لطالما كان نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للملاحة عبر الأقمار الصناعية معيارًا لإنشاء أنظمة تحديد المواقع ويستخدم بنشاط في أجهزة التتبع والملاحين المختلفين. في مشاريع Arduino، يتم دمج نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) باستخدام وحدات مختلفة لا تتطلب معرفة بالأساسيات النظرية. ولكن يجب أن يكون المهندس الحقيقي مهتمًا بفهم مبدأ نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وتشغيله من أجل فهم قدرات وقيود هذه التكنولوجيا بشكل أفضل.

مخطط تشغيل نظام تحديد المواقع

نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) هو نظام ملاحة عبر الأقمار الصناعية طورته وزارة الدفاع الأمريكية يحدد الإحداثيات والوقت بدقة. يعمل في أي مكان على الأرض في أي ظروف جوية. يتكون نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) من ثلاثة أجزاء - الأقمار الصناعية والمحطات الأرضية وأجهزة استقبال الإشارات.

نشأت فكرة إنشاء نظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية في الخمسينيات من القرن الماضي. ولاحظت مجموعة من العلماء الأمريكيين الذين كانوا يراقبون إطلاق الأقمار الصناعية السوفيتية أنه مع اقتراب القمر الصناعي، فإن تردد الإشارة يزداد ويتناقص مع ابتعاده. وهذا جعل من الممكن فهم أنه من الممكن قياس موقع وسرعة القمر الصناعي بمعرفة إحداثياته ​​على الأرض، والعكس صحيح. لعب إطلاق الأقمار الصناعية في مدار أرضي منخفض دورًا كبيرًا في تطوير نظام الملاحة. وفي عام 1973، تم إنشاء برنامج DNSS (NavStar)، وبموجب هذا البرنامج تم إطلاق الأقمار الصناعية إلى مدار أرضي متوسط. حصل البرنامج على اسمه GPS في نفس عام 1973.

ويستخدم نظام تحديد المواقع حاليا ليس فقط في المجال العسكري، ولكن أيضا للأغراض المدنية. هناك العديد من مجالات تطبيق نظام تحديد المواقع العالمي (GPS):

• اتصال المحمول.
• تكتونية الصفائح - تتبع تقلبات الصفائح؛
• تحديد النشاط الزلزالي.
• تتبع وسائل النقل عبر الأقمار الصناعية – يمكنك مراقبة موقع وسرعة النقل والتحكم في حركتها؛
• الجيوديسيا – تحديد الحدود الدقيقة لقطع الأراضي؛
• رسم الخرائط؛
• ملاحة؛
• الألعاب وتحديد الموقع الجغرافي ومناطق الترفيه الأخرى.

يمكن اعتبار العيب الأكثر أهمية للنظام هو عدم القدرة على استقبال إشارة في ظل ظروف معينة. تقع ترددات تشغيل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في نطاق الطول الموجي بالديسيمتر. وهذا يؤدي إلى حقيقة أن مستوى الإشارة قد ينخفض ​​بسبب السحب العالية وأوراق الشجر الكثيفة. مصادر الراديو، وأجهزة التشويش، وفي حالات نادرة حتى العواصف المغناطيسية يمكن أن تتداخل أيضًا مع إرسال الإشارة العادية. سوف تتدهور دقة تحديد البيانات في المناطق القطبية، حيث ترتفع الأقمار الصناعية على ارتفاع منخفض فوق الأرض.

الملاحة بدون GPS

المنافس الرئيسي لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) هو نظام GLONASS الروسي (النظام العالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية). بدأ النظام تشغيله الكامل في عام 2010، وتمت محاولات استخدامه بنشاط منذ عام 1995. هناك عدة اختلافات بين النظامين:

• ترميزات مختلفة - يستخدم الأمريكيون CDMA، ويستخدم النظام الروسي FDMA؛
• أبعاد مختلفة للأجهزة - يستخدم GLONASS نموذجًا أكثر تعقيدًا، مما يزيد من استهلاك الطاقة وحجم الأجهزة؛
• وضع وحركة الأقمار الصناعية في المدار - يوفر النظام الروسي تغطية أوسع للمنطقة وتحديدًا أكثر دقة للإحداثيات والوقت.
• عمر الأقمار الصناعية – الأقمار الصناعية الأمريكية مصنوعة بجودة أعلى، لذا فهي تدوم لفترة أطول.

