نقش ردیاب در پیشبرد تکنولوژی امروز ما

نقش GPS در پیشبرد تکنولوژی : ممکن است فکر کنید در پیمایش در ترافیک شهری متخصص هستید، گوشی هوشمند در کنار شماست. حتی ممکن است با یک دستگاه جی‌پی‌اس پیاده‌روی کنید تا راه خود را در مناطق خلوت پیدا کنید. اما احتمالاً هنوز از همه چیزهایی که GPS – سیستم موقعیت یاب جهانی که زیربنای تمام ناوبری مدرن است – می تواند انجام دهد شگفت زده خواهید شد.

GPS از مجموعه ای از ماهواره ها تشکیل شده است که سیگنال هایی را به سطح زمین ارسال می کنند. یک گیرنده اصلی GPS، مانند گیرنده‌ای که در گوشی هوشمند شما وجود دارد، با اندازه‌گیری زمان رسیدن سیگنال‌های چهار یا چند ماهواره، تعیین می‌کند که شما کجا باشید – در فاصله حدوداً 1 تا 10 متری. با گیرنده‌های شیک‌تر (و گران‌تر) جی‌پی‌اس، دانشمندان می‌توانند مکان آن‌ها را تا سانتی‌متر یا حتی میلی‌متر مشخص کنند. محققان با استفاده از این اطلاعات دقیق، همراه با روش‌های جدید برای تجزیه و تحلیل سیگنال‌ها، دریافته‌اند که GPS می‌تواند بسیار بیشتر از آنچه که در ابتدا فکر می‌کردند درباره سیاره به آنها بگوید.

در دهه گذشته، دستگاه‌های GPS سریع‌تر و دقیق‌تر به دانشمندان این امکان را داده‌اند که نحوه حرکت زمین در هنگام زلزله‌های بزرگ را روشن کنند. GPS منجر به سیستم های هشدار بهتری برای بلایای طبیعی مانند سیل ناگهانی و فوران های آتشفشانی شده است. و محققان حتی برخی از گیرنده های GPS را به عنوان حسگرهای برف، جزر و مد سنج و سایر ابزارهای غیرمنتظره برای اندازه گیری زمین استفاده کرده اند.

در اینجا چیزهای شگفت انگیزی وجود دارد که دانشمندان به تازگی متوجه شده اند که می توانند با GPS انجام دهند.

1. زلزله را احساس کنید

نقش GPS در پیشبرد تکنولوژی : قرن‌هاست که دانشمندان زمین‌شناس به لرزه‌سنج‌هایی که میزان لرزش زمین را اندازه‌گیری می‌کنند، برای ارزیابی بزرگی و شدت زلزله تکیه کرده‌اند. گیرنده‌های جی‌پی‌اس هدف متفاوتی را دنبال می‌کردند: ردیابی فرآیندهای زمین‌شناسی که در مقیاس‌های بسیار آهسته‌تری اتفاق می‌افتند، مانند سرعتی که صفحات پوسته بزرگ زمین در فرآیندی به نام تکتونیک صفحه‌ای از کنار یکدیگر ساییده می‌شوند. بنابراین GPS ممکن است سرعت عبور دو طرف گسل سان آندریاس را به دانشمندان بگوید، در حالی که لرزه‌سنج‌ها لرزش زمین را هنگام پاره شدن گسل کالیفرنیا در اثر زلزله اندازه‌گیری می‌کنند.

اکثر محققان فکر می کردند که GPS به سادگی نمی تواند مکان ها را به اندازه کافی دقیق و به سرعت اندازه گیری کند تا در ارزیابی زمین لرزه ها مفید باشد. اما معلوم شد که دانشمندان می‌توانند اطلاعات اضافی را از سیگنال‌هایی که ماهواره‌های جی‌پی‌اس به زمین ارسال می‌کنند، جمع‌آوری کنند.

آن سیگنال ها در دو جزء می رسند. یکی از سری های منحصر به فرد یک و صفر است که به کد معروف است که هر ماهواره GPS ارسال می کند. دومی یک سیگنال “حامل” با طول موج کوتاهتر است که کد را از ماهواره ارسال می کند. از آنجایی که سیگنال حامل در مقایسه با طول موج طولانی‌تر کد که می‌تواند ده‌ها یا صدها متر باشد، طول موج کوتاه‌تری دارد – فقط 20 سانتی‌متر -، سیگنال حامل راهی با وضوح بالا برای مشخص کردن نقطه‌ای در سطح زمین ارائه می‌کند. دانشمندان، نقشه برداران، ارتش و دیگران اغلب به یک مکان GPS بسیار دقیق نیاز دارند و تنها چیزی که لازم است یک گیرنده GPS پیچیده تر است.

مهندسان همچنین سرعتی را که گیرنده‌های جی‌پی‌اس موقعیت خود را به‌روزرسانی می‌کنند، بهبود داده‌اند، به این معنی که می‌توانند خود را تا 20 بار در ثانیه یا بیشتر تازه‌سازی کنند. هنگامی که محققان متوجه شدند که می توانند اندازه گیری های دقیق را به سرعت انجام دهند، شروع به استفاده از GPS برای بررسی نحوه حرکت زمین در هنگام زلزله کردند.

در سال 2003، در یکی از اولین مطالعات در نوع خود، لارسون و همکارانش از گیرنده‌های GPS در غرب ایالات متحده استفاده کردند تا چگونگی جابجایی زمین را در اثر امواج لرزه‌ای به بزرگی 7.9 در آلاسکا بررسی کنند. تا سال 2011، محققان توانستند داده های GPS را در مورد زمین لرزه 9.1 ریشتری که ژاپن را ویران کرد، دریافت کنند و نشان دهند که بستر دریا در طول زمین لرزه 60 متری تغییر کرده است.

امروزه، دانشمندان به طور گسترده‌تری به این موضوع نگاه می‌کنند که چگونه داده‌های GPS می‌توانند به آنها در ارزیابی سریع زمین‌لرزه‌ها کمک کنند. دیگو ملگار از دانشگاه اورگان در یوجین و گاوین هیز از سازمان زمین شناسی ایالات متحده در گلدن، کلرادو، به طور گذشته نگر 12 زمین لرزه بزرگ را مورد مطالعه قرار دادند تا ببینند آیا می توانند در عرض چند ثانیه پس از شروع زمین لرزه، میزان بزرگی آن را تشخیص دهند. دانشمندان با گنجاندن اطلاعات ایستگاه‌های GPS در نزدیکی کانون زمین‌لرزه‌ها، می‌توانند در عرض ۱۰ ثانیه تعیین کنند که آیا این زمین‌لرزه با بزرگی ۷ ریشتری مخرب است یا بزرگی کاملاً مخرب ۹ ریشتری.

محققان در امتداد ساحل غربی ایالات متحده حتی GPS را در سیستم هشدار اولیه زلزله خود قرار داده اند که لرزش زمین را تشخیص می دهد و به مردم در شهرهای دور اطلاع می دهد که آیا احتمال دارد لرزش به زودی به آنها برخورد کند یا خیر. و شیلی شبکه GPS خود را برای داشتن اطلاعات دقیق‌تر و سریع‌تر ایجاد کرده است، که می‌تواند به محاسبه اینکه آیا یک زمین‌لرزه در نزدیکی ساحل احتمالاً سونامی ایجاد می‌کند یا خیر، کمک می‌کند.

2. یک آتشفشان را زیر نظر بگیرید

نقش GPS در پیشبرد تکنولوژی :فراتر از زمین لرزه ها، سرعت GPS به مقامات کمک می کند تا به سایر بلایای طبیعی با سرعت بیشتری واکنش نشان دهند. به عنوان مثال، بسیاری از رصدخانه های آتشفشان دارای گیرنده های GPS هستند که در اطراف کوه هایی که آنها نظارت می کنند قرار گرفته اند، زیرا زمانی که ماگما شروع به جابجایی در زیر زمین می کند، اغلب باعث جابجایی سطح نیز می شود. با نظارت بر چگونگی بالا آمدن یا غرق شدن ایستگاه های GPS در اطراف یک آتشفشان در طول زمان، محققان می توانند ایده بهتری در مورد محل جریان سنگ مذاب بدست آورند.

