الامارات 7 - نظام تحديد المواقع العالمي، المعروف اختصاراً بـ GPS، هو نظام ملاحي يعتمد على الأقمار الصناعية، وظيفته الأساسية تقديم معلومات دقيقة حول الموقع الجغرافي لشخص أو كائن محدد. لا شك أن هذا النظام ساهم في تطوير مجالات عديدة مثل الرحلات البرية والملاحة البحرية والعمليات العسكرية. كما يلعب النظام دوراً مهماً في مجالات المساحة الجيوديسية، مما يجعله من الأدوات الأكثر استخداماً من قبل مهندسي المساحة نظراً لدقته وصحة بياناته.
فكرة نظام تحديد المواقع العالمي
تعود فكرة إطلاق الأقمار الصناعية المرتبطة بنظام تحديد المواقع العالمي إلى عام 1960م على يد الولايات المتحدة الأمريكية. في البداية، كان النظام مخصصاً للأغراض العسكرية فقط، ولكن بعد تزايد حوادث الطائرات وصعوبة تحديد مواقعها، تم التفكير في تطوير نظام يحدد مواقعها بدقة، وبحلول عام 1995م كانت الولايات المتحدة قد أطلقت عدداً كافياً من الأقمار لتغطية كامل سطح الأرض.
كيفية عمل نظام GPS
يتألف نظام تحديد المواقع من 24 قمراً صناعياً تعمل باستمرار لتغطية جميع أنحاء الكرة الأرضية، مع وجود 4 أقمار إضافية على ارتفاع 20,200 كيلومتر من الأرض كاحتياط. تتولى الولايات المتحدة حالياً صيانة هذه الأقمار وتحديثها عند الحاجة. يعتمد النظام على استقبال إشارات من أربعة أقمار على الأقل، حيث يقوم جهاز GPS بحساب المسافة بينه وبين الأقمار، مما يسمح بتحديد الموقع الجغرافي بدقة تتراوح بين 3 إلى 50 متراً. بعض الأنظمة المتقدمة يمكن أن تصل دقتها إلى مستوى المليمتر، لكنها عادة غير متاحة للاستخدام العام.
لماذا يتم استخدام أربعة أقمار؟
لفهم سبب استخدام أربعة أقمار، تخيل شخصاً في منطقة صحراوية، أخبره أحدهم أنه يبعد 500 كيلومتر عن مدينة معينة. هذه المعلومة وحدها لن تكون كافية لتحديد موقعه بدقة، لأنه يمكن أن يكون في أي نقطة على دائرة نصف قطرها 500 كيلومتر حول المدينة. ولكن إذا قدم شخص آخر معلومات إضافية بأن المسافة إلى مدينة ثانية هي 550 كيلومتراً، فإن موقعه سيكون في نقطة تقاطع دائرتين. بإضافة معلومات من شخصين آخرين، يمكن تحديد موقعه بشكل دقيق. تعتمد الأقمار الصناعية على هذا المبدأ، حيث يقوم كل قمر بتشكيل سطح كروي حوله، ومن خلال تقاطع هذه الأسطح يمكن تحديد الموقع الجغرافي بدقة عالية.
فكرة نظام تحديد المواقع العالمي
تعود فكرة إطلاق الأقمار الصناعية المرتبطة بنظام تحديد المواقع العالمي إلى عام 1960م على يد الولايات المتحدة الأمريكية. في البداية، كان النظام مخصصاً للأغراض العسكرية فقط، ولكن بعد تزايد حوادث الطائرات وصعوبة تحديد مواقعها، تم التفكير في تطوير نظام يحدد مواقعها بدقة، وبحلول عام 1995م كانت الولايات المتحدة قد أطلقت عدداً كافياً من الأقمار لتغطية كامل سطح الأرض.
كيفية عمل نظام GPS
يتألف نظام تحديد المواقع من 24 قمراً صناعياً تعمل باستمرار لتغطية جميع أنحاء الكرة الأرضية، مع وجود 4 أقمار إضافية على ارتفاع 20,200 كيلومتر من الأرض كاحتياط. تتولى الولايات المتحدة حالياً صيانة هذه الأقمار وتحديثها عند الحاجة. يعتمد النظام على استقبال إشارات من أربعة أقمار على الأقل، حيث يقوم جهاز GPS بحساب المسافة بينه وبين الأقمار، مما يسمح بتحديد الموقع الجغرافي بدقة تتراوح بين 3 إلى 50 متراً. بعض الأنظمة المتقدمة يمكن أن تصل دقتها إلى مستوى المليمتر، لكنها عادة غير متاحة للاستخدام العام.
لماذا يتم استخدام أربعة أقمار؟
لفهم سبب استخدام أربعة أقمار، تخيل شخصاً في منطقة صحراوية، أخبره أحدهم أنه يبعد 500 كيلومتر عن مدينة معينة. هذه المعلومة وحدها لن تكون كافية لتحديد موقعه بدقة، لأنه يمكن أن يكون في أي نقطة على دائرة نصف قطرها 500 كيلومتر حول المدينة. ولكن إذا قدم شخص آخر معلومات إضافية بأن المسافة إلى مدينة ثانية هي 550 كيلومتراً، فإن موقعه سيكون في نقطة تقاطع دائرتين. بإضافة معلومات من شخصين آخرين، يمكن تحديد موقعه بشكل دقيق. تعتمد الأقمار الصناعية على هذا المبدأ، حيث يقوم كل قمر بتشكيل سطح كروي حوله، ومن خلال تقاطع هذه الأسطح يمكن تحديد الموقع الجغرافي بدقة عالية.