سنبل الطيب

علف گربه، والرين

نام علمي                                                                         Valeriana officinalis L.

نام تيره                                                                                  Valerianaceae

نام انگليسي                                                              Common valerian, cat's valerian

نام فرانسوي                                                           Valeriane officinal, Herbe aux chats

نام آلماني                                                                              Echter baldrian

مشخصات عمومي گياه

گياهي است عليفي، پايا تا ارتفاع 5/1 و گاهي 2 متر رشد مي‌كند. ريزوم گياه 2 سانتيمتر ضخامت دارد و چندين ريشه به ضخامت 2-3 ميليمتر به طول 15-10 سانتيمتر از ريزوم منشاء مي‌گيرند. ساقه كه در سال دوم يا سوم ظاهر مي‌گردد، قوي، استوانه‌اي، داراي شيار عميق و توخالي مي‌باشد. برگ‌هاي آن متقابل و به برگچه‌هاي زيادي تقسيم مي‌شود. هر برگ 11-7 و گاهي بيشتر برگچه دارد. برگچه‌ها بيضي، نوك تيز با قاعده پهن دندانه‌دار و فاقد گوشواره هستند. گل‌هاي اين گياه سفيد رنگ يا صورتي بوده و بوي مطبوع‌ دارند. در اواخر خرداد تا اوايل مرداد نيز به صورت گل‌آذين ديهيم سه شاخه با ظاهر چتر مانند بر روي ساقه ظاهر مي‌شوند. جام گل لوله‌اي، متورم و منتهي به پهنكي منقسم به پنج لوب نامساوي است. داخل آن سه پرچم و يك مادگي مركب از تخمدان سه برچه‌اي ديده مي‌شود كه دو تاي آنها به تدريج تحليل مي‌رود و فقط سومي باقي مي‌ماند. در انتها به ميوه‌اي فندقه و منتهي به يك دسته تار تبديل مي‌گردد.

رنگ ميوه‌ قهوه‌اي روشن است و قسمت بالايي آن داراي تاجي از كاسه گل (پاپوس) به تعداد 15-10 عدد مي‌باشد كه در پراكندگي بذرهاي سبك اين گياه نقش مهمي دارد. از نظر سطح كروموزومي ديپلوئيدي 14=n2 تتراپلوئيدي 28=n2 و اكتاپلوئيدي 56=n2 در گياهان اين جنس ديده شده است.

پراكنش

سنبل الطيب به حالت خودرو در جنگل‌هاي كم درخت، كنار رودخانه‌ها و نهرها، مكان‌هاي باتلاقي و در مراتع مي‌رويد. پراكندگي آن در مناطق كوهستاني به نحوي است كه به طول معمول از ارتفاع 1000 متري دامنه‌ها بالاتر نمي‌روند، به طوري كه به ندرت ممكن است در ارتفاعات 2000 متري بدان برخورد شود. گياهان اين جنس در ايران، افغانستان، كشمير، آسياي مركز و قفقاز پراكندگي دارند. با اين حال در امريكاي مركزي و جنوبي نيز نمونه‌هايي از اين جنس گزارش شده است. در ايران 6 گونه مختلف از اين جنس وجود دارد كه در نواحي مختلف رشته كوه‌هاي البرز و نواحي شمالي و شمال غربي مانند ميشو داغ يافن مي‌گردد.

قسمت مورد استفاده

از ريشه سنبل الطيب در فارماكوپه اروپا به عنوان دارو ياد شده است. به ريشه و ريزوم‌هاي خشك شده سنبل الطيب داروي Valerian radix گفته مي‌شود.

ريشه و ريزوم اين گياه را كه از ريشه‌هاي افشان فراوان پوشيده شده است، در سال دوم رويش از خاك خارج كرده و پس از تميز كردن به سرعت مي‌شويند. سپس در حداكثر دماي 40 درجه سانتيگراد خشك مي‌كنند و در بازار، ريزوم را به صورت قطعاتي به طول 5-2 و به قطر 5/1-1 سانتيمتر به فروش مي‌رسانند. رنگ ريشه سنبل الطيب پس از خشك شدن قهوه‌اي تيره مي‌شود و داراي بو و عط نافذي است، به طوري كه اين عطر حتي از فاصله دور گربه‌ها را به هيجان مي‌آورد. از اين رو به اين گياه علف گربه هم گفته مي‌شود.

خواص درماني

سنبل الطيب از نظر طبيعت گرم و خشك است و براي درمان ضعف اعصاب، خستگي شديد، اضطراب، بي‌خوابي، انقباض عضلاني، تحربك‌پذيري اعصاب مغز، درد عصبي معده و بي‌اشتهايي كودكان استفاده مي‌شود. همچنين درخشان كننده رنگ صورت، تقويت كننده‌ي نيروي جنسي، باز كننده عادت ماهيانه، تحليل نفخ و گازها، يرقان، درد طحال، ورم‌هاي داخلي، رفع بي‌حسي، تنگي نفس، درد سينه، ترس و شب ادراري است.

ريشه سنبل الطيب داراي اثر ضدتشنج قوي است و از آن در ناراحتي‌هاي منشاء عصبي، سردردهاي عصبي ناشي از استعمال دخانيات و يا مصرف الكل، دلهره و نگراني، حالات ماليخوليايي و اختلالات زمان يائسگي استفاده مي‌شود. داروهايي كه بر پايه اين گياه تهيه مي‌شوند، تحريكات عصبي را كاهش داده، ناراحتي‌هاي قلبي را كه ريشه عصبي داشته و همچنين تشنجات را تسكين مي‌دهد. مصرف فرآورده‌هاي سنبل الطيب، موجب دفع كرم روده مي‌گردد و ناراحتي‌هاي مربوط به وجود آن را در بدن به خوبي رفع مي‌كند. در استعمال خارجي، به منظور از بين بردن درد حاصل از كوفتگي، آن را له كرده و در محل آسيب ديده قرار مي‌دهند. در ضمن بايد توجه داشت كه سنبل الطيب براي كليه مضر است.

تركيبات شيميايي

ريشه، ريزوم و شيره سنبل الطيب داراي اسانس روغني، تانن، گلوكز، آميدون، اسيد والرنيك و مشتقاتش، اسيد فرميك، اسيد استيك، اسد پروپيونيك، الكالوئيدهايي به نام چاتي نين و والرين و والپوتريات‌ها مي‌باشد. ريشه‌هاي تازه سنبل اطيب داراي خواص دارويي بيشتري نسبت به حالت خشك شده آن دارد.

ريشه و ريزوم خشك سنبل الطيب حاوي 2-5/0 درصد اسانس مي‌باشد كه به طور عمده از مونو و سزكوئي‌ترپن‌ها تشكيل يافته است. اين اسانس به مقدار بسيار كم در آب، ولي به مقدار زياد در الكل، كلروفرم و اتر حل مي‌شود. اسانس‌ها بايد در ظروف به طور كامل در بسته در محل سرد و دور از نور نگهداري شوند. اسانس سنبل الطيب، اگر تازه باشد، رنگ سبز مايل به زرد يا مايل به قهوه‌اي، حالت به نسبت روان و واكنش اسيدي خفيف دارد، ولي به تدريج كه كهنه مي‌شود، غلظت پيدا مي‌كند و حالت اسيدي آن افزايش مي‌يابد. وزن مخصوص اسانس در گرماي 15 درجه بين 96/0-93/0 مي‌باشد. مهمترين اجزاي تشكيل دهنده و نسبت‌هاي اسانس سنبل الطيب عبارت است از: 21-20 درصد والرنون، 21-5 درصد كريپتوفائورونول، 5-2 درصد والرنال، 6-1 درصد واريانول و 3-1 درصد بورنيل استات، كامفن چپ، پينن چپ و ليمونن چپ.

اسيد والرينيك به فرمول C₅H₁₀O₅ و به وزن مولكولي 13/102 مايعي بي‌رنگ بوده و داراي حالت روغني مي‌باشد. وزن مخصوص آن در گرماي 20 درجه سانتيگراد در حدود 939/0 است و در حرارت حدود 175 درجه مي‌جوشد. اين اسيد و مشتقاتش كه عبارتند از: هيدروكسي والرنيك اسيد و استوكسي والرنيك اسيد، از 05/0 درصد (گياه وحشي) تا 9/0 درصد (گياه زراعي) متغير مي‌باشد. مهمترين خصوصيات اسيد والرنيك و مشتقاتش پايداري زياد آنها است. الكالوئيدهاي چاتي نين كه محلول در  اتر و والرين كه در اتر غيرمحلول است، به مقادير 10/0 گرم در هر كيلوگرم ريشه به دست مي‌آورند.

والرپوتريات‌ها كه از نظر شيميايي پلي استرهاي پلي الكل‌ها هستند، ساختمان ايريدوئيدي دارند. اين تركيبات عبارتند از: والترات، ايزو والترات، آسه والترات، ديدرو والترات و ايزو والروكسي هيدروكسي ديدرو والترات كه مهمترين خصوصيات اين تركيبات ناپايداري در مقابل گرما، شرايط اسيدي يا قليايي محيط و محلول‌هاي الكلي مي‌باشد. از اين رو امروزه شاخص چندان مطمئني براي ارزيابي تركيبات موثر سنبل الطيب به حساب نمي‌آيند.

عوامل اكولوژيك

اثر نور

شدت نور مطلوب كه در آن فتوسنتز گياه به طور كامل انجام مي‌شود، حدود 40000 لوكس در دماي 20 درجه سانتيگراد مي‌باشد. البته نور شديد باعث كاهش محصول مي‌گردد، به طوري كه در مناطقي كه شدت نور بالاست، با سايه‌دهي به گياه باعث افزايش محصول مي‌شوند.

اثر دما

حداكثر فتوسنتز در سنبل الطيب در دماي 7/17 درجه سانتيگراد انجام مي‌شود. افزايش دما تا 25 درجه سانتيگراد باعث تسريع و دماهاي بالاتر از 25 درجه سانتيگراد باعث تعويق گلدهي مي‌شوند، همچنين دما بر روي رشد ريشه به شدت تاثيرگذار است، به طوري كه وزن ريشه‌ها در دماي 10 درجه سانتيگراد كاهش مي‌يابد. بهترين دما جهت رشد ريشه‌ها 20 درجه سانتيگراد است كه در اين دما ساير اندام‌هاي سنبل اطيب بهترين رشد را دارند.

اثر رطوبت

افزايش ميزان رطوبت در خاك باعث افزايش ريشه مي‌شود و در بررسي‌هاي انجام گرفته رطوبت 90-80 درصد ظرفيت زراعي بهترين نتيجه را داشته است. به طور كلي سنبل اطيب در مناطقي كه بارندگي ساليانه 700-600 ميليمتر است رشد، نمو و عملكرد بهتري دارد.

اثر خاك

خاك‌هاي سنگين، سخت و فشرده با رطوبت خيلي زياد و يا بسيار خشك براي كشت اين گياه مناسب نمي‌باشد، زيرا در خاك‌هاي خيلي مرطوب و سنگين ريزوم‌ها، نمي‌توانند به قدر كافي رشد كنند و به جاي ريشه‌هاي قوي و ضخيم، ريشه‌هاي نازك، فراوان رشد مي‌كنند كه بيشتر آنها هنگام شستن و خشك كردن از بين مي‌روند. خاك مناسب براي كشت سنبل الطيب بايد سرشار از مواد غذايي، بافت لومي يا لومي شني با مقادير متوسط هوموس و pH 5/6-6 باشد. همچنين لازم است رطوبت همراه با تهويه مناسب باشد.

روش كشت

تاريخ كشت

در كشت مستقيم، بذرهاي گياه را در فصل بهار هنگامي كه هنوز رطوبت و بارندگي بالا مي‌باشد، كشت مي‌نمايند. اين روش بيشتر در مناطقي بكار برده مي‌شود كه داراي رطوبت كافي هستند. در كشت غيرمستقيم كه به طور معمول در اواسط تابستان صورت مي‌پذيرد، بذرهايي را كه از قبل در خزانه آماده شده‌اند، به صورت نشاء در اوايل پاييز يا اوايل سال بعد به زمان اصلي منتقل مي‌كنند.

آماده‌سازي زمين

تكثير، سنبل الطيب با كشت بذر يا تقسيم ريشه و ريزوم و يا جداسازي استولون صورت مي‌گيرد. كشت بذرها به دو صورت مستقيم و غيرمستقيم انجام مي‌شود. در كشت مستقيم بذرهاي اين گياه در فصل بهار در اراضي به طول كامل مسطح كشت مي‌شوند. اگرچه كشت مستقيم بذرها هزينه كمتري دربر دارد، اما ميزان توليد محصول و موفقيت در توليد تا حدي نقصان مي‌يابد. بذرها هزينه كمتري دربر دارد، اما ميزان توليد محصول و موفقيت در توليد تا حدي نقصان مي‌يابد. بذرها براي جوانه‌زني به نور و دما در حدود 20 درجه سانتيگراد نياز دارند، جوانه‌زني بذرها 3-1 هفته به طول مي‌انجامد و رشد اوليه گياهان كند است. در كشت غيرمستقيم پس از غلطك مناسب، نشاء‌هايي كه در خزانه به ارتفاع 15 سانتيمتر رسيده‌اند، را در اوايل پاييز يا بهار سال آينده به زمين اصلي منتقل مي‌كنند. در روش تكثير رويشي، گياهان سريع به گل تبديل مي‌شوند، ولي ريشه توسعه نمي‌يابد. از اين رو خيلي كم از اين روش استفاده مي‌شود، ولي عده‌اي معتقدند كه اين روش بهترين روش مي‌باشد، به طوري كه در مدت كوتاهي مي‌توان از ريزوم‌هاي گياه بهره‌برداري كرد.

نحوه‌ي آماده‌سازي خاك بستگي به زمان كاشت و گياهان قبلي دارد. اگر كشت در پاييز و بعد از برداشت زود هنگام گياهان وجيني باشد، يك شخم متوسط يا سطحي لازم است. جهت كشت بهاره لازم است در پاييز سال قبل زمين شخم زده شود و در بهار فقط ديسك مناسبي جهت شكستن كلوخ‌ها زده شود. در دوره رويش، به طول معمول يك تا دو شخم سطحي براي نرم كردن خاك بين رديف‌ها، قبل از اينكه رديف‌ها به وسيله شاخ و برگ مسدود شوند، لازم مي‌باشد.

مقدار بذر مصرفي و تراكم

در كشت مستقيم كه اوايل بهار انجام مي‌شود، مقدار بذر لازم براي هر هكتار، در اراضي به طور كامل مسطح حدود 3 كيلوگرم مي‌باشد كه مي‌توان با استفاده از  رديف‌كار در فواصل بين رديف‌هاي 50 سانتيمتر و فواصل بين بوته‌ها در هر رديف 35 سانتيمتر كشت كرد.

در كشت غيرمستقيم كه در اواسط تابستان صورت مي‌گيرد، براي هر هكتار 700-500 گرم بذر در خزانه نياز است كه در رديف‌هاي 20-15 سانتيمتري و به صورت كاملاً سطحي كشت مي‌شود. روي بذرها را به ضخامت 1/0 سانتيمتر با خاك برگ بايد پوشاند. نهال لازم براي يك هكتار، در 700-50 مترمربع بدست مي‌آيد، به طوري كه براي هر مترمربع داخل خزانه در هواي آزاد، يك گرم بذر نياز است. حدود 2 ماه طول مي‌كشد تا گياهان به ارتفاع 17-15 سانتيمتر برسند. بعد زمان انتقال آنها به زمين اصلي مي‌باشد. تراكم كشت متداول براي هر هكتار 80-60 هزار نهال است.

تناوب زراعي

گياهاني كه زود از مزرعه برداشت مي‌شوند، مثل انواع غلات، نخودفرنگي و خردل براي تناوب با سنبل‌الطيب مناسب مي‌باشند، ولي گياهاني كه داراي ريشه چند ساله هستند، مانند شيرين بيان، نعنا فلفلي، انجدان رومي و غيره به عنوان گياهان قبلي مناسب نمي‌باشند، حتي خود گياه براي كشت مجدد در يك مزرعه تا 4-5 سال توصيه نمي‌شود.

كوددهي و عناصر غذايي

ازت و فسفر باعث افزايش عملكرد ريشه مي‌شوند، به طوري كه نقصان اين دو عنصر و ساير مواد غذايي ديگر سبب نازك شدن ريشه‌ها مي‌گردد، ولي پتاسيم تاثير چنداني بر عملكرد ريشه و رويش ندارد. افزودن 120-100 كيلوگرم در هكتار فسفر عملكرد ريشه موثر مي‌باشد. همچنين ازت كه تاثير زيادي در افزايش عملكرد دارد، به مقدار 150-100 كيلوگرم به صورت سرك در بهار در دو مرحله يكي در مرحله‌ي اوليه رويش و ديگري در مرحله به ساقه رفتن توصيه مي‌شود. كود حيواني به طور كامل پوسيده را بايد در پاييز هنگام آماده‌سازي خاك به مقدار 20-15 تن در هكتار به زمين اضافه كرد. در ضمن اگر خاك اسيدي باشد، افزايش آهك نيز مهم است.

آبياري

سنبل‌الطيب به آب زياد نياز دارد، زيرا رطوبت كافي اطراف ريشه و ريزوم سبب افزايش عملكرد ريشه مي‌گردد. آبياري در اين گياه بايد هفته‌اي يكبار صورت گيرد. البته بايد دقت شود آب ايستايي سبب كاهش عملكرد مي‌گردد و مي‌بايست از تجمع آب زياد در اطراف ريشه جلوگيري گردد.

علف‌هاي هرز

جهت مبارزه با علف‌هاي هرز در كشت بهاره مي‌توان قبل از كاشت نشاءها، از علف‌كش آرزين به مقدار 3 كيلوگرم در هكتار استفاده كرد. در كشت پاييزه بايد در اوايل بهار سال آينده به طوري كه هنوز گياه به رشد رويشي نرفته از همين علف‌كش به مقدار 4 كيلوگرم در هكتار استفاده كرد. در سال دوم نيز مي‌توان از همين علف‌كش به مقدار 5/4 كيلوگرم در هكتار استفاده نمود. همچنين از علف‌كش مالوران به مقدار 3 كيلوگرم در هكتار نيز مي‌توان بهره برد.

آفات و بيماري‌ها

از مهمترين آفاتي كه خسارات اقتصادي به سنبل‌الطيب وارد مي‌سازد، مي‌توان لارو كرم سفيد ريشه را نام برد. اين آفت باعث كاهش شديد يا از بين رفتن محصول مي‌شود. جهت مبارزه مي‌توان از سم ديازينون به همراه آب آبياري استفاده نمود. در بهار نوزاد rub Grass، حشرات علف‌خوار به طور ذاتي به ريشه گياه صدمه مي‌زنند، كنترل آنها به وسيله‌ي حشره‌كش‌ها و روش‌هاي زراعي بايد مدنظر قرار گيرد.

