الامارات 7 - نظام التوقيع العالمي (GPS)
نظام التوقيع العالمي، المعروف برمز GPS، هو نظام ملاحة يعتمد على الأقمار الصناعية، ويهدف إلى توفير معلومات دقيقة حول الموقع الجغرافي لأي شخص. لقد ساهم هذا النظام في تطوير العديد من المجالات، مثل الرحلات البرية، الملاحة البحرية، والعمليات العسكرية، كما يلعب دورًا مهمًا في مجالات المساحة، حيث يعتبر أداة قياس شائعة الاستخدام من قبل مهندسي المساحة الجيوديسية بفضل دقته وموثوقيته.
فكرة إنشاء النظام
تعود فكرة إطلاق الأقمار الصناعية المرتبطة بنظام GPS إلى عام 1960 من قبل الولايات المتحدة الأمريكية، حيث كان البرنامج في بدايته مخصصًا للاستخدام العسكري فقط. لكن مع تزايد حوادث الطائرات حول العالم وصعوبة تحديد مواقع تحطمها، قررت الجهات المعنية تطوير نظام متقدم لتحديد مواقع الطائرات، على أن يكون متاحًا للجميع. وبحلول عام 1995، كانت الإدارة الأمريكية قد أنجزت تجهيز العدد المطلوب من الأقمار الصناعية لتغطية كامل سطح الأرض.
آلية عمل النظام
يتكون نظام GPS من 24 قمرًا صناعيًا يعملون بشكل دائم لتغطية جميع مناطق الأرض. بالإضافة إلى ذلك، هناك 4 أقمار صناعية احتياطية تُستخدم في حالة تعطل أي من الأقمار الرئيسية. يتم صيانة هذه الأقمار وتبديلها بواسطة الولايات المتحدة الأمريكية في حال تعرضها لأي عطل.
تعمل آلية النظام من خلال جهاز استقبال خاص بـ GPS، الذي يستقبل إشارات من أربعة أقمار صناعية على الأقل. باستخدام هذه الإشارات، يتم حساب المسافة بين الجهاز والأقمار، مما يسمح بتحديد الموقع الجغرافي بدقة تتراوح بين 3 إلى 50 مترًا. بعض الأنظمة المتقدمة يمكنها تحديد الموقع بدقة تصل إلى المليمترات، ولكنها ليست متاحة للاستخدام العام.
أهمية استخدام أربعة أقمار صناعية
لتوضيح أهمية استخدام أربعة أقمار، يمكن تصور حالة شخص ضائع في منطقة صحراوية. إذا أخبره شخص أنه يبعد 500 كيلومتر عن مدينة معينة، ستكون هذه المعلومة غير كافية لتحديد موقعه بدقة. ولكن إذا حصل على معلومات من شخص آخر تفيد بأنه يبعد 550 كيلومترًا عن مدينة أخرى، سيتمكن من تضييق نطاق البحث إلى نقطتين تقاطعت فيهما دائرتان حول المدينتين. ومع الحصول على معلومات من شخصين آخرين، سيصبح بإمكانه تحديد موقعه بدقة على سطح الأرض.
بناءً على هذا المبدأ، تعمل الأقمار الصناعية الأربعة في نظام GPS لتحديد الموقع بدقة عالية من خلال إنشاء أسطح كروية، حيث يتم تحديد الموقع الجغرافي عبر تقاطعات هذه الأسطح مع سطح الأرض.
نظام التوقيع العالمي، المعروف برمز GPS، هو نظام ملاحة يعتمد على الأقمار الصناعية، ويهدف إلى توفير معلومات دقيقة حول الموقع الجغرافي لأي شخص. لقد ساهم هذا النظام في تطوير العديد من المجالات، مثل الرحلات البرية، الملاحة البحرية، والعمليات العسكرية، كما يلعب دورًا مهمًا في مجالات المساحة، حيث يعتبر أداة قياس شائعة الاستخدام من قبل مهندسي المساحة الجيوديسية بفضل دقته وموثوقيته.
فكرة إنشاء النظام
تعود فكرة إطلاق الأقمار الصناعية المرتبطة بنظام GPS إلى عام 1960 من قبل الولايات المتحدة الأمريكية، حيث كان البرنامج في بدايته مخصصًا للاستخدام العسكري فقط. لكن مع تزايد حوادث الطائرات حول العالم وصعوبة تحديد مواقع تحطمها، قررت الجهات المعنية تطوير نظام متقدم لتحديد مواقع الطائرات، على أن يكون متاحًا للجميع. وبحلول عام 1995، كانت الإدارة الأمريكية قد أنجزت تجهيز العدد المطلوب من الأقمار الصناعية لتغطية كامل سطح الأرض.
آلية عمل النظام
يتكون نظام GPS من 24 قمرًا صناعيًا يعملون بشكل دائم لتغطية جميع مناطق الأرض. بالإضافة إلى ذلك، هناك 4 أقمار صناعية احتياطية تُستخدم في حالة تعطل أي من الأقمار الرئيسية. يتم صيانة هذه الأقمار وتبديلها بواسطة الولايات المتحدة الأمريكية في حال تعرضها لأي عطل.
تعمل آلية النظام من خلال جهاز استقبال خاص بـ GPS، الذي يستقبل إشارات من أربعة أقمار صناعية على الأقل. باستخدام هذه الإشارات، يتم حساب المسافة بين الجهاز والأقمار، مما يسمح بتحديد الموقع الجغرافي بدقة تتراوح بين 3 إلى 50 مترًا. بعض الأنظمة المتقدمة يمكنها تحديد الموقع بدقة تصل إلى المليمترات، ولكنها ليست متاحة للاستخدام العام.
أهمية استخدام أربعة أقمار صناعية
لتوضيح أهمية استخدام أربعة أقمار، يمكن تصور حالة شخص ضائع في منطقة صحراوية. إذا أخبره شخص أنه يبعد 500 كيلومتر عن مدينة معينة، ستكون هذه المعلومة غير كافية لتحديد موقعه بدقة. ولكن إذا حصل على معلومات من شخص آخر تفيد بأنه يبعد 550 كيلومترًا عن مدينة أخرى، سيتمكن من تضييق نطاق البحث إلى نقطتين تقاطعت فيهما دائرتان حول المدينتين. ومع الحصول على معلومات من شخصين آخرين، سيصبح بإمكانه تحديد موقعه بدقة على سطح الأرض.
بناءً على هذا المبدأ، تعمل الأقمار الصناعية الأربعة في نظام GPS لتحديد الموقع بدقة عالية من خلال إنشاء أسطح كروية، حيث يتم تحديد الموقع الجغرافي عبر تقاطعات هذه الأسطح مع سطح الأرض.