ผมอยากจะแบ่งปันความรู้พื้นฐานจองระบบ GPS ว่ามันทำงานอย่างไร เพื่อสมาชิกมือใหม่แบบผม จะไดัรู้ว่ามันทำงานอย่างไร ผมเองก็ขอออกตัวไว้ก่อนว่าไม่ได้เป็นผู้เชียวชาญที่ไหน เพิ่งซื้อ Samsung Omnia Lite มาได้ไม่นาน 2 เดือนเอง เลยต้องพยายามใช้มันให้คุ้ม พอมาเจอเรื่อง GPS เห็นว่าเป็นเรื่องใหญ่ เลยพยายามค้นคว้าทำความเข้าใจกับมันก่อน แล้วเพิ่งติดตั้ง Igo 8.3 ไปได้ 2 อาทิตย์ จะเห็นได้ว่ายังมือใหม่ป้ายแดงอยู่เลย ผู้อาวุโสท่านใด ถ้าเห็นว่าไม่ถูกต้องตรงไหนก็ขอความกรุณา แก้ไข แนะนำเสริมแต่งด้วยครับเรื่องน่ารู้เกียวกับ GPSจุดกำเนิดของ Technology ในโลกนี้ส่วนใหญ่จะเริ่มมาจากหน่วยงานทางความมั่นคงหรือทหารก่อนเสมอ ระบบการระบุตำแหน่งโดยใช้กลุ่มของดาว
เทียมนี้ก็เป็นเช่นเดียวกัน เริ่มจากความมั่นคงในสมัยสงครามเย็น หลายๆประเทศมหาอำนาจก็สร้างพัฒนาระบบของตัวเองกันขึ้นมาแข่งกัน ของ
ประเทศอเมริกาเริ่มในปี 1973 ใช้ชื่อว่า Global Positioning System (GPS) ของรัสเซียเริ่มในปี 1976 ใช้ชื่อว่า Global Navagation Sattelite
System (GLONASS) ของรัสเซียมีปัญหาหลังแยกประเทศ กำลังจะรื้อฟื้นระบบนี้ขึ้นมาใหม่ สหภาพยุโรปก็เริ่มในปี 20007 ใช้ชื่อว่า Galileo โดยคาด
ว่าจะเริ่มใช้ได้ในปี 2013 ของจีนก็ไม่ยอมแพ้ใครได้พัฒนามาแล้วถึง 2 ชุดๆแรกเริ่มใช้ในปี 2000 ชื่อว่า Beidou Navigation System ส่วนชุดที่ 2 ชื่อ
ว่า Compass หรือ Beidou 2 ซึ่งวางแผนว่าจะเริ่มใช้ได้ในเอเซียแปซิฟิกในปี 2012 แลจะครอบคลุมทั่วโลกในปี 2020 ญี่ปุ่นก็ได้พัฒนาระบบเล็กใช้
ในประเทศใช่ชื่อว่า Quasi-Zenith Satellite System คาดว่าจะสามารถให้บริการได้เต็มที่ในปี 2013 สุดท้ายประเทศอินเดียก็เริ่มพัฒนาในปี 2006 ชื่อ
ว่า Indian Regional Navigational Satellite System (IRNSS) คาดว่าจะสามารถให้บริการได้เต็มที่ในปี 2014
จะเห็นได้ว่ามีระบบการระบุตำแหน่งโดยใช้กลุ่มของดาวเทียม หลายระบบในโลกแต่คนไทยเรารู้จักแต่ GPS ก็เพราะว่า GPS เป็นระบบแรกๆที่ใช้กัน
คนไทยเลยเรียก GPS เป็นชื่อสามัญติดปากไปเลย เหมือนผงซักฟอกแฟ๊บ (คนรุุ่นเก่าเคยใช้) หรือ มาม่า
การทำงานของทุกระบบก็เหมือนๆกัน จะประกอบไปด้วยสถานีควบคุมภาคพื้นดิน และกลุ่มของดาวเทียมที่จะส่งสัญญาณวิทยุออกมาต่อเนื่องอย่าง
ตลอดเวลา การทำงานของระบบควบคุมก็อาศัยหลักง่ายๆ สถานีควบคุมภาคพื้นดินจะเป็นตัวอ้างอิงพิกัดให้ดาวเทียมแต่ละดวงที่เคลื่อนที่อยู่ตลอด
เวลาสามารถคำนวณตำแหน่งโคจรหรือพิกัดของตัวมันเองตลอดเวลาที่ตัวดาวเทียมเคลื่อนที่ไป การออกแบบว่ากลุ่มของดาวเทียมจะใช้ทั้วหมดกี่ดวง
นั้นขึ้นอยู่กับว่าขนาดของวงโคจรว่าอยู่สูงแค่ไหน แต่มีหลักอยู่ว่าทุกๆตำแหน่งบนพื้นผิวโลกต้องสามารถรับสัญญาณจากดาวเทียมพร้อมๆกันได้อย่าง
