نظام GPS: تاريخه، تطوراته وتطبيقاته مع أكاديمية اتصالاتي

هل سبق و فقدتَ الطريق أثناء رحلة طويلة أو وجدت نفسك ضائعًا في مكان ما! ربّما كان بإمكانك تجنّب هذا الموقف إذا كنت تعرف المزيد عن نظام GPS! 

في هذا المقال من أكاديمية اتصالاتي، سنتعرّف على نظام GPS، تاريخ تطوّره، و مكوّناته، إضافة إلى أهم تطبيقاته في تحسين حياتك المهنية والشخصية.

أكمل قراءة هذا المقال لتكتشف كيف يمكن لهذا النظام أن يكون أداة رائعة في حياتك العملية تساعدك على تجنّب الأخطاء التي قد تؤثر على نتائج مشاريعك المستقبلية!

ما تعريف نظام GPS؟ وممّا يتكون؟

نظام GPS، أو Global Positioning System، المعروف باسم نظام تحديد المواقع العالمي. 

هو نظام ملاحة فضائي يعمل من خلال شبكة من الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض وتبث باستمرار إشارات تحمل بيانات تفصيلية عن مكان كل قمر والوقت المحدد. 

تستخدم أجهزة الاستقبال – الموجودة على الأرض_ هذه الإشارات لحساب المسافة بينها وبين الأقمار وذلك لتحديد الموقع بشكل دقيق جدًّا. 

بفضل دقة النظام، أصبح GPS أداة مهمة جدًّا في العديد من المجالات مثل الملاحة، الخرائط الرقمية، توجيه الطائرات والسفن، بالإضافة إلى تطبيقات البحث والإنقاذ، وهو متاح للجميع عبر أجهزة الهواتف المحمولة، السيارات، والطائرات.

ممّا يتكون نظام GPS؟

يتكوّن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) من ثلاثة مكوّنات رئيسيّة تعمل بشكل متكامل لتحديد الموقع الجغرافي بدقة عالية على سطح الأرض وفي جميع الظروف:

• الأقمار الصناعية في (Satellites):

يشمل النظام حوالي 30 قمرًا صناعيًا يدور حول الأرض في مدارات ثابتة و على ارتفاعات عالية جدًا. هذه الأقمار ترسل إشارات راديوية مستمرّة تعطي معلومات دقيقة حول موقعها الحالي والوقت الذي تم فيه إرسال الإشارة.

 توفّر هذه الشبكة التغطية لمعظم سطح الأرض، وبالتالي ضمان توافر الإشارة في أي مكان تقريبًا، حتى في المناطق النائية.

• محطات التحكم الأرضية (Ground Control Stations):

هذه المحطّات موجودة على سطح الأرض وتقوم بمراقبة الأقمار الصناعية وتحديد مواقعها الدّقيقة . كما تقوم بتوجيه الأقمار الصناعية وتصحيح أي انحرافات في مداراتها لضمان دقة الإشارات المرسلة. 

إضافة إلى ذلك تعمل محطات التحكم على تحديث البيانات التي تُبث من الأقمار بشكل دوري، من أجل دقة المعلومات المرسلة من الأقمار الصناعية.

• الأجهزة المستخدمة (Receivers):

هذه الأجهزة هي التي تتلقّى الإشارات من الأقمار الصناعية وتستخدمها لحساب الموقع. وذلك اعتمادًا على الإشارات القادمة من الأقمار عبر تقنية التثليث أو التثليث الزمني.

تشمل هذه الأجهزة الهواتف الذكية، أنظمة الملاحة في السيارات، الأجهزة المحمولة المخصصة للملاحة، وكذلك الطائرات والسفن.

أهمية نظام GPS

تأتي أهمية نظام GPS من تأثيره الكبير على العديد من جوانب الحياة اليوميّة والتّطبيقات التقنيّة الحديثة. باعتباره  يعمل كمنظومة متكاملة، لنتعرّف معًا على أهم الجوانب التي يدعمها الجي بي اس: 

• التنقّل الدقيق:

يوفّر الـــ GPS دقة عالية في تحديد المواقع، مما يُسهّل التنقّل عبر وسائل النقل المختلفة، سواء كنت تسير بسيارتك، أو تستخدم وسائل النقل العام، أو حتى تمشي لمسافات طويلة. 

