جی پی اس مولتی فرکانس
جی پی اس مولتی فرکانس

منظور از فرکانس در جی پی اس یک فرکانسه تا جی پی اس مولتی فرکانس چیست؟

فرکانس و سیگنال در گیرنده های جی پی اس بسیار بحث مفصل 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 مولتی فرکانس به خوبی بیان شود.

پیش از بحث پیرامون جی پی اس های یک تا چند فرکانسه به این مهم تاکید مجدد می شود که در گیرنده های جی.پی.اس دو فرکانسه تا جی پی اس سه فرکانسه یا اصطلاحا چند فرکانسه (مالتی فرکانس)، می بایست به این مهم تاکید کرد 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.ا.س (GPS) با گیرنده های جی.ا.ن.ا.س.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 مولتی فرکانس در اصل گیرنده های جی ان اس اس (GNSS) نقشه برداری است.

 

سیگنال و فرکانس چه هستند و چه تفاوتی با یکدیگر دارند؟

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 مولتی فرکانس 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) جی پی اس مولتی فرکانس

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.

جی پی اس مولتی فرکانس

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.

 

 

سیستم سیگنال فرکانس بر اساس مگاهرتز
جی پی اس (GPS) L1 C/A

L2 C

L2 P

L5

1575.42

1227.6

1227.6

1176.45

گلوناس (GLONASS) R1 C/A

R2 C

R2 P

R3 OC

1598.0625-1609.3125

1242.9375-1251.6875

1242.9375-1251.6875

1202.025

گالیله (Galileo) E1

E5a

E5b

E5 AltBOC

E6

1575.42

1176.45

1207.14

1191.795

1278.75

بیدو (BeiDou) B1l

B2l

B3

B1C

B2a

1561.098

1207.14

1268.52

1575.42

1176.45

اس بس (SBAS) L1

L5

1575.42

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 مولتی 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.

جی پی اس مولتی فرکانس

1 دیدگاه

  1. […] که جی پی اس ماشین به عنوان نوعی از دستگاه های GPS مانند جی پی اس سه فرکانسه  و جی پی اس دو فرکانسه (با نرم افزارهای تلفن همراه […]

دیدگاهتان را بنویسید

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