موقعیت‌یابی دقیق با ترکیب سامانه‌های فضایی و زمینی محقق می‌شود

به گزارش خبرگزاری آنا؛ دقت در تعیین موقعیت، یکی از کلیدی‌ترین فناوری‌های عصر حاضر است که از ناوبری هوایی و دریایی تا کاربردهای روزمره زندگی مدرن را تحت تأثیر قرار داده است. سامانه‌های موقعیت‌یاب جهانی مانند GPS اگرچه دستاورد بزرگی محسوب می‌شوند، اما به تنهایی قادر به تأمین دقت و پایداری مورد نیاز در همه شرایط نیستند.

خطاهای ناشی از عوامل جوی، تداخلات اتمسفری و محدودیت‌های فنی، دقت این سامانه‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهد. رئیس سازمان فضایی ایران در گفتگوی پیش‌رو به بررسی راهکار علمی و عملیاتی برای غلبه بر این چالش‌ها می‌پردازد.

ترکیب سامانه‌های فضایی با تجهیزات زمینی، کلید دستیابی به ناوبری دقیق و مطمئن است. این گفت‌وگو نشان می‌دهد چگونه فناوری‌های بومی می‌توانند امنیت و دقت موقعیت‌یابی را در کشور تضمین کنند. آیا می‌دانید چگونه می‌توان خطاهای موقعیت‌یابی را به حداقل رساند؟ نقش سامانه‌های زمینی در تکمیل زنجیره ناوبری چیست؟ پاسخ این پرسش‌ها و جزئیات بیشتر را در گفت‌وگوی آناتک با حسن سالاریه، رئیس سازمان فضایی ایران بخوانید.

ساختار فنی و نحوه عملکرد ماهواره‌های موقعیت‌یاب
رئیس سازمان فضایی ایران با اشاره به ساختار فنی این سامانه‌ها توضیح داد: ماهواره‌های موقعیت‌یاب جهانی معمولاً در مدار‌هایی با ارتفاع حدود ۲۰ هزار کیلومتر قرار دارند و به‌گونه‌ای آرایش یافته‌اند که در هر زمان و مکان تعدادی از این ماهواره‌ها (حداقل ۴ ماهواره) در دسترس گیرنده‌ها باشند. این آرایش امکان موقعیت‌یابی را فراهم می‌کند. ماهواره‌هایی که برای سیستم‌های موقعیت یابی استفاده می‌شوند، مجهز به ساعت‌های دقیق اتمی هستند که با دقت بسیار بالایی این ساعت‌ها با هم هماهنگ کار می‌کنند. به زبان ساده از روی مدت زمان ارسال سیگنال هر ماهواره به گیرنده و با توجه به معلوم بودن سرعت نور (سرعت انتقال امواج الکترومغناطیسی) می‌توان فاصله هر دستگاه گیرنده را از هر یک ماهواره‌ها تعیین نمود. با داشتن چهار فاصله از چهار ماهواره مختلف امکان تعیین موقعیت هر دستگاه گیرنده به کمک روابط هندسی امکان پذیر است. البته عوامل گوناگونی هم باعث بروز خطا می‌شود که به روش‌های مختلف این خطا‌ها قابل مدیریت و کاهش است.
نقش سامانه‌های اصلاح زمینی در بهبود موقعیت یابی
سالاریه با اشاره به نقش سامانه‌های اصلاح سیگنال گفت: برای افزایش دقت موقعیت‌یابی، بسیاری از کشور‌ها اقدام به نصب تجهیزات زمینی اصلاح‌کننده کرده‌اند. این تجیهزات زمینی خطا‌های مختلفی که در ناوبری فضاپایه ناشی از عوامل مختلف مانند شرایط جوی و عدم تطبیق دقیق ساعت‌ها و ... وجود دارد را کاهش می‌دهند و دقت گیرنده‌های زمینی را بهبود می‌بخشند. در کشور‌های نهاد‌های متولی در این خصوص اقدامات موثری را در طی سال‌های گذشته انجام داده و می‌دهند.
لزوم هماهنگی‌های فنی و نهادی برای حوزه‌های تخصصی
وی خاطرنشان کرد: در حوزه تلفن‌های همراه، استفاده از سامانه‌های دیگرموقعیت‌یاب جهانی فضا پایه مانند بیدو یا روش‌های ترکیبی به لحاظ فنی میسر است و همانطور که توضیح داده شد بسیاری از گوشی‌های همراه این قابلیت‌ها را دارند. اما برای حوزه‌های تخصصی‌تر مانند خطوط هوایی و دریایی، نیاز به هماهنگی‌های فنی و نهادی وجود دارد تا بتوان از ظرفیت‌های موقعیت‌یابی به‌صورت دقیق و ایمن بهره‌برداری کرد.
وی همچنین با اشاره به سامانه‌های موقعیت‌یابی زمینی گفت: در کنار موقعیت‌یابی ماهواره‌ای، سامانه‌های زمینی نیز نقش مهمی دارند. با نصب آنتن‌ها و فرستنده‌های محلی در نقاط مختلف شهری و فرودگاه‌ها می‌توان موقعیت و زمان را با دقت بالا تعیین کرد. این سامانه‌ها باید از نظر زمانی کاملاً هم‌زمان باشند تا عملکرد دقیق‌تری ارائه دهند.
لزوم استفاده از ترکیب سامانه‌های فضایی و زمینی
معاون وزیر ارتباطات ادامه داد: برای دستیابی به موقعیت‌یابی دقیق، باید از ترکیب سامانه‌های فضایی و زمینی نیز استفاده کنیم. زیرساخت‌های ارسال سیگنال زمینی، و فرستنده‌های محلی نقش مهمی در کاهش خطا‌های ناوبری و افزایش مقاومت آنها در شرایط اضطراری دارند. همچنین در حوزه هوایی در کنار سیستم‌های فضاپایه موقعیت یابی از سامانه‌های اینرسیایی و تلفیقی هم باید استفاده کرد.
رئیس سازمان فضایی ایران با اشاره به مسیر‌های توسعه ماهواره‌های مخابراتی کشور گفت: دو مسیر اصلی پیش‌روی ماست؛ یکی توسعه ماهواره‌های بزرگ در مدار GSO که خدمات پهنای باند در باند‌های فرکانسی مختلف نظیر Ku بدهند که طبیعتا پلتفرم‌های سنگین تری هستند و تجهیزات خاص تری لازم دارند، و دیگری توسعه منظومه‌های سبک‌تر در مدار‌های پایین‌تر که با تعداد بیشتری ماهواره، که بتوانند پوشش پیوسته ارائه می‌دهند.
ترکیب سامانه‌ها و افزایش مقاومت ناوبری
سالاریه در پایان با اشاره به ترکیب سامانه‌های مختلف موقعیت‌یابی خاطرنشان کرد: ما با مجموعه‌ای از سامانه‌های موقعیت‌یاب مواجه هستیم؛ از ماهواره‌ها در مدار‌های گوناگون، که مستقلا و بعضا به صورت کمک ناوبری عمل می‌کنند، تا سامانه‌های زمینی و محلی که در نقاط خاص نصب شده‌اند. البته استفاده گسترده از ماهواره‌های ارتفاع پایین مستلزم داشتن ساعت‌های دقیق و تجهیزات پرهزینه به تعداد زیاد است که در بسیاری از موارد صرفه نیست. ترکیب این سامانه‌ها به کمک الگوریتم‌های تلفیقی و هوشمند می‌تواند احتمال خطا را در ناوبری در شرایط گوناگون کاهش دهد و اصطلاحا مقاومت سیستم ناوبری را افزایش دهد.