پشرفته ناوبری

دوره پ یشرفته ناوبر ی )کار با GPS ) کمیته آموزش اسفند 1399دوره پ یشرفته ناوبری )کار با GPS) کمیته آموزش 2 نویسندگان و گردآورندگان نخستین طرح درس مکتوب کارآموزی GPS در سال 1389 به همت اعضای کارگروه ناوبری فدارسیون کوهنوردی گردآوری و نوشته شد. گردآورندگان و نویسندگان نسخه سال 1389 آقایان حمیدرضا شفقی، محمدحسین )محسن( عسگری، م حمد آرام نصرت پور و خانم زهره عبداله خانی با گذشت چند سال و پیشرفت سریع فناوریهای مرتبط با ناوبری و تولید دستگاههای نوین، برخی از مدرسین محترم کارگروه ناوبری فدراسیون کوهنوردی تصمیم به بازنویسی کامل این طرح درس گرفتند و پس از تکمیل تیم بازنویسی، کار به طور رسمی از مهر 1399 آغاز شد. با توجه به شرایط خاص این سال، تقریبا تمامی جلسات به صورت آنالین و به شکل منظم هفتگی انجام شد و در طی مدت ویرایش، حدود 23 جلسه هفتگی با حضور متوسط 6 نفر به مدت هر جلسه 1.5 ساعت و پس از آن 7 جلسه بازبینی تخصصی مطلب با مدت زمان متوسط هر جلسه 3 س اعت انجام شد که جمعا حدود 350 نفر ساعت جلسه برای این طرح درس زمان گذاشته شد و صد البته مدت زمانی که هر یک از عزیزان صرف تهیه بخشهای مربوط به خود کردند چندین برابر این عدد بودهاست. طرح درس حال حاضر، نتیجه این تال ش چند ماهه و کار گروهی فوق میباشد. در جدول زیر، اعضای این تیم را به تفکیک فصولی که در آن فعالیت کردهاند مالحظه میکنید. گردآورندگان و نوی سندگان نسخه کنونی مدیر تیم تحقیق و گردآوری محمدحسین )محسن( عسگری ویراستار فنی، یکسان سازی مطالب و مقدمات حسام الدین عباسی کوشک مهدی فصل اول – تاریخچه، مدارهای ماهوارهها، نحوه محاسبه موقعیت و سیستمهای ناوبری GNSS امیرحسین نوری بد فصل اول - خطاها و سیستمهای تصحیح خطا زهره عبداله خانی فصل دوم - سیستمهای تصویر، ژئوئید و بیضوی مبنا قاسم قادری، رضا طراحی فصل دوم – سیستمهای مختصات محمدحسین عسگری، علی مشکین فصل سوم - کار با منوهای دستگاه جاوید کاظم زاده عطوفی فصل چهارم - نرم افزار Basecamp علی خیرخواه دهکردی فصل چهارم - آموزش گوگل ارث و نرم افزارها قاسم قادری، محمدحسین عسگری فصل چهارم، طراحی مسیر داوود ناطقیان، محمدحسین عسگری فرهنگ اصطالحات فنی زهره عبداله خانیدوره پ یشرفته ناوبری )کار با GPS) کمیته آموزش 3 سپاسگزاری کارگروه ناوبری مراتب تشکر خود را از تمامی گردآورندگان و نویسندگان اعالم میدارد. در تهیه این نوشتار به طور ویژه از آقایان حسام الد ین عباسی، محمدحسین عسگری، جاوید کاظم زاده و داوود ناطقیان برای فصل اول، رضا طراحی، حسام الدین عباسی و محمدح سین عسگری برای فصل سوم و چهارم، آقای علی خیرخواه دهکردی برای فصل فرهنگ اصطالحات تخصصی تشکر و قدردانی میکنیم، باشد که بخشی از زحمات آنها را سپاس گوئیم )اسامی به ترتیب حروف الفبا ذکر شدهاست(. ضمنا این کارگروه بابت همراهی آقایان دکتر کاوه کاشفی، دکتر قاسم قادری، مهندس رضا طراحی، مهندس حمیدرضا شفقی و مهندس امین گرجی سپاسگزار است. دوره پ یشرفته ناوبری )کار با GPS) کمیته آموزش 4 فهرست مطالب نویسندگان و گردآورندگان 2............................................................................................. سپاسگزار ی 3................................................................................................................ مقدمه10....................................................................................................................... تقسیم بند ی مطالب از نظر ظاهر11........................................................................................ بخشهای ویژه مدر س ین 11............................................................................................... هشدارها و نکات مهم 11.................................................................................................. فصل :1 سامانههای موقعیتیاب ماهوارهای و نحوه عملکرد 12.............................................................. مقدمه13....................................................................................................................... ایده اولیه برای ساخت س یستم موقعیتیاب جهانی 13................................................................. تعاریف پایه 15................................................................................................................. ماهواره چیست؟ ........................................................................................................ 16 چگونه یک ماهواره در مدار خود باقی میماند ؟ ...................................................................... 16 مدارهای ماهواره17........................................................................................................ س یستمهای تعیین موقعیت ماهوارهای جهانی )GNSS )21................................................................. تاریخچه GNSS21.......................................................................................................... سامانههای تشکیل دهنده GNSS22...................................................................................... سامانه GPS23.............................................................................................................. بخش کنترل (SEGMENT CONTROL (35................................................................................ بخش کاربری (SEGMENT USER (..................................................................................... 