Tải bản đầy đủ

نظام تحديد المواقع GPS

‫‪Global Positioning System‬‬
‫نظام تحديد المواقع العالمي ‪GPS‬‬
‫أ‪ .‬صهيب أبو جياب‬


‫المحاور‬
‫‪.1‬‬

‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪.5‬‬
‫‪.6‬‬
‫‪.7‬‬
‫‪.8‬‬

‫مقدمة‬
‫مكونات نظام تحديد المواقع العالمي‬
‫كيفية تحديد الموقع بواسطة نظام ‪GPS‬‬
‫أجهزة الـ ‪ Receivers‬المستخدمة في الـ ‪GPS‬‬
‫تطبيقات نظام تحديد المواقع‬

‫تطبيق عملي علي جهاز الـ ‪GPS‬‬
‫توقيع اإلحداثيات‬
‫استيراد البيانات من جهاز ‪GARMIN GPS 76‬‬


‫المحور األول‬
‫مقدمة لتحديد المواقع‬

‫أ‪.‬صهٌب أبو جٌاب‬


‫مقدمة‬
‫‪ ‬حاول اإلنسان منذ بداٌات حٌاته التفكٌر بإٌجاد طرق تساعده‬
‫فً تحدٌد مسار جوالته وتحركاته علً سطح الكرة األرضٌة‬
‫مستخدما بذلك أسالٌب بدابٌة وبسٌطة جدا كالعالمات‬
‫األرضٌة وأكوام الحجارة المتواجدة ضمن محٌطه الصغٌر‬
‫والتً تصبح عدٌمة النفع مع هطول األمطار وتساقط الثلوج‬
‫التً تغطً وتغٌر معالم األرض‬

‫أ‪.‬صهيب أبو جياب‬


‫‪ ‬لهذا التجأ اإلنسان إلً تثبٌت مواقعه والحفاظ علً معالم‬
‫محٌطه الخارجً المتمثلة بالتفاصٌل الطبٌعٌة والصناعٌة‬
‫بإجراء قٌاسات مباشرة لهذا التفاصٌل ومن ثم تمثٌلها علً‬
‫مخططات وخرابط مساحٌة وفقا لمقاٌٌس مناسبة مطورا بذلك‬
‫علم المساحة أو الطبوغرافٌا‬
‫‪ ‬تطور علم المساحة مع مرور الزمن وازدٌاد حاجة اإلنسان‬
‫الملحة إلً االستقرار واألمان والتقدم‬
‫‪ ‬لم ٌعد هذا العلم مقتصرا علً تمثٌل التفاصٌل السابقة بل‬
‫أصبح له غاٌات أخري كقٌاس المساحات وتحدٌد حدود‬
‫األراضً وتنفٌذ اإلعمال المساحٌة الضخمة‬
‫أ‪.‬صهٌب أبو جٌاب‬


‫‪ ‬تم إجراء القٌاسات للمشارٌع المساحٌة باالعتماد علً الخبرة‬
‫وأجهزة المساحة البدابٌة والتقلٌدٌة التً تعانً من عدم دقة‬
‫القٌاسات‬
‫‪ ‬ومع اتساع حركة اإلنسان باكتشاف البحار والمحٌطات‬
‫ازدادت مشكلة تحدٌد معالم حركته تعقٌدا لعدم توفر أٌة‬


‫إشارات أو دالبل واضحة‬
‫أ‪.‬صهٌب أبو جٌاب‬


‫‪ ‬بدا اإلنسان العصري مع تطور أجهزة القٌاس الحدٌثة بتحدٌد‬
‫إحداثٌات موقعه واتجاه سفره بشكل أفضل مستخدما أجهزة‬
‫القٌاس االلكترونٌة التً تعمل علً مبدأ األمواج‬
‫الكهرومغناطٌسٌة‬
‫‪ ‬تتجلً نقاط ضعف هذه األجهزة باستخدامها المقتصر علً‬
‫األعمال البحرٌة ذات المجال المحدود وتتأثر قٌاساتها‬
‫بالعوامل الجوٌة وتؤثر طبوغرافٌة األرض المحٌطة‬
‫بالشواطا المؤثرة علً تردد الموجات أو اإلشارات المبثوثة‬
‫أ‪.‬صهٌب أبو جٌاب‬


