اقتصر استخدام نظام (GPS) منذ سنواتٍ عدة على المجالات العسكرية، لتصبح في أيامنا هذه تكنولوجيا أساسية نعتمد عليها في كثيرٍ من المجالات أهمّها تعقّب مواقع الأفراد والأماكن الأخرى المختلفة، حيث زوّدت معظم الشركات منتجاتها بهذه التقنيّة حتى بتنا نراها في السيارات والطائرات وحتى الهواتف الذكية.
نظام تحديد المواقع GPS
نظام(GPS): هو اختصار لعبارة (Global Positioning System) والتي تعني نظام تحديد الموقع العالمي، ونظام تحديد المواقع هو نظام ملاحة عبر الأقمار الصناعية يُستخدم لتحديد مواقع الأجسام على الأرض. وأول من استخدم هذه التقنية هي وزارة الدفاع الأمريكية في فترة الستينيات لأغراض عسكرية ثم ما لبثت أن استُخدمت في المجالات المدنية خلال العقود القليلة التالية.
كيف يتم تحديد المواقع؟
نظام (GPS) يتضمّن 24 قمراً صناعياً منتشراً في الفضاء على بعد 12000 ميل، أي 19300 كيلومتر فوق سطح الأرض وتدور حولها دورة كاملة كل 12 ساعة بسرعة تبلغ حوالي 7000 ميل في الساعة، أي 11200 كيلومتر في الساعة. وتنتشر هذه الأقمار الصناعية في الفضاء بحيث يمكن الوصول إلى أربعة منها من خلال خط نظر مباشر من أي مكان في العالم.
يُرسل كل قمر صناعي من أقمار نظام (GPS) رسالة تتضمّن الموقع الحالي للقمر ومداره ووقت الإرسال، ويجمع جهاز استقبال نظام (GPS) الإشارات الصادرة عن الأقمار الصناعية ليحسب موقعها بدقة من خلال عملية حسابية تدعى التثليث، حيث يلزم 3 أقمار صناعية لتحديد موقع جهاز الاستقبال والاتصال مع القمر الصناعي الرابع مطلوب لأنّه سيعطي نتيجةً أكثر دقة.
ليعمل جهاز (GPS) بشكل صحيح عليه الاتصال أولاً مع عدد من الأقمار الصناعية والتي تستغرق من عدة ثواني إلى عدة دقائق تبعاً لقوة جهاز الاستقبال. تستخدم معظم أجهزة نظام تحديد الموقع خاصية حفظ الموقع بشكل مؤقت لتسريع عملية تحديد نظام (GPS) حيث يمكن لجهاز تحديد الموقع أن يحدد بشكل أسرع أي الأقمار الصناعية المتاحة في المرة القادمة من خلال البحث عن إشارة ال(GPS).
هل يعتبر نظام GPS دقيقا
ما يُميّز أجهزة استقبال ال (GPS) أنّها عالية الدّقة نتيجة لتصميمها ذو القنوات المتوازية المتعددة والمعروفة بسرعتها ودقتها بالرغم من تأثير بعض العوامل كالضوضاء والاضطرابات في طبقات الجو على دقة أجهزة استقبال نظام تحديد الموقع في كثير من الأحيان.
يمكن الوصول إلى دقة أفضل باستخدام تقنية نظام تحديد الموقع التفاضلية (DGPS) والقادرة على تصحيح إشارات ال(GPS) بدقة تتراوح من 3 إلى 5 أمتار.
تتضمن هذه التقنية أبراج مرتّبة بطريقة معينة لتساعد في الحصول على إشارات (GPS) وبث إشارات دقيقة للغاية عن طريق أجهزة إرسال مُرشدة، وللحصول على نفس الإشارة يجب على المستخدمين الاعتماد على أجهزة استقبال تفاضلية وهوائيات مُرشدة للاستفادة من تقنيّة ال (GPS).
العوامل التي تؤثر على دقة إشارات نظام GPS
- طبقات الأيونوسفير والتروبوسفير: تقل سرعة إشارة القمر الصناعي أثناء مرورها في طبقات الغلاف الجوي، لذلك يستخدم نظام (GPS) نمط معين في حساب الفترة الزمنية التي تحدث خلالها الإعاقة للاستفادة منها في تصحيح انخفاض الدقة.
- تعدد طرق الإشارات: يحدث هذا الخطأ عندما تنعكس الإشارة عن الأجسام المختلفة كالأبنية الضخمة والصخور الكبيرة قبل أن تصل إلى جهاز الاستقبال، ممّا يزيد الفترة التي تستغرقها الإشارة للانتقال؛ ممّا يؤدي لحدوث الأخطاء وانخفاض مستوى الدّقة.
- الأخطاء المتعلّقة بمدار القمر الصناعي: وتُعرف كذلك باسم أخطاء التقويم الفلكية والتي تُستخدم لحساب مستوى انخفاض الدّقة في تحديد مكان القمر الصناعي.
- عدد الأقمار الصناعية المُشاهدة: تعتمد الدقة على عدد الأقمار الصناعية التي يراها جهاز الاستقبال، حيث تؤثّر عوامل مختلفة كالأبنية والتضاريس الطبيعية والتشويش الإلكترونية على دقة الإشارة وعلى عملية الاستقبال؛ ممّا يتسبب بأخطاء في تحديد الموقع وأحياناً قد لا يُتاح قراءة الإشارة كلها. فمن المعلوم أنّ هذه التقنية لا تعمل داخل الأبنية أو تحت الأرض أو تحت الماء.
استخدامات نظام تحديد المواقع العالمي
- الملاحة: تستخدم معظم الطائرات الحديثة أجهزة (GPS) لتزويد الطيارين والمسافرين بموقع الطائرة الحقيقي ولتقديم خريطة بمختلف الاتجاهات تبعاً لمكان عمل الطائرة. كما يعتمد مشغلّو الخطوط الجويّة على تقنيّة ال (GPS) لتحديد الطريق الأسرع والأكثر أماناً والأقل استهلاكاً للوقود لتسلكه الطائرة، إضافة لاستخدام هذه التقنيّة في تتبّع الرحلات الجوية وتوجيه الطيار في الحالات التي تستدعي ذلك كسوء الأحوال الجوية.
- الزراعة: يلتزم المزارعون بأوقات محددة للزراعة والحصاد وغيرها، ونظراً لتكرار هذه الأعمال في أوقات معينة وضع المزارعون أجهزة استقبال ال(GPS) على الجرارات وبقية المعدات الزراعية؛ ممّا سمح لهم بجدولة أعمالهم وزراعاتهم لتتم في الوقت ذاته خلال المواسم القادمة. وقد حقّقت هذه التقنية نجاحاً باهراً خاصة في الأحوال الجوية السيئة كانتشار الضباب، حيث ستستمر الآلات بالعمل لأن نظام (GPS) هو من يوجهها.
- التعاملات المالية: تعتمد الكثير من المنظمات المالية على نظام تحديد الموقع لجدولة وتحديد حركة نقل الأموال المحلية والدولية، وبما أنّ حوالي 80% من التعاملات المالية تتمّ من خلال البطاقات الائتمانية والحسابات المصرفية، فمن السهل تحديد أوقات تلك العمليات بدقّة أكبر.
