كيف تعمل تقنية GPS

ابو مهند الزهراني · اليوم في 07:57

تخيل نفسك في وسط صحراء الربع الخالي وهي صحراء واسعة بلا أي معالم

ومع ذلك تعرف موقعك بدقة تامة

هذا هو دور نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) Global Positioning System
نظام ملاحة عبر الأقمار الصناعية

الذي بدأ كمشروع عسكري سري وأصبح اليوم جزءًا أساسيًا من حياتنا اليومية

يعتمد النظام على شبكة من الأقمار الصناعية تدور حول الأرض باستمرار

هذه الأقمار لا تحدد موقعك
بل جهازك هو الذي يحدد موقعه باستخدام الإشارات المرسلة من الأقمار

كل قمر صناعي يرسل إشارة تحتوي على موقعه الدقيق في الفضاء والوقت الذي أُرسلت فيه الإشارة
عند تشغيل خدمة GPS في هاتفك أو جهازك، يلتقط الجهاز هذه الإشارات من عدة أقمار في نفس الوقت
ويحسب الزمن الذي استغرقته الإشارة للوصول إليه، ليحدد بذلك المسافة إلى كل قمر صناعي

لتحديد الموقع بدقة
يحتاج الجهاز إلى إشارات من أربعة أقمار على الأقل
تخيل كل قمر يرسم دائرة نصف قطرها يساوي المسافة المحسوبة
ومكان تقاطع الدوائر الأربع هو موقعك الفعلي على سطح الأرض

بفضل هذه التقنية
أصبح بإمكاننا التنقل واستكشاف العالم بثقة، سواء في مدينة مزدحمة أو في صحراء نائية بلا أي معالم.

كيف تعمل تقنية GPS
تعمل تقنية GPS عن طريق الأقمار الصناعية التي تبث إشارات مستمرة
يستقبل جهاز الاستقبال (مثل هاتفك) هذه الإشارات
ويستخدم وقت وصولها من أربعة أقمار صناعية على الأقل لحساب المسافة بينه وبين كل قمر
ومن ثم يحدد موقعه الدقيق على الأرض.

الأقمار الصناعية

تدور في مدارات حول الأرض وتبث إشارات تحتوي على معلومات عن موقعها الزمني بدقة عالية جدًا، وذلك بفضل استخدام الساعات الذرية.

جهاز الاستقبال
يستقبل هذه الإشارات ويقارن وقت بث الإشارة مع وقت وصولها لتحديد زمن انتقال الإشارة

حساب المسافة
بناءً على زمن انتقال الإشارة وسرعة الإشارة (سرعة الضوء)
يقوم الجهاز بحساب المسافة التقريبية بينه وبين كل قمر صناعي.

تحديد الموقع
من خلال استقبال الإشارات من ثلاثة أقمار صناعية، يمكن للجهاز تحديد موقعه نظريًا حيث تتلاقى مسافاتهم في نقطة واحدة