ဂ်ီပီအက္စ္ စနစ္ (Global Positioning System)  

Posted by SLIP in My Research And Development Of ....

ဂ်ီပီအက္စ္ စနစ္ (Global Positioning System) သည္ လြန္ခဲ႔ေသာ ႏွစ္အနည္းငယ္ ကာလအတြင္းမွာ မွ တိုးတက္စြာေပၚေပါက္လာၿပီး လူသိမ်ားလာကာ ယခုေခတ္တြင္ ဖုန္းမ်ား၊ ကားမ်ား၊ အျခား ခရီးသြားျခင္း လုပ္ငန္းမ်ားႏွင္႔ အေရးအႀကီးသည္႔ ကာကြယ္ေရးလုပ္ငန္းမ်ား (Military) ၊ စူးစမ္း ရွာေဖြေရးလုပ္ငန္းမ်ား (Discovery)၊ အာကသဆိုင္ရာ သုေသသန လုပ္ငန္းမ်ား (Satellite positioning and tracking)၊ ရိုေဘာ႔ စနစ္မ်ားႏွင္႔ အေ၀းထိန္း စနစ္မ်ား (Remote controlled vehicle and robot guidance)၊ ပဲ႔ကိုင္စနစ္မ်ား (Navigation System) ႏွင္႔ အျခား သုေသသန လုပ္ငန္းမ်ားတြင္ တြင္တြင္ က်ယ္က်ယ္ျဖင္႔ ေရးပန္းစား လာေသာ ေနရာျပစနစ္ျဖစ္သည္။ ျမန္မာလို အလြယ္ကူဆံုး ဘာသာျပန္ပါက ကမာၻ႔ေနရာျပစနစ္ ဟု ေခၚဆို သက္မွတ္နိုင္သည္။ (Navigation System အေၾကာင္းကို   ဤေနရာတြင္ တြင္ ေဖာ္ျပခဲ႔ၿပီးျဖစ္သည္။)

GPS (Global Positioning System)

၁၉၆၃ခုႏွစ္ က ဂ်ီပီအက္စ္ကို စတင္တီထြင္ အေကာင္အထည္ေဖာ္ခဲ႔၍ ၁၉၉၅ ခုႏွစ္တြင္ ဧပရယ္လတြင္ စတင္ အသံုးျပဳနိုင္ခဲ႔သည္။ ဂ်ီပီအက္စ္ ဆိုသည္မွာ mobile phone အရြယ္ရွိေသာ လွ်က္စစ္ပစၥည္း တစ္ခုျဖစ္သည္။ ၎တြင္ ဖန္သားျပင္တစ္ခုပါရွိၿပီး ၎ဖန္သားျပင္မွ ေျမပံုျဖင္႔ ယခုလက္ရွိ ၎၏တည္ေနရာကို ေဖာ္ျပေပးျခင္းျဖစ္သည္။ ကမာၻေပၚရွိ ႏွစ္သက္ရာေနရာသို႔ သြားေရာက္နိုင္ၿပီး ထိုေနရာကို ဂ်ီပီအက္စ္က ေဖာ္ျပေပးနိုင္သည္။

ကမာၻ႔ေနရာျပစနစ္ျဖစ္သျဖင္႔ ကမာၻေပၚရွိ ေနရာအားလံုးကို မျခြင္းမခ်န္ ျပသနုိင္ရန္ လိုအပ္ေပသည္။ ထိုသို႔ ကမာၻေပၚရွိ ေနရာတိုင္းကို ျပသနိုင္ရန္အတြက္ ကမာၻကို လွည္႔ပတ္ေနေသာ ဂ်ီပီအက္စ္ၿဂိဳဟ္တု (GPS satellite) အေရအတြက္ (၂၄) လံုး အနည္းဆံုးလိုအပ္သည္။ အေၾကာင္းမွာ ကၽြန္ေတာ္တို႔ ကမာၻႀကီးကို ပထမဆံုး ေဘးဘယ္ညာ ေလးဖက္ ေလးတန္ႏွင္႔ အထက္ေအာက္ မ်က္ႏွာျပင္ (၆) ခု ပိုင္းျခားပါမည္။ ထို႔ေနာက္ မ်က္ႏွာျပင္ တစ္ခုဆီတြင္ ၿဂိဳဟ္တု (၄) လံုးျဖင္႔ စုစုေပါင္း (၂၄) လံုး လွည္႔ပတ္ ေနရမည္ျဖစ္သည္။ ထိုၿဂိဳဟ္တု (၂၄) လံုးမွ မိမိ၏ လမ္းေၾကာင္း နယ္ေျမ အပိုင္းအျခားအတြင္း က်ေရာက္လွ်က္ ရွိေသာ ဂ်ီပီအက္စ္မ်ား ၏ တည္ေနရာကို signal ပို႔လြတ္ေပးပါလိမ္႔မည္။

24 GPS satellites

ဂ်ီပီအက္စ္ၿဂိဳဟ္တုမ်ား ကမာၻကို လည္႔ပက္ပံုႏွင္႔ ေနရာတစ္ေနရာအတြက္ အမ်ားဆံုး လုပ္ေဆာင္ေပးနိုင္ေသာ ဂ်ီပီအက္စ္ၿဂိဳဟ္တု အေရအတြက္

ဂ်ီပီအက္စ္မွ ၿဂိဳလ္တုသို႔ signal မ်ား ပို႔လြတ္သည္႔ ပံုစံမွာ မိုင္ဘိုင္းဖုန္းမ်ား signal ေပးပို႔ပံုနွင္႔ တူညီသည္။ ပထမဆံုး ဂ်ီပီအက္စ္ တစ္လံုး အလုပ္လုပ္ပံုကို ၾကည္႔ၾကပါဆို႔။

GSM antenna မ်ား ဆိုက္ထူပံု စနစ္

Cellular ဖုန္းမ်ား အလုပ္လုပ္ၾကသည္ကို စာဖတ္သူတို႔ သိၿပီးျဖစ္ပါလိမ္႔မည္။ Cellular ဖုန္းမ်ားအတြက္ antenna မ်ားကို ပံုတြင္ ျပထားသည္႔အတိုင္း ဆိုက္ေထာင္ထားသည္။ အန္တင္နာမ်ားမွာ ဖုန္း အမ်ိဳးအစားကိုလိုက္၍ GSM antenna ၊ Wifi antenna ၊ 433MHZ antenna သို႔မဟုတ္ အျခားတစ္ခုခု ျဖစ္နိုင္သည္ cellular ဖုန္းကိုေဆာင္သူသည္ လႈပ္ရွားေနမည္ဆိုပါက အန္တင္နာမ်ားမွ မိမိ ဧရိယာ အတြင္း ရွိလွ်င္ ရွိေၾကာင္း အခ်က္ျပေန၍ မိမိ ဧရိယာအတြင္းမွ ထြက္ခြားသြားသည္ႏွင္႔ တစ္ၿပိဳင္နက္ မရွိေတာ႔ေၾကာင္း ျပန္လည္ အခ်က္ျပမည္ ျဖစ္သည္။ အန္တင္နာ အမ်ားစုသည္ မ်က္ႏွာျပင္ ၃ ခုရွိတတ္ၿပီး အျမင္႔မွာ ကမာၻေျမျပင္ အေနအထားအေပၚတြင္ မူတည္၍ နိမ္႔ျခင္း၊ ျမင္႔ျခင္းမ်ား ရွိမည္။ ဥပမာ ညီညာျပန္႔ျဖဴးေသာ ေျမမ်က္ႏွာျပင္ အတြက္ အန္တင္နာ သည္ အလြန္အမင္း ျမင္႔မားစြာ တည္ေဆာက္ရန္ မလိုေပ။ မိုးကုတ္ စက္ ၀ိုင္း အစြန္းကိုၾကည္႔ၿပီး ပက္၀န္းက်င္ရွိ အန္တင္နာမ်ားကို ျမင္နိုင္ရန္အတြက္ဆိုလွ်င္ လံုေလာက္ၿပီ ျဖစ္သည္။ တတ္နိုင္ပါက အန္တင္နာ မ်ားကို စိပ္စိပ္တည္ေဆာက္နိုင္ေလ ဆက္သြယ္မႈစနစ္ ေကာင္းေလ ျဖစ္သည္။

GSM antenna

Antenna ဆိုက္ထူပံု

GSM antenna တစ္ခု အလုပ္လုပ္ေဆာင္နိုင္မႈ ဧရိယာ

Mobile phone မ်ား၏ ဆက္သြယ္မႈ ေကာင္းမေကာင္းမွာ အန္တင္နာမ်ားေပၚတြင္သာ အဓိက မူတည္သည္။ အန္တင္နာ က်ဲသြားပါက ဆက္သြယ္မႈဧရိယာျပင္ပသို႔ ေရာက္ရွိေနၾကာင္း တုန္႔ျပန္မႈကို စာဖတ္သူတို႔ ၾကားဖူးၾကပါလိမ္႔မည္။ ထို႔အျပင္ အန္တင္နာတိုင္ ေအာက္မွာေနရင္ ဆက္သြယ္မႈ ဧရိယာ ျပင္ပ ေအရာက္ေနေၾကာင္း ကိုလည္း စာဖတ္သူတို႔ ႀကံဳဖူးေကာင္း ႀကံဳဖူးပါလိမ္႔မည္။ အေၾကာင္းမွာ အန္တင္နာ၏ အလုပ္ လုပ္နုိင္မႈ ဧရိယာမွာ ၎၏ မ်က္ႏွာစာ အတြက္သာ အဓိက ျဖစ္ျခင္းေၾကာင္႔ျဖစ္သည္။ ဂ်ီပီအက္ အေၾကာင္းကို ဆက္ပါအံုးမည္။ ဂ်ီပီအက္စ္ တစ္လံုးကို ဖြင္႔လိုက္သည္ႏွင္႔ အထက္တြင္ ေဖာ္ျပခဲ႔သကဲ႔သို႔ပင္ မိုဘိုင္းဖုန္းမ်ား အလုပ္ လုပ္သကဲ႔သို႔ပင္ ဂ်ီပီအက္စ္မွ မိမိ၏ ပက္၀န္းက်င္ရွိ ၿဂိဳဟ္တုမ်ားဆီသို႔ signal မ်ားကို ပုိ႔လြတ္ ေပးလိုက္မည္ျဖစ္သည္။ ဖမ္းယူရရွိမေသာ ၿဂိဳဟ္တုမ်ားက ဖမ္းယူရရွိေၾကာင္း အခ်က္ျပ၍ ထိုအခ်ိန္မွ ၎ နယ္နိမိတ္အတြင္း ၀င္ေရာက္ လာေသာ ၿဂိဳဟ္တုက တာ၀န္ယူကာ၊ ထိုဧရိယာ အတြင္းမွ ထြက္သြားေသာ ၿဂိဳဟ္တုက အားလံုးကို အခ်က္ျပသြားမည္ ျဖစ္သည္။

GPS Satellite

ဂ်ီပီအက္စ္ မွ ပို႔လြတ္လိုက္ေသာ signal ကို အနည္းဆံုး ၿဂိဳဟ္တု (၄) လံုးက ဖမ္းယူ ရရွိမည္ျဖစ္သည္။ အဘယ္ေၾကာင္႔ ဆိုေသာ္ ကမာၻ႔တစ္ဖက္ျခမ္းဆီတြင္ ဂ်ီပီအက္စ္ ၿဂိဳဟ္တု (၄) လံုးဆီ တာ၀န္ယူထားေသာေၾကာင္႔ ျဖစ္သည္ (အထက္တြင္လည္း ေဖာ္ျပခဲ႔ၿပီးျဖစ္သည္)။ ဂ်ီပီအက္စ္သည္ ကမာၻ႔ အရပ္ေျခာက္မ်က္ႏွာ(အေရွ႕၊ အေနာက္၊ ေတာင္၊ ေျမာက္၊ အထက္၊ ေအာက္) မွ အေရွ႕အရပ္တြင္ ရွိေနသည္ဆိုပါဆို႔ ၎ ဂ်ီပီအက္စ္မွ signal ကို ထိုအခ်ိန္ ထိုေနရာတြင္ရွိေသာ ၿဂိဳဟ္တု (၄) လံုးကသာ တာ၀န္ယူရမည္ျဖစ္သည္။ ထိုၿဂိဳဟ္တု (၄) လံုးစလံုးမွ signal ကို ဖမ္းယူ၍ ခ်က္ခ်င္း တည္ေနရာ ကို ျပန္လည္ ေပးပို႔ေပးလိမ္႔မည္ ျဖစ္သည္။ ေလာေလာဆယ္ ကၽြန္ေတာ္တို႔ ကမာၻႀကီးကို ကုဗတံုး တစ္တံုးကဲ႔သို႔ ၾကည္႔ၾကပါဆို႔။ ကုဗတံုး၏ မ်က္ႏွာျပင္ (၆) ဖက္မွ တစ္ဖက္ဆီတြင္ ၿဂိဳဟ္တု (၄) လံုး ရွိေနမည္။ မ်က္ႏွာျပင္ တစ္ဖက္တည္းကို ထပ္မံၾကည္႔ၾကပါဆို႔။ ေလးေထာင္႔ မ်က္ႏွာျပင္ေပၚတြင္ ၿဂိဳဟ္တု (၄) လံုး အေပၚမွာ ရွိေနသည္။ ထိုမ်က္ႏွာျပင္ေပၚတြင္ ဂ်ီပီအက္စ္ တစ္လံုးကို ကၽြန္ေတာ္ ဖြင္႔လိုက္ပါက ၿဂိဳဟ္တု (၄) လံုးစလံုးက ဂ်ီပီအက္စ္ မွ signal ကိုဖမ္းယူကာ ၎ တို႔ႏွင္႔ မည္မွ အကြာအေ၀းတြင္ရွိေၾကာင္း တြက္ခ်က္ၾကမည္။ ထြက္ခ်က္သည္႔ formula မွာ

