ما هو النظام العالمي لسواتل الملاحة? النظم العالمية لسواتل الملاحة, يُسمى أيضًا النظام العالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية, لتقف على جميع أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية بشكل عام, تغطي العالمية, أنظمة الملاحة الإقليمية والمعززة عبر الأقمار الصناعية. الامثله تشمل نظام تحديد المواقع في الولايات المتحدة, جلوناس في روسيا, بيدو في الصين, غاليليو في الاتحاد الأوروبي, إلخ. ستقدم لك هذه المقالة صورة كاملة عن تقنية GNSS.
1. ما هو المقصود بالنظام العالمي لسواتل الملاحة (GNSS).?
النظم العالمية لسواتل الملاحة, يُسمى أيضًا النظام العالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية, لتقف على جميع أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية بشكل عام, تغطي العالمية, أنظمة الملاحة الإقليمية والمعززة عبر الأقمار الصناعية. تشمل الأمثلة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في الولايات المتحدة, جلوناس في روسيا, بيدو في الصين, غاليليو في الاتحاد الأوروبي, إلخ.
بعبارة أخرى, GNSS هو مصطلح عام يتكون من أنظمة تحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية المتعددة. نظام تحديد المواقع, والتي شاع ذكرها بين العامة, هو نوع واحد من تكنولوجيا GNSS. يعد نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) حاليًا أحد أنواع أنظمة تحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية الأكثر تطورًا مع ميزات التطبيق الأوسع بالإضافة إلى الدقة العالية في تحديد الموقع. عادة, تقوم الأجهزة مثل الهواتف المحمولة في المقام الأول بتحديد الموقع باستخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)..
يتم استخدام تقنية GNSS في تحديد المواقع والملاحة. كي تكون اكثر دقة, كما أن لديها وظيفة أخرى أقل ملاحظة من قبل عامة الناس, وهذا هو التوقيت.
النظام العالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية (النظم العالمية لسواتل الملاحة) يمثل نظام الملاحة وتحديد المواقع الراديوي الذي يركز على الفضاء والذي يوفر جميع الأحوال الجوية, إحداثيات ثلاثية الأبعاد, سرعة سريعة, وتوقيت المعلومات للمستخدمين في أي مكان سواء على سطح الأرض أو في الفضاء القريب من الأرض.
2. كيفية تحديد عملية عمل GNSS?
تتمثل قواعد العمل الأساسية لنظام GNSS في حساب النطاق بين قمر صناعي واحد ذو موقع معروف وأجهزة استقبال المستخدم ثم تحليل البيانات من عدة أقمار صناعية بشكل متكامل للتعرف على الموقع الدقيق لجهاز الاستقبال. لتحقيق الهدف, يمكن التحقق من موقع القمر الصناعي في التقويم الفلكي للقمر الصناعي على أساس الوقت المسجل بواسطة الساعات الموجودة على متنه.
يتم الحصول على النطاق من المستخدم إلى القمر الصناعي من خلال تدوين الوقت الذي تنتشر فيه إشارات القمر الصناعي إلى المستخدمين ثم ضربه في سرعة الضوء. (مدينون لتدخل الأيونوسفير في الغلاف الجوي, المسافة ليست هي المسافة الفعلية بين المستخدم والقمر الصناعي بل هي المدى الزائف (العلاقات العامة), مما يعني أنه إذا كان القمر الصناعي GPS يعمل بشكل طبيعي, فهو ينقل باستمرار رسائل التنقل برمز عشوائي زائف يتكون من 1 و 0 عناصر الكود الثنائي (رمز زائف للاختصار).
3. تتكوين GNSS
تشير تقنية GNSS إلى تقنية قياس تحتاج إلى إحداثيات موقع مطلقة في نظام الإحداثيات بطريقة مراقبة الأقمار الصناعية GNSS.
النظام العالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية هو مصطلح عام لجميع أقمار الملاحة وتحديد المواقع, وأي نظام يمكنه تحقيق تحديد المواقع من خلال التقاط وتتبع إشارات الأقمار الصناعية الخاصة به يمكن أن يشارك في نطاق نظام الشبكات العالمية لسواتل الملاحة.