بالإضافة إلى GLONASS وGPS، هناك أنظمة ملاحية أخرى أقل شهرة - غاليليو الأوروبي وبيدو الصيني.

وصف نظام تحديد المواقع

كيف يعمل نظام تحديد المواقع

يعمل نظام GPS على النحو التالي: يقوم جهاز استقبال الإشارة بقياس التأخير في انتشار الإشارة من القمر الصناعي إلى جهاز الاستقبال. من الإشارة المستقبلة، يحصل جهاز الاستقبال على بيانات حول موقع القمر الصناعي. لتحديد المسافة من القمر الصناعي إلى جهاز الاستقبال، يتم ضرب تأخير الإشارة في سرعة الضوء.

من وجهة نظر هندسية، يمكن توضيح عمل نظام الملاحة على النحو التالي: عدة مجالات، في وسطها توجد أقمار صناعية، تتقاطع ويكون المستخدم فيها. نصف قطر كل كرة يساوي المسافة إلى هذا القمر الصناعي المرئي. توفر الإشارات الصادرة من ثلاثة أقمار صناعية معلومات حول خطوط الطول والعرض، بينما يوفر القمر الصناعي الرابع معلومات حول ارتفاع الجسم فوق السطح. يمكن اختزال القيم التي تم الحصول عليها إلى نظام معادلات يمكن من خلاله العثور على إحداثيات المستخدم. وبالتالي، للحصول على موقع دقيق، من الضروري إجراء 4 قياسات للمسافات إلى القمر الصناعي (إذا استبعدنا النتائج غير المعقولة، فإن ثلاثة قياسات كافية).

يتم إدخال تعديلات على المعادلات الناتجة عن طريق التناقض بين الموقع المحسوب والفعلي للقمر الصناعي. الخطأ الذي ينشأ نتيجة لذلك يسمى التقويم الفلكي ويتراوح من 1 إلى 5 أمتار. ويساهم أيضًا التداخل والضغط الجوي والرطوبة ودرجة الحرارة وتأثير الغلاف الأيوني والغلاف الجوي. مجموع جميع الأخطاء يمكن أن يصل الخطأ إلى 100 متر. يمكن القضاء على بعض الأخطاء رياضيا.

لتقليل جميع الأخطاء، استخدم وضع GPS التفاضلي. وفيه يتلقى جهاز الاستقبال جميع التصحيحات اللازمة للإحداثيات من المحطة الأساسية عبر قناة راديو. تصل دقة القياس النهائية إلى 1-5 أمتار. في الوضع التفاضلي، هناك طريقتان لتصحيح البيانات المستلمة - تصحيح الإحداثيات نفسها وتصحيح معلمات التنقل. الطريقة الأولى غير مريحة للاستخدام، حيث يجب على جميع المستخدمين العمل باستخدام نفس الأقمار الصناعية. وفي الحالة الثانية، يزيد تعقيد معدات تحديد الموقع بشكل كبير.

هناك فئة جديدة من الأنظمة تزيد دقة القياس إلى 1 سم. الزاوية بين اتجاهات الأقمار الصناعية لها تأثير كبير على الدقة. وبزاوية أكبر، سيتم تحديد الموقع بدقة أكبر.

قد يتم تخفيض دقة القياس بشكل مصطنع من قبل وزارة الدفاع الأمريكية. وللقيام بذلك، يتم تثبيت وضع S/A خاص على أجهزة الملاحة - وصول محدود. تم تطوير الوضع لأغراض عسكرية حتى لا يمنح العدو أفضلية في تحديد الإحداثيات الدقيقة. منذ مايو 2000، تم إلغاء نظام الوصول المقيد.

يمكن تقسيم جميع مصادر الخطأ إلى عدة مجموعات:

• خطأ في حسابات المدار؛
• الأخطاء المتعلقة بجهاز الاستقبال؛
• الأخطاء المرتبطة بالانعكاسات المتعددة للإشارة من العوائق؛
• الأيونوسفير، وتأخير الإشارة التروبوسفيرية؛
• هندسة الأقمار الصناعية.

الخصائص الرئيسية

ويتضمن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) 24 قمرًا صناعيًا أرضيًا، وشبكة من محطات التتبع الأرضية وأجهزة استقبال الملاحة. مطلوب من محطات المراقبة تحديد ومراقبة المعلمات المدارية، وحساب الخصائص الباليستية، وضبط الانحرافات عن مسارات الحركة، ومراقبة المعدات الموجودة على متن المركبات الفضائية.

خصائص أنظمة الملاحة GPS:

• عدد الأقمار الصناعية – 26، 21 رئيسي، 5 احتياطي؛
• عدد الطائرات المدارية – 6؛
• ارتفاع المدار – 20,000 كم;
• عمر الخدمة للأقمار الصناعية هو 7.5 سنة؛
• ترددات التشغيل – L1=1575.42 ميجاهرتز؛ L2 = 12275.6 ميجاهرتز، الطاقة 50 وات و8 وات، على التوالي؛
• موثوقية تحديد الملاحة هي 95٪.

هناك عدة أنواع من أجهزة استقبال الملاحة - المحمولة والثابتة والطائرات. تتميز أجهزة الاستقبال أيضًا بعدد من المعلمات:

• عدد القنوات – تستخدم أجهزة الاستقبال الحديثة من 12 إلى 20 قناة؛
• نوع الهوائي؛
• توافر الدعم لرسم الخرائط؛
• نوع العرض؛
• وظائف اضافيه؛
• خصائص تقنية مختلفة - المواد والقوة والحماية من الرطوبة والحساسية وسعة الذاكرة وغيرها.

مبدأ تشغيل الملاح نفسه هو أن الجهاز يحاول أولاً الاتصال بالقمر الصناعي للملاحة. بمجرد إنشاء الاتصال، يتم نقل التقويم، أي معلومات حول مدارات الأقمار الصناعية الموجودة داخل نفس نظام الملاحة. إن الاتصال بقمر صناعي واحد وحده لا يكفي للحصول على موقع دقيق، لذا تقوم الأقمار الصناعية المتبقية بإرسال التقويم الفلكي الخاص بها إلى الملاح، وهو أمر ضروري لتحديد الانحرافات ومعاملات الاضطراب وغيرها من المعلمات.

بداية باردة ودافئة وساخنة لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS).

عند تشغيل المتصفح لأول مرة أو بعد استراحة طويلة، يبدأ الانتظار الطويل لتلقي البيانات. يرجع وقت الانتظار الطويل إلى حقيقة أن التقويم والتقويم الفلكي مفقودان أو قديمان في ذاكرة الملاح، لذلك يجب على الجهاز تنفيذ عدد من الإجراءات للحصول على البيانات أو تحديثها. يعتمد وقت الانتظار، أو ما يسمى بوقت البدء البارد، على مؤشرات مختلفة - جودة جهاز الاستقبال، وحالة الغلاف الجوي، والضوضاء، وعدد الأقمار الصناعية في منطقة الرؤية.

لبدء العمل، يجب على الملاح:

• ابحث عن قمر صناعي وقم بالاتصال به؛
• احصل على التقويم واحفظه في الذاكرة؛
• تلقي التقويم الفلكي من القمر الصناعي وحفظه؛
• ابحث عن ثلاثة أقمار صناعية أخرى وقم بإجراء اتصال معهم واحصل على التقويم الفلكي منهم؛
• حساب الإحداثيات باستخدام التقويم الفلكي ومواقع الأقمار الصناعية.

فقط بعد مرور هذه الدورة بأكملها سيبدأ الجهاز في العمل. ويسمى هذا النوع من الإطلاق بداية باردة.

