درس 1: مقدمه ای بر تاریخچه مسیریابی، تعریف طول و عرض جغرافیایی، تشخیص موقعیت

[هادی ناصح 18,854]

مقدمه ای بر تاریخچه مسیریابی

از هزاران سال پیش، انسان سفر می کرد و برای اینکه بتواند سفر کند لازم داشت، جهت ها را بشناسد. در اوایل کار ابتدایی ترین راه یعنی استفاده از اجرام آسمانی را انتخاب کرد. خورشید و ستارگان. در نیمکره شمالی ستاره قطبی راهنمای خوبی برای پیدا کردن جهات بود و در نیمکره جنوبی ستارگان صلیب. اما اشکال عمده استفاده از اجرام آسمانی در دسترس نبودن همیشگی آنها بود. به عنوان مثال در روزهای بارانی که ممکن است کوتاه هم نباشد به طور کلی استفاده از خورشید و یا ستاره قطبی ممکن نیست.

 

 

 

 

 

 

 

[هادی ناصح 18,854]

بعدها انسان با شناخت خواص مغناطیسی زمین و استفاده از آهن ربا توانست یک جهت یاب دائمی و مطمئن ابداع کند. قطب نما در واقع یک آهن ربای ساده است که متناسب با راستای قطب های زمین جهت گیری می کند. به این ترتیب با ورود قطب نما به زندگی انسان، مسافرت به امری ساده تر و ایمن تر از قبل تبدیل شد.

 

 

 

 

 

 

 

 

اما قطب نما هم ضعف های زیادی داشت. به طور مثال قطب نما فقط جهت را به استفاده کنندگان نشان میداد و تعیین مسیر با آن ممکن نبود. به عنوان مثال در صورتی که کسی قصد مسافرت بین دو شهر را داشت تنها می توانست جهت حرکت کلی را تعیین کند در حالی که این جهت به راحتی با قرار گرفتن در مقابل یک کوه و یا دره تغییر می کرد. مسافر باید کوه و یا دره را دور میزد و همین باعث میشد جهت اصلی تغییر کند و مشکلات زیادی برای تعیین جهت دوباره ایجاد گردد.

سالها بعد بشر به فکر یافتن راه حلی برای شناخت موقعیت خود و پیرو آن تشخیص مسیر درست افتاد. در واقع راه حال عاقلانه تری بود که مسیر را به صورت مجموعه ای از نقاط در نظر بگیرد و راه خود را از بین این نقاط انتخاب کند. به همین دلیل بحث طول و عرض جغرافیایی مطرح شد.

[هادی ناصح 18,854]

تعریف طول و عرض جغرافیایی

برای تشخیص موقعیت بر روی سطح زمین، زمین را به صورت قطاع های فرضی تقسیم بندی می کنند. قطاع هایی که از قطب ها کشیده می شوند و به هم میرسند، طول جغرافیایی را می سازند و قطاع هایی که عمود بر این خط ها و موازی استوا کشیده می شوند، عرض جغرافیایی.

به صورت قراردادی زمین را در راستای قطبین به 360 قطاع تقسیم می کنند که هر قطاع را یک درجه می خوانند. هر درجه خود به 60 قسمت دیگر تقسیم می شود که به هر قسمت یک دقیقه گفته می شود و به همین ترتیب هر دقیقه خود به 60 ثانیه تقسیم می شود. جهت تقریب ذهن؛ فاصله بین هر دو قطاع در بیشترین فاصله کمی بیشتر از 100 کیلومتر و فاصله هر دو دقیقه هم حدود 1.5 کیلومتر و در نهایت فاصله بین هر ثانیه حدود 30 متر می باشد.

 

 

 

 

 

 

 

باز هم به صورت قرارداری مبدا تقسیمات را نقطه ای در کشور انگلستان انتخاب کرده اند که بر اساس این قرارداد زمین به دو بخش شرقی و غربی تقسیم شده است. تمام قطاع های سمت راست مبدا را به صورت شرقی یا E و تمام نقاط سمت چپ را غربی یا W می گویند. به این ترتیب قطاع ها تا 180 درجه در هر سمت امتداد پیدا می کند. به عنوان مثال کشور ایران بر اساس این تعریف در حد فاصل قطاع های 44 درجه شرقی تا 63 درجه شرقی قرار دارد.

تمام تعریف های بالا برای قطاع های طولی زمین نیز صادق است. با این تفاوت که قطاع های طولی به جای 180 درجه تا 90 درجه تعریف شده اند. بخش های شمالی استوا را شمالی یا N تعریف و بخش های جنوبی را جنوبی یا S می گویند. به عنوان مثال ایران مابین قطاع های 25 درجه شمالی تا 39 درجه شمالی قرار دارد.

[هادی ناصح 18,854]

تشخیص موقعیت بر اساس تعاریف طول و عرض جغرافیایی

تشخیص موقعیت بر اساس تعاریف طول و عرض گفته شده مدت ها ذهن دانشمندان را درگیر خود کرده بود. تشخیص عرض جغرافیایی کار پیچیده ای نبود. با ابزارهای تقریبا ساده ای میشد زاویه ستاره قطبی را محاسبه کرد و همان زاویه، عرض جغرافیایی را به دست میداد. اما طول جغرافیایی صدها سال معمای غیرقابل حلی شده بود تا بالاخره یک ساعت ساز انگلیسی موفق به یافتن راه حلی ابتکاری شد. به این ترتیب که ساعتی دقیق را در مبدا حرکت مثلا انگلستان تنظیم می کرد و با محاسبه تفاوت زمان محلی با ساعت تنظیم شده توانست طول جغرافیایی محل را محاسبه کند.

به هر شکل انسان هزاران سال با این مشکلات دست و پنجه نرم کرد و مسیر خود را در میان دریاها و کوه ها و صحراها مشخص می کرد تا بالاخره دانش بشر توانست ابزاری بسیار ارزشمند را در اختیار انسان قرار دهد. ابزاری به نام gps