36 سامانه GLONASS 37....................................................................................................... سامانه گالیله GALILEO 41................................................................................................ محاسبه موقعیت، زمان و سرعت 44......................................................................................... گیرنده GPS چگونه موقعیت ما را تعیین م یکند ؟ 44...................................................................دوره پ یشرفته ناوبری )کار با GPS) کمیته آموزش 5 محاسبه زمان و سرعت 48................................................................................................. سامانههای نجات مبتنی بر ماهواره 50................................................................................... منابع خطا در سامانههای ماهوارهای ناوبری جهانی (GNSS(53........................................................... مقدمه53.................................................................................................................... منابع خطا و نتایج آن 55.................................................................................................. س یستمهای تصحیح خطا ................................................................................................. 68 GNSSهای تفاضلی )DGNSS ).......................................................................................... 69 GNSSهای تفاضلی در محدوده گسترده )WADGNSS)70.............................................................. فصل :2 س یستمهای تصویر و س ی ستمهای مختصات77...................................................................... مقدمه78....................................................................................................................... س یستمهای تصویر 78........................................................................................................ انواع س یستمهای تصویر نقشه 79......................................................................................... س یستم تصویر استوانهای 80.............................................................................................. س یستم تصویر مرکاتور 81................................................................................................. س یستم تصویر مرکاتور معکوس (TM (82................................................................................ س یستم تصویر مرکاتور معکوس جهانی (UTM(82...................................................................... س یستم تصویر M.T.U در ایران85........................................................................................ سایر س ی ستمهای تصویر مورد استفاده در ایران ..................................................................... 86 س یستم مختصات جغرافیایی 88............................................................................................. تاریخچه س ی ستم مختصات جغرافیایی 88................................................................................ انواع روشهای نمایش س ی ستم مختصات جغرافیایی93................................................................ س یستم مختصات UTM ................................................................................................ 102 ساختار هر قاچ در س یستم مختصات UTM ........................................................................ 104 ساختار هر ناحیه در س ی ستم UTM ................................................................................. 105 موقعیتیابی با استفاده از مختصات UTM.......................................................................... 107دوره پ یشرفته ناوبری )کار با GPS) کمیته آموزش 6 نحوه بدست آوردن مختصات UTM نقطه از روی نقشه توپوگرافی .............................................. 108 س یستم مختصات UPS در عرضهای پایینی و باالیی زمین ...................................................... 112 مقدمهای بر مفاهیم ژئوئید و بیضوی مبنا............................................................................. 113 بیضوی مبنا و دیتوم.................................................................................................. 114 فصل :3 کار با منوهای دستگاه گیرنده GPS گارمین.................................................................... 118 مقدمه.................................................................................................................. 119 دکمه خاموش و روشن )Power ).................................................................................... 121 Satellite( صفحه ماهوارهها( ......................................................................................... 122 Map( صفحه نقشه( .................................................................................................. 125 Compass( صفحه قطبنما( ......................................................................................... 127 Altimeter( ارتفاع سنج( ............................................................................................. 