GPS

1. GPS מוחמד אבו פודה

2. כל הזכויות שמורות מהדורת ניסוי-לא למכירה למשרד החינוך והתרבות

3. כל הזכויות שמורות מהדורת ניסוי-לא למכירה למשרד החינוך והתרבות

4. "טכנולוגיות תקשורת" - כלל האמצעים (מכשירים, שיטות) המאפשרים לאדם להעביר מידע"  כל הזכויות שמורות מהדורת ניסוי-לא למכירה למשרד החינוך והתרבות

5. מה זה GPS ? מערכת ה-GPSהנקראת פרוייקט NAVSTAR הוקמה על ידי משרד ההגנה האמריקאי, בהשקעה של כ 10 מיליארד דולר על מנת לספק פתרון עולמי כולל לניווט בים, באוויר וביבשה ולענות בכך על צרכי יחידות צבא ארה"ב הפרושות ברחבי העולם.המערכת כוללת 24 לווינים (21 פעילים ו 3 חלופיים), הנעים בשישה מסלולים בגובה 20,000 ק"מ ומסיימים הקפה מלאה כל 12 שעות. הלוויינים משדרים נתוני ניווט רציפים הנקלטים בעולם כולו ונשלטים ומנוהלים מתחנות בקרה הפרושות במספר מקומות בעולם. כל הזכויות שמורות מהדורת ניסוי-לא למכירה למשרד החינוך והתרבות

6. חישוב מיקום הלוויינים משדרים באופן רציף את מיקומם העדכני בחלל ונתוני זמן המופקים משעונים אטומיים. מקלט GPS מחשב את הטווח לכל לווין ע"י מציאת הזמן המדויק, מרגע שידור ההודעה מהלווין ועד לקליטתה ע"י המכשיר. הפרש הזמן מתורגם לטווח, ע"י הכפלתו במהירות השידור.על ידי חישוב טווחים ל 4 לוויינים, מוצא המכשיר את קואורדינטות המיקום המדויק על פני כדור הארץ ואת הגובה מעל פני הים. מיקום זה נקרא מיקום תלת ממדי (3D) .כאשר הגובה מוזן ידנית יחושב מיקום דו ממדי (2D) בעזרת 3 לוויינים. כל הזכויות שמורות מהדורת ניסוי-לא למכירה למשרד החינוך והתרבות

7. שימוש GPS • למי שמטייל ברכב או ברגל באזורים אותם הוא לא מכיר. • למי שמשייט בים הפתוח, או מטיס מטוסים אשר לא מצוידים ב-GPS. • למי שצריך למצוא מיקום עצמי בתנאי מזג אויר קשים. • למי שרוצה לשמור בזיכרון נ.צ. של מקומות מועדפים. • למי שרוצה לדעת מיקום וכיוון מדויקים בזמן חירום. • לאנשי מקצוע שצריכים עזרה במציאת המיקום המדויק. כל הזכויות שמורות מהדורת ניסוי-לא למכירה למשרד החינוך והתרבות

8. הלכתם לאיבוד ?... GPS - טכנולוגיה חדשה לניווט חישבו על נהג מונית, שצריך להביא נוסע בדרך המהירה ביותר לרחוב דובנוב 5 בתל-אביב, והנהג- מה לעשות, נמצא ברחוב זבוטינסקי 66. מישהו בכלל יודע איפה זה רחוב דובנוב? הדרך היחידה היא לפתוח מפה, או לשאול דרך המוקד. מה עושה הנהג במקרה זה? הוא פותח את מכשיר הניווט (מכשיר (GPSׂ שלו, רושם כי הוא רוצה להגיע לרחוב דובנוב 5, והמערכת מנווטת את המסלול המהיר ביותר או הקצר ביותר וכל זאת בסיוע קולי עד להגעתו למקום היעד הנדרש. כל הזכויות שמורות מהדורת ניסוי-לא למכירה למשרד החינוך והתרבות

9. GPS (Global Positioning- System) • מערכת מיקום עולמית(, היא מערכת המנווטת באמצעות 24 לווינים הנעים בגובה של 20,000 ק"מ מעל כדור הארץ. לווינים אלה משדרים אות (גלי רדיו), וכך כל מי שיש לו מכשיר ניווט יכול לקבוע את קו האורך, את קו הרוחב ואת קו הגובה שבו הוא נמצא בכל רגע נתון. כל הזכויות שמורות מהדורת ניסוי-לא למכירה למשרד החינוך והתרבות

10. השליטה על המיקום ועל תנועת הלווינים בחלל מתבצעת באמצעות תחנות קרקע. תחנות הקרקע מבקרות ומעדכנות את מסלולי התנועה של הלווינים בהתאם למידע המשודר מהלווינים על מקום הימצאם בכל רגע ורגע. לווין מכשיר ניווט תחנת קרקע כל הזכויות שמורות מהדורת ניסוי-לא למכירה למשרד החינוך והתרבות

