สาระน่ารู้เกี่ยวกับระบบ GPS
GPS
ระบบระบุตำแหน่งบนพื้นผิวโลก ย่อมาจากคำว่า Global
Positioning System ซึ่งประกอบไปด้วย 3 ส่วนหลักๆ ได้แก่
1.ส่วนอวกาศ
(Space segment) ประกอบไปด้วยเครือข่ายดาวเทียม ที่มีชื่อว่า NAVSTAR (Navigation
Satellite Timing and Rankging GPS) บริหารโครงการโดย Department
of Defenes ประเทศสหรัฐอเมริกา ปัจจุบันได้ปล่อยออกสู่อวกาศทั้งหมด
28 ดวง แต่ใช้งานจริงแค่ 24 ดวง สำรอง 4 ดวง ใช้เวลาในการโคจรรอบโลก 12 ชั่วโมง
ปัจจุบันประชาชนทั่วไปสามารถใช้งานข้อมูลจากดาวเทียม
(NAVSTAR) ได้ฟรี ซึ่งจะได้ความแม่นยำอยู่ที่ บวก/ลบ 10
เมตร
2.ส่วนควบคุม
(Control segment) ประกอบไปด้วยสถานีภาคพื้นดินจำนวน 5
สถานี โดยมีสถานีหลักอยู่ที่ ฐานทัพอากาศในเมือง Colorado Springs ประเทศสหรัฐอเมริกา
และสถานีที่คอยติดตามรังวัดดาวเทียมอยู่ตลอดเวลาอยู่ที่ Hawaii, Ascension,
Diego Garcia, Kwajalein โดยมีสถานี Ascension, Diego
Garcia, Kwajalein เป็นสถานีรับส่งข้อมูลด้วย
3.ส่วนผู้ใช้งาน
(User segment) ประกอบไปด้วยอุปกรณ์ที่ผู้ใช้ใช้ในการับสัญญาณและแปรรหัสจากดาวเทียม
เพื่อบอกตำแหน่ง ความเร็ว และเวลาโดยประมาณ และถ้าหากต้องการจะได้ค่า X,Y,Z
(Position) และ T (เวลา) จะต้องใช้ดาวเทียมอย่างน้อย 4 ดวง
โดยความถูกต้องของตำแหน่งจะขึ้นอยู่กับ นาฬิกา อะตอม ที่ติดตั้งอยู่บนดาวเทียมและจะต้องมีความถูกต้องสามารถวัดได้ในเวลา
0.000000003 วินาที หรือ 3 นาโนวินาที (nanoseconds)
การทำงานของระบบ GPS
ดาวเทียม
GPS (NAVSTAR) ประกอบด้วยดาวเทียมที่ใช้งานทั้งหมด
24 ดวง สำรอง 4 ดวง โดยจะแบ่งวงโคจรออกเป็น 6 วงโคจร วงโคจรละ 4 ดวง ทำมุมเอียง 55
องศากับเส้นศูนย์สูตร (Equator) ในลักษณะคล้ายลูกตะกร้อ
มีรัศมีวงโคจรจากพื้นโลก 20,162.81 กิโลเมตร
โดยดาวเทียมแต่ละดวงใช้เวลาในการโคจรรอบโลก 12 ชั่วโมง
การทำงานของระบบ
GPS จะทำงานโดยการรับส่งสัญญาณดาวเทียมแต่ละดวงสู่อุปกรณ์รับสัญญาณดาวเทียมผ่านบริการเคลือข่าย ซึ่งภายในสัญญาณดาวเทียมก็จะประกอบไปด้วยข้อมูลตำแหน่งและเวลาที่ใช้ในการส่งข้อมูล
จากนั้นอุปกรณ์รับสัญญาณก็จะประมวลผลโดยการคำนวณความแตกต่างของเวลาเทียบกับเวลาจริง
ณ ปัจจุบันแปรเป็นระยะทางระหว่างอุปกรณ์รับสัญญาณกับดาวเทียมแต่ละดวง
ซึ่งจะทำให้รู้พิกัด เวลา และระยะทางนั่นเอง
ดังนั้นถ้าถ้าต้องการให้เกิดความแม่นยำในการค้นหาตำแหน่งด้วยดาวเทียม
จะต้องใช้ดาวเทียมอย่างน้อย 4 ดวง เพื่อบอกตำแหน่งบนผิวโลก
ซึ่งระยะห่างดาวเทียมทั้ง 3 ดวงกับอุปกรณ์รับสัญญาณ GPS จะสามารถระบุตำแหน่งบนพื้นผิวโลกได้ในแนวระนาบ
แต่ในความเป็นจริงแล้วโลกของเราไม่ได้แบนเหมือนแผ่นกระดาษแต่จะอยู่ในลักษณะคล้ายๆทรงรี
และมีระดับความสูงต่ำของพื้นผิวที่ไม่เท่ากันจึงส่งผลให้ตำแหน่งมีความคลาดเคลื่อนไป
เราจึงจำเป็นต้องใช้ดาวเทียมดวงที่ 4 เพื่อมาช่วยในการคำนวณความสูงเพื่อทำให้ตำแหน่งมีความถูกต้องมากยิ่งขึ้น
การประยุกต์ใช้งาน GPS
GPS สามารถนำมาประยุกต์ใช้งานในด้านต่างๆมากมาย อาทิเช่น
-
แสดงการนำร่องของยานพาหนะต่างๆจากที่หนึ่งไปที่อื่นๆตามต้องการ เช่น เครื่องบิน
เรือ รถยนต์ และจักรยานยนต์ เป็นต้น
-
แสดงการประยุกต์ใช้ Software GPS ในการทำแผนที่และแปลภาพถ่ายทางอากาศ
-
การประยุกต์ใช้ GPSในการควบคุมเครื่องจักรกล
เช่น เครื่องจักรกลในการทำเกษตรกรรม เครื่องจักรกลที่ใช้ในการขนส่งบริเวณท่าเรือ
-
การประยุกต์ใช้ GPS ในด้านการขนส่งทางน้ำและทางทะเล
(Maritime)
-
การประยุกต์ใช้ GPS กับระบบการจราจรและการขนส่ง
(Intelligent Transport Systems: ITS) ในการแก้ปัญหาจราจร
การปรับปรุงความปลอดภัย การเพิ่มประสิทธิภาพระบบคมนาคมขนส่ง
และการใช้ระบบการประกันรถยนต์ (L-Commerce)
-
การประยุกต์ใช้ GPS กับการตรวจวัดการเคลื่อนตัวของโครงสร้างทางวิศวกรรมหรือเปลือกโลก
-
การใช้อ้างอิงการวัดเวลาที่เที่ยงตรงที่สุดในโลก
-
การประยุกต์ใช้ GPS ในการออกแบบเครือข่าย
คำนวณตำแหน่งที่ตั้งด้านโทรคมนาคมและด้านพลังงาน เช่น ระบบไฟฟ้า ระบบน้ำมัน
-
การประยุกต์ใช้ GPS ด้านสิ่งแวดล้อม
เช่น การติดตามตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อม ความปลอดภัยด้านสิ่งแวดล้อม
-
การประยุกต์ใช้ GPS ในด้านอื่นๆ เช่น
การเงินการธนาคาร
อ้างอิงข้อมูลจาก
: สำนักงานพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ (GISTDA),กลุ่มวิจัยระบบภูมิสารสนเทศเพื่อการพัฒนาท้องถิ่น มธ.
(GCOM),www.thaosoftgun.com, global5 co., ltd. , Wikipedia
ความคิดเห็น
แสดงความคิดเห็น