از بيماري‌هاي سنبل‌الطيب مي‌توان سفيدك سطحي را نام برد. از علايم آن، اين است كه سطح برگ‌ها را مواد سفيد رنگ مي‌پوشانند. جهت پيشگيري از اين بيماري‌هاي قارچي، بكارگيري روش‌هاي به‌زراعي و استفاده از سموم گوگرددار مفيد واقع مي‌شود. بيماري ديگري كه ممكن است سنبل‌الطيب به آن دچار شود، قارچ لكه برگي است كه در شرايط گرم و مرطوب باعث پژمردگي يا شكستن ساقه گل دهنده و كاهش محصول مي‌گردد. سم‌پاشي گياهان جوان با محلول 06/0 درصد بنومل و نيز سم‌پاشي با 4/0 تيرام موثر مي‌باشد. از بيماري‌هاي ديگر سنبل‌الطيب مي‌توان به نوعي قارچ زنگ و سفيدك دروغي اشاذه نمود. سمپاشي با قارچ‌كش‌هاي مناسب باعث 95-70 درصد كاهش خسارت مي‌گردد. همچنين با تاريخ كاشت مناسب و يا از بين بردن حشرات ناقل مي‌توان از آسيب‌ ويروس موزاييك نقطه‌اي وارد شده به گياه جلوگيري كرد.

زمان برداشت

مقادير اسانس، اسيد والرنيك و مشتقاتش و همچنين والپوتريات‌ها در زمان‌هاي مختلف سال تغييراتي را نشان مي‌دهد. چنانچه هدف برداشت جهت استخراج اسانس باشد، اگر نشاءها در پاييز به زمين اصلي منتقل شده باشند، برداشت محصول در اوايل پاييز انجام مي‌شود و اگر نشاءها در بهار به زمين منتقل شده باشند، بايد در پاييز سال بعد برداشت صورت گيرد. بالاترين مقدار اسيد والرينك و مشتقاتش در بهمن و بالاترين مقدار والپوتريات‌ها در اسفندماه مشاهده شده است. پس از تاريخ‌هاي مذكور مقادير اسيد والرنيك و والپوتريات‌ها كاهش مي‌يابد. اين نتايج از سالي به سال ديگر تغييرات كمي را نشان داده است، به طوري كه در فصل پاييز سال سوم برداشت، مناسب نمي‌باشد، زيرا عملكرد كاهش مي‌يابد. خارج ساختن ريشه‌ها از خاك زماني كه رطوبت خاك كاهش يافته صورت مي‌گيرد. در سطوح وسيع مي‌توان از يك شخم سبك جهت برداشت محصول استفاده نمود. همچنين مي‌توان با استفاده از وسايل مكانيكي مخصوص مثل سيب‌زميني كن چرخ‌داري كه با نيروي گريز از مركز كار مي‌كنند و يا سيب‌زميني برداشت‌كن كامل يا ريشه‌كن با غربال نوساني يا زنجيره‌اي و يا حتي با چغندر برداشت‌كن كامل، محصول ريشه را برداشت كرد. كمي قبل از بيرون آوردن ريزوم و ريشه‌ها، گياه را از سطح زمين با هرس‌كن قطع مي‌كنند.

نگهداري محصول

پس از برداشت محصول، ريشه‌ها را بايد در دستگاه‌هاي شوينده و يا در آب با تكان شديد شست و به قطعاتي تقسيم كرد. جهت خشك كردن مصنوعي مي‌توان از خشك‌كن‌هاي نقاله‌اي يا فضاي خشك‌كني كه حداكثر حرارت آن 40 درجه سانتيگراد باشد استفاده نمود. زمان خشك كردن در درجه حرارت‌هاي مختلف فرق مي‌كند، به طوري كه در حرارت 40 درجه سانتيگراد به مدت 82 ساعت و در دماي 60 درجه سانتيگراد 54 ساعت كافي مي‌باشد. در يك بررسي روي تركيبات ريشه‌هاي خشك‌ شده در دماي اتاق و نمونه‌هايي كه در دماي 50 درجه سانتيگراد خشك شده بودند، مشخص شد اگرچه قسمتي از سزكوئي‌ترپن‌هاي فرار پس از خشك شدن در دماي بالا تمايل به از دست رفتن نشان دادند، اما تفاوت‌ها چندان زياد نبود. ميزان والپوتريات‌ها در مواد گياهي خشك شده در دماي اتاق در حدود 50 درصد كمتر از مواد گياهي خشك شده در دماي 50 درجه سانتيگراد بود، زيرا در شرايط خشك كردن آهسته، طول زمان باعث تخريب والپورتريات‌ها مي‌شود، به طوري كه بايد توجه شود كه خشك كردن طبيعي براي اين گياه مناسب نمي‌باشد. پس از خشك شدن، ريشه و ريزوم سنبل‌الطيب بايد در انباري كاملاً بسته و محفوظ در برابر نور نگهداري شود. همچنين بايد در دماي پايين محافظت شود تا اسانس خود را از دست ندهد. دماي 20 تا 36 درجه سانتيگراد موجب تجزيه والپوتريات‌ها در مدتي كوتاه مي‌گردد، در حالي كه در دماي 4 درجه سانتيگراد سرعت تجزيه والپوتريات‌ها تا حد زيادي كاهش مي‌يابد.

عملكرد

ميزان عملكرد سنبل‌الطيب بسته به شرايط اقليمي و مسائل زراعي، بين 4-2 تن در هكتار ريشه خشك مي‌باشد (نسبت وزن تر به خشك 5 به 1 مي‌باشد). در سال دوم محصول به حداكثر عملكرد خود و از سال سوم ميزان محصول كاسته مي‌شود. سيستم كاشت يكساله به جهت سهولت و اقتصادي بودن امروزه بيشتر توصيه مي‌شود.

تحقیق درباره GPS

فهرست مطالب

تاريخچه GPS:. 1

ناوبري(Navigation)  چيست؟.. 1

GPS چيست؟.. 2

دسته بندي دستگاههاي GPS:2

GPS چگونه كار مي‏كند؟.. 3

GPS ) در پنج مرحله ساده. 3

فضا، كاربر، كنترل( Space , User , Control )4

بخش فضايي( Space Segment )4

مدارات ماهواره‌ها( Satellite  orbits )5

سيگنال‌هاي ماهواره( Satellite Signals )5

مسيريابي استاندارد.6

بخش كنترل Control Segment. 6

بخش كاربري User Segment. 7

طريقه كار GPS چگونه است؟.. 7

خطاهاي GPS... 8

ارکان GPS:. 9

بخش کنترل(نظارت):10

ساختمان بخش کنترل، فالکونAFB.. 10

ايستگاه پيگيري و کنترل زميني،هاوايي.. 10

بخش کاربر:. 11

ماهواره‌ها در فضا:12

ايستگاه‌هاي کنترل زميني و گيرنده‌ها:. 13

ايستگاه‌هاي کنترل زميني:. 13

گيرنده ها:. 13

كاربرد. 14

سيستم ماهواره اي GPS:16

سيگنال‌ها. 16

دلايل خطاي سيگنال‌هاي GPS... 17

كاربرد GPS و مزايا و معايب آن در فضانوردي..... 18

فعاليت‌هاي ديگر. 19

دقت موقعيت يابي GPS:20

خطاهاي GPS:21

تاريخچه GPS:

GPS  داراي تاريخچه بسيار مهيج و سيرتکاملي جالبي مي‌باشد و اخيرا استفاده از آن موجب اکتشافات قابل توجهي شده است. اماقبل از اين که بيشتر راجع به GPS بدانيم، لازم است مطالببيشتري در مورد ناوبري(Navigation) بدانيم.

ناوبري(Navigation)  چيست؟

از زمان ماقبل تاريخ مردم سعي مي کردند يک راه قابلاطمينان پيدا کنند که به آنها بگويد کجا هستند و حتي آنها را به جاييکه مي روندراهنمايي کرده و سپس به خانه بازگرداند.

مردمان غارنشين وقتي که براي تهيهغذا به شکار مي رفتند، احتمالا از سنگ‌ها و شاخه هاي کوچک براي علامت‌گذاري مسيرخود استفاده مي کردند. ملوانان نيز ابتدا سواحل را به دقت دنبال مي کردند تا از گمشدنشان جلوگيري کنند.

وقتي دريا نوردان اوليه در درياهاي باز(اقيانوس ها) کشتيراني کردند، دريافتند که مي‌توانند مسير خود را با دنبال کردن ستاره‌ها ترسيمکنند. فنيقيهاي باستان از ستاره شمالي براي سفر به مصر و جزيره کرت استفادهمي‌کردند. بر طبق گفته هومر الهه آتنا به اوديسه گفته است که هنگام سفر کردن درجزيره کاليپسو "دب اکبر را سمت راست خود قرار بده".

متأسفانه براي اوديسه وديگر دريانوردان ستاره ها فقط در شب و تنها در شب‌هاي صاف قابل رؤيت هستند.

پيشرفت مهم بعدي در امر ناوبري کشف قطب نماي مغناطيسي و دستگاه زاويه ياب(sextant)  بود.

عقربه قطب نما هميشه نقطه شمالي را نمايش مي دهد، بنابراين هميشه دانستنجهت مسيري که در آن حرکت مي‌کنيم را ممکن مي سازد.

GPS چيست؟

GPS يا (Global Positioning System) سيستم موقعيت ياب جهاني است وتنها سيستمي مي باشد که امروزه قادر است، موقعيت دقيق شما را بر روي زمين در هرزمان، درهر مکان و در هر هوايي مشخص کند. ماهواره هايGPS، بيست و چهار ساعته درمداري به طول 11000 مايل دريايي بالاي زمين در حرکت بوده و پيوسته بوسيلهايستگاه‌هاي زميني در سراسر جهان نظارت مي‌شوند. ماهواره ها سيگنال‌هايي مي‌فرستندکه براي هر کس با يک گيرنده GPS قابل شناسايي مي‌باشد. با به کارگيري گيرنده GPS ميتوان موقعيت خود را با دقت بالا تعيين نمود(دقت مکاني در هر مکان از يک متر تا 100متر بسته به نوع تجهيزات متفاوت مي باشد).

دسته بندي دستگاههاي GPS:

بطور كلي يك GPS را ميتوان از يكي از 3 گروه ذيل دانست.

GPS MOUSE : هيچ صفحه يا دكمه اي ندارد اما توسط يكpc Laptop با نرم افزار مربوطه قابل استفادة سرويس GPSS مي باشد.

دستگاههاي اين گروه مانند:

Garmin GPS 35

Delorme يا Rand  Macnalley ( باقيمت هاي پايينتر)

قيمت اين GPS ها حدود 75 تا 150 دلار آمريكا متغير مي باشد.  ولي فراموش نكنيد كه اين نوع GPS ها حتماً به Laptop pc نياز دارند.

Hand-Held GPS: اين نوع دستگاهها مي توانند بصورت سيار مورد استفاده قرار گيرند آنها خودشان يك‌صفحه كوچك جهت نمايش اطلاعات و چند دكمه دارند و در شكل ها و تركيب هاي مختلفي عرضه مي‌شوند و هيچگونه نيازي بهLaptop ندارند. كه بطور مثال ميتوان مدل‌هاي با قيمت پائين Garmin شبيه Etrex, GPS12*l , GPS12 يا مدل هاي 315, 310 ازMagellan را نام برد.  تعدادي از اينها يك رابط NMEA و يك كابل رابط دارند قيمت با كابل ممكن است حدود 210 دلار به بالا باشد و ممكن است بعضي از كشورها ارزانتر هم موجود باشد.

يك GPS دستي ارزان قيمت با يك كابل رابط براي انتخاب و آغاز كار با GPS مناسب ميباشد, حتي براي سرگرمي يا كار يا آشنايي شما با طرز كار و خدمات GPS.

High-End GPS products: اين دستگاهها شامل يك صفحه نمايشگر بزرگتر و تعدادي نقشه ميباشند و در بعضي از آنها شما بايستي مبلغ بيشتري جهت نقشه ها بپردازيد.

قيمت اين دستگاهها ممكن است بسته به نوع محصول بالاتر از 1500 دلار آمريكا باشد كه نمونه هايي از آن مانند Blaupunkt PhihPs و Alpine  ميباشد.

GPS چگونه كار مي‏كند؟

اصول اساسي GPS واقعاً‌ بسيار ساده است، اگر چه سيستم برخي از پيشرفته‏ترين ابزارهايي كه تا حال ساخته شده را به كار مي‏گيرد. براي درك آن بيائيد سيستم را به پنج بخش حياتي تقسيم كرده و هر بخش را جداگانه بررسي كنيم. ما با مفاهيم اصلي شروع مي‏كنيم و بعضي از جزئيات را كنار مي گذاريم، سپس در تمام آنها نكات اصلي را بيان خواهيم نمود.

GPS ) در پنج مرحله ساده

1)  مثلث‏بندي ( اندازه گيري ب روش مثلث‏بندي ) با ماهواره‏ها اساس سيستم است.

2)  براي اندازه‏گيري مثلث‏بندي ، GPS فاصله را توسط زمان طي مسير به وسيله يك پيام راديوئي اندازه مي‏گيرد.

3)   براي اندازه‏گيري زمان طي مسير، GPS به ساعت‏هاي بسيار دقيقي نياز دارد.

4)  وقتي كه شما فاصله تا ماهواره را دانستيد بايد بدانيد كه ماهواره در كجاي فضا قرار دارد.

5)  هنگامي كه سيكنال (پيام)  GPS از يونيسفر و جو ( اتمسفر) ‌زمين عبور مي‏كند در آن تاخير به‏وجود مي‏آيد.         

فضا، كاربر، كنترل( Space , User , Control )

سيستم GPS شامل 3 بخش،‌ فضا، كنترل و كاربري مي‌باشد. بخش فضايي شامل آرايش ماهواره‌ها در فضا با (Constellation) مي‌باشد. اولين سري اين ماهواره‌ها در سال 1978 در مدار قرار داده شد. و در سال 1986 توسعه و تكميل آرايش ماهواره‌اي سيستم GPS به علت جلوگيري از خطرات ناشي از عدم مسيريابي انجام پذيرفت. در فوريه 1989 آرايش ماهواره‌اي سيستم GPS با 24 يا تعداد بيشتري ماهواره در مدار كامل و فعال گرديد. سيستم كنترل توسط ارتش آمريكا انجام مي‌گيرد كه رديابي و نگهداري آنها را در مدار كنترل مي‌نمايد.

بخش كاربرها، شامل كاربرهاي نظامي و شخصي هر دو مي‌باشد. كاربرهاي نظامي از سيستم GPS به عنوان، مسيريابي،‌ شناسايي، و سيستم هدايت موشكي استفاده مي‌نمايند و كاربرهاي شخصي هم مي‌توانند همانند نظامي‌ها و براساس نياز از اين سيستم استفاده كنند.

بخش فضايي( Space Segment )

ماهواره‌هاي GPS در حدود 900 kg وزن و 5 متر با نيل‌هاي خورشيدي طول دارند. عمر مفيد اين ماهواره‌ها براي5/7 سال طراحي شده است اما اغلب مدت زمان بيشتري در مدار مورد استفاده قرار مي‌گيرند. پنل‌هاي خورشيدي نيروي اوليه را تهيه مي‌نمايند و نيروي (تغذيه) ثانويه توسط باطري‌هاي Nicod تأمين مي‌شود.

در هر ماهواره چهار ساعت (Clock) اتمي فوق‌العاده دقيق نصب گرديده است. در سپتامبر 2001 تعداد ماهواره‌هاي مورد استفاده در مدار 27 عدد بوده است.

مدارات ماهواره‌ها( Satellite  orbits )

شامل 6 مدار با فاصله 60 درجه و در هر مدار 4 ماهواره وجود دارد و اين امكان را فراهم مي‌سازد كه با وجود اشكال و خرابي 2 ماهواره در هر مدار سيستم كار نرمال خود را انجام دهد. هر سطح مداري شيبي برابر با 55 درجه با سطح مدار استوايي دارد. ارتفاع زياد مدار (km 20000) باعث ثابت ماندن ماهواره‌ها در مدارشان مي‌شود. همچنين ارتفاع زياد ماهواره باعث پوشش منطقه وسيعي در روي زمين مي‌شود.

ماهواره‌هاي GPS هر نقطه در روي زمين را 2 بار در روز پوشش مي‌دهند (از هر نقطه در روي زمين دوبار در روز مي‌گذرند).

سيگنال‌هاي ماهواره( Satellite Signals )

هر ماهواره يك سيگنال مسيريابي كه شامل عناصر مداري، وضعيت ساعت (Clock)‌، زمان سيستم و وضعيت پيام‌ها مي‌باشد را ارسال مي‌نمايد. به علاوه يك تقويم نجومي (almanac) تهيه مي‌شود كه اطلاعات (تقريبي) را براي هر ماهواره فعال ارسال نمايد. سيگنال‌هاي راديويي با سرعت نور منتشر مي‌شوند. سيصد هزار كيلومتر در ثانيه، مدت زمان 06/0 ثانيه طول مي‌كشد كه سيگنال ارسالي از ماهواره GPS به زمين برسد. اين سيگنال‌ها با قدرت كم (حدود 300 تا 350 وات در طيف مايكروويو) ارسال مي‌گردند.

كد C/A (Coarse A qwsition Cood) براي استفاده كاربرهاي شخصي در دسترس مي‌باشد و به عنوان (SPS) (Standard Positining Service)

مسيريابي استاندارد.

PPS يا Precise Positioning Service سرويس مكان يابي دقيق كه منحصراً در دسترس كاربرهاي نظامي و كاربرهاي مجاز مي‌باشد.

سيگنال‌هاي ماهواره  به خط مستقيم جهت رسيدن و استفاده گيرنده‌هاي GPS نيازدارند.

درخت، ساختمان،‌ كوه و حتي دست و يا بدن مي‌تواند سيگنال‌هاي ماهواره‌ها را بلوكه نمايد.

تقويم نجومي يا Almanac شامل اطلاعاتي راجع به مدارات 24 ماهواره مي‌باشد. يك گيرنده GPS از تقويم نجومي كه در پيام‌هاي ديتاي ماهواره وجود دارد براي موقعيت هر ماهواره‌اي كه رديابي مي‌كند استفاده مي‌نمايد. نرم افزار mission planning براي تهيه گراف و موقعيت ماهواره‌هاي قابل رؤيت و بهترين زمان بررسي در منطقه مخصوص،‌ از تقويم نجومي استفاده مي‌نمايد. تقويم نجومي براي مدت 30 روز معتبر مي‌باشد،‌ اما هر بار كه گيرنده GPS روشن مي‌شود بطور اتوماتيك تقويم نجومي را دريافت مي‌كند (در مدت زمان 15 دقيقه). استفاده از تقويم نجومي به روز يا up-to-date براي استفاده از ماهواره‌هايي كه در ديد گيرنده‌هاي GPS قرار مي‌گيرند بسيار مهم مي‌باشد.

بخش كنترل Control Segment

بخش كنترل شامل پنج ايستگاه مونيتور در اقصا نقاط جهان شامل هاوايي، كواجالين،‌ جزيره اسنشن، ديوگوگارسيا و كلورادو مي‌باشد. ايستگاه (MCS) يا مركز كنترل در كلورادو قرار دارد. ايستگاه‌هاي مونيتور، ماهوار‌هاي در معرض ديد را رديابي مي‌نمايد و اطلاعات فاصله را جمع‌آوري و اين اطلاعات را در ايستگاه MCS تجزيه و تحليل و سپس مدارات ماهواره‌ها را مشخص مي‌نمايد و پيام‌هاي هر ماهواره مكان‌ياب را به روز مي‌نمايد. اطلاعات به روز شده از طريق آنتن‌هاي زميني به ماهواره‌ها ارسال مي‌گردد. ماهواره‌هاي GPS   1- پيام‌هاي اطلاعاتي ماهواره (موقعيت و زمان)  2- تقويم نجومي  3- اصلاح مداري را كه از ايستگاه MCS دريافت مي‌نمايند، ارسال مي‌كنند و گيرنده‌هاي GPS از تمامي اين اطلاعات جهت محاسبه موقعيت استفاده مي‌نماييد.

بخش كاربري User Segment

بخش كاربري شامل گيرنده‌هاي GPS مي‌باشد كه موقعيت محل، سرعت و زمان دقيق را در همه جاي دنيا مشخص مي‌نمايد. كاربردهاي GPS تقريباً در تمامي زمينه‌ها، از حمل و نقل و كنترل منابع طبيعي و كشاورزي وجود دارد. بعنوان مثال:

- استفاده از GPS براي هدايت هلي‌كوپترها و مشخص نمودن محل‌هاي مورد نظر، خصوصاً در عمليات نجات آسيب‌ديدگان.

- استفاده از GPS جهت تهيه نقشه‌هاي كشاورزي.

- استفاده از GPS در مسيريابي هواپيماها و يا علامت گذاري مناطقي كه بايد سم‌پاشي شود.

- استفاده از GPS براي دريانوردي.

- استفاده از GPS براي مسيريابي در جنگل‌ها.

- تركيبي از GPS/GIS جهت پيدا نمودن سريع‌ترين مسير به مقصد استفاده مي‌شود. حتي از GPS براي تحويل ساندويچ و پيتزا به منازل استفاده مي‌گردد.

طريقه كار GPS چگونه است؟

از اندازه‌گيري فاصله بين گيرنده و ماهواره استفاده مي‌نماييم. ماهواره‌ها در نقاط مشخصي مي‌باشند و گيرنده‌هاي GPS در روي زمين و منطقه ناشناخته‌اي هستند. امواج راديويي با سرعت نور حركت مي‌كنند. با ضرب زمان حركت سيگنال از ماهواره تا گيرنده GPS درkm/s 300000 فاصله ي بين ماهواره و گيرنده مشخص مي‌شود. اگر ما از محل 4 ماهواره اطلاع داشته باشيم و مقدار فاصله آنها از گيرنده مشخص گردد،‌ در يك فضاي 3 بعدي مي‌توان محل خود را محاسبه نمود.

12000 مايل شعاع كره‌اي مي‌باشد كه مركز آن ماهواره است (پترن ماهواره‌ها كروي و فاصله آنها تا زمين 12000 مايل است) محل يا موقعيت ما مي‌تواند هر جاي در روي اين كره باشد.

اندازه‌گيري دوم (ماهواره دومي)، سطح تقاطع دو كره يك دايره است بنابراين حالا مي‌‌دانيم كه محل ما جايي روي دايره است.

اندازه‌گيري سوم، 3 كره يكديگر را فقط در 2 نقطه قطع مي‌كند. يكي از دو نقطه به عنوان غيرقابل قبول حذف مي‌شود. كامپيوترها در داخل گيرنده‌هاي GPS روش‌ها و تكنيك‌هاي مختلفي براي مشخص نمودن نقطه صحيح از نقطه غيرقابل قبول دارند.

اندازه‌گيري چهارم، Offset زماني اختلاف بين همزماني Clock ماهواره و Clock گيرنده مي‌باشد. نصب ساعت‌هاي اتمي در گيرنده‌هاي GPS باعث گراني بيش از حد آنها مي‌شود، در گيرنده‌ها از ساعت‌هاي دقيق كوارتز استفاده مي‌شود. اندازه‌گيري چهارم مقدار اين Offset را جبران مي‌نمايد و نقطه صحيح را پيدا خواهد نمود. GPS سرعت را نيز اندازه‌گيري مي‌كند كه براي مسيريابي بسيار مهم است.

خطاهاي GPS

مدت زمان عبور سيگنال‌ها از لايه‌هاي يونسفروتروپسفر متغير مي‌باشد. وجود نويز باعث خطا يا تداخل در گيرنده مي‌شود. خطاهاي موقعيت مداري ممكن است در پارامترهاي ديتا وجود داشته باشد. پارامترهاي ماهواره بطور خلاصه سيستمي از موقعيت‌هاي ماهواره GPS در حوزه زمان مي‌باشد. اين اطلاعات مشخص مي‌كنند كه ماهواره در كجا و در چه موقع در هر نقطه‌اي بايد باشد. تغييرات بسيار كمي در ساعت‌هاي اتمي خطاهاي زيادي را باعث مي‌شود. خطاي يك نانو ثانيه‌اي در گيرنده‌هاي GPS در روي زمين 3/0 متر در محاسبه مكان خطا ايجاد مي‌نمايد.

عبور چند مسير سيگنال، محل ماهواره‌ها در فضا و SA باعث خط مي گردند.

عبور چند مسير سيگنال يا Multipath پديده‌اي مي‌باشد كه آنتن‌هاي گيرنده سيگنال را از دو مسير يا بيشتر دريافت مي‌كند. اختلاف مسيري كه سيگنال‌ها طي مي‌نمايند باعث تداخل اين سيگنال‌ها در آنتن گيرنده مي‌گردد و باعث خطا مي‌شود.

پيكربندي يا محل ماهواره‌ها در فضا مي‌تواند بر دقت مكان‌يابي ماهواره تاثير گذارد.

GDOP يك اندازه‌گيري از كيفيت پيكربندي ماهواره مي‌باشد و اشاره به اين موضوع دارد كه ماهواره‌هادر فضا با يكديگر  در ارتباط هستند.

SA يا Selective Avalibi lity خطاهاي پارامتري و Clock مصنوعي را نشان مي‌دهد و باعث خطاي عمومي اندازه‌گيري از 70 الي 100 مترمي‌شود. SA در چهارم جولاي 1991 فعال و در يكم مي 2000 خاموش گرديد.

خاموش نمودن SA باعث بالارفتن دقت اندازه‌گيري و در نتيجه ايجاد كاربردهاي جديد براي GPS و ارتقاء سطح زندگي مردم در اقصاء نقاط جهان مي‌شود.

توسعه تكنولوژي جديد اين امكان را مي‌دهد در مناطقي دقت GPS را كاهش دهند. ضمن اينكه اين كاهش در نقاط ديگر دنيا غير ضروري مي‌باشد.

ارکان GPS:

يک سيستم GPS داراي سه بخش است:

شکل بالا بخش هاي مختلف يکسيستم GPS را به طور خلاصه نمايش مي‌دهد
بخش فضايي:

اين بخش شامل 24 ماهواره است که هر کدام به تنهايي داراي يکمدار 11000 مايل دريايي در بالاي زمين هستند. هر ماهواره حدودا 10سال يا بيشتر فعالمي‌باشد.

   چرخش ماهواره‌هاي GPS به دور زمين، دو باردر روز و حدود 20200کيلومتر، بالاي سطح زمين مي باشد. در هر زمان از شبانه روز حداقل 4 ماهواره يابيشتر بالاي سر ما در آسمان قرار دارند. براي تخمين موقعيت به وسيله گيرنده بهحداقل 4ماهواره نياز است.

بخش کنترل(نظارت):

   بخش کنترل مغز GPS است. اين بخش اداره کننده تمامي ماهوارهها مي باشد.
   اين بخش از ايستگاه‌هاي زميني تشکيل شده است(پنج عدد از آنها، دراطراف زمين قرار دارند) که ماهواره ها را از کارکرد درست مطمئن مي سازند.

   ارتش آمريکا، بخش اصلي سايت کنترل در نيروي هوايي فالکون، واقع در کلورادواسپرينگ(the Falcon Air Force Base in Colorado Springs) در آمريکا را اداره ميکند.

   ساختمان بخش کنترل، فالکونAFB.

   ايستگاه پيگيري و کنترل زميني،هاوايي.

   يک بار گردش به دور زمين در فضا برابر يک مدار مي باشد. هريک ازماهواره هاي GPS دوازده ساعت زمان نياز دارند تا يک بار مدار زمين را طي کنند. هرماهواره به يک ساعت دقيق مجهز شده است که به آن اجازه مي دهد سيگنال هاي زوج را بايک پيام زماني بسيار دقيق مخابره کند(with a precise time message). دستگاه (قسمت) زميني، سيگنال مخابره شده از ماهواره (که با سرعت نور حرکت مي کند) را دريافت ميکند. حتي در اين سرعت، زمان رسيدن سيگنال به گيرنده قابل اندازه گيري مي باشد. تفاوت زماني ميان سيگنال فرستاده شده و زمان دريافت آن، مضربي از سرعت نور مي باشدکه گيرنده را قادر مي سازد تا فاصله از ماهواره را محاسبه کند. براي اندازه گيريدقيق طول و عرض جغرافيايي و ارتفاع، گيرنده زماني را که صرف مي شود تا سيگنال ها ازچهار ماهواره جدا گانه به آن برسند را محاسبه مي‌کند.

   سيستم GPS مي‌تواندموقعيت هر جايي بر روي زمين يا بالاي زمين را با اندازه تقريبا 300 فوت(90 متر)،نمايش دهد.

بخش کاربر:

   اين بخش از گيرنده‌هايي تشکيل شده که مي توان آن را در دست نگهداشت يا بر روي اتومبيل سوار نمود.

   با اين که GPS براي ارتش طراحي شده استولي شمار کاربران شهري از کاربران نظامي بيشتر است. بعضي از کاربران اصلي GPS عبارتند از:

   - سرويس هاي اورژانس- مانند آتش نشاني، آمبولانس در تعيينموقعيت افراد آسيب ديده.

   - پي گيري وسايل نقليه - مانند نگهداري و پي گيريکاميونها، قطارها، اتوبوسها و غيره.

   - هوانوردي - خلبانان از آن براي راهبريهواپيماها استفاده مي کنند.

   - کشاورزي- کشاورزان از GPS براي کنترل بهترمحصولاتشان استفاده مي کنند.

   - جمع آوري داده هاي GIS- شهرها براي موقعيتسرويس هايشان مانند خطوط نيرو و لوله کشي آبها در خيابانها از آن استفاده مي کنند.

ماهيگيران و دريانوردان در دريا از آن جهت هدايت قايق‌ها يا تشخيص يک موقعيت دردريا استفاده مي‌کنند. در هدايت وسايل نقليه با استفاده از GPS براي رسيدن به مقصد،نياز به نقشه نيست.

   گردشگران و کوهنوردان از آن استفاده مي کنند تا ميسر خودرا پيدا کنند

ماهواره‌ها در فضا:

   همانطور که گفته شد سيستم فضايي GPS از 24 ماهواره تشکيلشده است که هر يک از آنها، هر 11000 مايل دريايي در بالاي زمين را در مدت 12ساعت(يکمدار) طي مي‌کند.

   ماهواره‌ها در فضا به صورتي قرار مي‌گيرند که مي‌توانيمتقريبا 100 درصد از مواقع، سيگنال‌ها را از شش عدد آنها در هر نقطه روي زمين دريافتکنيم، زيرا جهت بدست آوردن بهترين اطلاعات مربوط به هر موقعيت، سيگنال‌هاي زيادينياز است. همچنين ماهواره ها به ساعت‌هايي جهت نگهداري زمان دقيق مجهز هستند. ايندقت در حد سه نانو ثانيه(سه ميليارديوم ثانيه 000000003/0) بوده و بسيار مهم ميباشد، زيرا گيرنده بايد به درستي تعيين کند که سيگنال‌هايي که از هر ماهواره GPS ميرسد، از چه ارتفاعي گرفته شده است( اين اطلاعات براي محاسبه موقعيت گيرنده مورداستفاده قرار مي گيرد

اولين ماهواره GPS در سال 1978 پرتاب شد. 10 ماهواره اول که Block I نام داشتند بهمنظور توسعه اين تکنولوژي(developmental satellites) فرستاده شدند. از سال 1989 تا 1993، 23 ماهواره هاي توليدي (production satellites) به نام Block II پرتاب شدند. پرتاب بيست و چهارمين ماهواره در سال 1994 اين سيستم را تکميل کرد.

   24 ماهواره GPS با مدار 11000 مايلي در بالاي زمين، در تمام شبانه روز به نظاميان و غير نظاميان خدمت رساني مي کنند. اين شبکه از ماهواره ها هسته اي از دقيق ترينسيستم ناوبري که تابه امروز ساخته شده است را مي سازد.

ايستگاه‌هاي کنترل زميني و گيرنده‌ها:

   ايستگاه‌هاي کنترل زميني:

   کنترل GPS يا بخش زميني، از ايستگاه‌هاي محلي اطلاع دهنده اتوماتيک(خودکار) در نواحيمختلف اطراف زمين(هاوايي و ماژالين در اقيانوس آرام، ديگو گارسيا در اقيانوس هند،جزيره اسنشن در اقيانوس آرام و کولورادو اسپيرينگ در کولورادو)، يک ايستگاه اصليدر اشريور (فالکن) پايگاه هوايي کولورادو اسپيرينگ و چهار ايستگاه آنتن بزرگ کهسيگنال ها را به سمت ماهواره ها ار سال مي کنند، تشکيل شده اند. همچنين اين ايستگاهها، ماهواره هاي GPS را رديابي و اطلاع رساني مي‌کنند

گيرنده ها:

   گيرنده‌هاي GPS مي‌توانند توسط دست حمل شوندGPS  (دستي) يا بر رويهواپيما، کشتي، تانک، زيردريايي، اتومبيل و کاميون نصب شوند. اين گيرنده ها سيگنالهاي ماهواره هاي GPS را دريافت، رمزگشايي و در نهايت آنها را پردازش مي‌کنند. امروزه بيشتر از 100 مدل گيرنده متفاوت با اندازه هاي مختلف در حال استفادههستند(به اندازه يک تلفن بي سيم در گيرنده هاي دستي و حتي کوچک تر از آن در مدل هايجديد ديده مي شوند).

   به عنوان نمونه دستگاه هاي دستي که به نيروهاي ارتشآمريکا در جنگ خليج فارس داده شد تنها 28 اونس وزن داشتند.

 GPS درپي‌جويي‌هاي صحرايي، اکتشاف نفت و گاز و شرکتهاي خدمات رفاهي (آب و برق و ...) جهتموقعيت يابي دقيق استفاده مي شود.

كاربرد

اخيراً يك محقق در يك نظرسنجي در جهت اهداف تحقيقي سوالي را درباره GPS مطرح كرده است. اين به نظر موضوع جالبي جهت بررسي در اين ماه مي‌باشد. براي شمايي كه هيچ تجربه‌اي در اين زمينه نداريد، در فهم كاربردهاي تحقيقي غيرنظامي كمك زيادي مي‌كند.

سيستم مختصات جهاني (GPS) در اصول بوسيله وزارت دفاع دولت ايالات متحده در جهت كمك به نيروهاي ارتش ايجاد شد. اين سيستم مجموعه‌از اين ماهواره‌هاي فلكي با سيستم‌هاي الكترونيكي مختلف و ايستگاه‌هاي كنترل زميني است. ماهواره‌هاي مختلف سيگنال‌هاي راديويي را كه بوسيله واحدهاي GPS برنامه‌ريزي شده و قابل دريافت است را انتقال مي‌دهد. پس از بسته شدن نطفه آن در ارتش اين سيستم توسعه يافت و قسمت‌هايي از آن همچنين در دسترس جامعه جهاني و بخش تجاري غيرنظامي قرار گرفت.

واحدهاي GPS به طور اساسي 2 گيرنده راديويي هستند، لذا بايد مسير ديدي به سمت ماهواره‌ها در جهت دريافت سيگنال‌هاي ماهواره‌اي داشته باشد. هر مانعي باعث محدوديت كاركرد و قابليت اطمينان آن مي‌شود. اولين مانع زمين است. ماهواره‌ها در مداري به دور زمين هستند، لذا دسترسي آنها در ساعات مختلف روز در نقاط مختلف دنيا تغيير مي‌كند. برخي از آنها اصلاً در يك مكان خاص قابل مشاهده نيستند. موانع تنها به اين محدود نمي‌شوند. كوه‌ها، تونل‌ها، ساختمان‌هاي بلند، بدنه اتومبيل‌ها و ....، همه مي‌توانند سيگنال‌هاي راديويي را بلوكه كند و يا لااقل قدرت آنها را كاهش دهد.

اگر واحد GPS نتواند سيگنال‌هاي راديويي را دريافت نمايد، نمي‌تواند موقعيت را تعيين نمايد. گيرنده‌ها حداقل بايد دو سيگنال راديويي را براي انجام هر محاسبه موقعيتي دريافت نمايند. با دريافت سيگنال‌هاي بيشتر قابليت اطمينان محاسبات بالا مي‌رود.

گيرنده‌هاي ماهواره‌اي، با اطلاعات اساسي درباره ماهواره‌ها و مناطق جغرافيايي برنامه‌ريزي مي‌شوند. واحدهاي كم‌هزينه‌تر جهت كار در مناطق محدودتري از قبيل آمريكاي شمالي عمل مي‌كنند، در حالي كه واحدهاي گرانتر بر روي دكل شبكه جهاني عمل مي‌كنند. واحدهاي GPS گران قيمت قبل از اينكه بتوانند كار كنند، نياز به ورودي كاربري در رابطه با مناطق جغرافيايي و قاره‌ها دارند و راهنماي دستورالعمل كاربر شامل اين اطلاعات اساسي است.