• الملاحة الجوية والبحرية:

والمقصود بها ضبط المسارات وتوجيه الطائرات والسفن عبر المسافات الطويلة بشكل دقيق، وبالتالي تحقيق السلامة وتقليل المخاطر في الظّروف الجويّة السيئة أو عند فقدان الاتصال بالمطارات والموانئ.

• البحث والإنقاذ:

يسهّل GPS تحديد مواقع الأشخاص في حالات الطوارئ أو الكوارث الطبيعية. حيث يتم ذلك من  قبل فرق الإنقاذ التي يتم توجيهها إلى هذه المناطق بسرعة.

• العمليات اللوجستية ونقل الطرود:

يُستخدم GPS لتتبع حركة الطرود والمركبات بشكل لحظي. يساعد هذا في تحسين إدارة أساطيل النقل والتأكد من وصول الطرود إلى وجهاتها في الوقت المحدد.

 شركات التوصيل مثل أمازون ودي إتش إل تعتمد بشكل كبير على GPS لضمان الدقة في التوصيل.

• الأمن والمراقبة:

في المراقبة الأمنية، يُستخدم  جي بي اس  لتتبّع حركة الأشخاص أو المركبات في حالات الأمن والمراقبة، عن طريق تثبيت أجهزة تتبع GPS في السيارات أو الأجهزة المحمولة.

• دقة الوقت:

يوفّر نظام GPS دقّة زمنية استثنائية تصل إلى نانوثانية، وهو ما يُستخدم في المعيار  العالمي للوقت.

حيث العديد من الأنظمة المالية، والبنية التحتية للمواصلات، وأجهزة الاتصالات تعتمد على هذه الدقة في التوقيت لتنظيم أعمالها.

• التجارة الإلكترونية:

يُساهم GPS في تحسين خدمات التوصيل عبر الإنترنت من خلال توفير أفضل الخيارات، مما يُساهم في تحسين تجربة العملاء وزيادة الكفاءة في عمليات التسليم.

• الجيولوجيا والاستكشاف:

أي  استكشاف المناطق النائية ورسم الخرائط الجغرافية للمساعدة في جمع بيانات حول التضاريس والمناطق غير المأهولة.

تاريخ تطور نظام GPS

ظهرت فكرة نظام GPS خلال الحرب الباردة في السبعينيات لتلبية احتياجات الجيش الأمريكي بوجود نظام دقيق لتحديد المواقع. إليك المراحل الزمنيّة من الفكرة إلى التطبيقات : 

• الإطلاق الأول:

تم إطلاق أول قمر صناعي تابع للنظام عام 1978 ضمن سلسلة تجارب لتطوير التقنية.

• تشغيل النظام:

اكتمل تشغيل النظام رسميًا عام 1995، مع شبكة مكونة من 24 قمرًا صناعيًا توفر تغطية عالمية.

• الاستخدام العسكري والمدني:

كان النظام مخصصًا للأغراض العسكرية فقط في البداية. وفي عام 2000، قررت الحكومة الأمريكية إتاحته للاستخدام المدني بشكل كامل.

• الانتشار العالمي:

أصبح النظام متاحًا للملايين حول العالم ويُستخدم في مجالات عدة مثل:

• تطبيقات الملاحة اليومية على الهواتف الذكية.

• السفر والمواصلات.

• الزراعة.

• خدمات الطوارئ والبحث والإنقاذ.

 

الحالات التي تضيع فيها إشارة نظام GPS الخاصة بك

تواجه إشارة GPS أحيانًا العديد من التحديات التي تؤثر على دقّتها أو تجعلها تتوقّف تمامًا. هناك عدة حالات يمكن أن تؤدي إلى فقدان الاتصال بالأقمار الصناعية، سواء كان ذلك بسبب العوامل البيئية أو التقنية. وهذه أهم حالات وأسباب فقدان إشارة GPS:

• الإعدادات والجهاز:

إيقاف إعدادات GPS: إذا لم تكن ميزة GPS مفعّلة على جهازك، فلن يتمكن من استقبال الإشارات.

