سبلة عمان

العودة   سبلة عمان » السبلة العامة

ملاحظات \ آخر الأخبار

 
 
أدوات الموضوع البحث في الموضوع أنماط العرض
  #1  
قديم 04/02/2010, 08:16 PM
جبل الاخضر جبل الاخضر غير متصل حالياً
عضو نشيط
 
تاريخ الانضمام: 27/06/2008
الإقامة: سلطنة عمان
الجنس: ذكر
المشاركات: 212
افتراضي تحديد المواقع بالاقمار الصناعية ( عيون فى الفضاء ) GPS

((موضوع منقول للاستفادة)) يمكنها مراقبة كل التحركات فى الارض سواء بشرية أو تغيرات فى الظروف المناخية مثل العواصف و الزلازل , و تساهم فى رفع كفاءة المواصلات و تقلل مخاطرها , و فى الزراعة تستخدم فى تطبيق تقنية الاحكام الزراعى و دلك لتنفيد أنسب المهام فى أنسب المواقع فى أنسب الاوقات .
فى عام 1973 بدأت وزارة الدفاع الامريكية العمل على استحداث نظام عالمى جديد لتحديد المواقع و هو نظام الملاحة بالاقمار الصناعيةNAVSTAR (Global Navigation System ) بدلا من نظام ( العبور TRANSIT ) المعمول به من عام 1960و الدى أنشاءه الجيش الامريكى , اطلقت الاقمار الاولى فى عام 1978 و تم اكتمالها 24 قمر فى عام 1994 , و إعتبارا من 2007 فإن الولايات المتحدة الامريكية هى الدولة الوحيد التى تمتلك نظام كامل للملاحة و تحديد المواقع , بطاقة تصل الى 32 قمر صناعى فى ستة مستويات فى المتوسط .
و من الثمانينيات بدا الاتحاد السوڤيتى فى تنصيب النظام الروسى GLONASS لتحديد المواقع ثم تلاه الاتحاد الاوروبى بتنصيب نظامه Galileo System و المتوافق مع النظام الامريكى GPS , و الصين بنظامها الخاص Beidou COMPASS , و الان تسعى معظم دول العالم المتقدمة لامتلاك أنظمتها الخاص لتحديد المواقع و إن كانت أقليمية غير عالمية .

إن نظم تحديد المواقع كانت مصممة خصيصا للاستخدامات العسكرية ........

و لكنها اليوم تساهم فى زيادة كفاءة جميع وسائل و انواع المواصلات و تقلل مخاطرها كما يمكنها مراقبة كل التحركات فى الارض سواء بشرية أو تغيرات فى الظروف المناخية مثل العواصف و الزلازل , و فى الزراعة تستخدم فى تطبيق تقنية الاحكام الزراعى Precision Farming و دلك فى محاولة لتنفيد أنسب المهام فى أنسب المواقع فى أنسب الاوقات .

تستخدم الأنظمة العالمية لتحديد المواقع بواسطة الأقمار الصناعية 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 .

وصف مكونات شبكة GPS

1. قسم التحكم و المراقبة : وحدات تراقب اداء الاقمار الصناعية و تصحح الاخطاء فور حدوثها

2. قسم الفضاء : 24 قمر صناعى فى ستة مستويات , فى كل مستوى اربعة اقمار صناعية , على ارتفاع حوالى 19300 كيلو متر

3. قسم المستخدمين : أجهزة إستقبال لها عدة مميزات :

ü تعمل طوال الاربعة و عشرون ساعة , طوال السبعة ايام , طوال السنة .

ü تغطى جميع انحاء الارض .

ü لا يتاثر بالظروف الجوية ( الحرارة و المطر و الجليد و العواصف و الرعد و البرق ) .

ü دقة عالية جدا قد تصل الى سنتيمترات .

ü انخفاض تكلفته الاقتصادية بالنسبة للطرق الاخرى .

ü لايحتاج الى خبرة متخصصة لتشغيله .