البداية الساخنة تختلف بشكل كبير عن البداية الباردة. تحتوي ذاكرة الملاح بالفعل على التقويم والتقويم الفلكي ذي الصلة حاليًا. بيانات التقويم صالحة لمدة 30 يومًا، وبيانات التقويم الفلكي صالحة لمدة 30 دقيقة. ويترتب على ذلك أن الجهاز تم إيقاف تشغيله لفترة قصيرة. مع البداية الساخنة، ستكون الخوارزمية أبسط - يقوم الجهاز بإنشاء اتصال مع القمر الصناعي، وإذا لزم الأمر، يقوم بتحديث التقويم الفلكي ويحسب الموقع.

هناك بداية دافئة - في هذه الحالة، التقويم الحالي، ولكن التقويم الفلكي يحتاج إلى التحديث. يستغرق هذا وقتًا أطول قليلاً من البداية الساخنة، ولكنه أقل بكثير من البداية الباردة.

القيود المفروضة على شراء واستخدام وحدات GPS محلية الصنع

يتطلب التشريع الروسي من الشركات المصنعة تقليل دقة اكتشاف جهاز الاستقبال. لا يمكن العمل بدقة غير خشنة إلا إذا كان لدى المستخدم ترخيص متخصص.

يُحظر استخدام الوسائل التقنية الخاصة المخصصة للحصول على المعلومات سرًا (STS NPI) في الاتحاد الروسي. وتشمل هذه الأجهزة أجهزة تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، والتي تُستخدم للتحكم السري في حركة المركبات والأشياء الأخرى. السمة الرئيسية للجهاز الفني غير القانوني هي سريته. لذلك، قبل شراء الجهاز، تحتاج إلى دراسة خصائصه ومظهره ووجود وظائف مخفية بعناية، وكذلك مراجعة شهادات المطابقة اللازمة.

من المهم أيضًا الشكل الذي يتم بيع الجهاز به. عند تفكيكه، قد لا ينتمي الجهاز إلى STS NPI. ولكن عند تجميع الجهاز النهائي قد يتم تصنيفه بالفعل على أنه محظور.

لنبدأ بحقيقة أن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أو نظام تحديد المواقع العالمي هو نظام تحديد المواقع العالمي. بكل بساطة، هذا النظام عبارة عن خريطة افتراضية يمكن للمستخدم من خلالها تحديد موقعه. تجدر الإشارة إلى أن النظام المذكور أعلاه لا علاقة له بـ GPRS (خدمة راديو الحزمة العامة)، لأن الأخير عبارة عن ما يسمى وظيفة GSM الإضافية لنقل حزم البيانات للوصول إلى الإنترنت عبر الهاتف المحمول.

إذا عدنا إلى تقنية GPS، فهي لا تستخدم فقط من قبل سائقي السيارات، كما يعتقد الكثير من الناس. نطاق استخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أوسع بكثير. على سبيل المثال، تحظى بشعبية كبيرة بين المسافرين والصيادين وصيادي الأسماك وغيرهم من الأشخاص الذين يفضلون هواية نشطة والذين يحتاجون من وقت لآخر إلى معلومات حول موقعهم أو موقع موقع معين. بالإضافة إلى ذلك، إذا كانت هناك حاجة إلى معلومات حول سرعة السيارة والوقت المقدر للوصول إلى الوجهة، فيمكن أن يصبح نظام تحديد المواقع (GPS) أداة لا غنى عنها.

