پیشگفتار:

روزگاری بسیار دور و در قدیم‌الایام، موقعی که انسان به دور از زندگی شهری و ماشینی با خیال راحت با ساده‌ترین روشها به امورات خود می‌پرداخت، شاید هیچ وقت فکر چنین زندگی پیچیده‌ای را هم نمی‌توانست بکند. زمانی که زمین‌های بی حد و وصف در اختیار او بوده و زمان برای او مسأله بسیار مهمی نبود. اما بشر امروزی مجبور است با کمترین امکانات منابع طبیعی و زیستگاهی زندگی کرده و به بهترین وجه ممکن از آنها استفاده کند. لذا همواره سعی کرده است تا با مصنوعات و اختراعات خویش گامهایی در این زمینه انجام دهد. یکی از ساخته‌های بسیار ارزشمند انسان در دهه‌های اخیر سیستمی تحت عنوان سیستم موقعیت یاب جهانی یا Global Position System (GPS) می‌باشد که بسیاری از فعالیتها و مشکلات در زمینه‌های مساحی، موقعیت یابی، ورزشی، نظامی، کشاورزی و ... در سایه آن سهل و راحت گشته است. آنچه که به استحضارتان خواهد رسید معرفی این دستگاه مفید می‌باشد که توانسته است در امورات کارشناسی و کمک به حل اختلافات مربوط به اراضی زراعی و منابع طبیعی، مساحی و امورات ثبتی و بسیاری دیگر از مسائل مهم جایگاه ویژه‌ای پیدا کرده و رفته رفته شاهد افزایش کاربرد آن نزد کارشناسان محترم کشاورزی می‌باشیم. امیدوارم مجموعه حاضر مورد استفاده همکاران محترم واقع شود.

مقدمه:

سیستم تعیین مختصات جهانی از جمله دانشها و تکنولوژیهای عصر فضاست که عمده‌ترین کاربرد آن درعلوم نظامی و علوم تهیه نقشه و نقشه‌برداری است. این سیستم برمبنای علم ژئودوزی عمل می‌نماید که این علم بر پایه علوم پایه ریاضیات، فیزیک و علوم کامپیوتر متکی است. سیستم GPS اطلاعات مربوط به موقعیت و زمان دقیق را به کلیه نقاط زمین ارسال می‌کند. گیرنده‌های GPS می‌توانند با دریافت این اطلاعات، مکان، سرعت، مسیر، جهت حرکت، فاصله و زمان تا مقصد، زاویه انحراف از مسیر، فواصل نقاط مشخص و ... را نمایش دهند.

GPS چگونه کار می‌کند؟

GPS چگونه موقعیت خود را تشخیص می‌دهد؟

ماهواره ابتدا اطلاعات و داده‌های ناوبری را به پنج ایستگاه کنترل زمینی ارسال می‌کند.‌ (در واقع این ایستگاهها سیگنالهای ماهواره را ردیابی می‌کنند) سپس این اطلاعات به ایستگاه کنترل مادر فرستاده می‌شود و این ایستگاه در نزدیکی شهر کلرادو واقع شده است و وظایف آن عبارتند از: پردازش داده‌ها، ردگیری ماهواره‌ها، آماده کردن اطلاعات برای ارسال به ماهواره و نظارت بر کنترل روزانه ماهواره‌ها می‌باشد.

سپس این داده‌ها به سه آنتن زمینی ارسال می‌شود و توسط این آنتن‌ها اطلاعات کنترل شده به ماهواره ارسال می‌شود که به آن Data upload می‌گویند. پس از ارسال اطلاعات به ماهواره استفاده کننده سیگنالهای ماهواره را دریافت می‌کند وبدین ترتیب اطلاعات به استفاده کننده می‌رسد.

برای محاسبات ومعرفی موقعیت مکانی یک نقطه با استفاده از فاصله‌های معلوم یک گیرنده تا 3 یا 4 ماهواره می‌توان موضع آنتن گیرنده را با روش تقاطع تعیین کرد. این موضع محل بر‌خورد سطوح سه کره می‌باشد که مرکز هر یک، یکی از ماهواره‌هاست و شعاع هر کدام فاصله بین ماهواره و گیرنده می‌باشد.

بهترین حالت برای تعیین موقعیت، زمانی است که یک ماهواره در بالای سر واقع باشد وسه ماهواره دیگر درافق، بطوریکه امتدادهای بین آنها ومحل گیرنده با یکدیگر زاویه 120 درجه بسازند.

کاربردهای GPS:

  1. حمل و نقل درون شهری و برون شهری
  2. دریا نوردی و هوا نوردی
  3. مدیریت امور جنگل
  4. امداد و نجات
  5. نقشه برداری
  6. کشاورزی
  7. امور انتظامی
  8. امور شیلات
  9. زمین شناسی و اکتشافات معدنی

معرفی اجزاء و شکل ظاهری GPS:

کلید‌های اصلی دستگاه:

  1. سوئیچ پنجکاره (click stick)
  2. کلید صفحه(page)
  3. کلید روشن / خاموش (power)
  4. کلید زوم (zoom)

باطری:

توسط دو عدد باطری سایز AA کار می‌کند. از باطریهای قابل شارژ آلکالاین، NiMH ،NiCad یا لیتیم می‌توان استفاده کرد.

هنگام خارج کردن باطریها اطلاعات ذخیره شده از بین نمی‌رود. باید سعی شود از چند نوع باطری بطور همزمان استفاده نشود. باطریهای آلکالاین دارای دوام بیشتری هستند و تا 12 ساعت در وضعیت خاموش (Use With GPS off) کار می‌کنند.

معرفی صفحات اصلی :GPS

*      ماهواره (satellite)

*      نقشه (map)

*      راهبری (navigation)

*      تعیین ارتفاع (Altimeter)

*      کامپیوتر سفری (Trip computer)

*      فهرست اصلی (Main menu)

طرز‌کار با GPSهای دستی:

SETUP: قبل از استفاده از دستگاههای GPS دستی می‌بایست تنظیمات اولیه دستگاه صورت پذیرد که عمده‌ترین آنها عبارتند از:

*      TIME (زمان)

*      DISPLAY (صفحه نمایش)

*      UNITS (واحد‌های اندازه‌گیری)

*      HEADING (تعیین شمال)

*      INTERFACE (انتقال داده‌ها به رایانه)

*      System (سیستم مختصات)

چگونه دستگاه GPS را SETUP نماییم؟

لازم به توضیح است دستگاه بایستی به هنگام تحویل توسط شرکت فروشندهsetup  گردیده باشد.

دستگاه را روشن می‌نماییم، برای این کار کلید پاور را فشار داده و چند ثانیه نگه می‌داریم. سپس توسط کلید صفحه، صفحه اصلی یا main menu را انتخاب می‌کنیم. درصفحه اصلی گزینه setup را انتخاب کرده و enter را فشار می‌دهیم. وارد صفحه setup menu شده و روی گزینه system کلیدEnter  را فشار می‌دهیم سپس درصفحه باز شده تنظیمات لازم را انجام می‌دهیم. گزینه‌های بعدی را نیز به همین روش باز کرده وتنظیمات لازم را انجام می‌دهیم.

تنظیمات سیستم(system):

*      GPS وضعیت دستگاه

*  WAAS (The wide area augmentation system) ماهواره DGPS که محدوده پوشش آنها فقط آمریکای شمالی است.                             

*      نوع باطری

*      زبان دستگاه      

*      منبع تغذیه خارجی  

*      زنگ هشدار                                  

صفحه نمایش (Display):

*      تنظیم صفحه نمایش برای زمان استفاده دستگاه(اتوماتیک،روز، شب).

*      رنگ منوهای دستگاه در روز که Diamond بهترین حالت است.

*      رنگ منوهای دستگاه درشب که Sapphire بهترین حالت است.

*      مدت زمان روشن ماندن نور زمینه

*      میزان روشنایی صفحه نمایش.

واحدهای اندازه‌گیری‌(Units):

*      سیستم تصویر

*      چگونگی نمایش مختصات مثل UTM و یا سیستم دکارتی درجه، دقیقه، ثانیه و ...

 

سیستم تصویر نقشه (سیستم مختصاتی European 1950 و سیستم ژئودتیک جهانی (WGS84

*      واحد مسافت وسرعت

*      واحد ارتفاع یا سرعت عمودی

*      واحد عمق یاارتفاع منفی

*      واحد فشار

صفحه نمایش (Display):

*      تنظیم صفحه نمایش برای زمان استفاده دستگاه(اتوماتیک،روز، شب).

