معلومات شامله عن نظام تحديد المواقع العالمى

**eslam mamdouh** · 07-13-2009, 08:59 PM

بسم الله الرحمن الرحيم

زملائى الافاضل اقدم لحضراتكم موضوع عن الاسس النظريه والمبادئ الاساسيه فى نظام تحديد المواقع العالمى GPS اتمنى من الله ان يكون الموضوع سهل وبسيط وعلى قدر كبير من الافاده

يتكون الموضوع من عده فصول وعناصر اساسيه :

1

-الفكره العامه لنظام تحديد المواقع العالمى والاسس النظريه له .

2- الرصد التفاضلى باستخدام نظام تحديد المواقع العالمى.

3- طرق رصد النقاط وتحديد احداثياتها فى نظام تحديد المواقع العالمى.

4- الملاحه الجويه وتحديد المواقع

5- الاخطاء الخاصه بنظام تحديد المواقع العالمى

6- مميزات وعيوب النظام .

والان نستعرض الموضوع واتمنى من الله ان يكون على القدر المناسب من الافاده

بسم الله نبدأ

[B]الفكره العامه لنظام تحديد المواقع العالمى والاسس النظريه له
[/B

]
يفضل استخدام تعبير نظام تحديد المواقع العالمى عن نظام تحديد المواقع الكونى ...وهو فى كل الاحوال موضوع حديث ومازالت تضاف اليه اضافات واراء وزياده فى دقه النظام للحصول على نتائج اكثر دقه فى القياس وتحديد المواقع .
يعتمد النظام على الفضاء المحيط بالارض والذى تشغله العديد من الاقمار الصناعيه التى تختلف فى وظائفها وفيما تحققه فمنها اقمار البث التليفزيونى والبث الرديوى , وكان الفضاء معلوم الاستفاده منه منذ الحرب العالميه الثانيه , وكتطبيق لنتائج الحرب العالميه الثانيه تم انشاء نظام لتحديد المواقع على سطح الارض باستخدام تقنيه الاقمار الصناعيه وخاصه فى نظم الملاحه البحريه والمناطق التى لا يمكن فيها الاعتماد على المساحه التقليديه والمناطق التى لا يوجد بها معالم ارضيه ثابته م الممكن منها تحديد المواقع مثل المناطق الحصراويه ومناطق الغابات الكثيفه ...... وكذلك فى الملاحه الجويه عند الارتفاع عن سطح الارض بارتفاعات ضخمه .Transit

نظام ترانزيت لتحديد المواقع:

فى بدايه انشاء النظام كان يسمى باسم نظام ترانزيت والذى كان يتكون من 6 اقمار صناعيه تحلق على ارتفاع 1100 كم وكانت تلك الاقمار تستخدم فى تحديد المواقع والملاحه البحريه والجويه وتغطيه المناطق الت يعصب فيها العمل المساحى التقليدى , ولكن ذلك النظام لم يكن دقيق واكتشفت عدم دقته عندم مقارنه الاحداثيات التى حددت من قبل النظام مع الاحداثيات التى تم تحديدها بطرق المساحه التقليديه . كما كان النظام ياخذ وقت طويل فى تحديد احداثيات المكان , فقد يحتاج الراصد الى ساعات لتحديد موقعه فى انتظار شروق احد الاقمار الصناعيه ال6 فى الافق ومنها يتمكن من تحديد مكانه ...وكلذلك فان حركه الاقمار الصناعيه فى هذا النظام بطيئه فيستغرق القمر الصناعى 107 ساعه لكى يتم دوره كامله حول الارض (4.5 يوم ) وذلك لان ارتفاع القمر عن سطح الارض قليل نسبيا وبذلك فان تاثير الجاذبيه الارضيه يؤثر على حركه وسرعه القمر الصناعى . اضافه الى ان تردد الموجات الكهرومغناطيسيه لتلك الاقمار منخفضه 400 ميجا هرتز / ثانيه مما يؤدى الى انكسار الموجه عند عبورها نطاق الايونوسفير الذى تحدث به عمليه تاين الايونات مما يؤدى الى عدم تحديد المواقع بدقه يصل الخطا الى بضعه مئات من الامتار .

