จีพีเอส
1.GPS คือ
ระบบกำหนดตำแหน่งบนโลก[1] หรือ จีพีเอส (อังกฤษ: Global Positioning System: GPS) คือระบบบอกตำแหน่งบนพื้นผิวโลก โดยอาศัยการคำนวณจากความถี่สัญญาณนาฬิกาที่ส่งมาจากดาวเทียมที่โคจรอยู่รอบโลกซึ่งทราบตำแหน่ง ทำให้ระบบนี้สามารถบอกตำแหน่ง ณ จุดที่สามารถรับสัญญาณได้ทั่วโลก โดยเครื่องรับสัญญาณจีพีเอส รุ่นใหม่ๆ จะสามารถคำนวณความเร็วและทิศทางนำมาใช้ร่วมกับโปรแกรมแผนที่ เพื่อใช้ในการนำทางได้2.GPS ประกอบด้วย
องค์ประกอบของ GPS
จีพีเอส (GPS) มีหลักการทำงานโดยอาศัยคลื่นวิทยุ และรหัสที่ส่งมาจากดาวเทียม NAVSTAR จำนวน 24 ดวง ที่โคจรอยู่รอบโลกวันละ 2 รอบและมีตำแหน่งอยู่เหนือพื้นโลกที่ความสูง 20,200 กิโลเมตร สามารถใช้ในการหาตำแหน่งบนพื้นโลกได้ตลอด 24 ชั่วโมงที่ทุกๆ จุดบนผิวโลก ใช้นำร่องจากที่หนึ่งไปที่อื่นตามต้องการ ใช้ติดตามการเคลื่อนที่ของคนและสิ่งของต่างๆ การทำแผนที่ การทำงานรังวัด (Surveying) ตลอดจนใช้อ้างอิงการวัดเวลาที่เที่ยงตรงที่สุดในโลก
องค์ประกอบของระบบกำหนดตำแหน่งบนโลก (GPS) ประกอบด้วย 3 ส่วนหลัก คือ
1. ส่วนอวกาศ (Space segment )
2. ส่วนสถานีควบคุม (Control segment) และ
3. ส่วนผู้ใช้ (User segment)
1. ส่วนอวกาศ (Space segment )
2. ส่วนสถานีควบคุม (Control segment) และ
3. ส่วนผู้ใช้ (User segment)
ส่วนอวกาศ (Space segment) เป็นส่วนที่อยู่บนอวกาศจะประกอบด้วย ดาวเทียม 24 ดวง โดยมีดาวเทียม 21 ดวงทำหน้าที่ส่งสัญญาณคลื่นวิทยุจากอวกาศ (Space Vehicles,SVs) ส่วนอีก 3 ดวง เป็นดาวเทียมปฏิบัติการเสริม วงโคจรของดาวเทียมแต่ละดวงจะใช้เวลาโคจร 12 ชั่วโมง ต่อ 1 รอบ โดยจะมี ทั้งหมด 6 วงโคจร แต่ละวงโคจรมีดาวเทียม 4 ดวง วงโคจรมีมุมเอียง 55° กับระนาบศูนย์สูตรและห่างกัน 60° วงโคจรในลักษณะดังกล่าวจะทำให้มีดาวเทียมอย่างน้อย 4 ดวงอยู่บนท้องฟ้าทุกๆ จุดบนพื้นผิวโลก ตลอดเวลา 24 ชั่วโมง ดาวเทียมชุดแรก เรียก GPS Block I มีทั้งหมด 10 ดวง ดาวเทียมแต่ละดวงจะมีนาฬิกาที่มีความแม่นยำสูง ซึ่งเป็นชุดของนาฬิกาอะตอมมิค แบ่งออกเป็นแหล่งกำเนิดความถี่รูบิเดียม 2 เรือน และ ซีเซียม 2 เรือน ทำให้เวลามาตรฐานของ ดาวเทียมมีความถูกต้องสูงมาก นาฬิกาดังกล่าวช่วยในการคำนวณระยะทางระหว่างดาวเทียม กับเครื่องรับสัญญาณเพื่อที่จะคำนวณค่าพิกัดตำแหน่งได้
