[جبل الاخضر]

مصادر الخطأ فى الاشارات ( الخطأ فى تحديد الموقع )

مصادر الخطأ فى الاشارات

1. طبقتى الايونو سفير و التروبو سفير : تؤثر طبقتى الايونو سفير و التروبو سفير على الاشارات المرسلة من الاقمار الصناعية لانها إشارات كهرومغناطيسية تتاثر باى مجال كهربى تتعرض له .

2. الاشارات متعددة القنوات : تؤثر على مدى ما يستقبله جهاز الاستقبال من إشارات

3. اخطاء استقبال و ضبط الساعة أو المؤقت

4. اخطاء المدار ( التقويم الفلكى )

5. عدد الاقمار الصناعية المرئية للمستقبل : كلما زاد عدد الاقمار الصناعية المرئية لجهاز الاستقبال كلما زادت دقة تحديد الموقع .

6. تدهور إشارات القمر الصناعى : كلما تقدم عمر القمر الصناعى كلما تدهورت إشاراته و إنحرفت قيمها عن القيم الصحيحة من حيث بيانات المدار او التقويم الفلكى و تقويم البيانات .

7. الاتاحية المنتقاه Selective Availability ( SA ) : من الثمانينيات الى أول مايو 2001 , و هى نسبة خطأ مقصودة فى تحديد الموقع , وكانت موضوعة بواسطة حكومة الولايات المتحدة الامريكية بغرض منع المستخدمين المدنين من تحديد موقعهم بدقة و خاصة مستخدمين الاجهزة الملاحية , و كانت الاتاحية المنتقاه فى حدود 100متر ثم انخفضت الى 22 متر ثم تم الغاؤها فى 1/5/2001 . م مصادر الخطأ فى الاشارات الانحراف الناتج عن الخطأ متر
1 طبقة الايونو سفير 0.5
2 طبقة التروبو سفير 0.5
3 الاشارات متعددة القنوات 0.6
4 اخطاء استقبال و ضبط الساعة 0.3
5 اخطاء المدار ( التقويم الفلكى ) 2.5
6 الاتاحية المنتقاه ( SA ) 22
7 تدهور إشارات القمر الصناعى 1.5
المجموع المجموع
32.4

جدول (1) يوضح مقدار الخطا الناتج عن كل سبب من اسباب اخطاء تحديد الموقع

كل هده الاسباب تؤدى الى تراجع دقة تحديد الموقع بواسطة أجهزة GPS الى ما يقارب 8 متر كخطأ فى تحديد الموقع , مما أدى الى ظهور Satellite/Ground Based Augmentation Systems (S/GBAS) أنظمة التعزيز و توسيع المجال و هى عدة أقمار صناعية اضافية تصحح إشارات الاقمار العادية و تبث القيم الصحيحة نحو الكرة الارضية , ويستطيع أى جهاز إستقبال استقبالها ثم تصحيح البينات المرسلة له من الاقمار العادية .


أنواع أجهزة الأستقبال

1. الاجهزة الملاحية ) الاجهزة المحمولة يدويا Hand Held Receivers ) Navigational Receivers : و هى الاجهزة سهلة الاستخدام و التى لاتحتاج الى خبرة كبيرة لتشغيلها ,
2. الاجهزة الچيوديسية ( Geodetic Receivers ) : و هى الاجهزة الهندسية دات الدقة العالية فى الاستقبال و تحديد الاحداثيات حيث يصل الخطأ فى حساب الاحداثيات الى اقل من واحد سنتيمتر , و تتميز بمكونات داخلية عالية التقنية كما أنها تتطلب خبرة هندسية كبيرة و برامج حاسب آلي متخصصة.

فــــــــــوائد GPS

يساهم GPS فى :

1. زيادة كفاءة جميع وسائل و انواع المواصلات و تقليل مخاطرها .

2. مراقبة كل التحركات فى الارض سواء بشرية أو تغيرات فى الظروف المناخية مثل العواصف

و الزلازل .

فى الزراعة يستخدم GPS فى تطبيق تقنية الاحكام الزراعى Precision Farming

و دلك فى محاولة لتنفيد أنسب المهام فى أنسب المواقع فى أنسب الاوقات .

يستخدم GPS فى :

1) تحديد الموقع و الارتفاع بالتحديد ( الاحداثيات و المنسوب ) .

2) السرعة اللحظية و المتوسطة .

3) تحديد الوضع .

4) تحديد المسار .

5) مسافة الرحلة من موقعك الى مقصدك .

6) مسافة الرحلة من مكان الى مكان اخر .

7) أوقات الشروق و الغروب .

8) الوقت المتوقع للوصول الى وجهتك .

9) أفضل طريقة لبلوغ هدفك بإستخدام خرائط رقمية مخزنة فى داكرة جهاز الاستقبال .

إستخدامات GPS العامة


يستخدم GPS فى مجالات عديدة مثل الملاحة و الزراعة و الجغرافيا و السياحة و أنشاء الطرق و الجسور و السكك الحديدة و المطارات و إعداد و تحديث الخرائط , حيث يعتبر الخطوة الاولى فى نظم المعلومات الجغرافية GIS .

ý تستخدمه البواخر و القوارب الخاصة لتحديد موقعها فى البحار .

ý شركات النقل لتحديد موقع سياراتها فمثلا سيارات الاجرة فى اوروبا تستخدم GPS حتى ترسل أقرب سيارة اجرة متواجدة بجوار صاحب الطلب .

ý قريبا جدا سوف يوضع فى كل سيارة جهاز إستقبال يقوم بارشاد السائق الى اسهل الطرق ليصل الى مقصده , وهدا الجهاز مزود بخرائط الكترونية بشوارع العالم و عن طريق المعلومات التى يستقبلها من الاقمار الصناعية يمكن معرفة الشوارع المزدحمة و تجنبها و حاليا فى اليابان يتم تطوير سيارة تستعين بالــ GPS و الخرائط الالكترونية فى تمكين السيارة من معرفة الطريق دون الحاجة الى قائد عن طريق مجسات الكترونية فى السيارة .

ý أما فى مجال الطائرات فاستخدام هدا النظام يمكن من التحكم فى حركة الطائرات فى الجو و السماح للطائرات بالطيران على مسافات متقاربة من بعضها البعض للتخفيف من الازدحام الملحوظ فى المطارات .

إستخدامات GPS الزراعية

يستخدم الــ GPS فى الزراعة فى مراعاة البعد المكانى فى المزرعة , تحديد نوع التربة فى كل جزء منها , تحديد أنسب أنواع المحاصيل للتربة , تحديد و متابعة الزراعة أول بأول مثل تحديد كمية المياه و كمية و نوع الاسمدة المطلوبة , فى تطبيق تقنية الاحكام الزراعى Precision Farming و دلك فى محاولة لتنفيد أنسب المهام فى أنسب المواقع فى أنسب الاوقات .

توجيه الجرار : المزراعين يمكنهم وضعها على الجرارات و المركبات حيث يمكنها حفظ طريقة الحرث و السير فى خطوط متوازية , و دلك يجرى فى عمليات مختلفة مثل الزراعة و التسميد و الافات و الحصاد و حفظ طرق سير الجرار , و بدلك سوف يتم توفير الكثير من المال .

كيفية توجيه الجرار و الحرث باستخدام GPS

إستهداف الحشرات و أكلات المحاصيل : إن الحشرات لاتهاجم المحاصيل بشكل منتظم , و بدلا من تفشى نشاط الحشرات سوف نركز على مناطق معينة حيث انه من خلال مستقبل الــ GPS سوف نحدد اماكن الحشرات ثم نرسل طائرات مكافحة الحشرات و بالتالى سوف تستهدف هده الطائرات اماكن معينة بدلا من التعامل مع الحقل كله , و سوف توفر هده الطريقة الكثير من الوقت و الوقود و المبيدات الحشرية ,كما ستقلل من التعرض للمواد الكيميائية .

تتبع الثروة الحيوانية : تحديد موقع كمية كبيرة من حيوانات المزرعة

من خلال الــ GPS , حيث ستعلق اجهزة الارسال فى القلادات عندما يرسل

الحيوانات الى الاسواق و بالتالى سوف يمكن رصدها بسهولة .