همانند يك واحد GPS گيرنده‌هاي GPS بوسيله منبع نيرو محدود مي‌شوند. شرايط محيطي از قبيل گرما و رطوبت مي‌تواند در عملكرد اين واحد محدوديت ايجاد نمايد. تا اين مرحله ما با محدوديت‌ها آشنا شديم: قدرت ديد منابع، برنامه‌نويسي بانك اطلاعاتي داخلي، منابع نيرو و ضريب اطمينان اجزاء الكترونيكي.

كاربرد سرمايه‌گذاري GPS با ملاحظات قانوني آغاز شد و كاربرد سرويس‌هاي اصلي GPS تحت اين قانون مجاز گرديد. اما آيا اين مانعي براي قانون استراق سمع است؟ پاسخ در بيشتر موارد خير است،‌ اما نه در همه مواقع. سه كليد جهت تفسير مشروعيت آن تعريف حقوقي GPS وسايل ارتباطي و ذخيره‌سازي و انتظار منطقي از اختفا در شرح كاربرد آن است.

يك نمونه از كاربرد آن اين است كه زماني كه حركتي وجود ندارد، نمي‌تواند توصيف كند. اين طبقه‌بندي از آنجايي مهم است كه قانون استراق سمع ابزار حركتي را از تعريف ارتباطات الكترونيكي مستثناء مي‌كند. تحت 18 USC 2510 يك ارتباط الكترونيكي شامل سيگنال‌هاي راديويي و سيستم‌هاي ذخيره‌سازي الكترومغناطيسي است.

سيستم ماهواره اي GPS:

24 مارهواره در بخش هاي مختلف فضاي زمين در مداري خاص با فاصله حدود 12000 مايلي بالاي سر ما قرار گرفته است. آنها با يك سرعت ثابت در حركتند و در هر 24 ساعت دوبار دور زمين را با سرعتي معادل 7000 مايل در ساعت  مي گردند.

ماهواره هاي GPS توسط انرژي خورشيد تغذيه ميشوند آنها مجهز به باطريهاي قابل شارژ اتوماتيك براي زمانهاي بارندگي يا خورشيد گرفتگي مي باشند. راكت‌هاي كوچك روي هر ماهواره آنها را دريك مسير پروازي صحيح نگهداري مي كنند.

سيگنال‌ها

بد نيست راجع به سيگنال‌هاي GPS هم بحثي داشته باشيم:

ماهواره‌هاي GPS دو سيگنال راديويي كم انرژي را مي‌فرستد. GPS L1,L2هاي عمومي از L1 با فركانس 1575,42 مگاهرتز در باند UHF استفاده مي‌كنند. سيگنال‌ها به صورت line of sight حركت مي‌كنند. به اين معني كه آنها از ابرها، شيشه و پلاستيك عبور مي‌كنند. اما از جامدات مثل ابرها و ساختمان‌ها نمي‌توانند عبور كنند.

همچنین در این زمینه مطالب زیر رابخوانید :

هر سيگنال GPS شامل سه نوع مختلف اطلاعات است:

·       داده‌هاي روزانه؛

·       شبه كدها؛

·       داده‌هاي ساليانه.

شبه كد يك ID است كه مشخص مي‌كند كدام ماهواره اطلاعات را ارسال مي‌كند. داده‌هاي موقت (روزانه) كه دائماً توسط ماهواره‌ها ارسال مي‌شود، شامل اطلاعات مهمي از وضعيت ماهواره‌ها (سلامت آن)، تاريخ و ساعت فعلي مي‌باشد. اين بخش سيگنال براي تعيين وضعيت مرزي ضروري است.

داده‌هاي عمومي (ساليانه) به گيرنده GPS مي‌گويد كه هر ماهواره GPS در هر ساعت روز بايد كجا باشد. هر ماهواره GPS، داده‌هاي عمومي را ارسال مي‌كند تا اطلاعات چرخشي آن ماهواره و ساير ماهواره‌ها مشخص شود.

دلايل خطاي سيگنال‌هاي GPS

فاكتورهايي كه سيگنال‌هاي GPS را تنزل مي‌دهد و در نتيجه روي دقت تاثير مي‌گذارد، شامل موارد زير است:

·       تاخيرهاي Ionoshere, troposphere:

سيگنال‌هاي ماهواره‌ها به صورت تدريجي اتمسفر را طي مي‌كنند. سيستم GPS يك مدل داخلي و غيرقابل انتقال را به كار مي‌برد كه ميانگين تاخير را براي يك اصلاح اين اشتباه بكار مي‌گيرد.

·       چند مسيره شدن سيگنال:

اين رويداد وقتي اتفاق مي‌افتد كه سيگنال GPS از اجسام مختلف مثل ساختمان‌ها يا سطوح صخره‌اي بزرگ منعكس شود، قبل از اينكه به گيرنده برسد، اين مساله زمان سير سيگنال را زياد مي‌كند كه باعث توليد اشكال مي‌شود.

·       ايرادهاي زماني گيرنده:

ساعت داخلي گيرنده خيلي دقيق نيست، يعني مثل ساعت اتمي كه در ماهواره‌ها كار گذاشته شده، عمل نمي‌كند. اين امر موجب اشتباهات ناچيزي مي‌شود.

·       ايرادهاي مداري يا فلكي:

اين مشكل به مشكلات موقتي هم معروف است كه در زمان گزارش وضعيت ماهواره مشكلاتي را ايجاد مي‌كند.

·       تعداد ماهواره‌هاي قابل مشاهده:

به هر تعداد ماهواره‌اي كه گيرنده GPS بتواند ببيند، دقت آن بالاتر مي‌رود. ساختمان‌ها، عوارض زمين، نفوذهاي الكترونيكي يا حتي برگ درختان موجب اشكالاتي در پيدا كردن موقعيت يا حتي پيدا نكردن موقعيت مي‌شود. بخش‌هاي GPS در خانه‌ها، زير آب و زير زمين كار نمي‌كند.

·       اشكال هندسي ماهواره‌ها:

اين مشكل به مكان نسبي ماهواره در هر زماني برمي‌گردد. هندسه مطلوب ماهواره وقتي است كه ماهواره‌ها در زواياي وسيعي نسبت به هم قرار گيرد. هندسه ضعيف، از قرار گرفتن ماهواره‌ها در يك خط، يا در جايي كه مانع ورود هواست، ناشي مي‌شود.

كاربرد GPS و مزايا و معايب آن در فضانوردي

امروزه، تاثيرهاي چند مسيري، يكي از جديترين تهديدها، براي بررسي دقت در RGPSها بر اساس فضانوردي است.

چند مسيري، يك پديده‌اي است كه نشان مي‌دهد يك سيگنال از طريق چند مسير چگونه به مقصد مي‌رسد كه البته اين كار با توجه به اثر بازگشت و تفاضل موج‌هاي الكترومغناطيسي صورت مي‌پذيرد. سيگنال چندمسيري، مسير طولاني‌تري را نسبت به سيگنال مستقيم براي رسيدن به گيرنده طي مي‌كند. در نتيجه اگر سيگنال چندمسيري دنبال شود، ممكن است غلط‌هايي توليد گردد. بنابراين، اين مطالب باعث مي‌شود كه سيگنال حامل و كد سيگنال GPS خراب شود و نتيجه پاياني ، پايين آمدن دقت و كم شدن بازدهي است.

حامل اتوماتيك انتقال (ATV) از GPS براي مسيريابي در طول كارهاي نزديك و قرارهاي نظامي با ايستگاه جهاني فضانوردي استفاده مي‌شود.

مفهوم چندمسيري همچنان در اين قرارگاه نظامي باقي است. چون دنبال كننده و هدف آنتن‌هاي GPS توسط يك سري ديوارهاي بزرگ آهني محاصره شده است. اگرچه مطالعات اين بخش براي فهميدن اعمال كلي GPS است، هدف ATV به ايستگاه جهاني فضانوردي، يك سناريوي ماموريتي واقعي است كه براي مدل كردن مفهوم و تاثيرهاي چندمسيري روي گيرنده‌هاي GPS براي دنبال كردن غلط‌هاست.

همچنین در این زمینه مطالب زیر رابخوانید :

فعاليت‌هاي ديگر

تحليل و بررسي چندمسيري در سطح دريافت كننده، آناليز چندمسيري براي شاتل MIR مربوط به ماموريت RVD و يك سري آناليزهاي مشاهده‌اي براي آنتن‌هاي GPS مربوط به ISS, ATV.

دقت GPSهايي كه بر اساس مسيرياب‌ها عمل مي‌كنند، به مفهوم مطرح شده در مسيرياب‌ها، سطوح واقعي در فضانوردهاي ATV, ISS و كارهاي ممكن چندمسيري در تكنيك‌هاي تقسيم وابسته است.

در آنتن‌هاي ATV، غلط‌هاي چندمسيري بالايي اتفاق مي‌افتد كه در اندازه‌گيري‌هاي GPS بدست آمده‌اند. غلط‌ها گاهي به بيش از 100 متر در PR و يك چهارم طول موج در سيگنال حامل مي‌رسد.

ادامه خط سير ATV براي تاثيرهاي چند مسيري آزاد و غيرموثر است. داخل مسير صوري ATV/ISS، مسيرياب نسبي GPS بكار برده شده مي‌شود تا سنسوري كه در بخش وعده‌گاه بكار برده مي‌شود، بتواند در هدف نهايي بكار رود. با توجه به مقداردهي درست RVS، دقت و صحت RGPS در ايستگاه S₃ بايستي براي نيازمندي‌هاي با دقت بالا تكميل شود.

با مراجعه به گروه ماموريتي ATV/ISS، نقطه نگهداري مرجع S₃ در فاصله 250 متري قرار مي‌گيرد و GPS نسبي بايد دقت 22/2 را در محل برآورده نمايد.

با درنظر گرفتن اين نيازمندي‌ها و باردهي كه با الگوريتم‌هاي مختلف مسيريابي تعيين مي‌شود و با تكنيك‌هاي متفاوت تقسيم چندمسيري، نتايج زير بدست مي‌آيد:

فقط مفهوم مسيريابي kinematic مي‌تواند همه نيازهاي مربوط به آناليز سطوح چندمسيري را تكميل كند، البته با يا بدون بكارگيري تكنيك‌هاي تقسيم چندمسيري.

پردازش مفهوم مسيريابي در SD-RGPS در فاز حامل، مي‌تواند نيازهاي مربوط به همه سطوح آناليز شده چندمسيري را وقتي كه تكنيك‌هاي تقسيم چند مسيري بكار رود، تكميل نمايد.

دقت موقعيت يابي GPS:

   دقت موقعيت يابي GPS از 10متر تا چند سانتي‌متر بسته به نوع گيرنده GPS و استفاده از آن دارد. درحقيقت همه مردم به GPS هاي با دقت بالا نياز ندارند. در واقع هر استفاده‌اي نياز به يک دقت متفاوت دارد و همچنين هر سطحي از دقت داراي" معايب" و" محاسني" مي‌باشد.

    به طور کلي عوامل مؤثر در دقت موقعيت يابي GPS را مي توان به شرح زير نام برد:

   1) نوع و مدل گيرنده GPS(مدل‌هاي مختلف ميزان دقت متفاوتي دارند که بسته به قيمت آن، دقت بالاتر مي رود).

   2) نوع استفاده از GPS(براي برخي کارها نياز به دقت بالا مي باشد، در صورتي که در برخي ديگر اين دقت بالا ضرورتي ندارد).

   خطاهاي GPS:

   تمامي موقعيت‌هاي GPS ها، 100% دقيق نيستند، بنابراين بايد خطاهايي در آنها موجود باشد. دو انتخاب وجود دارد تا ميزان خطاها را بسته به نياز کاربر تقليل دهد:

   الف) استفاده از گيرنده هاي GPS متفاوت

   ب) روش‌هاي گوناگون بدست آوردن موقعيت

   براي مثال، نقشه‌برداران نياز به دقت بالايي در اندازه گيري يک قسمت دارند. از سوي ديگر، مکان منزل شما در يک نقشه به دقت پايين تري نياز دارد.

   بعضي از خطاها که بر روي دقت موقعيت GPS اثر مي گذارند در ذيل آورده شده اند.

همچنین در این زمینه مطالب زیر رابخوانید :

یولافAvena sativa/Oat

یولاف در ابتدا علف هرز مزارع گندم و جو بوده و با گسترش دامنه ی کشت گندم و جو به صورت گیاه زراعی درآمده است.

دلیل اصلی عملکرد بالای این گیاه در عرض های جغرافیایی بالا سازش آن با سرما است.تولید جهانی یولاف در سال 2005 حدود 4/21 میلیون تن بوده است.دارای گونه های تترا پلوییدو دیپلویید و هگزاپلوییدی می باشد.مهمترینکشورهای تولید کننده ی یولاف آمریکا.کانادا و لهستان می باشند.عمده ترین ارقام یولاف زراعی از گونه ی sativa می باشند.دانه یولاف به طور مستقیم مورد استفاده ی اسب.گوسفند و پرندگان قرار می گیرد.

ویژگی های گیاه شناسی یولاف:

گیاهی یکساله از قبیله یAvenae بوده و مانند سایر غلات بند بند و تو خالی است.ارتفاع ساقه از 150-60 cmمتغییر است.گل اذین آن خوشه وانشعابات ممکن است از یک سو یا از دو سو باشدو قدرتپنجه زنی آن کمتر از گندم و جو است.برخی از ارقام بدون ریشک هستند.ریشک در ارقام ریشک دار از رگبرگ میانی منشا میگیرد.یولاف گیاهی خود گشن است که درصد خودگشنی آن از10-0 درصد متغییر است.

زراعت یولاف:

یولاف مانند سایر غلات معتدله دارای ارقام بهاره و پاییزه است.کمینه ی دما برای جوانه زنی یولاف3-2 درجه است.یولاف به صورت مخلوط با جو برای تولید دانه به عنوان خوراک دام کاشته می شود.میوه ی یولاف گندمه است.میزان بذر مصرفی 90 کیلوگرم در هکتار است.تا حدود زیادی به شرایط نامساعد محیطی مقاوم است.یولاف را حساس ترین گیاه به خوابیدگی است.مناسب ترین زمان برداشت برای مصرف سیلویی در مرحله ی شیری شدن دانه ها و برای سایر موارددر مرحله یخمیری شدن دانه است

در یولاف انرژی پائین است و جسه بزرگی نسبت به دیگر خوراک دانه های غلات عمومی بعد از خرمن کوب کردن با پوسته قابل مصرف است . معمولا پوسته 24 تا 30 % وزن دانه یولاف را تشکیل می دهد . از آنجایی که دانه یولاف تولید شده در فصل خنک اند کرده که کیفیت آن پائین تر از آنهاست .

از آنجایی که در فصل خنک رشد می کنند کیفیت دانه های یولاف تولید شده پائین تر است . این تولید شده است ابتدایی ترین خوراک در قسمت شمالی از بزرگترین گیاهان است . کیفیت ، اندازه گیری وزن آن به وسیله پیمانی است ( که هر پیمانه 36 لیتر است ) . اساسا گونه های آن افزایش یافته اند در طول درجه حرارت های که دانه ها پر شده اند و دوره ای که دانه ها رسیده اند . خوراک یولاف یکی از نمونه قدیمی که تغییریافته است ، با کیفیت بالا و وزن سنگین یولافها و آنها از قسمت ها شمالی به جنوبی انتقال یافته و به راحتی تولید می شوند .

خوراک استارتر :

یولافها یکی از دانه های مهم برای شروع غذایی گاوها است زیرا پوسته آنها بزرگ و حاوی فیبر است . اکثرا توصیه می شود گاوداران قبل شروع غذایی برای گوساله ها فقط از یولاف یا اکثرا از دانه ها استفاده کنند . اساسا تغییر بالا انرژی دانه ها در حیوانات آنها را با مصرف دانه ها سازگار می کند . اندازه بزرگ و انرژی پائین در یولاف ها و ترکیب آن با دیگر دانه ها و ارزش ویژه آن برای کمک کردن به یادگیری گوساله ها در خوردن ، گرفتن گاوهای شروع کننده از دانه ها مطمئن ( بی خطر ) است . یولافها ممکن است حاوی 50 % تا 70 % با دانه ها مخلوط شوند و گاوها هستند عادت داده شده با خوراک کامل . باید سطح یولافها کاهش یابد 20 تا 30 % از خوراکهای جیره .

تغذیه دامهای جوان با شیر مادر و غذای خشک مکمل پوسته کامل یولاف یکی از عمومی ترین و بیشترین تغذیه دامهای جوان با شیر مادر و غذای خشک مکمل استفاده شده آشکار در قسمتهای شمالی می باشد . عملکرد گاو ( // ) می گیرد .

پرورش تلیسه های جایگزین شونده

تلیسه های جایگزین شونده ( گوساله های ماده که برای گله نگهداری می شوند ) نباید به غذا خوری خود کاری که تنها شامل یولاف بوده دسترسی داشته باشند . آزمایش ها نشان داده که این برنامه سبب گردیده تا برخلاف وضعیت مطلوب ، گوساله های ماده جوان چاق شده و این رشد چربی در آنها بر روند شیر دهی گوساله تاثیر گذارده و دوره پروار بندی آنها در گله طولانی تر می سازد . ترکیب علوفه خرد شده با یولاف که بهتر از تغذیه با علوفه تنها بوده ، می تواند این مشکل را کاهش دهد .

پرورش گله پرواری

تکرار استفاده از یولاف در تغذیه و رشد حیوان مطلوب بوده ، اما هنگامی که به عنوان منبع اصلی انرژی جهت گله پرواری مورد کاربری قرار گرفته در مقایسه با ذرت ، جو معمولی ، سورگوم یا گندم دارای ارزش پائین تری است . هنگامی که از آن نیمی از رژیم غذایی پروارها استفاده شده ارزش آن تنها حدود 85% ذرت یا جو در هر تن است . نسبتهایی که شامل مقادیر بالایی از یولاف بوده یا حتی فاقد مواد خشبی است در مقایسه با ذرت یا جو دارای توان افزایش وزن قابل ملاحظه ای نمی باشد . این مخصوصا در 40 تا 60 روز آخر دوره پروار بندی مصداق دارد . یولاف دارای کیفیت ( 35 پوند در هر بوشل یا بیشتر ) می تواند در سطوحی بالاتر از یک – سوم نسبتهای مورد کاربری استفاده شده بدون اینکه عامل کاهش وزن یا پائین آمدن ارزش غذایی گردد . در بین غلاتی که دارای الیاف کمی بوده ، یولاف به عنوان یک مکمل همیشگی در رژیمهای غذایی متراکم محسوب می گردد ( مواد کنسانتره )

به هر حال هنوز هم یولاف یک غذای کنسانتره است . در صورت مصرف بالای آن از سوی حیوانات جوان تر ، این عامل می تواند به شکل مسمومیت اسیدی و آنتر و توکسمی سبب مرگ حیوان گردد . همانند سایر مواد کنسانتره لازم است که از مصرف زیاد آن به شکل اتفاقی پرهیز گردد . مصرف زیاد آن تا حد اشتها می تواند سبب اسهال ، نفخ و حتی مرگ گردد . در نشخوار کننده ها این روند مصرف همراه با مسمومیت اسیدی و آنتر توکسمی بوده که نشانه تاثیر آن می باشد . در مصرف بالای آن در رژیم های غلاتی بالا که یولاف منبع کنسانتره اصلی بوده ، همانند سایر غلات ، آسبه شدن کبد نیز گزارش شده است .