المكونات الرئيسية لنظام GNSS هي أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية العالمية المختلفة. على سبيل المثال, نحن بالفعل على دراية بنظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية GPS, وكذلك القمر الصناعي الصيني بيدو (حركة المقاطعة) نظام ملاحة, التركيز الوطني. من المهم توضيح مفهوم أن Beidou وGPS هما نظامان ملاحيان من نفس الدرجة وعلى نفس المستوى, دون أن يقول من ينتمي لمن. بدلاً من, كلاهما يستخدم نفس المبدأ الفني لتحقيق وظيفة الملاحة وتحديد المواقع. كي تكون اكثر دقة, كلاهما يحقق وظيفة تحديد المواقع, السرعة والتوقيت (PVT للاختصار).
بالإضافة إلى أنظمة الملاحة المألوفة المذكورة أعلاه, تشتمل أنظمة الملاحة المتوفرة حول العالم على نظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية GLONASS من روسيا بالإضافة إلى نظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية GALILEO.
وبصرف النظر عن أنظمة الملاحة المتاحة عالميا, هناك أيضًا أنظمة ملاحية إقليمية تقدم خدمات فقط على المستوى الإقليمي مثل نظام Beidou II السابق, الذي, المضمون, نظام الملاحة الإقليمي, النظام شبه السمتي في اليابان (QZSS), نظام IRNSS الهندي, إلخ. دول مثل الصين, الولايات المتحدة., روسيا, والاتحاد الأوروبي, التي لديها الكثير من المال والنظر في الاستراتيجية العالمية, سوف يقومون بتطوير أنظمة الملاحة العالمية حتى يتمكنوا من معرفة إلى أين تطير صواريخهم في العالم. لكن, تميل بعض البلدان إلى اختيار أنظمة الملاحة الإقليمية بسبب التكلفة المفرطة لأنظمة الملاحة العالمية أو قيود الاختناق الفنية. لنأخذ نظام الأقمار الصناعية Beidou الصيني كمثال. على الرغم من أن البحث والتطوير للجيل الثالث من نظام Beidou للأقمار الصناعية قد اكتمل حاليًا, الجيل الأول, وكذلك الجيل الثاني أيضا الأنظمة الإقليمية.
بالإضافة إلى أنظمة الملاحة الإقليمية, ويغطي نظام GNSS أنظمة التعزيز أيضًا. كما يمكنك أن تفهم من الاسم, يعد نظام التعزيز هذا بمثابة مساعدة وتعزيز للأنظمة المذكورة أعلاه. بعبارة أخرى, قد لا يفي النظام العالمي الحالي بمتطلبات تحديد المواقع لبعض السيناريوهات بالإضافة إلى الموثوقية (هبوط الطائرات بشكل رئيسي). لذلك, يأتي نظام التعزيز إلى حيز الوجود. تعمل أنظمة التعزيز على تعزيز متطلبات تحديد المواقع المختلفة لدينا من خلال بث وإرسال معلومات أكثر دقة وأكثر ثراءً. وتتبنى أنظمة التعزيز هذه نظام WAAS من الولايات المتحدة, MSAS من اليابان, EGNOS من الاتحاد الأوروبي, غاغان من الهند,
4. ما هي الاختلافات بين GNSS و GPS?
مع سمات جميع الأبعاد, جميع الأحوال الجوية, في كل الأوقات وبدقة عالية, نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) هو نظام ملاحة عبر الأقمار الصناعية تم تطويره وإنشاءه من قبل وزارة الدفاع في الولايات المتحدة. تتميز بالتكلفة المنخفضة, موقف ثلاثي الأبعاد دقيق للغاية, سرعة عالية وتوقيت دقيق, يتم تقديم معلومات الملاحة بواسطة نظام تحديد المواقع الجغرافية ثم يتم إرسالها إلى المستخدمين في جميع أنحاء العالم. يظل نظام تحديد المواقع الجغرافي مثالاً تطبيقيًا لتقنيات الاتصالات عبر الأقمار الصناعية في مجال الملاحة, مما يعزز بشكل كبير النمو القائم على المعلومات في البلدان في جميع أنحاء العالم لضخ زخم قوي في نمو الاقتصاد الرقمي.
يشير الاسم الكامل لنظام GNSS إلى النظام العالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية والذي يمثل نفس المصطلح لنظام Beidou, نظام تحديد المواقع, نظام جلوناس, نظام غاليليو وأنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية الأخرى. ما هو أكثر من ذلك, يرمز النظام العالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية إلى الأنظمة المعززة ومزيج من جميع أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية وأنظمة تحديد المواقع بالإضافة إلى الأنظمة المحسنة. ذلك بالقول, GNSS هو نظام كبير يتكون من العديد من أنظمة الملاحة وتحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية بالإضافة إلى الأنظمة المحسنة. يشير إلى نظام ملاحة راديوي نجمي يستخدم الأقمار الصناعية كمحطة ملاحية, توفير جميع الأحوال الجوية, موقع عالي الدقة, معلومات السرعة والتوقيت لجميع أنواع الناقلات العسكرية والمدنية على الأرض, بحر, الهواء والسماء في جميع أنحاء العالم. لذلك, ويعتبر أيضًا موقعًا يركز على الفضاء, نظام الملاحة والتوقيت.
