كيف تستخدم أجهزة GPS ثلاثية

Trilateration هو تقنية رياضية يستخدمها نظام تحديد المواقع العالمي لتحديد موقع المستخدم ، وسرعته ، وارتفاعه. من خلال تلقي الإشارات الراديوية من سواتل GPS متعددة وتحليلها بشكل مستمر وتطبيق هندسة الدوائر والكرات والمثلثات ، يمكن لجهاز GPS حساب المسافة الدقيقة أو المدى المحدد لكل ساتل يتم تتبعه.

كيف يعمل trilateration

Trilateration هو نسخة متطورة من التثليث ، على الرغم من أنه لا يستخدم قياس الزوايا في حساباته. توفر البيانات من القمر الصناعي الواحد موقعًا عامًا لنقطة داخل منطقة دائرية كبيرة على سطح الأرض. وتسمح إضافة بيانات من ساتل آخر لنظام تحديد المواقع بتضييق الموقع المحدد لهذه النقطة إلى منطقة يتداخل فيها مجالا بيانات الساتل. توفر إضافة البيانات من القمر الصناعي الثالث موقعًا دقيقًا للنقطة على سطح الأرض.

تتطلب جميع أجهزة GPS ثلاثة سواتل لحساب دقيق للموضع. تعزز البيانات من القمر الصناعي الرابع - أو حتى أكثر من أربعة أقمار - من دقة موقع النقطة ، وتسمح أيضًا بعوامل مثل الارتفاع ، أو في حالة الطائرات ، يتم حساب الارتفاع أيضًا. تتعقب أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي بشكل روتيني ما بين 4 و 7 سواتل في وقت واحد وتستخدم تقنية "trilateration" لتحليل المعلومات.

الأقمار الصناعية GPS

تحتفظ وزارة الدفاع الأمريكية بالقمر الـ 24 التي تنقل البيانات في جميع أنحاء العالم. يمكن لجهاز GPS الخاص بك أن يبقى على اتصال بأربع قمر صناعي على الأقل بغض النظر عن مكان وجودك على الأرض ، حتى في المناطق المشجرة أو المدن الكبرى التي تحتوي على مباني شاهقة. يدور كل قمر صناعي حول الأرض مرتين يوميًا ، حيث يرسل بانتظام إشارات إلى الأرض من ارتفاع يبلغ 12500 ميل تقريبًا. تعمل السواتل على الطاقة الشمسية ولديها بطاريات احتياطية.

عندما يفشل نظام تحديد المواقع العالمي

عندما يتلقى جهاز تحديد المواقع GPS بيانات ساتلية غير كافية لعدم قدرته على تتبع عدد كافٍ من الأقمار الصناعية ، يفشل التثبيت الثلاثي. قد تؤدي العوائق مثل المباني الكبيرة أو الجبال إلى حجب إشارات الأقمار الصناعية الضعيفة ومنع الحساب الدقيق للموقع. سيقوم جهاز GPS بتنبيه المستخدم بطريقة غير قادرة على توفير معلومات الموقع الصحيحة.

قد تفشل السواتل أيضًا مؤقتًا. قد تتحرك الإشارات ببطء شديد بسبب عوامل في التروبوسفير والأيونوسفير ، على سبيل المثال. قد تقوم الإشارات أيضًا بتفكيك بعض التشكيلات والهياكل على الأرض ، مما يتسبب في حدوث خطأ ثلاثي.

تقنيات ونظم الحكومة لتحديد المواقع

تم إدخال نظام GPS في عام 1978 مع إطلاق أول قمر صناعي عالمي لتحديد المواقع. تم التحكم فيه واستخدامه فقط من قبل الحكومة الأمريكية حتى ثمانينيات القرن العشرين. أسطول كامل من 24 قمر صناعي نشط تسيطر عليها الولايات المتحدة لم يدخل حيز الاستخدام حتى عام 1994.

لا يقوم جهاز GPS بإرسال البيانات إلى الأقمار الصناعية. يمكن لأجهزة GPS ، مثل الهواتف الذكية المجهزة بالتكنولوجيا ، استخدام أنظمة الاتصال الهاتفي ، مثل أبراج الهاتف الخلوي والشبكات ، واتصالات الإنترنت لزيادة تحسين دقة الموقع. عند استخدام هذين النظامين الأخيرين ، قد يرسل جهاز GPS البيانات إلى هذه الأنظمة.

نظرًا لأن نظام القمر الصناعي GPS مملوك لحكومة الولايات المتحدة ، ويمكنه بشكل انتقائي منع الوصول إلى الشبكة أو تقييده ، فقد طورت بلدان أخرى شبكات القمر الصناعي الخاصة بها. وتشمل هذه: