யாரும் அறிந்திடாத GPS பற்றிய உண்மைகள்!!

நாம் பயணம் செய்யும் போது நாம் எங்கே செல்ல வேண்டும், இப்போது எங்கே இருக்கின்றோம் ? போன்ற விடயங்கள் தெரியாத நிலையில் நாம் உடனே நாடுவது Google Map ஐத் தான். நாம் அவ்வாறு Google map இனுள் நுழைந்தவுடன் Location ஐ on செய்யுமாறு அறிவுறுத்தல் வரும். நாம் இருக்கும் இடத்தின் location ஐ அறிவதற்கே அவ்வாறு அறிவுறுத்தல் வருகின்றது. ஆரம்பத்தில் அதாவது GPS இன் அறிமுகம் என்று பார்க்கும் போது இராணுவ பாதுகாப்பிற்காகவே இது அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது. மேற்கூறிய மேலும் சில துறைகளில் GPS இன் பங்களிப்பு இன்றியமையாதது. உதாரணமாக நிர்மாண பணிகளில் satellite இல் இருந்து Code signal, Carerier signal என்னும் 2 வகையான சமிக்யைகள் GPS receivers இனால் பெறப்படுகின்றன. இங்கே satellite இல் இருந்து வரும் signal இன் வடிவமைப்பு ( digital, analog ) மற்றும் அதிர்வெண்களின் அளவின் படி துல்லியத்தன்மை(accuracy) அமைந்திருக்கும்.


GPS


Code signals ஐ விட 120-150 மடங்கு அதிர்வெண் கூடியது carrier signals. carrier signal ஐ பயன்படுத்தி செய்யப்படும் positioning, code signals  ஐ பயன்படுத்தி செய்யப்படும் positioning ஐ விட துல்லியம் கூடியது. இராணுவ பாதுகாப்பிற்கு இவ் இரண்டு signals ஐயும் பயன்படுத்தப்பட்டாலும் மக்கள் code signals ஐயே பயன்படுத்த கூடியதாக இருந்தது. விரிவாக சொன்னால் carrier signals ஐ உணரக்கூடிய GPS receiver மக்களின் பாவனைக்கு கிடைக்கவில்லை. பல ஆண்டுகளின் பின்னர் மக்களின் பாவனைக்கு carrier signals விடப்பட்டது.

GPS receivers நேரடியாக position ஐ கணிப்பதில்லை. அவை satellite  இல் இருந்தான தனக்குரிய தூரத்தையே(range) கணிக்கின்றன. எவ்வாறு கணிக்கின்றது என்று பார்த்தால் அது சிறிய விடயம் தூரம்= வேகம்*நேரம். அனால் இங்கு நேரம் என்பது satellite இல் இருந்து signal புறப்பட நேரத்திற்கும் GPS receivers அடைந்த நேரத்திற்கும் இடையேயான வித்தியாசம்(delta t) GPS receivers இனால் கணிக்கப்படும் positions எல்லாம் satellite இன் நிலை (x,y,z) வைத்தே கணிக்கப்படுகின்றது. satellite இன் நிலைக்கான Navigation message , signals ஊடாக கடத்தப்படும். அதாவது Epherneris data & almanac data.


gps-receivers


Satellite இல் இருந்து வரும் signals எந்த ஒரு பாதிப்பு இல்லாமல் receivers அடைந்தால் எவ்வித பிரச்சனையும் இல்லை. அவ்வாறு நடப்பதற்கு சாத்தியம் இருக்குமா என்று கேட்டால் அதற்கான பதில் ஒருபோதும் இல்லை. Satellites  அண்டவெளியில் சுயாதீனமாக மாறா வேகத்தில் சீரான வேகத்தில் சுற்றுகின்றது என்கின்றோம். ஆனால் அது தவறான விடயம். கோள்களின் நிலைகள் மாறும் போது மற்றும் கோள்களின் கதிர்ப்பினால் உண்டாகும் விசைகளினால் satellite இன் ஒழுங்கு மாற்றம் அடைகின்றன. Satellites இல் atomic clock பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இதன் துல்லியம். 10-12 sec .இது மிகவும் விலை உயர்வானதுடன் எவ்வித சூழ்நிலைகளிலும் மாற்றம் அடையாமல் இருக்கும்(temperature, pressure, humidity). நீண்ட கால பாவனையால் சில வேளைகளில் இதில் பிழை வரலாம். இவ் மாற்றங்கள் Master Control Station(MCS) இனால் கட்டுப்படுத்தப்படுகின்றன. MCS ஆனது Ephemeris and Almanac datas ஐ பயன்படுத்தி satellite இன் நிலையை அறிந்து கொள்ளும். ஏதும் மாற்றம் இருப்பின் கட்டளைகளை(command) வழங்குவதன் மூலம் சரி செய்யப்படுகின்றது. இது satellite இன் நிலை மாறுவதால் position இல் எற்படும் error.

