آیا تعداد کانال گیرنده تأثیری در تعیین موقعیت دارد؟

تعداد کانال گیرنده

📜 مقدمه

همانطور که می ‌دانید، امروزه ماهواره‌ های بسیاری در قالب سیستم‌ های تعیین موقعیت زیر مجموعه سامانه GNSS، در حال ارسال سیگنال های ناوبری خود به سمت گیرنده های تعیین موقعیت روی تمام نقاط سطح زمین هستند.

تعیین موقعیت نقاط با استفاده از این سیگنال ها توسط یک گیرنده GNSS، با استفاده از پردازش هایی که در کانال های موجود در گیرنده صورت میگیرد، انجام می شود. (برای مطالعه بیشتر در زمینه سامانه تعیین موقعیت GNSS، مقاله سیگنال ماهواره‌های جی پی اس (GPS) را مطالعه نمایید.)در این صورت سوالی که ممکن است ایجاد شود، این خواهد بود که آیا تعداد کانال گیرنده بر قدرت و دقت تعیین موقعیت تاثیر خواهد گذاشت؟ طبق مستندات موجود، تعداد ماهواره ‌های فعال هر یک از سیستم‌ های تعیین موقعیت سامانه جی ان اس اس، به شرح زیر است:

🔹 سیستم تعیین موقعیت جهانی GPS: تعداد 30 ماهواره فعال

مجموع فرکانس‌ها تعداد فرکانس‌ها فرکانس‌های ارسالی تعداد ماهواره نوع ماهواره
105 16 L1 , L2 8 II-R
21 L1, L2, L2C 7 IIR-M
48 L1, L2, L2C,L5 12 II-F
20 L1, L2, L2C,L5,L1C 4 III-A

🔹 سیستم تعیین موقعیت جهانی BeiDou : تعداد 44 ماهواره فعال

مجموع فرکانس‌هافرکانس‌های ارسالیتعداد ماهوارهنوع ماهواره
308B1, B2, B3, B1C,B2A, B2B, B2AB44BEIDOU

🔹 سیستم تعیین موقعیت جهانی Galileo : تعداد 24 ماهواره فعال

مجموع فرکانس‌هافرکانس‌های ارسالیتعداد ماهوارهنوع ماهواره
120E1, E5a, E5b, E5, E624GALILEO

🔹 سیستم تعیین موقعیت QZSS : تعداد 4 ماهواره فعال

مجموع فرکانس‌هافرکانس‌های ارسالیتعداد ماهوارهنوع ماهواره
24L1CA, L1C, L2C, L5, L1S, L64QZSS

🔹 سیستم تعیین موقعیت IRNSS : تعداد 9 ماهواره فعال

مجموع فرکانس‌ها فرکانس‌های ارسالی تعداد ماهواره نوع ماهواره
9L59IRNSS

🔹 سیستم تعیین موقعیت SBAS : تعداد 3 ماهواره فعال

مجموع فرکانس‌ها فرکانس‌های ارسالی تعداد ماهواره نوع ماهواره
12WASS, EGNOS, MSAS, GAGAN3SBAS

https://gssc.esa.int/navipedia/index.php/SBAS_Fundamentals#SBAS_Signal

💡 تعداد کانال گیرنده چه تاثیری در اندازه گیری های آن خواهد داشت؟

با یک حساب ساده می ‌توان متوجه شد که تعداد کل فرکانس ‌های ارسالی از تمامی ماهواره ‌های موجود در مدارات سامانه تعیین موقعیت GNSS فضا برابر است با:

100+46+308+120+24+9+12 = 619

هر سیگنال حاوی اطلاعات زیادی از قبیل چندین مشاهده کد، مشاهده داپلر و … است که پردازش هر کدام از این مشاهدات، توسط یک کانال مجزا انجام می‌ شود. اگر به طور میانگین هر فرکانس فقط شامل 3 مشاهده باشد، تعداد کل مشاهداتی که به سمت زمین گسیل داده می‌ شود برابر است با:

619*3 = 1857

یک گیرنده تعیین موقعیت GNSS چندفرکانسه می‌ تواند حدود 60 درصد ماهواره ‌ها را در زاویه دید خود داشته باشد و اطلاعات سیگنال آن ها را دریافت کند. در این صورت هر گیرنده در هر زمان از شبانه ‌روز در معرض 370 فرکانس ارسال شده توسط ماهواره‌ها قرار دارد. با در نظر گرفتن 3 مشاهده برای هر فرکانس، می‌توان تعداد مشاهدات را اینگونه محاسبه نمود:

370*3 = 1110

با این اوصاف برای یک گیرنده چندفرکانسه، تعداد کانال گیرنده GPS می‌بایست حداقل 1110 کانال جهت پردازش داده‌ های دریافتی باشد. حال اینکه تمامی سیستم ‌های تعیین موقعیت در جهت پرتاب و راه ‌اندازی ماهواره‌ های پیشرفته با قابلیت ارسال فرکانس ‌های بیشتر گام برمی‌دارند. برای مثال ماهواره‌ های نسل جدید GLONASS، قابلیت ارسال فرکانس ‌های بیشتری را دارند یا همینطور آخرین نسل از ماهواره‌ های GPS که رو به افزایش است. بنابراین هرچه تعداد کانال در گیرنده های جی پی اس بیشتر باشد، گیرنده‌ با یک آپگرید ساده قادر به دریافت سیگنال‌های جدید و بیشتری خواهد بود.

