آموزش کار با G.P.S

 

 

             GPS  را روشن کرده و تا ظاهر شدن حداقل 4 یا 5 ماهواره صبر می کنیم. (همانطور که میدانیم برای تعیین مختصات دو بعدی  x,y به حداقل 3 ماهواره و برای تعین مختصات سه بعدی x,y,z به حداقل 4 ماهواره نیازمندیم. نکته مهمي که مي بايست مورد توجه قرار گيرد اين است که ارتفاعي که GPS به ما مي دهد با ارتفاع موجود در نقشه ها و اطلس ها فرق مي کند. ارتفاع GPS نسبت به سطح مبنايي بنام بيضوي است در حالي که ارتفاع موجود در نقشه ها ارتفاع اورتومتريک مي باشدکه از سطح درياهای آزاد محاسبه می گردد.)
- با دو بار Enter کردن وارد صفحه Tips می شویم. روی OK ، Enter را فشار می دهیم تا صفحه ای ظاهر شود که مختصات آخرین نقطه مورد استفاده قبلی در آن نشان داده شده است.
- برای Setup کردن GPS به ترتیب زیر عمل می کنیم :
الف) دکمه Menu را فشار داده و وارد Page Menu می شویم.
ب) در این صفحه بوسیله کلیدهای جهت دار روی Setup رفته و Enter می کنیم تا به صفحه Setup برسیم.
پ) در این صفحه Intialize را انتخاب و Enter می کنیم.
ت) در صفحه ای که ظاهر می شود، با کلیدهای جهت دار روی Enter Coord رفته و Enter می کنیم.
ث) در صفحه جاری که صفحه ای با عنوان Position است، شماره Zone و( E(x و ( N(y را وارد می کنیم. برای تغییر ارقام از ↑ و ↓ ، و برای حرکت به چپ و راست از → و ← استفاده می شود.
- وقتی شماره Zone و E تقریبی یک نقطه از منطقه عملیات را با تقریب چند ده کیلومتر وارد نمودیم، Enter می کنیم تا Cursor (مکان نما) به محل بعدی حرکت کند. به همین ترتیب هنگامیکه N نقطه مذکور را با همان دقت وارد کنیم، پس از Enter کردن، Cursor به مکانهای بعدی حرکت خواهد کرد که باید اطلاعات موردنظر را وارد نمود. سرانجام Cursor را به پایین ترین سطر انتقال داده تا روی Done قرار گیرد سپس Enter می کنیم.
- در صفحه مربوط به Setup ، Cursor را روی NAV Screens برده و Enter می کنیم. در صفحاتی که به طور متوالی نشان داده می شوند، در همه جا ON را انتخاب و Enter می کنیم.
- در Setup Menu ، Coord System را انتخاب و Enter می کنیم. در صفحه ای که ظاهر می شود، Primery را انتخاب و Enter می کنیم و در صفحه Coord System ، UTM را بر می گزینیم و Enter می کنیم.
- دوباره وارد Setup Menu شده و Map Datum را انتخاب و Enter می کنیم. در صفحه ظاهر شده، Primery را انتخاب و Enter می کنیم تا صفحه Map Datum با بیضوی های مختلف ظاهر شود. در این صفحه WGS 84 را انتخاب و Enter  می کنیم.
- در Setup Menu ، Elev.Mods را انتخاب و Enter نموده و در صفحه بعد 3D را Enter می کنيم.
- در صفحه مذکور، NAV.Units را انتخاب و Enter می کنیم تا به صفحه ای برسیم که می توان واحدهای Km/kph را برای مسافت و سرعت حرکت انتخاب و Enter کرد.
- در Setup Menu بقیه پارامترها را Default انتخاب کرده و NMEA را OFF می کنیم.

       به منظور SAVE کردن مختصات یک نقطه به عنوان Way Point یا Land Mark ، بدین ترتیب عمل می کنیم : در حالیکه GPS حداقل 4 ماهواره را دریافت نموده و روی نقطه مورد نظر قرار گرفته ایم ، دکمه Go to را آنقدر در حالت فشار نگه می داریم تا صفحه ای با عنوان Mark ظاهر گردد :
الف) در این صفحه ، Cursor را به دوّمین Box در سطر اول برده و آن را Enter می نماییم. در صفحه ایکه در پی آن میاید می توان نام یا شماره نقطه مورد نظر را از Keyboard مربوطه ، حرف به حرف یا رقم به رقم انتخاب و Enter کرد. پس از تایپ نام یا شماره نقطه Cursor را روی OK برده ، Enter می کنیم تا دوباره صفحه با عنوان Mark ظاهر گردد.
ب) در صفحه مذکور Cursor را بر روی مختصات نقطه برده و چنانچه اعداد مورد تأیید است ، Cursor را به پایینترین سطر آورده و روی Save ، Enter می کنیم.
- چنانچه بخواهیم به لیست Way Point دسترسی پیدا کنیم و آنها را Edit یا Delete نماییم ، در Page Menu ، Data Base را انتخاب نموده و Enter می کنیم تا به صفحه ای با عنوان Data Base برسیم. در این صفحه User را انتخاب و Enter می کنیم. صفحه ایکه ظاهر می شود ، شامل کلیه Way Point ها می باشد. چنانچه Cursor را روی هر کدام از آنها برده و Enter کنیم ، مختصات آن نقطه را خواهیم داشت.
- چنانچه بخواهیم نام و مختصات یک نقطه را که قبلاً وارد وSave کرده ایم، Edit یاDelete کنیم، ابتدا از روش حالت قبل استفاده نموده تا به نقطه مورد نظر خود برسیم. وقتی Cursor را روی آن نقطه بردیم ، دکمه Menu را فشار می دهیم تا به صفحه ای برسیم که در آن می توان Edit WP یا Delete WP را انتخاب و Enter نمود.
- چنانچه بخواهیم از محلی که قرار داریم به سمت نقطه ای با مختصات معلوم حرکت کنیم و به آن برسیم ، ابتدا باید آن را به عنوان یک Way Point یا Land Mark وارد GPS کنیم و سپس از کلید Go to استفاده نماییم. به یکی از دو صورت زیر می توان نقطه مورد نظر را وارد لیست Way Point ها نمود :
الف) در حالیکه GPS روشن است ، Go to را آنقدر در حالت فشار قرار می دهیم تا صفحه Mark ظاهر شود. در این صفحه ، نام و مختصات نقطه را مانند آنچه که پیشتر گفته شد وارد نموده و در پایان، Save را Enter می نماییم.
ب) مانند حالتی که نام و مختصات یک نقطه را Edit یا Delete می کردیم ، عمل نموده و یکی از نقاط قدیمی را که مورد نیاز نیست را Edit می کنیم.
- وقتی مختصات و نام نقطه مقصد را به یکی از دو روش مذکور وارد GPS نمودیم ، کلید Go to را فشار داده و به صفحه ای با عنوان Go to می رسیم. در این صفحه ،User  را انتخاب می نماییم. در صفحه ایکه حاصل می شود (که همان WP ها می باشد)، نقطه مورد نظر را انتخاب و Enter می کنیم.
- از دکمه Nav یا Esc استفاده نموده ، از صفحات مختلف Navigation هر کدام را که مناسبتر تشخیص داده ایم انتخاب نموده به کمک اطلاعات مربوطه خود را به محل نقطه مورد نظر می رسانیم.
- دکمه های Out و In که بر روی GPS مشاهده می شود، مربوط است به کوچک و بزرگ کردن مقیاس نقشه ایکه (در صورت وجود) در GPS مورد استفاده قرار داده ایم.