Signals ஆனது புவியின் atmosphere ஐ தாண்டியே receiver ஐ அடைகின்றது. இவ் atmosphere ஐ ionosphere, troposphere என்று இரண்டாக பிரிக்கலாம். Ionosphere இல் அயன் மூலக்கூறுகளின் செறிவு அதிகம் இதனுள் signals உள்ளிடும் போது அவ் மூலக்கூறுகளால் தெறிப்படையும். அயன் மூலக்கூறுகளின் செறிவு மதிய வேளைகளில் மிக அதிகம் இதனால் தெறிப்படையும் வீதம் கூடும். தெறிப்பின் பின் troposphere இனுள் பிரவேசிக்கும் போது, இதனுள் வாயுக்களினால் தெறிப்படையும். இதில் நீராவியே அதிகம் செல்வாக்கு செலுத்தும். இதனால் position இல் ஏன் பிழைகள் வரலாம் என்று ஜோசிக்கலாம். ஒவ்வொரு தெறிப்பிற்கும் நேரம் தேவை. நேரடியாக வருவதை விட தெறிப்படைந்து வரும் போது கூடிய நேரம் பிடிக்கின்றது.


through-ionosphere


இவற்றை தாண்டி signals, receivers ஐ அடைய உயரமான பொருட்கள் இடையூறாக மற்றும் தடையாக உள்ளது. எவ்வாறு என்று யோசனை வருகின்றதா? signals கட்டடங்கள், மரங்கள் போன்றவற்றில் முறிவடைந்து(multipath) receivers  ஐ அடைகின்றன. இதனால் நேர வித்தியாசம் அதிகரிக்கின்றது. இவ் பாதிப்புகள் அனைத்தும் நேரத்தில் செல்வாக்கு செலுத்துவதால் range இல் errors காணப்படும். pseudo range என்பது range + errors. இதனுடன் receivers இல் இருக்கும் பிழைகளும் position இல் பாதிப்பை உண்டாக்கும்.

இவ் பிரச்சனைகளை தவிர்ப்பதற்காக அறிஞர்கள்  சமன்பாடுகளை உருவாக்கினார்கள். இவற்றை பயன்படுத்தி trosposperic, Ionospheric errors ஐ நிவர்த்தி செய்யலாம். ஆனால் புதிய GPS receivers இல் இவ் errors ஐ நிவர்த்தி செய்வதற்கு program செய்யப்பட்டுள்ளது. அத்தகைய receivers மிக விலை உயர்வானது.


hi-tech-technology


அத்துடன் receivers இன் வடிவமைப்பானது multipath errors ஐ குறைகின்றது.
நாம் 24 மணித்தியாலங்கள் மற்றும் 365 நாட்களும் satellite signals ஜப் பெறமுடியும். அத்துடன் எந்த காலநிலையிலும் ஒரு satellite ஆனது எமது horizon இற்கு மேல் 5மணித்தியாலங்கள் பயணம் செய்யும். எப்போதும் 6-12 satellites எமது Horizon இல் காணப்படும்.

GPS பற்றிய உங்கள் சந்தேகங்களுக்கு விடை கிடைத்துவிட்டதா? அப்படியாயின் உங்கள் கருத்துக்களை கீழுள்ள கருத்துப்பெட்டியில் பதிவிடுங்கள்..

Leave a Reply

%d bloggers like this: