ردیاب خودرو،جی پی اس خودرو

جشن 25 سالگی گم نشدن، GPS متشکریم

اگر بخواهیم یک دلیل خوب برای استفاده از تکنولوژی فضایی عنوان کنیم، این است که انسانهایی مانند من را از گم شدن مداوم حفظ می کند. این روزها، تلفن هوشمند من در پیدا کردن مسیر بهتر از من است که مدیون گروهی از ماهواره ها هستیم که همواره مسیر را به آن می گویند.امروز سالگرد رمانتیک خاصی نیست ولی نشان دهنده گذشت 25 سال از زمانی است که اولین ماهواره سیستم موقعیت یاب جهانی (GPS) از Cape Canaveral امریکا به فضا فرستاده شد، شروع ایجاد یکی از عجایب مدرن دنیا. در دو و نیم دهه از آن زمان GPS شدیدا به هر آنچه ما داریم داخل شده است و در ۲۵ سال اخیر تکنولوژی GPS در موارد زیادی از زندگی ما داخل شده است مثل برنامه های کاربردی تلفن های هوشمند استفاده در کارتوگرافی علامت گذاری نقشه های جغرافیایی و نقشه برداری از زمین و آسودگی از بلایا و صدها کاربرد دیگر. در حالیکه بطور همزمان توقعات رعایت حریم خصوصی هم در حال بالا رفتن است.

جی پی اس متکی به حداقل 24 ماهواره است که در ارتفاع 20000 کیلومتری بالای سر ما در یکی از 6 مدار مختلف پرواز میکنند که این مدار شبیه یک مدل اسباب بازی اتمی به نظر میرسد.هر کدام از این ماهواره های یک تنی با پنل های خورشیدی شان تقریبا به اندازه یک زرافه می باشند. در هر لحظه هر ماهواره یک سیگنال برای معرفی خود و تعیین زمان و مکان خودش ارسال میکند.تلفن یا ماشین دارای امکان GPS این سیگنال را میگیرد و زمان دریافت سیگنال را با زمان ارسال ان مقایسه میکند با توجه به سرعت نور و انجام محاسبات سریع دستگاه فاصله‌اش را تا ماهواره را بدست می‌آورد اگر شما فاصله تان را 2 یا 3 ماهواره داشته باشید میتوانید موقعیت تان را روی زمین با روش مثلثی بدست آورید.

زمانیکه تمام ماهواره های GPS در حال کار کردن هستند، کاربر همیشه حداقل 4 ماهواره را روی دستگاه می بیند که ارتفاع سرعت و مسیر را مشخص می کنند.به منظور استفاده از روش مثلثی برای تعیین موقعیت GPS قطعا نیاز به زمان نگهداری دقیق دارد. به همین دلیل است که هر ماهواره یک ساعت اتمی با خود حمل میکند ماهواره ها همچنین تکنولوژی های بسیار مهمی هستند که درس های اموخته شده از انیشتن را استفاده میکنند شخصی که به ما اموخت ساعت های خارج از یک منطقه جاذبه ای سریعتر از ساعتهای داخل ان (بدلیل گردش زمان فضا) کار میکنند.این اختلاف ناشی از این حقیقت است که ماهواره های GPS 14000 کیلومتر در ساعت جابه جا می شوند. یعنی انها یک تاخیر زمانی جزئی را تجربه میکنند که باعث میشود ساعت شان نسبت به زمین اهسته تر کار میکند دو اثر گرفته شده با هم به این معنا است که ساعت روی یک ماهواره GPS حدود 38 میکروثانیه در هر روز سریعتر از ساعت های روی زمین کار میکند.GPS نیاز به دقت 20 تا 30 نانو ثانیه دارد بنابراین هر دو اثر بخشی از محاسبه ای هستند که تعیین میکند در هر لحظه فاصله هر ماهواره چقدر است.

ایده GPS همان اوایل هم از یک مسابقه فضایی می اید. در سال 1957 ماهواره اسپاتینک شوروی یک صدای رادیویی ویژه ای منتشر کرد که می توانست طوری تنظیم شود که همانند وسیله ای بالای سر ما عبور کند.در حالیکه قسمتی از امریکا وحشت زده شده بود دو دانشمند در ازمایشگاه فیزیک کاربردی دریافتند که انها می توانند آن انتقالات از آن برای تعیین محل ماهواره استفاده کنند .همانطور که اسپاتینک نزدیک می شد. سیگنالهای رادیویی ان کمی فشرده می شدند طول موج شان کوتاه می شد و همانطور که دور میشد طول موجها طولانی می شدند این مطلب را تحت عنوان اثر داپلر می شناسند و میتواند براحتی همانند صدای امبولانسی که به سرعت به شما نزدیک می شود شنیده شود که زیر و بمی آژیرش بلندتر می شود .دانشمندان ازمایشگاه فیزیک کاربردی از UNIVAC ، یکی از کامپیوترهای تجاری در امریکا را استفاده میکردند تا مسیر گردش اسپانتیک را دریابند.یک سال بعد از انها خواسته شد تا مساله عکس را انجام دهند پیداکردن موقعیت افراد در روی زمین بر اساس موقعیت ماهواره .

