ศูนย์รวมความรู้

กระทรวงเทคโนโลยี
สารสนเทศและการสื่อสาร

รายละเอียดแนวทางการพัฒนากิจการอวกาศ
ของประเทศไทย
 


หน่วยงานในสังกัดกระทรวงไอซีที












<< เชื่อมโยงเว็บไซต์ >>

  หน้าหลัก \ แนะนำหนังสือ

    แนะนำหนังสือ

โดย สมภพ ภูริวิกรัยพงศ์
คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร 51 ถนนเชื่อมสัมพันธ์ เขตหนองจอก กรุงเทพ 10530
โทร 02-988-3655, 02-988-3666 โทรสาร 02-988-4040 E-mail: [email protected]


หนังสือ : Understanding GPS: Principles and Applications
ผู้แต่ง/บรรณาธิการ : 1. E. Kaplan (หนังสือรุ่นที่ 1, ปี 1996)
2. E. Kaplan และ C. Hegarty (หนังสือรุ่นที่ 2, ปี 2006)
สำนักพิมพ์/สถาบัน : Artech House
จำนวนหน้า : 700 หน้า
แหล่งสืบค้น 1) สำนักหอสมุดกลาง สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง
2) สำนักหอสมุดกลาง มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร
3) สำนักหอสมุดกลาง มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

ในระหว่างที่ศึกษาวิจัยเรื่องจีพีเอสที่ศูนย์อวกาศเซอร์เรย์ แห่งมหาวิทยาลัยเซอร์เรย์ อาจารย์ที่ปรึกษาได้กล่าวกับข้าพเจ้าว่า "มีคนจำนวนมาก กล่าวถึงหรือพูดถึงจีพีเอส (ซึ่งหนึ่งในนั้นก็น่าจะเป็นข้าพเจ้า)" และอาจารย์ที่ปรึกษาได้กล่าวต่อไปอีกว่า "แต่มีคนจำนวนไม่มากที่รู้ว่าจีพีเอสคืออะไร" ข้าพเจ้าก็ได้คิดอยู่ในใจว่า หนึ่งในนั้นก็ไม่น่าจะเป็นข้าพเจ้า !!! พอตั้งหลักได้ ข้าพเจ้าก็รีบเดินไปที่ศูนย์หนังสือของมหาวิทยาลัย และพบว่ามีหนังสือที่เกี่ยวกับจีพีเอสอยู่หนึ่งเล่ม ราคา 75 ปอนด์ (ปอนด์ละประมาณ 80 บาท เมื่อปี 2540) หนังสือเล่มดังกล่าวก็คือหนังสือที่ข้าพเจ้าจะแนะนำในจดหมายข่าวฉบับนี้ ในขณะนั้น ความรู้สึกหลังจากชำระเงินแล้ว (ประมาณ 6000 บาทไทย นับว่าเป็นตำราเล่มที่แพงที่สุดที่เคยซื้อ) สิ่งแรกที่คิดถึงมากที่สุดในขณะนั้นคือ ร้านถ่ายเอกสารในเมืองไทย !!!

ผู้แนะนำขอนำเสนอเนื้อหาของหนังสือทั้งสองรุ่นพร้อมๆกันแรก โดยรุ่นแรกพิมพ์เมื่อปี 1996 และ Kaplan ทำหน้าที่บรรณาธิการเดี่ยว สำหรับรุ่นที่สองพิมพ์เมื่อปี 2006 โดยมี Hegarty เป็นบรรณาธิการร่วมกับ Kaplan

ตามความเห็นส่วนตัวของผู้แนะนำ เนื้อหาของหนังสือทั้งสองรุ่น สามารถแยกออกได้เป็น 4 ส่วน ถึงแม้ว่าในบทท้ายๆของรุ่นที่สองจะมีเนื้อหาบางส่วนที่แตกต่างจากหนังสือรุ่นแรกก็ตาม