ျဖစ္သည္။ E1, E2, E3 မွ E24 ထိ ရွိမည္ျဖစ္ၿပီး power အားလံုးမွာ အတူတူပင္ျဖစ္သည္။ k မွာ constant တန္ဖိုးျဖစ္ၿပီး R မွာ ကၽြန္ေတာ္တို႔ အဓိကလိုခ်င္ေသာ Radius (သို႔) distance ျဖစ္သည္။ ကၽြန္ေတာ္တို႔ ရွိေနေသာ မ်က္ႏွာျပင္ရွိ ဂ်ီပီအက္စ္ ၿဂိဳဟ္တု (၄) လံုးကို E1 မွ E4 ထိ ဆိုပါဆို႔။ အလုပ္ စတင္လုပ္သည္ႏွင္႔ ပထမ ၿဂိဳဟ္တုမွ ၎ရရွိလာေသာ စြမ္းအင္ (power) ကို မူတည္၍ အကြာေ၀းကို ထြက္ခ်က္ ထုတ္ေပးမည ္ျဖစ္သည္။ ထိုမွ ထြက္ေပၚ လာေသာ အကြာအေ၀း (သို႔) အခ်င္း၀က္ေပၚရွိ အ၀န္းပိုင္းေပၚတြင္ ဂ်ီပီအက္ ရွိေနမည္မွာ ေသခ်ာေနၿပီျဖစ္သည္။ သို႔ေသာ္ အ၀န္းပိုင္းမွာ ႀကီးမွား ရွည္လွ်ားလွသည္။ ထို႔ေနာက္ E2 မွ မတူညီေသာ စြမ္းအင္ကို ရရွိေသာေၾကာင္႔ ၎ ႏွင္႔ ဂ်ီပီအက္စ္ ၏ အကြာအေ၀း ေနာက္တစ္ခုကို ထပ္မံ ေပးပို႔မည္။ ထိုအခ်ိန္တြင္ E1 ႏွင္႔ E2 တို႔၏ အ၀န္းပိုင္း ႏွစ္ခုတို႔သည္ အမွတ္ (၂) ခုတို႔တြင္ အခ်င္းခ်င္း ေပါင္းဆံု မိၾကမည္။ ထိုႏွစ္မွတ္မွ တစ္ေနရာသည္ ကၽြန္ေတာ္တို႔ ရွိေနေသာေနရာျဖစ္သည္မွာ ေသခ်ာၿပီ။ ထို႔ေနာက္ ေနာက္ထပ္ E3 မွ အကြာအေ၀းတစ္ခု ထပ္ရရွိကာ ထို အ၀န္းပိုင္းမွ E1 ႏွင္႔ E2 ေပါင္းဆံုေသာ အမွတ္ႏွစ္မွတ္မွ တစ္မွတ္ကို ထပ္မံ ျဖတ္စီး သြားမည္ျဖစ္သည္။ ထို အ၀န္းပိုင္း (၃) ေၾကာင္းဆံုမွတ္မွာ ကၽြန္ေတာ္တို႔ ဂ်ီပီအက္စ္ တည္ရွိေနေသာ ေနရာ အတိအက် ပင္ ျဖစ္ေပသည္။