น้อย 3 ดวง
ดังนั้นถ้าใช้เครื่อง GPS รับสัญญาณจากดาวเทียมได้อย่างน้อย 3 ดวงพร้อมกัน เครื่อง GPS จะมีตัวรับสัญญาณและมีตัวแปลสัญญาณออกมา แล้วจะมี
chip ที่ออกแบบมาให้คำนวณหาระยะทางจากตัวของมันไปถึงดาวเทียมที่มันรับสัญญาณได้ และเมื่อรู้พิกัดของดาวเทียมที่รับสัญญาณได้ เครื่อง GPS
ก็คำนวณกลับเลยสามารถคำนวณหาพิกัดของตัวเองได้ มันก็อาศัยหลักตรีโกณสมัยเรียนมัธยมธรรมดาๆคือ ณ เวลาหนึ่งๆทุกอย่างอยู่กับที่ คือดาว
เทียมอย่างน้อย 3 ดวง กับตัว GPS ถ้าตัว GPS สามารถคำนวณระยะว่าตัว GPS อยู่ห่างจากดาวเทียมทั้ง 3 เป็นระยะทางเท่าไรโดยตัว GPS รู้ว่าดาว
เทียมแต่ละดวงอยู่ที่พิกัดเท่าไร(รู้จากสัญญาณที่ดาวเทียมแต่ละดวงส่งมาให้ตัว GPS) ตัว GPS ก็สามารถคำนวณตำแหน่งหรือพิกัดของตัวเองได้ ณ
เวลาเดียวกัน เมื่อเวลาเดินไปทุกๆส่วนก็เคลื่อนที่ไป พิกัดของตัว GPS ก็เปลี่ยนไปเช่นกัน ทำให้รู้ทิศทางที่ตัว GPS เคลื่อนที่ไป รู้ระยะทางที่เปลี่ยน
ไปตามเวลาที่เปลี่ยนไป จึงทำให้คำนวณความเร็วของตัว GPS (ก็คือตัวรถเรา) นี่เป็นระบบคร่าวๆที่อธิบายให้ดูง่ายๆ มีคู่มือ(Manual)ทั้งฉบับภาษา
ไทยและภาษาอังกฤษ ของบางยี่ห้อ ในหน้าที่อธิบายความชัดความแรงของสัญญาณจากดาวเทียม เมื่อตัว GPS รับสัญญาณไม่ได้ชัดเจนทำนองว่า
รับสัญญาณได้เพียง 2 มิติ และเมื่อตัว GPS รับได้ชัดเจนว่า รับสัญญาณได้ครบ 3 มิติ นั้นความเห็นของผมคิดว่าไม่ถูกต้องเท่าไรนักตามหลักการ
คำนวณที่ผมได้อธิบายไว้ข้างต้น ตัว Program ไม่ได้คำนวณตลอดเวลาแต่จะเว้นระยะเวลาในการคำนวณ ดังนั้นถ้าเราขับรถในทิศทางไม่เปลี่ยน
แปลงมากนัก และความเร็วค่อนข้างคงที่ Program ก็คำนวณบวกกับคาดเดาได้ง่าย แต่ในกรณีที่รถจอดอยู่กับที่แล้วขยับเลี้ยวไปหน้าหรือถอยหลัง
Program จะคำนวณลำบาก คาดเดาทิศทางของรถผิดพลาดเสมอ แต่ก็ไม่ใช่เรื่อง Serious หรือมีสาระสำคัญในการนำทาง เพราะหลังจากเราเคลื่อน
รถทำความเร็วขึ้น Program ก็จะแก้ไขตำแหน่ง ความเร็วและทิศทางได้อย่างแม่นยำขึ้นในทันที
ในเรื่องคมนาคม นอกจากเครื่อง GPS จะใช้นำทางอย่างที่เราใช้ๆกันอยู่นี้แล้ว ยังมีการนำไปใช้ในการตรวจตราการขนส่งสินค้าที่เรียกว่า Fleet Control
ไม่ว่าจะเป็นรถส่งสืนค้า หรือเรือขนส่ง วิธีการก็ใช้ระบบ GPS คล้ายๆกับที่ใช้นำทางนั่นแหละ กล่าวคือ ระบบนำทางที่เราใช้มีตัวรับสัญญาณ แลวมี
Program คำนวณแล้วแสดงตำแหน่งบนแผนที่ที่มีอยู่ในเครื่องให้เราดู แต่ Fleet Control นั้นจะแยกการแสดงตำแหน่งไปยังที่อื่นไม่ใช่ที่ รถหรือเรือที่
ติด GPS เช่นศูนย์ควบคุมที่สำนักงาน ดังนั้นระบบนี้จำเป็นต้องอาศัยการส่งสัญญาณจากรถหรือเรือ แล้วส่งข้อมูลตำแหน่ง ทิศทาง และความเร็ว ณ
