زمان را مدیریت کنیم

welcome to the technical training

به وب لاگ آموزشی - تخصصی من خوش آمدید

فريد بن سعيد
training.nigc@gmail.com

my picture

my picture

درباره من

عکس من
ايران - تهران:آدرس الكترونيكي training.nigc@gmail.com, تلفن تماس : 09126408871-02181315724, Iran
مدرک تحصیلی : کارشناسی ارشد مهندسی نفت شغل :کارشناس ارشد آموزش فنی و تخصصی شرکت ملی گاز ایران

oil&gas

The petroleum industry is concerned primarily with the production, transportation, refining and chemical conversion of hydrocarbon minerals form the earth. Most of the hydrocarbons produced are in liquid and gaseous from and are called by names like crude oil, natural gas, condensate, etc. Coal, oil shale, tar sands, and the like also contain hydrocarbons. Even though they exist in the earth as solids, they may be processed to obtain products with the same properties as those made from oil or gas. A hydrocarbon is the general name given to any material composed primarily of hydrogen and carbon. Other materials may be present, but carbon and hydrogen are the primary constituents. The behaviour of hydrocarbon systems is very complex as evidenced by the fact that many branches of science and engineering devote much time to their study. It is not feasible or necessary to be an “expert” in all of these areas. But … there is a basic language that understanding it is the purpose of this section. bensaeedsh@gmail.com Die Mineralölindustrie ist in erster Linie mit der Herstellung, Transport, Raffination und chemische Umwandlung von Kohlenwasserstoff Mineralien betreffenden Form der Erde. Die meisten der von Kohlenwasserstoffen in flüssiger und gasförmiger aus und werden durch Namen wie Erdöl, Erdgas genannt, Kondensat, etc. Kohle, Ölschiefer, Ölsande und dergleichen auch Kohlenwasserstoffe enthält. Obwohl sie in der Erde als Feststoffe vorliegen, können sie verarbeitet werden, um Produkte mit den gleichen Eigenschaften wie die aus Erdöl oder Erdgas hergestellt zu erhalten. Ein Kohlenwasserstoff ist die allgemeine Bezeichnung für jedes Material hauptsächlich aus Wasserstoff und Kohlenstoff. Andere Materialien vorhanden sein können, aber Kohlenstoff und Wasserstoff sind die wichtigsten Bestandteile. Das Verhalten der Kohlenwasserstoff-Systeme ist sehr komplex wie die Tatsache, dass viele Zweige der Wissenschaft und Technik viel Zeit, um ihr Studium zu widmen belegt. Es ist nicht möglich oder notwendig, ein "Experte" in allen diesen Bereichen werden. Aber ... es ist eine grundlegende Sprache, die es zu verstehen ist das Ziel dieses Abschnitts Petroleumsnæringen er opptatt primært med produksjon, transport, foredling og kjemisk konvertering av hydrokarbon mineraler form jorden. De fleste av hydrokarboner som produseres er i flytende og gassform fra og er kalt med navn som råolje, naturgass, kondensat, etc. kull, oljeskifer, tjæresand, og liker også inneholde hydrokarboner. Selv om de finnes i jorden som faste stoffer, kan de behandles for å oppnå produkter med samme egenskaper som de laget av olje eller gass. Et hydrokarbon er det generelle navnet på materiale består hovedsakelig av hydrogen og karbon. Andre materialer kan være tilstede, men karbon og hydrogen er den primære bestanddeler. Oppførselen til hydrokarbon systemer er svært kompleks som gjenspeiles av det faktum at mange grener av vitenskap og ingeniørkunst vie mye tid til å studere deres. Det er ikke mulig eller nødvendig å være en "ekspert" i alle disse områdene. Men ... det er en grunnleggende språk som forståelse det er hensikten med denne delen.

فهرست مطالب این وب لاگ (فرید بن سعید ) براي مشاهده تيتر مطالب روي مثلث كنار ماه انگليسي کلیک نمایید

آخرین اخبار صنعت نفت و گاز

آخرين اخبار دانشگاهي

مطالب علمي دانشگاهي ايران

توجه توجه :دوستان مطالب اين وب لاگ بر مبناءسال ميلادي بايگاني مي شود روي هرسال ميلادي بالاي حديث روز كليك كنيد مطالب آن سال در وب ظاهر مي شود پيش فرض هم سال جاري مي باشدبراي سهولت در كادرجستجو زير هم مي توانيد كلمه كليدي مورد نظر را تايپ كنيد مطلب مورد نظر در اولين پيام ديده مي شود .روز خوبي داشته باشيد .











براي جستجو در وب لاگ من كلمات كليدي را وارد كنيد

۱۳۹۲ اسفند ۲۱, چهارشنبه

اطلاعات موقعیت جغرافیایی GIS

مقدمه

دنياي امروز دنياي اطلاعات و مديريت بهينه آنها مي باشد قسمت عمده اي از تصميمات اخذ شده توسط مديران و برنامه ريزان در پروژه هاي مختلف عمران، زيست محيطي، دفاعي، امنيتي و خدماتي و ... به نوعي  به مكان و موقعيت خاصي مربوط و منتسب مي باشند، لذا وجود اطلاعات جغرافيايي دقيق، مطمئن و بهنگام و نيز مديريت بهينه آن از موضوعات بسيار اساسي در موفقيت اين تصميمات و اجراي آنان مي باشد همچنين دسترسي سريع به اطلاعات بهنگام و صحيح يكي از عوامل مهم و حساس در امر تصميم گيري، مديريت و برنامه ريزي بهينه در سطوح مختلف يك جامعه مي باشد. از خصوصيات برجسته اطلاعات مورد نياز در مديريت سطوحي همچون استان و يا شهر، مكان مرجع (Spatial Data) بودن داده ها و اطلاعات مي باشد. دسترسي سريع به اطلاعات بهنگام و صحيح باعث تسريع در امر تصميم گيري مؤثر مي شود، لذا ايجاد محيطي كه فراهم كننده اين شرايط باشد از ضروريات مديريت جوامع امروزي به شمار مي رود.

مفاهيم پايه

اين مفاهيم به طور كلي مشتمل بر مفاهيم نقشه، مشخصات فني نقشه ها چون مقياس، دقت، سيستم تصوير، بيضوي مبنا، اطلاعات حاشيه اي نقشه ها و قطع بندي نقشه ها مي باشند.

تعريف نقشه

نقشه، تصوير قائم عوارض سطح زمين است بر روي صفحه اي افقي، كه پديده هاي سطح زمين به طور يكسان در آن كوچك شده باشد. به عبارت ديگر، نقشه وسيله اي است كه عوارض مرئي و نامرئي سطح زمين را با دقت هندسي در يك مقياس كوچكتر نسبت به سطح زمين نمايش مي دهد. منظور از عوارض مرئي، پستي و بلنديها، شهرها، جاده ها و مانند آن مي باشد و منظور از عوارض نامرئي آن قسمت از اطلاعات مي باشد كه به طور عيني بر روي زمين نمي توان مشاهده نمود، مانند منحني ميزان و اسامي مناطق.                                                                                                                                                                          به عبارت بسيار ساده مي توان گفت نقشه، تصوير افقي منطقه اي با مقياس كوچك بر روي يك صفحه            مي باشد.

مفهوم  مقياس نقشه

مقياس نقشه، نسبت بين فاصله دو نقطه روي نقشه و فاصله حقيقي همان دو نقطه روي زمين مي باشد.

 

 

انواع مقياس نقشه

           الف- مقياس عددي(كسري)                                                                                                                               مقياس عددي، متداولترين و ساده ترين روش براي نمايش مقياس است و معمولا به صورت 1:25،000 يا 25000/1 بيان مي گردد. در مقياس عددي عموما صورت كسر واحد و مخرج آن عددي است كه ابعاد طبيعي زمين به آن اندازه بر روي نقشه كوچك شده است. مثال فوق نشان مي دهد كه 1 ميلي متر بر روي نقشه برابر 25 متر بر روي زمين است. بديهي است كه هر قدر مخرج كسر كمتر باشد، مقياس نقشه بزرگتر خواهد بود و بالعكس. 

ب- مقياس بياني                                                                                                                                    در اين نوع مقياس، نسبت يك طول روي نقشه به طول معادل در روي زمين با جمله اي بيان مي شود. در زمان قديم در كشور انگلستان متداول بود كه از اين مقياس استفاده نمايند. به طور مثال از واژه " يك اينچ برابر يك مايل" براي واژه مقياس استفاده مي كردند.

پ-مقياس ترسيمي                                                                                                                                                                        اين مقياس معمولا در حاشيه  اطلاعاتي اغلب نقشه ها به صورت خط مدرج نشان داده مي شود. درجات مقياس ترسيمي نماينده طول معيني بر روي زمين است كه در بالاي هر درجه مقياس به صورت عدد قيد مي شود. معمولا در سمت چپ مقياس ترسيمي يكي از واحدها را به قطعات كوچكتر تقسيم مي نمايند كه پاشنه نام دارد. جهت اندازه گيري طول با مقياس ترسيمي، ابتدا دو نقطه را روي نقشه به وسيله خط كش اندازه گيري كرده و آن را مستقيما روي مقياس ترسيمي منتقل و محاسبه مي كنند.                                پس از مدتي، در نتيجه تغيير درجه حرارت وبه ويژه رطوبت، ابعاد كاغذ كمي تغيير پيدا مي كند، بنابراين مقياس عددي ميزان واقعي را نمي تواند مشخص كند. ولي چون مقياس ترسيمي با تغييرات ابعاد كاغذ هماهنگ است، از دقت بيشتري برخوردار خواهد بود.

ت-مقياس مساحتي                                                                                                                                                                   نسبت مساحت يك منطقه در روي نقشه به نسبت مساحت همان منطقه در روي زمين به وسيله مقياس مساحتي تعيين مي شود. در نقشه هايي كه داراي سيستم تصوير هم مساحت هستند، تصوير يا انتقال كروي زمين بر روي سطح صاف نقشه طوري است كه نسبت مساحت قطعات معادل زمين و نقشه تغيير نمي نمايد. در اين صورت نسبت يك واحد از مساحت هر منطقه نقشه به مساحت منطقه مترادف در روي زمين يكسان خواهد بود.

 

 

مفهوم سيستم تصوير و انواع آن                                                                                              

عمل انطباق سطح كروي را روي سطح مستوي و صاف، تصوير كردن ناميده و روشهاي مختلف آن را در اصطلاح سيستم تصوير مي نامند، در ذيل سعي گرديده است تا شرح مبسوطي در اين ارتباط ذكر گردد.

سيستم تصوير و انواع آن                                                                                                                                                    زمين، كره اي مي باشد كه از دوران يك بيضي حول يك محور كوچك به وجود آمده است. جهت مطالعه زمين، بايستي آن را به حالت گسترده روي كاغذ رسم كرده و كره اي سه بعدي را در يك صفحه دو بعدي مسطح به تصوير كشيد. در انجام اين كار مشكلات بسياري پيش خواهند آمد كه مهمترين آنها تغيير زوايا و سطوح مي باشد. ولي تصوير كردن كره زمين بايستي توسط علم كارتوگرافي و به روشهاي گوناگون چنان انجام پذيرد كه تمامي متخصصان علوم مختلف بتوانند به راحتي و با اطمينان مطالعات خود را روي آن انجام دهند.                                                                                                                        تصوير كردن، يك پديده هندسي بوده و اين انتقال از تصوير كردن نقاط كره روي سطح صاف و يا سطح قابل گسترش حاصل مي شود. انتقال سطح كروي به سطح مستوي نقشه باعث مي گردد كه تمام روابط هندسي موجود در روي كره، بر روي نقشه صحت نداشته باشد. بعضي از اين روابط، از نقطه نظر تهيه نقشه و كارتوگرافي حائز اهميت است و در مواقعي حفظ صحت اين روابط در تصوير ضرورت پيدا مي كند. به طور مثال نمايش روابط حاكم بين فواصل، جهات، زوايا و مساحت در تصوير امكانپذير است، ليكن برقراري كليه اين چهار ويژگي با هم ميسر نمي شود. حتي در نمايش صحيح فاصله ها در تصوير، تنها مي توان درستي فاصله را بين دو يا چند نقطه حفظ نمود و ساير نقاط تصوير داراي فاصله صحيحي نخواهند بود.