129 Computer Trip( محاسبات سفر( ................................................................................... 131 مقایسه کادرهای اطالعاتی مربوط به ناوبری....................................................................... 135 Menu Main( منوی اصلی ( .......................................................................................... 136 Setup( صفحه تنظیمات( ............................................................................................ 136 To Where( دکمه Find در دستگاههای سری MAP )............................................................. 159 Waypoint Mark( دکمه Mark در دستگاههای سری MAP )..................................................... 159 Manager Waypoint( مد یریت نقاط( .............................................................................. 162 Planner Route( طراحی مسیر( ..................................................................................... 162 طراحی مسیر در دستگاههای قد یمی ............................................................................... 163 Manager Track( مد یریت ردپا( ..................................................................................... 164 Wirelessly Share( اشتراک گذاری بی س یم( ...................................................................... 165 Alarm Proximity( زنگ اعالم ورود به محدوده( ................................................................... 165 Moon and Sun( خورش ید و ماه( .................................................................................... 166 166 .............................................................................................................Geocacheدوره پ یشرفته ناوبری )کار با GPS) کمیته آموزش 7 Viewer Photo( مشاهده تصاویر( ................................................................................... 166 Change Profile( تغییر پروفایل( .................................................................................... 166 Calendar( تقویم( .................................................................................................... 166 Calculation Area( محاسبه مساحت( .............................................................................. 166 166 ........................................................................................................ Hunt and Fish Clock Alarm( ساعت زنگ دار( ...................................................................................... 167 Calculator( ماش ین حساب( ......................................................................................... 167 167 ............................................................................................... )کرنومتر )Stop Watch Go N’Sight( ببین و برو( ............................................................................................. 167 168 .....................................................................................................Man Over Board 168 ................................................................................................Waypoint Averaging 168 .........................................................................................................VIRB Remote 169 .................................................................................................. Garmin Adventure کالیبره کردن قطبنمای داخلی ..................................................................................... 169 کالیبره کردن حسگر فشارسنج داخلی ............................................................................. 170 فصل :4 آموزش نرم افزار BaseCamp و Earth Google و نرم افزارهای مرتبط ....................................... 171 مقدمه..................................................................................................................... 172 آموزش نرم افزار بیس کمپ ............................................................................................ 172 مقدمه.................................................................................................................. 172 آشنایی با صفحه نخست نرم افزار BaseCamp ..................................................................... 172 استفاده از نوار ابزارها ................................................................................................. 174 استفاده از منوهای نرم افزارBaseCamp : ........................................................................... 175 آشنایی با منوی in sign.............................................................................................. 181 به روز رسانی نرم افزار BaseCamp.................................................................................. 182 نقشهMap.............................................................................................................. 182دوره پ یشرفته ناوبری )کار با GPS) کمیته آموزش 8 نحوه نصب نقشه روی GPS .......................................................................................... 