سیستم تعیین موقعیت ماهواره ای QZSS

مطالعه این نوشته در 10 دقیقه
سیستم تعیین موقعیت ماهواره ای QZSS
سیستم تعیین موقعیت ماهواره ای QZSS

تاکنون در مورد سیستم های تعیین موقعیت ماهواره ای جهانی صحبت کرده ایم. ایجاد و نگهداری این سیستم ها، بسیار هزینه بر می باشد. یکی از دلایل مهم این میزان هزینه، تعداد ماهواره هایی است که برای جهانی بودن سیستم مورد نیاز است.

اما بعضی از کشورها نظیر ژاپن و هند، سیستم های ماهواره ای محلی ایجاد کرده اند. این سیستم ها نسبت به سیستم های جهانی، ارزان تر بوده و نیاز آن کشور برای تعیین موقعیت را برطرف می کند. در این نوشته به معرفی یکی از این سیستم های محلی با نام QZSS می پردازم.

سیستم های تعیین موقعیت محلی یا Regional Navigation Satellite Systems تعداد ماهواره کمتر و در نتیجه هزینه ساخت و نگهداری پایین تری دارند. 

QZSS مخفف Quasi-Zenith Satellite System است. این سیستم تعیین موقعیت، مربوط به کشور ژاپن می باشد که از سال 2003 شروع به طراحی و اجرای آن کرده اند. 

هدف اولیه از ایجاد این سیستم، بهبود استفاده از GPS در ژاپن بود. برای این منظور از ماهواره های Geostationary استفاده می کنند تا شرایط دریافت سیگنال های GPS را در مناطق شهری و کوهستانی بهبود ببخشند.

سیستم های تعیین موقعیت محلی از ماهواره های Geostationary استفاده می کنند. دوره چرخش این ماهواره ها برابر با دوره چرخش زمین بوده و در نتیجه به نظر می رسد که در بالای یک منطقه به صورت ثابت قرار گرفته اند.

سیستم تعیین موقعیت ماهواره ای QZSS

ماهواره های QZSS

پیکربندی ماهواره ای QZSS از دو نوع ماهواره Geostationary و IGSO تشکیل شده است. ماهواره های Geostationary در زنیت ناحیه قرار دارند در حالیکه ماهواره های IGSO به صورت مایل قرار می گیرند. 

اولین ماهواره این سیستم با نام QZS-1 یا Michibiki شناخته می شود. این ماهواره از سال 2010 در مدار قرار گرفته است. در سال 2011، ژاپن اعلام کرد که 3 ماهواره دیگر تا پایان سال 2018 پرتاب می کند تا پیکربندی 4 ماهواره ای سیستم QZSS را تکمیل کند. از بین این ماهواره ها یک ماهواره از نوع Geo و سه ماهواره از نوع IGSO می باشند. برای دسترسی به آخرین اطلاعات در مورد هر کدام از این چهار ماهواره بر روی لینک مربوط به آن کلیک کنید.

سیستم تعیین موقعیت ماهواره ای QZSS

در زیر اطلاعاتی مربوط به پارامترهای مداری این ماهواره ها را به صورت خلاصه مشاهده می کنید.

وزن ماهواره های این سیستم، در حدود 1800 کیلوگرم، مساحت آن 55 مترمربع و طول عمر آن بیش از 10 سال است. قدرت این ماهواره ها نسبت به ماهواره های سایر سیستم های تعیین موقعیت بیشتر می باشد و دلیل آن، قرار گرفتن در ارتفاعی بالاتر نسبت به ارتفاع ماهواره های سیستم های تعیین موقعیت جهانی است. در شکل زیر اولین ماهواره QZSS را مشاهده می کنید.

سیستم تعیین موقعیت ماهواره ای QZSS

سرویس ها و سیگنال های QZSS

ماهواره های این سیستم، سیگنال های مختلفی را ارسال می کنند. این سیگنال ها مربوط به سرویس های مختلفی است که QZSS در اختیار کاربران قرار می دهد. از جمله این سرویس ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • سرویس مکمل GPS: با ارسال 4 سیگنال L1 C/A و L1C و L2C و L5 با طول موجی کاملا برابر با سیگنال های ارسالی توسط ماهواره های GPS، این سرویس به کمک کاربران در نواحی شهری و کوهستانی می آید. 
  • سرویس تقویت کننده GPS: دو سرویس برای تقویت GPS توسط QZSS ارائه می شود. به کمک این دو سرویس و ارسال تصحیحات به کاربر، دقت تعیین موقعیت تا حد چشمگیری افزایش می یابد. این دو سرویس عبارتند از:
    • سرویس SLAS: این سرویس مربوط به مشاهدات کد بوده و موجب افزایش دقت GPS در حد چند ده سانتی متر می شود.
    • سرویس CLAS: این سرویس مربوط به مشاهده فاز بوده و باعث افزایش دقت GPS تا چند سانتی متر می شود.
  •  سرویس مربوط به کاربران مجاز: کاربران مجاز علاوه بر سرویس های بالا، به این سرویس به خصوص دسترسی داشته و در زمانی که GPS به دلیل خرابکاری هایی نظیر Jamming و Spoofing قابل اعتماد نیست، از این سرویس برای تعیین موقعیت استفاده می کنند. 
  • سرویس هشدار: این سرویس در زمان هایی که امکان وقوع خطرهای ملی نظیر زلزله و سونامی و یا سایر تهدیدهای امنیتی وجود دارد، به کاربران پیغام هشدار ارسال می کند.
  •  سرویس ارتباط متنی:  به کمک این سرویس پس از وقوع خطرهای مهم نظیر زلزله های بزرگ، پیغام های مخصوصی که توسط دستگاه گیرنده کاربران تولید شده است توسط ماهواره ها دریافت شده و به اعضای خانواده و سایر افراد مورد نیاز ارسال می شود. این پیغام شامل اطلاعات موقعیت و دیگر اطلاعات مهم کاربر می باشد. سیگنال های این سرویس و سرویس قبلی در باند S از موج الکترومغناطیس با فرکانس نزدیک به 2 گیگاهرتز تولید می شود.

ایستگاه های زمینی QZSS

همانطور که می دانید هر سیستم تعیین موقعیت نیاز به ایستگاه هایی برای کنترل وضعیت سیستم دارد. سیستم QZSS نیز از این قاعده مستثنی نیست. قسمت کنترل این سیستم تعیین موقعیت، عبارت است از:

  • یک ایستگاه کنترل اصلی (در نزدیکی توکیو)
  • شبکه ایستگاه های مانیتورینگ (متشکل از 9 ایستگاه در قسمت های مختلف ژاپن، استرالیا و دیگر کشورهای آسیایی)
  • شبکه TT&C (در جزیره اوکیناوا)
  • ایستگاه مدیریت زمان (کنترل زمان سیستم QZSS با سایر سیستم های زمانی)

در شکل زیر این ایستگاه ها و محل قرارگیری هر کدام را مشاهده می کنید.

سیستم تعیین موقعیت ماهواره ای QZSS

برای آشنایی با سیستم تعیین موقعیت محلی QZSS، ویدیوی زیر را ببینید:

با دیگران به اشتراک بگذارید

امیر اللهویردی زاده
دانشجوی دکترای GNSS دانشگاه Curtin، کارشناس ارشد ژئودزی از دانشگاه اصفهان، مدرس دانشگاه، علاقه مند به سیستم های تعیین موقعیت ماهواره ای، مدیریت پروژه، برنامه نویسی
LinkedinEmailTelegram

متوسط امتیاز / 5. تعداد رای

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *