ગ્લોબલ પોઝિશનિંગ સિસ્ટમ (GPS) : ભૂમિ, સમુદ્ર કે હવામાં સ્થિર કે ગતિમાન બિંદુના ત્રિ-પરિમાણીય સ્થાન (અક્ષાંશ, રેખાંશ અને ઊંચાઈ), ગતિ અને સમય ચોકસાઈપૂર્વક નિર્ધારિત કરવા માટે ઉપગ્રહ-આધારિત તંત્ર. અમેરિકાના સંરક્ષણ-વિભાગે ઉપગ્રહ દ્વારા સરળ અને ત્વરિત નૌનયન સેવા આપવા માટે આ તંત્ર વિશે 1970ના દાયકામાં કાર્ય શરૂ કર્યું હતું, જે 1993માં સંપૂર્ણ રીતે કાર્યાન્વિત બનાવવામાં આવ્યું છે. આ તંત્રનું પૂરું નામ NAVSTAR Global Positioning System (GPS) છે. સમગ્ર તંત્રના મુખ્ય ત્રણ ભાગ છે : (1) અંતરિક્ષતંત્ર, (2) ભૂમિ-સ્થિત નિયંત્રણતંત્ર અને (3) ઉપયોગકર્તા(user)-તંત્ર.
અંતરિક્ષતંત્રમાં 18 સક્રિય અને વધારાના 3 ઉપગ્રહો એમ કુલ 21 ઉપગ્રહો જુદી જુદી સમરૂપ ભ્રમણકક્ષામાં રાખવામાં આવ્યા છે. દરેક ઉપગ્રહની ભ્રમણકક્ષાની ઊંચાઈ 20,000 કિમી., નમનકોણ વિષુવવૃત્ત સાથે 55° અને ભ્રમણકાળ 12 કલાક છે. દરેક ઉપગ્રહમાં જરૂરી ઉપ-તંત્રો ઉપરાંત એક અણુ-ઘડિયાળ, કમ્પ્યૂટર, છદ્મ સંકેત તંત્ર, સ્મૃતિ તંત્ર અને ટ્રાન્સમીટર રાખવામાં આવ્યાં છે. દરેક ઉપગ્રહ નિરંતર બે જુદી જુદી આવૃત્તિ (L1 = 1575.42 મૅગાહર્ટ્ઝ અને L2 = 1227.6 મેગાહટર્ઝ)ના રેડિયો-તરંગો પર અણુઘડિયાળ સાથે સમકાલિક છદ્મ સંકેતો, ઉપગ્રહનું તત્કાલીન ત્રિપરિમાણીય સ્થાન અને સમય પ્રસારિત કરે છે. L1 આવૃત્તિ પર બિન-લશ્કરી અને લશ્કરી એમ બંને નિર્ધારણ સંકેતોનું પ્રસારણ કરવામાં આવે છે. બિન-લશ્કરી સંકેતો (C/A)ની આવૃત્તિ 1.023 મેગાહર્ટ્ઝ અને લશ્કરી ઉપયોગ માટે વધારે ચોક્કસ સ્થાન નિર્ધારણ સંકેત Precise Positioning Service PPS) આવૃત્તિ 10.23 મેગાહર્ટ્ઝ રાખવામાં આવેલી છે. PPS સંકેતોનો ફક્ત અમેરિકાના સંરક્ષણતંત્ર અને તેની સાથે સંકળાયેલાં મિત્ર-રાજ્યો જ ઉપયોગ કરી શકે તેવી વ્યવસ્થા છે, જ્યારે C/A સંકેતોનો સાર્વજનિક રીતે બધા જ ઉપયોગ કરી શકે છે.
ભૂમિ-સ્થિત નિયંત્રણતંત્રમાં એકબીજાંથી ઘણાં દૂર આવેલાં અમેરિકાનાં ચાર મૉનિટર ભૂમિ-મથકો અને એક મુખ્ય નિયામક ભૂમિ-મથક છે. દરેક મૉનિટર ભૂમિ-મથકમાં ઉપગ્રહના રેડિયોતરંગ ગ્રહણ કરવાનાં સાધનો, અણુ-ઘડિયાળ અને કમ્પ્યૂટર રાખવામાં આવેલાં છે. આ મૉનિટર ભૂમિ-મથકો, ઉપગ્રહનાં બંને આવૃત્તિના રેડિયોતરંગો ગ્રહણ કરે છે તથા એની દ્વારા જે તે ઉપગ્રહનું ચોક્કસ તત્કાલીન સ્થાન તથા ભૂમિ અને ઉપગ્રહની અણુ-ઘડિયાળના સમય વચ્ચેનો તફાવત નક્કી કરે છે. આ બંને માહિતી મુખ્ય નિયામક ભૂમિ-મથક દ્વારા જે તે ઉપગ્રહના ટેપરેકર્ડરમાં દર 12 કલાકે એક વખત સ્મૃતિબદ્ધ કરવામાં આવે છે. આ રીતે દરેક ઉપગ્રહના સ્થાન તથા સમયમાં જરૂરી સુધારો થતો રહે છે.