انواع سيستمهاي تصوير                                                                                                                                 طبقه بندي متداول سيستمهاي تصوير، بر مبناي خصوصيات هندسي آنها است. به اين معني كه سطح كروي به سطوح قابل گسترش كه به آساني تبديل به سطح صاف مي گردند، تصوير مي شود. اين سطوح عبارتند از استوانه، مخروط و صفحه صاف. نامگذاري تصاوير هم براساس همين سطوح انجام مي پذيرد. بدين ترتيب كه اگر كره بر سطح استوانه تصوير شود، سيستم تصوير استوانه اي، اگر بر سطح مخروط تصوير شود، سيستم تصوير مخروطي و اگر بر سطح صاف تصوير شود، سيستم تصوير سمتي يا آزيموتال ناميده مي شود. سيستمهاي تصاوير ديگري نيز وجود دارند كه طبقه بندي آنها بر مبناي شكل هندسي نبوده و غالبا براي نقشه هاي خيلي كوچك مقياس كه هدف نمايش تمام كره و يا نيمكره است، به كار مي رود. به اين نوع تصاوير، مي توان تصاوير متفرقه يا جهاني اطلاق نمود. 

 

 

 

سيستم تصوير استوانه اي

تصوير استوانه اي از تماس استوانه با كره در طول يك دايره عظيمه به وجود مي آيد. معمولا اين دايره استوا است. مدارات و نصف النهارات مربوط به كره بر روي سطح استوانه منتقل مي شوند. در تمام تصاوير         استوانه اي، مدارات و نصف النهارات به صورت خطوط مستقيم و عمود بر هم ظاهر مي شوند. طول مدارات برابر با طول خط استوا خواهد بود.                                                                                           سيستم تصوير مركاتور، يكي از معروفترين سيستمهاي تصوير استوانه اي در دنياست. از آنجايي كه تصوير مركاتور استوانه اي است، در نتيجه بيشتر مزاياي تصوير استوانه اي را در بر دارد. در اين تصوير، اغراق مساحت در جهات مدارات و نصف النهارات وجود دارد، به طوري كه در عرض 60 درجه شمالي، مقياس در جهت مدار و نصف النهار دو برابر مقدار واقعي است و هر قدر به قطبين نزديك شويم، اغراق مساحت افزوده مي شود. سيستم تصوير مركاتور به عنوان يك تصوير منحصر به فرد براي دريانوردي و چارتهاي دريايي مورد استفاده قرار مي گيرد.                                                                                                                        از نمونه هاي ديگر سيستم تصوير استوانه اي، سيستم تصوير UTM(Universal Transverse Mercator)  يا همان سيستم تصوير جهاني مي باشد. در اين سيستم تصوير، كره در استوانه اي قرار مي گيرد اما بر خلاف روش استوانه اي، كره به صورت خوابيده در استوانه جاي مي گيرد. يعني محور كره زمين نسبت به محور مركزي استوانه عمود مي شود و در اين حالت، نصف النهار مبدا به اندازه حقيقي خود ترسيم مي شود. پس با جابجا كردن كره در استوانه، نصف النهارهاي ديگر نيز رسم خواهد شد. به اين ترتيب60 نصف النهار ترسيم مي شود كه فاصله هر كدام با نصف النهار مجاور خود، 6 درجه يعني يك قاچ (zone) خواهد بود.

 

نكته- از سيستمهاي تصوير متداول در ايران مي توان در درجه اول به سيستم تصوير UTM قاچهاي 41،40،39،38 و در درجه دوم به سيستم تصوير مخروطي لامبرت با مشخصات ذيل اشاره نمود:

54:)نصف النهار مركزيCentral Meridian: (

):24 مدار اصليCentral Parallel:(

):30          مدار اوليهFirst Parallel:(

36:)مدار ثانويهSecond Parallel:(

False Easting  :  5,000,000m

  False Northing:30,000,000m

اگر ايران را توسط سيستم تصوير UTMتصوير نماييم، در قاچهاي 41،40،39،38 قرار خواهد گرفت.

مفهوم بيضوي مبنا

براي انجام محاسبات اندازه گيريهايي روي زمين از يك سطح واسطي به نام سطح مقايسه استفاده مي گردد و اين سطح مقايسه يك بيضوي دوراني نزديك به ژئوئيد مي باشد كه به آن بيضوي مبنا يا اليپسوئيد گفته مي شود.

نكته- بيضوي مبنا كه در ايران به صورت متداول استفاده مي گردد بيضوي مبنايWGS 84 مي باشد. از بيضوي هايفورد نيز در زمان قديم استفاده مي گرديد.

بيضوي WGS 84

متر 6378137 a=

متر 6356752/31424518b=

00335810664747/0 =ضريب فشردگي يا ضريب خوابيدگي

081819190842622/0 =خروج از مركزيت

 

نقشه برداري چيست؟

در واقع نقشه برداري انتقال اطلاعات مكاني يا داده ها به صفحه اي صاف و يا مانيتور كامپيوتر است كه از سمبل ها و نمادهاي گرافيكي در جهت نمايش آنها استفاده مي گردد.

 

 

 

 

 

 

GPS                                                                                                                                                                در گذشته، زماني كه تكنولوژي پيشرفته امروزي وجود نداشت، مردم و بخصوص اشخاصي مانند سياحان،              جهانگردان و .... گاهي اوقات در يك گستره جغرافيايي و بخصوص شهرها و كشورهاي بيگانه، از مكان دقيق خود با خبر نبودند و حتي گاهي نيز در بيابانها و درياها مسير خود را گم مي كردند، از سوي ديگر در دنياي قديم، استفاده از ستارگان، قطب نما و ساير عوامل طبيعي تا اندازه اي راهگشاي بشر بوده، ضمن اينكه همه اين موارد، بطور كلي انسان عصر گذشته را مورد هدايت و راهنمايي قرار مي داد، در حاليكه امروزه پيچيدگي هاي جغرافيايي، اعم از بافت شهر، خيابان، و... اصولا زمينه استفاده از اينگونه روشها را تا حد زيادي منتفي و بي معنا كرده است. به هر صورت در شرايط فعلي، با گسترش فناوري هاي گوناگون، اين مشكل توسط يك سيستم ماهواره اي مدرن و پيشرفته، با نام و عبارتGPS(Global Position System) كه به معناي سيستم موقعيت ياب جغرافيايي مي باشد، رفع شده است. در حقيقت دنياي امروز، دنيايي است كه هيچ فردي در آن گم نخواهد شد و همه چيز بر روي تمام نقاط زمين قابل شناسايي است و اين قدرت دستيابي به سيستم هاي شناسايي را ماهواره ها و در اساس كامپيوترها، در اختيار بشر قرار داده اند.                                      در اين پژوهش ابتدا پس از معرفي اين سيستم و سپس بطور اجمالي طرز كار و نحوه استفاده از آن را مورد بررسي قرار مي دهيم و در نهايت به گوشه هايي از كاربردهاي وسيع اين سيستم اشاره مي كنيم.

 

تاريخچه GPS:

GPS            داراي تاريخچه و سير تكاملي جالبي مي باشد و اخيرا استفاده از آن موجب اكتشافات قابل توجهي  شده است. اما قبل از اين كه بيشتر راجع به GPS بدانيم، لازم است مختصري در مورد                 ناوبري(Navigation)بدانيم.

           از زمان ما قبل تاريخ مردم سعي مي كردند يك راه قابل اطمينان پيدا كنند كه به آنها  بگويد كجا هستند و حتي آنها را به جايي كه مي روند راهنمايي كرده و سپس به خانه بازگرداند. مردمان غارنشين وقتي كه براي تهيه غذا به شكار مي رفتند، احتمالا از سنگ ها و شاخه هاي كوچك براي علامت گذاري مسير خود استفاده مي كردند. ملوانان نيز ابتدا سواحل را به دقت دنبال مي كردند تا از گم شدنشان جلوگيري كنند.                                                                                                            وقتي دريانوردان اوليه در درياهاي باز(اقيانوس ها) كشتيراني كردند، دريافتند كه مي توانند مسير خود را با دنبال كردن ستاره ها ترسيم كنند. فينيقيهاي باستان از ستاره شمالي براي سفر به مصر و جزيره كرت استفاده مي كردند. بر طبق گفته هومر الهه آتنا به اوديسه گفته است كه هنگام سفر كردن در جزيره كاليپسو "دب اكبر را سمت راست خود قرار بده".                                       متاسفانه براي اوديسه و ديگر دريانوردان ستاره ها فقط در شب و تنها در شب هاي صاف قابل رويت هستند.                                                                                                               پيشرفت مهم بعدي در امر ناوبري كشف قطب نماي مغناطيسي و دستگاه زاويه ياب(sextant) بود.                                                                                                                      عقربه قطب نما هميشه نقطه شمالي را نمايش مي دهد، بنابراين هميشه دانستن جهت مسيري كه در آن حركت مي كنيم را ممكن مي سازد.                                                                  

GPSچيست؟                                                                                                                                      سيستم مكان يابي جهاني (Positioning System Global) يك سيستم هدايت (ناوبري) ماهواره اي است وتنها سيستمي مي باشد كه امروزه قادر است، موقعيت دقيق شما را بر روي زمين در هر زمان، در هر مكان و در هر هوايي مشخص كند. اين ماهواره ها به سفارش وزارت دفاع ايالات متحده ساخته و در مدار قرار داده شده اند. اولين ماهواره GPS در سال 1978 يعني حدود 35 سال پيش در مدار زمين قرار گرفت.                                                                                    اين سيستم در ابتدا براي مصارف نظامي تهيه شد ولي از سال 1980 استفاده عمومي آن آزاد و آغاز شد و سرانجام در سال 1994 شبكه اي شامل 24 ماهواره تشكيل گرديد كه امروزه تعداد آنها به عدد 28 رسيده است.                                                                                               خدمات اين مجموعه در هر شرايط آب و هوايي و در هر نقطه از كره زمين در تمام ساعت شبانه روز در دسترس است.پديد آورندگان اين سيستم، هيچ حق اشتراكي براي كاربران در نظر نگرفته اند و استفاده از آن رايگان است.                                                                                               دقت بالاي اين سيستم و جهاني بودن آن دليلي بر استفاده از اين سيستم در علوم مختلف مي باشد. اين سيستم از سال 1983 با پرتاب نخستين ماهواره GPS آغاز به كار نمود. با روي كار آمدن سيستم GPS تمام سيستم هاي قبلي تعيين موقعيت ماهواره اي از قبيل دوربين هاي بالستيك، داپلر،N.N.S.S ، SLR، LLR، LONG-C، SECOR، به تدريج از دور خارج شدند. GPS يك سيستم عملياتي و هميشه در حال آماده باش است كه در تمامي شرايط آب و هوايي داراي كارآيي مي باشد؛ زيرا فركانس امواجي كه توسط ماهواره هاي GPS ارسال مي شوند در حد گيگا هرتز است و شرايط آب وهوايي (مه و باران و نزولات جوي ) اثري روي اين امواج ندارند. اين سيستم در طول 24 ساعت شبانه روز فعال است و در هر زمان و در هر مكان كه لازم باشد مي  توان توسط آن تعيين موقعيت كرد .                                                                                                  روسها نيز سيستمي مشابه GPS با نام GLONASS دارند كه البته از نظر كارآيي و توان عملياتي در حال حاضر به پاي سيستم GPS نمي رسد. البته گيرنده هاي مشترك GPS-GLONASS در حال حاضر در بازار ايران يافت مي شوند در ضمن اتحاديه اروپا نيز در حال ساخت يك سيستم تعيين موقعيت ماهواره اي با نام گاليله مي باشد كه طبق پيش بيني ها تا سال 2008 آماده بهره برداري و استفاده عموم خواهد شد. طبق ادعاي اتحاديه اروپا محدوديت هاي موجود در سيستم GPS  در گاليله وجود نخواهد داشت.                                                                                                             

