نظام تحديد المواقع العالمي

(تم التحويل من نظام التموقع العالمي)
هذا المقال يتضمن أسماءً أعجمية تتطلب حروفاً إضافية (پ چ ژ گ ڤ ڠ).
لمطالعة نسخة مبسطة، بدون حروف إضافية
نظام تحديد المواقع العالمي
NAVSTAR GPS logo.png

بلد المنشأالولايات المتحدة
المشغلالقوات الفضائية الأمريكية
النوععسكري، مدني
الوضعيعمل
التغطيةعالمي
الدقة500-30 سم
حجم الكوكبة
إجمالي السواتل33
السواتل في المدار31
أول إطلاقفبراير 1978
إجمالي الإطلاقات72
السمات المدارية
النظام6x MEO planes
الارتفاع المداري20180 كم
توصر فني للساتل II-F في مدار الأرض.
Civilian GPS receivers ("GPS navigation device") in a marine application.
نظام ملاحة في سيارة أجرة.
An Air Force Space Command Senior Airman runs through a checklist during Global Positioning System satellite operations.


نظام تحديد المواقع العالمي Global Positioning System (GPS)، والذي كان في الأصل Navstar GPS،[1] وهو نظام الملاحة الراديوية الساتلية تملكه حكومة الولايات المتحدة ويتم تشغيله بواسطة القوات الفضائية الأمريكية.[2] فهو أحد أنظمة الملاحة الساتلية العالمية (GNSS) الذي يوفر معلومات تحديد الموقع الجغرافي و الوقت لـ جهاز استقبال GPS في أي مكان على الأرض أو بالقرب منها حيث يوجد خط رؤية بدون عائق لأربعة أو أكثر من أقمار GPS الصناعية.[3]هناك عقبات مثل الجبال والمباني تحجب إشارات GPS الضعيفة نسبياً.

لا يتطلب نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) من المستخدم نقل أي بيانات، ويعمل بشكل مستقل عن أي استقبال هاتفي أو إنترنت، على الرغم من أن هذه التقنيات يمكن أن تعزز فائدة معلومات تحديد موقع GPS. يوفر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) إمكانات مهمة لتحديد المواقع للمستخدمين العسكريين والمدنيين والتجاريين في جميع أنحاء العالم. فقد قامت حكومة الولايات المتحدة بإنشاء النظام وصيانته وجعله متاحاً مجاناً لأي شخص لديه جهاز استقبال GPS.[4][مطلوب مصدر أفضل]

بدأ مشروع GPS بواسطة وزارة دفاع الولايات المتحدة في عام 1973، مع إطلاق أول نموذج أولي للمركبة الفضائية في عام 1978 ومجموعة كاملة من 24 قمر صناعي عامل في عام 1993. وقد تم السماح بالاستخدام المدني في الثمانينيات بعد أمر تنفيذي من الرئيس رونالد ريگان.[5] أدت التطورات في التكنولوجيا والطلبات الجديدة على النظام الحالي إلى جهود لتحديث نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وتنفيذ الجيل التالي من أقمار GPS Block IIIA ونظام التحكم التشغيلي من الجيل التالي (OCX)[6]وقد بدأت الإعلانات الصادرة عن نائب الرئيس آل گور و رئاسة بيل كلنتون في عام 1998 هذه التغييرات، والتي أذن\فوض بها الكونگرس الأمريكي في عام 2000.

خلال التسعينيات، تراجعت جودة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) من قبل حكومة الولايات المتحدة في برنامج يسمى "التوفر الانتقائي". تم إيقاف هذا في 1 مايو 2000 بموجب قانون قام الرئيس بيل كلنتون بتوقيعه.[7]

يتم توفير خدمة GPS من قبل حكومة الولايات المتحدة، والتي يمكنها رفض الوصول إلى النظام بشكل انتقائي، كما حدث للجيش الهندي في عام 1999 أثناء حرب كارگل، أو إضعاف الخدمة في أي وقت.[8] ونتيجة لذلك، طورت العديد من البلدان أو هي بصدد إنشاء أنظمة ملاحة ساتلية عالمية أو إقليمية أخرى. وقد تم تطوير النظام الروسي العالمي للملاحة بالأقمار الصناعية (GLONASS) بالتزامن مع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، ولكنه عانى من تغطية غير كاملة للكرة الأرضية حتى منتصف العقد الأول من القرن الحادي والعشرين.[9] يمكن إضافة GLONASS إلى أجهزة GPS، مما يزيد من إتاحة أعداداً أكبر من الأقمار الصناعية ويمكّن من إصلاح المواقع بسرعة ودقة أكبر، ضمن نطاق إثنان مترs (6.6 ft).[10]فقد بدأت بـِيْ‌دو، نظام سواتل ملاحية في تقديم الخدمات العالمية في عام 2018، وتم الانتهاء من نشره الكامل في عام 2020.[11]هناك أيضاً نظام گاليليو للتموقع التابع للاتحاد الأوروبي ونظام NavIC الهندي. أما بالنسبة لـ نظام سواتل شبه السمت (QZSS) الياباني فهو نظام تعزيز ساتلي لتحسين دقة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في آسيا وأوقيانوسيا، مع الملاحة عبر الأقمار الصناعية بشكل مستقل عن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) المقرر له 2023.[12]

عندما تم رفع الإتاحة الانتقائية في عام 2000، كان نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) يتمتع بدقة خمسة-متر (16 ft). تستخدم أحدث مرحلة من تحسين الدقة النطاق L5 وهي الآن منتشرة بالكامل. يمكن أن تتمتع أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) التي تم إصدارها في 2018 باستخدام النطاق L5 بدقة أعلى بكثير، حيث يتم تحديدها بدقة ضمن 30 centiمترs (1.0 ft).[13][14]


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

الوصف التقني

ساتل ن ت ع غير مطلق معروضاً في متحف فضاء سان دييگو

0


تقسيم النظام

ن ت ع الحالي يتكون من ثلاثة أقسام. هذه الأقسام هي: قسم الفضاء (SS) وقسم التحكم (CS) وقسم المستعمل (US). [15]


قسم الفضاء

مثال بصري لكوكبة ن ت ع GPS متحركين والأرض تدور. لاحظ كيف أن عدد السواتل التي ترى نقطة معينةعلى سطح الأرض, في هذا المثال 45°N, تتغير مع الوقت.

قسم الفضاء (SS) يضم سواتل ن ت ع المدارية، أو مركبات الفضاء (SV) في مصطلحات ن ت ع.. تصميم ن ت ع في الأصل كان يتضمن 24 مركبة فضاء، ثمانية كل منهم في ثلاثة مستويات مدارية دائرية,[16] إلا أن هذا تم تعديله إلى ستة مستويات بأربعة سواتل في كل منها. [17] المستويات المدارية تتمركز على الأرض، ولا تلف بالنسبة للنجوم البعيدة. [18] المستويات الستة لها ميل inclination (ميل بالنسبة إلى خط استواء الأرض) قدره تقريباً 55° ويفصلهم عن بعضهم البعض right ascension لعقدة الصعود (الزاوية على خط الإستواء من نقطة مرجعية إلى تقاطع المدار) قدرها 60°.[19] المدارات مصفوفة بحيث على الأقل ستة سواتل يكونوا دائماً على خط رؤية line of sight من تقريباً كل مكان على وجه الأرض.[20]

وبدورانها على ارتفاع نحو 20,200 كيلومتر (12,600 ميل أو 10,900 ميل بحري; بنصف قطر مداري قدره 26,600 كم (16,500 ميل أو 14,400 م.ب.)), فإن كل مركبة فضائية SV تقوم بدورتين كاملتين كل sidereal day.[21] ولذلك فالإقتفاء الأرضي ground track لكل ساتل يتكرر كل يوم (sidereal). وقد كان ذلك مفيداً جداً أثناء التطوير, لأنه حتى بأربعة سواتل, فالتنسيق الصحيح يعني أن السواتل الأربعة جميعاً يجب أن يكونوا مرئيين من نقطة واحدة لبضعة ساعات كل يوم. وللعمليات العسكرية, فتكرار الأثر الأرضي يمكن استعماله لضمان جودة التغطية في مناطق القتال.

وحتى سبتمبر 2007, كان هناك 31 ساتلاً فعالين في البث في كوكبة ن ت ع. السواتل الإضافية تـُحسـِّن دقة حسابات مستقبل ن ت ع بإعطائها قياسات redundant. وبزيادة عدد السواتل, فقد تغيرت الكوكبة إلى نسق غير منتظم. وقد زاد هذا النسق من امكانية الإعتماد على النظام وتواجد خدماته, مقارنة بنظام منتظم, يفشل العديد من السواتل فيه.[22]

قسم التحكم

مسارات طيران السواتل تتعقبها محطات المراقبة التابعة للقوات الجوية الأمريكية في هاواي, كواجالين, جزيرة أسنسيون, دييجو جارسيا, و كولورادو سبرنجز, كولورادو, بالإضافة لمحطات المراقبة التي تديرها وكالة الإستخبارات الأرضية الفضائية الوطنية National Geospatial-Intelligence Agency (NGA).[23] بيانات التقفي يتم إرسالها إلى محطة التحكم الرئيسية التابعة ل قيادة الفضاء بالقوات الجويةفي قاعدة شرايفر الجوية في كولورادو سبرنجز, والتي يشغـّلها السرب الثاني من عمليات الفضاء (2 SOPS) من القوات الجوية الأمريكية. وبعد ذلك يقوم السرب بالإتصال بكل ساتل بانتظام بتعديل ملاحي (مستخدماً الهوائيات الأرضية في جزيرة أسنسيون ودييجو جارسيا وكواجالين وكولورادو سبرنجز). هذه التعديلات تـُزامن الساعات الذريةعلى متن السواتل بدقة بضع نانوثوان من بعضهم البعض , وتضبط ephemeris نموذج الدوران الداخلي لكل ساتل. التعديلات يخلقها فيلتر كالمان الذي يستعمل مدخلات من محطات المتابعة الأرضية, بيانات الطقس الفضائي والعديد من المدخلات الأخرى.[24]

مناورات السواتل ليست دقيقة لو قيست بمواصفات ن ت ع. ولذلك لتغيير مدار ساتل، فيجب وصمه بأنه "غير سليم"، حتى لا تستعمله المستقبلات حول العالم في حساباتها. فقط بعد ذلك يمكن إجراء المناورة، والمدار الناتج يمكن إقتفاؤه من الأرض. بعد ذلك يمكن تحميل ephemeris الجديد ثم يوصم الساتل بأن أصبح "سليماً" مرة أخرى.


