இந்த வலைப்பதிவில், ஜிபிஎஸ் எவ்வாறு செயல்படுகிறது, அது நமது இருப்பிடத்தை எவ்வாறு கணக்கிடுகிறது, மற்றும் ஜிபிஎஸ் செயற்கைக்கோள்கள் பூமியில் எங்கிருந்தும் இருப்பிடத் தகவலை எவ்வாறு வழங்குகின்றன என்பதைப் பற்றி விரிவாகப் பார்ப்போம்.
காவல்துறை ஒரு சந்தேக நபரின் இருப்பிடத்தைக் கண்காணிப்பதாக இருந்தாலும் சரி, அல்லது ஸ்மார்ட்போன் வழிசெலுத்தலைப் பயன்படுத்துவதாக இருந்தாலும் சரி, ஜிபிஎஸ் என்பது நமது அன்றாட வாழ்வில் நாம் மிகவும் பரிச்சயமான ஒரு தொழில்நுட்பமாகும். இதோ டான் பிரவுனின் 'தி டாவின்சி கோட்' நாவலில் இருந்து ஒரு காட்சி. சோஃபியும் லாங்டனும் ஒரு கழிவறையில் ஒளிந்துகொண்டிருக்கிறார்கள். லாங்டன் தப்பிச் செல்ல உதவ சோஃபி முடிவு செய்கிறாள்; அவள் அவனது கோட்டின் இடது பாக்கெட்டில் இருந்து கண்காணிப்புக் கருவியை எடுத்து, அதை ஒரு சோப்புக்கட்டிக்குள் வைத்து, அவ்வழியாகச் செல்லும் ஒரு டிரெய்லரை நோக்கி எறிகிறாள். லாங்டன் டிரெய்லரில் ஏறிவிட்டதாகத் தவறாக நம்பும் காவல்துறை, அதை வீணாகத் துரத்துகிறது. இதனால் லாங்டனும் சோஃபியும் லூவர் அருங்காட்சியகத்திலிருந்து பாதுகாப்பாகத் தப்பிவிடுகிறார்கள். கண்காணிப்புக் கருவியைப் பயன்படுத்தி காவல்துறையால் லாங்டனின் இருப்பிடத்தை எப்படிக் கண்காணிக்க முடிந்தது? இதன் பின்னணியில் உள்ள தத்துவம் ஜிபிஎஸ்ஸில் அடங்கியுள்ளது.
ஜிபிஎஸ் (உலகளாவிய இருப்பிட அமைப்பு) என்பது செயற்கைக்கோள்களால் அனுப்பப்படும் சமிக்ஞைகளைப் பயன்படுத்தி ஒரு பயனரின் இருப்பிடத்தைக் கணக்கிடும் ஒரு செயற்கைக்கோள் வழிசெலுத்தல் அமைப்பு ஆகும்.
ஒரே ஒரு செயற்கைக்கோளை மட்டும் பயன்படுத்தி ஓர் இடத்தைக் கண்டறிய முடியுமா? துரதிர்ஷ்டவசமாக, முடியாது. இதற்குக் காரணம், ஒரு செயற்கைக்கோள் மட்டும் வழங்கும் தூரத் தகவலானது, அதே தூரத்தில் உள்ள எண்ணற்ற சாத்தியமான இடங்களைக் குறிக்கிறது. செயற்கைக்கோள்களின் எண்ணிக்கை அதிகரிக்கும்போது, ஒன்றுடன் ஒன்று மேற்பொருந்தும் இடங்கள் ஒரு பரப்பிலிருந்து ஒரு கோடாகவும், பின்னர் ஒரு புள்ளியாகவும் சுருங்குகின்றன.
உகந்த செயற்கைக்கோள்களின் எண்ணிக்கையைப் புரிந்துகொள்ள, நாம் முதலில் பரிமாணங்கள் எனும் கருத்தைப் புரிந்துகொள்ள வேண்டும். ஒரு பொருள் தன்னிச்சையாக நகரக்கூடிய திசைகளின் எண்ணிக்கையைக் கொண்டு பரிமாணங்கள் வரையறுக்கப்படுகின்றன. ஏனெனில், ஒரு பொருள் ஒரு குறிப்புப் புள்ளியிலிருந்து எவ்வளவு தூரம், எந்தத் திசையில் நகர்ந்துள்ளது என்பதை அறிவதன் மூலம், அதன் நிலையை நம்மால் தீர்மானிக்க முடிகிறது.
ஒரு பரிமாணத்தில், ஒரு பொருள் எவ்வளவு தூரம் முன்னோக்கி அல்லது பின்னோக்கி நகர்ந்துள்ளது என்பதை அறிவதன் மூலம் அதன் நிலையை எளிமையாகத் தீர்மானிக்க முடியும். இரு பரிமாணங்களில், முன்னோக்கி/பின்னோக்கி மற்றும் இடது/வலது ஆகிய இரண்டு திசைகளிலான தகவல்கள் தேவைப்படுகின்றன. அப்படியானால், முப்பரிமாண வெளியைப் பற்றி என்ன? முன்னோக்கி/பின்னோக்கி, இடது/வலது மற்றும் மேல்/கீழ் ஆகிய மூன்று திசைகளுமே அவசியமானவை. நாம் வாழும் வெளி முப்பரிமாணமானது என்பதால், ஒரு நிலையைக் கணக்கிடுவதற்கு இந்த மூன்று திசைகள் குறித்த தகவல்களும் தேவைப்படுகின்றன.
எனவே, முப்பரிமாண வெளியில் ஒரு துல்லியமான நிலையைக் கணக்கிட நான்கு செயற்கைக்கோள்கள் தேவைப்படுகின்றன. ஏனெனில், குறிப்புப் புள்ளி மற்றும் முன்னோக்கி-பின்னோக்கி, இடது-வலது, மேலும் மேல்-கீழ் திசைகள் குறித்த தகவல்கள் தேவைப்படுகின்றன. இருப்பினும், பயனர் பூமியின் மேற்பரப்பில் இருக்கிறார் என்ற உண்மையைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், பூமியையே ஒரு குறிப்புத் தளமாகப் பயன்படுத்த முடியும். அதாவது, கோட்பாட்டளவில், மூன்று செயற்கைக்கோள்களை மட்டுமே கொண்டு ஒரு நிலையைக் கணக்கிட முடியும். ஆனால், உண்மையான ஜிபிஎஸ் அமைப்புகள் மொத்தம் நான்கு செயற்கைக்கோள் சமிக்ஞைகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. சமிக்ஞைகளை அனுப்பும்போதும் பெறும்போதும் ஏற்படும் நேரப் பிழைகளைச் சரிசெய்ய கூடுதல் செயற்கைக்கோள் பயன்படுத்தப்படுகிறது; ஒளி பயணிக்க எடுக்கும் நேரத்தைக் கணக்கிடுவதன் மூலம், இது மிகவும் துல்லியமான நிலையைத் தீர்மானிக்க உதவுகிறது.
இப்போது, செயற்கைக்கோள்களிலிருந்து பெறப்படும் தூரத் தகவல் எவ்வாறு கணக்கிடப்படுகிறது என்று பார்ப்போம். இந்தப் பகுதியில், நீங்கள் நடுநிலைப் பள்ளி கணிதத்தில் கற்ற பிதாகரஸ் தேற்றம் மற்றும் முக்கோணவியல் சார்புகள் ஏன் முக்கியமானவை என்பதை அறிந்துகொள்வீர்கள்.
