mehraboOon
07-21-2011, 06:20 AM
جهت یابی درهواپیماها
"به دنیای ناوبری مدرن خوش آمدید" این جمله ایست که هنگام روشن کردن گیرنده های ناوبری ماهواره ای در نمایشگر خیلی از گیرنده ها دیده می شود. واقعیت اینست که علم الکترونیک باعث بوجود آمدن مدارات الکترونیک و سپس مدارات مجتمع و رایانه های پر سرعت گردید که وابستگی شدیدی بوجود آمده و زندگی امروزی بدون آنها ممکن نیست، ناوبری ماهواره ای نیز نقطه عطفی در ناوبری به وجود آورده تا جاییکه هواپیماها، کشتی ها، اتوبوس ها، اتوموبیل های شخصی و حتی تلفن های سیار همه و همه را به تسخیر خود در آورده و با قیمت و دقت و تنوع باور نکردنی در اطلاعات چاره ای جز تسلیم نماند. در صورتیکه قبل از این هیچ دستگاه ناوبری به جز قطب نما نتوانسته بود تا خانه های شخصی جلو بیاید آن هم در حد بسیار محدود.http://img.tebyan.net/big/1390/04/1611046824310011155981136623521324113424252.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1390/04/922392191115425014635694510759249565197.jpg)
قبل از به را افتادن شبکه های ناوبری ماهواره ای شبکه هایی وجود داشتند که سیگنالهایی را از ایستگاه های زمینی ارسال می داشتند. این سامانه ها با ارسال سیگنال از یک ایستگاه مرکزی و به دنبال آن ارسال سیگنال از ایستگاه های وابسته با یک تاخیر زمانی که مقدار آن مهم بود کار می کردند، گیرنده داخل هواپیما یا دیگر وسائل نقلیه سیگنال ها را دریافت و تاخیر های زمانی را اندازه می گرفتند و مکان خود را در کره زمین پیدا می کردند.
جالب است بدانید که تنها یک درصد از ناوبری ماهواره ای به هواپیما اختصاص می یابد که این خود نشانگر وسعت استفاده از ناوبری ماهواره ای است.
که در ادامه با 4 نوع سامانه ناوبری ماهواره ای آشنا می شویم:
مکان یاب ماهواره ای (GPS)
گیرنده GPS که توانایی دارد اطلاعات موقعیت و ناوبری را در اختیار ما بگذارد، بدین صورت که با اندازه گیری فاصله خود تا حداقل 4 ماهواره و دریافت اطلاعات از آنها مکان خود را به لحاظ عرض جغرافیایی، طول جغرافیایی و ارتفاع محاسبه می نماید. با داشتن این اطلاعات و یافتن تغییرات در این 3 محور به راحتی سرعت، شتاب، مسافت و برخی اطلاعات دیگر را نیز می توان محاسبه نمود. بسته به نوع نرم افزارهای داخل هر گیرنده می توان به اطلاعات بیشتر و متنوع تری دست پیدا کرد.مکان یاب ماهواره ای گلوناز
گلوناز نوع روسی ناوبری ماهواره است که از سال 1976 کار آن شروع و تا سال 1995 تمامی ماهواره ها در مدار خود قرار گرفتند. با فرو پاشی شوروی و مشکلات مالی روسیه پروژه برای مدتی متوقف شد و از سال 2001 مجددا کار دنبال شد که با کمک هند در سال 2009 عملیاتی شد. هدف از این شبکه ماهواره ای در درجه اول نظامی بوده ولی بعدا تصمیم گرفته شد در اهداف غیر نظامی نیز مورد استفاده واقع گردد. گلوناز دارای 24 ماهواره است که در ارتفاع 19 هزار کیلومتری قرار گرفته اند.مکان یاب ماهواره ای گالیله
گالیله هم ماهواره ای اروپاییست که به فضا پرتاب ولی هدف آن از ابتدا ناوبری غیر نظامی اعلام شده است. گالیله دارای 30 ماهواره است که در ارتفاع 2300 کیلومتری از زمین قرار دارند و نسبت انواع قبلی خود توانایی بیشتر دارند. طراحان دو سامانه گالیله و GPS در صدد هستند تا در آینده این دو به موازات هم کار کنند تا در صورت بروز مشکل در یکی به راحتی بتوان از سیگنال های دیگری استفاده کرد.
ناوبری مدرن
سیستم ماهواره ای جهت یابی جهانیhttp://img.tebyan.net/big/1390/04/192142011993217061812452464635128144148137.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1390/04/219240412282108813017312146228172042317037.jpg)
این سامانه که خیلی ها معتقدند مهم ترین نوع ناوبری بوده و مدیریت ناوبری مدرن هواپیما را به عهده خواهد داشت از سیگنال های شبکه های ماهواره ای دیگر استفاده می کند که قابلیت برطرف کردن نیازهای سامانه های اینده را نیز دارد.
این سامانه از یک واحد پردازش گر جهت یاب(NPU)، یک آنتن GPS و یک واحد نمایشگر کنترلی تشکیل شده است. NPU دارای گیرنده GPS، رایانه مرکزی و data base است که هر 28 روز یک بار مانند GPS بایستی تعویض گردد تا اطلاعات به روز باشد.
شبکه GPS
در صورتیک چند گیرنده GPS در مکانهایی مشخص نزدیک یک ایستگاه زمینی قرار داده می شوند که طول و عرض جغرافیایی آنها به دقت مشخص شده، گیرنده ها اطلاعات ماهواره ها را دریافت و مکان یابی خود را به طور مجزا انجام می دهند، با یافتن اختلاف مابین مقادیر محاسبه شده توسط گیرنده و مکان دقیق ایستگاه ها که به دقت اندازه گیری شده و ثابت هستند می توان مقدار خطا را اصلاح کرد.
محسن مرادی
بخش دانش و زندگی تبیان
منابع:آشنایی با هواپیماها،ابر دهقان فردوس
سامانه های الکترونیک مهندس علمداری
integrated modular avonics by nick johanson, waterloo1999
science direct
"به دنیای ناوبری مدرن خوش آمدید" این جمله ایست که هنگام روشن کردن گیرنده های ناوبری ماهواره ای در نمایشگر خیلی از گیرنده ها دیده می شود. واقعیت اینست که علم الکترونیک باعث بوجود آمدن مدارات الکترونیک و سپس مدارات مجتمع و رایانه های پر سرعت گردید که وابستگی شدیدی بوجود آمده و زندگی امروزی بدون آنها ممکن نیست، ناوبری ماهواره ای نیز نقطه عطفی در ناوبری به وجود آورده تا جاییکه هواپیماها، کشتی ها، اتوبوس ها، اتوموبیل های شخصی و حتی تلفن های سیار همه و همه را به تسخیر خود در آورده و با قیمت و دقت و تنوع باور نکردنی در اطلاعات چاره ای جز تسلیم نماند. در صورتیکه قبل از این هیچ دستگاه ناوبری به جز قطب نما نتوانسته بود تا خانه های شخصی جلو بیاید آن هم در حد بسیار محدود.http://img.tebyan.net/big/1390/04/1611046824310011155981136623521324113424252.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1390/04/922392191115425014635694510759249565197.jpg)
قبل از به را افتادن شبکه های ناوبری ماهواره ای شبکه هایی وجود داشتند که سیگنالهایی را از ایستگاه های زمینی ارسال می داشتند. این سامانه ها با ارسال سیگنال از یک ایستگاه مرکزی و به دنبال آن ارسال سیگنال از ایستگاه های وابسته با یک تاخیر زمانی که مقدار آن مهم بود کار می کردند، گیرنده داخل هواپیما یا دیگر وسائل نقلیه سیگنال ها را دریافت و تاخیر های زمانی را اندازه می گرفتند و مکان خود را در کره زمین پیدا می کردند.
جالب است بدانید که تنها یک درصد از ناوبری ماهواره ای به هواپیما اختصاص می یابد که این خود نشانگر وسعت استفاده از ناوبری ماهواره ای است.
که در ادامه با 4 نوع سامانه ناوبری ماهواره ای آشنا می شویم:
مکان یاب ماهواره ای (GPS)
گیرنده GPS که توانایی دارد اطلاعات موقعیت و ناوبری را در اختیار ما بگذارد، بدین صورت که با اندازه گیری فاصله خود تا حداقل 4 ماهواره و دریافت اطلاعات از آنها مکان خود را به لحاظ عرض جغرافیایی، طول جغرافیایی و ارتفاع محاسبه می نماید. با داشتن این اطلاعات و یافتن تغییرات در این 3 محور به راحتی سرعت، شتاب، مسافت و برخی اطلاعات دیگر را نیز می توان محاسبه نمود. بسته به نوع نرم افزارهای داخل هر گیرنده می توان به اطلاعات بیشتر و متنوع تری دست پیدا کرد.مکان یاب ماهواره ای گلوناز
گلوناز نوع روسی ناوبری ماهواره است که از سال 1976 کار آن شروع و تا سال 1995 تمامی ماهواره ها در مدار خود قرار گرفتند. با فرو پاشی شوروی و مشکلات مالی روسیه پروژه برای مدتی متوقف شد و از سال 2001 مجددا کار دنبال شد که با کمک هند در سال 2009 عملیاتی شد. هدف از این شبکه ماهواره ای در درجه اول نظامی بوده ولی بعدا تصمیم گرفته شد در اهداف غیر نظامی نیز مورد استفاده واقع گردد. گلوناز دارای 24 ماهواره است که در ارتفاع 19 هزار کیلومتری قرار گرفته اند.مکان یاب ماهواره ای گالیله
گالیله هم ماهواره ای اروپاییست که به فضا پرتاب ولی هدف آن از ابتدا ناوبری غیر نظامی اعلام شده است. گالیله دارای 30 ماهواره است که در ارتفاع 2300 کیلومتری از زمین قرار دارند و نسبت انواع قبلی خود توانایی بیشتر دارند. طراحان دو سامانه گالیله و GPS در صدد هستند تا در آینده این دو به موازات هم کار کنند تا در صورت بروز مشکل در یکی به راحتی بتوان از سیگنال های دیگری استفاده کرد.
ناوبری مدرن
سیستم ماهواره ای جهت یابی جهانیhttp://img.tebyan.net/big/1390/04/192142011993217061812452464635128144148137.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1390/04/219240412282108813017312146228172042317037.jpg)
این سامانه که خیلی ها معتقدند مهم ترین نوع ناوبری بوده و مدیریت ناوبری مدرن هواپیما را به عهده خواهد داشت از سیگنال های شبکه های ماهواره ای دیگر استفاده می کند که قابلیت برطرف کردن نیازهای سامانه های اینده را نیز دارد.
این سامانه از یک واحد پردازش گر جهت یاب(NPU)، یک آنتن GPS و یک واحد نمایشگر کنترلی تشکیل شده است. NPU دارای گیرنده GPS، رایانه مرکزی و data base است که هر 28 روز یک بار مانند GPS بایستی تعویض گردد تا اطلاعات به روز باشد.
شبکه GPS
در صورتیک چند گیرنده GPS در مکانهایی مشخص نزدیک یک ایستگاه زمینی قرار داده می شوند که طول و عرض جغرافیایی آنها به دقت مشخص شده، گیرنده ها اطلاعات ماهواره ها را دریافت و مکان یابی خود را به طور مجزا انجام می دهند، با یافتن اختلاف مابین مقادیر محاسبه شده توسط گیرنده و مکان دقیق ایستگاه ها که به دقت اندازه گیری شده و ثابت هستند می توان مقدار خطا را اصلاح کرد.
محسن مرادی
بخش دانش و زندگی تبیان
منابع:آشنایی با هواپیماها،ابر دهقان فردوس
سامانه های الکترونیک مهندس علمداری
integrated modular avonics by nick johanson, waterloo1999
science direct