بزودی این مساله بوسیله دپارتمان اژانس پروژه های تحقیقی پیشرفته دفاعی (DARPA) اغاز شد که ماهواره هایی را در اغاز 1964 بعنوان بخشی از برنامه transit اولین برنامه حرکت ماهواره را فرستاد. نیروی دریایی امریکا بزرگترین کاربر ماهواره های transit بود و از انها استفاده میکرد تا اطلاعاتی در مورد موقعیت زیردریایی هایشان تهیه کنند. گسترش دادن فرستادن و نگهداری ماهواره ها برای یک سیستم تمام مبتنی بر GPS بسیار گران بود. اگر بخاطر جنگ سرد نبود و این حقیقت که امریکا برای فرستادن موشکهای هسته ای به هر جا و همه جا به انها احتیاج داشت هرگز امکان نداشت GPS اتفاق بیفتد ارتش امریکا می خواست تا مطمئن شود که انها قادر خواهند بود تا به هر حمله هسته ای شوروی پاسخ دهند حتی اگر برخی از پایگاههای هسته ای تخریب شده باشد. داشتن بمب اندازهای هوایی و پایگاههای زمینی با موشک های بین قاره ای کافی نبود پایگاههای بالستیک زیر دریایی برای ایجاد یک حمله متقابل هوایی لازم بود.

اما زیر دریایی ها لازم بود تا دقیقا موقعیتشان را قبل از فرستادن موشک به سمت هدف بدانند. نیروی دریایی برای این منظور transit را داشت. با انجام کارهای متشابه در دهه 1980 نیروی هوایی یک مفهوم مشابه که Mosaic نامیده میشد برای بمب افکن هایشان توسعه دادند و ارتش ماهواره هایی را تحت برنامه secor فرستاد که این برنامه می توانست مکان یک واحد را جایی در روی کره زمین تعیین کند. تا سال 1973 شاخه های ارتش امریکا فهمیدند که انها می توانند ایده هایشان را ترکیب کنند و به یک چیز برتری دست پیدا کنند. در ماه سپتامبر همان سال مقامات بالا در پنتاگون با هم ملاقات کردند و برنامه سیستم مسیریابی با استفاده از زمان بندی و درجه بندی را پیشنهاد دادند که Nav star-GPS نامیده می شد و بعدا با نام اختصاری GPS شناخته شد. بین سالهای 1978 و 1985 ارتش 11 ماهواره را برای تست سیستم GPS جدید به فضا فرستاد بعد از اینکه پرواز 007 خطوط هوایی کره برا ی برگشت در فضای ممنوعه u.s.s.r به هوا فرستاده شد رئیس جمهور ریگان قول داد که GPS زمانیکه کامل میشود برای استفاده عموم در مسافرت هوایی بروی همه باز خواهد شد اولین ماهواره مدرن GPS در فوریه 1989 به فضا فرستاده شد. نیروی دریایی برنامه ریزی کرده بود تا از شاتل فضایی برا ی فرستادن ان در 1986 استفاده کنداما با فاجعه challenger دچار تاخیر شد و نهایتا از یک راکت delta II استفاده کرد. گروه کامل GPS در 1994 کامل شد و هم اکنون حداقل 32 ماهواره در مدار قرار دارند تا افزونگی را ایجاد کنند. در همان زمان روسیه glonass را توسعه داد و فرستاد که بر اصول مشابه GPS کار میکند و هم اکنون تنها گزینه سیستم مسیریاب در دنیاست. همانند روزهای اغازین ارتش امریکا دچار ترسی شد که تکنولوژی GPS بوسیله دشمن استفاده خواهد شد و عمدا اطلاعات عمومی را طوری پایین اورد که تنها می توانست اطلاعات مکانی دقیق را در محدوده 100 متر فراهم کند در سال 2000 رئیس جمهورکلینتون این مختصه را خاموش کرد و هم اکنون وسایل عمومی تا حد 5 تا 10 متر معمولا دقیق هستند . اتحادیه اروپا و چین در حال حاضر سیستم مسیریابی جهانی خودشان را میسازند تحت عنوان Galileo و Beidou شناخته میشود که بعنوان گزینه های بعدی GPS در دهه اینده به خدمت گرفته خواهد شد این طور بنظر میرسد که مردم در اینده هرگز نگران گم شدن نخواهند بود.