شرح عام لكيفية عمل الاقمار


شبكة الاقمار الصناعية المتكاملة

انظمة تحديد المواقع GPS عبارة عن 27 قمر صناعى يدور حول الارض ( 24 قمر صناعى مستخدم + 3 إحتياطى ) و لقد تم تطوير هدا النظام فى الولايات المتحدة الامريكية مند 1973 و هو يتكون من مرسل و مستقبل , اما المرسل فهو عبارة عن شبكة اقمار صناعية تدور حول الارض على ارتفاع 19300 كيلومتر لمرتين يوميا موزعة على ثمانية مستويات كل مستوى يصنع 55 درجة مع المستوى الاخر

و يوجد فى كل مستوى ثلاثة اقمار ( و يقال فى بعض المراجع أن عدد الاقمار الصناعية 32 قمر – بما فيهم الاقمار المتقاعدة و البدلاء – يدورون فى ستة مستويات كل مستوى به اربعة اقمار صناعية ) .

قطر دائرة المسار حول الكرة الارضية يصل الى 134400 كيلو متر , على ارتفاع 19200كيلو متر عن سطح الارض , و سرعتها تصل الى 11200 كيلومتر فى الساعة

يدار القمر الصناعى الواحد بواسطة الالواح الشمسية و البطاريات .

gps satellite

glonass satellite

و اطلقت الاقمار الاولى فى عام 1978 و تم اكتمالها 24 قمر فى عام 1994 , متوسط عمر القمر الواحد عشرة اعوام , و يجرى تجهيز و اطلاق البدلاء باستمرار , يزن القمر الصناعى الواحد 906 كيلو جرام و عرضه 5.168 متر عند فرد الالواح الشمسية , و القدرة المستخدمة فيه تصل الى 50 وات أو أقل .

تستخدم و ترسل أقمار GPS إشارتين منخفضتين القدرة من إشارات الراديو و هما L1 & L2 , و إعتبارا من 2007 فإن الولايات المتحدة الامريكية هى الدولة الوحيد التى تمتلك نظام كامل للملاحة و تحديد المواقع , بطاقة تصل الى 32 قمر صناعى فى ستة مستويات فى المتوسط .

لمادا نستخدم ثلاثة اقمار صناعية لتحديد الموقع ؟

إن تقاطع الاسطح الكروية الناتجة عن الاقمار الصناعية الثلاثة من

سطح الارض يعطى نقطتين احدهما هى الموجود فيها جهاز استقبال

GPS على سطح الكرة الارضية و الاخرى توجد فى الفضاء .

مهمة مستقبل GPS هى تحديد موقع القمر الصناعى و المسافة بين كل

قمر صناعى و بين موقع المستقبل على الارض .


إشارات الاقمار الصناعية


1. تحديد موقع نقطة واحدة SPP :-

Single Point Positioning و هو النوع المتاح للتطبيقات المدنية و الدى يستطيع اى جهاز استقبال الحصول على إشارته و استخدامها فى تحديد موقع و احداثيات الجهاز على سطح الكرة الارضية , و يقوم المستقبل بتحديد الموقع بطريقتين هما :-

أ / الاولى تعتمد على ازاحة دوبلرDoppler Shift للاشارات الكهرومغناطيسية

المرسلة من الاقمار الصناعية و هى ناتجة عن السرعة النسبية للدوران بين

الارض و الاقمار الصناعية .


ب / الثانية تعتمد على قياس التاخير الزمنى بين الاشارات الكهرو مغناطيسية

الواصلة من الاقمار الصناعية و إشارات جهاز الاستقبال .


2. التحديد الدقيق لاحداثيات نقطة PPS :-

Precise Point Positioning وهو نوع الاشارات المشفرة و المخصص فقط للاستخدامات العسكرية للقوات الامريكية و حلفائها فقط .

و يستخدم GPS الموجات المنخفضة L1 & L2 ليرسل إشارة ترددها 1575.42 MHZ و دلك فى نطاق التردد فوق العالى UHF band , و هده الاشارات تمر من خلال السحب و الزجاج و البلاستيك و لكنها لن تمر من خلال معظم المواد الصلبة مثل المبانى و الجبال .

إشارات GPS تحتوى على ثلاثة اجزاء مختلفة من المعلومات هى

1. Pseudo random Code ( PrC ) : وهو مجرد رمز يحدد هوية الاقمار الصناعية التى تنقل البيانات لنا و يمكنك عرض هدا الرمز على اى وحدة Germin GPS Units Satellite Page لانها تحدد الاقمار الصناعية التى نتلقى منها الاشارات .

