أنظمة تحديد المواقع:
قطعت أنظمة تحديد المواقع شوطًا طويلاً منذ أن تم تصميمها لأول مرة للجيش الأمريكي، حيث تم استلام أول إشارة من (NAVSTAR 1) في 22 فبراير 1978، كما تم إطلاق (NAVSTAR 1) من قاعدة فاندنبرغ الجوية في كاليفورنيا، وكان الأول من بين 24 قمرًا صناعيًا تشكل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).
تم إطلاق الجيل الأول من الأقمار الصناعية التي تشكل أنظمة تحديد المواقع العالمية 24 قمرًا صناعيًا في الفترة ما بين 22 فبراير 1978 و9 أكتوبر 1985، منذ أن تم تشغيلها لأول مرة، أحدثت أنظمة تحديد المواقع العالمية ثورة في الطريقة التي تذهب بها أمريكا إلى الحرب وتوفر نظام تحديد المواقع العالمي النظام الذي يعتمد عليه العالم للتنقل الدقيق.
تُدار كوكبة الأقمار الصناعية التي تدور حول نظام تحديد المواقع العالمي بواسطة جناح الفضاء الخمسين التابع لسلاح الجو الأمريكي، الوحدة هي الجناح المضيف في قاعدة شريفر الجوية الواقعة في شرق كولورادو سبرينغز، إنهم مسؤولون عن تتبع وصيانة أقمار القيادة والتحكم والتحذير والملاحة والاتصالات لقيادة الفضاء للقوات الجوية، وكذلك أقمار النظام العالمي لتحديد المواقع، كما تم الإعلان عن القدرة التشغيلية الكاملة من قبل (NAVSTAR) في أبريل 1995.
(NAVSTAR) هو اختصار لـ (NAVigation Satellite Timing and Ranging) وهو الاسم الرسمي للحكومة الأمريكية المعطى لنظام الأقمار الصناعية GPS.
منحت حكومة الولايات المتحدة نظام تحديد المواقع العالمي المتاح للاستخدام المدني في أواخر الثمانينيات وبدون رسوم اشتراك أو رسوم إعداد لاستخدام نظام (GPS)، انفجر سوق (GPS) المدني خاصة في العقد الماضي، حيث كان هناك جيل جديد من الأقمار الصناعية المتطورة لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، حيث يحل محل الأقمار الصناعية الأقدم ويوجد الآن 34 قمرا صناعيا لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS).
نظام تحديد المواقع للاستخدام المدني:
لم يكن نظام (GPS) المدني دائمًا كما هو اليوم، ولا يزال الجيش الأمريكي يحتفظ بأدق أنظمة تحديد المواقع العالمية المتاحة والمصنفة للأمن القومي، ولكن تم التخطيط في عام 1998 لترقيات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لإشارتين مدنيتين جديدتين لتحسين دقة المستخدم وموثوقيته، لا سيما فيما يتعلق بسلامة الطيران، ثم في 2 مايو 2000 تم إيقاف التوافر الانتقائي نتيجة للأمر التنفيذي لعام 1996، مما يسمح للمستخدمين تلقي إشارة (GPS) غير متدهورة على مستوى العالم.
في عام 2005 تم إطلاق أول ساتل (GPS) من الجيل الثالث وبدأ في إرسال إشارة مدنية ثانية لتحسين أداء المستخدم، ثم في سبتمبر من عام 2007 أكمل سلاح الجو انتقالًا من أربع مراحل من الجزء الأرضي لأنظمة تحديد المواقع العالمية إلى خطة تطور الهندسة المعمارية الجديدة.
يوفر الجزء الأرضي القيادة والتحكم في الأقمار الصناعية ويولد رسالة الملاحة للأقمار الصناعية لبثها إلى جهاز (GPS) الخاص بالمستخدمين لحساب موقع الأرض، كما تتضمن الأقمار الصناعية الجديدة لنظام تحديد المواقع (Gps) رمزًا عسكريًا جديدًا عالي القدرة ومقاوم للتكدس، إلى جانب تحسينات أخرى في الدقة والموثوقية وتكامل البيانات للمستخدمين المدنيين والعسكريين، كما تم تصميم هذه النسخة المحدثة من أكبر فائدة مجانية في العالم لضمان أن الولايات المتحدة لديها أكثر المواقع دقة وأمانًا.
(Galileo):
هو نظام عالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية (GNSS) يتم بناؤه حاليًا من قبل الاتحاد الأوروبي، وهو منفصل عن نظام تحديد المواقع العالمي للولايات المتحدة ولكنه مكمل له، والهدف السياسي للمجتمع الأوروبي هو توفير نظام (GPS) مستقل، حيث يمكن للدول الأوروبية الاعتماد عليه في أوقات الحرب أو الخلاف السياسي لأن كلاً من روسيا أو الولايات المتحدة يمكن أن تعطل استخدام مواطنيها من خلال التشفير.
نظام GPS الروسي GLONASS:
هو نظام ملاحة عبر الأقمار الصناعية قائم على الراديو، تم تطويره من قبل الاتحاد السوفيتي السابق ويتم تشغيله الآن للحكومة الروسية بواسطة قوات الفضاء الروسية، مثل نظام (GPS) الأوروبي يعمل نظام (GPS) الروسي أيضًا بشكل منفصل عن نظام تحديد المواقع العالمي للولايات المتحدة، ولكنه مكمل له، حيث بدأت روسيا في إطلاق الأقمار الصناعية لنظام (GPS) الخاص بها إلى الفضاء، وذلك في 12 أكتوبر 1982 واكتمل في عام 1995، وسرعان ما سقط النظام في حالة سيئة مما أدى إلى انهيار الاقتصاد الروسي، ولكن في عام 2001 بدأت الحكومة الروسية في استعادة النظام على أمل استعادة التغطية العالمية بنهاية عام 2009.
أنظمة GPS اليوم:
اعتمادا على وحدة (GPS) يحتاج مستقبل (GPS) فقط إلى إشارة من 3-4 أقمار صناعية؛ لحساب موضع الوحدات وسيعمل في أي ظروف جوية في أي مكان في العالم 24 ساعة في اليوم، حيث لا توجد رسوم اشتراك أو رسوم إعداد مثل الهاتف الخلوي لتشغيل مستقبلات (GPS)، وعلى الرغم من أن بعض أجهزة استقبال (GPS) تحتوي على ميزات إضافية مثل تحديثات حركة المرور في الوقت الفعلي التي سيكون لها رسوم شهرية، فإن هناك بعض من الأجهزة مثل سلسلة Garmins Nuvi “T” تأتي مع حركة مرور حية مجانية طوال عمر الوحدة.
يعد نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) اليوم دقيقًا للغاية بفضل تصميمه المتوازي متعدد القنوات، أجهزة استقبال القنوات المتوازية الـ 12 من (Garmin) سريعة جدًا في الإغلاق على الأقمار الصناعية عند تشغيلها لأول مرة، وتحافظ على قفل قوي حتى في أوراق الشجر الكثيفة أو المدينة ذات المباني الشاهقة؛ لأنها تتعقب باستمرار الإشارات من ما يصل إلى 12 قمراً صناعياً في أي وقت، وحتى إذا فقد جهاز استقبال (GPS) ذو 12 قناة متوازية إشارات من 8 أقمار صناعية في وقت واحد فسيظل يعمل بشكل صحيح.
نظام تعزيز المنطقة الواسعة:
تم تطوير (WAAS) (نظام تعزيز المنطقة الواسعة) من قبل إدارة الطيران الفيدرالية؛ لزيادة نظام تحديد المواقع العالمي لتحسين دقته وسلامته وتوافره، حيث كان الغرض من (WAAS) في الأصل هو تمكين الطائرات من الاعتماد على نظام تحديد المواقع العالمي لجميع مراحل الرحلة، بما في ذلك النهج الدقيق للمطار داخل منطقة تغطيتها، وعلى الرغم من أن جميع أجهزة استقبال (GPS) اليوم مخصصة في الأصل للطيران، فهي تدعم (WAAS) بما في ذلك أجهزة رسم الخرائط الخاصة بالسيارات والقوارب والوحدات المحمولة باليد، كما تستخدم (WAAS) شبكة من المحطات المرجعية الأرضية في أمريكا الشمالية وهاواي لقياس الاختلافات الصغيرة في إشارات أقمار (GPS) الصناعية.
يتم توجيه القياسات من هذه المحطات المرجعية إلى المحطات الرئيسية، ثم ترسل رسائل تصحيح إلى سواتل (WAAS) المستقرة بالنسبة إلى الأرض، ثم تبث هذه الأقمار الصناعية رسائل التصحيح مرة أخرى إلى الأرض، حيث تستخدم مستقبلات (GPS) التي تدعم (WAAS) بيانات التصحيح أثناء حساب مواقعها لتحسين الدقة.
كما تتميز أجهزة استقبال (GPS) الممكّنة من (WAAS) بدقة تصل إلى 3 أمتار، مما يجعلها أكثر أجهزة استقبال (GPS) دقة للاستخدام المدني، وفي السوق اليوم في الواقع يمكن لجهاز استقبال (GPS) الذي يدعم (WAAS) أن يمنحك الاتجاهات وصولاً إلى الحارة التي تسير فيها سيارتك، طالما أن برنامج الخرائط يدعم اتجاهات مساعدة المسار، وبدون معدات أو رسوم إضافية مطلوبة للاستفادة من (WAAS).