یولاف فرآیند سازی شده

وساله ها تقریبا تا ده ماهگی یولاف را به راحتی نشخوار می نمایند . قبل از این زمان استفاده از یولاف فرآیند سازی شده منفعتی نداشته یا بهره کمی دارد . یولاف آسیا شده هم برای گوساله های جوان ضرورتی نداشته ، مگر اینکه سایر مواد خوراکی هم با یولاف آسیا گردیده و خورده شوند . آسیا کردن باعث شده تا مواد به شکل کاملتری ترکیب گردند . تغذیه با یولاف غلتک شده یا آسیاب شده در نتیجه مربوط به پرورش گوساله یک ساله نسبت به تغذیه با یولاف معمولی تا 5 % بهره وری بهتری دارد . در برخی مطالعات مشخص شده که میزان مصرف روزانه یولاف فرآیند سازی نشده در مقایسه با یولاف آسیاب شده یا غلتک شده بالاتر می باشد . این نشان دهنده مصرف کمتر آن از طریق گله مسن تر می باشد . این احتمالا بدان سبب بوده که گوساله ها نسبت به گاوهای مسن تر ، یولاف را بیشتر نشخوار می نمایند .

یولافی که آسیاب و خرد شده در مقایسه با یولاف غیر فرایند سازی شده ، عملکرد بهتری در پروار بندی گله دارد . مطالعات نشان داده که این دانه ها را می توان تا 11 درصد بهبود بخشیده و در مقایسه با یولاف غیر آسیاب شده تا 13 درصد بهره وری آنرا بالا برد . احتمالا هزینه های مربوط به فرایند سازی و تبدیل آن این امتیاز را تحت تاثیر قرار خواهد داد .

برای پرواربندی ، یولاف دارای رطوبت بالا ( بالای 23 درصد رطوبت ) فرقی با یولاف خشک ندارد . به هر حال ، در ذخیره سازی یولاف دارای رطوبت بالا مشکلات عدیده ای وجود خواهد داشت .

درجات VSDA یولاف

این درجات عبارتند از :

Ibs  /  pushel  plus   36 - - یولاف U . S شماره 1

Ibs  /  pushel  plus  33 - - یولاف U . S  شماره 2

Ibs  /  pushel  plus  38 - - یولاف سنگین

Ibs  /  pushel  plus  40 - - یولاف فوق سنگین

ترکیب دانه

یولاف معمولا شامل 11 تا 14 درصد پروتئین خام است . به هر حال برخی انواع تولیدی جدید تا 10 درصد یا کمتر پروتئین دارند. میزان فیبر خام یولاف معمولا 11 درصد یا بیشتر بوده که در پوست کنده آن تا 2 درصد می باشد . بررسی های که این میزان با توجه به محتوای غذایی متغیر است .

دانه یا علوفه یولاف در مقایسه با سایر غلات و علوفه ها دارای پتاسیم کمتری است . با توجه به زیاد بودن پوسته یولاف ، آن دارای میانگین محتوایی کلسیم بالاتری در مقایسه با غلات دیگر بوده ، اما سطح کلسیم آن به میزان 1 /. درصد و ناچیزی می باشد . میزان فسفر یولاف حدود 33 /. درصد است .

درصد همه مواد غذایی قابل هضم برای دانه یولاف تقریبا شامل موارد زیر است :

یولاف سبک کمتر از Ibs   30 - - 66 % تی دی ان

یولاف متوسط 30 تا 34 ( Ibs ) - -  69 % تی دی ان

یولاف سنگین Ibs   35 و بالاتر - -  72 % تی دی ان

وزن بوشل

آزمایش وزنی بر مبنای بوشل ( واحد اندازه گیری ) ارتباط نزدیکی با انرژی مواد و رابطه معکوس با میزان فیبر و الیاف را مشخص می سازد . برای هر پوند بوشل از این وزن مورد آزمایش که کمتر از 32  پوند بوده ، میزان ارزش انرژی 5/2 درصد کمتر محاسبه می گردد . برای میزان بالاتر از 32 پوند ، این میزان انرژی برای هر پوند تا 2 درصد بالاتر محاسبه می شود . مثلا اگر وزن در هر بوشل برابر 28 پوند باشد در اینصورت داریم :

کاهش میزان انرژی هر پوند                             % 10 = 5/2 × ( 28 – 32 )

                                                                           % 90 = % 10 – 100

                                                       T D N      % 1/62 = 90 /. × 69

به همین ترتیب اگر انتخاب بین 38 پوند و 32 پوند باشد داریم :

                                                       % 12 = % 2 × ( 32 – 38 )

                                                        % 112 = % 12 + % 100

                                      T D N   % 3/ 77 = 12/ 1 × % 69

هنگامی که این روش کامل نبوده ، آن نیاز به روشی کارآتر داشته تا بتوان میزان انرژی مربوطه را برای مقایسه مقادیر مختلف یولاف محاسبه نمود .

تفاوت های واریته ای

کیفیت و وزن بوشل مورد آزمایش برای گونه های مختلف یولاف با توجه به محل جغرافیایی ، دمای فصل رشد و میزان بارندگی متغیر است . در طول دوره رشد دانه و تکامل گیاه ، دمای بالا و یکسری بیماریهای خاص گیاهی همانند crownrust و برخی عوامل محیطی می تواند بر روی کیفیت دانه های یولاف تاثیر گذار باشد . اطلاعات کسب شده نشان داده که با توجه به تغییرات موجود ، اختلاف کمی در میزان انرژی یولاف جهت حیوانات نشخوار کننده ( گله و گوسفند ) وجود دارد . به هر حال اختلاف واریته ای مرتبط با اختلاف وزنی بوشل و اختلافات محتوای انرژی می باشد .

برخی از گونه های جدید تر یولاف شامل 16 درصد پروتئین در دانه های خود می باشد . این محتوای بالاتر پروتئین در گونه های خاص باید در تناسب فرمول در نظر گرفته شود . چرا که به میزان 5 /. یا 1/3 بیشتر از میزان قراردادی است . این فاکتور با توجه به لزوم کاهش یا حذف مقدار ماده مکمل پروتئین خریداری شده ، حائز اهمیت است .

یولاف جهت مراتع

یولاف از غلات و دانه های کوچکی بوده که عموما به عنوان تغذیه علوفه ای جهت مناطقی که رشد آن مناسب بوده ، مورد استفاده قرار می گیرد . از آن می توان به عنوان محصول علوفه ای اضطراری در طول سال استفاده نموده و در مواقعی که کمبود مواد غذایی و علف خشک برای هر فصل وجود داشته ، آنرا می توان موردی کاربری قرار داد . یولاف را می توان به عنوان محصول رقابتی با سایر محصولات در جلگه های وسیع ( دشت ها ) کاشت . یولاف را هنگامی که به 6 تا 8 اینچ رسید ، می توان در چراگاه برای چرانیدن استفاده کرد . هر هکتار محصول یولاف می تواند در مناطق خشک تا 50 روز مورد چرای هر گاو قرار گرفته که این میزان در مناطق مرطوب 100 روز می باشد . لازم است که چرای مراتع قبل از آن صورت گرفته که گیاه ریشه ای شده یا حدود 60 روزه بودن آن صورت گیرد . یولاف را می توان در اوایل آگوست کاشته و در طول سپتامبر آنرا چرانید . واریته های متوسط تا تکمیلی آن می تواند آنرا به شکل دو واریته مختلف کاشت . این سبب شده تا دوران بالغ شدن گیاه چندین روز طول کشیده و جریب های بیشتری را با ارزش تغذیه ای بالاتر در اختیار داشت . تا وقتیکه گیاه به مرحله اتصالی ( ایجاد گره ) نرسیده ، دانه های آن تحت تاثیر چرا نخواهد بود .

یولاف جهت علوفه خشک

هنگامی که ساقه ها و برگ یولاف هنوز سبز بوده می توان آنها را درو نموده و برای علوفه خشک استفاده نمود . در این موقعیت با توجه به بالا بودن پروتئین آن یولاف دارای ارزش غذایی بالاتری می باشد ، در زمان بالغ شدن میزان انرژی قابل مملا حظه ای در آن ذخیره شده ، اما در صورت تاخیر در برداشت مقدار ریزش و افت آن بالا خواهد رفت .

یولافی که برای علوفه خشک استفاده شده با توجه به شرایط خشکسالی ، آسیب رگبار ( تگرگ ) و سایر عوامل رشدی که سبب توقف الگوهای رشد شده ، در مقایسه با گندم و جو تمایل و پتانسیل بیشتری برای جمع کردن نیترات در گیاه خشک آن دارد . تحت چنین شرایطی لازم است که برای اطمینان از ایمنی و عدم سمی شدن آن ، یکسری تشخیص های آزمایشگاهی برای علوفه خشک یولاف صورت گیرد .

سیلو کردن

گیاه یولاف دارای ساقه هایی تو خالی بوده که این عامل در هنگام سیلو کردن آن با توجه به نگه داشتن اکسیژن در خود ، سبب بروز مشکلاتی می گردد . در سیلوهای افقی این می توان سبب ایجاد مشکلاتی برای ذخیره گیاه گردد . اگر سیلوی عمودی یا لوله ای از جنس پلاستیک در دسترس باشد می توان از آن برای ذخیره یولاف استفاده نموده ، چرا که با توجه به بسته بندی و امحاء اکسیژن ، آن می توان به شکل بهتری در مقایسه با ذخیره افقی ، این گیاه را سیلو نمود .

مقدار مینیمم اکسیژن برای اینکه به محصول سیلو شده آسیب وارد ساخته 55 درصد و میزان رطوبت هم در شکل عمودی یا برج مانند سیلو ، 65 درصد می باشد . لازم است که ذخیره محصول به شکل بسته بندی محکم در سیلو انجام گرفته تا شرایط آنا ایروبیکی محصول حفظ گردد. بسته بندی آن برای جلوگیری از نفوذ هوا مهم است .

جز در موارد سیلوهای برجی ( استوانه ای ) یا فشرده ( مهر و موم  شده ) ، لازم است که علوفه یولاف را به شکل ردیفی قرار داده تا اکسیژن از طریق ساقه های تو خالی وارد فضای بسته ها نشده و از این طریق سبب پائین آمدن کیفیت یولاف ذخیره شده گردد .

تحقیقات دانشگاه ایالتی south  Dakota نشان می دهد که ذخیره یولاف و سیلو نمودن آن روشی مناسب برای نگهداری مواد تغذیه ای گلع می باشد . علوفه خشک شده یولاف دارای میزان کمتری ( 78/ 1 پوند در روز ) ارزش غذایی در مقایسه با علوفه سیلو شده ( 28/ 2 پوند در روز ) است . از لحاظ درصد وزنی هر دو نوع علوفه دارای نسبتی یکسان می باشند که در نتایج مربوطه مورد لحاظ قرار گرفته است . این نتایج یک امتیاز 8 / 21 درصدی را برای ارزش غذایی علوفه سیلو شده در مقایسه با علوفه خشک اعمال می نماید . با در نظر گرفتن افت های گیاه در هنگام ذخیره و برداشت ، میزان بهره گیری گله از علوفه بسته بندی شده 24 درصد بیشتر از علوفه خشک در میزان معادل و حوزه مساوی بوده است . یک آزمایش دیگر هم نشان داده که امتیاز علوفه سیلو شده در مقایسه با علفوفه خشک تا 48 درصد بالاتر بوده که تحت توجه حوزه و بهره وری گله مورد لحاظ قرار گرفته است .

کاه

در خاورمیانه از کاه و کلش یولاف هم به شکل گسترده ای جهت تغذیه زمستانی گاوهای استفاده می گردد . آزمایشهای تحقیقی که در مرکز تحقیقی N D S U دیکنسون انجام گرفته نشان می دهد که ترکیب علوفه تبدیل شده به کاه به میزان 50 درصد در تغذیه گاوههای آبستن دارای عملکردی رضایتبخش است . یک تحقیقی مشابه در داکتوای شمالی نشان داده که بین گاوهایی که در زمستان نصف جیره غذایی آنها تفاله ذرت یا کاه حاصله از یولاف بوده ، عملکردی مشابه وجود داشته است .

کاه یولاف نسبت به کاه گندم یا جو کمی خوش هضم تر و خوش خوراکتر بوده ، اما در مقایسه با کاه ارزان این میزان خوش خوراکی و قابلیت هضم کمتری دارد .

تاثیرات تکمیلی سیلو کردن

قابلیت هضم پروتئین و انرژی زایی گیاه هنگامی که گیاه به مرحله تکمیلی و بلوغ دانه رسیده ، کاهش می یابد ، اما تا هنگامی که الیاف آن ترد بوده ، این قابلیت بالا می باشد . وقتی که گیاه خوشه و سنبده داده ، دانه های یولاف به مرحله تکامل رسیده و در این صورت در هنگام تبدیل شدن به علوفه خشک ، این خوشه ها ریخته و افت و ریزس گیاه بیشتر می گردد.

اشکال دیگر یولاف

تعداد کمی از واریته های بدون غلاف یولاف وجود داشته ، اما آنها به ندرت پرورش داده می شوند . یولاف پوست کننده ( که از پوست جدا شده ) دارای ارزش غذایی قابل مقایسه ای با ذرت بوده ، اما از نظر هزینه ای معمولا جذابیتی برای تغذیه گله ندارند . نتایج بررسی ها نشان داده که با توجه به تجربیات گله داران ، دانه های یولاف برای پرورش گله خیلی مناسب بوده ، اما در صورت استفاده به عنوان یک غذای کنسانتره جهت پروار بندی دارای عملکرد رضایتبخش کمتری است .

عنوان:

Spam (فيلتر)

فیلتر کردن محتویات اینترنت (spam)

تکنولوژی فیلتر کردن محتویات اینترنت امکان کنترل دسترسی کاربران به محتویات اینترنت را فراهم میآورد. اگر چه تمرکز اولیه این تکنولوژی در سطح فردی بود (مثلا به والدین امکان میداد دسترسی کودکان را به مطالب نامناسب محدود سازند.) این تکنولوژی امروزه به طور گستردهای در سطح سازمانها و کشورها به کار گرفته میشود. برای برخی از سازمانها مثل مدارس، کتابخانهها و شرکتها کنترل دسترسی به اینترنت یک اولویت مهم تلقی میشود. در سطح ملی نیز به طور فزایندهای از این تکنولوژی استفاده میشود. دسترسی به برخی از مطالب بدون توجیه قابل قبولی برای همه افراد یک ملت ناممکن میشود. تکنولوژیهای فیلترینگ محتوا مبتنی بر شیوه انسداد فهرستی از وب سایت ها است. این شیوه عمدتا در ترکیب با روشهای انسداد مبتنی بر کلیدواژهها قرار میگیرد تا به طور پویا و فعال محتوا را سانسور کنند. فهرستی از اسامی ( domain) سایتها و آدرس ( url) آنها بررسی و طبقهبندی شده و در اختیار نرم افزار فیلترینگ که تنها میتواند گروه محدودی از سایتها را فیلتر کند قرار میگیرد. زمانی که کاربران تلاش میکنند به یک صفحه اینترنتی دسترسی بیابند، نرمافزار فیلترینگ بانک اطلاعاتی خود را بررسی کرده و دستیابی به صفحاتی را که در آن فهرست هستند محدود میسازد. اگر انسداد با توجه به کلیدواژهها نیز فعال شده باشد، نرمافزار هر صفحه را بررسی کرده و اگر کلمات ممنوعه در آدرس، یا متن صفحه موجود باشد، آن صفحه را مسدود میسازد.

سیستمهای فیلترینگ مستعد دو گونه اشکال ذاتی هستند: "انسداد زیاد"( over-blocking) و "انسداد کم"( under-blocking). تکنولوژیهای فیلترینگ نه تنها گاهی برخی سایتها را به اشتباه فیلتر میکنند، بلکه گاهی بعضی از سایتها از دست شان در میرود. نکته کلیدی محرمانه بودن این فهرست ها است. اگرچه برخی از لیست های همگانی و منتشر شده در این زمینه وجود دارد (معمولا مربوط به سایتهای پورنوگرافيک)، ولی لیست های سياه تجاری و ليست هايي که در سطح ملی مورد استفاده قرار مي گيرند، معمولا سری هستند. لیستهای تجاری طبقه بندی شده معمولا جزو داراییهای معنوی تولیدکنندگان آنها محسوب شده و منتشر نمیشوند. اگرچه برخی از تولیدکنندگان لیست ها امکان کنترل کردن آنلاین اسامی را فراهم آوردهاند، اما در کل میتوان گفت که لیست های مورد استفاده برای فیلترینگ محرمانه هستند و برای بررسی و تحلیل مستقل در دسترس نیستند.

دول برخی کشورها، به لیستهای تجاری تعدادی از سایتها را افزوده و مورد استفاده قرار میدهند. سایتهای مسدود شده عمدتا مربوط به احزاب سیاسی مخالف يا مطبوعات، سازمانهای حقوق بشر، خبرگزاریهای بینالمللی و به طور خلاصه هر محتوای حساسیت برانگیزی برای دولت مورد بحث است. بسیاری از کشورها برای فیلترینگ بر روی زبان محلی خود تمرکز میکنند و به طور فزایندهای نیز وبلاگها و تالارهای گفتگوی اینترنتی را مورد هدف قرار مي دهند.

تکنولوژیهای گذر از فیلتر

در پاسخ به روش کنترل و فیلترینگ بکار گرفته شده از سوی دولتها ، روشهای بسیاری برای گذر کردن از فیلترینگ ایجاد شده است. طرح های متعددی برای توسعه تکنولوژیهایی که به شهروندان و نهادهای مدنی امکان مقابله و حفظ امنیت خود در برابر سانسور اینترنتی میدهد، انجام شده است. این ابزارها اصطلاحا "تکنولوژیهای گذر از فیلتر" نامیده میشوند. در حالت کلی این کار بدین صورت انجام میپذیرد که درخواست برای محتوای مورد نیاز فردی از کشوری که فیلترینگ را اجرا میکند، از طریق یک کامپیوتر واسطه که بوسیله فیلترینگ محدود نشده است به وبسایت هدف میرسد و محتوا از طریق کامپیوتر واسطه برای کاربر فرستاده میشود. گاهی ممکن است این تکنیک ها برای شرایط خاصی طراحی شده باشند یا کاربران در کشوری که دچار سانسور است به فراخور اقتضائات تغییراتی در آنها ایجاد کرده باشند. گاهی نیز ممکن است از این تکنیکها به شیوههایی غیر از آنچه هدف اصلی طراح بوده است استفاده شود.

