คลิ๊กที่นี่เพื่อติดตามสถานการณ์โรคติดเชื้อไวรัสโคโรนา 2019 จากเว็ปไซต์ของกรมควบคุมโรค - ddc.moph.go.th

ค้นหา ตำแหน่ง GPS มีส่วนสำคัญและส่วนการทำงานกี่ส่วน

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
การ ค้นหา ตำแหน่ง GPS มีส่วนประกอบหรืออุปกรณ์ใดบ้าง นอกจากดาวเทียม GPS แล้ว ยังมีปัจจัยส่วนอื่น ๆ ในการ ค้นหา ตำแหน่ง GPS อีกด้วย

GPS (Global Positioning System) หรือที่แปลว่า ระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลก เป็นระบบที่สามารถระบุตำแหน่งและเวลาบนโลกได้อย่างแม่นยำ โดยใช้การคำนวณความถี่ของสัญญาณที่ส่งมาจากตำแหน่งดาวเทียมต่าง ๆ ที่โคจรรอบโลก ทำให้สามารถระบุตำแหน่งได้ทุกจุดบนโลกไม่ว่าจะอยู่บริเวณไหน หรือว่าจะอยู่ในสภาพอากาศแบบไหนก็ตาม วันนี้เรามาดูกันว่าการค้นหาตำแหน่ง GPS มีส่วนประกอบอะไรบ้าง

ส่วนประกอบของการส่งสัญญาณ GPS

ตัวระบบ GPS ยังสามารถนำมาคำนวณความเร็วทิศการเคลื่อนที่เพื่อใช้กับแผนที่นำทางได้ โดยแรกเริ่มนั้น GPS ถูกใช้งานในกองทัพของทางสหรัฐอเมริกาก่อนจากนั้นจึงถูกพัฒนาต่อมาเป็น GPS ที่เราใช้กันอยู่ในปัจจุบันนี้ แต่ทุกท่านเคยสงสัยหรือไม่ว่าดาวเทียมต่าง ๆ สามารถค้นหาตำแหน่ง GPS ได้อย่างไร ทำไมจึงสามารถระบุตำแหน่งและการเคลื่อนที่ได้แม่นยำ

แต่ก่อนจะดูว่าการค้นหาตำแหน่ง GPS ทำได้ยังไงเรามาเข้าใจส่วนประกอบของการทำงานของระบบ GPS กันก่อนนะครับ โดยระบบ GPS จะประกอบด้วยการทำงานประสานกันของ 3 ส่วนหลักๆ คือ ส่วนอวกาศ ,ส่วนการควบคุมบนพื้นโลก และส่วนของผู้ใช้งาน

ส่วนอวกาศ

จะประกอบไปด้วยเครือข่ายดาวเทียมที่จะคอยจับสัญญาณจากบนโลก ประกอบด้วยดาวเทียมจาก 4 ค่ายหลักคือ

  1. NAVSTAR (Navigation Satellite Timing and Ranging GPS) จากอเมริกา ประกอบด้วยดาวเทียม 28 ดวง ใช้งานจริง 24ดวง และเป็นดาวเทียมสำรองอีก 4ดวง มีรัศมีวงโคจรจากพื้นโลก 11,000 ไมล์ โคจรรอบโลกใช้เวลา 12 ชั่วโมงต่อหนึ่งรอบด้วยความเร็ว 4 กิโลเมตร/วินาที ซึ่งแต่ละรอบนั้นแบ่งเป็น 6 ระนาบ ระนาบละ 4 ดวง โดยทำมุม 55 องศา  โดย NAVSTAR นั้นถูกดูแลโดย Department of Defenses
  2. Galileo พัฒนาโดยสหภาพยุโรปร่วมกับจีน อิสราเอล อินเดีย โมร็อกโก ซาอุดิอาระเบีย เกาหลีใต้และยูเครน ประกอบด้วยดาวเทียม 27 ดวง ซึ่งดูแลโดย ESA (European Satellite Agency)
  3. GLONASS (Global Navigation Satellite) จากรัสเซีย ถูกพัฒนาขึ้นมาเพื่อแข่งขันกับทางสหรัฐอเมริกา ดูแลโดย Russia VKS (Russia Military Space Force)
  4. BDS (BeiDou Navigation Satellite System) จากประเทศจีน แรกเริ่มเปิดขึ้นเพื่อใช้ในประเทศจีนแต่ในปัจจุบันถูกพัฒนาจนคลุมสัญญาณได้ทั่วโลกแล้ว
  5. QZSS (The Quasi-Zenith Satellite System) ระบบดาวเทียมของญี่ปุ่น ทำหน้าที่หลากหลาย ช่วยเสริมการหาตำแหน่งด้วย GPS โดยเน้นพื้นที่ประเทศญี่ปุ่น ที่มีอาคารสูงบดบังสัญญาณ

ส่วนควบคุม

ประกอบด้วยสถานีภาคพื้นขนาดใหญ่ซึ่งตั้งอยู่ที่ Falcon Air Force Base สหรัฐอเมริกา และมีสถานีควบคุมย่อยอื่นๆกระจายอยู่ทั่วโลก

