نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، المعروف أيضًا باسم نظام تحديد المواقع العالمي، هو نظام ملاحة لاسلكي قائم على الأقمار الصناعية يمكنه توفير معلومات دقيقة عن الموقع والسرعة والوقت للمستخدمين في جميع أنحاء العالم. يتضمن مبدأ عمل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الخطوات التالية بشكل أساسي:
- إرسال إشارات الأقمار الصناعية: يتكون نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) من عدة أقمار صناعية. تدور هذه الأقمار الصناعية حول الأرض وتبث بشكل مستمر إشارات راديوية تحتوي على معلومات الوقت والموقع إلى سطح الأرض.
- استقبال الإشارات: يستخدم المستخدمون أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لاستقبال إشارات الأقمار الصناعية. وقد تم تجهيز جهاز الاستقبال بساعة عالية الدقة لقياس زمن انتشار الإشارات من الأقمار الصناعية إلى جهاز الاستقبال.
- قياس المسافة: من خلال قياس زمن انتشار الإشارات، يستطيع المستقبل حساب المسافة إلى كل قمر صناعي. وتسمى هذه المسافة بالمدى الزائف لأنها تتضمن أخطاء في زمن انتشار الإشارة.
- حل الموضع: لتحديد الموضع الثلاثي الأبعاد للمستقبل (خط الطول والعرض والارتفاع)، يلزم وجود إشارات من أربعة أقمار صناعية على الأقل. ومن خلال إنشاء مجموعات المعادلات، يمكن حل الموضع الدقيق للمستقبل.
- تصحيح الأخطاء: في عملية تحديد المواقع GPS الفعلية، سوف تتأثر بعوامل مختلفة، مثل التأخير الجوي (تأخير التروبوسفير والتأخير الأيونوسفيري)، وأخطاء مدار القمر الصناعي، وضوضاء المستقبل، وما إلى ذلك. لتحسين دقة تحديد المواقع، يتم عادةً اعتماد تقنية GPS التفاضلية (DGPS) لتقليل هذه الأخطاء من خلال معلومات التصحيح التي توفرها المحطة الأساسية.
- إخراج معلومات تحديد الموقع: بعد أن يقوم مستقبل GPS بحساب معلومات الموقع، يمكن إخراجها بتنسيقات مختلفة لاستخدام المستخدم، مثل إحداثيات الطول والعرض والسرعة والوقت وما إلى ذلك.
بفضل خصائصه المتمثلة في الدقة العالية والقدرة على العمل في جميع الأحوال الجوية والتغطية العالمية، تم تطبيق نظام تحديد المواقع العالمي على نطاق واسع في مجالات مثل الملاحة العسكرية والمدنية والقياس والتوقيت. مع تطور التكنولوجيا، فإن الاستخدام المشترك لنظام تحديد المواقع العالمي مع أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية الأخرى (مثل نظام بيدو الصيني ونظام غلوناس الروسي ونظام جاليليو الأوروبي) وتقنيات تحديد المواقع الأرضية يجعل خدمة تحديد المواقع أكثر دقة وموثوقية.
