کد خبر:
۲۹۹۵۴ ۱۶:۵۷
۱۳۹۵/۰۴/۱۲
سیستم جی پی اس (GPS) چگونه کار می کند؟
پدال نیوز: استفاده از جیپیاس این روزها به امری عادی بدل شده است. امروزه اغلب افراد در زمان مسیریابی دیگر به سراغ استفاده از نقشههای سنتی نمیروند و از گجتهای هوشمند خود نظیر گوشیهای هوشمند، تبلت یا خوردوهایی که به سیستمهای نقشه خوانی مجهز هستند، استفاده میکنند.
به گزارش "پدال نیوز" به گزارش پایگاه خبری پدال نیوز به نقل از زومیت، سیستم موقعیت یاب ماهواره یا جی پی اس (GPS) را باید یکی از کاربردیترین فناوریهایی خواند که این روزها در انواع گجتهای هوشمند و خودروهای جدید قابل استفاده است. در ادامه با ما باشید تا نگاهی به این فناوری، نحوه کار و ابعاد مختلف استفاده از آن داشته باشیم.
استفاده از جیپیاس این روزها به امری عادی بدل شده است. امروزه اغلب افراد در زمان مسیریابی دیگر به سراغ استفاده از نقشههای سنتی نمیروند و از گجتهای هوشمند خود نظیر گوشیهای هوشمند، تبلت یا خوردوهایی که به سیستمهای نقشه خوانی مجهز هستند، استفاده میکنند. این روزها سرویسهای مسیریابی متعددی وجود دارند که شاید شناختهشدهترین آنها گوگل مپس باشد. اغلب سرویسهای موجود از سیستم جیپیاس استفاده میکنند.
در ادامه به بررسی زیرساختهای جیپیاس و فرآیند پشت پرده برای ارائهی این سرویس در کنار تغییرات ممکنی که احتمالا در آینده رخ خواهد داد، خوهیم پرداخت. با استفاده از سرویس جیپیاس میتوان بهترین مسیر را برای رسیدن به مقصد انتخاب کرد، از مسیرهای پرترافیک آگاه شد و امکان شناسایی کسب و کار شما را برای فروشندگان خدمات و کالاها روی نقشهها امکان پذیر میکند.
سیستم GPS چگونه کار میکند؟
از سال 1994 میلادی بیش از 12 ماهواره برای ارائه سرویس جیپیاس راهی مدار زمین شدهاند. این ماهوارهها در ارتفاع 21٫000 کیلومتری زمین به سر میبرند که در شش گروه یا سطح مختلف قرار گرفتهاند. ماهوارههای مورد نظر به نوعی تنظیم شدهاند که هیچگاه با حرکت در مدارهای مختلف روی همدیگر همپوشانی ندارند. هر یک از این ماهوارهها با حرکت از سوی غرب به شرق و داشتن سرعت 12٫874 کیلومتر در ساعت، دو بار در روز کرهی زمین را دور میزنند. هر یک از ماهوارهها بصورت مداوم اطلاعات زیر را به ایستگاههای زمینی گزارش میدهند:
کد Pseudorandom که شمارهی اختصاصی برای هر یک از ماهوارهها را نمایش میدهد.
اطلاعات تقویمی که مربوط به ارسال اطلاعات شامل تاریخ، زمان و سلامت ماهواره است. عدم سلامت فیزیکی ماهواره بدین معنی است که موقعیت ماهواره تغییر کرده یا مشکل دیگری برای کاربران ایجاد شده است.
تقویم نجومی، با استفاده از این فاکتور ماهواره اطلاعات تقویم نجومی را نیز برای ایستگاههای زمینی ارسال میکند.
زمانی که شما از سیستم جیپیاس روی گوشی هوشمند، تبلت یا خودرو یا هر وسیلهی دیگری استفاده میکند، دو فاکتور TOA (زمان رسیدن پیام به دست گیرنده) و TOF (زمان اختصاص یافته بین خروج پیام و رسیدن به دست گیرنده) به سیستم جیپیاس که در اختیار شما است، ارسال میشود. با در دست بودن المان مشخص سرعت نور و مکان ارسال و دریافت سیگنال، دریافت کنندهی GPS موقعیت مکانی شما را روی زمین مشخص میکند. زمانی که برای مثال با استفاده از خودروی شخصی خود در بزرگراه در حال حرکت هستید، سیستم جی پی اس مورد استفاده، سرعت حرکت را محاسبه کرده و به شما نمایش میدهد که غالبا از سرعتی که خودروی شما نمایش میدهد، کمتر است، این به معنای اشتباه سیستم جی پی اس نیست و باید به این سیستم اعتماد کرد، چراکه کیلومتر شمار خودروها معمولا سرعت حرکت را کمی بیشتر از مقدار واقعی آن نمایش میدهند. با توجه به اینکه سیگنال ارسال شده توسط ماهواره علت عبور از لایههای مختلف جو نظیر یونوسف، لایه بالایی جو در فاصلهی 60 تا 1000 کیلومتری سطح زمین دچار تاخیر میشود، از اینرو ماهوارههای جیپیاس سیگنالهای خود را با اعمال فاکتوری برای اصلاح موارد ارسال شده، مخابره میکنند.
جیپیاس برای اطلاع از موقعیت مکانی شما نیازمند ارتباط با سه ماهواره در مدار زمین است که البته ماهوارهی چهارم نیز برای تعیین ارتفاع کاربر مورد استفاده قرار میگیرد. در صورتی که بیش از چهار ماهوارهی شناسایی شده و سیستم دریافت کننده قادر به برقراری ارتباط باشد، کیفیت تشخیص موقعیت مکانی کاربر بسیار بالاتر خواهد بود و دقت این سیستم افزایش پیدا میکند. در صورتی که عوامل مخل وارد چرخهی موقعیت یابی شوند، ماهوارهها از فاکتورهای اصلاح برای بالا بردن دقت سیستم جی پی اس استفاده میکنند.
