الجمعة 29 مارس 2024

سطح المكتب v4.2.1

Root Nationمقالاتالتقنياتما هو GPS: أنواع أنظمة تحديد المواقع ، وكيف يعمل وما يخبئه المستقبل

ما هو GPS: أنواع أنظمة تحديد المواقع ، وكيف يعمل وما يخبئه المستقبل

-

ما هو الـ GPS؟ لماذا نحتاجه؟ ما الفرق بين أنظمة الملاحة المختلفة؟ سنتحدث عن كل شيء في هذا المقال.

في الوقت الحالي ، يبدو لنا أن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) هو شيء يومي مألوف سمع عنه الجميع ويستخدمه معظمهم في حياتهم اليومية. هذه إحدى الأدوات التي نستخدمها في أجهزتنا. في الوقت نفسه ، لا نفكر حتى في كيفية عمله ، ومن أين أتت ، وكم من الوقت والجهد والمال يجب استثماره في إنشاء هذا النظام. اليوم ، وأجهزة استقبال إشارة GPS ليس فقط الملاحون، والهواتف ، والهواتف الذكية ، والأجهزة اللوحية ، والسيارات ، وحتى أساور اللياقة البدنية والساعات "الذكية" ، تُستخدم بياناتها في الصناعة ، ورياضات الهواة والمحترفين ، والتجمع والسباقات ، وبالطبع في الصناعة العسكرية. دعنا نلقي نظرة فاحصة على أنظمة الملاحة المختلفة.

ما هو الملاحة عبر الأقمار الصناعية؟

نظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية ، أو النظام العالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية ، هو نظام من الأقمار الصناعية ينقل البيانات حول تحديد المواقع العالمي والوقت الدقيق. تُستخدم موجات الراديو بترددات معينة لنقل المعلومات. بعد تلقي هذه البيانات ، يحسبها المتلقي ويعرض إحداثيات موقعنا ، أي خط الطول وخط العرض والارتفاع فوق مستوى سطح البحر.
بالإضافة إلى الأنظمة الأساسية (GPS و GLONASS و BeiDou و Galileo) ، هناك أيضًا أنظمة مساعدة في الفضاء. هذه هي ما يسمى بأنظمة تصحيح الأقمار الصناعية (SBAS) ، مثل Global Omnistar و StarFire ، المستخدمة في الزراعة.

نظام GPS. أنواع وتاريخ ووصف العملية والمستقبل
يوجد فوقنا أيضًا أنظمة دعم إقليمية مثل WAAS في الولايات المتحدة ، و EGNOS في الاتحاد الأوروبي ، و MSAC في اليابان ، و GAGAN في الهند ، والتي تهتم بتحسين البيانات في مناطق أصغر من العالم. كل هذا مدعوم بمكونات أرضية سنتحدث عنها لاحقًا. هناك الكثير من التعريفات في النظام ، لكننا لن نخوض في التفاصيل.

اقرأ أيضا: أهم المهمات الفضائية وأكثرها تشويقًا في عام 2021

أنواع الملاحة عبر الأقمار الصناعية

GPS ليس هو نظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية الوحيد المتاح حاليًا. عدة أنواع من الأقمار الصناعية تحلق فوق رؤوسنا ، وهي مسؤولة عن تحديد المواقع الجغرافية للأجهزة التي نحتفظ بها في جيوبنا ، أو نرتديها على معصمنا أو نستخدمها في الملاحين. لماذا توجد أنظمة متعددة وليست واحدة؟ أنا متأكد من أن هذا السؤال قد طرحه معظم المستخدمين العاديين. الحقيقة هي أن نظام GPS تم إنشاؤه في البداية لتلبية الاحتياجات العسكرية ، ولا يزال الجيش يتحكم فيه. هذا يعني أنهم يتحكمون في تموضع الجميع وفي كل مكان في العالم. بالطبع ، لم يحب الكثيرون هذا الموقف ، ليس فقط المعارضين ، ولكن حتى الأصدقاء. لذلك ، قرر اللاعبون الجادون في العالم تطوير أنظمة الملاحة الخاصة بهم حتى يتمكن جيشهم من السيطرة عليها. سرعان ما ظهرت نظائر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في العالم ، حيث تنافست مع بعضها البعض للحصول على لقب الأفضل والأكثر دقة في السوق. بالنسبة لنا ، المستخدمين العاديين ، هذه مجرد ميزة. لذا ، دعونا نحاول التعامل مع كل نظام على حدة.