முக்கோணவியல் என்பது முக்கோணங்களின் பண்புகளைப் பயன்படுத்தி, கொடுக்கப்பட்ட ஒரு புள்ளியின் ஆயத்தொலைவுகளையும் தூரத்தையும் கணக்கிடும் ஒரு முறையாகும். இரண்டு குறிப்புப் புள்ளிகள் கொடுக்கப்பட்டால், தெரியாத அந்த இடத்தையும் இரண்டு குறிப்புப் புள்ளிகளையும் கொண்டு உருவாகும் முக்கோணத்தின் அடிப்பக்கம் மற்றும் மற்ற இரண்டு பக்கங்களால் உருவாகும் கோணங்களை நீங்கள் அளந்து, பக்கங்களின் நீளங்களையும் அறிந்திருந்தால், சைன் விதி மற்றும் பிற சூத்திரங்களைப் பயன்படுத்தி ஆயத்தொலைவுகளையும் தூரத்தையும் கணக்கிடலாம்.
உதாரணமாக, கடற்கரையிலிருந்து கடலில் உள்ள ஒரு கப்பலுக்கான தூரத்தை நாம் அளவிடுகிறோம் என்று வைத்துக்கொள்வோம். ஒரு பார்வையாளர், A மற்றும் B என்ற இரண்டு நிலையான புள்ளிகளிலிருந்து முறையே α மற்றும் β கோணங்களை அளவிடுகிறார். A மற்றும் B-க்கு இடையேயான தூரம் l கொடுக்கப்பட்டாலோ, அல்லது அந்த இரண்டு புள்ளிகளின் ஆயத்தொலைவுகள் தெரிந்தாலோ, ஒத்த முக்கோணங்களின் பண்புகள் மற்றும் சைன் விதியைப் பயன்படுத்தி, புள்ளி C-யில் உள்ள கப்பலின் ஆயத்தொலைவுகளைக் கணக்கிட முடியும், மேலும் கடற்கரையிலிருந்து கப்பலுக்கான தூரம் d-யையும் தீர்மானிக்க முடியும். ஜிபிஎஸ் இதே கொள்கையின் அடிப்படையில்தான் செயல்படுகிறது.
இது, செயற்கைக்கோள்களின் நிலைகளையும் அவற்றிலிருந்து அளவிடப்பட்ட தூரத் தகவல்களையும் ஒருங்கிணைத்து, பூமியில் உள்ள ஒரு பொருளின் இருப்பிடத்தைக் கணக்கிடுகிறது.
தற்போது, ஜிபிஎஸ் அமைப்பானது சுமார் 31 செயல்பாட்டில் உள்ள செயற்கைக்கோள்களைக் கொண்டுள்ளது; இவற்றில், பொதுவாக 24 அல்லது அதற்கு மேற்பட்டவை மையச் செயல்பாட்டு அமைப்பை உருவாக்குகின்றன, மீதமுள்ளவை காப்புப் பிரதிகளாகச் செயல்படுகின்றன அல்லது செயல்திறன் மேம்பாடுகளை வழங்குகின்றன. இந்தச் செயற்கைக்கோள்கள் பல சுற்றுப்பாதைத் தளங்களில் பூமியைச் சுற்றி வருகின்றன, மேலும் உலகின் எந்தப் பகுதியிலிருந்தும் ஒரே நேரத்தில் பல ஜிபிஎஸ் செயற்கைக்கோள்களைக் கண்காணிக்கும் வகையில் இவை வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. இது குறைந்தது நான்கு செயற்கைக்கோள்களிலிருந்தே ஒரு நிலையான சமிக்ஞையை உறுதிசெய்து, மிகவும் துல்லியமான இருப்பிடத் தகவலை வழங்குகிறது. ஜிபிஎஸ் செயற்கைக்கோள்கள் சூரிய மின்தகடுகள் மூலம் இயக்கப்படுகின்றன.
ஒரு கணம் இரவு வானத்தை அண்ணாந்து பாருங்கள். குறிப்பாகப் பிரகாசமான, நகரும் ஒரு புள்ளியை நீங்கள் கண்டால், அது உங்கள் இருப்பிடத்தைக் கணக்கிடும் ஒரு ஜிபிஎஸ் செயற்கைக்கோளாக இருக்கலாம்.