: GPS نظام تحديد المواقع العالمى

ظهر النظام على يد الولايات المتحده الامريكيه وعلى نفقتها الكامله لتفادى الاخطاء الخاصه بنظام ترانزيت فتم زياده عدد الاقمار الصناعيه الى 24 قمر تسير فى 6 مدارات وكل مدار يحتوى على 4 اقمار وتم زياده ارتفاع الاقمار الصناعيه الى 20200 كم لتفادى تاثير الجاذبيه الارضيه , بالاضافه الى زياده سرعه ذبذبات الموجه حتى لا تتاثر بالمجال الكهربى لطبقه الايونوسفير الا بشكل ضئيل جدا . واصبح القمر الصناعى يتم دوره كامله حول الارض مره كل 12 ساعه .
ويلاحظ انه بذلك وللتوزيع الهندسى للاقمار الصناعيه فانه فى كل لحظه من لحظات اليوم الواحد فى اى مكان سطح الارض يتم تغطيته من خلال 4 اقمار على الاقل فى اى لحظه من لحظات اليوم .... وكانت تكلفه انشاء النظام 12 مليار دولار.

استخدمت الولايات المتحده فى هذا النظام نوعيين من الموجات الكهرومغناطيسيه ( موجات دقيقه واخرى خشنه ) واتاحت استخدام الموجه الخشنه للاستخدامات المدنيه ذات خطا فى القياس يقارب المتر , واما الموجه الدقيقه فهى خاصه للاستخدام العسكرى للولايات المتحده وحلفاءها , ولكن بعد فتره من الزمن استطاع المبرمجون الشباب فك شفره الموجه الدقيقه فاصبح ليس هناك داعى لوجودها بعد عام 2000 م واصبحت متاحه لكل دول العالم واصبح النظام متاح لكل جهات العامل للاتسخدام المدنى او الاستخدام العسكرى , ولكن احتفظت الولايات المتحده بقدرتها على التشويش عى ارسال موجات النظام عند الحاجه الى ذلك .

تقوم فكره تحديد المواقع باستخدام نظام تحديد المواقع العالمى على فكره بسيطه مثل فكره تحديد الاحداثيات سواء الاحداثيات الكارتيزيه المستويه او الاحداثيات الجغرافيه او الاحداثيات الفراغيه التىتعتمد على الشكل الحقيقى للارض .

الشكل الحقيقى للارض :

شكل الارض الحقيقى هو شكل الجيوديسى الذى يصعب تحديد خواص هندسيه له ومنه يصعب تحديد مركز الارض .
لو افترضنا وضع حهاز مساحى على سطح الارض وقمنا بضبط الافقيه والتسامت لهذا الجهاز , فان خيط الشاغول يشير الى مركز الارض وعلى امتداده نحو المركز يشير الى نقطه النظير او الندير وامتداده نحو افق الراصد فانه يشير الى سمت الراصد. فاذا وضعنا اكثر من جهاز مساحى على مناطق مختلفه من سطح الارض فمن المفترض ان يكون خيط شاغول المستخدم فى ضبط التسامت لتلك الاجهزه تتلاقى جميعها فى نقطه واحده وتمثل تلك النقطه مركز الارض . ولكن هذا لا يحدث فى الواقع فتلك النقط لا تتلاقى مع بعضها عند ومركز الارض وذلك يرجع الى السطح الجيوديسى للارض واختلاف قوه الجاذبيه على سطح الارض لاختلاف تضاريس سطح الارض ونوع الماده الصخريه المكونه للسطح فى كل منطقه .
ولذلك فان التعامل مع السطح الجيوديسى للارض امر بالغ الصعوبه , ولذلك فتم التعامل مع سطح اخر قريب من السطح الجيوديسى فى تساوى منسوب سطح البحر , ولكن وجد ان ارتفاع سطح البحر ايضا يختلف فهو يزداد عند القارات لان القارات تتكون من ماده قليله الكثافه وهى السيليكا , بينما يقل ارتفاع المنسوب عند المسطحات المائيه التى تتميز ماده قيعانها بانها ماده مافيه ثقيله تتكون من الحديد والماغنسيوم , وذلك ادى بدوره الى تكون سطح اخر يعتبر مموج بفرق ارتفاعات تتراوح ما بين ( 20 – 30 ) متر
فتم التعامل مع سطح اخر بدون النظر الى هذا الفرق فى الارتفاع واعتبار سطح البحر سطح متصل تماما , فتم التعامل مع سطح (لقطع الناقص الدورانى )المعروف باسم الالبسويد . والتى يكون له خواص هندسيه يمكن التعامل معها , يتميز الشكل بان له قطريين ( الاقطر الاكبر هو القطر الاستوائى والقطر الاصغر وهو القطر القطبى وهو محور دوران الارض , ولكن يلاحظ ان شكل القطع الناقص الدورانى له مركزيين يمثلا دائرتيين مختلفتين .