ส่วนผู้ใช้งาน

ซึ่งเป็นส่วนของเครื่องรับสัญญาณGPSของคนทั่วไป ที่จะรับและแปลงรหัสจากดาวเทียมเพื่อใช้งานในรูปแบบต่างๆทั้งเพื่อการระบุพิกัด เพื่อการนำทางหรือเพื่อการติดตามวัตถุ เป็นต้น

วิธีรับส่งสัญญาณระหว่างเครื่อง GPS และดาวเทียม

สำหรับการค้นหาตำแหน่ง GPS นั้นใช้แนวคิดง่ายๆว่า ถ้าเรารู้ตำแหน่งของดาวเทียมกับตำแหน่งเครื่องรับสัญญาณ เราก็สามารถหาระยะห่างและระบุตำแหน่งได้ โดย GPS จะรับสัญญาณจากดาวเทียมบนอวกาศซึ่งสัญญาณนี้จะมีข้อมูลระบุตำแหน่งและเวลาขณะที่ส่งสัญญาณออกมา เมื่อได้รับแล้วตัว GPS จะคำนวณระยะเวลาเทียบกับเวลาปัจจุบันเพื่อหาระยะห่างจากดาวเทียมแต่ละดวงจนได้ตำแหน่งออกมา

ในการทำงานนั้นเพื่อให้ได้ความแม่นยำสูงสุดจึงจำเป็นจะต้องใช้ดาวเทียมอย่างน้อย 4 ดวงเพื่อค้นหาตำแหน่ง GPS  โดย 3 ดาวแรก ช่วยคำนวณตำแหน่ง GPS บนพื้นโลกในแบบแนวระนาบ แต่เจะเกิดปัญหาขึ้นเพราะว่าโลกของเราไม่ได้แบนแต่มีลักษณะกลมทำให้ผิวโลกนั้นมีความโค้ง จึงจำเป็นต้องใช้ดาวเทียมดวงที่ 4 ช่วยคำนวณเรื่องความสูงเพื่อให้ได้ตำแหน่งที่แท้จริงนั่นเอง

ดาวเทียมเยอะเท่าไหร่ ก็แม่นยำขึ้นเท่านั้น

การคำนวณหาระยะห่างของดาวเทียมกับเครื่องรับ GPS นั้น สามารถทำได้โดยใช้สูตร “ระยะทาง = ความเร็ว x ระยะเวลา” คือ เมื่อเราวัดระยะเวลาที่คลื่นสัญญาณดาวเทียมส่งมาถึงเครื่องรับ GPS แล้วคูณด้วยความเร็วของคลื่น เราก็จะสามารถระบุระยะทางระหว่างดาวเทียมกับเครื่องรับได้ และเนื่องจากการใช้ระยะห่างจากดาวเทียมแต่ละดวงในการระบุตำแหน่งทำให้ตำแหน่งของดาวเทียมนั้นมีความสำคัญมาก เพราะยิ่งดาวเทียมที่ใช้แต่ละดวงมีระยะห่างจากกันและมีจำนวนมากขึ้นเท่าไหร่ก็จะยิ่งคำนวณค่าออกมาได้แม่นยำมากขึ้นเท่านั้น

นอกจากการทำงานของดาวเทียมและ เครื่องรับ GPS แล้ว การค้นหาตำแหน่งGPSยังต้องอาศัยการทำงานของสถานีภาคพื้นดินเพื่อช่วยในการควบคุม และตรวจสอบวงโคจรของดาวเทียมให้อยู่ในเส้นทางที่กำหนด และคอยตรวจสอบเวลาที่วัดได้จากนาฬิกาของดาวเทียมซึ่งมีความแม่นยำและละเอียดสูงให้เที่ยงตรงเสมอ เพราะหากนาฬิกาของดาวเทียมมีความคลาดเคลื่อนแม้เพียงเล็กน้อยก็จะทำให้การระบุระยะทางมีความผิดพลาดเกิดขึ้น ส่งผลให้การคำนวณเพื่อค้นหาตำแหน่ง GPS คลาดเคลื่อนจากจุดที่อยู่จริงได้

ซึ่งการทำงานผสานกันของระบบทั้ง3คือ ดาวเทียม, เครื่องรับ GPS และสถานีภาคพื้นดิน ผ่านการคำนวณที่ซับซ้อนและรวดเร็วตลอดเวลานี้เอง จึงทำให้เราสามารถค้นตำแหน่ง GPS ได้อย่างแม่นยำ แม้ว่าจะอยู่ที่ไหนหรือเจอสภาพอากาศแบบไหนก็ตาม

บทความล่าสุด
หมวดหมู่

    สอบถามสินค้าและบริการ
    หรือขอใบเสนอราคา
    (66) 2 136 2920

    กรุณากรอกแบบฟอร์มเพื่อให้เราโทรกลับไป

    คุณสนใจบริการใดของเรา ?

    จำนวนยานพาหนะที่ต้องการติดจีพีเอส ?

    [sourceurl thesource]