سامانه ماهوارهای ناوبری جهانی (GNSS) که مخفف عبارت (Global Navigation Satellite System)است، شبکهای از ماهوارههاست که توسط کشورهای مختلف ساخته و مدیریت میشوند. همکاری و ترکیب این سامانهها با یکدیگر باعث افزایش دقت تعیین موقعیت و بهبود کاربرد برای کابران مختلف میشود. این سامانه به وسیله این ماهوارهها اطلاعات را به گیرندهها در زمین مخابره میکند و به کاربر این امکان را میدهد تا به موقعیت مورد نظر خود دست پیدا کند. موقعیت ماهوارهها ثابت است و سیگنالهای ارسالی به ایستگاههای گیرنده مشخص میکند که ماهواره در چه موقعیتی قرار دارد و در نتیجه با دریافت اطلاعات زمان و مدار ماهواره، کاربر میتواند موقعیت خود را مشخص کند.
سیستمهای تشکیل دهنده GNSS
جی ان اس اس GNSS متشکل از چندین سیستم مختلف ماهوارهای است. ماهوارههای موجود در این سیستم، امواجی ارسال میکنند که توسط گیرندههای زمینی دریافت میشوند و میتوانند محل دقیق فرد، وسیله یا موقعیتی را مشخص کنند. تمامی این سامانهها از فرکانسهای رادیویی بلند برای ارسال سیگنالهایشان استفاده میکنند و هر ماهواره فرکانس مخصوص و متفاوتی نسبت به دیگری دارد. در حال حاضر GNSS از شش سامانه ماهوارهای تشکیل شده است که چهار سامانه آن جهانی و دو سامانه به صورت منطقهای کار میکنند. در ادامه با این سامانهها بیشتر آشنا میشویم:
1- چهار سامانه جهانی
- GPS متعلق به ایالت متحده
- GALILEO متعلق به اتحادیه اروپا
- GLONASS متعلق به دولت روسیه
- COMPASS/BEIDOU متعلق به کشور چین
2- دو سامانه منطقهای
- QZSS متعلق به کشور ژاپن
- IRNSS متعلق به کشور هند
جی پی اس (GPS)
جی پی اس (GPS) سامانه موقعیتیابی جهانی که مخفف Global Positioning System است، اولین سامانه GNSS محسوب میشود که توسط آمریکا در سال 1978 طراحی و راه اندازی شد و از سال 1994 در تمام جهان در دسترس قرار گرفت. همچنین از سال 2007 ، جی پی اس تنها سیستم تمام فعالی است که در تمام دنیا قابل استفاده است. جی پی اس در مقایسه با سایر سامانهها، پر استفادهترین و کاربردیترین سیستم ناوبری جهان است. در حال حاضر سامانه GPS بیش از 32 ماهواره در 6 مدار دارد.
گلوناس (GLONASS)
گلوناس GLONASS همزمان با سامانه جی پی اس در سال 1970 توسط شوروی سابق طراحی و راه اندازی شد و در ابتدا این سامانه به منظور رقابت با امریکا برای مقاصد نظامی و برای ارتش طراحی شد. گلوناس به 24 ماهواره مجهز است که در 3 مدار فعالیت میکنند. اولین ماهواره گلوناس در 1982 به فضا پرتاب شد و سپس در سال 1995 کامل شد. بعد از فروپاشی شوروی این سامانه با مشکلات مختلفی روبرو شد، اما بعد از آن، روسیه با توسعه این سامانه آن را تقویت کرد. از سال 2010 به بعد، گلوناس سر تا سر زمین را تحت پوشش خود قرار داد.
بِیدو (COMPASS/BEIDOU)
سامانه بِیدو توسط کشور چین در سال 2000 ره اندازی شد و از آن زمان تا به حال در حال توسعه است و در سطح جهانی در حال استفاده است. این سامانه 5 ماهواره ثابت دارد و طبق ادعای صورت گرفته، این سامانه به دقت میلی متری دست پیدا کرده است و در دقت موقعیتیابی خود را برتر از سایر سامانه ها میداند. اما با توجه به اینکه بِیدو از 22 ماهواره استفاده میکند، در مقایسه با جی پی اس و گلوناس در سطح پایینتری قرار دارد. اگر تعداد ماهوارهها در این سامانه افزایش پیدا کند، میتوان انتظار رقابت با جی پی اس و گلوناس را برای آن متصور بود.