نظام تحديد المواقع الأمريكي

هذا هو أول نظام ملاحة نستخدمه في أغلب الأحيان. عندما نفكر في الملاحة عبر الأقمار الصناعية ، فإننا عادة ما نستخدم مصطلح GPS. كان يُطلق على النظام الأمريكي في الأصل اسم NAVigation Signal Timing and Ranging Global Positioning System ، أو NAVSTAR-GPS للاختصار.

GPS في يد الجيش الأمريكي ، أو بالأحرى قوة الفضاء الأمريكية. يتم فحص جميع الأجهزة من أجل التشغيل الصحيح بواسطة Space Delta 8 ، التي يوجد مقرها في قاعدة Shriver الجوية بالقرب من كولورادو سبرينغز وتعمل كجزء من مقر GPS الرئيسي.

التطبيقات المدنية ليست سوى إضافة ثانوية للتطبيقات العسكرية ، حيث يمثل التخطيط وأعلى دقة لتحديد المواقع أولوية. يحصل المستخدمون المدنيون على نسخة مبتورة إلى حد ما ، لكنها لا تزال جيدة بما يكفي. لا نحتاج إلى دقة تصل إلى بضع عشرات من السنتيمترات لقيادة السيارة أو الركض ، ولكن هناك حاجة إلى مزيد من الدقة بشكل متزايد ، على سبيل المثال ، في الملاحة ورسم الخرائط والزراعة لمراقبة الحقول وفي شركات النقل لتتبع المركبات وفي العديد من المجالات الأخرى. لذلك ، ليس من المستغرب أن يتغير نظام GPS باستمرار ، ويجري تحسين الأقمار الصناعية.

نظام GPS. أنواع وتاريخ ووصف العملية والمستقبلأثناء استخدامه ، خضع النظام لتغييرات ولا يزال قيد التحديث ، من وقت لآخر يتم إدخال أقمار صناعية ذات قدرات أكبر في الشبكة ، ويتم تدمير الأقمار الصناعية القديمة التي تم استخدامها سابقًا بمرور الوقت. يحترق معظمهم في الغلاف الجوي ، وأحيانًا يغرق الحطام في المحيط الهادئ.

- الإعلانات -

تم تحقيق الاستعداد الكامل لنظام GPS في عام 1993 ، عندما تم وضع العدد المطلوب من الأقمار الصناعية في المدار. لكن في عام 1983 ، وافقت إدارة رونالد ريغان على تصريح للاستخدام المدني للنظام. حدث هذا بعد أن أسقط الاتحاد السوفياتي طائرة مدنية كورية انتهكت عن طريق الخطأ المجال الجوي السوفيتي. ومع ذلك ، في البداية كانت دقة النظام للسكان المدنيين مقتصرة على 100 متر. لكن حتى هذا كان كافياً في ذلك الوقت لتجنب المزيد من الكوارث.

بالإضافة إلى ذلك ، يتم دعم تشغيل نظام GPS من الفضاء بواسطة أقمار WAAS (نظام زيادة المساحة الواسعة) ، والتي توفر التصحيح الضروري للبيانات لزيادة دقة النظام. تقع في أمريكا الشمالية (وجزئيًا في أمريكا الجنوبية) وتحت رعاية إدارة الطيران الفيدرالية (FAA). يهدف WAAS إلى دعم تطبيقات الملاحة عبر الأقمار الصناعية المدنية.

