كل ما تحتاج لمعرفته حول GPS واستخداماته

يستخدم كل جهاز ذكي تقريبًا نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لتتبع ومراقبة موقعك والأنشطة البدنية الأخرى عبر مسافة. يساعدك على التنقل من النقطة أ إلى النقطة ب.

لكن هل تعلم ، كيف يعمل GPS هذا ، وكيف يعمل GPS ، وما هي استخداماته الأخرى؟

حسنًا ، سنناقش الأمر نفسه هنا في هذه المقالة. دعونا نفهم كيف يعمل نظام GPS ، ولماذا يتم استخدامه ، ومدى دقته ، وتعمل أجهزة الاستقبال والوحدات الخاصة به.

تاريخ موجز لنظام تحديد المواقع العالمي

يمارس البشر الملاحة منذ ملايين السنين بمساعدة الشمس والقمر والنجوم. نظام تحديد المواقع العالمي GPS هو تقدم إلى نفس التكنولوجيا في القرن العشرين ، باستخدام تقنية عصر الفضاء.

شوهدت أول نظرة خاطفة على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) عندما أطلقت روسيا أول قمر صناعي لها سبوتنيك 1 في عام 1957. وبعد ذلك بوقت قصير ، بدأت وزارة الدفاع الأمريكية في استكشاف قدرات تحديد الموقع الجغرافي للملاحة تحت الغواصات.

على الرغم من إتاحة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للجمهور في عام 1983 من قبل حكومة الولايات المتحدة ، إلا أن التحكم في البيانات احتفظت به الحكومة نفسها. كان ذلك في عام 2000 فقط عندما حصلت الشركات والجمهور أخيرًا على إمكانية الوصول الكامل إلى استخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).

ما هو GPS وكيف يعمل؟

يوفر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أو نظام تحديد المواقع العالمي (Global Positioning System) بيانات التنقل وتحديد المواقع وقياسات التوقيت. يستخدم نظام التتبع GPS الأقمار الصناعية وأجهزة الاستقبال والخوارزميات لمزامنة المواقع المختلفة وبيانات الوقت والسرعة. يتم استخدام مزامنة نظام GPS في الرحلات البرية والبحرية والجوية.

تتم إدارة نظام الملاحة GPS من قبل حكومة الولايات المتحدة ويمكن لأي شخص الوصول إليه مجانًا من خلال جهاز استقبال GPS فقط. يتكون النظام من شبكة من 24 قمرا صناعيا يتم وضعها من قبل وزارة الدفاع الأمريكية في مدار الأرض.

على الرغم من أن نظام التتبع GPS تم تصميمه بشكل أساسي لاستخدام التطبيقات العسكرية ، إلا أنه كان متاحًا للمدنيين خلال الثمانينيات.

العناصر الأساسية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)

يتكون نظام تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) من ثلاثة عناصر مختلفة ، تُعرف أيضًا باسم المقاطع. تعمل هذه الأجزاء بشكل جماعي لتزويدك بمعلومات الموقع.

الأجزاء الثلاثة التي تشكل العناصر الرئيسية لنظام GPS الهندي هي:

• الفضاء / الأقمار الصناعية: العنصر الأول هو الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض في الفضاء. تنقل هذه الأقمار الصناعية إشارات البيانات إلى المستخدمين عن موقعهم الجغرافي ووقت اليوم.
• التحكم الأرضي: يتكون التحكم الأرضي ، المعروف أيضًا باسم "جزء التحكم" من هوائي أرضي ومحطات تحكم رئيسية ومحطات مراقبة على الأرض. تشمل الأنشطة في قطاع التحكم تشغيل وتتبع الأقمار الصناعية في الفضاء ومراقبة عمليات إرسالها. توجد محطات المراقبة هذه في جميع قارات العالم بما في ذلك أوروبا وأمريكا الشمالية والجنوبية وآسيا وأفريقيا وأستراليا.
• معدات المستخدم: هي جهاز استقبال وجهاز إرسال GPS للمستخدم النهائي. يتضمن ذلك عناصر مثل الهواتف الذكية والساعات والأجهزة الأخرى التي تعمل عن بُعد.

كيف تعمل تقنية GPS؟

دعونا نفهم كيف يعمل GPS بالتفصيل من خلال فهم التكنولوجيا والمفاهيم المستخدمة وراءه.