ماهواره هاي  GPS :                                                                                                                                  در حال حاضر سيستم GPS شامل 28 ماهواره فعال است كه در مداري به طول 11000 مايل دريايي بالاي زمين در حركت بوده و پيوسته به وسيله ايستگاه هاي زميني در سراسر جهان نظارت مي شوند.                                                                                                                        هر كدام از اين ماهواره ها كه NAVSTAR نيز ناميده مي شوند 2000 پوند وزن داشته، داراي صفحات آفتابي به پهناي = f17 هستند و با سرعتي در حدود 108 مايل در ثانيه به دور زمين   مي گردند.                                                                                                                          اين ماهواره ها كه كل سطح كره زمين را بطور همزمان پوشش مي دهند، در6 مدار بيضي شكل با زاويه ميل 55 درجه نسبت به صفحه استواي زمين به دور زمين مي چرخند و در ارتفاع 20800 كيلو متري از سطح زمين قرار دارند. زمان يك بار چرخش ماهواره هاي GPS به دور زمين در حدود 12 ساعت نجومي است. به عبارتي در هر 24 ساعت خورشيدي در طول شبانه روز ماهواره دوبار از افق يك محل مي گذرد. همان طور كه مي دانيم شبانه روز خورشيدي 4 دقيقه از شبانه روز نجومي بيشتر است لذا در هر روز نسبت به روز قبل ماهواره 4 دقيقه زودتر در افق يك محل ثابت طلوع مي كند.                                                                                                  هر ماهواره حدودا 10 سال فعال مي ماند و جايگزيني ماهواره ها به موقع انجام گشته و ماهواره هاي جايگزين به هوا پرتاب مي گردند. برنامه شبكه GPS هم اكنون تا سال 2006 تنظيم و جايگزيني هاي لازمه ترتيب داده شده اند. مسير گردش ماهواره ها آنها را بين عرض جغرافيايي 60 درجه شمالي و 60 درجه جنوبي قرار مي دهد. اين امر به معني آن است كه در هر نقطه از زمين و در هر زمان مي توان سيگنال هاي ماهواره اي را دريافت نمود. و هر چه به قطب هاي شمال- جنوب نزديك شويم نيز همچنان ماهواره هاي GPS را خواهيم ديد. هر چند دقيقا در بالاي سر ما نخواهند بود و اين در دقت و صحت عمل آنها در اين نقاط تاثير مي گذارد.                           انرژي مصرفي هر ماهواره، كمتر از 50 وات است. اين ماهواره ها نيروي خود را توسط باتري هاي خورشيدي كه طول هر كدامشان 5.5   متر است از خورشيد تامين مي كنند. همچنين باتري هايي نيز براي زمانهاي خورشيد گرفتگي و يا موانعي كه در سايه زمين حركت مي كنند به همراه دارند. راكت هاي كوچكي نيز ماهواره ها را در مسير صحيح نگاه مي دارد.                                                    سيگنال چيست؟                                                                                                                                                     ماهواره هاي GPS  دو سيگنال راديويي كوتاه و قوي L1 وL2 را ارسال مي كنند. GPS هاي شخصي L1 را با فركانس 42.1575 مگا هرتز روي باند UHF دريافت مي كنند. اين سيگنال ها از ميان ابر و گاز و پلاستيك عبور مي كند اما از ميان جامدات، ساختمان ها و كوه ها نمي تواند عبور كند . يك سيگنال GPS شامل سه بيت اطلاعات متفاوت است: يك كد تصادفي كاذب، اطلاعات زودگذر (يك روزه) و اطلاعات ساليانه.                                                                                              * كد تصادفي كاذب به سادگي يك كد ID است كه ماهواره اي را كه در حال ارسال اطلاعات مي باشد رامشخص مي كند. شما مي توانيد اين عدد (كد) را هنگامي روي صفحه ماهواره واحد GPS گارمين خود ببينيد كه آن مشخص مي كند كدام يك از ماهواره ها در حال دريافت كردن آن است. *اطلاعات زود گذر (يك روزه): مكاني را كه هر ماهواره GPS در هر ساعتي بايد داشته باشد را به دريافت كننده ي GPS نشان مي دهد. اين اطلاعات ارسال شده توسط هر ماهواره ، اطلاعات مداري مربوط به آن ماهواره و ساير ماهواره هاي واقع در سيستم را نشان مي دهد.                      *اطلاعات ساليانه كه به وسيله هر ماهواره  به طور پيوسته ارسال مي شود شامل اطلاعات مهمي در رابطه با وضع ماهواره (سالم يا خراب بودن)، زمان و اطلاعات رايج است. اين بخش از سيگنال براي مشخص كردن مكان بسيار ضروري است.                                                                         چشمه هايي كه بر سيگنال هاي GPS تاثير گذاشته و باعث فاسد شدن (از بين رفتن) آنها شده و در نتيجه روي دقت و صحت اطلاعات تاثير گذار است به قرار زير مي باشد:                                             - تاخيرات تروپوسفر (پايين ترين بخش اتمسفر) و يونسفر(يون كره) : سيگنال هاي ماهواره اي به هنگام عبور از اتمسفر كند مي شوند. سيستم GPS از مدلي ساختگي استفاده مي كند تا ميانگين تاخير را محاسبه و هر چند به طور جزيي اين نوع خطا را اصلاح كند.                                               - سيگنال هاي چند گانه: زماني رخ مي دهد كه سيگنال هاي  GPSقبل از رسيدن به دريافت كننده  توسط ساختمان هاي بلند يا سطوح سنگي بزرگ، منعكس مي شوند كه اين خود باعث افزايش زمان سفر و در نتيجه ايجاد خطا مي گردد.                                                                      - خطاهاي زماني دريافت كننده: ساعت يك دريافت كننده همانند ساعت هاي اتمي ماهواره هاي GPS دقيق نيست بنابراين خطاي زيادي از لحاظ وقت و زمان ممكن است پيش آيد.                     - خطاهاي مداري: اطلاعات يك روزه ممكن است كه مكان نادرستي از ماهواره را گزارش دهد كه باعث ايجاد خطا مي شود.                                                                                              - تعدادي از ماهواره هاي قابل رويت ، ساختمان ها، ترن، موانع الكترونيكي و حتي بعضي اوقات درختان انبوه مي توانند سدي در برابر سيگنال ها شوند كه منجر به ايجاد خطا شده و يا مكان يابي غير ممكن مي گردد.                                                                                                 - هندسه ماهواره ها : اشاره به موقعيت نسبي ماهواره ها در هر زماني دارد. يك مثال كه در مورد هندسه ماهواره ها وجود دارد زماني است كه ماهواره ها در زاويه هاي عريض در ارتباط با هم قرار دارند. زماني كه ماهواره ها روي يك خط و يا گروهي كوچك قرار دارند هندسه ضعيفي را ايجاد مي كنند.                                                                                                                            - فساد عمدي سيگنال ماهواره: قابليت استفاده از ماهواره هاي برگزيده (كه به مخفف  SAگفته مي شود) كه يك فساد عمدي در سيگنال ها است، زماني به وسيله سازمان دفاع آمريكا وضع شد. SA       براي اين در نظر گرفته شده است تا دشمن نظامي نتواند سيگنال هاي فوق العاده دقيق GPS استفاده كند. دولت آمريكا SA را در ماه مه2000 قطع كرد تا دقت دريافت كننده هاي GPS هاي شخصي را افزايش دهد.                                                                                                  سيستم GPS چگونه كار مي كند؟                                                                                            به وسيله گيرنده هاي سيستم GPS مي توان هم به روش مطلق و هم به روش نسبي تعيين موقعيت كرد و براي تعيين موقعيت در هر يك از دو روش فوق مي توان از روش هاي ايستا (Static) ، متحرك(Kinematics) ، و نيمه متحرك  Kinematics)-(Semi ، استفاده كرد. در روش مطلق ، موقعيت نسبي نقطه نسبت به يك نقطه مختصات دار معلوم     {DELTA(X),DELTA(Y),DELTA(Z)}   به دست مي آيد . روش تعيين موقعيت نسبي به علت حذف خطاهاي سيستماتيك موجود در اندازه گيري هاي GPS از اهميت خاصي برخوردار است و براي انجام آن نيازمند به دو گروه GPS مي باشد كه به طور همزمان ماهواره هاي مشترك را مشاهده و اندازه گيري نمايند. منظور از همزماني ، بدين معني است كه شرايط اندازه گيري براي هر دو گيرنده مستقر در ايستگاه هاي استقرار، يكي با مختصات معلوم و ديگري با مختصات مجهول، يكسان باشد. از روش تعيين موقعيت نسبي با GPS اكثرا در كارهاي نقشه برداري و گسترش شبكه هاي ژئودزي استفاده مي شود. دقت تعيين مختصات مطلق با سيستم GPS در حال حاضر در بهترين حالت 3-،3+ متر مي باشد و دقت تعيين مختصات نسبي با اين سيستم در حد ميليمتر مي باشد.                                                                                                              هر ماهواره GPS بطور مستقل اطلاعات زير را توسط آنتن هاي تعبيه شده بر روي بدنه اش به زمين ارسال مي نمايد:                                                                                                            1) امواج حامل                                                                                                              الف) موج حامل(L1) با فركا نس f1=1500 MHZ                                                                    ب)موج حامل (L2) با فركانس f2=1200 MHZ                                                                                                     2) كدهاي اطلاعاتي ( به صورت دودويي)                                                                                      الف) كد غير نظامي (كدC/A):  f1=1.023 MHZ                                                                ب) كد دقيق (كدP ):  f=10.23 MHZ                                                                                        ج) كد سري(كدf=10.23 MHZ  :(Y                                                                        براي رسيدن به حداكثر دقت و كارآيي GPS توسط يك گيرنده بايد از گيرنده اي استفاده كرد كه هر دو موج حامل L1وL2 و كدهاي فوق را دريافت نموده و قابليت آنتي اسپوفينگ (AS) داشته باشد؛ يعني بتواند كد سري Y را به يك كد P و بالعكس تبديل كند.                                                3) پيام ماهواره (Message) با فركانس f=1500 MHZ كه حامل اطلاعات زير مي باشد:               الف) اطلاعات مدار ماهواره كه مربوط به موقعيت ماهواره مي شود.                                      ب) اطلاعات مربوط به زمان                                                                                             ج) اطلاعات شماره ماهواره                                                                                                    د) اطلاعات مربوط به ضريب دقت آرايش هندسي ماهواره ها (لازم به ذكر است كه چنانچه ماهواره ها در افق منطقه مورد نظر باشند نه در بالاي سر و يا اگر زاويه هر دو ماهواره با هم 120 درجه باشد تعيين موقعيت محل داراي دقت بيشتري خواهد بود.)                                                             مجموعه اطلاعات فوق يعني امواج حامل، كدهاي اطلاعاتي و پيام ماهواره ، همراه يكديگر توسط مدولاسيون فاز به سمت زمين مخابره شده و گيرنده هاي زميني كه قابليت ها و انواع متفاوتي دارند ضمن دريافت مجموعه فوق پس از عمل De Modulation هر بخش را براي منظور خاص خود مورد استفاده قرار مي دهد . لازم به ذكر است كه بهترين و دقيق ترين گيرنده، گيرنده ايست كه قابليت دريافت كليه اطلاعات ذكر شده در موارد سه گانه بالا را داشته باشد و بتواند هر يك را به طرقي جداگانه دريافت كند و ارزان ترين گيرنده هم گيرنده ايست كه تنها قابليت دريافت موج حامل L1،كد C/A و پيام ماهواره را دارد. لازم به ذكر است كه كد CA فقط بر روي موج L1 مدوله مي شود ولي كد P بر روي هر دو موج وجود دارد.                                                                                                                            اما اگر بخواهيم عملكرد اين ماهواره ها بطور ساده تر را بررسي كنيم به نتايج زير مي رسيم: سيگنال هايي كه هر ماهواره ي GPS ارسال مي كند شامل يك كد شبه تصادفي Pseudo Random Code ، داده اي به نام ephemeris و يك داده تقويمي به نام almanac مي باشد. كد شبه تصادفي مشخص كننده ماهواره ارسال كننده اطلاعات (كد شناسايي ماهواره) مي باشد.  هر ماهواره با كدي مخصوص شناسايي مي شود: RPN Random Code Pseudo اين عددي است بين 1 و 32 . اين عدد در گيرنده هر GPS نمايش داده مي شود. دليل اينكه تعداد اين شناسه ها بيش از 28 مي باشد امكان تسهيل در نگهداري شبكه GPS  باشد. زيرا ممكن است يك ماهواره پرتاب شود و شروع بكار نمايد قبل از اينكه ماهواره قبلي از رده خارج شده باشد . به اين دليل از يك عدد ديگر بين 1 و 32 براي شناسايي اين ماهواره جديد استفاده مي شود.                              داده Ephemeris دائما به وسيله ماهواره ها ارسال مي گردد و حاوي اطلاعاتي در مورد: وضعيت خود ماهواره (سالم يا نا سالم ) و تاريخ و زمان فعلي مي باشد. گيرنده GPS بدون وجود اين بخش از پيام در مورد زمان و تاريخ فعلي دركي ندارد. اين بخش پيام نكته اساسي براي تعيين مكان مي باشد.                                                                                                               Almanac  داده اي را انتقال مي دهد كه نشان دهنده اطلاعات مداري براي هر ماهواره و تمام ماهواره هاي ديگر سيستم مي باشد.                                                                                  