‫‪ ‬بعد ذلك تعددت األنظمة المتبعة لتحدٌد المواقع‬
‫‪ ‬تم استخدام نظام التعٌٌن أإلحداثً الكروي العالمً الذي‬
‫ٌستخدم اإلشارات الالسلكٌة الرادٌوٌة المبثوثة من أقماره‬
‫الصناعٌة فً تحدٌد مواقع النقاط المطلوب رصدها علً‬
‫أي مكان من سطح األرض‬

‫أ‪.‬صهٌب أبو جٌاب‬


‫‪ ‬تم استخدام الـ ‪ GPS‬منذ عام ‪ 1973‬لألغراض العسكرٌة‬
‫بهدف االستطالع والمراقبة من قبل وزارة الدفاع األمرٌكٌة‬
‫وأصبح متاح لالستخدامات المدنٌة منذ بداٌة الثمانٌنات‬

‫أ‪.‬صهٌب أبو جٌاب‬


‫المحور الثاني‬
‫مكونات نظام الـ ‪GPS‬‬

‫أ‪.‬صهٌب أبو جٌاب‬


‫المحور الثاني‪ :‬مكونات نظام الـ ‪GPS‬‬
‫‪ ‬يتكون نظام الـ ‪ GPS‬من ثالث مكونات رئيسية‪-:‬‬
‫قسم الفضاء‬

‫‪The space segment‬‬

‫المستخدمٌن‬

‫‪The user segment‬‬

‫محطات المراقبة والتحكم‬

‫‪The control segment‬‬

‫أ‪.‬صهٌب أبو جٌاب‬


‫أولا‪ :‬قسم الفضاء ‪The space segment‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬

‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬

‫ٌتكون هذا النظام من ‪ 24‬قمر صناعً‬
‫ٌدورون حول الكرة األرضٌة ‪ 3 +‬احتٌاط‬
‫األقمار علً ارتفاع ‪ 20‬ألف كٌلو متر‬
‫ٌكمل كل قمر دورة حول األرض كل ‪12‬‬
‫ساعة‬
‫مرتبة فً ‪ 6‬مدارات تغطً جمٌع أنحاء‬
‫األرض‬
‫فً أي لحظة طوال الٌوم وفً أي مكان‬
‫علً سطح األرض ٌمكن رصد ‪ 4‬أقمار‬
‫صناعٌة علً األقل‬
‫أ‪.‬صهٌب أبو جٌاب‬


‫القمر الصناعي المستخدم في نظام ) ‪( G . P . S‬‬
‫أ‪.‬صهٌب أبو جٌاب‬


‫المستخدم في نظام ) ‪( G . P . S‬‬
‫هيكل القمر الصناعي‬
‫أ‪.‬صهٌب أبو جٌاب‬


‫وظابف القمر الصناعً‬
‫‪ٌ ‬تمثل دور القمر الصناعً فً التالً‪-:‬‬
‫‪ ‬استقبال وتخزٌن البٌانات المرسلة من محطة التحكم‪.‬‬
‫‪ ‬الحصول علً التوقٌت الدقٌق عن طرٌق ساعات الروبٌدٌوم والسٌنٌزٌوم‬
‫‪ ‬ارسال المعلومات للمستخدم عن طرٌق اشارات مختلفة‬
‫‪ ‬المناورات لتعدٌل المدار عن طرٌق التحكم األرضً‪.‬‬

‫أ‪.‬صهٌب أبو جٌاب‬


‫ثانيا ا ‪ :‬محطات المراقبة والتحكم‬
‫‪The control segment‬‬

‫أ‪.‬صهٌب أبو جٌاب‬


‫تابع‪ :‬محطات المراقبة والتحكم‬
‫و تتكون محطات التحكم من ‪:‬‬
‫‪ ‬محطة تحكم رئيسية ‪.‬‬
‫‪ ‬خمس محطات مراقبة موزعة استراتيجيا حول العالم ‪.‬‬
‫السم‬

‫‪name‬‬

‫المحٌط الهادئ‬

‫‪Hawaii‬‬

‫المحٌط الهادئ‬

‫‪Kwajalein‬‬

‫المحٌط الهندي‬

‫‪Diego Garcia‬‬

‫المحٌط األطلسً‬

‫‪Ascension Island‬‬

‫كولٌرادو‬

‫‪Colorado Springs‬‬

‫أ‪.‬صهٌب أبو جٌاب‬


‫ثالثا ا ‪ :‬المستخدمين ‪The user segment‬‬
‫‪ٌ ‬تمثل القسم الثالث من مكونات نظام تحدٌد المواقع فً‪-:‬‬
‫‪ ‬األجهزة المحمولة بالٌد‬
‫‪ ‬األجهزة المثبتة فً الطابرة والسٌارة والسفٌنة والنقاط الثابتة‬

