گلوبل پوزيشننگ نظام

گلوبل پوزيشننگ نظام

امتياز علي

گلوبل پوزيشننگ نظام اسان کي اسان جي لوڪيشن ڪيئن ٻُڌائيندو آهي.

اسان جي موبائيل فونن جي اندر ۽ جي پي ايس ريسور سان گڏ هڪ اينٽينا لڳل هوندو آهي جيڪي سيٽلائيٽ سِگنل وٺندو آهي. گلوبل پوزيشننگ نظام کي مڪمل ۽ صحيح لوڪيشن ٻُڌائڻ جي لاءِ گهٽ ۾ گهٽ چار سيٽلائيٽس گهربل هوندا آهن. حقيقتن سڄو ڪم فاصلي ۽ جيوميٽري جي تابي آهي. جيڪڏهن اوهان ان سان لوڪيشن پتو ڪرڻ چاهيو ٿا تہ گهٻرائڻ جي ڪا ڳالھ ناهي. بس اوهان کي گلوبل پوزيشننگ سسٽم واري ريسيور جي ضرورت آهي. هن کي آن ڪيو. ياد رکو هڪ جي پس ايس سيٽلائيٽ جو فاصلو زمين کان 22,200 ڪلو ميٽر آهي ۽ هڪ سيٽلائيٽ هڪ ڏينهن ۾ ٻہ ڀيرا پنهنجي مدار ۾ چڪر پورو ڪندو آهي. جڏهن اوهان ريسيور آن ڪندئو تہ هي سيٽلائيٽ جي ڳولھا ڪندو. جڏهن تہ هڪ سيٽلائيٽ زمين کان 22,200 ڪلو ميٽر مٿي آهي تہ سڀ کان پهريان هي اوهان جي لوڪيشن ان کي ٻاويھ هزار ٻہ سئو ڪلو ميٽر ايريا جي اندر ٻُڌائيندو معنيٰ تہ توهان هن وقت ايتري ايريا ۾ ڪٿي موجود آهيون. پر هن ايريا ۾ تہ ٻيا بہ ڪيترا پوائنٽ آهن تہ اوهان جي لوڪيشن تي مسئلو پيدا ڪندي ۽ هي فيصلو نہ ٿي سگهبو تہ اوهان جي لوڪيشن ڪٿي آهي تہ پو هي هڪ پورو دائرو بڻائي ڇڏيندو. انهي جي وچ پنهنجو رسيور ٻئي سيٽلائيٽ جا سِگنل کڻندو. هاڻ اوهان جو رسيور پهريان واري سيٽلائيٽ ۽ ٻئي سيٽلائيٽ کان اوهان جو پنڌ ماپيندو ۽ اوهان انهن دائرن جي ويجھو ٺهڻ واري پوائنٽ جي اندر ڪٿي موجود هوندا. ياد رکو هر سيٽلائيٽ ٻئي کان ڪجھ پنڌ تي هوندو آهي. اوهان جو پهريون سيٽلائيٽ کان فاصلو 22،000 ڪلوميٽر جڏهن تہ ٻئي کان 24،000 ڪلوميٽر آهي. تہ جڏهن ٻئي سيٽلائيٽ جا سِگنل اوهان جو ريسيور کڻندو تہ هي پنڌ کي ٿورو گهٽ ڪري ڇڏيندو معنيٰ تہ هي ٻنهي سيٽلائيٽ جي ريفرنس سان اوهان هاڻ ٻہ هزار ڪلوميٽر ايريا جي اندر ڪٿي موجود آهيو. ان سان اوهان جي لوڪيشن جو فاصلو گهٽ ٿي ويو پر پوءِ بہ اوهان پنهنجي صحيح پوزيشن تائين نہ پهتا آهيو. هاڻ انهي جي وچ ٽئي سيٽلائيٽ جا سگنل توهان جو ريسيور کڻندو ۽ هي ان ٻہ هزار ڪلوميٽر ۾ وٿي اڃان بہ گهٽ ڪري ڇڏيندو. هاڻ اوهان جي لوڪيشن ڪٿي چار پنج سئو ميٽر جي ايريا ۾ هوندي. پر جڏهن بہ ننڍي سيٽلائيٽ جا سِگنل اوهان جو ريسيور کڻندو تہ هي اوهان کي بلڪل صحيح لوڪيشن ٻُڌاءِ ڇڏيندو.

2013ع کان پهريان هي بہ ايترو صحيح نہ هو ۽ هن ۾ 10 کان 13 ميٽر جو فرق اچڻ معمول هو. پر 2013 ۾ جي پي ايس بلاڪ 3 جي لانچ کانپوءِ سيٽلائيٽ جي تعداد وڌيڪ وڌائي وئي ۽ هاڻ هي فرق گهٽ ٿي ڪري ٽي کان پنج ميٽر رهجي ويو آهي. يعني جڏهن بہ اوهان جي پي ايس ريسيور سان پنهنجي لوڪيشن پتو ڪندا آهيون تہ ان ۾ ٽي کان پنج ميٽر جو فرق اچڻ معمول آهي ۽ هي ڪو ايترو وڏو فرق بہ نٿو پوي. ياد رکو آمريڪا جو ڊپارٽمينٽ آف ديفينس اڃان تائين 72 جي پي ايس سيٽلائيٽ خلاءَ ۾ موڪلي چڪو آهي جنهن مان 38 سيٽلائيٽ اڃان تائين هلندڙ آهن. (جي پي ايس ڪيئن ڪم ڪندو آهي ان کي هيٺيان تصوير ۾ سولائي سان سمجهي سگهجي ٿو). سيٽلائيٽ جي اهڙي طرح لوڪيشن ٻُڌائڻ ۾ اسان Trilateration چوندا آهيون. ان کي ڪجھ ائين سمجهو تہ جڏهن اوهان گوگل ميپ استعمال ڪندا آهيو تہ جڏهن اوهان پنهنجي لوڪيشن آن ڪندا آهيو تہ سڀ کان پهريان ميپ تي هڪ وڏو بلو رنگ جو نشان ايندو آهي. اصل ۾ ان وقت اوهان جو ريسيور هڪ سيٽلائيٽ جو سِگنل کڻندو آهي. اوهان ڏسندئو تہ وقت سان گڏوگڏ هي نشان ننڍو ٿيندو ويندو آهي ۽ بلڪل اوهان جي صحيح لوڪيشن تائين پهچي ويندو آهي. تہ هي هن وقت چار سيٽلائيٽ جا سگنل کڻي رهيو هوندو آهي. جڏهن بہ اوهان هڪ جڳھ کان ٻي جڳھ ڏانهن ويندئو تہ سيٽلائيٽ بہ بدلجندا رهندا ۽ اهيا ئي وجھ آهي تہ اسان جي موبائيل يا جي پي ايس ريسيور لوڪيشن کي آن رکڻ جي وجھ جي ڪري بيٽري الهائي خرچ ڪندو آهي. ڇو تہ هن کي لڳاتار ٻين سيٽلائيٽس جا سگنل کڻڻا پوندا آهن. 

جي پي ايس نہ خالي پنهنجي ٽين جڳٽ پتو ٿيندي آهي بلڪي ان سان اسان وقت بہ پتو ڪري سگهون ٿا. جي پي ايس سيٽلائيٽ اٽامڪ گهڙين تي لاڳاپيل هوندا آهن جيڪي ايتريون ڪارآمد آهن جو لکن سالن ۾ بہ ڪجھ ملي سيڪنڊ جو فرق ايندو آهي. اسان جي جي پي ايس ريسيور ۾ اٽامڪ گهڙيون ناهن هونديون ڇو تہ اٽامڪ گهڙين جو سائز هڪ تہ وڏو هوندو آهي ٻي ڳالھ تي جام مهانگيون هونديون آهن. جيئن تہ اسان جي ريسيورز ۾ ڪرسٽڪ ڪورٽز گهڙيون لڳل هونديون آهن جيڪي انهي سيٽلائيٽ کان سِگنل کڻي ڪري ان موجب پنهنجو وقت صحيح ڪري وٺنديون آهن ۽ هي وقت هر جڳھ ۽ ملڪ جو الڳ الڳ هوندو آهي. هن وقت جي حساب سان هي اسان کي ڪنهن جڳھ جو پنڌ بہ ٻُڌائيندا آهن. هن جي لاءِ هڪ سولو فارمولو،

