نظام التموضع العالمي
التطور التاريخي > النسخ الأولية

عندما أطلق الاتحاد السوفيتي أول قمر صناعي (سبوتنيك 1) في عام 1957، قرر عالما الفيزياء ويليام جوير وجورج ويفنباخ العاملين بمختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكينز، مراقبة البث اللاسلكي. في غضون بضع ساعات، أدرك العالمان الأمريكيان أنه بسبب تأثير دوبلر، بإمكانهما تحديد مكان القمر الصناعي على طول مداره. فسمح مدير مختبر الفيزياء التطبيقية لهما بالدخول إلى بيانات يونيفاك 1 للقيام بالحسابات المطلوبة. في أوائل العام التالي، طلب فرانك مكلور، نائب مدير مختبر الفيزياء التطبيقية، من ويليام جوير وجورج ويفنباخ بالتحقيق في المشكلة العكسية وهي تحديد موقع المستخدم، اعتمادا على مراقبة القمر الصناعي. في ذلك الوقت، كانت البحرية الأمريكية تطور صاروخ يو جي إم-27 بولاريس الذي يُطْلَقُ من الغواصة، وقد أُوكِلَت مهمة معرفة موقع الغواصة إلى فريق البحث، وقد تكللت جهودهم بتطوير نظام الملاحة ترانزيت. كما لعبت وكالة آربا والتي أعيدت تسميتها إلى داربا في عام 1972، دورًا مهما في نظام ترانزيت في عام 1959. تم اختبار ترانزيت بنجاح لأول مرة في عام 1960. حيث تم استخدام مجموعة متكونة من أقمار صناعية يمكن أن تحدد موقعا جغرافيًا واحدًا في الساعة. في عام 1967، طورت البحرية الأمريكية القمر الصناعي تايمشيون، والذي أثبت جدوى وضع ساعات دقيقة في الفضاء، وهي تقنية مطلوبة لنظام التموضع العالمي. في السبعينيات من القرن الماضي، أصبح نظام الملاحة الأرضي أوميڨا، القائم على مقارنة مراحل إرسال الإشارات من اثنين من المحطات، أول نظام ملاحة لاسلكي عالمي. وقد أدت القيود المفروضة على هذه الأنظمة إلى الحاجة إلى حل أكثر شمولية ودقة.
على الرغم من وجود احتياجات واسعة للملاحة الدقيقة في القطاعين العسكري والمدني، إلا أنه لم يُنظر إلى أي منها كمبرر لدفع مليارات الدولارات التي تكلفها عمليات البحث، التطوير، النشر والتشغيل لمجموعة الأقمار الصناعية المخصصة للملاحة. خلال سباق التسلح في الحرب الباردة، كان التهديد النووي لوجود الولايات المتحدة هو الأمر الوحيد الذي برَّر هذه التكلفة من وجهة نظر كونغرس الولايات المتحدة. وقد كان هذا الخطر المحدق ولاشك هو سبب تمويل نظام التموضع العالمي وكذلك السبب وراء السرية المفرطة للمشروع في ذلك الوقت. يتكون الثالوث النووي من الصواريخ الباليستية التي تطلقها البحرية الأمريكية جنبًا إلى جنب مع القاذفات الإستراتيجية للقوات الجوية الأمريكية والصواريخ الباليستية العابرة للقارات، وقد كان التحديد الدقيق لموقع إطلاق الصواريخ الباليستية البحرية من الغواصة ولاشك بمثابة مضاعفة لقوة هذا الردع النووي.
من شأن الملاحة الدقيقة أن تُمكِّن غواصات الصواريخ البالستية الأمريكية من الحصول على تعديل دقيق لمواقعها قبل إطلاق الصواريخ الباليستية. كان لدى القوات الجوية الأمريكية، التي تضم ثلثي الثالوث النووي، المتطلبات اللازمة لنظام ملاحة أكثر دقة وموثوقية. كما كان سلاح الجو والبحرية يطوران تقنياتهما الخاصة بالتوازي لحل ما كان في الأساس نفس المشكلة.
لزيادة قابلية بقاء الصواريخ الباليستية العابرة للقارات، كان هناك اقتراح لاستخدام منصات إطلاق متنقلة (والتي يمكن مقارنتها بالطائرات السوفياتية إس إس-24 وتوبول آر إس- 12 إم) وبالتالي فإن الحاجة إلى تعديل موضع الإطلاق كانت مشابهة لوضع الصواريخ البالستية التي تطلق من الغواصات.
في عام 1960، اقترح سلاح الجو نظام ملاحة لاسلكي يسمى موزايك (نظام موبايل للتحكم الدقيق في الصواريخ الباليستية العابرة للقارات) والذي كان في الأساس النظام الملاحي ثلاثي الأبعاد لوران. في عام 1963 تم إجراء دراسة متابعة للفكرة باسم مشروع 57، «وقد ظهر مفهوم نظام التموضع العالمي في هذه الدراسة .» في نفس العام، تم مواصلة البحث في هذ المفهوم باسم مشروع 621ب، والذي كان يحتوي على «العديد من السمات والخاصيات التي يحتويها اليوم نظام التموضع العالمي» ووُعِد بزيادة الدقة لقاذفات القوات الجوية وكذلكالصواريخ الباليستية العابرة للقارات.
كانت التحديثات من نظام البحرية ترانزيت بطيئة للغاية بالنسبة للسرعات العالية لعمليات التحديثات في القوات الجوية. واصل مختبر الأبحاث البحرية إحراز تقدم في أقمار التوقيت (تايمشيون)، التي تم إطلاقها لأول مرة في عام 1967، حيث تم إطلاق القمر الثالث والذي يحمل أول ساعة ذرية إلى المدار في عام 1974.
كما ظهرت كذلك نسخة مهمة أخرى لنظام التموضع العالمي من فرع مختلف لجيش الولايات المتحدة. في عام 1964، تمكن جيش الولايات المتحدة من الدوران حول أول قمر صناعي للترتيب متسلسل المدى (سيكور) الذي استُخدِم في المسح الجيوديسي. تضمن نظام الترتيب متسلسل المدى ثلاثة أجهزة إرسال أرضية في مواقع معروفة والتي من شأنها إرسال إشارات إلى جهاز إرسال الأقمار الصناعية في المدار. يمكن لمحطة رابعة أرضية، في موقع غير محدد، استخدام هذه الإشارات لتحديد موقعها بدقة. تم إطلاق القمر الصناعي سيكور الأخير في عام 1969.