5. ما هي الاختلافات بين GNSS و بيدو نظام تحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية?
يشير الاسم الكامل لنظام GNSS إلى النظام العالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية والذي يمثل نفس المصطلح لنظام Beidou, نظام تحديد المواقع, نظام جلوناس, نظام غاليليو وأنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية الأخرى. ما هو أكثر من ذلك, يرمز النظام العالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية إلى الأنظمة المعززة ومزيج من جميع أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية وأنظمة تحديد المواقع بالإضافة إلى الأنظمة المحسنة. ذلك بالقول, GNSS هو نظام كبير يتكون من العديد من أنظمة الملاحة وتحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية بالإضافة إلى الأنظمة المحسنة. يشير إلى نظام ملاحة راديوي نجمي يستخدم الأقمار الصناعية كمحطة ملاحية, توفير جميع الأحوال الجوية, موقع عالي الدقة, معلومات السرعة والتوقيت لجميع أنواع الناقلات العسكرية والمدنية على الأرض, بحر, الهواء والسماء في جميع أنحاء العالم. لذلك, ويعتبر أيضًا موقعًا يركز على الفضاء, نظام الملاحة والتوقيت.
أنشأتها الصين وأدارتها بشكل مستقل, ال نظام بيدو للملاحة عبر الأقمار الصناعية (BDS باختصار) هو نظام ملاحي عبر الأقمار الصناعية لمتطلبات الأمن الوطني والتنمية الاقتصادية والاجتماعية. إنها بنية تحتية فضائية وطنية حيوية توفر جميع الأحوال الجوية, طوال اليوم, تحديد موقع بدقة عالية, الملاحة وخدمة الوقت للمستخدمين في جميع أنحاء العالم.
6. أمثلة تطبيقية لنظام GNSS
في الوقت الحالي, إن GNSS قادر على تلبية متطلبات غالبية التطبيقات الصناعية مثل النقل, الحفاظ على المياه, التخفيف من حدة الكوارث, بحري, استكشاف, البناء وما إلى ذلك. مع النمو السريع لإنترنت المركبات وكذلك أهمية 5ز لإنترنت المركبات, تعد خدمات تحديد المواقع والملاحة عبر نظام GNSS أمرًا ضروريًا أيضًا لتطوير إنترنت المركبات.
كلا VG710, بوابة الاتصالات اللاسلكية للسيارة INHAN بالإضافة إلى VT310, بوابة تتبع السيارة VT310، تدمج تقنية GNSS لتوفير موقع دقيق للتعرف على معلومات موقع السيارة, وشكلت نظام الملاحة بالقصور الذاتي المتكامل. عندما تكون هناك إشارة GNSS ضعيفة, لا توجد إشارة أو تأثير متعدد المسارات, سيؤدي إلى تحديد موقع غير دقيق. لكن, لا يزال يوفر دقة تحديد موقع ممتازة, تقدم للمستخدمين معلومات ثابتة ودقيقة عن موقع السيارة لمساعدة المستخدمين في الحصول على مواقف السيارة في الوقت الحقيقي. ويمكنه أيضًا مساعدة المستخدمين في تتبع موقع السيارة, وضمان التشغيل الآمن والفعال للمركبة.
7. الحلول للنظم العالمية لسواتل الملاحة
النظم العالمية لسواتل الملاحة: المراقبة عبر الإنترنت وحل نظام الإنذار المبكر للمنحدر العالي
على أساس الأساس النظري لل انترنت الأشياء, إنترنت, النظم العالمية لسواتل الملاحة, بالإضافة إلى منصة مراقبة مطورة ذاتيًا وجميع أنواع أجهزة الاستشعار باعتبارها جوهرًا, تستخدم مراقبة الانهيارات الأرضية المنحدرة المراقبة الآلية وغير المراقبة وتستفيد بشكل كامل من مجموعة متنوعة من وسائل المراقبة لإنشاء شبكة مراقبة ثلاثية الأبعاد على السطح والجزء العميق من الأرض تحت الأرض., إجراء مراقبة منتظمة وموثوقة لتشوه الانهيارات الأرضية المنحدرة.