Distance =  Velocity x Time

تہ جيڪڏهن اسان اهو پتو ڪرڻ چاهيون تہ اسان ڪيتري وقت ۾ ڪيتري رفتار سان هلون  تہ اسان ڪنهن جڳھ تي پهچي سگهون ٿا. فرض ڪيو آئون اهو پتو ڪرڻ ٿو چاهيان تہ آئون جيڪڏهن ڏهن منٽن ۾ ويھ ڪلو ميٽر جي رفتار سان هلان تہ آئون ڪيترو پنڌ ڪندس.

تہ هن جي لاءِ هن فارمولي جي مدد وٺون ٿا.

Distance = 20 km x 10 min

Distance =200 km

يعني آئون ايتري وقت ۾ ايتري رفتار ۾ هلان تہ ايترو پنڌ ڪري سگهندس. ۽ انهي حساب سان اسان وقت ۽ ويلوسٽي جو بہ پتو ڪري سگهون ٿا. اهيا ئي جي پي ايس ۾ طرف سڃاڻپ جي لاءِ استعمال ڪندا آهن. جڏهن اسان گاڏيءَ ۾ ويهي ڪري ڪنهن شيءِ جي لوڪيشن کي مارڪ ڪندا آهيون تہ سسٽم انهي مهل اسان کي ٻُڌائيندو آهي تہ اسان جيڪڏهن ايتري رفتار سان هلون تہ ايتري منٽ ۾ هن شهر ۽ ان جڳھ تائين پهچي سگهون ٿا. هتي ياد رکڻ واري ڳالھ هي آهي تہ اسان جو ريسيور يوني ڊائرڪشنل آهي يعني سِگنل کڻي ئي سگھي ٿو ۽ ڪنهن قسم جو سگنل سيٽلائيٽ  کي موڪلي نٿو سگهي جڏهن تہ هن جي ابتڙ ڪنٽرول سيگمنٽ سگنل موڪلي ۽ کڻي سگهي ٿو.

جي پي ايس سِگنلز جي ويولنگٽھ  (Wavelength)

۽ فريڪونسي (Frequency):

جي پي ايس سيٽلائيٽ اسان کي مائڪرو ويو (Microwave) سِگنل ٽرانسمٽ ڪندو آهي. 

مائڪرو ويو جي ويولنگتھ وڌيڪ جڏهن تہ فريڪونسي گهٽ ٿيندي آهي ۽ جي پي ايس مائڪرو ويو جي L-Bamd تي مشتمل هوندو آهي. هي سگنل پهريان پهريان صرف ٻن فريڪونسيز تي مشتمل هوندا هئا ۽ ان ٻن فريڪونسيز کي اسان L1 ۽ L2  چوندا هئا. L1 جي فريڪونسي 1576.4 MHz جڏهن تہ L2 جي فريڪونسي 1227.6 MHz هوندي هئي. L1 عام عوام لاءِ جڏهن تہ L2 ملٽري ۽ حساس ادارا استعمال ڪندا هئا. 

