معرفی ماهواره GPS، GLONASS، BDS، GALILEO،SBAS  و QZSS

در صورت کار با نرم افزارهای مربوط به گیرنده های مولتی فرکانس حتما با تصویر زیر مواجه شده اید. معمولا در نخستین گامهای تنظیمات پروژه از روشن بودن تمامی این گزینه ها اطمینان حاصل میکنیم. سامانه های ناوبری ماهواره‌ای (GNSS) ابزارهای مهمی در نقشه‌برداری، ناوبری و بسیاری از صنایع دیگر هستند. این مقاله به معرفی سامانه‌های مطرح GNSS شامل GPS ، GLONASS، BeiDou ، GALILEO،  SBAS و QZSS می‌پردازد و اطلاعاتی مفید و کاربردی درباره هر یک ارائه می‌دهد.

ویژگی های ماهواره GPS (Global Positioning System) 

سامانه GPS توسط وزارت دفاع ایالات متحده توسعه داده شد و اولین ماهواره آن در سال 1978 به فضا پرتاب شد. این سامانه با هدف ارائه خدمات ناوبری به نیروهای نظامی و سپس کاربران غیرنظامی طراحی شد.

• مدت و هزینه توسعه: توسعه GPS حدود 20 سال به طول انجامید و هزینه کلی آن تقریباً 12 میلیارد دلار برآورد شده است.
• ویژگی‌ها:
  • دقت بالا:GPS  به کاربران غیرنظامی دقتی در حدود 10 متر ارائه می‌دهد و برای کاربران نظامی دقت به کمتر از 1 متر هم می‌رسد.
  • پوشش جهانی: تمامی نقاط کره زمین تحت پوشش سامانه GPS قرار دارند.
  • عمر ماهواره‌ها: ماهواره‌های GPS به‌طور معمول عمر عملیاتی حدود 7 تا 12 سال دارند.
• سیگنال‌ها:
  • سامانه GPS سیگنال‌های مختلفی از جمله L1 ، L2  و اخیراً L5 ارائه می‌دهد که هریک برای کاربردهای خاص طراحی شده‌اند. به عنوان مثال، سیگنال L5، برای کاربردهای نظامی بسیار مناسب است.
• کاربردها:
  • نقشه‌برداری : GPS ابزار اصلی برای اندازه‌گیری‌ها و تهیه نقشه‌های دقیق است.
  • مدیریت ناوگان:  سامانه GPS برای ردیابی و مدیریت ناوگان حمل‌ونقل در صنایع مختلف به کار می‌رود.
  • تحقیقات علمی : داده‌های GPS در زمین‌شناسی، هواشناسی و مطالعات زیست‌محیطی کاربرد دارند.

 ویژگی های ماهوارهای تعین موقیت GLONASS  چیست ؟

GLONASS سامانه ناوبری ماهواره‌ای روسیه است که توسط اتحاد جماهیر شوروی در سال 1982 با هدف رقابت با GPS ایالات متحده توسعه یافت.

• مدت و هزینه توسعه: این سامانه حدود 15 سال زمان برد و هزینه تقریبی آن بالغ بر 5 میلیارد دلار بود.
• ویژگی‌ها:
  • ماهواره : GLONASS مانند GPS از 24 ماهواره عملیاتی در مدار میانی زمین بهره می‌برد.
  • پوشش جغرافیایی : این سامانه برای شرایط جغرافیایی شمالی، مانند مناطق قطبی، عملکرد بهتری دارد.
  • قابلیت هم‌افزایی : دستگاه‌های چندفرکانسی می‌توانند از ترکیب GPS و GLONASS برای بهبود دقت و پایداری استفاده کنند.
• سیگنال‌ها:
  • سیگنال‌های GLONASS در فرکانس‌های L1 و L2 ارسال می‌شوند و نسخه‌های پیشرفته‌تری نیز برای کاربران خاص در دسترس است.
• کاربردها:
  • صنعت کشاورزی:  در ماشین‌آلات کشاورزی هوشمند به کار می‌رود تا کارایی عملیات زراعی افزایش یابد.
  • حمل‌ونقل : برای ردیابی خودروها و مدیریت ترافیک شهری.
  • کاربردهای نظامی : استفاده گسترده در سامانه‌های دفاعی و نظامی روسیه.

ویژگی های ماهواره BDS و کاربرد آنها 

BeiDou سامانه ناوبری ماهواره‌ای چین است که اولین نسخه آن در سال 2000 راه‌اندازی شد و نسخه کامل جهانی آن در سال 2020 به بهره‌برداری رسید.

• مدت و هزینه توسعه:  توسعه کامل این سامانه حدود 20 سال زمان برد و هزینه‌ای در حدود 10 میلیارد دلار داشت.
• ویژگی‌ها:
  • بیش از 35 ماهواره:  سامانه BeiDou از ترکیب ماهواره‌های MEO، GEO و IGSO بهره می‌برد که پوشش جهانی و محلی فوق‌العاده‌ای فراهم می‌کند.
  • خدمات دوگانه : خدمات محلی با دقت بالا (کمتر از 10 سانتی‌متر) در چین و خدمات جهانی با دقت کمتر از 1 متر ارایه میدهد.
• سیگنال‌ها:
  • BeiDou  سیگنال‌های  B1، B2   و B3 را برای کاربردهای مختلف ارائه می‌دهد.
• کاربردها:
  • صنایع نقشه‌برداری: ارائه خدمات با دقت بالا برای پروژه‌های عمرانی و نقشه‌برداری.
  • شهر هوشمند: مدیریت ترافیک و خدمات عمومی در شهرهای بزرگ چین.
  • بلایای طبیعی: کمک به عملیات امداد و نجات در مواقع بحران.