*      رنگ منوهای دستگاه در روز که Diamond بهترین حالت است.

*      رنگ منوهای دستگاه درشب که Sapphire بهترین حالت است. 

 

مدت زمان روشن ماندن نور زمینه

*      میزان روشنایی صفحه نمایش.

 

انتقال داده‌ها به رایانه (Interface):

*     

تعریف نحوه تبادل ارتباط دستگاه با کامپیوتر و یا ‌ابزارهای مختلف دیگر.

*      توسط USB

*      serial data format Garmin پورت سریال 9 پین

 

تنظیمات زمان (Time):

*      چگونگی نمایش ساعت

*      تنظیم اختلاف ساعت با گرینویج

*      (اختلاف ساعت ایران تا گرینویج  30: 03 = تهران)

*      تنظیم اتوماتیک جلو وعقب کشیدن یک ساعت درشش ماه اول ودوم

 

زنگ وهشدار(Tones):

*      نوع و ریتم زنگ جهت توجه به پیغامهای دستگاه.

*      نوع و ریتم زنگ به هنگام فشار روی کلیدهای دستگاه.

*      نوع و ریتم زنگ به هنگام روشن شدن دستگاه.

*      نوع و ریتم زنگ جهت توجه به پیغام کمبود باطری درابتدا.

نوع و ریتم زنگ جهت توجه به پیغام کمبود باطری درآخرین هشدار.

*      Mute = دستگاه بدون صدای هشدار.

 ترتیب نمایش صفحات مختلف دستگاه (page Sequence):

ترتیب صفحات اصلی دستگاه به دلخواه تنظیم می‌شود.

روی کلیک کرده در صفحه باز شده صفحه

مورد نظر را انتخاب کنید.

صفحه ماهواره وتنظیمات آن:

*      برای خاموش کردن دستگاه

*      North up مسیرحرکت در جهت شمال واقعی وTrack up جهت حرکت فعلی خود

*      تغییر رنگ نقشه

*  زمانی استفاده می‌شود که ازمحل قبلی استفاده از دستگاه مسافتی بیش از 600 مایل فاصله داشته باشید که می‌توانید با استفاده از گزینه use map موقعیت تقریبی خود را مشخص کنید

*      ارتفاع GPS  مشخص می‌شود

*      Restart search در صورتیکه تاریخ و روز مشخص نشده باشد، استفاده می‌شود.

*  Cont. Ac. اگر هیچ گزینه‌ای انتخاب نشود این گزینه انتخاب شده ودستگاه جمع‌آوری سیگنالها را انجام می‌دهد.

نقشه و تنظیمات آن:

*      پایان عملیات ناوبری

*      محاسبه مجدد جهت مقصد به هنگام ناوبری

*      محیط داده‌ها

*      راهنمای متن

*      تنظیمات نقشه

*      اندازه‌گیری مسافت

*      برگشت تنظیمات کارخانه

ارتفاع Altimeter:

*      تغییرات ارتفاع نسبت به زمان و مسافت

*      تغییرات فشار نسبت به زمان و مسافت

*      تغییرات مقیاس

*      تنظیم محیط داده‌ها

*      پاک کردن اطلاعات داده شده

*      کالیبره کردن

*      برگشت به تنظیمات کارخانه

Navigation راهبری:

*                                          قفل نمودن قطب نما به یک جهت مشخص

*                                          پایان عملیات ناوبری

*            محاسبه مجدد جهت مقصد به هنگام ناوبری

*            Bearing انحراف نسبت به شمال و course میزان

انحراف به سمت مقصد مورد نظر

*            محیط داده ها

*            سفارشی کردن محیط داده ها

*            کالیبراسیون

*            برگشت به تنظیمات کارخانه

 کامپیوتر سفری Trip computer:

*      پاک کردن اطلاعات

*      بزرگ نمایی شماره ها

*      سفارشی کردن اطلاعات صفحه

*      برگشت به تنظیمات کارخانه

کالیبراسیون قطب نما :compass

روی compass کلیک کرده، صفحه بعدی باز می‌شود دستگاه را در یک سطح کاملاً تراز قرار داده روی start کلیک کرده و دستگاه را در جهت عقربه‌های ساعت در یک حرکت ریتمیک  و یکنواخت می‌چرخانیم تا پاراگراف پایین صفحه پر شود ودستگاه پیغام درستی عملیات رابه شما اعلام نماید. لازم به توضیح است که در هر بار اتمام و یا تعویض باطری قطب‌نمای دستگاه باید کالیبره شود.