11. שאלה מס. 1 "לבעיה טכנולוגית יש מספר פתרונות". א. תארו את הבעיה המתוארת בכתבה ...................................................................................... ב. ציינו את הפתרונות השונים לבעיה ......................................................................................................................................................................................................... א. הבעיה : כיצד לנווט ליעד לא ידוע ב. פתרונות: מפה הנחיות מהמוקד שימוש במכשיר GPS כל הזכויות שמורות מהדורת ניסוי-לא למכירה למשרד החינוך והתרבות

12. שאלה מס. 2 א. מיקום גיאוגרפי של מכשיר הניווט סמנו את התשובה הנכונהאיזה מידע מוצג במכשיר הניווט ? • מיקום גיאוגרפי של מכשיר הניווט • מיקום הלווין בחלל • מרחק הלווין מכדור הארץ • מסלול אל היעד • מרחק הלווין ממכשיר הניווט נמקו את בחירתכם על פי הכתוב בטקסט. ................................................................................................. קואורדינטות המיקום המדויק על פני כדור הארץ ואת הגובה מעל פני הים.

13. שאלה מס. 3 לפניכם 4 אפשרויות . סמנו את האפשרות המתארת תת מערכות שמהן מורכבת מערכת ה GPS ? • אנטנה, משדר, מקלט • לווינים, תחנות קרקע, מכשיר ניווט • מפענח אותות, מפות, לווינים • לווינים, תחנות קרקע, אנטנה • העתיקו את השורה בטקסט המוכיחה את בחירתכם ב. לווינים, תחנות קרקע, מכשיר ניווט ב. לווינים, תחנות קרקע, מכשיר ניווט כל הזכויות שמורות מהדורת ניסוי-לא למכירה למשרד החינוך והתרבות

14. שאלה מס. 3 א. קליטה עיבוד מידע הצגת מידע לפניכם סדר הפעולות המתבצע במכשיר הניווט. • סמנו את התשובה הנכונה. • א. קליטה עיבוד מידע הצגת מידע ב. שידור עיבוד מידע הצגת מידעג. עיבוד מידע קליטה הצגת מידעד. עיבוד מידע הצגת מידע שידור מידע • נמקו את בחירתכם על פי הכתוב בטקסט. .................................................................................................................................................................................................. קליטה24 לווינים המשייטים במסלולים שונים בגובה של 20,000 קילומטר מעל כדור הארץ ומשדרים גלי רדיו במהירות האור..... עיבוד מידע על ידי חישוב טווחים....הצגת מידע לקבל הדרכה להגעה לכל יעד אחר כל הזכויות שמורות מהדורת ניסוי-לא למכירה למשרד החינוך והתרבות

15. שאלה מס. 4 סמנו את התשובה הנכונה אות השידור נע לכיוון כדור הארץ :א. במהירות האור ב. במהירות הקול ג. במהירות משתנה בהתאם למרחק הלווין מכדור הארץד. במהירות בהתאם להספק הלווין נמקו תשובתכם? ........................................................................................................................... כל הזכויות שמורות מהדורת ניסוי-לא למכירה למשרד החינוך והתרבות

16. שאלה מס. 5 • סמנו ב X "נכון" או "לא נכון" ונמקו קביעתכם בעמודה המתאימה.

17. שאלה מס. 6 לווין הניווט משדר באמצעות גלי רדיו קוד ידוע מראש המדווח על מיקומו ועל זמן השידור המדויק. מכשיר הניווט שבידי המשתמש קולט את הקוד, מודד את הזמן שבין שידור האותות ועד לקליטתם ומחשב את המרחק מהלווין. בהנחה שהזמן שנמדד מרגע השידור לרגע הקליטה הוא 0.062 שניות. מה המרחק בין הלווין למכשיר הניווט ? 8,200 ק"מ 300,000 ק"מ 20,800 ק"מ 18,600 ק"מ מרחק = מהירות * זמן מרחק = 300,000 * 0.062 מרחק = 18,600 ק"מ פרטו את דרך החישוב.

18. שאלה מס. 7 חישוב המרחק בין לווין אחד למכשיר הניווט מאפשר לדעת שמכשיר הניווט יכול להימצא בכל נקודה על פני כדור שרדיוסו הוא המרחק בין הלווין למכשיר הניווט השימוש ב- 24 לווינים מחושב כך שבכל רגע נתון ובכל מקום לפחות 4 לווינים יהיו מעל האופק. על ידי הצלבת מידע מ- 4 לווינים ניתן לקבל את המיקום הנוכחי של מכשיר הניווט. א. הסבירו מדוע מידע שנקלט מ- 2 לווינים בלבד אינו מאפשר לחשב את המיקום ............................................................................................................. המידע שנקלט מ- 2 לווינים מציג יותר מנקודת הצלבה אחת

19. ב. תארו בתרשים המעגלים ונקודות ההצלבה המתקבלות כתוצאה מחישוב המרחק בין 3 לווינים (היעזרו התרשים המופיע בכתבה) Three spheres are necessary to find position in two dimensions, four are needed in three dimensions.

