تكنولوژي به كار رفته:
تكنولوژي GPS
Global Positioning System ) ) GPS
سيستم موقعيت‌ياب جهاني يا جي‌پي‌اس تنها سيستم کامل و عملياتي موقعيت‌ياب ماهواره‌اي است. در اين سيستم شبکه‌اي با حداقل ۲۴ ماهواره داده‌هايي شامل مکان خود و زمان را به زمين مي‌فرستند. گيرنده‌هاي زميني جي‌پي‌اس با دريافت اين داده‌ها موقعيت گيرنده را بر روي زمين محاسبه و ارائه مي‌کنند. ماهواره‌هاي اين سيستم به سفارش وزارت دفاع ايالات متحده ساخته و در مدار زمين قرار داده شده‌اند. جي‌پي‌اس در ابتدا براي مصارف نظامي تهيه شد ولي از سال ۱۹۸۰استفاده عمومي آن آزاد و آغاز شد.

مختصات کلي :
نام کاملGlobal Positioning System =
اولين ماهواره GPS به فضا = 1978
تکميل کانال 24 (NAVSTAR) عددي ماهواره اي = 1994
تکميل کانال 29 عددي ماهواره عرض هر ماهواره = 17 فوت (معادل 18/5 متر(
طول باتري هاي خورشيدي = 5.5 متر
به طور يقين مي توان گفت يکي از بهترين و کامل ترين دستاورد هاي بشر براي شناسايي و مکان يابي روي کره زمين است که روز به روز در حال کامل تر شدن است.هر کس که بخواهد بداند کجاست و به کجا مي رود به اين سيستم نيازمند است، با توجه به نزول شديد بهاي گيرنده هاي اين سيستم، و افزايش امکانات آنها، اين تکنولوژي در آينده نزديک بيش از پيش در اختيار همگان قرار خواهد گرفت.
٭ کنترل زميني
بخش کنترل زميني اين بخش شامل ايستگاههاي کنترل زميني است که داراي مختصات معلوم هستند و موقعيت آنها از طريق روشهاي کلاسيک تعيين موقعيت نظير روش VLBI) تعيين فواصل بلند توسط کوازارها)و روش SLR(فاصله سنجي ماهواره اي با امواج ليزر ) بدست آمده است. اين ايستگاه ها وظيفه تعقيب پلي نوميال (Polynomials) رياضي بطريق کمترين مربعات ، پارامترهاي مداري (افمريزها)و موقعيت ماهواره ها را نسبت به يک سيستم مختصات ژئودتيک ژئوسنتريک (مبدا سيستم مختصات تقريبا در مرکززمين قرار دارد.) محاسبه مي نمايد.
تعداد اين ايستگاههاي زميني 5 عدد است که ايستگاه اصلي با نام کلرادو اسپرينگ در آمريکا قرار داردو 4 ايستگاه فرعي ديگر در نقاط ديگر کره زمين مستقر هستند. آخرين بخش از سيستم G.P.S ، قسمت USER يا کاربران سيستم مي باشد که خود شامل دو بخش است:
٭ آنتن دريافت کننده اطلاعات ارسالي از ماهواره ها
٭ گيرنده( پردازش کننده اطلاعات دريافتي و تعيين کننده موقعيت محل آنتن (
نرم افزار و ميکروپروسسور داخل گيرنده فاصله بين آنتن زميني تا ماهواره هاي مرتبط با گيرنده ه را تعيين مي کند سپس با استفاده از حداقل 4 ماهواره موقعيت X وY و ارتفاع محل استقرار آنتن يا همان گيرنده تعيين ميشود.
نکته مهمي که مي بايست مورد توجه قرار گيرد اينست که ارتفاعي که G.P.S به ما مي دهدبا ارتفاع موجود در نقشه ها و اطلس ها فرق ميکند.ارتفاع G.P.S نسبت به سطح مبنايي بنام بيضوي است در حالي که ارتفاع موجود در نقشه ها ارتفاع اورتومتريک مي باشدکه از سطح درياهاي آزاد محاسبه مي گردد.مقدار اين اختلاف در بيش ترين حالت در حدود 100 متر مي باشد
٭ کاربرد هاي جي پي اس :
• نقشه برداري
• پروژه هاي عمراني
• کوهنوردي
• سفر در مناطق ناشناخته
• کشتي راني
• عمليات نجات هنگام وقوع سيل و زمين لرزه...

چگونه کار مي کند؟
ماهواره هاي اين سيستم، در مداراتي دقيق هر روز 2 بار به دور زمين مي گردند و اطلاعاتي را به زمين مخابره مي کنند. گيرنده هاي G.P.S اين اطلاعات را دريافت کرده و با انجام محاسبات هندسي، محل دقيق گيرنده را نسبت به زمين محاسبه مي کنند. در واقع گيرنده زمان ارسال سيگنال توسط ماهواره را با زمان دريافت آن مقايسه مي کند. از اختلاف اين دو زمان فاصله گيرنده از ماهواره تعيين مي گردد. حال اين عمل را با داده هاي دريافتي از چند ماهواره ديگر تکرار مي کند و بدين ترتيب محل دقيق گيرنده را با اختلافي ناچيز، معين مي کند.
گيرنده به دريافت اطلاعات همزمان از حداقل 3 ماهواره براي محاسبه 2 بعدي و يافتن طول و عرض جغرافيايي، و همچنين دريافت اطلاعات حداقل 4 ماهواره براي يافتن مختصات سه بعدي نيازمند است. با ادامه دريافت اطلاعات از ماهواره ها گيرنده اقدام به محاسبه سرعت، جهت، مسيرپيموده شده، فواصل طي شده، فاصله باقي مانده تا مقصد، زمان طلوع و غروب خورشيد و بسياري اطاعات مفيد ديگر، مي نمايد.
٭ ماهواره هاي آن
24 عدد ماهواره G.P.S در مدارهايي بفاصله 24000 هزار مايل از سطح دريا گردش مي کنند. هر ماهواره دقيقا طي 12 ساعت يک دور کامل به دور زمين مي گردد اين ماهواره ها انرژي خود را از خورشيد تامين مي کنند.
همچنين باتري هايي نيز براي زمانهاي خورشيد گرفتگي و يا مواقعي که در سايه زمين حرکت مي کنند بهمراه دارند. راکتهاي کوچکي نيز ماهواره ها را در مسير صحيح نگاه مي دارد. به اين ماهواره ها NAVSTAR نيز گفته مي شود.آنها با يک سرعت ثابت در حرکتند و در هر 24 ساعت دوبار دور زمين را با سرعتي معادل 7000 مايل در ساعت مي گردند. ماهواره هاي G.P.S توسط انرژي خورشيد تغذيه ميشوند آنها مجهز به باطريهاي قابل شارژ اتوماتيک براي زمان هاي بارندگي يا خورشيد گرفتگي مي باشند.



حالتهاي پياده سازي:

1ـ پياده سازي به صورت Online
2ـ پياده سازي به صورت Offline
در حالت Online سيستم موجود تركيبي از GPSو SIM Card و سرويس SMS و يا سرويس GPRS و همچنين امواج راديويي مي‌باشد.
در صورت استفاده از سرويس SMS دستگاه بايستي با تنظيم كردن قادر به ارسال اطلاعات موقعيتي خود در فواصل زماني معين از طريق SMS باشد. كه اين زماني مي‌تواند ثانيه‌اي، دقيقه‌اي، ساعتي باشد.
در حالتي‌كه استفاده از سرويس GPRS مدنظر است مي‌توان موقعيت وسيله را از طريق دريافت اطلاعاتي كه وسيله نقليه به صورت متناوب در حال ارسال است مشخص كرد.
در اين حالت ارسال اطلاعات به صورت جرياني متناوب ((Streaming بوده و مي‌توان موقعيت هر وسيله را در هر لحظه پيدا كرد.
سيستم پيشنهادي شرکت انديشه نگار براي ارسال اطلاعات توسط سيستم GPRS از سيم کارت شرکت ايرانسل استفاده مي کند و به طور معمول MB20 در ماه براي رهگيري هر خودرو اطلاعات ارسال مي شود که مي توان با کاهش دقت اين حجم را تا حدود MB3 کاهش داد که با توجه به مقايسه ارزش و هزينه انتقال اطلاعات توصيه انديشه نگار استفاده از حد اکثر دقت با حجم ارسال اطلاعات MB 20 در ماه مي باشد.
تصور كنيد در يك لحظه شخص ناظر تمايل به ديدن موقعيت يك كاميون خاص داشته باشد و با كليك كردن Item مشخص كننده آن وسيله روي interface نرم افزار مورد استفاده، در همان لحظه موقعيت آن وسيله مشخص گردد. اما در حالت استفاده از سرويسSMS ، بايستي به آخرين گزارش رسيده از طريق سرويس SMS ( بسته به آنكه فواصل زماني آن به چه صورت تنظيم شده باشد ) بسنده كرد.
نكته ديگر در مورد سرويس SMS هزينه هر بار ارسال آن است كه بسته به نوع سرويس كه مي تواند با فواصل زماني ثانيه‌اي، دقيقه اي، ساعتي باشد متغير است .
در مورد سرويس GPRS با هزينه‌اي كه بابت شارژ ماهيانه خواهد شد قابليت استفاده در تمامي حالات وجود دارد. چرا كه با توجه به ماهيت سرويس GPRS در هر لحظه امكان رديابي وجود دارد و احتياج به ارسال پيام از سمت فرستنده در فواصل زماني نيست. ( Streaming Data )
قابليتي كه در سيستم Online موجود است و قابل توجه نيز مي باشد اين است كه امكان رديابي وسيله حمل و نقل چه از مركز كنترل سازمان و چه از هر نقطه‌اي كه امكان ارتباط و اتصال به اينترنت موجود باشد مهيا است.
هر دستگاه GPS داراي شماره شناسه منحصر به فردي است كه اپراتور با داشتن آن و همچنين رمز ورود جهت شناسايي كاربران مجاز ، قادر به ارتباط با آن و آگاهي از موقعيت در هر لحظه است.
امواج راديويي هم با وجود دشواري هاي خاصي که در اين مورد وجود دارد مي تواند مورد استفاده قرار گيرد از جمله دشواري ها مي توان به امکان تدالاخل و شنود و همچنين هزينه هاي پوشش راديويي اشاره کرد اطلاعات به صورت متناوب به مرکز مخابره شده و امکان رديابي در لحظه موجود است.

