1. تحديد المواقع عالميا بواسطة التثليث المساحي
المسافة بين أجهزة الإرسال والإستقبال
ترسل الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) إشارات محملة بحزم بيانات باستمرار إلى أجهزة استقبال الـ GPS على الأرض. تحتوي هذه البيانات على معلومات حول وقت إرسال الإشارة tS، وكذلك على الموقع الدقيق x(tS) للقمر الصناعي لحظة الإرسال.
يكون جهاز الاستقبال مزود بساعة متزامنة مع ساعة الأقمار الصناعية. تسجل ساعة جهاز الاستقبال الوقت الذي تم فيه استقبال الإشارة tE. وبذلك، فإنه يمكننا حساب المسافة بين جهاز الاستقبال والقمر الصناعي على النحو التالي:
بعد حساب المسافة بين القمر الصناعي وجهاز الاستقبال، يمكن الافتراض بأن جهاز الاستقبال يقع على حافة كرة تخيلية نصف قطرها r. حيث إن مركز هذه الكرة هي موضع القمر الصناعي x(tS).
فكر في ما يلي:
كم عدد الأقمار الصناعية اللازمة لتحديد الموقع الدقيق لجهاز الاستقبال؟
ثلاثة أسطح كُرَوِيّة متقاطعة
عندما تتقاطع كرتان، فإن مجال التقاطع يُشكّل خطًا دائريًا (أي دائرة) حيث يجب أن يكون المستقبل موجودًا في مكان ما على محيط هذه الدائرة. وعندما تتقاطع كرة ثالثة مع الكرتين الأولتين، فإنه ينتج عن هذا التقاطع موضعين محتملين لجهاز الاستقبال. موضع واحد فقط من هذين الموضعين يقع على الأرض، بينما يمكن تجاهل الموضع الآخر تمامًا.
الرجاء الضغط على الصورة أدناه:
يوضح هذا الرسم المتحرك كيفية عمل تحديد المواقع العالمي ثلاثي الأبعاد.
باستخدام الإشارات الواردة من ثلاثة أقمار صناعية على الأقل، يجب أن نكون قادرين على تحديد موضع المستقبل على سطح الأرض.
رابط إلى معلومات إضافية للمعلمين وإلى ثلاث من أوراق العمل