پيام جهت يابي                                                                                                                                                   علاوه بر كدهاي مسافت يابي PRN ، يك گيرنده نياز دارد تا اطلاعات جريي در خصوص موقعيت و شبكه هر ماهواره را بداند. در طرح GPS  چنين اطلاعاتي بر روي هر دوي كدهاي مسافت يابي C/A و P(Y) در 50 بيت در ثانيه، تنظيم شده است كه پيام جهت يابي ناميده مي شود. پيام جهت يابي از سه جزء اصلي ساخته شده است. نخستين بخش ، تاريخ و زمان GPS به علاوه وضعيت ماهواره و علامتي از سلامت آن را شامل مي شود . بخش دوم اطلاعات اوربيتال كه اطلاعات نجومي ناميده مي شود را در بر مي گيرد و به گيرنده اجازه مي دهد تا موقعيت ماهواره را محاسبه كند . سومين بخش ، كه تقويم نجومي ناميده مي شود- شامل اطلاعات و وضعيت تمامي ماهواره ها را در خصوص موقعيت و اعداد PRN، مي شود. از آنجايي كه اطلاعات نجومي به ميزان بسيار زيادي به تفصيل شرح داده شده است و اعتبار آن براي بيشتر از 30 دقيقه در نظر نگرفته شده، اطلاعات تقويم نجومي عمومي تر و براي هفته ها داراي اعتبار مي باشد. تقويم نجومي در تعيين اين كه كدام ماهواره بايد جستجو شود، به گيرنده كمك مي كند و فقط يك بار ، گيرنده هر سيگنال ماهواره را به نوبت به كار مي برد، سپس آن داده هاي نجومي را مستقيما از ماهواره انتقال مي دهد. موقعيتي كه با استفاده از هر ماهواره تثبيت مي شود، را نمي توان محاسبه كرد تا زماني كه گيرنده يك كپي كامل و دقيق از اطلاعات نجومي ماهواره را دارد. پيام جهت يابي، خود از ساختاري 1500 بيتي ساخته شده است كه به پنج زير ساختار 300 بيتي تقسيم شده است كه هر كدام در50 بيت در ثانيه منتقل مي شوند(بنابراين هر زير ساختار به 6 ثانيه براي انتقال نياز دارد).                                        زير ساختار 1،  تاريخ و زمان GPS  به علاوه موقعيت و سلامت ماهواره را شامل مي شود.                          زير ساختارهاي 2 و 3، هنگامي كه تركيب مي شوند، شامل انتقال داده هاي نجومي ماهواره مي گردند.                                                                                                                           زير ساختارهاي 4 و 5، هنگامي كه تركيب مي شوند، 25/1ام تقويم نجومي را در بر مي گيرد ؛ بدين معني كه كل ارزش داده هاي 25 ساختار ، براي كامل كردن 15000 بيت پيام تقويم نجومي مورد نياز هستند.                                                                                                          

اطلاعات بسامد                                                                                                                     براي كدهاي مسافت يابي و پيام جهت يابي تا از ماهواره به گيرنده برسند، آنها بايد در يك بسامد حامل تعديل شوند. در مورد طرح GPS اصلي دو بسامد مورد استفاده قرار مي گيرند؛ يكي در 42/1575 مگا هرتز، كه L1 ناميده مي شود، و دومي در 60/1227 مگا هرتز، كه L2 نام گذاري شده است. كد C/A بر روي فركانس L1 به عنوان يك سيگنال 023/1 مگاهرتزي منتقل مي شود كه يك شيوه مدولاسيون كليد انتقال فاز بي (BPSK)  استفاده مي كند. كد P(Y) بر روي هر دوي فركانس هاي L1  وL2 منتقل مي شود كه به عنوان يك سيگنال 23/10 مگاهرتزي از مدولاسيون BPSKي مشابهي استفاده مي كند، هر چند كه حامل كد P(Y)، يك چهارم حامل  C/Aاست، و معني آن اين است كه 90 درجه خارج از فاز قرار دارد. گذشته از ... و پايداري افزايش يافته براي فرستادن پارازيت، منفعت بسيار مهم داشتن دو فركانس كه از يك ماهواره منتقل مي شود، توانايي اندازه گيري مستقيم و بنابراين جابجا كردن و انتقال است، يعني خطاي تاخير طبقه يونسفر براي آن ماهواره . بدون چنين اندازه گيري ، يك گيرنده GPS بايد از يك طرح عام استفاده كند و يا از منبعي ديگر تصحيحات طبقه يونسفر را دريافت كند(منبعي همانند سيستم افزايش فضاي پهناور يا (EGNOS). پيشرفت ها در فناوري، كه در هر دوي ماهواره هاي GPS و گيرنده هاي GPS استفاده  مي شود ، تاخير طبقه يونسفر را به منبعي بزرگ تر براي خطا در سيگنال، تبديل مي كند. توانايي گيرنده در انجام اين اندازه گيري مي تواند به طور معني داري دقيق تر باشد و به طور نمونه به آن به عنوان يك گيرنده فركانس دوگانه اشاره شود.                                                                  حال مي توان شيوه كار GPS را بهتر بررسي كرد. هر ماهواره پيامي را ارسال مي كند كه به طور ساده مي گويد :                                                                                                           من ماهواره شماره X هستم ، موقعيت فعلي من Y است، و اين پيام در زمان  Zارسال شده است. هرچند كه اين شكل ساده شده پيام ارسالي است ولي مي تواند كل طرز كار سيستم را بيان نمايد. گيرنده GPS پيام را مي خواند و داده هاي   almanacو ephemeris را جهت استفاده بعدي ذخيره مي نمايد. اين اطلاعات مي توانند براي تصحيح و يا تنظيم ساعت دروني GPS نيز به كار روند.                                                                                                                        حال براي تعيين موقعيت ، گيرنده GPS زمانهاي دريافت شده را با زمان خود مقايسه مي كند. تفاوت اين دو مشخص كننده فاصله گيرنده GPS از ماهواره مزبور مي باشد. اين عملي است كه دقيقا يك گيرنده GPS انجام مي دهد. با استفاده از حداقل سه ماهواره يا بيشتر ، GPSمي تواند طول و عرض جغرافيايي مكان خود را تعيين نمايد(كه آن را تعيين دو بعدي مي نامند.) و با تبادل با چهار ( و يا بيشتر) ماهواره يك GPS مي تواند موقعيت سه بعدي مكان خود را تعيين نمايد كه شامل طول و عرض جغرافيايي و ارتفاع مي باشد. با انجام پشت سر هم اين محاسبات، GPSمي تواند سرعت و جهت حركت خود را نيز به دقت مشخص نمايد. امروزه در بعضي مكان هاي ايران قادر به دريافت اطلاعات تا 10  ماهواره مي باشيم و حداقل به 4 تا 5 ماهواره در هر زمان از شبانه روز و در هر مكان دسترسي داريم.                                                                                     هر قدر تعداد ماهواره هاي قابل مشاهده بيشتر شود معادلات اساسي تعيين موقعيت بيشتر خواهند شد و بنابراين زمان لازم براي تعيين موقعيت يك نقطه كاهش يافته و دقت تعيين موقعيت نيز افزايش خواهد يافت.                                                                                                   نكته مهمي كه مي بايست مورد توجه قرار گيرد اين است كه ارتفاعي كه GPS به ما مي دهد با ارتفاع موجود در نقشه ها و اطلس ها فرق مي كند. ارتفاع GPS نسبت به سطع مبنايي به نام بيضوي مقايسه ياسطح ژئوئيد است در حالي كه ارتفاع موجود در نقشه ها ارتفاع اورتومتريك مي باشد كه از سطح درياهاي آزاد محاسبه مي گردد. مقدار اختلاف اين دو مقياس در بيشترين حالت حدود 100 متر است.                                                                                                    يكي از عواملي كه بر روي دقت عمل يك  GPSاثر مي گذارد، شكل قرار گرفتن ماهواره ها  نسبت به يكديگر مي باشد.(از نقطه نظر GPS )                                                                              اگر يك GPS با چهار ماهواره تبادل نمايد و هر چهار ماهواره در شمال و شرق  GPSباشند طرح و هندسه اين ماهواره ها براي اين GPS بسيار ضعيف مي باشد و شايد GPS قادر نباشد مكان يابي نمايد. زيرا تمام اندازه گيري هاي فاصله در يك جهت عمومي قرار دارند. مثلث سازي ضعيف است و ناحيه مشترك به دست آمده از اشتراك اين مسافت سنجي ها وسيع مي باشد (مكاني كه GPS براي مكان خود تصور مي كند بسيار وسيع مي باشد و در نتيجه تعيين دقيق محل آن ممكن نيست) در اين موقعيت ها حتي اگر GPS مكان يابي را انجام دهد و موقعيتي را گزارش نمايد دقت آن نمي تواند زياد خوب باشد ( كمتر از 500- 300 فيت). اگر همين چهار ماهواره در چهار جهت ( شمال، جنوب، شرق، غرب) و با زواياي 90 درجه قرار داشته باشند طرح اين چهار ماهواره براي GPS مزبور بهترين حالت مي باشد چرا كه جهات مسافت سنجي چهار جهت متفاوت و نقطه اشتراك اين مسافت سنجي ها بسيار كوچك مي باشد. و هر چه اين نقطه اشتراك كوچكتر باشد به معني آن است كه بيشتر به نقطه واقعي حضور خود نزديك شده ايم . در اين موقعيت دقت عمل كمتر از 100 فيت مي باشد.                                                                                               طرح و هندسه قرار گرفتن ماهواره ها هنگامي كه GPS نزديكي ساختمانهاي بلند، قلل كوهها، دره هاي عميق و يا در وسايل نقليه قرار گرفته باشد به مساله مهم تري تبديل مي گردد. اگر مانعي در رسيدن سيگنال هاي بعضي از ماهواره ها وجود داشته باشد GPS مي تواند از بقيه ماهواره ها براي مكان يابي  خود استفاده نمايد. هر چه اين موانع بيشتر و شديدتر شوند مكان يابي نيز مشكل تر مي گردد.                                                                                                                  يك گيرنده GPS نه تنها ماهواره هاي قابل استفاده را تشخيص مي دهد بلكه مكان آنها را در آسمان نيز تعيين مي كند. (ارتفاع و زاويه) منبع ديگر ايجاد خطا " چند مسيري " مي باشد. " چند مسيري" نتيجه انعكاس سيگنال راديويي به وسيله يك شي مي باشد. اين پديده باعث ايجاد تصاوير سايه دار در تلويزيون ها مي گردد هر چند در آنتن هاي جديد اين شكل به وجود نمي آيد، اين پديده در آنتن هاي رو تلويزيوني قديمي به وجود مي آمد.                                                      بروز اين اختلال براي GPS ها به اين شكل است كه امواج بعد از انعكاس به وسيله اشياء (مانند ساختمان ها يا زمين) به آنتن GPS برسند. در اين صورت سيگنال مسير بيشتري را تا رسيدن به آنتن GPS طي مي كند و اين باعث مي شود كه GPS فاصله ماهواره را بيشتر از آنچه هست محاسبه نمايد، كه باعث ايجاد خطا در مكان يابي نهايي مي گردد. در صورت بروز اين اختلال تقريبا 15 فيت بر خطاي نهايي افزوده مي شود. منبع ديگري نيز براي ايجاد خطا ممكن است وجود داشته باشند. افزايش تاخير(delay) به دليل اثرات جوي نيز مي تواند بر روي دقت كار اثر بگذارد. همچنين خطاهاي ساعت داخلي GPS . در هر دو اين موارد گيرنده GPS طوري طراحي شده است كه اين اثرات را جبران نمايد. ولي خطاهاي كوچكي براساس همين اثرات همچنان بروز خواهند كرد.                                                                                                                         در عمل ، دقت كار يك GPSغير نظامي معمولي ، با توجه به تعداد ماهواره هاي تبادلي و طرح قرار گرفتن آنها بين 60 تا 225 فيت مي باشد.  GPS هاي پيچيده تر و گرانتر مي توانند با دقتهايي در حد سانتيمتر كار كنند. ولي دقت يك GPS معمولي نيز مي تواند به كمك پردازشي به نام DGPS Differential GPS به حدود 14 فيت يا كمتر برسد. سرويس هاي DGPS با هزينه كمي قابل اشتراك مي باشند. سيگنال تصحيحات DGPS توسط سازمان Army Corps Of Engineers و از ايستگاههاي مخصوص ارسال مي گردد. اين ايستگاه ها در فركانس 283.5 MHZ-325  كار مي كنند تنها هزينه استفاده از اين سرويس خريد يك دامنه از اين سيگنال ها مي باشد. با اين كار يك گيرنده ديگر به GPS ما متصل مي شود ( از طريق يك كابل سه رشته اي ) و عمل تصحيح را طبق يك روش استاندارد به نام (RTCM SC-104)  انجام مي دهد . اشتراك سرويس هاي  DGPSاز طريق امواج راديويي  FM نيز ممكن مي باشد.                                             

