• Slide 1
  • Slide 2

سامانه های مکمل موقعیت یابی و ناوبری

توسعه طبیعی سامانه های موقعیت یاب و رشد تعداد کاربران به ویژه در ناوبری هوایی، سامانه های موقعیت یاب با منبع تک نقطه ای را به سمت سامانه های موقعیت یاب چندگانه و یا سامانه های منطقه ای و جهانی سوق داد. بیش از 30 سال است که سامانه های موقعیت یاب ماهواره ای جهانی (GNSS) نظیرGPS GLONASS و Beidou شکل گرفتند، ولی در عمل برای استفاده کاربر با مخاطرات زیادی روبرو شدند. پس از تجربه های کاربری مشخص شد که سامانه های موقعیت یاب ماهواره ای به تنهایی از کارایی لازم برخوردار نیستند، به ویژه در ناوبری هواپیمایی و مواردی که امنیت کاربری مهم است. اطلاعات این سامانه ها فاقد شاخص های کیفیت و صحت هستند. شاخص های کیفیت و صحت شامل موارد زیر است:

دقت (Accuracy) به معنی میزان متابعت موقعیت تخمینی با موقعیت واقعی

اطمینان (Reliability) به معنی توانایی اعتبار یک سیستم در فراهم کردن سرویس مورد نیاز در یک مدت زمان مشخص بدون وقفه میزان

دستیابی (Availability) به معنی درصدی از زمان که سرویس سیستم قابل استفاده می‌شود

درستی و صحت (Integrity) به معنی توانایی یک سیستم در فراهم کردن به موقع هشدارها به کاربر در مواقعی که سیستم نمی‌تواند استفاده شود.

کاربر در زمان استفاده از هر سامانه موقعیت یابی باید در زمینه دقت، میزان دوام، درستی و صحت اطلاعات دریافتی باخبر باشد.

محدودیت های سامانه های موقعیت یاب فضاپایه

سامانه های موقعیت یاب ماهواره ای (GPS، GLONASS، Galileo) در عمل با محدودیت های مختلفی روبرو هستند. این محدودیت ها به مسائلی همچون خطای چندمسیری، وجود لایه های یونسفر و تروپسفر، پارامترهای مداری، از کارافتادگی غیرمترقبه ماهواره، عدم دسترسی به ماهواره به خاطر برنامه تامین و نگهداری، تعمیرات، تغییر موقعیت یا آزمایش ماهواره و نبود عملیات پشتیبان زمینی (سلامت مرکز کنترل اصلی و امکانات مخابراتی آنها) بستگی دارند. سیگنال های ناشی از فعالیت های فرستنده های معمولی از نمونه های تداخل در دریافت سیگنال ماهواره ها به شمار می روند. با این وجود خطاهای ناشی از لایه های تروپسفر و یونسفر از مهمترین عوامل اختلال سامانه های موقعیت یاب فضاپایه محسوب می شوند.

سامانه های مکمل ناوبری

سامانه های مکمل ناوبری ماهواره های، برای بهبود مشخصات ناوبری همچون دقت، اطمینان و قابلیت دسترسی به کار رفته و در مراحل پردازش با کاربرد اطلاعات اضافی دقت موقعیت یابی را افزایش می دهند. برخی از این سامانه ها، اطلاعاتی اضافی برای اصلاح منابع خطا (همچون تغییرات ساعت، پارامترهای مداری یا تاخیر یونسفر) و برخی دیگر میزان خطاهای سیگنال در گذشته را بطور مستقیم اندازه گیری و ارائه می کنند. دقت تعیین موقعیت در سامانه های موقعیت یاب GPS بستگی به تعداد ماهواره های رویت شده از گیرنده و مکان هندسی آنها نسبت به گیرنده دارد ولی در شرایط متعارف دو سطح از دقت را ارائه می کنند. خدمات موقعیت یابی استاندارد که در اختیار عموم قرار دارد، دقتی در محور افق 100 متر، در محور عمود 150 متر و دقت زمان آن 340 نانوثانیه است. در خدمات موقعیت یابی دقیق (PPS) دقتی درحدود 22 متر در صفحه افق و 7/27 متر در محور عمود مد نظر است. دقت موقعیت یابی دقیق با سامانه های مکمل موقعیت یابی به حدود 1.2 متر در صفحه افق و 1.7 متر در محور عمود رسیده است.

سامانه GLONASS نیز دارای دقت غیرنظامی 100 متر در صفحه افق و 150 متر درارتفاع می باشد. در حالیکه دقت کاربری نظامی حدود 20 متر در صفحه افق و حدود 34 متر در محور عمودی دارد. دقت موقعیت یابی با سامانه های مکمل به حدود 2 متر رسیده است منابع خطای ایجادی که موجب کاهش دقت کلیه سامانه های اندازه گیری می شود عبارتند از خطای زمانبندی ساعت ماهواره، خطای مکانی ماهواره، بازتاب های یونسفر و تروپسفرف نویز گیرنده، اثر چندمسیری و دسترسی انتخابی تداخلات (عمدی یا غیرعمدی) .

سامانه های مکمل ناوبری، برای بهبود مشخصات ناوبری همچون دقت، اطمینان و قابلیت دسترسی بکار رفته که با کاربرد اطلاعات اضافی در مراحل پردازش سبب بهبود مسیریابی می شوند و به دو بخش کلی تقسیم می شوند:

• سامانه های مکمل ماهواره پایه (SBAS)

• سامانه های مکمل زمین پایه (GBAS)

سامانه های SBAS اساسا بر پایه کاربرد پیام های ماهواره ای بعنوان مکمل ناوبری در مناطق و نواحی وسیع عمل کرده و از ایستگاه های زمینی که در نقاطی کاملا مشخص و دقیق قرار دارند برای اندازه گیری سیگنال های ماهواره های ناوبری و دیگر عوامل محیطی موثر بر دریافت سیگنال های ماهواره های ناوبری توسط کاربران تشکیل شده اند. با کاربرد این اندازه گیری ها، پیام های اطلاعاتی مکمل تولید و برای یک یا چند ماهواره برای کاربران نهایی ارسال می شوند.

سامانه های SBAS مختلفی در حال پیاده سازی یا اجرا هستند که مطابق شکل-1 عبارت هستند از:

• سیستم WAAS در آمریکا

• سیستم EGNOS در اروپا

• سیستم MAS در ژاپن

• سیستم GAGAN در هندوستان

• سیستم SDCM در روسیه

شکل فوق محدوده پوششی سیستم های SBAS در جهان را نمایش می دهد. سیستم SBAS طراحی شده برای بهبود دقت سامانه موقعیت یاب روسی GLONASS سیستم SDCM بوده و شکل فوق محدوده پوشش آن را نمایش می دهد. در صورت استقرار سایت بهبود ناوبری سامانه موقعیت یاب روسی GLONAS در خاک ایران پوشش منطقه SDCM افزایش یافته و تا اطراف کشور ایران را دربر می گیرد.

با بهبود دقت سامانه های ناوبری از طریق Augmentation امکانات جدیدی از جمله دقت بیشتر در ناوگان حمل و نقل، اکتشاف نفت برای موقعیت یابی پلتفورم ها در دریا، کابردهای بهینه در Geodesy و نیز کشاورزی دقیق اضافه خواهد شد.

تماس با ما

تهران، بلوار نلسون ماندلا، خیابان شهید سلطانی، شماره 34

22015926 021

22015926 021

www.dotrinex.ir

info@dotrinex.ir