گالیله (GALILEO)
سامانه گالیله در سال 2005 توسط اتحادیه اروپا راه اندازی شد و در سال 2011 توسعه داده شد. این سامانه در حال حاضر 36 ماهواره دارد و انتظار میرود که تعداد آنها را در سالهای آینده افزایش دهد. گالیله در حال حاضر خدمات پاسخگویی اضطراری را ارائه میدهد و در نتیجه مسیرهای امنتری را ایجاد کرده است.
در بسیاری از دستگاههای ردیابی GPS، یک ماژول گالیله نیز قرار میدهند. در نتیجه ردیاب میتواند با استفاده از دو صورت فلکی GPS + GALILEO موقیت یابی را انجام دهد و دقت را افزایش میدهد. ماهوارههای گالیله نسبت به ماهواره های جی پی اس در ارتفاع بالاتری قرار دارد و به همین دلیل مخروط دید وسیع تری دارند. به همین دلیل شانس موقعیت یابی دقیق تر و قرار گرفتن در دید ماهواره افزایش پیدا میکند.
کوازی-زنیت (QZSS)
سامانه کوای-زنیت (Quasi-Zenith Satellite System) را آژانس اکتشافات هوافضای ژاپن در سال 2010 راه اندازی کرد. کوازی- زنیت، یک سامانه منطقهای است که تنها محدوده بین ژاپن تا استرالیا را در ناحیه آسیا اقیانوسیه پوشش میدهد.این سامانه در حال حاضر تنها 4 ماهواره دارد و در سالهای آینده برنامههای برای توسعه و افزایش تعداد ماهواره دارد.
ناویک (IRNSS/NAVIC)
سامانه ناویک که توسط سازمان پژوهشهای فضایی هند ایجاد شد، با دو اسم IRNSS که مخفف Indian Regional Navigation Satellite System و به معنای سامانه ماهوارهای ناوبری منطقهای هند است و عبارت NAVIC که مخفف Navigation With Indian Constellation به معنای ناوبری با صورت فلکی هند میباشد، شناخته میشود. این سامانه همانند کوازی-زنیت یک سامانه منطقهای است و در حل حاضر 8 ماهواره دارد که هند و اطراف آن را پوشش میدهد.
جدول مقایسه سامانههای ناوبری
نام سامانه | کشور | پوشش دهی | تعداد ماهوارهها |
GPS | امریکا | جهانی | 31 |
GLONASS | روسیه | جهانی | 24 |
GALILEO | اتحادیه اروپا | جهانی | 26 |
COMPASS/BEIDOU | چین | جهانی | 48 |
QZSS | ژاپن | منطقهای | 4 |
IRNSS/NAVIC | هند | منطقهای | 8 |
تفاوت جی پی اس GPS و جی ان اس اس GNSS
در سالهای اخیر نام GPS را در کنار GNSS بسیار شنیدهایم و برخی از افراد این دو را یکی میدانند. در صورتی که GPS شامل ماهوارههای ساخته شده توسط دولت امریکاست و جی ان اس اس به مجموعهای از این ماهوارهها که توسط کشورهای مختلف ساخته شده است، گفته میشود. GPS یک GNSS است، در حالی که GNSS لزوما GPS نمیباشد.
صورت فلکی ماهوارهای چیست؟
به صورت کلی در هر سامانه GNSS به ماهوارههایی که به فضا پرتاب شدهاند و در مدار خاصی قرار گرفتهاند، یک صورت فلکهای ماهوارهای (Satellite constellation) میگویند. این ماهوارهها توسط کشورهای مختلف هدایت میشوند و با ارسال سیگنال به ایستگاههای کنترل و دستگاههای گیرنده، نیازهای کابران را برطرف میکنند. این ماهوارههای مصنوعی، هماهنگ با هم در حرکت هستند و در اجرای برنامههای مختلف جهانی با هم همکاری میکنند. البته کشورهای مختلف در این زمینه در حال رقابت هستند تا بتوانند سهم بیشتری در این مساله داشته باشند و بهترین خدمات را به مردم سراسر دنیا ارائه دهند.
سخن پایانی
کشورهای جهان برای مدیریت بهتر ردیابی و موقعیتیابی در زندگی روزمره، با هم همکاری میکنند و با ساخت و مدیریت سامانه ماهوارهای جهانی یا gnss درد این زمینه به رقابت میپردازند تا خدمات بهتری را به کاربران خود ارائه دهند. آشنایی با این سیستمها و نحوه عملکردشان، دیدی بهتری به ما میدهد تا آگاهانه یک روش مناسب را برای موقعیتیابی بار و محمولهها یا ردیابی در زمینههای مختلف دیگر، انتخاب کنیم.