ส่วนที่หนึ่ง หลักการพื้นฐาน
โดยในส่วนแรก บทที่ 1 เป็นเนื้อหาที่เกี่ยวข้องกับการแนะนำระบบนำร่องจีพีเอส การปรับปรุงของจีพีเอสรุ่นใหม่ การกล่าวถึงกาลิเลโอ และระบบนำร่องอื่นๆที่ใช้ดาวเทียม จากนั้นพื้นฐานและหลักการการนำร่องโดยใช้ดาวเทียมได้ถูกอธิบายในบทที่ 2 (Fundamentals of Satellite Navigation) และเพื่อให้มีความสมบูรณ์ของเนื้อหาอยู่ในบทเดียวกัน เนื้อหาพื้นฐานของระบบพิกัดต่างๆที่จำเป็นต่อการอธิบายการนำร่อง รวมไปถึงพื้นฐานที่สำคัญด้านวงโคจรดาวเทียมได้ถูกบรรจุอยู่ในบทที่ 2 ด้วย สำหรับบทที่ 3 (GPS Segment System) เป็นการอธิบายส่วนประกอบของระบบนำร่องจีพีเอสว่าประกอบด้วย สถานีควบคุมภาคพื้นดิน ผู้ใช้ และส่วนที่อยู่ในอวกาศ ซึ่งก็คือดาวเทียมจีพีเองนั่นเอง โดยในบทนี้ ได้กล่าวถึงดาวเทียมจีพีเอสรุ่นต่างๆ โดยละเอียดว่ามีคุณสมบัติเด่นอย่างไร

ในส่วนแรกนี้จะมีสมการการคำนวณปรากฏอยู่พอสมควรในบทที่ 2 ซึ่งสมการดังกล่าว (ประมาณ 50 สมการ) ก็ล้วนแต่เป็นสมการพื้นฐานและมีความจำเป็นต่อการทำความเข้าใจในเรื่องการคำนวณหาตำแหน่งและความเร็วของผู้ที่มีเครื่องรับจีพีเอส ซึ่งถ้าผู้อ่านพอที่จะจำความรู้พื้นฐานทางคณิตศาสตร์ระดับมัธยมปลายได้ ก็น่าจะทำความเข้าใจได้ไม่ยาก

ส่วนที่สอง คุณลักษณะสัญญาณจีพีเอส การติดตามสัญญาณ และประสิทธิภาพของสัญญาณ
ในส่วนที่สอง บทที่ 4 (GPS Satellite Signal Characteristics) เป็นเนื้อหาด้านคุณสมบัติและคุณลักษณะทางไฟฟ้า รวมไปถึงโครงสร้างของสัญญาณจีพีเอส ซึ่งหนังสือทั้งสองรุ่นได้แนะนำและอธิบายถึงรหัสต่างๆ ของระบบนำร่องจีพีเอสทั้งที่เป็นรหัสเดิม และรหัสใหม่ที่ได้มีการเพิ่มเข้าไป (ปรากฏอยู่ในหนังสือรุ่นที่สอง) รวมไปถึงการปรับปรุงโครงสร้างสัญญาณจีพีเอสที่จะมีการนำมาใช้งานในอนาคตอันใกล้นี้ นอกจากนี้หนังสือรุ่นที่สองได้กล่าวถึงโครงสร้างของข้อมูลนำร่องบ้าง แต่มีไม่มากนัก

ความรู้พื้นฐานด้านคุณสมบัติและคุณลักษณะทางไฟฟ้า รวมไปถึงโครงสร้างของสัญญาณจีพีเอส จะเป็นประโยชน์ต่อการทำความเข้าใจในบทที่ 5 (Satellite Signal Acquisition,Tracking and Data Demodulation) ซึ่งถือได้ว่าเป็นบทที่มีเนื้อหาเข้าใจยากมากบทหนึ่ง เนื่องจากจีพีเอสใช้เทคนิคของระบบสื่อสารที่มีการมอดูเลตแบบ CDMA (code division multiple access) ซึ่งมีความซับซ้อนของเนื้อหาในตัวมันเองอยู่แล้ว ถ้าผู้อ่านท่านใดสามารถทำความเข้าใจในบทนี้ ก็น่าเป็นเรื่องที่ยินดีด้วยเพราะเป็นเรื่องที่ยากมาก

