انواع تکنولوژی های مکان یابی

در حال حاضر هر گوشی هوشمند و حتی ساعت‌های هوشمند به ویژگی مکان یابی نیاز دارند تا بتوانند خدمات گسترده‌ای را در اختیار کاربران قرار دهند. یکی از این خدمات نیز برای مسیریابی استفاده می‌شود؛ ویژگی که اجازه می‌دهد بر اساس موقعیتی که روی نقشه دارید، مقصد مدنظرتان را مشخص کرده و سریع‌ترین راه برای رفتن به آن سمت را به دست آورید. در این مقاله می‌خواهیم به انواع تکنولوژی های مکان یابی اشاره کنیم؛ پس تا انتهای این مقاله با کالاتیک همراه باشید.

انواع فناوری های مکان یابی 

در دنیای امروز که دنیای پیشرفت و تکنولوژی است سامانه های مکان یابی و ناوبری ماهواره‌ای به یکی از بخش‌های مهم زندگی مردم جهان تبدیل شده است و ما شاهد توسعه این دست از فناوری‌ها هستیم. یکی از این فناوری‌ها، فناوری مکان یابی است که امروزه با سیستم‌های گوناگونی عرضه می‌شود. از این سیستم‌های مکان یابی می‌توان به GPS ،Glonass ،Galileo ،BeiDou ،IRNSS و QZSS اشاره کرد. امروزه مکان یابی مسیرها، مکان‌ها، اشخاص، اشیا و ... در زندگی مردم، بسیار مهم و ضروری به نظر می‌رسد. در همین راستا در زیر به انواع فناوری های مکان یابی به صورت خلاصه می‌پردازیم.

فناوری مکان یابی GPS

سامانه موقعیت یاب جهانی «جی پی اس» یکی از بهترین و کامل‌ترین دستاوردهای بشر برای شناسایی و مکان یابی روی کره زمین است. این فناوری قابل اعتماد با بیشترین دقت در سراسر دنیا برای مکان یابی استفاده می‌شود. سیستم مکان یاب جهانی GPS به یک فرستنده و یک گیرنده امواج ماهواره‌ای نیاز دارد که در این فناوری ماهواره‌ها، اطلاعات و زمان دقیق موقعیت خود را به صورت متوالی از فضا ارسال می‌کنند. گیرنده نیز به همراه یک سیستم محاسبه ریاضی، اطلاعات را دریافت کرده و با یک دستگاه معادله چند مجهولی آن را حل می‌کند. اکثر گوشی‌های همراه و هوشمند دارای GPS هستند. طرح اولیه این سامانه در دهه شصت ارائه شد و در سال 1978 در جهت اهداف نظامی مورد استقبال قرار گرفت. این سیستم ماهواره‌ای در سال 1980 از سوی نیروی نظامی آمریکا برای استفاده‌های غیر نظامی نیز مورد توجه واقع شد. GPS بدون هیچ هزینه‌ای و به صورت 24 ساعته در سراسر دنیا مورد استفاده قرار می‌گیرد.

نحوه کار سامانه GPS

فناوری GPS از 24 ماهواره که به مدار زمین و نقاطی معین فرستاده شده‌اند، تشکیل می‌‌شود که مجموع این ماهواره‌ها را نوستار (NAVSTAR) می‌نامند. این ماهواره‌ها در 6 مدار که هر کدام دارای 4 ماهواره با فاصله‌های معین و ثابت هستند، به دوره کره زمین می‌شوند که عمر این ماهواره‌ها هر ده سال به اتمام می‌رسد و باید به جای آن یک ماهواره جدید به کار گرفته شود. هر ماهواره در طول شب و روز 2 بار به دور زمین می‌چرخد. ماهواره‌های GPS به وسیله یک راکت به مدار میانی زمین ارسال می‌شوند و برای حرکت به دور زمین، از نیرو حرکت انتقالی زمین بهره می‌برند. این ماهواره‌ها انرژی خود را از خورشید تامین می‌کنند. همچنین این ماهواره‌ها، باتری‌هایی برای زمان‌های خورشید گرفتگی یا مواقعی که در سایه زمین حرکت می‌کنند به همراه دارند. با استفاده از «جی پی اس» می‌توان میزان سرعت حرکت، مدت زمان سفر، فاصله تا مقصد، مختصات جغرافیایی (طول و عرض جغرافیایی)، زمان طلوع و غروب خورشید و ماه و... را به راحتی محاسبه کند. از این تکنولوژی می‌توان در ماهیگیری، پرواز گلایدر، عملیات‌های نظامی، اسکی، قایقرانی، رانندگی، عملیات امداد و نجات، سفرهای گروهی در طبیعت یا مسابقات اتومبیل رانی بهره برد.

