آشنایی با فن آوری نوین تلویزیون ماهواره ای

هنگامی که برای اولین بار تلویزیون های ماهواره ای با رویکرد تجاری و بازرگانی وارد عرصه ارائه خدمات شدند، هنوز آنتن ‏های بشقابی خانگی بسیار کم تعداد، بزرگ و گران قیمت بودند. اما امروزه یافتن پشت بام ساختمان هایی که فاقد این بشقاب ها ‏باشند، کار دشواری به نظر می رسد. به علاوه دیگر این آنتن ها به بزرگی قدیم نیستند و بسیار کوچکتر شده اند.

تلویزیون های ماهواره ای چیست؟

 شرکت های ‏تلویزیون ماهواره ای بزرگ، این روزها اوقات فراغت بسیاری از مردم جهان را با برنامه هایی همچون، فیلم، موسیقی، ورزش، ‏اخبار و حوادث، پر می کنند. پخش برنامه های تلویزیونی ماهواره ای تقریباً مشابه پخش همگانی تلویزیونی است. پخش همگانی ‏تلویزیونی، سرویسی است که به صورت مستقیم و بدون نیاز به سیم و کابل، برنامه های تلویزیونی را به دستگاه گیرنده بیننده ‏می رساند.‏

در هر دو روش پخش همگانی و پخش ماهواره ای، ایستگاه های فرستنده برای ارسال برنامه ها از سیگنال های رادیویی ‏استفاده می کنند. ایستگاه های پخش همگانی از آنتن های قدرتمند و پر توان برای ارسال امواج رادیویی به نواحی تحت پوشش ‏استفاده می کنند و در طرف دیگر بیننده گان قادرند تا بوسیله یک آنتن کوچک امواج و برنامه ها را دریافت کنند.

محدودیتهای ایجاد شده  تلویزیون ها:

اصلی ترین ‏محدودیت در پخش همگانی تلویزیونی را می توان محدودیت در برد یا فضای تحت پوشش ایستگاه عنوان کرد، چراکه امواج ‏منتشر شده از آنتن در یک خط تقرباً مستقیم ارسال می گردند و گیرندگان برای دریافت امواج می بایست مستقیم در معرض ‏انتشار این امواج قرار گیرند. البته در این میان موانع کوچکی همچون درختان یا ساختمان های مجاور مشکلی ایجاد نخواهند ‏کرد، اما مانع بزرگی همچون انحناء کره زمین قادر است تا امواج رادیویی را در معرض انعکاس و انحراف قرار دهد. بدین سان، ‏اگر تمام سطح کره زمین را صاف و مسطح در نظر بگیریم، در این حالت امواج تلویزیونی تا هزاران کیلومتر دورتر از منبع ‏انتشار (ایستگاه) نیز قابل دریافت خواهند بود. اما کره زمین دارای سطحی کروی منحنی می باشد که موجب ایجاد شکست در ‏مسیر خط مستقیم انتقال سیگنال ها می گردد.‏

از مشکلات دیگر پخش همگانی تلویزیونی کیفیت پایین و اختلال در دریافت تصاویر است که برای حل این مشکل، گیرنده باید ‏فاصله کمتری (تا حد ممکن) با ایستگاه فرستنده تلویزیونی داشته باشد و همچنین میان این فاصله موانع کمتری نیز وجود داشته ‏باشد.‏

راه حل های تلویزیون ماهواره ای:‏

تلویزیون های ماهواره ای مشکلات ناشی از محدودیت در برد و تحریف امواج را به واسطه انتشار امواج از طریق ماهواره ‏های قرار گرفته در مدار زمین، تا حدود زیادی کاهش می دهند. سیستم های ماهواره ای و به خصوص ماهواره های تلویزیونی، ‏جهت ارسال و دریافت سیگنال های رادیویی از آنتن های مخصوص که بشقابهای ماهواره  (‏DISH‏)  نامیده می شوند استفاده ‏می کنند. ماهواره های تلویزیونی همگی در محدوده مدار زمین قرار گرفته اند، این ماهواره ها با سرعتی برابر 11 هزار کیلومتر ‏در ساعت به سمت فضا پرتاب شده و در فاصله تقریبی 37.500 کیلومتری از زمین قرار خواهند گرفت. در چنین سرعت و ‏ارتفاعی ماهواره ها می توانند هر 24 ساعت یا شبانه روز، یک بار به دور کره زمین بگردند.‏

نسل های قدیمی سیستم های پخش تلویزیونی ماهواره ای، بر روی باند (‏C‏) که شامل گستره فرکانس رادیویی از 3.4 گیگا هرتز ‏تا 7 گیگا هرتز بود، برنامه پخش می کردند. همچنین در انتشار دیجیتال ماهواره ای، برنامه ها هم اکنون بر روی باندی به نام ‏‏(‏KU‏) با گستره 12 الی 14 گیگا هرتز پخش می شوند.‏

اجزاء مختلف سیستم پخش ماهواره ای:

در روش پخش ماهواره ای موسوم به "مستقیم به خانه" (‏DTH‏)، سیستم دارای 5 جزء مهم و اصلی میباشد که عبارتند ‏از: منابع تامین برنامه، مرکز انتشار و پخش زمینی، ماهواره ها، آنتن های بشقابی و دستگاههای گیرنده.‏

منابع تامین برنامه:‏

به زبان ساده شامل برنامه هایی است که هر کانال تلویزیونی جهت پخش تهیه می کند.

مرکز انتشار زمینی:‏

که یکی از اجزاء کلیدی سیستم است، محلی است که سیگنال ها و برنامه های مختلف را از کانال های تلویزیونی دریافت نموده و ‏از آنجا به سمت ماهواره های فضایی ارسال می نماید.

ماهواره ها:‏

ماهواره ها سیگنال هایی را که از طرف ایستگاه انتشار زمینی ارسال می شود دریافت نموده و آنها را دوباره به سمت زمین (با ‏پوششی بسیار وسیع)، باز می گردانند و منعکس می کنند.

آنتن های بشقابی:‏

این آنتن ها، سیگنال های ارسال شده از طرف ماهواره ها را دریافت نموده و به سمت دستگاه گیرنده بیننده خانگی، هدایت می ‏کنند.‏

دستگاه های گیرنده:‏

گیرنده ها، پس از دریافت سیگناهای آنتن، آنها را مرزگشایی نموده و با طی مراحل آشکار سازی تصویر، سیگنال ها را برای ‏پخش به دستگاه تلویزیون منتقل می کنند. ‏

اغلب ایستگاه های تلویزیونی محلی، خودشان مستقیماً برنامه ها را برای ماهواره ارسال نمی کنند بلکه از روش دیگری بهره ‏می گیرند، بطوریکه برنامه های تولید شده مختلف را بوسیله تجهیزات ارتباطی گوناگون ابتدا برای مرکز انتشار اصلی ارسال می ‏نمایند. این تجهیزات می توانند از قبیل فیبر های نوری ویا آنتن های ارسال و دریافت رادیویی(بدون سیم) باشند. مرکز انتشار ‏نیز پس از دریافت برنامه ها، کیفیت آنها را بالا برده، تبدیل به سیگنال های دیجیتالی می نماید که در این مرحله حجم اطلاعات ‏ارسالی برای هر کانال به میزانی در حدود 270 مگابایت در ثانیه می رسد. اما این حجم از اطلاعات برای ارسال و دریافت از ‏طریق ماهواره ها زیاد به نظر می رسد، در مرحله بعد آنها به کمک روشهایی  فشرده سازی شده و کم حجم خواهند شد.‏

فرآیند فشرده سازی تصاویر در تلویزیون های ماهواره ای:

یکی از اصلی ترین روشهای فشرده سازی حجم اطلاعات تصویری، (‏MPEG-2‎‏) است. این روش همان روشی است که جهت ‏ظبط فیلم بر روی دی وی دی ها نیز به کار می رود. به کمک این استاندارد می توان حجم 270 مگابایت اولیه را تا حدود 5 الی ‏‏10 مگابایت بر ثانیه کاهش داد. مرحله فشرده سازی دیجیتال اطلاعات، یکی از کلیدی ترین و حیاتی ترین مراحل پخش تصاویر ‏تلویزیونی ماهواره ای است. برای مثال اگر بخواهیم بدون انجام مرحله فشرده سازی،  تصاویر را از طریق ماهواره پخش کنیم، ‏ممکن است نتوانیم بیش از 30 کانال را هم زمان بر روی یک ماهواره منتشر کنیم، اما به کمک فشرده سازی قادریم تا هم زمان ‏چیزی در حدود 200 کانال را بر روی همان ماهواره منتشر و پخش کنیم. اما سیگنال های فشرده شده (‏MPEG-2‎‏ ) براحتی ‏قابل نمایش نخواهند بود و در واقع در مرحله فشرده سازی به نوعی دارای کدبندی و رمزگذاری شده اند. از این رو وظیفه ‏گیرنده ماهواره ای، این است که سیگنال های دریافتی را رمزگشایی نموده و قابل پخش کند.‏

رمز گشایی تصاویر تلویزیون های ماهواره ای:

معمولاً گیرنده ها برای انجام این کار هر فریم از تصاویر را جداگانه مورد تجزیه و تحلیل قرار داده و آن را رمزگشایی می کنند. ‏هر فریم از سه روش ممکن است رمزگشایی شود که به شرح زیر است:‏

‎intraframe:‎

این روش که حداقل فشردگی را دارا می باشد، شامل تمامی اطلاعات مربوط به یک تصویر در یک فریم است.‏

‎predicated-frame:

این روش برای گیرنده تعیین میکند تا چگونه اطلاعات جدید و تصاویر قبلی را ترکیب و تعیین نموده و فریم های بعدی را به ‏کمک ترکیب جدید نمایش دهد. در حقیقت در این روش تنها اطلاعاتی شامل تغییرات در وضعیت تصاویر قبلی، منتقل می شوند نه ‏تمامی اطلاعات تصویر. بنابر این، دستگاه گیرنده با اعمال اطلاعات مربوط به تغییرات تصویر بر روی تصاویر گذشته، تصاویر ‏جدید را تولید و پخش می نماید.‏

‎bidirectional-frame:

این روش نیز ترکیبی از دو روش پیش گفته را شامل می شود.

لازم به ذکر است که نرخ یا میزان فشرده سازی اطلاعات بستگی به نوع برنامه ها دارد. مثلاً در هنگام پخش اخبار(وقتی تصویر ‏گوینده را در حال خواندن خبر نشان میدهد) حجم اطلاعات فشرده شده کم تر از مواقع دیگر است، چراکه  در این حالت، تصویر ‏حداقل تغییرات را خواهد داشت و دارای بیشترین پایداری می باشد. در مقابل در برنامه های دیگری مانند یک فیلم اکشن یا کلیپ ‏موسیقی، هر فریم یا تصویر نسبت به فریم قبلی تغییرات زیادی خواهد داشت، بنابر این نیاز به روش ‏MPEG-2‎‏  برای ‏رمزگشایی خواهد بود.‏

آنتن بشقابی تلویزیون های ماهواره ای :‏

یک بشقاب ماهواره ای نوعی بخصوص از آنتن است که برای متمرکز نمودن سیگنال های دریافتی از طرف ماهواره طراحی ‏شده است. یک آنتن بشقابی استاندارد متشکل از یک قطعه فلزی سهمی شکل و چند پایه نگهدارنده است. ذکر این نکته مهم است ‏که یک آنتن بشقابی دریافت کننده، قادر به ارسال اطلاعات نمی باشد و تنها آنها را می گیرد. هنگامیکه یک بشقاب ماهواره ای ‏روبروی جهت ارسال سیگنال ها از طرف ماهواره واقع می شود، سیگنال ها را پس از برخورد با سطح منحنی شکل خود به ‏سمت مرکز یا کانون سهمی متمرکز نموده و منعکس می کند، درست همانند یک آینه مقعر که نور را به سمت نقطه معینی، ‏متمرکز می کند.‏

در حالت آرمانی که هیچ مانعی میان مسیر ماهواره تا آنتن گیرنده وجود ندارد، آنتن های بشقابی سیگنال ها را با بهترین و ‏بیشترین وضوح دریافت می کنند. در حالتی که نیاز به دریافت سیگنال های دو یا چند ماهواره بوسیله یک بشقاب داریم، می ‏بایست آن ماهواره ها در فضا نسبت به یکدیگر نزدیک باشند. در نقطه کانونی یا محل تمرکز سیگنال های منعکس شده از آنتن، ‏همواره به یک قطعه مبدل کاهنده نویز نیاز می باشد که به آن (‏LNB‏)‏‎ Low Noise Blockdown converter‎‏ نیز گفته می ‏شود. این وسیله، سیگنال های اصلی را تقویت کرده و سیگنال های رادیویی اضافی را که حامل اطلاعات و تصاویر نمی باشند ‏‏(امواج رادیویی متفرقه و مزاحم) ر ا از آن جدا می نماید، سپس آنها را به سمت گیرنده ماهواره ای هدایت میکند.‏

گیرنده ها  (‏receiver ) تلویزیون های ماهواره ای:

آخرین بخش از سیتم پخش تلویزیون ماهواره ای، گیرنده می باشد. این بخش انجام 4 وظیفه اساسی را بر عهده دارد:‏

‏1- رمزگشایی و آشکارسازی سیگنال های دریافتی‏

‏2- دریافت سیگنال ها با فرمت (‏mpeg-2‎‏) و تبدیل آنها به فرمت آنالوگ برای استفاده و پخش در تلویزیون های معمولی

‏3- تشخیص و استخراج سیگنال های مربوط به یک کانال خاص، از میان گستره وسیع سیگنال های دریافتی کانال های مختلف، ‏بطوریکه در هر لحظه که شما کانال را تعویض می کنید، سیگنال های مربوطه نیز به سرعت تعویض می شوند. بر این اساس ‏شما قادر خواهید بود تا در هر لحظه فقط یک کانال رادیویی یا تلویزیونی را بشنوید یا ببینید نه بیشتر.‏

‏4- دریافت اطلاعات کمکی مختلف از قبیل ساعات پخش برنامه ها، لیست برنامه های روزانه و هفتگی، و یا تله تکست ماهواره ‏ای

گیرنده ها علاوه بر موارد یاد شده، بر حسب تولید کننده، امکانات مختلفی را در اختیار کاربران قرار میدهند، از جمله امکان ‏ظبط برنامه ها بر روی حافظه سخت خود و امکان پخش مجدد یا انتقال آنها بر روی رایانه. همچنین امکان فعال نمودن قفل های ‏مختلف دسترسی و یا فیلتر کردن برخی از کانال ها بر حسب محدودیت های سنی و انتخاب سطوح دسترسی متفاوت.

نوشته: شروین هادی نژاد ‏

ویرایش: پاشاست

مدار نزدیک به سطح زمین

When a satellite circles close to Earth we say it's in Low Earth Orbit (LEO). Satellites in LEO are just 200 - 500 miles (320 - 800 kilometers) high. Because they orbit so close to Earth, they must travel very fast so gravity won't pull them back into the atmosphere. Satellites in LEO speed along at 17,000 miles per hour (27,359 kilometers per hour)! They can circle Earth in about 90 minutes.

وقتی مداردوران یک ماهواره به سطح زمین نزدیک باشد به آن ماهواره  (LEO) گفته می شود.این ماهواره ها در ارتفاعی بین 200-500 مایلی زمین (320-800 کیلومتر) قرار دارندوبدلیل نزدیکی به سطح زمین باید باسرعتی بیشتر از سرعت دوران زمین به دورخود حرکت کنند تا نیروی جاذبه زمین باعث سقوط اینگونه ماهواره ها نشود. سرعت متوسط این ماهواره ها حدود 17000 مایل در ساعت ( 27359 کیلومتربرساعت) است و این ماهواره ها در عرض 90 دقیقه یک دورکامل به گرد زمین می گردند.

What a view!

A Low Earth Orbit is useful because its nearness to Earth gives it spectacular views. The crew in a Space Shuttle traveling in low earth orbit took this picture. Satellites that observe our planet, like Remote Sensing and Weather satellites, often travel in LEOs because from this height they can capture very detailed images of Earth's surface.

دید ماهواره

مزیت این ماهواره ها بدلیل نزدیک به سطخ زمین، دارابودن تصاویر عالی و دقیق است .فضانوردان در سفرهای فضایی شاتل نیز چنین تصاویری را از زمین تهیه می کنند. ازماهواره هایی که کارتهیه تصاویر را برعهده دارند میتوان از ماهواره های سنجش ازراه دور یا Remote Sensing و ماهواره های هواشناسی یا  Weather satellites نام برد. این ماهواره ها جرو ماهواره های (LEO) هستند و بدلیل نزدیکیبه سطخ زمین ، میتوانند عکسهایی با کیفیت خوب و با جزئیات بیشتر از سطح زمین بگیرند .

Space Junk The LEO environment is getting very crowded. The United States Space Command keeps track of the number of satellites in orbit. This is a graphic display of the objects in low earth orbit. According to the USSC, there are more than 8,000 objects larger than a softball now circling the globe. Some people worry about the number of items now in low earth orbit. Not all of these things are working satellites. There are pieces of metal from old rockets, broken satellites, even frozen sewage. At 17,000 mph, even a small bolt can hit a space shuttle with the impact of a hand grenade. Which is exactly why the US Space Command keeps track of these things! فضای بلااستفاده محدوده مدارات  (LEO) ازازدهام زیادی برخورداراست.مرکز کنترل ماهواره ای ایالات متحده آمریکا در حال کنترل تعدادزیادی از این قبیل ماهواره ها در مدار  (LEO) می باشد.در شکل روبرو می توانید میزان ازدهام این فضا را ببینید.طبق آخرین گزارشات USSC بیش از 8000 جسمی که شاید به اندازه یک توپ کوچک باشند ، در حال دوران بدور زمین هستند . برخی ازمردم نگران نزدیکی این اجسام به زمین هستند ولی باید این را هم در نظرداشته باشید که تمام این اجسام ، ماهواره نیستند . بعضی از آنها قطعات فلزی راکت های متلاشی شده یا قطعات شکسته ماهواره ها یا ضایعات منجمدشده هستند .با سرعتی حدود17000 مایل در ساعت ، در صورت برخورد جسمی به اندازه یک توپ کوچک به یک سفینه فضایی مانند نارنجکیکه در دست شما منفجرشود ، عمل می کندو این خوددلیلی برکنترل مسیر حرکت این اجسام است. منبع: artmehr.com

نقش ماهواره ها در اطلاع رسانی

چکیده :

امروزه ، ماهواره ها به بخشی مهم و عمده در زیربنای ساختار ارتباطات و اطلاعات تبدیل شده اند ، به طوری که با اطمینان میتوان هزاره سوم میلادی را قرن ماهواره ها نام گذاشت . تکنولوژی ماهواره، عاملی قوی برای تغییر و دگرگونی است .این تکنولوژی ، می تواند چون ابزار مفیدی به انسان کمک کند تا با استفاده از آخرین پدیده های علمی ، زندگی دلخواه و آرمانی پر بار و پر تلاش داشته باشد .

امروزه ما می دانیم که یافته های علم ، تقریبا در هر ده سال دو برابر می شود و البته اطلاعات همراه آن در این مدت 8 تا 10 برابر افزایش می یابد . برای اینکه این جریان عظیم اطلاعات ، به میلیونها استفاده کننده در جهان به طور درست منتقل شود ، به مجراهای ارتباطی خاصی نیاز است که دارای سرعت مخابره فوق العاده باشند و در اینجاست که ماهواره ها به کمک می آیند و با این تکنولوژی جدید ، جریان عظیم اطلاعات به هر جایی از سرزمین که زیر پوشش ماهواره باشد ، روانه می شود .

چگونگی استفاده از ماهواره ، نقش آن در اطلاع رسانی و اهمیت استفاده از آن برای کشورهای جهان سوم ، از زمره مسائلی است که طی این مقاله ، مطرح خواهد شد و تا حد امکان پاسخهای لازم برای آنها جستجو می شود.

پپیشرفت علم و تکنولوژی در جهان معاصر ، چنان شتابی به خود گرفته است که هر لحظه فاصله زمانی میان یک کشف علمی و کاربرد پردامنه آن کاهش می یابد در حالی که در گذشته ، برای یازده کشف بزرگی که در فاصله میان اواخر قرن هیجدهم و نیمه اول قرن بیستم انجام گرفت ، بکصد و پنجاه سال وقت لازم بود . طی سی سال بعدی ، یعنی از سال 1950 تا 1980 ، اکتشافات بزرگی در زمینه هایی همچون کامپیوتر ، لیزر ، سفرهای فضایی ، پیوند اعضای انسانی ، استفاده از ماهواره های مخابراتی و نظامی ، مهندسی ژنتیک و در بسیاری دیگر از رشته ها ، پیشرفتهای خارق العاده علوم به قلمرو واقعیت قدم نهاد . در دهه 1980 – 1990 شاهد بودیم که سفینه امریکایی " ویاجر " میلیونها کیلومتر راه در فضا طی کرد و از سیارات زحل و عطارد و نپتون گذشت و از حلقه های رنگین آنها تصاویری بس شگفت و حیرت آور به زمین مخابره کرد و آنکاه ، قبل از اینکه راهی کهکشان شود ، تصویر حیرت آوری از منظومه شمسی برای زمینیان فرستاد که در آن ، سیاره زمین چون توپ کوچک آبی رنگی در فضای بیکران شناور بود .

تمام این شواهد ، نشانگر آن است که پیشرفت دانش و تواناییهای بشری ، که از بیست سال پیش چنین سرعت سرسام آوری به خود گرفته است هنوز نخستین مراحل رشد خود را می گذراند و به احتمال فراوان هنگامی که آموزش و بهره برداری از تکنولوژیهای بیشتری را در زمینه های مربوط به دانش بشر و سلطه اش بر محیط بپروراند ، سرعتی باز هم افزونتر کسب خواهد کرد .

با این ترتیب ، جای هیچ گونه تردیدی نیست که شیوه های آموزش و تعلیم و تربیت و کسب اطلاعات و دسترسی به دانش جهان معاصر ، در جهان شتابنده امروز دیگر نمی تواند منحصر به وسایل دیروز و طرق متعارف قدیمی باشد .

از سوی دیگر ، عدم توازنی که میان تواناییهای انسان و جریان عظیم اطلاعات در تمدن کنونی وجود دارد ، ضرورت ایجاد وسایل را برای دسترسی به اطلاعات مورد تاکید قرار می دهد . دنیا در آستانه هزاره سوم میلادی ، با انفجار اطلاعات روبه روست . به قولی ، هیچ کس نمی تواند در همه عمرش بیش از دو یا سه هزار عنوان کتاب بخواند . تازه ، خواندن این تعداد کتاب هم کار خطیری است و مستلزم این است که حداقل ، در هر روز پنجاه صفحه کتاب خوانده شود . اما مسئله مهم این است که در خلال مدتی که مطالعه ادامه دارد ، بیش از 20 میلیون کتاب بر تعداد کتابها افزوده خواهد شد . پس می توان به طور متوسط ، از هر ده هزار کتاب ، یک کتاب را خواند .

اگر جهان را به صورت کل در نظر بگیریم ، یافته های علم تقریبا در هر ده سال دو برابر می شود و البته اطلاعات همراه آن ، در این مدت 8 تا 10 برابر افزایش می یابد .

این جهان عظیم اطلاعات ، برای اینکه در سازمانهای پژوهشی ، ادارات ، کارخانه ها ، یا در منازل شخصی، به میلیونها استفاده کننده به طور درست منتقل شود ، به مجراهای ارتباطی خاصی نیاز دارد که برای امواجی که حامل اطلاعات هستند ، باید پهنای باند بی اندازه گسترده و سرعتهای مخابره فوق العاده داشته باشد و در اینجاست که ماهواره ها ، به کمک می آیند – این تکنولوژی تازه ای که پیشتاز انتقال اطلاعات و اطلاع رسانی است . نظریه از ماهواره ها ، سالهاست که ورد زیان متخصصان بوده و امروزه و در آخرین سالهای قرن بیستم ، این رویا صورت تحقق به خود گرفته است .

در حقیقت ، کار با پرتاب اولین " اسپوتنیک " شوروی سابق در اکتبر 1957 شروع شد و به دنبال آن ، فرستادن اولین کپسول حامل انسان به مدار زمین در آرویل 1961 ، و اولین راه پیمایی انسان بر سطح کره ماه در ژوئیه 1969 ، و در تخقیقات و تجربیات وسیعی که در بیست سال اخیر در زمینه ایجاد شبکه های ارتباطی بین قاره ای به عمل آمده است ، راه را جهت استفاده بیشتر از فضا برای انسان فراهم آورد . هم اکنون متجاوز از پنج هزار ماهواره ، در فضای اطراف زمین در گردش اند .البته تعدادی از آنها ، از کار افتاده و تنها به صورت توده ها ی فلزی بی مصرفی در آمده اند ، لیکن تعداد کثیری نیز ، هنوز در تمام ساعات شبانه روز سرویسهای مخابراتی و تلویزیونی بین قاره ای را تامین می کنند . همزمان با این عملیات فضایی ، در سطح کره زمین نیز روز به روز ، بر تعداد آزمایشگاهها و تاسیسات مخابراتی وسیع و مجهز به ماهواره های ثابت ، افزوده می شود .

توانایی حاصل از این پیشرفتها ، ظرفیت کاری تجهیزات مخابراتی و ارتباطی را بالا برده و کارآیی شبکه های تلویزیونی و مدارهای تلفنی را افزایش داده است – به طوری که با اطمینان می توان ، قرن آینده را ، قرن ماهواره ها نام گذاشت .

امروزه ماهواره های ارتباطی حتی به صورت مستقیم ، می تواند یک سوم سطح زمین را زیر پوشش قرار دهند . در حقیقت ماهواره ها ، فاصله محدود خط مستقیم را هزاران برابر افزایش داده اند ، به طوری که چنانچه چندین ماهواره در جاهای متفاوتی بر فراز زمین و به نحو مناسبی جای داده شوند ، خواهند توانست در خط مسستقیم با یکدیگر و با ایستگاههای زمینی ارتباط برقرار کرده و با تجهیز به یک تقویت کننده ، شبکه ارتباطی جهانی یا شبکه اطلاع رسانی یکپارچه ای را تشکیل دهند که دست کم در اصول ، بتواند هر مقدار اطلاعات را به هر نقطه ای از زمین برساند .

در سالهای اخیر ، پیشرفت در ساختن ماهواره های پر قدرت ، که با برخورداری از ردیابی فروسرخ و نوترونی ، به مشاهده و ثبت و گزارش هرگونه حرکتی در روی زمین قادر هستند ، مسائل سیاسی و رویدادهای جهانی را تحت الشعاع خود قرار داده است . وزارت دفاع امریکا ، دو سال پیش و قبل از آغاز حمله به عراق ، رسما اعتراف کرده بود : این ماهواره ها بودند که درباره نخستین جابه جایی ارتش عراق هشدار دادند . روز دوشنبه 29 بهمن ماه 1371 که حادثه غم انگیز برخورد هواپیماهای نظامی در آسمان تهران رخ داد و منجر به کشته شدن بسیاری از هموطنان ما گردید ، قبل از آنکه مردم ایران ، از طریق رسانه های همگانی از این خبر مطلع شوند ، ماهواره " بی بی سی " با ارسال عکسهای ماهواره ای از محل سقوط هواپیما ، این گزارش غم انگیز را برای همه جهانیان به تصویر کشید .

امروزه ، ماهواره ها یک ابزار تکنولوژیکی – اطلاعاتی مناسب ، برای گسترش تعلیم و تربیت و آموزش از راه دور و انتقال علم و دانش از آسمان به زمین به شمار می روند . برای اولین بار در سال 1960 میلادی بود که " گاستون برژه " محقق فرانسوی ، در کنفرانس عمومی یونسکو پیشنهاد کرد ، برای پخش برنامه های آموزشی در مناطق گسترده از امکانات ماهواده های فضایی استفاده شود . از آن زمان ، متخصصان تعلیم و تربیت ، برنامه ریزها ، اقتصاددانان و مهندسان علوم ارتباطی ، برای طرح برنامه های نوینی که بتواند از ماهواره ها استفاده نماید ، به فعالیت پرداخته اند . اما چون علوم ارتباطات فضایی شاخه بسیار جدیدی از تکنولوژی اطلاعات است و بهره برداری کامل از آن به ایجاد سیستمهای فنی وپیچیده نیاز دارد ، این مسائل گاه برای استفاده از ماهواره ها ، موجب عکس العملهای تردید آمیز شده است . اما هرچه باشد ، استفاده از چنین ابزاری برای آموزش و گسترش علم در کشورهای جهان سوم بسیار مغتنم است . می دانیم که در چنین کشورهایی ، انجام طرحهای وسیع آموزشی به روش سنتی ، با مشکلات بی شمار و غالبا غیر قابل حل رو به رو می شود . مشکلاتی از قبیل نداشتن معلم کارآزموده ، فقدان وسایل و تجهیزات ، رشد نامتناسب جمعیت ، نامناسب بودن کتب و جزوات درسی ، ناهمسانی امکانات و فرصتهای آموزشی بین روستا نشینان ومردم شهر ، انزوا و دورافتادگی گروههای وسیع مردم از مرکز فعالیت ، همچنین وجود توده های وسیع بی سوادان ، موجب می شود که استفاده از امکانات فنی و گسترده ماهواره ها کمتر نگران کننده بنماید ؛ زیرا خود مشکلات نیز بسیار عظیم هستند .

اروپاییان خود ، علی رغم دانش پیشرفته و دسترسی به ابزار جدید تکنولوژیکی ، از ماهواره ها در زمینه های مختلف اطلاعاتی و آموزشی استفاده های فراوان برده اند . از جمله این برنامه ها ، تهیه و تنظیم برنامه ماهواره ای جدید بنام " دلتا " است که بر اساس تکنولوژی روز به تعلیم و تربیت و اطلاع رسانی استوار است و از حروف اول کلمات انگلیسی : Developing EUROPEAN Learning Through Technological Advance ( برنامه اروپایی آموزش از طریق پیشرفت تکنولوژیکی ) تشکیل شده است و هدف آن تحقیق و توسعه و بهره برداری از آخرین پدیده های علمی به منظور آموزش و اطلاع رسانی است. غیر از برنامه دلتا ، اروپاییان در ژوئیه سال 1989 میلادی ماهواره " اولمپوس " را که نخستین ماهواره تجربی – آموزشی اروپایی به شمار می رود ، به فضا پرتاب کرده اند . هفت کشور اروپایی در تنظیم و تهیه برنامه های علمی و آموزشی این ماهواره ، همکاری مستمر داشته اند و در فضای اروپا که تکنولوژی ماهواره ، اساسا در خدمت تفریح و پرکردن اوقات فراغت به کار گرفته می شود ، "اولمپوس" در واقع اولین ماهواره ای است که به بخش برنامه های سطح بالای آموزشی و علمی می پردازد.

در شانزدهمین کنفرانس جهانی آموزش از راه دور نیز ، که با شرکت چهارصد تن از محققان و استادان دانشگاههای سراسر جهان در آبان ماه 1371 در بانکوک تشکیل شد ، بسیاری از ماهواره ها برای کارآموزی و اطلاع رسانی اختصاص داده بودند .

به هر حال ، امروزه در این حقیقت جای هیچ گونه تردیدی نیست که کشورهای جهان سوم ، برای حمایت از فعالیتهای فنی و علمی و بومی خود ، به تکنولوژی اطلاعاتی مناسب نیازمندند . این کشورها ، در حالی که حدود 75% جمعیت جهان را در خود جای داده اند ، فقط 20% درآمد جهانی را فراهم می آورند و از نظر پتانسیل علمی و تکنولوژیک ، سهم آنان حتی به 5% از سهم کل جهان نمی رسد .

تکنولوژی اطلاعات در کشورهای جهان سوم ، متاسفانه با دو مشکل بزرگ روبه روست . مشکل اول این است که ، اغلب به هنگام داوری درباره ابزار تکنولوژی ، تجزیه و تحلیل نسبت هزینه به سود و یا سودمندی هزینه به کارگرفته می شود . در حالی که ، دانش انباشته و متراکم است و به طور کلی ، پذیرای تعیین کمیت نیست . امروزه دیگر ، نه هزینه های گزاف را می توان با اتکاء به سودها ی موهوم توجیه کرد ، و نه می توان حداقل هزینه را با ادعای سودهای کمیت ناپذیر پذیرفت . مسئله این است که ، روشهای سنتی تجزیه و تحلیل هزینه و سود ، ممکن است دیگر کاربرد نداشته باشد .

مشکل دیگر ، موضوع تاثیر تکنولوژی جدید ، بخصوص ماهواره ها ، در زمینه های سنتی ، اجتماعی و فرهنگی یک کشور است و شاید اشتباه بیشتر ساکنان کشورهای جهان سوم ، در این باشد که تصور میکنند ، ماهواره ها تنها ، نقش نقل و انتقال دهنده برنامه های تلویزیونی – آن هم از نوع سرگرم کننده و تبلیغاتی آن – را بر عهده دارند و با این پندار ، به این پدیده تازه علمی گاه با شک و تردید ، و گاه با ترس و وحشت ، و زمانی با خشم و نفرت می نگرند . در حالی که ، امروزه ماهواره ها در زیربنای ساختار ارتباطات واطلاعات به یک بخش مهم و عمده تبدیل شده اند و هیچ کشور ی را نمی توان از چنین پدیده هایی بی نیاز دانست .

بدیهی است تاثیر تکنولوژی به زمینه های اجتماعی ، سنتهای تاریخی و فرهنگی و عقیدتی یک کشور ویژگیهای خاص هریک از مردم آن با در نظر گرفتن سن ، شغل و طبقه اجتماعی بستگی دارد . به طور کلی برخورد نخستین ما ، با یک مفهوم ، یا مواجهه با تکنولوژی یا ماشین جدیدی که قبلأ با آن آشنا نبوده ایم ، و اکنون یک نوآوری تکنولوژیکی به حساب می آید ، موجب ایجاد تاثیر در ما می گردد . بعد از دریافت و آگاهی است که کنجکاوی ما تحریک می شود ، ترغیب می شویم که این پدیده تازه را کشف کنیم ، طرز به کار گرفتنش را بیاموزیم ، آن را لمس کنیم و با مهارت آن را به کار بگیریم . از راه این تاثیر است که اغوا می شویم و به داشتن و به کار بردن این تکنولوژی عادت می کنیم و کمی بعد ، بدون هیچ کوشش اضافه ای به آن معتاد می گردیم و مانند هر عمل دیگری که با تکرار آموخته شود ، در زمره عادات ما در می آید . عادی شدن " تاثیر " به علت تکرار آن ، ما را وامی دارد تا درباره عمر کوتاه تازه هایی که ما را احاطه کرده اند ، اندیشه کنیم و دریابیم که هر پدیده جدیدی ، بعد از مدتی تازگی خود را از دست می دهد . آنچه تا دیروز ما را تحت تاثیر قرار داده بود ، پس از گذشت یک سال ، دل آزرده می شود . یک تکنولوژی نو که در زمان خود می توانست ما را تکان دهد ، به کار گرفته می شود ، و عادی می گردد ، طرد می شود یا پذیرفته می گردد . ما را احاطه می کند اسیر می کند و هرچند ندرتا برای ما موجد مشکلاتی است ، ولی در اغلب موارد ، ما را در حل مسائل یاری می بخشد .

در اینکه تکنولوژی ماهواره ، یا هر تکنولوژی جدید دیگر عاملی قوی برای تغییر و دگرگونی است . جای هیچ گونه تردیدی نیست . اما این تکنولوژی می تواند چون ابزاری مفید به انسان کمک کند تا با استفاده از آخرین پدیده های عملی ، زندگی دلخواه و آرمانی و پربار و پرتلاشی داشته باشد . ضمن اینکه اگر این ابزار ، نابجا و نادرست و یا با سوء نیت به کار گرفته شود ، می تواند به صورت نیرویی ویران کننده و مصیبت بار عمل کند .

کشورهای جهان سوم ، باید قبل از آنکه به فکر مبارزه با تکنولوژی و یا جلوگیری از اشاعه آن باشند – چیزی که امکان پذیر نیست – باید به این امر بیندیشند که ، چگونه می توان بجا و مناسب از تکنولوژی جدید استفاده کرد و راه صحیح استفاده از آن را به مردم آموخت و به این ترتیب بر این اعتقاد صحه نهند که " عدو شود سبب خیر اگر خدا خواهد " ، و برای ما که به خداوند بزرگ و خالق عالم هستی ایمان داریم ، چنین باوری سهل و آسان است .

نویسنده: مهدی علائی حسینی

منابع و ماخذ :

1. آذرنگ ، عبدالحسین . اطلاعات و ارتباطات ، تهران : 1371 .

2. اگلی ، ماکس ." تلویزیون ماهواره ای ، مجموعه مقالاتی در زمینه تکنولوژی آموزشی".ترجمه افضل وثوقی مشهد : انتشارات طرح پیشاهنگ تکنولوژی آموزشی ، (58 – 1357 ) ص 47 – 65

3. کروس ارس ، بت " انتقال تکنولوژی اطلاعاتی به کشورهای کم رشد . نگرش نظام یافته " . ترجمه فرشته مولوی ، فصلنامه کتاب ، شماره های 1 و 3 ( تابستان و پاییز و زمستان 1369) ص 226 - 241

4. مک کلوی ، دان . " تکنولوژی و جامعه " ترجمه حبیب ناظری ، دانشمند ، ویژه نامه تکنولوژی ، (دیماه 1368 ) ص 33 .

5. مورالس ، استلا . " تاثیر تکنولوژی بر استفاده کنندگان از اطلاعات " ترجمه رضواندخت ضاد . فصلنامه کتاب ، ( تابستان و پاییز و زمستان 1369 ) ص 256 271

6- ALAI-HOSEINI,Mehdi (1991) , Distance education and education satellites , Listance Education for the twenty – forst century , 16th world conference , Nonthaburi , Thailand , 1992 . Conference Abstracts , P.253.

7- Larcien , Thierry ( 1991 ) , Olympus , un satellite au service de l’education , Le Francais dans le Monde, BO. 233 . Mai – Juin 1990 pp . 20 – 22

8 – Leid, Edward (1976 ) The instructional technology , New York , University of U . S . O . Press , 1976

9 – Proposal for a council regulation on a community action in the field of technology , Deltta, Comet ( 87 ) 537 . Final , 24 July 1987 .

همه چیز درباره GPS

جی‌پی‌اس یا سیستم موقعیت‌یاب جهانی (Global Positioning Systems)، یک سیستم راهبری و مسیریابی ماهواره‌ای است که از شبکه‌ای با حداقل ۲۴ ماهواره تشکیل شده است. این ماهواره‌ها به سفارش وزارت دفاع ایالات متحده ساخته و در مدار زمین قرار داده شده‌اند. جی‌پی‌اس در ابتدا برای مصارف نظامی تهیه شد ولی از سال ۱۹۸۰ استفاده عمومی آن آزاد و آغاز شد.

خدمات این مجموعه در هر شرایط آب و هوایی و در هر نقطه از کره زمین در تمام شبانه‌روز در دسترس است و استفاده از آن رایگان است.

علاوه بر جی‌پی‌اس، دو سیستم کمابیش مشابه دیگر نیز وجود دارد: سیستم گلوناس که دولت شوروی ساخته و اکنون به‌دست کشور روسیه اداره می‌شود و سیستم گالیله که کشورهای اروپائی آن را برای وابسته نبودن به سیستم آمریکائی جی‌پی‌اس ساخته اند.

قطب نماهایی که با نیروی مغناطیسی زمین جهت یابی می‌‌کنند، به تدریج جای خود را به گیرنده‌های جی‌پی‌اس خواهند داد. جی‌پی‌اس، سامانه‌ای است که به کمک گروهی از ماهواره‌ها جهت یابی می‌‌کند. ماهواره‌هایی که هرکدام در مدارهای خود به دور زمین در گردشند، این ماهواره‌ها با ایستگاه‌های ویژه‌ای بر روی زمین در تماس اند و همواره موقعیت آن‌ها در فضا مشخص است. دستگاه گیرندهٔ جی‌پی‌اس شما، با ارتباط با تعدادی از این ماهواره ها، فاصلهٔ شما را تا آن‌ها تعین می‌‌کند و سپس موقعیت دقیق شما روی زمین بدست می‌‌آید. در واقع اساس کار این سامانه، فرستادن سیگنال‌های رادیویی با فرکانس بالا و به طور پیوسته است که زمان و مکان ماهواره را نسبت به زمین مشخص می‌‌کند و یک گیرندهٔ جی‌پی‌اس روی زمین، با گرفتن این اطلاعات از سه ماهواره یا بیشتر، آن‌ها را پردازش می‌‌کند و موقعیت کاربر را در هر نقطهٔ زمین، در هر ساعتی از شبانه روز و در هر وضعیت آب و هوایی به او نشان می‌‌دهد. با چندین اندازه گیری متعدد، گیرنده به محاسبهٔ سرعت، مدت زمان سفر، فاصلهٔ شما تا مقصد، مختصات جغرافیایی (طول و عرض جغرافیایی و ارتفاع از سطح دریا)، زمان طلوع و غروب خورشید و ماه (در تقویم نجومی)، تعداد ماهواره ها، زمان محلی و ... می‌‌پردازد و آن را در اختیار کاربر قرار می‌‌دهد. به طور میانگین، هشت ماهواره از 24 ماهواره، در اطراف هر نقطه از کرهٔ خاکی که باشید در آسمان گشت می‌‌زنند. هرچه گیرندهٔ شما به ماهواره‌های بیشتری وصل شود، اطلاعات دقیق تری را برای شما محاسبه می‌‌کند. جی‌پی‌اس، در ابتدا تنها استفادهٔ نظامی داشته است، ولی از سال 1980 به بعد تصمیم گرفته شد تا از آن در فعالیت‌های غیر نظامی هم استفاده شود، تا جایی که امروزه حتی در ماهی گیری و شکار هم مورد استفاده قرار می‌‌گیرد.

نحوهٔ کار

ماهواره‌های این سیستم، در مدارهای دقیق هر روز ۲ بار به‌دور زمین می‌‌گردند و اطلاعاتی را به زمین مخابره می‌کنند. گیرنده‌های جی‌پی‌اس این اطلاعات را دریافت کرده و با انجام محاسبات هندسی، محل دقیق گیرنده را نسبت به زمین محاسبه می‌کنند. در واقع گیرنده زمان ارسال سیگنال از ماهواره را با زمان دریافت آن مقایسه می‌‌کند. از اختلاف این دو زمان، فاصله گیرنده از ماهواره تعیین می‌‌گردد. این عمل را با داده‌های دریافتی از چند ماهواره دیگر تکرار می‌کند و بدین ترتیب محل دقیق گیرنده را با تقریب ناچیز معین می‌‌کند.

گیرنده به دریافت اطلاعات هم‌زمان از حداقل ۳ ماهواره برای محاسبه ۲ بعدی و یافتن طول و عرض جغرافیایی، و همچنین دریافت اطلاعات حداقل ۴ ماهواره برای یافتن مختصات سه بعدی نیازمند است. با ادامه دریافت اطلاعات از ماهواره‌ها گیرنده اقدام به محاسبه سرعت، جهت، مسیر پیموده شده، فواصل طی شده، فاصله باقی مانده تا مقصد، زمان طلوع و غروب خورشید و بسیاری اطلاعات مفید دیگر، می‌نماید.

ماهواره‌های جی پی اس

۲۴ عدد ماهواره جی‌پی‌اس در مدارهایی بفاصله ۲۴۰۰۰ مایل از سطح دریا گردش می‌کنند. هر ماهواره دقیقاً طی ۱۲ ساعت یک دور کامل بدور زمین می‌‌گردد. سرعت هریک ۷۰۰۰ مایل بر ساعت است. این ماهواره‌ها نیروی خود را از خورشید تأمین می‌کنند. همچنین باتری‌هایی نیز برای زمانهای خورشید گرفتگی و یا مواقعی که در سایه زمین حرکت می‌کنند به‌همراه دارند. راکتهای کوچکی نیز ماهواره‌ها را در مسیر صحیح نگاه می‌دارد. به این ماهواره‌ها NAVSTAR نیز گفته می‌شود.

در اینجا به برخی مشخصه‌های جالب این سیستم اشاره می‌‌کنیم:

اولین ماهواره جی‌پی‌اس در سال ۱۹۷۸ یعنی حدود ۳۵ سال پیش در مدار زمین قرار گرفت.

در سال ۱۹۹۴ شبکه ۲۴ عددی NAVSTAR تکمیل گردید.

عمر هر ماهواره حدود ۱۰ سال است که پس از آن جایگزین می‌گردد.

هر ماهواره حدود ۱۰۰۰ کیلوگرم وزن دارد و طول باتری‌های خورشیدی آن ۵.۵ متر است.

انرژی مصرفی هر ماهواره، کمتر از ۵۰ وات است.

گیرنده جی پی اس

بهای گیرنده‌های جی‌پی‌اس کاهش پیدا کرده و هم اکنون در ایران با بهایی معادل یک گوشی متوسط تلفن همراه نیز می‌‌توان گیرنده جی‌پی‌اس تهیه کرد. در کشورهای توسعه یافته از این سیستم برای راهبری خودرو، کشتی و انواع وسایل نقلیه بهره گیری می‌شود.

انواع گیرنده‌های جی‌پی‌اس

گیرنده‌های جی‌پی‌اس انواع گوناگونی دارند و انتخاب هرکدام از آن‌ها بستگی به موارد استفادهٔ شما دارد؛ برای نمونه این که می‌‌خواهید در داخل خودرو آن را نصب کنید یا اینکه آن را در کوله پشتی خود قرار دهید گزینه‌های متعددی را پیش روی شما می‌‌گذارد.

گیرندهٔ بیسیک جی‌پی‌اس _ بیسیک: این گیرنده‌ها در واقع از ساده‌ترین و کم قیمت‌ترین گونه‌ها هستند (اغلب کمتر از us $100) یک گیرندهٔ بیسیک (پایه) می‌‌تواند بسیار دقیق تر از گیرنده‌های گران قیمت باشد، اما باید این مساله را هم در نظر داشت که این گیرنده‌ها بسیاری از ویژگی‌های دستگاه‌های گران قیمت را ندارند. ویژگی قابل توجهی که کمبود آن بیشتر حس می‌شود، نداشتن قابلیت نقشه برداری یا Mapping است که بعدا شرح داده خواهد شد. در زیر تعدادی از امکانات این گیرنده‌های ساده آمده است:

• موقعیت یابی؛ تعیین طول جغرافیایی و عرض جغرافیایی که در واقع ویژگی اصلی یک گیرندهٔ جی‌پی‌اس است
•  تعیین جهت؛ با یک قطب نما ی الکترونیکی
•  تعیین ارتفاع از سطح دریاهای آزاد؛ البته باید توجه داشت که دقت در اندازه گیری ارتفاع به خوبی دقت در موقعیت یابی نیست
• زمان دقیق
•  موقعیت ماهواره‌ها و قدرت سیگنال ها
•  توانایی محاسبهٔ مسافت پیموده شده
•  توانایی ذخیره سازی مسیر پیموده شده ؛ که با استفاده از نقطه گذاری در صفحهٔ نمایشگر انجام می‌شود
• توانایی هدایت و مسیر یابی
•  یافتن مسیری که در گذشته آن را پیموده اید.

گیرنده‌های دستی جی‌پی‌اس _ نقشه بردار: همانطور که از نام این گیرنده بر می‌‌آید گیرندهٔ نقشه بردار از قابلیت نمایش نقشه برخوردار است. این گیرنده‌ها ابعاد بزرگ تری نسبت به گیرنده‌های قبلی دارند. با اتصال این گیرنده به یک رایانه شخصی نقشهٔ دلخواهتان را به گیرنده می‌‌دهید. جزئیات نقشه نیز بستگی به اندازه و نیز رزولوشن نمایشگر دارد. این گیرنده‌ها فشارسنج، قطب نمای الکترونیکی، بازی و سالنامه هم دارند. اگرچه این گیرنده‌ها باید خیلی گران قیمت تر از نمونهٔ قبلی باشند، ولی افزایش قیمت نسبتاً کمی دارند و افزودن یک نمایشگر بزرگ تر برای شرکت تولید کننده هزینهٔ زیادی را در بر ندارد. قیمت این گیرنده‌ها از 150 دلار آمریکا شروع می‌شود. نقشه‌هایی که قابلیت بار کردن (upload) داشته باشند در یک سی‌دی قرار دارند که در هنگام خرید دستگاه به شما داده می‌شود. با استفاده از نصب نرم افزار نقشه در رایانه شخصی خود می‌‌توانید به انتخاب یک یا چند مسیر بپردازید و بعد از علامت گذاری نقشه آن را به گیرندهٔ نقشه بردار خود بدهید. ولی در این میان باید توجه کرد که دستگاه‌های دستی، ظرفیت محدودی دارند و تنها مقدار مشخصی از اطلاعات را می‌‌توانید در آن‌ها ذخیره کنید. مدل‌هایی از این گیرنده‌ها وجود دارند که می‌‌توان به آن‌ها کارت حافظه اضافه کرد (که معمولاً از حافظهٔ SD یا از حافظهٔ CF استفاده می‌شود). پس اگر به ذخیرهٔ مقدار بیشتری از اطلاعات نیاز دارید به یک کارت حافظه هم احتیاج پیدا می‌‌کنید. یک دستگاه پی‌دی‌ای .

 گیرنده‌های جی‌پی‌اس برای خودرو: این گیرنده‌ها بزرگ تر از گیرنده‌های دستی هستند و نمایشگری نسبتاً بزرگ دارند تا راننده در هنگام رانندگی به سادگی آن را بخواند. این گیرنده‌ها با استفاده از برق خودرو کار می‌کنند و بنابراین تنها در داخل خودرو قابل استفاده هستند. ویژگی جالبی که معمولاً در این دستگاه‌ها وجود دارد، راهنمایی‌های صوتی دستگاه است و به راننده اجازه می‌‌دهد بدون اینکه چشم خود را از جاده بردارد، با گوش دادن به صدای دستگاه طبق نقشه پیش برود. قیمت این دستگاه از 500 دلار آمریکا شروع می‌شود. بسیاری از کارخانه‌های تولید خودرو با سفارش مشتری، یک دستگاه جی‌پی‌اس بر روی خودروهای فروشی خود نصب می‌‌کنند. آن‌ها ثابت هستند و از زیبایی و نیز ایمنی بیشتری برخوردارند. قیمت تمام شدهٔ آن‌ها بیشتر از گیرندهٔ جی‌پی‌اس ای است که بعدا خودتان در خودرو نصب می‌‌کنید.

گیرندهٔ جی‌پی‌اس برای یک دستگاه پی‌دی‌ای: برتری استفاده از یک دستگاه پی‌دی‌ای (PDA) به‌عنوان یک جی‌پی‌اس، نمایشگری بزرگ است که افزون بر راحتی در مطالعهٔ نقشه، جزئیات بیشتری را نیز قابل مشاهده می‌‌سازد. همچنین همانند جی‌پی‌اس‌هایی که در داخل خودرو نصب می‌‌شوند، می‌‌توانند به صورت صوتی راهنمایی کنند. برای استفاده از یک دستگاه پی‌دی‌ای به‌عنوان جی‌پی‌اس و اتصال پی‌دی‌ای به گیرندهٔ جی‌پی‌اس چندین راه مختلف وجود دارد:

استفاده از Sleeve:  وسیله‌ای است که با قرار دادن پی‌دی‌ای در آن، عملکردهای متفاوتی را می‌‌توان برای پی‌دی‌ای فراهم ساخت. برای این کار به حافظهٔ CF و یا اسلات PCMCIA هم احتیاج داریم. یک Sleeve می‌‌تواند کارت حافظهٔ اضافی، باتری اضافی، یک دوربین و یک تلفن را به دستگاه شما متصل کند و مهم تر از همه به‌عنوان یک گیرندهٔ جی‌پی‌اس برای دستگاه شما عمل کند. همچنین یک اسلات CF دیگر هم برای شما فراهم می‌‌کند که این اجازه را به شما می‌‌دهد تا بتوانید به کارهای دیگری در کنار استفاده از جی‌پی‌اس بپردازید. عملکرد یک Sleeve جی‌پی‌اس درست همانند عملکرد یک CF جی‌پی‌اس است.

حافظهٔ CF: یکی از حافظه‌های متداول برای پی‌دی‌ای است که می‌‌تواند مستقیما به‌وسیلهٔ اسلات مخصوص CF که در پی‌دی‌ای وجود دارد یا با استفاده از Sleeve به دستگاه متصل شود. یک کارت CF جی‌پی‌اس انتخاب نسبتاً ارزان قیمتی است. ولی مشکلی در اینجا وجود دارد و آن این است که یک CF جی‌پی‌اس به سرعت باتری‌های پی‌دی‌ای شما را مصرف می‌‌کند و باید به فکر چاره باشید.

بلوتوث جی‌پی‌اس: فن آوری بلوتوث این اجازه را به ما می‌‌دهد ارتباطی بدون سیم را بین چند دستگاه فراهم کنیم. شما می‌‌توانید پی‌دی‌ای خود را در دست گرفته و به گیرندهٔ جی‌پی‌اس ای که در کوله پشتی تان قرار داده اید بصورت بی سیم متصل شوید. استفاده از یک بلوتوث جی‌پی‌اس همچنین برای داخل خودرو بسیار مناسب است چرا که با قرار دادن آن در جلوی داشبورد دید بهتری از آسمان را برای گیرندهٔ تان فراهم می‌‌کنید.

اتصال پی‌دی‌ای به گیرندهٔ دستی جی‌پی‌اس با استفاده از کابل: به بیشتر گیرنده‌های دستی، کابلی جهت اتصال به پی‌دی‌ای وصل می‌شود. با این روش می‌‌توانید با قیمتی مناسب هم در داخل خودرو و هم در خارج آن از دستگاه موقعیت یاب خود استفاده کنید. دستگاه پی‌دی‌ای با نمایشگر خوب و نسبتاً بزرگی که دارد برای مشاهدهٔ نقشه‌ها مناسب است.

اتصال پی‌دی‌ای به گیرندهٔ جی‌پی‌اس خودرو با استفاده از کابل: می‌‌توانید با انتخاب گیرنده‌های موسوم به موشواره (mouse) برای خودرو و یک پی‌دی‌ای از یک جی‌پی‌اس خوب بهره مند شوید. اگر می‌‌خواهید از جی‌پی‌اس خود تنها درون خودرو استفاده کنید، این مورد بهترین انتخاب است. گیرندهٔ موشواره برق خود را از خودرو تأمین می‌‌کند و باتری‌های پی‌دی‌ای شما بیشتر دوام خواهند آورد. همچنین این گیرنده یک کابل دوشاخه (Y) دارد که برق پی‌دی‌ای شما را نیز تأمین می‌‌کند. گذشته از اینها، ویژگی بسیار خوب گیرنده‌های موشواره، حداقل قیمت آن‌ها است.

گیرندهٔ جی‌پی‌اس برای رایانه کیفی (لپ‌تاپ): تقریباً همانند یک گیرندهٔ جی‌پی‌اس برای دستگاه پی‌دی‌ای است با این تفاوت که در اینجا دیگر نیازی به استفاده از Sleeve یا چیزی شبیه به آن نیست. بخاطر داشته باشید که اگر شما بخواهید از یک CF جی‌پی‌اس به‌عنوان گیرندهٔ لپ‌تاپ خود استفاده کنید، CF جی‌پی‌اس شما با اتصال مستقیم به لپ‌تاپ از آن بیرون می‌‌زند و بنابراین اگر بخواهید در حالی که روی صندلی خودرو نشسته اید از جی‌پی‌اس هم استفاده کنید ،گیرندهٔ جی‌پی‌اس شما دید خوبی از آسمان نخواهد داشت و به خوبی وضعیتی که گیرنده را مستقیما زیر آسمان قرار می‌‌دهید عمل نخواهد کرد.

کاربردها

در برخی از کشورها روی بعضی از خودروها دستگاه جی‌پی‌اس وجود دارد که با آن می‌توان مسیر پیشنهادی به نشانی مورد نظر را دنبال کرد. هر چه نقشه‌های منطقه‌ای که در حافظه گیرنده بارگذاری می‌شود دقیق‌تر باشد، سرویسهایی که از جی‌پی‌اس می‌‌توان دریافت داشت نیز ارتقا می‌یابد. برای مثال، می‌‌توان از جی‌پی‌اس مسیر نزدیک‌ترین پمپ بنزین، تعمیرگاه و یا ایستگاه قطار را دریافت کرد. دقت مکان‌یابی این سیستم در حد چند متر است، که بسته به کیفیت گیرنده تغییر می‌‌کند.

از سیستم موقعیت‌یاب جهانی می‌‌توان در کارهایی چون نقشه برداری، پروژه‌های عمرانی، کوهنوردی، کایت سواری، سفر در مناطق ناشناخته، کشتی‌رانی و قایقرانی، عملیات نجات هنگام وقوع سیل و زمین‌لرزه و هر فعالیت دیگر که نیازمند محل‌یابی باشد، بهره برد.

در عرصه نظامی از جی‌پی‌اس برای هدایت موشک کروز و بمب هوشمند استفاده می‌شود.

برنامه‌های نقشه بردار

نرم افزاری که در دستگاه خود نصب می‌‌کنید می‌‌تواند اطلاعات گوناگونی را در اختیار شما قرار دهد ؛ نام خیابان‌ها و محله ها، مکان فرودگاه، بانک ها، دستگاه‌های خودپرداز (ATM)، مکان‌های تفریحی، پمپ بنزین، اورژانس، هتل، پارکینگ، رستوران، ... از این نمونه اند. همچنین برخی از آنها این امکان را دارند که سرعت مشخصی را به آن‌ها بدهید و هرگاه که از آن فراتر رفتید به شما اخطار داده شود. نرم افزارهایی نیز وجود دارند که نقشه را برای شما می‌‌خوانند و راهنماییتان می‌‌کنند.

چیزهایی که قبل از استفاده از یک گیرندهٔ جی‌پی‌اس، باید بدانید...

بسیار توصیه شده است در زمانی که از یک گیرندهٔ جی‌پی‌اس استفاده می‌‌کنید، یک نقشهٔ کاغذی و یک قطب نما هم همراه داشته باشید. اگر در مکان ناشناخته‌ای باشید و ناگهان متوجه شوید گیرندهٔ جی‌پی‌اس شما آسیب دیده است یا شرایط جوی بسیار نامناسبی پیش آمده است یا طوفان‌های خورشیدی باعث کار نکردن ماهواره‌های جی‌پی‌اس شده اند، چه کار می‌‌کنید؟ شما همواره باید یک نسخه پشتیبان از مسیر پیموده شده داشته باشید. همچنین نقشهٔ کاغذی و قطب نمای مغناطیسی دیگر احتیاجی به باتری ندارند و اگر باتری دستگاه‌های الکترونیکی شما تمام شوند این راهنمایان قدیمی به یاری شما خواهند شتافت. از طرف دیگر با داشتن یک نقشهٔ کاغذی کار شما هم ساده تر می‌شود (حتی اگر گیرندهٔ شما نقشه بردار باشد) و با یک نگاه کلی تصویر بزرگ تری از هر منطقه‌ای که در آن هستید و یا می‌‌خواهید به آن سفر کنید بدست می‌‌آورید.

منابع:

http://www.maps-gps-info.com

http://www.chozamtech.com

ماهواره

ایده استفاده از ماهواره های ساخت دست بشر، برای اولین بار در پایان جنگ جهانی دوم بر سر زبان‌ها افتاد. دانشمند، ریاضیدان و نویسنده مشهور انگلیسی آرتور سی کلارک Arthur C Clarke یکی از بزرگ‌ترین خالقان داستان های تخیلی، برای اولین بار پیشنهاد قرار دادن یک ماهواره ارتباطی را در مدار ژیوسنکرون زمین Geostationary Orbit یا مدار کلارک که در فاصله تقریبا 36000 کیلومتری سطح زمین و بالای خط استوا (جایی که قابلیت دسترسی به تقریبا 40٪ سطح زمین در آن مکان وجود دارد) قراردارد، را جهت پوشش سیگنال های رادیو یی و تلوزیونی را داد.

ماهواره ای که در مدار ژیوسنکرون زمین و در بالای خط استوا و هماهنگ با سرعت زمین و با زاویه ای ثابت، حرکت می کند، قسمت مشخصی از سطح زمین را بطور ثابت پوشش می دهد. از یک ایستگاه زمینی نیز بصورت یک نقطه ثابت، قابل رویت است. ماه، خورشید، و دیگر ستارگان و سیارات منظومه شمسی باعث تاثیر گذاری بروی ماهواره در مدار خود می‌شود که احتمال جابخایی از مکان خود را دارد. برای جلوگیری از این مسئله، موتور های مخصوصی که بوسیله ایستگاه های زمینی کنترل می شوند، کمک می کنند که ماهواره‌ها در مکان خود ثابت باقی بمانند.

جهت برقراری ارتباط از یک ایستگاه زمینی، معمولاً احتیاج به یک دیش بزرگ که بنام Uplink Antenna معروف است، می باشد و باعث تمرکز اطلاعات ارسالی به ماهواره می‌شود . در ارتباط بین ماهواره و ایستگاه زمینی معمولاً از دو نوع موج و فرکانس متفاوت استفاده می‌شود، یکی برای Uplink و دیگری برای Downlink . دیش نصب شده بروی ماهواره، سیگنال ارسالی ازایستگاه زمینی را دریافت کرده و به یک دستگاه گیرنده می رساند و پس از یک سری پردازش، به فرستنده ماهواره انتقال میدهد و از طریق آنتن فرستنده ماهواره، مجدداً به سمت زمین باز تابش داده می‌شود .

سیگنال ارسالی به سطح زمین، بوسیله دیش های معمولی، دریافت و جمع آوری شده و به دستگاه گیرنده ماهواره، از طریق LNB انتقال پیدا می کند .

قدرت سیگنال دریافتی بر روی زمین، نسبت به فاصله و زاویه و .... ماهواره و نقطه گیرندگی، متفاوت بوده و بصورت یک الگوی خاص به نام سایه ماهواره یا footprint معرفی می‌شود .

همیشه قدرت سیگنال ماهواره در مرکز سایه، بیشترین مقدار را دارا می باشد و در گوشه ها، از کمترین مقدار، برخوردار است. توجه به این نکته لازم است که دریافت سیگنال در خارج از سایه، احتیاج به دیش های بزرگ تر، دارد . امواج سانتی متری، جهت ارسال سیگنال ماهواره به زمین، مورد استفاده قرار می گیرد که محدوده فرکانسی آنها بین 3-30 MHz می باشد .

دلیل اصلی استفاده از این امواج رادیویی کوتاه، انتشار راحت امواج و تاثیرات کم نویز و مزاحمت های فرکانسی است . البته فرکانسهای بالاتر از 15 Ghz، بصورت وحشتناکی بوسیله اکسیژن هوا و بخار آب تضعیف می گردند. ماهواره‌ها سیگنالهای ارسالی خود را بصورت قطبی و با دو حالت افقی و عمودی ارسال می کنند و گاهی اوقات نیز بصورت دورانی، چپ گرد و راست گرد. در سیستمهای دیجیتال، امکان ارسال DATA و چندین شبکه تلویزیونی و رادیویی بروی یک فرکانس وجود دارد .

لغت ماهواره طبق تعریف ، به سفینه ای گفته می شود که درمداری به دور یک سیاره، معمولا زمین درحال گردش باشد. در عصری که ما در آن زندگی می کنیم ، ماهواره و تکنولوژی وابسته به آن آنچنان درتاروپود جوامع بشری نفوذ کرده و به پیش می تازد که نقش تعیین کننده آن در سیر تحولات تمدن بشری، قابل توجه است. بخشی ازتحقیقات و پژوهشهای علمی _ تخصصی که در آزمایشگاههای مسقتر در فضا انجام می شود، هرگز نمی توانست روی کره زمین جنبه عملی به خود گیرد. این تحقیقات که بسیار متعدد و متنوع است، درتخصصهای پزشکی، داروسازی، مهندسی مواد، مهندسی ژنتیک و دهها مورد دیگر تا به حال دستاوردهای بسیار ارزنده ای را به جوامع بشری عرضه کرده است. ماهواره ها که در فضا درحال گردشند، می توانند اطلاعات با ارزشی در اختیار انسان قرار دهند که منجربه تحولات شگرفی در زمینه های گوناگون شود. ماهواره های کشف منابع زمینی هواشناسی، مخابراتی، پژوهشی و نظامی از این نوعند. این ماهواره ها بسیاری از ناشناخته های جهان آفرینش را آشکار ساخته اند و تسهیلات گوناگونی نصیب جوامع بشری کرده اند. در دنیای پرتحول و پرتحرک امروز، انسان کنجکاو و جستجوگر همواره درپی یافتن پاسخ به نیازهای خود است و اگر نتواند خواسته های خود را در روی زمین بیابد، آنها را در قعر دریاها، اقیانوسها یا در فضای بیکران جستجو خواهد کرد. این تلاش پیوسته و پیگیر این نوید را به ما می دهد که در آینده، بسیاری از رازهای نهفته دیگرآشکار و در مسیر رشد و تکامل نوع بشر به کار گرفته شوند. امید است که دسترسی به این آیات الهی که ذره ای درمقابل بینهاین است، انسان را به عظمت و شکوه خالق این شگفتیها آگاه سازد و او را در ارتقای جلوه عبودیت خویش راهنما باشد .

