نظام التموقع العالمي (GPS)

إن نظام التموقع العالمي أو(GPS) هو نظام فلكي الملاحة الذي يسمح للمستعملين  المجهزين بجهاز استقبال ملائم تحدد فوق الأرض،فوق البحر أو في الأجواء،موقعهم،سرعتهم والتوقيت في أية لحظة من النهار أو الليل، و هذا تحت اي ظرف من الأحوال الجوية.

النظام يوفر مستوى من الدقة يساوي أو أكبر لأي نظام ملاحي حالي (لأي نظام حالي للملاحة).

نظام التموقع العالمي(GPS)…صمم من طرف وزارة الدفاع للولايات المتحدة الأمريكية التي تضمن أيضا الاستعمال و الصيانة، في الأصل كان موجها لتلبية حاجيات الجيش، لكن المقرر الرئاسي الموجه في 28 مارس 1996 انتهى بالإعلان التالي:

” سنستمر في تقديم خدمة مداومة للتموقعالنموذجي للجميعلأهداف سلمية،باستعمال مدني تجاري و علمي على مستوى عالمي و بدون فرض أتوات مباشرة للمستعملين”.

إن نظام التموقع العالمي يحتوي على ثلاثة عناصر: العنصر الفضائي، وعنصر المراقبة، و عنصر الاستعمال.

عنصر الفضاء: يتكون هذا الجزء من 24 سائل عملياتي موزعة على ستة مدارات دائرية بـ 20200 كلم فوق الأرض…من بين هذه 24 ساتل منها 21 سائل للملاحة (SV) والثلاثة الأخرى للاحتياط.

المدارات منحنية 55 درجة بالمقارنة مع خط الاستواء و دورته التي تقارب 12 ساعة، هذه الوضعية تسمح للمستقبل على سطح الأرض أو من فوقه باستقبال إشارات من 05 إلى 08 أقمار صناعية 24 ساعة في اليوم، تسمح للأقمار الصناعية بصفة مستمرة بمعطيات حول التموقع و التوقيت التي استقبلت وعولجت من طرف المستقبليننظام الموقع العالمي(GPS)من اجل تحديد الموقع الثلاثي الأبعاد للمستعمل( خط عرض، حط طول،الارتفاع) سرعته وتوقيته.

عنصر المراقبة : يتكون هذا الجزء من محطة مراقبة مركزية تقع في “الكولورادو”سبرينغس، و من خمسة محطات للمتابعة و من ثلاث هوائيات موزعة حول الأرض،محطات المتابعة تراقب جميع الأقمار الصناعية نظام الموقع العالمي(GPS)المرئية و تجمع المعلومات الموجودة في رسائلها،بإمكان هذه المحطات البعيدة مراقبة و متابعة كل قمر صناعي على حدى نظام الموقع العالمي(GPS)

ترسل محطات المتابعة المعطيات المحصل عليها من الأقمار الصناعية إلى محطات المراقبة الرئيسية التي تحسب بدقة مدارات الأقمار الصناعية ثم بعد ذلك تقولب هذه المعطيات على شكل رسائل ملاحيةمحينة لكل قمر صناعي. بعدئذ تحول تلك المعطيات المحينة باتصال متصاعد لكل قمر صناعي انطلاقا من الهوائيات الأرضية. أيضا هذه الهوائيات الأرضية، تقوم أيضا هذه الهوائيات بإرسال واستقبال إشارات التحكم ومراقبة الأقمار الصناعية.

• عنصر المستعمل: ( المستخدم)

يحتوي هذا العنصر المستقبلات…المعالجات والهوائيات التي تسمح للمتعاملين المتواجدين بالمياه وفوق الأرض وفي الأجواء… باستقبال مرسلات الأقمار الصناعية لنظام الموقع العالمي(GPS) وبدقة حساب وضعهم الارتفاع السرعة والتوقيت.

طريقة العمل:

مثل الرادار تماما…الوقت الفاصل بين إرسال واستقبال النبرة، تقاس عند استقبالها لوضع المسافة، فالوقت المطلق للإرسال غير ضروري، فقط التوقيت أو وحدة الوقت الفاصل بين النبرات المستقبلة و المرسلة.

في نظام التموقع العالمي…الإرسال مولد من طرف السائل ويصل إلى المستقبل وبعض من التأخير ناجم عن المسافة بين المستعمل والقمر الصناعي.

إن الأقمار الصناعية عبارة عن أهداف متحركة…ولكي يتمكن المستقبل من تحديد وضعيته بدقة…يجب أن نعرف الوقت بالتحديد من إرسال الإشارة وموقع القمر الصناعيفي مداره في تلك اللحظة.

الأمير عبد القادر، رائد المقاومة الشعبية ضد الإستعمار الفرنسي…

يرسل القمر الصناعي المعلومات التي تبين موقعها في المدار في لحظة معينة للكشف عن المستقبل الذي يحدد هذه الرسالة. ويقارن وقت الوصول المعروض في ساعة المستقبل. مع توقيت الإرسال المحدد من ساعة القمر الصناعي. إذا كانت ساعة المستقبل متزامنة تماما مع ساعة القمر الصناع. فحتما فان التأخير بين الإرسال والاستقبال يقاس بدقة. سيكون إذن كافيا بثلاث من مثل هذه القياسات…انطلاقا من ثلاث أقمار صناعية مختلفةلمعرفة العرض، خطوط الطول،و الارتفاع المحدد.

وللحصول على مستوى التزامن بين ساعة المستقبل و ساعة القمر الصناعي…يجب أن تكون كريستال كوارتز المولدة للذبذبات بأثمان معقولة…التي ترافق مستقبلانتظام الموقع العالمي (GPS)

الأقمار الصناعيّة ونظام التموقع

الأقمار الصناعية نظام الموقع العالمي(GPS) توصل مستقبلات أربعة ساعات دقيقة للغاية : ساعتين ذريتين بالسيزيوم وساعتين ذريتين بالرابيديوم. توافق الخصائص التصميم المطلوبلهذه الساعات، يجب أن توفر الدقة بالثانية لفترة 30.000 عام. و لكنها تجاوزت بكثير هذا المعيار  ودقتها تقدربالثانية لمدة 150.000عام.

ولضمان هذه الدقة بصفة مستمرة… فان المتغيرات المستقلة للساعات ترسل إلى الأقمار الصناعية يوميا.

إن غياب التزامن بين الساعات الثابتة وعالية الدقة للأقمار الصناعية… والساعة المستقبلة تغير نظام الوقت المقاس عن طريق المستقبل الذي ينعكس بطريقة خاطئة حول المسافات المقاسة. وأيضا حول خط العرض…الطول والارتفاع النهائية.

ان المسافة الخاطئة…المقاسة عن طريق المستقبل معنية بمسافة نسبية..وعليه فكل المسافات النسبية تقاس بالمستقبل تعتريها أخطاء في نسبة مشابهة بتمييز نفس خطأ دقة الساعة. لحسن الحظ أن هذا الخطأ في دقة الساعة يمكن أن يحدد بنفس مقياس نسبية المسافة بين أربع أقمار صناعية عوضا من ثلاثة. إن الخطأ في دقة الساعة معروف ومقبول …العرض وخط الطول والارتفاع…يمكن أن يحدد إلى درجة عالية من الدقة… وساعة مستقبل نظام التموقع العالمي تصبح نصا أكثر إمكانا.