GPS و گوشی همراه

هر موبایل را به راحتی می‌توان به یک گیرنده «جی پی اس» تبدیل کرد. به این منظور وارد قسمت Setting موبایل و قسمت Location & Security شوید. گزینه Access My location را فعال نمایید و با پیغامی که داده می‌شود موافقت نمایید. در مرحله بعدی دو گزینه Wi-Fi & Mobile Network Location و Use GPS Satellites را انتخاب کنید. در پیغام ظاهر شده گزینه موافقم را لمس کنید. اکنون اگر وارد Google Map یا هر نرم افزار دیگری شوید می‌توانید موقعیت خود را به وسیله ماهواره‌ها نشانه گذاری نمایید نکته قابل توجه این که برای این کار به اتصال به اینترنت هیچ نیازی نیست.

AGPS چیست؟

Assisted GPS که به اختصار A-GPS گفته می‌شود سامانه‌ای است که برای کمک به مکان یابی به ماهواره‌های GPS در نظر گرفته شده است. سامانه ذکر شده با استفاده از سرورهای کمکی موجود بر روی شبکه‌های موبایل برای گوشی‌های همراه خدمات جی پی اس را عرضه می‌کند. استفاده از فناوری A-GPS نیازمند به تامین منابع اطلاعاتی از طریق شبکه‌های موبایل و اینترنت است؛ لذا کاربران جهت استفاده از آن باید هزینه مربوط به این شبکه‌ها را بپردازند. A-GPS بر بروی دستگاه‌هایی ارائه می‌شود که آنتن جی پی اس دارند و وظیفه آن این است که با بهره گیری از امکانات دیگر نظیر ارتباط با سرویس دهنده موبایل یا وصل شدن به اینترنت مکان یابی را سرعت ببخشد. در جدول زیر به تفاوت‌های اساسی بین GPS و A-GPS اشاره می‌کنیم.

سامانه GLONASS

GLONASS مخفف عبارت Globalnaya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistem یا Global Navigation Satellite System است. این سامانه در سال 1970 توسط نیروی دفاعی روسیه ساخته شده است. این فناوری بسیار به GPS شبیه است و کارکردی همچون آن دارد. این سیستم مکان یابی اولین ماهواره خود را در سال 1982 آماده به کار و در سال 1993 به صورت کامل به بهره برداری رساند. یک سوم از بودجه سال 2010 آژانس فضایی فدرال روسیه به پیشرفت و توسعه این پروژه اختصاص یافته است. گلوناس با داشتن 24 ماهواره در رقابت کامل با GPS آمریکایی قرار دارد.

GLONASS و GPS در یک دوره زمانی و به منظور مکان یابی دقیق ساخته شده‌اند اما GLONASS در اکثر مواقع برای استفاده نظامی و شرایطی همچون مسیریابی هواپیماهای جت و موشک‌های بالستیک توجه روس‌ها را به خود جلب کرده است. این سامانه بیشتر برای پیش بینی وضعیت آب و هوا، اندازه‌گیری سرعت و محاسبه زمان مورد استفاده قرار می گرفت و به دلیل کم بودن تعداد ماهواره‌های این سیستم کمتر کسی به موفقیت آن امید داشت. اما در سال 2001 توسط رییس جمهور وقت روسیه ولادمیر پوتین به یک پروژه کشوری تبدیل شد و بودجه‌ها به منظور توسعه دادن آن افزایش یافت.