قسم المستخدم

مستقبلات ن ت ع تأتي في أشكال مختلفة، من أجهزة مدمجة بالسيارات والهواتف والساعات، إلى أجهزة مخصصة للغرض مثل هؤلاء الموضحين في الصورة من المصنـّعين تريمبل, Garmin و لايكا (شمال إلى يمين).

مستقبل ن ت ع للمستخدم هو قسم المستخدم (US) من ن ت ع. وبصفة عامة, تتكون مستقبلات ن ت ع من هوائي، مضبوط على الترددات المبثوثة من السواتل، مستقبل-معالج، وساعة عالية الإتزان (غالباً ما تكون crystal oscillator). وقد يتضمنوا أيضاً شاشة عرض لإعطاء بيانات الموقع والسرعة للمستخدم. وغالباً ما يوصف المستقبل بعدد قنواته: إذ يبين ذلك عدد السواتل التي يستطيع متابعتها آنياً. وفي الأصل كانت المستقبلات محدودة بأربع أو خمس قنوات، إلا أن العدد تزايد على مر السنين، وفي عام 2007, المستقبلات عادة ما تضم ما بين 12 و 20 قناة. [25]


وحدة مستقبل ن ت ع نمطي OEM, مبنية على SiRF Star III chipset, ومقاساتها 15×17 مم, وتستعمل في العدد من المنتجات.

مستقبلات ن ت ع قد تتضمن مـُدخلاً للتصحيحات التفاضلية، باستخدام RTCMبنسق SC-104. وهذا عادة ما يكون بشكل مقبس Port RS-232 بسرعة 4,800 بت/ث. ويتم إرسال البيانات في الواقع بسرعة أقل كثيراً من ذلك, مما يحد من جقة الإشارة المرسلة باستخدام RTCM. المستقبلات المحتوية على ن ت ع تفاضلية DGPS داخلية تتفوق أداءً على على المستقبلات التي تستخدم بيانات RTCM خارجية. وحتى عام 2006, فحتى الوحدات منخفضة الثمن تتضمن عادة مستقبلات Wide Area Augmentation System (WAAS).

مستقبل SiRFstar III ومدمج فيه هوائي، من الشركة البريطانية، Antenova. ومقاساتها هي 49 x 9 x 4مم.

وبإمكان العديد من مستقبلات ن ت ع نقل بيانات الموقع إلى حاسب شخصي أو جهاز آخر ياستخدام بروتوكول NMEA 0183. ويجدر في هذا السياق الإشارة إلى NMEA 2000[26] الذي هو بروتوكول أحدث إلا أنه أقل استخداماً. كلا البروتوكولين خاصان proprietary ويتحكم فيهما منظمة الإلكترونيات البحرية الأمريكية National Marine Electronics Association المتواجدة في أمريكا . الإتصالات التي المتبادلة مع بروتوكولات NMEA تم جمعها من السجلات العامة المشاع، مما أتاح الفرصة لبناء أدوات مصادر مفتوحة مثل gpsd لقراءة البروتوكول بدون مخالفة قوانين الملكية الفكرية. ويوجد بروتوكولات خاصة أخرى، مثل SiRF و MTK. ويمكن للمستقبلات أن يتواصلوا مع الأجهزة الأخرى باستعمال طرق تتضمن الوصلة التتابعية serial connection, USB أو بلوتوث.


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

اشارات الملاحة

إشارة بث ن ت ع

ويب كل ساتل ن ت ع بصفة مستمرة رسالة ملاحة Navigation Message بسرعة 50 بت،ث معطياً بيانات الوقت في اليوم، رقم الأسبوع حسب ن ت ع وصحة الساتل (وتـُرسل جميعاً في الجزء الأول من الرسالة), an ephemeris (وينقل في الجزء الثاني من الرسالة) و almanac (الجزء الأخير من الرسالة). وتـُرسل الرسائل في هياكل frames, يستغرق كل منها 30 ثانية لنقل 1500 بت.

أول ست ثوان من كل هيكل تحتوي على بيانات تصف ساعة الساتل وعلاقتها بوقت ن ت ع. الإثتا عشر ثانية التالية تحتوي على بيانات ephemeris, التي تشير الى المدار الدقيق للساتل. ويتم تحديث ephemeris كل ساعتين وهي صالحة للإستعمال لمدة 4 ساعات, وفيها إمكانية التحديث كل 6 ساعات أو أكثر في الظروف غير المعتادة. الوقت المطلوب للحصول على ephemeris بات عنصراً هاماً في التأخير في أول إصلاح للموقع first position fix, والسبب في ذلك , بإزدياد قدرة العتاد hardware, فإن الوقت المستغرق للتعشيق في lock onto اشارات ساتل تضاءل, إلا أن بيانات ephemeris تتطلب 30 ثانية (في أسوأ الحالات) قبل أن تصل, بسبب انخفاض معدل نقل البيانات.

يتكون التقويم او الروزنامه almanac من معلومات حول المدار والحالة الخشنة لكل قمر صناعي في الكوكبة ، ونموذج أيونوسفير ، ومعلومات لربط الوقت المستمد من GPS بالتوقيت العالمي المنسق (UTC). يتم استلام جزء جديد من التقويم لآخر 12 ثانية في كل إطار 30 ثانية.

يحتوي كل إطار على 1/25 من التقويم ، لذلك يلزم 12.5 دقيقة لتلقي التقويم بأكمله من قمر صناعي واحد.

يخدم التقويم او الروزنامه almanac عدة أغراض:

الأول هو المساعدة في الحصول على الأقمار الصناعية عند زيادة الطاقة عن طريق السماح للمستقبل بإنشاء قائمة بالأقمار الصناعية المرئية بناءً على الموقع والوقت المخزنين ، بينما يلزم وجود التقويم الفلكي من كل قمر صناعي لحساب معالجه دقه الاستحواذ الموقع باستخدام ذلك القمر الصناعي. في الأجهزة القديمة ، قد يؤدي عدم وجود تقويم في جهاز استقبال جديد إلى تأخير طويل قبل توفير موقع صالح ، لأن البحث عن كل قمر صناعي كان عملية بطيئة.

جعلت التطورات في الأجهزة عملية المعالجه أسرع بكثير ، لذا لم يعد عدم وجود تقويم يمثل مشكلة. الغرض الثاني هو ربط الوقت المستمد من GPS (يسمى وقت GPS) بمعيار التوقيت الدولي UTC. أخيرًا ، يسمح التقويم لمستقبل أحادي التردد بتصحيح الخطأ الأيوني باستخدام نموذج أيونوسفير عالمي. التصحيحات ليست دقيقة مثل أنظمة الزيادة مثل WAAS أو مستقبلات التردد المزدوج. ومع ذلك ، غالبًا ما يكون أفضل من عدم التصحيح نظرًا لأن الخطأ الأيوني هو أكبر مصدر خطأ لجهاز استقبال GPS أحادي التردد. من الأشياء المهمة التي يجب ملاحظتها حول بيانات الملاحة أن كل قمر صناعي ينقل فقط التقويم الفلكي الخاص به ، ولكنه يرسل تقويمًا لجميع الأقمار الصناعية.

ينقل كل قمر صناعي رسالته الملاحية برمزين مميزين على الأقل للطيف المنتشر Distinct Spread Spectrum Codes :

كود التقريب / الاستحواذ (C / A) (Coarse / Acquisition) ، المتاح مجانًا للجمهور ، والرمز الدقيق (Precise (P ، والذي عادة ما يكون مشفرًا ومحجوزًا للجيش التطبيقات. كود C / A عبارة عن كود 1023 شريحة شبه عشوائية chip pseudo-random (PRN) بسرعة 1.023 مليون شريحة / ثانية بحيث يتكرر كل مللي ثانية. كل قمر صناعي له كود C / A الخاص به بحيث يمكن التعرف عليه واستقباله بشكل فريد بشكل منفصل عن الأقمار الصناعية الأخرى التي ترسل على نفس التردد. رمز P هو رمز PRN 10.23 ميغا بايت / ثانية يتكرر فقط كل أسبوع. عندما يكون وضع "مكافحة الانتحال" قيد التشغيل ، كما هو الحال في التشغيل العادي ، يتم تشفير رمز P بواسطة الرمز Y لإنتاج رمز P (Y) ، والذي لا يمكن فك تشفيره إلا بواسطة وحدات ذات مفتاح فك تشفير صالح. تنقل كل من رموز C / A و P (Y) الوقت الدقيق من اليوم للمستخدم.

الترددات المستعملة في ن ت ع (GPS) تتضمن:

  • L1 (1575.42 MHz): وهو مزيج من رسائل الملاحة و الاستحصال التقريبي (C/A) ورمز P(Y) وهو رمز الدقيق المشفر، بالإضافة إلى L1C الجديد على سواتل Block III المستقبلية.
  • L2 (1227.60 MHz): كود P(Y)، بالإضافة إلى كود L2C جديد على Block IIR-M والأقمار الصناعية الأحدث.
  • L3 (1381.05 MHz): تستخدم بواسطة رأس حربة نظام الكشف عن التفجير النووي (NDS) للإشارة إلى الكشف عن التفجيرات النووية وغيرها من حوادث الأشعة تحت الحمراء عالية الطاقة. والتي تستخدم لفرض معاهدات حظر التجارب النووية.
  • L4 (1379.913 MHz): يجري دراستها من أجل تصحيح أيونوسفير إضافي.
  • L5 (1176.45 MHz): مُقترح للاستخدام كإشارة مدنية لسلامة الأرواح (SoL) (انظر تحديث ن ت ع). يقع هذا التردد ضمن نطاق محمي دولياً للملاحة الجوية، مما يعد بتدخل ضئيل أو معدوم في جميع الظروف. وقد تم إطلاق أول ساتل Block IIF يوفر هذه الإشارة في عام 2009[27].