يعبر عن العلاقه بين القطبر الاكبر الاستوائى والقطر الاصغر القطبى بما يعرف باسم نسبه التفلطح

يدور القطع الناقص الدورانى حول محوره الاصغر ليعطى مجسم معين له ابعاد وخواص هندسيه يمكن التعامل معه , ويلاحظ ان النقطه التى تعتبر مركز الطقع الناقص الدورانى غير ثابته ومتحركه تتعامل معها الاقمار الصناعيه , ولانها متغييره فتتغير معها قوه الجذب للاقمار الصناعيه وذلك يؤدى الى اختلاف سرعه دوران الاقمار الصناعيه من منطقه الى اخرى , ولتفادى تلك المشكله كان لابد من وجود محطات ارضيه لمراقبه حركه الاقمار الصناعيه ةالحفاظ على مسارتها الثابته واتجاهاتها.

الفكره المساحيه لتحديد المواقع من خلال الاقمار الصناعيه هى نفس فكره التقاطع العكسى البسيطه التى تستخدم فى جهاز اللوحه المستويه لتحديد المواقع من خلال تلاقى 3 نقط وتكون مثلت الخطأ والاعتماد على نقطه رابعه فى تحديد الموقع بدقه بالاعتماد على اسسا الاحداثيات الفراغيه ... ويلاحظ انه لا يمكن ان تتلقى 3 نقط فى نقطه واحده من الامقار الصناعيه وذلك بسبب ان ارتفاع القمر لحظه الرصد يكون مختلف وكذلك مكانه فى مستوى افق الراصد وتاثر كل قمر من تلك الاقمار بعوامل جويه مختلفه من اهمها وجود بخار الماء بالاضافه الى العوامل الارضيه المختلفه ولذلك فقد كان حتميا وجود قمر رابعه لتحديد موقع الراصد بدقه ......وبذلك فان قواعد نظم تحديد المواقع العالميه هى نفس قواعد الجغرافيه العمليه والمساحه المستويه .
Gpsكيفيه تحديد المواقع فى نظام تحديد المواقع العالمى
يتم تحديد المواقع من خلال حساب المسافه التى تستغرقها الموجات المرسله من الاقمار الصناعيه الى اجهزه الاستقبال من خلال قانون نيوتن الاول

المسافه = السرعه × الزمن

فاذا كانت سرعه الموجات الكهرومغناطيسيه معلومه وهى تساوى سرعه الضوء 300 الف كيلو متر فى الثانيه , ويكون الزمن هو الفتره التى تستغرقها الموجه فى الوصول لاجهزه الاستقبال عند اطلاقها من قمار الصناعيه , فتكون المشكله فى تحديد الوقت بدقه الذى قام القمر الصناعى فيه بارسال الموجه الى جهاز الاستقبال والوقت الذى استقبل فيه الجهاز تلك الموجه وخاصه ان سرعه الموجه عاليه جدا تقدر باجزاء دقيقه من الثانيه .
ولذلك فلمعرفه الزمن بدقه تم الاعتماد على فكره بسيطه وهى تتضح اذا فكرنا فى وجود ملعب متسع المساحه ووجود شخصيين عند طرفى الملعب, فقام كل منهما بالعد فى وقت واحد اثناء حركه كل منهما فى اتجاه الاخر , فعند وصول الشخص الاول للعد عند رقم 7 مثلا فهو يسمع رقم 1 التى قالها الشخص الاخر عند الجانب الاخر من الملعب فتكون المسافه بينهما هى الفرق بين نطق الشخص الاول لرقم واحد وسماعه لها من الشخص الثانى .
بمعنى ان القمر الصناعى يرسل اشاره موجيه خاصه الى جهاز الاستقبال فى نفس اللحظه التى يرسل فيها جهاز الاستقبال نفس الرساله المشفره الى القمر الصناعى وبذلك يمكن تحديد المسافه بين القمر الصناعى وجهاز الاستقبال من خلال ارسال واستقبال اكثر من موجه تردد بين القمر الصناعى وجهاز الاستقبال

ويتم الاعتماد على الاحداثيات الفراغيه فى تحديد المواقع بالاعتماد على الاقمار الصناعيه التى ترسل وتستقبل الترددات المتتاليه من جهاز الاستقبال ومنها يتم تحديد الموقع الدقيق لجهاز الاستقبال .