اولین ماهوارهی مربوط به سیستم جیپیاس در سال 1978 میلادی راهی مدار زمین شد. در حال حاضر ماهوارههای موجود در مدار زمین که تحت سیستم جیپیاس فعالیت میکنند میتوانند تا 10 سال بصورت عملیاتی کار کنند. هر یک از ماهوارهها روی زمین وزنی بیش از 900 کیلوگرم دارند و قطر هر یک به بیش از پنج متر میرسد که البته این قطر با احتساب پرههای مربوط به قرارگرفتن باتریهای خورشیدی محاسبه شده است. فرستندهی ماهوارهها سیگنالهایی را با قدرت 50 وات مخابره میکنند.
البته باید به این نکته نیز اشاره کرد که پیشرفت در حوزهی مکانیابی روز به روز پیشرفتهتر شده و دستگاههای گیرندهی مورد استفاده روی زمین نیز هر روز دقیقتر و کوچکتر از پیش میشوند. دارپا تراشهی جیپیاس را توسعه داده که از سکهی یک پنی کوچکتر بوده و از وجود سه ژیروسکوپ، سه شتاب سنج و ساعت داخلی بهره میبرد. تحقیقات دیگری نیز در جریان است تا زمانبندی تراشههای دریافت کنندهی جیپیاس را بیش از پیش بهبود بخشد. هدف از تمام این اقدامات، توسعهی سیستم جیپیاس بسیار پیشرفتهای است که قدرت آن با سیستمهای چند هزاردلاری برابری کرده و میتوان از آن روی سیستم خودروهای اطلاعرسانی خودروها استفاده کرد.
قدرت دریافت کنندهی سیستم جی پی اس مورد استفاده روی گجتها تا چه اندازه دقیق است؟
سیستم جیپیاس برای اولین بار با کاربری نظامی به منظور افزایش دقت ناوبری در زیردریایی، هواپیما و سایر ادوات نظامی مورد آغاز به کار کرد. سیستم جیپیاس به گونهای تنظیم شده بود که تا سال 2000 اطلاعات با دقت کمتری را برای کاربران غیرنظامی ارسال میکرد. در صورت استفادهی غیرنظامی از این سرویس، سیگنالها بصورت رمزنگاری نشده به دریافت کننده ارسال میکرد که از اینرو دقت موقعیت یابی در آن زمان 100 متر بود. دقت 100 متری برای استفاده در سیستمهای ناوبری نظیر خودرها و مسیریابی چندان کاربردی نبود، چراکه برای مثال در صورت نیاز به دور زدن در تقاطع بعدی، دقت 100 متری هیچگاه قادر به راهنمایی در مسیر درست نبود.
با توسعهی سیستم Defferential GPS که از ایستگاههای زمینی بهره میبرد، دقت سیگنالهای ارسال شده توسط ماهوارهها به 15 متر افزایش یافت، بطوریکه حتی در برخی موارد دقت موقعیت یابی کمتر از چند سانتیمتر نیز ثبت شده بود. همزمان با این موضوع ادارهی هوانوردی فدرال، گارد ساحلی و وزارت ترابری درخواستی را مبنی بر در دسترس بودن این سیستم صادر کردند. بیل کلینتون، رئیس جمهور وقت ایالات متحدهی آمریکا دستور داد تا در دسترس بودن انتخابی سیستم جیپیاس از سال 2000 از بین رفته و در اختیار همگان قرار گیرد.
امروزه سیستم جیپیاس مورد استفاده در خودروها دقتی در حدود 10 تا 15 متر دارد. همچنین قیمت دریافت کنندهی ماهوارهای جیپیاس نیز به کمتر از چند دلار کاهش یافته است. امروزه رسیورهای معمولی مورد استفاده در گجتهای مختلف و خودروها دقتی تا 3 متر دارند، حال آنکه نمونههای گران قیمت دقت خود را تا چند سانتیمتر نیز کاهش دادهاند. برای مثال سیستم Trimble Total Station GPS دقتی کمتر از 3 سانتیمتر دارد. افزایش دقت سیستم های موقعیت یاب ماهوارهای بدین معنی است که میتوان از این سیستمها برای کنترل ابزارهای ریموت راهسازی استفاده کرد.
در صورتی که خودروی شما از سیستم موقعیت یاب قدیمی با دقت 10 تا 15 متری استفاده میکند، یک حقه در زمان مسیریابی برای پوشش دقت پایین استفاده میشود. برای مثال در صورتی که در بزرگراهی شمال به جنوب در حال حرکت باشید و در نزدیکی شما راه فرعی یا خروجی وجود نداشته باشد، نشانگر موقعیت یاب در مسیر مورد نظر باقی میماند، اما در صورتی که یک دوراهی یا خروجی در مسیر وجود داشته باشد، نشانگر مسیریاب شما را به سمت شمالیترین راه هدایت خواهد کرد. در صورتی که شما مسیری دایرهای طی کرده یا از مسیر اصلی به فرعی وارد شده یا دور بزنید، سیستم دوباره خود را کالیبره میکند. سیستم موقعیت یاب ماهوارهای معمولا از وجود ماژولهای دیگری نیز بهره میبرد که شامل قطب نمای داخلی، سنسور تشخیص حرکت و سرعت سنجی است تا بصورت دقیق در صورت وارد شدن به تونل نیز قادر به محاسبهی دقیق مکان شما باشد.
