GPS सिस्टम कैसे काम करता है?

GPS क्या है?

जीपीएस या ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम एक उपग्रह नेविगेशन प्रणाली है जो उपयोगकर्ता के लिए सभी जलवायु परिस्थितियों में स्थान और समय की जानकारी प्रस्तुत करता है। जीपीएस का उपयोग विमानों, जहाजों, कारों और ट्रकों में नेविगेशन के लिए भी किया जाता है। यह प्रणाली दुनिया भर में सैन्य और असैनिक उपयोगकर्ताओं को महत्वपूर्ण क्षमता प्रदान करती है। जीपीएस दुनिया भर में लगातार वास्तविक समय, 3-आयामी स्थिति, नेविगेशन और समय प्रदान करता है।

GPS सिस्टम कैसे काम करता है?

जीपीएस में तीन खंड होते हैं:

1) अंतरिक्ष खंड: जीपीएस उपग्रह

2) अमेरिकी सेना द्वारा संचालित नियंत्रण प्रणाली,

3) उपयोगकर्ता सेगमेंट, जिसमें सैन्य और नागरिक दोनों उपयोगकर्ता और उनके जीपीएस उपकरण शामिल हैं।

अंतरिक्ष सेगमेंट:

अंतरिक्ष खंड तारामंडल में उपग्रहों की संख्या है। इसमें हर 12 घंटे में 12,000 मील की ऊंचाई पर पृथ्वी की परिक्रमा करने वाले 29 उपग्रह शामिल हैं। अंतरिक्ष खंड का कार्य मार्ग / नेविगेशन संकेतों के लिए और नियंत्रण खंड द्वारा भेजे गए मार्ग / नेविगेशन संदेश को संग्रहीत और फिर से व्यवस्थित करने के लिए उपयोग किया जाता है। ये प्रसारण उपग्रहों पर अत्यधिक स्थिर परमाणु घड़ियों द्वारा नियंत्रित होते हैं। जीपीएस स्पेस सेगमेंट एक उपग्रह तारामंडल द्वारा बनाया गया है, जिसमें यह सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त उपग्रह हैं कि किसी भी समय पृथ्वी की सतह पर किसी भी बिंदु से कम से कम 4 उपग्रह एक साथ होंगे।

नियंत्रण सेगमेंट:

नियंत्रण खंड में एक मास्टर नियंत्रण स्टेशन और पांच मॉनिटर स्टेशन शामिल हैं जो परमाणु घड़ियों से सुसज्जित हैं जो दुनिया भर में फैले हुए हैं। पांच मॉनिटर स्टेशन जीपीएस उपग्रह संकेतों की निगरानी करते हैं और फिर उस योग्य जानकारी को मास्टर कंट्रोल स्टेशन पर भेजते हैं जहां असामान्यताओं को संशोधित किया जाता है और जीपीएस एंटेलाइट्स को ग्राउंड एंटेना के माध्यम से वापस भेजा जाता है। नियंत्रण खंड को एक मॉनिटर स्टेशन के रूप में भी जाना जाता है।

नियंत्रण खंड

उपयोगकर्ता सेगमेंट:

उपयोगकर्ता खंड में जीपीएस रिसीवर शामिल होता है, जो जीपीएस उपग्रहों से संकेत प्राप्त करता है और यह निर्धारित करता है कि यह प्रत्येक उपग्रह से कितनी दूर है। मुख्य रूप से इस सेगमेंट का उपयोग अमेरिकी सेना, मिसाइल मार्गदर्शन प्रणालियों, लगभग हर क्षेत्र में जीपीएस के लिए नागरिक अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है। अधिकांश नागरिक इसका उपयोग सर्वेक्षण से परिवहन तक प्राकृतिक संसाधनों और वहां से कृषि उद्देश्य और मानचित्रण के लिए भी करते हैं।

उपयोगकर्ता खंड

कैसे जीपीएस एक स्थिति निर्धारित करता है:

ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम का कार्य / संचालन operation ट्रिलैटरेशन ’गणितीय सिद्धांत पर आधारित है। स्थिति दूरी माप से उपग्रहों तक निर्धारित की जाती है। आकृति से, चार उपग्रहों का उपयोग पृथ्वी पर रिसीवर की स्थिति निर्धारित करने के लिए किया जाता है। लक्ष्य स्थान की पुष्टि 4 से की जाती है^वेंउपग्रह। और स्थान स्थान का पता लगाने के लिए तीन उपग्रहों का उपयोग किया जाता है। उन अंतरिक्ष वाहनों में से प्रत्येक के लक्ष्य स्थान की पुष्टि करने के लिए एक चौथे उपग्रह का उपयोग किया जाता है। ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम में सैटेलाइट, कंट्रोल स्टेशन और मॉनिटर स्टेशन और रिसीवर होते हैं। GPS रिसीवर उपग्रह से जानकारी लेता है और उपयोगकर्ता की सटीक स्थिति निर्धारित करने के लिए त्रिकोणासन की विधि का उपयोग करता है।

GPS का उपयोग कुछ घटनाओं पर कई तरीकों से किया जाता है, जैसे:

1. उदाहरण के लिए स्थिति स्थानों को निर्धारित करने के लिए, आपको एक हेलीकॉप्टर पायलट को अपने स्थान के स्थान के निर्देशांक को रेडियो करने की आवश्यकता है ताकि पायलट आपको उठा सके।
2. उदाहरण के लिए एक स्थान से दूसरे स्थान पर नेविगेट करने के लिए, आपको एक लुकआउट से अग्नि परिधि तक यात्रा करने की आवश्यकता है।
3. उदाहरण के लिए डिजिटाइज़ किए गए नक्शे बनाने के लिए, आपको आग की परिधि और गर्म स्थानों को साजिश करने के लिए सौंपा गया है।
4. दो अलग-अलग बिंदुओं के बीच की दूरी निर्धारित करने के लिए।

जीपीएस के 3 लाभ:

• जीपीएस उपग्रह-आधारित नेविगेशन प्रणाली सैन्य, नागरिक और वाणिज्यिक, उपयोगकर्ताओं के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण है
• वाहन ट्रैकिंग सिस्टम जीपीएस-आधारित नेविगेशन सिस्टम हमें बारी-बारी से निर्देश प्रदान कर सकते हैं
• बहुत तेज गति

2 जीपीएस के नुकसान:

• फोन सिग्नल की तुलना में जीपीएस उपग्रह सिग्नल बहुत कमजोर होते हैं, इसलिए यह घर के अंदर, पानी के नीचे, पेड़ों के नीचे आदि के रूप में भी काम नहीं करता है।
• उच्चतम सटीकता के लिए रिसीवर से उपग्रह तक लाइन-ऑफ-विज़न की आवश्यकता होती है, यही कारण है कि शहरी वातावरण में जीपीएस बहुत अच्छी तरह से काम नहीं करता है।

GPS रिसीवर का उपयोग करना:

जीपीएस रिसीवर के कई अलग-अलग मॉडल और प्रकार हैं। जीपीएस रिसीवर के साथ काम करते समय यह होना जरूरी है:

• एक कम्पास और एक नक्शा।
• एक डाउनलोड की गई जीपीएस केबल।
• कुछ अतिरिक्त बैटरी।
• डेटा की हानि, डेटा की अशुद्धि, या अन्य समस्याओं को रोकने के लिए जीपीएस रिसीवर की मेमोरी क्षमता के बारे में ज्ञान।
• एक बाहरी एंटीना जब भी संभव हो, विशेष रूप से पेड़ के चंदवा के नीचे, घाटी में, या ड्राइविंग करते समय।
• घटना या एजेंसी मानक विनियमन समन्वय प्रणाली के अनुसार एक सेटअप जीपीएस रिसीवर।
• नोट्स जो वर्णन करते हैं कि आप रिसीवर में क्या बचत कर रहे हैं।