يعمل نظام تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على تقنية فريدة تُعرف باسم التثليث. باستخدام هذه التقنية ، يمكنك حساب السرعة والارتفاع والموقع من خلال جمع الإشارات من الأقمار الصناعية لتحديد معلومات موقع الإخراج.

(ملاحظة: مع ذلك ، غالبًا ما يتم الخلط بين كلمة "التثليث" لمصطلح "التثليث" وهي تقنية تُستخدم لقياس الزوايا وليس المسافات.)

لذلك ، وبكلمات بسيطة ، فإن الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض في الفضاء ترسل إشارات يجب قراءتها وتفسيرها من خلال جهاز GPS يقع بالقرب من سطح الأرض أو فوقه. لحساب الموقع الدقيق ، يجب أن يكون جهاز تتبع GPS قادرًا على قراءة الإشارات من أربعة أقمار صناعية على الأقل.

في دوائر الشبكة هذه ، يدور كل قمر صناعي حول الأرض مرتين يوميًا أثناء الإرسال عبر إشارة فريدة ووقت ومعلمات مدارية. يمكن لجهاز التتبع GPS قراءة الإشارات من ستة أقمار صناعية أو أكثر في أي وقت محدد.

لذلك ، عندما يلتقط جهاز GPS إشارة ميكروويف يبثها قمر صناعي واحد ، فإنه يحسب المسافة بين جهاز GPS والقمر الصناعي. ولكن نظرًا لأن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) يمكنه فقط حساب المسافة من القمر الصناعي ، فإن قمرًا صناعيًا واحدًا لا يكفي لتوفير المعلومات المطلوبة حول الموقع.

أيضًا ، لا توفر الأقمار الصناعية أي معلومات حول الزوايا ، لذلك يمكن أن يكون الموقع الذي تم اختياره بواسطة جهاز GPS في أي مكان على سطح الأرض.

يُقترح قراءة: أفضل تطبيقات تتبع الموظفين لأجهزة Android و iPhone 2022

كيف يتتبع GPS الموقع الدقيق؟

حسنًا ، نحن في عالم ثلاثي الأبعاد ، ونفس الشيء يستخدم لتحديد الموقع الدقيق باستخدام GPS. دعونا نفهم هذه الظاهرة بشكل أفضل.

عندما يتم إرسال إشارة عن طريق القمر الصناعي ، يتم إنشاء دائرة نصف قطرها تقيس المسافة من جهاز تتبع GPS إلى القمر الصناعي المحدد. وبالمثل ، عندما يرسل قمر صناعي ثانٍ إشارة ، يتم إنشاء دائرة أخرى مرة أخرى.

هذا يضيق الموقع إلى إحدى نقطتين ، حيث تتقاطع النقطتان اللتان تم إنشاؤهما بواسطة أقمار صناعية مختلفة. الآن مرة أخرى عندما يرسل قمر صناعي ثالث أيضًا إشارة ، يمكن تحديد موقع الجهاز بدقة ، عند نقطة تقاطع الدوائر الثلاث.

ومع ذلك ، نظرًا للعالم ثلاثي الأبعاد ، يمكننا تحديد أن الإشارات المرسلة من الأقمار الصناعية لا تنشئ دوائر ، بل تخلق كرات. يخلق تقاطع هذه المجالات الثلاثة نقطتي تقاطع ، ويتم اختيار النقطة الأقرب إلى الأرض كموقع GPS.

استخدامات تقنية GPS

اليوم ، تستخدم كل صناعة أنظمة تتبع GPS لأغراض مختلفة. يتم استخدام متتبع GPS يوميًا لحساب قياسات الوقت الدقيقة وتتبع الموقع والتنقل والمزيد. دعونا نفهم الاستخدامات الرئيسية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS):

• الموقع: يساعدك في تحديد الموقف بدقة.
• التنقل: يسمح لك بالانتقال من موقع إلى آخر.
• التتبع: يسمح لك بمراقبة حركة الشخص أو الكائن باستمرار.
• رسم الخرائط: يساعدك في إنشاء خرائط GPS للعالم.
• التوقيت: يمكنك من أخذ قياسات الوقت بدقة متناهية.

أمثلة على استخدامات GPS

• حالات الطوارئ: في وقت الطوارئ أو الكوارث الطبيعية ، يستخدم المستجيبون الأوائل نظام تتبع GPS لرسم خريطة الطقس ومتابعته والتنبؤ به. كما أنه يساعد في تتبع موظفي الطوارئ. إنه يضمن تقديم المساعدة في الوقت المناسب لحماية الناس في الأوقات الصعبة.

• النقل: أثناء التنقل ، يمكنك استخدام ميزة GPS مثل تحسين المسار التي ستساعدك في توفير الوقود والوقت. تستخدم مؤسسات التجارة الإلكترونية ، وعلامات التوصيل ، وشركات الخدمات اللوجستية ، وما إلى ذلك ، أنظمة تتبع المركبات عبر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لضمان التسليم في الوقت المناسب وزيادة الإنتاجية.

• الصحة واللياقة البدنية: التكنولوجيا القابلة للارتداء مثل الساعات الذكية تتبع نشاطك البدني مثل الجري. تستخدم ساعات GPS هذه متتبع GPS لحساب المسافة المقطوعة أثناء الجري أو المشي.

• الألعاب: يستخدم تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بشكل بارز جدًا في الألعاب الحية. يساعد اللاعبين على التعاون واللعب من مختلف البلدان. على سبيل المثال ، في لعبة Pokemon Go ، تم استخدام GPS للعب في مواقع مختلفة.

• الجيش: أحد الاستخدامات الرئيسية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في الجيش للتنقل والتوجيه والتتبع والمراقبة للقوات وقوات العدو والأصول العسكرية والصواريخ. يساعد نظام تحديد المواقع الجيش على تحديد مواقع الغارات الجوية والعمليات العسكرية.

دقة أنظمة GPS

يتيح لك نظام تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) تحديد المواقع المختلفة والتنقل فيها ورسم خرائطها وتتبعها ، ولكن ما مدى دقة جهاز تعقب GPS؟

يعمل جهاز تعقب GPS بشكل رائع في المناطق المفتوحة حيث لا تسبب العوامل الخارجية مثل المباني الشاهقة أو الأشجار أو المباني أي اضطراب. بالإضافة إلى ذلك ، فإن دقة موقع GPS تعتمد على عدة عوامل ومتغيرات كما هو مذكور أدناه:

• الاضطرابات الجسدية: يمكن أن يكون وقت الوصول المقدر المحسوب بواسطة نظام تتبع GPS غير دقيق بسبب عوامل فيزيائية مثل الجبال الكبيرة والأشجار والمباني والمزيد.

• الارتفاع: لا يمكن لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) تحديد الارتفاع الذي يوضع عليه الجهاز أو الهاتف الذكي المتصل.

• الظروف الجوية: يمكن أن يكون للعواصف الشديدة أو الأمطار أو العواصف الشمسية تأثير مباشر على أنظمة تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).

• عطل في القمر الصناعي: قد يكون هناك عائق في النموذج المداري للقمر الصناعي مما يؤثر سلبًا على دقة أجهزة تعقب GPS. ومع ذلك ، فإن هذا السيناريو أصبح نادرًا الآن.

• أخطاء في التقدير: قد يتعرض جهاز تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لخطأ عندما لا يكون الجهاز المستخدم عليه مصممًا لتلبية مواصفات الأجهزة.

• التداخلات الخارجية: قد يواجه جهاز تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) تداخلات ناتجة عن عمليات محاكاة ساخرة أو أجهزة تشويش.

كيفية استخدام Fake GPS؟

المستخدمون الذين لا يريدون الكشف عن موقعهم الحقيقي لديهم خيار استخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) المزيف. لاستخدام موقع GPS مزيف ، اتبع الخطوات التالية:

• من متجر Google Play ، قم بتنزيل "Fake GPS Location-GPS Joystick".
• بعد التثبيت ، انقر فوق "تعيين الموقع" ، وحدد الموقع الوهمي بمساعدة خطوط الطول والعرض.
• انقر فوق ابدأ> مطلوب إذن الرسم> الإعدادات.
• انقر فوق خيار "تصريح" فوق التطبيقات الأخرى ، ثم ارجع إلى التطبيق.
• انقر فوق "ابدأ" لتمكين موقعك الوهمي.
• انتقل إلى "الإعدادات> حول" في هاتفك للعثور على رقم الإصدار ، واستمر في النقر عليه حتى تصل إلى "وضع المطور".
• ارجع إلى "الإعدادات> خيارات المطور ، وتحت الموقع الوهمي ، انقر فوق" عصا التحكم بنظام تحديد المواقع العالمي ".
• انتقل إلى تطبيق "GPS Joystick" واضغط على "Start".