ايستگاه هاي زميني سيستم GPS :                                                                                                      در قسمت بالا درباره بخش فضايي سيستم  صحبت شد؛ حال به سراغ بخش كنترل زميني اين سيستم مي رويم : اين بخش شامل ايستگاه هاي كنترل زميني است كه داراي مختصات معلوم هستند و موقعيت آنها از طريق روشهاي كلاسيك تعيين موقعيت نظير روش VLBI (تعيين فواصل بلند توسط كوازارها) و روش SLR( فاصله سنجي ماهواره اي با امواج ليزر) به دست آمده است. اين ايستگاه ها وظيفه تعقيب و مشاهده شبانه روزي ماهواره هاي GPS را بر عهده دارند. اين بخش به وسيله محاسبات رياضي پيچيده از طريق محاسبه معادله پلي نوميال (Polynomials) رياضي به طريق كمترين مربعات ، پارامترهاي مداري (افمريزها) و موقعيت ماهواره ها را نسبت به يك سيستم مختصات ژئودتيك ژئوسنتريك ( مبدا سيستم مختصات تقريبا در مركز زمين قرار دارد.) محاسبه مي نمايد.                                                                                                              تعداد اين ايستگاه هاي زميني 5 عدد است كه ايستگاه اصلي با نام كلرادو اسپرينگ در آمريكا قرار دارد و 4 ايستگاه فرعي ديگر در نقاط ديگر كره زمين مستقر هستند. آخرين بخش از سيستم GPS  قسمت USER يا كاربران سيستم مي باشد كه خود شامل دو بخش است:                                       الف) آنتن دريافت كننده اطلاعات ارسالي از ماهواره ها                                                                         ب) گيرنده (پردازش كننده اطلاعات دريافتي و تعيين موقعيت محل آنتن)                                       نرم افزار و ميكروپروسسور داخل گيرنده فاصله بين آنتن زميني تا ماهواره هاي مرتبط با گيرنده را تعيين مي كند سپس با استفاده از حداقل 4 ماهواره موقعيتX  وY و ارتفاع محل استقرار آنتن يا همان گيرنده تعيين مي شود.                                                                                            گيرنده هاي GPS به دو دسته اصلي تقسيم مي شوند:                                                             الف) گيرنده هاي نظامي                                                                                                                              ب) گيرنده هاي غير نظامي                                                                                           گيرنده هاي غير نظامي فقط مي توانند افمريزهاي ارسالي روي كد C/A را از ماهواره دريافت كنند، لذا تعيين موقعيت مطلق توسط اين دسته از گيرنده ها ضعيف مي باشد. (در حدود 3 تا 5 متر). اما گيرنده هاي نظامي كه اكثرا در اختيار ارتش آمريكا و كشورهاي عضو پيمان ناتو مي باشد قادر هستند كه پارامترهاي ارسال شده بوسيله كد P( پارامترهاي دقيق) را نيز علاوه بر كد C/A استفاده كنند. دقت تعيين موقعيت با چنين گيرنده هايي بسيار بالاست و در حال حاضر استفاده از كد P و كد Y كه مشكل تر از كد P است صرفا در اختيار نظاميان آمريكايي  مي باشد. البته از سال 2000 دقت تعيين موقعيت با گيرنده هاي غير نظامي با توجه به حذف خطاي SA كه وزارت دفاع آمريكا آن را عمدا همراه ساير موجها از ماهواره هاي GPS به سمت گيرنده هاي غير نظامي مي فرستاد. دقت تعيين موقعيت با گيرنده هاي دستي معمولي به 3 تا 5 متر رسيده است. البته براي كارهاي دقيق ژئودزي و نقشه برداري با استفاده از گيرنده هاي دو فركانسه ( تفاضلي) به شيوه تعيين موقعيت نسبي مي توان به دقت در حد ميليمتر دست پيدا كرد. البته همين دقت 3 تا 5 متر گيرنده هاي دستي عادي هم نيازهاي عمومي ناوبري ( كوهنوردي و ...) را به خوبي تامين مي كند.

سيگنال هاي GPS مدرن                                                                                                                       با داشتن توانايي كاملا عملياتي در دسترس در 17 جولاي 1995 ، GPS اهداف طرح اصلي خودش را كامل كرده است. اما پيشرفت هاي ديگر در فناوري و تقاضاهاي جديد بر روي سيستم موجود، به تلاش براي " مدرن كردن " سيستم GPS منتهي شد. اعلام هايي از معاون رييس جمهور و خانه سفيد در 1998 ، از وقوع آغاز اين تغييرات خبر مي داد و در سال 2000 كنگره آمريكا دوباره اين تلاش را اعلام كرد كه با نام GPS III به آن اشاره مي شود. اين پروژه ايستگاه هاي زميني جديد و ماهواره هاي جديد را در بر مي گيرد، با سيگنال هاي جهت يابي اضافي براي هر دوي كاربران نظامي و غير نظامي و كمك مي كند به بهبود دقت و در دسترس بودن براي همه كاربران يك هدف 2013 برقرار شده است با انگيزه هايي كه براي پيمان كاران پيشنهاد مي شود اگر آنها بتوانند آن را تا 2011 كامل كنند.                                                                                                L2C    يكي از نخستين اعلام ها، افزايش يك سيگنال جديد براي استفاده غير نظامي بود، تا بر روي بسامدي متفاوت از بسامد L1 منتقل شود و براي سيگنال عادي اكتسابي (C/A) مورد استفاده قرار گيرد. سرانجام ، اين سيگنال L2S مي باشد؛ و نام آن به اين دليل است كه بر روي فركانس L2 منتشر مي شود. از آنجا كه آن به سخت افزاري جديد بر روي ماهواره نياز دارد، تنها به وسيله آنچه IIR-M مانع ، ناميده مي شد منتقل مي گردد و سپس ماهواره ها را طراحي مي كند. سيگنال L2C با فراهم آوردن بهبود دقت پيام رساني به كار گرفته مي شود كه دنبال كردن سيگنال را آسان مي كند و در مورد تداخل محلي ، به عنوان يك سيگنال اضافي عمل مي كند . برخلاف كد C/A،  L2C در رشته كد PRN متمايز را در بر مي گيرد تا اطلاعات مسافت يابي را فراهم كند؛ كد مسافت تعديل غير نظامي ( با نامCM  ) و كد مسافت طولاني غير نظامي ( با نام CL ). كد CM 10230 بيت طول دارد و هر 20 هزارم ثانيه تكرار مي شود. كد CL 767250 بيت طول دارد و هر 1500 هزارم ثانيه تكرار مي شود. هر سيگنال در 511500 بيت در ثانيه منتقل مي شود، اما آنها از يك سيگنال 1023000 بيت در ثانيه، در يكديگر تسهيم شده اند. CM با پيام جهت يابي CNAV ( كه در ادامه آمده) تعديل شده است، در صورتي كه كد CL هيچ داده تعديل شده اي را در بر نمي گيرد و توالي بدون داده ناميده مي شود. كد طولاني، توالي بدون داده براي تقريبا 24 دسي بل همبستگي  بزرگ تر (معادل 250 برابر قوي تر) نسبت به كد  L1  فراهم است. هنگامي كه با سيگنال C/A مقايسه شد L2C 7/2 دسي بل بهبود داده اي بزرگ تر دارد و 7/0 دسي بل رديابي حامل بزرگ تر، اگرچه قدرت انتقال آن 203 دسي بل ضعيف تر است.                                                                                                      

 پيام جهت يابي  CNAV داده CNAV نسخه جديدتري از پيام اصلي جهت يابي NAV است. اين داده نمايش درستي بالاتري را در بر دارد و ظاهرا داده دقيق تري نسبت به داده NAV مي باشد. نوع مشابه اطلاعات (از قبيل زمان، موقعيت، داده هاي نجومي و تقويم نجومي) همچنان با استفاده از نوع جديد CNAVمنتقل مي شود، اما در عوض استفاده از يك طرح ساختار / زير ساختار ، آن يك نمونه جديد بسته بندي كاذب را نشان مي دهد كه از بسته هاي پيام 12 ثانيه 300 بيتي ساخته شده است. در CNAV ، از هر چهار بسته، يكي داده هاي نجومي است و حداقل يكي از چهار بسته داده هاي ساعت را شامل مي شود ، اما طراحي به انتقال انواع گسترده بسته ها اجازه مي دهد، با يك منظومه 32 ماهواره اي ، و نيازمندي هاي جاري آن چيزي كه لازم است تا ارسال شود، كمتر از 75 درصد پهناي باند استفاده شده است. و تنها بخش كوچكي از انواع بسته موجود مشخص شده اند. اين امر سيستم را قادر مي سازد تا رشد كند و به تركيب پيشرفت ها بپردازد. تغييرات بسيار مهمي در پيام جديد CNAV وجود دارد كه عبارت اند از:                                                        

- اين پيام از تصحيح خطاي ارسالي (FEC) در كد با نرخ 2/1 پيچيدگي، بنابراين هنگامي كه پيام جهت يابي 25 بيت در ثانيه ارسال مي شود.

- اعداد هفته GPS اكنون با 13 بيت ارايه مي شود، يا 8192 هفته، و تنها هر157 سال تكرار مي شود. بدين معني كه بازگشت بعدي به صفر ، تا سال 2137 اتفاق نخواهد افتاد. اين مقايسه بزرگ تري است نسبت به استفاده پيام L1 LAN از يك عدد هفتگي 10 بيت كه هر 6/19 سال به صفر بر مي گردد.

- بسته اي وجود دارد كه جابجاسازي زماني GPS به GNSS را در بر مي گيرد. اين امر به توانايي ردو بدل كردن اطلاعات با ساير سيستم هاي انتقال زمان جهاني منجر مي شود، از قبيل Galileo و GLONASS كه هر دوي آنها حمايت مي شوند.

- پهناي باند بسيار زياد ، به گنجايش يك بسته براي تصحيح تفاضلي كمك مي كند، كه در يك شيوه ساده در هر ماهواره مستقر بر سيستم هاي افزايش استفاده مي شود و مي تواند براي تصحيح داده ساعت L1 NAV به كار گرفته شود.

- هر بسته يك نشانه هشدار  را دارا مي باشد كه اگر به داده هاي ماهواره نتوان اعتماد كرد، مستقر مي شود. اين بدين معني است كه اگر ماهواره غير قابل استفاده است، كاربران هر 6 ثانيه شناخته مي شوند . چنين آگاه سازي سريعي براي كاربردهاي سلامت زندگي مهم است، براي مثال در هواپيمايي .   

- در نهايت، سيستم به گونه اي طراحي شده است تا 63 ماهواره را مورد حمايت قرار دهد، در مقايسه با 32 در پيام L1 NAV.

اطلاعات بسامد   L2C                                                                                                                  اثر فوري داشتن در فركانس غير نظامي كه منتقل مي شود، اين است كه اكنون گيرنده هاي غير نظامي مي توانند به طور مستقيم خطاي طبقه يونسفر را در شكلي مشابه به عنوان گيرنده هاي فركانس دوگانه كد P(Y) ، اندازه گيري كنند. هر چند كه اگر يك كاربر تنها از سيگنال L2C استفاده كند، آنها مي توانند انتظار داشته باشند كه 65 درصد موقعيت عدم اطمينان نسبت به سيگنال L1 بيشتر باشد. كه در IS-GPS-200D تعيين شده است.

كد نظامي (كد M)                                                                                                                       يك جزء مهم فرايند نوين سازي، يك سيگنال نظامي جديد است. اين سيگنال كد نظامي با كد M ناميده مي شود و براي بهبود بيشتر دستيابي امن و ضد پارازيت سيگنال هاي GPS نظامي طراحي شده است. مورد جديد ديگر كد محرمانه (كنترل شده) است كه اطلاعات كمي در خصوص آن منتشر شده است. اين كد، كد PRN با طول نا شناخته كه در 115/5 مگا بايت در ثانيه انتقال داده مي شود را شامل مي شود. بر خلاف كد P(Y) ، كد M به گونه اي طراحي شده است كه مستقل باشد؛ بدين معني كه يك كاربر مي تواند موقعيت شان را تنها با استفاده از سيگنال كد M محاسبه كند. از طرح اصلي كد P(Y) ، كاربران در ابتدا بايد بر روي كد C/A قفل شوند و سپس آن اتصال را به كد P(Y) انتقال دهند. در مورد دوم، روش هاي دستيابي مستقيم ايجاد شدند كه به برخي از كاربران اجازه مي دهد تا به صورت خود گران با كد P(Y) عمل كنند.

پيام جهت يابي MNAV                                                                                                                       MNAV ، پيام جهت يابي جديدي است كه كمي بيشتر در مورد آن مي دانيم. همانند CNAV جديد، اين MNAV جديد به جاي آن كه ساختاردهي شده باشد، بسته بندي شده است و به منظور بارهاي دادهاي بسيار منعطف مي باشد. همچنين همانند CNAV مي تواند از تصحيح خطاي ارسالي (FEC) و يا بازيابي خطاي پيشرفته ( همانند CRC ) استفاده كند.                                        اطلاعات فركانس كدM در فركانس هاي مشابه L1 و L2 منتفل مي شود پيش از اين كه با كد نظامي قبلي، كد P(Y)، استفاده شود. سيگنال جديد به گونه اي كه اكثر انرژي اش را در مرزها (دور از حامل هاي P(Y) و C/A موجود ) جاي دهد، شكل داده شده است.                                                                در تغييري عمده از طرح هاي قبلي GPS، كد M در نظر گرفته مي شود تا علاوه بر آنتني كه كل زمين را پوشش دهد، از يك آنتن هدايتي با صرفه بالا، منتشر شود. اين سيگنال آنتن هدايتي، كه پرتو نقطه اي ناميده مي شود، در نظر گرفته شده است تا يك منطقه خاص را هدف بگيرد( با چندين صد كيلومتر قطر) و مقاومت سيگنال محلي را تا 20 دسي بل افزايش دهد، يا به طور تقريبي تا 100 برابر آن را قوي تر كند. اثر جانبي داشتن در آنتن اين است كه ماهواره GPS پديدار مي شود تا دو ماهواره GPSاي باشد كه موقعيتي مشابه را نسبت به درون پرتو نقطه اي اشغال كند. در حالي كه كل سيگنال كد M زميني بر روي ماهواره هاي IIR-M مانع موجود است ، آنتن هاي پرتو نقطه اي ، تا زماني كه ماهواره هاي III مانع مستقر هستند ( به طور آزمايشي در سال 2013) مستقر نخواهد شد. يك اثر جانبي جالب از داشتن چنين ماهواره اي كه چهار سيگنال جداگانه را منتقل مي كند، اين است كه MNAV به طور بالقوه مي تواند چهار كانال داده اي متفاوت را انتقال دهد، كه پهناي باند داده اي ارايه مي دهد. شيوه مدلاسيون، حامل جابجاسازي دودويي است، كه در مقابل كد 115/5 مگاهرتزي از يك زير حامل 23/10 مگاهرتزي استفاده مي كند. اين سيگنال يك پهناي باند تقريبا 24 مگاهرتزي با لبه هاي باند جانبي جداگانه خواهد داشت. كه اين باندهاي جانبي براي بهتر شدن دريافت سيگنال مورد استفاده قرار مي گيرند.

L5، امنيت زندگي                                                                                                                   سيگنال غير نظامي امنيت زندگي به گونه اي برنامه ريزي شده است كه با نخستين اجراي (GPS IIF 2008) در دسترس باشد. دو كد مسافت يابي PRN بر روي L5 منتقل شده اند : كد درون فازي ( با كد L5 مشخص مي شود) و كد چهار فازي (كه با كد Q5 مشخص مي شود) هر دوي اين كدها 10230 بيت طول دارند و در 23/10 مگابايت در ثانيه منتقل مي شوند ( هر يك هزارم ثانيه تكرار مي گردند). به علاوه ، L5 با كد نئومن هوفمن 10 بيتي تعديل مي شود كه از نظر زماني در 1 كيلو هرتز سنجيده مي شود و كد Q5 كه با كد نئومن هوفمن 20 بيتي تعديل شده و همچنين از نظر زماني در 1 كيلو هرتز سنجيده مي شود                                                            - بهبود ساختار سيگنالي براي افزايش عملكرد                                                                            - قدرت انتقال بالاتر نسبت به سيگنال L1/L2 ( معادل 3 دسي بل يا از نظر قدرت، 2 برابر)                     - پهناي باند گسترده، بهبود پردازشي  10 برابر را موجب مي شود                                                - كدهاي انتشار گسترده تر ( 10 برابر طولاني تر از C/A)                                                                       - از باند سرويس هاي جهت يابي راديويي فضايي استفاده مي كند

پيام جهت يابي L5                                                                                                                      داده L5 CNAV، شامل SV، زمان سيستم، داده رفتار زمان SV، پيام موقعيت و اطلاعات زمان و ... مي شود. داده 50 بيت در ثانيه در يك رمزگذار با نرخ 2/1 پيچيدگي كد گذاري مي شود. توالي نمادي 100 نماد در ثانيه به دست آمده (sps)، پيمانه 2 است كه تنها به كد L5 اضافه شد؛ سلسله بيتي حاصل جهت تعديل حامل درون فازي (L5) استفاده مي شود. اين سيگنال تلفيق شده سيگنال داده اي L5 ناميده خواهد شد. حامل Q5 هيچ داده اي ندارد و سيگنال پايلوت L5 ناميده مي شود.

اطلاعات فركانسيL5                                                                                                                          باند جهت يابي هوانوردي بر روي فركانس L5 منتشر مي شود. هر دوي WRC-2000، جزء سيگنال فضايي را به اين باند هوانوردي اضافه كردند بنابراين جامعه هوانوردي مي تواند تداخل با L5 را به شكل مؤثرتري نسبت به L2 مديريت كند. كه در IS-GPS-705 تعيين شده است.