21. כל הזכויות שמורות מהדורת ניסוי-לא למכירה למשרד החינוך והתרבות

22. מושגים נפוצים הקשורים ל –GPS קואורדינאטות (COORDINATE)שתי סדרות של מספרים המציינות קווי אורך ורוחב ומתארות מיקום על פני כדור הארץ. מספרים אלו יכולים לציין מעלות, דקות, שניות כמו ברשת הגיאוגרפית או ברשתות UTM וישראל הציון הוא מרחק במטרים מקו המשווה. • נקודת ציון (נ.צ.) - (WAYPOINT, LANDMARK (LMKמיקום המאוחסן בזיכרון מערכת ניווט שלמה, נ.צ. אפשר לאגור ע"י שמירת המיקום הנוכחי או ע"י יצירת נ.צ. חדשה מתוך מפה. • מערכת ניווט הכוללת מקלט GPS מאפשרת לאגור נ.צ. תחת שם או מספר הנוחים לזיהוי מאוחר יותר. • מסלול (ROUTE)לכל מסלול נקודת התחלה וסוף ולעתים נקודות ביניים. כל מקטע במסלול (הקו הישר העובר בין שתי נקודות) נקרא LEG. תכנון נכון של הניווט יהיה לפרק את המסלול למקטעים רבים במקומות שקשה לנווט בהם ולהיפך. חשוב לציין נקודות מפתח כגון צמתים, נקודות תצפית ומנוחה כחלק מהמסלול.בחלק ממערכות הניווט אפשר להפעיל את הניווט המתוכנן לאחור (BACKTRACK). • כיוון תנועה (HEADING)כיוון התנועה שלנו נמדד ביחס לקרקע ולא על פי הכיוון אליו פונה המכשיר. כיוון זה נתון במעלות בין 0 ל- 360 מהצפון עם כיוון השעון (כמו במצפן). • אזימוט (BEARING)כאשר רוצים להגיע לנ.צ. מסוימת צריך לדעת את הכיוון ליעד.מערכת ניווט הכוללת מקלט GPS מספקת כיוון מנקודת המיקום הנוכחית, אל היעד. כיוון זה נמדד ביחס לצפון והוא נקרא אזימוט ליעד או תכווין.

23. גלים אלקטרומגנטיים

24. הנחיות בשלב טרום כתיבת התשובה – חשיבה על התשובה • בִּדקו לגבי כל שאלה: האם התשובה כתובה בטקסט? • אם התשובה כתובה בטקסט – חפשו היכן היא כתובה. • אם התשובה איננה כתובה בטקסט – בדקו מה נדרש מכם בשאלה: כל הזכויות שמורות מהדורת ניסוי-לא למכירה למשרד החינוך והתרבות

25. מה נדרש מכם בשאלה: • האם להסיק מסקנות ממה שכתוב בטקסט? • האם לפרש את הכתוב? • האם לבקר את הכתוב? • האם להציע דברים נוספים מעבר לכתוב? וכו'. • האם להסתמך על ידע קודם ? כל הזכויות שמורות מהדורת ניסוי-לא למכירה למשרד החינוך והתרבות

26. ביבליוגרפיה • לקריאה נוספת:אתר הבית של קבוצת מחקר בנושא ניווט לווייני באוניברסיטת דרום וואלאס, סידני אוסטרליה.http://www.gmat.unsw.edu.au/snap/snap.htm • הסבר מפורט על מערכת ה-gpsוקישורים לדפי הסבר על מיפוי וניווט בכלל. www.colorado.edu/geography/gcraft/notes/gps/gps_f.html • מי שרוצה לגשת ישר למקורות, יכול לפנות לאתר הבית של הגוף הרשמי של ממשלת ארה"ב המנהל את מערכת ה-gps THE INTERAGENCY GPS EXECUTIVE BOARD (IGEB).http://www.igeb.govניתן למצוא שם את ההצהרות הרשמיות של ממשלת ארה"ב לגבי מדיניות השימוש ומטרות המערכת, יחד עם מפרטים טכניים מייגעים למדי. • על שידורי גלי ודיו, ספקטרום תדרים וחיישנים תוכלו לראות בתערוכות "מה הקשר", "בית על מאדים" ו"חישה וחיישנים" שבמוזיאון המדע על שם בלומפילד ירושלים ובאתר המוזיאון http://www.mada.org.il כל הזכויות שמורות מהדורת ניסוי-לא למכירה למשרד החינוך והתרבות