জিপিএস কি এবং এটি কিভাবে কাজ করে ?

বর্তমান যুগ হল ইন্টারনেটের যুগ, আর এই যুগে খুব কম মানুষই রয়েছে যারা জিপিএস সম্পর্কে জানেন না । আমরা পৃথিবীর যেখানেই যাই না কেন, জিপিএসের মাধ্যমে আমরা আমাদের বর্তমান অবস্থান বা লোকেশন খুব সহজেই সনাক্ত করতে পারি । আপনারা নিশ্চই আপনাদের স্মার্টফোনের অ্যাপ এবং গুগল ম্যাপে এই অপশনটি দেখেছেন । কিন্তু অনেকেই এটি সম্পর্কে বিস্তারিত জানেন না । তাই, আজকের আর্টিকেলে আমার আপনাদের সাথে, “ জিপিএস কি এবং এটি কিভাবে কাজ করে “ এই বিষয় নিয়ে বিস্তারিত আলোচনা করব ।

জিপিএস কি – GPS কি – জিপিএস কাকে বলে

গ্লোবাল পজিশনিং সিস্টেম বা GPS হল একটি স্যাটেলাইট ভিত্তিক নেভিগেশন সিস্টেম, যা যে কোনো বস্তুর বর্তমান অবস্থান বা লোকেশন খুঁজে বের করতে ব্যবহার করা হয় । এটি অন্তত ২৪ টি স্যাটেলাইট নিয়ে গঠিত একটি নেটওয়ার্ক । জিপিএস, যে কোনো ধরনের আবহাওয়ায় ২৪ ঘন্টা সঠিকভাবে কাজ করতে সক্ষম ।  মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের (USA) প্রতিরক্ষা বিভাগ সর্বপ্রথম জিপিএস তৈরি করেছিল । ১৯৫৯ সালের ২৬ এপ্রিল প্রথম জিপিএস সিস্টেম চালু হয় । প্রথম অবস্থায় শুধুমাত্র সামরিক বাহিনীর জন্য জিপিএস সিস্টেম চালু করা হয়েছিল । পরবর্তীতে ১৯৮০ সালে এটি সাধারণ জনগনের জন্য উন্মুক্ত করে দেওয়া হয় ।

বর্তমানে, অনেক সাধারণ ডিভাইস ( যেমন – স্মার্টফোন, অটোমোবাইল, জিআইএস ম্যাপিং ডিভাইস, ফিটনেস ঘড়ি ইত্যাদি) এর মধ্যে জিপিএস রিসিভার রয়েছে । আবার বিভিন্ন ধরনের যানবাহনকে ট্র্যাক এবং গাইড করার জন্য জিপিএস ব্যবহার করা হচ্ছে । এছাড়াও শিপিং কোম্পানি, এয়ারলাইনস, ড্রাইভার এবং কুরিয়ার পরিষেবাগুলি জিপিএস সিস্টেম ব্যবহার করছে ।

জিপিএস এর ফুল ফর্ম কি – GPS এর পূর্ণরূপ কি

জিপিএস এর ফুল ফর্ম হল গ্লোবাল পজিশনিং সিস্টেম (Global Positioning System)

জিপিএস ব্যবহার

বর্তমানে জিপিএস বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হচ্ছে । এই জিপিএস সিস্টেমের প্রধান ব্যবহারকারীরা হলেন- স্মার্টফোন ব্যবহারকারী, পরিবহন কোম্পানি, হোম ডেলিভারি কোম্পানি, বিজ্ঞানী, জরিপকারী, পাইলট, জাহাজের ক্যাপ্টেন ।