GLONASS الروسية

GLONASS هو اختصار لنظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية ، والذي يعمل بشكل مشابه لنظام GPS الأمريكي. يتكون GLONASS من 24 قمرًا صناعيًا نشطًا يقع على ارتفاع 19 كيلومترًا فوق الأرض ، ويستغرق مدار القمر الصناعي 100 ساعة و 11 دقيقة. بدأ اختبار النظام في عام 15 ، أي مرة أخرى في الاتحاد السوفياتي. تم إنشاؤه بالفعل كرد فعل للتطورات الأمريكية ، والمعروفة في بلدنا باسم "حرب النجوم". لم يرغب الاتحاد السوفيتي في الاستسلام للولايات المتحدة في أي شيء ، لكن "بيريسترويكا ، جلاسنوست ، تسارع" قام بعمله. تم تقليص الأعمال في الغالب بسبب نقص الأموال. على الرغم من أنه ، كما اتضح لاحقًا ، لم يتم إغلاق كل شيء. لقد كانت مفاجأة للأمريكيين حقًا عندما تم الإعلان رسميًا في عام 1982 أن نظام GLONASS جاهز للتشغيل. في عام 1993 ، تمكن الروس من وضع مجموعة كاملة من 1995 قمرا صناعيا في المدار.

نظام GPS. أنواع وتاريخ ووصف العملية والمستقبللكن كل شيء لم يكن جيدًا منذ البداية. أثرت حقبة يلتسين في التسعينيات أيضًا على برامج الفضاء. لم يكن هناك تمويل ، ولم يكن أحد مهتمًا بالفضاء والملاحة عبر الأقمار الصناعية. ونتيجة لذلك ، في عام 2002 ، كانت 7 أقمار صناعية فقط لا تزال تعمل. ومع ذلك ، بدأ الروس العمل ، وكجزء من برنامج التعافي 2002-2011 ، قاموا بتشغيل الأقمار الصناعية GLONASS-K المحسنة ، بالإضافة إلى أنظمة التحكم الأرضية الحديثة المصاحبة.

نظام GPS. أنواع وتاريخ ووصف العملية والمستقبلفي المرحلة التالية من التحديث ، في 2012-2020 ، تم إيلاء الاهتمام الرئيسي لتحسين خصائص PNT (تحديد المواقع والملاحة والتزامن) من أجل زيادة أمن الدولة وقدرات أنظمة الدفاع والمدنية. يجري العمل حاليًا على الجيل التالي من الأقمار الصناعية ، المعروف باسم GLONASS-K2.

بيدو الصينية

بدأت الصين في تطوير نظام ملاحة عبر الأقمار الصناعية في نهاية القرن العشرين. في عام 2000 ، تمكنوا من إغلاق المرحلة الأولى من تطوير BDS-1 ، المعروف باسم نظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية بيدو -1. كجزء من هذا المشروع ، تم تزويد الصين وأقرب الدول الأجنبية بأنظمة تحديد المواقع. كانت الخطوة التالية هي BDS-2 بشبكة ساتلية توفر تغطية في منطقة آسيا والمحيط الهادئ. في عام 2020 ، كجزء من مشروع BDS-3 ، أصبح نظام BeiDou جاهزًا للعمل في جميع أنحاء العالم.

نظام GPS. أنواع وتاريخ ووصف العملية والمستقبليوجد حاليًا 35 قمراً صناعياً في المدار ، وفي المجموع ، نفذ البرنامج بالفعل 59 عملية إطلاق بحمولات وضعت الأجيال القادمة من نظام بيدو في المدار. وفقًا للسلطات الصينية ، شارك أكثر من 400 وكالة و 300 عالم وفني في إنشاء برنامج BDS-000. لدعم أحدث كوكبة من الأقمار الصناعية ، تم إنشاء أكثر من 3 محطة أرضية لمراقبة التشغيل الصحيح للنظام. يقدر التوافر العالمي للنظام بنسبة 40 ٪ ، وبالنسبة لمنطقة آسيا والمحيط الهادئ الرئيسية فهو أعلى من ذلك ، أي أنه يعمل بشكل مثالي تقريبًا هناك. كما بذل الصينيون جهودًا كبيرة لتحسين دقة النظام.