حساب المواقع

باستعمال C/A code

للبدء، يختار المتلقي C/A code للاستماع إليها برقم PRN، بناءً على معلومات التقويم التي حصل عليها سابقاً. عندما يكتشف إشارة كل ساتل، فإنه يتعرف عليها من خلال نمط C/A code المميز الخاص به، ثم يقيس الزمن المستلم لكل ساتل. للقيام بذلك، ينتج جهاز الاستقبال تسلسل C / A متطابق باستخدام نفس رقم أولي، المشار إليه في ساعته المحلية، بدءاً من نفس الوقت الذي أرسله فيه الساتل. ثم يحسب إزاحة الساعة المحلية التي تولد الحد الأقصى من الارتباط. هذا الإزاحة هو التأخير الزمني من الساتل إلى جهاز الاستقبال، كما هو موضح بواسطة ساعة المستقبِل. نظراً لأن PRN يتكرر كل مللي ثانية، فإن هذه الإزاحة دقيقة ولكنها غير واضحة، ويتم حل الغموض من خلال النظر إلى بتات البيانات، والتي يتم إرسالها بسرعة 50 هرتز (20 مللي ثانية) حيث تتوافق مع رمز PRN.

تُستخدم هذه البيانات لإيجاد قيم x و y و z و t. يمكن استخدام العديد من التقنيات الرياضية. ويوضح الوصف التالي طريقة تكرارية مباشرة، ولكن تستخدم أجهزة الاستقبال طرقاً أكثر تعقيداً. (انظر أدناه)

من الناحية المفاهيمية، يقوم جهاز الاستقبال بحساب المسافة بالقياس إلى الساتل، والتي تسمى النطاق الزائف[28].

مسارات كاذبة متراكبة, ممثلة كمنحنيات, معدّلة لتعطي الموقع المحتمل

بعد ذلك ، يتم تحميل بيانات الموقع المداري، أو التقويم الفلكي، من رسالة الملاحة لحساب الموقع الدقيق للساتل. من المحتمل أن يحصل جهاز الاستقبال الأكثر حساسية على بيانات التقويم الفلكي بسرعة أكبر من جهاز الاستقبال الأقل حساسية، خاصة في بيئة مشوشة.[29]تشير معرفة موقع ومسافة الساتل إلى أن جهاز الاستقبال يقع في مكان ما على سطح كرة تخيلية تتمحور حول هذا القمر الصناعي ونصف قطره هو المسافة إليه. يمكن للمستقبلات أن تحل محل ارتفاع ساتل واحد، والذي يترجمه مستقبل GPS إلى نطاق زائف يقاس من مركز الأرض.

عندما يتم تحديد النطاقات الكاذبة لأربعة سواتل، يتم حساب تخمين موقع المستقبل. حيث يؤدي تقسيم سرعة الضوء على تعديل المسافة المطلوب لجعل النطاق الكاذب أقرب ما يمكن من التقاطع إلى تخمين الفرق بين التوقيت العالمي المنسق والوقت يشار إليها بواسطة ساعة المستقبل على متنه. مع كل مجموعة مكونة من أربعة سواتل، يتم حساب متجه تخفيف الدقة (GDOP)، بناءً على مواضع الفضاء النسبية للأقمار الصناعية المستخدمة. نظراً لالتقاط المزيد من االسواتل، يمكن معالجة النطاقات الكاذبة من مجموعات أكثر من أربعة سواتل لإضافة المزيد من التخمينات إلى الموقع وإزاحة الساعة. ثم يحدد جهاز الاستقبال التركيبات التي يجب استخدامها وكيفية حساب الموضع المقدر عن طريق تحديد المتوسط المرجح لهذه المواضع وتعويضات الساعة. بعد حساب المكان والزمن النهائيين، يتم التعبير عن الموقع في نظام إحداثيات محدد، على سبيل المثال خط العرض / خط الطول، باستخدام البيانات الجيوديسية WGS 84 أو النظام المحلي المحدد لبلد ما.

هناك العديد من البدائل والتحسينات الأخرى لهذه العملية. إذا كان هناك ما لا يقل عن أربعة سواتل مرئية، على سبيل المثال، يمكن للمستقبل إزالة الزمن من المعادلات عن طريق حساب فروق الزمن فقط، ثم حل الموضع باعتباره تقاطع السواتل الزائدة. أيضاً، مع كوكبة كاملة وأجهزة استقبال حديثة، يمكن رؤية واستقبال أكثر من أربعة سواتل في وقت واحد. ثم يمكن ترجيح جميع بيانات السواتل بواسطة GDOP، والإشارة إلى الضجيج، وطول المسار عبر طبقة الأيونوسفير، ومخاوف أخرى تتعلق بالدقة، ثم استخدامها في المربعات الأقل الملائمة لإيجاد حل. في هذه الحالة، تقدم البواقي تقديراً للأخطاء أيضاً. أخيراً، يمكن استخدام النتائج من أنظمة تحديد المواقع الأخرى مثل گلوناس أو گاليليو في الملاءمة، أو استخدامها للتحقق مرة أخرى من النتيجة. (حسب التصميم، تستخدم هذه الأنظمة نفس النطاقات، بحيث يمكن مشاركة الكثير من دارات المستقبل، على الرغم من اختلاف فك التشفير).


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

باستعمال P(Y) code

حساب موقع باستخدام إشارة P(Y) هو عموماً مماثل في المفهوم , بافتراض امكان فك تشفيرها. التشفير هو في الأساس آلية للأمان: فإذا أمكن بنجاج فك تشفير إشارة, فيمكن الإفتراض بمعقولية أنها إشارة حقيقية مـُرسلة من ساتل ن ت ع..[بحاجة لمصدر] ويكن مقارنة ذلك بالمستقبلات المدنية التي هي عرضة بدرجة عالية للاختطاف والخداع spoofing بسبب أن إشارات C/A صحيحة النسق يمكن انتاجها باستعمال مولدات إشارات signal generators متوافرة في الأسواق. سمات RAIM لا تقي من ذلك الإختطاف, لأن RAIM تفحص فقط الإشارات من منظور ملاحي فقط.


الدقة ومصادر الخطأ

Accuracy.png
مصادر أخطاء النطاق المكافئ للمستخدمين
User Equivalent Range Errors (UERE)
المصدر التأثير
تأثيرات الأيونوسفير ± 5 متر
أخطاء التقويم الفلكي ± 2.5 متر
أخطاء ساعة الساتل ± 2 متر
تشويه متعدد المسارات ± 1 متر
تأثيرات التروپوسفير ± 0.5 متر
أخطاء رقمية ± 1 متر

يتطلب الموضع الذي يحسبه مستقبل GPS الزمن الحالي وموقع الساتل والتأخير المقاس للإشارة المستقبلة. تعتمد دقة الموقع بشكل أساسي على موقع القمر الصناعي وتأخير الإشارة.

لقياس التأخير، يقارن جهاز الاستقبال تسلسل البتات المتلقاة من الساتل مع إصدار تم إنشاؤه داخلياً. من خلال مقارنة الحواف الصاعدة والمتأخرة لانتقالات البتات، يمكن للإلكترونيات الحديثة قياس إزاحة الإشارة في حدود 1٪ تقريباً من زمن البت، أو ما يقرب من 10 نانوثانية لـ C/A code. نظراً لأن إشارات GPS تنتشر عند سرعة الضوء، فإن هذا يمثل خطأ بحوالي 3 أمتار.

يمكن تحسين دقة الموضع باستخدام إشارة P(Y) ذات معدل رقاقة أعلى. بافتراض نفس دقة وقت البت 1٪، ينتج عن إشارة P(Y) عالية التردد دقة تبلغ حوالي 30 سم.

تعتبر الأخطاء الإلكترونية هي واحدة من العديد من التأثيرات المقللة للدقة الموضحة في الجدول أدناه. عند أخذها معاً، تكون إصلاحات الوضع الأفقي لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) المدني المستقل دقيقة عادةً بحوالي 15 متراً (50 قدماً). تقلل هذه التأثيرات أيضاً من دقة كود P(Y) الأكثر دقة.

تأثيرات الغلاف الجوي

تؤثر التناقضات في الظروف الجوية على سرعة إشارات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أثناء مرورها عبر غلاف الأرض الجوي، وخاصة الغلاف الأيوني. يعد تصحيح هذه الأخطاء تحدياً كبيراً لتحسين دقة تحديد موقع GPS. تكون هذه التأثيرات أصغر عندما يكون القمر الصناعي رأسياً بشكل مباشر وتصبح أكبر بالنسبة للسواتل القريبة من الأفق لأن المسار عبر الغلاف الجوي يكون أطول (انظر كتلة هوائية). بمجرد معرفة الموقع التقريبي للمستقبل، يمكن استخدام نموذج رياضي لتقدير هذه الأخطاء والتعويض عنها.