সাধারণভাবে দেখলে, জিপিএসের ৫ টি প্রধান ব্যবহার রয়েছে । নিচে সেগুলো দেওয়া হল –

• অবস্থান নির্ণয় – কোন বস্তু বা মানুষ বা আপনার নিজের অবস্থান নির্ধারণ করতে । ধরুন আপনি বাইরে কোথাও ভ্রমণে গিয়েছেন এবং আপনি বুঝতে পারছেন না আপনাকে কোনদিকে যেতে হবে । সেক্ষেত্রে আপনি আপনার মোবাইলের GPS অ্যাপের সাহায্যে সহজেই আপনার লোকেশন খুঁজে বের করতে পারবেন এবং কোনদিকে যেতে হবে বুঝতে পারবেন ।
• নেভিগেশন – যে কোনো শহর, গ্রামের রাস্তা বা মহাসড়কে এমনকি কাঁচা রাস্তায়, পায়ে হেঁটে বা যে কোন ধরনের যানবাহনে আপনি আপনার মোবাইলে উপস্থিত জিপিএস অ্যাপের মাধ্যমে পথ খুঁজে বের করতে পারবেন ।
• ট্র্যাকিং – যে কোন বস্তুর ( যেমন – গাড়ি, মোবাইল ইত্যাদি) গতিবিধি পর্যবেক্ষণ বা কোন ব্যক্তি বা নিজের গতিবিধি ট্র্যাক করার জন্য জিপিএস ব্যবহার করা হয় ।
• ম্যাপিং – বিশ্বের মানচিত্র তৈরিতে জিপিএস-এর সাহায্য নেওয়া যেতে পারে । বর্তমান সময়ে, জিপিএস সেট আপ করা বা একটি মানচিত্র তৈরি করা অনেক বেশী সহজ হয়ে গেছে ।
• সময় – জিপিএসের সাহায্যে সঠিক সময় সনাক্ত করা যায় । জিপিএস সঠিক সময় পরিমাপ করে ।

GPS এর ইতিহাস – জিপিএসের ইতিহাস

GPS তৈরি হওয়ার আগে, LORAN এবং Deca নেভিগেটরগুলি ১৯৪০ এর দশকে তৈরি করা হয়েছিল এবং সেগুলি দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের সময় ব্যবহার করা হয়েছিল । পরবর্তীতে, পূর্ববর্তী নেভিগেশন সিস্টেমের ত্রুটিগুলোকে ঠিক করার লক্ষ্যে ১৯৭৩ সালে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে জিপিএস প্রকল্পটি শুরু হয়েছিল । যেটি ১৯৬০ এর দশক থেকে গ্রেডেড ইঞ্জিনিয়ারিং ডিজাইন স্টাডি সহ বেশ কয়েকটি পূর্বের ধারণাকে একত্রিত করে তৈরি করা হয়েছিল । প্রথম জিপিএস স্যাটেলাইট ১৯৭৮ সালের ফেব্রুয়ারি মাসে উৎক্ষেপণ করা হয়েছিল । মার্কিন প্রতিরক্ষা বিভাগ এই জিপিএস সিস্টেমটি তৈরি করেছিল, যা মূলত মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের সামরিক বাহিনীর জন্য তৈরি করা হয়েছিল এবং ১৯৯৫ সালে এটি সম্পূর্ণরূপে চালু হয়েছিল ।

১৯৮০ এর দশকে সাধারণ বা বেসামরিক জনগনের জন্য জিপিএস সিস্টেম উন্মুক্ত করে দেওয়া হয়েছিল । ১৯৭৩ সালে পেন্টাগনে প্রায় বারোজন সামরিক কর্মকর্তার একটি বৈঠকে, একটি ডিফেন্স নেভিগেশন স্যাটেলাইট সিস্টেম (ডিএনএসএস) তৈরির বিষয়ে আলোচনা হয়েছিল । এর ঠিক এক বছর পরে, ডিএনএসএস প্রোগ্রামটির নাম পরিবর্তন করা হয় এবং এর নতুন নাম রাখা হয় NAVSTAR ।

১৯৮৩ সালে, তৎকালীন প্রেসিডেন্ট রোনাল্ড রেগান, বিমানের নেভিগেশন এবং সিকিউরিটি সিস্টেমের উন্নতি করার লক্ষ্যে বেসামরিক বাণিজ্যিক এয়ারলাইনগুলির জন্য Navstar GPS ব্যবহার করার অনুমোদন প্রদান করেন । ১৯৮৯ সালে প্রথম বাণিজ্যিকভাবে ব্যবহারের জন্য হ্যান্ডহেল্ড জিপিএস ইউনিট বাজারে আসে ।

