همه ی چیزهایی که باید راجع به جی پی اس بدانید – قسمت دوم –

جی پی اس فقط برای مسیریابی نیست. جی‌پی‌اس می‌تواند علاوه بر موقعیت‌یابی برای تشخیص دقیق زمان نیز مورد استفاده قرار گیرد. هر ماهواره‌ی جی‌پی‌اس مجهز به چندین ساعت اتمی است و سیگنال خروجی آن شامل تنظیمات زمان نیز می‌باشد. به کمک این سیگنال‌ها ردیاب‌ها و دریافت‌کننده‌های جی‌پی‌اس می‌توانند ساعت را با دقت صد میلیاردیم ثانیه تشخیص دهند. از این قابلیت، به عنوان مثال، در هماهنگ‌سازی ایستگاه‌های اصلی در شبکه‌های تلفن همراه استفاده می‌شود.

اثر نسبیت. ساعت‌های تعبیه شده در ماهواره‌های جی‌پی‌اس، با اینکه بسیار دقیق هستند، هنوز هم سوژه‌‌ای هستند برای اثرات نظریه‌ی نسبیت انیشتین. بدین معنی که زمان در ساعت‌های ماهواره‌ها به نسبت زمان در ساعت‌های زمین، به صورت بسیار آهسته‌ای، دچار انحراف می‌شود، بدین سبب این زمان به وسیله‌ی سیگنال‌های کنترلی از زمین تنظیم می‌شود.

آنتن‌های جی‌پی‌اس در سرتاسر جهان پراکنده شده‌اند. آنتن‌هایی که برای کنترل مسیر ماهواره‌ها و هماهنگ‌سازی ساعت‌های آنها به کار می‌روند.

واحد بال فضایی پنجاهم نیروی هوایی آمریکا  ماهواره‌های جی‌پی‌اس را اداره می‌کند. جی‌پی‌اس متعلق به وزارت دفاع ایالات متحده است و تحت کنترل و نظارت این دپارتمان قرار دارد.

تا سال ۲۰۰۰ استفاده‌ی غیرنظامی از جی‌پی‌اس به وسیله‌ی امکانی که به آن دسترسی انتخابی می‌گفتند، محدود شده بود. این سیستم خطای تصادفی تا ۱۰۰ متر را در سیگنال غیر نظامی ایجاد می‌کرد تا این سیگنال‌ها برای موقعیت‌یابی دقیق قابل اتکا نباشند. قابل ذکر است که در جی‌پی‌اس سیگنال‌های متفاوتی برای استفاده‌ی نظامی و غیرنظامی در نظر گرفته شده‌‌است. دسترسی انتخابی در روز یکم ماه می سال ۲۰۰۰ غیر فعال شد. ایالات متحده هنوز هم توانایی غیر فعال کردن سیگنال‌های غیر نظامی را داراست، حتی در صورت نیاز، فقط در یک منطقه‌ی مشخص.

در طول جنگ خلیج در ۱۹۹۱ بسیاری از سربازان آمریکایی به علت کمبود ردیاب‌های جی‌پی‌اس  نظامی، با ردیاب‌های جی‌پی‌اس غیرنظامی تجهیز شدند. در آن شرایط، دسترسی انتخابی، هماهنگی حرکت نیروهای مجهز به ردیاب غیرنظامی را بسیار سخت می‌کرد، به همین علت دسترسی انتخابی در طول این جنگ از کار انداخته شد.

جی‌پی‌اس هنوز در حال پیشرفت است. این سیستم به طور مداوم در حال ارتقا می‌باشد و پرتاب ماهواره‌های جدید ادامه دارد. این بدان معنی‌ است که دقت این سیستم هنوز در حال بهتر شدن است که این امر باعث کارآمدی روزافزون آن خواهد شد.

جی‌پی‌اس تنها سیستم موقعیت‌یابی در جهان نیست. چند سیستم دیگر موقعیت‌یابی دیگر نیز در جهان موجود و یا در حال آماده‌شدن هستند. اتحادیه‌ی اروپا در حال کار بر روی سیستمی به نام گالیله است، روسیه نیز گلوناس را راه‌اندازی کرده (با شراکت هند) و چین هم طرح‌هایی برای تکمیل سیستم خود به نام قطب نما (کامپاس) را در دستور کار دارد. همچنین سیستم‌هایی نیز هستند که به صورت منطقه‌ای فعال هستند، مانند بایدو در چین و QZSS ژاپنی‌ها.

شروع سیستم‌های موقعیت‌یاب جهانی به سال ۱۹۶۰ برمی‌گردد. زمانی که ترانزیت (نام سیستم موقعیت‌یابی که توسط نیروی دریایی ایالات متحده طراحی شده بود) با موفقیت آزمایش شد. ترانزیت از بیشتر از ده ماهواره استفاده می‌کرد و دریافت‌کننده‌ها و ردیاب‌ها موقعیت را بر اساس قانون اثر داپلر روی سیگنال‌های خروجی از ماهواره‌ها تخمین می‌زدند. سیستم‌های امروزی مانند جی‌پی‌اس به طرز کاملا متفاوتی کار می‌کنند، به شدت به تنظیمات زمان و در نتیجه به ساعت‌های اتمی تعبیه شده در ماهواره‌ها، متکی می‌باشند.

و در آخر، در اینجا تصویر متحرکی مشاهده می‌کنید که پراکندگی ۲۴ ماهواره‌ی جی‌پی‌اس و اینکه چه تعداد از آنها در لحظه قابل رویت هستند را نشان می‌دهد.

موقعیت ماهواره‌های جی‌پی‌اس