جی پی اس چیست؟ (آشنایی با مفهوم Global Positioning System)

برای شروع، بیایید به ساده ترین شکل ممکن پاسخ دهیم که جی پی اس چیست. عبارت GPS مخفف کلمات Global Positioning System به معنای «سیستم موقعیت یاب جهانی» است. این سیستم در واقع یک شبکه عظیم از ماهواره ها است که در مدار زمین در حال گردش هستند و سیگنال های دقیقی را به گیرنده های روی زمین (مانند ساعت های هوشمند، دستگاه های ناوبری و تلفن های همراه) ارسال می کنند.

این پروژه در ابتدا توسط وزارت دفاع ایالات متحده آمریکا در دهه هفتاد میلادی برای مقاصد کاملا نظامی طراحی شد. اما در دهه هشتاد میلادی، دولت آمریکا تصمیم گرفت تا استفاده از این شبکه ماهواره ای را برای عموم مردم و کاربرد های غیر نظامی نیز آزاد کند. از آن روز به بعد، تحول عظیمی در صنایع مختلف رخ داد.

امروزه سیستم جی پی اس از حدود ۳۱ ماهواره فعال تشکیل شده است که در ارتفاع حدود ۲۰ هزار کیلومتری از سطح زمین و در شش صفحه مداری مختلف در حال گردش هستند. این چیدمان فضایی به گونه ای مهندسی شده است که در هر زمان و در هر نقطه از کره زمین، حداقل چهار ماهواره به صورت مستقیم در دید گیرنده شما قرار داشته باشند.
 

از فضا تا مچ دست شما: gps چطور کار میکند ؟

یکی از جذاب ترین بخش های این فناوری، درک نحوه عملکرد آن است. وقتی می پرسیم gps چطور کار میکند، باید بدانیم که این سیستم به هیچ وجه یک جادوی پیچیده نیست، بلکه بر اساس قوانین دقیق ریاضی و فیزیک بنا شده است.
سیستم جی پی اس به طور کلی از سه بخش اصلی تشکیل شده است:

۱. بخش فضایی: همان ماهواره هایی که سیگنال های رادیویی را به زمین می فرستند.
۲. بخش کنترل: ایستگاه های راداری زمینی که وظیفه نظارت، کنترل مسیر و تنظیم ساعت های اتمی ماهواره ها را بر عهده دارند.
۳. بخش کاربر: گیرنده های جی پی اس (مثل ساعت های گارمین یا دستگاه های ناوبری دستی و جی پی اس گارمین ) که این سیگنال ها را دریافت و پردازش می کنند.
 

روش مثلث بندی فضایی (Trilateration)

پاسخ دقیق به این که جی پی اس چطور کار میکند در مفهومی به نام «مثلث بندی فضایی» نهفته است. گیرنده شما برای این که بفهمد دقیقا کجاست، نیاز دارد فاصله خود را تا حداقل سه (و ترجیحا چهار) ماهواره محاسبه کند.
ماهواره ها به طور مداوم زمان دقیق ارسال سیگنال و موقعیت خود را در فضا مخابره می کنند. گیرنده شما این سیگنال ها را دریافت می کند. از آنجا که امواج رادیویی با سرعت نور حرکت می کنند، گیرنده با استفاده از یک فرمول ساده ریاضی می تواند فاصله خود را تا ماهواره محاسبه کند:
Distance=Speed×Time
(فاصله = سرعت نور ضرب در مدت زمان رسیدن سیگنال)
    وقتی گیرنده فاصله خود را با یک ماهواره می داند، متوجه می شود که روی سطح یک کره فرضی به مرکز آن ماهواره قرار دارد.
    با پیدا کردن فاصله از ماهواره دوم، محدوده حضور شما به یک دایره (محل تقاطع دو کره) محدود می شود.
    با ماهواره سوم، موقعیت شما به دو نقطه خاص تقلیل می یابد.
    و در نهایت با دریافت اطلاعات از ماهواره چهارم، گیرنده می تواند طول جغرافیایی، عرض جغرافیایی و ارتفاع دقیق شما را از سطح دریا محاسبه کند.
نکته تخصصی اطلس ره نگار آریا: دلیل این که ساعت های گارمین به عنوان بهترین مدل جی پی اس در جهان شناخته می شوند، توانایی فوق العاده چیپست های آن ها در دریافت سریع این سیگنال ها و پردازش بدون خطای داده های ریاضی است.
 