کاربردهای دیگر سیستم GPS در خودروها غیر از مسیریابی چیست؟
به طور حتم اصلیترین کاربرد سیستم موقعیت یاب ماهوارهای در خودروها را باید مسیریابی و نشان دادن موقعیت مکانی روی نقشه خواند، هرچند این مورد تنها کاربرد GPS در خودروها و به طور کلی در گجتهای هوشمند نیست. در ادامه مثالهایی را از کاربردهای دیگر این سرویس بیان میکنیم:
اعلام خودکار تصادف. در صورتی که خودرو از وجود سیتسم تله ماتیک (ترکیبی از سیستم اطلاعاتی خودرو و سیستم اطلاعرسانی از طریق شبکهی مخابرات و دیتا) نظیر OnStar جنرال موتورز بهره ببرد، در این صورت اگر تصادفی رخ دهد، این سیستم بصورت خودکار موضوع را به مرکز تماس کمپانی اطلاع داده و از این طریق موضوع به مرکز امداد و نجات گزارش داده میشود. برای مثال سیستم Ford Sync با استفاده از ارتباط سیستم اطلاعرسانی خودرو با گوشی از طریق بلوتوث، از گوشی هوشمند کاربر برای برقراری تماس با مرکز امداد و نجات و پلیس بهره میبرد. سیستمهای جدیدتر مبتنی بر جیپیاس حتی قادرند تا شدت تصادف صورت گرفته را نیز مشخص کرده و علاوه بر محل وقوع تصادف، شدت تصادف را مشخص کنند. بی ام و و جنرال موتورز در حال کار روی الگوریتمهایی هستند تا میزان آسیب دیدگی سرنشینان خودرو را نیز پیشبینی کرده و وضعیت سرنشینان پس از تصادف را مشخص کند.
چراغهای جلویی هوشمند پیش بینی کننده. با پیشرفت روزافزون خودروها، تکنولوژیهای جدیدی مورد استفاده قرار میگیرد که چراغها نیز شامل این تغییرات و پیشرفتها میشوند. در چراغ خودروها ابتدا لامپهای معمولی مورد استفاده قرار میگرفتند اما رفته رفته شاهد ظهور چراغهای زنون، الایدی و لیزری هستیم، حال آنکه ساختار کلی چراغها نیز از بکارگیری الگوی ساده به سمت سیستم تغییر جهت دهنده با حرکت فرمان پیش رفته است، بطوریکه در صورت چرخاندن فرمان به سمت راست، چراغها نیز به سمت راست و در صورت چرخاندن به سمت چپ، به این سمت میگردد. اما با ظهور جیپیاس و گسترش استفاده از این سیستم در خودروها، چراغها با استفاده از نقشه و پیش از چرخش به راست و چپ، به جهت مورد نظر گردش خواهند کرد. با استفاده از این قابلیت رانندگان قادر خواهند بود تا پیش از چرخش، نقاط کور را که میتواند محلی برای قرار گرفتن عابرین یا خودروهای پارک شده باشند، ببینند. فورد در حال اجرای آزمایشی چنین سیستمی در خوردوهای خود است.
خودروهای هیبریدی و الکتریکی با دامنهی حرکتی بالاتر. استفاده از دادههای حاصل از سیستم جیپیاس در کنار مسیریابی و باتری باقی مانده در خودرو، میتواند فرآیند مصرف انرژی در خودروهای الکتریکی یا هیبریدی را بسیار هوشمندانه مدیریت کند. برای مثال تصور کنید که با خودروی تویوتا پریوس هیبریدی خود در حال حرکت در بزرگراه هستید، در صورتی که خودرو از پستی و بلندی یا ترافیک مسیر آگاه باشد، میتوان تقسیم نیرو را به طور هوشمندانه انجام داد و در نتیجه در زمان سرنشینان نیز صرفه جویی کرد، بطوریکه خودرو با آگاهی از امکان شارژ خودرو از طریق ترمزگیری یا رسیدن به سرازیری به منظور شارژ، میتواند مسیر پیش رو را با سرعت بیشتری طی کند.
استفاه از خدمات رفاهی. این روزها سرویسهای بسیاری وجود دارند که میتوان با استفاده از آنها نزدیکترین رستوران، پمپ بنزین یا هر سرویس خدماتی را پیدا کرد، اما وظیفهی تفکیک بهترین گزینه که در مسیر حرکت بوده و کاربر از آن عبور نکرده باشد، برعهدهی خود افراد است. با استفاده از جیپیاس و درک این موضوع که کاربر در چه مسیری حرکت میکند، سیستم میتواند بهترین گزینه را که شاید در فاصلهی نزدیک در مسیر مقصد باشد، معرفی کند.
اپلیکیشنهای گوشی هوشمند. در صورتی که خودرو به سیستم هوشمند نظیر سیستم گوگل یا اپل مجهز باشد، میتوان با استفاده از یک اپلیکیشن روی گوشی هوشمند، خودرو را استارت زده و تنظیمات دلخواه برای سیستم تهویه را اعمال کرد، با وجود سیستم جیپیاس امکان مسیریابی تا رسیدن به خودرو نیز وجود دارد که در محلهای شلوغ نظیر پارکینگ مراکز خرید و استادیومها بسیار کاربردی است.
پارکینگ هوشمند با در خودکار. این روزها بسیاری از پارکینگها در منازل و مجتعهای مسکونی دارای درهای خودکار هستند که ورود به آنها مستلزم استفاده از ریموت یا در موارد پیشرفته استفاده از سیستم خودرو برای ارسال پیامی به منظور باز کردن در است، حال آنکه در صورت استفاده از جیپیاس، در صورتی که خودرو احساس کند که در حال نزدیک شدن به در پارکینگ است، پیامی را بصورت خودکار برای باز شدن در ارسال کرده و در نتیجه بدون نیاز به اینکه توجه راننده متوجه باز کردن خودرو از طریق فشردن کلیدی باشد، در باز میشود.