لازم به يادآوري نيست كه سيستم GPS يك سيستم جهاني بوده و در هر كجا و در هر لحظه امكان رديابي وسيله يا شخص حامل GPS موجود است.
اما در حالت Offline قضيه به صورت ذيل است.
در اين حالت سيستم GPS با ثبت موقعيت خود در فواصل زماني مشخص و تعداد دفعات مشخص ( كه توسط اپراتور مشخص مي‌شود) و ذخيره آن روي تراشه ذخيره‌سازي خود عمل خواهد كرد.
داده ذخيره شده روي تراشه در انتهاي كار ( در بازگشت به جايگاه ) با استفاده از رابط دستگاه كه مي تواند ارتباط از طريق امواج Bluetooth بوده و يا از طريق پورت USB كه به دستگاه متصل مي شود بازيابي شود.
با توجه به موارد فوق دو حالت Offline و Online را مي توان از لحاظ محاسن و معايب به صورت زير مقايسه كرد.

٭ محاسن سيستم Online :
• رديابي لحظه به لحظه وسيله حمل ونقل.
• اعلام دستوركار به راننده وسيله نقليه در هر لحظه با استفاده از سيستم رديابي و دانستن محل خودرو.

٭ معايب سيستم Online :
• هزينه خود دستگاه GPS.
• هزينه سيم كارت.
• هزينه سرويس SMS يا GPRS.
• هزينه Modem.
• وابسته بودن طرح به پوشش کامل سرويس مورد نظر ( GPRS يا SMS ) از سوي مخابرات .( نداشتن نقاط کور )همچنين پوشش راديويي.

٭ محاسن سيستم Offline:
• هزينه پايين تر device
• عدم نياز به deviceهاي جانبي ( نظير Modem ـ Sim Card )
• كوچك بودن اندازه device

٭ معايب سيستم Offline:
• عدم آگاهي از وضعيت وسيله حمل و نقل (تا هنگام رسيدن آن به مركز و برداشت اطلاعات ازChipset آن).
• ناتواني در اعلام لحظه‌اي دستور به وسيله نقليه مناسب از جهت موقعيت مكاني ، جهت انجام كار.

كه البته معايب فوق در مورد وسايلي كه آگاهي از موقعيت لحظه به لحظه آنها مهم و حياتي است ( نظير اتومبيل پليس، ماشين پول رسان ، ماشينهاي آتش نشاني ، آمبولانس ها ) نمود پيدا مي‌كند و در مورد وسايل حمل و نقلي كه كار روزمره و روتين انجام مي دهند و دانستن لحظه به لحظه موقعيت آنها اهميت حياتي نداشته و استفاده از اطلاعات مكاني آنها بيشتر جهت آمارگيري و تهيه گزارش براي بهره‌بري بيشتر و راندمان بالاتر مي‌باشد سيستم offline مناسب تر است.