کا بنیادی اصولGPS نیویگیشن سسٹمایک معلوم پوزیشن اور صارف کے وصول کنندہ کے ساتھ سیٹلائٹ کے درمیان فاصلے کی پیمائش کرنا ہے، اور پھر وصول کنندہ کی مخصوص پوزیشن جاننے کے لیے متعدد سیٹلائٹ کے ڈیٹا کو مربوط کرنا ہے۔ اس کو حاصل کرنے کے لیے، سیٹلائٹ کی پوزیشن جہاز کی گھڑی کے ذریعے ریکارڈ کیے گئے وقت کے مطابق سیٹلائٹ کے فیمریس میں مل سکتی ہے۔ صارف سے سیٹلائٹ تک کا فاصلہ اس وقت کو ریکارڈ کرکے حاصل کیا جاتا ہے جب سیٹلائٹ سگنل صارف تک جاتا ہے، اور پھر اسے روشنی کی رفتار سے ضرب دیتا ہے (ماحول میں آئن اسپیئر کی مداخلت کی وجہ سے، یہ فاصلہ حقیقی نہیں ہے۔ صارف اور سیٹلائٹ کے درمیان فاصلہ، لیکن سیوڈو رینج (PR): جب GPS سیٹلائٹ عام طور پر کام کرتے ہیں، تو وہ 1 اور 0 بائنری علامتوں پر مشتمل سیوڈو رینڈم کوڈز (جسے سیوڈو کوڈ کہا جاتا ہے) کے ساتھ نیویگیشن پیغامات کی ترسیل جاری رکھیں گے۔ جی پی ایس سسٹمز کے ذریعے استعمال ہونے والے سیوڈو کوڈز کی دو قسمیں ہیں، یعنی: سول C/A کوڈ اور ملٹری P(Y) کوڈ C/A کوڈ فریکوئنسی 1.023MHz ہے، تکرار کی مدت ایک ملی سیکنڈ ہے، اور کوڈ کا وقفہ 1 مائیکرو سیکنڈ ہے۔ جو کہ 300m کے برابر ہے؛ P کوڈ کی فریکوئنسی 266.4 دن ہے، جو کہ 30m کے برابر ہے P کوڈ کی بنیاد پر حفاظتی کارکردگی بہتر ہے نیویگیشن پیغام میں سیٹلائٹ ایفیمیرس، کام کرنے کے حالات، گھڑی کی اصلاح، آئن اسفیرک تاخیر کی اصلاح، ماحول کی اضطراری اصلاح وغیرہ شامل ہیں۔ اسے سیٹلائٹ سگنل سے ڈیموڈیول کیا جاتا ہے اور 50b/s ماڈیولیشن کے ساتھ کیریئر فریکوئنسی پر منتقل کیا جاتا ہے۔ نیویگیشن پیغام کے ہر مرکزی فریم میں 5 ذیلی فریم ہوتے ہیں جن کی لمبائی 6 سیکنڈ ہوتی ہے۔ پہلے تین فریموں میں 10 الفاظ ہیں۔ ہر یہ ہر 30 سیکنڈ میں دہرایا جاتا ہے اور ہر گھنٹے میں اپ ڈیٹ ہوتا ہے۔ آخری دو فریموں میں کل 15000b ہے۔ نیویگیشن پیغام کے مشمولات میں بنیادی طور پر ٹیلی میٹری کوڈز، کنورژن کوڈز، اور پہلے، دوسرے اور تیسرے ڈیٹا بلاکس شامل ہیں، جن میں سب سے اہم ایفیمیرس ڈیٹا ہے۔ جب صارف کو نیویگیشن میسج موصول ہوتا ہے تو سیٹلائٹ کا وقت نکالیں اور سیٹلائٹ اور صارف کے درمیان فاصلہ جاننے کے لیے اس کا اپنی گھڑی سے موازنہ کریں، اور پھر نیویگیشن میسج میں سیٹلائٹ ایفیمریز ڈیٹا کا استعمال کریں تاکہ ٹرانسمیشن کرتے وقت سیٹلائٹ کی پوزیشن کا حساب لگائیں۔ پیغام WGS-84 جیوڈیٹک کوآرڈینیٹ سسٹم میں صارف کی پوزیشن اور رفتار معلوم کی جا سکتی ہے۔
یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ سیٹلائٹ حصہ کا کردارGPS نیویگیشن سسٹمنیویگیشن پیغامات کو مسلسل منتقل کرنا ہے۔ تاہم، چونکہ صارف کے رسیور کے ذریعے استعمال ہونے والی گھڑی اور سیٹلائٹ کی آن بورڈ گھڑی کو ہمیشہ ہم آہنگ نہیں کیا جا سکتا، اس لیے صارف کے سہ جہتی نقاط x، y، اور z، a Δt کے علاوہ، سیٹلائٹ اور وصول کنندہ کے درمیان وقت کا فرق ، ایک نامعلوم نمبر کے طور پر بھی متعارف کرایا گیا ہے۔ پھر ان 4 نامعلوم کو حل کرنے کے لیے 4 مساوات کا استعمال کریں۔ لہذا اگر آپ جاننا چاہتے ہیں کہ وصول کنندہ کہاں ہے، تو آپ کو کم از کم 4 سیٹلائٹ سگنلز حاصل کرنے کے قابل ہونا چاہیے۔
دیGPS وصول کنندہنینو سیکنڈ کی سطح تک درست وقت کی معلومات حاصل کر سکتا ہے جسے وقت کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اگلے چند مہینوں میں سیٹلائٹ کی تخمینی پوزیشن کی پیشن گوئی کے لیے پیشن گوئی پوزیشننگ کے لیے درکار سیٹلائٹ کوآرڈینیٹس کا حساب لگانے کے لیے براڈکاسٹ فیمریز، چند میٹر سے دسیوں میٹر کی درستگی کے ساتھ (سیٹیلائٹ سے مختلف، کسی بھی وقت تبدیل ہونا)؛ اورجی پی ایس سسٹممعلومات، جیسے سیٹلائٹ کی حیثیت۔
