Hiro

سیگنال های جی پی اس

فرکانس و سیگنال در گیرنده های جی پی اس بسیار بحث مفصلی است و بیشتر در وادی تئوریک می باشد. اما در این مقاله سعی بر این است تا منظور از جی پی اس های یک فرکانسه تا جی پی اس های چند فرکانسه به خوبی بیان شود. پیش از بحث پیرامون جی پی اس های یک تا چند فرکانسه به این مهم تاکید مجدد می شود که که نام های بسیاری برای این گیرنده ها امروزه به گوش نقشه برداران می رسد، از جمله آن ها می توان به جی پی اس ایستگاهی، جی پی اس رورو (Rover)، جی پی اس شمیم، جی پی اس نقشه برداری، جی پی اس آر تی کی یا جی پی اس RTK، جی پی اس دو فرکانسه، جی پی اس چند فرکانسه یا مولتی فرکانس (Multi Frequency) اشاره کرد. اما آنچه باید مورد توجه قرار گیرد این است که گیرنده های جی پی اس برای امور نقشه برداری دیگر منسوخ شده و امروزه همه از گیرنده های جی ان ا س اس (GNSS) نقشه برداری استفاده می کنند. در مقالات قبل به صورت کامل به شرح تفاوت گیرنده های جی پی اس (GPS) با گیرنده های جی ان اس اس (GNSS) نقشه بردای پرداخته شده است. در این مقاله آنچه مورد بررسی قرار خواهد گرفت، معنا و مفهوم تعداد فرکانس در گیرنده های جی پی اس چند فرکانسه در اصل گیرنده های جی ان اس اس (GNSS) نقشه برداری است.

تفاوت سیگنال و فرکانس:

آنچه امروز در میان نقشه بردارن مصطلح گردیده، یک معنی و مفهوم برای سیگنال و فرکانس در علم نقشه برداری است. حال آنکه این دو با هم از نظر معنی و کاربرد متفاوت بوده و این برداشت اشتباه است.

سیگنال چیست؟ در علم پردازش سیگنال و فیزیک، سیگنال به تابعی گفته می شود که اطلاعاتی پیرامون یک پدیده را با خود حمل می کند. این معنی در علم الکترونیک مفهوم بهتری به خود گرفته و اینگونه تعبیر می شود که سیگنال به یک جریان الکتریکی یا الکترومغناطیسی گفته می شود که اطلاعاتی را از یک وسیله یا شبکه به وسیله یا شبکه دیگر انتقال داده و با خود حمل می کند. در علم نقشه برداری منظور از سیگنال آن دسته از اطلاعات مفیدی است که دارای اعتبار بوده و به دست کاربر رسیده است.

فرکانس چیست؟ منظور از فرکانس تعداد امواج مشخص و کاملی است که در بازه زمانی مشخص از مکانی عبور می کنند. یک موج که گذر زمان آن از مکان مورد نظر یک دوم ثانیه به طول می انجامد، فرکانسی معال دو در ثانیه دارد. به این معنا که دو سیکل کامل از موج مورد نظر در یک ثانیه از مکان مشخص عبور می کند.

در حالت کلی نحوه عملکرد ماهواره های جی پی اس (GPS) و جی ان اس اس (GNSS) به یکدیگر شبیه هستند. آنچه در میان این منظومه ها متفاوت است، جزئیات تعریف سیگنال ماهواره ها و فرکانس عملکرد آن هاست. در ادامه مختصری پیرامون این مباحث توضیح داده خواهد شد. اکثر سیگنال های ارسالی ماهواره های جی پی اس (GPS) و جی ان اس اس (GNSS) در باند فرکانسی L می باشد. این سیگنال ها شامل اطلاعات کد های فاصله یابی و ناوبری  هستند تا کابران بتوانند زمان ارسال سیگنال از ماهواره به جی پی اس تک فرکانسه یا جی پی اس چند فرکانسه و مختصات ماهواره را در هر Epoch زمانی محاسبه کنند. اجزای اصلی مولفه های یک سیگنال عبارتند از:

حامل (Carrier): یک سیگنال رادیویی سینوسی در فرکانس مشخص.

کد فاصله یابی (PRN): دنباله های متشکل از صفر و یک که موجب می گردد تا جی پی اس یک فرکانسه یا جی پی اس دو فرکانسه تا چند فرکانسه زمان ارسال سیگنال از ماهواره به سمت گیرنده را اندازه گیری کند. به این کد ها، دنباله نویز های شب رندم (PRN) که مخفف عبارت Pseudo-Random Noise هست، نیز می گویند.

اطلاعات ناوبری (Navigation info): یک پیغام باینری که در خود اطلاعاتی در تقویم ماهواره ها همچون پارامترهای کپلری، موقعیت ماهواره و سرعت آن ها، پارامترهای بایاس ساعت ماهواره، آلماناک (Almanac)، وضعیت سلامت ماهواره و سایر اطلاعات تکمیلی را حمل می کند.

برای مثال مولفه های اصلی سیگنال L1 C/A جی پی اس (GPS) در شکل یک ترسیم شده است. اگر چنانچه گیرنده جی پی اس تنها اطلاعات زیر را از جانب ماهواره های جی پی اس دریافت نماید اصطلاحا می گویند جی پی اس تک فرکانس است.

بیش از آنکه به معرفی سایر سیگنال های سایر منظومه های جی ان اس اس (GNSS) پرداخته شود، در جدول زیر اسامی تمام سیگنال های ارسالی از جانب منظومه های جی ان اس اس (GNSS) و فرکانس آن ها بیان شده است.

منظومهسیگنالفرکانس بر اساس مگاهرتز
جی پی اس (GPS)L1 C/A L2 C L2 P L51575.42 1227.6 1227.6 1176.45
گلوناس (GLONASS)R1 C/A R2 C R2 P R3 OC1598.0625-1609.3125 1242.9375-1251.6875 1242.9375-1251.6875 1202.025
گالیله (Galileo)E1 E5a E5b E5 AltBOC E61575.42 1176.45 1207.14 1191.795 1278.75
بیدو (BeiDou)B1l B2l B3 B1C B2a1561.098 1207.14 1268.52 1575.42 1176.45
اس بس (SBAS)L1 L51575.42 1176.45

طبق جدول بالا، ستون مربوط به سیگنال:

  • اگر چنانچه گیرنده جی پی اس (GPS) تنها اطلاعات سطر اول هر ردیف منظومه را از جانب ماهواره های جی پی اس (GPS) دریافت نماید اصطلاحا می گویند جی پی اس تک فرکانس است.
  • اگر چنانچه گیرنده جی پی اس (GPS) یا جی ان اس اس (GNSS) تنها اطلاعات سطر اول و دوم هر ردیف منظومه را از جانب ماهواره های جی پی اس (GPS) یا جی ان اس اس (GNSS) دریافت نماید اصطلاحا می گویند جی پی اس دو فرکانسه است.
  • اگر چنانچه گیرنده جی پی اس (GPS) یا جی ان اس اس (GNSS) تنها اطلاعات سطر اول و دوم و سوم هر ردیف منظومه را از جانب ماهواره های جی پی اس (GPS) یا جی ان اس اس (GNSS) دریافت نماید اصطلاحا می گویند جی پی اس سه فرکانسه است.
  • اگر چنانچه گیرنده جی پی اس (GPS) یا جی ان اس اس (GNSS) اطلاعات مربوط به تمام سطر ها را از جانب ماهواره های جی پی اس (GPS) یا جی ان اس اس (GNSS) دریافت نماید اصطلاحا می گویند جی پی اس مالتی فرکانس (Multi Frequency) است.

در شکل اول در قسمت Composition Change of Phase تلفیق اطلاعات موجود در یک سیگنال و شکل نهایی سیگنال دیده می شود. برای سایر باند های فرکانسی و سیگنال منظومه های موجود در جی ان اس اس (GNSS) شکل تلفیقی و نهایی سیگنال ها به صورت زیر است.

اشتراک گذاری در twitter
اشتراک گذاری در linkedin
اشتراک گذاری در whatsapp
اشتراک گذاری در telegram
اشتراک گذاری در email
اشتراک گذاری در print

مقالات مرتبط

مقالات مرتبط

دیدگاه‌ خود را بنویسید

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

اسکرول به بالا