نظام GPS. أنواع وتاريخ ووصف العملية والمستقبليسمح BeiDou أيضًا برسائل نصية قصيرة تصل إلى 14 بت (000 حرف صيني). قد تتضمن هذه القيمة أيضًا صورًا فوتوغرافية أو تسجيلات صوتية.

كما هو الحال مع التطورات الأخرى في أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية ، يدفع المستخدمون المحليون مقابل الخدمة ، لكن النتائج رائعة حقًا.

اقرأ أيضا: الصين حريصة أيضًا على استكشاف الفضاء. كيف حالهم؟

جاليليو الأوروبي

ما هي أكبر ميزة في نظام جاليليو؟ على عكس نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وجلوناس (GLONASS) ، فإنه لا يزال في أيدي المدنيين ولا ينتمي إلى أي حكومة معينة ، كما هو الحال في الصين الشيوعية. تم بناء النظام فقط مع وضع السوق المدنية في الاعتبار ، وبالتالي فإن احتياجات السكان تؤثر في النهاية على تطوره. من المسلم به أن جاليليو هو نسمة من الهواء النقي بين أنظمة التمركز العسكرية. حتى الآن ، أكمل برنامج جاليليو 28 عملية إطلاق ووضع 30 قمرا صناعيا في المدار. حاليًا ، يستخدم النظام كوكبة كاملة من الأقمار الصناعية ، ولكن ليست كل الأجهزة متاحة دائمًا ، ولا يزال بعضها ينتظر دوره في المستودعات.

يقع قطاع المناولة الأرضية في مركزين - Oberpfaffenhofen في ألمانيا و Fucino في إيطاليا. بالإضافة إلى ذلك ، يشتمل النظام على شبكة عالمية من أجهزة استشعار المراقبة ومحطات القياس ونقل البيانات.

نظام GPS. أنواع وتاريخ ووصف العملية والمستقبلنظرًا لحقيقة أن مدارات جميع هذه الأنظمة أصبحت مشبعة بشكل متزايد ، فإن أقمار غاليليو تقع على ارتفاع أعلى قليلاً ، على ارتفاع 23 كيلومترًا (أدنى مستوى هو GLONASS ، ثم GPS ، BeiDou الصيني وفي الجزء العلوي من هرم Galileo ). يستغرق كل قمر صناعي حوالي 222 ساعة للدوران حول الأرض تمامًا. بالنسبة لمعظم الأماكن على وجه الأرض ، تتوفر من 14 إلى 6 أقمار صناعية من طراز Galileo في جميع الأوقات ، مما يعني دقة عالية جدًا ، والتي يتم قياسها في معظم الحالات بالسنتيمتر بدلاً من الأمتار.

نظام GPS. أنواع وتاريخ ووصف العملية والمستقبليتوافق Galileo مع نظام GPS ، مما يحسن دقة القياسات ، كما أن تشغيله مدعوم أيضًا بنظام EGNOS (خدمة الملاحة الأوروبية الثابتة بالنسبة إلى الأرض) ، والذي يتكون من مكونات أرضية وأقمار صناعية مسؤولة عن تحسين تشغيل ودقة أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية .

اليابانية MICHIBIKI (Michibiki)

لضمان دقة الملاحة على أراضيها ، أنشأت اليابان كوكبة صغيرة من الأقمار الصناعية تسمى نظام الأقمار الصناعية شبه زينيث (QZSS) أو ميتشيبيكي. في المناطق الجبلية أو المناطق شديدة التحضر ، غالبًا ما يكون نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وحده غير كافٍ بسبب العديد من العوائق. 4 أقمار صناعية تعمل منذ نوفمبر 2018 تقضي على هذه المشكلة. ولا يزال ثلاثة منهم في منطقة آسيا وأوقيانوسيا. في عام 2024 ، من المخطط الوصول إلى كوكبة قمر صناعي تتكون من 7 وحدات. سيؤدي ذلك إلى زيادة تحسين الكفاءة الإجمالية للنظام وجعله مستقلاً عن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). وبالتالي ، ستضمن اليابان الحكم الذاتي الكامل على أراضيها.