إيقاف شاشة الجهاز: تعطّل بعض الأجهزة استقبال الإشارات عند إطفاء الشاشة لتوفير الطاقة.

مشاكل تقنية: أعطال في جهاز الاستقبال أو انخفاض شحن البطارية يمكن أن يؤثر على أداء GPS.

 

• العوائق البيئية:

المباني الشاهقة: التواجد في مناطق ذات أبنية عالية يحجب الإشارات أو يتسبب في انعكاسها، مما يقلل الدقة.

التضاريس الصعبة: الجبال، الأودية، والغابات الكثيفة تعيق الإشارات.

التواجد تحت الأرض: الأنفاق، مواقف السيارات المغلقة، أو الأماكن المحاطة بالخرسانة تمنع الإشارة تمامًا.

 

• الطقس والعوامل الجوية:

الأحوال الجوية السيئة: العواصف، السحب الكثيفة، والأمطار الغزيرة قد تقلل من كفاءة استقبال الإشارات.

تأثيرات الغلاف الجوي: مثل التداخل مع الغلاف الأيوني، مما يؤدي إلى أخطاء صغيرة في تحديد الموقع.

• اتصال الشبكة:

شبكة Wi-Fi ضعيفة: إذا كنت تعتمد على Wi-Fi لتحسين دقة الموقع، فإن ضعف الاتصال يؤثر على الأداء.

قلّة الأقمار الصناعية: عدم وجود عدد كافٍ من الأقمار فوق الأفق قد يسبب فقدان الإشارة.

• التشويش:

الإشارات المتداخلة: أجهزة إلكترونية قريبة أو إشارات لاسلكية قوية قد تتداخل مع استقبال GPS.

التشويش المتعمد: يمكن أن يحدث بسبب هجمات إلكترونية أو أجهزة تشويش خاصة.

 

نصائح لتحسين إشارة GPS:

• تأكّد من تفعيل إعدادات GPS على جهازك.

• استخدم الجهاز في أماكن مفتوحة مع رؤية واضحة للسماء.

• تجنب الإمساك بالهاتف بطريقة تحجب الهوائي.

• ابتعد عن الأجهزة التي قد تسبب تشويشًا.

 

مستقبل نظام GPS

يعدّ نظام GPS من أهم الابتكارات التكنولوجية التي غيّرت طريقة تنقّلنا واستخدامنا للموقع بشكل عام. وفي المستقبل، يتوقّع الخبراء أن يشهد النظام تطورًا هائلًا في دقّته واستخداماته. يوضّح الجدول التالي أهم التوجّهات المستقبلية:

التقنية	الوصف	التطبيقات المستقبلية
زيادة دقة GPS	تحسين دقة تحديد المواقع من بضع أمتار إلى السنتيمترات	القيادات الذاتية، الصناعات الدقيقة مثل البناء والطب
التوسّع في الاستخدامات العسكريّة و  المدنية	تحسين دقة الإشارة لأغراض الاستطلاع والعمليات العسكرية الدقيقة.	الزراعة الذكية، الرعاية الصحية والمدن الذكية
الملاحة الذاتية وتحديد الموقع بدقة في الأماكن المغلقة	تمكين الأجهزة من التنقّل دون تدخّل بشري باستخدام أجهزة الاستشعار والكاميرات	التنقل داخل المباني والمناطق المغلقة حيث لا تتوفّر إشارات GPS
الملاحة ثلاثية الأبعاد	توفير تجربة دقيقة للمستخدمين باستخدام خرائط ثلاثية الأبعاد بدلًا من الخرائط التقليدية	التنقل في المدن والأماكن الحضرية المعقّدة
الاستشعار عن بعد	استخدام أجهزة استشعار وكاميرات للرصد وتحليل الظروف البيئية	تحسين السلامة ودقة التنقّل من خلال رصد حركة المرور والتحديثات الجوية
الملاحة السحابية	استخدام بيانات مخزّنة في السحابة (مثل صور الأقمار الصناعية وبيانات المرور) لتأمين تحديثات فورية	تجربة تنقّل دقيقة وآمنة مع تحديثات لحظية عن حركة الطرقات