قبل از فوران بزرگ آتشفشان Kilauea در هاوایی در سال گذشته، محققان از GPS برای درک اینکه کدام بخش از آتشفشان با سرعت بیشتری در حال جابجایی است استفاده کردند. مقامات از این اطلاعات برای کمک به تصمیم گیری برای تخلیه ساکنان از کدام مناطق استفاده کردند.

داده های GPS حتی پس از فوران آتشفشان نیز می تواند مفید باشد. از آنجایی که سیگنال ها از ماهواره ها به زمین می رسند، باید از هر ماده ای که آتشفشان به هوا پرتاب می کند عبور کند. در سال 2013، چندین گروه تحقیقاتی داده‌های GPS از فوران آتشفشان Redoubt در آلاسکا را چهار سال قبل مورد مطالعه قرار دادند و دریافتند که سیگنال‌ها بلافاصله پس از شروع فوران تحریف شدند. با مطالعه اعوجاج ها، دانشمندان توانستند تخمین بزنند که چه مقدار خاکستر بیرون ریخته شده و با چه سرعتی حرکت می کند. در مقاله بعدی، لارسون آن را “روشی جدید برای تشخیص توده های آتشفشانی” نامید.

او و همکارانش در حال کار بر روی راه‌هایی برای انجام این کار با گیرنده‌های جی‌پی‌اس گوشی‌های هوشمند به جای گیرنده‌های علمی گران قیمت بوده‌اند. این امر می تواند آتشفشان شناسان را قادر سازد تا یک شبکه جی پی اس نسبتاً ارزان را راه اندازی کنند و توده های خاکستر را در حین بالا رفتن زیر نظر بگیرند. توده های آتشفشانی مشکل بزرگی برای هواپیماها هستند که به جای خطر انسداد ذرات موتور جتشان، مجبورند در اطراف خاکستر پرواز کنند.

3. برف را کاوش کنید

برخی از غیرمنتظره‌ترین استفاده‌های جی‌پی‌اس از آشفته‌ترین قسمت‌های سیگنال آن ناشی می‌شود – قسمت‌هایی که از زمین پرش می‌کنند. یک گیرنده GPS معمولی، مانند گیرنده تلفن هوشمند شما، بیشتر سیگنال هایی را دریافت می کند که مستقیماً از بالای سر ماهواره های GPS می آیند. اما سیگنال‌هایی را نیز دریافت می‌کند که روی زمینی که روی آن راه می‌روید منعکس شده و به گوشی هوشمند شما منعکس شده‌اند.

برای سال‌های متمادی دانشمندان فکر می‌کردند این سیگنال‌های بازتاب‌شده چیزی جز نویز نیستند، نوعی پژواک که داده‌ها را گل‌آلود می‌کند و تشخیص اینکه چه اتفاقی در حال رخ دادن است را دشوار می‌سازد. اما حدود 15 سال پیش لارسون و دیگران به این فکر افتادند که آیا می‌توانند از پژواک موجود در گیرنده‌های علمی GPS استفاده کنند. او شروع به نگاه کردن به فرکانس سیگنال‌هایی کرد که از روی زمین منعکس می‌شوند و اینکه چگونه آنها با سیگنال‌هایی که مستقیماً به گیرنده رسیده بودند ترکیب می‌شوند. او می‌توانست کیفیت‌هایی از سطح را استنباط کند که پژواک‌ها از آن خارج شده‌اند. لارسون می‌گوید: «ما فقط این پژواک‌ها را مهندسی معکوس کردیم.

این رویکرد به دانشمندان اجازه می دهد تا در مورد زمین زیر گیرنده جی پی اس بیاموزند – به عنوان مثال، چه مقدار رطوبت در خاک وجود دارد یا چه مقدار برف روی سطح انباشته شده است. (هر چه برف بیشتر روی زمین ببارد، فاصله بین پژواک و گیرنده کمتر می شود.) ایستگاه های GPS می توانند به عنوان حسگرهای برف برای اندازه گیری عمق برف کار کنند، مانند مناطق کوهستانی که هر سال برف منبع اصلی آب است.

این تکنیک همچنین در قطب شمال و قطب جنوب، جایی که تعداد کمی از ایستگاه‌های هواشناسی برای نظارت بر بارش برف در طول سال وجود دارد، به خوبی کار می‌کند. مت زیگفرید که اکنون در مدرسه معادن کلرادو در گلدن مشغول به کار است و همکارانش انباشت برف را در 23 ایستگاه GPS در غرب قطب جنوب از سال 2007 تا 2017 مطالعه کردند. آنها دریافتند که می توانند مستقیماً برف در حال تغییر را اندازه گیری کنند. این اطلاعات بسیار مهمی برای محققانی است که به دنبال ارزیابی میزان برف ورقه‌های یخی قطب جنوب در هر زمستان می‌باشند – و اینکه چگونه با آنچه در تابستان آب می‌شود مقایسه می‌شود.

4. احساس غرق شدن

GPS ممکن است به عنوان راهی برای اندازه گیری موقعیت مکانی در زمین جامد شروع شده باشد، اما معلوم می شود که در نظارت بر تغییرات سطح آب نیز مفید است.

در ماه جولای، جان گالتزکا، مهندس سازمان تحقیقات ژئوفیزیک UNAVCO در بولدر، کلرادو، خود را در حال نصب ایستگاه های GPS در بنگلادش، در محل اتصال رودخانه های گنگ و برهماپوترا دید. هدف این بود که اندازه‌گیری شود که آیا رسوبات رودخانه متراکم می‌شوند و زمین به آرامی در حال غرق شدن است یا خیر، که آن را در برابر سیل در طول طوفان‌های استوایی و افزایش سطح دریا آسیب‌پذیرتر می‌کند. Galetzka می گوید: “GPS ابزار شگفت انگیزی برای کمک به پاسخ به این سوال و موارد دیگر است.”

در یک جامعه کشاورزی به نام سوناتالا، در لبه جنگل حرا، گالتزکا و همکارانش یک ایستگاه GPS را روی سقف سیمانی یک مدرسه ابتدایی قرار دادند. آنها ایستگاه دومی را در همان نزدیکی برپا کردند، بالای میله ای که در شالیزار برنج کوبیده شده بود. اگر زمین واقعاً در حال غرق شدن است، ایستگاه دوم GPS به نظر می رسد که به آرامی از زمین خارج می شود. و با اندازه‌گیری پژواک GPS در زیر ایستگاه‌ها، دانشمندان می‌توانند عواملی مانند میزان آب موجود در شالیزار برنج در طول فصل بارندگی را اندازه‌گیری کنند.

گیرنده‌های جی‌پی‌اس حتی می‌توانند به اقیانوس‌شناسان و دریانوردان با عمل به عنوان اندازه‌گیر جزر و مد کمک کنند. لارسون هنگام کار با داده های GPS از خلیج Kachemak در آلاسکا به این موضوع برخورد کرد. این ایستگاه برای مطالعه تغییر شکل زمین ساختی تأسیس شد، اما لارسون کنجکاو بود زیرا خلیج همچنین دارای برخی از بزرگترین تغییرات جزر و مدی در ایالات متحده است. او به سیگنال‌های جی‌پی‌اس که از آب و به سمت گیرنده پرتاب می‌شد، نگاه کرد و توانست تغییرات جزر و مدی را تقریباً به دقت یک اندازه‌گیر جزر و مد واقعی در بندرگاه نزدیک ردیابی کند.

این می‌تواند در بخش‌هایی از جهان که سنج‌های جزر و مد بلندمدت راه‌اندازی نشده‌اند مفید باشد – اما اتفاقاً یک ایستگاه GPS در نزدیکی آن‌ها وجود دارد.

5. جو را تجزیه و تحلیل کنید

نقش GPS در پیشبرد تکنولوژی : در نهایت، GPS می‌تواند اطلاعات مربوط به آسمان بالای سر را به روش‌هایی که دانشمندان تا چند سال پیش امکان‌پذیر نمی‌دانستند، به اشتراک بگذارد. بخار آب، ذرات باردار الکتریکی و عوامل دیگر می‌توانند سیگنال‌های GPS را در اتمسفر به تأخیر بیندازند و این به محققان اجازه می‌دهد تا اکتشافات جدیدی انجام دهند.

گروهی از دانشمندان از GPS برای مطالعه میزان بخار آب موجود در جو استفاده می کنند که به صورت باران یا برف رسوب می کند. محققان از این تغییرات برای محاسبه میزان آب احتمالی سقوط از آسمان در باران‌های شدید استفاده کرده‌اند و به پیش‌بینی‌کنندگان این امکان را می‌دهند تا پیش‌بینی‌های خود را درباره سیل‌های ناگهانی در مکان‌هایی مانند کالیفرنیای جنوبی تنظیم کنند. در طوفان جولای 2013، هواشناسان از داده های GPS برای ردیابی رطوبت موسمی در حال حرکت در خشکی استفاده کردند، که معلوم شد 17 دقیقه قبل از وقوع سیل، اطلاعات مهمی برای صدور هشدار بود.

نقش GPS در پیشبرد تکنولوژی : سیگنال‌های جی‌پی‌اس همچنین هنگامی که از طریق قسمت دارای بار الکتریکی اتمسفر بالایی که به نام یونوسفر شناخته می‌شود، تحت تأثیر قرار می‌گیرند. دانشمندان از داده‌های GPS برای ردیابی تغییرات در یونوسفر هنگام وقوع سونامی در اقیانوس زیر استفاده کرده‌اند. (نیروی سونامی تغییراتی در جو ایجاد می کند که تا یونوسفر موج می زند.) این تکنیک روزی می تواند مکمل روش سنتی هشدار سونامی باشد که از شناورهای نقطه گذاری شده در سراسر اقیانوس برای اندازه گیری ارتفاع موج در حال حرکت استفاده می کند. .

و دانشمندان حتی توانسته اند اثرات خورشید گرفتگی کامل را با استفاده از GPS مطالعه کنند. در آگوست 2017، آن‌ها از ایستگاه‌های GPS در سراسر ایالات متحده برای اندازه‌گیری چگونگی کاهش تعداد الکترون‌ها در جو فوقانی با حرکت سایه ماه در سراسر قاره استفاده کردند و نوری را که در غیر این صورت الکترون‌ها را ایجاد می‌کرد، کم کردند. بنابراین GPS برای همه چیز مفید است، از لرزش زمین در زیر پای شما تا برف که از آسمان می بارد. بد نیست برای چیزی که فقط قرار بود به شما کمک کند راه خود را در شهر پیدا کنید.

دریافت لیست قیمت ردیاب GPS

نقش GPS در پیشبرد تکنولوژی : شما میتوانید با ورود به صفحه اصلی محصولات رایان جی پی اس انواع ردیاب های باسیم کشی و بدون سیم کشی _ ردیاب حیوانات _ ردیاب آهنربایی – ردیاب کودک – ردیاب سالمند _ ردیاب خودرو _ ردیاب موتورسیکلت _ ردیاب کامیون و ردیاب کامیونت _ ردیاب پرتابل _ ردیاب پلیسی و ردیاب مغناطیسی _ ردیاب سگ _ ردیاب گربه _ ردیاب شنوددار و دستگاه شنود _ ردیاب اتوبوس _ ردیاب کیف و چمدان _ ردیاب کوهنورد _ ردیاب کندوعسل و … را مشاهده و بر اساس نیاز خود بهترین ردیاب را از شرکت رایان جی پی اس تهیه نمایید.