العربية العربية 
أحدثت أنظمة القمر الصناعي العالمي (GNSS) ثورة في الطريقة التي نتنقل بها ، والتواصل ، وفهم عالمنا. يرمز مصطلح GNSS إلى مجموعة من الأقمار الصناعية التي توفر إشارات من المساحة التي تنقل بيانات تحديد المواقع والتوقيت إلى مستقبلات GNSS. ثم تستخدم هذه البيانات لتحديد الموقع. في جوهرها ، يعتبر GNSS المصطلح القياسي لأنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية التي توفر وضعًا جغرافيًا مكانيًا مستقلاً مع تغطية عالمية. الهدف الأساسي من هذه المقالة هو التعمق في مفهوم GNSS ، واستكشاف تاريخها ومكوناتها وتطبيقاتها المتنوعة في المجتمع الحديث. تجدر الإشارة إلى أن أداء GNSS يعتمد إلى حد كبير على جودة هوائي GNSS المستخدم ، والذي يلعب دورًا مهمًا في استقبال الإشارة ودقة.
يعود تشكل نشأة الملاحة عبر الأقمار الصناعية إلى إطلاق Sputnik من قبل الاتحاد السوفيتي في عام 1957. لاحظ العلماء تأثير دوبلر على عمليات نقل راديو سبوتنيك وأدركوا أنه من خلال قياس تحول تردد إشارة القمر الصناعي ، يمكن للمرء تحديد موقعه من موقع معروف على الأرض. وضع هذا الاكتشاف الأساس لأنظمة تحديد المواقع القائمة على الأقمار الصناعية.
بعد سبوتنيك ، طورت الولايات المتحدة نظام العبور في الستينيات من القرن الماضي للتنقل البحري. ومع ذلك ، لم يكن حتى تطوير نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، حيث أصبح التنقل عبر الأقمار الصناعية متاحًا عالميًا. أصبح GPS يعمل بشكل كامل في عام 1995 ، حيث يوفرون معلومات دقيقة للمستخدمين في جميع أنحاء العالم.
يشير GNSS إلى مجموعة من الأقمار الصناعية التي توفر إشارات من المساحة التي تنقل بيانات تحديد المواقع والتوقيت إلى مستقبلات GNSS. المكونات الرئيسية الثلاثة لـ GNSS هي قطاع الفضاء (الأقمار الصناعية) ، شريحة التحكم (المحطات الأرضية) ، وقطاع المستخدم (أجهزة الاستقبال والهوائيات). يتيح التآزر بين هذه المكونات معلومات تحديد موقع دقيقة وموثوقة.
يتم ترتيب الأقمار الصناعية في GNSS في الأبراج لضمان التغطية العالمية. كل قمر صناعي يبث إشارات تحتوي على موقعها والوقت الدقيق. من خلال تلقي إشارات من أقمار صناعية متعددة ، يمكن لمستقبل GNSS حساب موضعه من خلال ثلاثية.
كان GPS في الولايات المتحدة أول GNSS التشغيل الكامل. مع كوكبة لا تقل عن 24 من القمر الصناعي ، يوفر GPS توقيتًا دقيقًا ووضع معلومات على مستوى العالم. أصبح GPS جزءًا لا يتجزأ من العديد من التطبيقات ، بما في ذلك خدمات التنقل والمسح والتوقيت.
تم تطوير Glonass من قبل روسيا ، وهي GNSS بديلة أصبحت تعمل بالكامل في عام 1996. بعد تجربة التدهور ، تم ترميمها في العقد الأول من القرن العشرين وتعمل الآن مع مجموعة كاملة من الأقمار الصناعية. ويوفر خدمات تحديد المواقع والتوقيت مماثلة لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS).
يهدف نظام Galileo التابع للاتحاد الأوروبي إلى توفير خدمات تحديد المواقع عالية الدقة تحت سيطرة المدنيين. يعمل Galileo بشكل كامل منذ عام 2016 ، يعزز أداء GNSS من خلال توفير الأقمار الصناعية والترددات الإضافية ، وتحسين الدقة والموثوقية.
تطورت نظام القمر الصناعي في الصين في Beidou (BDS) من إقليمية إلى GNSS العالمية. في عام 2020 ، تقدم Beidou تغطية وخدمات عالمية ، مما يساهم في التكرار ومرونة GNSS في جميع أنحاء العالم.
واحدة من أبرز التطبيقات من GNSS هي الملاحة. من الاستخدام المدني في الهواتف الذكية والسيارات إلى العمليات العسكرية ، يوفر GNSS موقفًا في الوقت الفعلي وبيانات السرعة. تعتمد صناعات الطيران البحرية والطيران اعتمادًا كبيرًا على GNSS للتوجيه الآمن والفعال.
يوفر GNSS معلومات توقيت دقيقة ضرورية للاتصالات ، وشبكات الطاقة ، والشبكات المالية. يعتمد مزامنة الشبكات على إشارات التوقيت الدقيقة التي يتم نقلها بواسطة أقمار GNSS.
في الجيوديسية والمسح ، يسمح GNSS بالقياس الدقيق للمواقف على الأرض. تتيح تقنيات GNSS عالية الدقة من مراقبة الحركات التكتونية وإنشاء خرائط ونماذج دقيقة لسطح الأرض.
تلعب GNSS دورًا حيويًا في إدارة الكوارث من خلال دعم عمليات الاستجابة لحالات الطوارئ. يسهل تحديد المواقع الدقيقة بعثات البحث والإنقاذ ، ويمكن أن تساعد بيانات GNSS في تصميم وتنبؤ الكوارث الطبيعية مثل الزلازل والفيضانات.
إشارات GNSS ضعيفة نسبيًا في الوقت الذي تصل فيه إلى الأرض ، مما يجعلها عرضة للتدخل والتشويش. يشكل كل من التدخل غير المقصود من الأجهزة الإلكترونية والتشويش المتعمد مخاطر كبيرة على موثوقية GNSS.
يمكن أن تؤخر الاختلافات في أيونوسفير الأرض وتروبوسفير إشارات GNSS ، مما يؤدي إلى عدم الدقة. هذه التأثيرات الجوية واضحة بشكل خاص خلال فترات النشاط الشمسي العالي ، مما يؤثر على دقة التطبيقات المعتمدة على GNSS.
تحدث الأخطاء المتعددة عندما تعكس إشارات GNSS الأسطح مثل المباني أو الأرض قبل الوصول إلى المتلقي. يمكن أن تسبب هذه الإشارات المنعكسة أخطاء في حسابات الموضع ، وخاصة في البيئات الحضرية مع العديد من الأسطح العاكسة.
لتحسين الدقة والنزاهة والتوافر ، يتم تنفيذ أنظمة التعزيز مثل نظام زيادة المساحة الواسعة (WAAS) وخدمة تراكب الملاحة الجيولوجية الأوروبية (EGNOs). توفر هذه الأنظمة بيانات تصحيح لأجهزة استقبال GNSS ، مما يعزز الدقة للتطبيقات الحرجة.
يعد استخدام تقنية هوائي GNSS المتقدمة أمرًا بالغ الأهمية في تخفيف الأخطاء وتعزيز جودة الإشارة. تم تصميم الهوائيات عالية الدقة لتقليل تأثيرات المتعددة ومجهزة بفلاتر لتخفيف التداخل. تساهم الابتكارات في تصميم الهوائي بشكل كبير في الأداء العام لأجهزة استقبال GNSS.
تهدف برامج تحديث GNSS إلى تعزيز الأنظمة الحالية عن طريق إضافة إشارات جديدة ، وتحسين الدقة ، وزيادة المتانة. على سبيل المثال ، يخضع GPS لتحديث مع إدخال إشارات مدنية جديدة مثل L2C و L5 ، والتي ستحسن الأداء للمستخدمين.
يتضمن مستقبل GNSS التكامل مع التقنيات الأخرى مثل أنظمة الملاحة بالقصور الذاتي ، وأنظمة تحديد المواقع الأرضية ، وحتى التقنيات الكمومية الناشئة. يعزز هذا التكامل الموثوقية ويوفر معلومات تحديد مواقع سلسة ، خاصة في البيئات التي تتعرض فيها إشارات GNSS للخطر.
يقف GNSS كحجر ركبة في أنظمة التنقل والتوقيت الحديثة ، وتدعم مجموعة واسعة من التطبيقات التي تتكمن على الحياة اليومية والبنية التحتية العالمية. يوفر فهم ما تمثله GNSS وكيف يعمله رؤى قيمة في دورها الحاسم في التكنولوجيا والمجتمع. مع استمرار التطورات ، لا سيما في تقنية الهوائي GNSS وتحديث النظام ، فإن GNSS ستصبح بلا شك أكثر دقة ومرونة ، مما يزيد من تضمين نفسه في نسيج عالمنا المتصلين.
