Table of Contents
ما هو جهاز استقبال متعدد الصواريخ؟
أجهزة استقبال متعددة النظم العالمية لسواتل الملاحة هي أجهزة تحديد مواقع متقدمة قادرة على تتبع الإشارات في وقت واحد من نظم ساتلية عالمية متعددة للملاحة، واليوم، توجد أربع مجموعات عالمية تعمل بكامل طاقتها: [FLT:] GPS ، وروسيا [FLONASS[FL:3]، زيادة في أوروبا
وفي حين أن أجهزة استقبال وحيدة الترددات عملت جيدا في ظروف مفتوحة، فقد كافحت في بيئات محدودة حيث كانت الرؤية الساتلية محدودة، وتتغلب تكنولوجيا النظم العالمية لسواتل الملاحة المتعددة على ذلك عن طريق استخدام طائرات مدارية متنوعة، وترددات، وهياكل إشارات، كما تدعم أجهزة الاستقبال الحديثة النطاق الترددات المتعددة (مثل L1, L2, L5 بالنسبة للنظم العالمية لتحديد المواقع؛ E1, E5, E0ions,).
أهم دور في مواجهة البيئات
تحسين موثوقية الإشارة تحت الصقيفة
وفي العصي الحضرية، والغابات الكثيفة، والألغام العميقة المفتوحة، أو الوديان الجبلية الشديدة، يحجب العديد من إشارات النظم العالمية لسواتل الملاحة أو يخفف بشدة من جراء المباني أو الأعلاف أو الأراضي، وقد يفقد جهاز استقبال وحيد التردد قفله كليا أو يعاني من الانقطاع المتكرر.() وتحافظ أجهزة استقبال متعددة النظم العالمية على حل ثابت للمواقع عن طريق استخدام السواتل في مختلف النماذج السحابية والفولية.
ومع وجود ٦٠ - ٨٠+ ساتلا متاحا الآن في جميع الوحدات، فإن جهاز استقبال متعدد النظم العالمية لسواتل الملاحة في وسط المدينة يمكن أن يتتبع في كثير من الأحيان السواتل من ٢٥ إلى ٣٠ في وقت واحد، وهذا التكرار يعني أنه حتى لو تم حجب الإشارات عن طريق مبنى طويل من جانب واحد، فإن ما يكفي من السواتل لا يزال ينظر إليها من اتجاهات أخرى لمقارنة أصل موثوق به، ونتيجة لذلك هو استمرار وجود رحلات جوية غير متداخلة لتطبيقات حرجة مثل الملاحة الذاتية للمركبات.
تعزيز الاستحقاق من خلال الدمج المتعدد الأطراف
وتتوقف الدقة في تحديد مواقع النظم العالمية لسواتل الملاحة على التحلل الجغرافي للدقة، الذي يحسن عندما يتم توزيع السواتل بالتساوي عبر السماء، ويحقق المزيد من السواتل من مختلف السواتل قيما أفضل للملوثات العضوية الثابتة، ويقلل من الأخطاء في الموقع، كما أن أجهزة استقبال متعددة الترددات يمكن أن تستخدم تقنيات مختلفة مثل نظم مقياس ريال تيمز Kinematic (RTK) ونظم تحديد نقطة الاختبار (P).
فعلى سبيل المثال، لا يزال بإمكان أحد المساحين الذين يعملون بالقرب من مبنى مرتفع الأرجاء الاعتماد على إشارات النظام العالمي لتحديد المواقع + Galileo+BeiDou المشتركة للحفاظ على إصلاح جيد للمركبات، حيث أن مختلف الارتفاعات المدارية والركودات توفر قياسات جغرافية متنوعة، وعلاوة على ذلك، فإن أجهزة الاستقبال المتقدمة تخلط بين أجهزة قياسات خطوط النقل عبر الترددات لإزالة التأخيرات في الغلاف الأيوني، مما يزيد من الدقة.
أسرع وقت إلى أول
وفي حالات الطوارئ، يمكن أن تُغلق أجهزة استقبال متعددة النظم العالمية لسواتل الملاحة، بدلاً من أن تكون متاحة، في إطار نظام الرصد المتعدد الأطراف، تطبيقات مراعية للزمن، مثل الاستجابة في حالات الطوارئ، والزراعة المستقلة ذات الدقة، أو تنسيق العواصف العازلة.
الأداء الآلي في المناطق الحضرية والداخلية - الأفغانية
وتطرح البيئات الحضرية تحديات فريدة: حجب السواتل المنخفضة الارتفاع، وتعكس الإشارات على سطح الزجاج والمعادن (البالغين)، وتتسبب الظل المتقطع في تقلبات الإشارات السريعة، وتخفف أجهزة استقبال متعددة النظم العالمية لسواتل الملاحة من هذه الآثار بطرق عدة، أولا، لديها المزيد من السواتل في ارتفاعات أعلى، وهي أقل عرضة لحجبها وتفكيرها المتعدد.