ส่วนสถานีควบคุม (Control segment) ประกอบไปด้วยสถานีภาคพื้นดินที่ควบคุมระบบ (Operational Control System : OCS) ที่กระจายอยู่ตามส่วนต่างๆ ของโลกมีหน้าที่ปรับปรุงให้ข้อมูล ดาวเทียม มีความถูกต้องทันสมัยอยู่ตลอดเวลา โดยแบ่งออกเป็น
สถานีควบคุมหลัก ตั้งอยู่ที่ฐานทัพอากาศในเมืองโคโลราโดสปริงส์ มลรัฐโคโรลาโด ของสหรัฐ (Colorado Springs) สถานีติดตามดาวเทียม 5 แห่ง ทำการรังวัดติดตามดาวเทียม ตลอดเวลา โดยตั้งอยู่ที่ หมู่เกาะฮาวาย (Hawaii) ในมหาสมุทรแปซิฟิก หมู่เกาะแอสเซนซัน (Ascension) มหาสมุทรแอตแลนติก หมู่เกาะดิเอโกการ์เซีย (Diego Garcia) มหาสมุทรอินเดีย หมู่เกาะควาจาเลียน (Kwajalein) ประเทศฟิลิปปินส์ และเมืองโคโลราโดสปริงส์ สถานีรับส่งสัญญาณ 3 แห่ง ได้แก่ หมู่เกาะควาจาเลียน หมู่เกาะดิเอโกการ์เซีย และ หมู่เกาะแอสเซนซัน
สถานีควบคุมหลัก ตั้งอยู่ที่ฐานทัพอากาศในเมืองโคโลราโดสปริงส์ มลรัฐโคโรลาโด ของสหรัฐ (Colorado Springs) สถานีติดตามดาวเทียม 5 แห่ง ทำการรังวัดติดตามดาวเทียม ตลอดเวลา โดยตั้งอยู่ที่ หมู่เกาะฮาวาย (Hawaii) ในมหาสมุทรแปซิฟิก หมู่เกาะแอสเซนซัน (Ascension) มหาสมุทรแอตแลนติก หมู่เกาะดิเอโกการ์เซีย (Diego Garcia) มหาสมุทรอินเดีย หมู่เกาะควาจาเลียน (Kwajalein) ประเทศฟิลิปปินส์ และเมืองโคโลราโดสปริงส์ สถานีรับส่งสัญญาณ 3 แห่ง ได้แก่ หมู่เกาะควาจาเลียน หมู่เกาะดิเอโกการ์เซีย และ หมู่เกาะแอสเซนซัน
ส่วนผู้ใช้ (User segment) ประกอบด้วยเครื่องรับสัญญาณหรือตัว GPS ที่เราใช้อยู่มีหลายขนาด สามารถพกพาได้ หรือติดไว้ในรถ เรือ หรือเครื่องบิน เครื่อง GPS จะทำหน้าที่ในการเปลี่ยนสัญญาณจาก SVs เป็นตำแหน่ง ความเร็ว และเวลาโดยประมาณ ถ้าหากต้องการทราบค่า X Y Z(Position) และเวลาต้องใช้ดาวเทียมอย่างน้อย 4 ดวง ความถูกต้องของตำแหน่งขึ้นอยู่กับนาฬิกาและตัว GPS ซึ่งอาจจะหาตำแหน่งที่มีความผิดพลาดได้น้อยกว่า 3 ฟุต นาฬิกาที่ใช้จะมีความถูกต้องสามารถวัดได้ในเวลา 0.000000003 วินาที ซึ่งเวลาที่ใช้ในการอ้างอิงสำหรับระบบดาวเทียม GPS เรียกว่าเวลา GPS
3.หลังการทำงานของ GPS
