ماهواره ها درخدمت ایمنی انسانها

لزوم در دید بودن چهار ماهواره در هر نقطه از کره زمین در هر لحظه از زمان در سیستم های موقعیت یاب ماهواره ای ضروری است

کد خبر: ۳۰۲۹

دکتر میر آبادی ، می دانیم که با کشف پدیده دوپلر قابلیت های جدیدی در امر تعیین موقعیت و ناوبری ایجاد شد که بخصوص از زمان جنگ جهانی دوم به طور وسیع در امریکا و اروپا برای موقعیت یابی هواپیماها و کشتی ها مورد استفاده قرار گرفت در این مورد توضیحاتی بدهید.براساس این پدیده ، فرکانس امواج الکترومغناطیس ساطع شده از یک فرستنده متناسب با سرعت نسبی حرکت فرستنده و گیرنده در هنگام دریافت توسط گیرنده تغییر می کند مثال محسوس برای این پدیده ، تغییر صدای یک قطار در حال حرکت، هنگامنزدیک شدن و دور شدن از ناظری است که در کنار خط ایستاده است در واقع این تغییر ناشی از تغییرات سرعت نسبی ناظر و قطار در نتیجه تغییر فرکانس صورت دریافتی توسط ناظر است اندازه گیری دقیق و تحلیل تغییرات فرکانس صوت در این مثال نه تنها در محاسبه سرعت حرکت قطار، بلکه در محاسبه فاصله ناظر از خط آهن نیز می تواند مورد استفاده قرار گیرد و با فرض اطلاع داشتن از موقعیت دقیق ناظر نسبت به خط، اندازه گیری فوق می تواند در محاسبه موقعیت و سرعت لحظه ای قطار نیز مفید واقع شود در سیستم های به کار رفته در جنگ جهانی دوم ، فرستنده های سیگنال الکترومغناطیسی دارای موقعیت ثابت و از پیش تعریف شده ای بودند و گیرنده ها با دریافت سیگنال ارسالی از فرستنده و تحلیل آن ، می توانستند موقعیت و سرعت خود را نسبت به آن محاسبه کنند آیااولین سیستم های تعیین موقعیت ماهواره ای که از دهه 1960 مورد استفاده قرار گرفتند نیز بر همین اساس عمل می کردند؛بله در این سیستم ها نیز گیرنده با اندازه گیری تغییر فرکانس سیگنال دریافتی از ماهواره از هنگام طلوع تا غروب ماهواره و تحلیل آن موقعیت خود را محاسبه می کرد نسل جدید سیستم های تعیین موقعیت ماهواره ای بر چه اساسی عمل می کنند؛این سیستم ها براساس محاسبه زمان صرف شده برای طی کردن فاصله ماهواره تا گیرنده توسط سیگنال ارسالی از ماهواره عمل می کنند طبیعتا در این روش ، گیرنده برای محاسبه موقعیت خود به اطلاعاتی راجع به موقعیت ماهواره ، زمان دقیق ارسال سیگنال از ماهواره و همچنین زمان دقیق دریافت سیگنال توسط گیرنده نیاز دارد که در مورد نخست ، این اطلاعات توسط ماهواره و زمان دریافت سیگنال توسط گیرنده محاسبه می شود در هر یک از این سیستم ها، گیرنده برای محاسبه موقعیت خود به دریافت اطلاعات از حداقل چهار ماهواره نیاز دارد که این به معنی لزوم در دید بودن چهار ماهواره در هر نقطه از کره زمین در هر لحظه از زمان است این امر به پرسش دهی کامل کره زمین توسط ماهواره های سیستم تعیین موقعیت نیاز دارد که در سیستم فوق مطابق محاسبات صورت گرفته برای پوشش دهی کامل کره زمین در تمام ساعات شبانه روز، به قرار دادن حداقل بیست ویک ماهواره در مدارات خاص نیاز است در حال حاضر نیز در این سیستم