สำหรับเนื้อหาในบทที่ 6 (Interference, Multipath, and Scintillation) ได้กล่าวถึงผลกระทบของสัญญาณคลื่นวิทยุจากแหล่งอื่นๆ ที่ส่งผลกระทบและรบกวนต่อสัญญาณจีพีเอสและที่สำคัญโดยเฉพาะต่อฟังก์ชันการทำงานภายในของเครื่องรับจีพีเอส ผู้เขียนยังเสนอแนะแนวทางและเทคนิคการลดผลการรบกวนดังกล่าว สำหรับหนังสือรุ่นที่สองได้อธิบายเพิ่มอีก 2 ประเด็น ได้แก่ ผลกระทบของมัลติพาร์ท (การรบกวนที่เกิดจากคลื่นสัญญาณวิทยุที่สะท้อนจากวัตถุโดยรอบสายอากาศ) และผลของชั้นบรรยากาศที่มีต่อคุณภาพของสัญญาณจีพีเอส นอกจากนี้ ผู้เขียนได้นำเสนอถึงเทคนิคการลดผลดังกล่าวเช่นกัน

ผู้เขียนได้กล่าวถึงประสิทธิภาพของสัญญาณจีพีเอสในบทที่ 7 (Performance of Stand-Alone GPS) และได้อธิบายเพิ่มเติมถึงค่าความผิดพลาดในองค์ประกอบย่อยต่างๆ รวมไปถึงรูปพรรณสัณฐานของกลุ่มตำแหน่งดาวเทียมที่เลือกติดตามสัญญาณ (geometry of selected satellites) ซึ่งมีผลต่อความแม่นยำในการระบุตำแหน่ง



ส่วนที่สาม การประยุกต์ใช้จีพีเอส
ผู้เขียนได้นำเสนอหลักการ DGPS (Differential GPS) ซึ่งปรากฏอยู่ในบทที่ 8 เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการระบุตำแหน่งให้มีความแม่นยำมากขึ้น โดยมีทั้งเทคนิคการใช้ข้อมูลรหัส และ เทคนิคการใช้สัญญาณคลื่นพาห์ เพื่อประยุกต์ใช้งานด้านการสำรวจที่ต้องการความแม่นยำสูง และการประยุกต์ใช้ด้านการบิน เป็นต้น สำหรับหนังสือรุ่นที่สองได้เพิ่มการพิจารณาผลของเวลาที่มีผลต่อ DGPS นอกจากนี้ ในบทที่ 9 ยังได้นำเสนอการนำเครื่องรับจีพีเอสไปทำงานร่วมกับอุปกรณ์ตรวจวัดอื่นๆ เพื่อให้การระบุตำแหน่งมีความน่าเชื่อถือมากขึ้นและได้ผลลัพธ์อย่างต่อเนื่อง

ส่วนที่สี่ ระบบนำร่องอื่นๆ และ การประยุกต์ใช้งานระบบนำร่องในเชิงพาณิชย์
ในหนังสือรุ่นที่หนึ่ง ได้แนะนำระบบนำร่อง GLONASS ของรัสเซีย และ ดาวเทียมค้างฟ้า INMARSAT ที่ถูกใช้ในการส่งผ่านสัญญาณนำร่องที่ได้ถูกแก้ไขความผิดพลาด เพื่อใช้สำหรับด้านการบินโดยเฉพาะ

