GPS เป็นระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลกด้วยดาวเทียม ปัจจุบันนี้ทุกคนมีโอกาสได้ใช้งานในราคาที่ไม่แพง
เนื้อหาสำหรับกลุ่มสาระการเรียนรู้สังคมศึกษา ศาสนา และวัฒนธรรม และผู้ที่สนใจทั่วไป
GPS มาจากคำว่า Global Positioning System เป็นระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลกด้วยดาวเทียม
ประวัติความเป็นมาจากการออกแบบและสร้างโดยกระทรวงกลาโหมประเทศสหรัฐอเมริกา เมื่อต้นปี 1970 มีชื่อเป็นทางการว่า Navigation Signal Timing and Ranging Global Positioning System (NAVSTAR GPS) GPS เป็นระบบที่สามารถใช้หาตำแหน่งบนโลกได้ในทุกสภาพอากาศตลอด24 ชั่วโมง และใช้ได้ทั่วโลก
เครื่องรับ GPS
ที่มา https://www.thailandoffroad.com/jeep/board/Question_backup2009.asp?ID=J27613
GPS ประกอบด้วยองค์ประกอบ 3 ส่วนหลักคือ
1. ส่วนอวกาศ (Space segment)
2. ส่วนสถานีควบคุม (Control segment)
3. ส่วนผู้ใช้ (User segment)
ส่วนอวกาศ (Space segment) ประกอบด้วย
ดาวเทียมโคจรรอบโลก 24 ดวง ใช้ปฏิบัติงาน 21 ดวง สำรอง 3 ดวง ลอยอยู่ในวงโคจรสูงประมาณ 20,000กิโลเมตร หมุนรอบโลก1 รอบใช้เวลาโคจร 12 ชั่วโมง วงโคจรมีทั้งหมด 6 วงโคจร แต่ละวงโคจรมีดาวเทียม 4 ดวง เพื่อความแม่นยำ ถูกต้อง ในการคำนวณตำแหน่งพิกัดของ GPS Receiver ที่รับสัญญาณบนโลก ดาวเทียมจะใช้นาฬิกาอะตอมมิค ได้แก่ นาฬิกาอะตอมซีเซียม 2 เรือน และนาฬิกาอะตอมรูบิเดียม 2 เรือน
ที่มา : https://new.gistda.or.th/teaching/index.php/download-file-/doc_details/27--gps
การติดต่อสื่อสารกับดาวเทียมใช้คลื่นวิทยุประกอบด้วย 2คลื่นความถี่ คือ คลื่น L1 ความถี่ 1575.42 MHz และคลื่น L2 ความถี่ 1227.60 MHz
ที่มา : https://new.gistda.or.th/teaching/index.php/download-file-/doc_details/27--gps
ส่วนสถานีควบคุม (Control segment)
ได้แก่สถานีภาคพื้นดินที่ทำหน้าที่ควบคุมระบบ กระจายอยู่ตามส่วนต่างๆ ของโลก เพื่อทำหน้าที่ปรับปรุงข้อมูลดาวเทียมให้มีความถูกต้องและทันสมัยอยู่ตลอดเวลา โดยแบ่งออกเป็น
1. สถานีควบคุมหลัก
2. สถานีติดตามดาวเทียม ทำหน้าที่รังวัดติดตามดาวเทียมตลอดเวลา
3. สถานีรับส่งสัญญาณ
ที่มา : https://new.gistda.or.th/teaching/index.php/download-file-/doc_details/27--gps
ในการทำงาน สถานีควบคุมหลักจะรับข้อมูลตำแหน่งและเวลาในการเคลื่อนที่ของดาวเทียมแต่ดวงจากสถานีติดตามดาวเทียม จากนั้นทำการตรวจสอบและปรับแก้ค่าความถูกต้องของข้อมูลที่ควรจะเป็นส่งกลับไปยังตัวดาวเทียมวันละสามครั้ง
ที่มา : https://new.gistda.or.th/teaching/index.php/download-file-/doc_details/27--gps
ส่วนผู้ใช้ (User segment)
ส่วนผู้ใช้ ซึ่งนอกจากจะหมายถึงผู้ใช้งานระบบ GPS แล้ว ยังรวมถึง ฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ รวมถึงเทคนิควิธีการต่างๆ ที่ช่วยให้เกิดการปรับปรุงคุณภาพของการรับสัญญาณที่ดีขึ้น และค่าความถูกต้องเชิงตำแหน่งที่ถูกต้องมากขึ้น
ประโยชน์และการประยุกต์ใช้ระบบ GPS
• ช่วยนำทางจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งได้ตามต้องการ
• ช่วยในการติดตามการเคลื่อนที่ของยานพาหนะ คน สัตว์ และสิ่งของ
• ช่วยในการปรับปรุงแก้ไขความถูกต้องเชิงตำแหน่งของข้อมูลจากดาวเทียม
• ช่วยในการสำรวจรังวัด ทำแผนที่ และจัดสร้างฐานข้อมูลสารสนเทศภูมิศาสตร์
• ช่วยในการควบคุมเครื่องจักรกลในภาคเกษตรกรรม
• ช่วยในการบริหารจัดการคมนาคมขนส่ง
• ช่วยสนับสนุนการให้บริการข้อมูลข่าวสารเชิงตำแหน่ง(Location Based Service)
• อื่นๆ
การใช้ GPS นำทางในรถยนต์
ที่มา : https://zulexelectronics.com/thai/index.php?option=com_content&task=view&id=958&Itemid=0
ตัวอย่างการประยุกต์ใช้ GPS
1. การใช้ GPS ในการควบคุมเครื่องจักรกลในการทำการเกษตร ช่วยลดปัญหาด้านแรงงาน เพิ่มความสะดวกรวดเร็วและเพิ่มประสิทธิภาพในการจัดการ โดยติดตั้งระบบ GPS ในรถแทรคเตอร์เพื่อใช้ในการควบคุม การหยอดเมล็ด หยอดปุ๋ย ให้น้ำและเก็บเกี่ยว ด้วยค่าพิกัดที่แม่นยำ ตามแผนที่ และคำสั่งที่โปรแกรมไว้
การใช้รถแทรคเตอร์ควบคุมการหยอดเมล็ดพืชได้อย่างแม่ยำ
ที่มา : https://new.gistda.or.th/teaching/index.php/download-file-/doc_details/27--gps
2. การประยุกต์ใช้ GPS กับการคมนาคม ขนส่ง และการจราจร มีการประยุกต์ใช้ในการขนส่งสินค้า โดยการนำระบบ GPS มาใช้งานควบคุมคู่กับระบบขนส่งสินค้า ทำให้ทราบที่อยู่ปัจจุบันของรถขนส่งสินค้าที่อยู่ระหว่างการปฏิบัติงานได้ทันทีหรือบางทีใช้ รายงานการจราจร ตำแหน่งที่เกิดอุบัติเหตุหรือมีงานก่อสร้างสามารถเชื่อมต่อข้อมูลกับ Google Earth ให้ดูสภาพจริงได้ และปัจจุบันนิยมใช้เป็นระบบนำทางในรถยนต์
GPS ใช้ในการติดตามรถขนส่งสินค้า
ที่มา : https://new.gistda.or.th/teaching/index.php/download-file-/doc_details/27--gps
3. การประยุกต์ใช้ GPS กับการให้บริการข้อมูลข่าวสารเชิงตำแหน่ง เป็นการใช้งานระบบ GPS ร่วมกับการให้บริการเครือข่ายสัญญาณโทรศัพท์มือถือเพื่อเพิ่มผลกำไรผ่านการโฆษณาประชาสัมพันธ์ข้อมูลข่าวสารเชิงพื้นที่ผ่านโทรศัพท์มือถือ
GPS ในโทรศัพท์มือถือ
ที่มา : https://www.nokia.co.th/
อนาคตของระบบกำหนดตำแหน่งบนโลก
ในปัจจุบันนอกจากระบบดาวเทียม GPS ของประเทศสหรัฐอเมริกาแล้ว ยังมีระบบดาวเทียมที่พัฒนาขึ้นอีกหลายระบบ เช่น GLONASSของประเทศรัสเซีย GALILEO ของสหภาพยุโรป IRNSS ของประเทศอินเดีย และ COMPASS ของประเทศจีน เป็นต้นทำให้มีการเรียกระบบดาวเทียมทั้งหลายว่า ระบบดาวเทียมนำหนของโลก : GNSS (Global NavigationSatellite Systems)
ประเด็นคำถามเพื่อนำไปสู่การอภิปรายในห้องเรียน
1. GPS คืออะไร
2. GPS มีองค์ประกอบที่สำคัญอะไรบ้าง
3. ความถูกต้องแม่นยำของ GPS ขึ้นอยู่กับสิ่งใดบ้างเพราะเหตุใด
4. อธิบายการทำงานของระบบ GPS
5. ประโยชน์ของ GPS มีอะไรบ้าง
6. จงยกตัวอย่างในการประยุกต์ใช้ในปัจจุบันที่พบเห็นมา
กิจกรรมเสนอแนะ
1. ค้นคว้าเพิ่มเติมในอินเทอร์เนตเกี่ยวกับระบบ GPS
2. ค้นคว้าเพิ่มเติมถึงข้อดีข้อเสียของเครื่อง GPS แบบต่าง ๆ
การบูรณาการกับกลุ่มสาระการเรียนรู้อื่นๆ
สามารถบูรณาการกับกลุ่มสาระวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ การงานอาชีพและเทคโนโลยี ภาษาต่างประเทศ
อ้างอิงแหล่งที่มาของข้อมูล / ภาพประกอบ
https://new.gistda.or.th/teaching/index.php/download-file-/doc_details/27--gps
https://th.wikipedia.org
ที่มา : https://www.sahavicha.com/?name=knowledge&file=readknowledge&id=2691