દરેક ઉપયોગકર્તા ખાસ પ્રકારના GPS રેડિયો-રિસીવરનો ઉપયોગ કરીને ઉપગ્રહ દ્વારા પ્રસારિત થતા બંને આવૃત્તિના રેડિયો-તરંગો ગ્રહણ કરે છે તથા એ માહિતીની મદદથી રિસીવર સાથે સંલગ્ન કમ્પ્યૂટરમાંથી પોતાનાં ત્રિપરિમાણીય સ્થાન,ગતિ તથા ચોક્કસ સમય નક્કી કરી શકે છે. અત્યારે ઉપલબ્ધ થતાં GPS રેડિયો-રિસીવર-પૉકેટ કૅલ્ક્યુલેટર જેવાં નાના કદનાં અને બૅટરી વડે કાર્ય કરી શકે તેવાં હોય છે. વળી, એ રિસીવર ખાસ કોઈ તાલીમ વગર સહેલાઈથી વાપરી શકાય તેવાં હોય છે. ઉપગ્રહ-આધારિત આ નૌનયન-પદ્ધતિ ભૂમિ પરનાં વાહનો, સમુદ્રનાં જહાજો અને વિમાનો માટે ખૂબ ઉપયોગી સેવા પૂરી પાડે છે. આ ઉપરાંત, આ સેવા ભૂમિ તથા સમુદ્રના સર્વેક્ષણ, દૂર-સંવેદન-પદ્ધતિના વિવિધ ઉપયોગોમાં અને ભૌગોલિક માહિતી માટે પણ એટલી જ ઉપયોગી છે. અમેરિકાના કૅલિફૉર્નિયા રાજ્યના સાન ઍન્ડ્રીસ પર્વતોના સ્તરભંગવાળા (fault) વિસ્તારોમાં ભૂસ્તરીય વિચલન વિશે GPS પદ્ધતિ દ્વારા માહિતી મેળવવામાં આવે છે. ભવિષ્યમાં આ માહિતી દ્વારા કદાચ ધરતીકંપની આગાહી કરવાનું શક્ય બનશે.
GPS પદ્ધતિ દ્વારા અત્યારે નીચે જણાવ્યા સુધીની ચોકસાઈ મેળવી શકાય છે :
સ્થાન – 100–150 મીટર
ગતિ – 1 મીટર/સેકંડ
સમય – સેકંડના દસ લાખમા ભાગ કરતાં વધારે
આ ઉપરાંત, કોઈ પણ સ્થાનની 10 મીટર સુધીની સાપેક્ષ ચોકસાઈ મેળવવી પણ શક્ય છે; તે માટે અત્યંત ચોકસાઈપૂર્વક જેનું સ્થાન નિર્ધારિત કર્યું હોય તેવા ભૂમિ-મથકનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી હોય છે.
GPS તંત્રનો વિશિષ્ટ લાભ એ છે કે દરેક ઋતુમાં ચોવીસે કલાક તેનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. આ તંત્રમાં ઉપયોગકર્તા નિષ્ક્રિય અને શાંત રહે છે. અર્થાત્ પોતાનું સ્થાન જાણવા માટે તેને પરંપરાગત પદ્ધતિ પ્રમાણે કોઈ રેડિયો-સંકેત પ્રસારિત કરવાની જરૂર પડતી નથી. આ ર્દષ્ટિએ સંરક્ષણતંત્ર માટે GPS તંત્ર વિશિષ્ટ મહત્વ ધરાવે છે. 1990ના ખાડીયુદ્ધમાં આ તંત્રનો સફળતાપૂર્વક ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.
પ્રફુલ્લ દ. ભાવસાર
પરંતપ પાઠક