بررسی یک شایعه بزرگ: آیا gps با اینترنت کار میکند؟

این یکی از پرتکرار ترین سوالاتی است که مشتریان در زمان خرید gps از کارشناسان ما می پرسند. پاسخ کوتاه و قاطع به این سوال که آیا gps با اینترنت کار میکند؟ این است: خیر! جی پی اس برای کار کردن به هیچ وجه نیازی به اینترنت، وای فای یا سیم کارت ندارد.

شاید برای شما سوال پیش بیاید که پس چرا وقتی اینترنت گوشی موبایل را خاموش می کنیم، اپلیکیشن های نقشه یاب به خوبی کار نمی کنند؟ دلیل این موضوع تفاوت میان عملکرد اپلیکیشن ها و گیرنده های جی پی اس است.

تلفن های همراه هوشمند معمولا از سیستمی به نام A-GPS (Assisted GPS) استفاده می کنند. در این سیستم، گوشی برای سرعت بخشیدن به پیدا کردن ماهواره ها و همچنین دانلود تصاویر نقشه (مثل خیابان ها و ترافیک) از اینترنت کمک می گیرد. اگر اینترنت قطع شود، گوشی شما همچنان مختصات طول و عرض جغرافیایی را از ماهواره ها دریافت می کند، اما اپلیکیشن شما اینترنتی برای لود کردن گرافیک نقشه ندارد!

اما در دستگاه های حرفه ای، اوضاع کاملا متفاوت است. زمانی که شما یک ساعت گارمین یا یک دستگاه ناوبری دستی (Handheld) تهیه می کنید، نقشه های توپوگرافی به صورت آفلاین در حافظه دستگاه ذخیره شده اند. این دستگاه ها سیگنال ها را مستقیما از فضا دریافت می کنند. به همین دلیل است که کوهنوردان در قلب کوهستان های هیمالیا یا دریانوردان در وسط اقیانوس آرام (جایی که هیچ دکل مخابراتی و اینترنتی وجود ندارد) به راحتی و با بالاترین دقت مسیر خود را پیدا می کنند.

بنابراین، خیالتان راحت باشد؛ یک دستگاه جی پی اس واقعی برای نجات جان شما در طبیعت، منتی بر سر اینترنت و آنتن دهی سیم کارت نخواهد داشت!
 

نگاهی عمیق به کاربرد جی پی اس در دنیای مدرن

امروزه کاربرد gps به قدری گسترده شده است که شاید تصور زندگی بدون آن برای بشر غیر ممکن باشد. این فناوری از کارهای ساده روزمره تا پیچیده ترین عملیات های مهندسی نفوذ کرده است. در ادامه به مهم ترین موارد کاربرد جی پی اس اشاره می کنیم:

۱. ورزش و تناسب اندام حرفه ای
یکی از جذاب ترین موارد کاربرد gps در ساعت های ورزشی است. دوندگان، دوچرخه سواران و شناگران با استفاده از این فناوری می توانند سرعت، مسافت طی شده، تغییرات ارتفاع و مسیر حرکت خود را با دقت سانتی متر ثبت کنند.

۲. کوهنوردی و طبیعت گردی (Outdoor)
در محیط های بکر و خشن طبیعی، گم شدن می تواند به قیمت جان انسان تمام شود. دستگاه های جی پی اس دستی و ساعت های کوهنوردی به طبیعت گردان کمک می کنند تا مسیر های صعود را ثبت کنند، نقاط مهم (Waypoints) را علامت گذاری کنند و با استفاده از قابلیت TrackBack (بازگشت از روی مسیر طی شده) با خیال راحت به نقطه شروع بازگردند.