GPS و خودروهای هوشمند
این روزها اغلب خودروهای هوشمند با تکیه بر فناوریهای بینایی ماشین که شامل انواع سنسورهای بینایی و نقشههای سه بعدی است، مسیر حرکت را شناسایی کرده و به پیش میروند، هرچند جیپیاس نیز مورد استفاده قرار میگیرد، اما میتوان نقش جیپیاس را در این خودروها پررنگتر کرد. با استفاده از سیستمهای جیپیاس که خطایی کمتر از چند سانتیمتر دارند، میتوان خودروهای هوشمند را به بهترین شکل ممکن در میان خطوط و به سمت مقصد هدایت کرد.
هرچند استفاده از سیستمهای بینایی برای تشخیص مسیر بسیار کاربردی است، اما این سیستمها نیز در شرایطی نمیتوانند کارایی همیشگی را داشته باشند که از جملهی آن میتوان به هوای باراتی یا برفی اشاره کرد، چراکه برای مثال در چنین آب و هوایی نمیتوان خط کشی جاده را به راحتی تشخیص داد و از اینرو در چنین شرایطی سیستم جیپیاس میتواند به یاری خودروهای هوشمند شتافته و فارغ از هر مشکلی به هدایت خودرو بپردازد.
انواع سیستمهای ناوبری خودروی مبتنی بر GPS
اولین سیستمهای مبتنی بر جیپیاس برای خودروها در میانه دههی 90 میلادی با سری هفت بی ام و راهی بازار شدند. این سیستم قیمتی 2٫500 دلاری داشت. این روزها تعداد سیستمهای ناوبری تولید شده برای استفاده در خودروها افزایش یافته و قیمت اغلب آنها 500 دلار یا کمتر است، البته شماری از بهترین نمونهها نیز قیمتی 1٫000 دلاری دارند. البته در اغلب خودروهایی که قیمتی فراتر از 50٫000 دلار دارند، میتواند چنین سیستمهایی را بصورت پیش فرض مورد استفاده قرار داد. معمولا سیستمهای ناوبری که بصورت پیش فرض روی خودروها نصب میشوند، عملکرد بهتری دارند، چراکه آنتن سیستم جیپیاس بصورت استاندارد در سقف خودرو قرار گرفته و از این رو ارتباط با ماهواره با سرعت بیشتری انجام میشوند.
البته ظهور سیستمهایی نظیر کارپلی اپل و اندروید اتو گوگل قابلیتهای بیشتری را در اختیار رانندگان قرار میدهد. بطوریکه این سیستمها مسیریابی و هماهنگی سیستم خودرو با گوشی هوشمند را بسیار تسهیل کردهاند.
باید دید که در سالهای آینده به بهبود دقت سیستمهای جیپیاس، نقش این فناوری در خودروهای آینده به چه اندازهی پررنگتر خواهد شد.
استفاده از جیپیاس این روزها به امری عادی بدل شده است. امروزه اغلب افراد در زمان مسیریابی دیگر به سراغ استفاده از نقشههای سنتی نمیروند و از گجتهای هوشمند خود نظیر گوشیهای هوشمند، تبلت یا خوردوهایی که به سیستمهای نقشه خوانی مجهز هستند، استفاده میکنند. این روزها سرویسهای مسیریابی متعددی وجود دارند که شاید شناختهشدهترین آنها گوگل مپس باشد. اغلب سرویسهای موجود از سیستم جیپیاس استفاده میکنند.
در ادامه به بررسی زیرساختهای جیپیاس و فرآیند پشت پرده برای ارائهی این سرویس در کنار تغییرات ممکنی که احتمالا در آینده رخ خواهد داد، خوهیم پرداخت. با استفاده از سرویس جیپیاس میتوان بهترین مسیر را برای رسیدن به مقصد انتخاب کرد، از مسیرهای پرترافیک آگاه شد و امکان شناسایی کسب و کار شما را برای فروشندگان خدمات و کالاها روی نقشهها امکان پذیر میکند.
سیستم GPS چگونه کار میکند؟
از سال 1994 میلادی بیش از 12 ماهواره برای ارائه سرویس جیپیاس راهی مدار زمین شدهاند. این ماهوارهها در ارتفاع 21٫000 کیلومتری زمین به سر میبرند که در شش گروه یا سطح مختلف قرار گرفتهاند. ماهوارههای مورد نظر به نوعی تنظیم شدهاند که هیچگاه با حرکت در مدارهای مختلف روی همدیگر همپوشانی ندارند. هر یک از این ماهوارهها با حرکت از سوی غرب به شرق و داشتن سرعت 12٫874 کیلومتر در ساعت، دو بار در روز کرهی زمین را دور میزنند. هر یک از ماهوارهها بصورت مداوم اطلاعات زیر را به ایستگاههای زمینی گزارش میدهند:
کد Pseudorandom که شمارهی اختصاصی برای هر یک از ماهوارهها را نمایش میدهد.
اطلاعات تقویمی که مربوط به ارسال اطلاعات شامل تاریخ، زمان و سلامت ماهواره است. عدم سلامت فیزیکی ماهواره بدین معنی است که موقعیت ماهواره تغییر کرده یا مشکل دیگری برای کاربران ایجاد شده است.
تقویم نجومی، با استفاده از این فاکتور ماهواره اطلاعات تقویم نجومی را نیز برای ایستگاههای زمینی ارسال میکند.