জিপিএস কভারেজ সম্পূর্ণরূপে কর্মক্ষম হওয়ার সাথে সাথে সাধারণ নাগরিকদের কাছে জিপিএস পৌঁছে যায় । ১৯৯৯ সালে জিপিএস প্রযুক্তি সর্বপ্রথম সেল ফোনে ব্যবহার করা হয় । সেই সাথে অটোমোবাইল সেক্টরেও জিপিএস প্রযুক্তির আবির্ভাব শুরু হয় ।

২০১০ সালের ২৫ শে ফেব্রুয়ারী ইউ.এস. এয়ার ফোর্স, জিপিএস নেভিগেশন সিগন্যাল আরও নির্ভুল এবং সহজলভ্য করার জন্য জিপিএস নেক্সট জেনারেশন অপারেশনাল কন্ট্রোল সিস্টেম (ওসিএক্স) বিকাশের জন্য চুক্তিবদ্ধ হয় এবং জিপিএস আধুনিকীকরণের একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ হিসাবে কাজ শুরু করে । ২০২০ সালের মে মাস পর্যন্ত, জিপিএস সিস্টেমের জন্য মার্কিন বিমানবাহিনী মোট ২৯ টি জিপিএস স্যাটেলাইট চালু করে । স্যাটেলাইটগুলি ২০,২০০ কিলোমিটার উচ্চতায় দিনে ২ বার পৃথিবীকে প্রদক্ষিণ করে ।

GPS কে আবিস্কার করেন

GPS মূলত ১৯৭৩ সালে মার্কিন প্রতিরক্ষা বিভাগের ব্যবহারের জন্য তৈরি করা হয়েছিল । জিপিএস সিস্টেমের এই যুগান্তকারী প্রযুক্তির উদ্ভাবনের সাথে চারজন ব্যক্তির নাম জড়িত । জিপিএস আবিস্কারকারী চারজন বিজ্ঞানীর নাম নিচে দেওয়া হল –

• ইভান পাওয়া
• ব্র্যাডফোর্ড পারকিনসন
• ডঃ গ্ল্যাডিস ওয়েস্ট
• রজার এল ইস্টন

জিপিএস কিভাবে কাজ করে

জিপিএস সিস্টেম অনেকটা আমাদের মোবাইলের মতোই কাজ করে । আমরা যখন ফোনে কারো সাথে কথা বলি, তখন প্রথমে সেই সংকেত স্যাটেলাইটে যায় এবং তারপর তা পৃথিবীতে ফিরে আসে এবং মোবাইল টাওয়ারের মাধ্যমে ডিস্ট্রিবিউট করা হয় । একইভাবে জিপিএসও স্যাটেলাইটের সাথে সংযোগের মাধ্যমে কাজ করে । মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের অনেকগুলো জিপিএস স্যাটেলাইট মহাকাশে রয়েছে এবং এই স্যাটেলাইটগুলি পৃথিবী থেকে সিগন্যাল রিসিভ করে এবং পরে তা পুনরায় পৃথিবীতে পাঠায় । যখন আমরা আমাদের কারও লোকেশন খুঁজে বের করতে চাই, তখন ৩ থেকে ৪ টি স্যাটেলাইট আমাদের লোকেশন পরীক্ষা করে এবং আমাদের অবস্থান সম্পর্কে নিশ্চিত হয়ে আমাদের কাছে ফিডব্যাক দেয় ।

জিপিএস স্যাটেলাইটগুলো একটি সুনির্দিষ্ট কক্ষপথে অবস্থান করে প্রতিদিন ২ বার পৃথিবীকে প্রদক্ষিণ করে । প্রতিটি স্যাটেলাইট একটি ইউনিক সিগন্যাল এবং অরবিটাল প্যারামিটার প্রেরণ করে, যা GPS ডিভাইসগুলিকে উপগ্রহের সঠিক অবস্থান ডিকোড এবং গণনা করতে সহায়তা করে । GPS রিসিভার ব্যবহারকারীর সঠিক অবস্থান নির্ণয় করতে এই তথ্য এবং ট্রায়াড ইউজ করে ।

