تسلط هذه المقالة الضوء على كل ما يتعلق بتقنية تحديد المواقع الخارجية. نظام تحديد المواقع, بيدو, غلوناس, جاليليو, وغيرها من أنظمة تحديد المواقع والملاحة العالمية هي الدعائم الأساسية لتكنولوجيا تحديد المواقع في الهواء الطلق. في المقابل, منارة بلوتوث, واي فاي, UWB, وغيرها من التقنيات اللاسلكية هي الأسس الأساسية ل تكنولوجيا تحديد المواقع في الأماكن المغلقة.
1. تعريف تكنولوجيا تحديد المواقع في الهواء الطلق
الفئتان الأساسيتان لتقنيات تحديد المواقع الخارجية في هذا الوقت هما تحديد المواقع GNSS وتحديد المواقع LBS.
الموقع رطل
تحديد المواقع المحطة الأساسية, أو تحديد المواقع LBS, يستخدم شبكة من شركات الاتصالات المتنقلة لتحديد معلومات الموقع لمستخدمي محطات الهاتف المحمول (مثل شبكات جي إس إم, جي بي آر إس, إلخ.).
عقيدة تحديد المواقع: تحديد المواقع في الأماكن المغلقة يمكن مقارنته بالمفهوم. سيقوم المستخدمون أولاً بالبحث في جميع المحطات الأساسية المجاورة بمجرد تشغيل وظيفة الموقع. بطبيعة الحال, تختلف المسافة من كل محطة أساسية, كما هو الحال مع قوة الإشارة المستلمة على تلك المسافة. يمكنك استخدام طريقة تحديد المواقع ثلاثية النقاط للحصول على موضع تقريبي عندما تكون المحطة الأساسية المستقبلة أكبر من أو تساوي 3. تبلغ دقة الموقع عدة مئات من الأمتار تقريبًا بسبب تقلب الإشارة. لكن, بسبب قيمة موقع المحطة الأساسية, الطاقة التي تستخدمها حركة المحطة الأساسية ليست كثيرة جدًا. (مسح المحطات الأساسية يستهلك الطاقة, بالطبع.)
النظم العالمية لسواتل الملاحة
النظام العالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية, أو النظم العالمية لسواتل الملاحة, هو اختصار لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الأمريكي, نظام بيدو للملاحة عبر الأقمار الصناعية في الصين, جلوناس روسيا, غاليليو أوروبا, وغيرها من أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية.
ثلاثة مكونات تتألف من نظام تحديد المواقع العالمي GPS: المعدات المستخدم, السيطرة الأرضية, والعنصر الفضائي.
أربعة وعشرون قمرًا صناعيًا يشكلون الجزء الفضائي, والذي تم وضعه بحيث يتمكن كل موقع على الأرض من استقبال إشارات من الأقمار الصناعية الأربعة.
محطة الرصد, محطة التحكم المركزية, محطة التحكم الرئيسية الاحتياطية, وتشكل محطة حقن المعلومات عنصر التحكم الأرضي, الذي يتحكم في القمر الصناعي ويضمن أنه يعمل بشكل طبيعي.
يعد مكون جهاز الاستقبال جزءًا من معدات المستخدم للحصول على معلومات التقويم الفلكي المقدمة عبر القمر الصناعي.
مفهوم تحديد المواقع GPS
يمكن لموقع القمر الصناعي ومسافته تحديد موقع جهاز الاستقبال.
يظهر القمر الصناعي الموجود على نفس المسافة من الأرض على شكل دائرة. ثم, من الناحية النظرية، قد تتمكن ثلاثة أقمار صناعية من تحديد المواقع.
2. المبدأ التشغيلي لتحديد المواقع في الهواء الطلق
نظام تحديد المواقع العالمي (نظام تحديد المواقع)
LBS لتقف على الخدمات القائمة على الموقع, وهي أنظمة تتبع تعتمد على الهاتف الخليوي. إنه قمر صناعي- ونظام التتبع والملاحة القائم على الراديو. يستطيع النظام تحديد الإحداثيات الجغرافية للأشياء أو الأشخاص الموجودين على سطح الأرض طالما أنه يمتلك قطعة من المعدات مزودة بجهاز استقبال GPS. يتم استخدام برج خلية GSM من مزود خدمة الهاتف المحمول القريب للتتبع.