بعضی از این تکنولوژیها توسط شرکتهای خصوصی ایجاد شدهاند و برخی نیز توسط گروههای فعالان اجتماعی یا هکرها. این تکنولوژیها از تکنیک های ساده و دمدستی و برنامههای ابتدایی تا تکنیکهای بسیار پیچیده رمزنگاری و پروتکل های اتصال شبکه پیشرفته را در بر میگیرد. با توجه به این گستردگی، برای کاربران ضروری است که ارزیابی از نقاط قوت و ضعف این تکنولوژیها داشته باشند تا بتوانند روشی را که مناسب شرایط آنان است انتخاب کنند.

بايد ميان "ارائه دهنده گان سیستمهای فیلتر شکن" و استفاده کنندگان آن تفاوت قائل شد. ارائه دهنده کسی است که نرمافزاری را در جایی که محدودیتی وجود ندارد روی کامپیوتر اجرا کرده و آنها را در اختیار کاربران در کشورهايي که اينترنت سانسور و مسدود مي شود، مي گذارد. از این رو برای موفقیت در گذر از فیلترینگ باید هر دو سوی آنها موفق باشند.

این مقاله در پی آن است که به کاربرانی که مایل به استفاده از تکنولوژیها گذر از فیلترهستند اطلاعات کافی در مورد گزینههای ممکن ارائه کرده و آنها را در ارزیابی اینکه کدام تکنولوژی برای آنها مناسب است کمک کند. این امر بوسیله تعیین نیازها و ظرفیت های کاربران درگیر با مساله قابل انجام است. در عین حال باید تعادلی بین سطح امنیت مورد نیاز و کارآمدی این تکینیک ها برقرار کرد.

فیلترشکنی موثر، امن و پایدار بوسیله پیوند دادن تکنولوژی مناسب با کاربر مناسب محقق میشود

تعیین نیازها و ظرفیتها استفاده از تکنولوژی

تکنولوژیهای فیلترشکنی برای کاربران مختلف با منابع متفاوت و میزان تخصص متنوع طراحی شدهاند. روشی که در شرایط خاصی کار میکند ممکن است شیوه بهینه برای حالت دیگر نباشد. ضروری است که تهیهکننده و کاربر تکنولوژیهای گذر از فیلتر سوالهای زیر را از خود بپرسند:
  تعداد کاربران احتمالی و پهنای باند لازم چقدر است؟ (برای تهیهکننده و کاربر)

  نقطه اتصال مبدا برای کاربران احتمالی کجاست و آنها به چه منظوری از آن استفاده میکنند؟

  چه حدی از تخصص وجود دارد؟ (برای تهیهکننده و کاربر)

  آمادگي نقطه تماس مطمئن که تکنولوژی فیلترشکنی را ارائه مي کند تا چه حد است؟(برای کاربر)

  در صورت گیر افتادن، مجازات محتمل برای استفاده از تکنولوژیهای گذر از فیلتر چقدر است؟

  آیا کاربر نهایی از ریسکهای امنیتی محتمل هنگام استفاده از یک تکنولوژی خاص، مطلع است؟

تعداد کاربران و پهنای باند موجود

برای تهیهکننده فیلترشکن ضروری است که تخمینی از تعداد کاربرانی که از آن استفاده میکنند داشته باشد و آن را با پهنای باند موجود متوازن سازد. کاربر نهایی نیز باید به پهنای باند در دسترس خود توجه کند، چون استفاده از این تکنولوژیها سرعت استفاده از اینترنت را کند میکند. کسانی که پروکسی های عمومی را ایجاد میکنند باید توجه داشته باشند که ممکن است برخی از افرادی که در منطقهای بدون سانسور زندگی میکنند نیز از امکانات آنها استفاده کنند. مثلا فیلترشکنها ممکن است برای دانلود یک فیلم کامل به کار گرفته شوند و این کار پهنای باند زیادی اشغال میکند. لذا ممکن است بخواهند دسترسی به فیلتر شکن را محدود کرده و یا مجموع پهنای باند در دسترس را محدود سازید. تکنولوژیهای مختلفی وجود دارند که همه یا برخی از این خواستهها را ارضا میکنند.

نقطه اصلي دسترسی و استفاده کننده

بسته به اینکه کاربران نهایی از کجا به اینترنت متصل میشوند و چه سرویسهایی دریافت میدارند، گزینههای مختلفی برای تکنولوژیهای فیلترشکن وجود دارد. مثلا کاربرانی که از کامپیوترهای عمومی یا کافینتها به شبکه متصل میشوند امکان نصب هیچ گونه نرمافزاری را ندارند و به شیوههای مبتنی بر وب محدود میشوند. کاربران دیگری ممکن است کاربردهایی غیر از مرورگر وب (HTTP)، مثل ایمیل (SMTP) و انتقال فایل (FTP) را مد نظر داشته از اين روی ممکن است بخواهند نرمافزارهایی را روی کامپیوترهایشان نصب کنند و تنظیمات کامپیوتر را دستکاری کنند. البته این نیازمند میزانی از تخصص برای کاربران است.

میزان تخصص تکنیکی

هرچه تخصص کاربران بیشتر بوده (و تعدادشان محدود باشد) گزینههای پیش رو برای گذر از فیلتر بیشتر است. کاربران غیر متخصص محدودیتهایی از قبیل نصب و راهاندازی و نیز هرگونه تغییر تنظیمات و قدمهای اضافی برای آماده سازی تکنولوژی عبور از فیلترها را پیش روی خویش خواهند داشت. این هم برای فراهمآورنده این فناوریها و هم برای کاربران نهایی حائز اهمیت است. استفاده نادرست از این فناوریها کاربران را در معرض خطرهايي قرار دهد که قابل اجتناب هستند.

در دسترس بودن افراد مطمئن

در صورتی که کاربران نهایی افراد قابل اعتمادی را در خارج از کشور بشناسند میتوانند گزینههای خود را بیشتر و بهتر سازند. اگر چنین کسانی در دسترس نباشند گزینهها به سیستمهای در دسترس عموم محدود میشود. اگر کاربری بتواند اين گزينه را بيابد مجریان فیلترینگ نیز مي توانند آنها را يافته و مسدود کنند. با وجود یک فرد مطمئن، کاربر میتواند به راهحلی مطابق با نیازهای خویش دست یابد و درعین حال برای اجتناب از ردگیری، ناشناس بماند. گذر کردن از فیلترینگ پایدار، موفق و بلندمدت با داشتن فردی قابل اعتماد در نقطهای که فیلترینگ وجود ندارد، سهولتي بيشتر مییابد.

مجازات محتمل

آگاهی از میزان مجازات محتمل برای کسانی که به دلیل استفاده از تکنولوژیهای فیلترشکن دستگیر میشوند، به شدت مهم و حیاتی است. شیوههای به کار گرفته شده بسته به شدت این مجازاتها، میتواند تغییر کند. اگر شرایط قانونی چندان سختگیرانه نباشد، کاربران میتوانند از شیوههایی استفاده کنند که علیرغم کارایی برای گذر از فیلتر، از لحاظ امنیتی چندان مطمئن نیستند. اگر محیط قانونی خیلی خطرناک است، باید از روشهایی استفاده کرد که پنهان و نیز ایمن باشند. برخی نیز ممکن است با یک پوشش قانونی یا سایر شیوههای ردگمکنی به کار گرفته شوند.

مخاطرات امنیتی

کاربرانی که از فیلترشکنها برای گذر از محدودیتها و انسدادهای اعمال شده توسط دولت بهره میبرند باید نسبت به مخاطرات امنیتی احتمالی از قبیل امکان ردگیری توسط مجریان فیلترینگ و اقدام متقابل مثل مسدود شدن و شناسایی و نظاره استفاده آنان، مطلع باشند. بسته به شیوههای بهکاررفته در انسداد و شیوههای مقابله، کاربران باید از مخاطرات احتمالی و اقدامات متقابل آگاه بوده و با بهکارگیری شیوه مناسب در موقعیت مناسب و با منش صحیح، این مخاطرات کمینه شوند.

گذر کردن از فیلترینگ به شيوه ی آنلاين

گذر کردن از فیلترینگ آنلاين صفحات خاصی از وب هستند که به کاربران اجازه میدهند در فرمهای مخصوصی آدرس اینترنتی ( URL) مورد نظر خود را وارد کرده و محتویات آن صفحه را که از طریق این فیلترشکنها گرفته میشود، مشاهده کنند. هیچ اتصالی بین کاربر و صفحه مورد نظر برقرار نیست و فیلترشکن صفحه مطلوب را بدون تغییرات به کاربر نمایش میدهد و به او اجازه میدهد صفحه مسدود شده را ببیند. فیلترشکنهای مبتنی بر وب هم چنین پیوندهای اینترنتی را به گونهای بازنویسی میکنند که مشتمل بر آدرس فیلترشکن نیز باشند و بدین ترتیب امکان ادامه کار بدون مشکل با وب را فراهم میآورند. (در غیر این صورت لینکها به آدرسهایی که فیلتر شدهاند اشاره میکردند و کلیک کردن روی آنها منجر به مواجهه مجدد با سد فیلترینگ میشد.) به هنگام استفاده از چنین فیلترشکنهایی کاربر نیازی به نصب نرمافزارهای خاص یا تغییر تنظیمات مرورگر خود ندارد. همه کاری که کاربر باید انجام دهد آن است که وارد صفحه اینترنتی مربوط به فیلترشکن شده و آدرس مورد نظر خود را (که مسدود شده است) در مستطیلی که مخصوص وارد کردن آدرس مهیا شده است تایپ کند و دکمه تایید را بزند. (ظاهر آنها ممکن است اندکی تفاوت کند اما اصول کار به شیوه فوقالذکر است.) از این رو هیچ تخصصی لازم نبوده و از هر نقطهای قابل دسترسی است.

مزایا :
  کار با فیلترشکنهای مبتنی بر وب ساده است و به نصب نرمافزار روی کامپیوتر کاربر نهایی نیازی نیست. -
  فیلترشکنهای مبتنی بر وب عمومی در دسترس کسانی است که فرد مطمئنی در نقطهای سانسور نشده سراغ ندارند.
  فیلترشکنهای مبتنی بر وب خصوصی میتوانند برای ارضای نیازهای کاربران تغییر داده شده و کمتر در معرض کشف شدن از سوی مراجع فیلترینگ هستند.

معایب :
  فیلترشکنهای مبتنی بر وب عمدتا برای استفاده از وب (HTTP) بوده و ممکن است از طریق "دسترسی رمزنگاشته(encrypted access)" (SSL) قابل استفاده نباشد. به علاوه برخی از سرویسهای وب مثل ایمیل ممکن است با این فیلترشکن ها خوب کار نکنند.
  فیلترشکنهای مبتنی بر وب عمومی معمولا شناخته شده هستند و ممکن است خودشان نیز فیلتر شده باشند!
  لازمه فیلترشکنهای مبتنی بر وب خصوصی آن است که کاربر نقطه امنيی در خارج از مرزها داشته باشد. در شرایط ایده ال دو سوی این اتصال باید بتوانند به سویه ای که قابل ردگیری نباشد با یکدیگر ارتباط داشته باشند.

سرویسهای عمومی گذر کردن از فیلترینگ به شيوه ی آنلاين

هم سرویسهای مبتنی بر وب و هم نرم افزارهای مربوط به گذر از فیلتر در دسترس عموم هستند. سرویسهای گذر از فیلتر به افراد، سازمان ها و شرکتهایی اطلاق میگردد که نرم افزار گذر از فیلتر را نصب و راه اندازی کرده اند و آن را در معرض استفاده عمومی قرار دادهاند. تنوع بسياري دراين زمينه وجود دارد. برخي رايگان بوده و برخي ديگر با پرداخت حق عضويت، امكانات بيشتري از قبيل دسترسي رمزنگاري شده (كه امكان ردگيري را كمتر ميسازد) پيش رو مينهند. برخي توسط شركتهاي تجاري به راه افتادهاند و برخي ديگر توسط افراد داوطلب.

فهرستي از آنها را در زير ميبينيد:

  www.anonymizer.com
  www.unipeak.com
  www.anonymouse.ws
  www.proxyweb.net
  www.guardster.com
  www.webwarper.net
  www.proximal.com
  www.the-cloak.com

با توجه به اين واقعيت كه آدرس بسياري از موارد فوق كاملا شناخته شده ميباشند، بسياري از برنامههاي فيلترينگ نام آنها را در ليست خود دارند و نيز كشورهايي كه روي دسترسي به اينترنت محدوديت ميگذارند آنها را مسدود كردهاند. در اين صورت آنها غيرقابل ستفاده خواهند شد. همچنين بيشتر فيلترشكن هاي عمومي مبتني بر وب محتواي انتقال يافته به كاربر را رمزنگاري نمي كنند. در اين صورت، هر اطلاعاتي توسط اپراتور فيلترشكن قابل ديدن است.

فيلترشكن هاي عمومي مبتني بر وب بيشتر براي كاربراني مناسب است كه در محيط هاي كممخاطره از اينترنت استفاده كرده و فرد مطمئني در نقاط بدون سانسور ندارند. اين فيلترها به درد كساني ميخورد كه به طور مقطعي و موقت نياز به دسترسي به اينترنت دارند و نياز به انتقال اطلاعات حساس و مهم ندارند..

نرم افزارهاي گذر از فيلتر به شيوه ی آنلاين (مبتني بر وب)

نصب نرم افزارهاي گذر از فيلتر معمولا نيازمند قدري تخصص فني و نيز منابع مناسب از قبيل ميزبان وب(Web server) و نيز پهناي باند مناسب است. با يك فيلترشكن خصوصي موقعيت كاربر فقط براي كاربران مورد نظر قابل شناسايي است در حاليكه فيلترشكن هاي عمومي و سرويسهاي ناشناس هم براي كاربران نهايي و

هم كساني كه فيلترينگ را اعمال كردهاند قابل شناسايي است.(كه عمدتا هم فيلتر شدهاند) احتمال شناسايي و انسداد فيلترشكنهاي خصوصي نسبت به عموميها كمتر است.

فيلترشكنهاي شخصي را ميتوان با اندكي تغييرات و تطابق با نيارهاي كاربر به راه انداخت. برخي از تغييرات رايج تغيير دادن نام پورت مورد استفاده توسط سِروِر و نيز اعمال رمزنگاري است. SSL(Secure Sockets Layer) پروتكلي براي انتقال امن اطلاعات در اينترنت است. اين پروتكل عمدتا توسط وبسايتها براي انتقال امن اطلاعاتي سري از قبيل اطلاعات كارت اعتباري و ... به كار برده ميشود. وب سايت هايي كه با اين پروتكل كار ميكنند به جاي HTTP معمولي از طريق HTTPS قابل دسترسياند. گزينه ديگري كه هنگام استفاده از SSL پيشنهاد ميشود ايجاد يك صفحه خالي و بي-ضرر در روت(Root) مربوط به سِرور وب و پنهان ساختن فيلتر شكن در يك آدرس و نام تصادفي است. اگرچه يك واسطه ممكن است وب سايتي كه كاربر قصد اتصال به آن را دارد كشف كند اما نخواهد توانست آدرس صفحه درخواست شده را دريابند چرا كه رمزنگاري شده است. مثلا اگر كاربري مايل به مشاهده صفحه زير باشد

https://example.com/secretcircumventor

يك واسطه ميتواند كشف كند كه كاربر بهhttps://example.com متصل شده است اما نميتواند صفحه مورد نظر را بيابد. اگر اپراتور فيلترشكن يك صفحه خالي در https://example.com قرار دهد آنگاه فيلترشكن كشف نخواهد شد.

· CGIProxy : يك متن CGI مانند پروكسيهاي HTTPS و يا FTP كار ميكند: o ProxyCGI

· فيلتر شكن صلح جنگ : برنامهاي است كه به صورت خودكار نصب ميشود و براي كاربراني كه تخصص فني ندارند فرايند نصب و استفاده از CGIProxy را بسيار تسهيل ميكند.

o فيلتر شكن صلح جنگ Peacefire

· pHproxy: يك فيلترشكن مبتني بر وب تجربي و بسيار قابل تغيير به فراخور نياز كاربر o proxy pH

· Psiphon: يك وبسِروِر كه قابليت SSL را داشته و يك فيلترشكن مبتني بر وب در خود دارد. http://Soon to be released

فيلترشكن هاي خصوصي مبتني بر وب كه قابليت رمزنگاري داشته باشند به كار كساني ميآيد كه يك اتصال به اينترنت پايدار و نيز قابل اعتماد نياز داشته و فرد مطمئني در نقاط فيلترنشده سراغ دارند. علاوه بر اين تخصص فني كافي و پهناي باند مناسب براي راهاندازي و نگهداري يك فيلترشكن را در اختيار دارند. اين منعطف ترين نوع ارتباط اينترنتي براي استفاده عمومي بوده و احتمال ردگيري و انسداد آن اندك است..

