فایل ورد کامل مقاله سامانه موقعیت‌یاب جهانی (GPS)؛ بررسی علمی ساختار، کارکردها و کاربردهای فناورانه در زندگی روزمره

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 فایل ورد کامل مقاله سامانه موقعیت‌یاب جهانی (GPS)؛ بررسی علمی ساختار، کارکردها و کاربردهای فناورانه در زندگی روزمره دارای ۱۸ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد فایل ورد کامل مقاله سامانه موقعیت‌یاب جهانی (GPS)؛ بررسی علمی ساختار، کارکردها و کاربردهای فناورانه در زندگی روزمره  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی فایل ورد کامل مقاله سامانه موقعیت‌یاب جهانی (GPS)؛ بررسی علمی ساختار، کارکردها و کاربردهای فناورانه در زندگی روزمره،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

---

بخشی از متن فایل ورد کامل مقاله سامانه موقعیت‌یاب جهانی (GPS)؛ بررسی علمی ساختار، کارکردها و کاربردهای فناورانه در زندگی روزمره :

GPSچیست

سیستم مکان یابی جهانی ( Global Positioning System ) یک سیستم هدایت ( ناوبری ) ماهواره ای اســت شـامل شبکه ای از ۲۴ ماهواره درگردش که درفاصله ۱۱ هزارمایلی ودر شش مدارمختلف قراردارند . ماهوارها درحال حرکت می باشند . ودرعرض ۲۴ ساعت دوبارکامل بـــرگرد زمیــن می گردنــــــد . ( باسرعتی درحدود ۱۰۸ مایل درثانیه )

ماهوارهای GPS به نام NAVSTAR شناخته می شوند .
لازمه هرگونه آشنایی با GPS فراگیری ماهیت اصلی این ماهوارها می باشد .
اولین ماهواره GPS درفوریه ۱۹۷۸ پرتاب شد . وزن هرماهواره تقریباً / ۲۰۰۰ پاوند ودارای صفات آفتابی به پهنای ۱۷¬f می باشد . وقدرت فرستنده آن ۵۰ وات ویا کمتر می باشد. هر ماهواره ۲ سیگنال ارسال می کند: L1 و L2 . GPS های غیر نظامی از فرکانس ۴۲MHZ.1575 :L1 اسـتــفــاده می کننند . هر ماهواره حدوداً ۱۰ سال فعال می ماند وجایگزینی ماهوارها بموقع انجام وماهواره های جایگزین به فضا پرتاب می گردند .

برنامه شبکه GPS هم اکنون تا سال ۲۰۰۶ تنظیم وجایگزینی های لازمه ترتیب داده شده اند . مسیر گردش ماهوارها آنها را بین عرض جغرافیایی ۶۰ درجه شمالی و۶۰ درجه جنوبی قرارمی دهد . این امر به معنی آن است که درهرنقطه از زمین ودرهرزمان می توان سیگنال های ماهواره أی را دریافت نمود. وهرچه به قطبهای شمال – جنوب نزدیک شویم نیز همچنان ماهوارهای GPS را خواهیم دید . هرچند دقیقاً در بالای سرما نخواهند بود واین در دقت وصحت عمل آنها در این نقاط تاثیرمی گذارد .

یکی از بزرگترین مزایای رهیابی بوسیله GPS نسبت به روشهای دیگر زمینی آن است که این سیستم درهر شرایط جوی و بدون توجه به نوع کاربرد گیرنده GPS بخوبی کارمی کند .

اطلاعاتی که یک ماهواره GPS ارسال می کند چیست ؟

سیگنـال GPS شـــــامــل : یـــک کد شبه تصادفی Pseudo Random Code ، داده ای بنام ephemeris ویک داده تقویــــمی بنام almanac می باشد.

کد شبه تصادفی مشخص کننده ماهواره ارسال کننده اطلاعات ( کد شتاسایی ماهواره ) می باشد.

هرماهواره باکدی مخصوص شناسایی می شود : RPN
( Random Code Pseudo ) این عددی است بین ۱و ۳۲ . این عدد درگیرنده هر GPS نمایش داده میشود .دلیل اینکه تعداد این شناسه ها بیش از ۲۴ می باشد امکان تسهیل درنگهداری شبکه GPS باشد . زیرا ممکن است یک ماهواره پرتاب شود و شروع بکار نماید قبل از اینکه ماهواره قبلی از رده خارج شده باشد . به این دلیل ازیک عدد دیگر بین ۱و ۳۲ برای شناسایی این ماهواره جدید استفاده می شود .

داده Ephemris دائماً بوسیله ماهوارها ارسال میگردد وحاوی اطلاعاتی درمورد : وضعیت خود ماهواره ( سالم یا ناسالم ) و تاریخ وزمان فعلی می باشد . گیرنده GPS بدون وجود این بخش از پیام درمورد زمان وتاریخ فعلی درکی ندارد . این بخش پیام نکته اساسی برای تعین مکان می باشد.

Almanac داده أی را انتقال می دهد که نشان دهنده اطلاعات مداری برای هرماهواره وتمام ماهوارهای دیگر سیستم می باشد .
حال میتوان شیوه کار GPS را بهتر بررسی کرد . هرماهواره پیامی را ارسال می کند که بــطور ســــــاده می گوید :

من ماهواره شماره X هستم ، موقعیت فعلی من Y است ، و این پیام در زمان Z ارسال شده است .ً
هر چند که این شکل ساده شده پیام ارسالی است ولی می تواند کل طرز کار سیستم را بیان نماید . گیرنده GPS پیام را می خواند و داده های almanac و ephemeris را جهت استفاده بعدی ذخیــره می نماید . این اطـلاعـات می توانند برای تصحیح و یا تنظیم ساعت درونی GPS نیز به کار روند .

حال برای تعیین موقعیت ، گیرنده GPS زمانهای دریافت شده را با زمان خود مقایسه می کند . تفاوت این دو مشخص کننده فاصله گیرنده GPS از ماهواره مزبور می باشد . این عملی است که دقیقاً یک گیرنده GPS انجام می دهد . با استفاده از حداقل سه ماهواره یا بیشتر ، GPS می تواند طول و عرض جغرافیایی مکان خود را تعیین نماید . ( که آن را تعیین دو بعدی می نامند . ) و با تبادل با چهار ( و یا بیشتر ) ماهواره یک GPS می تواند موقعیت سه بعدی مکان خود را تعیین نماید که شامل طول و عرض جغرافیایی و ارتفاع می باشد . با انجام پشت سر هم این محاسبات ، GPS می تواند سرعت و جهت حرکت خود را نیز به دقت مشخص نماید .

یکی از عواملی که بر روی دقت عمل یک GPS اثــر می گذارد . شکل قرار گرفتن ماهواره ها نسبت به یکدیگر می باشد . (از نقطه نظر GPS )

اگر یک GPS با چهار ماهواره تبادل نماید و هر چهار ماهواره در شمال و شرق GPS باشند طرح و هندسه این ماهوارها برای این GPS بسیار ضعیف میباشد و شاید GPS قادر نباشد مکان یابی نماید. زیرا تمام اندازه گیریهای فاصله در یک جهت عمومی قرار دارند. مثلث سازی ضعیف است وناحیه مشترک بدست آمده ازاشتراک این مسافت سنجی ها وسیع می باشد

( مکانی که GPS برای مکان خود تصورمی کند بسیار وسیع می باشد ودر نتیجه تعیین دقیق محل آن ممکن نیست ) دراین موقعیتها حتی اگر GPS مکان یابی را انجام دهد وموقعیتی راگزارش نماید دقت آن نمی تواند زیاد خوب باشـــــــد ( کمتر از۵۰۰-۳۰۰ فیت ). اگر همین چهارماهواره درچهارجهت ( شمال ، جنوب ، شرق ، غرب ) وبا زوایای ۹۰ درجه قرارداشته باشند

. طرح این چهار ماهواره برای GPS مزبور بهترین حالت می باشد چراکه جهات مسافت سنجی چهار جهت متفاوت و نقطه اشتراک این مسافت سنجی ها بسیار کوچک می باشد . وهرچه این نقطه اشتراک کوچکتر باشد به معنی آن است که بیشتر به نقطه واقعی حضورخود نزدیک شده ایم . دراین موقعیت دقت عمل کمتر از۱۰۰فیت می باشد .

طرح وهندسه قرارگرفتن ماهواره ها هنگامیکه GPS نزدیکی ساختمانهای بلند، قلل کوهها ، دره های عمیق ویا در وسایل نقلیه قرارگرفته باشد به مساله مهمتری تبدیـل می گردد .اگر مانعی در رسیدن سیگنالهای بعضی از ماهواره ها وجود داشته باشد GPS می تواند از بقیه ماهواره ها بـــرای مکان یابی خود استفاده نماید. هرچه این موانع بیشتر و شدیدتر شوند مکان یابی نیز مشکل تر می گردد .

