اس بلاگ پوسٹ میں، ہم دریافت کریں گے کہ GPS کیسے کام کرتا ہے، یہ ہمارے مقام کا حساب کیسے لگاتا ہے، اور GPS سیٹلائٹ زمین پر کہیں بھی مقام کی معلومات کیسے فراہم کرتے ہیں۔
GPS ایک ایسی ٹیکنالوجی ہے جس سے ہم اپنی روزمرہ کی زندگیوں میں بہت واقف ہیں، چاہے وہ پولیس کسی مشتبہ شخص کے مقام کا پتہ لگا رہی ہو یا اسمارٹ فون نیویگیشن کا استعمال کر رہی ہو۔ ڈین براؤن کے ناول 'دا ونچی کوڈ' کا ایک منظر یہ ہے۔ سوفی اور لینگڈن ایک بیت الخلاء میں چھپے ہوئے ہیں۔ سوفی نے لینگڈن کو فرار ہونے میں مدد کرنے کا فیصلہ کیا۔ وہ اپنے کوٹ کی بائیں جیب سے ٹریکنگ ڈیوائس نکالتی ہے، اسے صابن کی بار کے اندر رکھتی ہے، اور گزرتے ہوئے ٹریلر کی طرف پھینکتی ہے۔ پولیس کو غلطی سے یقین ہے کہ لینگڈن ٹریلر پر سوار ہو گیا ہے اور اس کا پیچھا کرنا بے سود ہے، جس سے لینگڈن اور سوفی کو لوور میوزیم سے بحفاظت فرار ہونے کا موقع ملا۔ پولیس ٹریکنگ ڈیوائس کا استعمال کرتے ہوئے لینگڈن کے مقام کو کیسے ٹریک کرنے میں کامیاب ہوئی؟ اس کے پیچھے اصول GPS میں ہے۔
GPS (گلوبل پوزیشننگ سسٹم) ایک سیٹلائٹ نیویگیشن سسٹم ہے جو سیٹلائٹ کے ذریعے منتقل ہونے والے سگنلز کا استعمال کرتے ہوئے صارف کے مقام کا حساب لگاتا ہے۔
کیا صرف ایک سیٹلائٹ کے ذریعے کسی مقام کا تعین کیا جا سکتا ہے؟ بدقسمتی سے، نہیں. اس کی وجہ یہ ہے کہ صرف ایک سیٹلائٹ کے ذریعے فراہم کردہ فاصلے کی معلومات اس عین فاصلے پر لاتعداد ممکنہ مقامات کے مساوی ہیں۔ جیسے جیسے سیٹلائٹ کی تعداد میں اضافہ ہوتا ہے، اوورلیپ کرنے والے مقامات ایک علاقے سے ایک لائن تک، اور پھر ایک نقطہ تک محدود ہو جاتے ہیں۔
سیٹلائٹس کی زیادہ سے زیادہ تعداد کو سمجھنے کے لیے، ہمیں پہلے طول و عرض کے تصور کو سمجھنا چاہیے۔ طول و عرض کی تعریف ان سمتوں کی تعداد سے ہوتی ہے جن میں کوئی چیز آزادانہ طور پر حرکت کر سکتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ یہ جاننا کہ ایک شے کسی حوالہ نقطہ سے کتنی دور اور کس سمت منتقل ہوئی ہے ہمیں اس کی پوزیشن کا تعین کرنے کی اجازت دیتا ہے۔
ایک جہت میں، کسی چیز کی پوزیشن کا تعین صرف یہ جان کر کیا جا سکتا ہے کہ وہ کس حد تک آگے یا پیچھے چلی گئی ہے۔ دو جہتوں میں، دو سمتوں میں معلومات — آگے/پیچھے اور بائیں/دائیں — کی ضرورت ہے۔ تو، تین جہتی جگہ کے بارے میں کیا خیال ہے؟ تینوں سمتیں—آگے/پیچھے، بائیں/دائیں، اور اوپر/نیچے—ضروری ہیں۔ چونکہ ہم جس جگہ میں رہتے ہیں وہ تین جہتی ہے، اس لیے پوزیشن کا حساب لگانے کے لیے ان تینوں سمتوں سے متعلق معلومات کی ضرورت ہوتی ہے۔
لہٰذا، تین جہتی خلا میں درست پوزیشن کا حساب لگانے کے لیے چار سیٹلائٹس کی ضرورت ہوتی ہے، کیونکہ حوالہ نقطہ کے ساتھ ساتھ آگے پیچھے، بائیں دائیں اور اوپر نیچے کی سمتوں کے بارے میں بھی معلومات درکار ہوتی ہیں۔ تاہم، اس حقیقت کو بروئے کار لاتے ہوئے کہ صارف زمین کی سطح پر ہے، زمین بذات خود ایک حوالہ طیارہ کے طور پر کام کر سکتی ہے، یعنی نظریہ میں، صرف تین سیٹلائٹس کا استعمال کرتے ہوئے ایک پوزیشن کا حساب لگایا جا سکتا ہے۔ تاہم، حقیقی GPS سسٹم کل چار سیٹلائٹ سگنل استعمال کرتے ہیں۔ اضافی سیٹلائٹ کا استعمال وقت کی غلطیوں کو درست کرنے کے لیے کیا جاتا ہے جو سگنلز کی ترسیل اور استقبال کے دوران ہوتی ہیں۔ یہ روشنی کے سفر میں لگنے والے وقت کا حساب لگا کر زیادہ درست پوزیشن کا تعین کرنے میں مدد کرتا ہے۔
اب دیکھتے ہیں کہ سیٹلائٹ سے ملنے والی فاصلے کی معلومات کا حساب کیسے لگایا جاتا ہے۔ اس سیکشن میں، آپ دیکھیں گے کہ پائتھاگورین تھیوریم اور مثلثی فنکشنز - جو آپ نے مڈل اسکول کی ریاضی میں سیکھے ہیں، کیوں اہم ہیں۔
مثلث مثلث کی خصوصیات کا استعمال کرتے ہوئے دیئے گئے نقطہ کے نقاط اور فاصلے کا حساب کرنے کا ایک طریقہ ہے۔ دو حوالہ جاتی نکات کے پیش نظر، اگر آپ نامعلوم مقام اور دو حوالہ جات کے ذریعہ تشکیل پانے والے مثلث کے دوسرے دو اطراف اور بنیاد کے ذریعہ بننے والے زاویوں کی پیمائش کرتے ہیں- اور اطراف کی لمبائی کو جانتے ہیں- تو آپ سائنز کے قانون اور دیگر فارمولوں کا استعمال کرتے ہوئے نقاط اور فاصلے کا حساب لگا سکتے ہیں۔
مثال کے طور پر، فرض کریں کہ ہم ساحل سمندر سے سمندر میں ایک جہاز کے فاصلے کی پیمائش کر رہے ہیں۔ ایک مبصر بالترتیب A اور B سے دو فکسڈ پوائنٹس سے زاویہ α اور β کی پیمائش کرتا ہے۔ اگر A اور B کے درمیان فاصلہ l دیا جاتا ہے، یا اگر دو پوائنٹس کے نقاط معلوم ہوتے ہیں، تو نقطہ C پر جہاز کے نقاط کو ملتے جلتے مثلث کی خصوصیات اور سائنز کے قانون کا استعمال کرتے ہوئے شمار کیا جا سکتا ہے، اور ساحل سے جہاز تک کا فاصلہ d کا بھی تعین کیا جا سکتا ہے۔ GPS اسی اصول پر کام کرتا ہے۔
یہ سیٹلائٹ کی پوزیشنوں کو ان سے ماپا فاصلے کی معلومات کے ساتھ ملا کر زمین پر کسی چیز کے مقام کا حساب لگاتا ہے۔
فی الحال، GPS سسٹم تقریباً 31 آپریشنل سیٹلائٹس پر مشتمل ہے۔ ان میں سے، عام طور پر 24 یا اس سے زیادہ بنیادی آپریشنل سسٹم بناتے ہیں، جبکہ باقی بیک اپ کے طور پر کام کرتے ہیں یا کارکردگی میں اضافہ فراہم کرتے ہیں۔ یہ سیٹلائٹس متعدد مداری طیاروں کے ساتھ زمین کے گرد چکر لگاتے ہیں اور انہیں اس طرح ڈیزائن کیا گیا ہے کہ دنیا میں کہیں سے بھی ایک ساتھ متعدد GPS سیٹلائٹس کا مشاہدہ کیا جا سکے۔ یہ کم از کم چار سیٹلائٹس سے ایک مستحکم سگنل کو یقینی بناتا ہے، زیادہ درست مقام کی معلومات فراہم کرتا ہے۔ GPS سیٹلائٹ سولر پینلز سے چلتے ہیں۔
رات کے آسمان کو دیکھنے کے لیے ایک لمحہ نکالیں۔ اگر آپ کو خاص طور پر روشن، متحرک نقطہ نظر آتا ہے، تو یہ آپ کے مقام کا حساب لگانے والا GPS سیٹلائٹ ہو سکتا ہے۔