<h3>ویژگی های ماهوارهای تعیین موقعیت  GALILEO چیست ؟

GALILEO سامانه ناوبری اتحادیه اروپا است که با هدف استقلال از GPS و GLONASS طراحی شد. این پروژه از سال 1999 آغاز شد و در سال 2016 به بهره‌برداری رسید.

• مدت و هزینه توسعه:  توسعه GALILEO حدود 17 سال زمان برد و هزینه آن نزدیک به 10 میلیارد یورو تخمین زده شده است.
• ویژگی‌ها:
  • ماهواره عملیاتی : GALILEO از 24 ماهواره در مدار میانی زمین بهره می‌برد و 6 ماهواره رزرو نیز برای اطمینان از عملکرد پایدار در مدار قرار دارند.
  • دقت بالا:  این سامانه برای کاربران تجاری دقتی کمتر از 1 متر ارائه می‌دهد و برای کاربران مجاز و ویژه، دقت به چند سانتی‌متر می‌رسد.
  • خدمات اضطراری: GALILEO  امکان ارسال سیگنال اضطراری برای کاربران گرفتار در شرایط خطرناک را فراهم می‌کند.
• سیگنال‌ها:
  • سیگنال‌های  E1،  E5 و E6 که برای کاربردهای مختلفی از نقشه‌برداری تا هوانوردی طراحی شده‌اند.
• کاربردها:
  • ناوبری هوایی و دریایی:  بهبود ایمنی و دقت در مسیرهای حمل‌ونقل هوایی و دریایی.
  • توسعه فناوری مستقل:  تقویت زیرساخت‌های فناوری در اتحادیه اروپا و کاهش وابستگی به سامانه‌های دیگر.

ماهوارهای تعیین موقعیت

   ویژگی ها و کاربرد ماهوارهای تعیین موقعیت SBAS (Satellite-Based Augmentation System) چیست ؟

SBAS به عنوان سامانه‌ای کمکی طراحی شده تا دقت، صحت و قابلیت اطمینان GNSS را بهبود دهد. این سامانه‌ها از ماهواره‌های زمین‌ثابت (GEO) برای ارائه تصحیحات استفاده می‌کنند.

• مدت و هزینه توسعه:  توسعه SBAS برای هر منطقه به طور متوسط 5 تا 10 سال زمان برده و هزینه آن بسته به منطقه متفاوت بوده، اما عموماً در حدود 500 میلیون تا 1 میلیارد دلار است.
• ویژگی‌ها:
  • افزایش دقت:  با استفاده از SBAS، دقت به صورت محلی در نزدیکی ایستگاه‌ها در حد دسی متر و به صورت جهانی تا 1 متر میباشد.
  • اطمینان بیشتر با: SBAS  صحت داده‌های GNSS را تضمین می‌کند و در کاهش زمان پاسخ‌دهی نقش مهمی دارد.
• کاربردها:
  • هوانوردی : راهنمایی دقیق هواپیماها در فرودگاه‌ها و مسیرهای پروازی.
  • دریانوردی : ایمنی بیشتر برای کشتی‌ها در مناطق پرتردد.
  • حمل‌ونقل زمینی : بهبود دقت در ردیابی خودروها و مدیریت ترافیک.

 ویژگی ماهوارهای تعیین موقعیت QZSS (Quasi-Zenith Satellite System) 

QZSS سامانه ناوبری منطقه‌ای ژاپن است که توسعه آن از سال 2003 آغاز شد و در سال 2018 به بهره‌برداری رسید. این سامانه با هدف بهبود خدمات GNSS در مناطق شهری و کوهستانی طراحی شده است.

• مدت و هزینه توسعه: توسعه QZSS حدود 15 سال زمان برد و هزینه کلی آن نزدیک به 4 میلیارد دلار برآورد شده است.
• ویژگی‌ها:
  •  4 ماهواره عملیاتی : این سامانه از 4 ماهواره تشکیل شده که در موقعیت‌هایی خاص قرار گرفته‌اند تا در مناطقی که GPS ضعیف عمل می‌کند، پوشش بهتری ارائه دهند.
  • تقویت سیگنال : GPS با تقویت سیگنال GPS ، دقت و پایداری داده‌های ناوبری را در منطقه آسیا-اقیانوسیه بهبود می‌بخشد.
• سیگنال‌ها:
  • سیگنال‌های L1 ،  L2 و L5 که با GPS سازگار هستند و خدمات تکمیلی ارائه می‌دهند.
• کاربردها:
  • مناطق شهری : بهبود عملکرد GNSS در شهرهایی با ساختمان‌های بلند و تراکم زیاد.
  • مدیریت بلایای طبیعی : کمک به ارتباطات و عملیات امداد در شرایط بحران.

نتیجه گیری

سامانه‌های GNSS نقش اساسی در توسعه فناوری‌های نوین ایفا می‌کنند. ترکیب داده‌های حاصل از سامانه‌های مختلف مانند GPS، GLONASS، BDS و GALILEO با کمک SBAS و QZSS امکان دست‌یابی به دقت و صحت بالا در نقشه‌برداری و سایر صنایع را فراهم می‌آورد. با درک ویژگی‌ها و نقاط قوت هر سامانه، کاربران می‌توانند بهترین گزینه‌ها را بر اساس نیازهای خاص خود انتخاب کنند.