أجهزة إلكترونيات

كيف يعمل الجوال المزود بتقنية تحديد الموقع

كيف يعمل الجوال المزود بتقنية تحديد الموقع

افترض انك على موعد مع مقابلة للعمل في وظيفة ما في شركة وفجأة اكتشفت انك تسير في الطريق الخطأ وانك ضعت.  إن أول فكرة سوف تخطر على بالك للخروج من هذا المأزق هو أن تتصل بالشركة لتسألهم على العنوان الصحيح.  ولكن ماذا يحدث لو انك لا تعلم بالضبط أين أنت لذلك فان اتصالك بالشركة لن يكون مجدياً.

ولكن افترض انك سوف تستخدم هاتفك ولكن بطريقة مختلفة لتتمكن من معرفة موقعك بالتحديد وتحصل على معلومات توجهك للعنوان شارع بشارع إلى أين أنت ذاهب.  التلفونات المحمولة الحديثة الآن مزودة بنظام تحديد المواقع global positioning system والتي تعرف اختصاراً GPS.  وباستخدام برامج محددة حسب نظام الخدمة المزودة من قبل الشركة المزودة لخدمات الجوال تستطيع تحديد موقعك بالضبط وبدقة عالية وتستطيع تحديد اتجاهك وتوجيهك للعنوان الذي تنوي الذهاب إليه من خلال خرائط خاصة بالشوارع والطرقات.

اعلانات جوجل

في هذا المقال من كيف تعمل الأشياء سوف نقدم شرحاً توضيحيا لفكرة عمل أنظمة الجوال المزودة بنظام استقبال خدمة تحديد المواقع GPS.  وبعدها سوف تتعرف على ماذا يمكن أن يقدم لك هاتفك الجوال المزود بهذه التقنية.

أساسيات الجوال

تحدثنا في مقال سابق مكون من 5 اجزاء عن فكرة عمل الجوال، وسوف نقوم بتوضيح الفكرة الرئيسية لعمل الجوال ويمكن الحصول على مزيد من المعلومات من خلال الرابط التالي:

كيف يعمل الجوال

يعتبر الجوال جهاز راديو متطور ذو اتجاهين.  المحطات الرئيسية والأبراج موزعة في المنطقة على شكل خلايا تعمل مع بعضها البعض كشبكة متصلة تستقبل وترسل إشارات الراديو.  أجهزة الجوال تحتوي على مرسل ذو قدرة منخفضة تتبادل المعلومات مع اقرب برج.  وعندما تتحرك من مكان إلى أخر فأنت في هذه الحالة تتحرك من خلية اتصال إلى خلية أخرى وتقوم المحطة الأرضية بمتابعة قوة الإشارة على جوالك، فإذا اقتربت من حافة الخلية فان الإشارة سوف تضعف ولكن في نفس الوقت سوف تقوم المحطة الأرضية في تلك الخلية سوف تلاحظ ذلك وسوف تقوم بنقلك إلى الخلية المجاورة.

عندما تنتقل من مكان إلى أخر يتم نقل الجوال من خلية اتصال إلى خلية أخرى في بعض الأحيان قد تكون المسافات بين أبراج الإرسال والاستقبال بعيدة بحيث لا تتمكن من توفير الإشارة الكافية للتواصل مع الجوال أو قد يكون هناك الكثير  من الأبراج إلا أن الجبال والبنايات تعترض هذه الإشارات.

ولهذا قد نلاحظ انه في بعض المباني وخصوصا في المصعد لا نحصل على إشارة كافية لإجراء اتصال أو تلقي مكالمة ما.  نلاحظ مما سبق أن جهاز الجوال بدون نظام تحديد المواقع يكون باستمرار معروف مكانه بالتحديد بواسطة أجهزة الكمبيوتر في محطات الجوال التي تتابع قوة الإشارة في جوالك لتحدد انسب خلية تتعامل معه.  ويمكن أن يحدد موقع الجوال من خلال الأمور التالية:

(1) الزاوية بين الجوال والبرج.

(2) المدة الزمنية اللازمة للإشارة لتنتقل بين برجين متتاليين.

اعلانات جوجل

(3) قوة الإشارة عندما تصل للبرج.

وحيث أن العوائق الممكن أن تكون موجودة مثل الأبنية والأشجار تؤثر بشكل كبير درجة الاتصال بين الجوال والمحطة لذا فان قياسات تحديد موقع الجوال بالنسبة للمحطة تكون غير دقيقة إذا ما قورنت بنظام تحديد المواقع GPS.

أساسيات نظام تحديد المواقع

كما إن نظام الاتصال بالجوال يعتمد على أمواج الراديو فان نظام تحديد المواقع يعتمد على الجوال أيضا.  ولكن بدلا من استخدام الأبراج الأرضية لإجراء الاتصالات وتبادل المعلومات فانه عوضا عن ذلك يتم استخدام الأقمار الصناعية التي تدور حول الكرة الأرضية.  ويوجد بالتحديد 27 قمر صناعي مخصص لنظام تحديد المواقع تدور حول الكرة الأرضية منها 24 قمر أساسية و3 أقمار احتياطية في حالة تعطل أي قمر من الأقمار الرئيسية.

ولتحديد موقعك على الكرة الأرضية فان جهاز استقبال إشارة GPS عليها أن تحدد ما يلي:

(1) مواقع ثلاثة أقمار اصطناعية فوقك.