ولكن ما يحدث ان الاقمار الصناعيه تحتوى على ساعات فى غايه الدقه وهى الساعات الذريه التى تبلغ نسبه الخطا بها جزء واحد من مليون جزء فى الثانيه وهى ساعات غاليه الثمن بينما اجهزه الاستقبال تحتوى على ساعات دقيقه ولكنها ليست بنفس دقه الساعات الذريه وينتج عن ذلك ما يعرف باسم خطا التزامن.

بعض الاخطاء الخاصه بنظام تحديد المواقع العالمى :

1- الخطا الناتج عن عبور الموجات طبقه الايونوسفير مما يؤدى الى انكسار الموجه السابق ذكرها .
2- الخطا الناتج عن وصول الموجات لسطح الارض وتاثرها ببخار الماء ومجميع ظواهر سطح الارض .
3- الخطا الناتج عن وجود المرتفعات مما يؤدى الى انكسار الموجات قبل وصولها الى سطح الارض .
4- عدم كون التوزيع الهندسى للاقمار الصناعيه مناسب لعمليه الرصد , فاذا كانت الاقمار الصناعيه التى حددت الموقع فى ذلك الوقت قريبه من بعضها فان ذلك ينتج عنه خطا مثل عدم متانه المثلث وبالتالى لا يمكن تحديد الموقع بدقه ووجود خطا فى تحديد الموقع .
5- مصادر الاخطاء البشريه المتعلقه بعمليه الرصد .
6-اخطاء خاصه بطبيعه عمليه الرصد .

ويلاحظ ان نظام تحديد المواقع العالمى يحدد الاحداثيات الجغرافيه للموقع , وليست كل الدول تتعامل بذلك النظام لان بعض الدول تعتمد على نظام احداثى محلى لتحديد المواقع ولذلك فيجب امداد اجهزه تحديد المواقع ببيانات الاحداثى المحلى حتى يقوم الجهاز بحساب الاحداثيات المحليه بشكل مباشر وسريع .فمثلا النظام الاحداثى المصرى المحلى يبدا من نقطه الزهره عند الهرم الاكبر ومنا يبدا الاحداثى المحلى المصرى .

بالاضافه الى وجود نظام احداثى عالمى تم رسم به مجموعه من الخرائط فى مصر عام 1992 م وهو نظام مركيتور المستعرض .UTM
فتم رسم به مجموعه من الخرائط الطبوغرافيه فى مصر مقياس 1 : 50000
يعتمد نظام مركيتور المستعرض على تقسيم الارض الى 60 نطاق طولى 30 شرقا , و30 غربا وكل نطاق يغطى 6 درجات طوليه , كما قسم الى عده نطاقات عرضيه مقسمه بدايه من الاستواء حتى 80 درجه شمالا , ومن الاستواء حتى 60 درجه جنوبا .[/QUOTE]

الرصد التفاضلى باستخدام نظام تحديد المواقع العالمى

ان تقنيه العمل من خلال اجهزه تحديد المواقع العالمى فتحت الافق الواسعه وهى ناتجه عن الثوره العلميه وغزو الفضاء والاستخدام الواسع للاقمار الصناعيه ,ولكن اجهزه تحديد المواقع الكونيه لا يمكن ان تصل الى دقه متناهيه لوجود عده عواقب تمنع الوصول الى الدقه المتناهيه ولكى يتم التغلب على بعض تلك العقبات التى تقلل من عمليه الدقه ,فيمكن استخدام النظام التفاضلى لاجهزه تحديد المواقع العالميه. وفى السطور الاتيه نتعرف معا على الرصد التفاضلى من خلال اجهزه GPS التى يجب على من تخرج من شعبه الخرائط والمساحه معرفتها معرفه جيده

فكره الرصد التفاضلى هو الاعتماد على جهاز ارضى ليكون بمثابه المستقبل الاساسى ويوضع على نقطه معلومه الاحداثيات من شبكه المثلثات الجيوديسيه (يفضل ان تكون من درجات شبكات المثلثات عاليه الدقه) وتكون النقطه الجيوديسيه معلومه الاحداثيات الفراغيه ,ويتم استخدام اجهزه ارضيه اخرى وتوضع على نقط غير معلومه الاحداثيات .