2. بيانات التقويم الفلكى أو المدار .

3. معلومات تعديل البيانات .

هده المعلومات تدخل الى الميكرو بروسيسور و تتحد مع المعلومات المخزنة عن كل قمر صناعى من حيث مداره و سرعته و موقعه و هكدا .

و بعد عدة عمليات حسابية يحدد جهاز الاستقبال موقعه على سطح الكرة الارضية و يظهر النتائج على شاشة العرض .

وصف طريقة إستقبال الاشارات و تحديد بعد القمر عن المستقبل

يعتمد مستقبل GPS على أمواج الراديو الكهرومغناطيسية و التى تنتشر بسرعة الضوء لحساب المسافة التى تفصله عن الاقمار الصناعية و دلك لحساب المدة التى استغرقتها الامواج لتقطع المسافة .

فى وقت محدد يبدا القمر الصناعى بارسال سلسلة رقمية طويلة دات ترميز شبه عشوائى ( PRN ) و يبدا مستقبل GPS فى توليد سلسلة مطابقة تماما و فى نفس الوقت تماما و عندما تصل إشارة القمر الصناعى الى المستقبل ستكون السلسة المستقبلة متاخرة عن السلسة المتولدة بمقدار زمن الرحلة من القمر الصناعى حتى الارض .

عندها يقوم المستقبل بضرب الزمن فى سرعة الضوء لتحديد المسافة , وناتج الضرب هو بعد القمر الصناعى عن جهاز الاستقبال تبعا للمعادلة الاتية :

و للقيام بهده العملية بهده الدقة فان كلا من المستقبل و القمر الصناعى بحاجة الى مؤقتات ( ساعات درية ) مضبوطة بالــNanosecond و يقوم المستقبل بضبط مؤقته باستمرار للحصول على اعلى دقة .

الفرق بين اشارة القمر الصناعى و اشارة جهاز الاستقبال

و لدقة حساب الموقع العديد من العوامل فى الاعتبار مثل :
1. تاثير الغلاف الجوى على الاشارات المرسلة .

2. تاثير مجال الجادبية الارضية على الاشارات المستقبلة حيث أن الجادبية تعمل على ازدياد ترددها كلما اقتربت من الارض .


تكملة تحت
  مادة إعلانية
  #2  
قديم 04/02/2010, 08:17 PM
جبل الاخضر جبل الاخضر غير متصل حالياً
عضو نشيط
 
تاريخ الانضمام: 27/06/2008
الإقامة: سلطنة عمان
الجنس: ذكر
المشاركات: 212
افتراضي

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 .
 

أدوات الموضوع البحث في الموضوع
البحث في الموضوع:

بحث متقدم
أنماط العرض

قواعد المشاركة
ليس بإمكانك إضافة مواضيع جديدة
ليس بإمكانك إضافة ردود
ليس بإمكانك رفع مرفقات
ليس بإمكانك تحرير مشاركاتك

رموز لغة HTML لا تعمل

الانتقال إلى

مواضيع مشابهه
الموضوع كاتب الموضوع القسم الردود آخر مشاركة
صورة الارض بالاقمار الصناعية زراعية الفليج بركاء مقابل الهجانة ايتانول عقارات منطقة الباطنة 10 19/06/2009 03:20 PM
جهاز تحديد المواقع ( جارمن ) ! غير البشر ! إلكترونيات وألعاب 39 05/02/2009 01:56 PM
يوجد لدينا جهاز تحديد المواقع راعي الاحساس والذوق عقارات محافظات ومناطق السلطنة والدول الأخرى 0 12/09/2008 06:04 PM
(جديد) جهاز تحديد المواقع GPS 7" للسيارة راعي البورش إلكترونيات وألعاب 14 24/12/2007 10:55 PM
(جديد) جهاز تحديد المواقع GPS للسيارة راعي البورش أرشيف المواضيع القديمة 9 23/12/2007 02:04 PM



جميع الأوقات بتوقيت مسقط. الساعة الآن 06:35 PM.

تحت إشراف السبلة للحلول الرقمية ش.م.م
سبلة عمان :: السنة الثامنة، اليوم 265
لا تمثل المواضيع المطروحة في سبلة عُمان رأيها، إنما تحمل وجهة نظر كاتبها