(2) أين أنت بالنسبة لهذه الأقمار الثلاثة.

اعلانات جوجل

يستخدم جهاز استقبال GPS طريقة هندسية تعرف باسم trilateration لتحديد موقع الجسم،

حيث تتلخص هذه الطريقة برسم كرة حول كل الأقمار الصناعية الثلاثة، تتقاطع الكرات الثلاثة في نقطتين واحدة في الفراغ والأخرى على الأرض.  النقطة الواقعة على الأرض هي موقعك أو موقع الجوال المزود بنظام استقبال GPS.

بإمكانك عزيزي القارئ الاطلاع على هذا الرابط لدراسة المعالجة الرياضية للطريقة الهندسية التي تستخدم لتحديد الموقع trilateration

http://en.wikipedia.org/wiki/Trilateration

اعلانات جوجل

يجب أن تعلم أيضا عزيزي القارئ إن جهاز استقبال GPS يجب أن يكون على اتصال مباشر مع الأقمار الاصطناعية وان أي أشجار قد تعترضه أو مباني فإنها سوف تؤثر بشكل كبير على دقة تحديد الموقع.

في الحقيقة فان أجهزة استقبال GPS وأجهزة الجوال يوجد بينهما تشابه كبير إلى حد ما، وفي الموضوع التالي سوف نقوم بشرح بعض المزايا والاستخدامات لأجهزة الجوال المزودة بنظام تحديد المواقع GPS.

اعلانات جوجل

أجهزة الجوال المزودة بنظام GPS

The Wherifone GPS locator phone

معظم أجهزة الجوالات التي تباع حاليا في الولايات المتحدة الأمريكية مزودة بنظام استقبال GPS. كما إن هناك أجهزة استقبال GPS يمكن توصيلها مع الجوال بواسطة أسلاك أو من خلال اتصال بلوتوث Bluetooth وهذه الأجهزة مزودة ببرامج مصممة بلغة جافا لتعطيك معلومات كاملة وتفاصيل دقيقة عن خريطة المنطقة المتواجد بها في تلك اللحظة. كما تزودك بالأماكن الهامة إذا كنت غريب عن المكان كان تتعرف على اقرب محطة وقود او اقرب دار سينما أو اقرب مطعم أو متجر أو استراحة أو فندق.  ولتستطيع الاستفادة من نظام استقبال GPS يتوجب توفر ما يلي:

(1) جهاز جوال مزود بنظام استقبال GPS.

(2) خرائط بالأقمار الاصطناعية مفصلة وبيانات حول المنطقة التي تتواجد فيها.

(3) برامج للتعامل مع الخرائط ونظام استقبال GPS.

الاستخدامات الأساسية لأجهزة الجوال المزودة بنظام GPS هي:

تتبع المسار: يتم استخدام هذه الخاصية من قبل أصحاب الشركات والأعمال التجارية في تتبع حركة موظفيهم أو من قبل شركات سيارات الأجرة في تحديد مواقع سيارات الشركة ومن أمثلة الأجهزة المستخدمة لهذا الغرض جهاز Wherifone وهو جهاز جوال متطور مزود بخدمة GPS ويمكن لهذا الجوال الاتصال بأقرب مركز للطوارئ.  كما إن شركة يابانية ابتكرت جهاز لتتبع الأطفال ومراقبتهم وأسمته Dog @ Watch.

تحديد الاتجاهات: هذه الخاصية توفر لك على شاشة الجوال خريطة للمنطقة التي تتواجد بها ويظهر عليها سهم يرشدك للطريق الصحيح لحظة بلحظة أثناء قيادتك للسيارة ولكي لا يشوش عليك أثناء القيادة فانه يعطيك معلومات صوتية، مثل يتوجب عليك أن تأخذ الشارع على اليمين الآن ا وان تستمر في السير للأمام عند التقاطعات وكل ذلك بناء على خرائط يستقبلها الجوال من شركات تزويد خدمة نظام GPS والتي تستطيع تحديد مكانك بالنسبة لتلك الخرائط.  وتقوم الشركات المتخصصة في توفير هذه الخدمات بان تأخذ منك رسوم اشتراك شهرية مقابل استخدام قواعد بياناتها حول خرائط المدينة التي تتواجد بها والتي تكون محدثة بحيث تعطيك أيضا معلومات عن حالة المرور والطرق البديلة.

خدمة تحديد الموقع: تعتبر هذه الخدمة هامة جدا لهواة التزلج وتسلق الجبال والبحارة وغيرهم حيث توفر هذه الخدمة خرائط تحدد الموقع بناء على المكان الذي تتواجد فيه.

خدمات أخرى: تعمل بعض الشركات على توفير خدمة الإخبار والإعلانات التجارية وعروض التسوق والنزيلات من خلال المعلومات التي تحصل عليها من جوالك المزود بخدمة GPS فترسل لك كمية من الإعلانات التي قد تهمك في تلك المنطقة. كان تكون في مجمع تجاري وتجد نفسك تحصل على هدية من احد المتاجر من خلال جوالك.

الدكتور حازم فلاح سكيك

د. حازم فلاح سكيك استاذ الفيزياء المشارك في قسم الفيزياء في جامعة الازهر – غزة | مؤسس شبكة الفيزياء التعليمية | واكاديمية الفيزياء للتعليم الالكتروني | ومنتدى الفيزياء التعليمي

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

زر الذهاب إلى الأعلى