রিসিভারের বর্তমান অবস্থান নির্ধারণের জন্য কমপক্ষে ৩ উপগ্রহের প্রয়োজন হয় । বস্তুর 2-D অবস্থান অর্থাৎ অক্ষাংশ এবং দ্রাঘিমাংশ নির্ণয় করার জন্য, একটি GPS রিসিভারকে কমপক্ষে ৩ টি উপগ্রহ থেকে সিগন্যাল লক করতে হবে । আর যদি বস্তুর 3D অবস্থান ( অক্ষাংশ, দ্রাঘিমাংশ এবং উচ্চতা ) দেখতে চাওয়া হয়, তাহলে একটি GPS রিসিভারকে ৪ বা তার বেশী স্যাটেলাইট থেকে সিগন্যাল ট্র্যাক করতে হবে ।

একটি GPS ডিভাইস সঠিকভাবে কাজ করার জন্য, এটিকে প্রথমে প্রয়োজনীয় সংখ্যক স্যাটেলাইটের সাথে সংযোগ স্থাপন করতে হবে । রিসিভারের শক্তির উপর ভিত্তি করে এই প্রক্রিয়াটি কয়েক সেকেন্ড থেকে কয়েক মিনিট পর্যন্ত সময় নিতে পারে ।উদাহরণস্বরূপ, একটি গাড়ির GPS ইউনিট, একটি স্মার্টওয়াচ বা স্মার্টফোনের রিসিভারের চেয়ে দ্রুত GPS এর সাথে কানেক্ট করবে । বেশিরভাগ GPS ডিভাইসগুলি কানেকশনের গতি বাড়ানোর জন্য কিছু লোকেশন ক্যাশিং ব্যবহার করে । পূর্বে সার্চ করা অবস্থান মনে রাখার মাধ্যমে, একটি GPS ডিভাইস পরবর্তী সময়ে GPS সিগন্যালের জন্য স্ক্যান করার সময়, কোন উপগ্রহটি উপলব্ধ হবে তা দ্রুত নির্ধারণ করতে পারে ।

রিসিভারের বর্তমান অবস্থান নির্ধারণের জন্য কমপক্ষে ৩ উপগ্রহের প্রয়োজন হয় । বস্তুর 2-D অবস্থান অর্থাৎ অক্ষাংশ এবং দ্রাঘিমাংশ নির্ণয় করার জন্য, একটি GPS রিসিভারকে কমপক্ষে ৩ টি উপগ্রহ থেকে সিগন্যাল লক করতে হবে । আর যদি বস্তুর 3D অবস্থান ( অক্ষাংশ, দ্রাঘিমাংশ এবং উচ্চতা ) দেখতে চাওয়া হয়, তাহলে একটি GPS রিসিভারকে ৪ বা তার বেশী স্যাটেলাইট থেকে সিগন্যাল ট্র্যাক করতে হবে ।

একটি GPS ডিভাইস সঠিকভাবে কাজ করার জন্য, এটিকে প্রথমে প্রয়োজনীয় সংখ্যক স্যাটেলাইটের সাথে সংযোগ স্থাপন করতে হবে । রিসিভারের শক্তির উপর ভিত্তি করে এই প্রক্রিয়াটি কয়েক সেকেন্ড থেকে কয়েক মিনিট পর্যন্ত সময় নিতে পারে ।উদাহরণস্বরূপ, একটি গাড়ির GPS ইউনিট, একটি স্মার্টওয়াচ বা স্মার্টফোনের রিসিভারের চেয়ে দ্রুত GPS এর সাথে কানেক্ট করবে । বেশিরভাগ GPS ডিভাইসগুলি কানেকশনের গতি বাড়ানোর জন্য কিছু লোকেশন ক্যাশিং ব্যবহার করে । পূর্বে সার্চ করা অবস্থান মনে রাখার মাধ্যমে, একটি GPS ডিভাইস পরবর্তী সময়ে GPS সিগন্যালের জন্য স্ক্যান করার সময়, কোন উপগ্রহটি উপলব্ধ হবে তা দ্রুত নির্ধারণ করতে পারে ।

একবার আপনার লোকেশন নির্ণয় করার পর, GPS ইউনিট অন্যান্য তথ্য গণনা করতে পারে, যেমন –