- الإعلانات -

نظام GPS. أنواع وتاريخ ووصف العملية والمستقبلعلى الرغم من صغر حجمها مقارنة بالأنظمة الأخرى ، إلا أن QZSS يلبي جميع توقعات السكان اليابانيين ، ويدعم بالإضافة إلى ذلك الشحن في جميع تلك البلدان الواقعة على خطوط الطول التي تمر عبر أراضي اليابان.

بالإضافة إلى ذلك ، تمتلك اليابان أيضًا نظام دعم دقيق GPS / Michibiki يسمى نظام MTSAT لتكبير الأقمار الصناعية (MSAS). وهو يتألف من قمرين صناعيين ، من بين أمور أخرى ، يوفران بيانات الطقس.

البحرية الهندية

NavIC (NAVigation with Indian Constellation) هو النظير الهندي لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، والذي يُطلق عليه أيضًا نظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية الإقليمي الهندي (IRNSS). سيكون النظام ، بعد أن وصل إلى جميع إمكانياته ، مماثلاً للنظام الياباني. يوجد حاليًا 7 أقمار صناعية في المدار توفر تحديد المواقع في الهند وعلى مسافة تصل إلى 1500 كيلومتر من حدود البلاد. لا يعتمد النظام على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).

نظام GPS. أنواع وتاريخ ووصف العملية والمستقبلNavIC مدعوم من GAGAN (نظام الملاحة المعزز المتزامن مع الأرض مع GPS) ، والذي يتكون من ثلاثة أقمار صناعية إضافية وبنية تحتية أرضية. مع إدخال الخدمة ، تم سد الفجوة بين أنظمة EGNOS و MSAS ، مما أدى إلى زيادة تعزيز مستوى سلامة الطيران المدني.

أنظمة المساعدة العالمية

أثناء وصف الأنظمة الفردية ، ذكرنا أيضًا أنظمة الدعم الإقليمية. ومع ذلك ، فإن تشغيل الملاحة عبر الأقمار الصناعية خارج الحدود الإقليمية يمكن أن يدعم أيضًا أنظمة المساعدة العالمية. حاليا ، يمكن تمييز اثنين منهم. هذه هي Omnistar و StarFire. كلاهما يدعم الملاحة عبر الأقمار الصناعية ، والتي تستخدم في الغالب لتلبية احتياجات الزراعة الدقيقة الحديثة. يتطلب استخدامها أجهزة استقبال خاصة ، وبفضل ذلك يمكن للمزارع ، الذي يتحرك عبر حقوله ، العمل بدقة تصل إلى 5-10 سم (أنظمة دعم التسجيل تعطي دقة تتراوح من 1-2 سم). يتم توفير هذا الموقع الدقيق كخدمة ويتطلب رسومًا إضافية تُدفع مباشرة لتسليم بيانات النظام.

نظام GPS. أنواع وتاريخ ووصف العملية والمستقبلتعتمد الخدمة على نظام تحديد المواقع العالمي التفاضلي (DGPS) وتتلخص في استخدام جهاز استقبال أساسي موجود في موقع محدد. يتلقى جهاز الاستقبال الموجود في السيارة ، بالإضافة إلى إشارة القمر الصناعي ، تصحيحات من جهاز الاستقبال الأساسي الثابت.

Omnistar هي شركة مستقلة ويمكن شراء أجهزة الإرسال الخاصة بها لمجموعة متنوعة من الأجهزة ، في حين أن نظام StarFire هو من الشركة المصنعة للمعدات الزراعية John Deere ، والتي تقدم أنظمة مدمجة أو خارجية بدقة تصل إلى ± 3 سم وتعمل مع GPS و GLONASS.