เวลาหนึ่งๆส่งไปยังศูนย์ควบคุมโดยอาศัยช่่องสัญญาณวิทยุอีกทีหนึ่ง ทางศูนย์ก็ต้องมีตัวรับสัญญาณแล้วจะใช้ Program เป็นตัว Plot ตำแหน่งของ
รถหรือเรือ ให้ผู้ควบคุมได้เห็นว่าอยู่ทีไหน ถึงแม้จะมีการ Delay ของการประมวลผลและการรับการส่งทั้ง 2 ด้าน แต่ก็เพียงพอสำหรับการติดตามดูแล
ขบวนสินค้า จะเห็นได้ว่า Fleet Control ต้องอาศัยเครื่องส่ง รับสัญญาณวิทยุอีกทีหนึ่ง
ความละเอียดของข้อมูลที่ระบบนี้ให้นั้นค่อนข้างละเอียดมากๆซึ่งทางการทหารอเมริกาเขานำไปใช้กัน ทางรัฐบาลของอเมริกาเห็นว่าน่าจะมีประโยชน์
ต่อพลเรือนของประเทศตัวเองอยู่บ้างไหนๆก็ใช้งบประมาณในระบบนี้ไปมหาศาล ก็มีการเข้าระหัสสัญญาณบางส่วนเอาไว้ใช้เองสำหรับทางการของเขา
และให้พลเรือนทั่วไปใช้สัญญาณที่ให้ข้อมูลที่หยาบกว่า และนี่ก็เป็นจุดเริ่มต้นของการนำเอาระบบการระบุตำแหน่งโดยใช้กลุ่มของดาวเทียม GPS นี้
มาพัฒนาอย่างหลากหลาย และก็เป็นเหตุผลให้ประเทศมหาอำนาจก็หันมาสร้างระบบของตัวเองขึ้นมาบ้าง ทั้งเหตุผลทางทหาร และเหตุผลทางการค้า
เพราะสัญญาณจากระบบ GPS นี้อเมริกามีสิทธิ์ที่จะหยุดให้ใช้เมื่อไรก็ได้
อนาคตของ GPS ผมมองว่า ถ้าระบบของประเทศอื่นๆสามารถเปิดใช้ได้เต็มพิกัดเมื่อไหร่ อาจจะมีการแข่งขันสูงกว่าปัจจุบันที่ใช้แต่ระบบของอเมริกา
ระบบของประเทศอื่นอาจจะอนุญาตให้ภาคประชาชนได้ใช้ระบบที่ละเอียดกว่าของอเมริกาก็ได้
และในอนาคตไม่นานเกินรอ เมี่อสัญญาณ Internet แบบ Wifi หรือที่ดีกว่า ครอบคลุมไปทั่วทุกพื้นที่ ระบบ Fleet Control ก็จะสามารถดัดแปลงมา
เป็นการติดตามคนได้ ไม่ต้องใช้สัญญาณวิทยุแต่ใช้สัญญาณ Internet แทน แต่ว่าเรื่องนี้มีความละเอียดอ่อนเกี่ยวกับสิทธิส่วนบุคคล แต่ว่าอย่างน้อย
ก็มีประโยชน์ เช่น เราสามารถรู้ตำแหน่งของสมาชิกในบ้านว่ากำลังอยู่ที่ไหน (แต่อาจจะไม่ดีสำหรับพ่อบ้านบางคน)
นอกจากนั้นถ้ามีการพัฒนาระบบการระบุตำแหน่งโดยใช้กลุ่มของดาวเทียมอย่างจริงๆปราศจากความมุ่งหมายทางการทหาร อนาคตไม่กี่สิบปีข้างหน้า
มนุษย์เราอาจไม่จำเป็นต้องขับรถเองแบบในภาพยนต์ ถ้ารถทุกคันฝัง GPS Chip แล้วหน่วยงานจราจรของแต่ละประเทศมี Computer ประเภท Very
Mega Super Mainframe อะไรทำนองนี้มาจัดการจราจรให้รถทุกคัน ดังนั้นเวลาเราจะไปไหนก็เพียงแต่ระบุตำแหน่งที่ต้องการจะไป รถก็จะถูก
โปรแกรมให้วิ่งไป อาจจะไม่มีรถติดเลย ไม่จำเป็นต้องมีไฟจราจร สามารถเวลาที่ถึงจุดหมายได้แม่นยำและตามเวลาที่คำนวณไว้ก่อนได้
(คำแนะนำเสริมครับ ได้ความรู้มากครับมีประโยชน์สำหรับผู้ที่ต้องการศึกษาเกี่ยวกับข้อมูลของ GPS ตั้งแต่ยุคเริ่มต้น)
( เสริมนิดนึงนะครับ หากคัดลอกบทความจากท่านใด หรือจากที่ใดมาควรใ้ห้ เครดิต ของเขาด้วยครับ )
Navthai : ชุมชนผู้ใช้งาน GPS อันดับหนึ่งของไทย