۳. هوانوردی و دریانوردی
سیستم های ناوبری هواپیما ها و کشتی های غول پیکر کاملا به داده های ماهواره ای متکی هستند. خلبانان و کاپیتان ها برای مسیریابی در مه غلیظ، تاریکی شب و طوفان ها از جی پی اس استفاده می کنند.

۴. نقشه برداری و مهندسی
مهندسان عمران، کشاورزان مدرن و نقشه برداران برای تعیین مرز های دقیق زمین ها، ساخت بزرگراه ها و حتی هدایت تراکتور های خودران در مزارع کشاورزی از گیرنده های بسیار دقیق جی پی اس بهره می برند.
 

چرا متخصصان معتقدند گارمین بهترین جی پی اس دنیا است؟

وقتی صحبت از تجهیزات ناوبری و موقعیت یابی به میان می آید، یک نام همیشه درخشان تر از بقیه است: گارمین (Garmin). اما چرا در میان تمام برند های تکنولوژی، همه کارشناسان متفق القول هستند که گارمین بهترین gps دنیا است؟

برند گارمین در سال ۱۹۸۹ توسط دو مهندس نابغه به نام های گری بورل و مین کائو تاسیس شد. تمرکز اصلی این شرکت از روز اول، منحصرا بر روی توسعه فناوری جی پی اس برای هوانوردی، دریانوردی و سپس مصارف شخصی بود. دلایلی که ثابت می کند گارمین بهترین جی پی اس دنیا است عبارتند از:
 

۱. تکنولوژی Multi-Band GNSS (فرکانس چندگانه):

ساعت ها و دستگاه های جدید گارمین تنها به سیستم جی پی اس آمریکا متکی نیستند. آن ها همزمان به سیستم های گلوناس (GLONASS روسیه)، گالیله (Galileo اروپا) و بیدو (BeiDou چین) متصل می شوند. علاوه بر این، گارمین از فناوری فرکانس دوگانه (L1 و L5) استفاده می کند. این یعنی حتی اگر در میان دره های عمیق کوهستان یا در میان آسمان خراش های یک شهر بزرگ باشید، گارمین بدون کوچک ترین خطایی موقعیت شما را پیدا می کند.

۲. فناوری انحصاری SatIQ:

این تکنولوژی هوشمند در ساعت های گارمین، به طور خودکار تشخیص می دهد که شما در چه محیطی هستید. اگر در یک فضای باز و بدون مانع باشید، دستگاه فقط از جی پی اس ساده استفاده می کند تا باتری کمتری مصرف شود. اما به محض ورود به جنگل های انبوه، دستگاه تمام سیستم های ماهواره ای را فعال می کند تا دقت حفظ شود. این مدیریت هوشمند باتری شاهکار مهندسی گارمین است.

۳. دوام و مقاومت نظامی:

بهترین مدل های گارمین با استاندارد های سختگیرانه نظامی آمریکا (MIL-STD-810) ساخته می شوند. این یعنی دستگاه شما در برابر شوک، ضربه، یخ زدگی و فشار بالای آب کاملا مقاوم است.

۴. نقشه های توپوگرافی بی نظیر:

دستگاه های گارمین به نقشه های بسیار دقیق و از پیش بارگذاری شده مجهز هستند که پستی و بلندی های زمین، رودخانه ها، جاده های خاکی و مسیر های پاکوب را به کاربر نشان می دهند.

اگر به دنبال خرید gps هستید که در سخت ترین شرایط ممکن به آن اعتماد کنید، بی شک گارمین تنها انتخاب منطقی و حرفه ای شما خواهد بود. ما در اطلس ره نگار آریا افتخار می کنیم که به عنوان مرجع تخصصی این برند در ایران، اصیل ترین دستگاه ها را در اختیار شما عزیزان قرار می دهیم.
 

راهنمای خرید gps : چگونه بهترین مدل جی پی اس را انتخاب کنیم؟

اگر با خواندن مطالب بالا متقاعد شده اید که داشتن یک موقعیت یاب حرفه ای برای شما ضروری است، مرحله بعدی خرید gps مناسب با نیاز های شماست. برای انتخاب بهترین مدل gps باید به چند فاکتور اساسی توجه کنید:

۱. نوع فعالیت شما: آیا یک دونده ماراتن هستید؟ یک کوهنورد حرفه ای؟ یا کسی که برای آفرود به بیابان می رود؟ نیاز های یک دونده با یک آفرودر کاملا متفاوت است.
۲. عمر باتری: در برنامه های چند روزه کوهنوردی، شما به دستگاهی نیاز دارید که باتری آن روز ها یا حتی هفته ها دوام بیاورد. (برخی از مدل های گارمین دارای قابلیت شارژ خورشیدی Solar هستند).
۳. رابط کاربری و دکمه ها: در شرایط سرد کوهستان که دستکش به دست دارید، صفحات لمسی کارایی ندارند و شما به دستگاهی با دکمه های فیزیکی مقاوم نیاز دارید.
 

معرفی بهترین مدل gps برای نیاز های مختلف

برای این که فرآیند خرید gps را برای شما ساده تر کنیم، در اینجا چند نمونه از شاهکار های گارمین را به عنوان بهترین مدل جی پی اس در دسته بندی های مختلف معرفی می کنیم:
 

سری Garmin Fenix (گارمین فنیکس):

بدون شک بهترین مدل جی پی اس در قالب یک ساعت هوشمند، سری فنیکس است. این ساعت ها دارای بدنه ای از جنس تیتانیوم یا فولاد ضد زنگ، صفحه نمایش مقاوم با شیشه یاقوت کبود (سافایر) و نقشه های رنگی کامل هستند. مدل های Fenix 8 Pro با چراغ قوه داخلی و سنسور های نسل جدید، نهایت کمال در مسیریابی را ارائه می دهند.

سری Garmin Instinct (گارمین اینستینکت):

اگر به دنبال دستگاهی هستید که خراب نشدنی باشد، سری اینستینکت برای شما ساخته شده است. این ساعت ها با ظاهر تاکتیکال و مقاومت فوق العاده بالا، عمر باتری شگفت انگیزی (در مدل های سولار حتی تا بی نهایت در حالت اسمارت واچ) دارند. این سری برای نظامیان، طبیعت گردان و شرایط سخت طراحی شده است.

سری GPSMAP و eTrex (دستگاه های دستی):

برای مهندسان، نقشه برداران و آفرود سوارانی که صفحه نمایش بزرگ تر و آنتن های قدرتمند تر می خواهند، دستگاه های دستی گارمین (Handheld) بهترین مدل gps محسوب می شوند. این دستگاه ها با باتری های قلمی نیز کار می کنند که در سفر های طولانی یک مزیت بزرگ است.

انتخاب مدل مناسب می تواند چالش برانگیز باشد. برای دریافت مشاوره رایگان و تخصصی پیش از خرید gps، همین حالا با کارشناسان مجرب اطلس ره نگار آریا تماس بگیرید تا بر اساس بودجه و نوع ورزش شما، بهترین گزینه را به شما پیشنهاد دهیم.
 

پرسش و پاسخ

برای درک سریع تر مفاهیم، در این بخش به سوالات کلیدی شما پاسخ های کوتاه، مفهومی و دقیق داده ایم. این پاسخ ها به گونه ای طراحی شده اند که سریعا نیاز اطلاعاتی شما را برطرف کنند.
 

