دیگر گم نخواهید شد

روزگاری دور قافله های مسافرتی که سعی داشتند نخستین شبکه ارتباطات تجاری جهان را بنا کنند از وضعیت طلوع و غروب ستاره ها و موضع آنها در آسمان برای پیدا کردن مسیر خود در دل شب استفاده می کردند.

کد خبر: ۴۹۶۰۳

آنها طلوع ستاره های گوناگون در فصلهای مختلف سال را می شناختند و می دانستند شکل اهله ماه چه زمانی از شب را برای ما به نمایش می گذارد.
بسیاری از آنها با کمک این پدیده های طبیعی مسیر و زمان خود را در دل تاریکی شبهای صحرا می یافتند و در کوهستان ها مسیرهای طولانی را بدون آن که راه را گم کنند، می یافتند؛ اما این هنری نبود که در اختیار همه مردم باشد.
زمانی که عصر ماجراجویی های فردی و سفرهای طولانی فرارسید افرادی که کمتر با طبیعت اطراف خود آشنا بودند سفرهای ماجراجویانه را آغاز کردند و همواره از یک موضوع می هراسیدند؛ خطر گم شدن و قرار گرفتن در مسیری اشتباه که ممکن بود آنها را به جای مقصد به بیراهه ای ببرد که برگشتن از آن متصور نبود.
کوهنوردی را در نظر بگیرید که میان ارتفاعات با ذخیره غذایی محدود، راه خود را گم کرده باشد. این کار ممکن است به قیمت چندین روز سرگردانی و حتی جان او تمام شود، این خطر، قایقهای تفریحی و بسیاری دیگر را نیز تهدید می کرد؛ اما راهی طولانی که مسافران در طول تاریخ پیموده اند قابل مقایسه با راه طولانی است که دانشمندان و مهندسان برای ساخت و ارائه فناوری های جدیدی که زندگی بشر را راحت تر کنند، پشت سر گذاشته اند.
یکی از تلاشهای آنان تلاش برای نجات انسان از گم شدن ها بوده است.