• গতি
• ট্র্যাকিং
• কত দূরত্ব অতিক্রম করেছেন
• কাঙ্ক্ষিত জায়গা থেকে কত দূরত্বে অবস্থান করছেন
• সূর্যোদয় এবং সূর্যাস্তের সময়
• এবং আরো অনেক কিছু

জিপিএস সিস্টেমের উপাদান

জিপিএস সিস্টেম সাধারণত ৩ টি অংশ নিয়ে গঠিত । স্পেস সেগমেন্ট বা স্যাটেলাইট, কন্ট্রোল সেগমেন্ট বা গ্রাউন্ড স্টেশন এবং ইউজার সেগমেন্ট বা রিসিভার । জিপিএস সিস্টেমের এই তিনটি উপাদান, প্রয়োজনীয় ডেটা সরবরাহ করতে একক ইউনিট হিসাবে কাজ করে ।

• স্পেস সেগমেন্ট বা স্যাটেলাইট – জিপিএস স্যাটেলাইট বা উপগ্রহগুলো পৃথিবী পৃষ্ঠ থেকে প্রায় বিশ হাজার কিলোমিটার উপরে পৃথিবীকে প্রতিদিন ২ বার করে প্রদক্ষিন করে এবং সব সময় পৃথিবীতে সংকেত পাঠায় । একটি কক্ষপথে চারটি করে জিপিএস স্যাটেলাইট বা উপগ্রহ রয়েছে ।
• কন্ট্রোল সেগমেন্ট বা গ্রাউন্ড স্টেশন – স্যাটেলাইট হল এক ধরনের গ্রাউন্ড স্টেশন অ্যান্টেনা, যা বিভিন্ন ইউজার এবং অ্যাপ্লিকেশনের জন্য রিমোট সেন্সিং স্যাটেলাইট ডেটা কালেক্ট করা এবং স্ট্রিম করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে । গ্রাউন্ড স্টেশনগুলির রাডার ব্যবহার করে জিপিএস স্যাটেলাইটগুলির অবস্থান এবং কক্ষপথ পর্যবেক্ষণ করা হয় । সেই সাথে মহাকাশে কক্ষপথ থেকে স্যাটেলাইটগুলির মধ্যে কোনও সমস্যা হচ্ছে কিনা তাও খুঁজে বের করা হয় ।
• ইউজার সেগমেন্ট বা রিসিভার – রিসিভার হল একটি জিপিএস ডিভাইস যা আপনার স্মার্টফোন বা গাড়িতে লাগানো থাকে এবং এটি ক্রমাগত স্যাটেলাইট থেকে সিগন্যাল সার্চ করে । রিসিভারের প্রধান কাজ হল স্যাটেলাইট দ্বারা প্রেরিত সংকেত গ্রহণ করা ।

জিপিএস কত প্রকার

জিপিএস এর প্রকারভেদ নিচে দেওয়া হল –

• Assisted GPS (A-GPS)
• Simultaneous GPS (S-GPS)
• Differential GPS (D-GPS)
• Non-differential GPS
• Mapping GPS
• Non-mapping GPS

অন্যান্য জিপিএস সিস্টেম

বিশ্বে জিপিএস-এর মতো অন্যান্য আরও কিছু সিস্টেম রয়েছে, যেগুলিকে গ্লোবাল নেভিগেশন স্যাটেলাইট সিস্টেম (জিএনএসএস) হিসাবে ক্লাসিফিকেশন করা হয়েছে । GLONASS হল রাশিয়া দ্বারা নির্মিত একটি স্যাটেলাইট সিস্টেম ।ইউরোপিয়ান স্পেস এজেন্সি তৈরি করছে গ্যালিলিও এবং চীন তৈরি করছে বেইডু ।