ၿဂိဳဟ္တု (၃) လံုး၏ အကြာအေ၀း အ၀န္းပိုင္းတို႔ ဆံုရာအမွတ္

ေနာက္ တစ္ခု E4 မွာ အရန္တစ္ခု ျဖစ္ၿပီး အေၾကာင္းေၾကာင္း ေၾကာင္႔ အကြာေ၀းမ်ား လြဲေခ်ာ္ခဲ႔ပါက အနည္းဆံုး (၃) ခု ဆံုရန္ျဖစ္သည္။ မွားယြင္းမႈ လံုး၀ မရွိပါက (၄) ေၾကာင္းလံုး ဆံုမည္ျဖစ္သည္။ မွားယြင္းမႈ ဆိုသည္မွာ ၾကားထဲရွိ အျခား ေႏွာက္ယွက္ signal မ်ားႏွင္႔ radio waves မ်ားေၾကာင္႔ျဖစ္သည္။ ဂ်ီပီအက္စ္ႏွင္႔ ၿဂိဟ္တုအၾကား signal ပို႔ေဆာင္မႈ အလွ်င္မွာ ေန၏ အလွ်င္ထက္ (၃) ဆ ပိုျမန္သည္။ ထို႔ေၾကာင္႔ ၿဂိဳဟ္တုမွ signal ကို ရရွိၿပီးသည္ႏွင္႔ (၃) စကၠန္႔အတြင္းတြင္ တည္ေနရာကို သိရွိနိုင္သည္။ (SIM Card ထည္႔ သံုးသည္႔စႏွစ္ႏွင္႔ SIM Card မထည္႔ပဲ သံုးသည္႔စနစ္ကို ေနာက္မွ တင္ျပပါအံုးမည္)။ ၿဂိဟ္တုမွ လြတ္လိုက္ေသာ signal ကို ဂ်ီပီအက္္စ္၏ အန္တင္နာ မွ ျပန္လည္ဖမ္းယူသည္။ ထို႔ေနာက္ ၎၏ frequency ကို အရင္ဆံုး ေျပာင္းလဲ ယူရသည္။ ထို႔ေနာက္ ADC ကို အသံုးျပဳ၍ Analog signal ကို digital signal သို႔ ေျပာင္းလဲယူသည္။ ထို႔ေနာက္မွ GPS Receiver သို႔ ေပးပို႔၍ တည္ေနရာကို ရွာေဖြတြက္ခ်က္ျခင္းကို လုပ္ေဆာင္သည္။

GPS အလုပ္လုပ္ေဆာင္မႈ Structure

iTrax02 GPS Receiver Module

GPS Receiver မွ ထို signal ကို Geographic Information Systems (GIS) စနစ္ကို အသံုးျပဳ၍ coordinate မ်ားျဖင္႔ သက္မွတ္ေဖၚျပမည္ျဖစ္သည္။ ဂ်ီပီအက္ ဖန္သားျပင္ရွိ ကမာၻ႔ေျမပံုေအာက္တြင္ (X,Y,Z) coordinate မ်ားျဖင္႔ ေဖာ္ျပေနၿပီး ဖန္သားျပင္ေပၚတြင္ မိမိေရာက္ရွိေနေသာ တည္ေနရာကို တိတိက်က် ေဖာ္ျပနိုင္ပါလိမ္႔မည္။ မူလပထမဆံုး ဂ်ီပီအက္စ္ မ်ား ေပၚေပါက္ခါစတြင္ ဖန္သားျပင္ေပၚရွိ တည္ေနရာႏွင္႔ တည္ေနရာ အစစ္အမွန္မွာ ၅၀ မီတာမွ၊ ၁၀၀ မိတာ ထိ ကြာဟမႈရွိေသာ္လည္း ယခုအခါတြင္ ၅ မီတာအတြင္းႏွင္႔ ၎ထက္ ေလွ်ာ႔နည္းတိက်စြာ ေဖာ္ျပနိုင္ၿပီ ျဖစ္သည္။ ၁၉၉၀ ခုႏွစ္တြင္ ၁၀၀ မီတာခန္႔ ကြာျခားခဲ႔သည္။ ၂၀၀၀ ျပည္႔ႏွစ္တြင္ ၁၀ မီတာထိ ေလွ်ာ႔ခ်နိုင္ခဲ႔ၿပီး ၂၀၀၈ ခုႏွစ္တြင္ ကြာျခားမႈ လံုး၀မရွိသေလာက္ထိ တိတိက်က်စြမ္းေဆာင္နိုင္ခဲ႔ၿပီး အလြန္ဆံုးကြာျခားပါကလည္း ၁ မီတာသာ ကြာျခားမႈ ရွိေတာ႔သည္။

ၿဂိဳဟ္တုမွ ဂ်ီပီအက္စ္ အန္တင္နာသို႔ signal ေရာက္ရွိခ်ိန္

Global Positioning System

What is GPS+ Technology?

ႀကိဳးစားပါအံုးမည္
http://www.meepyatite.com/