وتتوقف حافلات المكوك ذاتية الدفع وآلات توصيل الأميال الأخيرة العاملة في المناطق الواقعة في وسط المدينة على هذا الأداء القوي، ويمكن أن يتحول جهاز استقبال وحيد إلى مسار خاطئ أو يفقد المسار تماما؛ وتحتفظ وحدة متعددة النظم العالمية لسواتل الملاحة، مقترنة بمجسات غير مباشرة بالسيارة على طريق آمن.
زيادة إعادة التوطين والارتقاء
ولا يوجد نظام ساتلي محصن على التجاوزات، ويمكن للعواصف الشمسية أن تعطل إشارات النظام العالمي لتحديد المواقع L1، وقد تؤدي النزاعات الجغرافية السياسية إلى تدهور أداء النظام العالمي لمراقبة الأرض، ويمكن لصيانة النظام أن يقلل مؤقتا من توافره، وتتحول أجهزة استقبال متعددة النظم العالمية لسواتل الملاحة تلقائيا بين الوصلات، وتحافظ على استمرارية المواقع حتى عندما يتعرض نظام واحد للخطر، وبالنسبة للعمليات العسكرية، والاستجابة للكوارث، ورصد الهياكل الأساسية الحيوية، فإن هذا التكرار ليس أمرا مرفيا بل ضرورة.
وعلاوة على ذلك، تقوم بلدان كثيرة بتطوير نظم احتياطية GNSS باستخدام نظام إيلوران (البحرية الطويلة المحسنة) أو إشارات ساتلية ذات المدار المنخفض (LEO) ويمكن للمتلقين المتعددي النظم العالمية لسواتل الملاحة في المستقبل أن يدمجوا هذه المصادر التكميلية لإيجاد حل أكثر مرونة لتحديد المواقع، ويظل المبدأ هو: وجود مصادر أكثر استقلالا للحقيقة، وهي مصدر واحد.
الاعتبارات التقنية للأداء الأمثل
تصميم وتركيب الهوائيات
ولا تتحقق فوائد النظم العالمية لسواتل الملاحة إلا عندما يقترن جهاز استقبال بهوائي قادر، أما التردد المزدوج أو التقلبات الثلاثية المدى التي تصمم لسلسلة واسعة النطاق، فتتمثل في وجود إشارات من نوع GPS L1/L2/L5، وGLONASS G1/G2/G3، وGleo E1/E5/E6، وبيئة ذات سعة كبيرة من حيث الحجم/B2.
تجهيز الإشارات
كما أن أجهزة استقبال متطورة متعددة النظم العالمية لسواتل الملاحة تستخدم أجهزة معالجة الإشارات الرقمية وأجهزة البوابة المبرمجة ميدانياً لمعالجة العديد من رموز الإشارة وخطط التحديث المختلفة، ويمكن أن تغلق حلقات التتبع المتقدمة حتى عندما تكون الإشارات 20-30 دراوية دون المستويات القياسية. Vector tracking
التدخل والتخفيف من حدة الجمجمة
وكثيرا ما تشمل بيئات التحدي تدخلا غير مقصود من أجهزة إرسال إذاعية أخرى أو تشويش متعمد، ويمكن للمستقبلين المتعددي النظم العالمية لسواتل الملاحة أن يتصدوا لهذا الأمر عن طريق التحول إلى الترددات الأقل اكتظاظا (مثلا، GPS L5 أو غاليليو E5a) أو باستخدام أجهزة التصفيف المتحركة، كما أن الملاحظات الزائدة من أجهزة الشحن المتعددة تتيح للمستقبل إمكانية كشف أجهزة الاسترخاء.
التطبيقات العملية في مجال الصناعات عبر
المسح والرسم
ويعمل المساحون الزراعيون بصورة روتينية في البيئات الحضرية التي تعاني من إعاقة شديدة في الغطاء الشجري أو من جراء البناء، وقد حولت أجهزة استقبال متعددة النظم العالمية لسواتل الملاحة سير عملها من خلال تمكين الدراسات الاستقصائية التي تستلزم عددا أقل من محطات الأساس والوقت الأقل للاحتلال في كل نقطة، وفي بيئة حضرية نموذجية، يمكن للمساح أن يحقق دقة تتراوح بين 2 و3 سنتات مع جهاز استقبال متعدد الترددات ومتعدد الأجهزة، حتى عندما يعمل تحت ضغط الدم أو بعد ذلك على هياكل طويلة.
الزراعة الدقيقة
ويعتمد المزارعون على النظم العالمية لسواتل الملاحة في مجال التوجيه الآلي، والبذور المتغيرة، ورسم خرائط المحاصيل، وفي ميادين متاخمة للأشجار الطويلة أو التلال أو المباني (مثل البستانات أو الفناءات)، يمكن أن تؤدي عملية حجب الإشارات إلى إنجراف أو فقدان قفل ذي نظام آلي، كما أن أجهزة استقبال متعددة النظم العالمية لسواتل الملاحة تحتفظ بدقتها في جميع أنحاء الميدان، حتى في حدود حوافات الصنع.
