1397/01/27

سامانه‌های ناوبری ماهواره‌ای چگونه کار می‌کنند؟+ فیلم

سامانه ناوبری ماهواره‌ای جهانی که به اختصار GNSS نامیده می‌شود، سامانه‌ایست که از تعدادی ماهواره کوچک برای تشخیص موقعیت دقیق جغرافیایی دریافت‌کننده‌ای استفاده می‌کند که توسط کاربر حمل می‌شود. این فناوری ابتدا توسط نیروی هوایی ارتش آمریکا با عنوان سامانه موقعیت‌یابی جهانی (GPS) توسعه یافت. GPS در آغاز...
سامانه‌های ناوبری ماهواره‌ای چگونه کار می‌کنند؟+ فیلم

آیا می‌دانید که نحوه عملکرد سامانه‌های ناوبری ماهواره‌ای جهانی چگونه است؟ چگونه دسته‌هایی کوچک از ماهواره‌ها می‌توانند موقعیت دقیق یک هدف را بر روی زمین مشخص کنند؟ در این مطلب توضیح مختصری در مورد این سامانه‌های مفید و ارزشمند ارائه شده است.

سامانه ناوبری ماهواره‌ای جهانی که به اختصار GNSS نامیده می‌شود، سامانه‌ایست که از تعدادی ماهواره کوچک برای تشخیص موقعیت دقیق جغرافیایی دریافت‌کننده‌ای استفاده می‌کند که توسط کاربر حمل می‌شود.

این فناوری ابتدا توسط نیروی هوایی ارتش آمریکا با عنوان سامانه موقعیت‌یابی جهانی (GPS) توسعه یافت. GPS در آغاز فعالیت خود فقط در دسترس نیروهای دفاعی آمریکا بود اما امروزه شهروندان عادی در سرتاسر جهان به آن دسترسی دارند. ظهور و پیشرفت گوشی‌های همراه هوشمند، دسترسی به این فناوری را افزایش داد و همه‌گیر شدن استفاده از ناوبری ماهواره‌ای باعث ظهور سامانه‌های ناوبری جدید شد. از این جمله می‌توان به سامانه گلوناس (GLONASS) متعلق به روسیه و سامانه گالیله متعلق به اتحادیه اروپا اشاره کرد. گالیله در سال 2020 به صورت کامل عملیاتی خواهد شد.

غیر از سامانه‌های ذکرشده، سامانه‌های ناوبری کشورهای دیگر نیز راه‌اندازی شده‌اند که البته پوشش جهانی ندارند و فقط محدوده‌ای خاص را پوشش می‌دهند. سامانه بایدو (BeiDou) متعلق به چین، IRNSS متعلق به هند و سامانه QZSS ژاپن در این دسته قرار می‌گیرند. البته شنیده‌ها حای از آن است که چین قصد دارد تا سال 2020 پوشش بایدو را جهانی کند.

اما نحوه کار سامانه‌های ناوبری ماهواره‌ای چگونه است؟

با وجود اینکه ماهواره‌های سامانه GNSS، از لحاظ طول عمر و طراحی متفاوت هستند، اساس کار همه آن‌ها یکسان است. این ماهواره‌ها دو موج حامل را با عنوان L1 و L2 در باند L مخابره می‌کنند. امواج حامل، امواجی الکترومغناطیسی هستند که اطلاعات را از ماهواره به زمین منتقل می‌کنند.

اکثر گیرنده‌های زمینی GNSS دارای دو بخش هستند؛ آنتن و واحد پردازش، آنتن سیگنال‌های ماهواره‌ای را دریافت کرده و واحد پردازش آن را ترجمه می‌کند. برای مشخص کردن موقعیت دریافت‌کننده، جمع‌آوری اطلاعات از حداقل سه ماهواره مورد نیاز است.

ماهواره‌های GNSS هر ۱۱  ساعت و ۵۸ دقیقه و ۲ ثانیه یک بار در مدار MEO به دور زمین گردش می‌کنند. هر ماهواره سیگنال‌های کدگذاری‌شده‌ای مخابره می‌کند که شامل اطلاعات دقیق مداری ماهواره و زمان دقیق مشاهده هدف مورد نظر می‌باشد که توسط ساعت اتمی و فوق دقیق ماهواره مشخص می‌شود.