تحديد موقع عالي الدقة في ذكاء السيارات
يرتبط ذكاء السيارات ارتباطًا وثيقًا بتكنولوجيا تحديد المواقع عالية الدقة. مع خاصية تحديد الموقع السريع والدقيق, يوفر نظام GNSS الدعم للمركبات للحكم بدقة على مواقعها الحالية في غضون عدة ثوانٍ من أجل تعزيز إدراكها العام للبيئة, وبالتالي مساعدة المركبات الذكية في اتخاذ القرارات الصحيحة وتوجيه تصرفاتها بدقة.
التحديد الدقيق والصحيح لمجموعة متنوعة من سيناريوهات القيادة الذكية مثل القيادة بدون طيار, تحذير الحد الأقصى للسرعة, الملاحة على مستوى حارة السيارة, لا يمكن تحقيق التحذير من الاصطدام ومواقف السيارات المستقلة دون دعم تحديد الموقع عالي الدقة عبر نظام GNSS.
صنع حلول GNSS تحديد المواقع في الأماكن المغلقة أكثر دقة & دقيق
نستواري, مؤسسة تحديد الموقع الجغرافي لإنترنت الأشياء, هي شركة تقدم تقنيات الإشارات المختلطة لأجهزة مودم إنترنت الأشياء وموردي خدمات الإشارة الرقمية. حديثاً, أعلنت شركة Nestware عن ذلك من خلال الجمع بين نظام IP للملاحة GPS الناعم ونظام IP الفرعي لاتصالات إنترنت الأشياء من Synopsys, يتم توفير نوع من حلول GNSS مع استهلاك منخفض للطاقة. يمكن دمج الحل في إنترنت الأشياء عارضات ازياء, وبالتالي خفض تكلفة رقائق GNSS المخصصة.
8. التاريخ & تطوير النظم العالمية لسواتل الملاحة
أول قمر صناعي للأرض في العالم, سبوتنيك, تم إطلاقه في أكتوبر 4, 1957, من موقع الإطلاق بايكونور في الاتحاد السوفيتي, الذي يمثل فجر عصر الفضاء البشري.
في 1958, اكتشف باحثون في جامعة جونز هوبكنز إزاحة دوبلر لإشارات الأقمار الصناعية ووجدوا أنه يمكن الاستفادة من إزاحة دوبلر لإشارات الأقمار الصناعية في تحديد الموقع الدقيق للمدار ثم الدوران للاستفادة من مدار القمر الصناعي الدقيق لتحديد مواقع نقاط المراقبة الأرضية, مما يمثل بداية البحث النظري لتحديد المواقع وبحث دوبلر & تطوير الأقمار الصناعية وأجهزة الاستقبال دوبلر.
في 1964, الولايات المتحدة. طور الجيش الجيل الأول من نظام الملاحة لتحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية دوبلر, إنه, نظام الأقمار الصناعية ميريديان, والذي يُسمى أيضًا نظام الأقمار الصناعية للملاحة البحرية (NNSS). في نفس الوقت, قام الاتحاد السوفييتي بتشكيل سانت. متى (الزيز) نظام ملاحة دوبلر عبر الأقمار الصناعية لملاحة السفن. لكن, لا تزال أنظمة NNSS وCICADA تحتوي على عيوب مثل عدد صغير من الأقمار الصناعية, الانقطاعات المتكررة لإشارة الراديو, وقت مراقبة طويل بالإضافة إلى دقة منخفضة.
من 1967 ل 1974, الولايات المتحدة. أطلق مختبر الأبحاث البحرية ثلاثة أقمار صناعية لاختبار برنامج "Timation" لاختبار وتنفيذ نظام توقيت الساعة الذرية. في نفس الفترة, الولايات المتحدة. نجحت القوات الجوية في تطوير وسيلة اتصال حديثة لرمز الضوضاء العشوائي الزائف (PRN) إشارة معدلة في برنامج "621-B"..
في 1968, الولايات المتحدة. أنشأت وزارة الدفاع الفريق التوجيهي التنفيذي للملاحة عبر الأقمار الصناعية (نافسيج) لتطوير خطط للجيل القادم من أنظمة الملاحة وتحديد المواقع.
في 1973, الولايات المتحدة. وزارة الدفاع دمجت البحرية, الجيش والقوات الجوية يتعاونان في البحث والتطوير للجيل الثاني من الملاحة عن طريق توقيت الأقمار الصناعية ونطاق نظام تحديد المواقع العالمي (نافستار/نظام تحديد المواقع), وهو أساس مبدأ "التنقل عبر فرق التوقيت".