المركبات الآلية والطائرات العمودية
كما أن أجهزة استقبال متعددة النظم العالمية لسواتل الملاحة، التي كثيراً ما تكون مدمجة مع وحدات القياس غير المباشر، والليدار، والكاميرات، توفر الموقع المطلق المستمر اللازم لسد الثغرات في بيانات الاستشعار النسبية.
خدمات الطوارئ والبحث والإنقاذ
ويعمل المستجيبون الأولون في بيئات لا يمكن التنبؤ بها: الغابات الكثيفة، والمباني المنهارة، والمرآبات الجوفية، والمناطق الجبلية النائية، ويمكن أن يوفر جهاز استقبال متعدد النظم العالمية لسواتل الملاحة، يتتبع درجة عالية من الحساسية، إصلاحا للمواقع من بضعة سواتل مرئية عند إعاقة النظر، كما يمكن للنظم المتكاملة للمسحوقات الميتة باستخدام أجهزة قياس الشارات والمغنطينتات، أن تساعد على الحفاظ على الاستمرارية عندما تفقد الشبكة العالمية لسواتل.
التطورات المقبلة
إشارات متعددة الترددات والتالية
وتبث جميع الوحدات الرئيسية الآن إشارات مدنية جديدة في إطار النطاقات الجوية المحمية - مثل نظام GPS L5، وGeleo E5a، وBiDou B2a. وهذه الإشارات أقوى من التدخل والتعددية في مستويات الساتل L1 C/A.
التكامل مع المدار الأرضي المنخفض
إن انتشار ميغا-متلازمات ليو مثل ستارلينك وواحد فيب وكويبر يتيح فرصة جديدة لزيادة الشبكة العالمية لسواتل الملاحة، وتقترب سواتل المدار الأرضي المنخفض بدرجة كبيرة من الأرض )٥٠٠-٢٠٠٠ كم مقابل ٠٠٠ ٢٠ كيلومتر للشبكة العالمية لسواتل الملاحة(، بحيث تكون إشاراتها أقوى وأكثر مقاومة للعرقلة، ويمكن أن توفر نظم تحديد المواقع القائمة على المدار الأرض إشارات مستقلة ذات قدرة على إحداث تحول دون حدوث تغيرات.
أجهزة استقبال مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة بأجهزة مزودة ب
ومع أن المعدات تصبح أرخص وأكثر تجهيزاً للكهرباء، فإن أجهزة الاستقبال التي تحدد البرامجيات والتي يمكن تحديثها على الهواء تصبح قابلة للاستمرار، ويمكن لهذه الأجهزة أن تتكيف مع الإشارات الجديدة والوحدات دون تغيير في المعدات، وفي البيئات الصعبة، يمكن أن تختار الدائرة بشكل دينامي أفضل مزيج من الترددات والتكتلات، وتطبق نماذج متقدمة متعددة المعالم لتخفيف الآثار، بل وتجهز إشارات من نظم إقليمية إضافية.
إذكاء الوعي والمساعدة في تحديد المواقع
ولن تعمل أجهزة استقبال متعددة النظم العالمية لسواتل الملاحة في المستقبل بمعزل عن بعضها البعض، إذ أن التكامل الدقيق مع وحدات الرصد المتعددة الجنسيات، ومستشعرات السرعة، وآلات التصوير، وسجل الليدار سينشئ نظماً ثابتة وقوية لتحديد المواقع، وعندما تحجب إشارات النظم العالمية لسواتل الملاحة أو تتدهور (مثلاً في نفق أو غابات)، فإن النظام غير المستقر يحافظ على الوضع المميت، بينما يحاول جهاز الاستقبال باستمرار إعادة ضبط الاشارات.
خاتمة
ولم يعد جهاز استقبال متعدد النظم العالمية لسواتل الملاحة أداة أساسية لكل من يحتاج إلى وضع موثوق ودقيق وسريع في البيئات التي تُطعن فيها الإشارات، ومن خلال تسخير القوة المشتركة للنظام العالمي لتحديد المواقع، ونظام غلوناس، ونظام غاليليو، وبيدو، والنظم الإقليمية، فإن هذه الأجهزة توفر مزايا محسنة في مجال الإشارة، ودقة محسنة، وزمنيات أكثر سرعة في تحديد المواقع، وزيادة القدرة على التكيف.
ومع توسع نطاق تكنولوجيا السواتل واستقبالها، مع تزايد الدعم المتعدد الترددات، وزيادة مستوى أجهزة الاستشعار المتقدمة - فإن القدرة على الحفاظ على وضع محدد في أكثر الظروف المطلوبة لن تزداد إلا بالنسبة لأي منظمة تعتمد على المعلومات المتعلقة بالمواقع، فإن الاستثمار في تكنولوجيا النظم العالمية المتعددة النظم العالمية لسواتل الملاحة اليوم يشكل خطوة استراتيجية نحو العمليات المقبلة للحماية.
For further reading on GNSS constellations and receiver technology, consult:]