หลักการของเครื่อง GPS คือ การคำนวณระยะทางระหว่างดาวเทียมกับอุปกรณ์รับ GPS โดยจะต้องทราบตำแหน่งของดาวเทียมแต่ละดวง ประกอบกับได้ระยะทางจากดาวเทียม 3 ดวง ขึ้นไปแล้ว อุปกรณ์ GPS ก็จะสามารถคำนวน หาจุดตัดกันของผิวทรงกลม ของระยะทางของดาวเทียม GPS แต่ละดวงได้ ดังนั้น ในทางทฤษฏี สิ่งที่อุปกรณ์ GPS จำเป็นต้องทราบในการคำนวนหาตำแหน่งแต่ละครั้ง คือ1. ตำแหน่ง ดาวเทียม GPS ในอวกาศ อย่างน้อย 3 ดวง2. ระยะห่างจาก ดาวเทียม GPS แต่ละดวงโดยการจะได้มาซึ่ง ข้อมูลทั้ง 2แบบ ในทางปฏิบัติ คือ 1.การได้มา ซึ่ง ตำแหน่งดาวเทียม GPS ในอวกาศ การได้มา ซึ่งตำแหน่งดาวเทียม GPS ในอวกาศ จะต้องได้มีข้อมูลประกอบ 2 ตัว คือa. ข้อมูลวงโคจร : จะทำให้อุปกรณ์ GPS ทราบว่า เส้นทางการเดินทางของดาวเทียม GPS แต่ละดวงจะอยู่ ณ ตำแหน่งใด เมื่ไรb. เวลาปัจจุบัน : ซึ่งเมื่ออุปกณ์ GPS ทราบ เวลาปัจจุบัน แล้ว ก็จะใช้เวลาปัจจุบัน ไปคำนวนหาตำแหน่ง ของดาวเทียม GPS จากข้อมูลวงโคจรได้ ดังนั้น เมื่ออุปกรณ์รับ GPS ทราบ ข้อมูลวงโคจร ดาวเทียม GPS และเวลาปัจจุบัน อุปกรณ์รับ GPS ก็จะทราบตำแหน่ง ดาวเทียมในอวกาศได้ ซึ่งข้อมูลทั้งหมด จะได้มาจากสัญญาณดาวเทียมที่อุปกรณ์รับ GPS ตัวนั้นรับได้ 2. การได้มา ซึ่ง ระยะห่างของอุปกรณ์รับ GPS กับ ดาวเทียม GPS แต่ละดวง เนื่องจาก การเตินทางของคลื่นสัญญาณ GPS นั้น จะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่(vคงที่) คือ ความเร็วแสง (186,000ไมล์ต่อวินาที) ซึ่งเมื่อเป็นดังนั้น ถ้าอุปกรณ์รับ GPS รู้ระยะเวลา(t) ที่สัญญาณใช้ในการเดินทางจาก ดาวเทียม GPS มายังอุปกรณ์รับ GPS ก็จะสามารถคำนวนระยะทางระหว่าง ดาวเทียม GPS กับ อุปกรณ์รับ GPS ได้ จากสูตร ความเร็ว X เวลา = ระยะทาง ซึ่งเมื่อเราทราบระยะห่างของดาวเทียมกับอุปกรณ์ GPS มากเท่าไร เราก็จะหาจุดของผิวทรงกลม ทำให้อุปกรณ์ GPS สามารถทราบว่าตัวเองอยู่นะจุดใดบนพื้นโลกได้ เช่น ดาวเทียม GPS 1 : ลอยอยู่ ณ จุดหนึ่งในอวกาศ ซึ่งเรารู้ตำแหน่ง จากข้อมูลวงโคจร GPS และ เวลาปัจจุบัน ระยะเวลาในการส่งสัญญาณจากดาวเทียมดวง GPS 1 ถึงเครื่องรับ GPS คือ 0.10 วินาที ระยะทางระหว่างดาวเทียมกับ GPS 1 คือ 18,600 ไมล์ (186,000 ไมล์ต่อวินาที X 0.10 วินาที = 18,600 ไมล์) ดังนั้น ตำแหน่งปัจจุบัน ของเครื่องรับ GPS ก็จะสามารถเป็นจุดใดๆ ก็ได้ บนผิวทรงกลมที่มีรัศมี 18,600 ไมล์
รูปโลก โดน สัมผัสด้วยทรงกลม ใส
ดาวเทียม GPS 2 : ระยะเวลาในการส่งสัญญาณจากดาวเทียมดวง GPS 2 ถึงเครื่องรับ GPS คือ 0.08 วินาที ระยะทางระหว่างดาวเทียมกับ GPS 2 คือ 13,200 ไมล์ (186,000 ไมล์ต่อวินาที X 0.08 วินาที = 13,200 ไมล์) ดังนั้น ตำแหน่งปัจจุบัน ของเครื่องรับ GPS ก็จะสามารถเป็นจุดใดๆ ก็ได้ บนเส้นรอบวงที่เป็นการตัดกันของ ทรงกลมรัศมี 18,600ไมล์ ของดาวเทียม GPS 1 กับ ทรงกลมรัศมี 13,200ไมล์ ของดาวเทียม GPS 2
รูปโลก โดน สัมผัสด้วยทรงกลม ใส 2 วง
ดาวเทียม GPS 3 : ระยะเวลาในการส่งสัญญาณจากดาวเทียมดวง GPS 3 ถึงเครื่องรับ GPS คือ 0.06 วินาที ระยะทางระหว่างดาวเทียมกับ GPS 3 คือ 11,160 ไมล์ (186,000 ไมล์ต่อวินาที X 0.06 วินาที = 11,160 ไมล์) ดังนั้น ตำแหน่งปัจจุบัน ของเครื่องรับ GPS ก็จะสามารถเป็นได้แค่ 2 จุด ที่เกิดจากจุดตัดของ ผิวทรงกลมรัศมี 18,600ไมล์ ของดาวเทียม GPS 1 กับ ผิวทรงกลมรัศมี 13,200ไมล์ ของดาวเทียม GPS 2 และ ผิวทรงกลมรัศมี 11,160 ไมล์ ของดาวเทียม GPS3รูปโลก โดน สัมผัสด้วยทรงกลม ใส 3 วง
ดังนั้น หากอุปกรณ์ GPS ยิ่งสามารถรับสัญญาณจากดาวเทียม GPS มากดวงเท่าไร ก็จะยิ่งสามารถ ระบุตำแหน่งได้แม่นยำยิ่งขึ้น ในกรณี ที่อุปกรณ์รับ GPS สามารถรับสัญญาณ GPS ได้จากดาวเทียม GPS เพียง 3 ดวง อุปกรณ์รับ GPS จะมีความสามารถในการประมาณตำแหน่งบนพื้นโลกได้ และจะตัดจุดที่ไม่ใช่ตำแหน่งบนพื้นโลกทิ้งไป ทำให้เหลือเพียงตำแหน่งแหน่งเดียวที่เป็นไปได้
จะเห็นได้ว่าจะเหลือตำแหน่งอยู่ 2 จุดที่บริเวณวงกลมทั้ง 3 ตัดกันคือตำแหน่งที่ อยู่ในอวกาศซึ่งแน่นอนว่าเราไม่สามารถไปอยู่ในอวกาศได้ตำแหน่งนี้จะถูกตัดทิ้งอัตโนมัติ โดยเครื่อง GPS อีกตำแหน่งคือตำแหน่งบนพื้นโลกซึ่งเป็นตำแหน่งที่เรายืนถือเครื่อง GPS อยู่นั้นเองซึ่งความถูกต้องแม่นยำของตำแหน่งก็ขึ้นกับจำนวนดาวเทียมที่สามารถรับ สัญญาณ ได้ในขณะนั้นหากมีมากกว่า 3 ดวงก็จะละเอียดมากขึ้น และก็ขึ้นกับเครื่อง GPS ด้วย หากเป็นเครื่องที่มีราคาแพง ( ซึ่งมักใช้เฉพาะงาน) ก็จะมีความถูกต้องแม่นยำมากขึ้น
มาจาก http://www.gpsdeedee.com/index.php?lay=show&ac=article&Id=538825826
4.ประโยชน์ของ GPS
- การนำร่องจากที่หนึ่งไปที่อื่นๆตามต้องการ
- การติดตามการเคลื่อนที่ การหาตำแหน่งของคน สิ่งของต่างๆ หรือยานพาหนะที่เคลื่อนที่
- ใช้บอกได้ว่าขณะนี้เราอยู่ที่ใด และ/หรือเราเคยไปที่ใดมาแล้วบ้าง
ในส่วนของการนำ GPS มาประยุกต์ใช้ประโยชน์ในการเดินทาง ไม่ว่าจะเป็นทางรถยนต์ หรือใช้ในการเดินทางโดยจักรยาน ที่ได้ติดตั้งอุปกรณ์ GPS ไว้บนตัวรถ ทำงานร่วมกับแผนที่ประเทศไทย และแผนที่เมืองต่างๆ บนโลก เพื่อระบุตำแหน่งของรถยนต์บนแผนที่นั้น สามารถบันทึกเส้นทางที่เราต้องการเดินทางไป หรือนำไปยังเส้นทางที่คนอื่นได้บันทึกไว้แล้ วบอกถึงทิศทางที่จะต้องไป ระยะทางที่เหลือ และระยะทางที่จะถึงปลายทางด้วย (ขึ้นกับคุณสมบัติของอุปกรณ์ GPS) ก่อให้เกิดประโยชน์ในการเดินทาง การค้นหาสถานที่ และไปยังจุดหมายที่ต้องการได้แม่นยำและรวดเร็ว ยิ่งไปกว่านั้นยังสามารถพัฒนาไปถึงการแก้ไขปัญหาจราจร ที่ส่วนหนึ่งเกิดจาดผู้ขับขี่ที่ไม่ชำนาญเส้นทาง จนทำให้ขับขี่ได้ช้าลง หรือหลงทางได้ นอกจากนี้ ส่วนหนึ่งยังมีการนำไปประยุกต์ใช้ในการเดินป่า โดยใช้งานคุณสมบัติของอุปกรณ์แต่ละรุ่น/ยี่ห้อ เช่น การเก็บระยะทางโดยรวม, นาฬิกา, เข็มทิศ, เวลาพระอาทิตย์ขึ้น-ตก เป็นต้น
มาจากhttp://161.200.184.9/webelarning/elearning%20Computer53/GPS/_gps3.html
มาจากhttp://161.200.184.9/webelarning/elearning%20Computer53/GPS/_gps3.html
5.ระบบติดตามรถยนต์ GPS
GPS Tracking หรือที่เรียกว่าระบบติดตามรถผ่านดาวเทียม เป็นเครื่องมือสำคัญในการบริการยานพาหนะในยุดใหม่ และการนำอุปกรณ์ติดตามรถ หรือ กล่อง GPS มาใช้ร่วมกับระบบติดตามรถ ที่ชื่อว่าระบบ Intelligence aWarelive Fleet Tracking ที่ถูกออกแบบมาให้มีความสามารถมากกว่าการติดตามพฤติกรรมการใช้รถ เช่น ดูเส้นทาง ,ความเร็ว, การออกนอกเส้นทางฯ ศักยภาพของโปรแกรมอัจฉริยะถูกออกแบบมาให้สามารถ คำนวน cost analysis เก็บข้อมูลการทำงานต่อวัน, คิดค่าแรงโดยรวมต่อหน่วย , เก็บข้อมูลค่าบำรุงรักษารถเช่น น้ำมันที่ใช้วิ่ง เช่น น้ำมันเครื่อง แบตเตอรี่ ,ยางรถ ฯลฯ เป็นต้น และนำผลที่ได้มาบริหารจัดการควบคุมปัจจัยเสี่ยงต่างๆที่อาจเกิดขึ้นจึงสามารถกำหนดรายจ่ายให้สัมพันธ์กับรายรับได้อย่างใกล้เคียงที่สุด ส่งผลให้องค์กรหรือผู้ประกอบการเกิดประสิทธิภาพ ลดการสูญเสียอย่างครบวงจรของการใช้รถจึงสามารถลดค่าใช้จ่ายได้อย่างแท้จริง
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น