জিপিএসের সুবিধা

জিপিএসের কিছু সুবিধা নিচে উল্লেখ করা হল –

• অন্যান্য নেভিগেশনের তুলনায় জিপিএস সিস্টেমের দাম অনেক কম । তাই স্মার্টফোন এবং স্মার্টওয়াচে এটি ব্যবহার করা হয় ।
• জিপিএস, স্যাটেলাইটের সাহায্যে কাজ করে, তাই এটি বিশ্বের যে কোনো প্রান্ত থেকে অ্যাক্সেস করা যায় ।
• জিপিএস নেভিগেশনের সাহায্যে, এটি পথের সাথে সাথে পথের মধ্যে থাকা বাঁক সম্পর্কেও আমাদের তথ্য দেয়, যার ফলে আমাদের গাড়ি চালানো অনেক সহজ হয়ে যায় ।
• GPS সক্ষম ডিভাইস অপরাধীদের ধরতে সাহায্য করে, কারণ এর মাধ্যমে সহজেই সেই ডিভাইসের লোকেশন ট্র্যাক করা যায় ।
• জিপিএস এর সাহায্যে, আপনি আপনার আশেপাশের বা যে কোন নির্দিষ্ট জায়গার আশেপাশের এটিএম বুথ, ব্যাঙ্ক, খাবার হোটেল, আবাসিক হোটেল ইত্যাদির লোকেশন দেখতে পাবেন ।
• জিপিএসের আরও একটি সুবিধা হল, এটি দুটি স্থানের মধ্যে যাওয়ার সমস্ত রুট আপনার সামনে উপস্থাপন করবে এবং সেগুলোর মধ্যে থেকে সবচেয়ে স্মার্ট এবং সংক্ষিপ্ততম রুট সম্পর্কে আপনাকে সাজেস্ট করবে । এর ফলে আপনার সময় এবং জ্বালানী দুটোই সাশ্রয় হবে ।

জিপিএস এর অসুবিধা

জিপিএসের কিছু অসুবিধা নিচে উল্লেখ করা হল –

• অনেক সময় কিছু কিছু জায়গায় জিপিএস ঠিক মত কাজ করে না, এমন অবস্থায় আপনি যদি গাড়ি চালান তাহলে সামনের পথ খুঁজে পেতে আপনার সমস্যা হতে পারে ।
• যে কোন জিপিএস ডিভাইস চালানোর জন্য ব্যাটারি এবং ইন্টারনেটের প্রয়োজন হয়, যদি এর কোনটি না থাকে তবে জিপিএস সিগন্যাল দিতে পারে না ।
• GPS সিগন্যাল বড় এবং পুরু দেয়াল ভেদ করতে পারে না, অর্থাৎ খুব বড় এবং মোটা দেয়াল ঘেরা কোন বিল্ডিংয়ে GPS সিগন্যাল বাধার সম্মুখীন হতে পারে ।
• আপনার গোপনীয়তা নষ্ট করতে পারে, যদি কেউ আপনার সাথে একটি ছোট লুকানো জিপিএস ডিভাইস দিয়ে দেয়, তাহলে সে সব সময় আপনার লোকেশন ট্র্যাক করতে পারবে ।
• GPS চিপ অনেক বেশি শক্তি খরচ করে, যার কারণে ব্যাটারি খুব কম সময়ে শেষ হয়ে যায় । এর জন্য ফোনকে বারবার চার্জ করার প্রয়োজন হয় ।

শেষ কথা

জিপিএস আমাদের দৈনন্দিন কাজে প্রচুর পরিমাণে ব্যবহৃত হচ্ছে । এটি এমন একটি সিস্টেম যার সাহায্যে আমরা সহজেই আমাদের লাইভ লোকেশন খুঁজে বের করতে পারি এবং সেই সাথে লাইভ ট্র্যাকিং এবং লাইভ টাইমিং ইত্যাদি উপভোগ করতে পারি । গত কয়েক বছর ধরে জিপিএস যেভাবে পারফর্ম করেছে তা দেখেই বলা যায় যে, আগামী সময়ে জিপিএসের ব্যবহার আরও বৃদ্ধি পাবে এবং ভবিষ্যতে এটি আমাদের জীবনের একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ হয়ে উঠবে । আজকের আর্টিকেলে আমরা আপনাদের জিপিএস সম্পর্কে বিস্তারিত ধারনা দেওয়ার চেষ্টা করেছি । আরটিকেলটি নিয়ে যে কোন ধরণের প্রশ্ন বা মন্তব্য থাকলে কমেন্ট সেকশনে জানান ।