🔹 مزایای افزایش تعداد کانال گیرنده در گیرنده های GNSS چیست؟

یکی دیگر از مهمترین مزایای بالاتر بودن تعداد کانال گیرنده GPS، تشخیص هر چه دقیق ‌تر خطای Multi-Path است. بیشتر بودن تعداد کانال در گیرنده های جی پی اس این اجازه را به گیرنده می ‌دهد که یک سیگنال مشخص را از طریق چند کانال دریافت نموده و با مقایسه آن ها با یکدیگر، سیگنال مسیر مستقیم را جهت به‌کارگیری در محاسبات تشخیص دهد.

از دیگر فواید بیشتر بودن تعداد کانال در گیرنده های جی پی اس این است که، هر کانال مدت زمان کمتری مشغول پردازش اطلاعات بوده و در نتیجه توان مصرفی گیرنده بالا می‌رود.

همچنین کمتر شدن فعالیت هر کانال منجر به طولانی‌ تر شدن عمر مفید قطعات الکترونیکی به کار گرفته شده در گیرنده می‌شود و قطعات اصطکاک پردازشی کمتری را متحمل شده و احتمال خرابی و ایراد در آن ها کاهش می ‌یابد. افزایش تعداد کانال گیرنده ‌ها در محصولات شرکت ‌های معتبر دنیا نیز قابل مشاهده است. اینکه معتبرترین شرکت‌ ها با سوابق طولانی در زمینه تولید گیرنده ‌های GNSS، تعداد کانال بیشتری جهت دریافت سیگنال برای محصولات خود در نظر می‌ گیرند، نه تنها بی‌ جهت نیست بلکه مطابق با تکنولوژی پیشرفته ماهواره ‌های جدید پرتاب شده به فضا است. گیرنده مدل RayMax-Ultimate شرکت مکان پرداز رایمند نیز با داشتن +800 کانال، قادر به دریافت سیگنال ‌های متعددی است که مشخصات فرکانس ‌های دریافتی آن به همراه آخرین محصول شرکت‌ های معتبر دنیا در جدول زیر قابل مشاهده است.

گیرندهفرکانس‌های دریافتیتعداد کانالمدل گیرنده
GPS( L1CA/L1P/L1C/L2P/L2C/L5)
 GLONASS (G1/G2/G3, P1/P2)
 BeiDou (B1i/B2i/B3i/B10C/B2A/B2B/ ACEBOC )
GALILEO (E1BC/E5a/E5b/E6BC/ ALTBOC)
 QZSS (L1CA/L2C/L5/L1C/LEX)
 IRNSS( L5)
800+RayMax-Ultimate
GPS (L1C, L1C/A, L2C, L2E, L5), Glonass (L1C/A, L1P,L2C/A, L2P, L3),
BeiDou(B1, B2, B3, B1C, B2A, B2B), Galileo (E1, E5A, E5B, E5AltBOC, E6),
QZSS (L1C/A, L1S, L1C, L2C, L5, L6), SBAS (WASS, EGNOS, MSAS, GAGAN),
NavIC(IRNSS): L5, L-Band: Trimble RTX Corrections
672Trimble R12i
GPS (L1, L2, L2C, L5), Glonass (L1, L2, L2C, L3),
BeiDou(B1, B2, B3), Galileo (E1, E5a, E5b, Alt-BOC, E6),
QZSS (L1, L2C, L5,L6), NavIC L5, SBAS (WASS, EGNOS, MSAS, GAGAN),
L-band
555Leica GS18
GPS (L1C, L1C/A, L2C, L2E, L5), Glonass (L1, L2, L3),
BeiDou(B1, B2), Galileo (E1, E5A, E5B, AltBOC),
QZSS (L1C/A, L1S, L1C, L2C, L5, L6), IRNSS
864JAVAD TRIUMPH-1M
GPS (L1CA, L1P, L2P, L2C, L5), Glonass (G1, G2, P1, P2),
BeiDou(B1, B2), Galileo (E1BC, E5a, E5b),
QZSS (L1C, L1CA, L2C, L5),
SBAS (WASS, EGNOS, MSAS, GAGAN)
572Hemisphere S321+

Trimble R12i:

https://r12i.trimble.com/img/Datasheet%20-%20Trimble%20R12i%20GNSS%20Receiver%20-%20English%20US%20-%20Screen.pdf

Leica GS18:

https://leica-geosystems.com/-/media/files/leicageosystems/products/datasheets/leica_gs18_t_ds.ashx?la=en&hash=63C4FF25035B5C81FF0E00776E300705

JAVAD TRIUMPH-1M:

https://www.javad.com/jgnss/products/receivers/triumph-1m.html

Hemisphere S321+:

https://www.subseatechnologies.com/media/files/files/31ece144/hemispheregnss-s321-datasheet-web-sti.pdf

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

دو × دو =