مقدمه ای بر GPS :

GPS به معنی سیستم تعیین موقعیت جهانی است که با استفاده از این سیستم میتوانیم موقعیت جهانی و ارتفاع خود را در هر لحظه از شبانه روز و در هر نقطه از کره ی زمین تعیین کنید .

ساده ترین استفاده ای که همه ی ما از این سیستم می کنیم نرم افزارهایی هستند که روی گوشی های هوشمند خود نصب کرده ایم مانند تلگرام و واتساپ برای ارسال موقعیت و اسنپ .

 در این نرم افزار های عمومی برای لوکال بودن گیرنده دقت تعیین موقعیت میتواند از 3 متر تل چند 10 متر هم کاهش پیدا کند

GPS  در سال 1973 توسط آمریکا راه اندازی شد که تا الان 32 ماهواره در فضا دارد و بعد از آمریکا اکثر کشورهای ابر قدرت یک سیستم تعیین موقعیت ماهواره ای مانند روسیه ( GLONASS ) اتحادیه ی اروپا ( Galile ) چین ( Beidoe ) برای خود راه اندازی کردند .

به مجموعه ی این سیستم ها GNSS گفته میشود که بسته به نوع کاربری و و نوع دقت میتوانیم از هرکدام از این سیستم ها استفاده کنیم .

اساس کار همه ی این سیستم ها ماهواره هایی هستند که در ارتفاع 20 هزار متری و در مدار مشخصی به دور زمین دوران میکنند . هر کدام از این ماهواره های GPS  سیگنال هایی به سطح زمین ارسال میکنند که این سیگنال ها در بازه ی فرکانسی 1.2 و 1.4 گیگاهرتز هستند و در باند L به سطح زمین ارسال میشوند . امواج ارسالی با نام موج های حامل L1 و L2 شناخته میشوند و دو کد با نام های (C/A Code  کد غیر دقیق ) و (P/A Code کد دقیق ) روی این امواج مدله میشوند .

اگر یک گیرنده GPS فقط سیگنال L1 دریافت کند تک فرکانسه و اگر هر دو سیگنال L1 و L2 را ریافت کند دو فرکانسه نامیده میشود .

البته در دهه های اخیر یک سیگنال سوم با نام L5 در سیستم GPS اضافه شده است .

و در حالت کلی به گیرنده های با قابلیت دریافت بیش از یک فرکانس گیرنده مولتی فرکانس ( Multi fereqance ) گفته میشود .

ماهواره های GPS مجهز به ساعت های اتمی هستند که زمان دقیق ارسال سیگنال به طور کاملا دقیق اندازه گیری میکنند . این سیگنال ها شامل اطلاعتی درباره ی موقعیت ماهواره ها و زمان دقیق ارسال سیگنال ها هستند سرعت این سیگنال ها برابر سرعت نور و 300 هزار ثانیه ( KM/S ) که با ضرب سرعت سیگنال در مدت زمان سیر سیگنال فاصله ی بین گیرنده GPS و ماهواره ها مشخص میشود .

به این دلیل که ماهواره ها دارای مختصات معلوم هستند اگر فاصله ی بین یک گیرنده GPS تا حداقل 4 ماهواره اندازه گیری شود مختصات 3 بعدی گیرنده GPS تعیین میشود .

دو سیستم تعیین موقعیت در GPS وجود دارد

1) سیستم تعیین موقعیت دقیق یا (PSP Precise Positioning Serrices ) :

که با استفاده از این سرویس میتوان به دقت میلی متر ( m-m Acuracy ) دست یافت .

2) سیستم تعیین موقعیت استاندارد یا (SPS Standard Positioning Services ) :

این سیستم در گیرنده های تک فرکانسه شامل GPS های دستی ها و گوشی ها و تبلت ها قابل دسترسی است .به طور کلی هر گیرنده ای که بتواند کد SE را از ماهواره ها دریافت کند میتواند سرویس SPS در اختیار کاربر قرار بدهد . در GPS های دستی که اکثرا در کارهای غیر دقیق عمرانی و نقشه برداری استفاده میشود و یا در کاربری های عمومی مانند آدرس یابی و کوه نوردی و ردیابی ناوگان از این مفهوم استفاده میشود . به این روش روش تعیین موقعیت مطلق گفته میشود که با این روش میتوان به دقت 3 تا 30 متر دست پیدا کرد ( meter Acuracy ) .

برای این که این دقت بهبود پیدا کند یک سری الگوریتم ها و تکنیک های توسعه داده شده که با استفاده از اون ها به دقت سانتی متر و میلی متر دست پیدا کنید .