پر 2013 ۾ بلاڪ 3 کانپوءِ L1 ۽ L2 کي عام عوام جي استعمال جي لاءِ چونڊ ڪيو ويو جڏهن تہ ملٽري ۽ ڳجھا ادارا هڪ نئي فريڪونسي L5 تي بدلجي ويا. هن جي فريڪونسي MHz 1176.45 آهي. جي پي ايس جي فريڪونسي گهٽ ۽ ويولنگتھ وڌيڪ انهي ڪري هوندي آهي ڇو تہ اسان کي خبر آهي تہ ويولنگتھ واريون ويوز سولائي سان ايٽم اسفيئر، موسمي تھ کان گذري سگهن ٿيون. هن سولائي سان مينهن، دز ۽ ماڪ وغيرھ مان نڪري سگهن ٿيون ۽ انهي طرح وقت تي ريسيور تائين پهچي سگهن ٿيون. اهيا ئي وجھ آهي تہ جي پي ايس ان موسم ۾ بہ چوويھ ڪلاڪ ڪم ڪري سگهي ٿو. 

جي پي ايس سيٽلائيٽ جا سِگنل ٽن طريقن جا هوندا آهن. هڪ ملٽري ۽ ڳجهن ادارن جي لاءِ هڪ عام عوام جي لاءِ جڏهن تہ هڪ ٻنهي طرح جي عوام لاءِ. سولين سِگنل C/A ڪوڊ چئورائيندا آهن جنهن جو مطلب Civilian Access يا Coarse Accquistion  آهي جڏهن تہ ملٽري ڪوڊ P-Code چئورائيندو آهي يعني Precise Code. سولين ڪوڊ ٻئي فريڪونسيز  L1 ۽ L2 تي لاڳاپيل هوندا آهن جڏهن تہ ملٽري ڪوڊ انهن سڀني تي لاڳاپيل هئڻ سان گڏوگڏ L5 فريڪونسي تي بہ لاڳاپيل هوندو آهي. سولين ڪوڊ ڪجھ سيڪنڊن تائين ئي رهندو آهي ۽ پوءِ هي ٽُٽي ويندو آهي ۽ هن جي جڳھ نوان ڪوڊ وٺي ڇڏيندو آهي جڏهن تہ ملٽري يا P ڪوڊ ايترو طاقتور هوندو آهي جو هي لڳاتار هڪ جڳھ 267 ڏينهن تائين ٽُٽندو ناهي ۽ ان کي ٽوڙڻو پوندو آهي. ان جي وجھ هي آهي تہ هي دشمن ملڪ جي آرمي يا ادارن کي غلط معلومات يا پوزيشن ٻُڌائڻي هوندي آهي يعني جيڪڏهن انهن ڪنهن ٽينڪ جي لوڪيشن نوٽ ڪري ڇڏي آهي تہ هو انهن کي تيستائين اتي ئي ان کي ان جي لوڪيشن خبر پوندي جستائين هو پاڻ ان جا سگنل نہ ٽوڙيندا نہ وري جڳھ جا سگنل شامل نہ ڪندا. انهي شيءِ کي اسان اينٽي اسپوفنگ (Anti-spoofing) چوندا آهيون. ۽ اهيو عمل پندرهن کان پنجيتاليھ سيڪنڊن تائين جوڙيل هوندو آهي.

انکان سواءِ هڪ ٽيو سگنل هوندو آهي جنهن کي نيويگيشن پيغام يا (Navigation Message) چوندا آهن. هي ميسيج يا سگنل سڀني يوزر گڏيل ڪنٽرول سيگمنٽ جي لاءِ هوندو آهي. ان جو مقصد اصل ۾ هي ٻُڌائڻو هوندو آهي تہ سيٽلائيٽ هن وقت خلاءَ ۾ هن جڳه تي موجود آهي. هن جي ايڪس، وائي ۽ زي لوڪيشن هي آهي ۽ هن جي ٽيڪنيڪل حالت صحيح آهي يا نہ. تہ اسان هن ميسيج کي ايترو ئي تصور ڪري سگهون ٿا تہ اسان جو سيٽلائٽ چئي رهيو آهي تہ ”هيلو منهنجا دوستو!! مان هن وقت ٻاويھ هزار ڪلوميٽر جي مٿاڇري تي پاڪستان جي مٿان گذري رهيو آهيان ۽ مان بلڪل ٺيڪ حالت ۾ آهيان، مونکي اڪيلو رهڻ ڏيو!!!