اطلاعات زمانی منتشرشده توسط ماهواره به صورت کد به دریافت‌کننده فرستاده می‌شوند و سپس دریافت‌کننده زمان دقیقی را که سیگنال از ماهواره فرستاده شده تشخیص می‌دهد. این سیگنال شامل داده‌هاییست که دریافت‌کننده به کمک آنها موقعیت ماهواره‌ها را تشخیص می‌دهد. سپس با توجه به اختلاف زمانی بین ارسال و دریافت سیگنال، فاصله از ماهواره تا دریافت‌کننده محاسبه می‌گردد. وقتی که دریافت‌کننده فاصله دقیق خود را نسبت به هر ماهواره محاسبه کند، موقعیت خود را در یک سیستم مختصاتی زمین-پایه ترجمه کرده و ارتفاع، عرض و طول جغرافیایی خود را بدست می‎دهد.

برای فهم بیشتر نحوه کار ماهواره‌های ناوبری می‌توانید ویدیو زیر را مشاهده کنید.

 

منبع: geospatialworld

ناوبری فضایی | عکس و فیلم و اینفوگرافیک |

نظر شما
اخبار مرتبط

ناوبری فضاپایه چاره‌ای برای تصادف کشتی‌ها

1396/10/28
حادثه دریایی را یک درام غم‌انگیز که به آهستگی اتفاق می‌افتد، می‌دانند زیرا برای ناخدا از چند دقیقه قبل از وقوع حادثه مشخص می‌شود که برخورد با کشتی مقابل اجتناب‌ناپذیر است اما دیگر شرایط...

سامانه ناوبری زمین‌پایه بریتانیا زیر سایه گالیله

1396/12/20
به تازگی سندی با عنوان "تاثیرات قطع شدن سامانه‌های ناوبری فضاپایه بر اقتصاد بریتانیا" منتشر شده و منجر به واکنش مثبت و حمایت دولت بریتانیا شده است. سند مذکور به این نکته اشاره دارد که با...

پربازدیدکننده ترین خبر

اپسیلون ژاپنی با هفت ماهواره به فضا پرتاب شد

ژاپن نخستین پرتاب خود را در سال 2019 با استفاده از موشک اپسیلون انجام داد. در این پرتاب هفت ماهواره را مدار قرار گرفت. اپسیلون از مرکز فضایی اوچینورا در ساعت 09:50:20 به وقت محلی (00:50 به وقت گرینویچ) به فضا پرتاب و طی یک زمان 9 دقیقه و17 ثانیه ای محموله را به مقصد رساند. ماهواره 200 کیلوگرمی ماهواره راپیس-1 (RAPIS-1)، مکعبی با ابعاد یک متر است که توسط شرکت آکسل اسپیس (Axelspace) با هدف آزمایش قطعات در مدار برای استفاده بالقوه در ماموریت های آینده طراحی و ساخته شده است. یکی دیگر از محموله های موشک اپسیلون در این پرتاب، سامانه ای به نام آسترو لیو-1 (Astro Live 1 (ALE-، یک ماهواره 68 کیلوگرمی طراحی و ساخته شده توسط شرکت ژاپنی آسترو لیو اکسپرینس(Astro Live Experiences) است که برای ایجاد شهاب سنگ مصنوعی استفاده می شود. این ماهواره گلوله های کوچک به قطر حدود یک سانتی متر را به جو شلیک می کند. محموله دیگر ، ماهواره 50 کیلوگرمی هودویوشی-2 (Hodoyoshi-2) است که به عنوان یک ابزار نجومی برای یک کنسرسیوم پژوهشی بین المللی به رهبری دانشگاه توکیو راهی مدار زمین شد. محموله دیگری که در این پرتاب در مدار قرار گرفت، میکرودراگون (MicroDragon) یک ماهواره 50 کیلوگرمی مرکز ملی ماهواره ویتنام است که برای مطالعه مناطق ساحلی ویتنام، جمع آوری داده ها جهت کمک به تعیین کیفیت آب، و نظارت بر تغییرات در خط ساحلی کشور است. از جمله سه ماهواره دیگری که با اپسیلون در مدار قرار گرفت، نخستین آنها تاسواره ای با نام اوریگامی ست (OrigamiSat) در اندازه 10 در 10 در 34 سانتی متر بود. این ماهواره ها توسط موسسه فناوری توکیو اداره می شود. اوریگامی ست هنگامی که در مدار قرار می گیرد، استقرار یک ساختار با لایه ای نازک را آزمایش می کند. این ماهواره همچنین دارای یک فرسنتده رادیو آماتور است.