./t20200117_938533_taonews.html

كيف يعمل GPS؟

来源:中国数字科技馆

كيف يعمل GPS؟

سمع دونغ دونغ أن منتزهًا تم بناؤه بالقرب من منزله في الأسبوع الماضي، وأراد الذهاب للعب بشكل خاص، ولكن كان لا يزال يتعين عليه الذهاب إلى المدرسة في الأيام المعتادة، لذلك اضطر إلى الانتظار حتى نهاية الأسبوع، ولم يتمكن دونغ دونغ من الانتظار للخروج. وفي هذا الوقت، أوقفه داد وأعطاه هاتفًا محمولاً وقال أن "دونغ دونغ، اهتم بالأمان عند الخروج. ومن أجل طمأنة والدتك ووالدك، سأعطيك الهاتف المحمول لسهولة الاتصال بنا، ويمكنك أيضًا استخدامه للعثور على طريقك، هل تذكر كيفية تحديد موقعك التي قلتها لك في آخر مرة؟ "

دونغ دونغ هز رأسه وقال: "أعرف! أعرف! لن أقوم بتحديد موقع نفسي فحسب، بل أعرف أيضًا لماذا يمكن للهاتف المحمول تحديد الموقع! سأقول لأبي عندما أعود!"

ابتسم الوالد وأرسل دونغ دونغ خارخ المنزل.

بعد بضع ساعات، عاد دونغ دونغ. من الواضح أن المنتزه لم تستنفد طاقته، فعندما وصل إلى المنزل، قفز إلى والده، وضرح لإخبار والده عن لماذا يمكن للهاتف المحمول تحديد الموقع. على الرغم من أن والده كان مترددًا، لا يزال يقول أن "حسنًا، حسنًا، دونغ دونغ يعمل كمعلم لوالدك مرة أخرى."

قال دونغ دونغ بحماس: "عرفت ان نظام تحديد المواقع المستخدمة عادة في هواتفنا المحمولة هو GPS، وهل تعرف ذلك."

رد والده قائلا: "حسنًا، عرفت ذلك بالطبع."

تابع دونغ دونغ قوله :"GPS يسمي باسم نظام تحديد المواقع العالمي. وهناك مجموعة من" الأقمار الصناعية " على بعد حوالي 20 ألف كيلومتر فوق سطح الأرض، وتدور حول الأرض وتنقل الإشارات إلى الأرض بشكل مستمر، ويتم استقبال هذه الإشارات بواسطة جهازكم، ويمكنكم استخدامه لتحديد موقعكم.

سأل والده أن "دونغ دونغ، اجعل الأمر أكثر وضوحًا، كيف يتم تحديده؟ هل يوجد أي سر "في هذه الإشارات؟"

قال دونغ دونغ أن "الإشارة ليس لها سحر! إنها تستخدم فقط مبدأ رياضي بسيط لاستكمال تحديد المواقع. وتسمى هذه الطريقة باسم طريقة تحديد المواقع ثلاثية الأبعاد. يتكون الجسم الرئيسي لنظام GPS من 24 قمرا صناعيا. وسوف يضمن أن يوجد في أي مكان دائمًا 4 أقمار صناعية يمكن توصيلها مباشرة بجهازكم، وهذا مهم جدًا لأنه يعني أنه يمكنكم تلقي معلومات حول ثلاثة إحداثيات مختلفة للمواقع في أي وقت وفي أي وقت. أولاً، يجب أن يتضمن جهازكم جهاز استقبال GPS. وسوف يرسل القمر الصناعي بعض معلومات الملاحة المهمة اليه، مثل الوقت والموقع. وتتيح هاتان المعلمتان لجهازكم حساب موقعكم على الأرض. اضرب الوقت بسرعة الضوء لتحصل على المسافة بينكم وبين كل قمر صناعي. ويمكن رسم سطح كروي واحدة حول كل قمر صناعي، ويمكن لقمرين صناعيين رسمهما، وهكذا، يمكننا الحصول على أربع أسطح كروية. وسيكون لهذه أربع أسطح كروية نقطة تقاطع فريدة، وهذه النقطة هي موقعكم."

"الوالد هز رأسه قائلا أن "يبدو أن هذا بيان تقاطع الأسطح الكروية معقد للغاية." 

"إذا كنت لا تفهم مشكلة تقاطع السطحين الكرويين، فكر في كيفية البحث عن موقع في السطح. وإذا كنت تريد تحديد موقع منتزه، وطالما أنك تعرف كم هو بعيد عن منزلكم ومدى بعيدًا عن مدرستكم، يمكنكم رسم دائرتين باتخاذ المنزل والمدرسة كمركز الدائرة، لكن هاتين الدائرتين سيكون لهما تقاطعان، فماذا يجب أن نفعل؟ ابحث عن مكان أخر فقط، ويمكنكم أن تسأل والدتك عن المسافة بين السوبر ماركت الذي تذهب إليه من الحديقة، ثم ارسم دائرة باتخاذ السوبر ماركت كمركز الدائرة، وربما يكون تقاطع الدوائر الثلاث هو موقع المتنزه. وبالطبع، المبدأ يكون بسيطا، ولكن في الواقع، يتطلب الموقع غالبًا حسابات أكثر تعقيدًا ليكون أكثر دقة. 

غطى الوالد وجهه باليد وقدم تعبيرًا عن البكاء قائلا أن "دونغ دونغ يعرف أكثر مني!"، لكنه كان سعيدًا جدا.

"لم ينته الأمر، وسأقدم لكم. وفي الوقت الحالي، أنظمة تحديد المواقع الرئيسية في العالم هي النظام العالمي لتحديد المواقع (GPS) في الولايات المتحدة، ونظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية غلوناس في روسيا (GLONASS) ونظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية في غاليليو الأوروبي (Galileo satellite navigation system). ونظام تحديد المواقع العالمي GPS الخاص بالولايات المتحدة الأمريكية هو نظام تحديد المواقع الأكثر استخدامًا في العالم، ولكننا سعداء لأن الصين تعمل أيضًا على تطوير نظام تحديد المواقع الخاص بها، ونظام بيدو للأقمار الصناعية هو أول نظام تحديد المواقع العالمي الذي طورته الصين بشكل مستقل." وثم قال دونغ دونغ أنه قد انتهى كلامه.

قال الوالد أن "يا دونغ دونغ، أنت طفل ذكي، في المستقبل يمكنك أن تصبح الشخص الذي يفوز المجد للبلاد".

الكاتب: تشو يا ون

本文来自:中国数字科技馆
特别声明:本文转载仅仅是出于科普传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的“来源”,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或其它相关事宜,请与我们接洽。
[责任编辑:陈小莉]
分享到:
文章排行榜
©2011-2020 版权所有:中国数字科技馆
未经书面许可任何人不得复制或镜像
京ICP备11000850号 京公网安备11010502039775号
信息网络传播视听节目许可证0111611号
国家科技基础条件平台
./t20200117_938533_taonews.html