انواع G.P.S

مدل GPS MAP 76CSX

• قابلیت ثبت 1000 نقطه

• دارای ارتفاع سنج

• دارای فشار سنج

• دارای قطب نمای دیجیتالی

• صفحه نمایش رنگی

• قابلیت مساحی

• دارای 115MB کارت حافظه خارجی

• همراه نرم افزار اوریجینال و کابل اتصال با رایانه    (USB و Serial)

• دارای یکسال گارانتی

 

 

مدل GPS ETREX VIS

 

• قابلیت ثبت 1000 نقطه

• دارای ارتفاع سنج

• دارای فشار سنج

• دارای قطب نمای دیجیتالی

• قابلیت مساحی و نقشه ایران و جهان

• دارای 24MB حافظه داخلی جهت انتقال نقشه دلخواه (ایران و جهان)

• عمر باطری 12 ساعت 

• همراه نرم افزار، کابل اتصال با رایانه (USB)، کیف حمل و دفترچه راهنمای فارسی 

• دارای یکسال گارانتی

 

 

مدل GPS ETREX

• قابلیت ثبت 500 نقطه

• 12 کاناله

• دارای قطب نمای ماهواره ای

• دارای 5 صفحه ناوبری

• همراه نرم افزار ، کابل اتصال با رایانه (USB) و کیف حمل

• دارای یکسال گارانتی

 

 

 

GPS MAP 60CSX مدل

• قابلیت ثبت 1000 نقطه

• دارای ارتفاع سنج

• دارای فشار سنج

• دارای قطب نمای دیجیتالی

• صفحه نمایش رنگی

• قابلیت مساحی

• دارای 54MB حافظه داخلی جهت انتقال نقشه دلخواه (ایران و جهان)

• دارای 124MB کارت حافظه خارجی

• همراه نرم افزار اصلی، کابل اتصال با رایانه  (USB و Serial) و کیف حمل

• عمر باطری 18 ساعت 

• دارای یکسال گارانتی

سيستم تعيين موقعيت جهاني G.P.S

تعيين موقعيت از نيازهاي اولية بشر بوده است و اين كه انسان بداند در چه نقطه‏اي از كرة زمين واقع است و يا در چه فاصله و چه زاويه‏اي نسبت به مبدأ يا مقصد حركت خود قرار دارد،براي او اهميت داشته است .

نگاهي گذرا به تاريخچة اين موضوع، بيانگر اين است كه انسان در مقاطع گوناگون و براي كاربردهاي متفاوت، روشهاي بسيار متنوعي ابداع كرده است كه استفاده از ستارگان،شاخصهاي زميني(كوه،رودخانه،ساختمان)، قطب نما،اختلاف فاصلة زماني، دريافت صوت و نوري كه بطور همزمان ايجاد مي‏شود، شمارش دور چرخهاي خودرو و نيز روشهاي اندازه گيري شتاب خطي و زاويه‏اي، نمونه هايي از اين روشها هستند. اين روشها امروزه نيز بعضاً مورد استفاده قرار مي‏گيرند،ليكن دقت، سهولت اندازه گيري، در دسترس بودن و هزينة كاربري اين روشها را محدود مي‏كند.

سيستم تعيين موقعيت جهاني G.P.S

NAVIGATION  SYSTEM WITH TIME AND RANGING GLOBAL POSITIONING  SYSTEM

NAV STAR GPS   يك سيستم ناوبري راديويي -  ماهواره‏اي است كه اطلاعات مربوط به موقعيت دقيق سه بعدي و زمان را براي استفاده كنندگاني كه به گيرنده هايي خاص مجهز باشند، فراهم مي‏آورد. اين سيستم پيوسته در كلية نقاط سطح زمين در دسترس است و شرايط آب و هوايي بر آن تأثيري ندارد.

سيستم GPS از سال 1983 بصورت روشي براي حل مسائل نقشه برداري و ژئودزي در جهان مطرح شد. امروزه اين سيستم جايگزين تمامي سيستمهاي تعيين موقعيت قبلي مانند سيستم دوربينهاي بالستيك، داپلر، ايزشال و . . . شده است.