كيف يعمل GPS؟

في هذا القسم ، سنصف تشغيل GPS باستخدام النسخة الأصلية ، أي النسخة الأمريكية ، لأن لدينا حاليًا معظم البيانات المتاحة عنه. يعمل آخرون بالمثل.

كوكبة أقمار GPS الصناعية

شبكة كثيفة إلى حد ما من الأقمار الصناعية ضرورية للتشغيل السليم في جميع أنحاء العالم. في حالة وجود كوكبة مكونة من 24 قمرًا صناعيًا ، يمكننا التأكد من أننا في أي وقت وفي أي نقطة على الأرض في نطاق أربعة منها. وعد الأمريكيون بشكل عام أن 24 على الأقل سيكونون متاحين 95٪ من الوقت. حاليا ، النظام مدعوم من قبل 31 قمرا صناعيا. تنقسم الأرض إلى 6 مناطق متساوية تتحرك الأقمار الصناعية خلالها ، ولكل منها 4 مجالات لتغطيتها.

نظام GPS. أنواع وتاريخ ووصف العملية والمستقبلفي يونيو 2011 ، تم إطلاق تعديل يسمى Expendable 24. تم تعزيز ثلاثة من الأقمار الصناعية الـ 24 ، وبالتالي الحقول التي يتحكمون بها ، بواسطة قمر صناعي إضافي من أجل الحصول على إشارة أسرع ودقة أفضل في ظروف التضاريس الصعبة. كانت هناك أيضًا بعض التغييرات لجعل الشبكة الكاملة المكونة من 27 قمراً صناعياً فعالة قدر الإمكان.

نظام GPS. أنواع وتاريخ ووصف العملية والمستقبلتتحرك الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في مدار يمكن التنبؤ به (MEO) (متوسط ​​مدار الأرض) على ارتفاع حوالي 20 كم ، لذلك فأنت تعرف دائمًا مكانها. بالإضافة إلى ذلك ، يتم فحص موقعهم باستخدام التلسكوبات الراديوية. تتكون شبكة التحكم الأرضية من مركز تحكم رئيسي ، ومركز تحكم احتياطي ، و 200 هوائي قيادة وتحكم و 11 محطة مراقبة ، لذا فإن موقع الأقمار الصناعية معروف دائمًا. تستغرق الدورة الواحدة لكل قمر صناعي حول الأرض 16 ساعة.

كيف يعمل كل شيء في الممارسة؟

يرسل القمر الصناعي المداري باستمرار إشارات الراديو التي تلتقطها أجهزتنا المزودة بمستقبلات مناسبة. يُبلغ كل قمر صناعي عن موقعه ووقت الإرسال. بالإضافة إلى معرفة مدى سرعة انتقال موجات الراديو ، يمكننا حساب المسافة من هذا القمر الصناعي. إذا تلقينا بيانات إضافية من ثلاثة أقمار صناعية أخرى وقمنا بتنزيل البيانات من أربعة في وقت واحد ، فسيقوم الجهاز بحساب موقعنا عند تقاطع البيانات القادمة من جميع الأقمار الصناعية.

لجعل الأشياء تعمل بسلاسة ودقة ، ما زلنا بحاجة إلى قياسات دقيقة للوقت الذي يتم إرسال الإشارة فيه. كيف تم تحقيق ذلك؟ يحمل كل من الأقمار الصناعية ساعة ذرية - أدق كرونومتر اخترعه الإنسان على الإطلاق. ما هي دقة هذه الساعة؟ يقاس الوقت لأقرب جزء من مليون من الثانية!

نظام GPS. أنواع وتاريخ ووصف العملية والمستقبل

يستخدم جهاز الاستقبال كل هذه البيانات لحساب موقعنا بكفاءة. لكن يجب على النظام بأكمله أيضًا أن يأخذ في الاعتبار قضايا مثل النظرية النسبية الخاصة ، التي كتبها رجل نبيل معروف على نطاق واسع باسم ألبرت أينشتاين. كلما كان الجسم بعيدًا عن مصدر الجاذبية ، كلما مر عليه الوقت بشكل أسرع ، لذلك من الضروري إعادة الحساب على كل قمر صناعي. باختصار ، الأمر معقد للغاية ، لكن لحسن الحظ ، نحن نستخدم هذا النظام منذ سنوات ووجدنا أنه يعمل ، ويعمل بشكل جيد.

