نظام التموضع العالمي
نظام تحديد الموقع العالمي إنگليزية: Global Positioning System أو جي بي أس إنگليزية: GPS. عادة ماتستعمل لفظة جي بي أس للإشارة إلى النظام الموضوع من قبل الولايات المتحدة الأمريكية NAVSTAR-GPS. NAVSTAR-GPS هي اختصار ل Navigational Satellite Timing and Ranging - Global Positioning System و هو نظام تحديد المواقع العالمي التابع لوزارة الدفاع الأمريكية و الذي تقوم عليه معظم التطبيقات المدنية المعروفة. دخل نظام تحديد المواقع العالمي الأمريكي نطاق الخدمة في 17.07.2007 إلا أنه ليس الوحيد من نوعه عالمياً فهناك عدة أنظمة مماثلة مثل النظام الروسي غلوناس Glonass أو النظمة قيد التطوير والبحث مثل غاليليو في أوروبا وبعض الأنظمة المشابهة في الصين والهند واليابان.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
التطبيقات
كانت التطبيقات الأولى لنظام تحديد المواقع عسكرية بحتة. حيث كان يستعمل في الأسلحة الموجهة أو ما يسمى بالأسلحة الذكية وفي الملاحة البحرية والجوية العسكرية. وقد استخدمه البنتاجون في تحريك القوات الأمريكية خلال الهجوم على العراق ولا تزال تستخدمة في العراق وأماكن أخرى . وسيتخدم اليوم النظام في تطبيقات مدنية أيضاً. في توجيه الطائرات المدنية والملاحة البحرية . و أصبحت في الأسواق أجهزة استقبال جي بي إس للاستخدام الشخصي ، ودخلت التقنية إلى بعض الهواتف المحمولة الحديثة ، ووجدت شعبية كبيرة في أنظمة ملاحة السيارات و إرشاد السائق إلى الهدف. كما أن للنظام تطبيقات في ميدان الجيولوجيا وقياسات التصدعات الأرضية و حركة القارات ، بالإضافة إلى إمكانية استعماله لتحديد سرعة العربات . ويمكن استعماله لتحديد مواقع اللآلات الفلاحية في الحقول الكبيرة. و توجد فوارق في دقة نظام تحديد المواقع العالمي حيث أن التطبيقات العسكرية أكثر دقة من الجي بي أس المدني الذي يمكن من الوصول إلى دقة بضعة أمتار (نحو 10 مترا). حيث أن الولايات المتحدة الأمريكية كانت تقوم عمدا بالتشويش على إشارات الجي بي أس لمنع استعماله مدنيا و الحد من جودتها في التطبيقات المدنية ، إلا أنها يبدو أنها توقفت عن ذلك منذ سنة 2000 موجهة التركيز على التشويش على رقع جغرافية محدودة. و تبث الأقمار الصناعية الأمريكية بتدفق قدره 50 بت في الثانية على موجتين:
- الموجة للاستعمال المدني بذبذبة قدرها 1575,42 MHz
- الموجة للاستعمال العسكري بذبذبة قدرها 1227,6 MHz
شرح مبسط لطريقة عمل الجي بي أس
يتكون نظام تحديد الموقع من 24 قمر صناعي تحوم حول الأرض على ارتفاع 19000 كيلومتر . يقوم قمر صناعي ببث إشارة تحمل موقعه أي موقع القمر الصناعي كما تحمل زمن أو لحظة بث الإشارة ، حيث يعين كل قمر صناعي منها زمنه بواسطة ساعة ذرية بالغة الدقة . يقوم جهاز الاستقبال باستقبال ثلاث إشارات قادمة من ثلاثة أو أكثر من تلك الأقمار الصناعية ، وعن طريق تسجيله لحظة الإستقبال و سرعة انتقال الموجة أو الإشارة فإنه يمكنه أن يحدد المسافة التي تفصله عن القمر الصناعي (ليس الموقع). والآن باستقبال ثلاث إشارات من ثلاث أقمار مختلفة فإن نقطة تقاطعهم تحدد موقع جهاز استقبال . لهذا السبب فإنه لتحديد موقع شيء ما فإن نظام جي بي أس يحتاج نظريا إلى 3 أقمار صناعية على الأقل.
هذا نظرياً. النقطة التي تجعل عمليا يجب دائما الإستعانة بقمر صناعي رابع هو أن طريقة تحديد لموقع هذه تحتاج إلى ساعة عالية الدقة (ساعة ذرية). عمليا لا يمكن و لا يحبذ من منطلق اقتصادي تزويد أنظمة إستقبال الجي بي أس بساعات ذرية. لذلك فإن مستقبلات الجي بي أس عمليا لا يمكنها تحديد لحظة الإستقبال بالهاردوير بل تستعين بإشارة رابعة من قمر صناعي رابع لحساب زمن الإستقبال. وفي ما يلي بعض المعادلات الرياضية التي توضح هذه العملية.
نموذج رياضي مبسط لنظام تحديد المواقع
إذا كان المستقبل موجود في الإحداثيات و بمعرفة أن سرعة إنتشار الإشارة ثابتة (سرعة الضوء) و أن الإشارة تنتشر خطيا على خط مستقيم بين القمر الصناعي والمستقبل .
و إذا سلمنا أن الاٌقمار الصناعية الأربعة الباثة موجودة في الإحداثيات وأنها تبث في اللحظة موقعها و لحظة البث. فإننا نحصل على المعادلات الأربع التالية:
![{\displaystyle {\begin{matrix}(x_{1}-x_{0})^{2}+(y_{1}-y_{0})^{2}+(z_{1}-z_{0})^{2}=[c(t_{1}-t_{0})]^{2}\quad (1)\\(x_{2}-x_{0})^{2}+(y_{2}-y_{0})^{2}+(z_{2}-z_{0})^{2}=[c(t_{2}-t_{0})]^{2}\quad (2)\\(x_{3}-x_{0})^{2}+(y_{3}-y_{0})^{2}+(z_{3}-z_{0})^{2}=[c(t_{3}-t_{0})]^{2}\quad (3)\\(x_{4}-x_{0})^{2}+(y_{4}-y_{0})^{2}+(z_{4}-z_{0})^{2}=[c(t_{4}-t_{0})]^{2}\quad (4)\\\end{matrix}}}](https://www.marefa.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/a1ea624a0ad12cff3cad1294b36781ec7dc1c7a1)
حيث c هي سرعة انتشار الإشارة (سرعة الضوء) وذلك لتحديد المجهولات الثلاث أي موقع المستقبل والمجهول الرابع أي لحظة الإستقبال دون الحاجة لساعة ذرية. الشريف
تأثيره على صناعة الأسلحة
مقالة مفصلة: نظام التموضع العالمي وصناعة الأسلحة
روسيا والصين فوجئتا، في مطلع الألفية، بثورة هائلة في التسليح، تمثلت في اعتماد أمريكا (في العراق، يوغسلاڤيا وأفغانستان) وإسرائيل (غزة ولبنان) على مركبات مدارة عن بعد (طائرات وغواصات وصواريخ كروز) والتي تعتمد، هي وبنوك أهدافها، على نظام تموضع عالمي GPS دقيق. ولم يكن لروسيا أو الصين أي وجود في مضمار تلك التكنولوجيات. فسعت الدولتان بسرعة لشراء عينات من إسرائيل وبريطانيا للقيام بهندسة عكسية.
واكتشفت الدولتان أن تلك الثورة تعتمد تماماً على نظام إحداثيات جغرافية توفره شبكة من السواتل تقيم نظام تحديد مواضع عالمي. وأدركت الدولتين، وكذلك الاتحاد الاوروپي، أنه في حال نزاع لا يتفقون فيه مع أمريكا، فلن يمكنهم الاعتماد على شبكة GPS التي هي ملك وزارة الدفاع الأمريكية. لذلك سعى كل من البلدين لإطلاق شبكة سواتل لنظام تموضع عالمي ينافس شبكة GPS الأمريكية، گلوناس الروسية و"بـِيْيدو" الصينية بالاضافة إلى گاليليو الأوروپي.
وبعد أعوام من الهندسة العكسية، أعلنت روسيا عن قرب ظهور الجيل الأول من الدرون والغواصات غير المأهولة في العام القادم 2016.[1] إلا أن الجيل الروسي الأول مازال يعتمد على حبل سري تنقل من خلاله الأوامر، كما يظهر من اسم الشركة الروسية المنتجة لهذا الجيل تتيس-برو Tetis-Pro. المنتج المزمع يشبه مشروع تخرج متواضع لطالب في جامعة صغيرة. قارن ذلك بغواصات نوتيلس الأمريكية التي استعارتها إسرائيل في 2010 لمسح قاع المياه المصرية وأخذ عينات من قاع البحر وقاع النيل المصري، بدون علم حماة الديار.