اجزای سیستم ماهواره ای مخابرات :

سیستم ماهواره ای مخابرات مجموعه ای است از ایستگاههای فضایی و ایستگاههای زمینی به منظور ایجادارتباطات رادیویی. بخشی ازاین سیستم ماهواره ای می تواند تنها از یک ماهواره و ایستگاههای زمینی مربوطه تشکیل می شود. این مجموعه، یک ( شبکه ماهواره ای ) نامیده می شود .

ایستگاههای فضایی:

ایستگاه فضایی شبکه ماهواره ای مخابرات، از ماهواره ( بخش اصلی شبکه ) و دستگاههای  جانبی تشکیل شده است .

ساختمان ماهواره :

ماهواره از دو بخش تجهیزات مخابراتی و غیر مخابراتی تشکیل شده است . زیرسیستمهای مخابراتی ، آنتنها و تکرارکننده ها هستند. در بخش مخابراتی، دستگاهی وجود دارد که وظیفه تکرارکننده های رله رادیویی را انجام می دهد و ( ترانسپوندر ) نام دارد ترانسپاندرها سیگنالهای فرستاده شده از زمین را دریافت و پس از تقویت و تغییر فرکانس آنها را به زمین می فرستند. آنتنهای مربوط به این ترانسپوندرها طوری طراحی شده اند که فقط قسمتهایی ازسطح زمین را که درون شبکه ماهواره ای قرار دارند، پوشش می دهد. یک ماهواره معمولا آنتنی همه جهته دارد که برای دریافت سیگنالهای فرمان صادره از زمین به کار می رود زیرا آنتنهای دیگر ماهواره احتمال دارد به سوی زمین نباشند. آنتن همه جهته همچنین برای کنترل سیستمهای فرعی در زمان پرتاب ماهواره و تعیین موقعیت آن به کارمی رود. بخش غیرمخابراتی ماهواره که در واقع قسمت پشتیبانی فنی آن است شامل سیستم کنترل حرارتی، سیستم کنترل موقعیت و مدار، ساختمان مکانیکی، سیستم منبع تغذیه و موتور  اوج است.

سیستم کنترل حرارتی ماهواره:

این سیستم باید درجه حرارت دستگاهها و تجهیزات دورن ماهواره را در حد متعادل و متعارف حفظ کند.

سیستم کنترل موقعیت و مدار:

کنترل موقعیت ماهواره آن است که جهت تابش پرتو فرکانسهای رادیویی آنتن را برای منطقه مورد نظر درروی زمین ثابت نگه می دارد.

ساختمان مکانیکی :

ساختمان ماهواره باید به گونه ای طراحی شده باشد که بتواند نیروهایی را که بر اثر فشارهای دینامیکی در هنگام روشن شدن موتور و پرتاب وارد می شود ، تحمل کند. بدنه ماهواره معمولا از آلیاژ آلومینیوم سبک ساخته می شود که شامل سلولهای خورشیدی و منعکس کننده های آنتن نیز هست. این قسمت از ترکیب موادی مانند فیبرکربن که دارای استحکام و ثبات ساختمانی خاصی است .ساخته می شود.

سیستم منبع تغذیه :

منبع اصلی تغذیه معمولا سلولهای خورشیدی هستند. انرژی خورشیدی جذب شده برای شارژکردن باتریهای ذخیره نیز مورد استفاده قرار می گیرد. این باتریها از نوع نیکل _ کادمیم هستند.

موتور اوج:

نقش موتور اوج ایجاد مدار دایره ای شکل وجلوگیری ازانحرافات مداری ماهواره است . بعضی مواقع با استفاده از موتور اوج ، ماهواره ها را در مدار ثابت مستقر می کنند.

ایستگاههای زمینی :

ایستگاههای زمینی سیستمهای ماهواره ای مخابرات بر اساس نوع استفاده از آنها عبارت اند از :ایستگاههای ثابت، ایستگاههای سیار. ایستگاههای زمینی ماهواره معمولا از چند قسمت تشکیل شده اند.  آنتن ، فرستنده ، گیرنده ، سیستمهای کنترل برقراری ارتباط و منابع تغذیه مورد لزوم ایستگاه هر یک از اجزای فوق شامل قسمتهای مختلفی اند که متناسب با نوع ایستگاه زمینی ، حجم و تجهیزات آنها متفاوت خواهد بود.

آنتن ایستگاههای زمینی :

به طور کل آنتن فرستنده ، انرژی الکتریکی حاصل از یک منبع را در فضا به صورت امواج الکترومغناطیسی پخش می کند. سپس آنتن گیرنده این امواج رامی گیرد و به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. در هر سیستم مخابرات رادیویی، آنتن نقش حساس و مهمی دارد، زیرا با انتخاب آنتنهای مناسب و نصب و تنظیم صحیح آنها می توان تا حد زیادی بازدهی سیستم را بالا برد. علایم و سیگنالهای فرستاده شده از ماهواره توسط آنتنهای بزرگ یا کوچک دریافت می شود و سپس به دستگاه تقویت کننده انتقال می یابد. ایستگاههای زمینی دارای دو نوع  آنتن فرستنده و گیرنده به صورت بشقابی در اندازه های مختلــــــف هستنــــد . این آنتنها اطــــلاعات را به صورت امواج رادیویی به فضا می فرستند یا از فضا دریافت می کننـــد. آنتن ایستگا ههای زمینی در ابعــــاد بزرگ و ساختمان مکانیکی معینی ساخته می شوند که وزن نوع قدیمی آنها به بیش از 300 تن می رسد . از آنجا که فرکانس مورد نظر برای سرویس ثابت ماهواره در محدوده فرکانسهای مگاهرتز و گیگاهرتز است، آنتنهای مورد استفاده ماهواره تقریبا همه از نوع آنتنهای منعکس کننده هستند.

سیستم های کنترل و ردیابی فضایی:

این سیستمها به طور کلی چهار عمل را انجام می دهند.

فرمان ازراه دور:  عبارت است از فرستادن سیگنال جهت انجام کارهایی که ماهواره به وسیله فضایی برای آن تنظیم شده است، مثلا برای راه اندازی یک قسمت خاص یا فرمان برای تغییر مسیر یا پرتاب یک موشک.
اندازه گیری از راه دور:عبارت است ازسیستمی که اطلاعات دریافت شده از ماهواره یا سفینه های فضایی را به صورت علامتهایی مخصوص و قابل درک برای تجهیزات زمینی در می آورد و از این طریق،  اندازه گیری از مسافتهای خیلی دور انجام می شود.

ردیابی : بااین کارموقعیت مداری وسرعت ماهواره ومشخصه های دیگرآن گزارش می شود .

کنترل :عبارت است ازهدایت وسایل و بالا رودنده های فضایی و ماهواره ها در مدار، به وسیله شبکه ایستگاههای زمینی بخصوصی که کنترل ، یکی از کارهای آنهاست. ماهواره ها دقیقا در موقعیت خود نسبت به زمین ثابت نیستند و برای اینکه بتوان آنها را در موقعیت فضایی از پیش تعیین شده خود ثابت نگه داشت، باید از ایستگاههای زمینی به طور مرتب تنظیمهایی بروی موقعیت آنها انجام گیرد تا بتوان از انحراف مسیر ماهواره جلوگیری کرد.

عوامل موثر در هزینه تجهیزات ایستگاه زمینی:

قطر آنتن مهمترین عاملی است که هزینه آنتن راتعیین می کند، چون با بزرگ بودن قطر، وزن آنتن سنگین تر می شود و احتیاج به نگهدارنده هایی قویتر پیدا می کند و همچنان که شعاع کم می شود تجهیزات ردیاب پیچیده تر می شود. برای آنتنهای بزرگ مثلا 11متری و 13 متری سیستمهای ردیاب کامپیوتری مورد نیاز و سیستم هدایت امواج آنتن، بزرگتر و پیچیده تر می شود. در سیستم ارسال ، قدرت لازم برای تقویت کننده های سیگنال، یک عامل تعیین کننده در قیمت فرستنده است . نه تنها قیمت این تقویت کننده های سیگنال گران است، تامین قدرت مورد نیاز آن نیز در مناطق دور افتاده باید در نظر گرفته شود، زیرا بیشترین قدرت مصرفی در سیستم ، صرف تغذیه تقویت کننده های سیگنال می شود. پس عوامل عمده ای که درهزینه تجهیزات یک ایستگاه زمینی موثرند عبارتنداز: قطرآنتن , مقدار قدرت تقویت کننده های سیگنال، سیستمهای جایگزین، تجهیزات اصلی و قطعات یدکی.

ماخذ:ARTMehr Eng.Group با اندکی تغییر