خطة تحدیث تقنیة الجي بي أس

تقنیة الجي بي أس:

بعد مرور حوالي ثلاثون عاما من بزوغ تقنیة الجي بي أس ازداد عدد مستخدمیه إلى حوالي 20 ملیون مستخدما حول العالم، مما زادت معه الحاجة لتطویر ھذه التقنیة بصورة تلبي طموحات كل ھؤلاء المستخدمین سواء العسكریین أو المدنیین.

وفي 25 ینایر 1999 أعلن نائب الریس الأمریكي رسمیا رصد میزانیة تبلغ 400 ملیون دولار لتنفیذ خطة تطویر الجي بي أس، تشمل الأھداف الأساسیة للخطة إضافة تحسینات تقنیة لكلا من قطاع الفضاء (الأقمار الصناعیة) وقطاع التحكم والسیطرة وذلك عن طریق إضافة أنواع جدیدة من الإشارات بھدف زیادة جودة الخدمة للقطاعات العسكریة والمدنیة وأیضا العلمیة حول العالم.

خطة تحدیث الجي بي أس:

بداية الخطوات من خطة تطوير نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بتحديث نسخه منه معدلة من الجيل الثاني من الأقمار الصناعية تسمى الأقمار الصناعية (M-IIR) بدلاً من IIR، هذه الأقمار الصناعية المعدلة لديها القدرة على بث أو إرسال نوع جديد من الكود المدني على التردد الثاني (L2)، والذي كان يسمى رمز L2C بالإضافة إلى إرسال كود عسكري جديد يسمى كود (M) على ترددات L1 و L2.

كما بدأ إطلاق أول قمر من ھذا الجیل المعدل (M-IIR) في عام 2005، حيث إن إضافة شفرة مدنیة ثانیة (مع الشفرة المدنیة الحالیة A/C (سیتیح إمكانیة تصحیح خطأ طبقة الأیونوسفیر للأجھزة الملاحیة والجیودیسیة، مما سینعكس على تكبير الدقة الخاص بها في تحدید المواقع بصورة كبیرة.

تتمثل الخطوة الثانية في خطة تطوير نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في البدء في تصميم وإنتاج وإطلاق جيل فرعي ثاني من الأقمار الصناعية من الجيل الثاني يطلق عليهم الأقمار الصناعية (IIF)، ويوجد 12 منهم وأكثر ما يميزهم أهمية هو الأقمار الصناعية، إرسال إشارة أو تردد ثالث جديد (بجانب الترددين الأساسيين L2 و L1) والذي سمي بالتردد (L5) وقيمته 1176.45 ميجاهرتز بالإضافة إلى بث الرمزين الجديدين L2C و M.

كما أن العمر الافتراضي لھذا الجیل من الأقمار الصناعیة سیبلغ 11,3 سنة، ومن المتوقع أن یبدأ التردد الثالث بحلول عام 2016 ویكتمل (یتم بثه في جمیع الأقمار الصناعیة).

وفي عام 2019 أيضًا تتضمن خطة تطوير نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) تصميم وإنتاج الجيل الثالث من الأقمار الصناعية (III-Block)، والتي ستكون نقطة تحول مهمة جدًا في تطوير أقمار GPS الصناعية تم بدء اطلاق الأقمار في عام 2021 وتتراوح ما بين 27 و 33 قمرًا في عام 2023.

تتضمن خطة تطوير نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أيضًا تطوير خدمة المراقبة والتحكم، والتي بدأت بالفعل في عام 2000 بهدف تقليل تكاليف تشغيل الخدمة وزيادة كفاءة مهامها، بالإضافة إلى إضافة محطات تتبع جديدة لمراقبة أداء وكفاءة عمل الأقمار الصناعية.

سيحقق مشروع تطوير تقنية (GPS) العديد من الفوائد من وجهة نظر مستخدمي النظام بطريقة لم نشهدها منذ بداية تطبيق GPS، ستزيد حدوده الحالية (10-20 مترًا) بنسبة 50٪ 2015 (لتصبح 5-10 أمتار) بناءً على الإشارات المدنية الحالية (A / C) و (L2C المتوقع).

وبحلول عام 2019 ومع إتاحة التردد الثالث L5 فإن الدقة ستتحسن بنسبة 50%أخرى لتصل إلي حدود 1-5 متر باستخدام أجھزة الاستقبال الملاحیة رخیصة السعر. كما سيؤدي ذلك إلى جودة أعلى في تجميع المعلومات المكانية لتطبيقات (GIS) وكذلك لتطبيقات الاستشعار عن بعد، وسيتم تنفيذ العمل الجيوديسي عالي الدقة بشكل أسرع، وبالتالي أرخص لتحقيق دقة السنتيمترات أو حتى المليمترات.

مبدأ الفروقات في مرحلة الحسابات:

يمكن تقسيم مصادر الأخطاء التي تؤثر على عمليات رصد (GPS) (وبالتالي دقة تحديد المواقع) إلى ثلاث مجموعات: أخطاء الأقمار الصناعية وأخطاء المستقبل وأخطاء التأثير الجوي والأخطاء العشوائية، إذا أخذنا أخطاء القمر الصناعي على سبيل المثال: إذا كان لدينا جهازي استقبال يراقبان نفس القمر الصناعي في نفس الوقت وكانت المسافة بين موقعي الجهازين صغيرة، فيمكننا توقع التأثيرات من خطأ القمر الصناعي وكذلك الغلاف الجوي، وايضاً ستكون من طبقة الغلاف الجوي متساويًا تقريبًا من حيث القيمة على المسافات من ذلك القمر الصناعي إلى ذلك الجهازين الأرضيين.

وبالتالي إذا طرحنا الأرصاد من المعادلتین عند كلا الجھازین فأننا سنقلل بنسبة كبیرة جدا من تأثیر ھذین الخطأین على الحل الناتج، لكن من المھم جدا أن ندرك أن ھذا الحل لن یكون إحداثیات نقطتي الرصد- Z1,Y1,X1 للنقطة الأولي ولا Z2, Y2, X2 للنقطة الثانیة، لكن الفرق بینھما (,) ومن ھنا جاءت تسمیة التحدید “النسبي” للمواقع، ھذا المبدأ أو الحل یطلق علیه اسم الفرق (أو التفاضل في بعض الترجمات) الأحادي بین المستقبلات.