فيلترشكنهاي به شيوه ی آنلاين : ملاحظات امنيتي

بايد توجه داشت كه سيستمهاي فيلترشكن لزوما ناشناس بودن را به ارمغان نميآورند. اگر چه هويت كاربر نهايي از اپراتور سايتهايي كه از طريق فيلترشكن ديده ميشوند،مخفي ميگردد اما اگر ارتباط متني باشد (از طريق http) باشد، همانگونه كه عمدتا در سرويسهاي رايگان ميباشد، ردگيري و مشاهده آن براي يك حضور واسطه مثل ISP امري سهل است. از اين رو، اگر فرايند فيلترشكني با موفقيت انجام شود، نهادي كه فيلترينگ را انجام داده است ميداند كه كاربر از يك فيلترشكن مبتني بر وب استفاده كرده است. بعضي از فيلترشكنهايي كه براي متن ساده(Plain text) به كار ميروند (رمزنگاري نشده) اقدام به ايجاد ابهام در URL كرده تا فيلترهايي كه در URLها دنبال كلمات كليدي ميگردند گمراه شوند. به عنوان مثال استفاده از تكنيك سادهاي مثل ROT-13 كه در ان هر حرفي با حرفي كه 13 تا از آن جلوتر است جايگزين ميشود، آدرس http://ice.citizenlab.org به آدرس uggc://vpr.pvgvmrayno.bet تبديل ميشود. در واقع متن URL به رمز تبديل ميشود تا كلمات كليدي كه تكنولوژيهاي فيلترينگ به دنبالشان ميگردند در URL موجود نباشد. با اين همه اگرچه فيلترشكن موفق عمل كرده است، اما ممكن است محتواي صفحه ديده شده مورد رديابي واقع شود. مخاطراتي در مورد استفاده از كوكيها(Cookies) و اسكريپتها(Scripts) وجود دارد. بسياري از فيلترشكنها امكان زدودن كوكيها و اسكريپتها را در اختيار مي گذارند، اما برخي از سايتها (مثل سرويسهاي ايميل) نيازی کارکردی به آنها دارند. هنگام فعال كردن اين گزينهها بايد محتاط بود. خطر محتمل ديگر به خصوص هنگامي كه با سايت هايي سرو كار داريد كه نيازمند رمز ورود است، اتصال به فيلترشكن از طريق ارتباط متني و پس از آن درخواست اطلاعات رمزنگاري شده است. دراين حالت فيلترشكن اطلاعات را از يك سرور مبتني بر SSL و از طريق يك ارتباط رمزنگاري شده دريافت ميكند اما اين اطلاعات را به صورت متن ساده براي كاربر ميفرستد و اين كار اطلاعات حساس را در معرض آشكار شدن قرار ميدهد.

برخي از اين مسائل امنيتي با استفاده از پروكسي هاي مبتني بر وب از طريق ارتباط رمزنگاري شده، قابل حل است. برخي پروكسي ها براي اتصال از طريق SSL (HTTPS) كه اتصال بين فيلترشكن و كاربر را رمزنگاري ميكند، تنظيم شدهاند. دراين حالت، واسطهها تنها ميتوانند كشف كنند كه كاربر به فيلترشكن مبتني بر وب متصل شده است (آنها نميتوانند محتوا را مشاهده كنند).

در صورتي كه مخاطرات امنيتي زياد باشد استفاده از فيلترشكنهاي مبتني بر وب كه SSL در آنها فعال باشد به شدت توصيه ميشود. با اين همه عليرغم آنكه اتصال كاربر نهايي به فيلترشكن ممكن است امن باشد اما صاحب آن فيلترشكن ميتواند اطلاعاتي كه به كاربر فرستاده ميشود مرور كند. يك مساله امنيتي ديگر پروندههاي ارتباط كاربران با فيلتر شكن است. بسته به موقعيت فيلترشكن يا محل سِرور آنها، ممكن است مسئولاني وجود داشته باشند كه امكان دسترسي به اين اطلاعات را داشته باشند.

حتي در صورت استفاده از فيلترشكنهاي مبتني بر وب كه در آنها SSL فعال است باز هم نگرانيهايي وجود دارد. اولين مورد آن است كه استفاده از رمزنگاري موجب جلب توجه به فعاليتهاي گذر از فيلتر توسط كاربر ميشود. همچنين ممكن است استفاده از رمزنگاري در همه كشورها قانوني نباشد. ثانيا براي مراجع فيلترينگ كشف اينكه كاربر چه وب-سايتهايي را مشاهده كرده است ميسر است و اين امر با استفاده از تكنيكهايي به نام اثرانگشت HTTPS(HTTPS fingerprinting) و حمله به اصطلاح "مرد ميانه" MITM ( Man-In-The-Middle) امكان پذير است. اگر چه، صفحاتي با محتواي ديناميك يا فيلترشكنهايي كه مقداري متن تصادفي را براي ردگمكردن به محتواي درخواست شده ميافزايند و/يا چند تصوير به محتوا اضافه ميكنند باعث ميشود كه اين تكنيك تا حد بسيار زيادي كم مخاطره و مطمئن شود. اگر ”اثر انگشت SSL “ يا امضاي امنيتي براي كاربران مهيا باشد، آنها ميتوانند شخصا نسبت به سنجش اينكه گواهينامه(Certificate) و اينکه قابل اعتماد هست يا نه اقدام كنند. اگر معتبر باشد، جلوي حمله MITM را خواهد گرفت. ( براي اطلاعات بيشتر در مورد حملات احتمالي به سيستمهاي فيلترشكن مقاله زير را ببينيد:

”فهرست نقاط ضعف احتمالي در سيستمهاي عبور از سانسور اينترنت “ نوشته بنت هاسلتونBennett Haselton كه در آدرس زير موجود است: List of possibleweaknesses in systems to circumvent Internet censorshiphttp://peacefire.org/circumventor/list-of-possible-weaknesses.html

و نيز جوابيه پل بارانوفسكي Paul Baranowski در

http://www.peek-a-booty.org/pbhtml/downloads/ResponseToLopwistcic.pdf

http://peacefire.org/circumventor/list-of-possible-weaknesses.html] et à la réponse de Paul Baranowski (pdf) : http://www.peek-a-booty.org/pbhtml/... ]].

پراکسی سرور

در یک تشکیلات که از اینترنت استفاده می‌کند، یک پراکسی سرور ترکیبی از سخت‌افزار و نرم‌افزار است که بعنوان یک واسطه بین کاربر داخلی و اینترنت عمل می‌کند به طوریکه امنیت، نظارت مدیریتی و سرویس‌های caching تامین می‌شود. یک سرور پراکسی دارای پروتکل مشخصی است،‌ بنابراین برای هرنوع پروتکلی (HTTP، FTP، Gogher و غیره) باید تنظیم شود. پراکسی سرور بعنوان بخشی از یک سرور gateway (نقطه‌ای در یک شبکه که ورودی به شبکه‌ای دیگر است) رفتار می‌کند و می‌تواند برای انجام یک یا چند فانکشن‌ که در بخش بعد به آن اشاره می‌شود، تنظیم شود.

 عملکردهایی که پراکسی سرور می‌تواند داشته باشد

با تعریفی که از یک پراکسی ارائه شد، می‌توان از پراکسی برای بهبود عملکرد یک شبکه استفاده‌هایی کرد که در اینجا به چند مورد آن به اختصار اشاره می‌کنیم:

·  Firewall (دیواره آتش)

برای سازمانی که فایروال دارد، پراکسی سرور تقاضاهای کاربران را به فایروال می‌دهد که با آنها اجازه ورود یا خروج به شبکه داخلی را می‌دهد.

·  Caching (ذخیره سازی)

سرور پراکسی که عمل caching را انجام می‌دهد، منابعی مانند صفحات وب و فایل‌ها را ذخیره می‌کند. هنگامی که یک منبع مورد دسترسی قرار گرفت، در سرور دخیره می‌شود و تقاضاهای بعدی برای همین منبع مشخص با محتویات cache پاسخ داده می‌شود. این عمل، دسترسی به آن منبع را برای کاربرانی که از طریق پراکسی به اینترنت متصل هستند، سرعت می‌بخشد و از طرفی از ترافیک اینترنت می‌کاهد و اجازه استفاده بهتر از پهنای باند به کاربران داده می‌شود.

·  Filtering (فیلتر کردن)

سرور پراکسی می‌تواند ترافیک وارد شونده و خارج شونده از شبکه را بررسی کند و به آنچه که با معیارهای امنیتی یا سیاست سازمان مغایرت دارد، اجازه عبور ندهد.

·  Authentication (تصدیق هویت)

بسیاری منابع الکترونیکی سازمانی توسط ورود با کلمه رمز یا قرار داشتن در دامنه مشخصی از IP محدود شده‌اند. کاربران دور معمولاً از یک سرویس‌دهنده اینترنت ثالث استفاده می‌کنند که در این صورت این کاربر یا IP کامپیوتر آن برای سازمان معتبر تشخیص داده نمی‌شود. برای کاربرانی که بصورت فیزیکی به شبکه داخلی سازمان متصل نشده‌اند، پراکسی طوری عمل می‌کند که به کاربران دور اجازه ورود موقت داده شود یا به آنها بطور موقت یک IP سازمان تخصیص داده شود که بتوانند به منابع محدود شده دسترسی پیدا کنند.

·  Anonymization (تغییر هویت)

 برای محافظت شبکه داخلی یک سازمان از کاربران موجود در اینترنت، سرور پراکسی می‌تواند هویت سیستم‌های متقاضی داخلی را تغییر دهد. اگر منبع (مثلاً صفحه وب یا فایل) تقاضا شده توسط کاربر داخلی سازمان، در cache موجود نباشد، سرور پراکسی برای آن کاربر، بعنوان کلاینت عمل می‌کند و از یکی از آدرس‌های IP خودش برای تقاضای آن منبع از سرور موجود در اینترنت استفاده می‌کند. این آدرس IP «موقت»، آدرسی نیست که واقعاً در شبکه داخلی سازمان استفاده گردد و در نتیجه از بعضی از حمله‌های نفوذگران جلوگیری می‌شود. هنگامی که صفحه تقاضا شده، از طرف سرور روی اینترنت به پراکسی سرور می‌رسد، پراکسی سرور آن را به تقاضای اولیه مرتبط می‌کند و برای کاربر می‌فرستد. این پروسه تغییر دادن IP باعث می‌شود که تقاضا دهنده اولیه قابل ردیابی نباشد و همچنین معماری شبکه سازمان از دید بیرونی مخفی بماند.

·  Logging (ثبت کردن)

پراکسی سرور می‌تواند تقاضاها را بهمراه اطلاعات لازم در جایی ثبت کند تا بعداً امکان پیگیری اعمال کاربران داخل سازمان فراهم شود.

پیکربندی مرورگر

·  تعامل کاربر: کاربر باید از ابتدا مرورگر خود را پیکربندی کند که بدین ترتیب نیاز است که اطلاعات را از پشتیبانی فنی سازمان بدست آورد.

·  پیکربندی دستی: در این پیکربندی کاربر باید سروری را که نرم‌افزار پراکسی را اجرا می‌کند، مشخص کند. کاربر باید استثنائات هر دامنه‌ای را که می‌تواند بطور مستقیم به آن وصل شود، مشخص کند و به این ترتیب در اتصال به این دامنه‌های مشخص‌شده، پراکسی در مسیر قرار نمی‌گیرد.

·  پیکربندی خودکار: یک فایل تنظیم پیکربندی توسط سازمان که منطق استفاده از پراکسی توسط مرورگر در آن قرار دارد. URL فایل باید در پیکربندی مرورگر وارد گردد. اینکه یک تقاضا از طریق پراکسی مسیریابی شود یا خیر، بستگی به شروط موجود در آن فایل دارد.

پروکسی سرور چیست ؟

نرم افزاري است كه در يك شبكه حد واسط بين اينترنت و كاربران واقع مي شود. فلسفه ايجاد Proxy Server قراردادن يك خط اينترنت در اختيار تعداد بيش از يك نفر استفاده كننده در يك شبكه بوده است ولي بعدها امكانات و قابليتهايي به Proxy Server افزوده شد كه كاربرد آن را فراتر از به اشتراك نهادن خطوط اينترنت كرد. بطور كلي Proxy Server ها در چند مورد كلي استفاده مي شوند. يك كاربرد Proxy Server ها، همان به اشتراك گذاشتن يك خط

Proxy Serverproxy server

نرم افزاري است كه در يك شبكه حد واسط بين اينترنت و كاربران واقع مي شود. فلسفه ايجاد Proxy Server قراردادن يك خط اينترنت در اختيار تعداد بيش از يك نفر استفاده كننده در يك شبكه بوده است ولي بعدها امكانات و قابليتهايي به Proxy Server افزوده شد كه كاربرد آن را فراتر از به اشتراك نهادن خطوط اينترنت كرد. بطور كلي Proxy Server ها در چند مورد كلي استفاده مي شوند. يك كاربرد Proxy Server ها، همان به اشتراك گذاشتن يك خط اينترنت براي چند كاربر است كه باعث كاهش هزينه و كنترل كاربران و همچنين ايجاد امنيت بيشتر مي شود. كاربرد دوم Proxy Serverها، در سايتهاي اينترنتي به عنوان Firewall مي باشد. كاربرد سوم كه امروزه از آن بسيار استفاده مي شود، Caching اطلاعات است. با توجه به گران بودن هزينه استفاده از اينترنت و محدود بودن پهناي باند ارتباطي براي ارسال و دريافت اطلاعات، معمولا نمي توان به اطلاعات مورد نظر در زمان كم و با سرعت مطلوب دست يافت. امكان Caching اطلاعات، براي كمك به رفع اين مشكل در نظر گرفته شده است. Proxy Server، سايتهايي را كه بيشتر به آنها مراجعه مي شود را دريك حافظه جداگانه نگاه مي دارد. به اين ترتيب براي مراجعه مجدد به آنها نيازي به ارتباط از طريق اينترنت نيست بلكه به همان حافظه مخصوص رجوع خواهد شد. اين امر باعث مي گردد از يك طرف زمان دسترسي به اطلاعات كمتر شده و از سوي ديگر چون اطلاعات از اينترنت دريافت نمي شود، پهناي باند محدود موجود با اطلاعات تكراري اشغال نشود. بخصوص آنكه معمولا تغييرات در يك Website محدود به يك يا دو صفحه مي باشد و گرفتن اطلاعات از اينترنت بدون Caching به معناي گرفتن كل سايت مي باشد حال آنكه با استفاده از Proxy Server و امكان Caching اطلاعات، ميتوان تنها صفحات تغيير كرده را دريافت كرد. خدمات Proxy Server Proxy Server سه سرويس در اختيار كاربران خود قرار مي دهد:

1-Web Proxy Service: اين سرويس براي Web Publishing يا همان ايجاد Web Site‌هاي مختلف درشبكه LAN مفيد مي باشد. براي اين منظور قابليت مهم Reverse Proxing در نظر گرفته شده است. Reverse Proxing امكان شبيه سازي محيط اينترنت درمحيط داخل مي باشد. به اين ترتيب فرد بدون ايجاد ارتباط فيزيكي با اينترنت مي تواند برنامه خود را همچنان كه در محيط اينترنت عمل خواهد كرد، تست كرده و مورد استفاده قرا دهد. اين قابليت در بالا بردن سرعت و كاهش هزينه توليد نرم افزارهاي كاربردي تحت اينترنت موثر است. 2-Winsock Proxy Service: منظور، امكان استفاده از API Callهاي Winsock در Windows است. در Windows، Function Call‌هاي مورد استفاده در سرويسهاي اينترنت مانند Telnet، FTP، Gopher و...، تحت عنوان Winsock Protocols معرفي شده اند. در حقيقت براي استفاده از اين سرويسها در نرم افزارهاي كاربردي نيازي نيست كه برنامه نويس چگونگي استفاده از اين سرويسها را پيش بيني كند. 3-Socks Proxy Service: اين سرويس، سرويس Socks 4.3a را پشتيباني مي كند كه در واقع زير مجموعه اي از Winsock مي باشد و امكان استفاده از Http 1.02 و بالاتر را فراهم مي كند. به اين ترتيب مي توان در طراحي Website خارج از Firewall، Security ايجاد كرد. معيارهاي موثر در انتخاب Proxy Server 1- سخت افزار مورد نياز:براي هر چه بهتر شدن توانمنديهاي Proxy Server، بايد سخت افزار آن توانايي تحمل بار مورد انتظار را داشته باشد. 2- نوع رسانه فيزيكي براي ارتباط با اينترنت: راه حلهاي مختلفي براي اتصال به شبكه اينترنت وجود دارد. ساده ترين راه، استفاده از مودم و خطوط آنالوگ مي باشد. راه ديگر استفاده از ISDN و خطوط ديجيتال است كه هم احتياج به تبديل اطلاعات از آنالوگ به ديجيتال و برعكس در ارسال و دريافت اطلاعات ندارد و هم از سرعت بالاتري برخوردار است. روش ديگر استفاده از خط‌هاي T1/E1 با ظرفيت انتقال گيگا بايت مي باشد.

• پيشنهاد مي شود كه در شبكه‌هاي با كمتر از 250 كاربر از ISDN و از 250 كاربر به بالا از T1/E1 استفاده شود. ( البته در ايران به علت عدم وجود خطوط ISDN و كمبود خطوط T1/E1 اين استانداردها كمتر قابل پياده سازي هستند. ) 3- هزينه ارتباط با اينترنت: دو عامل موثر در هزينه اتصال به اينترنت، پهناي باند و مانايي ارتباط مي باشد. هر چه مرورگرهاي اينترنتي بيشتر و زمان استفاده بيشتر باشد، هزينه بالاتر خواهد بود. با توجه به اينكه Proxy Server مي تواند با Caching اطلاعات اين موارد را بهبود بخشد، بررسي اين عامل مي تواند در تعيين تعداد Proxy‌هاي مورد استفاده موثر باشد. 4- نوع و نحوه مديريت سايت: اين عامل نيز در تعيين تعداد Proxyها موثر است. مثلا اگر در شبكه اي مشكل راهبري وجود داشته باشد، با اضافه كردن تعداد Proxyها، مشكل راهبري نيز بيشتر خواهد شد. 5- پروتكل‌هاي مورد استفاده: Proxy Server ها معمولا از پروتكلهاي TCP/IP و يا IPX/SPX براي ارتباط با Client ها استفاده مي كنند. بنابراين براي استفاده از Proxy بايد يكي از اين پروتكل ها را در شبكه استفاده كرد.

و ب سرور چیست

کسانی که با صنعت IT آشنایی دارند حتما ً نام وب سرویس را شنیده اند. برای مثال، بیش از ۶۶ درصد کسانی که در نظر سنجی مجله InfoWorld شرکت کرده بودند بر این توافق داشتند که وب سرویس ها مدل تجاری بعدی اینترنت خواهند بود. به علاوه گروه گارتنر پیش بینی کرده است که وب سرویس ها کارآیی پروژه های IT را تا ۳۰ در صد بالا می برد. اما وب سرویس چیست و چگونه شکل تجارت را در اینترنت تغییر خواهد داد؟

برای ساده کردن پردازش های تجاری، برنامه های غیرمتمرکز (Enterprise) باید با یکدیگر ارتباط داشته باشند و از داده های اشتراکی یکدیگر استفاده کنند. قبلا ً این کار بوسیله ابداع استانداردهای خصوصی و فرمت داده ها به شکل مورد نیاز هر برنامه انجام می شد. اما دنیای وب و XML تکنولوژی آزاد برای انتقال دیتا انتقال اطلاعات بین سیستم ها را افزایش داد. وب سرویس ها نرم افزارهایی هستند که از XML برای انتقال اطلاعات بین نرم افزارهای دیگر از طریق پروتکل های معمول اینترنتی استفاده می کنند. به شکل ساده یک وب سرویس از طریق وب اعمالی را انجام می دهد (توابع یا سابروتین ها) و نتایج را به برنامه دیگری می فرستد. این یعنی برنامه ای که در یک کامپیوتر در حال اجراست اطلاعاتی را به کامپیوتردیگری می فرستد و از آن درخواست جواب می کند. برنامه ای که در آن کامپیوتر دوم است کارهای خواسته شده را انجام می دهد و نتیجه را بر روی ساختارهای اینترنتی به برنامه اول برمی گرداند.

