گیرنده 800 کانال به چه معناست؟

کانال چیست؟

درسال های ابتدایی جی ان اس اس (GNSS)، زمانی که جی پی اس (GPS) برای استفاده عموم در دسترس بود، توقع عملکرد امروزی از گیرنده های نقشه برداری ماهواره ای وجود نداشت. در اصل گیرنده های جی پی اس قدیمی صرفا توان پردازش همزمان 4 تا 5 سیگنال ماهواره ای را داشتند که این امر در زمان خود پاسخگویی نیاز کاربران بود. اما رفته رفته با پیشرفته تر شدن عملکرد گیرنده ها و افزایش ماهواره ها در مدار و افزایش منظومه ها، از گیرنده ها توقع پردازش همزمان سیگنال بیشتری می رود. از 12 سیگنال تا 100 ها سیگنال به صورت همزمان. در یک مفهوم کلی کانال (Channel) به معنی ورودی یک سیگنال به پردازنده اصلی گیرنده جهت پردازش است. البته که در علم جی ان اس اس (GNSS) مفهوم کانال (Channel) به این سادگی نیست. اما برای درک هرچه بهتر مفهوم کانال (Channel) می توان به یک مثال شبیه سازی شده اشاره نمود.

مثالی بر مفهوم کانال:

مفهوم کانال به مثال یک درگاه دریافت عوارض خودرو وسط یک اتوبان است. خودروها هریک نماد یک سیگنال، درگاه عوارضی نماد پردازنده اصلی گیرنده و تعداد درگاه های عوارضی نماد تعداد کانال های پردازنده می باشد. هرچه عرض اتوبان کمتر و تعداد درگاه های عبوری خودرو کمتر باشد، به این معناست که گیرنده تعداد کانال کمتری را در لحظه می تواند پردازش کند و بلعکس. اگر پهنای اتوبان کم و به دنبال آن تعداد درگاه های عبوری خودرو کمتر باشد، صف انتظار خودروها برای پرداخت عوارض طولانی تر بوده و ترافیک سنگین تری پشت عوارضی مشاهده می شود. اما بلعکس، هرچه پهنای اتوبان عریض تر و به دنبال آن تعداد درگاه های عبوری خودرو بیشتر باشد، صف انتظار خودروها برای پرداخت عوارض کوتاه تر بوده و ترافیک روانی پشت عوارضی مشاهده می گردد. در دنیای گیرنده ها نیز چنین است. اگر پردازنده توان پردازش سیگنال بیشتری به صورت همزمان داشته باشد (تعداد کانال بیشتری داشته باشد)، سرعت پردازش اطلاعات بیشتر شده و به دنبال آن مصرف انرژی کاهش و سرعت تعیین موقعیت افزایش می یابد. یک گیرنده 800 کاناله مشابه یک اتوبان با 800 لاین عبور خودرو می ماند.

چرا 800 کانال؟

این امر به صورت ساده متوجه تعداد سیگنال های ارسالی برای هر ماهواره از هر منظومه در تعداد دفعات مشاهداتی گیرنده است. اما اگر بخواهیم به صورت جزئی به آن نگاه کنیم در حال حاضر تعداد ماهواره های موجود در مدار جی.پی.اس (GPS) به 32 می رسد، علاوه بر ماهواره های جی.پی.ا.س (GPS)، تعداد ماهواره های گلوناس (GLONASS) با بیش از 24 ماهواره، گالیله (Galileo) با بیش از 24 ماهواره و بیدو (BeiDou) با 35 ماهواره تا سال 2020 میلادی شده است. مجموعه ماهواره های جی.ان.ا.س.اس (GNSS) به بیش از 115 ماهواره نیز می رسد. ماهواره های جی.پی.ا.س (GPS) هر کدام، 3 سیگنال L1، L2 و L5، ماهواره های گلوناس (GLONASS) هر کدام 5 سیگنال، G1، G1a، G2، G2a و G3، ماهواره های بیدو (BeiDou) هر کدام، 5 سیگنال B1|، B1، B2a، B2 و B3| و ماهواره های گالیله (Galileo) هر کدام 5 سیگنال E1، E5a، E5، E5b و E6 ارسال می کنند.

 این مسئله را نیز باید درنظر داشت که علاوه بر ماهواره های فوق، ماهوراه های QZSS با 7 ماهواره و هر کدام 4 سیگنال، L-Band correction حداقل 1 ماهواره و 1 سیگنال، WASS حداقل 1 ماهواره و 3 سیگنال، IRNSS با 8 ماهواره و 3 سیگنال ، Globalstar حداقل 1 ماهواره و 2 سیگنال ، Inmarsat و Lightsquared نیز جز منظومه های GNSS محسوب می شوند.

محسابات صرفا برای ماهواره های جی.پی.ا.س، گلوناس، بیدو و گالیله به طریق زیر است. همان طور که در جدول زیر قابل مشاهده است، اگر چنانچه نرخ مشاهدات گیرنده روی 1 هرتز تنظیم گردد (به ازای هر یک ثانیه یک اپک محاسباتی)، بدون در نظر گرفتن سیگنال ماهواره های دیگر جی ان اس اس، گیرنده می بایست حداقل 511 کانال ورودی داشته باشد. این عدد چنانچه نرخ مشاهدات از 1 هرتز تغییر یابد و به 0.2 هرتز (به ازای هر یک ثانیه 5 اپک محاسباتی) برسد رشد چشمگیری خواهد داشت و به 2555 نیز خواهد رسید.

لازم به ذکر است جدول فوق برای حالتی در نظر گرفته شده که گیرنده تمام ماهواره های نام برده را مشاهده می کند. این مسئله در محیط کاربری با 30-70 درصد کاهش مواجه می شود. اگر فرض کنیم گیرنده نوک یک قله با دید آسمانی تمام باز قرار گیرد بیش از 30 درصد ماهواره های به دلیل قرار گیری در جناح مخالف کره زمین حذف می گردند. حال اگر فرض کنیم گیرنده در یک محیط شهری قرار گیرد و آسمان کاملا باز اطراف آن وجود نداشته باشد این مقدار گاها تا 70 درصد نیز کاهش می یابد. اما به طور کلی یک گیرنده جی ان اس اس امروزی برای عملکرد بهینه با نرخ مشاهداتی 1 هرتز و بالاتر به حداقل 400 تا 800 کانال نیاز دارد.

هیرو، به عنوان یکی از تولید کنندگان گیرنده های جی ان اس اس (GNSS) 800 کاناله نقشه برداری، گیرنده  جی ان اس اسXiMA S10 و گیرنده  جی ان اس اسXiMA S10 L  با 800 کانال را به منظور کاربری های دقیق نقشه برداری روانه بازار ایران کرده است. از جمله سایر گیرنده های این مجموعه می توان به Miniature M20 اشاره نمود که در حال حاضر تولید آن متوقف شده و جز محصولات پیشین شرکت هیرو محسوب می گردد. تمامی گیرنده های  جی ان اس اس نقشه برداری فوق از جمله گیرنده های  جی ان اس اسHiro  بوده و دارای گارانتی و خدمات پس از فروش داخل ایران می باشند.