نحوه تعیین موقعیت جغرافیایی جی پی اس

اصول و نحوه تعیین موقعیت مکانی GPS ( جی پی اس)

در مقالات پیشین درباره ی انواع گیرنده های جی پی اس و کاربردهای این گیرنده ها به صورت تخصصی پرداخته شد، اکنون در این مقاله قصد داریم در خصوص نحوه کار، نحوه تعیین موقعیت دستگاه جی پی اس (گیرنده جی پی اس) را با ماهواره ها جی پی اس بپردازیم. پس در ادامه با ما همراه باشید.

وظیفه یک گیرنده GPS را می توان پس از روشن شدن بصورت زیر خلاصه کرد:

الف-  نرم افزار سیستم باید بتواند ماهواره های موجود دردید دستگاه را تعیین کند و سپس از بین ماهواره ها , چهار ماهواره را که دارای بهترین آرایش هندسی هستند به منظور مینیمم شدن خطای فاصله  منبعی انتخاب کند.

تعیین ماهواره های موجود دردید دستگاه جی پی اس اغلب توسط اطلاعات قبلی موجود درحافظه خراب نشدنی دستگاه انجام می شود، اگر چنین اطلاعات معتبری درحافظه دستگاه نباشد، سیستم باید عمل جستجو را برروی تک تک 24 ماهواره GPS انجام داده و لیستی از ماهواره های در دید تهیه کند که مسلماً این کار وقت زیادی از گیرنده جی پی اس را پس از روشن شدن به خود جهت تعیین موقعیت اختصاص می دهد .

ب- پس از تعیین 4 ماهواره مورد نظر باید سیگنال آنها را بدست آوریم، این کار با ساختن کد شبه تصادفی نظیر کد ماهواره مورد نظر درگیرنده و انجام عمل همبستگی با سیگنال دریافت شده انجام میشود. کد داخلی گیرنده جی پی اس را آنقدر شیفت زمانی می دهیم تا خروجی همبستگی‌ساز ماکزیمم گردد.

در این صورت کد بدلی وکد دریافتی از ماهواره کاملاً سنکرون هستند .به این عمل , جستجوی سیگنال ماهواره درحوزه زمان می گویند.

لازم به ذکر است که بایستی عمل جستجو در حوزه فرکانس نیز انجام شود، از آنجا که ماهواره های  GPSدر مدار زمین ثابت (ژئو سنکرون) قرار نداشته و نسبت به زمین درحال حرکت هستند و همچنین چون گیرنده نیز معمولاً روی یک جسم متحرک نظیر اتومبیل نصب می شود در نتیجه فرکانس دقیق کاربر ارسالی به علت اثر دوپلر ,مشخص نیست پس باید فرکانس کاربر محلی را نیز آنقدر تغییر دهیم تا خروجی همبستگی ساز ازحد آستانه ای بیشتر شود و نهایتاً فرکانس کاربر نیز با فرکانس دریافتی سنکرون شود.

ج- پس از عمل جستجو وارد مرحله ردیابی سیگنال می شویم، در این مرحله اولاً هدف این است که سیگنال سنکرون تولید شده دربرگیرنده همچنان با سیگنال ماهواره سنکرون بماند این عمل توسط یک حلقه کنترلی خاص تحت عنوان COSTASLOOP که در واقع یک نوع خاص VCO انجام می شود. ثانیاً عملیات دمودلاسیون BPSK سیگنال رسیده اطلاعات ناوبری D(t) و عملیات شبه فاصله سنجی (تعیین فاصله کاربر وماهواره توسط زمان انتشار سیگنال ) نیز دراین مرحله انجام شود.

د- مراحل بوت باید عیناً برای 3 ماهواره دیگر انجام شود،  درنهایت چهار شبه فاصله که از مراحل فوق محاسبه شده است در اختیار داریم ، حال نرم افزار گیرنده جی پی اس باید بتواند به کمک این چهارشنبه فاصله یک دستگاه چهار معادله و چهار مجهول را حل کند و با این معادلات طول و عرض جغرافیایی, ارتفاع و همچنین زمان دقیق را بدست آورد از مراحل چهارگانه فوق مراحل الف و د بیشتر به جنبه های نرم افزاری یک گیرنده بر میگردد.

در مقاله بعدی به اهمیت و کاربردهای فنآوری جی پی اس در صنایع  و زمینه های مختلف به صورت جامع و تخصصی خواهیم پرداخت.

استفاده از مطالب و محتوی مندرج در وب سایت پارس جی پی اس فقط برای مقاصد غیرتجاری و با ذکر منبع بلامانع است.