لاحظ أن أجهزة استقبال GPS تختلف في السرعة التي يمكنها من خلالها حساب الإحداثيات منذ لحظة تشغيلها، وكذلك في حساسية ودقة تحديد المواقع. تعتمد كل هذه المعلمات على مجموعة الشرائح المجهزة بجهاز استقبال GPS. هناك شرائح لأجهزة GPS من عدد من الشركات المصنعة في السوق، ومع ذلك، فإن شرائح SiRfstarIII الأكثر شيوعًا، التي تنتجها شركة SiRf Technology. تُظهر أجهزة الاستقبال المجهزة بمجموعة شرائح SiRfstarIII ما يسمى بوقت البدء البارد القصير، عندما لا يتم استخدام نظام الملاحة لفترة طويلة، فإنه يستمر بضع ثوانٍ. بالإضافة إلى ذلك، تتيح هذه الشرائح إمكانية استقبال إشارات من 20 قمرًا صناعيًا في وقت واحد. علاوة على ذلك، تعتبر أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) المزودة بشرائح SiRfstarIII هي الأكثر حساسية وتتمتع بإمكانيات تحديد الموقع بدقة عالية.

ما هو الفرق بين GPS وA-GPS؟

في البداية، تجدر الإشارة إلى أن المواصفات الفنية للهواتف الذكية تحتوي على معلومات حول الوحدات المختلفة. إذا كنا نتحدث في البعض عن وحدة GPS، فإننا نتحدث في البعض الآخر عن A-GPS. إذن ما هو الفرق بينهما؟ إذا كان الجهاز مزودًا بجهاز استقبال GPS عادي، فعند البداية الباردة (اقرأ ما هو - اقرأ أعلاه)، قد يستغرق البحث وقتًا أطول لأن المستكشف لا يمكنه العثور على القمر الصناعي بسرعة، وقد يستمر هذا لأكثر من دقيقة واحدة. السبب وراء البحث الطويل عن قمر صناعي بواسطة ملاح GPS بسيط - نقص المعلومات حول الموقع الفعلي للقمر الصناعي.

إذا كان الجهاز يستخدم تقنية A-GPS، فسيتم استقبال المعلومات اللازمة عبر الإنترنت باستخدام شبكة GPRS أو 3G أو LTE (4G) (لا تتجاوز حركة المرور 12 كيلو بايت). يعد A-GPS في جوهره برنامجًا إضافيًا لجهاز استقبال GPS، والذي يمكن من خلاله تقليل وقت البحث عن القمر الصناعي أثناء البداية الباردة بشكل كبير. وكما ذكرنا من قبل، يتم تحقيق التسارع بشكل رئيسي من خلال قنوات الاتصال البديلة. بشكل عام، لكي تعمل تقنية A-GPS، فإنها تتطلب قناة اتصال مع خادم بعيد، يتم من خلاله تلقي المعلومات اللازمة لجهاز استقبال GPS. إذا عدنا إلى الأجهزة المحمولة، فهو في حالتها اتصال بالإنترنت عبر الشبكة الخلوية أو شبكة Wi-Fi.

لاحظ أن الوظيفة الإضافية A-GPS لها مزايا وعيوب. إذا بدأنا بالمزايا، تجدر الإشارة إلى التحديد السريع جدًا للإحداثيات مباشرة بعد التشغيل. بالإضافة إلى ذلك، تعمل هذه التقنية على تعزيز حساسية استقبال الإشارة الضعيفة في ما يسمى بالمناطق الميتة - الأنفاق، والداخل، والوديان، وما إلى ذلك. ومع ذلك، فإن العيب الكبير في A-GPS هو عدم القدرة على العمل حيث لا توجد تغطية للشبكة الخلوية. بالإضافة إلى ذلك، لا يمكن أن يكون استخدام A-GPS مجانيًا تمامًا، مثل GPS على سبيل المثال. ويرجع ذلك إلى استهلاك حركة مرور الإنترنت من خلال الوظيفة الإضافية A-GPS، والتي يجب دفعها وفقًا لتعريفات مزود إنترنت معين.

ظهر نظام تحديد المواقع العالمي في الخمسينيات بفضل إطلاق القمر الصناعي. عندما ذهب أول قمر صناعي سوفياتي إلى مداره، لاحظ الأمريكيون أنه عندما ابتعد، تغير تردد الإشارة بالتساوي. وقام العلماء بتحليل البيانات وأدركوا أن إشارة القمر الصناعي تسمح لهم بتحديد إحداثيات الأجسام على الأرض بدقة، وكذلك سرعة حركتها. وكان الجيش أول من اعتمد نظام تحديد المواقع: فقد أطلقت وزارة الدفاع الملاحة عبر الأقمار الصناعية لأغراضها الخاصة، ولكن بعد بضع سنوات أصبحت متاحة للمدنيين.

