מאת:יאיר פלד
תחום ה-GPS והניווט הממוחשב הפך בשנה האחרונה ממוצר נישה למומחים בלבד, למוצר צריכה נפוץ ביותר לכלל האוכלוסייה. כמות המכשירים הנמכרים הולכת וגדלה בשיעורים גבוהים. אתר שוונג גאה ושמח להכריז על הקמתו של מדור אשר יעסוק בנושא ה-GPS
אודות ה- GPS
GPS זו מערכת ניווט לווינית (Global Position System). מערכת זו מתבססת על 24 לוויינים המקיפים את כדור במסלול קבוע. הלוויינים שוגרו לחלל על ידי משרד ההגנה האמריקאי, כאשר השימוש המקורי בהם היה לצרכים צבאיים בלבד (בין היתר ניווט טילים והנחייתם).
בשנות ה-80 התיר הממשל האמריקאי את השימוש במערכת זו גם למגזר האזרחי ובכך ניתן האות לפיתוח יישומים כמו תוכנות ניווט ואפליקציות נוספות אשר עשו שימוש ביכולות הלוויניות של ה-GPS. חשוב לציין שבתחילת תהליך החדירה של השימוש במערכת זו למגזר האזרחי, הגביל משרד ההגנה האמריקאי את דיוקו של האות הנקלט בציוד האזרחי לעומת זה הנקלט בציוד הצבאי ע"י שימוש בהצפנה מיוחדת.
ב-1 במאי 2000 הודיע נשיא ארה"ב, ביל קלינטון שהדיוק הסלקטיבי יבוטל עד שנת 2006 אולם בפועל בוצע הביטול עוד בשנת 2000.
מה זה GPS?
לוויני ה-GPS
המערכת מבוססת כאמור על 24 לוויינים המקיפים את כדור הארץ במסלול היקפי קבוע. (בפועל ישנם עוד 4 לוויינים במערכת אשר אמורים להחליף לוויינים ישנים אשר ייצאו מכלל שימוש) כל ארבעה לוויינים מהווים יחידה שלמה אחת המקיפה את כדור הארץ, כאשר בסך הכול ישנם שישה מסלולי הקפה לוויניים.
נקודות בסיסיות
- הלוויינים משלימים הקפה מלאה של כדור הארץ פעמיים ביום ובכל אחד מהם ישנו שעון אטומי, עובדה המבטיחה שבכל הלוויינים השעה תהיה זהה.
- מסלולי ההקפות נקבעו בצורה זו ע"מ שבכל רגע נתון תהיה אפשרות קליטה של לפחות ארבעה לוויינים על פני כל נקודה בכדור הארץ.
- הלוויינים מונעים ע"י אנרגיה סולארית ויש להם מצבר גיבוי ע"מ לאפשר להם להמשיך לפעול גם במקרה של ליקוי חמה. ללוויין ישנו מנגנון היגוי רקטי העוזר לו לשמור על הנתיב בו הוא אמור להיות.
- הלוויין הראשון שוגר בשנת 1978 ופרישה מלאה של הרשת הכוללת 24 לוויינים הושגה בשנת 1994.
כיצד עובדת המערכת
מסלולו של כל לוויין ידוע בדיוק רב, וכל לוויין שולח אות זמן ייחודי לכדור הארץ. מקלט ה-GPS יודע לשייך כל אות ללווין ממנו הוא נשלח (ע"מ שלא תהיה התנגשות בין האותות אשר עלולה לגרום לכך שייווצר בלבלול בזיהוי הלוויינים) לאחר פענוח אות הזמן מחשב המקלט את הפרש הזמנים בין הלוויינים ועל ידי כך הוא יכול לחשב את מרחקו מהלוויינים.
איך ה-GPS עובד?
על הקרקע מחושב המרחק בין המקלט והלוויינים, דרך טריאנגולציה (שיטה למדידת קרקעות) למציאת מיקום המקלט ומהירותו במרחב. על מנת לקבוע מיקום דו ממדי ולעקוב אחרי תנועה, זקוק המקלט להינעל על אות של לפחות שלושה לוויינים אשר ייתנו לו אינדיקציה על קווי אורך ורוחב, ועל מנת לקבוע מיקום תלת ממדי ולעקוב אחרי תנועה, זקוק המקלט להינעל על אות של לפחות ארבעה לוויינים אשר בנוסף לאינדיקציה על קווי אורך ורוחב, יספקו מידע גם על הגובה.
לאחר שהמקלט התקבע על המיקום המדויק ("השיג פיקס") יש באפשרותו לחשב אינפורמציה נוספת כמו מהירות, כיוון התקדמות, מרחק ליעד, זמני זריחה/שקיעה ועוד.
עקב חשיבותו הרבה של תחום ה-GPS וההגמוניה של ארה"ב בשוק זה (יש לה אפשרות תיאורטית להצפין שוב את האות ובכך לרכוש יתרון בתחומים רבים בכלל ובתחום הצבאי בפרט) ישנו מאמץ לפתח מערכות ניווט אלטרנטיביות אשר יתבססו על לוויינים לא אמריקאיים. רוסיה פיתחה מערכת ניווט בשם גלונאס אשר עובדת החל משנת 1996 וכוללת 24 לוויינים. סין פיתחה אף היא מערכת בשם ביידו הכוללת היום חמישה לוויינים.
בנוסף לרוסיה וסין, האיחוד האירופאי החליט לפתח גם מערכת ניווט בשם גלילאו בעלות של 4 מיליארד דולר. המערכת כרגע אינה פועלת, ונכון להיום שוגר לווין אחד בשנת 2005.
