GPS என்பது என்ன?எப்படி இயங்குகிறது?

by **sakthy** Wed Sep 04, 2013 9:27 pm

GPS என்பது என்ன?எப்படி இயங்குகிறது?

இந்த GPS,என்ற புவி இடம் காட்டும் அமைப்பு, ஒவ்வொரு சுற்றிலும் குறைந்தது இரண்டு தடவைகள் உலகை சுற்றி வரும் செயற்கைக்கோள்கள் (man made stars-satellites) மூலம் தகவல்களை பயனாளிகளுக்கு தரும் முறையாகும். குறைந்தது மூன்று /நான்கிற்கு மேற்பட்ட கோள்கள் நமக்கு மேலே வந்து கொண்டிருக்கும்.இந்த முறையில் 32 வரையிலான சாட்டிலைட்கள் செயலில் ஈடுபடுகின்றன.(இவற்றில் 24 தொடர் இயக்கத்திலும்,சில பழுதடையும் போது பாவிக்கவும்,சில செயலில் ஈடுபடுத்த முடியாத நிலையிலும் உள்ளன) GPS முறையில், portable navigation devices, smartphone apps, GPS sports watches, sports shoes, maps , real-time services,HD Traffic,cars,ships,aircraft,OpenStreetMap (OSM), என பல வாங்கிகள் (Navigation Receiver) இயக்கப்படுகின்றன.

அக்டோபர் 4, 1957 இல் அப்போதய சோவியத் யூனியன் உலகின் முதலாவது சாட்டிலையிட்டை (ஸ்பூட்னிக்) வானில் ஏவியது. அமெரிக்கா தனது முதல் சாட்டிலயிட்டை (Explorer 1 ) 1958 ஜனவரி 31 இல் வானில் ஏவியது.

மேற்சொன்ன வாங்கிகளுக்கு (Receiver), அமெரிக்காவின் GPS பொதுவாகப் முறை பயன்பட்டாலும், வேறு இரண்டு நாடுகளாலும் GPS முறையில் வேறு பல பாவனைகளுக்காக, தனியாக இயக்கப்படுகின்றன.அவை (1)Global Positioning System (GPS) அமெரிக்காவும்,(2) Global navigation satellite systems (GLONASS) ரஷ்யாவும்,(3)ஐரோப்பாவின் Galileo,Global Navigation Satellite System (GNSS) உம் ஆகும். சீனாவின் Compass சரியாக இயங்கவில்லை.

நான் எங்கிருக்கிறேன்,எங்கே போகிறேன்,நீங்கள் எங்கிருக்கிறீர்கள், இலக்கை அடைய சரியான வழி,எப்போது அங்கே செல்வேன் போன்ற கேள்விகளுக்கும் பதில் தருவதன் மூலம் நாம் எங்கிருக்கிறோம் என்பதைக் காட்டுகிறது. குழந்தைகளை பெற்றோர் கண்டறியவும்,அவர்களை அறியாது கண்காணிக்கவும், அப்படிக் கண்டறிவதன் மூலம் அவர்களிடம் செல்லவும்,பாதுகாப்பாக அழைத்து வரவும்,தவறான செயல்களில் ஈடுபடாது தடுக்கவும் GPS ஐப் பயன்படுத்துகிறார்கள்..அதே போல் இணையத்தளங்கள், சமூக தளங்கள் இணைய பயனாளிகள் எங்கிருந்து இணையத்திற்கு வருகிறார்கள் என்பதையும் GeoLocation மூலம் கண்டறிகிறார்கள்.

இந்த 32 கோள்களும்,நிலத்தில் இருந்துஏறக்குறைய 20,200 - 26,600 கிமீ தூரத்தில்,ஆறு நீள்வட்டப் பாதையில், 11500கிமீ வேகத்தில் உலகை சுற்றுகின்றன. நமது வன்பொருளை (Receiver) ஐ இயக்கும் போது,நமக்கு மேலே உள்ள நான்கு கோள்களில் இருந்து தரவு சமிக்ஞைகளை carrier waves மூலம் பெற்றுக் கொள்கிறது.(carrier Frequencies, Digital Codes மற்றும் Navigation Message போன்றவை உள்ளடக்கப்பட்டுள்ளது)

1960 இல் அமெரிக்க பாதுகாப்பு துறையினரால் சோதனை முயற்சியாக ஆரம்பிக்கப்பட்டு, 1970 இல் தரையில் இருந்தும் (The ground-based Omega Navigation System),
பின்னர் 1978 பெப்ரவரி 22 இல் சோதனை செயற்கைகோள் அனுப்பப்பட்டும்,1993 டிசம்பர்(08.12.1993 )முதல் 24 கோள்களுடன் செயல்பட ஆரம்பிக்கப்பட்டு,17.07.1995 முதல் முழு செயல்பாட்டிற்கும் கொண்டுவரப்படுவதாக அமெரிக்க பாதுகாப்புத்துறை (DOD) அறிவித்தது. 2012 இல் 32 கோள்களாக உயர்ந்த இவை, 55 பாகை (degree) சாய்வாக, பூமியை சுற்றிவர எடுக்கும் நேரம், 11 மணி 58 நிமிடங்களாகும்..

இந்த GPS முறை மூன்று பிரிவுகளாக செயல்படுகிறது. நிலத்தில் Control Segment -வானில் Space Segment,பயனாளிகள்(Receiver) User Segment என்பதாகும். வானில் சுற்றும் 32 செயற்கைக் கோள்களுடன், பூமியில் உள்ள கட்டுப்பட்டு நிலையம் (Master Control Station) அமெரிக்காவில் (Colorado) விலும்,ஐந்து கண்காணிப்பு நிலையங்கள் (Monitor Station), Colorado springs, Hawaii, Kwajalein,Diego Garcia, Ascension Island,Cape Canaveral,மற்றும் (alternate master control station ) England, Argentina, Ecuador, Bahrain, Australia ,Washington DC இல் உள்ள நிலையங்களுடன் இணைந்து தொடர்பை ஏற்படுத்த, (Ground Antenna), Kwajalein,Diego Garcia, Ascension Island, Cape Canaveral இடங்களில் உள்ள, நான்கு நில ஆன்டெனாக்கள் மூலம் சமிக்கைகளை (signal) பரிமாறிக் கொள்கின்றன.

Distance = Velocity * Time என்ற அலகை வைத்து இவை கணக்கிடப்படுகிறது. இதில் GPS signal இன் Velocity ஒளியின் வேகமான 300,000 Km/s இலும்,GPS transmissions frequencies 1575.42 and 1227.60 Mhz ஆகவும் (L-Band இல்) இருக்கும்.இவை Trilateration என்ற முக்கோண வடிவிலான முறையில் செயல்படுகின்றன.கோள்களில் Atomic Clocks பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

இது தவிர தற்போது அமெரிக்காவில் இயங்கும், GPS இன் Wide Area Augmentation System -WAAS- இன் செயல்முறை மிகத் துல்லியமாக கணக்கிடுகிறது. இது விமானங்கள்,aircraft, போன்றவற்றுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.