زمانی که شما از سیستم جیپیاس روی گوشی هوشمند، تبلت یا خودرو یا هر وسیلهی دیگری استفاده میکند، دو فاکتور TOA (زمان رسیدن پیام به دست گیرنده) و TOF (زمان اختصاص یافته بین خروج پیام و رسیدن به دست گیرنده) به سیستم جیپیاس که در اختیار شما است، ارسال میشود. با در دست بودن المان مشخص سرعت نور و مکان ارسال و دریافت سیگنال، دریافت کنندهی GPS موقعیت مکانی شما را روی زمین مشخص میکند. زمانی که برای مثال با استفاده از خودروی شخصی خود در بزرگراه در حال حرکت هستید، سیستم جی پی اس مورد استفاده، سرعت حرکت را محاسبه کرده و به شما نمایش میدهد که غالبا از سرعتی که خودروی شما نمایش میدهد، کمتر است، این به معنای اشتباه سیستم جی پی اس نیست و باید به این سیستم اعتماد کرد، چراکه کیلومتر شمار خودروها معمولا سرعت حرکت را کمی بیشتر از مقدار واقعی آن نمایش میدهند. با توجه به اینکه سیگنال ارسال شده توسط ماهواره علت عبور از لایههای مختلف جو نظیر یونوسف، لایه بالایی جو در فاصلهی 60 تا 1000 کیلومتری سطح زمین دچار تاخیر میشود، از اینرو ماهوارههای جیپیاس سیگنالهای خود را با اعمال فاکتوری برای اصلاح موارد ارسال شده، مخابره میکنند.
جیپیاس برای اطلاع از موقعیت مکانی شما نیازمند ارتباط با سه ماهواره در مدار زمین است که البته ماهوارهی چهارم نیز برای تعیین ارتفاع کاربر مورد استفاده قرار میگیرد. در صورتی که بیش از چهار ماهوارهی شناسایی شده و سیستم دریافت کننده قادر به برقراری ارتباط باشد، کیفیت تشخیص موقعیت مکانی کاربر بسیار بالاتر خواهد بود و دقت این سیستم افزایش پیدا میکند. در صورتی که عوامل مخل وارد چرخهی موقعیت یابی شوند، ماهوارهها از فاکتورهای اصلاح برای بالا بردن دقت سیستم جی پی اس استفاده میکنند.
اولین ماهوارهی مربوط به سیستم جیپیاس در سال 1978 میلادی راهی مدار زمین شد. در حال حاضر ماهوارههای موجود در مدار زمین که تحت سیستم جیپیاس فعالیت میکنند میتوانند تا 10 سال بصورت عملیاتی کار کنند. هر یک از ماهوارهها روی زمین وزنی بیش از 900 کیلوگرم دارند و قطر هر یک به بیش از پنج متر میرسد که البته این قطر با احتساب پرههای مربوط به قرارگرفتن باتریهای خورشیدی محاسبه شده است. فرستندهی ماهوارهها سیگنالهایی را با قدرت 50 وات مخابره میکنند.
البته باید به این نکته نیز اشاره کرد که پیشرفت در حوزهی مکانیابی روز به روز پیشرفتهتر شده و دستگاههای گیرندهی مورد استفاده روی زمین نیز هر روز دقیقتر و کوچکتر از پیش میشوند. دارپا تراشهی جیپیاس را توسعه داده که از سکهی یک پنی کوچکتر بوده و از وجود سه ژیروسکوپ، سه شتاب سنج و ساعت داخلی بهره میبرد. تحقیقات دیگری نیز در جریان است تا زمانبندی تراشههای دریافت کنندهی جیپیاس را بیش از پیش بهبود بخشد. هدف از تمام این اقدامات، توسعهی سیستم جیپیاس بسیار پیشرفتهای است که قدرت آن با سیستمهای چند هزاردلاری برابری کرده و میتوان از آن روی سیستم خودروهای اطلاعرسانی خودروها استفاده کرد.
قدرت دریافت کنندهی سیستم جی پی اس مورد استفاده روی گجتها تا چه اندازه دقیق است؟
سیستم جیپیاس برای اولین بار با کاربری نظامی به منظور افزایش دقت ناوبری در زیردریایی، هواپیما و سایر ادوات نظامی مورد آغاز به کار کرد. سیستم جیپیاس به گونهای تنظیم شده بود که تا سال 2000 اطلاعات با دقت کمتری را برای کاربران غیرنظامی ارسال میکرد. در صورت استفادهی غیرنظامی از این سرویس، سیگنالها بصورت رمزنگاری نشده به دریافت کننده ارسال میکرد که از اینرو دقت موقعیت یابی در آن زمان 100 متر بود. دقت 100 متری برای استفاده در سیستمهای ناوبری نظیر خودرها و مسیریابی چندان کاربردی نبود، چراکه برای مثال در صورت نیاز به دور زدن در تقاطع بعدی، دقت 100 متری هیچگاه قادر به راهنمایی در مسیر درست نبود.
با توسعهی سیستم Defferential GPS که از ایستگاههای زمینی بهره میبرد، دقت سیگنالهای ارسال شده توسط ماهوارهها به 15 متر افزایش یافت، بطوریکه حتی در برخی موارد دقت موقعیت یابی کمتر از چند سانتیمتر نیز ثبت شده بود. همزمان با این موضوع ادارهی هوانوردی فدرال، گارد ساحلی و وزارت ترابری درخواستی را مبنی بر در دسترس بودن این سیستم صادر کردند. بیل کلینتون، رئیس جمهور وقت ایالات متحدهی آمریکا دستور داد تا در دسترس بودن انتخابی سیستم جیپیاس از سال 2000 از بین رفته و در اختیار همگان قرار گیرد.
امروزه سیستم جیپیاس مورد استفاده در خودروها دقتی در حدود 10 تا 15 متر دارد. همچنین قیمت دریافت کنندهی ماهوارهای جیپیاس نیز به کمتر از چند دلار کاهش یافته است. امروزه رسیورهای معمولی مورد استفاده در گجتهای مختلف و خودروها دقتی تا 3 متر دارند، حال آنکه نمونههای گران قیمت دقت خود را تا چند سانتیمتر نیز کاهش دادهاند. برای مثال سیستم Trimble Total Station GPS دقتی کمتر از 3 سانتیمتر دارد. افزایش دقت سیستم های موقعیت یاب ماهوارهای بدین معنی است که میتوان از این سیستمها برای کنترل ابزارهای ریموت راهسازی استفاده کرد.