رصد الغلة : تقدير الاختلافات فى العائد عبر المزرعة .


جمع و تحليل و تقسيم عينات التربة : جمع عينات كثيرة من المزرعة

و رسم الخرائط الكنتورية و خرائط الاستخدام Land Use ( بواسطة

البرمجيات و الـ GPS ) و هكدا يمكننا تحديد المناطق التى تحتاج الى

علاج (سواء إنحدارات أو رى أو عزيق أو تسميد أو تلوث بالمبيدات )

و بعد إجراء هدا العلاج ثم يمكننا جمع عينات اخرى بواسطة الــ GPS

و تحديد مدى نفع ما قمنا به .


العمل عند إنخفاض الرؤية : خلال الامطار و الغبار و الضباب و الظلام .

كل ما سبق سوف يساعد فى تقليل النفقات و إرتفاع عائد الانتاج و إيجاد أكثر الحلول ملائمة لعمليات الخدمة الزراعية

( GBAS ) أنظمة التعزيز و توسيع المجال
Ground Based Augmentation Systems


و سوف نتناول منها نظام تعزيز نطاق الشبكة الامريكى ( WAAS ) و هو :

يطوره و ينشأه FAA إدارة الطيران الفيدرالية , DOT وزارة النقل .

و الغرض الاساسى من انشاءه هو تحقيق افضل تغطية لزيادة دقة الــ GPS و تصحيح اخطاءه عن طريق :

قياس التغيرات و الاخطاء فى نظام GPS و تصحيح هده الانحرافات ثم ارسالها للاقمار الثابتة بالنسبة للارض ( مرة كل خمسة ثوانى على الاقل ) ثم تبث الاقمار الثابتة بالنسبة للارض التصحيح الى المستخدمين او اجهزة استقبال الــ GPS حيث يمكن لاجهزة GPS إستقبال موجاتها .
الفرق بين دقة GPS قديما و الدقة بعد استخدام WAAS

و يتكون من قطاعين :-
1. القطاع الارضى : و هو 38 محطة مرجعية ( 20 محطة فى USA , 7 فى الاسكا , واحدة فى هاواى , واحدة فى بورتوريكو , 5 فى المكسيك , 4 فى كندا ) .

2. القطاع الفضائى : و هو عبارة عن قمران صناعيان PANAMSAT & TELESAT .

أماكن المحطات المرجعية و انواع الاقمار الصناعية لنظام التعزيز الامريكى WAAS

تقسيم النظم العالمية لأقمار تحديد المواقع
i. نظم الملاحة الاساسية GNSS 1 :-
a) GPS by USA
b) GLONASS by Russia
c) Galileo System by EU
d) Beidou COMPASS by China
ii. أقمار الملاحة الاقليمية GNSS 2 :-
a) QZSS by Japan ( 3 أقمار صناعية )
b) Beidou by China
c) IRNSS by India ( 7 أقمار صناعية )
d) DORIS by French
iii. نظم التعزيز الاقليمية SBAS :-
a) WAAS by USA
b) EGNOS by EU
c) MSAS by Japan
d) GAGAN by India
iv. نظم التعزيز التجارية :-
a) OMNISTAR
b) STARFIRE
v. على مستوى القارات و بناء نظم التعزيز :-
مثل GRAS فى أستراليا , و وزارة النقل الامريكية الوطنية و الشبكة العالمية التفاضلية DGPS

GLONASSوهو النظام المرفوع بواسطة روسيا ( الاتحاد السوڤيتى ) و يجرى الان ترميمه و إعادته للتشغيل الكامل بمساعدات من الهند .
Galileo System
النظام المقترح بواسطة الاتحاد الاوروبى و هو فى مرحلة الانتشار الاولى و من المقرر ان يبدا العمل عام 2012 , و يستخدم الموجات L1,L2,L5 , و قد تم البدء فى تنصيبه من 28 ديسمبر 2005 بتكلفة 2.4 مليار إسترلينى ,و نظام Galileo System متوافق مع نظام GPS و دلك لزيادة الدقة .