الموقع رطل
لأنه يقع باستخدام الهاتف المحمول, يتميز وضع LBS بميزة الراحة المتمثلة في تمديد فترة الاستعداد للجهاز وتقليل استهلاك الطاقة. من الناحية النظرية، فإن حساب الفرق بين الإشارات الصادرة عن ثلاث محطات أساسية يسمح بتحديد موقع الهاتف بدقة. لذلك, بغض النظر عن الطقس, يمكنك دائمًا تحديد موقع المباني الشاهقة, أماكن, أو شروط أخرى, على جهاز المستخدم طالما كان ذلك ضمن النطاق العملي لشبكة الاتصالات المتنقلة.
3. ما هي أساليب تحديد المواقع الخارجية المستخدمة?
موقع GPS
يمكن للقمر الصناعي الموجود في السماء إرسال إشارات إلى نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الخاص بالهاتف, والتي يمكنها بعد ذلك استخدام تلك الإشارات لتحديد خط الطول الحالي, خط العرض, والارتفاع. تحديد المواقع GPS الدقة بشكل عام عالية نسبيًا على نطاق واسع, المناطق السهلة.
وضع المحطة الأساسية
يعد تحديد موقع المحطة الأساسية للاتصالات الخاصة بشركة الاتصالات هو الأساس لتحديد موقع المحطة الأساسية. عادة, يلزم وجود ثلاث محطات أساسية لتحديد موقع الطائرة وتحديد موقعها بناءً على شدة الإشارة المستقبلة. هذه المحطات الأساسية تجعلها أكثر اعتمادًا على كثافة محطة الاتصالات الأساسية, والمزيد من التوزيع يعني وضع أكثر دقة.
منهج هجين
يتم دمج بيانات Wifi وموقع المحطة الأساسية لتكوين موقع مختلط. يشرح هذا المزيج كيفية عمل موقع wifi. عندما يتصل الهاتف بشبكة wifi, تقوم الشركة المصنعة بتسجيل كل من العنوان الفعلي وعنوان MAC الخاص بشبكة wifi حتى يتمكن الهاتف من تحديد موقع هذا العنوان في المرة التالية التي يتصل فيها المستخدم بشبكة wifi. يمكن تحقيق التحقق المتبادل عند توفر المزيد من شبكة wifi, والمورد لديه المزيد من البيانات المسجلة.
4. ما هو الغرض من نظام تحديد المواقع في الهواء الطلق?
ما هي بعض الاستخدامات لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS).?
ستكون استخدامات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) متنوعة للغاية. يمكنك استخدام إشارات GPS لنقل الوقت, قياس السرعة, تحديد المواقع بدقة المسح الجيوديسي والهندسي, التوجيه الصاروخي, والأرض, هواء, والملاحة البحرية.
لكي تتمكن من تحقيق رسم خرائط مسح جوي سريع مع تحكم أرضي ضئيل أو معدوم, فمن الضروري معرفة موضع الكاميرا وقت التصوير الفضائي. أدى هذا التقدم التكنولوجي إلى تطوير نظم المعلومات الجغرافية والرصد البيئي العالمي بالاستشعار عن بعد.
لتحقيق مزيد من الجهد لمتطلبات إدارة الأسطول, تشتمل بعض أجهزة استقبال GPS على أجهزة راديو, الهواتف اللاسلكية, ومحطات البيانات المتنقلة, في المقام الأول لتحديد المواقع الملاحية للسفن, سيارات, الطائرات, وغيرها من الأشياء المتحركة. فضلاً عن ذلك, تقوم العديد من الشركات والمؤسسات الحكومية بتتبع مكان وجود مركباتها باستخدام أجهزة تحديد المواقع, في كثير من الأحيان باستخدام تقنيات الاتصالات اللاسلكية. مثل:
- ملاحة السفن في المياه المفتوحة وتحويل المياه إلى الموانئ
- توجيه الطريق, يقترب, والهبوط للطائرات
- الملاحة الذاتية للمركبة
- حضري إدارة حركة المرور الذكية وتتبع المركبات الأرضية
- إنقاذ الحياة بشكل فوري
- الرحلات الفردية واستكشاف البرية
- جهاز اتصال محمول (متكاملة مع المساعد الرقمي الشخصي والخريطة الإلكترونية)
- قوة, بريد, ومزامنة وقت شبكة الاتصالات
- توقيت دقيق
- مدخلات موثوقة للتردد
- المسوحات الجيوديسية الخاضعة للرقابة لجميع الدرجات
- - ازدحام الطرق السريعة ومختلف الطرق
- أجريت دراسة طبوغرافية تحت الماء.
- قياس تشوه القشرة الأرضية, السدود, ومراقبة تشوه المبنى بشكل كبير
- برنامج نظم المعلومات الجغرافية
- السيطرة على معدات البناء (رافعات الإطارات, الجرافات, إلخ.)
- زراعة رائعة
المكون الأساسي لنظام إدارة تحديد المواقع GPS للمركبة هو تحديد المواقع GPS للمركبة المستقلة, والذي تم دمجه مع نظام اتصالات لاسلكي لجدولة وتتبع المركبات.
وضع المحطة الأساسية في مكانها
يستخدم نظام تحديد المواقع الداخلي أو الخارجي بشكل أساسي المحطة الأساسية لتحديد المواقع. المحطة الأساسية لتحديد المواقع, وهو مشابه لنقطة الوصول اللاسلكية في واي فاي ويستخدم مبدأ تكنولوجيا تحديد المواقع للمحطة الأساسية, يتم استخدامه بشكل أساسي في خوارزمية الاتصال وتحديد المواقع لبطاقات تحديد المواقع في نظام تحديد المواقع للأفراد.
تتضمن سيناريوهات التطبيق للمحطات الأساسية للمواقع عالية الدقة ذات التردد المزدوج أنظمة تحديد مواقع الأفراد في السجون, مرافق الاحتجاز, ومستشفيات الأمراض النفسية.
وكالات التفتيش العامة وإنفاذ القانون, المدارس, المستشفيات, المصانع, الأنفاق, مناجم, وغيرها من المواقع التي تتطلب تحديد المواقع من الناس, أشياء, وكثيراً ما تستخدم المركبات أنظمة تحديد المواقع UWB. غالبًا ما تتطلب هذه التطبيقات إنشاء محطات قاعدة لتحديد المواقع في سياقات تحديد المواقع. على سبيل المثال, ويجب إنشاء محطات أساسية لأنظمة تحديد المواقع الغامضة. يجب أن يجد نظام تحديد المواقع بالمنطقة المحطات الأساسية والمحطات الأساسية. وفقا لمنظمة AOA, يجب أن يكتشف نظام تحديد المواقع عالي الدقة المحطة الأساسية والمنارة, ويجب إنشاء المحطة الأساسية لتحديد المواقع UWB لنظام تحديد المواقع فائق الدقة.
5. دقة نظام تحديد الموقع الخارجي
محطة أساسية ذات ترددات مزدوجة وموقع عالي الدقة
الوظائف الأساسية للمحطة الأساسية لتحديد المواقع عالية الدقة ذات التردد المزدوج هي: في الغالب 2.4G+125 تحديد المواقع ثنائي التردد, دقة تحديد المواقع 0-5 متر, مع عمر بطارية يتراوح من 1 إلى 5 سنوات لبطاقة تحديد المواقع أو سوار المعصم;
دقة تحديد الموقع GPS
يتم إخراج تحديد المواقع GPS مرة واحدة في الثانية; بعد معالجة وحدة المعالجة المركزية, انتقال إلى المركز عادة 30 ثانية لكل نقطة; وقت الإرسال قصير نسبيًا وهو كذلك جي بي آر إس وقت الإنترنت. دقة تحديد المواقع GPS عادة 15 متر أو أقل.
الموقع رطل
الأجهزة المحمولة التي تستخدم دعم المتصفحات القديمة (LBS) بها عدم دقة في الموقع 50 ل 5,000 متر.
تحديد المواقع محطة قاعدة LBS, تُعرف أيضًا باسم الخدمة المعتمدة على الموقع (اختصار LBS), هي خدمة تعتمد على الموقع يستخدمها عادةً مستخدمو الهاتف المحمول. بمساعدة منصة نظم المعلومات الجغرافية, يستخدم الاتصالات السلكية واللاسلكية, نظام الاتصالات الراديوية لشركات الاتصالات المتنقلة أو طريقة تحديد المواقع الخارجية للحصول على بيانات الموقع لمستخدمي المحطة المتنقلة. إنها خدمة متميزة تقدم للمستخدمين خدمات قابلة للمقارنة.
6. عيوب التنسيب في الهواء الطلق
عيوب تحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS).
تتضمن رسائل الملاحة; الزوال الأقمار الصناعية, الظروف التشغيلية, تصحيح الساعة, تصحيح الأيونوسفير, وتصحيح الانكسار الجوي. لكن, بالإضافة إلى الإحداثيات ثلاثية الأبعاد للمستخدم X, ي, و ض, نظرًا لأن ساعة جهاز الاستقبال الخاص بالمستخدم لا تتم مزامنتها دائمًا مع ساعة القمر الصناعي الموجودة على متنه,
الفارق الزمني بين القمر الصناعي وجهاز الاستقبال, أو المتغير T, يضاف أيضا كمجهول. سنستخدم بعد ذلك أربع معادلات لحل هذه المجهولات الأربعة.