نظراً لتأثير التأخير الأيوني على سرعة إشارات الأمواج الميكروية بشكل مختلف اعتماداً على ترددها - وهي خاصية تُعرف باسم التشتت - يمكن استخدام التأخيرات المقاسة على نطاقي تردد آخرين لقياس التشتت، ويمكن بعد ذلك استخدام هذا القياس لتقدير التأخير عند كل تردد[30]. تقوم بعض أجهزة الاستقبال المدنية العسكرية والمكلفة من فئة المسح بقياس التأخيرات المختلفة في ترددات L1 و L2 لقياس تشتت الغلاف الجوي، وتطبيق تصحيح أكثر دقة. يمكن القيام بذلك في أجهزة الاستقبال المدنية دون فك تشفير إشارة P(Y) المنقولة على L2، من خلال تتبع الموجة الحاملة بدلاً من الشيفرة المعدلة. لتسهيل ذلك على أجهزة الاستقبال منخفضة التكلفة، تمت إضافة إشارة رمز مدني جديدة على L2، تسمى L2C، إلى سواتل Block IIR-M، التي تم إطلاقها لأول مرة في عام 2005. وهي تسمح بإجراء مقارنة مباشرة لإشارات L1 و L2 باستخدام الإشارات المشفرة إشارة بدلاً من الموجة الحاملة. تتغير تأثيرات الأيونوسفير بشكل عام ببطء، ويمكن حساب متوسطها بمرور الوقت. يمكن حساب تأثيرات أي منطقة جغرافية معينة بسهولة عن طريق مقارنة الموقع الذي تم قياسه بواسطة GPS بموقع معروف تم مسحه. هذا التصحيح صالح أيضاً لأجهزة الاستقبال الأخرى في نفس الموقع العام. ترسل العديد من الأنظمة هذه المعلومات عبر الراديو أو روابط أخرى للسماح للمستقبلات L1 فقط بإجراء تصحيحات الغلاف الأيوني. يتم إرسال بيانات الغلاف الأيوني عبر الأقمار الصناعية في نظم التعزيز الساتلية مثل WAAS، والذي ينقلها على تردد GPS باستخدام تسلسل ضجيج شبه عشوائي خاص (PRN)، لذلك يُطلب وجود جهاز استقبال وهوائي واحد فقط.

تسبب الرطوبة تأخيرًا متغيراً أيضاً، مما يؤدي إلى أخطاء مشابهة لتأخر الغلاف الجوي المتأين، ولكنها تحدث في التروپوسفير. يكون هذا التأثير موضعياً بدرجة أكبر ويتغير بسرعة أكبر من التأثيرات الأيونوسفيرية، ولا يعتمد على التردد. تجعل هذه السمات القياس الدقيق والتعويض عن أخطاء الرطوبة أكثر صعوبة من تأثيرات الغلاف الجوي المتأين.

تؤدي التغييرات في ارتفاع المستقبِل أيضاً إلى تغيير مقدار التأخير، بسبب مرور إشارة أقل من الغلاف الجوي على ارتفاعات أعلى. نظراً لأن مستقبل GPS يقوم بحساب ارتفاعه التقريبي، فمن السهل نسبياً تصحيح هذا الخطأ، إما عن طريق تطبيق انحدار دالي أو ربط هامش الخطأ الجوي بالضغط المحيط باستخدام مقياس الارتفاع البارومتري.

تأثيرات تعدد المسارات

يمكن أن تتأثر إشارات GPS أيضً ًبمسألة تعدد المسارات، حيث تنعكس إشارات الراديو عن التضاريس المحيطة؛ المباني، وحواجز الوادي، والأرض الصلبة، وما إلى ذلك، يمكن أن تتسبب هذه الإشارات المتأخرة في عدم الدقة. تم تطوير مجموعة متنوعة من التقنيات، وأبرزها تباعد ترابط ضيق، للتخفيف من أخطاء تعدد المسارات. بالنسبة للمسارات المتعددة ذات التأخير الطويل، يمكن للمستقبل نفسه التعرف على الإشارة الضالة وتجاهلها. لمعالجة تأخير تعدد المسارات من الإشارة المنعكسة عن الأرض، يمكن استخدام هوائيات متخصصة (على سبيل المثال هوائي حلقة تشوك) لتقليل قدرة الإشارة كما يستقبلها الهوائي. ويصعب ترشيح انعكاسات التأخير القصير لأنها تتداخل مع الإشارة الحقيقية، مما يتسبب في تأثيرات لا يمكن تمييزها تقريباً عن التقلبات الروتينية في التأخير الجوي.

تكون تأثيرات تعدد المسارات أقل حدة في المركبات المتحركة. عندما يتحرك هوائي نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، تفشل الحلول الخاطئة التي تستخدم الإشارات المنعكسة بسرعة في التقارب وتؤدي الإشارات المباشرة فقط إلى حلول مستقرة.

Ephemeris وأخطاء الساعة

بينما يتم إرسال بيانات Ephemeris كل 30 ثانية، قد يصل عمر المعلومات نفسها إلى ساعتين. تعتبر البيانات التي يصل عمرها إلى أربع ساعات صالحة لحساب المواقع، ولكنها قد لا تشير إلى الموقع الفعلي للسواتل. إذا كانت هناك حاجة إلى TTFF سريعاً، فمن الممكن تحميل Ephemeris الصحيح إلى جهاز الاستقبال، بالإضافة إلى ضبط الوقت، يمكن الحصول على إصلاح الموضع في أقل من عشر ثوانٍ. من الممكن وضع بيانات Ephemeris على الوب بحيث يمكن تحميلها في أجهزة GPS المحمولة. [31]

تتعرض الساعات الذرية للساتل للضجيج\تشويش وأخطاء انحراف الساعة. تحتوي رسالة الملاحة على تصحيحات لهذه الأخطاء وتقديرات لدقة الساعة الذرية، ولكنها تستند إلى الملاحظات وقد لا تشير إلى الحالة الآنية للساعة.

تميل هذه المشكلات إلى أن تكون صغيرة جداً، ولكنها قد تضيف ما يصل إلى بضعة أمتار (10 أقدام) من عدم الدقة.[32]

التواجد الإنتقائي

يتضمن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ميزة (متوقفة حالياً) تسمى التواجد الانتقائي (SA) التي يمكنها إدخال أخطاء عشوائية متعمدة\مقصودة ومتغيرة ببطء تصل إلى مائة متر (328 قدماً) في نظام الملاحة المتاح للعامة إشارات للتشويش، على سبيل المثال، توجيه الصواريخ بعيدة المدى إلى أهداف محددة. عند التفعيل، تبقى الدقة متاحة في الإشارة، ولكن في شكل مشفر متاح فقط لجيش الولايات المتحدة وحلفائها وعدد قليل من الآخرين، ومعظمهم من المستخدمين الحكوميين. حتى أولئك الذين تمكنوا من الحصول على أجهزة استقبال عسكرية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) سيظلون بحاجة إلى الحصول على مفتاح يومياً، والذي يخضع نشره لرقابة صارمة.

قبل إيقاف التشغيل، أضافت SA عادةً أخطاء إشارة تصل إلى حوالي 10 أمتار (32 قدم) أفقياً و 30 متر (98 قدم) عمودياً. تم ترميز عدم دقة الإشارة المدنية عمداً حتى لا تتغير بسرعة كبيرة. على سبيل المثال، قد تقرأ منطقة شرق الولايات المتحدة بأكملها 30 متر، ولكن 30 متر في كل مكان وفي نفس الاتجاه. لتحسين فائدة GPS للملاحة المدنية، تم استخدام ن ت ع تفاضلي من قبل العديد من أجهزة استقبال GPS المدنية لتحسين الدقة بشكل كبير.

خلال حرب الخليج، أدى النقص في وحدات GPS العسكرية التواجد الجاهز للوحدات المدنية إلى قيام العديد من القوات بشراء وحدات GPS المدنية الخاصة بهم: أدى استخدامها على نطاق واسع بين الأفراد إلى قرار بتعطيل التواجد الانتقائي. كان هذا مدعاة تهكم، حيث تم تقديم SA خصيصاً لهذه المواقف، مما سمح للقوات الصديقة باستخدام الإشارة للملاحة الدقيقة، وفي الوقت نفسه حرمان العدو من ذلك - لكن الافتراض الكامن وراء هذه السياسة كان أن جميع القوات الأمريكية وقوات العدو سيكون لها مستقبلات GPS ذات مواصفات عسكرية وأن أجهزة الاستقبال المدنية لن تكون موجودة في مناطق الحرب. ولكن بما أن العديد من الجنود الأمريكيين كانوا يستخدمون أجهزة مدنية، فإن SA كانت تنكر نفس الدقة لآلاف القوات الصديقة؛ فقد قدم إيقاف تشغيله (عن طريق إزالة الخطأ الإضافي) فائدة واضحة للقوات الصديقة.

في التسعينيات ، بدأت FAA بالضغط على الجيش لإيقاف SA بشكل دائم. هذا من شأنه أن يوفر ملايين الدولارات لإدارة الطيران الفيدرالية كل عام في صيانة أنظمة الملاحة الراديوية الخاصة بهم. فقد تم تعيين مقدار الخطأ المضاف وهو صفر"[33] في منتصف ليل 1 مايو 2000 عقب إعلان الرئيس الأمريكي بيل كلنتون، مما يسمح للمستخدمين بالوصول إلى إشارة L1 الخالية من الأخطاء. وفقاً للتوجيه، تم تغيير الخطأ الناتج في SA بحيث لا يضيف أي خطأ إلى الإشارات العامة (رمز C/A). حيث يتطلب الأمر التنفيذي لكلينتون تعيين SA عند الصفر بحلول عام 2006؛ حدث ذلك في عام 2000 بمجرد أن طور الجيش الأمريكي نظاماً جديداً يوفر القدرة على حرمان القوات المعادية من نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) (وخدمات الملاحة الأخرى) في منطقة معينة من الأزمات دون التأثير على بقية العالم أو أنظمته العسكرية.[33]

لا يزال التوافر الانتقائي من كفاءة نظام GPS، ويمكن من الناحية النظرية، إعادة تقديم الخطأ في أي وقت. من الناحية العملية، نظراً للمخاطر والتكاليف التي قد يتسبب فيها ذلك بالنسبة للشحن\ملاحة الأمريكية والأجنبية، فمن غير المرجح إعادة تقديمه، والوكالات الحكومية المختلفة، بما في ذلك FAA،[34] وقد تم ذكر أنه لا يُقصد به إعادة تقديمه.

أحد الآثار الجانبية المثيرة للاهتمام لأجهزة التوافر الانتقائي هو القدرة على تصحيح تردد الساعات الذرية للسيزيوم و الروبيديوم لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بدقة تقارب 2 × 10-13 (one in five trillion). وهذا ما يمثل هذا تحسناً كبيراً عن الدقة الأولية للساعات.[بحاجة لمصدر]

في 19 سبتمبر 2007، أعلنت وزارة دفاع الولايات المتحدة أن أقمار GPS III المستقبلية لن تكون قادرة على تنفيذ SA،[35] وفي النهاية تم جعل هذه السياسة دائمة.[36]

النسبية

الساعات الساتلية تؤخرها السرعة المدارية ولكن يقدمها مسافة بعدها عن مركز الجاذبية الأرضية.

وحسب النظرية النسبية نظراً لحركتها المستمرة وارتفاعها بالنسبة إلى القصور الذاتي المتمركز حول الأرض الإطار المرجعي، تتأثر الساعات الموجودة على السواتل بسرعتها (نظرية النسبية الخاصة) وكذلك احتمالات الجاذبية (نظرية النسبية العامة). بالنسبة للسواتل لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، تتنبأ النسبية العامة بأن الساعة الذرية في الارتفاعات المدارية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ستحدد بسرعة أكبر بنحو 45.9 مايكرو ثانية (μs) في اليوم، لأنها في مجال جاذبية أضعف من المجال الذري الساعات على سطح الأرض. تتنبأ النسبية الخاصة بأن الساعات الذرية التي تتحرك بسرعات مدارية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) سوف تدق ببطء أكثر من الساعات الأرضية الثابتة بحوالي 7.2 مايكروثانية في اليوم. عند الجمع، يكون الفرق حوالي 38 مايكروثانية في اليوم؛ فرق 4.465 جزء في1010[37]. لتفسير ذلك، يُعطى معيار التردد على متن كل قمر صناعي معدل إزاحة قبل الإطلاق، مما يجعله يعمل بشكل أبطأ قليلاً من التردد المطلوب على الأرض؛ على وجه التحديد، عند 10.22999999543 ميگاهرتز بدلاً من 10.23 ميگاهرتز.[38]نظرًا لأن الساعات الذرية الموجودة على متن السواتل لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) مضبوطة بدقة، فإنها تجعل من النظام تطبيقاً هندسياً عملياً للنظرية العلمية للنسبية في بيئة العالم الحقيقي.

تشويه سانياك

يجب أن تعوض معالجة مراقبة GPS أيضاً عن تأثير سانياك. يتم تعريف مقياس زمن GPS في نظام القصور الذاتي ولكن تتم معالجة الملاحظات في نظام متمركز حول الأرض، ثابت الأرض (الدوران المشترك)، وهو نظام لا يتم فيه تعريف التزامن بشكل فريد. وبالتالي يتم تطبيق تحويل لورنتس للتحويل من نظام القصور الذاتي إلى نظام ECEF. ويحتوي تصحيح زمن تشغيل الإشارة الناتج على علامات جبرية معاكسة للسواتل في نصفي الكرة العلوية الشرقية والغربية. سيؤدي تجاهل هذا التأثير إلى حدوث خطأ بين الشرق والغرب في حدود مئات النانو ثانية، أو عشرات الأمتار في الموضع.[39]

التدخل والتشويش على ن ت ع

المصادر الطبيعية

نظراً لأن إشارات ن ت ع في المستقبلات الأرضية تميل إلى أن تكون ضعيفة نسبياً، فمن السهل للمصادر الأخرى للإشعاع الكهرومغناطيسي لأن تزيل حساسية الجهاز المستقبِل، مما يجعل الحصول على إشارات السواتل وتتبعها أمراً صعباً أو مستحيلاً.

الاندلاعات الشمسية هي أحد هذه الانبعاثات التي تحدث بشكل طبيعي مع إمكانية إضعاف استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، ويمكن أن يؤثر تأثيرها على الاستقبال فوق نصف الأرض المواجه للشمس. يمكن أيضاً أن يحدث التداخل مع إشارات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) عن طريق العواصف الجيومغناطيسية التي تحدث بشكل طبيعي، والتي توجد غالباً بالقرب من أقطاب المجال المغناطيسي للأرض.[40]تخضع إشارات GPS أيضاً للتداخل من إشعاع حزام ڤان ألن عندما تمر السواتل عبر شذوذ جنوب الأطلسي.

المصادر الاصطناعية

يمكن أن تؤدي الميزات المعدنية في الزجاج الأمامي [41]، مثل أجهزة إزالة الصقيع، أو أغشية تظليل نوافذ السيارة مثل قفص فاراداي [42] إلى تراجع حالة الاستقبال داخل السيارة.

يمكن أن يؤدي EMI المصطنع إلى تعطيل إشارات GPS أو التشويش. في إحدى الحالات التي تم توثيقها، لم يتمكن المرفأ بكامله من استقبال إشارات GPS بسبب التشويش غير المقصود الناجم عن خلل في مضخم هوائي التلفزيون.[43] فالتشويش المتعمد ممكن أيضاً. بشكل عام، يمكن أن تتداخل الإشارات الأقوى مع مستقبلات GPS عندما تكون ضمن نطاق الراديو أو خط الرؤية. في عام 2002، تم نشر وصف تفصيلي لكيفية إنشاء جهاز تشويش قصير المدى GPS L1 C/A في المجلة الإلكترونية فراك.[44]

تعتقد حكومة الولايات المتحدة أن أجهزة التشويش هذه قد تم استخدامها من حين لآخر أثناء حرب 2001 في أفغانستان وادعى الجيش الأمريكي تدمير جهاز تشويش على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) باستخدام قنبلة موجهة GPS خلال حرب العراق.[45] من السهل نسبياً اكتشاف جهاز التشويش هذا وتحديد موقعه، مما يجعله هدفاً جذاباً لـ الصواريخ المضادة للإشعاع. اختبرت وزارة الدفاع البريطانية نظام تشويش في غرب المملكة المتحدة يومي 7 و 8 يونيو 2007. [46]

تسمح بعض البلدان باستخدام مكررات GPS للسماح باستقبال إشارات GPS في الداخل وفي المواقع المحجوبة، ومع ذلك، بموجب قوانين الاتحاد الأوروبي والمملكة المتحدة، يحظر استخدام هذه الإشارات لأن الإشارات يمكن أن تتسبب في حدوث تداخل مع أجهزة استقبال GPS الأخرى التي قد تتلقى البيانات من كل من الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) والمكرر.

نظراً لإمكانية حدوث ضجيج طبيعي وتلك التي من صنع الإنسان، يستمر تطوير العديد من التقنيات للتعامل مع التداخل. الأول هو عدم الاعتماد على GPS كمصدر وحيد. وفقاً لجون رولي، " يجب أن يكون لدى طيارو IFR خطة احتياطية في حالة حدوث خلل في نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)".[47]تعد مراقبة التكامل الذاتي لجهاز الاستقبال (RAIM) هي ميزة مضمنة الآن في بعض أجهزة الاستقبال، وهي مصممة لتوفير تحذير للمستخدم في حالة وجود تشويش أو اكتشاف مشكلة أخرى. فقد نشر الجيش الأمريكي أيضاً وحدة التواجد الانتقائي/مكافحة الانتحال (SAASM) في جهاز استقبال ن ت ع متطور من وزارة الدفاع (DAGR). في مقاطع الفيديو التوضيحية، يكون DAGR قادراً على اكتشاف التشويش والحفاظ على قفله على إشارات GPS المشفرة أثناء التداخل الذي يتسبب في فقد أجهزة الاستقبال المدنية للقفل\للتأمين.[48]

تقنيات لتحسين الدقة

الإضافة

تعتمد طرق التعزيز لتحسين الدقة على المعلومات الخارجية التي يتم دمجها في عملية الحساب. هناك العديد من هذه الأنظمة في مكانها ويتم تسميتها أو وصفها بشكل عام بناءً على كيفية استقبال مستشعر GPS للمعلومات. ترسل بعض الأنظمة معلومات إضافية حول مصادر الخطأ (مثل انحراف الساعة أو التقويم الفلكي أو التأخير الأيونوسفير)، بينما يوفر البعض الآخر قياسات مباشرة لمدى توقف الإشارة في الماضي، بينما توفر مجموعة ثالثة معلومات ملاحية أو معلومات مركبة إضافية ليتم دمجها في عملية الحساب.

تتضمن أمثلة نظم التعزيز نظام تعزيز واسع النطاق و ن ت ع تفاضلي و نظم الملاحة بالقصور الذاتي و ن ت ع معزز.

المراقبة الدقيقة

يمكن تحسين دقة الحسابات من خلال المراقبة والقياس الدقيقين لإشارات ن ت ع المتواجدة وذلك بطرق اضافية أو بديلة.

بعد SA، الذي تم إيقاف تشغيله، يكون الخطأ الأكبر في GPS عادةً هو التأخير غير المتوقع عبر طبقة الأيونوسفير. تُبث المركبة الفضائية معلمات نموذج الغلاف الأيوني، لكن الأخطاء لا تزال قائمة. وهذا أحد أسباب إرسال المركبة الفضائية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على ترددين على الأقل، L1 و L2. التأخير الأيوني هو دالة محددة جيدًا للتردد و إجمالي عدد الإلكترونات (TEC) على طول المسار، لذا فإن قياس فرق زمن الوصول بين الترددات يحدد TEC وبالتالي التأخير الدقيق للغلاف الأيوني عند كل تردد.

يمكن للمستقبلات المزودة بمفاتيح فك التشفير P(Y)-code المنقولة على كل من L1 و L2. ومع ذلك، فإن هذه المفاتيح محجوزة للجيش والوكالات "المرخصة" وليست متاحة للعامة. بدون مفاتيح، لا يزال من الممكن استخدام تقنية "بدون تشفير" لمقارنة رموز P(Y)-code على L1 و L2 للحصول على الكثير من نفس معلومات الخطأ. ومع ذلك، فإن هذه التقنية بطيئة، لذا فهي تقتصر حالياً على معدات المسح المتخصصة. في المستقبل، من المتوقع أن يتم إرسال رموز مدنية إضافية على ترددات L2 و L5 (انظر عصرنة ن ت ع، أدناه). وبعد ذلك سيتمكن جميع المستخدمين من إجراء قياسات ثنائية التردد وحساب أخطاء التأخير في الغلاف الجوي المتأين مباشرة.

يُطلق على الشكل الثاني من المراقبة الدقيقة اسم "تحسين طور الحامل" (CPGPS). ينشأ الخطأ، الذي يتم تصحيحة عن طريق ذلك، لأن انتقال النبضة لـ PRN ليس بشكل فوري، وبالتالي فإن عملية الارتباط (مطابقة تسلسل مستقبل الساتل) غير كاملة. يستخدم نهج CPGPS الموجة الحاملة L1، والتي لها فترة 1000 مرة أصغر من فترة C / A بت، لتكون بمثابة إشارة ساعة إضافية وحل للارتياب. يبلغ خطأ اختلاف الطور في نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) العادي ما بين 2 و 3 أمتار (6 إلى 10 أقدام) من الارتياب. يعمل CPGPS في حدود 1٪ من الانتقال المثالي على تقليل هذا الخطأ إلى 3 سنتيمترات (1 بوصة) من الالتباس. من خلال التخلص من مصدر الخطأ هذا، فإن CPGPS إلى جانب DGPS يحقق عادةً دقة مطلقة تتراوح بين 20 و 30 سنتيمتراً (8 إلى 12 بوصة).

تحديد المواقع الحركية النسبية (RKP) هو نهج آخر لنظام تحديد المواقع الدقيق القائم على GPS. في هذا النهج، يمكن تحديد إشارة النطاق بدقة أقل من 10 سنتيمترات (4 بوصات). يتم ذلك عن طريق تحديد عدد الدورات التي يتم فيها إرسال الإشارة واستقبالها بواسطة جهاز الاستقبال. وبالتالي يمكن تحقيق ذلك باستخدام مجموعة من بيانات تصحيح GPS التفاضلية (DGPS)، ونقل معلومات مرحلة إشارة GPS وتقنيات دقة الارتياب عبر الاختبارات الإحصائية - ربما مع المعالجة في الزمن الفعلي ( تحديد المواقع الحركية في الوقت الفعلي، RTK).

وقت وتاريخ ن ت ع

بينما تتم مزامنة معظم الساعات مع التوقيت العالمي المنسق (UTC)، يتم ضبط الساعات الذرية على الأقمار الصناعية على وقت ن ت ع. الفرق هو أن وقت ن ت ع لا يتم تصحيحه لمطابقة دوران الأرض، لذلك لا يحتوي على الثواني الكبيسة أو تصحيحات أخرى تتم إضافتها بشكل دوري إلى التوقيت العالمي المنسق (UTC). تم ضبط وقت ن ت ع ليطابق التوقيت العالمي المنسق (UTC) في عام 1980، لكنه تباعد منذ ذلك الحين. يعني عدم وجود تصحيحات أن وقت ن ت ع يظل في إزاحة ثابتة (19 ثانية) مع التوقيت الذري الدولي (TAI). يتم إجراء تصحيحات دورية على الساعات الموجودة على اللوحة لتصحيح التأثيرات النسبية وإبقائها متزامنة مع الساعات الأرضية.[بحاجة لمصدر]

تتضمن رسالة ملاحة GPS الفرق بين وقت GPS و UTC، والذي اعتباراً من 2006 هو 14 ثانية بسبب الثانية الكبيسة المضافة إلى UTC في 31 ديسمبر 2005. تطرح أجهزة الاستقبال هذا الإزاحة من وقت GPS لحساب التوقيت العالمي المنسق وقيم المنطقة الزمنية المحددة. قد لا تعرض وحدات GPS الجديدة وقت UTC الصحيح إلا بعد تلقي رسالة تعويض UTC. يمكن أن يستوعب حقل الإزاحة GPS-UTC 255 ثانية كبيسة (ثماني بتات) والتي، بالمعدل الحالي لتغير دوران الأرض، تكفي لتستمر حتى العام 2330.[بحاجة لمصدر]

على عكس تنسيق السنة والشهر واليوم في التقويم الميلادي، يتم التعبير عن تاريخ GPS كرقم أسبوع ورقم يوم من الأسبوع. يتم إرسال رقم الأسبوع كحقل عشرة - بت في رسائل التنقل C/A و P(Y)، وبالتالي يصبح صفراً مرة أخرى كل 1024 أسبوعاً (19.6 سنة). بدأ أسبوع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) صفراً في الساعة 00:00:00 بالتوقيت العالمي المنسق (00:00:19 TAI) في 6 يناير 1980 وأصبح رقم الأسبوع صفراً مرة أخرى لأول مرة في الساعة 23:59:47 بالتوقيت العالمي المنسق يوم 21 أغسطس 1999 (00:00:19 TAI يوم 22 أغسطس، 1999). لتحديد التاريخ الميلادي الحالي، يجب تزويد جهاز استقبال GPS بالتاريخ التقريبي (خلال 3584 يوماً) لترجمة إشارة تاريخ GPS بشكل صحيح. لمعالجة هذا القلق، تستخدم رسائل الملاحة GPS الحديثة حقلاً من 13 بت، والذي يتكرر فقط كل 8192 أسبوعاً (157 عاماً)، ولن يعود إلى الصفر حتى قرب العام 2137.[بحاجة لمصدر]

تطوير (عصرنة) نظام ن ت ع

بعد الوصول إلى متطلبات البرنامج لـ القدرة التشغيلية الكاملة (FOC) في 17 يوليو، 1995،[49] فقد أكملت GPS أهداف التصميم الأصلية الخاصة به. ومع ذلك، فقد أدت التطورات الإضافية في التكنولوجيا والطلبات الجديدة على النظام الحالي إلى الجهود المبذولة لتحديث نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). إعلانات من نائب رئيس الولايات المتحدة و البيت الأبيض في 1998 هذه التغييرات، وفي 2000 قام الكونگرس الأمريكي بترخيص الجهود تلك، مشيراً إليها باسم GPS III.

يهدف المشروع إلى تحسين الدقة والتوافر لجميع المستخدمين ويتضمن محطات أرضية جديدة وسواتل جديدة وأربع إشارات ملاحية إضافية. الإشارات المدنية الجديدة تسمى L2C و L5 و L1C؛ يسمى الرمز العسكري الجديد M-Code. من المتوقع أن تكون القدرة التشغيلية الأولية (IOC) لرمز L2C في 2008.[50]تم تحديد هدف 2013 للبرنامج بأكمله، مع تقديم حوافز للمقاولين إذا تمكنوا من إكماله بحلول عام 2011.

الاستعمالات

يعتبر نظام تحديد المواقع العالمي، على الرغم من كونه مشروعاً عسكرياً في الأصل، تقنية ثنائية الاستخدام، بينما يعتبر نظام تحديد المواقع العالمي، أنه مشروع عسكري في الأصل، تقنية ذات استخدام مزدوج، مما يعني أن لها أهمية كبيرة لتطبيقات لكل من الصناعة العسكرية والمدنية.

العسكرية

التطبيقات ن ت ع العسكرية تغطي العديد من الأغراض:

  • الملاحة: يسمح نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للجنود بالعثور على أهداف في الظلام أو في منطقة غير مألوفة، وتنسيق حركة القوات والإمدادات. يُطلق على قادة وجنود مستقبلات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على التوالي اسم المساعد الرقمي للضباط و المساعد الرقمي للجنود[51][52][53][54]
  • تقفي هدف: تستخدم أنظمة الأسلحة العسكرية المختلفة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لتتبع الأهداف الأرضية والجوية المحتملة قبل أن يتم تمييزها على أنها معادية.[بحاجة لمصدر] تمرر أنظمة الأسلحة هذه إحداثيات GPS للأهداف إلى ذخائر موجهة بدقة للسماح لها بالاشتباك مع الأهداف بدقة. تستخدم الطائرات العسكرية، خاصة تلك المستخدمة في أدوار جو-أرض، نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للعثور على أهداف (على سبيل المثال، يظهر فيديو كاميرا تسديد السلاح من AH-1 Cobra في العراق إحداثيات GPS التي يمكن البحث عنها في جوجل إيرث[بحاجة لمصدر]).
  • توجيه الصواريخ والمقذوفات: يسمح نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بالاستهداف الدقيق لمختلف الأسلحة العسكرية بما في ذلك ICBM و الصواريخ الجوالة و الذخائر الموجهة بدقة. تم تطوير قذائف مدفعية مزودة بمستقبلات GPS مدمجة قادرة على تحمل تسارع 12000 G للاستخدام في 155 مم هاوتزر.[55]
  • البحث والإنقاذ: يمكن تحديد موقع الطيارين الذين تم إسقاطهم بشكل أسرع إذا كان لديهم جهاز استقبال ن ت ع.
  • الاستطلاع وخلق الخرائط: يستخدم الجيش نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بشكل مكثف للمساعدة في رسم الخرائط و الإستطلاع.
  • سواتل ن ت ع تحمل أيضاً مجموعة من كاشفات التفجيرات النووية تتكون من مستشعر بصري (مستشعر Y)، ومستشعر للأشعة السينية، ومقياس جرعات، ومستشعر نبض كهرومغناطيسي (EMP) (مستشعر W) الذي يشكل جزءاً كبيراً من نظام الكشف عن التفجيرات النووية بالولايات المتحدة.[56][57]

المدنية

هذا الهوائي مركـّب على سقف كوخ للتجارب العلمية التي تتطلب توقيتاً دقيقاً.

العديد من التطبيقات المدنية تستفيد من إشارات ن ت ع، باستخدام واحد أو أكثر من المكونات الثلاثة الأساسية لنظام التموقع العالمي: الموقع المطلق، الحركة النسبية ونقل الوقت time transfer.

تسمح القدرة على تحديد الموقع المطلق للمستقبل لأجهزة استقبال GPS بالعمل كأداة مسح أو كأداة مساعدة لـ الملاحة. وبالتالي تمكن القدرة على تحديد الحركة النسبية المستقبل من حساب السرعة المحلية والتوجيه، وذلك مفيد في السفن أو مراقبة الأرض. وتتيح القدرة على مزامنة الساعات مع المعايير الصارمة نقل الوقت، وهو أمر بالغ الأهمية في أنظمة الاتصالات والمراقبة الضخمة. مثال على ذلك هو CDMA الخلوي الرقمي. تحتوي كل محطة أساسية على مستقبل توقيت GPS لمزامنة رموز الانتشار الخاصة بها مع المحطات الأساسية الأخرى لتسهيل التبديل بين الخلوي ودعم تحديد المواقع الهجين GPS/CDMA للهواتف المحمولة من أجل مكالمات الطوارئ والتطبيقات الأخرى.

أخيرًا ، يتيح نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للباحثين استكشاف بيئة الأرض بما في ذلك الغلاف الجوي والأيونوسفير وحقل الجاذبية. أحدثت معدات مسح GPS ثورة في التكتونيات عن طريق القياس المباشر لحركة الأعطال في الزلازل.

للمساعدة في منع استخدام إرشادات GPS المدنية في جيش العدو أو أسلحة غير مدروسة، تسيطر حكومة الولايات المتحدة على تصدير أجهزة الاستقبال المدنية. ولا تستطيع الشركة المصنعة التي تتخذ من الولايات المتحدة مقراً لها بشكل عام تصدير جهاز استقبال GPS إلا إذا كان جهاز الاستقبال يحتوي على حدود تمنعه من العمل عندما يكون في نفس الوقت (1) على ارتفاع يزيد عن 18 كيلومتراً (60،000 قدم) و (2) يسافر بسرعة تزيد عن 515 متر / ثانية (1،000) عقدة).[58] تكون هذه الپاركترات أعلى بكثير من الخصائص التشغيلية لـ صاروخ جوال نموذجي، ولكنها ستكون مميزة لـ مركبة دخول الغلاف الجوي من صاروخ باليستي.

بدأ تشغيل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الآن في الانتقال إلى الهواتف المحمولة ككل. تم إطلاق أول أجهزة GSM مع نظام تحديد المواقع العالمي المدمج بشكل فعلي في أواخر التسعينيات، وكانت متاحة للمستهلك على نطاق أوسع على الشبكات مثل تلك التي تديرها شركة نكستل Nextel و سپرنت Sprint و ڤرايزن Verizon في عام 2002 استجابةً لتفويضات لجنة الاتصالات الفيدرالية الأمريكية لتحديد موضع الهاتف في مكالمات الطوارئ. فقد كانت إمكانيات الوصول من قبل مطوري برامج الطرف الثالث إلى هذه الميزات أبطأ في الظهور، مع فتح نكستل Nextel لواجهات برمجة التطبيقات عند إطلاقها لأي مطور، تبعها سپرنت Sprint في عام 2006، ثم ڤرايزن Verizon بعد ذلك بوقت قصير.


تاريخ

يعتمد تصميم نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) جزئياً على أنظمة الملاحة الراديوية الأرضية المماثلة، مثل LORAN و الملاح ديكا التي تم تطويرها في أوائل الأربعينيات من القرن الماضي، وتم استخدامها خلال الحرب العالمية الثانية. جاء الإلهام الإضافي لنظام تحديد المواقع العالمي عندما أطلق الاتحاد السوڤيتي أول سپوتنيك في عام 1957. كان فريق من العلماء الأمريكيين بقيادة الدكتور رتشارد ب. كرشنر وهو يراقب البث الإذاعي لسپوتنيك. فقد اكتشفوا أنه بسبب تأثير دوپلر، كان تردد الإشارة التي يرسلها سپوتنيك أعلى مع اقتراب الساتل، وأقل كلما استمر بعيداً عنهم. لقد أدركوا أنه نظراً لأنهم يعرفون موقعهم الدقيق على الكرة الأرضية، يمكنهم تحديد مكان الساتل على طول مداره عن طريق قياس تشوه دوپلر.

تم اختبار أول نظام ملاحة ساتلي، ترانزيت، الذي استخدمته القوات البحرية الأمريكية بنجاح لأول مرة في عام 1960. وباستخدام كوكبة من خمسة سواتل، يمكن أن يوفر إصلاحاً ملاحياً مرة واحدة تقريباً في الساعة. في عام 1967، طورت البحرية الأمريكية القمر الصناعي تايميشن الذي أثبت قدرته على وضع ساعات دقيقة في الفضاء، وهي تقنية يعتمد عليها نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). في سبعينيات القرن الماضي، أصبح نظام الملاحة أوميگا، المستند إلى مقارنة طور الإشارة، وهو أول نظام ملاحة لاسلكي على مستوى العالم.

تم إطلاق أول ساتل تجريبي Block-I GPS في فبراير 1978.[50] فقد تم تصنيع سواتل GPS في البداية بواسطة روكويل إنترناشونال (الآن جزء من بوينگ) ويتم تصنيعها الآن بواسطة لوكهيد مارتن (IIR / IIR-M) و بوينگ (IIF) .


خط زمني

  • في عام 1972، أجرت منشأة اختبار التوجيه بالقصور الذاتي التابع للقوات الجوية الأمريكية (Holloman AFB) اختبارات طيران تطويرية لاثنين من أجهزة استقبال GPS النموذجية فوق مدى الصواريخ وايت ساندز، باستخدام سواتل زائفة أرضية.
  • في عام 1978 تم إطلاق أول ساتل تجريبي من نوع Block-I GPS.
  • في عام 1983، بعد أن أسقطت مقاتلة اعتراضية سوڤيتية طائرة ركاب مدنية KAL 007 في المجال الجوي السوڤيتي المحظور، مما أسفر عن مقتل 269 شخصاً كانوا على متنها، فقد أعلن الرئيس الأمريكي رونالد ريگان أن سيتم توفير GPS للاستخدامات المدنية بمجرد اكتماله.
  • بحلول عام 1985، تم إطلاق عشرة سواتل تجريبية أخرى من طراز Block-I للتحقق من صحة هذا المفهوم.
  • في 14 فبراير، 1989، تم إطلاق أول ساتل حديث من نوع Block-II.
  • في عام 1992، تم إلغاء تنشيط جناح الفضاء الثاني، الذي كان يدير النظام في الأصل، واستبدل بـ الجناح الفضائي الخمسين.
  • بحلول ديسمبر 1993، حقق نظام تحديد المواقع العالمي القدرة التشغيلية الأولية[59]
  • وبحلول 17 يناير, 1994 أصبح هناك كوكبة كاملة من 24 ساتل في المدار.
  • أعلنت NAVSTAR عن القدرة التشغيلية الكاملة في أبريل 1995.
  • في عام 1996، وإدراكاً لأهمية نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للمستخدمين المدنيين والعسكريين، أصدر الرئيس الأمريكي بيل كلنتون توجيهاً سياسياً[60] إعلان نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ليكون نظاماً ثنائي الاستخدام وإنشاء المجلس التنفيذي المشترك بين وكالات ن ت ع لإدارته كأصل وطني.
  • في عام 1998، أعلن نائب الرئيس الأمريكي آل گور عن خطط لترقية نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بإشارتين مدنيتين جديدتين لتعزيز دقة المستخدم وموثوقيته، لا سيما فيما يتعلق بسلامة الطيران.
  • في مايو 2، 2000 توقف "التواجد الانتقائي" كنتيجة للأمر التنفيذي لعام 1996، مما يسمح للمستخدمين بتلقي إشارة غير ضعيفة\متراجعة عالمياً.
  • في عام 2004، وقعت حكومة الولايات المتحدة اتفاقية تاريخية مع المجموعة الأوروبية لإقامة تعاون فيما يتعلق بنظام تحديد المواقع العالمي ونظام گاليليو المخطط له في أوروبا.
  • في عام 2004، قام الرئيس الأمريكي جورج دبليو بوش بتحديث السياسة الوطنية، واستبدل المجلس التنفيذي باللجنة التنفيذية الوطنية لتحديد المواقع والملاحة والتوقيت.
  • في نوفمبر 2004، أعلنت كوالكوم عن الاختبارات الناجحة لـ ن ت ع معزز لـ الهواتف المحمولة.[2]
  • في عام 2005، تم إطلاق أول ساتل حديث لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وبدأ في إرسال إشارة مدنية ثانية (L2C) لتحسين أداء المستخدم.
  • في 14 سبتمبر 2007، تم نقل نظام التحكم في الجزء الأرضي القديم القائم على الإطار الرئيسي إلى خطة تطور البنية الجديدة.
[3]
  • فقد كان أحدث إطلاق في مارس 15، 2008[61]. تم إطلاق أقدم ساتل يعمل بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لا يزال قيد التشغيل في 4 يوليو 1991، وبدأ العمل في 30 أغسطس 1991.[62]
أرقام السواتل[63][64]
Block فترة الإطلاق السواتل المطلقة حالياً في الخدمة
I 1978-1985 10+11 0
II 1985-1990 9 0
IIA 1990-1997 19 13
IIR 1997-2004 12+11 12
IIR-M 2005-2008[65] 6+12 6
IIF 2009- 0 0
Total 58+31,2 31
1فشل
2قيد التحضير.
(آخر تحديث: 12 أبريل 2008)

ترسية العطاءات

مطورا ن ت ع حصلا على جائزة تشارلز ستارك دريبر الأكاديمية الوطنية للهندسة لعام 2003:

تلقى أحد مطوري GPS، وهو روجر إل. إيستون، الوسام الوطني للتكنولوجيا في 13 فبراير 2006 في البيت الأبيض.[66]

في 10 فبراير، 1993، اختارت الرابطة الوطنية للملاحة الجوية فريق نظام تحديد المواقع العالمي كفائزين بجائزة كأس روبرت جيه كولير عام 1992، جائزة أرقى طيران في الولايات المتحدة. يتكون هذا الفريق من باحثين من معمل الأبحاث البحرية و القوات الجوية الأمريكية، و شركة آيروسپيس، و شركة روكويل إنترناشونال، وشركة الأنظمة الفيدرالية آي‌بي‌إم. يكرم الخطاب المصاحب لتقديم الكأس فريق GPS "لأهم عملية تطوير للملاحة والمراقبة الآمنة والفعالة للطيران والمركبات الفضائية منذ إدخال الملاحة اللاسلكية قبل 50 عاماً".