وب سرویس ها می توانند از پروتکل های زیادی در اینترنت استفاده کنند اما بیشتر از HTTP که مهم ترین آنهاست استفاده می شود. وب سرویس هر نوع کاری می تواند انجام دهد. برای مثال در یک برنامه می تواند آخرین عنوان های اخبار را از وب سرویس Associated Press بگیرد یا یک برنامه مالی می تواند آخرین اخبار و اطلاعات بورس را از طریق وب سرویس بگیرد. کاری که وب سرویس انجام می دهد می تواند به سادگی ضرب دو عدد یا به پیچیدگی انجام کلیه امور مشترکین یک شرکت باشد.

وب سرویس دارای خواصی است که آن را از دیگر تکنولوژی ها و مدل های کامپیوتری جدا می کند. Paul Flessner، نایب رییس مایکروسافت در dot NET Enterprise Server چندین مشخصه برای وب سرویس در یکی از نوشته هایش ذکر کرده است. اول اینکه وب سرویس ها قابل برنامه ریزی هستند. یک وب سرویس کاری که می کند را در خود مخفی نگه می دارد. وقتی برنامه ای به آن اطلاعات داد وب سرویس آن را پردازش می کند و در جواب آن اطلاعاتی را به برنامه اصلی بر می گرداند. دوم، وب سرویس ها بر پایه XML بنا نهاده شده اند. XML و XML های مبتنی بر SOAP یا Simple Object Access Protocol تکنولوژی هایی هستند که به وب سرویس ها این امکان را می دهد که با دیگر برنامه ها ارتباط داشته باشد حتی اگر آن برنامه ها در زبانهای مختلف نوشته شده و بر روی سیستم عامل های مختلفی در حال اجرا باشند.

همچین وب سرویس ها خود-توصیف هستند. به این معنی که کاری را که انجام می دهند و نحوه استفاده از خودشان را توضیح می دهند. این توضیحات به طور کلی در WSDL یا Web Services Description Language نوشته می شود. WSDL یک استاندارد بر مبنای XML است. به علاوه وب سرویس ها قابل شناسایی هستند به این معنی که برنامه نویس می تواند به دنبال وب سرویس مورد علاقه در دایرکتوری هایی مثل UDDI یا Universal Description , Discovery and Integration جستجو کند. UDDI یکی دیگر از استاندارد های وب سرویس است.

نکات تکنولوژی وب سرویس

همانطور که در ابتدا توضیح داده شد یکی از دلایل اینکه وب سرویس از دیگر تکنولوژی های موجود مجزا شده است استفاده از XML و بعضی استاندارد های تکنیکی دیگر مانند SOAP، WSDL و UDDI است. این تکنولوژی ها زمینه ارتباط بین برنامه ها را ایجاد می کنند به شکلی که مستقل از زبان برنامه نویسی، سیستم عامل و سخت افزار است. SOAP یک مکانیزم ارتباطی را بین نرم افزار و وب سرویس ایجاد می کند. WSDL یک روش یکتا برای توصیف وب سرویس ایجاد می کند و UDDI یک دایرکتوری قابل جستجو برای وب سرویس می سازد. وقتی اینها با هم در یک جا جمع می شوند این تکنولوژی ها به برنامه نویس اجازه می دهد که برنامه های خود را به عنوان سرویس آماده کرده و بر روی اینترنت قرار دهد.

XML یا eXtensible Markup Language

XML یک تکنولوژی است که به شکل گسترده از آن پشتیبانی می شود، همچنین این تکنولوژی Open است به این معنی که متعلق به شرکت خاصی نیست. اولین بار در کنسرسیوم WWW یا W3C در سال ۱۹۹۶ برای ساده کردن انتقال دیتا ایجاد شده است. با گسترده شدن استفاده از وب در دهه ۹۰ کم کم محدودیت های HTML مشخص شد. ضعف HTML در توسعه پذیری (قابلیت اضافه و کم کردن خواص) و ضعف آن در توصیف دیتاهایی که درون خود نگهداری می کند برنامه نویسان را از آن ناامید کرد. همچنین مبهم بودن تعاریف آن باعث شد از توسعه یافتن باز بماند. در پاسخ به این اشکالات W3C یک سری امکانات را در جهت توسعه HTML به آن افزود که امکان تغییر ساختار متنهای HTML مهم ترین آن است. این امکان را CSS یا Cascade Style Sheet می نامند.

این توسعه تنها یک راه موقتی بود. باید یک روش استاندارد شده، توسعه پذیر و دارای ساختار قوی ایجاد می شد. در نتیجه W3C استاندارد XML را ساخت. XML دارای قدرت و توسعه پذیری SGML یا Standard Generalized Markup Language و سادگی که در ارتباط در وب به آن نیاز دارد است.

استقلال اطلاعات یا جدا بودن محتوا از ظاهر یک مشخصه برای XML به حساب می آید. متنهای XML فقط یک دیتا را توصیف می کنند و برنامه ای که XML برای آن قابل درک است بدون توجه به زبان و سیستم عامل قادر است به اطلاعات درون فایل XML هر گونه شکلی که مایل است بدهد. متنهای XML حاوی دیتا هستند بدون شکل خاص، بنابراین برنامه ای که از آن می خواهد استفاده کند باید بداند که چگونه می خواهد آن اطلاعات را نمایش دهد. بنابراین نحوه نمایش یک فایل XML در یک PC با PDA و تلفن همراه می تواند متفاوت باشد.

وقتی یک برنامه با متن XML مواجه می شود باید مطمئن باشد که آن متن حاوی دیتای مورد نظر خود است. این اطمینان توسط برنامه هایی با نام XML Parser حاصل می شود. تجزیه کننده ها دستورات متن XML را بررسی می کنند. همچنین آنها به برنامه کمک می کنند تا متن های XML را تفسیر کند. به صورت اختیاری هر متن XML می تواند به متن دیگری اشاره کند که حاوی ساختار فایل XML اصلی باشد. به آن متن XML دوم DTD یا Document Type Definition گفته می شود.

وقتی فایل XML به DTD اشاره می کند برنامه تجزیه کننده فایل اصلی را با DTD بررسی می کند که آیا به همان ساختاری که در DTD توصیف شده شکل گرفته است یا خیر. اگر یک تجزیه کننده XML بتواند یک متن را به درستی پردازش کند متن XML نیز به شکل صحیحی فرمت شده است.

وقتی که اکثر نرم افزارها امکانات وبی خود را افزایش دادند این طور به نظر می رسد که XML به عنوان یک تکنولوژی جهانی برای فرستادن اطلاعات بین برنامه ها انتخاب شود. تمامی برنامه هایی که از XML استفاده می کنند قادر خواهند بود که XML ِ همدیگر را بفهمند. این سطح بالای تطابق بین برنامه ها باعث می شود که XML یک تکنولوژی مناسب برای وب سرویس باشد. چون بدون اینکه احتیاج به سیستم عامل و سخت افزار یکسان باشد می تواند اطلاعات را جابجا کند.

SOAP یا Simple Object Access Protocol

SOAP یکی از عمومی ترین استاندارد هایی است که در وب سرویس ها استفاده می شود. طبق شواهد اولین بار توسط DeveloperMentor، شرکت UserLand و مایکروسافت در سال ۱۹۹۸ ساخته شده و نسخه اول آن در سال ۱۹۹۹ ارایه شده است. آخرین نسخه SOAP، نسخه 1.2 بود که در دسامبر سال ۲۰۰۱ در W3C ارایه شد. نسخه 1.2 نشان دهنده کار زیاد بر روی آن و نمایانگر اشتیاق زیاد صنعت IT برای استفاده از SOAP و وب سرویس است.

هدف اصلی SOAP ایجاد روشی جهت فرستادن دیتا بین سیستم هایی است که بر روی شبکه پخش شده اند. وقتی یک برنامه شروع به ارتباط با وب سرویس می کند، پیغام های SOAP وسیله ای برای ارتباط و انتقال دیتا بین آن دو هستند. یک پیغام SOAP به وب سرویس فرستاده می شود و یک تابع یا سابروتین را در آن به اجرا در می آورد به این معنی که این پیغام از وب سرویس تقاضای انجام کاری را دارد. وب سرویس نیز از محتوای پیغام SOAP استفاده کرده و عملیات خود را آغاز می کند. در انتها نیز نتایج را با یک پیغام SOAP دیگر به برنامه اصلی می فرستد.

به عنوان یک پروتکل مبتنی بر XML، پروتکل SOAP تشکیل شده از یک سری الگوهای XMLی است. این الگوها شکل پیغام های XML را که بر روی شبکه منتقل می شود را مشخص می کند. مانند نوع دیتاها و اطلاعاتی که برای طرف مقابل تفسیر کردن متن را آسان کند. در اصل SOAP برای انتقال دیتا بر روی اینترنت و از طریق پروتکل HTTP طراحی شده است ولی از آن در دیگر مدلها مانند LAN نیز می توان استفاده کرد. وقتی که وب سرویس ها از HTTP استفاده می کنند به راحتی می توانند از Firewall عبور کنند.

یک پیغام SOAP از سه بخش مهم تشکیل شده است: پوشش یا Envelope،Header، بدنه یا Body. قسمت پوشش برای بسته بندی کردن کل پیغام به کار می رود. این بخش محتوای پیغام را توصیف و گیرنده آن را مشخص می کند. بخش بعدی پیغام های SOAP، Header آن است که یک بخش اختیاری می باشد و مطالبی مانند امنیت و مسیریابی را توضیح می دهد. بدنه پیغام SOAP بخشی است که دیتاهای مورد نظر در آن جای می گیرند. دیتاها بر مبنای XML هستند و از یک مدل خاص که الگوها (Schemas) آن را توضیح می دهند تبعیت می کنند. این الگو ها به گیرنده کمک می کنند تا متن را به درستی تفسیر کند. پیغام های SOAP توسط سرورهای SOAP گرفته و تفسیر می شود تا در نتیجه آن، وب سرویس ها فعال شوند و کار خود را انجام دهند.

برای اینکه از SOAP در وب سرویس استفاده نکنیم از تعداد زیادی پروتکل باید استفاده شود. برای مثال XML-RPC تکنولوژی قدیمی تری بود که همین امکانات را ایجاد می کرد. به هر حال، خیلی از سازندگان بزرگ نرم افزار SOAP را بر تکنولوژی های دیگر ترجیح دادند. دلایل زیادی برای انتخاب SOAP وجود دارد که خیلی از آنها درباره پروتکل آن است که فراتر از این متن می باشد. سه برتری مهم SOAP نسبت به تکنولوژی های دیگر عبارتند از قابلیت توسعه، سادگی و قابلیت عملکرد داخلی.

پیغام های SOAP معمولا ً کدهای زیادی ندارند و برای فرستادن و گرفتن آن به نرم افزارهای پیچیده نیاز نیست. SOAP این امکان را به برنامه نویس می دهد تا بنا به نیاز خود آن را تغییر دهد. در آخر بدلیل اینکه SOAP از XML استفاده می کند می تواند بوسیله HTTP اطلاعات را انتقال بدهد بدون اینکه زبان برنامه نویسی، سیستم عامل و سخت افزار برای آن مهم باشد.

WSDL یا Web Services Description Language

استاندارد دیگری که نقش اساسی در وب سرویس بازی می کند WSDL است. همانطور که قبلا ً اشاره کردیم یکی از خواص وب سرویس ها توصیف خود آنهاست به این معنی که وب سرویس دارای اطلاعاتی است که نحوه استفاده از آن را توضیح می دهد. این توضیحات در WSDL نوشته می شود، متنی به XML که به برنامه ها می گوید این وب سرویس چه اطلاعاتی لازم دارد و چه اطلاعاتی را بر می گرداند.

وقتی که سازندگان نرم افزار برای اولین بار SOAP و دیگر تکنولوژی های وب سرویس را ساختند دریافتند که برنامه ها قبل از اینکه شروع به استفاده از یک وب سرویس بکنند باید اطلاعاتی درباره آن را داشته باشند. اما هر کدام از آن سازندگان برای خودشان روشی برای ایجاد این توضیحات ابداع کردند و باعث شد که وب سرویس ها با هم هماهنگ نباشد. وقتی IBM و مایکروسافت تصمیم گرفتند تا استاندارد های خود را یکسان کنند WSDL بوجود آمد. در ماه مارس سال ۲۰۰۱ مایکروسافت، IBM و Ariba نسخه 1.1 را به W3C ارائه کردند. گروهی از W3C بر روی این استاندارد کار کردند و آن را پذیرفتند. هم اکنون این تکنولوژی در دست ساخت است و هنوز کامل نشده. ولی هم اکنون اکثر سازندگان وب سرویس از آن استفاده می کنند.

هر وب سرویسی که بر روی اینترنت قرار می گیرد دارای یک فایل WSDL است که مشخصات، مکان و نحوه استفاده از وب سرویس را توضیح می دهد. یک فایل WSDL نوع پیغام هایی که وب سرویس می فرستد و می گیرد را توضیح می دهد مانند پارامترهایی که برنامه صدا زننده برای کار با وب سرویس باید به آن بفرستد. در تئوری یک برنامه در وب برای یافتن وب سرویس مورد نظر خود از روی توضیحات WSDL ها جستجو می کند. در WSDL اطلاعات مربوط به چگونگی ارتباط با وب سرویس بر روی HTTP یا هر پروتکل دیگر نیز وجود دارد.

این مهم است که بدانیم WSDL برای برنامه ها طراحی شده است نه برای خواندن آن توسط انسان. شکل فایلهای WSDL پیچیده به نظر می آید ولی کامپیوترها می توانند آن را بخوانند و تجزیه و تحلیل بکند. خیلی از نرم افزارهایی که وب سرویس می سازند فایل WSDL مورد نیاز وب سرویس را نیز تولید می کنند بنابراین وقتی برنامه نویس وب سرویس خود را ساخت به شکل خودکار WSDL مورد نیاز با آن نیز ساخته می شود و احتیاجی به آموزش دستورات WSDL برای ساختن و استفاده از وب سرویس نیست.

UDDI یا Universal Description , Discovery and Integration

سومین استاندارد اصلی وب سرویس ها، یعنی UDDI، به شرکتها و برنامه نویسان اجازه می دهد تا وب سرویس های خود را بر روی اینترنت معرفی کنند. این استاندارد در اصل بوسیله مایکروسافت، IBM و Ariba و پنجاه شرکت بزرگ دیگر ساخته شده است. با استفاده از UDDI شرکتها می توانند اطلاعات خود را در اختیار شرکت های دیگر قرار بدهند و مدل B2B ایجاد کنند. همان طور که از نام آن مشخص است شرکت ها می توانند وب سرویس خود را معرفی کنند، با وب سرویس دیگران آشنا شوند و از آن در سیستم های خود استفاده کنند. این استاندارد جدیدی است و در سال ۲۰۰۰ ساخته شده است و کنسرسیومی از شرکتهای صنعتی در حال کار بر روی آن هستند. نسخه دوم UDDI در ماه ژوئن سال ۲۰۰۱ ارائه شد و نسخه سوم آن در دست ساخت است.

UDDI یک متن مبتنی بر XML را تعریف می کند که در آن شرکت ها توضیحاتی درباره چگونگی کار وب سرویس شرکتشان و امکانات خود می دهند. برای تعریف این اطلاعات از شکل خاصی که در UDDI توضیح داده شده استفاده می شود. شرکت ها می توانند این اطلاعات را در UDDI شرکت خود نگهداری کنند و تنها به شرکت های مورد نظرشان اجازه دستیابی به آنها را بدهند یا آنها را در مکان عمومی و در اینترنت قرار دهند.

بزرگترین و مهمترین پایگاه UDDI پایگاه UDDI Business Registry یا UBR نام دارد و توسط کمیته UDDI طراحی و اجرا شده است. اطلاعات این پایگاه در چهار نقطه نگهداری می شود: مایکروسافت، IBM، SAP و HP. اطلاعاتی که در یکی از چهار پایگاه تغییر کند در سه تای دیگر نیز اعمال می شود.

اطلاعات درون این پایگاه ها شبیه دفترچه تلفن است. White Pages که در آنها اطلاعات تماس شرکت ها و توضیحات متنی آنهاست، Yellow Pages حاوی اطلاعات طبقه بندی شده شرکتها و اطلاعات درباره توانایی های الکترونیکی آنها می باشد، Green Pages، حاوی اطلاعات تکنیکی درباره سرویس های آنها و نحوه پردازش اطلاعات شرکت آنها می باشد.

اطلاعات تجاری و سرویس های شرکت ها کاملا ً طبقه بندی شده است و اجازه می دهد که به راحتی در آنها جستجو کرد. سپس متخصصان IT می توانند از این اطلاعات استفاده کرده و شرکت ها را برای خدمات بهتر به هم متصل کنند. با این شرح UDDI امکان پیاده سازی مدل B2B را ایجاد می کند و شرکتها می توانند از سرویس های یکدیگر استفاده کنند.

شرکت هایی که به UDDI علاقه نشان داده اند قدرتمند هستند و خیلی از آنها از وب سرویس و استانداردهای آن در محصولات خود استفاده می کنند. NTT Communications of Tokyo یکی از شرکت هایی است که در حال اضافه کردن توضیحاتی به ساختار UDDI است. در هر حال حاضر شرکت ها هنوز کمی درباره وارد کردن خود در پایگاه های عمومی محتاط هستند. این چیز عجیبی نیست. شرکتها ابتدا این امکانات را فقط برای شرکای خود ایجاد می کنند. شرکتهای بزرگ نیز برای مدیریت بر سرویس های خود و اشتراک آنها بین قسمت های مختلف از این استاندارد استفاده می کنند. وقتی این استاندارد به حد بلوغ خود برسد و کاربران با آن احساس راحتی بکنند استفاده از آن نیز در مکان های عمومی فراگیر خواهد بود.

این تغییر رویه برای شرکت های بزرگی که B2B را به روش های قدیمی اجرا کرده بودند مشکل است. بعضی نیز اشکال امنیتی بر این روش می گیرند و مایل نیستند اطلاعاتشان را بدهند. اما با گذشت زمان و کامل شدن این تکنولوژی و درک لزوم استفاده از آن شرکت ها چاره ای جز استفاده از آن ندارند.

منابع:

www.tebyan.net.

www.irandoc.ir

www.elm-o-fan.com

http://www.asemankafinet.ir/