واذا نظرنا للفكره النظريه للرصد التفاضلى ا فانها قائمه على زياده دقه قياس زمان ذهاب واياب اشاره الاقمار الصناعيه من القمر الى المستقبل ,ولان الاقمار المستخدمه موضوعه على مسافات كبيره جدا من نقط الرصد وتتعرض موجاته المرسله للتشتت نتيجه مرورها بالغلاف الجوى . فلو كان هناك نقطتان على سطح الارض تفصل بينهما مسافه محدود وعلى كلا النقطتين يوجد جهاز استقبال فان اى اخطاء تتعرض لها الموجات المتجهه للجهاز الاول سوف تتعرض لها الموجات المتجهه للجهاز الاخر ومن ذلك يمكن تحديد مقدار الاثر والفقدان فى اشاره استقبال الاقمار الصناعيه ومن ذلك يمكن عمل التصحيحات الزمنيه لعمليه الرصد فيتم العمل على باقى النقط الاخرى المجهوله الاحداثيات والمنسوب على اساس هذا الفرق فى معامل التصحيح .

طرق رصد النقاط وتحديد احداثياتها فى نظام تحديد المواقع العالمى

بدايه فان جهاز GPS من افضل الاجهزه فى تحديد الاحداثيات على سطح الارض وكلما كانت دقه الجهاز اعلى فى الارصاد كانت نتائجه مطمئنه بشكل اكثر ,وهناك طريقتيين اساييتين لتحديد المواقع من خلال GPS هما
1- الرصد الثابت
2- الرصد المتحرك

اولا الرصد الثابت باستخدام جهاز GPS:
ينقسم الى قسميين اساسيين وهما:

الرصد الثابت التقليدى:
تحتاج هذه الطريقه الى وجود جهازيين استقبال نقوم بوضع احدهما على نقطه معلومه الاحداثيات مسبقا بينما توضع الاخرى على النقطه المراد معرفه احداثياتها ولا تقل بها مده الرصد عن ساعه ولكنها من الممكن ان تزيد تبعا لعده عوامل:
- التوزيع الهيكلى للقمار الصناعيه اثناء عمليه الرصد
- طول المسافه بين جهازى الاستقبال
- الظروف الجويه المحيطه بعمليه الرصد
وتعتبر تلك الطريقه من ادق الطرق ولذلك فهى فى الغالب لا تستخدم الا فى الاعمال التى تحتاج الى دقه عاليه وخاصه فى المساحه الجيوديسيه واعمال شبكات المثلثات ومثل قياس خطوط قواعد شبكات المثلثات التى لا يقل طولها عن 20 كم ,كما انها كثيره الاستخدام فى مراقبه عمليات التحول فى القشره الارضيه.

الرصد الثابت السريع:
وفيها يستخدم انواع المستقبلات اقل دقه ذات تردد ثنائى حيث يتم تثبيت جهاز الاستقبال الاول على نقطه معلومه الاحداثيات ,وجهاز الاستقبال الاخر على النقطه المطلوب معرفه احداثياتها (ذات الاحداثيات المجهوله),وتكون فتره احتلال النقطه قصيره جدا لاتزيد عن 10 دقائق وستخدم تلك الطريقه عندما تكون المسافه لا تزيد عن 15كم حيث تصل دقتها الى 10 مليمتر تقريبا وتستخدم تلك الطريقه فى رصد المضلعات متسعه الامتداد ,وتحديد نقط الربط الارضى فى المساحه التصويريه.