نتيجة ل, لتحديد موقع المتلقي, يجب أن تكون قادرًا على الحصول على إشارات من أربعة أقمار صناعية على الأقل.
بالرغم من دقته الكبيرة وتغطيته الواسعة, تحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية ليس مناسبًا لجميع العملاء نظرًا لارتفاع تكلفته واستهلاكه للطاقة.
عيوب موقع المحطة الأساسية
ومن المعروف بشكل جوهري أن تحديد موقع المحطة الأساسية غير دقيق لأنه يمكن إعاقة إشارتها بسهولة عند تحديد موقعها. لأن الدقة تقريبية فقط 150 متر, الملاحة أثناء القيادة أمر مستحيل في الأساس.
يجب أن يكون الهاتف المحمول في منطقة بها إشارة المحطة الأساسية, تسجيل بطاقة sim, وكشف حركة ثلاث محطات أرضية, سواء في الداخل أو الخارج.
التطبيق الأساسي هو تحديد موقعك بسرعة في حالة عدم وجود GPS أو wifi لأن تحديد الموقع يتم بسرعة استثنائية بمجرد العثور على إشارة.
7. فوائد تحديد المواقع في الهواء الطلق
فوائد موقع المحطة الأساسية
الفكرة وراء موقع المحطة الأساسية واضحة أيضًا: بناءً على قوة الإشارة التي يستقبلها الهاتف, يمكننا تقدير مدى بعد المحطة الأساسية عنك تقريبًا. نحن نعلم أن الإشارة تزداد سوءًا كلما ابتعدت عن المحطة الأساسية.
يمكن للهاتف حساب مسافة المحطة الأساسية تقريبًا من خلال الكشف في الوقت نفسه عن إشارات ثلاث محطات أساسية على الأقل, وهو أمر بسيط جدًا نظرًا لتغطية الشبكة اليوم.
يشير إجمالي تحديد المواقع ثلاثي النقاط إلى أن كل ما هو ضروري لحساب المسافة بين ثلاث محطات أرضية (ثلاث نقاط) ويتعين على الهاتف أن يرسم دائرة باستمرار بحيث يكون موقع المحطة الأساسية هو مركزها والمسافة من الهاتف نصف قطرها.
موضع الجهاز هو المكان الذي تتصل فيه هذه الدوائر. ذلك لأن المحطة الأساسية فريدة من نوعها في شبكة الهاتف المحمول, وموقعها الجغرافي ممتاز أيضًا.
فوائد الموقع GPS
- تحديد المواقع في جميع الأحوال الجوية على نطاق عالمي: نظرًا للعدد الهائل والموزع بالتساوي من أقمار GPS الصناعية, فمن الممكن أن نرى على الأقل 4 منهم في أي وقت من أي مكان على وجه الأرض. تتيح هذه الإمكانية توفير خدمات الملاحة وتحديد المواقع العالمية المستمرة في جميع الأحوال الجوية (باستثناء الرعد والبرق لا ينبغي مراعاتها).
- دقة موضعية ممتازة. داخل 50 كم, نظام تحديد المواقع دقة تحديد المواقع النسبية يمكن أن تقترب 10-6 م, 100-500 كم, 10-7 م, وداخل 1000 كم, 10-9 م. عندما يتم إجراء أكثر من ساعة من المراقبة أثناء تحديد الموقع الدقيق للمشاريع التي تبلغ مساحتها 3001500 متر, خطأ موضع الطائرة للمحلول أقل من 1 مم, وهو مشابه لـ ME-5000 الكهرومغناطيسي…
- فترة مراقبة قصيرة: مع التطور المستمر لنظام تحديد المواقع, تحديد المواقع ثابتة نسبيا في الداخل 20 كم يستغرق فقط 15-20 دقائق; عندما تكون كل محطة متنقلة والمحطة المرجعية داخل 15 كم من بعضها البعض, وقت المراقبة للمحطة المتنقلة مطلوب فقط 1-2 دقائق. عندما يتم استخدام تحديد المواقع الديناميكي في الوقت الحقيقي, تستغرق مراقبة كل محطة بضع ثوانٍ.
- الاتصال بين مواقع الاختبار غير مطلوب. لا تحتاج مسوحات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) إلى رؤية محطات المسح; كل ما هو مطلوب هو سماء صافية. وبالتالي لم تعد هناك حاجة إلى منارة المسح.
8. أفضل مقدمي خدمات المواقع الخارجية
- جوجل
- كوالكوم
- مايكروسوفت
- سامسونج
- سيسكو
- تفاحة
- أدناه القابضة
- هيوليت باكارد (HP)
- داخل الموقع
- ايروسكوت
