(Global Positioning System) GPS (Global Positioning System)

ความหมายของ GPS คือ ระบบที่ระบุตำแหน่งทุกแห่งบนโลก จากกลุ่มดาวเทียม 24 ดวง ที่โคจรอยู่รอบโลก ในระดับสูงที่พ้นจากคลื่นวิทยุรบกวนของโลกและวิธีการที่สามารถให้ความถูกต้อง เพียงพอที่จะใช้ชี้บอกตำแหน่งได้ทุกแห่งบนโลกตลอดเวลา 24 ชั่วโมง จากการนำมาใช้งานจริงจะให้ความถูกต้องสูง โดยที่ความคลาดเคลื่อนมาตรฐานของตำแหน่งทางราบต่ำกว่า 50 เมตร

องค์ประกอบของระบบ GPS ส่วนศูนย์ควบคุมกลาง (Control Station Segment) ซึ่งเป็นศูนย์ควบคุมระบบและบัญชาการการทำงานของระบบ GPS ตั้งอยู่ที่ฐานทัพอากาศเมือง Colorado Spring สหรัฐอเมริกา และยังมีสถานีสังเกตการณ์ (Monitor Station) จำนวน 5 แห่ง และจานส่งสัญญาณภาคพื้นดิน (Ground Antennas) ซึ่งมีอยู่ด้วยกัน 3 จุด ส่วนอวกาศ (Space Segment) ประกอบด้วย ดาวเทียมทั้งหมด 24 ดวง มีความสูงของวงโคจรอยู่ประมาณ 11,000 ไมล์ จากพื้นโลก ดาวเทียมแต่ละดวงจะมี นาฬิกาอะตอม (Atomic Clock) ติดตั้งอยู่ ถึง 4 เครื่อง ซึ่งจะให้เวลาที่ถูกต้องมาก ส่วนผู้ใช้งาน (User Segment) ประกอบด้วย 2 ส่วนใหญ่ๆ คือ ส่วนที่เกี่ยวข้องกับ ทางทหาร (Military) และทางพลเรือน (Civilian) ซึ่งทางพลเรือนจะได้รับสัญญาณฟรี แต่ผู้ใช้ต้องหาซื้อจานรับ (Antenna) และเครื่องรับ (Receiver) ด้วยตนเอง

หลักการทำงานของระบบ GPS 1. อาศัยหลักพื้นฐานของ GPS : Satellites Triangulation      อาศัยตำแหน่งของดาวเทียมในอวกาศเป็นจุดอ้างอิง แล้ววัดระยะจากดาวเทียม 4 ดวง และใช้หลักการทางเรขาคณิตในการคำนวณหาตำแหน่งบนพื้นโลก 2. วัดระยะทางระหว่างเครื่องรับ GPS กับดาวเทียม GPS โดยวัดระยะเวลาที่คลื่นวิทยุใช้เดินทางจากดาวเทียมสู่เครื่องรับใช้เวลาเดินทางของคลื่นวิทยุ 3. การวัดระยะเวลาที่คลื่นวิทยุใช้ในการเดินทางของ GPS จะต้องใช้นาฬิกาที่แม่นยำมาก คือ Atomic Clock ซึ่งใช้เวลาในการเดินทางจะสั้นมากประมาณ 0.06 วินาที และยังเป็นเวลาที่มีความแน่นอนถึง 10 นาโนวินาทีหรือดีกว่า 4. ต้องรู้ตำแหน่งของดาวเทียม GPS ที่แน่นอนในอวกาศ สถานีควบคุมจะใช้เรดาร์ตรวจสอบการโคจรของดาวเทียม GPS ตลอดเวลาแล้วส่งข้อมูลไปปรับแก้ข้อมูลวงโคจรและเวลาของดาวเทียม เมื่อข้อมูลได้รับการปรับแก้แล้วจะถูกส่งมายังเครื่องรับ GPS 5. ต้องแก้ไขความคลาดเคลื่อน (GPS Errors) ที่เกิดจากการเดินทางของคลื่นวิทยุมาสู่โลก

ข้อดีของระบบ GPS ข้อเสียของระบบ GPS รู้ทุกเส้นทางที่รถไปมา รวมถึงวัน เวลา ความเร็ว ทิศทาง ระยะทางทั้งหมด ใช้ได้ทั้งการคมนาคมทั้งทางบก ทางน้ำ หรือในอวกาศ ไม่มีค่าใช่จ่ายรายเดือน เป็นเครื่องมือช่วยในการตัดสินใจได้ดี เป็นประโยชน์ที่ได้รับจากระบบติดตามยานพาหนะ BG-FLEET Management ข้อเสียของระบบ GPS เครื่องรับสัญญาณบางประเภทราคาแพง การต่อเชื่อมกับอุปกรณ์อื่นและความสะดวกบางเครื่องแสดงได้เฉพาะพิกัดภูมิศาสตร์ บางเครื่องไม่สามารถต่อเข้ากับเครื่องมืออื่นหรือคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก (PC) ได้ และข้อใหญ่ที่ต้องพิจารณา ความแข็งแรงทนทานถ้าต้องใช้เครื่องทำงานในพื้นที่ทะเล หรือในพื้นที่ป่าเขา การใช้ไฟและความร้อนที่เกิดขึ้นเป็นตัวชี้สำคัญที่จะต้องเอาใจใส่

ประโยชน์และการนำไปประยุกต์งานเชิงสร้างสรรค์ Mobile Telecommunications เช่น บอกตำแหน่งของคู่สนทนา การหาตำแหน่งหรือติดตามยานพาหนะที่เคลื่อนที่ (Automatic Vehicle Location) เช่น บอกตำแหน่งของยี่ห้อ รุ่น และสีของรถ เพื่อช่วยในการติดตามรถที่มีการกระทำความผิดแล้วหลบหนีการจับกุม สิ่งแวดล้อม (Environment) เช่น บอกตำแหน่งที่มีการตัดไม้ทำลายป่า หรือพื้นที่เกิดไฟป่า การวางแผนในการสำรวจเบื้องต้น (Survey) เช่น การหาตำแหน่งของทรัพยากรธรรมชาติ การเชื่อมโยงกับระบบการสื่อสาร (Position and Telecommunication) การคมนาคมในอวกาศ (Space navigation) การคมนาคมทางถนน (Tracking) การสร้างแผนที่ (Mapping) การบอกเวลา (Timing)