سوال: دقیقا Gps چیست ؟

پاسخ: جی پی اس (GPS) یک سیستم ناوبری ماهواره ای جهانی است که از طریق شبکه ای از ماهواره های فضایی، سیگنال هایی را به زمین ارسال می کند تا دستگاه های گیرنده بتوانند موقعیت دقیق جغرافیایی، سرعت و زمان را در هر نقطه از کره زمین مشخص کنند.

سوال: به زبان ساده، جی پی اس چطور کار میکند ؟

پاسخ: این سیستم بر اساس علم “مثلث بندی” کار می کند. دستگاه گیرنده شما سیگنال هایی را از حداقل ۴ ماهواره در فضا دریافت می کند. با محاسبه دقیق مدت زمان رسیدن این سیگنال ها به زمین، دستگاه فاصله خود را تا هر ماهواره محاسبه کرده و مختصات دقیق شما (طول، عرض و ارتفاع) را به دست می آورد.

سوال: آیا gps با اینترنت کار میکند؟

پاسخ: خیر. سیستم جی پی اس یک فناوری کاملا مستقل فضایی و رادیویی است که برای یافتن موقعیت شما به هیچ گونه اتصال اینترنت، وای فای یا سیم کارت نیاز ندارد. دستگاه های حرفه ای مانند ساعت های گارمین، در کور ترین نقاط طبیعت و بدون اینترنت، با بالاترین دقت کار می کنند.

سوال: مهم ترین کاربرد gps در چیست؟

پاسخ: کاربرد های این سیستم بسیار گسترده است، اما مهم ترین آن ها شامل ناوبری هوایی و دریایی، مسیریابی خودرو ها، نقشه برداری مهندسی، ردیابی فعالیت های ورزشی حرفه ای، و امداد و نجات در کوهستان ها و طبیعت گردی می باشد.

سوال: چرا گارمین بهترین جی پی اس دنیا شناخته می شود؟

پاسخ: برند گارمین به دلیل استفاده از گیرنده های چند بانده (Multi-band GNSS) برای بالاترین دقت ممکن، تکنولوژی هوشمند مدیریت باتری، مقاومت نظامی بدنه دستگاه ها و ارائه دقیق ترین نقشه های توپوگرافی آفلاین، توسط متخصصان به عنوان برترین تولید کننده سیستم های ناوبری شخصی در جهان شناخته می شود.
 

نتیجه گیری و سخن پایانی

در این مقاله جامع از وبلاگ اطلس ره نگار آریا، به صورت تخصصی بررسی کردیم که Gps چیست و این سیستم فضایی جذاب چگونه کار می کند. متوجه شدیم که برخلاف تصور عموم، جی پی اس های واقعی نیازی به اینترنت ندارند و سیگنال های خود را مستقیما از ماهواره ها دریافت می کنند.

همچنین با بررسی کاربرد جی پی اس در حوزه های مختلف، به این نتیجه رسیدیم که انتخاب یک دستگاه مطمئن چقدر می تواند در ارتقای کیفیت ورزش و حفظ ایمنی ما در طبیعت موثر باشد. با بررسی فناوری های پیشرفته ای نظیر فرکانس های چندگانه و تکنولوژی SatIQ، متوجه شدیم که بی دلیل نیست که ورزشکاران حرفه ای معتقدند گارمین بهترین جی پی اس دنیا است.

اگر شما هم یک ورزشکار جدی، یک کوهنورد ماجراجو یا یک مهندس دقیق هستید، سرمایه گذاری روی یک دستگاه ناوبری قدرتمند، سرمایه گذاری روی ایمنی و موفقیت شماست. برای مشاهده جدید ترین محصولات گارمین، مقایسه تخصصی مدل ها و خرید gps با ضمانت اصالت کالا، به بخش فروشگاه اطلس ره نگار آریا سر بزنید. کارشناسان ما آماده اند تا شما را در مسیر انتخاب بهترین مدل جی پی اس متناسب با نیاز هایتان همراهی کنند.