[IMG]http://standeyo.com/NEWS/08_Earth_Changes/08_Earth_Changes_pics/090503.Reno.EQ.GPS.jpg[/IMG

ثانيا الرصد المتحرك من خلال جهاز GPS:

ينقسم الرصد المتحرك الى 3 اقسام:

الرصد المتحرك من خلال التوقف والذهاب:

يستخدم ذلك النمط عند تعدد النقط المطلوب نعرفه احداثياتها ,حيث يتم تثبيت جهاز الاستقبال عند النقطه معلومه الاحداثيات ويثبت جهاز استقبال اخر عند النقطه المجهوله ,يتم احتلال النقطه قرابه 10 دقائق ثم يتم نقل المستقبل الى النقطه الجديده ( لا ينقطع الاتصال بين اجهزه الاستقبال عند النقل ولا فى كافه مراحل الرصد) وهكذا طوال مده الرصد ,وتستخدم تلك الطريقه فى الطرق والمساحه التفصيليه.
الرصد المتحرك التقليدى: وهو مشابه للرصد المتحرك من خلال الذهاب والتوقف ولكن يتم الرصد بشكل آلى على فترات زمنيه ثابته يقوم الراصد بتحديدها ,ومن اهم شروط ذلك النمط من الرصد عدم انقطاع الاتصال بين كافه الاجهزه طوال مده الرصد ,ويستخدم ذلك النوع من الرصد بشكل خاص فى اعمال المساحه البحريه.

الرصد المتحرك المتأنى: يستلزم فى ذلك النمط من الرصد التوقف على المحطه لفتره 10 دقائق قبل الشروع فى عمليه الرصد وذلك بهدف ضمان صحه الاشارات المرسله بين النظام الثابت والنظام المتحرك,ولتجنب مشكله التشويش فى الاشاره ,ويعتبر هذا النظام من ادق الانظمه ولكن تكمن المشكله فى العقبات الامنيه لاستخدام موجات الراديو فى البلد التى يتم بها العمل .(وخاصه فى مصر طبعا).

الملاحه الجويه ونظام تحديد المواقع :

هناك عده مزيا فى الانظمه الجديده لتحديد المواقع , لا تتحقق تلك المزايا من خلال الانظمه المنفرده ولكن من خلال التكامل بين الانظمه وانظمه الاتصالات المختلفه :

1- تحديد ارتفاع الطائرات بدقه وبصوره مستمره .
2- نقل البيانات الملاحيه الخاصه بالطائرات اليا الى ابراج المراقبه .
3- اتاحه الاتصال المباشر بين وحدات المراقبه .
4- تحديد المسافات السليمه الفاصله بين الطائرات مما ادى الى امكانيه استيعاب قدر اكبر من حركه الطيران .
5- تحديد افضل مسار للطائرات مما يؤدى الى سهوله الوصول وتقليل التكلفه الاقتصاديه .
6- اتاحه الاتصال المباشر بين الطائرات والمراكز لسهوله عمليه التنسيق ومتابعه حركتها .
7- تاحه المعلومات الجويه للطيار والملاحه الجويه مما يمكن من تفادى الاخطار الطبيعيه المتعلقه بالملاحه الحويه .
8- المساعده فى عمليات الهبوط الالى مما يؤدى الى تفادى الاجواء الصعبه .
9- اتاحه الاتصال ما بين ركاب الطائره والارض .

الاخطاء الخاصه بنظام تحديد المواقع

اولا مصادر الاخطاء المتعلقه بالاقمار الصناعيه :

يمكن تقسيم مصادر الاخطاء فى نظام تحديد المواقع العالمى الى 3 مصادر:
o اخطاء خاصه بالقمر الصناعى
o اخطاء خاصه بالاشاره
o اخطاء خاصه بجهاز الاستقبال.

اولا الاخطاء الخاصه بالقمر الصناعى
وهى تحتوى على عده عناصر من الخطأ

1- خطا حيود موضع القمر عن مساره

ينتج ذلك الخطا نتيجه حيود القمر عن مساره الذى تم وضعه فيه عند خروجه من الارض ,وتكون نسبه الحيود ناتجه عن تاثير قوه الجاذبيه الكونيه المختلفه وخاصه القوى الكونيه القريبه مثل الارض القمر التابه لها ,ويتم تحديد مقدار الحيود فى المسار من خلال نقط ارضيه مرجعيه وظيفتهل مراقبه حركه القمر وفى حاله الكشف عن اى حلل تقوم بارسال رساله مشفره للقمر للعوده الى موضعه الاصلى وترسل رساله الى المحطات الارضيه لتخبيرهم عن الموضع السابق للقمر الصناعى ونتائج الخطا فى نسبه الحيود

