سیستم مکان یابی جهانی موسوم به ناواستار که برای سهولت آن را GPS  می نامند، یک شبکه مکان یابی رادیویی فضایی است که برای کاربران، اطلاعات دقیق مکان، سرعت و زمان (PVT) را مشخص می کند.

این سامانه توسط  وزارت دفاع ایالات متحده به عنوان یک سیستم مبنا در ناوبری رادیویی ماهواره‌ای، نخست برای نیروهای مسلح ابداع شده بود، اما اکنون استفاده بسیار در امور غیر نظامی دارد.

GPS از سر واژه های Global Position System  گرفته شده است و اگر بخواهیم معادل فارسی آن را داشته باشیم، جمله سیستم موقعیت یاب جهانی شاید مناسب‌ترین واژه برای آن باشد. این سیستم شبکه ای متشکل از چندین ماهواره که به صورت دائمی کدهای دیجیتال را ارسال می کنند، تشکیل شده است. توسط سیگنال های ارسالی از این شبکه ماهواره ای و تجزیه و تحلیل آنها می توان موقعیت دقیق جغرافیایی را بر روی زمین به صورتی دقیق محاسبه کرد.

انگیزه اصلی در ایجاد این سیستم عبارت از تأمین نیازهای مکان یابی رادیویی و ناوبری برای طیف وسیعی از کاربران نظامی و غیرنظامی بوده است، به نحوی که توسط یک سیستم مستقل قادر باشد سامانه های قبلی پرهزینه و با کاربرد محدود را از میدان به در کند. جی پی اس به گونه ای طراحی شده تا بتواند به تعداد نامحدودی کاربر در هر نقطه ای از زمین، هوا، دریا و یا در نزدیکی فضا، خدمات دهد.

تاریخچه GPS

سیستم موقعیت یاب جهانی به‌وسیله وزارت دفاع آمریکا برای ناوبری گسترده و آسان نیروهای نظامی ایجاد و تکمیل شد. ایجاد و توسعه این سیستم به دلیل رقابتی بود که بین دو ابرقدرت آمریکا و شوروی سابق در اوایل دهه 50 میلادی وجود داشت.

نیروی هوایی ایالات متحده سیستمی را طراحی کردند که به واسطه و کمک چندین ماهواره که دارای ساعت های بسیار دقیقی در داخل خود بودند، می توانست موقعیت یک شی ساکن و یا متحرک را بر روی سطح زمین و یا هوا مشخص کند.

در سال 1973 نیروی هوایی و دریایی برنامه‌ها و مطالعات خود را در این زمینه یکپارچه کرده و شروع به ایجاد سیستم فعلی کردند. این برنامه که در اصطلاح NAVSTAR  نامیده شد، به مرور تکمیل شد و سیستم موقعیت یاب امروزی را به‌وجود آورد.

اتحاد جماهیر شوروی نیز سیستم موقعیت یاب خود را تکمیل کرد که در اصطلاح GLONASS  نامیده می شد.

نخستین آزمایش موفقیت آمیز سیستم موقعیت یاب جهانی در سال 1974 بود.

در این سال نخستین ماهواره ساخته شده به این منظور در مدار زمین مستقر شد. این ماهواره ها توسط شرکت Rockwell Collins  ساخته و توسط نیروی هوایی در مدار قرار گرفت. آزمایش ها تا سال 1980 ادامه یافت. در این سال سازمان فضایی ناسا نیز به این پروژه پیوست و توسط شاتل فضایی چندین ماهواره مربوط به این پروژه را در فضا مستقر کرد. در سال 1986 با انفجار شاتل فضایی چالنجر، پروژه GPS برای مدتی دچار وقفه شد. سرانجام در تاریخ 8 دسامبر 1993 این سیستم به صورت کامل عملیاتی شد. در این سال 24 ماهواره در فضا مستقر شد که 21 عدد از آنها در حال کار و 3 عدد به‌صورت رزرو عمل می کنند.

کاربردهای جی پی اس

کاربردهای زیادی در زمین، دریا، خشکی و آسمان دارد. در اصل می توان گفت این سیستم به ما امکان ذخیره سازی و یا ایجاد و تعریف مسیرها و مکان هایی را که در آنها بوده ایم یا مایل به رفتن به آنها هستیم، می دهد.

کاربرد و پوشش سیستم ناوبری جهانی تمام سطح کره زمین می باشد. البته به جز مکان هایی که امکان دریافت سیگنال از ماهواره نباشد، مانند داخل ساختمان های محصور، غارها، پارکینگ های اتومبیل، زیر آب و مکان های مشابه.

امکان استفاده از GPS در آسمان به منظور هوانوردی عمومی و تجارتی، در دریاها برای کشتی های باربری و مسافرتی و نیز قایق های تفریحی و ماهیگیری. و در زمین بر روی کامیون ها و نیز افرادی که در شهرها و بیابان ها و نیز جنگل ها و کوهستان ها در حال راه پیمایی هستند، می باشد.