يوجد حاليًا 24 قمرًا صناعيًا في مدار أرضي منخفض ينقل إشارات ملزمة. يتغير عدد الأقمار الصناعية بشكل دوري، لكنه يظل دائمًا كافيًا للحفاظ على التشغيل السلس للنظام العالمي لتحديد المواقع. في حالة القوة القاهرة، يتم توفير أقمار صناعية احتياطية، وكل عقد من الزمن تدخل مركبات فضائية جديدة وحديثة إلى المدار، لأنه لا ينبغي لأي شيء أن يعطل تشغيل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).

وتدور الأقمار الصناعية في ستة مدارات، لتشكل شبكة مترابطة. يتم تشغيله بواسطة محطات GPS مخصصة تقع في المناطق الاستوائية ولكنها مرتبطة بنقطة محورية في الولايات المتحدة. بفضل هذه الشبكة، يمكنك معرفة الإحداثيات الدقيقة لشخص أو سيارة أو طائرة بسرعة إرسال الإشارات من الأقمار الصناعية، أي على الفور تقريبًا، ولا تعتمد دقة القراءات على الظروف الجوية والوقت من اليوم . وفي الوقت نفسه، فإن استخدام نظام تحديد المواقع العالمي نفسه مجاني، والشيء الوحيد الذي تحتاجه لاستخدام نظام الملاحة هذا هو الملاح أو أي جهاز آخر يدعم وظيفة GPS.

كيف يعمل نظام تحديد المواقع

تعتمد هذه التقنية على مبدأ التنقل البسيط للأشياء المميزة، والذي تم استخدامه قبل وقت طويل من ظهور نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). كائن العلامة هو معلم معروف إحداثياته ​​بدقة. لتحديد إحداثيات كائن ما، تحتاج أيضًا إلى معرفة المسافة منه إلى كائن العلامة، ثم يمكنك رسم خطوط على الخريطة باتجاه العلامات من الموقع المحتمل: ستكون نقطة تقاطع هذه الخطوط هي الإحداثيات.

تلعب الأقمار الصناعية الموجودة في المدار الأرضي المنخفض دور الأجسام المحددة في نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). إنهم يدورون بسرعة، ولكن يتم مراقبة موقعهم باستمرار، ولكل ملاح جهاز استقبال تم ضبطه على التردد المطلوب. ترسل الأقمار الصناعية إشارات تشفر كمية كبيرة من المعلومات، بما في ذلك الوقت المحدد. تعد البيانات الزمنية الدقيقة من أهم البيانات لتحديد الإحداثيات الجغرافية: بناءً على الفرق بين إخراج واستقبال إشارة الراديو، تقوم الأقمار الصناعية بحساب المسافة بينها وبين الملاح.

كيف يعمل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في الهواتف الذكية

تعد أجهزة Navigators من أكثر المنتجات شهرة في سوق الأدوات الذكية، ولا تتفوق عليها في الشعبية سوى الهواتف الذكية. لكن الشركات المصنعة تقوم أيضًا بدمج شرائح نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في الهواتف الذكية حتى يتمكن الجهاز من أداء وظائف الملاح. ومع ذلك، قد يكون هناك فخ في انتظار المستخدم، لأنه في السعي لتحقيق الربح، يرتكب المصنعون أخطاء مقصودة أو عرضية في وصف سلعهم، مما يسمح للمشترين بالخلط بين تقنيات GPS و AGPS.