2- خطا الانتقاء:
ويطلق عليه كذلك الخطا المتعمد او الخطا الامنى حيث تعمدت وزاره الدفاع الامريكيه منشأ ومطور النظام وضع خطا فى التوقيت (خطا تزامن مفتعل )بهدف عدم الوصول الى الدقه المتناهيه فى تحديد الاحداثيات بهدف عدم استغلال اى قوى لذلك النظام سوى الولايات المتحده بشكل عسكرى ,ولذلك فان الاجهزه الاعتياديه تتراوح بها دقه تحديد المواقه ما بين (8 الى 4) امتار ,واما الاجهزه العسكريه التى تستخدمها الولايات المتحده فانها مزوده بقطع معدنيه خاصه تؤدى الى الغاء هذا التاثير على الشفرات .

3- الخطا الخاص بالرساله الملاحيه:
وهى الرساله التى ترسلها الاقمار الصناعيه الى الاجهزه الارضيه الخاصه بالاستقبال ,وهى تستخدم فى تحديد المواقع ,وهى تتضمن معلومات عن موقع القمر الصناعى ومداره واحداثياته الفراغيع الافتراضيه والكود الخاص بالقمر الصناعى المشفر ,ولذلك فان اى خطأ فى هذه الرساله تؤدى الى خطا فى تحديد الموقع بدقه ,ولذلك فنا محطات المتابعه الارضيه تهتم بمتابعه وتصحيح هذا الخطا وارسال المعلومات بدقه الى القمر الصناعى.

4- الخطا المتعلق بالساعه الزمنيه:

يستخدم القمر الصنعاى ساعه ذريه من الروبيديوم اوالسيزيوم لجساب الزمن بدقه متناهيه ومن خلاله يمكن تحديد المسافات والاتجاهات للاهداف على سطح الارض ,ولكن مع مرور الوقت قد تكتسب الساعه الذريه مقدار قوه تفاعليه مع الاجرام السماويه تؤدى الى الاخطاء فى الساعه الذريه ,ويتم التحكم فى تصحيح خطأ الساعه الذريه من خلال اجهزه محطات التحكم الارضى التى تقوم بارسال قيمه تصحيح الخطا بشكل مشفر الى القمر الصناعى ومن خلالها يتم تصحيح ذلك الخطا

5- خطأ توزيع الاقمار الصناعيه:

وهو من اهم العوامل المؤثره فى دقه الرصد وفى تحديد احداثيات النقط , حيث يراعى عند توزيع الاقمار الصناعيه ان تتوزع توزيع هندسى معيين يضمن صحه الرصد والتغطيه للمواقع على سطح الارض .
ويجب عند استخدام اجهزه الاستقبال الانتظار عند تجميع المعلومتا من الاقمار الصناعيه للتاكد من توزيعها الهندسى قبل القيام بعمليه الرصد .

ومن ذلك يمكن القول بان توزيع الاقمار الصناعيه الهندسى اثناء الرصد يؤثر على دقه القياسات وتحديد المسافات يسبب خطا يتراوح ما يسن 15 الى 60 متر , وما اذا كان التوزيع الهندسى بشكل صحيح فان هذا يؤدى الى تقيل معدلات الاخطاء بشكل يقل عن 5 امتار.

ثانيا الاخطاء المتلقه بالاشاره

تتمثل الاخطاء المتعلقه بالاشاره فى عده نواحى

1- الاخطاء الناجمه عن طبقات الغلاق الجوى
وهى اخطاء خاصه اثناء عمليه الانتشار فى طبقتى الايونوسفير والتربوسفير.

اولا اثر طبقه الايونوسفير

تعرفنا الى تلك الطبقه اثناء دراستنا فى القرقه الثانيه ان تلك الطبقه هى التى يحدث بها عمليه تاين الايونات الى ايونات موجبه واخرى سالبه ,وينتج عن عمليه تاين الايونات اشعه بنفسجيه واخرى سينيه والتى بدورها تؤدى الى موجات تؤثر على سرعه انتشار الموجات الكهرومغناطيسيه , ويؤثر على الاشاره المرسله كذلك ان طبيعه تلك الطبقه غير ثابته مما يؤدى الى عدم ثبات موجاتها المغناطيسيه التى تؤثر تاثير سلبى على عمليه انتشار الموجات فى تلك الطبقه,ولذلك فهندما تمر الموجات داخل تلك الطبقه فانها تاخد مسار منحنى بعيدا عن مسارها الاصلى مما يؤدى الى مشكلات ضعف الاشاره , ويمكن التغلب على تلك المشكله من خلال لاعتماد على مستقبلات ثنائيه التردد ليتم حدف الخطا الناتج.

