شريحة GPS

أنواع رقائق نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)

رقاقة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) هي جهاز أشباه موصلات يعالج إشارات الأقمار الصناعية لتحديد الموقع الجغرافي. هناك العديد من أنواع رقائق نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في السوق. تم تصميم بعضها للأجهزة التي تعمل بالبطاريات ، بينما يمكن استخدام البعض الآخر لتطبيقات السيارات. يمكن أن تختلف أيضًا من حيث دقتها وميزاتها وتكلفتها.

• رقائق نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) القياسية

  هذه هي الرقائق الأكثر شيوعًا ، والتي توجد عادةً في الهواتف والسيارات والأجهزة المحمولة. توفر بيانات موقع دقيقة عن طريق معالجة الإشارات من أربعة أقمار صناعية على الأقل. تعتبر رقائق نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) القياسية رائعة للاستخدام اليومي. فهي تتعقب السرعة والاتجاه، وفعالة من حيث التكلفة وصغيرة الحجم.

• رقائق نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) المُساعدة

  تساعد رقائق نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) المُساعدة في تسريع تحديد الموقع. تقوم بذلك باستخدام البيانات المخزنة في الذاكرة حول مدارات الأقمار الصناعية. تُعرف هذه الذاكرة باسم بيانات التقويم الفلكي. تعتبر رقائق نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) المُساعدة رائعة للتطبيقات التي تعتمد على السرعة، مثل الهواتف المحمولة. يمكنها تحديد المواقع في ثوانٍ، حتى إذا كان الجهاز خامدًا لفترة طويلة.

• رقائق نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) التفاضلي (DGPS)

  تحسّن رقائق نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) التفاضلي (DGPS) الدقة باستخدام إشارات تصحيح من محطات مرجعية قريبة. تُعدّ هذه الرقائق ممتازة للتطبيقات التي تتطلب دقة عالية، مثل الزراعة والمساحة. يمكنها تحديد موقع نقطة ما في غضون بضعة سنتيمترات. يعتبر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) التفاضلي رائعًا للزراعة الدقيقة والملاحة البحرية والمساحة.

• رقائق نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الحركية في الوقت الفعلي (RTK)

  توفر رقائق نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الحركية في الوقت الفعلي (RTK) دقة عالية جدًا، تصل إلى بضعة سنتيمترات. تستخدم تقنية تُعرف باسم قياس طور الناقل لتحليل إشارات الأقمار الصناعية. تُستخدم رقائق نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الحركية في الوقت الفعلي (RTK) في الروبوتات والملاحة بالطائرات بدون طيار وغيرها من التطبيقات التي تحتاج إلى بيانات موقع دقيقة.

• رقائق نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) المُساعدة (A-GPS)

  تعزز رقائق نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) المُساعدة (A-GPS) نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) التقليدي باستخدام شبكات الهاتف المحمول للمساعدة في تحديد المواقع. تكون مفيدة في المناطق الحضرية التي تحتوي على مباني شاهقة، حيث قد تكون إشارات الأقمار الصناعية ضعيفة أو مُحجوبة. يُستخدم نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) المُساعدة (A-GPS) في الهواتف المحمولة وخدمات تحديد الموقع في حالات الطوارئ. يساعد في العثور على جهاز حتى في بيئات صعبة.

• رقائق نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) متعددة الكوكبات

  يمكن لرقائق نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) متعددة الكوكبات الوصول إلى أنظمة الأقمار الصناعية المتعددة، مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وGLONASS و Galileo و BeiDou. توفر تغطية ودقة أفضل من رقائق الكوكبات الفردية. تُعدّ هذه الرقائق رائعة للتطبيقات العالمية حيث قد يعمل الجهاز في بلدان مختلفة.

تصميم رقاقة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)

• الهوائي

  يستقبل الهوائي إشارات الراديو من الأقمار الصناعية في السماء. إنه جزء أساسي من نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). يمكن للهوائي الجيد التقاط الإشارات بشكل أفضل، حتى في الأماكن التي بها العديد من المباني الشاهقة أو الأشجار.

• المستقبل

  المستقبل هو مثل دماغ نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). يأخذ الإشارات التي حصل عليها الهوائي من الأقمار الصناعية ويحدد موقع المستخدم. يمكن للمستخدم الحصول على موقعه وسرعته واتجاهه. يقوم المستقبل بكل هذا عن طريق معالجة إشارات الأقمار الصناعية.

• المعالج

  يتم إرسال البيانات من المستقبل إلى المعالج، وهو جزء أساسي آخر من نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). عادةً ما يكون المعالج رقاقة تنفذ التعليمات لمعالجة البيانات. يأخذ معلومات الموقع من المستقبل ويُعدّها للعرض. يقوم المعالج بجميع العمليات الحسابية اللازمة لتحديد موضع المستخدم الدقيق بناءً على إشارات الأقمار الصناعية.

• شاشة العرض

  تحتوي العديد من أنظمة رقائق نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على شاشة تعرض موقع المستخدم على خريطة. تُظهر أين هم، ومدى سرعتهم، واتجاههم. شاشة العرض هي المكان الذي تُعرض فيه جميع المعلومات من نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للمستخدم. يمكن أن تكون شاشة LED بسيطة أو واجهة خريطة لمس أكثر تعقيدًا، اعتمادًا على تصميم ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS).

• مصدر الطاقة

  تتطلب أنظمة رقائق نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الكهرباء للعمل. اعتمادًا على الطراز، يمكن أن يكون مصدر الطاقة بطارية أو شاحن سيارة أو قابس في مقبس الحائط. يوفر الطاقة اللازمة لجميع أجزاء نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للعمل.

• الذاكرة

  تخزن الذاكرة معلومات مهمة يحتاج نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للعمل. تُحفظ الخرائط ونقاط الاهتمام والمواقع المحفوظة وغيرها من البيانات التي تساعد نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على العثور على أفضل مسار للمستخدم. تتيح بعض الأنظمة للمستخدمين إضافة ذاكرة إضافية لتخزين المزيد من الخرائط والبيانات.

• العلبة/الغطاء

  تحمي العلبة أجزاء نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الداخلية. تحافظ على نظافة الرطوبة والأضرار من الخارج. يمكن للعلبة الجيدة أن تجعل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) يدوم لفترة أطول ويعمل بشكل أفضل. يجب أن تسمح أيضًا بسهولة الوصول إلى الشاشة والأزرار للمستخدم.

• أسلاك التوصيل والمنافذ

  تُربط أسلاك التوصيل بجميع أجزاء نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) حتى تتمكن من العمل معًا. هناك أيضًا منافذ لتوصيل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بأجهزة أخرى، مثل جهاز كمبيوتر لتحديثات الخرائط أو سيارة للشحن.

سيناريوهات استخدام رقاقة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)

تُستخدم رقائق نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في العديد من الصناعات والسيناريوهات. تساعد في تعقب العناصر والملاحة بالمركبات وتوفير خدمات قائمة على الموقع. فيما يلي بعض التطبيقات المهمة لرقائق نظام تحديد المواقع العالمي (GPS):

• صناعة السيارات

  تُستخدم رقائق نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في السيارات لتوفير الملاحة في الوقت الفعلي. يساعد ذلك في الحصول على الاتجاهات خطوة بخطوة بناءً على الموقع الحالي. كما يساعد في التخطيط للمسار ويُقدم معلومات الموقع. تستخدم أنظمة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للسيارات بيانات الخرائط من قواعد البيانات على مستوى الشارع. تساعد هذه البيانات في العثور على أفضل المسارات للوصول إلى الوجهات المطلوبة. يمكن دمج أنظمة الملاحة باستخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للسيارات في لوحة القيادة للسيارة أو تقديمها كأجهزة محمولة.

• الهواتف الذكية والأجهزة المحمولة

  أدى دمج رقائق نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في الهواتف الذكية والأجهزة المحمولة إلى تحويل طريقة وصول الأشخاص إلى الخدمات القائمة على الموقع. باستخدام وظائف نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، يمكن للمستخدمين بسهولة العثور على الاتجاهات والتسجيل في الأماكن واستخدام ميزات الوسائط الاجتماعية القائمة على الموقع والوصول إلى العديد من تطبيقات السفر والملاحة. تُمكّن رقائق نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) المدمجة في الأجهزة المحمولة العديد من التطبيقات، مثل الخرائط ومشاركة الركوب والبحث عن الكنوز.

• التكنولوجيا القابلة للارتداء

  تستخدم الأجهزة القابلة للارتداء مثل أجهزة تعقب اللياقة البدنية والساعات الذكية أيضًا رقائق نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). تسمح هذه للمستخدمين بتتبع أنشطتهم الخارجية، مثل الجري أو المشي أو ركوب الدراجات. يوفر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في الأجهزة القابلة للارتداء بيانات عن المسافة التي تم قطعها وخرائط للطرق التي تم اتخاذها. كما يعزز ميزات مثل مراقبة السرعة والإيقاع في الوقت الفعلي. تُمكّن الأجهزة القابلة للارتداء ذات رقائق نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) المستخدمين من مشاركة معلومات نشاطهم على وسائل التواصل الاجتماعي.

• الملاحة البحرية

  تُستخدم رقائق نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في أنظمة الملاحة البحرية. توفر هذه معلومات موقع أساسية لملاحة السفن والصيد وأنشطة القوارب. توفر أنظمة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) البحرية بيانات دقيقة عن موقع السفينة وسرعتها ومسارها. تعتبر هذه المعلومات ضرورية للملاحة الآمنة وتخطيط المسار والعثور على الأسماك. غالبًا ما تحتوي أجهزة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) البحرية على ميزات مثل إدارة نقاط الطريق ورسم الخرائط وبيانات المد والجزر/التيارات.

• الاستجابة للطوارئ وإدارة الكوارث

  أثناء حالات الطوارئ والكوارث، تُعدّ رقائق نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ضرورية لتحديد موقع الضحايا وتتبع فرق الإنقاذ ورسم خرائط المناطق المتضررة. تستخدم خدمات الطوارئ أجهزة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) المحمولة للعثور على الأشخاص في محنة وتوجيه المستجيبين إلى مواقعهم. تستخدم وكالات إدارة الكوارث أيضًا نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لمراقبة عمليات الإغاثة في الوقت الفعلي ورسم خرائط مناطق الكوارث.

كيفية اختيار رقاقة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)

عند اختيار رقاقة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لمنتج ما، يجب مراعاة العديد من العوامل المهمة.

• الغرض والتطبيق:

  من المهم فهم المتطلبات المحددة والبيئة التي سيتم استخدام الجهاز فيها. على سبيل المثال، إذا كان الجهاز مخصصًا للمناطق الحضرية التي تحتوي على مباني شاهقة (وديان المدينة)، فستكون هناك حاجة إلى رقاقة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ذات تحسينات في تخفيف مسارات متعددة وأداء وديان المدينة. من ناحية أخرى، سيُعطى الأولوية للتكلفة واستهلاك الطاقة لجهاز المناطق الريفية ذات السماء المفتوحة.

• متطلبات الأداء:

  خذ في الاعتبار الدقة ووقت إصلاح أول (TTFF) ومعدلات التحديث المطلوبة للتطبيق. قد تكون الدقة العالية ووقت إصلاح أول (TTFF) السريع ضرورية للملاحة والتتبع. اختر رقاقة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) التي تلبي معايير الأداء هذه.

• استهلاك الطاقة:

  بالنسبة للأجهزة التي تعمل بالبطارية، من الضروري اختيار رقاقة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ذات استهلاك طاقة منخفض لتمديد عمر البطارية. ضع في الاعتبار أيضًا ميزات توفير الطاقة مثل أوضاع السكون وإدارة الطاقة الديناميكية.

• الحجم وعامل الشكل:

  خذ في الاعتبار الأبعاد المادية ونوع عبوة رقاقة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). ستكون الرقاقة الأصغر مفضلة للتطبيقات التي تُقيّد المساحة. تحقق أيضًا من مستوى التكامل، بما في ذلك ما إذا كانت الرقاقة مكونًا مستقلًا أو جزءًا من نظام على رقاقة (SoC) مع وحدات RF ومعالجة متكاملة.

• الاتصال والواجهات:

  تأكد من أن رقاقة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لديها واجهات متوافقة للاتصال بمكونات النظام الأخرى. تتضمن الواجهات الشائعة UART و I2C و SPI لاتصال البيانات. ضع في الاعتبار أيضًا سهولة التكامل مع المكونات والأنظمة الأخرى.

• التكلفة:

  خذ في الاعتبار التكلفة الإجمالية لرقاقة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). قد تكون الرقائق الأرخص مناسبة للتطبيقات واسعة الانتشار، بينما يمكن تبرير الرقائق الأكثر تكلفة للتطبيقات المتخصصة التي تتطلب أداءً أو ميزات أعلى.

• الموثوقية والجودة:

  اختر رقاقة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) من مُصنّع ذائع الصيت معروف بإنتاج منتجات موثوقة وعالية الجودة. ضع في الاعتبار أيضًا موثوقية الرقاقة وأدائها في البيئات القاسية والالتزام بمعايير الجودة.

أسئلة وأجوبة

س1: ما هي دقة رقاقة تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)؟

ج1: تُعدّ أنظمة تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) دقيقة في حدود 5 إلى 10 أمتار في المناطق المفتوحة. قد تنخفض الدقة إلى 20 مترًا في المناطق الحضرية ذات المباني الشاهقة والرؤية المحدودة للأقمار الصناعية. يمكن أن تنخفض الدقة أيضًا في الغابات الكثيفة وأثناء الأحوال الجوية السيئة.

س2: كيف تستقبل رقائق تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الإشارات؟

ج2: تستقبل رقائق تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الإشارات من الأقمار الصناعية التي تحوم على ارتفاع 20,000 كم فوق الأرض. تُرسل الأقمار الصناعية إشارات توقيت إلى الرقائق، والتي تحسب موقع جهاز التتبع بناءً على المسافة من القمر الصناعي.

س3: ما هي خيارات الطاقة لرقائق تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)؟

ج3: تستخدم رقائق تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) عادةً البطاريات كمصدر طاقة أساسي لها. تستخدم بعض الرقائق أوضاع توفير الطاقة لتمديد عمر البطارية. أيضًا، يمكن لأجهزة تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) استخدام الطاقة الشمسية أو مصادر الطاقة الخارجية أو الطاقة التي يتم جمعها من حركة الجهاز.

س4: هل يمكن لرقائق تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) العمل في الداخل؟

ج4: قد تواجه رقائق تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) صعوبة في الحصول على إشارة داخل المباني بسبب قيود رؤية الأقمار الصناعية. ومع ذلك، يمكن لبعض وحدات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) المتقدمة التكامل مع تقنيات أخرى، مثل Wi-Fi، لتحسين تحديد الموقع في البيئات الداخلية.

س5: ما هي الصناعات التي تتبنى رقائق تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)؟

ج5: وجدت رقائق تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) تطبيقات عبر صناعات متنوعة. تُعدّ صناعات السيارات والنقل من بين أكبر متبنيي رقائق تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). كما يتزايد الطلب في صناعات اللوجستيات والرعاية الصحية والزراعة والبناء وإدارة الأصول.