Jeepies هو نظام ملاحة مجاني عالي الدقة. لا يوجد اشتراك فيه ولا يمكن أن يكون، لأن الأميركيين يسمحون باستخدام أقمارهم الصناعية للملاحة مجاناً. أصحاب الهواتف الذكية، إذا دفعوا، يدفعون فقط مقابل التطبيقات أو البطاقات. لدى أجهزة استقبال GPS بعض العيوب الطفيفة: فهي تعمل فقط في الهواء الطلق، ويمكن أن يسبب سوء الأحوال الجوية مشاكل في استقبال إشارة من القمر الصناعي، ولكن تم حل هذه العيوب بمساعدة تقنية A-GPS (يجب عدم الخلط بينها وبين AGPS). خلاصة القول هي أنه يتم إعادة توجيه الإشارة من جهاز الاستقبال إلى خادم يحتوي على كافة المعلومات حول موقع الأقمار الصناعية، لذلك لا توجد صعوبات في استقبال الإشارة. يتم استخدام A-GPS من قبل جميع ملاحي السيارات الحديثة.

ولكن هناك أيضًا نظام الملاحة الخلوي AGPS - فهو يعمل فقط في منطقة تغطية الشبكة الخلوية ويحدد الموقع بدقة تصل إلى 500 متر، وهو أقل دقة مقارنة بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، ويعطي فكرة عامة عن ذلك ​​المكان الذي تتواجد فيه، ولكنه يقدم خريطة القمر الصناعي للمنطقة المحيطة. من المهم أن تكون خدمة الإنترنت عبر الهاتف المحمول متصلة وأن يكون هناك أموال متبقية في الحساب. تعمل خرائط جوجل مع خدمة AGPS. غالبًا ما تكون إمكانيات الملاحة الخلوية كافية، لكن لا ينبغي الخلط بينها وبين نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الدقيق والمجاني.

أنواع أجهزة تحديد المواقع

أبسط جهاز ملاحة هو جهاز استقبال خارجي. إنه يتواصل مع الأقمار الصناعية ويستقبل الإشارات منها، ولكن لكي تتمكن من استخدام المعلومات، يجب أن يكون جهاز الاستقبال متصلاً بجهاز آخر - على سبيل المثال، هاتف ذكي أو كمبيوتر محمول، ولحسن الحظ، فهو متوافق مع جميع الأدوات والبرامج الشائعة. كملاذ أخير، سوف تحتاج إلى بطاقة. يتم استخدام أجهزة استقبال GPS من قبل السائحين الذين يقومون برحلات طويلة: الجهاز غير مكلف، ولفك تشفير المعلومات التي يتلقاها، يمكنك حتى استخدام خريطة سياحية عادية للمنطقة. كل ما تحتاجه هو أن يكون لديك شبكة تنقل متراكبة عليها.

لكن جهاز GPS الأكثر شيوعًا اليوم هو ملاح السيارة. إنه أكثر تعقيدًا وعمليًا من جهاز الاستقبال: فالملاح يشبه إلى حد كبير نسخة أصغر من جهاز الكمبيوتر. تم بالفعل تثبيت كافة البرامج الضرورية من قبل الشركة المصنعة، ونظام التشغيل مغلق. تمت إضافة العديد من الوظائف الإضافية إلى نظام الملاحة، بما في ذلك الوصول إلى الإنترنت.

فئة منفصلة من الأجهزة هي الهواتف الذكية المزودة بأجهزة استقبال GPS مدمجة. لا تخلط بينها وبين النماذج التي تستخدم التنقل الخلوي! لا يعمل النظام بسلاسة على الهواتف الذكية كما هو الحال في الأجهزة المستقلة. لا تسمح لك جميع الطرز بتثبيت برنامج ملاحة متكامل، وإذا كنت تستخدم الحلول عبر الإنترنت، فستصبح الوظيفة غير متاحة عند إيقاف تشغيل الإنترنت، ومن ثم ستختفي إحدى مزايا التكنولوجيا: الوصول المستمر. ومع ذلك، فإن الهواتف الذكية المزودة بنظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية مناسبة للمشاة - فهي سهلة التنقل والبيانات دقيقة، لذلك لن تضيع حتى في أكثر الغابات صعوبة.

