|
ระบบหาพิกัดบนพื้นโลก
GPS (Global Positioning System)
|
จีพีเอส (GPS) เป็นระบบหาพิกัดบนพื้นโลกโดยการอ้างอิงจากดาวเทียมที่มีความแม่นยำสูงสามารถใช้หาพิกัดใดๆ
บนพื้นโลก ได้ ทุกเวลา ทุกสภาพอากาศ ซึ่งในปัจจุบันเทคโนโลยีที่เริ่มเข้ามาบทบาทในชีวิตประจำวันมากขึ้น
มีการนำไปใช้ในกิจกรรมต่างๆ มากมาย เช่น การช่วยวางแผนเดินทางด้วยแผนที่(โดยรถยนต์)
ระบบติดตามตำแหน่งบนพื้นผิวโลก เป็นต้น เนคเทคได้เล็งเห็นความสำคัญจึงให้มีการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีพื้นฐานของจีพีเอส
(Core technology) ซึ่งมุ่งเน้นในการพัฒนาออกแบบวงจรรวมพื้นฐานที่ใช้ในระบบจีพีเอส
ทั้งในรูปแบบทรัพย์สินทางปัญญา (Intellectual Property) หรือ IP core และการทำเป็นชิปในขั้นสุดท้ายด้วย
|
รูปการคำนวณพิกัดหาได้จาก
ระยะเวลาการเดินทางของคลื่นจากดาวเทียมสู่เครื่องรับ |
ลักษณะการทำงานระบบ
GPS
ลักษณะทั่วไปของระบบจีพีเอสประกอบด้วยส่วนประกอบที่สำคัญ 3 ส่วน ได้แก่
1.
ส่วนอวกาศ ประกอบด้วยดาวเทียมทั้งหมด 24 ดวง โดยดาวเทียมจำนวน 21
ดวง จะใช้ในการบอกค่าพิกัด ส่วนที่เหลือ 3 ดวง จะสำรองเอาไว้ ดาวเทียมทั้ง
24 ดวงนี้จะมีวงโคจรอยู่ 6 วงโคจรด้วยกัน โดยแบ่งจำนวนดาวเทียมวงโคจรละ
4 ดวง และมีรัศมีวงโคจรสูงจากพื้นโลกประมาณ 20,200 กิโลเมตร (12,600
ไมล์) วงโคจรทั้ง 6 จะเอียงทำมุมกับเส้นศูนย์สูตร (Equator) เป็นมุม
55 องศา
2. สถานีควบคุม ประกอบด้วย 5 สถานีย่อย ทำหน้าที่คอยติดต่อสื่อสาร
(Tracking) กับดาวเทียม ทำการคำนวณผล (Computation) เพื่อบอกตำแหน่งของดาวเทียมแต่ละดวง
และส่งข้อมูลที่ได้ไปยังดาวเทียมอยู่ตลอดเวลา ทำให้ข้อมูลที่ได้เป็นข้อมูลที่ทันสมัยอยู่เสมอ
3. ผู้ใช้ ประกอบด้วย 2 ส่วนใหญ่ๆ คือ ส่วนที่ใช้งานด้านพลเรือน
(Civilian) และส่วนที่ใช้งานทางการทหาร (Military) ในส่วนของผู้ใช้จะมีหน้าที่พัฒนาเครื่องรับสัญญาณ
(Receiver) ให้ทันสมัยและสะดวกแก่การใช้งาน สามารถที่จะใช้ได้ทุกแห่งในโลก
และให้ค่าที่มีความถูกต้องสูง
|
รูปต้นแบบภาคสนามเครื่องรับสัญญาณจีพีเอสเวอร์ชั่น 1.0 |
วัตถุประสงค์ของโครงการ
- เพื่อพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีจีพีเอส
(โดยใช้ชิปที่มีอยู่แล้วก่อนในระยะแรก) สำหรับใช้ในเรือประมงและเส้นทางการเดินทางของรถยนต์
- เพื่อพัฒนา
IP core เป็นการพัฒนาการออกแบบชิปจีพีเอส โดยใช้ภาษาฮาร์ดแวร์ระดับสูง
(VHDL) และทดสอบการโดยนำไปทำงานบนชิปมาตรฐานที่โปรแกรมเองจากผู้ใช้ได้
- เพื่อพัฒนาชิปจีพีเอส
เป็นการออกแบบระดับล่างสุดของชิปซึ่งสามารถนำไปเจือสารกับโรงงานต้นแบบต่างๆ
ได้เช่น ในโครงการศูนย์วิจัยพัฒนาไมโครอิเล็กทรอนิกส์ของเนคเทค เป็นต้น
เครื่องรับสัญญาณจีพีเอส
(GPS Receiver)
ทำหน้าที่รับสัญญาณจากดาวเทียมแล้วนำสัญญาณดังกล่าวมาประมวลผลเพื่อหาพิกัดปัจจุบัน
ซึ่งภายในเครื่องรับสัญญาณจีพีเอส ประกอบไปด้วยอุปกรณ์หลักๆ ดังนี้
- ภาค
RF ทำหน้าที่รับสัญญาณอนาลอกจากดาวเทียมจีพีเอส ผ่านกระบวนการแปลงสัญญาณไปเป็นสัญญาณดิจิตอล
เพื่อส่งไปประมวลผลในภาค
- ภาค
Baseband ทำหน้าที่ประมวลผลสัญญาณที่รับมาจากภาค RF เพื่อที่จะนำข้อมูลต่างๆ
ไปคำนวณหาค่าพิกัดตำแหน่งต่อไป
- ส่วน
Microprocessor ทำหน้าที่ติดต่อกับภาค Baseband เพื่อประมวลผลหาพิกัดตำแหน่ง
และติดต่อกับอุปกรณ์ภายนอก เช่น คอมพิวเตอร์ เป็นต้น
การนำไปใช้งาน
- ระบบนี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้งานได้มากมาย
อาทิเช่น
- ระบบนำร่อง
(Navigation System)
- ระบบติดตามยานพาหนะ
(Automatic Vehicle Location)
- การสำรวจพื้นที่
(Survey)
- การทำแผนที่
(Mapping)
แนวทางการพัฒนาในระยะต่อไป
จะทำการพัฒนาให้ขนาดบอร์ดของเครื่องรับสัญญาณจีพีเอสให้มีขนาดเล็กลงและสามารถนำไปใช้งานในที่ต่างๆ
ได้สะดวกยิ่งขึ้น
|
หรือ