اقرأ في هذا المقال
- كيفية تحديد المواقع والملاحة الديناميكية
- تطبيقات تحديد المواقع والملاحة
- متطلبات الدقة المكانية للتطبيقات الديناميكية
كيفية تحديد المواقع والملاحة الديناميكية:
تم تصميم نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) مع وضع تطبيقات الملاحة وتحديد المواقع الديناميكية العسكرية والمدنية في الاعتبار، وقد تم استخدامه بهذه الصفة لعدد من السنوات، ومع ذلك فإن القضية الأولى التي تناولتها مجموعة العمل حول تحديد المواقع والملاحة الديناميكية كانت تحديد “تطبيق ديناميكي” على عكس “تطبيق ثابت”.
كان هناك اتفاق واسع على أن التطبيقات الديناميكية تشمل المركبات أو المنصات المصممة للتحرك فوق سطح الأرض أو فوقه على نطاقات زمنية بشرية، تشمل المنصات الأقمار الصناعية والطائرات والشاحنات والسيارات والقطارات والقوارب والسفن والعوامات والعربات وأجهزة الإنزال وربما المركبات ذاتية القيادة تحت الماء.
تطبيقات تحديد المواقع والملاحة:
تشمل تطبيقات الأرض والمحيطات والغلاف الجوي التي تستخدم هذه المركبات أو المنصات قياس الجاذبية والمغناطيسية والتضاريس والقياس الإشعاعي والأرصاد الجوية وديناميكيات السوائل ورسم خرائط لها، غالبًا ما تتطلب التطبيقات الديناميكية قياسات في الوقت الفعلي للموضع والموقف لدعم أجهزة الاستشعار عن بُعد أو أنظمة التحكم ذات الحلقة المغلقة، عادة ما تكون الزيادة في الوقت الحقيقي لنظام تحديد المواقع العالمي الأساسي ومعدلات أخذ العينات العالية مطلوبة أيضًا.
ولّد التنوع الكبير في متطلبات هذه المجموعة الواسعة من التطبيقات نقاشًا كبيرًا حول الدقة المكانية والزمانية ومعدلات أخذ العينات، كانت متطلبات الاستبانة المكانية التي تمت مناقشتها في نطاق يتراوح من 1 سم إلى 5 أمتار لمعظم التطبيقات وكانت متطلبات الدقة الزمنية في نطاق 0.1 ثانية إلى 5 ثوانٍ، ومع ذلك فإن بعض التطبيقات لديها متطلبات أكثر صرامة. على سبيل المثال يمكن أن تستفيد قياسات الجاذبية المحمولة جواً من الدقة المكانية التي تقل عن سنتيمتر واحد لاشتقاق تسارع الطائرات ويمكن أن تتجاوز معدلات أخذ العينات لبعض تطبيقات رسم الخرائط 10 هرتز.
متطلبات الدقة المكانية للتطبيقات الديناميكية:
الدقة | طلب |
<1 سم | قياس الجاذبية (التسارع) |
1-10 سم | رسم الخرائط |
10 – 100 سم | رسم الخرائط وعلوم المحيطات |
1-5 أمتار | ملاحة السفن / تحديد المواقع الديناميكي ؛ قياس الإشعاع الساتلي / الاستشعار عن بعد |
> 5 أمتار | بعض تطبيقات الغلاف الجوي / الأرصاد الجوية ؛ المغناطيسية |
حدد الفريق العامل المعني بالاستشعار عن بعد المتطلبات الكمية المدرجة في هذا الجدول، لا تمثل المتطلبات المحددة من قبل لجنة التقييس المعترف بها دوليًا أو الوكالة الحكومية. | |
ميزت مجموعة العمل بين معدلات أخذ العينات الزمنية العالية المطلوبة في مستقبل المنصة ومعدلات أخذ العينات الخاصة بملاحظة GPS في المحطات المرجعية، والتي تُستخدم لتحديد التصحيحات التفاضلية، تم الاتفاق بشكل عام على أن أخذ عينات من ملاحظات التصحيح لمدة 5 ثوانٍ كافٍ؛ لأن العوامل التي تؤثر على معظم الأخطاء المعروفة لا تتغير بسرعة كبيرة ولأن التصحيحات يمكن إقحامها إلى دقة أعلى.
ومع ذلك هناك حاجة إلى مزيد من التحليل لتحديد حساسية دقة تحديد المواقع النهائية لمعدل أخذ العينات للملاحظات المستخدمة في الزيادة، هذه التحليلات مهمة لأن معدل التحديث المرتفع والتصحيحات في الوقت الحقيقي يمكن أن تستنزف موارد البنية التحتية لشبكة GPS الحالية والمخطط لها.
فمثلا، يتطلب تحديد المواقع والتنقل في الوقت الفعلي للمنصات المتنقلة التي تعمل على مساحة واسعة نظام بث لاسلكي لنشر بيانات التصحيح على عكس طرق المعالجة الدفعية ونقل الملفات المستخدمة في التطبيقات الثابتة، نظرًا لأن عرض النطاق الترددي للاتصالات يعد اعتبارًا مهمًا للبث اللاسلكي يجب مراعاة تنسيقات البيانات الفعالة إلى جانب تنسيق التبادل القياسي المستقل عن المستقبِل (RINEX).
يعد تقليل وقت استجابة تصحيحات البث أيضًا ذا أهمية كبيرة لتطبيقات الوقت الفعلي وشبه الحقيقي، يجب مراعاة تنسيقات البيانات الفعالة إلى جانب تنسيق التبادل القياسي المستقل عن المستقبِل (RINEX)، يعد تقليل وقت استجابة تصحيحات البث أيضًا ذا أهمية كبيرة لتطبيقات الوقت الفعلي وشبه الحقيقي، يجب مراعاة تنسيقات البيانات الفعالة إلى جانب تنسيق التبادل القياسي المستقل عن المستقبِل (RINEX)، يعد تقليل وقت استجابة تصحيحات البث أيضًا ذا أهمية كبيرة لتطبيقات الوقت الفعلي وشبه الحقيقي.
بالنسبة لبعض التطبيقات تكون تغطية شبكة (GPS) العالمية مرغوبة دائمًا وضرورية في بعض الأحيان، ومع ذلك قد تكون التغطية الأفضل في المناطق الحرجة مثل المحيطات أكثر أهمية، كما تمت مناقشة دمج أجهزة الأرصاد الجوية في المحطات المرجعية للشبكة، على الرغم من أن بيانات الأرصاد الجوية ليست مطلوبة لمعظم التطبيقات الديناميكية إلا أنه يمكن استخدام البيانات لتحسين دقة تحديد المواقع والملاحة.
كان هناك اتفاق عام على أن إشارة (GPS) الثانية المخصصة للاستخدام المدني ستكون مفيدة، بصرف النظر عن توزيع الطيف ينبغي تحديد اختيار التردد المركزي لهذه الإشارة الجديدة من خلال تقييم المفاضلات بين عرض النطاق وإشارات النطاق L1 و L2، لم تحاول مجموعة العمل تحديد التردد الأمثل، ولكنها وافقت بشكل عام على أن التردد المركزي فوق كل من L1 و L2 (1575.42 Mhz و 1227.60 Mhz على التوالي) سيكون مرغوبًا فيه، ومع ذلك نظرًا لأن النطاق الترددي العريض مهم للاستبانة العالية وتقليل الضوضاء يجب أن يكون لذلك الأسبقية على التنسيب عند تردد أعلى.