‫أ‪.‬صهٌب أبو جٌاب‬


‫تابع‪ :‬قسم المستخدمين‬
‫‪ٌ ‬تكون المستقبل من‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬

‫هوابً لٌستقبل االشارات المرسلة من القمر الصناعً والتً هً علً‬
‫شكل طاقة كهرومغناطٌسٌة (رادٌو) وتحوٌلها الً تٌار كهربابً‪.‬‬
‫ٌكشف وٌقوي وٌحل الشفرات المرسلة‬
‫ٌعد الهوابً الوحدة الربٌسٌة فً محطة الرصد ٌتكون من ‪ 4‬قنوات‬
‫وحاسب الً صغٌر داخلً‬
‫هذه القنوات لحل الشفرات والتصحٌح ولتسجٌل درجات الحرارة‬
‫والرطوبة والضغط الجوي‪.‬‬
‫أ‪.‬صهٌب أبو جٌاب‬


‫المحور الثالث‬
‫كيفية تحديد الموقع بواسطة‬
‫نظام ‪GPS‬‬
‫أ‪.‬صهٌب أبو جٌاب‬


‫كيفية تحديد الموقع بواسطة نظام ‪GPS‬‬
‫‪‬‬

‫هناك حالتان ربٌسٌتان لتحدٌد الموقع باستخدام فً نظام ‪ GPS‬هما‪-:‬‬
‫التحديد المطلق للموقع ‪Absolute Point Positioning‬‬

‫‪‬‬

‫وٌعرف بعملٌة تحدٌد الموقع لنقطة ما دون االعتماد علً نقطة أو نقاط اخري‬
‫وٌتطلب األمر فً هذه الحالة جهاز واحد فقط وٌمكن الحصول علً االحداثٌات‬
‫فً المٌدان مباشرة بدون أي عملٌات تحلٌل أو معالجة‬

‫‪‬‬

‫التحديد النسبي للموقع ‪Relative Positioning‬‬

‫‪‬‬

‫وٌعرف بعملٌة تحدٌد الموقع لنقطة ما باالعتماد علً نقطة أو نقاط اخري بالتحدٌد‬
‫النسبً وتتطلب هذه الحالة وجود جهازٌن علً األقل احداهما ثابت فً نقطة‬
‫معلوم احداثٌاتها واالخر علً النقطة المطلوب حساب احداثٌاتها بدقة وتعرف هذه‬
‫الحالة باسم تحدٌد المواقع من وضع الثبات وٌتطلب هذا النوع من القٌاس عملٌات‬
‫تحلٌل ومعالجة للبٌانات التً تم جمعها فً المٌدان للحصول علً الدقة العالٌة‬
‫المطلوبة والتً تصل الً ملٌمٌترات‪.‬‬
‫أ‪.‬صهٌب أبو جٌاب‬

‫‪‬‬


‫أ‪.‬صهٌب أبو جٌاب‬


‫مالحظة‬
‫أجهزة الـ ‪ GPS‬فقط أجهزة استقبال‬

‫أ‪.‬صهٌب أبو جٌاب‬


‫كيف عمل نظام الـ ‪ GPS‬في تحديد المواقع‬
‫‪ ‬فكرة العمل تعتمد علً مبدأ التثلٌث أو التقاطع العكسً فً‬
‫تحدٌد موقع أجهزة االستقبال علً الكرة األرضٌة وذلك‬
‫كالتالً ‪- :‬‬
‫‪ ‬قٌاس المسافات بٌن األقمار ذات المواقع المعلومة وبٌن النقاط‬
‫المجهولة المراد معرفة مواقعها‬

‫أ‪.‬صهٌب أبو جٌاب‬


‫‪ ‬تقدر هذه المسافة بالفاصل الزمنً الذي تستغرقه اإلشارة‬
‫المبثوثة من القمر الصناعً لكً تصل إلً هوابً جهاز‬
‫االستقبال المرتكز علً النقطة‬
‫‪ ‬زمن الرحٌل = زمن االستقبال – زمن البث‬
‫‪ٌ ‬قوم جهاز االستقبال )‪ ( Receiver‬بقٌاس زمن بث‬
‫اإلشارة من القمر وزمن وصولها إلٌه محددا بذلك زمن‬
‫الرحٌل (‪(Travel Time‬‬
‫أ‪.‬صهٌب أبو جٌاب‬


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×