สำหรับหนังสือรุ่นที่สอง ได้แนะนำระบบนำร่องกาลิเลโอ โดยมีเนื้อหาปรากฏอยู่ในบทที่ 10 ซึ่งอธิบายไว้อย่างละเอียดไม่ว่าจะเป็นโครงสร้างของระบบ ย่านความถี่ที่จะใช้งาน ประเภทของการให้บริการ รวมไปถึงการใช้ข้อมูลร่วมกับจีพีเอส อาทิเช่น สัญญาณนำร่องร่วมที่ความถี่ L1 สำหรับกาลิเลโอ และจีพีเอส ที่จะมีการใช้งานในอนาคต รวมไปถึงการใช้ระบบพิกัดและฐานเวลาร่วมกัน เพื่อให้เครื่องรับของผู้ใช้ได้ทำงานอย่างเต็มประสิทธิภาพมากกว่าการรับสัญญาณจากระบบใดระบบหนึ่ง นอกจากนี้ ผู้เขียนยังได้กล่าวถึงข้อมูลล่าสุดของระบบนำร่อง GLONASS ของรัสเซีย รวมไปถึงแนะนำระบบนำร่องอื่นๆ อาทิเช่น BeiDou ของประเทศจีน QZSS ของประเทศญี่ปุ่น สำหรับบทส่งท้ายเป็นการกล่าวถึงการประยุกต์ใช้งานระบบนำร่องในเชิงพาณิชย์

จุดเด่นของหนังสือเล่มนี้
ถึงแม้ว่าหนังสือเล่มนี้เป็นหนังสือวิชาการโดยตรง แต่มีความเหมาะสำหรับผู้อ่านมือใหม่ที่ต้องการเรียนรู้ว่าจีพีเอสคืออะไร โดยเฉพาะบทที่ 2 ที่ได้อธิบายหลักการพื้นฐานการนำร่องโดยใช้ดาวเทียมโดยละเอียด พร้อมกับใช้สมการทางพีชคณิตร่วมในการอธิบาย ทำให้ได้ความเข้าใจมากยิ่งขึ้นว่า การคำนวณหาตำแหน่งของผู้ใช้ทำได้อย่างไร อีกทั้งรูปแบบสมการเดียวกันได้ถูกนำไปใช้ในการคำนวณหาความเร็วของผู้ใช้ได้ด้วย เพียงแต่เปลี่ยนข้อมูลการวัด เมื่อเทียบกับตำราเล่มอื่นๆ แล้ว ผู้แนะนำคิดว่าเนื้อหาที่นำเสนอในหนังสือเล่มนี้ดีที่สุด รวมไปถึง บทที่ 7 ที่ได้อธิบายค่าความผิดพลาดในองค์ประกอบย่อยต่างๆ ที่ส่งผลให้การวัดระยะระหว่างดาวเทียมและผู้ใช้ได้ชัดเจน อีกทั้งการเชื่อมโยงเรื่องของรูปพรรณสัณฐานของกลุ่มตำแหน่งดาวเทียมที่เราเลือกติดตามสัญญาณ ซึ่งมีผลต่อความแม่นยำในการระบุตำแหน่ง โดยในส่วนนี้ผู้คนทั่วไปมักไม่ทราบถึง นอกจากนี้ หนังสือเล่มนี้ได้แนะนำข้อมูลของระบบนำร่องกาลิเลโอไว้ค่อนข้างครบถ้วน รวมไปถึงการประยุกต์ใช้งานระบบนำร่องในเชิงพาณิชย์

หมายเหตุ สำนักกิจการอวกาศแห่งชาติ จัดทำเว็บไซต์ www.space.mict.go.th เพื่อเผยแพร่องค์ความรู้ด้านกิจการอวกาศ
หากท่านใดจะนำข้อมูลของเว็บไซต์ไปใช้ กรุณาอ้างอิงเว็บไซต์ด้วย

กลับไปด้านบน


copyright © 2016 กองโครงสร้างพื้นฐานเทคโนโลยีดิจิทัล สำนักงานคณะกรรมการดิจิทัลเพื่อเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติ กระทรวงดิจิทัลเพื่อเศรษฐกิจและสังคม
ชั้น 7 อาคาร B ศูนย์ราชการเฉลิมพระเกียรติ 80 พรรษา 5 ธันวาคม 2550 ถนนแจ้งวัฒนะ แขวงทุ่งสองห้อง เขตหลักสี่ กรุงเทพฯ 10210
โทรศัพท์ 0-2141-6877 โทรสาร 0-2143-8027 e-mail: [email protected]