জিপিএস (GPS) কীভাবে কাজ করে? কৃত্রিম উপগ্রহভিত্তিক অবস্থান নির্ণয় ব্যবস্থা

জিপিএস (GPS) বা গ্লোবাল পজিশনিং সিস্টেম (Global Positioning System) হলো একটি অত্যাধুনিক প্রযুক্তি যা আমাদের পৃথিবীর যেকোনো স্থানের অবস্থান নির্ভুলভাবে জানতে সাহায্য করে। এটি মূলত একটি কৃত্রিম উপগ্রহভিত্তিক অবস্থান নির্ণয় ব্যবস্থা, যা মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র সরকার দ্বারা পরিচালিত হয়। এই ব্যবস্থার মূল কাজ হলো পৃথিবীর যেকোনো প্রান্তে থাকা ব্যবহারকারীর অবস্থান, গতি এবং সময় সম্পর্কে তথ্য সরবরাহ করা। জিপিএস (GPS) কীভাবে কাজ করে তা বুঝতে হলে এর উপগ্রহ, গ্রাউন্ড স্টেশন এবং ব্যবহারকারীর রিসিভার – এই তিনটি প্রধান অংশ সম্পর্কে ধারণা থাকা জরুরি।

জিপিএস (GPS) ব্যবস্থার মূল উপাদান

জিপিএস (GPS) ব্যবস্থার প্রধান তিনটি অংশ হলো:

• মহাকাশ অংশ (Space Segment): এটি মূলত জিপিএস উপগ্রহের সমষ্টি। প্রায় ২০,২০০ কিলোমিটার উচ্চতায় পৃথিবী প্রদক্ষিণরত প্রায় ৩০টি উপগ্রহ নিয়ে এই অংশটি গঠিত। প্রতিটি উপগ্রহ অত্যন্ত নির্ভুল পারমাণবিক ঘড়ি ব্যবহার করে এবং নিরন্তর পৃথিবীর দিকে সংকেত প্রেরণ করে। এই সংকেতের মধ্যে উপগ্রহটির নিজস্ব অবস্থান এবং সময় সম্পর্কিত তথ্য থাকে।
• নিয়ন্ত্রণ অংশ (Control Segment): এটি পৃথিবীর বুকে অবস্থিত বিভিন্ন গ্রাউন্ড স্টেশন নিয়ে গঠিত। এই স্টেশনগুলো উপগ্রহগুলোর গতিপথ পর্যবেক্ষণ করে, সেগুলোর সময় নির্ভুল রাখে এবং প্রয়োজনে উপগ্রহগুলোতে আপডেট তথ্য পাঠায়।
• ব্যবহারকারী অংশ (User Segment): এটি হলো জিপিএস রিসিভার, যা স্মার্টফোন, জিপিএস ডিভাইস বা গাড়ির নেভিগেশন সিস্টেমে থাকতে পারে। এই রিসিভারগুলো মহাকাশে থাকা উপগ্রহগুলো থেকে আসা সংকেত গ্রহণ করে।

জিপিএস (GPS) কীভাবে অবস্থান নির্ণয় করে

জিপিএস (GPS) কীভাবে কাজ করে তার মূল নীতি হলো ট্রাইলেটারেশন (Trilateration)। ব্যবহারকারীর জিপিএস রিসিভার অন্তত চারটি উপগ্রহ থেকে সংকেত গ্রহণ করে। প্রতিটি উপগ্রহ থেকে সংকেত আসতে কত সময় লাগল, তা রিসিভার অত্যন্ত নির্ভুলভাবে পরিমাপ করতে পারে। যেহেতু সংকেতের গতি আলোর গতির সমান (যা স্থির), তাই এই সময় পরিমাপের মাধ্যমে প্রতিটি উপগ্রহ থেকে রিসিভারের দূরত্ব নির্ণয় করা সম্ভব হয়।

ধরা যাক, একটি উপগ্রহ থেকে রিসিভারের দূরত্ব ‘ক’ কিলোমিটার। এর মানে হলো, রিসিভারটি ওই উপগ্রহকে কেন্দ্র করে ‘ক’ কিলোমিটার ব্যাসার্ধের একটি গোলকের উপর অবস্থিত। যদি রিসিভার দুটি উপগ্রহ থেকে দূরত্ব জানতে পারে, তবে দুটি গোলকের ছেদবিন্দু একটি রেখা তৈরি করবে। তিনটি উপগ্রহের দূরত্ব জানা থাকলে, তিনটি গোলকের ছেদবিন্দু দুটি সম্ভাব্য বিন্দু তৈরি করে। চতুর্থ উপগ্রহের দূরত্ব জানা গেলে, এই দুটি বিন্দুর মধ্যে সঠিক অবস্থানটি নির্ণয় করা সম্ভব হয়। এই চারটি উপগ্রহের তথ্যের মাধ্যমেই ব্যবহারকারীর অক্ষাংশ, দ্রাঘিমাংশ এবং সমুদ্রপৃষ্ঠ থেকে উচ্চতা নির্ভুলভাবে নির্ণয় করা হয়।

গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হলো, জিপিএস (GPS) ব্যবহার করে নিজের অবস্থান জানতে ইন্টারনেটের প্রয়োজন হয় না। উপগ্রহ থেকে আসা সংকেতই যথেষ্ট। তবে, ম্যাপ বা রাস্তাঘাট দেখার জন্য এবং রিয়েল-টাইম ট্র্যাফিক তথ্য পাওয়ার জন্য ইন্টারনেট সংযোগের প্রয়োজন হতে পারে।

জিপিএস (GPS) এর ব্যবহার

জিপিএস (GPS) প্রযুক্তির ব্যবহার অত্যন্ত ব্যাপক:

• নেভিগেশন: গাড়ি, বিমান, জাহাজ এবং ব্যক্তিগতভাবে হাঁটাচলার সময় পথ নির্দেশনার জন্য এটি অপরিহার্য।
• পরিবহন ও লজিস্টিকস: পণ্যবাহী গাড়ি বা ডেলিভারি ভ্যানগুলোর গতিপথ পর্যবেক্ষণ এবং সময়মতো গন্তব্যে পৌঁছানো নিশ্চিত করতে ব্যবহৃত হয়।
• সামরিক ও প্রতিরক্ষা: সামরিক অভিযান, ক্ষেপণাস্ত্র নিক্ষেপ এবং সৈন্যদের অবস্থান জানতে এটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।
• কৃষি: নির্ভুলভাবে সার প্রয়োগ, বীজ বপন এবং ফসল কাটার জন্য আধুনিক কৃষিতে জিপিএস (GPS) ব্যবহৃত হয়।
• জরুরী পরিষেবা: অ্যাম্বুলেন্স, ফায়ার সার্ভিস এবং পুলিশ তাদের অবস্থান জানতে এবং দ্রুত ঘটনাস্থলে পৌঁছাতে জিপিএস (GPS) ব্যবহার করে।
• ভৌগোলিক জরিপ: ভূমি জরিপ এবং মানচিত্র তৈরির কাজেও জিপিএস (GPS) নির্ভুল তথ্য প্রদান করে।

জিপিএস (GPS) এবং অন্যান্য অবস্থান নির্ণয় ব্যবস্থা

জিপিএস (GPS) ছাড়াও বিশ্বে আরও কিছু কৃত্রিম উপগ্রহভিত্তিক অবস্থান নির্ণয় ব্যবস্থা রয়েছে, যেমন:

অনেক আধুনিক জিপিএস (GPS) রিসিভার একই সাথে একাধিক সিস্টেমের সংকেত গ্রহণ করতে পারে, যা অবস্থান নির্ণয়ের নির্ভুলতা এবং নির্ভরযোগ্যতা আরও বাড়িয়ে তোলে।

সাধারণ জিজ্ঞাসা

জিপিএস (GPS) এর পূর্ণরূপ কি?
জিপিএস (GPS) এর পূর্ণরূপ হলো গ্লোবাল পজিশনিং সিস্টেম (Global Positioning System)।

জিপিএস (GPS) এর জন্য কি ইন্টারনেট লাগে?
নিজের অবস্থান জানতে জিপিএস (GPS) এর জন্য ইন্টারনেট লাগে না, তবে ম্যাপ লোড করতে বা রিয়েল-টাইম তথ্য পেতে ইন্টারনেট প্রয়োজন।

কতগুলো উপগ্রহের মাধ্যমে জিপিএস (GPS) অবস্থান নির্ণয় করে?
অবস্থান নির্ভুলভাবে নির্ণয় করার জন্য জিপিএস (GPS) রিসিভারকে অন্তত চারটি উপগ্রহ থেকে সংকেত গ্রহণ করতে হয়।

জিপিএস (GPS) কে পরিচালনা করে?
জিপিএস (GPS) ব্যবস্থাটি মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র সরকার দ্বারা পরিচালিত হয়।