درباره سیستم موقعیت یابی جهانی (GPS) برای خلبان ها اطلاعات کسب کنید

ناسا ماهواره را می برد عکس © NOAA / پروژه ناسا GOES

سیستم موقعیت یابی جهانی یا GPS به طور معمول شناخته شده است یک جزء حیاتی برای ناوبری هوایی مدرن و یک جزء ارزشمند از برنامه NextGen FAA است.

داده های GPS اجازه می دهد تا خلبانان برای به دست آوردن اطلاعات مکان دقیق سه بعدی یا چهار بعدی. سیستم GPS با استفاده از triangulation برای تعیین دقیق محل هواپیما، سرعت، مسیر، فاصله تا یا از ایستگاه های بازرسی و زمان استفاده می شود.

تاریخچه GPS

ارتش ایالات متحده ابتدا GPS را به عنوان ابزار ناوبری در دهه 1970 استفاده کرد. در دهه 1980، دولت ایالات متحده، GPS را برای عموم آزاد کرد، به طور رایگان، با یک گرفتن: یک حالت خاص، به نام دسترسی انتخابی، به طور هدفمند برای کاهش دقت GPS برای کاربران عمومی، صرفه جویی تنها دقیق ترین نسخه GPS برای ارتش.

در سال 2000، تحت کنترل دولت کلینتون، دسترسی انتخابی خاموش شد و همان دقتی که ارتش از آن بهرهبرداری کرده بود، برای عموم مردم قابل دسترس بود.

قطعات GPS

سیستم GPS دارای سه جزء است: بخش فضایی، بخش کنترل و بخش های کاربر.

اجزای فضا شامل حدود 31 ماهواره GPS است. نیروی هوایی ایالات متحده این 31 ماهواره را به همراه سه تا چهار ماهواره خاتمه می دهد که در صورت نیاز می تواند دوباره فعال شود. در هر لحظه ای، حداقل 24 ماهواره در یک مدار ویژه طراحی شده عمل می کنند و اطمینان می دهند که حداقل چهار ماهواره در یک زمان از تقریبا هر نقطه ای از زمین در نظر گرفته می شوند.

پوشش کامل که ماهواره ها ارائه می دهد سیستم GPS سیستم قابل اطمینان ترین ناوبری در هواپیمایی مدرن است.

بخش کنترل از یک سری ایستگاه های زمینی استفاده می شود که برای تفسیر و ارسال سیگنال های ماهواره ای به گیرنده های مختلف استفاده می شود. ایستگاههای زمینی شامل ایستگاه کنترل اصلی، ایستگاه کنترل اصلی متناوب، 12 آنتن زمینی و 16 ایستگاه نظارت است.

بخش کاربری سیستم GPS شامل گیرنده های مختلف از انواع مختلف صنایع می شود. امنیت ملی، کشاورزی، فضا، نقشه برداری و نقشه برداری همه نمونه هایی از کاربران نهایی در سیستم GPS هستند. در هواپیمایی، کاربر معمولا خلبان است، که داده های GPS را بر روی صفحه نمایش در کابین خلبان هواپیما مشاهده می کند.

چگونه کار می کند

ماهواره های GPS حدود 12،000 مایل بالاتر از ما را در مدار قرار می دهند و هر 12 ساعت یک مدار را تکمیل می کنند. آنها از انرژی خورشیدی استفاده می کنند، در مدار زمین متوسط ​​پرواز می کنند و سیگنال های رادیویی را به گیرنده های روی زمین می فرستند.

ایستگاه های زمین از سیگنال ها برای ردیابی و نظارت بر ماهواره ها استفاده می کنند و این ایستگاه ها ایستگاه اصلی کنترل (MCS) با داده ها را فراهم می کنند. سپس MCS اطلاعات دقیق موقعیت را به ماهواره ها می دهد.

گیرنده در یک هواپیما اطلاعات زمان را از ساعتهای اتمی ماهواره دریافت می کند. این زمان زمان لازم برای سیگنال را از ماهواره به گیرنده می برد و فاصله را بر اساس آن زمان بسیار دقیق و مشخص محاسبه می کند. گیرنده های GPS از سهگانه استفاده می کنند - تاریخ از سه ماهواره - برای تعیین دقیق مکان دو بعدی. با حداقل چهار ماهواره در نظر و عملیاتی، داده های موقعیت مکانی سه بعدی را می توان به دست آورد.

خطاهای GPS

تداخل یونوسفر: سیگنال از ماهواره ها به طور فزاینده ای از طریق فضای زمین عبور می کند.

تکنولوژی GPS برای این خطا با در نظر گرفتن متوسط ​​زمان، به این معنی است که خطا هنوز وجود دارد، اما محدود است.

استفاده عملی از GPS

GPS امروزه به عنوان منبع ناوبری منطقه ای به طور گسترده ای در هواپیمایی استفاده می شود. تقریبا هر هواپیما ساخته شده امروزه با یک دستگاه GPS به عنوان تجهیزات استاندارد نصب شده است.

هواپیمایی عمومی، هواپیمایی تجاری و هواپیمایی تجاری همه با استفاده از GPS استفاده کرده اند.

از اطلاعات پایه ناوبری و موقعیت به سرعت هوایی، مسیریابی و مکان های فرودگاه، GPS ابزار ارزشمند برای هواپیما است.

واحد های نصب شده GPS را می توان برای استفاده در IMC و برای دیگر پرواز IFR تایید کرد . خلبانان ابزار GPS را برای حفظ آگاهی موقعیتی و روش های پرواز پرواز ابزار بسیار مفید می دانند. دستگاه دستی، در حالی که برای استفاده از IFR تایید نشده است، می تواند یک پشتیبان مفید برای خرابی ابزار باشد و همچنین یک ابزار ارزشمند برای حفظ آگاهی موقعیتی در هر شرایطی باشد.

خلبانان پرواز VFR همچنین از GPS به عنوان یک ابزار ناوبری و پشتیبان گیری از تکنیک های تخلیه و تخلیه سنتی استفاده می کنند.

تمام خلبانان می توانند داده های GPS را در موقعیت های اضطراری قدردانی کنند، زیرا پایگاه داده به آنها اجازه می دهد تا نزدیکترین فرودگاه را جستجو کنند، زمان سفر، سوخت در هیئت مدیره، زمان غروب خورشید و طلوع خورشید، و خیلی بیشتر، بیشتر.

به تازگی، FAA روش WAAS GPS را برای روش ها فعال کرده است و یک رویکرد دقیق جدید را به خلبانان در قالب یک عملکرد Localizer با روش عمودی (LPV) معرفی می کند . این یک رویکرد دقیق است که سیستم فضای ملی را قادر می سازد بسیار کارآمدتر و در تامین نیازهای سیستم ملی هوایی در آینده کمک کند.