جهت یابی، جلسه چهارم
اهداف: ------------------
وسائل مورد نیاز: ----------------------
درس چهارم : GPS چیست؟
همانطور که تا این جا بحث شده، قدیمی ها روش های بسیاری را برای یافتن جهات در شب، روز، بیابان، دریا و ... یافته بودند. اما این روزها کار بسیار آسان تر و دقیق تر از این شده است! امروزه با هزینه ای در حدود 100 هزار تومان می توانید صاحب دستگاهی کوچک و جیبی شوید که با داشتن آن هرگز راه را گم نخواهید کرد! بله درست حدس زدید مادامیکه شما گیرنده GPS را در جیب خود دارید، در هر زمان و هر مکان می توانید موقعیت دقیق جغرافیایی خود را از جمله طول و عرض جغرافیایی و ارتفاع از سطح دریا را به عنوان ساده ترین نوع اطلاعات داشته باشید.
اطلاعات بیشتر:
برای آشنایی بیشتر با این ماهواره ها در اینترنت به جستجو پرداخته و نام تعدادی از آن ها را پیدا کنید. مسلماً اگر این نام ها همراه با تعدادی عکس و اطلاعات جانبی باشند این جستجوی شما به یک تحقیق جذاب تبدیل می شود!
کار یک گیرنده GPS این است که این ماهواره ها را در آسمان شناسایی نموده و فاصله خود تا آن ها را تعیین کند و از این اطلاعات برای شناسایی موقعیت خود استفاده نماید. این فرآیند بر اساس یک اصل ساده ریاضی (Trilateration) صورت می گیرد که در زیر به زبان ساده برای شما شرح داده می شود.
فرض کنید شما در سفر هستید و هیچ تابلویی هم راهنمای شما نیست و به صورت خیلی غمناکی گم شده اید! ناگهان یک نفر بومی آن منطقه سر راه شما قرار میگیرد. شما بسیار خوشحال شده و به سوی او می دوید و از وی می پرسید : "این جا کجا است؟" . آن فرد به شما می گوید که شما به عنوان مثال تهران تا در حدود 500 کیلومتر فاصله دارید! این اطلاعات که بدست آورده اید برای شما در آن شرایط بسیار ارزشمند است اما همچنان برای شما کافی نیست! شهر تهران در کدام سوی شماست؟ در این حالت شما می توانید روی هر نقطه از محیط دایره ای به شعاع 500 کیلومتری از تهران قرار گرفته باشید!
پاسخ این سوال پیش نفر سومی است که از آن جا عبور می کند! وی با گفتن این موضوع که فاصله شما تا سمنان 650 کیلومتر است، شما را به یک دایره دیگر به مرکز این شهر راهنمایی می کند!
به این ترتیب شما با داشتن فاصله تان تا سه شهر و دانستن موقعیت دقیق جغرافیایی آن ها، محل دقیق خودتان را تعیین نمایید. اساس و منطق موقعیت یابی فضایی نیز به همین صورت است با این تفاوت که در فضا شما با کره (سه بعدی) سر و کار دارید بنابراین به جای سه نقطه به چهار نقطه معیار نیاز خواهید داشت.
اساساً تفاوت چندانی در استفاده از این روش در فضای سه بعدی نیست فقط تصور آن کمی دشوارتر بوده و همچنین اینکه حداقل چهار نقطه مرجع لازم می باشد. در گیرنده های GPS، کار دستگاه این است که ماهواره ها را شناسایی کرده و موقعیت و فاصله خود را نسبت به آن ها بسنجد و از این اطلاعات برای شناسایی مکان خود استفاده کند. البته توجه کنید که انجام کار با استفاده از سه ماهواره نیز میسر است چون خود سطح زمین نیز به عنوان یک مرجع می تواند باشد اما معمولاً گیرنده ها برای افزایش دقت و کاهش خطا، از تعداد بیشتری ماهواره کمک می گیرند!
بنابراین گیرنده می بایست مختصات نسبی خود را نسبت به ماهواره پیدا کند. این کار از طریق دریافت سیگنال های رادیویی با فرکانس بالا و توان پایین که از سوی ماهواره ها ارسال می شود، صورت می گیرد. امواج رادیویی در واقع نوعی از امواج الکترومغناطیسی هستند که با سرعت نور (حدود 300 هزار کیلومتر بر ساعت) در فضا منتشر می شوند. گیرنده فاصله خود تا ماهواره را بر اساس مدت زمان سفر سیگنال محاسبه می کند.
در جلسه بعد با روش دقیق محاسبه فاصله توسط گیرنده آشنا خواهیم شد.
جستجو:
فرکانس امواج رادیویی در چه بازه ای است؟
تکلیف:
ابتدا جدول "فاصله شهرها" را از لینک مربوطه دانلود نمایید و با استفاده از آن به سوال زیر پاسخ دهید.
فرض کنید شما در شهری قرار دارید که فاصله شما در آن شهر تا سه شهر اهواز، اصفهان، همدان به صورت زیر است:
فاصله تا اهواز 659 کیلومتر
فاصله تا اصفهان 485 کیلومتر
فاصله تا همدان 949 کیلومتر
با کمک جدول و با استفاده از روش گفته شده در درس، مکان خود را تعیین کنید.
محل بازدید/ اردو/ خرید: ------------------
منابع مطالعه: ----------------
مطالب مرتبط:
