سيستمهاي تصوير بردار حرارتي كه تحت عنوان FLIR نيز ناميده مي شوند ، سيستمهاي غير فعال ( Passive ) مي باشند ، كه در ناحيه مادون قرمز مياني ( Infrared Radiaton ) و بلند طيف الكترومغناطيسي كار مي كنند . اين سيستمها از تابشي كه از خود اجسام ساطع مي گردد براي تصوير برداري استفاده مي كنند . همانطور كه مي دانيم اجسام از خود امواج الكترومغناطيسي ساطع مي كنند كه طيف پيوسته اي را مي پوشاند و طول موج پيك و ميزان توان گسيلي آن به دماي جسم بستگي دارد و طبق قانون پلانك هر جسمي كه دمايش بالاتر از صفر مطلق باشد ( 273 – درجه سانتيگراد ) ، انرژي از خود ساطع مي كند . تصاوير در دوربينهاي حرارتي به صورت سياه و سفيد مي باشد . نكته : دوربينهاي حرارتي بستگي به نوع دوربين و شرايط آب و هوايي محيطي ( گرم يا سرد ) بعد از روشن شدن ، مدت زماني جهت خنك شدن لامپ نياز دارند . ( عمل Cooling ) در هر دوربين حرارتي روشهاي خنك كنندگي و زمان سرمايش متفاوت مي باشد . 2- امواج مادون قرمز (Infrared Radiaton ) مادون قرمز بخشي از طيف الكترومغناطيسي است كه داراي طول موجي بين ( nm 760 – mm 1 ) مي باشد .معمولاً مادون قرمز را به سه قسمت نزديك (Near Infrared ) ، مياني (Mid Infrared ) و دور (Far Infrared ) تقسيم مي كنند كه در ذيل بيان شده است . لازم بذكر است كه فركانس مادون قرمز بين ( T HZ 100 – T HZ 1 ) مي باشد . 3- اجزاء سيستم تصوير بردار حرارتي : سيستم تصوير بردار حرارتي از چهار قسمت عمده تشكيل شده است كه به شرح ذيل مي باشند : 3-1- سيستم اپتيك جمع كننده (Objective ) : وظيفه اين قسمت جمع آوري تابش حرارتي جسم و كانوني نمودن آن در يك نقطه و ايجاد يك تصوير حرارتي از جسم مي باشد . مجموعه شيئي يك دوربين حرارتي نيز همانند دوربينهاي ديد در شب از چند عدسي و آيينه تشكيل شده اما جنس آنها متفاوت مي باشد . در اين دوربينها از موادي استفاده مي شود كه در برابر تابش مادون قرمز شفاف باشند . ( مانند : ژرمانيوم و سيليكون ) 3-2- آشكار ساز (Detector ) : آ‎شكارسازها وسايلي هستند كه تابش مادون قرمز جمع آوري شده توسط مجموعه شيئي را جذب مي كنند كه با جدب اين تابش ، يكي از خواص الكتريكي آنها تغيير مي كند ( هدايت الكتريكي يا تغيير مقاومت و يا ايجاد ولتاژ ) و همين تغيير باعث ايجاد سيگنال الكتريكي مي شود . پس از اين كه آشكار سازها ، فوتونهاي مادون قرمز را تبديل به سيگنالهاي الكتريكي نمودند اين سيگنالها توسط قسمت الكترونيكي دوربين ، تقويت و پردازش مي شوند و سپس توسط وسايلي از قبيل ديودهاي گسيلنده نور ( LED ) يا ديودهاي كريستال مايع ( LCD ) و يا ميكرو مانيتور به فوتونهايي با طول موج مرئي تبديل مي شوند و در واقع يك تصوير مرئي حاصل مي شود . هر المان آشكار ساز تنها مي تواند يك نقطه از جسم را به تصوير مرئي تبديل نمايد بنابراين براي داشتن تصويري دوبعدي و با كيفيت بالا بايد ابعاد المانها و فواصل بين آنها بسيار كوچك و تعداد آنها بسيار زياد باشد . با توجه به ساختار ريز المانها ، ساخت آشكارسازها بسيار مشكل مي باشد و بجاي اينكه در آرايه هاي دو بعدي توليد شوند ، اغلب به صورت آرايه هاي خطي ارائه مي شوند . يك آرائه خطي تنها مي تواند يك خط از هدف را تصوير نمايد و براي داشتن تصوير دو بعدي از اسكنر استفاده مي شود . 3-2-2- انواع آشكار سازها آشكار سازها بر اساس نحوه ايجاد سيگنال الكتريكي به انواع مختلفي تقسيم مي شوند : الف ) آشكارسازهاي حرارتي يك آشكار ساز حرارتي انرژي تابشي را جذب كرده و همين امر سبب تغيير خصوصيات الكتريكي آشكار ساز مي شود . پاسخ الكتريكي ناشي از تغيير دماي هدف ، يك سيگنال الكتريكي ايجاد كرده كه اين سيگنال مي تواند تقويت شده و نمايش داده شود . يكي از برجسته ترين خصوصيات آشكارسازهاي حرارتي ، پاسخ دهندگي يكسان آشكار ساز به تمامي طول موجها مي باشد . اين خصوصيت سبب كاربرد سيستم آشكار ساز در محدوده دمايي وسيعي مي شود . فاكتور مهم ديگر اين است كه آشكار سازهاي حرارتي نيازي به خنك كننده نداشته باشد . پاسخ زماني اينگونه آشكار سازها در حدود ميلي ثانيه بوده و نسبتاً كند مي باشد . در انتخاب نوع آشكار ساز و سيستم حرارتي بايد توزيع دمايي هدف ، دماي پس زمينه و ديگر پارامترهاي مؤثر در نظر گرفته شوند . ب ) آشكار سازهاي فوتوني يا كوانتمي آشكار سازهاي فوتوني بر اساس اثر فوتون عمل مي نمايند . اين آشكار سازها بسيار سريع تر از آشكار سازهاي حرارتي بوده و پاسخ آنها در حدود ميكرو ثانيه است . همچنين آشكار سازي آنها نيز بالاتر است . البته براي رسيدن به اين مرتبه آشكار سازي بايستي آشكار ساز سرد شود و براي كاهش دما ، كولرهاي ترموالكتريك در يك يا چندين مرحله بكار گرفته مي شوند . 3-2-3- آشكار سازهاي متداول : تلاش براي توسعه تكنولوژي آشكار سازهاي مورد استفاده در تصوير برداري حرارتي با رعايت شرايط اتمسفر و تابش گسيلي، از اهداف مهم سازندگان اين نوع سيستمها مي باشد . هميشه آشكار سازهايي هستند كه تحت اين شرايط نتايج مناسب را دارا باشند . از انواع آشكار سازها مي توان به Si ، HgCdTe ( كاديوم تلورايد جيوه ) و Insb ( اينديم آنتيموان ) اشاره نمود . تا كنون در اكثر سيستمهاي تصوير بردار حرارتي نظامي از آشكار ساز هاي HgCdTe ( ناحيه 12 – 8 ميكرو متر ) و Insb ( ناحيه 5 – 3 ميكرو متر ) استفاده شده است . زيرا بعلت تكنولوژي پيچيده آنها و همچنين نياز آنها به سيستم خنك كننده ( Cooling ) تا 80 درجه كلوين (‌ و نتيجتاً افزايش حجم ، وزن و قيمت ) هميشه جايگزين كردن آنها با آشكار سازهايي كه همان پاسخ را داشته باشد ولي نيازي به خنك سازي نيازي نداشته باشد مد نظر بوده است . -2-1- اسكنرها ( Scanner ) : در برخي از سيستمهاي تصوير بردار حرارتي ، يك اسكنر وجود دارد كه وظيفه آن انتقال اطلاعات صفحه هدف بروي آشكار ساز مي باشد . در واقع اسكنر نقاط مختلف موضوع را بترتيب زماني و به صورت خط به خط براي آشكار ساز ارائه مي نمايد 3-3- مدارات الكترونيكي : اين قسمت شامل منابع تغذيه ، باياس ها ، تقويت گرها ، پردازشگرها و نمايش گر است . 3-4- سيستم اپتو مكانيك (Eyepice ) : مجموعه چشمي قابليت روئيت تصوير تشكيل شده را به ناظر مي دهد . نكته : در برخي از سيستمهاي مادون قرمز آرايه اي از دتكتورها مورد استفاده قرار مي گيرد و نيازي به اسكنر نمي باشد .

براي ديدن اجسام در سطح زمين ، امواج الكترومغناطيس ساطع شده ازسطح جسم ( انعكاس يافته ) از هواي محيط عبور كرده و به سيستم دوربين مي رسد . از آنجا كه هوا تركيبي از گازهاي مختلف ، بخار آب و ذرات معلق است ، مقداري از اين امواج را جذب و مقداري را پراكنده مي كند كه ميزان تأثير آن به طول موج مورد استفاده بستگي دارد . با توجه به اينكه در طي مسير انتشار ممكن است شرايط مختلفي از قبيل ميزان تركيبات گازي ، باد ، دما و ديگر شرايط جوي تغيير يابد ، بررسي اين تأثيرات پيچيده مي باشد . عاملي كه براي ديدن اجسام مؤثر است ميزان كنتراست جسم يا زمينه است . شرايط جوي بر حسب فاصله از نقطة مشاهده ، اين كنتراست را كاهش مي دهد . حداكثر فاصله اي كه مي توان يك جسم را در ناحية طول موج مرئي ( طول موج 55 نانو متر ) مشاهده كرد به شرايط آب و هوايي بستگي دارد . البته در ناحية مرئي اثر جذب قابل صرفنظر كردن است . در بالاي سطح دريا در صد قابل ملاحظه اي بخار آب ( رطوبت ) وجود دارد . با توجه به اينكه عامل اصلي كاهش برد در ناحيه طيفي مرئي پراكندگي است ، بخار آب تا هنگامي كه به صورت ملكولي باشد تأثير قابل ملاحظه اي در پراكندگي ندارد . ولي هنگاميكه بصورت ذرات بزرگتر مثل مه و ابر تشكيل شدند ، در برد تأثير مي گذارند . اتمسفر محدوديتهاي مهمي را بر عملكرد سيستمهاي الكترو اپتيكي تحميل مي كند . در واقع محيط انتشار را مي توان يكي از اساسي ترين اجزاء يك مجموعه اپتيكي دانست . امروزه بعلت اينكه كيفيت و قابليت سيستمهاي آشكار سازي و منابع تابش ( مانند ليزرها ) بسيار بالا رفته ، عمده ترين محدوديت روي عملكرد سيستم معمولاً محيط اتمسفري است . عمده اختلالات ناشي از محيط اتمسفري كه به عبور تابش و عملكرد سيستم تصوير بردار حرارتي تأثير مي گذارد عبارتند از : 1- تضعيف تابش ( جذب ، پراكندگي ) 2- تابش محيط و ناحيه مادون قرمز 3- انحراف محل واقعي هدف 4- مدولاتسيون تابش از مهمترين فاكتورهاي بالا تضعيف تابش بيشترين اثر را گذلشته و برد سيستم ها را محدود مي كند . عواملي كه در اتمسفر باعث جذب و پراكندگي مي شوند ذرات موجود در اتمسفر شامل : مولكولهاي انواع گازهاي موجود ، ذرات گرد و غبار ، باران ، رطوبت و … هستند كه ميزان تأثير آنها به چگالي دما ، فشار ، اندازه ذرات و از همه مهمتر به طول موج عبوري بستگي دارد . ميزان عبوري اتمسفر براي همه طول موجها يكسان نبوده و فقط در نواحي خاص ميزان عبور زياد وغير محدود كننده است . نواحي ( 5/1 – 4/0 ، 5/2 – 5/1 ، 5 – 3 و 12 – 8 ميكرو متر ) نواحي هستند كه در آنها ميزان عبور قابل توجه است . در واقع مي توان اين نواحي را براي سيستمهاي الكترواپتيكي استفاده نمود . از اين ميان فقط در ناحيه ( 5 – 3 و 12 – 8 ميكرو متر ) براي ساخت و بكارگيري سيستم تصوير بردار مادون قرمز ( غير فعال ) يعني تصوير بردار حرارتي مناسب است . زيرا اجسام در دماي محيط فقط در اين دو ناحيه تابش خود به خودي قابل توجه اي داشته و توسط تأثيرات اتمسفري جذب نمي شوند . چون تابش مادون قرمز نسبت به تابش مرئي در جو زمين و هواي مه آلود و دود كمتر جذب مي شود ، بنابراين اينگونه دوربينها در اين شرايط آب و هوايي نامساعد نيز قابل استفاده مي باشند . 10- كاربردهاي دوربين حرارتي : دوربينهاي حرارتي در جاهاي مختلف اعم از صنعتي يا غير صنعتي ، نظامي و يا غير نظامي كاربرد دارند كه به تعدادي از آنها اشاره مي كنيم : 1- كاربرد صنعتي : كه مي توان موارد زير را نام برد : - كنترل تهيه محصولات - آزمايش بدون مخرب - بازرسي و ديدن كابلهاي فشار قوي داخلي 2- كاربرد پليسي : كه مي توان موارد زير را نام برد : - تعقيب مظنون و دستگيري آن - كنترل آشوب و شورش - كنترل محيط اطراف 3- ايمني آتش : 4- جنگلباني : كه مي توان موارد زير را نام برد : - مشاهده حيوانات وحشي و كنترل آنها - پيدا كردن محل آتش گرفتگي 5- كاربردهاي نظامي : از قبيل ديده باني و عمليات در شب ، هدايت موشكها ، عملياتهاي جاسوسي و تجسسي ، كمك به نشست و برخاست هواپيماها ، عكسبرداري شبانه و استفاده در سيستمهاي كنترل آتش 6- كنترل و اندازه گيري دماي اجسام از راه دور و بدون تماس 7- كاربرد در تستهاي بدون مخرب مانند آناليز مدارهاي الكترونيكي در حين كار ، كشف اجزايي از مدارهاي الكتريكي كه تحت فشار بيش از حد باشند و كنترل اتصال سيمها بدون دست زدن به آنها 8- كاربردهاي پزشكي از قبيل تشخيص سرطان و تومرها و غده ها ، تعيين سطح سوختگي پوست و سرمازدگي شديد و غيره 11- مزاياي دوربينهاي حرارتي نسبت به ديد در شب : - اين دوربينها توانايي ايجاد تصوير در شب و روز را دارا مي باشند . - در زمان بكارگيري دوربين حرارتي از طرف مقابل قابل آشكار شدن نمي باشد . بعضي از دوربينهاي ديد در شب براي روئيت هدف نياز به يك منبع كمكي دارند ( سيستم Active ) كه باعث مي شود در ميدان رزم توسط دشمن مجهز به سيستمهاي ديد در شب مشاهده شوند . اما دوربين حرارتي نياز به منبع خارجي ندارد و تابش خود اجسام را دريافت مي كند و بنابراين در ميدان رزم توسط دشمن ديده نمي شود . - اينگونه سيستمها قابليت انتقال تصوير بروي مانيتور را دارند . يعني مي توان تصوير را هم دورن چشمي مشاهده نمود و هم مي توان تصوير را به يك مانيتور خارجي ارسال كرد . [/img]

دوربينهاي حرارتي بر اساس شكل آرايه آشكار ساز بكار رفته در آنها ، به نسلهاي زير تقسيم مي شوند : 4-1- نسل صفر (Generation –0 ) اگر در يك دوربين حرارتي از يك آشكار ساز تك الماني يا از يك آرايه خطي با تعداد المان اندك استفاده شود ، آن را نسل صفر مي نامند .در اين سيستم به دو اسكنر يكي افقي و يكي عمودي نياز مي باشد . 4-2- نسل يك (Generation –1 ) اگر در يك دوربين حرارتي از يك آرايه خطي بسيار طويل آشكار ساز استفاده شود ، آن را نسل اول مي نامند . در اين سيستم تنها به يك اسكنر افقي نياز مي باشد . 4-3- نسل دو (Generation –2 ) اگر در يك دوربين حرارتي از يك آرايه چند خطي بسيار طويل آشكار ساز استفاده شود ، آن را نسل دوم مي نامند . در اين سيستم نيز تنها به يك اسكنر افقي نياز مي باشد . 4-4- نسل سوم ( Generation –3 ) اگر در يك دوربين حرارتي از يك آرايه دو بعدي آشكار ساز با تعداد المانهاي زياد استفاده شود ، آن را نسل سوم مي نامند . در اين سيستم ديگر نيازي به اسكنر نمي باشد . لازم بذكر است كه اين نسل ، جديدترين نسل دوربينهاي حرارتي مي باشد كه هنوز در سيستمهاي نظامي بطور كامل گسترش نيافته است و اكثر سيستمهاي موجود در نسلهاي قبل توليد مي شوند . 5- عوامل مؤثر بر كيفيت تصوير : عواملي مانند نويز ( نويز سيستم ، پس زمينه و … ) ، محيط اتمسفري ، مشخصات فني سيستم ، فاصله ، ابعاد و … باعث اعمال محدوديتهايي در عمل سيستم شده و لذا انتخاب و طراحي را پيچيده تر مي كند . به طور كلي مي توان عوامل مؤثر بر كيفيت در تصوير را بصورت ذيل بيان كرد : 1- مانيتور : از عوامل مؤثر مي توان به تشعشعات ، كنتراست و فاصله از شخص مشاهده كننده را نام برد . 2- موضوعات صفحه : از عوامل مؤثر مي توان به مشخصات هدف ، مشخصات زمينه ، حركت و انعكاسات را نام برد . 3- مشخصات سيستم تصوير حرارتي : از عوامل مؤثر مي توان به حد تفكيك ، حساسيت ( ATF ) ، نويز و خروجي به ورودي دوربين را نام برد . 4- ضريب عبور از اتمسفر : كه مي توان به عواملي چون مه ، باران و غبار اشاره نمود . تذكر :‌ در بعث كيفيت تصوير بخش اعظم بررسيها روي دو موضوع قدرت تفكيك مكاني ( Resolution ) و حساسيت دمايي ( Sensitivity ) صورت مي گيرد . 6- رده هاي دقت و تشخيص تصوير : ميزان بهره برداري از تصاوير به كيفيت آنها و توانايي اخذ اطلاعات از آنها بستگي دارد . براي تصوير و اطلاعات آن معمولاً چهار ردة دقت يا تشخيص براي تصوير تعريف مي شود كه به شرح ذيل است : 1- Detection : حس كردن و يا آشكار نمودن جسمي كه ممكن است يك هدف باشد . ( معمولاً ديدن جسم بصورت يك لكه ) 2- Orientation : تشخيص ابعاد كلي سيستم را انجام مي دهد . ( تشخيص طول و عرض ) 3- Recognition : تشخيص رده هدف است . يعني توانايي تعيين خانواده جسم مي باشد . مثلاً نشان دهد جسم هواپيما است يا هليكوپتر . 4- Identification : تشخيص و تمايز هدف در بين اجسام هم خانواده خود مي باشد . مثلاً اينكه جسم چه نوع هواپيمايي است . در واقع از حالت 1 به 4 كه پيش مي رويم ، تعداد پيكسلها زيادتر شده و تصوير با كيفيت بهتري نشان داده مي شود . 7- پارامترهاي مهم در يك تصوير بردار حرارتي : همانطور كه گفته شد سيستمهاي تصوير بردار حرارتي داراي نسلهاي مختلف بوده و هر نسل پارامترهاي مخصوص به خود را دارد كه در طراحي استفاده مي شود . پارامترهايي در عملكرد سيستمها مشترك بوده و نتيجة آنها براي كاربر مهم است . از مهمترين مشخصه هاي دوربين حرارتي مي توان به موارد ذيل اشاره نمود : 1- MRTD ( Minimum Resolvable Temperature Difference ) پاسخ سيستم تصوير بردار حرارتي به حساسيت و قدرت تفكيك مكاني بستگي دارد . براي بررسي كيفيت تصوير از حيث حساسيت و قدرت تفكيك و وابستگي و تعامل بين اين دو پارامتر ، پارامتري بنام MRTD تعريف مي شود . يعني پايين ترين اختلاف دماي جسم سياه هدف نسبت به پس زمينه كه توسط سيستم قابل اندازه گيري است . MRTD از يك طرف محدود به حساسيت سيستم است ، يعني وقتي اختلاف دما كمتر از يك حداقل باشد ، جسم قابل تشخيص نيست . بطور خلاصه مي توان گفت كه مشخصه MRTD دوربين است كه تعيين مي كند در هر فركانس ( فركانس فضايي – Rayliegh Critrion ) حداقل چه حساسيتي ( يا اختلاف دمايي ) لازم است . 2- تفكيك پذيري ( Resolution ) در خيلي از مواقع قدرت تفكيك مكاني ( Resolution ) تنها عامل تعيين كننده كيفيت تصوير تلقي مي شود . در واقع قدرت تفكيك مكاني كوچكترين بخش قابل دريافت توسط سيستم است . در خيلي از موارد قدرت تفكيك را با ميدان ديد لحظه اي بيان مي كنند . در حقيقت نوع بيان قدرت تفكيك به كاربرد بستگي دارد . از طرفي قدرت تفكيك مكاني اثرات مربوط به كنتراست هدف و نويز سيستم را شامل مي شود و اختلاف واضحي بين قدرت تفكيك مكاني ( توانايي ديدن جزئيات ) و توانايي ديدن هر چيزي ( Detection ) وجود دارد . 3- حساسيت ( Sensitivity ) منظور از حساسيت ، كوچكترين سيگنالي است كه مي توان توسط سيستم آشكار كرد يا به عبارت بهتر سيگنالي است كه در خروجي سيستم نسبت سيگنال به نويز مساوي 1 توليد كند . حساسيت عمدتاً به توانايي جمع كنندگي اپتيك ، پاسخ دهي آشكار ساز و نويز سيستم بستگي داشته و از قدرت تفكيك مستقل است . 4- ميدان ديد ( Field Of View ) ماكزيمم ميدان زاويه اي ( بصورت افقي و عمودي ) در هر مد كاري كه روي مانيتور قابل نمايش است ، ميدان ديد ناميده مي شود . انتخاب ميدان ديد معمولاً بستگي به نوع كاربرد ، تكنولوژي و مشخصات آشكار ساز و اسكنر دارد . 5- ميدان ديد لحظه اي ( Instantaneous F O V ) اين پارامتر جزء زاويه اي است كه سيستم مي تواند تحت آن اطلاعات دريافت كند . اين پارامتر تعيين كننده Resolution سيستم است . اين پارامتر هر چند كوچكتر باشد بهتر است ، البته تا جايي كه انرژي كافي به آشكار ساز برساند . نكته 1- هر چه ميدان ديد بزرگتر باشد IFOV نيز بيشتر مي شود و اين قدرت تفكيك سيستم را كاهش مي دهد . نكته 2- هر چه IFOV كوچكتر باشد لازم است كه حساسيت آشكار ساز بالا رود كه ممكن است محدوديت تكنولوژيكي داشته باشد . 6- NETD ( Noise Equivalent Temperature Difference ) اين پارامتر نشان دهنده حساسيت دمايي سيستم است و به نوعي بصورت حداقل اختلاف دماي جسم و پس زمينه است كه در خروجي سيگنال به نويز 1 توليد مي كند . اين پارامتر به مشخصات آشكار ساز ، ميزان عبور اپتيك و اتمسفر و نويز سيستم بستگي دارد . 7- عدد كانوني (F-Number ) عدد كانوني ، نسبت فاصله كانوني به قطر عدسي شئي در يك سيستم تشكيل دهنده تصوير مي باشد . در واقع عدد كانوني چگونگي جمع آوري نورها به وسيله سرعت يك لنز را بيان مي كند و با فرمول زير بيان مي شود : D=Diameter ( قطر عدسي شئي يا قطر يك لنز ) F-Number=FL/D FL = فاصله كانوني عدد F يك سيستم حداقل برابر يك مي باشد كه با F برابر يك ( F # =1 ) داراي ماكزيمم روشنايي تصوير مي باشد . چنانچه F افزايش يابد روشنايي تصوير كمتر مي گردد . نكته 1- با كاهش عدد كانوني (F / # ) مي توان نسبت سيگنال به نويز را افزايش داد . نكته 2- در F-Number پايين تر (مثل f/1.4 يا f/1.2 ) لنزها بيشتر نورها را براي دوربين عبور مي دهند ، كه در نتيجه لنز مي تواند در سطح نور پايين عمل كند و تصوير بهتري را داريم . 8- عدد T ( T – Number ) گفتيم يك عدد كانوني (F-Number ) سرعتي از يك لنز را بيان مي كند به فرض اينكه لنز تمام نور رسيده از موضوع را انتقال مي دهد . در حقيقت لنزهاي مختلف انتقال مختلف دارند . همچنين لنزها با F-Number هاي يكسان ممكن است عملاً سرعتهاي متفاوت داشته باشند . T – Number اين مشكل را به وسيله ضخامت Iris و محاسبه انتقال نور حل كرده است . براي دو عدد لنز با T – Number يكسان هميشه تصوير با روشنايي يكسان خواهيم داشت . T – Number برابر است با نسبت عدد F به جذر ميزان عبور دهي نور و حداقل برابر يك مي باشد . ميزان عبور نور دهي عددي بين صفر و يك مي باشد . از ديگر پارامترها مي توان به نسبت سيگنال به نويز ، اسكنرها و تابع تبديل كنتراست ( MTF ) اشاره نمود . 8- انتخاب ناحيه طول موجي براي دوربينهاي حرارتي : با توجه به مقدار تابش خود به خودي اجسام در دماهاي متعارف و محدوديتهاي اتمسفري فقط از دو ناحيه ( 5 – 3 ميكرو متري و 12 – 8 ميكرو متري ) مي توان براي تصوير برداري حرارتي ( Passive ) استفاده كرد . در ارتباط با اين دو ناحيه مي توان به موارد ذيل اشاره كرد : الف ) مقدار تابش شده توسط خورشيد در ناحيه ( 5 –3 ميكرو متر) حدود 25 وات بر متر مربع و در ناحيه( 12 –8 ميكرو متر ) در حدود 5/1 وات بر متر مربع است و لذا در روزهاي آفتابي ، تابش خورشيد مي تواند شكل حرارتي تصوير دوربين در ناحيه اول را بطور عمده تغيير دهد ولي روي تصوير در ناحيه ( 12 –8 ميكرو متر ) تأثير اساسي ندارد . ب ) در يك اختلاف دماي يكسان و در دماي محيط انرژي قابل دسترسي ، ناحيه ( 12 -8 ميكرو متر ) ، 30 برابر ناحيه ( 5 –3 ميكرو متر ) بوده و لذا مي توان نسبت سيگنال به نويز را بهتر ودر نتيجه تصوير بهتري مشاهده نمود . ج ) هر چه NETD كوچكتر باشد ، حساسيت سيستم بهتر است . در ناحيه ( 12 -8 ميكرو متر ) چون NETD كوچكتر است مي توان حساسيت خوبي را داشت . د ) در صورتيكه اهداف داغتر از محيط مد نظر تصوير برداري باشند ( مانند اگزوز موشك ) ، چون طول موج ماكزيمم اين اهداف بسمت طول موجهاي كوتاهتر بوده و توان تابش در آن ناحيه زياد است ، بهتر است كه از دوربين ( 5 –3 ميكرو متر ) استفاده شود . نكته 1- بدون در نظر گرفتن كاربرد معين نمي توان ناحيه اي را به ناحيه اي ديگر برتري داد . البته ناحيه ( 12 -8 ميكرو متر ) به راحتي قسمت اعظم نيازها را بر آورده مي كند . نكته 2- طبق قانون جابجايي وين طول موج قله تابش هر جسم بسته به دمايش از رابطه زير بدست مي آيد : T (دما بر حسب كلوين ) (T / 2890 ) = طول موج « بر حسب ميكرو متر » مثلاً براي دماي انسان طول موج برابر با 9.32 ميكرو متر خواهد بود .

شامل: 1- بررسی طرز کار جی پی اس 2- موارد استفاده از جی پی اس 3- اشنایی با منو ها و صفحات جی پی اس 4- ناوبری 5-راهنمایی خرید 6- تصاویر مدل های مختلف از جی پی اس

من برای تمام مطالب بالا عکس دارم که میتونه خیلی جالب باشه اما نحوه کذاشتن عکس رو بلد نیستم

درسته که تانک m1پیشرفته تره اما در بحث تانکها مهمترین فاکتور جثه تانکه که زیاد با هم فرق ندارن قدرت تانک به اموزش خدمه بستگی داره

بطوركلي از مهمترين زمينه هاي كاربد GPS مي توان به موارد زير اشاره كرد : 1- در زمينه هاي نظامي الف ) كاربردهوايي : از هدايت موشك ها تا تمام هواپيماهاي جنگنده و بمب افكن , هلي‌كوپتر ، موشك كروز, چتر بازي و پروازهاي نظامي و .... ب ) كاربرد هاي دريايي: زيردريايي , كشتي و تمام انواع قايق ها ودريانوردي نظامي . ج ) كابردهاي زميني : مكان توپخانه ها, ناوبري خودروها , هدايت پياده نظام و سيستم موشك زمين به زمين , شناخت نوع وجنس خاك . 2- كاربرد هاي نقشه برداري : از GPS به طريق مختلف درنقشه برداري مي توان استفاده كرد . مهمترين كاربردهاي GPS درنقشه برداري عبارتند از : الف ) نقشه برداري هيدروگرافيك . ب ) نقشه برداري سينماتيكي خيلي دقيق بر روي زمين . ج ) فتوگرامتري بدون كنترل زميني د ) انبوه سازي شبكه ژئودتيك ه ) نقشه برداري كارامتري و ) فتوگرامتري بصورت REAL TIME 3- كاربردهاي تجاري : الف ) ناوبري هوايي : دردهه هشتاد , چهل سال پس از كنوانسيون شيكاگو كه منجر به تأسيس سازمان بين المللي هواپيماهاي كشوري ايكائو گرديد نگراني جامعه هواپيمايي ازمحدوديتهاي سيستم هاي ناوبري موجود به طور روزافزوني افزايش يافت . پيش بيني هاي به عمل آمده نيز نشان دهنده رشد سريع مسافرت هاي هوايي تا سال 2001 ، خصوصاً درمناطقي مانند آسيا , اقيانوسه بود. تعداد 18 ميليارد مسافر و بيش از 10000 هواپيماي درحال تردد در هر لحظه اين نگراني را تاييد مي نمود .لذا پيشنهاد شد كه ازتكنولوژي ماهواره براي مبادله صوتي وداده هاي موردنياز با خطوط ارتباطي مستقيم از هواپيما به ماهواره و از آن طريق به كنترل ترافيك هوايي استفاده شود. دراين حالت محدوديت ديد مستقيم درسيستمهاي VHF و كيفيت درسيستم هاي HF وجود ندارد بعلاوه در يك مجموعه واحد مي‌توان بصورت همزمان داده هاي ضروري هواپيما مانند مشخصات پرواز، ارتفاع ، سرعت و جهت را نيز به كنترل مراقب پرواز اطلاع داد و از اين طريق خطاي انتقال صحيح اطلاعات ناشي از عوامل انساني در وقوع سوانح را به كلي از بين برد . امروزه تئوري پرواز آزاد انقلابي درصنعت حمل ونقل هوايي بوجود آورده است درپروازهاي آزاد با توجه به قابليت انعطاف سيستم هاي ناوبري ونظارت مي توان به جاي استفاده از مسيرهاي ثابت هوايي آنها را بصورت كاملاً ديناميكي بهينه نمود . اين ايدة جالب بهره‌برداري بسيار موثر از فضا را دارد .بنابراين امروزه شركت هاي بزرگ هواپيما سازي مشغول نصب سيستمهاي GPS بر روي هواپيماها مي باشند . ب ) ناوبري دريايي : درناوبري دريايي براي تعيين مسير , نقاط مبداء ومقصد وغيره از GPS مي توان بهره گرفت 4- كاربردهاي همگاني : سيستم موقعيت ياب GPS كاربرهاي همگاني نيز دارد كه از مهمترين اين كاربردها مي توان به موارد زيراشاره كرد. الف ) حركت درفضاي باز: حركت در مناطقي كه راههاي چندان مناسبي ندارد يا به كلي فاقد راه است گيرنده GPS بسيار ارزشمند خواهد بود. ب ) ماهيگيري ج ) پرواز با گلايدر د ) استفاده حرفه اي در عمليات زميني ه ) اسكي و كوهنوردي و ) قايقراني ز ) عمليات جستجو و نجات ح ) حركت اتومبيل در جاده ط ) مسابقات اتومبيل راني رالي البته كاربرهاي GPS روز به روز بيشتر و بيشتر مي شود و نيز نبايد اين نكته را از نظر دور داشت كه اين سيستم با تمام مزاياي خود ، ممكن است دچار اختلال گردد و يا گيرنده‌اي كه دردست شماست دچارخرابي گردد .پس بايد روشهاي موقعيت يابي كلاسيك را كه كار با قطب‌نما و نقشه است را از ياد نبرد و اول اين روش را ياد گرفت و بعد به سراغ GPS رفت تا درمواقع نيازدچار وابستگي به سيستم موقعيت يابي جهاني نباشيم . البته مطالب گفته شده دراين مقاله بطور كامل تمام جزئيات را موردبررسي قرار نداده .زيرا بسياري از موارد مسائل فني ويا محرمانه سيستم مي باشد كه كمتر دردسترس افراد عادي مي باشد و نيز بررسي آن نياز به دانستن بسياري از روابط پيچيده فيزيك و ... دارد

گیرنده‌های جی‌پی‌اس انواع گوناگونی دارند و انتخاب هرکدام از آن‌ها بستگی به موارد استفادهٔشما دارد؛ برای نمونه این که می‌‌خواهید در داخل خودرو آن را نصب کنید یا اینکه آن را در کوله پشتی خود قرار دهید گزینه‌های متعددی را پیش روی شما می‌‌گذارد. گیرندة بیسیک جی‌پی‌اس- بیسیک : این گیرنده‌ها در واقع از ساده‌ترین و کم قیمت‌ترین گونه‌ها هستند (اغلب کمتر از $100 us) یک گیرندهٔبیسیک (پایه) می‌‌تواند بسیار دقیق تر از گیرنده‌های گران قیمت باشد، اما باید این مساله را هم در نظر داشت که این گیرنده‌ها بسیاری از ویژگی‌های دستگاه‌های گران قیمت را ندارند. ویژگی قابل توجهی که کمبود آن بیشتر حس می‌شود، نداشتن قابلیت نقشه برداری یا Mapping است که بعدا شرح داده خواهد شد. در زیر تعدادی از امکانات این گیرنده‌های ساده آمده است: * موقعیت یابی؛ تعیین طول جغرافیایی و عرض جغرافیایی که در واقع ویژگی اصلی یک گیرندهٔجی‌پی‌اس است. * تعیین جهت؛ با یک قطب نمای الکترونیکی. * تعیین ارتفاع از سطح دریاهای آزاد؛ البته باید توجه داشت که دقت در اندازه گیری ارتفاع به خوبی دقت در موقعیت یابی نیست. * زمان دقیق. * موقعیت ماهواره‌ها و قدرت سیگنال ها. * توانایی محاسبهٔمسافت پیموده شده. * توانایی ذخیره سازی مسیر پیموده شده ؛ که با استفاده از نقطه گذاری در صفحهٔنمایشگر انجام می‌شود. * توانایی هدایت و مسیر یابی. * یافتن مسیری که در گذشته آن را پیموده اید. گیرنده‌های دستی جی‌پی‌اس _ نقشه بردار: همانطور که از نام این گیرنده بر می‌‌آید گیرندة نقشه بردار از قابلیت نمایش نقشه برخوردار است. این گیرنده‌ها ابعاد بزرگ تری نسبت به گیرنده‌های قبلی دارند. با اتصال این گیرنده به یک رایانه شخصی نقشهٔدلخواهتان را به گیرنده می‌‌دهید. جزئیات نقشه نیز بستگی به اندازه و نیز رزولوشن نمایشگر دارد. این گیرنده‌ها فشارسنج، قطب نمای الکترونیکی، بازی و سالنامه هم دارند. اگرچه این گیرنده‌ها باید خیلی گران قیمت تر از نمونهٔقبلی باشند، ولی افزایش قیمت نسبتاً کمی دارند و افزودن یک نمایشگر بزرگ تر برای شرکت تولید کننده هزینهٔزیادی را در بر ندارد. قیمت این گیرنده‌ها از 150 دلار آمریکا شروع می‌شود. نقشه‌هایی که قابلیت بار کردن (upload) داشته باشند در یک سی‌دی قرار دارند که در هنگام خرید دستگاه به شما داده می‌شود. با استفاده از نصب نرم افزار نقشه در رایانه شخصی خود می‌‌توانید به انتخاب یک یا چند مسیر بپردازید و بعد از علامت گذاری نقشه آن را به گیرندهٔنقشه بردار خود بدهید. ولی در این میان باید توجه کرد که دستگاه‌های دستی، ظرفیت محدودی دارند و تنها مقدار مشخصی از اطلاعات را می‌‌توانید در آن‌ها ذخیره کنید. مدل‌هایی از این گیرنده‌ها وجود دارند که می‌‌توان به آن‌ها کارت حافظه اضافه کرد (که معمولاً از حافظهٔSD یا از حافظهٔCF استفاده می‌شود .( پس اگر به ذخیرة مقدار بیشتری از اطلاعات نیاز دارید به یک کارت حافظه هم احتیاج پیدا می‌‌کنید). گیرنده‌های جی‌پی‌اس برای خودرو : این گیرنده‌ها بزرگ تر از گیرنده‌های دستی هستند و نمایشگری نسبتاً بزرگ دارند تا راننده در هنگام رانندگی به سادگی آن را بخواند. این گیرنده‌ها با استفاده از برق خودرو کار می‌کنند و بنابراین تنها در داخل خودرو قابل استفاده هستند. ویژگی جالبی که معمولاً در این دستگاه‌ها وجود دارد، راهنمایی‌های صوتی دستگاه است و به راننده اجازه می‌‌دهد بدون اینکه چشم خود را از جاده بردارد، با گوش دادن به صدای دستگاه طبق نقشه پیش برود. قیمت این دستگاه از 500 دلار آمریکا شروع می‌شود. بسیاری از کارخانه‌های تولید خودرو با سفارش مشتری، یک دستگاه جی‌پی‌اس بر روی خودروهای فروشی خود نصب می‌‌کنند. آنها ثابت هستند و از زیبایی و نیز ایمنی بیشتری برخوردارند. قیمت تمام شده آنها بیشتر از گیرنده جی‌پی‌اس ای است که بعداً خودتان در خودرو نصب می‌‌کنید. گیرندهٔجی‌پی‌اس برای یک دستگاه پی‌دی‌اي : برتری استفاده از یک دستگاه پی‌دی‌ای (PDA) به ‌عنوان یک جی‌پی‌اس، نمایشگری بزرگ است که افزون بر راحتی در مطالعهٔنقشه، جزئیات بیشتری را نیز قابل مشاهده می‌‌سازد. همچنین همانند جی‌پی‌اس‌هایی که در داخل خودرو نصب می‌‌شوند، می‌‌توانند به صورت صوتی راهنمایی کنند. برای استفاده از یک دستگاه پی‌دی‌ای به‌عنوان جی‌پی‌اس و اتصال پی‌دی‌ای به گیرندهٔجی‌پی‌اس چندین راه مختلف وجود دارد : * استفاده از Sleeve : وسیله‌ای است که با قرار دادن پی‌دی‌ای در آن، عملکردهای متفاوتی را می‌‌توان برای پی‌دی‌ای فراهم ساخت. برای این کار به حافظهٔCF و یا اسلات PCMCIA هم احتیاج داریم. یک Sleeve می‌‌تواند کارت حافظهٔاضافی، باتری اضافی، یک دوربین و یک تلفن را به دستگاه شما متصل کند و مهم تر از همه به‌ عنوان یک گیرندهٔجی‌پی‌اس برای دستگاه شما عمل کند. همچنین یک اسلات CF دیگر هم برای شما فراهم می‌‌کند که این اجازه را به شما می‌‌دهد تا بتوانید به کارهای دیگری در کنار استفاده از جی‌پی‌اس بپردازید. عملکرد یک Sleeve جی‌پی‌اس درست همانند عملکرد یك CF براي جی‌پی‌اس است. * حافظه CF : یکی از حافظه‌های متداول برای پی‌دی‌ای است که می‌‌تواند مستقیما بوسیلهٔاسلات مخصوص CF که در پی‌دی‌ای وجود دارد یا با استفاده از Sleeve به دستگاه متصل شود. یک کارت CF جی‌پی‌اس انتخاب نسبتاً ارزان قیمتی است. ولی مشکلی در اینجا وجود دارد و آن این است که یک CF جی‌پی‌اس به سرعت باتری‌های پی‌دی‌ای شما را مصرف می‌‌کند و باید به فکر چاره باشید. * بلوتوث جی‌پی‌اس : فن آوری بلوتوث این اجازه را به ما می‌‌دهد ارتباطی بدون سیم را بین چند دستگاه فراهم کنیم. شما می‌‌توانید پی‌دی‌ای خود را در دست گرفته و به گیرندهٔجی‌پی‌اس ای که در کوله پشتی تان قرار داده اید بصورت بی سیم متصل شوید. استفاده از یک بلوتوث جی‌پی‌اس همچنین برای داخل خودرو بسیار مناسب است چرا که با قرار دادن آن در جلوی داشبورد دید بهتری از آسمان را برای گیرندهٔتان فراهم می‌‌کنید. * اتصال پی‌دی‌ای به گیرندهٔدستی جی‌پی‌اس با استفاده از کابل : به بیشتر گیرنده‌های دستی، کابلی جهت اتصال به پی‌دی‌ای وصل می‌شود. با این روش می‌‌توانید با قیمتی مناسب هم در داخل خودرو و هم در خارج آن از دستگاه موقعیت یاب خود استفاده کنید. دستگاه پی‌دی‌ای با نمایشگر خوب و نسبتاً بزرگی که دارد برای مشاهدهٔنقشه‌ها مناسب است. * اتصال پی‌دی‌ای به گیرندهٔجی‌پی‌اس خودرو با استفاده از کابل : می‌‌توانید با انتخاب گیرنده‌های موسوم به موشواره (mouse) برای خودرو و یک پی‌دی‌ای از یک جی‌پی‌اس خوب بهره مند شوید. اگر می‌‌خواهید از جی‌پی‌اس خود تنها درون خودرو استفاده کنید، این مورد بهترین انتخاب است. گیرندهٔموشواره برق خود را از خودرو تأمین می‌‌کند و باتری‌های پی‌دی‌ای شما بیشتر دوام خواهند آورد. همچنین این گیرنده یک کابل دوشاخه دارد که برق پی‌دی‌ای شما را نیز تأمین می‌‌کند. گذشته از این ها، ویژگی بسیار خوب گیرنده‌های موشواره، حداقل قیمت آن‌ها است. * گیرنده جی‌پی‌اس برای رایانه کیفی ( لپ‌تاپ ) : تقریباً همانند یک گیرندهٔجی‌پی‌اس برای دستگاه پی‌دی‌ای است با این تفاوت که در اینجا دیگر نیازی به استفاده از Sleeve یا چیزی شبیه به آن نیست. بخاطر داشته باشید که اگر شما بخواهید از یک CF جی‌پی‌اس به‌ عنوان گیرنده لَپ‌تاپ خود استفاده کنید، CF جی‌پی‌اس شما با اتصال مستقیم به لپ‌تاپ از آن بیرون می‌‌زند و بنابراین اگر بخواهید در حالی که روی صندلی خودرو نشسته اید از جی‌پی‌اس هم استفاده کنید ،گیرندهٔجی‌پی‌اس شما دید خوبی از آسمان نخواهد داشت و به خوبی وضعیتی که گیرنده را مستقیما زیر آسمان قرار می‌‌دهید عمل نخواهد کرد

