منذ بداية هذا القرن ، أصبحت أجهزة GPS المحمولة خفيفة الوزن غير مكلفة ومتاحة على نطاق واسع. تعمل هذه الأجهزة المصغرة من الإشارات التي تبثها سلسلة من الأقمار الصناعية التي تدور في مدارات ، ويمكنها تثليث موقعك في أي مكان على سطح الأرض. بمجرد تحديد مركزك الأولي ، يمكنهم أيضًا تتبع تحركاتك وتحديد سرعتك وإجراء العديد من العمليات الحسابية الأخرى. ومع ذلك ، تتطلب التكنولوجيا وجود خط رؤية مع الأقمار الصناعية.
محددات
هناك العديد من الأماكن التي لا تعمل فيها وحدات GPS المحمولة أو تعمل بشكل سيئ. إذا كنت داخل مبنى كبير أو مركز تجاري ، فهناك فرصة ضئيلة لأن يتمكن جهاز GPS الخاص بك من إصلاح ما يكفي من الأقمار الصناعية لحساب موقعك. وينطبق الشيء نفسه إذا كنت تحت الأرض ، سواء في مجمع تسوق تحت الأرض ، أو نفق ، أو مترو أنفاق ، أو كهف طبيعي. حتى المتنزهون فوق سطح الأرض قد يجدون أنفسهم أحيانًا بدون إشارة قابلة للاستخدام إذا كانوا تحت كتلة صخرية متدلية أو في قاع واد مشجر. هذا قيد لا مفر منه لتقنية GPS.
GPS 101
تجمع أجهزة GPS إشارات من سلسلة من الأقمار الصناعية المتطورة التي تم وضعها في الأصل في المدار بواسطة الجيش الأمريكي. كل منها في مدار ثابت أو "ثابت بالنسبة للأرض" حول الأرض وتحتوي على ساعات ذرية دقيقة للغاية. يقارن GPS الخاص بك الإشارات من عدة أقمار صناعية ، ويحسب مدى بعدها عن وقته الداخلي ، ويستخدم هذه الأرقام لتحديد موقعك. في أي وقت يمكن لـ GPS المحمول الخاص بك قفل إشارات من ثلاثة أقمار صناعية ، يمكنه إخبارك بمكان وجودك على سطح الأرض. إذا كان بإمكانه العثور على إشارات من أربعة أقمار صناعية أو أكثر ، فيمكنه أيضًا إخبارك بارتفاعك.
الحساب الميت
مع العلم بذلك ، قد تتوقع أن يعطيك GPS الخاص بك رسالة خطأ عندما تقود سيارتك عبر نفق أو تفقد إشارتك. في الممارسة العملية ، هذا لا يحدث عادة. بمجرد أن يحدد GPS موقعك الأولي ، فإنه يعيد حساب موقعك باستمرار في الوقت الفعلي. يوفر لك السرعة واتجاه السفر. عندما تدخل نفقًا ، تفقد وحدتك الاتصال بالأقمار الصناعية. ومع ذلك ، فهو يعرف مدى سرعتك ، وفي أي شارع أو طريق سريع وفي أي اتجاه. من ذلك ، يقوم نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الخاص بك بعمل تخمين مستنير - يُطلق عليه تقليديًا "الحساب الميت" - حول موقعك ، حتى يصبح قادرًا على إعادة الاتصال بالأقمار الصناعية لتحديد المواقع.
حول العمل
هناك عدد من التطبيقات لنظام تحديد المواقع والملاحة تحت الأرض مشابه لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، وقد تم التحقيق في العديد من التقنيات المنافسة. على سبيل المثال ، طورت الشركة اليابانية Aichi Steel جهازًا يحسب الموقع باستخدام المجالات المغناطيسية للأرض ومقياس التسارع. إلى جانب تقنية GPS ، ستوفر نظريًا التنقل السلس فوق وتحت الأرض. نظام تحت الأرض تم تطويره في سويسرا لاستكشاف الكهوف يضع أربعة أجهزة إرسال فوق الكهف ، والتي يمكنها الاتصال بأقمار GPS الصناعية بالطريقة العادية. يستقبلون إشارات من جهاز إرسال يحمله المستكشف ويمكنهم تثليث تلك الإشارة لتوفير موضع دقيق.