منذ عامين

يمكن استخدام أحد أكبر نظامين عالميين لتحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية - GPS - بتنسيق قياسي أو كخدمة A-GPS. ما هي السمات الرئيسية لهذه التقنيات؟

حقائق عن نظام تحديد المواقع

نظام تحديد المواقعيهدف إلى تحديد الإحداثيات الجغرافية لجسم يوجد عليه جهاز استقبال أو ملاح أو أي جهاز آخر قادر على استقبال إشارات GPS من القمر الصناعي. يتضمن هذا النظام استخدام معيار WGS 84، مما يجعل من الممكن تحديد إحداثيات جسم ما على سطح الأرض بدقة 2 سم في ثلاثة أبعاد، بالإضافة إلى ذلك، يتيح لك التنقل باستخدام تقنية GPS أيضًا قياس السرعة حركة جهاز استقبال أو جهاز مماثل على سطح الأرض.

حقائق عن A-GPS

تقنية A-GPSيكمل معيار GPS في عدة جوانب. بادئ ذي بدء، من حيث تسريع تشغيل أجهزة الاستقبال المستخدمة في الملاحة. والحقيقة هي أن تحديد الإحداثيات فقط من خلال الأقمار الصناعية ينطوي على عبء كبير على موارد الأجهزة لهذا الجهاز. ولكن إذا منحت المتلقي الفرصة لاستخدام المصادر المساعدة لتحديد موقعه (تلك المستخدمة في البنية التحتية A-GPS)، فسوف يعمل بشكل أسرع بشكل ملحوظ.

يتم تحميل متصفح GPS الذي يدعم تقنية A-GPS بشكل أسرع بكثير من تلك الأجهزة غير المتوافقة مع المعيار المقابل. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لنظام A-GPS تحسين استقرار التتبع المستمر لإحداثيات جهاز الاستقبال بشكل كبير: إشارة القمر الصناعي ليست مستقرة دائمًا (خاصة في الظروف الحضرية)، واستخدام القنوات المساعدة لتحديد موقع الملاح بهذا المعنى يمكن أن تصبح شرطا حاسما للمتلقي لأداء وظائف المستخدم.

ما هي القنوات المساعدة المحددة لتحديد إحداثيات الملاح المستخدمة عند استخدام تقنية A-GPS؟ كقاعدة عامة، هذا هو الإنترنت عبر الهاتف المحمول - باستخدام تقنية 3G أو 4G. وفي بعض الحالات، يكون الاتصال عبر Wi-Fi مناسبًا أيضًا.

في حالة عدم توفر قنوات 3G أو 4G أو Wi-Fi، يمكن تحديد الإحداثيات من خلال المحطات الأساسية لمشغلي الهواتف المحمولة. صحيح أن هذه الطريقة تتمتع بدقة منخفضة نسبيًا - تصل إلى 20 مترًا، وغالبًا ما تكون عدة مئات من الأمتار.

مقارنة

الفرق الرئيسي بين GPS وA-GPS هو أن التقنية الأولى تتضمن تحديد الإحداثيات الجغرافية للملاح عبر الأقمار الصناعية، والثانية - من خلال القنوات البديلة (3G، 4G، Wi-Fi، محطات قاعدة المشغل).

عادةً ما يتم تحميل جهاز الاستقبال الذي يدعم معيار A-GPS بشكل أسرع بكثير من الجهاز الذي يدعم قنوات GPS "الكلاسيكية" فقط. وهذا ممكن بسبب الاستلام الفوري للإحداثيات، وفي بعض الحالات، أيضًا تحديث الخرائط عبر الإنترنت أو القنوات الخلوية.

بالإضافة إلى ذلك، يستطيع الملاح المتوافق مع تقنية A-GPS أداء وظائفه في الحالات التي تكون فيها إشارة القمر الصناعي ضعيفة جدًا أو غائبة على الإطلاق. بالطبع، فقط إذا كانت القنوات البديلة للحصول على إحداثيات الجهاز تعمل.

بعد تحديد الفرق بين GPS وA-GPS، سنسجل الاستنتاجات في الجدول.