ران لی (Ron Li)، پروفسور برگزیده ی بخش مهندسی عمران و محیط زیست و و علوم زمین پیمایی در سطح کره که لاوبر بی استرنج نامیده شده است (Lowber B. Strange) توضیح داد: "زمانی که ناسا به ماه بر می گردد، آژانس فضایی تاریخ مشخص شده ی سال 2020 را برای انجام آن تعیین کرده است. همان محقق دانشگاه ایالتی اوهایو که به هدایت وسایل رونده (پوینده ها) روی مریخ کمک می کند، تلاشی جدید برای کمک به هدایت بشر روی ماه را رهبری می کند. ران لی (Ron Li)، پروفسور برگزیده ی بخش مهندسی عمران و محیط زیست و و علوم زمین پیمایی در سطح کره که لاوبر بی استرنج نامیده شده است (Lowber B. Strange) توضیح داد: "زمانی که ناسا به ماه بر می گردد، آژانس فضایی تاریخ مشخص شده ی سال 2020 را برای انجام آن تعیین کرده است. فضانوردان قادر نخواهند بود که از یک سیستم موقعیت یابی جهانی (GPS) برای پیدا کردن راه اطراف خودشان استفاده کنند. ماه ماهواره هایی برای فرستادن علائم GPS ندارد. بنابراین ناسا 1.2 میلیون دلار به لی برای سه سال آینده اعطا کرده است تا توسعه سیستم هدایتی ای را بر عهده بگیرد که برای فضانوردانی که از آن استفاده می کنند خیلی شبیه GPS به نظرخواهد رسید، اما بر اساس علائمی از مجموعه ای از حسگرهایی که شامل راهنماهای قمری، دوربینهای یکنواخت وحسگرهای تصویری مداری است عمل خواهد کرد . لی پروژه را در یک جلسه ی اعلان دوشنبه در کنفرانس علوم قمری NLSI ، که در مرکز تحقیقاتی Ames ناسا ( NASA Ames Research Center ) در میدان مافت کالیفرنیا برگزارشد، توصیف نمود. امتیاز جدید از توسعه ی نرم افزاری در حال پیشرفت لی برای مریخ نوردهای اسپریت و آپورچونیتی به نتیجه رسید. محققان چیزهای زیادی درباره ی هدایت ازکاوش سیاره ی سرخ یادگرفته اند. تکنولوژی های جدید شامل - حسگرها، سیستم های هدایت ساکن ، دوربینها ، پردازشگرهای کامپیوتری و پردازشگرهای تصویری، مسافرت بعدی به ماه را برای فضانوردان آسانترخواهند کرد. لی توضیح داد، افراد به داشتن اشارات قطعی دیداری برای تشخیص فاصله ها از قبل آشنا هستند؛ مانند اندازه ی یک ساختمان یا اتومبیلی دیگر برامتداد افق. اما ماه چنین اشاراتی ندارد. گم شدن یا بد تشخیص دادن اندازه ی یک شی دور و مکان آن، آسان و بشدت خطرناک خواهد بود. او اتفاقاتی را شرح داد که در مدت ماموریتهای گذشته ی ماه رخ داده بود زمانی که فضانوردان به مکان هدف مانند یک دهانه آتشفشان سفر میکردند و حدود چند حیاط از آن فاصله داشتند اما به خاطر سختی زمین نمی توانستند دهانه ی اتشفشان را ببینند. او گفت :" آنها خیلی نزدیک بودند اما به دلایل امنیتی مجبور شدند برگردند." امن نگه داشتن فضانوردان یک اولویت بسیار مهم برای تیم لی است که تخصصهای روانشناسی و اثرات متقابل رایانه-انسان و همچنین مهندسی را شامل می شود. لی گفت: "ما درجهت هدایت کردن و همچنین در جهت سلامتی فضانوردان نیز کمک خواهیم کرد. ما می خواهیم آنها به دوراز تنش گم شدن یا نا امید شدن از تجهیزات باشند. هدایت ماه فقط یک مسئله ی تکنولوژیکی نیست بلکه یک مسئله زیست پزشکی نیز است." لی توضیح داد که چگونه سیستم کار خواهد کرد: تصاویر گرفته شده از مدار با تصاویر از سطح گرفته شده ترکیب خواهند شد تا نقشه های زمین ماه را ایجاد کنند؛ حسگرهای حرکت روی ماه نوردها و روی خود فضانوردان به رایانه ها اجازه خواهند داد که موقعیت آنها و علائم راهنماهای قمری را محاسبه کنند. پیاده کننده ماه و جایگاههای پایه به فضانوردان تصویری از اطرافشان نشان خواهد داد مشابه آنچه که رانندگان زمانی که از یک دستگاه GPS روی زمین استفاده می کنند می بینند. محققان کل سیستم را "سیستم اطلاعات و جهت یابی فضایی فضانورد در ماه " - Astronaut Spatial Orientation and Information System (LASOIS) lunar - نامگذاری کرده اند. لی که آزمایشگاه سیستمهای اطلاعات جغرافیایی و نقشه برداری ایالت اوهایو را هدایت می کند، با کی چنگ دی Kaichang Di)) ، یک دانشمند محقق و الپر ایلماز (Alper Yilmaz) استاد یاری در هردو از بخش مهندسی عمران و محیط زیست وعلوم زمین کار خواهد کرد. ایلماز در آزمایشگاه دانشگاهی دید رایانه ای اندازه گیری ازعکسهای هوایی کار می کند . شریکان LASOIS در مرکز تحقیقاتی گلن ناسا یک ارتباط پیش موجود راهنما را برای انجام دو وظیفه ارتباطات و هدایت تغییر می دهند. محققان انستیتو تکنولوژی ماساچوست صفحه ی لمسی را که فضانوردان خواهند پوشید (لی گفت شاید روی بازوی لباس فضایی شان) برای دیدن موقعیت شان و جستجو برای مقصد جدید طراحی خواهند کرد. دانشگاه کالیفرنیا، انواع تنشهای روانی که آنها تجربه خواهند کرد را مطالعه می کند. مطابق با طرح لی، تیم یک نمونه اولیه سیستم هدایتی را ایجاد خواهد کرد، سپس به بیابان موجاوه برای آزمایش و تصحیح آن سفر می کند. سال سوم شاید به آزمایش سیستم روی فضانوردان ناسا گذرانده شود. ناسا چندین سال زمان خواهد داشت تا قبل از سال 2020 سیستم هدایت را با دیگر تکنولوژیهای ماه خودش ترکیب کند . منبع : www.hupaa.com - هوپا

در اين بخش در مي يابيم كه چگونه يك مفهوم ساده ميتواند بطور باور نكردني باعث افزايش دقت شود. در اين بخش مي آموزيم  كه چرا به GPS هاي ديفرانسيل نياز داريم  GPS ديفرانسيل چگونه كار ميكند  روشهاي ديگر كار با GPS هاي ديفرانسيل  ساير مفاهيم پيشرفته GPS دقيقترين سيستم ناوبري(جهت يابي) مبتني بر سيستم راديويي است كه تا به حال بوجود آمده است. و براي اكثر كاربردها به حد كافي دقيق است. اما بشراساسا زياده خواه است و هميشه چيزي بيشتر مي خواهد. از اينرو مهندسين براي تصحيح خطاهاي سيستم GPS و افزايش هر چه بيشتر دقت آن به روشي ماهرانه بنام DGPS دست يافتند. سيستم DGPS براي هدفهاي متحرك دقتي برابر متر و براي هدفهاي ثابت دقتي برابر سانتي متر را به ارمغان آورده است. ابداع اين سيستم و افزايش دقت آن تاثير عميقي در احراز جايگاه GPS در زندگي بشر گذاشته است. بطوريكه ديگر GPS از وسيله اي براي هدايت يك كشتي يا يافتن يك مسير و ياتعيين مختصات يك نقطه به يك سيستم جهاني اندازه گيري تبديل شده است كه ميتواند در مقياس بسيار جزئي مكان پديده ها را تعيين كند. GPS ديفرانسيل يا DGPS شامل دو گيرنده است كه يكي ثابت و ديگري متحرك بوده كه به كسب اطلاعات مربوط به موقعيت مكاني نقاط مي پردازد. در سيستم DGPS گيرنده ثابت نقش كليدي دارد. اين گيرنده اطلاعات مربوط به همه ماهواره ها را به يك مرجع ثابت تبديل ميكند. نحوه عمل DGPS: بخاطر داريد كه گيرنده هاي GPS با استفاده از سيگنالهاي زماني كه ازحداقل 4 ماهواره دريافت ميكند به تعيين موقعيت مكاني آن نقطه ميپردازد. هر سيگنال زماني، در بردارنده كمي خطا است كه در اثز عوامل مختلف بر روي سيگنال ايجاد مي شود و باعث تاخير در دريافت آن ميگردد. اين تاخير منجر به خطاي محاسبه فاصله و در نتيجه باعث بروز خطا در تعيين موقعيت مكاني آن نقطه مي شود. DGPS با استفاده از توانائيهاي سيستم به حذف خطاهاي سيستم ميپردازد. خوشبختانه مقياس عمل GPS (دوري ماهواره ها از زمين) به كمك مهندسين آمده است تا خطاهاي سيستم را برطرف نمايند. ماهواره ها آنقدر از زمين دورند كه جابجائي چند كيلومتري بر روي زمين در مقايسه با آن بسيار جزئي و قابل اغماض است. اگر دو گيرنده GPS در حد كيلومتر با يكديگر فاصله داشته باشند، سيگنالهائي كه به هر دو گيرنده ميرسد عملا از يك نوع شرايط جوي عبور ميكنند و خطاي ايجاد شده در هر دو به يك ميزان و از يك نوع خواهد بود. از اين رو DGPS قادر است كليه خطاهاي هم جنس كه به گيرنده ثابت و متحرك ميرسد، بجز خطاهاي ناشي از مسير چند گانه (multipath errors)، را حذف نمايد. حذف اين دسته از خطاها ايده اصلي سيستم DGPS است. گيرنده ثابت خطاهاي تاخير زماني را محاسبه مينايد و اطلاعات مربوط به تصحيح خطاها را به گيرنده متحرك بطور همزمان يا بعدا انتقال ميدهد. براي اين كار كافيست يك گيرنده را در محلي كه مختصات مكاني دقيق آن را ميدانيم مستقر كنيم و همزمان با گيرنده متحرك به دريافت سيگنالهاي ارسالي از ماهواره ها بپردازد. اين گيرنده برعكس گيرنده متحرك معادله را بر عكس مسير خود محاسبه مينمايد. يعني بجاي استفاده از سيگنالهاي زماني براي محاسبه موقعيت مكاني خود، با داشتن موقعيت خود به محاسبه زمان تاخير ميپردازد. به عبارت ديگر زمان طي مسير سيگنالها را كه در واقع بايد باشد با آنچه كه عملا از طريق ماهواره دريافت ميكند مقايسه مينمايد. اين اختلاف همان خطاي ايجاد شده است. از آنجايي كه گيرنده ثابت نميداند كه گيرنده متحرك همزمان سيگنالها را از كدام ماهواره (از بين 24 ماهواره) دريافت ميكند، لذا بسرعت اطلاعات خود را از حداكثر ماهواره هاي موجود در ميدان ديد خود جمع آوري و كد بندي كرده و به گيرنده متحرك براي تصحيح خطاها ارسال مينمايد. به زبان ساده گيرنده ثابت اعلام مينمايد كه ماهواره #1 داراي 2 نانوثانيه خطاست، ماهواره #2 داراي 4 نانوثانيه خطاست و... و گيرنده سيار ليست كاملي از خطاي ماهواره ها را دريافت نموده و در تصحيح خود مورد استفاده قرار ميدهد. ارسال پيامهاي خطا گيرنده ثابت داراي وسيله ارسال پيام نيست بلكه از طريق ارتباط با يك سيستم راديويي به ارسال پيام ميپردازد. اين پيامها نه تنها حاوي اطلاعات در مورد اندازه خطا هستند بلكه نرخ تغييرات اين خطا را نيز ارسال مينمايند. در اوايل كار GPS، ايستگاههاي ثابت براي اين منظور توسط شركتهاي خصوصي تاسيس شده بود كه نيازهاي ويژه مراكز بخصوص همانند سازمانهاي نقشه برداري، زمين شناسي، حفاري چاهاي نفت و غيره را تامين ميكردند. اما هم اكنون مي توان يك گيرنده مرجع خريد و با استقرار آن در محلهاي مورد نظر و داشتن يك فرستنده اين اطلاعات را به گيرنده سيار خود ارسال نمود. در حال حاضر بدليل اهميت و فراگير شدن استفاده از GPS، شركتهاي مختلف به ارسال مجاني اين اطلاعات بر روي امواج راديويي، اينترنت و مبايل نموده بطوري كه استفاده كنندگان ميتوانند براي تصحيح اطلاعات خود از آنها استفاده نمايند. گارد ساحلي ايلات متحده امريكا و ساير آژانسهاي بين المللي به استقرار چنين ايستگاه هاي مرجعي بخصوص اطراف بندرگاه ها و ساير مناطق مهم اقدام كردند. بسياري از گيرندهاي سيار نيز هم اكنون مجهز به تجهيزات گرفتن اطلاعات تصحيح ارسالي و حتي گيرنده راديويي هستند. پس پردازش داده هاي DGPS همه انواع كاربردهاي DGPS نيازمند تصحيح همزمان اطلاعات و لاجرم نيازمند به داشتن تجهيزات گيرنده راديويي نيستند (همانند كشتي ها، هواپيماها يا موشكهاي قاره پيما). بعضي از اين كاربردها ميتوانند پس از گردآوري اطلاعات مكاني گيرنده سيار آنها را با گرفتن تصحيحات از گيرنده هاي ثابت، نسبت به حذف خطاهاي مكان يابي خود اقدام كنند(همانند ثبت مختصات يك جاده با استفاده از GPS و ترسيم آن بر روي نقشه). حتي ميتوان تعدادي از گيرنده هاي سيار را مورد استفاده قرار داد و بجاي انتقال اطلاعات مربوط به خطا از ايستگاه ثابت به گيرنده سيار، اطلاعات مكاني ثبت شده توسط گيرنده هاي سيار را به ايستگاه مركزي كه تنها مجهز به يك گيرنده سيار داراي توانائي دريافت خطا و يك رايانه است، انتقال داد و تصحيحات را بر روي دادهاي مكاني دريافتي از گيرنده هاي سيار انجام داد. تعداد موارد استفاده هاي از اين دست بيشمارند. مداخله سنجي Interferometry ممكن است بدانيد كه نقشه برداران مدتها با استفاده از GPS نقشه برداري هاي بسيار دقيق در حد ميليمتر انجام داده اند. شيوه كار آنها مبتني بر روشي ويژه بوده است كه مداخله سنجي (Interferometry) خوانده ميشود. آنها از گيرنده هاي متعددي همانند آنچه در روش DGPS استفاده ميشود اما با پيچيدگيهاي تكنيكي بيشتر، بهره مي جستند. البته روش استفاده چنان پيچيده است كه تنها متخصصان كار آزموده و با تجربه ژئودزي قادر به انجام آن هستند. يكي از مباني استفاده آنها WAAS : امنيت پرواز يكي از دلايلي بود كه سازمان هوانوردي امريكا Federal Aviation Administration FAA اقدام به استقرار سسيتمي در امريكا كرد كه به آن WAAS (Wide Area Augmentation System) گويند. اين سيستم به هواپيماها اين امكان را ميدهد تا در شرايط هوائي دشوار بتوانند با كمك GPS به سلامت فرود آيند. اين سيستم مشتمل بر 25 ايستگاه گيرنده زميني همانند آنچه در مورد DGPS عنوان شد بوده است كه در محلهاي مورد نظر در امريكا استوار شده و محل آنها بسيا ردقيق بوده و تصحيحات لازم براي ايستگاه مادر ارسال و اين ايستگاه مادر تصحيحات فوق را، بر خلاف سيستم DGPS، به ماهواره ايستائي در فضا ارسال مي نمايد. اين ماهواره تصحيحات لازم را به گيرنده هاي زميني در وسعت ملي ارسال مي نمايد. دقت WAAS 3-5 متر و دقت ارتفاعي 3-7 متر است.

