आज शायद, कोई भी व्यक्ति ऐसा नहीं है जिसने GPS के बारे में नहीं सुना हो। हालांकि, हर किसी को इसकी पूरी समझ नहीं है कि यह क्या है। लेख में हम यह पता लगाने की कोशिश करेंगे कि ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम क्या है, इसमें क्या शामिल है और यह कैसे काम करता है।
इतिहास
जीपीएस नेविगेशन प्रणाली अमेरिकी रक्षा विभाग द्वारा विकसित और संचालित नवस्टार परिसर का हिस्सा है। परिसर की परियोजना 1973 में लागू की जाने लगी। और पहले से ही 1978 की शुरुआत में, सफल परीक्षण के बाद, उन्होंने इसे चालू कर दिया। 1993 तक, हमारे ग्रह की सतह को पूरी तरह से कवर करते हुए, 24 उपग्रहों को पृथ्वी के चारों ओर लॉन्च किया गया था। नवस्टार सैन्य नेटवर्क का नागरिक हिस्सा जीपीएस के रूप में जाना जाने लगा, जो ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम ("ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम") के लिए खड़ा है।
इसका आधार छह वृत्ताकार कक्षाओं में घूमने वाले उपग्रह हैं। वे केवल डेढ़ मीटर चौड़े हैं, और पाँच मीटर से थोड़े अधिक लंबे हैं। इस मामले में वजन लगभग आठ सौ चालीस किलोग्राम है। ये सभी हमारे ग्रह पर कहीं भी पूर्ण प्रदर्शन प्रदान करते हैं।
कोलोराडो राज्य में स्थित मुख्य नियंत्रण स्टेशन से ट्रैकिंग की जाती है। पचासवां अंतरिक्ष बल - श्राइवर एयर फ़ोर्स बेस है।
पृथ्वी पर दस से अधिक ट्रैकिंग स्टेशन हैं। वे असेंशन द्वीप, हवाई, क्वाजालीन, डिएगो गार्सिया, कोलोराडो स्प्रिंग्स, केप कैनावेरल और अन्य स्थानों पर पाए जाते हैं, जिनकी संख्या हर साल बढ़ रही है। उनसे प्राप्त सभी सूचनाओं को मुख्य स्टेशन पर संसाधित किया जाता है। अपडेट किया गया डेटा हर चौबीस घंटे में अपलोड किया जाता है।
यह वैश्विक स्थिति अमेरिकी रक्षा विभाग द्वारा संचालित एक उपग्रह प्रणाली है। यह किसी भी मौसम में काम करता है और लगातार सूचना प्रसारित करता है।
ऑपरेटिंग सिद्धांत
जीपीएस ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम निम्नलिखित घटकों के आधार पर काम करते हैं:
- उपग्रह त्रयीकरण;
- उपग्रह रेंज;
- सटीक समय संदर्भ;
- स्थान;
- सुधार।
आइए उन पर करीब से नज़र डालते हैं।
त्रिकरण तीन उपग्रहों के डेटा की दूरी की गणना है, जिसकी बदौलत एक निश्चित बिंदु के स्थान की गणना करना संभव है।
रेंजिंग का मतलब उपग्रहों से दूरी है, जिसकी गणना उस समय से की जाती है, जब रेडियो सिग्नल प्रकाश की गति को ध्यान में रखते हुए उनसे रिसीवर तक जाता है। समय निर्धारित करने के लिए, एक छद्म यादृच्छिक कोड उत्पन्न होता है, जिसकी बदौलत रिसीवर किसी भी समय देरी को ठीक करने में सक्षम होता है।
निम्न चित्र एक प्रत्यक्ष इंगित करता हैघड़ी की सटीकता के आधार पर। उपग्रहों में परमाणु घड़ियाँ होती हैं जो एक नैनोसेकंड के लिए सटीक होती हैं। हालांकि, उनकी उच्च लागत के कारण, उनका उपयोग हर जगह नहीं किया जाता है।
उपग्रह पृथ्वी से बीस हजार किलोमीटर से अधिक की ऊंचाई पर स्थित हैं, ठीक उतना ही जितना कक्षा में स्थिर गति और वायुमंडलीय प्रतिरोध को कम करने के लिए आवश्यक है।
दुनिया में ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम के संचालन के दौरान ऐसी गलतियां हो जाती हैं जिन्हें खत्म करना मुश्किल होता है। यह क्षोभमंडल और आयनमंडल के माध्यम से संकेत के पारित होने के कारण होता है, जहां गति कम हो जाती है, जिससे माप विफल हो जाता है।
मानचित्रण प्रणाली के घटक
कई ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम उत्पाद और जीआईएस मैपिंग एप्लिकेशन हैं। उनके लिए धन्यवाद, भौगोलिक डेटा जल्दी से बनता है और अद्यतन होता है। इन उत्पादों के घटक जीपीएस रिसीवर, सॉफ्टवेयर और डेटा स्टोरेज डिवाइस हैं।
रिसीवर एक सेकंड से भी कम की आवृत्ति और दस सेंटीमीटर से पांच मीटर की सटीकता के साथ गणना करने में सक्षम हैं, अंतर मोड में काम कर रहे हैं। वे आकार, स्मृति क्षमता और ट्रैकिंग चैनलों की संख्या में एक दूसरे से भिन्न होते हैं।
जब कोई व्यक्ति एक स्थान पर खड़ा होता है या चल रहा होता है, तो रिसीवर उपग्रहों से संकेत प्राप्त करता है और उसके स्थान के बारे में गणना करता है। निर्देशांक के रूप में परिणाम प्रदर्शन पर दिखाए जाते हैं।
नियंत्रक पोर्टेबल कंप्यूटर हैं जो डेटा एकत्र करने के लिए आवश्यक सॉफ़्टवेयर चलाते हैं। सॉफ्टवेयर रिसीवर सेटिंग्स को नियंत्रित करता है। ड्राइव हैविभिन्न आयाम और डेटा रिकॉर्डिंग के प्रकार।
हर सिस्टम सॉफ्टवेयर से लैस है। आपके द्वारा ड्राइव से अपने कंप्यूटर पर जानकारी अपलोड करने के बाद, प्रोग्राम "डिफरेंशियल करेक्शन" नामक एक विशेष प्रोसेसिंग विधि का उपयोग करके डेटा की सटीकता को बढ़ाता है। सॉफ्टवेयर डेटा की कल्पना करता है। उनमें से कुछ को मैन्युअल रूप से संपादित किया जा सकता है, अन्य को मुद्रित किया जा सकता है, और इसी तरह।
जीपीएस ग्लोबल पोजिशनिंग - सिस्टम जो डेटाबेस में प्रवेश के लिए जानकारी एकत्र करने में मदद करते हैं, और सॉफ्टवेयर उन्हें जीआईएस कार्यक्रमों में निर्यात करता है।
डिफरेंशियल करेक्शन
यह विधि एकत्रित डेटा की सटीकता में काफी सुधार करती है। इस मामले में, एक रिसीवर कुछ निर्देशांक के एक बिंदु पर स्थित होता है, और दूसरा जानकारी एकत्र करता है जहां वे अज्ञात हैं।
डिफरेंशियल करेक्शन दो तरह से लागू किया जाता है।
- पहला वास्तविक समय अंतर सुधार है, जहां प्रत्येक उपग्रह की त्रुटियों की गणना और मुख्य स्टेशन द्वारा रिपोर्ट की जाती है। अद्यतन डेटा रोवर द्वारा प्राप्त किया जाता है, जो सही डेटा प्रदर्शित करता है।
- दूसरा - पोस्ट-प्रोसेसिंग में अंतर सुधार - तब होता है जब मुख्य स्टेशन कंप्यूटर में किसी फ़ाइल में सीधे सुधार लिखता है। मूल फ़ाइल को अद्यतन फ़ाइल के साथ संसाधित किया जाता है, फिर एक भिन्न रूप से संशोधित फ़ाइल प्राप्त की जाती है।
ट्रिम्बल मैपिंग सिस्टम दोनों विधियों का उपयोग करने में सक्षम हैं। इस प्रकार, यदि रीयल-टाइम मोड बाधित होता है, तो इसे पोस्ट-प्रोसेसिंग में उपयोग करना संभव रहता है।
आवेदन
जीपीएसविभिन्न क्षेत्रों में लागू। उदाहरण के लिए, प्राकृतिक संसाधन उद्योग में ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जहां भूवैज्ञानिक, जीवविज्ञानी, वनवासी और भूगोलवेत्ता उनका उपयोग पदों और अतिरिक्त जानकारी को रिकॉर्ड करने के लिए करते हैं। यह बुनियादी ढांचे और शहरी विकास का भी एक क्षेत्र है जहां यातायात प्रवाह और उपयोगिता प्रणाली नियंत्रित होती है।
वैश्विक स्थिति के जीपीएस सिस्टम भी व्यापक रूप से कृषि में उपयोग किए जाते हैं, उदाहरण के लिए, खेतों की विशेषताओं का वर्णन करते हुए। सामाजिक विज्ञान में, इतिहासकार और पुरातत्वविद ऐतिहासिक स्थलों को नेविगेट करने और रिकॉर्ड करने के लिए उनका उपयोग करते हैं।
जीपीएस मैपिंग सिस्टम का दायरा यहीं तक सीमित नहीं है। उनका उपयोग किसी भी अन्य एप्लिकेशन में किया जा सकता है जहां सटीक निर्देशांक, समय और अन्य जानकारी की आवश्यकता होती है।
जीपीएस रिसीवर
यह एक रेडियो रिसीवर है जो नवस्टार उपग्रहों से रेडियो सिग्नल के समय की देरी के बारे में जानकारी के आधार पर एंटीना की स्थिति निर्धारित करता है।
माप तीन से पांच मीटर की सटीकता के साथ बनते हैं, और अगर ग्राउंड स्टेशन से कोई सिग्नल आता है - एक मिलीमीटर तक। पुराने नमूनों पर वाणिज्यिक-प्रकार के जीपीएस नेविगेटर की सटीकता एक सौ पचास मीटर और नए पर - तीन मीटर तक होती है।
रिसीवर के आधार पर जीपीएस लॉगर, जीपीएस ट्रैकर और जीपीएस नेविगेटर बनाए जाते हैं।
उपकरण कस्टम या पेशेवर हो सकते हैं। दूसरागुणवत्ता, ऑपरेटिंग मोड, आवृत्तियों, नेविगेशन सिस्टम और कीमत में भिन्न है।
कस्टम रिसीवर सटीक निर्देशांक, समय, ऊंचाई, उपयोगकर्ता द्वारा निर्दिष्ट शीर्षक, वर्तमान गति, सड़क की जानकारी की रिपोर्ट करने में सक्षम हैं। सूचना फोन या कंप्यूटर पर प्रदर्शित होती है जिससे डिवाइस जुड़ा हुआ है।
जीपीएस नेविगेटर: मानचित्र
नक्शे नेविगेटर की गुणवत्ता में सुधार करते हैं। वे सदिश और रेखापुंज प्रकार में आते हैं।
वेक्टर प्रकार वस्तुओं, निर्देशांक और अन्य सूचनाओं के बारे में डेटा संग्रहीत करते हैं। वे प्राकृतिक भूभाग और होटल, गैस स्टेशन, रेस्तरां आदि जैसी कई वस्तुओं को प्रदर्शित कर सकते हैं, क्योंकि उनमें चित्र नहीं होते हैं, वे कम जगह लेते हैं और तेजी से काम करते हैं।
रेखापुंज प्रकार सबसे सरल होते हैं। वे भौगोलिक निर्देशांक में क्षेत्र की एक छवि का प्रतिनिधित्व करते हैं। एक उपग्रह फोटो लिया जा सकता है या एक पेपर प्रकार का नक्शा - स्कैन किया जा सकता है।
वर्तमान में, नेविगेशन सिस्टम हैं जो उपयोगकर्ता अपनी वस्तुओं के साथ पूरक कर सकते हैं।
जीपीएस ट्रैकर्स
ऐसा रेडियो रिसीवर विभिन्न वस्तुओं की गतिविधियों को नियंत्रित करने और ट्रैक करने के लिए डेटा प्राप्त करता है और प्रसारित करता है जिससे यह जुड़ा हुआ है। इसमें एक रिसीवर शामिल होता है जो निर्देशांक निर्धारित करता है, और एक ट्रांसमीटर जो उन्हें दूर स्थित उपयोगकर्ता को भेजता है।
जीपीएस ट्रैकर आते हैं:
- व्यक्तिगत, व्यक्तिगत रूप से उपयोग किया जाता है;
- ऑटोमोबाइल, ऑनबोर्ड से जुड़ाऑटो नेटवर्क।
उनका उपयोग विभिन्न वस्तुओं (लोगों, वाहनों, जानवरों, वस्तुओं, आदि) के स्थान को निर्धारित करने के लिए किया जाता है।
इन उपकरणों का उपयोग उन संकेतों को दबाने के लिए किया जा सकता है जो उन आवृत्तियों पर हस्तक्षेप करते हैं जहां ट्रैकर संचालित होता है।
जीपीएस-लॉगर
ये रेडियो दो मोड में काम करने में सक्षम हैं:
- नियमित जीपीएस रिसीवर;
- लॉगर, यात्रा किए गए पथ के बारे में जानकारी रिकॉर्ड करना।
वे हो सकते हैं:
- पोर्टेबल, छोटे आकार की रिचार्जेबल बैटरी से लैस;
- ऑटोमोबाइल, ऑन-बोर्ड नेटवर्क द्वारा संचालित।
लकड़हारे के आधुनिक मॉडल में दो लाख अंक तक रिकॉर्ड करना संभव है। अपने रास्ते में किसी भी बिंदु को चिह्नित करने का भी सुझाव दिया गया है।
उपकरणों का पर्यटन, खेल, ट्रैकिंग, कार्टोग्राफी, भूगणित आदि में सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है।
आज वैश्विक स्थिति
प्रदान की गई जानकारी के आधार पर, यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि इस तरह के सिस्टम पहले से ही हर जगह उपयोग किए जाते हैं, और दायरा और भी व्यापक हो जाता है।
वैश्विक स्थिति उपभोक्ता क्षेत्र को कवर करती है। नवीनतम तकनीकी नवाचारों का उपयोग प्रणाली को इस बाजार खंड में सबसे अधिक मांग वाले में से एक बनाता है।
जीपीएस के साथ, रूस में ग्लोनास और यूरोप में गैलीलियो विकसित किया जा रहा है।
साथ ही, वैश्विक स्थिति अपनी कमियों के बिना नहीं है। उदाहरण के लिए, एक प्रबलित कंक्रीट भवन के एक अपार्टमेंट में, एक सुरंग या तहखाने में, सटीक स्थान निर्धारित करेंअसंभव। जमीन पर चुंबकीय तूफान और रेडियो स्रोत सामान्य स्वागत में बाधा डाल सकते हैं। नेविगेशन मानचित्र जल्दी पुराने हो जाते हैं।
सबसे बड़ी कमी यह है कि यह प्रणाली पूरी तरह से अमेरिकी रक्षा विभाग पर निर्भर है, जो किसी भी समय, उदाहरण के लिए, हस्तक्षेप को चालू कर सकता है या नागरिक भाग को पूरी तरह से बंद कर सकता है। इसलिए, यह इतना महत्वपूर्ण है कि ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम के अलावा जीपीएस और ग्लोनास और गैलीलियो भी विकसित हो रहे हैं।
