با رشد فزاینده فناوری و تکنولوژی، هر روز با سؤالات جدیدی روبه‌رو می‌شویم. یکی از این سؤالات می‌تواند این باشد که GNSS چیست؟ واژه GNSS برگرفته از سرنام‌های کلمات لاتین Global Navigation Satellite System یعنی سامانه ناوبری ماهواره‌ای با پوشش جهانی است. مهم‌ترین کاربرد GNSS مربوط به امور نظامی است و علاوه‌برآن برای هواشناسی و نقشهبرداری هم از آن استفاده می‌شود.
نحوه عملکرد GNSS به‌صورت خلاصه شامل 4 مرحله است که در مرحله اول سیگنالها از ماهواره به زمین ارسال شده و گیرنده‌ها، سیگنالها را دریافت می‌کنند. در این مقاله از گروه شرکت تلاش توسعه نیک آریا تلاش می‌کنیم تا به‌صورت دقیق به سؤال GNSS چیست؟ پاسخ دهیم.
ردیاب های GNSS تلتونیکا
تکنولوژی نقش بسیار زیادی در رفاه و آسایش زندگی انسان داشته و ردیاب‌ها یکی از بهترین نمونه‌ها برای افزایش امنیت خودروها و بسیاری دیگر از اشیا دیگر هستند. ردیاب‌های تلتونیکا دستگاه‌های پیشرفته‌ای هستند که با کمک سیستم GNSS خودروها را ردیابی می‌کنند. احتمالاً این سؤال پیش آید که GNSS چیست؟ GNSS سیستم ماهواره‌ای ناوبری جهانی است که نقش مهمی در ردیابی موقعیت خودروها، مدیریت ناوگان حمل‌ونقل و… دارد. برخی از انواع ردیاب‌های تلتونیکا عبارت‌اند از:
- ردیاب خودرو FMC130: دستگاه ردیاب کوچک با پوشش شبکه 4G با سازگاری بازگشتی 2G و 3G، دارای آنتن GNSS و باتری پشتیبان، مجهز به ورودی آنالوگ و ورودی و خروجی‌های دیجیتال، ماژول GNSS و…
- ردیاب خودرو FMB640: دستگاه بسیار پیشرفته و کاربردی برای مدیریت و کنترل ناوگان‌های حمل‌ونقل، دارای مودم قدرتمند GSM/GPRS، دارای ماژول پیشرفته GNSS، پشتیبانی از سیستم‌های موقعیت‌یاب جهانی مانند GLONASS, GPS, Galilio
- ردیاب FMB122: یک ردیاب حرفه‌ای برای موقعیتیابی خودرو، دارای آنتن داخلی و خارجی قوی برای جمع‌آوری مختصات دقیق خودرو، دارای آنتن‌های داخلی GPS و GSM، توانایی ذخیره یک میلیون موقعیت در حافظه داخلی در صورت قطعی اینترنت، دارای آنتن داخلی قوی GSM و آنتن خارجی GNSS و…
GNSS چیست؟
در پاسخ به سؤال GNSS چیست؟ باید گفت که کارکرد GNSS همانند GPS بوده؛ ولی فناوری GPS تنها سیگنال‌های ماهواره‌های یک کشور را شامل می‌شود؛ ولی GNSS شامل مجموعه‌ای از ماهواره‌های کشورهای مختلف است. GNSS همان سیستم ناوبری ماهواره‌ای جهانی است و باتوجه‌به کاربردهای GNSS از سیستم‌های مختلف تشکیل شده است. این سیستم‌ها عبارت‌اند از:
- سیستم Galileo: اروپا (سیستم جهانی)
- سیستم GPS: آمریکا (سیستم جهانی)
- سیستم Beidou: چین (سیستم جهانی)
- سیستم GLONASS: روسیه (سیستم جهانی)
- سیستم IRNSS: هند (سیستم منطقه‌ای)
- سیستم QZSS: ژاپن (سیستم منطقه‌ای)
یکی دیگر از سیستم‌های GNSS، سیستم SBAS است که برای بهبود یکپارچگی، دقت و استمرار دردسترس‌بودن دادههای GNSS استفاده می‌شود. انواع سیستم SBAS عبارت‌اند از:
- EGNOS: اروپا
- WAAS: آمریکا
- MSAS: ژاپن
- GAGAN: هند
- SDCM: روسیه
بعد از رسیدن به پاسخ GNSS چیست؟ باید ببینیم این سیستم به چه چیزهایی نیاز دارد. GNSSS به یک سیستم زمانی مشترک نیاز دارد و باید هر کدام از منابع سیگنال قابل‌تشخیص باشند. علاوه بر این زمان انتقال سیگنال هم باید قابل‌اندازه‌گیری باشد. هر سیگنال نیز شامل سه بخش است که عبارت‌اند از:
- سیگنال حامل (Carrier Signal)
- کد فاصله‌یابی/ شبه نویز تصادفی (PRN Code)
- اطلاعات ناوبری
کاربرد GNSS
GNSS چیست؟ سیستم ناوبری ماهواره‌ای جهانی در حوزه‌های مختلف کاربرد دارد. ازجمله موارد کاربرد GNSS می‌توان به موقعیتیابی دقیق خودروها و اشیای دیگر، نقشهبرداری، ناوبری و… اشاره کرد. در ادامه این موارد را بررسی می‌کنیم.
- ناوبری: به‌عنوان یک سیستم ناوبری برای کشتی‌ها، هواپیما، خودروها و تمام وسایل متحرک
- موقعیتیابی دقیق: تعیین دقیق موقعیت نقاط مختلف برای پروژه‌های مهندسی، نقشهبرداری و…
- نقشهبرداری: برای تهیه انواع نقشه‌های توپوگرافی، هیدروگرافی، نقشهبرداری دریایی، مدیریت اراضی و…
- پایش و نظارت: برای پایش و نظارت بر تغییراتی مانند نشست زمین، زمین‌لرزه و سایر تغییرات زمین‌شناسی
- زمان‌بندی: همگام کردن دقیق ساعت‌ها برای سیستم‌های مختلف مانند سیستم‌های توزیع برق و شبکه‌های مخابرات
از دیگر موارد کاربرد GNSS استفاده از آن در سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی برای جمع‌آوری، مدیریت و تحلیل دادههای جغرافیایی است. در پاسخ به این سؤال که در سیستم‌های جغرافیایی کاربردهای GNSS چیست؟ باید گفت که GNSS به‌عنوان منبع اصلی دادههای موقعیتیابی نقش مهمی در GIS داشته و با استفاده از آن علاوه بر تهیه نقشه‌های دیجیتالی می‌توان برای تحلیل‌های دقیق مکانی هم استفاده کرد.
چالش های GNSS
GNSS چیست؟ البته در کاربرد GNSS محدودیت‌ها و چالش‌هایی نیز وجود دارد که می‌تواند بر نحوه عملکرد GNSS و دقت آن تأثیر بگذارد. برخی از این چالش‌ها عبارت‌اند از:
- چند مسیر بودن یا Multipath که احتمال برخورد سیگنالها به ساختمان‌ها، درختان یا سایر موانع را افزایش داده و موجب انحراف سیگنالها از مسیر اصلی خود شوند. انحراف می‌تواند موجب کاهش دقت در تعیین موقعیت مکانی شود
- تداخل سیگنالها در اثر تداخلات رادیویی از دستگاه‌های الکترونیکی، تجهیزات مخابراتی، یا حتی پدیده‌های طبیعی مانند طوفان‌های خورشیدی
- شرایط محیطی در مناطقی با پوشش گیاهی متراکم یا مناطق شهری با ساختمان‌های بلند امکان ضعیف‌شدن سیگنال‌های GNSS وجود دارد. این مشکل می‌تواند دقت و قابلیت اطمینان موقعیتیابی را کاهش دهد. علاوه بر این شرایط جوی نامساعد مانند باران شدید، برف، یا گردوغبار بر کیفیت سیگنال‌های GNSS تاثیر منفی گذاشته و دقت موقعیتیابی کاهش یابد.
باوجود این مشکلات و محدودیت‌ها، تحقیقات برای توسعه راهکارهای مؤثرتر در زمینه توسعه GNSS همچنان ادامه دارد تا دقت و قابلیت‌ها برای بهبود عملکرد GNSS افزایش یابد.
نحوه عملکرد GNSS
تا این قسمت اطلاعات کلی درباره GNSS چیست؟ و کاربرد GNSS چه حوزه‌هایی را شامل می‌شود به دست آوردیم. روش عملکرد GNSS از 4 مرحله تشکیل شده است که عبارت‌اند از:
1. ارسال سیگنال از ماهواره
اولین مرحله چگونگی عملکرد GNSS مربوط به ارسال سیگنال از ماهواره است. ماهواره‌های GNSS همواره سیگنال‌های رادیویی را به زمین ارسال می‌کنند. سیگنالها دارای اطلاعات زمانی و مداری هستند و همان‌طور که گفته شد این سیگنالها از سه بخش تشکیل شده‌اند که عبارت‌اند از:
- کد شبه‌تصادفی (Pseudo Random Code) که منحصر به هر ماهواره بوده و گیرنده می‌تواند از طریق آن سیگنال‌های مختلف را از یکدیگر تفکیک کند.
- کد حامل که دارای سیگنال‌های حامل با فرکانس بالا بوده و برای محاسبه دقیق زمان رسیدن سیگنال به گیرنده استفاده می‌شوند.
- دادههای ناوبری که حاوی اطلاعات مربوط به موقعیت ماهواره، وضعیت سیستم و زمان دقیق ارسال سیگنال است.
2. دریافت سیگنال توسط گیرنده
گیرنده‌های GNSS همانند گیرنده‌های GPS سیگنال‌های ارسالی از ماهواره‌ها را دریافت کرده و آن‌ها را تحلیل می‌کنند. گیرنده‌ها با استفاده از آنتن‌های مخصوص سیگنالها را دریافت کرده و با استفاده از اطلاعات زمانی و مداری فاصله خود را از هر ماهواره محاسبه می‌کنند. گیرنده‌ها با استفاده از زمان ارسال و دریافت سیگنال، فاصله خود را از ماهواره محاسبه می‌کنند. این فاصله اغلب بر اساس سرعت نور و زمان رفت‌وبرگشت هر سیگنال مشخص می‌شود.
3. تعیین موقعیت
در سومین مرحله از نحوه عملکرد GNSS و در ادامه مبحث GNSS چیست؟ گیرنده برای تعیین موقعیت دقیق یعنی طول و عرض جغرافیایی و ارتفاع باید سیگنال‌های 4 ماهواره را دریافت کند. سپس با کمک محاسبات ریاضی پیچیده موقعیت مکانی گیرنده بر روی زمین مشخص می‌شود.
4. اصلاح خطاها
در آخرین مرحله کاربرد GNSS و نحوه عملکرد آن باید خطاها اصلاح شود. همان‌طور که در بخش چالش‌ها گفته شد عوامل مختلف محیطی و جوی می‌تواند در سیگنالها اختلال ایجاد کند. برای افزایش محاسبات تصحیح خطاها از روش‌های مختلف مانند استفاده از سیستم‌های SBAS یا تصحیح دادههای تفاضلی استفاده می‌شود.
جمع‌بندی
در این مقاله تلاش کردیم تا به بهترین صورت به سؤال GNSS چیست؟ پاسخ دهیم. GNSS سیستم جهانی ناوبری ماهواره‌ای است که نقش مهمی در تعیین موقعیت خودروها و اشیای متحرک دارد. از دیگر موارد کاربرد GNSS نقشهبرداری، مدیریت اراضی، مدیریت و تحلیل دادههای جغرافیایی و همگام کردن دقیق ساعت‌ها برای سیستم‌های مختلف است.
نحوه عملکرد GNSS شامل 4 مرحله است که عبارت‌اند از: ارسال سیگنال از ماهواره، دریافت سیگنال و محاسبه فاصله، تعیین موقعیت و تصحیح خطاها است. شرکت تلتونیکا/ تلاش توسعه نیک آریا عرضه‌کننده انواع ردیاب و تجهیزات شبکه مانند روتر، سوئیچ، گیت وی و مودم است. تمام محصولات این شرکت زیرنظر طراحان و متخصصان شرکت طراحی و تولید شده و مطابق با استانداردهای جهانی هستند. برای کسب اطلاعات بیشتر در زمینه خرید کالا و مشاوره با متخصصان این شرکت از طریق بخش تماس با ما اقدام کنید.