در صورتی که خودروی شما از سیستم موقعیت یاب قدیمی با دقت 10 تا 15 متری استفاده میکند، یک حقه در زمان مسیریابی برای پوشش دقت پایین استفاده میشود. برای مثال در صورتی که در بزرگراهی شمال به جنوب در حال حرکت باشید و در نزدیکی شما راه فرعی یا خروجی وجود نداشته باشد، نشانگر موقعیت یاب در مسیر مورد نظر باقی میماند، اما در صورتی که یک دوراهی یا خروجی در مسیر وجود داشته باشد، نشانگر مسیریاب شما را به سمت شمالیترین راه هدایت خواهد کرد. در صورتی که شما مسیری دایرهای طی کرده یا از مسیر اصلی به فرعی وارد شده یا دور بزنید، سیستم دوباره خود را کالیبره میکند. سیستم موقعیت یاب ماهوارهای معمولا از وجود ماژولهای دیگری نیز بهره میبرد که شامل قطب نمای داخلی، سنسور تشخیص حرکت و سرعت سنجی است تا بصورت دقیق در صورت وارد شدن به تونل نیز قادر به محاسبهی دقیق مکان شما باشد.
کاربردهای دیگر سیستم GPS در خودروها غیر از مسیریابی چیست؟
به طور حتم اصلیترین کاربرد سیستم موقعیت یاب ماهوارهای در خودروها را باید مسیریابی و نشان دادن موقعیت مکانی روی نقشه خواند، هرچند این مورد تنها کاربرد GPS در خودروها و به طور کلی در گجتهای هوشمند نیست. در ادامه مثالهایی را از کاربردهای دیگر این سرویس بیان میکنیم:
اعلام خودکار تصادف. در صورتی که خودرو از وجود سیتسم تله ماتیک (ترکیبی از سیستم اطلاعاتی خودرو و سیستم اطلاعرسانی از طریق شبکهی مخابرات و دیتا) نظیر OnStar جنرال موتورز بهره ببرد، در این صورت اگر تصادفی رخ دهد، این سیستم بصورت خودکار موضوع را به مرکز تماس کمپانی اطلاع داده و از این طریق موضوع به مرکز امداد و نجات گزارش داده میشود. برای مثال سیستم Ford Sync با استفاده از ارتباط سیستم اطلاعرسانی خودرو با گوشی از طریق بلوتوث، از گوشی هوشمند کاربر برای برقراری تماس با مرکز امداد و نجات و پلیس بهره میبرد. سیستمهای جدیدتر مبتنی بر جیپیاس حتی قادرند تا شدت تصادف صورت گرفته را نیز مشخص کرده و علاوه بر محل وقوع تصادف، شدت تصادف را مشخص کنند. بی ام و و جنرال موتورز در حال کار روی الگوریتمهایی هستند تا میزان آسیب دیدگی سرنشینان خودرو را نیز پیشبینی کرده و وضعیت سرنشینان پس از تصادف را مشخص کند.
چراغهای جلویی هوشمند پیش بینی کننده. با پیشرفت روزافزون خودروها، تکنولوژیهای جدیدی مورد استفاده قرار میگیرد که چراغها نیز شامل این تغییرات و پیشرفتها میشوند. در چراغ خودروها ابتدا لامپهای معمولی مورد استفاده قرار میگرفتند اما رفته رفته شاهد ظهور چراغهای زنون، الایدی و لیزری هستیم، حال آنکه ساختار کلی چراغها نیز از بکارگیری الگوی ساده به سمت سیستم تغییر جهت دهنده با حرکت فرمان پیش رفته است، بطوریکه در صورت چرخاندن فرمان به سمت راست، چراغها نیز به سمت راست و در صورت چرخاندن به سمت چپ، به این سمت میگردد. اما با ظهور جیپیاس و گسترش استفاده از این سیستم در خودروها، چراغها با استفاده از نقشه و پیش از چرخش به راست و چپ، به جهت مورد نظر گردش خواهند کرد. با استفاده از این قابلیت رانندگان قادر خواهند بود تا پیش از چرخش، نقاط کور را که میتواند محلی برای قرار گرفتن عابرین یا خودروهای پارک شده باشند، ببینند. فورد در حال اجرای آزمایشی چنین سیستمی در خوردوهای خود است.
خودروهای هیبریدی و الکتریکی با دامنهی حرکتی بالاتر. استفاده از دادههای حاصل از سیستم جیپیاس در کنار مسیریابی و باتری باقی مانده در خودرو، میتواند فرآیند مصرف انرژی در خودروهای الکتریکی یا هیبریدی را بسیار هوشمندانه مدیریت کند. برای مثال تصور کنید که با خودروی تویوتا پریوس هیبریدی خود در حال حرکت در بزرگراه هستید، در صورتی که خودرو از پستی و بلندی یا ترافیک مسیر آگاه باشد، میتوان تقسیم نیرو را به طور هوشمندانه انجام داد و در نتیجه در زمان سرنشینان نیز صرفه جویی کرد، بطوریکه خودرو با آگاهی از امکان شارژ خودرو از طریق ترمزگیری یا رسیدن به سرازیری به منظور شارژ، میتواند مسیر پیش رو را با سرعت بیشتری طی کند.
استفاه از خدمات رفاهی. این روزها سرویسهای بسیاری وجود دارند که میتوان با استفاده از آنها نزدیکترین رستوران، پمپ بنزین یا هر سرویس خدماتی را پیدا کرد، اما وظیفهی تفکیک بهترین گزینه که در مسیر حرکت بوده و کاربر از آن عبور نکرده باشد، برعهدهی خود افراد است. با استفاده از جیپیاس و درک این موضوع که کاربر در چه مسیری حرکت میکند، سیستم میتواند بهترین گزینه را که شاید در فاصلهی نزدیک در مسیر مقصد باشد، معرفی کند.
اپلیکیشنهای گوشی هوشمند. در صورتی که خودرو به سیستم هوشمند نظیر سیستم گوگل یا اپل مجهز باشد، میتوان با استفاده از یک اپلیکیشن روی گوشی هوشمند، خودرو را استارت زده و تنظیمات دلخواه برای سیستم تهویه را اعمال کرد، با وجود سیستم جیپیاس امکان مسیریابی تا رسیدن به خودرو نیز وجود دارد که در محلهای شلوغ نظیر پارکینگ مراکز خرید و استادیومها بسیار کاربردی است.
پارکینگ هوشمند با در خودکار. این روزها بسیاری از پارکینگها در منازل و مجتعهای مسکونی دارای درهای خودکار هستند که ورود به آنها مستلزم استفاده از ریموت یا در موارد پیشرفته استفاده از سیستم خودرو برای ارسال پیامی به منظور باز کردن در است، حال آنکه در صورت استفاده از جیپیاس، در صورتی که خودرو احساس کند که در حال نزدیک شدن به در پارکینگ است، پیامی را بصورت خودکار برای باز شدن در ارسال کرده و در نتیجه بدون نیاز به اینکه توجه راننده متوجه باز کردن خودرو از طریق فشردن کلیدی باشد، در باز میشود.
GPS و خودروهای هوشمند
این روزها اغلب خودروهای هوشمند با تکیه بر فناوریهای بینایی ماشین که شامل انواع سنسورهای بینایی و نقشههای سه بعدی است، مسیر حرکت را شناسایی کرده و به پیش میروند، هرچند جیپیاس نیز مورد استفاده قرار میگیرد، اما میتوان نقش جیپیاس را در این خودروها پررنگتر کرد. با استفاده از سیستمهای جیپیاس که خطایی کمتر از چند سانتیمتر دارند، میتوان خودروهای هوشمند را به بهترین شکل ممکن در میان خطوط و به سمت مقصد هدایت کرد.
هرچند استفاده از سیستمهای بینایی برای تشخیص مسیر بسیار کاربردی است، اما این سیستمها نیز در شرایطی نمیتوانند کارایی همیشگی را داشته باشند که از جملهی آن میتوان به هوای باراتی یا برفی اشاره کرد، چراکه برای مثال در چنین آب و هوایی نمیتوان خط کشی جاده را به راحتی تشخیص داد و از اینرو در چنین شرایطی سیستم جیپیاس میتواند به یاری خودروهای هوشمند شتافته و فارغ از هر مشکلی به هدایت خودرو بپردازد.
انواع سیستمهای ناوبری خودروی مبتنی بر GPS
اولین سیستمهای مبتنی بر جیپیاس برای خودروها در میانه دههی 90 میلادی با سری هفت بی ام و راهی بازار شدند. این سیستم قیمتی 2٫500 دلاری داشت. این روزها تعداد سیستمهای ناوبری تولید شده برای استفاده در خودروها افزایش یافته و قیمت اغلب آنها 500 دلار یا کمتر است، البته شماری از بهترین نمونهها نیز قیمتی 1٫000 دلاری دارند. البته در اغلب خودروهایی که قیمتی فراتر از 50٫000 دلار دارند، میتواند چنین سیستمهایی را بصورت پیش فرض مورد استفاده قرار داد. معمولا سیستمهای ناوبری که بصورت پیش فرض روی خودروها نصب میشوند، عملکرد بهتری دارند، چراکه آنتن سیستم جیپیاس بصورت استاندارد در سقف خودرو قرار گرفته و از این رو ارتباط با ماهواره با سرعت بیشتری انجام میشوند.
البته ظهور سیستمهایی نظیر کارپلی اپل و اندروید اتو گوگل قابلیتهای بیشتری را در اختیار رانندگان قرار میدهد. بطوریکه این سیستمها مسیریابی و هماهنگی سیستم خودرو با گوشی هوشمند را بسیار تسهیل کردهاند.
باید دید که در سالهای آینده به بهبود دقت سیستمهای جیپیاس، نقش این فناوری در خودروهای آینده به چه اندازهی پررنگتر خواهد شد.
گزارش خطا
پسندها: 0
ارسال نظر
آخرین اخبار
خودروی هنری bmw v8 art car در شانگهای رونمایی شد +تصاویر BMW iX1 کراس اوور برقی باواریا در نمایشگاه شانگهای رونمایی شد +تصاویر Chery Tiggo 9L با بالاترین سطح تکنولوژی در شانگهای رونمایی شد +تصاویر GAC AION از مدل مفهومی "HYPTEC EARTH" رونمایی کرد +تصاویر Skytop زیباترین خودروی BMW در Auto Shanghai 2025 رونمایی شد +تصاویر BMW i3 تمام برقی در نمایشگاه شانگهای 2025 رونمایی شد +تصاویر شیائومی SU7 اولترا در نمایشگاه شانگهای به نمایش درآمد +تصاویر بایک BJ40 یک شاسی بلند آفرودی خاص در شانگهای رونمایی شد +تصاویر تردید دولت در سهراهی خودرو افت تولید قطعه در سایه بحران نقدینگی کاهش ۱۰۰ میلیونی پژو ۲۰۷ پانوراما نمایش مایکسترو S800 سدان سوپرلوکس در نمایشگاه شانگهای 2025 +تصاویر BAIC BJ30 HEV در نمایشگاه خودرو شانگهای 2025 رونمایی شد +تصاویر Geely Galaxy Starship 7 EM-i در نمایشگاه شانگهای رونمایی شد +تصاویر پیکاپ هیبریدی رادار جیلی با گیربکس 3DHT در شانگهای رونمایی شد +تصاویر Leapmotor B01 رقیب تسلا مدل 3 در شانگهای رونمایی شد +تصاویر خودروی مفهومی لوکس “پرل” توسط Roewe در شانگهای رونمایی شد +تصاویر هونگچی از شاسی بلند خشن خود در نمایشگاه شانگهای رونمایی کرد +تصاویر محصولات جدید مدیران خودرو در Auto Shanghai 2025 رونمایی شد +تصاویر استراتژی جهانی Great Wall در نمایشگاه شانگهای رونمایی شد Nissan N7 تمام برقی در نمایشگاه خودرو شانگهای رونمایی شد +تصاویر Tank 300 Hooke در نمایشگاه خودرو شانگهای 2025 رونمایی شد +تصاویر BMW 330I در نمایشگاه خودرو شانگهای 2025 رونمایی شد +تصاویر BMW 2 Series در نمایشگاه خودرو شانگهای 2025 رونمایی شد +تصاویر وویا فری + با بهره گیری از زبان طراحی جدید در شانگهای رونمایی شد +تصاویر GAC Aion از خودروی خودران سطح 4 در شانگهای رونمایی کرد +تصاویر Geely Galaxy Cruiser در نمایشگاه شانگهای 2025 رونمایی شد +تصاویر چانگان دیپال S09 با انبوه امکانات لوکس در شانگهای به نمایش درآمد +تصاویر نمایش 53 مدل از محصولات برند CHERY در Auto Shanghai 2025 فولکس واگن ID.3 GTX نسخه اسپرت در شانگهای رونمایی شد +تصاویر بی ام و M4 نوربرگ رینگ ادیشن در نمایشگاه شانگهای رونمایی شد +تصاویر دانگ فنگ نامی 06 با طراحی مدرن در Auto Shanghai رونمایی شد +تصاویر هوندا GT برقی جدید از سری Ye در شانگهای رونمایی شد +تصاویر یانگ وانگ U8L، شاسی بلند لوکس بی وای دی رونمایی شد +تصاویر بی ام و VDX با قدرت 1700 اسب بخار در شانگهای معرفی شد +تصاویر ممنوعیت خرید خودروهای خارجی برای دستگاههای دولتی لغو شد Chery Himla با کابین دوگانه در نمایشگاه شانگهای رونمایی شد +تصاویر Chery QQ تمام برقی در نمایشگاه خودرو شانگهای رونمایی شد +تصاویر همکاری CATL با 5 خودروساز بزرگ چین در Auto Shanghai فولکس واگن ID. UNYX 06 در نمایشگاه شانگهای رونمایی شد +تصاویر تویوتا bZ7 با سیستم عامل هوآوی در شانگهای رونمایی شد +تصاویر Nissan Frontier Pro PHEV در نمایشگاه شانگهای رونمایی شد +تصاویر MG Cyberster مدل 2026 در نمایشگاه شانگهای رونمایی شد AVATR 07 در نمایشگاه خودرو شانگهای 2025 رونمایی شد +تصاویر خودروهای هوشمند بی ام و در Auto Shanghai معرفی شد MG Cyber X در نمایشگاه خودرو شانگهای رونمایی شد +تصاویر شرایط فروش ایرس HM5 توسط ماموت خودرو اعلام شد +جدول Denza Z برقی رقیب پورشه 911 در Auto Shanghai رونمایی شد +تصاویر مزدا EZ-60 در نمایشگاه خودرو شانگهای ۲۰۲۵ روتنمایی شد +تصاویر سه کانسپت برقی فولکس واگن در نمایشگاه شانگهای رونمایی شد +تصاویر
شرایط فروش
پربازدیدترینها
پربحثترینها
BMW 330I در نمایشگاه خودرو شانگهای 2025 رونمایی شد +تصاویر Tank 300 Hooke در نمایشگاه خودرو شانگهای 2025 رونمایی شد +تصاویر Nissan N7 تمام برقی در نمایشگاه خودرو شانگهای رونمایی شد +تصاویر استراتژی جهانی Great Wall در نمایشگاه شانگهای رونمایی شد محصولات جدید مدیران خودرو در Auto Shanghai 2025 رونمایی شد +تصاویر هونگچی از شاسی بلند خشن خود در نمایشگاه شانگهای رونمایی کرد +تصاویر خودروی مفهومی لوکس “پرل” توسط Roewe در شانگهای رونمایی شد +تصاویر Leapmotor B01 رقیب تسلا مدل 3 در شانگهای رونمایی شد +تصاویر پیکاپ هیبریدی رادار جیلی با گیربکس 3DHT در شانگهای رونمایی شد +تصاویر Geely Galaxy Starship 7 EM-i در نمایشگاه شانگهای رونمایی شد +تصاویر BAIC BJ30 HEV در نمایشگاه خودرو شانگهای 2025 رونمایی شد +تصاویر نمایش مایکسترو S800 سدان سوپرلوکس در نمایشگاه شانگهای 2025 +تصاویر افت تولید قطعه در سایه بحران نقدینگی کاهش ۱۰۰ میلیونی پژو ۲۰۷ پانوراما تردید دولت در سهراهی خودرو بایک BJ40 یک شاسی بلند آفرودی خاص در شانگهای رونمایی شد +تصاویر شیائومی SU7 اولترا در نمایشگاه شانگهای به نمایش درآمد +تصاویر BMW i3 تمام برقی در نمایشگاه شانگهای 2025 رونمایی شد +تصاویر Skytop زیباترین خودروی BMW در Auto Shanghai 2025 رونمایی شد +تصاویر GAC AION از مدل مفهومی "HYPTEC EARTH" رونمایی کرد +تصاویر Chery Tiggo 9L با بالاترین سطح تکنولوژی در شانگهای رونمایی شد +تصاویر BMW iX1 کراس اوور برقی باواریا در نمایشگاه شانگهای رونمایی شد +تصاویر خودروی هنری bmw v8 art car در شانگهای رونمایی شد +تصاویر