ما هي تطبيقات GNSS
تعتمد تطبيقات (GNSS) على إشارات الأقمار الصناعية لإكمال مهمتها بكفاءة ودقة، تتنوع هذه التطبيقات عبر العديد من الصناعات المختلفة من الزراعة إلى السيارات إلى الدفاع ولكنها عمومًا ستندرج في خمس فئات رئيسية:
- الموقع – تحديد موقعك في العالم.
- التنقل – تحديد أفضل طريق من موقع إلى آخر.
- التتبع – مراقبة حركة الجسم في العالم.
- رسم الخرائط – إنشاء خرائط لمنطقة معينة.
- التوقيت – حساب التوقيت الدقيق خلال جزء من المليار من الثانية.
على سبيل المثال يحتاج المزارعون إلى طرق متسقة عبر حقولهم لتحسين البذر والتسميد والحصاد، يعتمدون على نظام (GNSS) لتحديد موقعهم وتتبع معداتهم، في بعض الحالات قد يستخدم المزارعون (GNSS) لرسم خرائط لحقولهم قبل تخطيط طرقهم.
في مجال السيارات تستخدم المركبات نظام (GNSS) لأغراض تحديد الموقع والملاحة. إذا كانت السيارة ذاتية القيادة يصبح التتبع أكثر أهمية لمراقبة المخاطر المحتملة في البيئة باستمرار. يتم استخدام (GNSS) في الفضاء الجوي للموقع والملاحة والتتبع والتوقيت تستخدم إدارة الطيران الفيدرالية بالولايات المتحدة معلومات التوقيت من أقمار (GNSS) لمزامنة تقارير الطقس الخطرة في جميع أنحاء البلاد.
معدات GNSS
هناك مجموعة من معدات (GNSS) التي تم تطويرها لدعم التطبيقات المختلفة عبر مجموعة متنوعة من البيئات، في أبسط صوره يتطلب استخدام (GNSS) هوائيًا وجهاز استقبال.
تعمل الهوائيات كحارس بوابة لإشارات الأقمار الصناعية من خلال قبول إشارات عالية الجودة ورفض الإشارات منخفضة الجودة، وقد وضعت مجموعة من الهوائيات لأفضل التطبيقات المختلفة الدعم، بما في ذلك الهوائيات المدمجة هوائيات مرجعية ثابته وحجم منخفض عالية الأداء والهوائيات الوزن.
تتوفر أجهزة الاستقبال كلوحات مستقبلات (OEM) للمستخدمين لتثبيتها في حلهم الحالي أو داخل حاوية (GNSS) جاهزة للاستخدام، تقوم أجهزة الاستقبال بعمل إلغاء تعديل إشارة القمر الصناعي وحساب موضع المستخدم أو قياسات التنقل أو التوقيت، نظرًا لأن المستخدمين يحتاجون إلى هوائي وجهاز استقبال فإن (Hexagon) قامت (NovAtel) بتطوير هوائيات ذكية تجمع بالفعل بين التقنيتين في حل شامل.
اعتمادًا على حاجة التطبيق إلى الدقة ومرونة الإشارة والموثوقية هناك تقنيات إضافية تعزز أداء مستقبلات (GNSS).
غالبًا ما يتم تضمين هذه التقنيات الإضافية في حاويات جهاز الاستقبال مثل تقنية (GNSS) الخاصة بـ (NovAtel) وتقنية (SPAN) بالقصور الذاتي، تدمج أنظمة الملاحة بالقصور الذاتي (INS) ووحدات القياس بالقصور الذاتي (IMUs) قياسات الاتجاه والسرعة والموقف والارتفاع مع قياسات (GNSS) لفهم أكثر اكتمالًا وثلاثي الأبعاد لموقعك.
إذا كان المستخدمون يعملون في بيئات قد تكون هناك محاولات للتشويش على إشارات (GNSS) أو تزوير إحداثيات الموقع والملاحة والتوقيت (وتسمى أيضًا الانتحال) فقد يستثمرون في حلول مكافحة التشويش، تساعد تقنية (GPS Anti-Jam (GAJT) من NovAtel) على حماية هوائيات المستخدمين من التشويش أو الخداع حتى يتمكنوا من الاستمرار في تلقي إشارات الأقمار الصناعية (GNSS) إلى أجهزة الاستقبال الخاصة بهم مثل ما نراه في دراسة الحالة هذه من الجيش البريطاني Light Dragoons، في بعض الحالات يمكن إضافة البرامج الثابتة مثل (GRIT) من (NovAtel) إلى مستقبلات (GNSS) لبناء نظام تحديد المواقع أكثر مرونة وقوة ضد هجمات التشويش والخداع.
في جميع البيئات وجميع التطبيقات غالبًا ما يعتمد المستخدمون على خدمات تصحيح (GNSS) لزيادة دقة حلولهم وموثوقيتها، تتوفر خدمات التصحيح إما بطريقة الحركة في الوقت الحقيقي (RTK)، أو من خلال تحديد المواقع الدقيقة (PPP).
تساعد هذه الخدمات في تخفيف وحل أخطاء تحديد الموقع من النشاط الجوي والأيونوسفير وتأثيرات تعدد المسيرات والأخطاء المدارية وأخطاء الساعة الساتلية والمزيد، تعد أنظمة التعزيز المعتمدة على الأقمار الصناعية (SBAS) المذكورة سابقًا أحد الأمثلة على خدمات التصحيح ولكن هناك العديد من الخدمات القائمة على الاشتراك المتاحة والتي توفر قدرًا أكبر من الدقة والتوافر والموثوقية.
تم تطوير وصقل العديد من التقنيات والخوارزميات والابتكارات لتحسين سواتل النظم العالمية لسواتل الملاحة لتحديد المواقع والملاحة والتوقيت، تعتمد العديد من الحلول على مجموعة من التقنيات المذكورة أعلاه لاستخدام (GNSS) لصالحها.
يعرف معظم الناس أن (GPS) يشير إلى نظام تحديد المواقع العالمي للولايات المتحدة الأمريكية، قلة من الناس على دراية بمصطلح (GNSS) وهو اختصار لنظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية، يستخدم (GNSS) للإشارة إلى مجموعة أنظمة تحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية العالمية بما في ذلك نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للولايات المتحدة الأمريكية و(GLONASS) الروسي و COMPASS الصيني ونظام الأقمار الصناعية (Galileo) التابع للاتحاد الأوروبي.
بينما تم كتابة العديد من الكتب حول موضوع تكنولوجيا (GNSS) فإن معظم هذه الكتب مكتوبة لجمهور هندسي متقدم، تشرح مقدمة إلى (GNSS) تقنية (GNSS) بطريقة سهلة الفهم وتزود القراء بالمعلومات الأساسية حول كيفية عمل (GNSS) والمعدات اللازمة لاستقبال وإرسال إشارات (GNSS).