وجه تمایز GLONASS و GPS

بین این دو سامانه از لحاظ توانایی‌ها و پوشش جهانی، چندان تفاوتی وجود ندارد ولی GPS بنا بر سابقه و میزان دقتش همه گیرتر و پرکاربردتر است. استفاده از GLONASS در نیمکره شمالی و عرض‌های شمالی‌تر زمین که نزدیک به روسیه است از دقت بیشتری برخوردار است چون تعداد ایستگاه‌های زمینی آن از نمیکره جنوبی بیشتر است. تفاوت اصلی بین این دو در نحوه ارتباط بین دریافت کننده‌های آن‌ها است. به این صورت که در GPS، ماهواره‌ها از فرکانس‌های رادیویی یکسان اما کدهای متفاوتی برای برقراری ارتباط بهره می‌گیرند اما در ماهواره‌های GLONASS، از کدهای مشابه ولی فرکانس‌های متفاوتی بهره می‌جویند. این ویژگی باعث می‌شود که بین ماهواره‌ها در یک صفحه مداری ارتباط برقرار شود.

GLONASS و استفاده از آن در تلفن های همراه

غالب سازندگان گوشی‌های هوشمند سامانه مکان یاب GLONASS را در تولیدات خود تعبیه می‌کنند. سونی، اپل، اچ تی سی و اکثر شرکت‌های دیگر این سامانه‌ها را در تولید تلفن‌های همراه خود به کار می‌برند. در اوایل این فناوری فقط مخصوص تلفن‌های هوشمند گران قیمت بود ولی به مرور زمان با توجه به علاقه‌ای که سازندگان تراشه‌های موبایلی به تکنولوژی گلوناس نشان داده‌اند، این فناوری در بیشتر گوشی‌ها به کار گرفته شد.

سامانه مکان یابی "گالیله Galileo"

Galileo، سامانه موقعیت یابی جدیدی است که موقعیت‌های بیشتری را زیر پوشش خواهد گرفت و نسبت به سامانه موقعیت یابی GPS از دقت بیشتری برخوردار خواهد بود. در حال حاضر اتحادیه اروپا 5 میلیارد یورو هزینه برای توسعه و پیشرفت این پروژه به آن اختصاص داده است. این سامانه همچنین باعث افزایش کیفیت آنتن دهی تلفن همراه و ارائه امکانات جدید به کاربران و شرکت‌ها خواهد شد. هم اکنون مجموعه "گالیله" در بر گیرنده 24 ماهواره است و ماهواره‌های دیگری هم به آن اضافه خواهد شد که برای پوشش کامل زمین کافی خواهد بود. این ماهواره‌ها در 3 مدار حرکت خواهند کرد و توسط "سازمان فضایی اروپا" (European Space Agency) به فضا پرتاب خواهند شد. "گالیله" یکی از سامانه‌های موقعیت یابی ماهواره‌ای در حال پیشرفت به شمار می‌آید. در Galileo امکان ناوبری رایگان و ارائه موقعیت افقی و عمودی با دقتی در حدود یک متر لحاظ شده است. گالیله یک پروژه پرهزینه و ملی در سطح قاره اروپا محسوب می‌شود و توسط هیچ ارتشی اداره نمی‌شود، به همین دلیل قابل اطمینان بوده و دارای امنیت بیشتری نسبت به GPS و GLONASS است.

سامانه مکان یابی "بیدو BeiDou"

چین نیز با ساخت سامانه‌ای با عنوان "BeiDou" به جمع کشورهای دارای سیستم موقعیت یابی پیوست و با پرتاب چهار ماهواره در سال 2012 آن را در فضا راه‌اندازی کرد. این سامانه در حال حاضر با 16 ماهواره، آسیا و اقیانوس آرام را پوشش می‌دهد. اما هدف برنامه توسعه جهانی آن دست یافتن به 30 ماهواره است. BeiDou علاوه بر ارائه اطلاعات زمانی و مکانی، خدماتی مانند ارتباط از طریق پیام‌های متنی را برای استفاده کنندگان مهیا می‌سازد در حالی که دیگر سامانه‌های موقعیت یابی این توانایی را ندارند. کشور چین استفاده از سیستم مکان یابی BeiDou را برای موفقیت در ناوبری با مقاصد نظامی مانند هدای‌ت موشک‌ها، کشتی‌های جنگی و جنگنده‌ها امری ضروری می‌داند. دیگر کشورها از جمله هند و ژاپن نیز دارای سامانه‌های موقعیت یابی در حال پیشرفتی هستند.

سامانه مکان یابی IRNSS

Indian Regional Navigation Satellite System که به صورت خلاصه IRNSS نوشته می‌شود یک سیستم ماهواره‌ای ناوبری منطقه‌ای کشور هند و دارای 7 ماهواره است. این سیستم مکان یابی توسط سازمان تحقیقات فضایی هند و تحت نظارت کامل دولت هند به صورت کاملا مستقل در حال توسعه است و دربرگیرنده دو سرویس عمده است که یکی از آن‌ها سرویس مکان یابی استاندارد است که در راستای اهداف غیر نظامی توسعه یافته است و دیگری سرویس محدود شده برای استفاده‌های نظامی است. این سامانه ناوبری ماهواره‌ای خدمات ناوبری دریایی و زمینی، ردیابی خودرو و مدیریت ناوگان برای مسافران و کوهنوردان و همچنین مدیریت بحران را پشتیبانی می‌کند. شاید این فناوری مکان یابی بتواند با GPS رقابت کند؛ اما از آنجا که فقط کشور هند و 1500 کیلومتر خارج از مرزهای این کشور را تحت پوشش قرار می‌دهد، یک نوع سیستم موقعیت یابی محلی به حساب می‌آید.

سامانه مکان یاب منطقه ای QZSS

سامانه ماهواره‌ای Quasi-Zenith Satellite System که به طور خلاصه QZSS نامیده می‌شود یک سامانه ماهواره‌ای منطقه‌ای است که تنها با هدف پوشش جزایر مختلف کشور ژاپن طراحی شده است و گفتنی است که می‌تواند استرالیا را نیز پوشش دهد.

سخن آخر

فناوری مکان یابی این روزها امکانات و ویژگی‌های مختلفی را در اختیار کاربران قرار می‌دهد که به برخی از آن‌ها در این مقاله پرداختیم. شما می‌توانید با استفاده از فناوری مکان‌یابی امکان مسیریابی داشته باشید یا دیگران را از موقعیت مکانی خود با خبر سازید. در حال حاضر این فناوری نه تنها برای گوشی‌های هوشمند، بلکه سایر گجت‌های قابل حمل مانند ساعت‌های هوشمند نیز مورد  استفاده قرار می‌گیرد و خودروها نیز از چنین قابلیتی برخوردار شده‌اند.

پرسش‌های متداول

آیا ساعت هوشمند نیز دارای فناوری مکان یابی هستند؟

برخی از مدل‌های قدیمی برای قابلیت مکان یابی به گوشی هوشمند نیاز دارند، اما مدل‌های جدیدتری از ویژگی مکان یابی درون ساختی برخوردار شده‌اند.

گوشی هوشمند برای یافتن موقعیت مکانی از چه سیستمی استفاده می‌کند؟

فناوری‌های مکان یابی مختلفی برای گوشی‌های هوشمند تعریف شده است؛ اما بیشتر تلفن‌های هوشمند از GPS استفاده می‌کنند.