دیGPS وصول کنندہسیٹلائٹ سے ریسیور تک فاصلے حاصل کرنے کے لیے کوڈ کی پیمائش کر سکتے ہیں۔ چونکہ اس میں وصول کنندہ کی سیٹلائٹ گھڑی کی خرابی اور ماحول کے پھیلاؤ کی خرابی ہوتی ہے، اس لیے اسے سیوڈورینج کہا جاتا ہے۔ 0A کوڈ کے لیے ماپا جانے والا pseudorange UA کوڈ pseudorange کہلاتا ہے، اور درستگی تقریباً 20 میٹر ہے۔ P کوڈ کے لیے ماپا جانے والا pseudorange P code pseudorange کہلاتا ہے، اور درستگی تقریباً 2 میٹر ہے۔
دیGPS وصول کنندہموصولہ سیٹلائٹ سگنل کو ڈی کوڈ کرتا ہے یا کیریئر پر ماڈیول کردہ معلومات کو ہٹانے کے لیے دیگر تکنیکوں کا استعمال کرتا ہے، اور پھر کیریئر کو بحال کیا جا سکتا ہے۔ سخت الفاظ میں، کیریئر کے مرحلے کو کیریئر بیٹ فریکوئنسی مرحلہ کہا جانا چاہئے، جو ڈوپلر شفٹ سے متاثر موصولہ سیٹلائٹ سگنل کیریئر مرحلے اور وصول کنندہ کے مقامی دوغلے سے پیدا ہونے والے سگنل مرحلے کے درمیان فرق ہے۔ عام طور پر وصول کنندہ گھڑی کے ذریعہ طے شدہ اور سیٹلائٹ سگنل پر نظر رکھنے کے وقت کے وقت کی پیمائش، مرحلے کی تبدیلی کی قدر کو ریکارڈ کیا جاسکتا ہے، لیکن مشاہدے کے آغاز میں وصول کنندہ اور سیٹلائٹ آسکیلیٹر کے مرحلے کی ابتدائی قدر نامعلوم ہے۔ ابتدائی دور کا فیز انٹیجر بھی نامعلوم ہے، یعنی پورے ہفتے کے ابہام کو ڈیٹا پروسیسنگ میں ایک پیرامیٹر کے طور پر ہی حل کیا جا سکتا ہے۔ مرحلے کے مشاہدے کی قدر کی درستگی ملی میٹر جتنی زیادہ ہے، لیکن اس کی بنیاد پورے فریم کے ابہام کو حل کرنا ہے۔ لہٰذا، فیز آبزرویشن ویلیو صرف اس صورت میں استعمال کی جا سکتی ہے جب ایک رشتہ دار مشاہدہ اور مسلسل مشاہدے کی قدر ہو، اور پوزیشننگ کی درستگی جو میٹر کی سطح سے بہتر ہے صرف فیز مشاہدات کو استعمال کیا جا سکتا ہے۔
پوزیشننگ کے طریقہ کار کے مطابق، GPS پوزیشننگ کو سنگل پوائنٹ پوزیشننگ اور رشتہ دار پوزیشننگ (تفرقی پوزیشننگ) میں تقسیم کیا گیا ہے۔ سنگل پوائنٹ پوزیشننگ وصول کنندہ کے مشاہداتی ڈیٹا کی بنیاد پر وصول کنندہ کی پوزیشن کا تعین کرنے کا ایک طریقہ ہے۔ یہ صرف pseudorange مشاہدات کا استعمال کر سکتا ہے اور اسے گاڑیوں اور بحری جہازوں کی کھردری نیویگیشن اور پوزیشننگ کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ رشتہ دار پوزیشننگ (تفرقی پوزیشننگ) دو سے زیادہ ریسیورز کے مشاہداتی ڈیٹا کی بنیاد پر مشاہداتی پوائنٹس کے درمیان رشتہ دار پوزیشن کا تعین کرنے کا ایک طریقہ ہے۔ یہ یا تو سیوڈورینج مشاہدات یا مرحلے کے مشاہدات کا استعمال کرسکتا ہے۔ جیوڈیٹک یا انجینئرنگ پیمائش استعمال کی جانی چاہئے۔ متعلقہ پوزیشننگ کے لیے مرحلے کے مشاہدات کا استعمال کریں۔
GPS مشاہداتسیٹلائٹ اور ریسیور کی گھڑی کے فرق، ماحول کے پھیلاؤ میں تاخیر، کثیر راستے کے اثرات اور دیگر خرابیاں شامل ہیں۔ وہ پوزیشننگ کیلکولیشن کے دوران سیٹلائٹ براڈکاسٹ ایفیمیرس کی غلطیوں سے بھی متاثر ہوتے ہیں۔ زیادہ تر عام غلطیاں رشتہ دار پوزیشننگ کی وجہ سے ہوتی ہیں۔ منسوخی یا کمزور، تو پوزیشننگ کی درستگی بہت بہتر ہو جائے گی۔ دوہری تعدد رسیور دو تعدد کے مشاہدات کی بنیاد پر فضا میں آئن اسفیرک خرابی کے مرکزی حصے کو منسوخ کر سکتا ہے۔ )، دوہری فریکوئنسی ریسیورز استعمال کیے جائیں۔