जीपीएस त्रुटि

संभावित त्रुटियों के कई स्रोत हैं जो जीपीएस रिसीवर द्वारा गणना की गई स्थितियों की सटीकता को कम कर देंगे। जीपीएस उपग्रह संकेतों द्वारा यात्रा के समय को वायुमंडलीय प्रभावों द्वारा बदला जा सकता है जब एक जीपीएस संकेत आयनोस्फीयर और ट्रोफोस्फीयर से गुजरता है, यह अपवर्तित होता है, जिससे सिग्नल की गति अंतरिक्ष में जीपीएस सिग्नल की गति से अलग हो सकती है। त्रुटि का एक अन्य स्रोत शोर है, या सिग्नल का विरूपण जो जीपीएस रिसीवर में निहित विद्युत हस्तक्षेप या त्रुटियों का कारण बनता है। उपग्रह कक्षाओं के बारे में जानकारी भी स्थितियों को निर्धारित करने में त्रुटियों का कारण बनेगी क्योंकि उपग्रह वास्तव में नहीं हैं जहां जीपीएस रिसीवर 'सोचा' जानकारी के आधार पर प्राप्त करता है जब वे पदों का निर्धारण करते हैं। उपग्रहों में स्थित परमाणु घड़ियों में छोटे बदलाव, बड़ी स्थिति की त्रुटियों का अनुवाद कर सकते हैं, 1 नैनोसेकंड की घड़ी की त्रुटि 1 फुट या जमीन पर 3 मीटर उपयोगकर्ता त्रुटि का अनुवाद कर सकती है। एक बहुपथ प्रभाव तब होता है जब उपग्रहों से प्रेषित सिग्नल रिसीवर ऐन्टेना पर पहुंचने से पहले एक परावर्तक सतह से उछलते हैं। इस प्रक्रिया के दौरान, रिसीवर को एक सीधी-रेखा पथ के साथ-साथ विलंबित पथ (कई पथ) में संकेत मिलता है। प्रभाव टीवी सेट पर एक भूत या दोहरी छवि के समान है।

परिशुद्धता के ज्यामितीय कमजोर पड़ने (GDOP)

सैटेलाइट ज्यामिति जीपीएस स्थिति की सटीकता को भी प्रभावित कर सकती है। इस आशय को ज्योमेट्रिक डिल्यूशन ऑफ प्रिसिजन (जीडीओपी) कहा जाता है। जो संदर्भित करता है कि उपग्रह कहाँ एक दूसरे के बारे में हैं और उपग्रह विन्यास की गुणवत्ता का एक पैमाना है। यह अन्य GPS त्रुटियों को संशोधित करने में सक्षम हो सकता है। अधिकांश जीपीएस रिसीवर उपग्रह तारामंडल का चयन करते हैं जो कम से कम अनिश्चितता, सबसे अच्छा उपग्रह ज्यामिति देगा।

जीपीएस रिसीवर्स आमतौर पर पोजीशन डिल्यूशन ऑफ प्रिसिजन, या पीडीओपी के संदर्भ में सैटेलाइट ज्यामिति की गुणवत्ता की रिपोर्ट करते हैं। पीडीओपी दो प्रकार के होते हैं, क्षैतिज (एचडीओपी) और ऊर्ध्वाधर (वीडीओपी) माप (अक्षांश, देशांतर, और ऊंचाई)। हम उपग्रह पोजिशनिंग की गुणवत्ता की जांच कर सकते हैं कि रिसीवर वर्तमान में पीडीओपी मूल्य द्वारा उपलब्ध है। एक कम डीओपी सटीकता की उच्च संभावना को इंगित करता है, और एक उच्च डीओपी सटीकता की कम संभावना को इंगित करता है। पीडीओपी का एक अन्य शब्द टीडीओपी (टाइम डिल्यूशन ऑफ प्रिसिजन) है। TDOP उपग्रह क्लॉक ऑफ़सेट को संदर्भित करता है। GPS रिसीवर पर PDOP मास्क के रूप में जाना जाने वाला पैरामीटर सेट कर सकते हैं। यह रिसीवर को उन सैटेलाइट कॉन्फ़िगरेशन को अनदेखा करने का कारण बनेगा जो निर्दिष्ट सीमा से अधिक पीडीओपी है।

चयनात्मक उपलब्धता (SA) :

चयनात्मक उपलब्धता तब होती है जब डीओडी ने जानबूझकर जीपीएस संकेतों की सटीकता को कम कर दिया है, कृत्रिम घड़ी और पंचांग त्रुटियों की शुरुआत कर रहा है। एसए के कार्यान्वयन के दौरान, यह जीपीएस त्रुटि का सबसे बड़ा घटक था, जिससे 100 मीटर तक की त्रुटि हुई। एसए स्टैंडर्ड पोजिशनिंग सर्विस (एसपीएस) का एक घटक है।

चित्र का श्रेय देना:

• नियंत्रण खंड द्वारा जिस्टेटिक
• उपयोगकर्ता खंड द्वारा जिस्टेटिक