L1C                                                                                                                                                              سيگنال استفاده شده در امور غير نظامي بر روي فركانس L1 منتشر مي شود (42/1575 مگا هرتز) كه سيگنال C/A كه به وسيله همه كاربران GPS فعلي استفاده مي شود را در بر مي گيرد. L1C با نخستين اجراي مانع III در دسترس خواهد بود و براي 2013 برنامه ريزي شده است. براي هر خصوصيت پيشنويس L1C ,IS-GPS-800 ايجاد شد تا به عنوان شكل سيگنالي خط مبنا براي سيستم ماهواره اي شبه سمت الراس به كار گرفته شود. از سال 2007 روش تعديل نهايي نشده است . در حال حاضر كانديداها BOC(1,1) براي داده با TMBOC(1,1) براي پايلوت را شامل مي شوند. براي تمامي 4 استثنا از 33 سيكل، حامل جابجايي دودويي تعديل شده زمان،TMBO) ( هنگامي كه با BOC(6,1) تغيير جا مي دهد، BOC(1,1) است.                                                               - در اجرا كد C/A را براي تضمين سازگاري كانالي از گيرنده به فرستنده براي حمل سيگنال هاي -كنترل، فراهم خواهد كرد.                                                                                              - افزايش مطمئن 5/1 دسي بل در حداقل كد C/A، هر افزايش محدوده صدا را كم مي كند.                                                                                            - حامل پايلوت جزيي سيگنال بدون داده، رديابي را بهبود مي بخشد.                                                       - توانايي براي ردو بدل كردن اطلاعات غير نظامي بيشتر با Galileo L1 را امكان پذير مي كند.

پيام جهت يابي CNAV-2                                                                                                                 پيام جهت يابي L1C، كه  CNAV-2 ناميده مي شود، 1800 بيت است  (شامل FEC)  و در 100 بيت در ثانيه انتقال داده مي شود. اين پيام اطلاعات زماني 9 بيتي را شامل مي شود ، 600 بيت تقويم نجومي، و 274 بيت بار داده اي بسته بندي.

كاربردهاي GPS                                                                                                                                                  GPS ها داراي كاربردهاي متنوعي در زمين، دريا و هوا مي باشند، اساسا GPS هر جايي قابل استفاده است مگر در نقاطي كه امكان وصول امواج ماهواره در آنها نباشد مانند داخل ساختمانها، غارها و نقاط زيرزميني ديگر و يا زير دريا، كاربردهاي هوايي GPS در رهيابي براي هوانوردي تجاري مي باشد. در دريا نيز ماهيگيران، قايق هاي تجاري و دريا نوردان حرفه اي از GPS براي رهيابي استفاده مي كنند.                                                                                              استفاده هاي زميني GPS بسيار گسترده تر مي باشد. مراكز علمي از GPS براي استفاده از قابليت و دقت زمان سنجي اش و اطلاعات مكاني اش استفاده مي كنند. نقشه برداران از GPS براي توسعه منطقه كاري خود بهره مي گيرند. سايتهاي گران قيمت نقشه برداري دقت هايي تا يك متر را فراهم مي آورند. GPS ها علاوه بر صرفه جويي دقت هاي بهتري را براي اين سايت ها به ارمغان مي آورند. استفاده هاي تفريحي از GPS نيز به تعداد تمام ورزشهاي تفريحي متنوع است. به عنوان مثال براي شكارچيان، برف نوردان، كوهنوردان و سياحان و ...                                                     در نهايت بايد گفت هر كسي كه مي خواهد بداند كه در كجا قرار دارد، راهش به چه سمتي است، و يا با چه سرعتي در حركت است مي تواند از يك GPS استفاده كند. در خودروها نيز وجود GPS به امري عادي بدل خواهد شد. سيستم هايي در حال تهيه است تا در كنار هر جاده اي با فشار دادن يك كليد موقعيت به يك مركز اورژانس انتقال يابد.( به وسيله انتقال موقعيت فعلي به يك مركز توزيع) سيستم هاي پيچيده ديگري موقعيت هر خودرو را در يك خيابان ترسيم مي كنند اين سيستم ها به راننده بهترين مسير براي رسيدن به يك هدف خاص را پيشنهاد مي كنند. در كشورهاي توسعه يافته از اين سيستم جهت كمك به راهبري خودرو، كشتي و انواع وسايل نقليه بهره گيري مي شود.                                                                                                      هر چه نقشه هاي منطقه اي كه در حافظه گيرنده بارگذاري مي شود دقيق تر باشد، سرويس هايي كه از GPS مي توان دريافت داشت نيز ارتقا مي يابد. براي مثال، مي توان از GPS مسير نزديكترين پمپ بنزين، تعمير گاه و يا ايستگاه قطار را سوال نمود و مسير پيشنهادي را دنبال كرد. دقت مكان يابي اين سيستم در حد چند متر مي باشد، كه بسته به كيفيت گيرنده تغيير مي كند.                                  پيش بيني زلزله از ديگر كاربردهاي GPS است.( در حال حاضر براي پيش بيني زلزله بيش از 1200 GPS در ژاپن نصب شده و همچنين فقط در اطراف شهر لس آنجلس آمريكا، 250 GPS در حال اندازه گيري و فعاليت 24 ساعته هستند.)                                                                    از ديگر كاربردهاي اين سيستم به طور فهرست وار مي توان به موارد زير اشاره كرد : كاداستر ، كنترل امور مربوط به حمل و نقل و ترافيك، كنترل حركات تكتونيكي زمين ، كنترل جابجايي سدها و برج هاي بلند، پيش بيني وضع هوا ( از طريق اندازه گيري ميزان انرژي موج فرستاده شده از سوي GPS پس از عبور از لايه هاي جو و ابرهاي موجود در منطقه مورد نظر) هيدروگرافي(آبنگاري) ، تعيين موقعيت سكوهاي دريايي نفتي، تعيين موقعيت جزيره هاي مرجاني ، مين يابي، SCAN كردن دريا، بروز رساني سيستم هاي تعيين موقعيت اينرشيال، استفاده جهت كنترل ماهواره هاي سنجش از دور (Sensing Remote) و كاربردهاي وسيع نظامي و...                      ( يك نكته كه بايد هنگام استفاده از اين سيستم حتما مورد توجه قرار گيرد اين است كه در زمانهايي كه احتمال ارسال امواج پارازيت بر روي گيرنده هاي GPS مي رود به هيچ عنوان نمي توان روي داده هاي ارائه شده توسط گيرنده هاي غير نظامي حساب باز كرد.)                                      در نهايت اين نكته قابل ذكر است كه با توجه به نزول شديد بهاي گيرنده هاي اين سيستم، و افزايش امكانات آنها، اين تكنولوژي در آينده نزديك بيش از پيش در اختيار همگان قرار خواهد گرفت.                                                                                                                          مشخصات نرم افزار GPS :                                                                                                         انتقال تمام مسيرها و نقاط ثبت شده روي GPS به كامپيوتر و بالعكس                                امكان طراحي مسير از طريق نقشه هاي اسكن شده و يا نمايش نقاط و مسيرها بر روي نقشه اسكن شده                                                                                                                           قابليت باز كردن تمام نقشه ها با فرمت هاي مختلف                                                               نمايش موقعيت بر روي لپ تاپ                                                                                      قابل استفاده براي انواع GPS با مارك هاي مختلف                                                                   قابليت استفاده براي GPSهاي Bluetooth دار                                                                      قابليت Zoom in و Zoom out                                                                                             قابليت استفاده از نقشه هاي Google earth                                                                        داراي پورت خروجي سريال و USB                                                                                     امكان دريافت اطلاعات با خروجي استاندارد NMEA

مشخصات نقشه:                                                                                                                                                                 نمايش تمامي خيابان ها و كوچه ها با امكان جستجو                                                                  توپوگرافي كوه هاي تهران                                                                                                 نمايش كليه نقاط مهم اعم از بيمارستان ها، پمپ بنزين ها و غيره                                                    قابليت جستجوي نزديكترين بيمارستان، پمپ بنزين و غيره                                                                                                        قابليت لود شدن در تمامي GPSهاي گارمين                                                           قابليت نمايش اسامي نقاط به وسيله ي پوينتر                                                                                                    نمايش تمام راه هاي بين شهري و خيابانهاي اصلي شهرهاي بزرگ   

گيرنده هاي GPS :                                                                                                                              بسته به نوع مصرف و بودجه مي توان از طيف وسيع گيرنده هاي GPS بهره برد. همچنين، بايد از در دسترس بودن نقشه مناسب و بروز جهت ناحيه مورد استفاده تان اطمينان حاصل كرد. امروزه بهاي گيرنده هاي GPS به طور چشمگيري كاهش پيدا كرده است و هم اكنون در كشور ما با بهايي معادل يك عدد گوشي متوسط موبايل نيز مي توان گيرنده GPS تهيه كرد.                                    قيمت گيرنده هاي GPS مناسب و مرغوب موجود در بازار ايران از 150000 تومان شروع مي شود و به 40 ميليون تومان هم مي رسد. لازم به ذكر است كه GPSهاي  Ashtech ساخت آمريكا، بهترين GPS در دنيا هستند و رئيس و صاحب اين كارخانه آقاي پروفسور جواد اشجعي مي باشد. تعدادي از گيرنده ها عبارتند از :  MAGELLAN ، Trimble ، Garmin ، Ashtech  

يك سيستم GPS براي مريخ                                                                                                                 حال در ادامه اين مقاله به كاربردي جديد از سيستم GPS در علم نجوم مي پردازيم. اين بخش از مقاله درباره طراحي يك سيستم ناوبري مشابه GPS براي سياره مريخ مي باشد.                                         جستجوگرهاي آينده مريخ اعم از اينكه مدارگرد خودكار ثابتي باشند يا انسان ، به راهي جهت تعيين موقعيت خودشان نياز خواهند داشت. براي انجام اين مهم پژوهشگران ناسا در حال مطالعه بر روي يك سيستم تعيين موقعيت ماهواره اي مناسب همانند GPS براي مريخ مي باشند كه قابليت انجام وظيفه به عنوان يك شبكه ارتباطي را هم داشته باشد.                                                       مكان ياب جهاني (Global Positioning  System )  مجموعه اي متشكل از 27 ماهواره شامل 24 ماهواره اصلي و 3 ماهواره رزرو  مي باشد كه قادر به تعيين موقعيت هر نقطه روي زمين به همراه ارتفاع نقطه با در دسترس بودن حداقل چهار ماهواره در آسمان منطقه مورد نظر مي باشد. يكي از طرح هاي پژوهشگران فرستادن ناوگاني كوچك از فضا پيماها به مريخ مي باشد كه دانشمندان براي ماموريت هاي آينده بشري و روباتيك در حال مطالعه بر روي آن مي باشند. مايكل منديلو( Mendilo  Michael)  پروفسور اختر شناس در مركز فيزيك فضايي دانشگاه بوستون و تيمي از پژوهشگران كه زير نظر وي بر روي اثرات يونسفر مريخ مطالعه مي كنند ، در حال طراحي يك سيستم ناوبري ماهواره اي به دور مريخ مي باشند. در آزمايشگاه پيشرانه جت پروپالشن ناسا (JPL) هم پژوهشگران در حال انجام كارهاي زميني يك شبكه ناوبري و ارتباطي براي مريخ هستند. يك طرح قديمي تر هم وجود دارد كه شامل يك دسته ميكروماهواره هاي كوچكي است كه شبكه مريخي (Mars  net) ناميده مي شود و وظيفه اش ارسال داده ها به سفينه مادر (Marsat) است . وظيفه Marsat نيز تبادل داده هاي بين مريخ و زمين است. از نظر وستل چارلز (Whestel  Charles) رئيس بخش مهندسي برنامه جستجوي مريخ در JPL يك سيستم ناوبري با دقت 10 تا 100 متر براي مريخ كافيست. هر چند اين دقت قابل مقايسه با دقت حاصل از سيستم فعلي GPS در سياره زمين نمي باشد. البته مجموعه ماهواره هاي GPS زمين تنها تامين كننده ناوبري براي بشر است ( البته در سال هاي اخير پژوهش هايي در زمينه كاربرد GPS در هواشناسي و زلزله در حال انجام است.) اما پژوهشگران در صدد استفاده از قابليت هاي اين سيستم در بررسي يونسفر مريخ مي باشند.                                                                                                                             با افتتاح سيستم GPS در مريخ در حقيقت جهشي در فن آوري روبات هاي آينده براي سياره سرخ رخ خواهد داد. در پايان لازم به ذكر است كه شايد از نظر برخي، سيستم GPS مريخ يك طرح لوكس و دور از تصور باشد اما با وجود مسائلي  كه بخشي از آن ها در اين مقاله ذكر شد استفاده از اين سيستم مزاياي زيادي در بر خواهد داشت و جهشي در راه اكتشاف كامل سياره سرخ و پي بردن به رازهاي آن مي باشد.