نظام GPS. أنواع وتاريخ ووصف العملية والمستقبل

بالطبع ، يتطلب التشغيل العادي للنظام مشاركة موظفين مؤهلين تأهيلا عاليا ، يمكن مقارنة مستوى تدريبهم بمستوى مراكز التحكم في رحلات الفضاء.

GPS: تكلفة البرنامج بالمليارات

بعد إطلاقه في المدار ، لن يعمل القمر الصناعي هناك إلى الأبد. الإصدارات الأقدم لها دورة حياة 7,5 سنوات ، والإصدارات الأحدث 12 سنة ، ومن المتوقع أن يظل أحدث نظام GPS III / IIIF في المدار لمدة 15 عامًا (بيانات إصدار الولايات المتحدة من النظام). بعد هذا الوقت ، يجب استبدال الجهاز ، لذلك يجب بناء عينة جديدة في ظروف معقمة ، وعندها فقط يمكن لهذا العمل الفني أن يدخل المدار.

بالإضافة إلى المعدات الموجودة في الفضاء ، هناك أيضًا معدات مراقبة على الأرض وموظفون مدربون تدريباً عالياً مسؤولين عن التحكم في النظام. العمل على تحسين المكون الأرضي مستمر أيضًا ، مع التركيز بشكل رئيسي الآن على الجيل الجديد من نظام التحكم التشغيلي (OCX) والأنظمة الفرعية ذات الصلة. يتم إدخال التغييرات تدريجياً ، حتى لا تعطل تشغيل نظام GPS بأكمله.

نظام GPS. أنواع وتاريخ ووصف العملية والمستقبليتم إنفاق حوالي 1,7 مليار دولار (السنة المالية 2020) لدعم النظام بأكمله. بالنسبة للسنة المالية 2021 ، طلب المطورون من الكونغرس الأمريكي 1,8 مليار دولار لتكاليف صيانة نظام GPS. لذلك ، بالنظر إلى هذه المبالغ ، لا يمكن إلا للدول الكبرى الحفاظ على نظام مستقل ، ويجب على الدول الأخرى استخدام الأنظمة الموجودة. لإظهار كيفية نمو تكلفة البرنامج ، لا يسعنا إلا أن نقول إنه في عام 2012 كانت 750 مليون دولار (لا نأخذ في الاعتبار التضخم ومنهجية الحساب ومستواه هنا).

هل من السهل منع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)؟

يتم نسيان الأيام الذهبية لنظام GPS في القوات المسلحة ببطء. أصبح توهين إشارات الأقمار الصناعية وتشويشها أكثر شيوعًا ، ونتيجة لذلك ، لم تعد الأسلحة الدقيقة التي تعتمد فقط على البيانات الفضائية فعالة كما كانت من قبل. لا تؤثر المشكلة على الأسلحة نفسها فحسب ، بل تؤثر أيضًا على الطائرات والسفن والمركبات البرية وأي جهاز آخر مزود بجهاز استقبال GPS.

لقد رأينا أكثر من مرة أمثلة على حجب إشارة GPS في النقاط "الساخنة" على الأرض. وحدث أن السفن الضخمة في الميناء أو المبحرة على سبيل المثال في البحر الأسود اختفت فجأة من الخرائط وظهرت عليها على بعد 30 كيلومترًا ، وهذا مرتبط بأفعال الروس في هذه المنطقة. استمرارًا لهذا الموضوع ، يجب القول إن إجراءات مماثلة غالبًا ما تُتخذ في سوريا لضمان عمل القواعد الروسية في المنطقة. حتى إسرائيل تعاني من هذا النوع من التداخل ، حيث يعمل نظام تحديد المواقع في بعض الأحيان بشكل أسوأ ، وهذه مشكلة خطيرة ، على سبيل المثال لحركة الطيران المدني.