في يوليو 2015، استعرض هاكر قدرته في التحكم الكامل، عن بعد، في أي سيارة "جيب شيروكي" على الطريق، بما في ذلك إقفال المحرك، عن بعد، أثناء تحرك السيارة على الطريق. ليصبح استخدام نظام التموضع العالمي لاعباً أساسياً في الحروب. فلأول مرة يمكن تدمير العدو باستخدام معداته وأسلحته هو نفسه وبدون أي هجوم مسلح عليه. الحرب القادمة لن يحتاج المنتصر فيها لإطلاق رصاصة واحدة.[2]
الأقمار الصناعية المستعملة
يستعمل نظام الجي بي أس الأمريكي عدة أقمار صناعية نذكرها في الجدول أسفله:
| القمر الصناعي | الموقع | تاريخ الإطلاق | SVN | PRN | Space Command catalog number | NSSDC international designator | Typ |
| NAVSTAR 22 (USA 66) | E5 | 26.11.1990 | 23 | 32 | 20959 | 1990-103A | IIA |
| NAVSTAR 23 (USA 71) | D5 | 04.07.1991 | 24 | 24 | 21552 | 1991-047A | IIA |
| NAVSTAR 24 (USA 79) | A5 | 23.02.1992 | 25 | 25 | 21890 | 1992-009A | IIA |
| NAVSTAR 26 (USA 83) | F5 | 07.07.1992 | 26 | 26 | 22014 | 1992-039A | IIA |
| NAVSTAR 27 (USA 84) | A4 | 09.09.1992 | 27 | 27 | 22108 | 1992-058A | IIA |
| NAVSTAR 28 (USA 85) | F6 | 22.11.1992 | 32 | 1 | 22231 | 1992-079A | IIA |
| NAVSTAR 32 (USA 91) | C5 | 13.05.1993 | 37 | 7 | 22657 | 1993-032A | IIA |
| NAVSTAR 33 (USA 92) | A1 | 26.06.1993 | 39 | 9 | 22700 | 1993-042A | IIA |
| NAVSTAR 34 (USA 94) | B5 | 30.08.1993 | 35 | 5 | 22779 | 1993-054A | IIA |
| NAVSTAR 35 (USA 96) | D4 | 26.10.1993 | 34 | 4 | 22877 | 1993-068A | IIA |
| NAVSTAR 36 (USA 100) | C1 | 10.03.1994 | 36 | 6 | 23027 | 1994-016A | IIA |
| NAVSTAR 37 (USA 117) | C2 | 28.03.1996 | 33 | 3 | 23833 | 1996-019A | IIA |
| NAVSTAR 38 (USA 126) | E3 | 16.07.1996 | 40 | 10 | 23953 | 1996-041A | IIA |
| NAVSTAR 39 (USA 128) | B2 | 12.09.1996 | 30 | 30 | 24320 | 1996-056A | IIA |
| NAVSTAR 43 (USA 132) | F3 | 23.07.1997 | 43 | 13 | 24876 | 1997-035A | IIR |
| NAVSTAR 44 (USA 134) | A3 | 06.11.1997 | 38 | 8 | 25030 | 1997-067A | IIA |
| NAVSTAR 46 (USA 145) | D2 | 07.10.1999 | 46 | 11 | 25933 | 1999-055A | IIR |
| NAVSTAR 47 (USA 150) | E1 | 11.05.2000 | 51 | 20 | 26360 | 2000-025A | IIR |
| NAVSTAR 48 (USA 151) | B3 | 16.07.2000 | 44 | 28 | 26407 | 2000-040A | IIR |
| NAVSTAR 49 (USA 154) | F1 | 10.11.2000 | 41 | 14 | 26605 | 2000-071A | IIR |
| NAVSTAR 50 (USA 156) | E4 | 30.01.2001 | 54 | 18 | 26690 | 2001-004A | IIR |
| NAVSTAR 51 (USA 166) | B1 | 29.01.2003 | 56 | 16 | 27663 | 2003-005A | IIR |
| NAVSTAR 52 (USA 168) | D3 | 31.03.2003 | 45 | 21 | 27704 | 2003-010A | IIR |
| NAVSTAR 53 (USA 175) | E2 | 21.12.2003 | 47 | 22 | 28129 | 2003-058A | IIR |
| NAVSTAR 54 (USA 177) | C3 | 20.03.2004 | 59 | 19 | 28190 | 2004-009A | IIR |
| NAVSTAR 55 (USA 178) | F4 | 23.06.2004 | 60 | 23 | 28361 | 2004-023A | IIR |
| NAVSTAR 56 (USA 180) | D1 | 06.11.2004 | 61 | 2 | 28474 | 2004-045A | IIR |
| NAVSTAR 57 (USA 183) | C4 | 26.09.2005 | 53 | 17 | 28874 | 2005-038A | IIR-M |
| NAVSTAR 58 (USA 190) | A2 | 25.09.2006 | 52 | 31 | 29486 | 2006-042A | IIR-M |
| NAVSTAR 59 (USA 192) | B4 | 17.11.2006 | 58 | 12 | 29601 | 2006-052A | IIR-M |
| NAVSTAR 60 (USA 196) | F2 | 17.10.2007 | 55 | 15 | 32260 | 2007-047A | IIR-M |
| NAVSTAR 61 (USA 199) | 20.12.2007 | 57 | 29 | 32384 | 2007-062A | IIR-M | |
يمكن تجهيز الحاسوب ليصبح جهاز استقبال جي بي أس
جندية أمريكية تقوم بالتحكم في أقمار جي بي أس الصناعية
إطلاق صاروخ يحمل قمر صناعي لنظام جي بي أس
نظام جي بي أس في السيارة
أنظمة جي بي أس محمولة
يمكن تزويد الحاسوب المحمول بأنظمة إستقبال الجي بي أس. الثمن إبتداء من 50 دولار
انظر أيضاً
وصلات خارجية
- حماية الفيلة عن طريق نظام جي بي أس من موقع سي أن أن العربي
- أنشطة بحثية صينية لتطوير نظام جي بي أس تحت الماء
- ^ MILITARY & INTELLIGENCE (2015-08-12). "Russian Navy to Get Five Advanced Unmanned Underwater Vehicles by 2016". سبوتنيك (موقع إخباري).
- ^ "Hackers remotely kill Jeep's engine on highway". cnbc. 2015-06-21. Retrieved 2024-09-23.