مفهوم اساسي ناوبري، « اندازه گيري شبه فاصله » بين موقعيت زميني و حداقل 4 ماهوارهاست. با مشخص بودن مختصات ماهواره در يك سيستم مرجع مناسب، مي‏توان مختصات آنتن گيرنده را به روش ترفيع فضايي تعيين كرد . GPS مانند ديگر سيستمهاي پيش از خود (داپلر) نقشه برداري زمين به زمين را به اندازه گيري از فضا به زمين تغيير داده است.

اين سيستم در كلية فعاليتهاي نقشه برداري نظير نقشه‏برداري كاداستر، هيدروگرافي، فتوگرامتري و . . . كاربرد دارد. در كارهاي دقيق نظير جابجايي سدها و تعيين تغيير شكل و جابجايي زمين نيز مي‏توان از GPS استفاده كرد.

اجزاي GPS :

1) بخش فضايي كه ماهواره هاي فعال هستند و تا سال 1995 بخش فضايي سيستم «تعيين موقعيت جهاني» 26 ماهوارة فعال داشت كه در 6 مدار تقريباً دايره‏اي شكل با زاوية ميل 55 درجه قرار دارند. ارتفاع مدار اين ماهواره ها حدود 20200KMS و حداكثر ارتفاع آنها 26000 كيلومتر است. دورة گردش مداري آنها 11 ساعت و 58 دقيقه است و ماهواره ها هر روز 4 دقيقه زودتر از روز قبل نسبت به   (UTC)  UNIVERSAL   COORDINATED  TIME  در وضعيت  فضايي يكساني قرار مي‏گيرند. هر يك از اين ماهواره ها به سبب ارتفاع زيادشان بخش بزرگي از زمين را پوشش مي‏دهند و الكتريسيته مورد نياز اين ماهواره ها از دو صفحة متشكل از باتري هاي خورشيدي به مساحت 7.2 متر مربع يا m² تامين مي‏شود.

2) بخش كنترل كه براي كنترل سيستم ، زمان و پيش بيني مدار به كار مي‏رود. مركز كنترل فعاليت ماهواره‏اي اين سيستم اكنون در پايگاه نيروي هوايي FALCOM در ايالت كلرادو آمريكا قرار دارد. مأموريت عمدة بخش كنترل، هماهنگ كردن پيغامهاي ناوبري ماهواره هاست. براي اين منظور تعدادي ايستگاه ناظر، ماهواره هاي در معرض ديد را در تمام مدت شبانه روز ردگيري مي‏كنند.

3) بخش كاربر كه به انواع گوناگون گيرنده ها مجهز است.

امروزه گيرنده هاي GPS با دقتهاي بسيار متفاوت و با قيمتهاي مختلف در بازار عرضه مي‏شوند. گيرنده هاي دستي و معمولي با دقت (ضريب خطا) 10 تا15 متر در شرايط عادي و معمولاً در 95 درصد از اوقات، موقعيت خود را اندازه گيري مي‏كنند. گيرنده هاي خاص با دقت هاي بالاتر براي كاربردهاي خاص نيز عرضه شده‏اند.

گيرنده هاي مورد استفاده در نقشه برداري تا دقتهاي نزديك به ميلي متر عمل مي‏كنند

روشهاي نقشه برداري با GPS  :

شيوه هاي مختلف نقشه برداري به كمك GPS وجود دارد كه بوسيلة آنها مي‏توان مختصات دقيق نقاط ثابت و متحرك(در زمان مشاهداتي اندك) را تعيين نمود.

با GPS ، نقشه بردار مي‏تواند اختلاف مختصات بين دو نقطه از زمين را در صورت معلوم بودن مختصات يكي از آنها تعيين كند. GPS از ديد نقشه برداري يك سيستم تعيين مختصات نسبي است و اگر نقطه‏اي در مختصات سيستم ژئودتيك جهاني  (WGS 84) معلوم باشد، مختصات نقطة دوم نيز در همان سيستم تعيين خواهد شد.