يونيسفرو ثروپوسفر: باعث كاهش سرعت عبور سيگنال ميشود. بخار آب و ذرات يونيزه شده مسير چند گانه سيگنال: بعث انعكاس، تغيير مسير و طولاني شدن مسير سيگنال ميشود مثل ساختمانهاي بلند خطاي ساعت گيرنده :GPS اتمي نبودن ساعت گيرنده خطاي مداري: اعلام غير دقيق محل استقرار ماهواره تعداد ماهواره قابل رويت در ميدان ديد گيرنده: هرچه تعداد ماهواره قابل رويت بيشتر، بهتر. ساختمانها، عوارض زمين، تداخل امواج، تراكم تاج پوشش درختان، موجب مانع شدن دريافت سيگنال ميگردند. GPS در تونلها، فظاي مسقف، زير زمين و آب كار نميكند وضعيت هندسي/ در سايه قرار گرفتن ماهواره: زاويه ديد باز رويت ماهواره ارجح تر است ايجاد خطاي عمدي در سيگنال ارسالي: خطاي SA از 2مي2002، اين خطا حذف گرديد هم اكنون دقت گيرنده ها در حدود 6-12 متر است تا حالا كليه محاسبات را بگونه اي در نظر گرفتيم كه گويي تمام رويدادها در خلاء اتفاق ميافتد. اما در جهان واقع حوادث زيادي سيگنالهاي GPS را تحت تاثير خود قرار ميدهند و باعث مي شوند تا محاسبات انجام شده آنطور كه انتظار ميروند قطعي و كامل نباشند. براي اينكه حداكثر انتظار ما از سيستم GPS تامين شود، اين سيستم بايد قادر باشد بر تعداد متنوعي از خطاها فائق آيد. اولا يك از فرضهاي اساسي ما براي اندازه گيري فاصله، ثابت بودن سرعت نور بود. سرعت نور تنها در خلاء ثابت است در حاليكه سيگنالهاي ارسالي سيستم GPS براي رسيدن به گيرنده هاي GPS بايد از جو و از بين ذرات باردار موجود در يوني سفر و ذرات بخار آب در تروپوسفر عبور كنند. اين ذرات منجر به تغيير سرعت نور ميشوند. تغيير سرعت نور به همان شدتي كه خطاي اندازه گيري زمان در تعيين فاصله موثر بود در ايجاد خطاي محاسبه موثر است. راه هاي متفاوتي براي كاهش اين دست از خطاهاي جوي وجود دارد. يك راه، مدل سازي تاثير پارامترهاي جوي است. اما اين مدل سازي مبتني بر ثابت فرض كردن شرائط جوي است در حاليكه جو بندرت شرايط ثابتي دارد. راه ديگر استفاده از دو سيگنال است تا اختلاف سرعت نسبي آنها با يكديگر مقايسه شود. اين شيوه اندازه گيري دو سيگنال (dual frequency) بسيار پيچيده بوده و تنها توسط گيرنده هاي پيشرفته GPS انجام مي پذيرد. يوني سفر (Ionosphere) يوني سفر لايه بالائي جو است وارتفاع آن از سطح زمين بين 50تا 500 كيلومتر است. مواد تشكيل دهنده آن ذرات يونيزه شده اند كه مي توانند منجر به اغتشاش در سيگنالهاي سيستم GPS گردند.علارغم آنكه بخش اعظم خطاي حاصل از يوني سفر توسط مدل سازي قابل رفع است اما منشاء عمده خطاهاي ايجاد شده تحت تاثير اين لايه است. تروپوسفر Troposphere تروپوسفر پايين ترين لايه جو است و مقدار متنابهي بخار آب بصورتهاي مختلف در اين لايه ديده ميشود كه مقدار و چگونگي آن تحت تاثير تغيير فشار و حرارت دائما تغيير مينمايد. اما عليرغم آشفتگي اين لايه بخش ناچيزي از خطا را باعث مي شود. مدل سازي خطا Error Modeling اعظم تاخير يا تغيير سرعت ايجاد شده در سيگنالي كه از جو عبور ميكند قابل مدل سازي است. مدلهاي رياضي ساخته شده براي اين منظور ويژگيهاي ذرات باردار موجود در يوني سفر و محتويات متغير تروپوسفر را در نظر ميگيرند. براي انجام تصحيحات با استفاده از مدلهاي يوني سفر، ماهواره دائما اطلاعات مورد نياز در خصوص مختصات مورد نياز در مدل را به گيرنده زميني ارسال مي نمايد. گيرنده همچنين بايد زاويه ورود هر سيگنال به جو را بداند. زيرا اين زاويه تعيين كننده طول سفر سيگنال از درون اغتشاشات جوي است. اندازه گيري دو فركانس Dual Frequency Measurements قوانين فيزيك به ما مي گويد هرگاه نور از يك محيط با غلظت معين عبور ميكند، امواج با فركانس كوتاه بيشتر از امواج با فركانس بلند شكسته شده و لاجرم سرعت آن بيشتر كاسته ميشود. با مقايسه تاخير در دريافت 2 فركانس ناقل از سيگنالهاي GPS، L1 و L2 ميتوان به نوع محيطي كه اين امواج از آن عبور كرده اند، پي برد و متناسب با آن، تصحيحات لازم را انجام داد. متاسفانه تنها گيرنده هاي نظامي قادر به دريافت سيگنالهاي ناقل نوع L2 هستند. شركتهاي سازنده گيرنده هاي GPS ترفندهائي را براي حل اين مشكل ابداع نموده اند كه كاملا سري تلقي مي شود. مشكل سيگنالها تنها به اين موضوع ختم نميشود. سيگنالها در مسير خود به گيرنده در برخورد با موانع سر راه خود تغيير جهت نيز ميدهند. به چنين مشكلي "خطاي چند جهت" (multipath error) گويند. چنين مشكلي را گاهي هنگامي كه تصاوير مبهم در پشت زمينه تصاوير تلويزيوني بوجود ميآيد تجربه كرده ايد. گيرنده هاي خوب داراي توانائي غلبه بر اين مشكل هستند. خطاي چند جهت" (multipath error) تمام مفروضات GPS بر اين اساس استوار است كه سيگنالهاي ارسالي در مسير مستقيم حركت مي كنند. اما عملا تحت تاثير پديده هاي جوي بخشي از اين سيگنالها تغيير مسير ميدهند، خم ميشوند و يا پس از برخورد با ساير پديده ها دو باره منعكس مي شوند و سپس به گيرنده ميرسند. اگر اين امواج "راه گم كرده" به حد كافي قوي باشند ميتوانند گيرنده را گمراه كنند. اين امر باعث مي شود دسته اي از سيگنالها به گيرنده برسند، آنهايي كه در مسير مستقيم حركت ميكردند زودتر و آنهايي كه پس از برخورد با ساير پديده ها و تغيير جهت ديرتر به گيرنده برسند. گيرنده هاي پيشرفته قادرند بين آنهايي كه زودتر رسيده اند و آن دسته از سيگنالها كه ديرتر رسيده اند تمايز قائل شده و دسته دوم از سيگنالها را حذف نمايند. خطاهاي موجود در ماهواره با وجوديكه ماهواره ها بسيار پيشرفته و ماهرانه ساخته شده اند، و بسيار بسيار دقيق هستند، اما هيچ وسيله ساخت دست بشر كامل نيست و ميتواند خطاهايي هرچند جزئي داشته باشند. مثلا ساعت اتمي ماهواره ميتواند بطور جزئي خطا داشته باشد و يا با اينكه موقعيت استقرار ماهواره در مدار خود هر لحظه پايش (مونيتور) ميشود، اما ماهواره ها در هر ثانيه مونيتور نمي شوند. در اين حالت در حد فاصل دو پايش خطاهايي ميتواند در تعيين موقعيت مكاني مدار ماهواره بوجود آيد كه محاسبه و تصحيح نشده است. خطاي مداري Ephemeris Errors داده هاي مداري بطور دائمي از ماهواره ها به گيرنده ها ارسال ميشوند و در هر ساعت بهنگام مي شوند. لذا تغيير مختصات مداري در اين بين منجر به ايجاد خطا مي شود. جدول منابع خطا در GPS و DGPS Typical Error in Meters (per satellite) Standard GPS Differential GPS Satellite Clocks 1.5 0 Orbit Errors 2.5 0 Ionosphere 5.0 0.4 Troposphere 0.5 0.2 Receiver Noise 0.3 0.3 Multipath 0.6 0.6 مرور تصحيح خطاها 1. لايه هاي جو منجر به ايجاد تاخير در رسيدن سيگنالهاي ارسالي ماهواره به گيرنده مي شوند 2. بعضي از خطاها را ميتوان با مدل سازي و روابط رياضي حذف كرد 3. وضعيت استقرار ماهواره در فضا مي تواند منشا خطا گردد 4. GPS هاي ديفرانسيل (Differential GPS) ميتوانند كليه خطا ها را حذف نمايند

معمولا ما GPS را دستگاهی برای تعیین موقعیت مکانی و ناوبری قلمداد میکنیم. در حالیکه GPS قادر است زمان را با دقت بسیار بالا تعیین نماید. پس چرا نباید این سیستم را در مواردی که نیاز به همزمان کردن سیستمهای مختلف است استفاده نمود. هم اکنون GPS برای تنظیم ساعت شبکه های کامپیوتری، کالیبره کردن سیستم های ناوبری، همزمان کرن دستگاهای تولید تصاویر متحرک و بسیار موارد دیگر مورد استفاده واقع می شود. و البته بهترین وسیله برای تعیین دقیق ساعت تحویل سال نو!! گيرنده GPS با استفاده از اندازه گيري فاصله با يك ماهواره اضافي و كمي محاسبات جبري قادر خواهد بود كه عدم دقت ساعت خود را از بين ببرد و زمان را با دقت يك ساعت اتمي محاسبه نمايد. براي اينكه نحوه عمل گيرنده GPS براي از بين بردن عدم دقت ساعت خود را در يابيم، اصول اساسي اين كار، به روش ترسيمی (نمودار 2 بعدي) توضيح داده ميشود. بديهي است كه سيستم GPS يك سيستم 3 بعدي است اما ارائه مفهوم فوق از طريق نمودار 2 بعدي نيز قابل درك و قابل تعميم به محيط 3 بعدي است. در محيط سه بعدي تنها يك اندازه گيري اضافي لازم است انجام شود. اگر چه در تبيين كاركرد سيستم GPS گفتيم كه گیرنده GPS فاصله خود تا ماهواره هاي GPS را اندازه ميگيرد، اما چون اين اندازه گيري بر تاخير زماني دريافت سيگنالهاي توليدي مبتني است، اجازه دهيد مفهوم فاصله را در واحد زمان بيان نماييم. هدف از ترسيم زير درك چگونگي عمل اندازه گيري اضافي گيرنده GPS با ماهواره، بمنظور همزمان كردن ساعت خود با زمان جهاني (universal time) است. تصور كنيد كه فاصله محاسبه شده گيرنده(رجوع كنيد به بخش اول) از ماهواره A در مقياس زمان 4 ثانيه واز ماهواره B 6 ثانيه است. در اين حالت در نمودار 2 بعدي زير موقعيت گيرنده جائي همانند نقطه X خواهد بود . بنابراين نقطه X محلي است كه اگر ساعت گيرنده دقيق باشد با استفاده از دو ماهواره در روي زمين بدست آمده است(بخاطر داشته باشيد كه براي ساده سازي مفهوم فعلا ماهواره سوم را براي پيدا كردن محل قرار گيري گيرنده بر روي زمين حذف نموده ايم). حال اگر ساعت گيرنده دقيق نباشد و فرض كنيم كه زمان بجاي 4 ثانيه با ماهواره A، 5 ثانيه و با ماهواره B 7 ثانيه محاسبه شده باشد، موقعيت گيرنده جائي همانند نقطه XX خواهد بود. بنابر اين اختلاف بين XX و X خطائي است كه در اثر دقيق نبودن ساعت گيرنده در تعيين موقعيت مكاني ما ايجاد شده است. حال اگر يك اندازه گيري ديگر با يك ماهواره اضافيC انجام دهيم با فرض اينكه ساعت دقيق باشد، تقاطع هر 3 فاصله در نقطه X خواهد بود. اما با خطاي 1 ثانيه تاخير در اندازه گيري در اثر دقيق نبودن ساعت دستگاه تقاطع اندازه گيري انجام شده ماهواره اضافيC بر نقطه XX منطبق نمي شود. دايره ضخيم را در فرهنگ لغت GPS دامنه كاذب (pseudo-range) ناميده اند. كع اين دامنه به علت خطاي ساعت دستگاه ايجاد شده است. توجه نماييد كه دامنه كاذب ماهواره A و ماهواره B در نقطه XX تلاقي مي يابند. اما دامنه كاذب ماهواره اضافيC از اين نقطه نخواهد گذشت. اين اختلاف به گيرنده اين هشدار را ميدهد كه ساعت دستگاه تنظيم نيست. چون هر خطاي در كاركرد ساعت منجر به ايجاد خطا(عرض از مبدا offset) در كليه اندازه گيريها خواهد نمود، رايانه موجود در گيرنده در جستجوي يك ضريب تصحيح (correction factor) خواهد گشت كه با اعمال آن بر روي زمان و تصحيح آن، كليه نقاط در نقطه X تقاطع نمايند. در مورد مثال فوق ميتوان دريافت كه ميزان خطاي يا عرض از مبدا ما 1 ثانيه بوده است. كسر اين مقدار از كليه اندازه گيري ها منجر به عبور همه اندازه گيري ها از نقطه X خواهد شد. از حالا به بعد گيرنده، اين تصحيح را بر روي كليه اندازه گيري هايي كه انجام ميدهد اعمال خواهد كرد. و از حالا به بعد ساعت گيرنده با ساعت جهاني يكي خواهد شد. لازم به ذكر است كه اين تصحيح مكررا در ساعت گيرنده انجام ميشود و گيرنده ارزان قيمت به يك ساعت اتمي گران قيمت تبديل ميشود. همانطور كه قبلا اشاره گرديد، اندازه گيري چهارم گيرنده با ماهواره براي تصحيح ساعت، به ترتيبي كه ذكر شد، انجام ميگيرد. تا كنون همه چيز براي اندازه گيري فاصله مهيا شد ( دانستن زمان تاخير ارسال سيگنالها از 4 ماهواره و رفع خطاها). اما براي مثلث بندي، ضمن اندازه گيري فاصله، بايد بدانيم كه ماهواره هائي كه زمان تاخير ارسال سيگنالهاي آن را اندازه گرفتيم، كجا قرار دارند. خلاصه تعيين دقيق زمان: 1. تعيين زمان دقيق كليد اصلي اندازه گيري فاصله است 2. محاسبه زمان در ماهواره ها دقيق است چون داراي ساعت اتمي هستند 3. ساعت گيرنده لازم نيست خيلي دقيق باشد چون اندازه گيري اضافي با ماهواره اين خطا را بر طرف مي كند تا اينجا همه آنچه ذكر شد بر اين فرض استوار بود كه ما محل دقيق استقرار ماهواره ها را مي دانيم. اما محل دقيق استقرار ماهواره ها را چگونه تعيين ميكنند؟ نيروي هوائي امريكا ماهواره هاي GPS را در فاصله 11000 مايلي زمين در مداري قرار داده اند كه به حد كافي ماهواره از زمين دور باشد تا سرعت گردش آن و در نتيجه مدار آن تحت تاثير جو قرار نگيرد. مشخصات اين مدار دقيقا از قبل تعيين شده است. در گيرنده هاي GPS مشخصات مدار ماهواره ها در حافظه رايانه آنها برنامه ريزي شده است و محل دقيق آنها را در آسمان لحظه به لحظه به گيرنده گزارش ميدهد. علارغم دقيق بودن مدار ماهوارها، براي اينكه از عملكرد درست ماهواره ها اطمينان حاصل شود، GPS لحظه به لحظه توسط وزارت دفاع امريكا كنترل ميشوند. براي اين منظور وزارت دفاع امريكا (DoD) از رادارهاي بسيار دقيق براي تعيين بسيار دقيق ارتفاع، موقعيت و سرعت ماهواره ها استفاده مي نمايد. اين كنترلها بمنظور كنترل خطاهائي است كه به آنها در مجموع خطاهاي مداري (ephemeris) گويند. اين خطاها در اثر ضربانهاي ثقلي (gravitational pulls) ماه و خورشيد و در اثر فشار تشعشعات خورشيدي بر ماهواره وارد مي شوند. اين خطاها معمولا بسيار جزئي هستند اما براي كامل و دقيق بودن لازم است حتي چنين خطاهاي جزئي نيز برطرف گردند. وقتي DoD موقعيت دقيق ماهواره ها را اندازه گيري كرد، اين اطلاعات را به ماهواره ارسال مينمايد و ماهواره ها نيز اين اطلاعات را به همراه سيگنالهاي ارسالي به گيرنده GPS ارسال مي نمايند. گيرنده نيز اين اطلاعات را براي اعمال تصحيحات خود مورد استفاده قرار ميدهد. ميبينيم كه سيگنالهاي ارسالي ماهواره ها تنها كدهاي مجازي تصادفي براي محاسبه زمان نيستند. بلكه حاوي اطلاعات ناوبري و اطلاعات مداري ماهواره نيز هستند. حال با دانستن زمان و اطلاعات در مورد موقعيت ماهواره ها، همه چيز براي تعيين دقيق موقعيت گيرنده آماده است. اما هنوز چند مشكل ديگر وجود دارد كه در ادامه به تشريح آنها پرداخته مي شود

