لماذا يجب وضع أجهزة تعقب GPS في منطقة مفتوحة عندما تكون غير متصلة بالإنترنت أو عندما تكون الإشارة ضعيفة؟
يمكن تفسير ذلك من جانبين: مبدأ نقل إشارات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وعوامل التداخل. السبب الرئيسي هو أن "البيئة المفتوحة تقلل من فقدان الإشارة وتضمن اتصالاً مستقراً بين جهاز التتبع والأقمار الصناعية".
أولاً، توضيح الفكرة الأساسية: يعتمد تحديد المواقع GPS على نقل الإشارة عبر خط البصر بين "الأقمار الصناعية والأجهزة"
يعتمد مبدأ عمل جهاز تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على استقبال إشارات لاسلكية من 24 قمرًا صناعيًا تابعًا له تدور حول الأرض، وتحديد موقعه بحساب فارق التوقيت بين إشارات عدة أقمار صناعية. ومع ذلك، فإن اختراق هذه الإشارات ضعيف للغاية، ويجب الحفاظ على "نقل سلس في خط الرؤية". بمجرد وجود عائق أو حجب بينهما، تُضعف الإشارة أو تنعكس أو حتى تُحجب تمامًا. يؤدي هذا إلى عدم قدرة جهاز التتبع على استقبال إشارات أقمار صناعية كافية، مما يؤدي في النهاية إلى "انقطاع الاتصال" أو "انحراف الموقع وضعف الدقة".
"البيئات غير المفتوحة" هي السبب الرئيسي لضعف الإشارة - هناك نوعان من العوائق يجب تجنبهما
في الاستخدام اليومي، غالبًا ما تنبع الإشارة الضعيفة لجهاز التتبع من النوعين التاليين من العوائق، ويمكن أن تتجنب "المنطقة المفتوحة" هذه المشكلات:
• العوائق الصلبة: المعدن والخرسانة السميكة وما إلى ذلك، سوف "تحجب" الإشارة تمامًا
لا تستطيع إشارات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) اختراق المعادن (مثل صناديق الأدوات المعدنية، وصناديق السيارات/حجرات القفازات، وحاويات الشحن) أو الهياكل الخرسانية التي يزيد سمكها عن 10 سم. تعمل هذه المواد كحاجز، مانعةً إشارات الأقمار الصناعية من الخارج تمامًا. يُشبه جهاز التتبع انقطاع الاتصال بالأقمار الصناعية، لذا سيتوقف عن العمل حتمًا.
(ملاحظة خاصة: عادةً ما يكون وضع جهاز التتبع أسفل المركبة ممكنًا. ورغم وجود مكونات معدنية أسفل المركبة، إلا أن معظم جوانبها مفتوحة، مما يسمح للإشارات بالدخول من الجوانب دون تشكيل "عائق كامل للمحيط".)
• العوائق الناعمة: المباني الشاهقة والأشجار والهياكل الكثيفة من شأنها "إضعاف الإشارة"
حتى في غياب العوائق المغلقة تمامًا، إذا كان جهاز التتبع موجودًا في بيئات مثل الشوارع المحاطة بالمباني الشاهقة، أو تحت غابات كثيفة، أو في مواقف سيارات تحت الأرض، فستنعكس إشارات الأقمار الصناعية وتنكسر بشكل متكرر بواسطة هذه الأجسام. يؤدي هذا إلى انخفاض كبير في قوة الإشارة (ما يُسمى مهنيًا "تأثير تعدد المسارات"). في هذه الحالة، قد يستقبل جهاز التتبع إشارات ضعيفة فقط من قمر صناعي واحد أو اثنين، مما يفشل في تلبية الشرط الأساسي المتمثل في "ثلاثة أقمار صناعية لتحديد الموقع وأربعة أقمار صناعية لتحديد الارتفاع". نتيجةً لذلك، تحدث مشاكل مثل "ضعف الإشارة، أو تأخير تحديد الموقع"، أو حتى "انقطاع الاتصال".
فائدة إضافية: تعمل البيئة المفتوحة أيضًا على تقليل استهلاك طاقة الجهاز وإطالة عمر البطارية
عندما يكون جهاز التتبع في بيئة ذات إشارات ضعيفة، فإنه يدخل تلقائيًا في وضع البحث عن الأقمار الصناعية عالية التردد، مما يزيد الطاقة باستمرار للبحث عن إشارات أقوى. هذا يزيد بشكل كبير من استهلاك البطارية. أما في المناطق المفتوحة، فيمكن لجهاز التتبع تحديد 3-5 أقمار صناعية بسرعة دون الحاجة للبحث عالي التردد. هذا لا يضمن فقط استقرار الإشارات، بل يقلل أيضًا من استهلاك الطاقة، مما يطيل عمر البطارية بشكل غير مباشر.
ملخص: الدور الأساسي لـ "المنطقة المفتوحة" هو "السماح للمتتبع بـ "رؤية" المزيد من الأقمار الصناعية"
يُقصد بما يُسمى "المنطقة المفتوحة" أساسًا بيئة "خالية من أي عوائق معدنية أو خرسانية سميكة، أو أجسام كثيفة تعيق السماء" (مثل سقف مركبة، أو مساحات مفتوحة من شرفة، أو مواقف سيارات مفتوحة، إلخ). في مثل هذه البيئة، يمكن لجهاز التتبع استقبال إشارات الأقمار الصناعية مباشرةً من اتجاهات متعددة، مما يضمن اتصالًا مستقرًا بين "جهاز الأقمار الصناعية" ويحل بشكل جذري مشاكل انقطاع الاتصال وضعف الإشارة.
