع رسانی از وضعیت و مسیر حركت هواپیماها و کشتی ها بصورت On-line

۱-۲-۲- جاده ای و ریلی

مدیریت و كنترل ناوگان حمل ونقل به صورت Online

ردیابی، ارسال و دریافت اطلاعات واحدهای سیار به صورت Online

مدیریت ارسال وسایل نقلیه

كمك اضطراری به وسایل نقلیه ارسال شده به مناطق

مدیریت و كنترل ترافیك به صورت Online

ردیابی كانتینرها و محموله های ترانزیتی

نظارت بر قاچاق كالا

ثبت مداوم اطلاعات در فواصل زمانی معین یا بر اساس حالت هوشمند

ثبت و كنترل سرعتهای بالا و غیر مجاز

وجود توابع منطقه بندی/زمان بندی (خارج و داخل شدن به مناطق ممنوع یا زمانهای ممنوعه)

ثبت وقایع خاص در صورت قطعی ارتباط به صورت Online

كنترل زمان بندی واحدهای سیار

مدیریت وكنترل ناوگان واحدهای سیار

كنترل عملكرد و كارائی واحدهای سیار

تحقیق و بررسی مسیر طی شده واحدهای سیار

كنترل كارائی و عملكرد راننده

مدیریت هزینه وسیله نقلیه توسط كنترل مصرف سوخت و مدت زمان سپری شده

تنظیم ترافیك

مدیریت ایمنی نقل و انتقال

۲- IGS چیست؟

International GPS Servic - IGS یك سیستم جهانی و جامع از ایستگاههای موقعیت ‌یابی ماهواره ‌ای است كه شامل مراكز تجزیه و تحلیل برای دریافت داده های GPS است. این سرویس جهانی اطلاعات را دریافت و با بالاترین كیفیت به صورت Online و در كمترین زمان ممكن برای دسترسی و دستیابی به پیشرفتهای نامحدود و سریع مطالعات علمی و مهندسی در اختیار كاربران قرار می‌دهد.IGS داده ‌های مشاهداتی GPS را برای رسیدن به تازه ‌ترین تغییرات و رویدادها علمی ، جمع‌آوری، ذخیره و توزیع می ‌كند. همچنین IGS این‌ داده‌ ها را برای كاربردهایی كه در مباحث بعدی گفته خواهد شد برای كاربران علاقه ‌مند در اینترنت قابل دریافت و دسترسی می‌ نماید. به ویژه از نتایج IGS می‌ توان بهبود، گسترش و تدوین مراجع و سازمانهای بین ‌المللی زمین ازجمله ITRF )International Terresterial Refrence Frame ) و بازنگری حالات غیر طبیعی زمین، بازنگری حركات و دورانهای زمین، نوسان و دگرگونی در آبهای زمین (مانند سطح تراز دریاها و پوشش‌های یخی) توجیه چرخشهای ماهواره ‌ای تحقیقاتی و بازنگری حالات یونسفر را دانست.

۲-۱- اهداف و ماموریت IGS

ماموریت اصلی این سرویس بین‌المللی GPS تعیین واحدهای مرجعی سازمانهاست. كه برای پشتیبانی و نگهداری از نتایج اطلاعات GPS از فعالیتهای تحقیقی ژئودتیك و ژئوفیزیكی استفاده می‌شود. معرفی GPS و موارد استفاده آن برای بالا بردن اطلاعات علمی كاربران از دیگر اهداف سیستم IGS است كه باعث رشد سریع استفاده از GPS شده است. از اهداف دیگر سرویس IGS حفظ و پشتیبانی طیف وسیعی ازفعالیتهای انجام شده دولتی یا سازمانهای تجاری مورد نظر می‌باشد. همچنین این سرویس جهانی استانداردهای لازم را برای ایجاد پیوستگی و اتحاد بین الملل و برقراری عهدنامه‌ها بین آنها توسعه داده و مشخص می‌نماید.

۲-۲-اجزاء ساختاری IGS

این سرویس متشكل از یك شبكه بین‌المللی با حدوداً ۲۰۰ ایستگاه GPS برای تولید اطلاعات پیوسته درتمام مدت شبانه‌روز می‌باشد. بیش از ۱۲ ناحیه ، منطقه و مركز اطلاعاتی اداری وابسته به امور این سرویس می باشد و كلاٌ دارای ۳ مركز اطلاع رسانی جهانی است.سرویس IGS دارای ۷ مركز تجزیه و تحلیل اطلاعات بوده و شامل تعداد زیادی مراكز تحلیلی منطقه‌ای یا اداره‌ای برای ارائه كار در محل لابراتوارهای جلو برنده موشكی می‌باشد.

۲-۳- تاریخچه IGS

IGS سرویس جهانی است كه از سال ۱۹۹۴ توسط انجمن بین ‌المللی ژئودزی (International association of Geodesy (IAG به تصویب رسیده است و بعنوان یك عضو رسمی فدراسیون نجومی (FAGS) و سرویس اطلاعات تحلیلی ژئوفیزیكی از سال ۱۹۹۶ می ‌باشد. از سال ۱۹۸۰ كه ماهواره های موقعیت ‌یاب جهانی GPS وارد بازار شدند، سیستم IGS نقش بزرگی را در مطالعات جهانی و منطقه ای ‌ داشته است.بدنبال این پیدایش، رشد و ترقی پیوسته و روزافزون كاربردهای GPS و بدست آوردن گستره جهانی جامعه علمی، باعث شد كه كوششی جدی در جهت پیشبرد استانداردهای بین‌ المللی برای داده های GPS و تجزیه و تحلیل آنها و منظم و قابل استفاده نمودن آن برای عموم كاربران به صورت سیستم و سرویسی جهانی، جامع و فراگیر انجام گیرد.پس از آن در ژانویه سال ۱۹۹۴ سرویس بین ‌المللی IGS برای تمامی استفاده ‌كنندگان و كاربران قابل دسترسی شد و به طور رسمی توسط ۷ مركز آنالیزی اداره می شد و فعالیتهای دولتی و تجاری را پوشش می داد.در IGS سرویس گزارشی سالیانه ‌ای وجود دارد كه به وسیله دفتر مركزی IGS و از طریق windeweb جهانی تمامی اطلاعات را به آگاهی عموم می ‌رساند.

۲-۴- تولیدات IGS

سیستم IGS با استفاده از اطلاعات و داده‌های GPS اقدام به انتشار موارد زیر می ‌نماید:

جداول نجومی ماهواره‌ای GPS

تعیین پارامترهای چرخش زمین

مختصات و سرعت ایستگاههای IGS

اطلاعات زمانی مربوط به وضعیت ماهواره GPS و ایستگاه زمینی

كاربرد تولیدات IGS در تحقیقات علمی

‌‌گسترش سرویسهای جهانی زیر:

۱- سرویس بین المللی دوران زمین (IERS) International Earth

۲- سرویس بین المللی (ITRF)

۳- ‌‌نشان دادن تغییرات پوسته زمین و جریانهای مواد مذاب داخل زمین

۴- مطالعه دوران زمین