یک گیرنده GPS نه تنها ماهواره های قابل استفاده را تشخیص می دهد بلکه مکان آنها را درآسمان نیز تعین می کند . ( ارتفاع و زاویه )

منبع دیگرایجاد خطا ً چند مسیری ً می باشد . ً چند مسیری ً نتیجه انعکاس سیگنال رادیویی به وسیله یک شی می باشد . این پدیده باعث ایجاد تصاویر سایه دار در تلویزیونها می گردد هر چند در آنتنهای جدید این شکل به وجود نمی آید ، این پدیده در آنتنهای رو تلویزیونی قدیمی به وجود می آمد.

بروز این اختلال برای GPS ها به این شکل است که امواج بعد از انعکاس به وسیله اشیاء ( مانند ساختمانها یا زمین ) به آنتن GPS برسند . در این صورت سیگنال مسیر بیشتری را تا رسیدن به آنتن GPS طی می کند و این باعث می شود که GPS فاصله ماهواره را بیشتر از آنچه هست محاسبه نماید .

که باعث ایجاد خطا در مکان یابی نهایی می گردد. در صورت بروز این اختلال تقریباً ۱۵ فیت بر خطای نهایی افزوده می شود .

منبع دیگری نیز برای ایجاد خطا ممکن است وجود داشته باشند . افزایش تاخیر ( delay ) به دلیل اثرات جوی نیز می تواند برروی دقت کار اثر بگذارد . همچنین خطاهای ساعت داخلی GpS . در هر دو این موارد گیرنده GPS طوری طراحی شده است که این اثرات را جبران نماید . ولی خطاهای کوچکی بر اساس همین اثرات همچنان بروز خواهند کرد .

در عمل ، دقت کار یک GPS غیر نظامی معمولی ، با توجه به تعداد ماهواره های تبادلی و طرح قرار گرفتن آنها بین ۶۰ تا ۲۲۵ فیت می باشد. GPS های پیچیده تر و گرانتر می توانند با دقتهایی در حد سانتیمتر کارکنند . ولی دقت یک GPS معمولی نیزمی تواند به کـــمک
پـــردازشی بـــه نـــام DGPS ( Differential GPS ) به حدود ۱۴ فیت یا کمتر برسد .

سرویسهای DGPS با هزینه کمی قابل اشتراک می باشند . سیگنال تصحیحات DGPS توسط سازمان
Army Corps Of Engineers و از ایستگاههای مخصوص ارسال می گردد . این ایستگاهها در فرکانس KHZ .325- 283.5 کار می کنند تنها هزینه استفاده از این سرویس خریدن یک دامنه از این سیگنالها می باشد . با این کار یک گیرنده دیگر به GPS ما متصل می شود ( از طریق یک کابل سه رشته ای ) و عمل تصحیح را طبق یک روش استاندارد به نام ( RTCM SC-104 ) انجام می دهد . اشتراک سرویسهای DGPS از طریق امواج رادیویی FM نیز ممکن می باشد .

چه کسانی از GPS استفاده می کنند ؟
GPS ها دارای کاربردهای متنوعی در زمین ، دریا و هوا می باشند ، اساساً GPS هر جایی قابل استفاده است مگر در نقاطی که امکان وصول امواج ماهواره درآنها نباشد مانند داخل ساختمانها ، غارها ونقاط زیرزمینی دیگر

و یا زیر دریا ، کاربردهای هوایی GPS در رهیابی برای هوانوردی تجاری میباشد .
در دریا نیز ماهیگیران ، قایقهای تجاری ، ودریا نوردان حرفه أی از GPS برای رهیابی استفاده میکنند .

استفاده های زمینی GPS بسیار گسترده تر می باشد . مراکز علمی از GPS برای استفاده از قابلیت و دقت زمان سنجی اش واطلاعات مکانی اش استفاده می کنند . نقشه
برداران از GPS برای توسعه منطقه کاری خود بــــهره می گیرند . سایتهای گرانقیمت نقشه برداری دقتهایی تا یک متر را فراهم می آورند . GPS ها علاوه بر صرفه جویی دقتهای بهتری را برای این سایتها به ارمغان می آورند . استفاده های تفریحی از GPS نیز به تعداد تمام ورزشهای تفریحی متنوع است . به عـنوان مثال برای شکارچیان ، برف نوردان ، کوهنوردان وسیاحان و…

در نهایت باید گفت هرکسی که می خواهد بداند که درکجا قراردارد ، راهش به چه سمتی است ، ویا با چه سرعتی درحرکت است می تواند از یک GPS استفاده کند . در خودروها نیز وجود GPS به امری عادی بدل

خواهد شد.سیستم هایی درحال تهیه است تا درکنار هر جاده ای با فشار دادن یک کلید موقعیت به یک مرکز
اورژانس انتقال یابد . ( بوسیله انتقال موقعیت فعلی به یک مرکز توزیع )
سیستم های پیچیده دیگری موقعیت هر خودرو را دریک خیابان ترسیم می کنند این سیستمها به راننده بهترین مسیر برای رسیدن به یک هدف خاص را پیشنهاد می کنند .

