Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » مبدأ التثليث لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)

مبدأ التثليث لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)

1970
جهاز استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) يعرض إشارات الأقمار الصناعية وقياسات المسافة في فيزياء الموجات الراديوية.

(صورة تم إنشاؤها للتوضيح فقط)

يحدد النظام العالمي لتحديد المواقع موقع جهاز الاستقبال باستخدام التثليث. فمن خلال قياس المسافة إلى ثلاثة أقمار صناعية على الأقل، يستطيع جهاز الاستقبال تحديد موقعه على سطح الأرض. ويتم حساب المسافة بضرب زمن انتقال الإشارة في سرعة الضوء. ويلزم وجود قمر صناعي رابع لمزامنة ساعة جهاز الاستقبال، مما يؤدي إلى حلّ أربعة مجاهيل: خط العرض وخط الطول وخط الطول والارتفاع والوقت.

يعتمد المبدأ الأساسي لتحديد المواقع في النظام العالمي لتحديد المواقع على تقنية هندسية تسمى التثليث أو بشكل أدق التثليث المتعدد. حيث يبث كل قمر من أقمار النظام العالمي لتحديد المواقع باستمرار إشارة تتضمن موقعه المداري الدقيق (التقويم الفلكي) والوقت المحدد لإرسال الإشارة. ويلتقط جهاز استقبال النظام العالمي لتحديد المواقع الموجود على سطح الأرض أو بالقرب منه هذه الإشارات من أقمار صناعية متعددة. ويحسب جهاز الاستقبال الفرق الزمني بين وقت إرسال الإشارة ووقت استقبالها. ثم يتم ضرب هذا الفرق الزمني، المعروف باسم زمن الرحلة، في سرعة الضوء ([latex]c[/latex]) لتحديد المسافة أو ‘المدى الكاذب’ إلى ذلك القمر الصناعي. يُستخدم مصطلح ‘المدى الكاذب’ لأن الساعة الداخلية لجهاز الاستقبال ليست متزامنة تمامًا مع الساعات الذرية عالية الدقة على الأقمار الصناعية، مما يؤدي إلى حدوث خطأ في إزاحة الوقت.

من الناحية الهندسية، فإن معرفة المسافة إلى قمر صناعي واحد تحصر موقع جهاز الاستقبال على سطح كرة مركزها ذلك القمر الصناعي بنصف قطر يساوي المدى الكاذب المحسوب. مع وجود قمر صناعي ثان، يتم تضييق الموقع إلى تقاطع كرتين، وهو عبارة عن دائرة. توفر إشارة القمر الصناعي الثالث كرة ثالثة، وينتج عن تقاطعها مع الدائرة من القمرين الصناعيين الأولين نقطتان محتملتان. وعادةً ما تكون إحدى هاتين النقطتين موقعًا غير منطقي (على سبيل المثال، بعيدًا في الفضاء أو في أعماق الأرض)، مما يسمح للمستقبل بتحديد موقعه ثنائي الأبعاد (خط العرض وخط الطول). لحلّ المجهول الرابع، الارتفاع، والأهم من ذلك، لتصحيح خطأ ساعة جهاز الاستقبال ([latex] \ دلتا t_{receiver}[/latex])، من الضروري وجود إشارة من قمر صناعي رابع. وهذا يسمح للمستقبِل بحل نظام من أربع معادلات لأربعة مجاهيل ([latex]x، y، z، \Delta t_receiver}[/latex])، مما ينتج عنه موقع ثلاثي الأبعاد دقيق ووقت دقيق.

UNESCO Nomenclature: 2212
- فيزياء الموجات الراديوية

يكتب

النظام التجريدي

الاضطراب

ثوري

الاستخدام

الاستخدام الواسع النطاق

السلائف

  • الملاحة السماوية
  • تحديد الاتجاه الراديوي (RDF)
  • نظام الملاحة بعيد المدى (LORAN)
  • نظام الأقمار الصناعية العابرة (NAVSAT)
  • المبادئ الأساسية للهندسة وعلم المثلثات
  • قياس سرعة الضوء

التطبيقات

  • أنظمة الملاحة في المركبات
  • وضع علامات جغرافية على الصور
  • الزراعة الدقيقة
  • إدارة الكوارث وخدمات الطوارئ
  • الخدمات القائمة على الموقع على الهواتف الذكية

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارات محتملة

بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
> تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.

ذات صلة بما يلي: التثليث، والتثليث، والتعدد، والمدى الكاذب، وتحديد المدى الكاذب، وتحديد المدى عبر الأقمار الصناعية، وزمن الرحلة، وتحديد المواقع عبر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، والملاحة، والهندسة، وسرعة الضوء، وإزاحة الساعة.

السياق التاريخي

مبدأ التثليث لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)

1963
1964
1968
1970
1970
1975
1980
1962
1963
1965
1970
1970
1974-11-15
1980
1980

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

الصور بالحجم الكامل والتنزيلات متاحة فقط 100% مجاناً للأعضاء المسجلين.