يجب أن تقرأ: أفضل تطبيقات التجسس المخفية لهواتف Android في الهند: مخفي وغير قابل للكشف

لمحة عامة عن الأنظمة العالمية لسواتل الملاحة (GNSS)

GNSS ، النظام العالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية يبث المعلومات المدارية والتوقيتية مع شبكة من الأقمار الصناعية التي تُستخدم للملاحة وتحديد قياسات تحديد المواقع. ترسل هذه الكوكبة من الأقمار الصناعية معلومات التوقيت وتحديد الموقع إلى مستقبلات GNSS ، والتي تُستخدم أيضًا لتحديد الموقع الدقيق.

يتكون نظام GNSS بشكل رئيسي من جزأين: جزء التحكم وقطاع المستخدم.

قطاع التحكم عبارة عن شبكة من محطات المراقبة والتحكم الرئيسي وتحميل البيانات المنتشرة في جميع أنحاء العالم. عندما تتلقى هذه المحطات إشارة من القمر الصناعي ، فإنها تجري مقارنة بين المواقع التي يطالب بها القمر الصناعي ونماذج المدار.

وفقًا لذلك ، في محطات التحكم هذه ، يتم وضع الأقمار الصناعية للتأكد من دقة مسارها المداري. كما تتأكد محطات التحكم من أن القمر الصناعي في أفضل حالة صحية لضمان الدقة المثلى.

الآن ، من ناحية أخرى ، يتكون قسم المستخدم من المعدات المسؤولة عن استقبال إشارات الأقمار الصناعية. يستخدم هذا الجهاز الوقت والموقع المداري لأربعة أقمار صناعية على الأقل لتحديد موقع. لحل وتجنب أي أخطاء في التوقيت ، يستخدم قطاع المستخدم الهوائيات لاستقبال وتحديد الإشارات عالية الجودة.

بعض الأمثلة على GNNS هي نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) NAVSTAR في الولايات المتحدة الأمريكية ، ونظام Galileo الأوروبي ، ونظام BeiDou للملاحة عبر الأقمار الصناعية. أيضًا ، يعتمد أداء وكفاءة أي نظام GPS عالميًا على أربعة معايير مذكورة أدناه:

• صحة
• التكامل
• استمرارية
• التوفر

GPS مقابل أجهزة GNSS مقابل GPRS

إليك الفرق بين GPS و GNSS و GPRS:

ما هي وحدات وشرائح جهاز استقبال GPS؟

يمكن لشرائح ووحدات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) تزويد المستخدمين بمعلومات فورية عن الوقت والموقع في أي مكان على الأرض. توفر شرائح جهاز استقبال GPS معلومات حول الموقع في خطوط الطول والعرض والارتفاع.

تم تصميم شرائح جهاز استقبال GPS لتلقي المعلومات المتعلقة بمكان وضع كل قمر صناعي في لحظة معينة. يتم استخدام نفس أجهزة الاستقبال في نظام GPS للسيارات ونظام GPS للدراجات. إنهم يرسمون باستمرار الموقع المتغير للسيارة أو الدراجة على الخريطة الإلكترونية ، والتي تقدم بعد ذلك الاتجاهات وفقًا لذلك للوصول إلى الوجهة التي تم إدخالها.

معظم شرائح مستقبل GPS مبنية على المكونات الثلاثة التالية.

• الهوائي: يستقبل إشارات وله إمكانية منع التشويش.
• جهاز الاستقبال: وحدة معالج تقوم بتحويل إشارات الراديو إلى حل ملاحة.
• وحدة التحكم: وهي توفر واجهة للتحكم في جهاز الاستقبال. لعرض معلومات تحديد المواقع.

أسئلة وأجوبة

فئات ذات صلة: نظام تعقب المركبات GPS | برمجيات إدارة النقل | برنامج إدارة الأسطول