تعداد28 ماهواره در مدارهای مختلف برای پوشش دهی بهتر، قرار گرفته است گیرنده های دستی و معمول با دقت )ضریب خطا(ده تا پانزده متر در شرایط عادی و معمولا در نودوپنج درصد از اوقات موقعیت خود را اندازه گیری می کنند گیرنده های خاص با دقت های بالاتر برای کاربردهای خاص نیز عرضه شده اند گیرنده های مورد استفاده در نقشه برداری تا دقتهای نزدیک به میلی متر عمل می کنند سیستم های تعیین موقعیت ماهواره ای ، از ابتدا برای کاربردهای نظامی ابداع شدند و با فراهم شدن امکان استفاده از این سیستم ها برای کاربردهای غیرنظامی ، رشد چشمگیری در تنوع و گستردگی استفاده از این سیستم ها مشاهده شد، حال شما به برخی از زمینه های نظامی و عمرانی استفاده از این سیستمها اشاره کنید؛ناوبری هوایی ، دریایی و زمینی در سیستم های نظامی و غیرنظامی ، نقشه برداری و ژئودزی ، نیروهای امداد پلیس ، آتش نشانی ، صنایع خودرو به عنوان موقعیت یاب ، دزدگیر، راهنمای مسیر و نیز صنایع مخابراتی برای موقعیت یابی دقیق تر آنتنهای مخابراتی ، همزمان کننده ، موقعیتیاب تلفنهای همراه همچنین ثبت مسیر طی شده در سیستم های امنیتی ، حمل و نقل ، کوهنوردی ، ماهیگیری ، مدیریت شبکه های تاکسیرانی ، اتوبوسرانی ، حمل بار و ردیابی محموله های با ارزش و کامیون های حمل بار، مطالعات اقیانوس شناسی و زمین شناسی ، برخی از کاربردهای متنوع این سیستمها هستند.تلفیق سیستم های تعیین موقعیت با سیستم های دیگری چون سیستم مخابراتی آژیر دزدگیر،بانک اطلاعاتی جغرافیایی و بانکهای اطلاعاتی دیگر می تواند قابلیت های ویژه ای را بخصوص به صنایع خودرو ببخشد، در این خصوص بیشتر توضیح دهید؛همان گونه که گفتید؛ بخشی از قابلیت هایی که امروزه از سیستم جی پی اس گرفته می شود به قابلیت هایی که سیستم های جانبی کمکی می توانند فراهم کنند، بستگی دارد به عنوان مثال میزان و نوع اطلاعات و به روز بودن آنها و همچنین میزان هوشمندی در قابلیت های سیستم تلفیقی تاثیر بسزایی خواهد داشت .سیستم فوق می تواند خیابان ها و جاده ها را از بقیه اماکن روی نقشه تشخیص دهد بدین معنا که خطای موجود در اطلاعات موقعیت یابی جی پی اس را به طور هوشمند و با توجه به اجزای نقشه مرتفع کند، از آنجا که خودرو معمولا روی جاده و خیابان حرکت می کند؛ سیستم اطلاعات دریافتی از جی پی اس را به نزدیک ترین جاده یا خیابان نقشه دیجیتالی منطبق کند که البته این موضوع پیچیدگی های خاص ، بخصوص در تقاطع ها و یا جاده های موازی دارد که روشها و تکنیک های خاصی را برای اجتناب از خطا در این موارد می طلبد سیستم فوق می تواند قابلیت مسیریابی داشته باشد بدین معنا که با درخواست راننده ، مسیری را که باید از مبدا )محل فعلی خودرو( تا مقصد )که می تواند یک هتل ، رستوران و یا منزل باشد(، بر روی نقشه مشخص کند.