موقعیت یابی جهانی : تاریخچه و فن آوری

[oldmagina 9,236]

بخش فضایی :

بخش فضایی ( Space Segment ) از ماهواره های مستقر در مدار زمین تشکیل شده است که به اختصار ماشینهای فضایی ( Space Vehicle ) نیز نامیده می شوند. در طراحی اولیه GPS بیست وچهار ماشین فضایی مورد نیاز بود که در هشت مدار دایره ای و در هر مدار حداکثر سه ماهواره قرار می گرفتند. بعدها این طرح تبدیل به شش مدار شد و در هر مدار حداکثر چهار ماشین فضایی در نظر گرفته شد. 

 

یک ماهواره GPS از نوع block II-A

نقشه شش مداری حداکثر 55 درجه انحراف مداری دارد که هر مدار 60 درجه فاصله از گره نزولی دارد. زمان مداری نصف یک روز نجومی است ؛ معنی آن این است که روزانه حدود 11 ساعت و 58 دقیقه طول می کشد تا ماهواره از روی مکان قبلی یا تقریبا نزدیک آن عبور کند .

 

مدارها به شکلی تنظیم شده اند که در تمام ساعات شبانه روز و تقریبا از تمام نقاط سطح زمین ، حداقل 6 ماهواره در خط دید باشند . برای تحقق این موضوع فاصله یکسانی برای ماهواره های موجود در مدار مشترک در نظر گرفته نشده است . ( 90 درجه با هم نیستند) . اگر ساده تر در نظر بگیریم فاصله زاویه ای بین بین ماهواره ها به این شکل است : 30 ، 105 ، 120 ، 105 درجه که در مجموع 360 درجه می شود.

ارتفاع مداری حداکثر حدود 20200 کیلومتر است ، یعنی شعاع مداری حداکثر 26600 کیلومتر است. هر ماشین فضایی ، در هر روز نجومی دوبار و همان مسیر قبلی را نسبت به زمین می پیماید. این مساله مخصوصا هنگام ارتقا و تکمیل سیستم خیلی کمک کننده بود چرا که حتی فقط با 4 ماهواره و جاگیری صحیح ، هر چهار ماهواره در طی چند ساعت ، از یک نقطه خاص قابل رویت بودند. برای عملیاتهای نظامی ، تکرار گذرهای زمینی از یک منطقه می تواند منجر به اطمینان از پوشش خوب منطقه نبرد باشد.

در فوریه 2016 ، 32 ماهواره در سیستم GPS حضور داشتند که 31 عدد از آنها فعال بودند. ماهواره های اضافی دقت محاسبات گیرنده های  GPS برای اندازه گیری های دقیق را افزایش می دهند. با افزایش تعداد ماهواره ها چینش آنها در مدارها به شکل ناهمسانی تغییر کرد. مزیت این شکل از چینش نسبت به فرم استاندارد این است که در صورت از دست رفتن یکی از ماشینها فضایی ( عدم کارکرد صحیح ) ، در دسترس بودن سیستم کاهش نمی یابد و هنوز مورد اعتماد باقی می ماند. با وضعیت فعلی از هر نقطه زمین و در هر زمانی در حدود 9 ماهواره به شکل همزمان در خط دید قرار دارند. این امر باعث افزایش قابل توجه اعتماد به دقت ، نسبت به حضور حداقل 4 ماهواره ، برای تعیین مکان می شود.

 

منبع : 1

[meysam93 243]

 

هر ماشین فضایی ، در هر روز نجومی دوبار و همان مسیر قبلی را نسبت به زمین می پیماید

چرا ماهواره ها را در مدارشان ثابت قرار ندادن؟ بخاطر استفاده از نور خورشید هست یا علت های دیگه ای؟!

[oldmagina 9,236]

چرا ماهواره ها را در مدارشان ثابت قرار ندادن؟ بخاطر استفاده از نور خورشید هست یا علت های دیگه ای؟!

 

سلام

با توجه به این که تقریبا همه ماهواره های موقعیت یابی در این مدار قرار گرفته اند ، دو تا از دلیلهای آن می تواند همین موارد ذکر شده در پست قبل باشد . دوباره این قسمت را اینجا نقل می کنم . احتمالا یک دلیل اصلی قسمت قرمز است ولی قسمت آبی هم می تواند دلیل خوبی در هنگام راه اندازی و ارتقا ایجاد کند .

 

 

ارتفاع مداری حداکثر حدود 20200 کیلومتر است ، یعنی شعاع مداری حداکثر 26600 کیلومتر است. هر ماشین فضایی ، در هر روز نجومی دوبار و همان مسیر قبلی را نسبت به زمین می پیماید. این مساله مخصوصا هنگام ارتقا و تکمیل سیستم خیلی کمک کننده بود چرا که حتی فقط با 4 ماهواره و جاگیری صحیح ، هر چهار ماهواره در طی چند ساعت ، از یک نقطه خاص قابل رویت بودند. برای عملیاتهای نظامی ، تکرار گذرهای زمینی از یک منطقه می تواند منجر به اطمینان از پوشش خوب منطقه نبرد باشد.

 

همچنین همانطوری که در ادامه خواهیم آورد ، خرابی یا جابجایی یا جایگزینی و یا افزایش تعداد ماهواره ها در مدار زمین آهنگ ، که یک آرایش ثابت نسبت به گیرنده خواهد داشت ، مشکلات متعددی می تواند به وجود بیاورد ولی در این مدار به علت این که مکان ماهواره ها به شکل مشخص همواره در حال تغییر است ، می توان همه این مسائل را پوشش داد و طبعا وقفه یا اشکالی هم در سیستم کلی بروز نخواهد کرد.

[oldmagina 9,236]

بخش كنترل : ( قسمت اول ) 

 

ايستگاه پايش زميني كه از سال 1984 تا 2007 استفاده مي شد ، اكنون در موزه موشكي و فضايي نيروي دريايي به نمايش گذاشته شده است.

 

بخش كنترل از قسمتهاي زير تشكيل شده است : 

 

• يك واحد كنترل اصلي ( Master Control Station ) 
• يك واحد كنترل اصلي جايگزين.
• چهار آنتن اختصاصي زميني 
• شش ايستگاه اختصاصي پايش 

​

واحد كنترل اصلي همچنين مي تواند براي دستيابي به توانايي هاي بيشتر فرماندهي و كنترل از آنتنهاي زميني شبكه كنترل ماهواره اي نيروي هوايي ( Air Force Satellite Control Network ) استفاده كند. همچنين ايستگاههاي پايش آژانس اطلاعات جغرافياي فضايي ( National Geospatial- Intelligence Agency ) نيز در دسترس اين مركز قرار دارد.

 

مسيرهاي حركتي ماهواره ها توسط ايستگاههاي اختصاصي پايش نيروي هوايي ايالات متحده در هاوايي ، جزيره كواجالين ، جزيره آسانسيون ، ديگو گارسيا ، كلرادو اسپرينگز ، کلرادو و کیپ کاناورال پایش می شوند ؛ همچنین این کار در ایستگاههای مشترک NGA که در انگلستان ، آرژانتین ، اکوادور ، بحرین ، استرالیا و واشنگتن دی سی فعال هستند ، نیز صورت می گیرد.

 

اطلاعات پایشی به مرکز MCS فرماندهی فضایی نیروی هوایی در پایگاه هوایی اسکریور ( Schriever ) در 25 کیلومتری جنوب به جنوب شرقی کلرادو اسپرینگز ارسال می گردد. این اطلاعات توسط اسکادران دوم عملیات فضایی ایالات متحده ( 2SOPS ) تحلیل می گردد. سپس 2SOPS  توسط آنتنهای زمینی اختصاصی یا مشترک ، برای به روز آوری موقعیت یابی ، به طور منظم با همه ماهواره های GPS ارتباط برقرار می کند ( آنتنهای اختصاصی برای این کار در کواجالین ، جزیره اسانسیون ، دیگو گارسیا و کیپ کاناورال قرار دارند .) . این به روز کردنها ساعتهای اتمی نصب شده در روی ماهواره ها را در نهایت اختلاف چند نانو ثانیه نسبت به هم ، هماهنگ می کند و جدول نجومی داخلی برای مدار هر ماهواره را هم تنظیم می کند .

 

به روز آوری ها توسط یک فیلتر کالمن انجام می شود که اطلاعات دریافتی از ایستگاههای پایش زمینی ، اطلاعات آب و هوایی فضایی و اطلاعات متعدد دیگر را هم به همین منظور دریافت می کند.

 

مانورهای مداری ماهواره ها توسط استانداردهای GPS قابل قبول نیست ، بنابراین برای تغییر در مدار یک ماهواره ، آن ماهواره ابتدا مارک ناسالم می خورد . این مارک باعث می شود تا گیرنده ها از آن استفاده نکنند . بعد از جابجایی ماهواره ، مهندسین از روی زمین مدار جدید را بررسی می کنند ، جدول نجومی جدید ان را آپلود می کنند و بعد دوباره مارک صحیح بر آن می زنند تا دوباره توسط گیرنده ها قابل استفاده باشد.

[majid363 3,578]

یک مطلبی ت اینترنت خوندم در باره سیستم های ضد جمینگ جی پی اس

با اجازه از جناب @oldmagina آینجا میزارم 

 

سیستم ضد جمینگ GPS