مقدمة
تخيّل لو كنا في عالم بلا خرائط رقمية…
لا جوجل ماب، لا تتبع توصيلات المطاعم، لا تتبع الشحنات، ولا تطبيقات الملاحة التي نستخدمها يوميًا.
معظم الناس يعرفون أن GPS يستخدم لتحديد الموقع، لكن القليل يعرف كيف يعمل فعليًا.
كيف يعرف جوالك مكانك بدقة قد تصل إلى متر واحد؟
وكيف يعرف أنك انعطفت 5 متر يمين أو يسار؟
وكيف ترسل الأقمار الصناعية إشارات تصل إلى هاتف داخل غرفتك؟
في هذا المقال، سنشرح كيف تعمل تقنية GPS بطريقة بسيطة، بدون أي تعقيد، وبأسلوب يناسب الجميع.
في هذا المقال سنشرح تقنية GPS بطريقة بسيطة، بدون أي تعقيد، وبأسلوب يناسب الجميع.
ما هو GPS؟
GPS اختصار لـ:
Global Positioning System = نظام تحديد المواقع العالمي
وهو نظام يعمل عبر أقمار صناعية تدور حول الأرض، ترسل إشارات معينة يستقبلها جهازك (جوال، سيارة، ساعة ذكية…) ويحسب من خلالها موقعك بدقة.
من اخترع GPS؟
- ظهر لأول مرة في الجيش الأمريكي في السبعينات
- تم فتحه للعامة في التسعينات
- ثم تم تحسين دقته بشكل كبير بعد عام 2000
اليوم يستخدمه:
- الملاحة
- الخرائط
- الطيران
- السفن
- الجيوش
- السيارات الذكية
- التوصيل والشحن
- الساعات الرياضية
كيف يعمل GPS؟ (الشرح المبسط)
الشرح الشائع أن GPS “يستخدم الأقمار الصناعية لتحديد الموقع”…
لكن كيف؟
1) الأقمار الصناعية ترسل إشارات
هناك اليوم حوالي 31 قمر صناعي خاص بـ GPS.
كل قمر:
- يدور حول الأرض مرتين يومياً
- يرسل إشارة تحتوي على:
- الوقت
- موقع القمر بالضبط
- بيانات مهمة لجهازك
2) جهازك يستقبل الإشارات
الجوال لا يرسل شيء… هو فقط يستقبل.
هو لا يتصل بالقمر الصناعي، بل يسمع الإشارة مثل “الراديو”.
3) حساب المسافة
جهازك يقيس “كم استغرق وصول الإشارة”.
لأن الإشارة تمشي بسرعة الضوء.
مثلاً:
- إذا وصلت الإشارة خلال 0.07 ثانية
→ يعرف جهازك أن المسافة حوالي 21,000 كم (بالضبط مثل بعد القمر عن الأرض).
4) ثلاث أقمار تحدد موقعك بدقة
لكي يعرف مكانك بدقة، يحتاج جهازك إلى إشارات من 3 أقمار على الأقل:
- القمر الأول يعطي دائرة حولك
- الثاني يحدد مكانك داخل هذه الدائرة
- الثالث يحدد النقطة بالضبط
5) القمر الرابع لإصلاح الأخطاء
يضيف دقة أعلى لحساب:
- الوقت
- الإشارة
- الموقع
مثال مبسط (تشبيه دقيق)
تخيل أنك في غرفة كبيرة مظلمة، وهناك ثلاث سماعات موزعة في الغرفة:
- كل سماعة تصدر صوتًا معينًا
- وأنت تسمع الأصوات وتعرف اتجاهها
- لو عرفت قوة الصوت وزمن وصوله
→ يمكنك معرفة موقعك في الغرفة بدقة
هذا هو GPS لكنه بدلاً من السماعات يستخدم أقمار صناعية، وتوقيت دقيق، وسرعة الضوء.
ماذا يحدث عندما تفتح Google Maps؟
بشكل مبسط:
- يلتقط جوالك إشارات من الأقمار
- يحسب موقعك
- يرسل الموقع للتطبيق
- التطبيق يعرضك على الخريطة
- يتم تحديث مكانك كل ثانية
هل يستخدم GPS الإنترنت؟
الإجابة: لا.
الجوال لا يحتاج إنترنت ليعرف موقعك.
GPS يعتمد على الأقمار الصناعية.
لكن الخرائط تحتاج الإنترنت لتظهر الشوارع والطرق.
ولهذا:
- تستطيع تحديد موقعك بدون إنترنت
- لكن لا تستطيع مشاهدة الخريطة بالتفصيل إلا إذا نزّلتها Offline
كم عدد أنظمة تحديد المواقع في العالم؟ (ليس GPS فقط)
يوجد 4 أنظمة عالمية:
| النظام | الدولة | عدد الأقمار |
|---|---|---|
| GPS | أمريكا | 31 |
| GLONASS | روسيا | 24 |
| Galileo | أوروبا | 30 |
| BeiDou | الصين | 35 |
اليوم الجوالات الحديثة تستخدم 4 أنظمة معًا مما يعطي:
- سرعة تحديد موقع أسرع
- دقة أفضل
- قدرة على العمل داخل المدن والأماكن المغلقة
ما هي دقة GPS؟
في الوضع الطبيعي:
- الجوال يعطي دقة بين 3 – 10 متر
- في الأماكن المفتوحة قد تصل الدقة إلى أقل من 1 متر
- في السيارات والأجهزة المتقدمة قد تصل الدقة إلى 20–30 سم
لماذا أحيانًا GPS يخطئ؟
1) المباني العالية
تمنع أو تعكس الإشارة.
2) المناطق المغلقة
مثل:
- أنفاق
- مواقف سيارات
- أقبية
3) الطقس
الأمطار والغيوم الكثيفة تخفف الإشارة قليلًا.
4) ضعف في الجوال
بعض الجوالات القديمة فيها مستشعر GPS ضعيف.
5) التداخل الإشاري
مثل الأجهزة العسكرية أو موجات قوية.
كيف يعرف GPS أنك تتحرك؟
يعتمد على:
- تغيّر موقعك من ثانية لثانية
- سرعة تغير الاتجاه
- مستشعر التسارع في الجوال
- مستشعر الجيروسكوب
مثلاً:
إذا تحركت من 0 م/ث إلى 1 م/ث
يعرف أنك بدأت تمشي.
لو زادت السرعة إلى 60 كم/س
يعرف أنك داخل سيارة.
GPS في السيارات الحديثة
السيارات الحديثة مثل:
- تويوتا
- تيسلا
- بي إم
- مرسيدس
تستخدم GPS مع:
- خرائط
- مستشعرات
- رادارات
- كاميرات
- الذكاء الاصطناعي
للحصول على معلومات مثل:
- مسارات الطرق
- السرعة
- مواعيد الوصول
- أماكن الازدحام
- الشوارع المغلقة
أين يُستخدم GPS في حياتنا؟
1) تطبيقات التوصيل
مثل هنغرستيشن — يعرف موقعك وموقع المطعم وموقع السائق.
2) التتبع Tracking
للسيارة – الشحنة – الطرد – الأطفال – كبار السن.
3) الطيران
تستخدمه الطائرات لتحديد المناطق والمسارات.
4) السياحة
مثل حركة الملاحة في الجزر والرحلات البحرية.
5) اللياقة
يعتمد عليه ساعات أبل وجارمين لمعرفة:
- عدد خطواتك
- مسافة الجري
- السعرات المحروقة
6) ألعاب الواقع المعزز
مثل Pokémon Go.
هل يمكن اختراق GPS؟
لا يمكن “اختراقه” مباشرة لأنه اتجاه واحد (القمر → الجوال).
لكن يمكن:
تضليل الإشارة (GPS Spoofing)
وهو إرسال إشارة مزيفة تجعل الجهاز يظن أنه في مكان آخر.
يستخدم في:
- بعض الحالات العسكرية
- خداع الطائرات بدون طيار
- تهريب بعض البضائع
لكن صعب جدًا على الشخص العادي فعله.
كيف تجعل GPS أسرع وأكثر دقة في جوالك؟
✔️ 1) افتح خاصية High Accuracy
في إعدادات الموقع.
✔️ 2) فعّل Wi-Fi حتى لو لم تتصل
يساعد على تحديد موقعك عبر أجهزة التوجيه.
✔️ 3) فعّل البلوتوث
لأن بعض الأجهزة في المكان تبث إشارات تساعد على تحديد الموقع.
✔️ 4) خذ جوالك للخارج
المكان المفتوح يعطي دقة أعلى.
✔️ 5) استخدم خرائط Offline
تسهل على الجوال قراءة الطرق بسرعة.
خاتمة
تقنية GPS ليست مجرد نظام ملاحة…
إنها شبكة ضخمة من الأقمار الصناعية، الحسابات الرياضية، الإشارات الدقيقة، والمستشعرات التي تعمل معًا لتحديد موقعك في أي لحظة.
GPS جعل حياتنا أسهل في:
- التوصيل
- السفر
- التتبع
- اللياقة
- الملاحة
- الطوارئ
ومن دونها سيفقد العالم جزءًا كبيرًا من التقنية التي نعتمد عليها يوميًا.