Global Positioning System
اگرچه راههای فراوانی برای مکان یابی و تشخیص مسیر حرکت روی زمین ارائه شده است ، اما یکی از کارآمدترین آنها سیستم GPS یا مکان یابی جهانی است.
امروزه شما می توانید با خرید ابزار پرتابلی که کمتر از 100 دلار قیمت دارد در هر لحظه علاوه بر رویت مختصات دقیق طول و عرض جغرافیایی خود، اطلاعات بسیار بیشتری نیز به دست آورید.
ارتفاع از سطح دریا، جهت شمال و جنوب ، فشار، دما و از همه آنها مهمتر این که می توانیم هنگام یک سفر، مناطقی را که پشت سر گذاشته اید هر از گاهی به این دستگاه بدهید تا خط سیر دقیق شما رسم شده و از گم شدن تان در یک سفر اکتشافی جلوگیری شود؛ اما این سیستم چگونه کار می کند؛
دستگاه های GPS همانند کاروانیان قدیم از اجرام آسمانی کمک می گیرند با این تفاوت که این بار به جای استفاده از جایگاه ستاره ها و صور فلکی از جایگاه اقمار مصنوعی که در مدار زمین قرار گرفته اند، بهره می برند.
دستگاه کوچکی که شما در دست می گیرید در واقع حکم یک گیرنده و دیکودر (decoder) ساده دارد که امواج رسیده از یک شبکه ماهواره ای را به اعداد و ارقام معنی دار تبدیل می کند.
این امواج از سوی یک شبکه متشکل از 27 ماهواره که به همین منظور در مدار قرار گرفته اند ارسال می شود؛ البته تنها 24 ماهواره از این 27 ماهواره در شبکه عملیاتی هستند و 3 ماهواره به عنوان یدک در مدار قرار گرفته اند تا در صورت نیاز و خرابی شبکه اصلی وارد مدار شوند.
هر یک از این ماهواره ها که انرژی خود را با کمک صفحات خورشیدی تامین می کنند در مداری به ارتفاع 19300کیلومتر از سطح زمین قرار گرفته اند. جسمی که در چنین مداری قرار داشته باشد تحت تاثیر گرانش زمین ، هر شبانه روز زمین 2 بار مدار خود به دور سیاره زمین را به طور کامل می پیماید.
اعضای این شبکه ماهواره ای به گونه ای در مدارهایی به این ارتفاع قرار گرفته اند که برای ناظری روی زمین (در هر کجای سیاره خاکی که باشد) در هر لحظه مشخص ، حداقل 4 ماهواره از این شبکه ها قابل رویت باشد. قابل رویت بودن ماهواره از یک نقطه زمین به این معنی است که در آن هنگام ، ماهواره از دید آن شخص بالای افق باشد.
نکته مهم این است که برای هر نقطه زمین الزاما همیشه 4ماهواره منحصر به فرد بر فراز افق قرار ندارند، اما در هر لحظه حداقل 4 ماهواره ای که ممکن است با 4 ماهواره 30 دقیقه بعد متفاوت باشند، بالای افق قرار داشته باشند. (اگر رصدگر ورزیده ای باشید و بدانید با چه ابزاری به کجای آسمان نگاه کنید می توانید این ماهواره ها را در آسمان تشخیص دهید.) هر یک از این ماهواره ها به طور منظم اطلاعاتی از وضعیت مداری خود در طول موجی را که قابل تشخیص به وسیله ابزارهای گیرنده (Receiver) است ، ارسال می کنند.
وظیفه ابزار شما این است که با کمک یک الگوریتم از پیش تعیین شده از وضعیت مداری ماهواره ها (با توجه به این که مدار آنها کاملا مشخص و ثابت است) جای شما را روی زمین تعیین کند.
این کار با توجه به این که محل ماهواره های بر فراز سر شما کاملا وابسته به موقعیت خود شماست چندان پیچیده نیست. شیوه ای که در این محاسبه استفاده می شود روشی موسوم به روش رسم مثلثی روی زمین است ؛ اما این بار این کار به جای آن که روی سطحی دوبعدی صورت بگیرد در فضایی سه بعدی رخ می دهد.
برای این که درکی از این موضوع به دست آوریم فرض کنید روی زمین گم شده اید و در نقطه ای به نام O قرار دارید. حال اگر شما بدانید در فاصله r1 از نقطه ( Aمعلوم )، r2 از نقطه B و r3 از نقطه C هستید با رسم 3 دایره به شعاعهای r1، r2 و r3 از سه نقطه A، B و C می توانید محل خود را در محل تقاطع این دوایر پیدا کنید.
درباره GPS ها هم این اتفاق به شکل مشابه رخ می دهد. هر یک از ماهواره ها کره ای با شعاع مشخص در اطراف خود را رسم می کنند. حال فصل مشترک دو کره حاصل از دو ماهواره یک دایره خواهد بود، محل تقاطع این دایره و کره حاصل از ماهواره سوم دو نقطه را مشخص می کند که یکی بر روی زمین و دیگری در فضا قرار دارد. بدین ترتیب شما می توانید محل دقیق خود را مشخص کنید.
با کمک ماهواره چهارم می توان دقت این محاسبه را افزایش داد، اما به هر حال خطاهای گوناگون هنگام این محاسبات وارد می شود که سعی شده است با روشهایی چون تداخل سنجی آنها را به حداقل کاهش داد.
سیستم GPS در دو نوع عمده مورد استفاده قرار می گیرد. یکی GPS ها با کاربری مدنی و دیگری GPS نظامی است. تفاوت این دو در دقت تصحیح خطاها در ریسیورهای گوناگون است.
GPS های نظامی می تواند دقتهایی در حد کسری از ثانیه قوس را پوشش دهد، اما دقت GPS های مدنی حداکثر به چند ثانیه می رسند.گاهی امواج مزاحم (پارازیت) مخصوصا وارد سیستم می شوند.
یکی از جاهایی که بیشترین میزان خطای عمدی وارد سیستم GPS ها می شود منطقه خلیج فارس است که به دلایل راهبردی با ورود خطاهای عمدی از دقت سیستم می کاهد. فناوری های نوین همواره شمشیری دو لبه بوده اند.
اگر GPSها باعث نجات جان دهها هزار نفر تاکنون شده اند نیروهای نظامی با کمک آنها دقت و کارایی موشکهای خود را بهبود داده اند.
بار دیگر پرسش قدیمی فواید استفاده از فناوری مطرح می شود و پاسخ این که فناوری ، موضوعی خنثی است. این ما هستیم که از چاقو برای پوست کندن میوه یا بریدن سر انسان ها استفاده می کنیم.