1)   روش ايستايي و ايستايي سريع : در اين روش گيرنده در طي مسير خاموش است و تنها مختصات نقاطي اندازه گيري مي‏شود كه گيرنده در آنها مستقر شده‏است.

2)   روش نيمه كينماتيك ( ايست – رو) : در اين روش گيرنده در حين حركت بين نقاط مورد نظر ، ارتباط با ماهواره را حفظ مي‏كند ولي مختصات مسير تعيين نمي‏شود.

3)     روش كينماتيك خالص (متحرك) : مختصات مسير در حاليكه گيرنده در حركت است ، تعيين مي‏شود.

خصوصيات GPS :

       اقدام به عمليات در هر شرايط آب و هوايي، در شب و روز امكان پذير است.

       نيازي به امكان ديد بين ايستگاههاي مجاور وجود ندارد.

       توانايي ارتباط همزمان با چند ماهواره و تعيين موقعيت آني با دقت بسيار بالا وجود دارد.

با توجه به نكات فوق برتري GPS نسبت به روشهاي زميني مشخص مي‏گردد. اما در استفاده از اين سيستم مشكلاتي نيز وجود دارد ، از جمله اينكه چون كنترل انتشار سيگنالهاي ماهواره‏اي در دست آمريكا مي‏باشد، اين كشور مي‏تواند در صورت لزوم مشكلاتي در امر استفاده از اين سيستم ايجاد نمايد كه نمونة بارز آن استفاده‏از سيگنالهاي ساختگي در بحران خليج فارس مي‏باشد.

دريافت اطلاعات براي تعيين موقعيت :

1)     دريافت اطلاعات دقيق (P.P.S)                                                                  Presice Positioning Service

2)     دريافت اطلاعات با دقتي كمتر از   Standard Positioning Service   

استفاده از  P.P.S) ) مختص آمريكا و هم پيمانانش و (S.P.S) براي ساير كشورها مي‏باشد.

ماهواره هاي تعيين موقعيت جهاني ديگر كشورها :                                                                          

اروپا نيز يك سري ماهواره براي تعيين موقعيت جهاني و اهداف ناوبري (همانند GPS ) دارد كه (G.N.S.S )  GLOBAL  NAVIGATION  SATELLITE  SYSTEM نام دارد ماهواره هاي روسي (GLONASS) نيز همانند GPS و GNSS جهت اهداف ناوبري و مطالعات ژئودتيكي استفاده مي‏شود. گيرنده هايي نيز وجود دارند كه مي‏توانند پيامهاي GLONASS  و GPS و GNSS  و GPS را دريافت و پردازش كنند. يعني نرم افزار اين گيرنده ها به گونه‏اي طراحي و ساخته شده است كه قابليت جابجايي سيستم مختصات، يعني انتقال موقعيت ماهوارة GPS به سيستم SGS85  و يا انتقال موقعيت ماهواره GLONASS  به سيستم WGS84  و همچنين جابجايي بين زمان GPS و GLONASS  و GNSS  را داشته باشد.

از اين نوع گيرنده ها مي‏توان به GG24  ، ساخته شركت اشتك اشاره نمود.

توضيحات :

1)   سيستم ماهواره‏اي NAV STAR / GPS  در ابتدا به منظور ناوبري اهداف نظامي طراحي و ساخته شده بود.

2)  اولين ماهوارة GLONASS  روسها در سال 1982 يعني 5/4 سال بعد از پرتاب اولين نسل ماهوارة GPS ، به فضا پرتاب شد و هم اكنون 24 ماهوارة  GLONASS  در فضا در حال گردش مي‏باشند.

3)  از روش داپلر (DOPPLER)  براي تعيين نقاط استفاده مي‏شده است. بدين ترتيب كه عدد داپلر را تعيين مي‏كردند كه اين عدد خود اندازه‏اي براي اختلاف فاصلة ماهواره در دو موقعيت S2,S1 در دو زمان T2,T1 با ايستگاه زمين NI است.