 

دورة GPS من أكاديمية اتصالاتي: كيف تعزز مفاهيمك وتطور مهاراتك

إذا كنت تسعى لتوسيع معرفتك حول تكنولوجيا GPS وكيفية تطبيقها في مجالات متعددة، فإن دورة GPS Mini Course من أكاديمية My Communication تقدّم لك فرصة فريدة لفهم هذا النظام المتطوّر واكتساب مهارات عمليّة يمكنك استخدامها في حياتك الشخصية أو في مجال عملك. 

في هذه الدورة، ستتعلّم كيف يعمل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وتتعرّف على أهم التطبيقات العملية لهذه التكنولوجيا التي أصبحت جزءًا لا يمكن تجاهله من حياتنا اليومية.

ما الذي ستستفيده من الدورة؟

• فهم متعمق لنظام GPS:

اكتساب معرفة شاملة حول كيفية عمل نظام GPS وكيفية استخدامه في تطبيقات مختلفة.

• تحسين مهارات التحليل الجغرافي:

تعلّم كيفية استخدام GPS لتحليل البيانات الجغرافية وإنشاء خرائط دقيقة.

• تطبيقات عملية في مختلف الصناعات:

معرفة كيفية تطبيق GPS في قطاعات مثل الزراعة، الأمن، والنقل.

• الابتكار وحل المشكلات:

تعلم كيفية مواجهة التحديات التي قد تظهر عند استخدام GPS في بيئات معقدة.

• استعداد كامل لسوق العمل:

تجهيزك للوظائف التي تتطلب خبرة في تقنيات الملاحة وتحديد المواقع.

• الأمان والخصوصية في GPS:

كيفية حماية البيانات الشخصية أثناء استخدام GPS وفهم المخاطر الأمنية المرتبطة باستخدام GPS.

 

لماذا تختار دورة GPS Mini Course؟

• شهادة معترف بها:

شهادة إتمام الدورة تعزز سيرتك الذاتية وتفتح أمامك فرصًا جديدة في سوق العمل.

• فرص تعليمية متقدمة:

الحصول على مهارات عملية وابتكارية في استخدام GPS تساعدك على التفوق في مجالك.

 

أسئلة شائعة حول نظام GPS وأهمّته لا يمكنك تجاهلها كشخص مهتم بالمجال

بعد الاطلاع على أهم جوانب  نظام تحديد المواقع (GPS) ونشأته ومن هذه النقطة، سنجيب على بعض الأسئلة الشائعة المتعلقة بكيفية عمل GPS:

• ماذا تفعل نظام تحديد المواقع (GPS)؟

نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) هو استخدام الأقمار الصناعية لتحديد الموقع الجغرافي بدقة. يساعد في تحديد الموقع، وتوفير الاتجاهات، والتنوع في العديد من التطبيقات مثل الطيران، الجغرافيا، وحتى التأثيرات الرياضية.

• ما هو نظام تحديد المواقع في السيارة؟

يوفّر  نظام تحديد المواقع  خرائط تفاعلية، اتجاهات صوتية حقيقية، ومعلومات مرورية في الوقت، ما يُساعد في الوصول إلى الوجه بأسرع الطرق.

• ما طريقة عمل جهاز GPS؟

يعمل جهاز GPS عن طريق استقبال إشارات من أقمار صناعية تدور حول الأرض. تحمل هذه الإشارات معلومات عن موقع القمر الصناعي والوقت بدقة عالية. يستخدم جهازك هذه المعلومات لحساب المسافة بينه وبين الأقمار الصناعية، ومن ثم تحديد موقعه الجغرافي بدقة على سطح الأرض.