همچنین می تواند قابلیت یافتن مسیر بهینه از لحاظ حجم ترافیک ، مسیرهای یکطرفه و دو طرفه و طول مسیر را نیز داشته باشد. امروزه تلفیق سیستم فوق با مراکزاطلاع رسانی و کنترل ترافیک در دست بررسی است که در این صورت امکان دریافت اطلاعات ترافیکی ، تغییرات ایجاد شده در مسیر ترافیک و غیره به صورت بلادرنگ برای سیستم فراهم میآید.استفاده از تلفنهای همراه و نیز امروزه تلفنهای ماهواره ای در تلفیق با سیستم های جی پی اس چه قابلیت هایی را ایجاد میکند؛سیستم فوق در تلفیق با سیستم های ارتباطی و مخابراتی در ردیابی خودروها و دیگر سیستم های حمل و نقل ، قابلیت های ویژه ای را فراهم می کند امکان ردیابی یک خودرو) و یا به عنوان مثال یک کامیون محل بار( در سطح کشور از جنبه های مختلف حایز اهمیت است تامین ایمنی و امنیت برای شخص راننده و همچنین محموله ارسال نیروی امداد و یا تعمیرات در صورت بروز خرابی یا تصادف ، نظارت بر مدیریت شبکه حمل و نقل اطلاع رسانی به صاحبان محموله در مورد وضعیت و موقعیت آن از جمله قابلیت هایی هستند که یک سیستم تعیین موقعیت در تلفیق با سیستم های ارتباطی و مخابراتی مناسب می تواند ایجاد کند برای این منظور در بعضی از کشورها شبکه مخابراتی مستقل ایجاد شده است و با توجه به گستردگی شبکه های تلفنی همراه استفاده از این سیستم مخابراتی برای ارسال و دریافت اطلاعات سیستم موقعیت یاب، رو به گسترش است همچنین به علت محدودیت های موجود در شبکه های مخابراتی تلفنهای همراه ، استفاده از تلفنهای ماهواره ای با توجه به قابلیت پوشش دهی آنها، مرسوم است این سیستم ها همچنین قابلیت ردیابی خودروها را در سطح چند کشور مجاور و حتی در هر نقطه از کره زمین، فراهم می آورند آیا امکان تلفیق سیستم های ردیاب با شبکه اینترنت وجود دارد؛البته ، شبکه اینترنت قابلیت های بیشتری را بخصوص از جنبه اطلاع رسانی به سیستم می افزاید از طریق شبکه اینترنت مرکز نظارت و کنترل شبکه حمل و نقل می تواند اطلاعاتی را در مورد موقعیت و وضعیت سلامت محموله و یا خودروی مورد نظر، در اختیار صاحبان آن بگذارد در این صورت صاحبان محموله از هر نقطه جهان می توانند براحتی آخرین اطلاعات در مورد محموله خود را از طریق اینترنت دریافت کنند می دانیم که از اطلاعات مهم که نسل جدید سیستم های موقعیت یاب ماهواره ای دراختیار می گذارد اطلاعات زمان است ، چنین اطلاعاتی چه کاربردهایی می توانند داشته باشند؛سیستم فوق در هر لحظه اطلاعات زمان را طبق استاندارد جهانی با دقت بسیار بالا چند نانو ثانیه تامین می کند اطلاعات دقیق زمانی در بسیاری از سیستم های نظامی و عمرانی برای همزمان سازی واحدهای مختلف سیستم و همچنین اندازه گیری فاصله های زمانی ، مورد استفاده قرار میگیرد.سیستم های مخابراتی ، شبکه های انتقال نیرو در تعیین موقعیت سریع خرابی در شبکه شبکه های اینترنت ، سیستم های رادار و فاصله یاب از این قابلیت سیستم بخوبی استفاده می کنند به عنوان مثال سیستم های فاصله یاب براساس مدت زمانی که طول می کشد سیگنال مسافت بین گیرنده فرستنده تا هدف را طی کند عمل می کنند اندازه گیری زمان ارسال و دریافت سیگنال به کمک جی پی اس با دقت خوبی صورت می گیرد.