تم إطلاق أول قمر صناعي لاختبار نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في يوليو 1974. تم إنشاء شبكة الأقمار الصناعية في 1978 وتم الانتهاء من بناء مجموعة الأقمار الصناعية ونظام المراقبة الأرضية. لقد استغرق الأمر عشرين عامًا لإنهاء كل هذه الأحداث الثلاثة الكبرى بتكلفة $30 مليار. ما هو أكثر من ذلك, كل هؤلاء مروا بثلاث مراحل. هم مظاهرة الخطة (1974-1978), بناء النظام (1979-1987), وتشغيل الاختبار (1988-1993). لقد أصبح نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) نظامًا للملاحة وتحديد المواقع يتمتع بميزات مناسبة لجميع الأحوال الجوية, تغطية عالية الدقة وعالمية, وتم توسيع تطبيقه ليشمل مجموعة متنوعة من المجالات بما في ذلك العسكرية, الحياة العامة والبحث العلمي.
بدأ الاتحاد السوفييتي في بناء النظام العالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية (غلوناس) في 1982, أيّ, لكن, تأخرت بسبب انهيار الاتحاد السوفييتي. ثم تم الانتهاء من النظام من قبل روسيا في 1996 مع مزيد من الاستثمار, مما يجعله نظامًا آخر للملاحة وتحديد المواقع يعتمد على نطاق فارق التوقيت. نظام بيدو للملاحة عبر الأقمار الصناعية في الصين (حركة المقاطعة) وقد بدأ اختباره وإظهاره منذ ذلك الحين 1983, وتم الانتهاء من بناء نظام "جيل بيدو" بين 2000 و 2003. هذا النظام هو نظام ملاحة وتحديد المواقع نشط في الوقت الفعلي يركز على المناطق, وهو فريد من نوعه لأنه يحتوي على وظائف الملاحة وتحديد الموقع واتصالات الرسائل القصيرة في نفس الوقت. على الرغم من أن منطقة التغطية ودقة تحديد الموقع ليست واسعة وجيدة مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)., إنه نظام بسيط باستثمار منخفض ودورة قصيرة, وهو ما يلبي المتطلبات الملحة للدفاع الوطني والبناء في الصين في ذلك الوقت. نظام "بيدو-2"., التي بدأت في 2007, يحمل نفس وظائف نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).. النظام عبارة عن نظام ملاحة وتحديد المواقع على أساس فارق التوقيت, تغطي وتخدم منطقة آسيا والمحيط الهادئ بأكملها 2012. ومن المخطط الانتهاء من تغطية الشبكة العالمية (بيدو الثالث) وتقديم خدمات الملاحة وتحديد المواقع العالمية عالية الدقة في 2020. ما هو أكثر من ذلك, يرث نظام Beidou الميزة الخاصة المتمثلة في تقديم خدمات الرسائل القصيرة.
نظام غاليليو للملاحة عبر الأقمار الصناعية (جي إن إس) كما يعد نظام الملاحة وتحديد المواقع الذي طوره الاتحاد الأوروبي عالي الدقة على أساس مبدأ "الملاحة بفارق التوقيت".. منذ أن بدأ عرض برنامج النظام في 1994 وانطلقت في 2002, وقد تم بالفعل تجهيز النظام بالقدرة التشغيلية الأولية حتى نهاية 2016 بعد عدة تأخيرات. ومن المقرر إطلاق جميع الأقمار الصناعية في 2020.
ما هو أكثر من ذلك, نظام الأقمار الصناعية شبه السمتية (QZSS) طورته اليابان بالإضافة إلى النظام الإقليمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية (IRNSS) التي طورتها الهند قيد الإنشاء. من أجل تعزيز النمو والتعاون في مجال الملاحة عبر الأقمار الصناعية العالمية, وخاصة لتقديم خدمات الملاحة وتحديد المواقع عالية الدقة وتقديم الدعم للبحوث الجيوديسية والجيوديناميكية, خدمة GPS الدولية (اي جي اس) تم إنشاؤها من قبل الرابطة الدولية للجيوديسيا (IAG) في 1993. ثم بدأت المنظمة عملها في الأول من يناير, 1994. مع ظهور أنظمة ملاحية أخرى حول العالم, غيرت المنظمة اسمها إلى خدمة GNSS الدولية (اي جي اس) في 1999 ولكن لا يزال يشار إليه باسم IGS.