چند نمونه از تصاوير حاصل از سيستم GPS

 

 

 

 

 

 

 

تعريف كارتوگرافي                                                                                                                 كارتوگرافي يك واژه كاملا شناخته شده جغرافيايي مي باشد كه در علوم ديگر همچون جامعه شناسي، زمين شناسي، كشاورزي، عمران و ساير دانشهايي كه با نقشه هاي مختلف جغرافيايي سروكار دارند، به طور گسترده اي مورد استفاده قرار مي گيرد.                                                                 واژه كارتوگرافي از واژه كارت به معناي نقشه كه مي تواند نمايانگر موضوع هاي مختلف طبيعي، انساني، اقتصادي، غيره باشد و كلمه گرافي به معناي رسم تشكيل يافته است.                                  كارتوگرافي، اساسا تكنيكي است كه با كوچك كردن خصوصيات فضايي( ابعاد ) انواع مختلف اجسام و سطوح بزرگ، مثل زمينهاي وسيع، قسمت يا تمام كره زمين سروكار دارد. اين تكنيك، پهنه هاي وسيع را كوچك مي كند تا قابل مشاهده شود.                                                                            تعاريف علمي بسياري براي كارتوگرافي ارائه شده است. علت تعدد تعاريف و نظريات مختلف در اين زمينه، ناشي از وضع نقشه و نقشه برداري در نقاط مختلف جهان است. علاوه بر اين مساله، تاثير مواردي چون شرايط فني، سابقه كار، شرايط محلي و سليقه متخصصين مختلف همراه با سوابق تاريخي موجب ايجاد ناهماهنگي در مفهوم كلمه كارتوگرافي شده است.                                                با وجود تمام اختلاف نظرها در تعريف كارتوگرافي به طور كلي دو معنا از كارتوگرافي مستفاد                       مي گردد:                                                                                                                   كارتوگرافي عام: علم، هنر و فن ساختن نقشه است كه كليه مراحل تهيه نقشه، ترسيم و چاپ را شامل مي شود. اين تعريف در كنفرانسهاي بين المللي كارتوگرافي مورد تائيد بسياري از كشورها قرار گرفته و از طرف سازمان ملل متحد نيز پذيرفته شده است.                                         كارتوگرافي خاص: مراحل بعد از تهيه نقشه را شامل مي شود. كارهايي از قبيل تهيه و تنظيم پيش نويس، تركيب اطلاعات و استفاده از نقشه ها و مدارك مربوط به انتخاب شبكه، تغيير علائم و نوشته ها، هماهنگي اطلاعات موجود در نقشه، طراحي اطلاعات حاشيه نقشه، انتخاب روش ترسيم و چاپ و تكثير، مراحل مختلف كارتوگرافي خاص را تشكيل مي دهد. از تعاريف مذكور مي توان نتيجه گرفت كه جمع آوري اطلاعات اوليه، پروراندن و ارائه آن به صورت مطلوب و يا به عبارت ديگر، عمليات مربوط به تهيه نقشه بر عهده كارتوگرافي است. در اينجاست كه كارتوگرافي نقش مهم خود را در اجراي چنين هدفي نشان مي دهد. كارتوگرافي بايد آنقدر از نظر تئوري و عملي قوي باشد تا بتواند با تمام مشكلات مربوط به نشان دادن عوارض مختلف موجود در منطقه دست و پنجه نرم كند و منطقه را به صورت طبيعي و مطلوب به نمايش درآورد. نقشه اي كه از منطقه تهيه مي شود، حاصل كار كارتوگراف است وهنر و علم و تكنيك كارتوگراف در آن نهفته است. به عبارت ديگر، بدون استفاده از كارتوگرافي، تهيه نقشه از منطقه ميسر نبوده و هر قدر به آن توجه بيشتري شود به همان اندازه نقشه گوياتر و مطلوبتر خواهد شد.                                                                 نقشه را مي توان به عنوان يك زبان، وسيله بيان مفاهيم و افكار كارتوگراف دانست. نقشه به عنوان يك وسيله ارتباطي، پيامي را از شخصي يا گروهي ( كارتوگراف ) به افراد ديگري مي رساند. نقشه را مي توان به مثابه پلي فرض نمود كه ارتباط بين كارتوگراف و استفاده كننده از نقشه را فراهم                   مي آورد.                                                                                                                       روشهاي كارتوگرافي                                                                                                                          در اين بخش، به بررسي روشهاي مختلف كارتوگرافي پرداخته مي شود. اين روشها عبارتند از روش كارتوگرافي سنتي و روش كارتوگرافي رقومي.                                                                         كارتوگرافي سنتي                                                                                                                ابتدايي ترين روش كارتوگرافي، روش كارتوگرافي سنتي مي باشد. اين روش تا زمان اختراع رايانه و به بازار آمدن نرم افزارهاي كارتوگرافي مورد استفاده قرار مي گرفت، امروزه نيز هنوز از اين روش در كنار روش كارتوگرافي رايانه اي استفاده مي گردد.                                                                    در روش كارتوگرافي سنتي، به منظور ترسيم دقيق نقشه، كارتوگراف بايستي ضمن آشنايي با كليه اصول، قواعد و تئوري هاي كارتوگرافي، وسايل و ابزار كارتوگرافي را نيز به خوبي بشناسد و از روش كار با آنها آگاهي كافي داشته باشد. در غير اينصورت قادر به تهيه نقشه هاي ايده آل نخواهد بود. ابزاري كه در روش كارتوگرافي سنتي بيشتر مورد استفاده قرار مي گيرد عبارتند از:                                                                                        كاغذ، مداد، چسب ترانس پارنت( شفاف )، راپيدوگراف، شابلون اعداد، حروف، خط كش، هاشورزن، حروف برگردان، زيپاتون، پيستوله و ميزهاي نقشه كشي.                                                          كارتوگرافي رقومي                                                                                                                                                    كارتوگرافي به كمك رايانه را كارتوگرافي رقومي مي نامند. رايانه مي تواند نقشه را در سطوح مختلف تكامل گرافيكي باكمك سيستم هاي خروجي مختلفي ترسيم نمايد.                                      سيستم هاي خروجي ترسيم اتوماتيك در دو بخش قابل بررسي است؛ بخش نرم افزار و سيستم هاي سخت افزار.                                                                                                             بخش نرم افزار امروزه نرم افزارهاي مختلفي شامل برنامه هاي ساده ترسيم خطي تا مجموعه نرم افزار بسيار پيچيده در كارتوگرافي وجود داردكه مي توان آنها را به چند گروه تقسيم نمود:                         - نرم افزارهاي ترسيم اتوماتيك كه احتياج به سخت افزار خاصي نداشته و دامنه كاربرد آنها عمدتا در تهيه نقشه هاي مهندسي (توپوگرافي بزرگ مقياس) است كه مي توان به نرم افزارهاي، ,SDR MAP Civil soft, Auto CAD, wild soft, Geo top, SURFER, Microstation, و صدها عنوان ديگر اشاره نمود.                                                                                               - نرم افزارهايي كه هدايت و كنترل سيستم هاي كارتوگرافي اتوماتيك را به عهده دارند مانند سيستم هاي هيدروگرافي.                                                                                                               - نرم افزارهاي كارتوگرافي كه شامل مجموعه اي از برنامه هاي مفصل كارتوگرافي بوده و داراي قابليتي بسيار گسترده در جنراليزه كردن اتوماتيك اطلاعات جغرافيايي، طراحي گرافيكي و ترسيم كليه عوارض با همه گونه علائم نقطه اي، خطي و سطحي است و عمليات ماسكينگ تا در نهايت ارائه مدلي جهت چاپ را دارند.                                                                                روشهاي جمع آوري و بهنگام رساني اطلاعات مكاني                                                                         در اين بخش، روشهاي مختلف توليد و جمع آوري اطلاعات مكاني شامل جمع آوري اطلاعات به روش زميني، به كمك GPS، به روش فتوگرامتري، به روش سنجش از دور، به كمك اسناد و مدارك موجود مورد بررسي قرار گرفته اند. در نهايت نيز روشهاي مختلف جمع آوري اطلاعات تاسيسات زير زميني مرور شده است. روش نقشه برداري زميني و GPS در مناطق با وسعت كم و محدود در مقياس بزرگ انجام مي شود. از اين روش مي توان براي بهنگام رساني عوارض خاص استفاده نمود. يكي از مزاياي روش نقشه برداري زميني اين است كه مي توان عوارض زير زمين را با توجه به علائم و نشانه ها و يا ابزارهاي آشكار سازي تاسيسات زير زميني ( كه به تفصيل در دستورالعمل جمع آوري و ذخيره سازي اطلاعات بررسي شده است) بر روي نقشه پياده نمود.                                                                         از روش فتوگرامتري مي توان براي تهيه نقشه هاي مقياسهاي مختلف استفاده نمود.                                               يكي از مزاياي عمده تصاوير ماهواره اي قابليت دسترسي آسان به مناطقي است كه امكان عكسبرداري در آنجا وجود ندارد.                                                                                                  در نهايت براي انتخاب روش مناسب جهت بهنگام رساني نقشه ها با توجه به محدوديتها و مزاياي هر روش و تحليل هزينه هاي هر يك بايد تصميم مناسبي را اتخاذ نمود.                                        روش نقشه برداري زميني                                                                                                          در روش نقشه برداري زميني با استفاده از ابزارهاي نقشه برداري زميني و با عمليات ميداني، نقشه تهيه مي شود. در اين روش بطور كلي با اندازه گيري طولها، زوايا واختلاف ارتفاع، شكل و ابعاد عوارض مشخص شده و نقشه ترسيم مي شود. برخي از ابزارها و وسايل متداول و مورد استفاده در نقشه برداري زميني به شرح زيل مي باشد:                                                                                                            زاويه ياب (تئودوليت):                                                                                                                اين وسيله كه به شكل يك دوربين مي باشد، براي اندازه گيري زوايا استفاده مي شود. با استفاده از تئودوليت زواياي افقي و قائم بين دو امتداد را مي توان اندازه گيري نمود.                                           دوربين تئودوليت بر روي سه پايه نصب شده و در يك نقطه مشخص استقرار مي يابد و با قراول به دو نقطه مشخص زواياي افقي و قائم بين دو امتداد مشخص مي گردد.

اخبار الكترونيك

سايت هاي آموزشي فرهنگي

تازه هاي نشريات فني

آخرين اخبار دولت الكترونيك