      

کالیبراسیون ارتفاع سنج Altimeter:

روی altimeter کلیک کرده، در صفحه باز شده بعدی پرسیده می‌شود که آیا ارتفاع دقیق نقطه را می‌دانید؟ اگر بدانید yes را انتخاب کنید و از جدول عددی باز شده ارتفاع را وارد کنید و اگر نمی‌دانید No را انتخاب کنید تا وارد صفحه بعدی کالیبراسیون گردید بدین ترتیب عملیات متوقف شده وکلید Enter را انتخاب کنید.

لازم به توضیح است که اگر ارتفاع و فشار نقطه مورد نظر را نمی‌دانید نگران نباشید چرا که دستگاه بطور اتوماتیک ارتفاع را کالیبره می‌کند.

ثبت نقطه : Waypoint

برای ثبت نقاط دو روش وجود دارد:

1- روش سریع یا سیستم شماره‌گذاری توسط دستگاه: دراین روش کلید Enter را فشار داده و4 ثانیه نگه دارید تا صفحه mark waypoint ظاهر شود. کلید Enter را یک بار کوتاه فشار دهید تا نقطه ثبت گردد.

2– روش سفارشی ذخیره‌سازی با نامگذاری دلخواه: روی نقطه کلید Enter رافشرده 4 ثانیه نگه داشته تا صفحه mark waypoint ظاهر شود. با استفاده از کلید جهت نما روی علامت پرچم – نشانه رفته وEnter را فشار داده و از فهرست نشانه‌های موجود، یکی را انتخاب کرده و Enter را فشار داده تا انتخاب شود.

بقیه پارامترها نیز به همین ترتیب تنظیم می‌شود.   

ناوبری:

*  در صفحه قطب نما دستگاه را در حالت تراز قرار دهید حال جهت فلش دستگاه به سمت نقطه مورد نظر نشانه روی کرده است جهت فلش را با علامت سفید روی بدنه دستگاه را هم جهت نمایید و به سمت جهت فلش حرکت نمائید.

*  در نقطه نزدیک به مقصد دستگاه عبارت Arrive به معنی رسیدن را همراه باآلارم به شما نمایش می‌دهد.

برای پایان عملیات در منوی صفحه راهبری عبارت stop navigation را انتخاب نمائید.

برداشت اتوماتیك نقاط :TRACKS

TRACKS به معنی برداشت اتوماتیك نقاط در محدوده زمانی و یا مكانی از پیش تعیین شده توسط كاربر می‌باشد. از این امكان جهت برداشت  كروكی مسیر با جزئیات بالا می‌توان استفاده نمود. برای استفاده از TRACKS می‌توان فواصل زمانی و یا مكانی را بطور دلخواه تنظیم نمود در غیر این صورت دستگاه در فواصل زمانی 3 ثانیه هنگامی كه در حال حركت باشید نقاط را ثبت می‌نماید. به یاد داشته باشید دستگاه از این تنظیم جهت رسم پروفیل ارتفاع نیز استفاده می‌نماید. برای ایجاد تغییرات در SETUP به روش زیر عمل نمائید:

در صفحه MAIN MENU عبارت TRACKS را انتخاب نمائید در این صفحه گزینه SETUP را انتخاب نمائید صفحه جدیدی باز می‌شود. در صفحه باز شده روی عبارت Record Method به معنای روش ذخیره كه درحالت استاندارد روی Auto می‌باشد كلید Enter رافشار دهید. حالت Distance برای برداشت در فواصل مكانی وTime  برای برداشت در فواصل زمانی می‌باشد كه با انتخاب هر یك از آنها در جدول باز شده مقدار عددی و یا زمانی لازم را وارد نمائید. در پایان روی گزینه OK جهت تأیید كلیك نمایید.

جهت انتخاب رنگ مورد دلخواه جهت نمایش TRACKS در صفحه نقشه می‌توان با انتخاب گزینه COLOR می‌توان تنظیمات لازم را انجام داد.

دستگاه قابلیت ذخیره 10000 نقطه را دارد.