أنظمة أخرى


هناك أنظمة ساتلية للملاحة غير GPS، وهم في مراحل مختلفة من التطوير ومنهم:

انظر أيضاً

هذه مقالات يجب ترجمتها. ساعدونا بالترجمة.

هامش

  1. ^ (1) "GPS: Global Positioning System (or Navstar Global Positioning System)" Wide Area Augmentation System (WAAS) Performance Standard, Section B.3, Abbreviations and Acronyms.
    (2) "GLOBAL POSITIONING SYSTEM WIDE AREA AUGMENTATION SYSTEM (WAAS) PERFORMANCE STANDARD" (PDF). Janurary 3, 2012. Archived from the original (PDF) on April 27, 2017. Check date values in: |date= (help)
  2. ^ "Global Positioning System Standard Positioning Service Performance Standard : 4th Edition, September 2008" (PDF). Archived (PDF) from the original on April 27, 2017. Retrieved April 21, 2017.
  3. ^ "What is a GPS?". Archived from the original on January 31, 2018. Retrieved January 28, 2018.
  4. ^ Real Engineering (June 19, 2017). "Why The US Military Made GPS Free-To-Use". Archived from the original on December 31, 2018. Retrieved August 16, 2018 – via YouTube.
  5. ^ McDuffie, Juquai (June 19, 2017). "Why the Military Released GPS to the Public". Popular Mechanics.
  6. ^ "Factsheets : GPS Advanced Control Segment (OCX)". Losangeles.af.mil. October 25, 2011. Archived from the original on May 3, 2012. Retrieved November 6, 2011.
  7. ^ "GPS.gov: GPS Accuracy". www.gps.gov (in الإنجليزية). Archived from the original on January 4, 2018. Retrieved 2018-01-17.
  8. ^ Srivastava, Ishan (5 April 2014). "How Kargil spurred India to design own GPS". The Times of India. Archived from the original on December 15, 2016. Retrieved 9 December 2014.
  9. ^ "Russia Launches Three More GLONASS-M Space Vehicles". Inside GNSS. Archived from the original on February 6, 2009. Retrieved December 26, 2008.
  10. ^ "index.php". Clove Blog. January 10, 2012. Archived from the original on March 10, 2016. Retrieved October 29, 2016.
  11. ^ "China launches final satellite in GPS-like Beidou system". phys.org. Archived from the original on 24 June 2020. Retrieved 24 June 2020.
  12. ^ Kriening, Torsten (23 January 2019). "Japan Prepares for GPS Failure with Quasi-Zenith Satellites". SpaceWatch.Global. Retrieved 10 August 2019.
  13. ^ "GPS will be accurate within one foot in some phones next year". The Verge. Archived from the original on January 18, 2018. Retrieved 2018-01-17.
  14. ^ "Superaccurate GPS Chips Coming to Smartphones in 2018". IEEE Spectrum: Technology, Engineering, and Science News (in الإنجليزية). 2017-09-21. Archived from the original on January 18, 2018. Retrieved 2018-01-17.
  15. ^ globalsecurity.org [1].
  16. ^ P. Daly. "Navstar GPS and GLONASS: global satellite navigation systems" (PDF). IEEE.
  17. ^ Dana, Peter H. GPS Orbital Planes. August 8, 1996.
  18. ^ What the Global Positioning System Tells Us about Relativity. Accessed 2 يناير, 2007.
  19. ^ GPS Overview from the NAVSTAR Joint Program Office. شوهدت في 15 ديسمبر, 2006.
  20. ^ USCG Navcen: GPS Frequently Asked Questions. Accessed 3 يناير, 2007.
  21. ^ Agnew, D.C. and Larson, K.M. (2007). "Finding the repeat times of the GPS constellation". GPS Solutions. Springer. 11 (1): 71--76. doi:10.1007/s10291-006-0038-4.CS1 maint: multiple names: authors list (link) هذه المقالة هي من الموقع الإلكتروني للمؤلف, مع بعض التعديلات الطفيفة.
  22. ^ Massatt, Paul and Brady, Wayne. "Optimizing performance through constellation management", Crosslink, Summer 2002, pages 17-21.
  23. ^ المحطات الإضافية هي: واشنطن العاصمة, إنجلترة والأرجنتين والإكوادور والبحرين وأستراليا. المصدر: خفر السواحل الأمريكي General GPS News 9-9-05
  24. ^ USNO NAVSTAR Global Positioning System. Accessed May 14, 2006.
  25. ^ لاحظ أنه بالرغم من وجود العديد من منتجي المستقبلات، إلا أنهم جميعاً تقريباً يستخدمون أحد the chipsets المصنوعة لهذا الغرض. مثال ذلك: "GPS Receiver Chip Performance Survey". GPS Technology Reviews.
  26. ^ NMEA NMEA 2000
  27. ^ First GPS IIF Satellite Undergoes Environmental Testing. GPS World. November 5, 2007.
  28. ^ How Does GPS Work?
  29. ^ "AN02 Network Assistance" (HTML). Retrieved 2007-09-10.
  30. ^ The same principle, and the math behind it, can be found in descriptions of pulsar timing by astronomers.
  31. ^ http://www.tdc.co.uk/index.php?key=ephemeris Ephemeris Server Example
  32. ^ "UNit 1 - Introduction to GPS".
  33. ^ أ ب "Statement by the President regarding the United States' Decision to Stop Degrading Global Positioning System Accuracy". Office of Science and Technology Policy. May 1, 2000. Retrieved 2007-12-17. Check date values in: |date= (help)
  34. ^ "GNSS - Frequently Asked Questions - GPS: Will SA ever be turned back on?". FAA. June 13, 2007. Retrieved 2007-12-17. Check date values in: |date= (help)
  35. ^ "DoD Permanently Discontinues Procurement Of Global Positioning System Selective Availability". DefenseLink. September 18, 2007. Retrieved 2008-02-20. Check date values in: |date= (help)
  36. ^ "Selective Availability". National space-based Positioning, Navigation, and Timing Executive Committee. Retrieved 2008-02-20.
  37. ^ Rizos, Chris. University of New South Wales. GPS Satellite Signals. 1999.
  38. ^ The Global Positioning System by Robert A. Nelson Via Satellite, November 1999
  39. ^ Ashby, Neil Relativity and GPS. Physics Today, May 2002.
  40. ^ Space Environment Center. SEC Navigation Systems GPS Page. August 26, 1996.
  41. ^ "I-PASS Mounting for Vehicles with Special Windshield Features" (PDF).
  42. ^ "3M Automotive Films".. Note that the 'Color Stable' films are specifically described as not interfering with satellite signals.
  43. ^ The hunt for an unintentional GPS jammer. GPS World. 1 يناير, 2003.
  44. ^ Low Cost and Portable GPS Jammer. Phrack issue 0x3c (60), article 13]. Published December 28, 2002.
  45. ^ American Forces Press Service. Centcom charts progress. March 25, 2003.
  46. ^ MoD's tests will send satnav haywire so take a road atlas | the Daily Mail
  47. ^ Ruley, John. AVweb. GPS jamming. February 12, 2003.
  48. ^ Commercial GPS Receivers: Facts for the Warfighter. Hosted at the Joint Chiefs website, linked by the USAF's GPS Wing DAGR program website. Accessed on 10 April, 2007
  49. ^ US Coast Guard news release. Global Positioning System Fully Operational
  50. ^ أ ب Hydrographic Society Journal. Developments in Global Navigation Satellite Systems. Issue #104, April 2002. Accessed April 5, 2007.
  51. ^ http://peosoldier.army.mil/factsheets/SWAR_LW_DBCS.pdf Commanders Digital Assistant explanation and photo
  52. ^ Latest version Commanders Digital Assistant
  53. ^ http://www.army-technology.com/contractors/computers/lago/lago6.html Soldier Digital Assistant explanation and photo
  54. ^ http://www.gcn.com/print/22_20/22893-1.html Commanders and Soldiers' GPS-receivers
  55. ^ "XM982 Excalibur Precision Guided Extended Range Artillery Projectile". GlobalSecurity.org. 2007-05-29. Retrieved 2007-09-26.
  56. ^ Sandia National Laboratory's Nonproliferation programs and arms control technology.
  57. ^ Dr. Dennis D. McCrady. "The GPS Burst Detector W-Sensor" (PDF). Sandia National Laboratories.
  58. ^ Arms Control Association.Missile Technology Control Regime. Accessed May 17, 2006.
  59. ^ United States Department of Defense. Announcement of Initial Operational Capability. December 8, 1993.
  60. ^ National Archives and Records Administration. U.S. Global Positioning System Policy. March 29, 1996.
  61. ^ http://sidt.gpsworld.com/gpssidt/System+Design+and+Test+News/IIR-19MSVN48-Successfully-Reaches-Orbit/ArticleStandard/Article/detail/503513?contextCategoryId=1385
  62. ^ United States Naval Observatory. GPS Constellation Status. Accessed on October 17 2007.
  63. ^ "United States Naval Observatory ((USNO) - Block II Satellite Information".
  64. ^ GPS constellation status. Russian Space Agency. April 9 2008
  65. ^ Last IIR-M Satellites Heads to the Cape. GPS World. April 42008
  66. ^ United States Naval Research Laboratory. National Medal of Technology for GPS. November 21, 2005

وصلات خارجية

وصلات حكومية

وصلات مقدمة/شرح تعليمي

وصلات موضوعات تقنية وتاريخية ومتفرقة