GPS ගැන දැන ගනිමු - All about GPS -
ගෝලීය ස්ථානීකරණ පද්ධතිය ( Global Positioning System) එහෙම නැත්තම් දන්න සිංහලෙන් කියනවනම් GPS කියල කියන්නේ ලෝකේ කා අතරත් ජනප්රිය, ඒ වගේම බොහොම ප්රයෝජනවත් තාක්ෂණික පද්ධතියක්. 1960 දශකයේදී එක්සත් ජනපද නාවික හමුදාව සහ ගුවන් හමුදාව එක්ව සිදු කල පර්යේෂණ පෙළක ප්රතිපලයක් ලෙස 1973 දී කරලියට ආපු මේ ගෝලීය ස්ථානීකරණ පද්ධතිය මුලදී භාවිත උනේ යුධමය කටයුතු සදහායි. මෙහි ඇති ප්රයෝජනවත් යෙදීම් නිසාම පසු කලෙක මෙම පහසුකම මහජනයාගේ එදිනෙදා කටයුතු සදහා විවෘත කෙරුණා. අද වන විට ලෝකයේ සියලුම නාවුක සහ ගුවන් ගමන් කටයුතු වලට විතරක් නෙමෙයි, ලෝකයේ සෑම දියුණු රටකම පාහේ මොටෝර් රථ වල පවා GPS සෙවුම් පද්ධති (GPS Navigational Units) සවි කර තිබෙනවා. මාර්ග පද්ධතිය බොහොම සංකීර්ණ ඇමෙරිකානු, යුරෝපිය රටවල රියදුරන්ට මෙයින් ඉමහත් සේවයක් සිදු වෙනවා. තාක්ෂණය පැත්තෙන් බොහෝ දියුණු රටක් නොවුනත් ලංකාවේ අපිට උනත් අපේ ජංගම දුරකථන හරහා අපි සිටින ස්ථානය නිවැරදිව දැක බලා ගැනීමට GPS තාක්ෂණය උදව් වෙනවා.
GPS තාක්ෂණය හරහා ලෝකයේ අපි ඉන්න ස්ථානය හරියටම හොයාගන්නේ කොහොමද කියන එක මට මුල ඉදලම තිබ්බ ගැටළුවක්. ඒ ගැන හොයන්න ගිහින් ඉගෙන ගත්ත දේවල් තම මම අද ඔයාලත් එක්ක බෙදා හදාගන්න යන්නේ.
ගෝලීය ස්ථානීකරණ පද්ධතිය ( මම මෙතනින් පස්සේ කෙලින්ම GPS කියලම කියන්නම්. අවුලක් නැනේ ? ) ප්රධාන කොටස් තුනකින් සමන්විතයි.
1. GPS චන්ද්රිකා පද්ධතිය (GPS Satellite Constellation) -
GPS චන්ද්රිකා පද්ධතිය චන්ද්රිකා 24 කින් සමන්විත වනවා. පොලවේ පිහිටි ඕනෑම ලක්ෂයකට අඩුම ගානේ චන්ද්රිකා 4 ක් වත් පෙනෙන විදියට ( Line of Sight තියෙන විදියට) තමා මේ චන්ද්රිකා 24 පොලව වටේ ගමන කරන්නේ. පොලවේ ඉදල කිලෝ මීටර 20,000 ක් පමණ ඉහළින පිහිටා තිබෙන GPS චන්ද්රිකාවක් පොලව වටේ එක වටයක් යන්න දල වශයෙන් පැය 12 ක කාලයක් ගන්නවා. මේ හැම චන්ද්රිකාවක්ම පොලවේ විවිධ ස්ථාන වල පිහිටලා තියෙන GPS පාලක මැදිරි සමග තොරතුරු හුවමාරු කරගන්නවා. මේ නිසා පොලවට සාපේක්ෂව චන්ද්රිකාවේ පිහිටීම ගැන සෑම තොරතුරක්ම අදාළ චන්ද්රිකාවේ සටහන් වෙනවා. මීට අමතරව පොලවට සාපේක්ෂව එකම සංඛ්යාතයකින් දෝලනය වන පරමාණුක ඔරලෝසුව ( Atomic Clock) බැගින් මේ සෑම චන්ද්රිකාවකම සවි කරලා තියෙනවා (පරමාණුක ඔරලෝසු ඉතා නිවැරදිව කාලය මැනීමට සමත්). මම " පොලවට සාපේක්ෂව " කියන වචනේ පාවිච්චි කලේ ඇයි කියල පස්සේ කියන්නම්. පරමාණුක ඔරලෝසු සියල්ල එකම සංඛ්යාතයකින් දෝලනය වන නිසා ඔරලෝසු වල වේලාව ඉතා නිවැරදිව පවත්වා ගත හැකි අතර චන්ද්රිකා අතර වෙලාවේ සාපේක්ෂ වෙනසක් ඇතිවෙන්නේ නෑ. අපි ඉන්න ස්ථානය හරියටම ගණනය කරද්දී ඒ කරුණ බොහොම වැදගත් වනවා.
2. GPS පාලක මැදිරි ( GPS Control Stations)
පොලවේ විවිධ ස්ථාන වල පිහිට ඇති GPS පාලක මැදිරි ( GPS Control Stations) චන්ද්රිකා වල පිහිටීම, ඒවගේ අඩංගු වන වෙලාව වගේ වැදගත් තොරතුරු ගැන හොයල බලනවා. මුළු පද්ධතියම අවුලක් නැතුව වැඩ කරනවද කියල හොයල බලන්නේ මේ පාලක මැදිරි වලින් තමයි. දැනට මේ පාලක මැදිරි වල පාලනය සිදු කරන්නේ එක්සත් ජනපද ගුවන් හමුදාවයි. ඉහතින් තියෙන සිතියමේ තියෙන්නේ එම පාලක මැදිරි පිහිටලා තියෙන තැන ටික.( රතු පාටින් තියෙන්නේ ප්රධාන පාලක මැදිරි)
3. GPS ග්රාහක ( GPS Receivers)
GPS තාක්ෂනය භාවිතා කරන්න ලග තමා GPS ග්රාහකය තියෙන්නේ. එය ජංගම දුරකතනයක්, මාර්ග සෙවුම් උපකරණයක්, පෞද්ගලික ඩිජිටල් සහයකයක් හෝ විය හැකියි . පොලවේ අපි සිටින තැන හොයාගන්න අවශ්ය අවසාන ගණනය කිරීම් කරන්නේ අප සතු වන මේ GPS ග්රාහකයයි.
GPS පද්ධතියේ අඩංගු ප්රධාන අංගෝපාංග ගැන සරල විස්තරයක් තමා මම මේ කිව්වේ. ඊලගට අපි බලමු කොහමද GPS පද්ධතිය මගින් අපි ඉන්න ස්ථානය හරියටම ගණනය කරන්නේ කියල.
GPS වැඩ කරන හැටි
1. අපි ඉන්න තැන හොයාගන්න ඕනේ උනාම අප සතු ග්රාහකය (Receiver) අපි ක්රියාත්මක කරනවා.
2. මේ GPS Receiver එක බලනවා තමන් සමග සම්බන්ධ වෙන්න පුළුවන් GPS චන්ද්රිකා ඒ අවට තියෙනවද කියල. ඊට පස්සේ චන්ද්රිකා එක්ක Receiver එක සම්බන්ධ වෙනවා.
3. GPS චන්ද්රිකා පහත තොරතුරු අඩංගු පණිවිඩය බැගින් Receiver එකට එවනවා.
a. චන්ද්රිකාවේ පිහිටුම් ලක්ෂය.
b. චන්ද්රිකාවේ සටහන්ව ඇති වෙලාව.
4. Receiver එකෙත් සාමාන්ය මට්ටමකට නිවැරදි ඔරලෝසුවක් තියෙනවා. GPS චන්ද්රිකාවකින් පණිවිඩයක් ලැබුනම ඒ පනිවිඩය ලැබුණු වෙලාව Receiver එක සටහන් කරගන්නවා.
5. චන්ද්රිකාවෙන් එවපු පණිවිඩයේ තිබ්බ වෙලාවත් පණිවිඩය Receiver එකට ලැබුණු වෙලාවෙත් වෙනස ඊටට පසුව ගණනය කරනවා.
පණිවිඩය ලැබීමට ගතවූ කාලය = [පණිවිඩය ලැබුණු වෙලාව]-[චන්ද්රිකාවේ සටහන්ව තිබූ වෙලාව]
6. චන්ද්රිකාවෙන් එවන පණිවිඩය විද්යුත් චුම්බක තරඟයක නිසාත් එය 3x108 m/s කියන නියත වේගයෙන් ගමන කරන නිසාත් චන්ද්රිකාව සහ Receiver එක අතර දුර මෙමගින් හොයාගන්න පුළුවන්. මීට අමතරව අපි චන්ද්රිකාව තිබෙන තැනත් දන්නවනේ.
7. මේ විදියට චන්ද්රිකා 3 කින් ලැබෙන තොරතුරු ගණනය කලහම, ඒ චන්ද්රිකා තුනේ ඉදල අපි ඉන්න තැනට තියෙන දුරවල් තුන හොයන්න පුළුවන්. මේ අනුව පෘතුවිය මත හරියටම අපි ඉන්න තැන ගානට හොයාගන්න පුළුවන්. ( චන්ද්රිකා 3 ඉදල අපි ඉන්න තැනට තියෙන දුර අරය විදියට අරන් ගෝල 3 ක් ඇන්දම ඒ ගෝල තුන එකිනෙක කැපෙන ලක්ෂයේ තමයි අපි ඉන්නේ..! )
8. 4 වෙනි චන්ද්රිකාවෙන් කරන්නේ අපි කරපු ගණනය හරිද කියල බලාගන්න එකයි.
9. අපි වාහනයක ගමන කරමින් වගේ නම ඉන්නේ , මොහොතින් මොහොත අපේ පිහිටීම ගණනය කිරීම සිදු කරනවා. මේ ආකාරයෙන් නැවත නැවත ගණනය කිරීම කරද්දී මුල් ගණනයේදී වෙන සුළු සුළු වැරදි හදුනාගෙන ඒවා අවම කරගන්නත් GPS පද්ධතියට පුළුවන්.
( ඒ ගැන මෙතන විස්තර කරලා නැහැ )
මෙම ක්රමයේ නිවැරදිතාව සාමාන්යයෙන් ඉතා ඉහල මට්ටමක පවතිනවා. සාමාන්යයෙන් සිදුවන දෝෂය උපරිම වශයනේ මීටර 5 ත් 10 ත් අතර වනවා.
ගෝලීය ස්ථානීකරණ පද්ධතිය ( Global Positioning System) එහෙම නැත්තම් දන්න සිංහලෙන් කියනවනම් GPS කියල කියන්නේ ලෝකේ කා අතරත් ජනප්රිය, ඒ වගේම බොහොම ප්රයෝජනවත් තාක්ෂණික පද්ධතියක්. 1960 දශකයේදී එක්සත් ජනපද නාවික හමුදාව සහ ගුවන් හමුදාව එක්ව සිදු කල පර්යේෂණ පෙළක ප්රතිපලයක් ලෙස 1973 දී කරලියට ආපු මේ ගෝලීය ස්ථානීකරණ පද්ධතිය මුලදී භාවිත උනේ යුධමය කටයුතු සදහායි. මෙහි ඇති ප්රයෝජනවත් යෙදීම් නිසාම පසු කලෙක මෙම පහසුකම මහජනයාගේ එදිනෙදා කටයුතු සදහා විවෘත කෙරුණා. අද වන විට ලෝකයේ සියලුම නාවුක සහ ගුවන් ගමන් කටයුතු වලට විතරක් නෙමෙයි, ලෝකයේ සෑම දියුණු රටකම පාහේ මොටෝර් රථ වල පවා GPS සෙවුම් පද්ධති (GPS Navigational Units) සවි කර තිබෙනවා. මාර්ග පද්ධතිය බොහොම සංකීර්ණ ඇමෙරිකානු, යුරෝපිය රටවල රියදුරන්ට මෙයින් ඉමහත් සේවයක් සිදු වෙනවා. තාක්ෂණය පැත්තෙන් බොහෝ දියුණු රටක් නොවුනත් ලංකාවේ අපිට උනත් අපේ ජංගම දුරකථන හරහා අපි සිටින ස්ථානය නිවැරදිව දැක බලා ගැනීමට GPS තාක්ෂණය උදව් වෙනවා.
GPS තාක්ෂණය හරහා ලෝකයේ අපි ඉන්න ස්ථානය හරියටම හොයාගන්නේ කොහොමද කියන එක මට මුල ඉදලම තිබ්බ ගැටළුවක්. ඒ ගැන හොයන්න ගිහින් ඉගෙන ගත්ත දේවල් තම මම අද ඔයාලත් එක්ක බෙදා හදාගන්න යන්නේ.
ගෝලීය ස්ථානීකරණ පද්ධතිය ( මම මෙතනින් පස්සේ කෙලින්ම GPS කියලම කියන්නම්. අවුලක් නැනේ ? ) ප්රධාන කොටස් තුනකින් සමන්විතයි.
1. GPS චන්ද්රිකා පද්ධතිය (GPS Satellite Constellation) -
GPS චන්ද්රිකා පද්ධතිය චන්ද්රිකා 24 කින් සමන්විත වනවා. පොලවේ පිහිටි ඕනෑම ලක්ෂයකට අඩුම ගානේ චන්ද්රිකා 4 ක් වත් පෙනෙන විදියට ( Line of Sight තියෙන විදියට) තමා මේ චන්ද්රිකා 24 පොලව වටේ ගමන කරන්නේ. පොලවේ ඉදල කිලෝ මීටර 20,000 ක් පමණ ඉහළින පිහිටා තිබෙන GPS චන්ද්රිකාවක් පොලව වටේ එක වටයක් යන්න දල වශයෙන් පැය 12 ක කාලයක් ගන්නවා. මේ හැම චන්ද්රිකාවක්ම පොලවේ විවිධ ස්ථාන වල පිහිටලා තියෙන GPS පාලක මැදිරි සමග තොරතුරු හුවමාරු කරගන්නවා. මේ නිසා පොලවට සාපේක්ෂව චන්ද්රිකාවේ පිහිටීම ගැන සෑම තොරතුරක්ම අදාළ චන්ද්රිකාවේ සටහන් වෙනවා. මීට අමතරව පොලවට සාපේක්ෂව එකම සංඛ්යාතයකින් දෝලනය වන පරමාණුක ඔරලෝසුව ( Atomic Clock) බැගින් මේ සෑම චන්ද්රිකාවකම සවි කරලා තියෙනවා (පරමාණුක ඔරලෝසු ඉතා නිවැරදිව කාලය මැනීමට සමත්). මම " පොලවට සාපේක්ෂව " කියන වචනේ පාවිච්චි කලේ ඇයි කියල පස්සේ කියන්නම්. පරමාණුක ඔරලෝසු සියල්ල එකම සංඛ්යාතයකින් දෝලනය වන නිසා ඔරලෝසු වල වේලාව ඉතා නිවැරදිව පවත්වා ගත හැකි අතර චන්ද්රිකා අතර වෙලාවේ සාපේක්ෂ වෙනසක් ඇතිවෙන්නේ නෑ. අපි ඉන්න ස්ථානය හරියටම ගණනය කරද්දී ඒ කරුණ බොහොම වැදගත් වනවා.
2. GPS පාලක මැදිරි ( GPS Control Stations)
පොලවේ විවිධ ස්ථාන වල පිහිට ඇති GPS පාලක මැදිරි ( GPS Control Stations) චන්ද්රිකා වල පිහිටීම, ඒවගේ අඩංගු වන වෙලාව වගේ වැදගත් තොරතුරු ගැන හොයල බලනවා. මුළු පද්ධතියම අවුලක් නැතුව වැඩ කරනවද කියල හොයල බලන්නේ මේ පාලක මැදිරි වලින් තමයි. දැනට මේ පාලක මැදිරි වල පාලනය සිදු කරන්නේ එක්සත් ජනපද ගුවන් හමුදාවයි. ඉහතින් තියෙන සිතියමේ තියෙන්නේ එම පාලක මැදිරි පිහිටලා තියෙන තැන ටික.( රතු පාටින් තියෙන්නේ ප්රධාන පාලක මැදිරි)
3. GPS ග්රාහක ( GPS Receivers)
GPS තාක්ෂනය භාවිතා කරන්න ලග තමා GPS ග්රාහකය තියෙන්නේ. එය ජංගම දුරකතනයක්, මාර්ග සෙවුම් උපකරණයක්, පෞද්ගලික ඩිජිටල් සහයකයක් හෝ විය හැකියි . පොලවේ අපි සිටින තැන හොයාගන්න අවශ්ය අවසාන ගණනය කිරීම් කරන්නේ අප සතු වන මේ GPS ග්රාහකයයි.
GPS පද්ධතියේ අඩංගු ප්රධාන අංගෝපාංග ගැන සරල විස්තරයක් තමා මම මේ කිව්වේ. ඊලගට අපි බලමු කොහමද GPS පද්ධතිය මගින් අපි ඉන්න ස්ථානය හරියටම ගණනය කරන්නේ කියල.
GPS වැඩ කරන හැටි
1. අපි ඉන්න තැන හොයාගන්න ඕනේ උනාම අප සතු ග්රාහකය (Receiver) අපි ක්රියාත්මක කරනවා.
2. මේ GPS Receiver එක බලනවා තමන් සමග සම්බන්ධ වෙන්න පුළුවන් GPS චන්ද්රිකා ඒ අවට තියෙනවද කියල. ඊට පස්සේ චන්ද්රිකා එක්ක Receiver එක සම්බන්ධ වෙනවා.
3. GPS චන්ද්රිකා පහත තොරතුරු අඩංගු පණිවිඩය බැගින් Receiver එකට එවනවා.
a. චන්ද්රිකාවේ පිහිටුම් ලක්ෂය.
b. චන්ද්රිකාවේ සටහන්ව ඇති වෙලාව.
4. Receiver එකෙත් සාමාන්ය මට්ටමකට නිවැරදි ඔරලෝසුවක් තියෙනවා. GPS චන්ද්රිකාවකින් පණිවිඩයක් ලැබුනම ඒ පනිවිඩය ලැබුණු වෙලාව Receiver එක සටහන් කරගන්නවා.
5. චන්ද්රිකාවෙන් එවපු පණිවිඩයේ තිබ්බ වෙලාවත් පණිවිඩය Receiver එකට ලැබුණු වෙලාවෙත් වෙනස ඊටට පසුව ගණනය කරනවා.
පණිවිඩය ලැබීමට ගතවූ කාලය = [පණිවිඩය ලැබුණු වෙලාව]-[චන්ද්රිකාවේ සටහන්ව තිබූ වෙලාව]
6. චන්ද්රිකාවෙන් එවන පණිවිඩය විද්යුත් චුම්බක තරඟයක නිසාත් එය 3x108 m/s කියන නියත වේගයෙන් ගමන කරන නිසාත් චන්ද්රිකාව සහ Receiver එක අතර දුර මෙමගින් හොයාගන්න පුළුවන්. මීට අමතරව අපි චන්ද්රිකාව තිබෙන තැනත් දන්නවනේ.
7. මේ විදියට චන්ද්රිකා 3 කින් ලැබෙන තොරතුරු ගණනය කලහම, ඒ චන්ද්රිකා තුනේ ඉදල අපි ඉන්න තැනට තියෙන දුරවල් තුන හොයන්න පුළුවන්. මේ අනුව පෘතුවිය මත හරියටම අපි ඉන්න තැන ගානට හොයාගන්න පුළුවන්. ( චන්ද්රිකා 3 ඉදල අපි ඉන්න තැනට තියෙන දුර අරය විදියට අරන් ගෝල 3 ක් ඇන්දම ඒ ගෝල තුන එකිනෙක කැපෙන ලක්ෂයේ තමයි අපි ඉන්නේ..! )
8. 4 වෙනි චන්ද්රිකාවෙන් කරන්නේ අපි කරපු ගණනය හරිද කියල බලාගන්න එකයි.
9. අපි වාහනයක ගමන කරමින් වගේ නම ඉන්නේ , මොහොතින් මොහොත අපේ පිහිටීම ගණනය කිරීම සිදු කරනවා. මේ ආකාරයෙන් නැවත නැවත ගණනය කිරීම කරද්දී මුල් ගණනයේදී වෙන සුළු සුළු වැරදි හදුනාගෙන ඒවා අවම කරගන්නත් GPS පද්ධතියට පුළුවන්.
( ඒ ගැන මෙතන විස්තර කරලා නැහැ )
මෙම ක්රමයේ නිවැරදිතාව සාමාන්යයෙන් ඉතා ඉහල මට්ටමක පවතිනවා. සාමාන්යයෙන් සිදුවන දෝෂය උපරිම වශයනේ මීටර 5 ත් 10 ත් අතර වනවා.
උපුටා ගැනීම ටෙක්නිකල් හංදිය බ්ලොගයෙනි