(جهت بازنویسی نقاط پس از پر شده حافظه روی گزینه WARPWHENFULL كلیك كرده در مربع كناری جهت تأیید علامت بگذارید).

 

پاك كردن و ذخیره کردن TRACKS:

*  كلید MENU را 2 بار فشار داده تا وارد صفحه اصلی شده و گزینه TRACKS را انتخاب كرده روی گزینه CLEAR كلید Enter را فشار دهید از شما سوال می‌شود آیا مطمئن هستید، كلید Enter را به معنای تأیید فشار دهید.

*  درصفحه Tracks روی گزینه save  كلید Enter را فشار دهید از شما سوال می‌شود آیا مطمئن هستید، كلید Enter را به معنای تأیید فشار دهید.

*      در صفحه باز شده روی ok کلیک کنید.

برگشتی روی مسیر طی شده Track Back:

كلید MENU را 2 بار فشار داده تا وارد صفحه اصلی شده و گزینه TRACKS را انتخاب كرده روی گزینه Track Back کلیک کنید در صفحه جدید باز شده مسیر را دنبال کنید.

طریقه محاسبه مساحت Area Calculator:

برای افزایش دقت عملیاتی محاسبه مساحت لازم است قبل از شروع به کار قسمت TRACKS روی تنظیم time باظرفیت زمانی یک تا سه ثانیه قرار دهید. (تنظیمات TRACKS)

یکی از قابیت‌های مهم دستگاه محاسبه حدودی مساحت می‌باشد. برای این کار مراحل ذیل را دنبال نمائید.

كلید MENU را 2 بار فشار داده تا وارد صفحه اصلی شده و گزینه TRACK را انتخاب كرده در صفحه باز شده کلید Menu را یک بار فشرده تا صفحه جدیدی باز شود. در صفحه باز شده عبارت Calculator Area را انتخاب کرده تا صفحه نقشه باز شود. دراین صفحه روی عبارت Start کلیک کرده تا فعال شود.

عبارت Start تبدیل به عبارت Stop می‌شود. برای این کار دستگاه حداقل باید 4 ماهواره دریافت نماید حال می‌توانید از یک نقطه حرکت نموده بعد از دور زدن زمین و برگشتن به نقطه شروع که پایان مسیر است (بسته شدن polygon) روی عبارت Stop کلیک نمائید. عبارت Stop تبدیل به عبارت Save می‌شود. حال میزان مساحت و همچنین کروکی مسیر حرکت نشان داده می‌شود. روی عبارت Save کلیک کرده تا عملیات ذخیره شود.

عملیات ناوبری یا پیدا کردن نقاط  :Navigation

*  کلید find را فشار داده تا صفحه جدید find باز شود در این صفحه گزینه waypoint را انتخاب نمایید فهرست نقاط براساس حروف الفبا وترتیب شماره نشان داده می‌شود.

* توسط کلید جهت نما یکی از نقاط را انتخاب کرده وEnter را فشار دهید تا عملیات ناوبری آغاز شود. در صفحه نقشه (map) یک خط از نقطه کنونی تا نقطه مورد نظر رسم می‌گردد و در صفحه قطب نما توسط جهت قطب نما، جهت حرکت مورد نظر به شما نشان داده می‌شود. 

کامپیوتر سفری ( (Trip computer و فهرست اصلی (Main menu):

راهبری (Navigation) و ارتفاع(Altimeter):
در صفحه Save Track می‌توان تنظیمات روی نام و رنگ خط نقشه مساحی شده را انجام داد و با زدن ok نقشه مساحی شده را مشاهده کرد.

ساعت زنگ‌دار Alarm Clock:

l      روشن ویا خاموش شدن ساعت زنگدار

l      صدای زنگ

l      تنظیم ساعت

ماشین حساب Calculator:

درصفحه اصلی روی علامت ماشین حساب کلیک کرده برای تبدیل به ماشین حساب مهندسی کلید منو را انتخاب کنید در صفحه منو گزینه Scientific را انتخاب و برای خاج شدن Quit را انتخاب نمایید برای تبدیل‌های دیگر عملیات فوق را تکرار نمائید.

کرنوگراف Stop Watch:

از صفحه اصلی انتخاب می‌شود.

l      Start برای شروع

l      Stop برای خاتمه

l      Reset جهت صفر کردن