من فکر کنم تمام این استتارها در مقابل دروبین های پیشرفته حرارتی بی اثر باشد

در مورد شنی تانک یه سوال دارم چرا بعضی تانکها مثل همین تانک لکلرک دارای شنی با کفشک لاستکی است و بعضی دیگه مثل t72 کفشک لاستیکی ندارد؟ جه مزیتی میتونه داشته باشه؟

کسی از برنامه غذایی ارتش های دیگه خبر داره؟ من شنیدم برنامه غذایی ایران مطابق با استاندارد جهانی است

من فکر کنم رزم در کویر با پیشرفت کنونی فقط با کندن حفره روباه به عمق 15 متر امکانپذیر است

موانع وعوامل خطا در GPS وچگونگى مقابله با آنها( (DGPS یکی از مشکلاتی که در سیستم زمان وجود دارد، گران بودن ساعت اتمی است. قیمت این ساعت ها حدود 50تا100هزار دلار استکه فقط در ماهواره های GPS قرار می گیرند. ولی در گیرنده های GPS از ساعت های دیجیتالی معمولی استفاده می کنند. به همین دلیل امکان اختلال وخطا در سیستم زمانی متصور است و از این رو در گیرنده های GPS از ساعت هایی که دائما ریست می شوند و در واقع نقش کورنومنت را بازی می کنند، استفاده می شود .مشکلی مهمتر از قیمت زیاد ساعت های اتمی در سیستم GPS نیز وجود دارد. همانطور که می دانید سیگنال های رادیویی،از خارج از جو زمین،توسط ماهواره ها به زمین ارسال می شوند،این امواج می بایست از اتمسفر زمین عبور کنند و اتمسفر، سرعت انتقال سیگنال ها را کم می کند بنابراین امواج با تاخیر چند صدم ثانیه ای به گیرنده های GPS می رسد اما گیرنده های GPS از وجود اتمسفر زمین خبر نداشته ومحل ماهواره ارسال کننده را دورتر از موقعیت حقیقی اش شناسایی می کند. بنابراین مشاهده می کنید که با وجود ساعت های اتمی ومحاسبات در حد نانو ثانیه، باز هم اتمسفر زمین باعث تاخیر در ارسال امواج رادیویی شده و اختلالی در سیستم GPS ایجاد می کند، در این حالت ضریب خطای محاسبات بالا خواهد رفت. برای رفع این مشکل از ایستگاه های (Differential GPS) DGPS که روی زمین و در مکان های مشخصی قرار دارند، استفاده می شوند. این ایستگاه ها فاصله دقیق بین ماهواره ها وهمان ایستگاه را می دانند و در صورت بروز خطای حاصل از اتمسفر زمین، این خطا را توسط امواج رادیویی به دستگاه های گیرنده GPS نیز انتقال می دهند . اما دو نکته مهم در این باره وجود دارد، اول اینکه گیرنده GPS باید مجهز به سیستم DGPS باشد تا بتواند از خدمات آن استفاده کند ونکته دوم اینست که ایستگاههای DGPS امواج رادیویی را در همان منطقه ودر اختیار گیرنده های DGPS همان منطقه قرار می دهد. ضخامت اتمسفر زمین در نقاط مختلف، متفاوت است و از این رو،در هر ناحیه، ایستگاه های DGPS همان نقطه می تواند قرار گیرد. همچنین لازم به ذکر است ایستگاه های DGPS قابل حمل بوده ودر هر ناحیه ای می تواند مستقر شوند. سرویس DGPS با هزینه کمی قابل اشتراک است.سيگنال تصحيحات DGPS توسط سازمان Army corps of engineers (گروه مهندسين ارتش)واز ايستگاههاى مخصوص ارسال مى گردد،تنهاهزينه استفاده از اين سرويس،خريدن يك دامنه از سيگنالها می باشد.با اين كار يك گيرنده ديگر از طريق يك كابل سه رشته اى بهGPS متصل مى شودوعمل تصحيح راطبق يك روش استاندارد به نامRTCM SC-104انجام مى دهد.اشتراك سرويسDGPSاز طريق امواج راديويىFM نيز ممكن است.با استفاده از سيستمDGPS دقت عمل مكانيابى به حدود14فيت(4متر)يا كمتر مى رسد.البته GPSهاى نظامى بادقت ميليمترى نيز وجود دارد كه قبل ها استفاده از آن با مجوز مقدور بود. يكى ديگر از عواملى كه بر روى دقت نظر يكGPS اثر مى گذارد، شكل قرار گرفتن ماهواره ها نسبت به يكديگر است. اگر يك گيرنده GPS با 4 ماهواره تبادل اطلاعات نمايد كه هر 4 ماهواره در شمال وشرق آن قرار داشته باشند، طرح وهندسه ماهواره ها براى اين GPS بسيار ضعيف مى باشد و شايد GPS قادر به مكان يابى نباشد، زيرا تمام اندازه گيريهاى فاصله، در يك جهت عمومى قرار دارند و مثلث يابى ضعيف مى شود. در اين وضعيت حتى اگر GPS مكان يابى كند و موقعيتى را مشخص كند، حدود 300تا500فيت امكان خطا وجود دارد.اما اگر 4ماهواره در 4جهت شمال وجنوب وشرق وغرب و با زاويه 90 درجه قرار گيرند، طرح اين 4ماهواره براىGPS بهترين حالت است. زيرا كمترين نقطه اشتراك دارند، در اين مواقع خطا به كمتر از 100فيت كاهش مى يابد. هندسه قرار گرفتن ماهواره ها، هنگاميكه گيرنده GPS نزديك ساختمان هاى بلند قله كوهها، دره هاى عميق و يا در حالت حركت قرار گرفته باشند؛ مهمتر است.اگر مانعى در راه رسيدن سيگنالهاى بعضى ماهواره ها وجود داشته باشند، گيرنده مى تواند از ماهواره هاى ديگر استفاده كند. هر چه موانع بيشتر باشد مكانيابى نيز مشكل تر مى شود. منبع ديگر ايجاد خطا،ايجاد پديده اى به نام چند مسيرى(multipath) است كه نتيجه انعكاس سيگنال راديويى بوسيله اشيا مى باشد و باعث ايجاد سايه در تلويزيون مى شود. بروز اختلال به اين شكل است كه سيگنالهاى ارسالى بعد از انعكاس توسط اشيا بلند نظير ساختمان هاى بلند به گيرنده GPS مى رسند، در اين حالت سيگنال مسير بيشترى طي مى كند وباعث مى شود حدود15فيت به خطاى اندازه گيرى‌اضافه شود. از ديگر عوامل خطا مى توان به افزايش خطا در ارسال سيگنالهل به دليل اثرات جوى وهمچنين خطاى ساعت داخلى گيرنده GPS اشاره كرد. در عمل دقت كار يك GPS معمولى با توجه به تعداد ماهواره هاى تبادلى وطرح قرار گرفتن آنها بين 60تا225 فيت (20تا 70 متر) اس

چنانچه قصد خريد GPS را براي اولين بار داريد ما به شما اطلاعات مهمي را كه چه محصولاتي موجود بوده و مناسب كاربري در GPSS ميباشند را نشان مي دهيم. در حقيقت دستگاه GPS با قيمت مناسب پيشنهادي ما Garmin Etrex با كابل مي باشد كه قيمت آن كمتر از 100 دلار آمريكاست اگر شما ساكن USA باشيد و نهايت 300 دلار آمريكا براي كشورهايي كه عوارض بالايي دارند باشد ، در انگليس نيز شما بايستي 110 دلار آمريكا بابت دستگاه GPSو 25 دلار نيز بابت كابل آن بپردازيد. يك GPS دستي ارزان قيمت بدون هيچگونه نياز به LaptaP و با يك قيمت معقول قابليتهاي زيادي دارد. هيچ بهايي بابت استفاده از خدمات GPS نبايستي توسط شما پرداخته شود . خدمات GPS توسط دولت آمريكا آماده شده و كاملاً مجاني مي باشد هم چنين دريافت اطلاعات توسط گوشي موبايل نيز ممكن ميباشد. دسته بندي دستگاههاي GPS: بطور كلي يك GPS را ميتوان از يكي از 3 گروه ذيل دانست. GPS MOUSE : هيچ صفحه يا دكمه اي ندارد اما توسط يكpc Laptop با نرم افزار مربوطه قابل استفادة سرويس GPSS مي باشد. دستگاههاي اين گروه مانند: Garmin GPS 35 Delorme يا Rand Macnalley ( باقيمت هاي پايينتر) قيمت اين GPS ها حدود 75 تا 150 دلار آمريكا متغير مي باشد. ولي فراموش نكنيد كه اين نوع GPS ها حتماً به Laptop pc نياز دارند. Hand-Held GPS: اين نوع دستگاهها مي توانند بصورت سيار مورد استفاده قرار گيرند آنها خودشان يك‌صفحه كوچك جهت نمايش اطلاعات و چند دكمه دارند و در شكل ها و تركيب هاي مختلفي عرضه مي‌شوند و هيچگونه نيازي بهLaptop ندارند. كه بطور مثال ميتوان مدل‌هاي با قيمت پائين Garmin شبيه Etrex, GPS12*l , GPS12 يا مدل هاي 315, 310 ازMagellan را نام برد. تعدادي از اينها يك رابط NMEA و يك كابل رابط دارند قيمت با كابل ممكن است حدود 210 دلار به بالا باشد و ممكن است بعضي از كشورها ارزانتر هم موجود باشد. يك GPS دستي ارزان قيمت با يك كابل رابط براي انتخاب و آغاز كار با GPS مناسب ميباشد, حتي براي سرگرمي يا كار يا آشنايي شما با طرز كار و خدمات GPS. High-End GPS products: اين دستگاهها شامل يك صفحه نمايشگر بزرگتر و تعدادي نقشه ميباشند و در بعضي از آنها شما بايستي مبلغ بيشتري جهت نقشه ها بپردازيد. قيمت اين دستگاهها ممكن است بسته به نوع محصول بالاتر از 1500 دلار آمريكا باشد كه نمونه هايي از آن مانند Blaupunkt PhihPs و Alpine ميباشد. چه نوع GPS هايي مردم خريداري نموده اند ؟ در اينجا يك نمودار فروش انواع GPS در سال 200۴ , 2000 آورده شده است . اين آمار براساس اطلاعات 100 مركز خدمات فروش دستگاههاي GPS ميباشد . اين تحقيق كوچكي است ولي می تواند نشانگر خوبي از آمار فروش باشد . نشان ميدهد چطور مدل هاي Garmin بر تسلط خود بر انواع ديگر ادامه مي دهد . البته به كمك GPS هاي دستي Etrex . اين آمار هم چنين صعود تعدادي محصولات GPS Mouse شيبه Lassen Axiom Pharos , Holux , Haicom , Deluo و غيره.همراه با Delorme (Rockwell) .Rand Mcnalley(talon/NaVman) و , Pioneered در آمريكا را نشان مي دهد. ديگر انواع GPS شامل: Eagle , Lowrance , Furuno , San jose , Silva , Smile , Trimble , Motorola. كجا مي توانيم يك GPS تهيه كنيم ؟ امروزه سريعترين روش براي پيدا كردن يك عرضه كننده GPS مي تواند از طريق موتور جستجوگر Altavista باشد با نوشتن كلمه “ gps” در محل جستجوي اين سايت. اما اگر نتوانستيد يك توزيع كننده GPS در كشورتان پيدا كنيد سعي كنيد به يكي از ليست هاي ذيل كه توزيع كننده هاي جهاني GPS ميباشند ارتباط برقرار نمائيد . آنها ممكن است از طريق email مشكل شما را حل نمايند يا اينكه كسي شما را در خصوص مشكلتان كمك نمايد . اگر شما سايت GPSS Links pages را ببينيد شما يك طيف وسيعي از انواع GPS و مدل هاي آنرا كه قابل كار با GPS ميباشد را خواهيد پيدا كرد . كه اكثر آنها از نوع Garmin‌ ميباشد.

گيرنده GPS بسته به نوع مصرف و بودجه ميتوانيد از طيف وسيع گيرندههاي GPS بهره ببريد. همچنين بايد از در دسترس بودن نقشه مناسب و بروز جهت ناحيه مورد استفادهتان، اطمينان حاصل كنيد. امروزه بهاي گيرندههاي GPS بهطور چشمگيري كاهش پيدا كرده و هماكنون در كشور ما با بهايي معادل يك عدد گوشي متوسط موبايل نيز ميتوان گيرنده GPS تهيه كرد. در كشورهاي توسعه يافته از اين سيستم جهت كمك به راهبري خودرو، كشتي و انواع وسايل نقليه بهرهگيري ميشود. هر چه نقشههاي منطقهاي كه در حافظه گيرنده بارگذاري ميشود، دقيقتر باشد، سرويسهايي كه از GPS ميتوان دريافت داشت نيز ارتقاء مييابد. براي نمونه، ميتوان از GPS مسير نزديكترين پمپ بنزين، تعميرگاه و يا ايستگاه قطار را سؤال نمود و مسير پيشنهادي را دنبال كرد. دقت مكانيابي اين سيستم در حد چند متر ميباشد كه بسته به كيفيت گيرنده تغيير ميكند. از سيستم محليابي جهاني ميتوان در كارههايي چون نقشهبرداري و مساحي، پروژههاي عمراني، كوهنوردي، كايت سواري، سفر در مناطق ناشناخته، كشتيراني و قايقراني، عمليات نجات هنگام وقوع سيل و زمينلرزه و هر فعاليت ديگر كه نيازمند محليابي باشد، بهره برد. هر كس كه بخواهد بداند كجاست و به كجا ميرود به اين سيستم نيازمند است. با توجه به نزول شديد بهاي گيرندههاي اين سيستم و افزايش امكانات آنها، اين تكنولوژي در آينده نزديك بيش از پيش در اختيار همگان قرار خواهد گرفت. سیستم موقعیت یاب جهانی و کاربرد آن در مریخ! اين سيستم از سال 1983 با پرتاب نخستين ماهواره GPS آغاز بکار نمود. با روي کار آمدن سيستم GPS تمام سيستم های قبلي تعيين موقعيت ماهواره اي از قبيل دور بين های بالستيک،داپلر،N.N.S.S ، SLR ،LLR ،LONG-C ،SECOR، به تدريج از دور خارج شدند.GPS يک سيستم عملياتي و هميشه در حال آماده باش است که در تمامي شرايط آب و هوايي دارای کارآيي مي باشد؛ زيرا فرکانس امواجي که توسط ماهواره هاي GPS ارسال مي شوند در حد گيگا هرتز است و شرايط آب و هوايي (مه وباران و نزولات جوي ) اثري روي اين امواج ندارند. اين سيستم در طول 24 ساعت شبانه روز فعال است ودر هر زمان ودر هر مکان که لازم باشد مي توان توسط آن تعيين موقعيت کرد.به وسيله گيرنده های سيستم GPS مي توان هم به روش مطلق و هم به روش نسبي تعيين موقعيت کرد و براي تعيين موقعيت در هر يک از دو روش فوق می توان از روش هاي ايستا (Static) ، متحرک(Kinematics) و نيمه متحرک (Semi-Kinematics) استفاده کرد. در روش مطلق ، موقعيت نسبي نقطه نسبت به يک نقطه مختصات دار معلوم ((DELTA(X),DELTA(Y),DELTA(Z)) بدست مي آيد. روش تعيين موقعيت نسبي به علت حذف خطاهاي سيستماتيک موجود در اندازه گيري هاي GPS از اهميت خاصي برخوردار است و براي انجام آن نياز به دو گيرنده GPS مي باشدکه بطور همزمان ماهواره هاي مشترک را مشاهده و اندازه گيري نمايند. منظور از همزماني ، بدين معنی است که شرايط اندازه گيري براي هر دو گيرنده مستقر در ايستگاه های استقرار، يکي با مختصات معلوم و ديگري با مختصات مجهول،يکسان باشد. از روش تعيين موقعيت نسبي با GPS اکثرا در کارهاي نقشه برداري و گسترش شبکه هاي ژئودزی استفاده مي شود.دقت تعيين مختصات مطلق با سيستم GPS در حال حاضر در بهترين حالت 3 ± متر مي باشد و دقت تعيين مختصات نسبي با اين سيستم در حد ميليمتر مي باشد. در حال حاضر سيستم GPS شامل 28 ماهواره فعال است که کل سطح کره زمين را بطور همزمان پوشش می دهند و در 6 مدار بيضي شکل با زاويه ميل 55 درجه نسبت به صفحه استواي زمين به دور زمين می چرخند و در ارتفاع 20800 کيلومتری از سطح زمين قرار دارند.زمان يکبار چرخش ماهواره هاي GPS به دور زمين در حدود 12 ساعت نجومي است. به عبارتي در هر 24 ساعت خورشيدي در طول شبانه روز ماهواره دوبار از افق يک محل مي گذرد.همان طور که مي دانيم شبانه روز خورشيدي 4 دقيقه از شبانه روز نجومي بيشتر است لذا در هر روز نسبت به روز قبل ماهواره 4 دقيقه زودتر در افق يک محل ثابت طلوع مي کند. برای تعيين موقعيت x و y يا طول و عرض جغرافيايي (في و لاندا) حداقل بايد 3 ماهواره در آسمان محل باشد.در صورتي که مقدار پارامتر ارتفاع را نيز بخواهيم بايد از 4 ماهواره استفاده کرد. امروزه در بعضی مکان های ايران قادر به دريافت اطلاعات تا 10 ماهواره می باشيم و حداقل به 4 تا 5 ماهواره در هر زمان از شبانه روز و در هر مکان دسترسي داريم. هر قدر تعداد ماهواره های قابل مشاهده بيشتر شود معادلات اساسی تعيين موقعيت بيشتر خواهند شد و بنابراين زمان لازم براي تعيين موقعيت يک نقطه کاهش يافته و دقت تعيين موقعيت نيز افزايش خواهد يافت.نکته مهمي که مي بايست مورد توجه قرار گيرد اينست که ارتفاعي که GPS به ما مي دهدبا ارتفاع موجود در نقشه ها و اطلس ها فرق ميکند.ارتفاع GPS نسبت به سطح مبنايي بنام بيضوي است در حالي که ارتفاع موجود در نقشه ها ارتفاع اورتومتريک مي باشدکه از سطح درياهای آزاد محاسبه مي گردد هر ماهواره GPS بطور مستقل اطلاعات زير را توسط آنتنهای تعبيه شده بر روی بدنه اش به زمين ارسال می نمايد: 1) امواج حامل الف) موج حامل (L1) با فرکانس f1=1500 MHZ ب ) موج حامل (L2) با فرکانس f2=1200 MHZ 2)کدهای اطلاعاتي(بصورت دودويي) : الف) کدغير نظامي(کد C/A ) ؛ f=1.023 MHZ ب ) کد دقيق (کد P ) ؛ f=10.23 MHZ ج ) کد سري (کد Y) ؛ f=10.23 MHZ براي رسين به حداکثر دقت و کارآيي GPS توسط يک گيرنده بايد از گيرنده اي استفاده کرد که هر دو موج حامل L1 و L2 و کدهاي فوق را دريافت نموده وقابليت آنتي اسپوفينگ (AS) داشته باشد؛ يعني بتواند کد سري Y را به يک کد P وبالعکس تبديل کند. 3) پيام ماهواره(Message) با فرکانس f=1500 MHZ که حامل اطلاعات زير مي باشد: الف) اطلاعات مدار ماهواره که مربوط به موقعيت ماهواره مي شود. ب ) اطلاعات مربوط به زمان ج ) اطلاعات شماره ماهواره د ) اطلاعات مربوط به ضريب دقت آرايش هندسي ماهواره ها (لازم به ذکر است که چنانچه ماهواره ها در افق منطقه مورد نظر باشند نه در بالای سر و يا اگرزاويه هر دو ماهواره با هم 120 درجه باشد تعيين موقعيت محل دارای دقت بيشتري خواهد بود.) مجموعه اطلاعات فوق يعني امواج حامل،کدهاي اطلاعاتي و پيام ماهواره ، همراه يکديگر توسط مدولاسيون فاز بسمت زمين مخابره شده و گيرنده های زميني که قابليت ها و انواع متفاوتي دارندضمن دريافت مجموعه فوق پس از عمل De Modulation هر بخش را براي منظور خاص خود مورد استفاده قرار می دهد.لازم به ذکر است که بهترين و دقيق ترين گيرنده ، گيرنده ايست که قابليت در يافت کليه اطلاعات ذکر شده در موارد سه گانه بالا را داشته باشد و بتواند هر يک را به طرقي جداگانه دريافت کند و ارزان ترين گيرنده هم گيرنده ايست که تنها قابليت دريافت موج حامل L1 ،کدC/A و پيام ماهواره را دارد.لازم بذکر است که کد CA فقط بر روی موج L1 مدوله ميشود ولي کد P بر روي هر دو موج وجود دارد. در قسمت بالا درباره بخش فضايي سيستم GPS صحبت شد؛حال به سراغ بخش کنترل زميني اين سيستم مي رويم : اين بخش شامل ايستگاههاي کنترل زميني است که داراي مختصات معلوم هستند و موقعيت آنها از طريق روشهاي کلاسيک تعيين موقعيت نظير روش VLBI (تعيين فواصل بلند توسط کوازارها)و روش SLR (فاصله سنجي ماهواره اي با امواج ليزر ) بدست آمده است. اين ايستگاه ها وظيفه تعقيب ومشاهده شبانه روزي ماهواره های GPS را بر عهده دارند . اين بخش بوسيله محاسبات رياضي پيچيده از طريق محاسبه معادله پلي نوميال (Polynomials) رياضی بطريق کمترين مربعات ، پارامترهاي مداري (افمريزها)و موقعيت ماهواره ها را نسبت به يک سيستم مختصات ژئودتيک ژئوسنتريک (مبدا سيستم مختصات تقريبا در مرکززمين قرار دارد.) محاسبه مي نمايد. تعداد اين ايستگاههای زميني 5 عدد است که ايستگاه اصلي با نام کلرادو اسپرینگ در آمريکا قرار داردو 4 ايستگاه فرعی ديگر در نقاط ديگر کره زمين مستقر هستند. آخرين بخش از سيستم GPS ، قسمت USER يا کاربران سيستم مي باشد که خود شامل دو بخش است: الف) آنتن دريافت کننده اطلاعات ارسالي از ماهواره ها ب ) گيرنده(پردازش کننده اطلاعات دريافتي و تعيين کننده موقعيت محل آنتن) نرم افزار و ميکروپروسسور داخل گيرنده فاصله بين آنتن زميني تا ماهواره هاي مرتبط با گيرنده ه را تعيين مي کند سپس با استفاده از حداقل 4 ماهواره موقعيت X وY و ارتفاع محل استقرار آنتن يا همان گيرنده تعيين ميشود. * نکته مهمي که مي بايست مورد توجه قرار گيرد اينست که ارتفاعي که GPS به ما مي دهدبا ارتفاع موجود در نقشه ها و اطلس ها فرق ميکند.ارتفاع GPS نسبت به سطح مبنايي بنام بيضوي است در حالي که ارتفاع موجود در نقشه ها ارتفاع اورتومتريک مي باشدکه از سطح درياهای آزاد محاسبه مي گردد.مقدار اين اختلاف در بيش ترين حالت در حدود 100 متر می باشد. گيرنده های GPS به دو دسته اصلي تقسيم مي شوند : الف) گيرنده های نظامي ب ) گيرنده های غير نظامي گيرنده هاي غير نظامي فقط مي توانند افمريزهاي ارسالي روی کد C/A را از ماهواره دريافت کنند ،لذا تعيين موقعيت مطلق توسط اين دسته از گيرنده ها ضعيف مي باشد.(در حدود 3 تا 5 متر).اما گيرنده های نظامي که اکثرا در اختيار ارتش آمريکا و کشورهاي عضو پيمان ناتو مي باشد قادر هستند که پارامترهاي ارسال شده بوسيله کد P (پارامترهاي دقيق) را نيز علاوه بر کد C/A استفاده کنند. دقت تعيين موقعيت با چنين گيرنده هايي بسيار بالاست و در حال حاضر استفاده از کد P وکد Y که مشکل تر از کد P است صرفا در اختيار نظاميان آمريکايي مي باشد.البته از سال 2000 دقت سيستم GPS غير نظامي با توجه به حذف خطاي SA که وزارت دفاع آمريکا آن را عمدا همراه ساير موج ها از ماهواره هاي GPS به سمت گيرنده هاي غير نظامي ميفرستاد ، دقت تعيين موقعيت با گيرنده های دستي معمولي به 3 تا 5 متر رسيده است.البته براي کارهاي دقيق ژئودزي و نقشه برداري با استفاده از گيرنده هاي دو فرکانسه(تفاضلي) به شيوه تعيين موقعيت نسبي ميتوان به دقت در حد ميليمتر دست پيدا کرد. البته همين دقت 3 تا 5 متر گيرنده هاي دستي عادي هم نيازهاي عمومي ناوبری(کوهنوردي و….) را بخوبي تامين ميکند. * نمونه اي از کاربردهای سيستم GPS پيش بيني زلزله (در حال حاضر براي پيش بيني زلزله بيش از 1200 GPS در ژاپن نصب شده و همچنين فقط در اطراف شهر لس آنجلس آمريکا ،250 GPS در حل اندازه گيري و فعاليت 24 ساعته هستند.) ، نقشه برداري ، کاداستر ، کنترل امور مربوط به حمل و نقل و ترافيک ، کنترل حرکات تکتونيکي زمين ، کنترل جابجايي سدها و برج هاي بلند، پيش بيني وضع هوا (از طريق اندازه گيري ميزان انرژی موج فرستاده شده از سوي GPS پس از عبور از لايه هاي جو و ابرهاي موجود در منطقه مورد نظر) ، ناوبری (زميني،هوايي،دريايي) ، هيدروگرافي(آبنگاري) ، تعيين موقعيت سکوهاي دريايي نفتي،تعيين موقعيت جزيره هاي مرجاني، مين يابي ، SCAN کردن دريا ، بروز رساني سيستم هاي تعيين موقعيت اينرشيال ، استفاده جهت کنترل ماهواره هاي سنجش از دور(Remote Sensing) و………….. مورد ذکر شده در بالا بخشي از مجموعه کاربردهاي فراوان سيستم تعيين موقعيت جهاني(GPS)بود.البته روسها نيز سيستمي مشابه GPS با نام GLONASS دارند که البته ازنظر کارآيي و توان عملياتي در حال حاضر به پاي سيستم GPS نمي رسد.البته گيرنده هاي مشترک GPS-GLONASS در حال حاضر در بازار ايران يافت مي شوند.البته اتحاديه اروپا نيز در حال ساخت يک سيستم تعيين موقعيت ماهواره ای با نام گاليله ميباشد که طبق پيش بيني ها تا سال 2008 آماده بهره برداری و استفاده عموم خواهد شد. طبق ادعای اتحاديه اروپا محدوديت هاي موجود در سيستم GPS در گاليله وجود نخواهد داشت. دولت امريکا در خلال جنگ با عراق اقدام به فرستادن پارازيت بسمت گيرنده های غير نظامي نموده بود .در چنين زمانهايي که احتمال ارسال امواج پارازيت بر روي گيرنده هاي GPS مي رود به هيچ عنوان نبايد روی داده های ارائه شده توسط گيرنده هاي غير نظامي حساب باز کرد.در ايران نيز يکي از کارخانجات نظامي دولتي اقدام به ساخت پارازيت انداز GPS نموده که البته داراي برد زيادي نيست. قيمت گيرنده هاي GPS مناسب و مرغوب موجود در بازار ايران از 150000 تومان شروع مي شود و به40ميليون تومان هم مي رسد.لازم بذکر است کهGPS های Ashtech ساخت آمريکا، بهترينGPS در دنيا هستندو رئيس و صاحب اين کارخانه آقاي پروفسور جواد اشجعي مي باشد. تعدادي از اين گيرنده ها عبارتند از: MAGELLAN , Trimble , Garmin ,Ashtech حال در ادامه اين مقاله به کاربردي جديد از سيستم GPS در علم نجوم مي پردازيم. اين بخش از مقاله درباره طراحي يک سيستم ناوبري مشابه GPS براي سياره مريخ مي باشد. *يک سيستم GPS برای مريخ جستجوگرهای آينده مريخ اعم از اينکه مدارگرد خودکار ثابتی باشند يا انسان , به راهي جهت تعيين موقعيت خودشان نياز خواهند داشت. برای انجام اين مهم پژوهشگران ناسا در حال مطالعه بر روی يک سيستم تعيين موقعيت ماهواره ای مناسب همانند GPS برای مريخ مي باشند که قابليت انجام وظيفه به عنوان يک شبکه ارتباطي را هم داشته باشد .مکان ياب جهانی ( Global Positioning System ) مجموعه ای متشکل از 27 ماهواره شامل 24 ماهواره اصلي و 3 ماهواره رزرو مي باشد که قادر به تعيين موقعيت هر نقطه روی زمين بهمراه ارتفاع نقطه با دردسترس بودن حداقل 4 ماهواره در آسمان منطقه مورد نظر مي باشد.يکی از طرح های پژوهشگران فرستادن ناوگاني کوچک از فضاپيماها به مريخ می باشد که دانشمندان برای ماموريت های آينده بشری و روباتيک در حال مطالعه بر روی آن مي باشند. مايکل منديلو (Michael Mendilo ) پروفسور اخترشناس در مرکز فيزيک فضايي دانشگاه بوستون و تيمي از پژوهشگران که زير نظر وی بر روی اثرات يونسفر مريخ مطالعه مي کنند , در حال طراحي يک سيستم ناوبری ماهواره ای بدور مريخ مي باشند. در آزمايشگاه پيشرانه جت پروپالشن ناسا(JPL) هم پژوهشگران در حال انجام کارهای زميني يک شبکه ناوبری و ارتباطي برای مريخ هستند. يک طرح قديمي تر هم وجود دارد که شامل يک دسته ميکروماهواره های کوچکي است که شبکه مريخی( Marsnet ) ناميده مي شود و وظيفه اش ارسال داده ها به سفينه مادر( Marsat ) است. وظيفه Marsat نيز تبادل داده های بين مريخ و زمين است.از نظر وستل چارلز(Charles Whestel ) رييس بخش مهندسي برنامه جستجوی مريخ در JPL يک سيستم ناوبری با دقت 10 تا 100 متر برای مريخ کافيست. هر چند اين دقت قابل مقايسه با دقت حاصل از سيستم فعلي GPS در سياره زمين نمی باشد. البته مجموعه ماهواره های GPS زمين تنها تأمين کننده ناوبری برای بشر است (البته در سال های اخير پژوهش هايي در زمينه کاربرد GPS در هواشناسي و زلزله در حال انجام است.) اما پژوهشگران درصدد استفاده از قابليت های اين سيستم در بررسي يونسفر مريخ مي باشند. با افتتاح سيستم GPS در مريخ در حقيقت جهشي در فن آوری روبات های آينده برای سياره سرخ رخ خواهد داد. در پايان لازم بذکر است که شايد از نظر برخي ,سيستم GPS مريخ يک طرح لوکس و دور از تصور باشد اما با وجود مسائلي که بخشي از آن ها در اين مقاله ذکر شد استفاده ازاين سيستم مزاياي زيادی در بر خواهد داشت و جهشی در راه اکتشاف کامل سياره سرخ و پي بردن به رازهای آن مي باشد.

