إن وجود نظم دقيقة للملاحة بواسطة النظام العالمي لتحديد المواقع أمر أساسي لتشغيل المركبات المستقلة بصورة آمنة وفعالة، وتعتمد هذه النظم على عمليات حساب دقيقة ومبادئ تصميمية لضمان موثوقية تحديد المواقع وتخطيط الطرق، ويساعد فهم هذه المبادئ على تحسين أداء الملاحة الذاتية للمركبات.

مبادئ التصميم الأساسية

ويستند تصميم نظم الملاحة الخاصة بالمركبات المستقلة ذاتياً في النظام العالمي لتحديد المواقع إلى عدة مبادئ رئيسية، تشمل الدقة العالية، وتجهيز البيانات في الوقت الحقيقي، والقدرة على مواجهة تعطيل الإشارات، وضمان الوفاء بهذه المبادئ أمر حاسم بالنسبة لسلامة المركبات وفعالية التشغيل.

أساليب الحساب

وتستخدم نظم النظام العالمي لتحديد المواقع ثلاثية لتحديد الموقع المحدد، ويشمل ذلك حساب المسافات من سواتل متعددة استنادا إلى وقت السفر بالإشارة، والصيغة الأساسية لحساب المسافة هي:

(د) = (ج) t) - حيث يكون الـ دي المسافة، ج هي سرعة الضوء، و T هو وقت السفر بالإشارة.

وتشمل النظم المتقدمة تقنيات تصحيحية مثل نظام تحديد المواقع التفاضلي (DGPS) ونظام " كينمات " (RTime Kinematic) التي تُحدّد من الدقة، مما يقلل في كثير من الأحيان من الأخطاء إلى نظام سنتيمتر.

اعتبارات التصميم

وينطوي تصميم الملاحة الفعالة للنظام العالمي لتحديد المواقع على اختيار التشكيلات الساتلية المثلى، والتقليل إلى أدنى حد من الأخطاء المتعددة المبالاة، وضمان استمرار استقبال الإشارات، وتشمل الحسابات أيضا هوامش الأخطاء وعوامل التصحيح للحفاظ على الموثوقية.

وتشمل الاعتبارات الرئيسية ما يلي:

  • قياس الموقع الساتلي
  • تخفيف التداخل بين الإشارات
  • الدمج مع وحدات القياس غير المادي
  • قيود استهلاك الطاقة والمعدات