نظام GPS. أنواع وتاريخ ووصف العملية والمستقبل

التداخل مع إشارة GPS ليس بالأمر الصعب. إن جهاز الإرسال اللاسلكي الذي يتمتع بالقدرة والتردد المناسبين الموجود بالقرب من هدف محمي يمنع مستقبلات GPS من تلقي البيانات الصحيحة. يحاول مصنعو الأقمار الصناعية مكافحة ذلك من خلال تطوير إشارات مقاومة للتداخل أكثر من أي وقت مضى ، ومجهزة بأحدث إصدارات المعدات. ومع ذلك ، فهذه لعبة قط وفأر ، والميزة في جانب المدمرات. يمكنهم الاستجابة للتغيير بشكل أسرع بتكاليف أقل وقدرات أكبر. بعد كل شيء ، لا تتغير الأقمار الصناعية في غضون أسبوع.

بالإضافة إلى الأغراض الخبيثة ، تُستخدم طرق حجب GPS أيضًا لحماية رؤساء الدول. ليس من المستغرب أن الروس مغرمون بشكل خاص بمثل هذه الأدوات. هذا ينطبق بشكل خاص على تحركات بوتين ، التي يحاولون جاهدًا إخفاءها في المنطقة التي يوجد بها ، قد لا تعمل جميع أنظمة الملاحة على الإطلاق لفترة معينة. يحمي الروس طريق سفر رئيسهم قدر الإمكان ، لذلك من خلال حظر أنظمة الملاحة ، فإنهم يحاولون ، جزئيًا على الأقل ، استبعاد هجوم بطائرة بدون طيار.

على الرغم من المشاكل والعيوب المذكورة أعلاه ، لا ينبغي أن نتوقع من الجيش التخلي عن نظام GPS. على العكس من ذلك ، سيتم تكثيف المعركة ضد أنظمة التشويش ، وسيتم إضافة أنظمة إضافية إلى المعدات والأسلحة التي ستمنع التشويش على إشارة GPS.

ستستمر الملاحة بالقصور الذاتي في التحسن ، وسيكون للأسلحة الدقيقة دائمًا طريقة تصويب أخرى فعالة بنفس القدر في الاحتياط. حاليا ، يجري العمل المكثف على مثل هذه الحلول. هناك حديث عن التنقل في الصور والملاحة الفضائية (العودة بالزمن إلى الوراء؟) والملاحة الشاذة المغناطيسية. تقنية عالية! لذلك ، لا يزال لدينا الكثير من الأشياء الممتعة التي تنتظرنا.

الملاحة عبر الأقمار الصناعية للأغراض المدنية

لكن المستخدم العادي ليس مهتمًا جدًا بما يمتلكه الجيش هناك. نريد أن يساعدنا نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في تحديد موقعنا بدقة الملاح حددت بشكل صحيح مسار المشي في الجبال أو الجري الصباحي أو أثناء رحلة بالسيارة. من الصعب الآن تخيل حياة شخص عصري بدون هذه المرافق.

من حيث المبدأ ، يمكننا القول أنه حتى إذا لم نستخدم نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بشكل مباشر ، أي أننا لا نقوم بتشغيل جهاز الاستقبال بأنفسنا ، فلا يزال بإمكاننا استخدامه. يعمل النظام بشكل مستقل ، فقد أصبح جزءًا مألوفًا ومريحًا وضروريًا من حياتنا.

اقرأ أيضا:

Yuri Svitlyk
Yuri Svitlyk
ابن جبال الكاربات، عبقري الرياضيات غير المعترف به، "المحامي"Microsoft، الإيثار العملي، اليسار واليمين
المزيد من المؤلف
- الإعلانات -
اشتراك
يخطر حول
ضيف

0 التعليقات
المراجعات المضمنة
عرض كل التعليقات
مقالات أخرى
اشترك للحصول على التحديثات

احدث التعليقات

شائع الآن
0
نحن نحب أفكارك، يرجى التعليق.x