همچنین GPS در کاربردهای علمی نیز کارایی دارد. از جمله امکان داشتن ساعتی دقیق به منظور زمانسنجی در آزمایش ها. دقت دستگاه های جی پی اس در حد یک متر می باشد. البته نمونه های دقیق‌تری نیز وجود دارد که تا حد چند سانتیمتر دقت در شناسایی موقعیت مکانی را دارد که قیمت این گونه گیرنده ها بالاتر بوده و خاص فعالیت های نظامی و ناوبری بسیار دقیق است. دقت یک متر برای کاربرد عمومی و تجاری بسیار خوب و کافی می باشد چون به طبع شما نیز با من موافق هستید که یک متر خطا در دریا، خیابان و یا هر جای دیگر چندان مهم نمی باشد. لازم بذکر است که دقت های بسیار بالا در کاربردهای نظامی و نیز در مسائل فنی همچون تنظیم آنتن های ماکروویو و کاربردهای مشابه استفاده می شود.

به هر حال GPS در موردهایی همچون کوهنوردی، برف نوردی، و جهانگردی کاربردهای فراوانی دارد و امروزه جزء ملزومات اساسی هر کسی که به این گونه کارها اشتغال دارد، است.

کاربرد GPS در داخل اتومبیل نیز این روزها بسیار مرسوم شده است. در واقع شما در حین مسافرت های درون شهری و یا جاده ای و به کمک نقشه های الکترونیکی تعبیه شده در دستگاه جی پی اس می توانید بهترین خیابان و یا جاده را به سمت مقصد مورد نظر شناسایی کنید و یا بدانید چه مسیرهایی را طی کرده اید و … برخی از نمونه های دستگاه GPS در داخل خودرو دارای فرستنده نیز هستند که به شما امکان می دهد با فشار یک دکمه موقعیت خود را از راه جی پی اس به مرکز کنترل اطلاع داده و در نهایت بتوانید با دریافت داده های تکمیلی مسیر بهتری را در راهبندان و ترافیک پیدا کرده و یا حتی نزدیک‌ترین هتل، رستوران، سینما، و یا بیمارستان را به موقعیت خودتان پیدا کنید.

انواع دستگاه GPS

به طور کلی انواع GPS را می توان به موارد زیر دسته بندی کرد:

1)    جی پی اس برای افراد
2)    جی پی اس ماشین
3)    جی پی اس حیوانات
4)    ردیاب کالا

GPS برای افراد

در خصوص نحوه استفاده از جی پی اس برای ردیابی افراد، باید بگوییم که اشکال مختلفی از این دستگاه وجود دارد که هر کدام باعث می شود که شما بتوانید تمام افراد چون کودکان، بیماران، افراد کهنسال و حتی زندانیان را ردیابی کنید و در واقع با این دستگاه می توانید امنیت افراد را بالا ببرید. دستگاه ردیاب شخصی به صورت اشکال مختلفی در بازار موجود است که شرکت پیام جی پی اس دارای نوع گردنبندی و آهنربایی آن می باشد که قابلیت ایجاد تماس دوطرفه را دارد.

جی پی اس ماشین

امروزه شاید کمتر کسی با واژه ردیاب خودرو ناآشنا باشد. دستگاهی که به شما این امکان را می دهد ماشین را به صورت آنلاین ردیابی کنید و بخصوص از میزان سوخت ماشین و حداکثر سرعت ماشین مطلع شوید و تمام داده ها به صورت هر سه ثانیه یک بار آپدیت می شود و حتی به صورت گزارشی کامل در اختیار شما قرار گیرد.

در حال حاضر از این نوع دستگاه برای ردیابی جنگنده های نظامی هم استفاده می شود.

GPS برای حیوانات

فناوری جی پی اس آنچنان فراتر رفته است که امروزه شاهد دستگاه هایی برای ردیابی انواع حیوانات هستیم. حتی شاید جالب باشد که از دستگاه ردیاب برای ردیابی سنجاقک و پروانه نیز استفاده شده است تا بتوانند از نسل این پرندگان و حشرات مراقبت کنند و مانع از انقراض حیوانات کمیاب و نادر شوند و حتی مانعی برای کشتار شاخ فیل ها و کرگدن ها و حیوانات دیگر باشد.

ردیاب کالا

یکی دیگر از انواع جی پی اس که امروزه مورد استفاده خیلی ها قرار می گیرد، ردیاب کالاهای مختلف است. در واقع انواع ردیاب ها وجود دارد که می توانید با آن از کالاها مراقبت کنید چون ردیاب کانتینر که مخصوص ردیابی محموله ها می باشد و یا ردیاب کوچک برای ردیابی ساک، چمدان و حتی کلید های خانه شما و حتی از انواع جی پی اس برای ردیابی کالاهای با ارزش موزه هم استفاده می شود و شاید جالب است بدانید که امروزه دیگر امکان ندارد که ردیابی مخصوص هر نوع کالایی وجود نداشته باشد تا جایی که امروزه در صنعت پزشکی شاهد وجود ردیاب برای ردیابی اعضایی چون کلیه، قلب و ... هستیم.