تقاطع مدارهای GPS و GALILEO روی ایستگاه بین المللی فضایی حاصل شده است

سامانه ناوبری ماهواره ای اروپا، GALILEO که بصورت جهانی در دسترس است، به تنهایی و یا در ترکیب با سامانه تعیین موقعیت جهانی آمریکا (GPS) قابل استفاده است. اکنون با همکاری ESA و NASA یک محل تقاطع GPS و GALILEO در فضا، خارج از ایستگاه بین المللی فضایی حاصل شده است.

ماهواره های دارای مدار کم ارتفاع زمینی بطور معمول از سیگنال های ناوبری ماهواره ای برای مشخص نمودن موقعیت خود در فضا استفاده می کنند و این به آنها امکان ثابت نگه داشتن مسیرشان در فضا با دقت بسیار بالایی را می دهد، به این روش “تعیین مدار دقیق” گفته می شود.

تاکنون چنین موقعیت هایی بیشتر از طریق GPS تعیین می شد، اما این آزمایش جدید ثابت می کند که می توان بر مبنای یک پیکربندی دوگانه و با هردو سیگنال GPS و GALILEO، و البته به تنهایی از طریق GALILEO نیز به این موقعیت دست یافت.

این آزمایش بر مبنای بکارگیری یک گیرنده قابل پیکربندی مجدد که Space Communication and Navigation Testbed (SCaN) نامیده می شود و به بخش بیرونی ایستگاه فضایی بین المللی متصل شده است، انجام پذیرفته است.

ایستگاه فضایی بین المللی

دفتر پشتیبانی ناوبری ESA بر اساس مرکز کنترل ESOC خود در Darmstadt آلمان، به همکاری با تیم فناوری و سامانه های ناوبری رادیویی خود در مرکز فنی ESTEC در نوردزویک هلند، و شرکت ایتالیایی Qascom پرداخت تا نیازمندی های سخت افزاری، نرم افزاری و فنی لازم برای این آزمایش که برای بارگذاری در گیرنده به مرکز تحقیقاتی NASA Glenn در اوهایو ارسال شده بود را فراهم آورد.

Pietro Giordano مهندس ناوبری رادیویی ESA توضیح می دهد: “SCaN یک گیرنده رادیویی با تعریف نرم افزاری متنوع است که در سال ۲۰۱۲ برای هر دو آزمایش های ارتباطی و ناوبری به ایستگاه فضایی فرستاده شده است. این گیرنده با تغییرات مناسب، امکان نمایش تعیین موقعیت ترکیبی ایستگاه فضایی بین المللی از طریق GPS و GALILEO را فراهم کرد.”

الگوریتم طراحی شده برای Scan Testbed باید دینامیک بالای موجود و جابجایی داپلر سیگنال های رادر نظر می گرفت: تنها ماهواره های GPS و GALILEO با سرعت مداری حرکت نمی کنند، بلکه خود ایستگاه فضایی بین المللی نیز دارای این حرکت است. اطلاعات مداری تمامی ماهواره ها در هر دو پیکربندی در الگوریتم گنجانده شده بود و این به SCaN امکان شروعی قدرتمند جستجوی سیگنال ها در بخش صحیحی از آسمان را می داد.

Pietro اضافه می کند: “تقاطع پیکربندی های دوگانه مزایای بسیاری را در بخش فضایی ارائه می دهد و تعیین موقعیت فوق دقیق با پایداری بسیار بالایی را فراهم می آورد. بیشتر سیگنال ها بطور کلی در دسترس قرار می گیرند و کیفیت خدمات باز GALILEO و سیگنال های به روز شده GPS بسیار خوب است.”

Werner Enderle ناظر پروژه در دفتر پشتیبانی ناوبری اشاره می کند: “این نتایج اولیه فوق العاده هستند و حاصل کار تیمی بی نظیر در ESA، همکاری با صنعت و کمک شرکای ما در NASA است. این شروع پروژه تحلیل داده های ماست. در حوزه های سیگنال، تعیین مدار دقیق و تعیین موقعیت بر اساس الگوریتم های بهینه شده، انتظار کسب نتایج بسیار هیجان انگیزتری را داریم.”

James J. Miller کارشناس ارشد GPS در دفتر برنامه SCaN ادارات مرکزی NASA می گوید: “ما تعامل مشترک GPS و GALILEO را از طریق فعالیت هایی در کمیته بین المللی سامانه های ماهواره ای ناوبری جهانی (GNSS) توسعه داده ایم. به طور خاص، NASA به همراه ESA و دیگر آژانس های فضایی به شناسایی مزایای حاصل از خدمات فضایی ارائه شده از طریق سامانه های GNSS چندگانه برای کاربران در ارتفاعات زیاد پرداخته اند. با نشان دادن قابلیت های سامانه های GNSS چندگانه در مدارهای کم ارتفاع زمینی، نیروی محرکه برای افزودن امکانات در مدارهای زمین ایستا و بالاتر از آن، تشدید می شود.”

ماهواره های GALILEO

سامانه اروپایی GALILEO خدمات اولیه خود برای کاربران را در دسامبر ۲۰۱۶ آغاز نموده است و ۲۲ ماهواره در مدارهای مربوط به این سامانه در حال گردشند. پرتاب چهار ماهواره GALILEO دیگر از طریق Ariane 5 برای ۲۵ جولای برنامه ریزی شده است و این پیکربندی را به ۲۴ ماهواره به اضافه دو یدک مداری تبدیل می کند.

ESA به دنبال توسعه گیرنده های دوگانه GPS-GALILEO برای نسل بعدی ماهواره های مشاهده زمین است. هر چه تعیین مدار با دقت بیشتری انجام شود، داده های محیطی با دقت بالاتری به زمین بازگردانده می شوند.

بکارگیری ترکیب سیگنال های GPS و GALILEO در تعاملی مشترک برای تعیین مدار دقیق باید مزایای قابل توجهی را به کاربران فضایی، خصوصاً برای فراهم آوردن قابلیت ناوبری پیوسته از مدارات زمینی کم ارتفاع تا بسیار مرتفع و احتمالاً بالاتر از آن، ارائه نماید.

Paul Verhoef مدیر ناوبری ESA اظهار داشت: “این نشان دهنده تطبیق پذیری سامانه GALILEO و امکان بکارگیری این سامانه در اهداف علمی و دیگر مقاصد فرای خدمات ناوبری معمول است. ما کار بر روی تعیین امکان بکارگیری GALILEO در ترکیب با GPS و دیگر سامانه ها برای ناوبری روی ماه را نیز آغاز نموده ایم.”

منبع : www.geospatialworld.net