ثانيا اثر طبقه التربوسفير
كما نعلم فهى الطبقه السفلى من طبقات الغلاف الجوى والاقرب لسطح الارض فى ارتفاع لا يزيد عن 13كم ,وواثر هذه الطبقه هو التقليل من سرعه الموجات عن الزمن الاصلى المتوقع لاستقبال الاشاره من القمر الى جهاز الاستقبال , ويتم التقليل بسبب المواد العالقه الموجوده فى تلط الطبقه مثل الغبار وبخار الماء الاتربه العالقه ,ولذلك يمكن التخلص من هذا الاثر من خلال معرفه مقدار الشوائب الموجوده فى الطبقه لحظه ارسال الاشاره ومن خلال معلوميه مقدار الشوائب يتم حساب ما يعرف باسم معامل تاخير زمن التردد ويتم تصحيحه.

2- خطا تعدد المسارات:

وهو ثانى الاخطاء من اخطاء الاشاره المرسله من القمر للمستقبل ,وهو عباره عن وصول اكثر من اشاره متفرقه فى وقت واحد ناتجه عن الانعكاسات المختلفه الحادثه للاشاره اثناء مرورها على اسطح مختلفه مثل الشوارع والمجارى المائيه والمبانى الشاهقه وتؤثر كل تلك العوامل فى قوه الاشاره المرسله وانعكاسها وتفرقها ,وقد تؤدى تلك العوائق الى فقدان الاتصال مع القمر الصناعى ,وللحد من ذلك الخطأ يجب اتباع الاتى:
 [SIZE="4"] تحسين نوعيه المستقبل واستخدام دوائر عاليه الدقه.
 استخدام انواع معدله من اجهزه الاستقبال تقوم بكشف وازاله الموجات المنعكسه

فى حاله وود خطأ تعدد المسارات والمراد تحديد نتبع الاتى:

 مراقبه الرسائل الاتيه من القمر للمستقبل
 يتم تحديد تردد الموجه الاصليه وكسر الموجات الاخرى المنعكسه عنها
 يتم تحيد مقدار خطا قفزه القياس من جهاز الاستقبال Cycle slips

وهناك عده اعتبارات عامه عند الرصد باجهزه GPS:
 الاختيار الجيد لموضوع حهاز الاستقبال والبعد بقدر الامكان عن اماكن اسطح الانعكاس
 استخدام نوعيات جيده من هوائيات الاستقبال تتمكن من التغلب على مشكله تعدد المسارات
 استخدام مواد خاصه تحجب الاشارات المنعكسه يتم وضعها الى جانب اجهزه الاستقبال.

مميزات وعيوب نظام GPS فى تحديد احداثيات النقط:

اولا المميزات:1-

1- التقليل من التدخل البشرى فى جوانب الرصد.
2- يتم الحصول على الاحداثيات الثلاثيه للنقطه بدقه وسرعه كبيره
3- عمليات المعالجه للنتائج تتم بدقه وسرعه كبيره
4- لا يرتبط استخدام النظام بظروف جويه مناخيه معينه.
5- نتائج الاحداثيات تكون رقميه بشكل مباشر ولا تحتاج لعمليه ترقيم.

ثانيا عيوب النظام:
1[SIZE="4"]- يتدخل فى عمليه تحديد المواقع والاحداثيات الجانب العسكرى بشكل كبير وخاصه فى عمليات التشويش بمختلف انواعها.
2- يجب توافر اربع اقمار صناعيه فاكثر للتمكن من اتمام عمليه الرصد,بشكل مناسب .

ملحق مقاطع الفيديو المتعلقه بالموضوع :

شرح فكره استخدام محطه GPS فى المساحه

.

الفكره النظريه لنظام تحديد المواقع العالمى

الفكره النظريه لنظام تحديد المواقع العالمى 2

تطبيق نظام GPS فى المجال الزراعى

استخدام الرصد المتحرك فى GPS

وشكرا جدا على حضراتكم على المتابعه

وجزاكم الله كل خير