186 مشاهده نقشه و موقعیتها درون نرم افزار Earth Google ........................................................ 187 Waypointsیا نقاط ایستگاهی....................................................................................... 187 تغییر دادن مشخصات یک نقطه .................................................................................... 188 Routes یا مسیرها .................................................................................................... 189 Trackیا ردپا .......................................................................................................... 195 مشاهده اطالعات پی شرفته یک مسیر ردپا ......................................................................... 199 مد یریت کردن اطالعات .............................................................................................. 202 213 ...........................................................................................................Adventures آشنایی با نرم افزار Earth Google...................................................................................... 218 مقدمه.................................................................................................................. 218 انتقال اطالعات از دستگاه GPS به نرم افزار Earth Google ....................................................... 219 قسمتهای مختلف نرمافزار ......................................................................................... 222 225 ................................................................................................................. Layers 228 ............................................................................................................ Status Bar 228 .............................................................................................................Menu Bar طراحی مسیرهای کوهنوردی، طبیعت گردی و شهری با Earth Google و BaseCamp .......................... 252 مقدمه.................................................................................................................. 252 آموزش طراحی مسیر )طراح ی Tracks )برای انتقال به GPS ..................................................... 252 فراخوان و مشاهده فایل مسیر ذخیره شده در روی گوگل ارث .................................................. 264 طراحی مسیرهای کوهنوردی با استفاده از نقشه توپوگرافی ..................................................... 270 نرم افزارهای تخصصی، ویژه مدرس ................................................................................ 279 ساخت نقشههای سفارش ی )map Custom )........................................................................ 285 ارسال موقعیت فعلی توسط تلفن همراه............................................................................... 296 فرهنگ اصطالحات فنی .................................................................................................... 297دوره پ یشرفته ناوبری )کار با GPS) کمیته آموزش 9 منابع و ماخذ ................................................................................................................ 311 دوره پ یشرفته ناوبری )کار با GPS) کمیته آموزش 10 مقدمه یکی از موضوعاتی که همیشه ورزشهای مرتبط با کوهنوردی و طبیعتگردی با آن درگیر بوده، بحث ناوبری اشتباه و حوادث ناشی از آن است. این موضوع در سالهای اخیر، با توجه به افزایش چندین برابری عالقهمندان به این خانواده از ورزشها، تبدیل به یک اولویت مهم در آموزشهای مرتبط با کوهستان شدهاست. بخصوص اینکه در سالهای اخیر شاهد حوادث زیادی بودهایم که وقتی علت اصلی آنها را جویا میشویم، به یک علت میرسیم: خطای ناوبری. از حوادث منجر به فوتِ متعددی که در جبهههای مختلف قله دماوند و بخصوص جبهه شمال شرقی این قله به علت گم شدن رخ داده گرفته، تا حوادث بزرگ و تاثیر گذار در جامعه کوهنوردی مانند حادثه سال 1396 قله کول جنو اشترانکوه را میتوان به عنوان مثالهایی از این دست حوادث که علت اصلی وقوع آنها خطای ناوبری بوده یاد کرد و این موضوع، نیاز به یادگیری و گسترش دانش ناوبری را به ما گوشزد میکنند. در این طرح درس، سعی شدهاست موضوع ناوبری از تمام ز وایا مورد بحث قرار گیرد. این طرح درس به گونهای نو شته شده که همزمان نیاز طیف وسیعی از کارآموزان و عالقهمندان را پوشش دهد. از افرادی که به موضوعات علمی و جزئیات مباحث مرتبط با ناوبری عالقه دارند گرفته تا کارآموزانی که صرفا به دنبال یافتن یک منبع آموزشی خوب برای دستگاه GPSی که خریداری کردهاند هستند، مخاطب این طرح درس محسوب میشوند. در فصل نخست این جزوه، مقدمات کار و اصول اولیه کارِ سامانههای موقعیتیاب مورد بررسی قرار گرفتهاست. این فصل قطعا برای خوانندگانی که عالقه به مطالب علمی دارند، یک مرجع مطمئن و جذا ب محسوب میشود. در فصل دوم به معرفی سیستمهای مختصاتی مختلف و محاسبات مرتبط با آنها پرداخته شدهاست. برای شروع کار با دستگاه GPS، آشنایی با این سیستمهای مختصاتی از نخستین ضروریات محسوب میشود. در فصل سوم، به معرفی منوهای دستگاههای متداول و پر کاربرد در کوهنوردی پرداخته شدهاست. و در فصل چهارم، به معرفی نرم افزارهایی پرداخته شده که برای کار با GPS در کامپیوتر به کمک کاربر میآیند.