GPS چیست ؟
GPS یعنی سیستم موقعیت یاب جهانی این سیستم تشکیل شده است از یک شبکه ۲۴ ماهواره ای در مدار زمین که توسط وزارت دفاع دولت آمریکا پشتیبانی میشود.
هـدف اصـلی و اولـیـه از طـراحـی GPS ، اهـداف نـظامـی بـوده امـا از ســال ۱۹۸۰ به بـعــد بـرای اسـتـفاده های غــیر نـــــظامی نیز در دسترس قرار گرفت.

GPS در تمام شرایط بصورت ۲۴ ساعت در شبانه روز و در تمام دنیا قابل استفاده می باشد . و هیچ گونه بهائی بابت این خدمات اخذ نمی شود.
GPS چطور کارمی کند ؟
ماهواره های GPS هر روز دوبار در یک مدار دقیق دور زمین میگردند و سیگنال های حاوی اطلاعات را به زمین می فرستند.

GPS براساس زمان مقایسه زمان ارسال و دریافت سیگنال توسط یک ماهواره کار می کند . اختلاف زمان مشخص می کند که گیرنده GPS چقدر از ماهواره دور است . حال با انداره گیری مسافت از چند ماهواره گیرنده GPS میتواند موقعیت کاربر را مشخص نموده حتی روی نقشه الکترو نیکی نمایش دهد.

یک گیرنده GPS بایستی حداقل سیگنالهای ۳ ماهواره را برای تعیین دقیق ۲ موقعیت (طول و عرض جغرافیایی ) یک شیء دریافت نماید و سیگنالهای ۴ ماهواره یا بیشتر میتواند ۳ موقعیت (طول و عرض جغرافیایی و ارتفاع ) را نشان دهد.

هم چنین ازGPS میتوان برای اندازه گیری سرعت ، جهت یابی ، جستجو ، مسافرت طولانی ،‌رفتن به مقصد ، زمان طول و مغرب خورشید و غیره نیز استفاده کرد .

سیستم ماهواره ای GPS:
۲۴ مارهواره در بخش های مختلف فضای زمین در مداری خاص با فاصله حدود ۱۲۰۰۰ مایلی بالای سر ما قرار گرفته است.

آنها با یک سرعت ثابت در حرکتند و در هر ۲۴ ساعت دوبار دور زمین را با سرعتی معادل ۷۰۰۰ مایل در ساعت می گردند.
ماهواره های GPS توسط انرژی خورشید تغذیه میشوند آنها مجهز به باطریهای قابل شارژ اتوماتیک برای زمانهای بارندگی یا خورشید گرفتگی می باشند.

yocket booster های کوچک روی هر ماهواره آنها را دریک مسیر پروازی صحیح نگهداری می کنند.
از ماهواره های GPS بیشتر بدانید:

– اولین ماهواره GPS در سال ۱۹۷۸ با موفقیت به فضا پرتاب شد.
– درسال ۱۹۹۴ تمامی ۲۴ ماهواره در مدار زمین قرار گرفت.
– هر ماهواره برای ۱۰ سال مأموریت ساخته میشود و پس از طی این زمان حتماً بایستی ماهواره دیگر جایگزین گردد.

– وزن یک ماهواره GPS حدود ۲۰۰۰ پوند (معادل ۹۰۷ کیلو گرم ) با ۱۷ فوت عرض (۱۸/۵متر).
– قدرت انتقال آنها هم ۵۰ وات یا کمتر می باشد .
چگونه میتوان یک GPS تهیه نمود ؟
چنانچه قصد خرید GPS را برای اولین بار دارید ما به شما اطلاعات مهمی را که چه محصولاتی موجود بوده و مناسب کاربری در GPSS میباشند را نشان می دهیم.

در حقیقت دستگاه GPS با قیمت مناسب پیشنهادی ما Garmin Etrex با کابل می باشد که قیمت آن کمتر از ۱۰۰ دلار آمریکاست اگر شما ساکن USA باشید و نهایت ۳۰۰ دلار آمریکا برای کشورهایی که عوارض بالایی دارند باشد ، در انگلیس نیز شما بایستی ۱۱۰ دلار آمریکا بابت دستگاه GPSو ۲۵ دلار نیز بابت کابل آن بپردازید.

یک GPS دستی ارزان قیمت بدون هیچگونه نیاز به LaptaP و با یک قیمت معقول قابلیتهای زیادی دارد.
هیچ بهایی بابت استفاده از خدمات GPS نبایستی توسط شما پرداخته شود . خدمات GPS توسط دولت آمریکا آماده شده و کاملاً مجانی می باشد هم چنین دریافت اطلاعات توسط گوشی موبایل نیز ممکن میباشد.

دسته بندی دستگاههای GPS:
بطور کلی یک GPS را میتوان از یکی از ۳ گروه ذیل دانست.
GPS MOUSE : هیچ صفحه یا دکمه ای ندارد اما توسط یکpc Laptop با نرم افزار مربوطه قابل استفاده سرویس GPSS می باشد.

 

دستگاههای این گروه مانند:
Garmin GPS 35
Delorme یا Rand Macnalley ( باقیمت های پایینتر)
قیمت این GPS ها حدود ۷۵ تا ۱۵۰ دلار آمریکا متغیر می باشد. ولی فراموش نکنید که این نوع GPS ها حتماً به Laptop pc نیاز دارند.

Hand-Held GPS: این نوع دستگاهها می توانند بصورت سیار مورد استفاده قرار گیرند آنها خودشان یک‌صفحه کوچک جهت نمایش اطلاعات و چند دکمه دارند و در شکل ها و ترکیب های مختلفی عرضه می‌شوند و هیچگونه نیازی بهLaptop ندارند.

که بطور مثال میتوان مدل‌های با قیمت پائین Garmin شبیه Etrex, GPS12*l , GPS12 یا مدل های ۳۱۵, ۳۱۰ ازMagellan را نام برد. تعدادی از اینها یک رابط NMEA و یک کابل رابط دارند قیمت با کابل ممکن است حدود ۲۱۰ دلار به بالا باشد و ممکن است بعضی از کشورها ارزانتر هم موجود باشد.

یک GPS دستی ارزان قیمت با یک کابل رابط برای انتخاب و آغاز کار با GPS مناسب میباشد, حتی برای سرگرمی یا کار یا آشنایی شما با طرز کار و خدمات GPS.

High-End GPS products: این دستگاهها شامل یک صفحه نمایشگر بزرگتر و تعدادی نقشه میباشند و در بعضی از آنها شما بایستی مبلغ بیشتری جهت نقشه ها بپردازید.

قیمت این دستگاهها ممکن است بسته به نوع محصول بالاتر از ۱۵۰۰ دلار آمریکا باشد که نمونه هایی از آن مانند Blaupunkt PhihPs و Alpine میباشد.

چه نوع GPS هایی مردم خریداری نموده اند ؟
در اینجا یک نمودار فروش انواع GPS در سال ۲۰۰۴ , ۲۰۰۰ آورده شده است .

این آمار براساس اطلاعات ۱۰۰ مرکز خدمات فروش دستگاههای GPS میباشد .

این تحقیق کوچکی است ولی می تواند نشانگر خوبی از آمار فروش باشد . نشان میدهد چطور مدل های Garmin بر تسلط خود بر انواع دیگر ادامه می دهد .

البته به کمک GPS های دستی Etrex .
این آمار هم چنین صعود تعدادی محصولات GPS Mouse شیبه Lassen Axiom Pharos , Holux , Haicom , Deluo و غیره.همراه با Delorme (Rockwell) .Rand Mcnalley(talon/NaVman) و , Pioneered در آمریکا را نشان می دهد.

دیگر انواع GPS شامل: Eagle , Lowrance , Furuno , San jose , Silva , Smile , Trimble , Motorola.
کجا می توانیم یک GPS تهیه کنیم ؟
امروزه سریعترین روش برای پیدا کردن یک عرضه کننده GPS می تواند از طریق موتور جستجوگر Altavista باشد با نوشتن کلمه “ gps” در محل جستجوی این سایت.

اما اگر نتوانستید یک توزیع کننده GPS در کشورتان پیدا کنید سعی کنید به یکی از لیست های ذیل که توزیع کننده های جهانی GPS میباشند ارتباط برقرار نمائید . آنها ممکن است از طریق email مشکل شما را حل نمایند یا اینکه کسی شما را در خصوص مشکلتان کمک نماید .