ماهواره هاي GPS دو سيگنال راديويي كوتاه و قوي L1 و L2 را ارسال مي كنند. GPS هاي شخصي L1 را با فركانس 1575.42 مگا هرتز روي باند UHF دريافت مي كنند. اين سيگنال ها از ميان ابر و گاز و پلاستيك عبور مي كند اما از ميان جامدات ، ساختمان ها و كوه ها نمي تواند عبور كند.يك سيگنال GPS شامل سه بيت اطلاعات متفاوت است: يك كد تصادفي كاذب، اطلاعات زود گذر(يك روزه) و اطلاعات ساليانه. • كد تصادفي كاذب به سادگي يك كد ID است كه ماهواره اي را كه در حال ارسال اطلاعات مي باشد را مشخص مي كند. شما مي توانيد اين عدد(كد) را هنگامي روي صفحه ماهواره واحد GPS گارمين خود ببينيد كه آن مشخص مي كند كدام يك از ماهواره ها در حال دريافت كردن آن است. • اطلاعات زود گذر(يك روزه): مكاني را كه هر ماهواره GPS در هر ساعتي بايد داشته باشد را به دريافت كننده ي GPS نشان مي دهد.اين اطلاعات ارسال شده توسط هر ماهواره ، اطلاعات مداري مربوط به آن ماهواره و ساير ماهواره هاي واقع در سيستم را نشان مي دهد. • اطلاعات ساليانه كه به وسيله هر ماهواره به طور پيوسته ارسال مي شود شامل اطلاعات مهمي در رابطه با وضع ماهواره (سالم يا خراب بودن)، زمان و اطلاعات رايج است. اين بخش از سيگنال براي مشخص كردن مكان بسيار ضروري است. چشمه هايي كه بر سيگنال هاي GPS تاثير گذاشته و باعث فاسد شدن (از بين رفتن) آنها شده و در نتيجه روي دقت و صحت اطلاعات تاثير گذار است به قرار زير مي باشد: • تاخيرات تروپوسفر (پايين ترين بخش اتمسفر) و يونسفر (يون کره): سيگنال هاي ماهواره اي به هنگام عبور از اتمسفر كند مي شوند. سيستم GPS از مدلي ساختگي استفاده مي كند تا ميانگين تاخير را محاسبه و هر چند به طور جزيي اين نوع خطا را اصلاح كند. • سيگنال هاي چند گانه:زماني رخ مي دهد كه سيگنال هاي GPS قبل از رسيدن به دريافت كننده توسط ساختمان هاي بلند يا سطوح سنگي بزرگ، منعكس مي شوند كه اين خود باعث افزايش زمان سفر و در نتيجه ايجاد خطا مي گردد. • خطاهاي زماني دريافت كننده: ساعت يك دريافت كننده همانند ساعت هاي اتمي ماهواره هاي GPS دقيق نيست بنابراين خطاي زيادي از لحاظ وقت و زمان ممكن است پيش آيد. • خطاهاي مداري : اطلاعات يك روزه ممكن است كه مكان نادرستي از ماهواره را گزارش دهد كه باعث ايجاد خطا مي شود. • تعدادي از ماهواره هاي قابل رويت ،ساختمان ها، ترن،موانع الكترونيكي و حتي بعضي اوقات درختان انبوه مي توانند سدي در برابر سيگنال ها شوند كه منجر به ايجاد خطا شده و يا مكان يابي غير ممكن مي گردد. • هندسه ماهواره ها: اشاره به موقعيت نسبي ماهواره ها در هر زماني دارد. يك مثال كه در مورد هندسه ماهواره ها وجود دارد زماني است كه ماهواره ها در زاويه هاي عريض در ارتباط با هم قرار دارند. زماني كه ماهواره ها روي يك خط و يا گروهي كوچك قرار دارند هندسه ضعيفي را ايجاد مي كنند. • فساد عمدي سيگنال ماهواره: قابليت استفاده از ماهواره هاي برگزيده (كه به مخفف SA گفته مي شود) كه يك فساد عمدي در سيگنال ها است ، زماني به وسيله ي سازمان دفاع آمريكا وضع شد. SA براي اين در نظر گرفته شده است تا دشمن نظامي نتواند سيگنال هاي فوق العاده دقيق GPS استفاده كند.دولت آمريكا SA را در ماه مه 2000 قطع كرد تا دقت دريافت كننده هاي GPS هاي شخصي را افزايش دهد.

24 ماهواره كه بخش فضايي GPS را شامل مي شوند در مداري با فاصله ي 12 هزار مايل از زمين قرار دارند. آنها پيوسته در حال حركت بوده و در كمتر از 24 ساعت دو دور كامل مي زنند. اين ماهواره ها با سرعت تقريبي 7 هزار مايل در ساعت حركت مي كنند. ماهواره هاي GPS به كمك انرژي خورشيد كار مي كنند. در زمان خورشيد گرفتگي و زماني كه این انرژی وجود ندارد، آنها با بهره گیری از باطري هاي پشتيبان به كار خود ادامه مي دهند.علاوه بر این، راكت هاي تقويت كننده ي كوچك به كمك ماهواره آمده و آن را در مسير اصلي خود قرار مي دهند. در اينجا به حقايق جالبي در مورد ماهواره هاي GPS اشاره مي كنيمالبته ناو استار نامي است كه سازمان دفاع آمريكا براي GPS انتخاب كرد.) • اولين ماهواره ي GPS در سال 1978 به سوي مدار خود روانه شد. • تمام 24 ماهواره در سال 1994 به راه افتادند. • كارايي هر ماهواره حدود 10 سال است و جايگزين ها دائما در حال ساخته شدن و قرار گرفتن در مدار خود مي باشد. • وزن يك ماهواره GPS در حدود دو هزار پند ( 907 کیلوگرم) است و زماني كه صفحات خورشيدي آن باز مي شود در حدود 17 فوت (8.18 متر) عرض دارد. • قدرت فرستنده ها تنها50 وات يا كمتر است.

امروزه دريافت كننده هاي GPS داراي دقت بي نهايت بالايي هستند و اين امر را مديون طرح كانال چند گانه موازي هستيم. دريافت كننده هاي كانال 12 موازي گارمين به محض روشن شدن سرعت بالايي در برقراري رابطه با ماهواره دارد و اين ارتباط به طور مستمر بر قرار است و حتي درختان انبوه و آسمان خراش هاي بلند مانع برقراري ارتباط نمي شوند.كارخانه هاي اتمسفريك و ديگر چشمه هاي ايجاد خطا، روي دقت دريافت كننده ي GPS تاثير مي گذلرند. دريافت كننده هاي GPS گارمين داراي ميانگين دقت 15 متر مي با شند.دريافت كننده هاي GPS گارمين با قابليت سيستم افزايش عرض ناحيه دقت را با ميانگين كمتر از 3 متر بهبود مي بخشد. هيچ لوازم يدكي و يا حق الزحمه اي براي استفاده از سيستم افزايش عرض ناحيه احتياج نيست.كاربران مي توانند دقت را با كمك GPS تفاضلي بهتر كنند. به اين صورت كه سيگنال هاي GPS را تقويت مي كند و به ميانگين 3تا 5 متر مي رساند.گارد ساحلي آمريكا اغلب از سرويس تقويت كننده GPS تفاضلي استفاده مي كند. اين سيستم شامل شبكه اي از برج ها مي باشد كه سيگنال هاي GPS را دريافت كرده و سيگنالي تقويت شده به وسيله ي فرستنده هاي راديويي ارسال مي كنند. به منظور دريافت سيگنال هاي تقويت شده كاربران علاوه بر GPS به يك آنتن و دريافت كننده علايم گوناگون نياز دارند.

ما میتوانیم از روی مدل gps به امکانات و کارایی ان برسیم و با توجه به نوشته های آن دستگاه مناسب را خریداری کنیم 1- در ساده ترین مدل های جی پی اس نام مدل دستگاه به صورت GPS و یک شماره نشان داده میشود مثال: GPS 21 که کارایی ان فقط نشان دادن موقعیت و ثبت ان میباشد 2- در مدل بعدی کلمه map به آن اضافه میشود مثال: gps map 12 که یک نقشه هم به دستگاه اضافه شده است 3- در مدل بالاتر حرف ( s ) به ان اضافه شده است مثال: GPS MAP 76 s که در این مدل علاوه بر امکانات بالا قطب نمای داخلی نیز اضافه شده است و صفحات آن به 6 صفحه افزایش یافته است 4- حرف بعدی که در مدل های بالاتر اضافه شده ( c ) میباشد مثال : GPS MAP 60 CS که نشانه رنگی بودن صفحات است 5- آخرین حرفی که در جدیدترین مدل ها در ایران اضافه شده ( x ) است مثال : GPS MAP 60 csx که نشان دهنده حافظه جانبی برای جی پی اس می باشد من تا جایی که اطلاع دارم از این مدل بالاتر در ایران نیست پس ما در خرید GPS باید با توجه به نوشته های ان نوع مدل را انتخاب کنیم

راستش من با خود دستگاه gps کار کردم حتی یک کتاب از مرکز زرهی شیراز گیر آوردم اما با gps موبایل کار نکردم با این مدل ها اشنایی کامل دارم gps map 76 cs gps map 60 csx و مدل های قدیمی gps map 12

اگه کسی در مورد GPS سوالی داشت میتونه در این تایپیک سوالشو مطرح کنه حتما جواب میدم