استفاده از ردیاب در صنعت هوافضا و ردیابی هواپیما

جی پی اس چیست و چگونه کار می کند؟

جی‌پی‌اس، سامانه‌ای است که به کمک گروهی از ماهواره‌ها جهت یابی می‌‌کند. ماهواره‌هایی که هرکدام در مدارهای خود به دور زمین در گردشند؛ این ماهواره‌ها با ایستگاه‌های ویژه‌ای بر روی زمین در تماس اند و همواره موقعیت آن‌ها در فضا مشخص است. دستگاه گیرندهٔ جی‌پی‌اس شما، با ارتباط با تعدادی از این ماهواره ها، فاصلهٔ شمارا تا آن‌ها تعین می‌‌کند و سپس موقعیت دقیق شما روی زمین بدست می‌‌آید.

در واقع اساس کار این سامانه، فرستادن سیگنال‌های رادیویی با فرکانس بالا و به طور پیوسته است که زمان و مکان ماهواره را نسبت به زمین مشخص می‌‌کند و یک گیرندهٔ جی‌پی‌اس روی زمین، با گرفتن این اطلاعات از سه ماهواره یا بیشتر، آن‌ها را پردازش می‌‌کند و موقعیت کاربر را در هر نقطهٔ زمین، در هر ساعتی از شبانه روز و در هر وضعیت آب و هوایی به او نشان می‌‌دهد.

در اینجا به برخی مشخصه‌های جالب این سیستم اشاره می‌‌کنیم:

* اولین ماهواره جی‌پی‌اس در سال ۱۹۷۸ یعنی حدود ۳۵ سال پیش در مدار زمین قرار گرفت.

* در سال ۱۹۹۴ شبکه ۲۴ عددی NAVSTAR تکمیل گردید.

* عمر هر ماهواره حدود ۱۰ سال است که پس از آن جایگزین می‌گردد.

* هر ماهواره حدود ۱۰۰۰ کیلوگرم وزن دارد و طول باتری‌های خورشیدی آن ۵.۵ متر است.

* انرژی مصرفی هر ماهواره، کمتر از ۵۰ وات است.

بطورخلاصه می توان بیان کرد که مبنای کار GPS استفاده ازماهواره به عنوان مرجعی جهت یافتن موقعیت درهرنقطه زمین می باشد سایر مسایل این سیستم صرفاً جزئیات تکنیکی هستند که به سرعت و دقت وسهولت عمل موقعیت یابی کمک می کند.

با نگاهی مختصر به تاریخچه ردیاب و اینکه جی پی اس چیست، متوجه می شویم که این ابزار نیز مانند خیلی از ابزارهای پر استفاده امروزی در ابتدا کاربرد نظامی داشته است، اما بعد از مدتی فواید و استفاده های جذاب تری برای آن در نظر گرفته شده است. اولین ردیاب یک ماهواره ردیاب بود که در سال 1978 یعنی حدود 4 دهه قبل در مدار زمین قرار گرفت.

این ردیاب در آن زمان با هدف افزایش کنترل ناوبری در زیردریایی های آمریکایی مورد استفاده قرار گرفت، اما جالب اینجاست که 2 سال بعد یعنی از سال 1980 استفاده عموم از ردیاب ها آزاد اعلام شد. البته تا سال های 2000 استفاده چندانی از این فناوری مهم توسط عموم انجام نگرفت.

ردیابی هواپیما

اندکی پس از ناپدید شدن پرواز هواپیمایی مالزی هواپیمایی MH370 ، نشست ویژه چند رشته ای در زمینه ردیابی پرواز جهانی (MMGFT) در دفتر مرکزی ایکائو در مونترال کانادا تشکیل شد تا پیشنهادات لازم برای اقدامات آینده ارائه شود. یکی از تصمیمات اصلی اتخاذ شده نیاز به اپراتورها برای پیگیری جهانی پروازهای هواپیمایی با سرعتی بیشتر بود.

در این جلسه مفهوم عملیات اضطراب جهانی و سیستم ایمنی هوایی جهانی (GADSS) آغاز شد. مفهوم GADSS به صورت تکاملی اجرای اقدامات به صورت کوتاه ، متوسط ​​و طولانی را با هر عملی که منجر به فواید آن می شود ، توصیف می کند. اولین گام در اجرای GADSS می تواند در کوتاه مدت با پیاده سازی راه حل های عادی ردیابی هواپیما همانطور که توسط صنعت رهبری هواپیما کارگروه (ATTF) برای حمل و نقل هوایی تجاری و با پرداختن به مناطق بهبود یافته مشخص شده در سند GADSS ارائه شده است.

در دومین کنفرانس ایمنی سطح بالا (HLSC) در فوریه 2015 ، نمایندگان از مفاهیم عملیات GADSS حمایت کردند و از ایكائو خواستند كه با استفاده از فن آوری های موجود ، هدایت یك طرح عملیاتی ردیابی هواپیما معمولی (NATII) را هدایت كند. کمیته راهبری NATII با مشارکت جهانی تشکیل شد و منطقه آسیا اقیانوس آرام به عنوان منطقه نماینده عملیات برای این طرح انتخاب شد.

4 مورد از کاربردهای جذاب GPS هوایی در زندگی انسان

جی پی اس ها و به طور ویژه، ردیاب های هوایی به عنوان یکی از مهمترین و پیشرفته ترین انواع ردیاب ها شناخته می شوند. عملکرد این جی پی اس های هوایی تقریبا با سیستم موقعیت یاب جهانی یکسان است، اما ساز و کار این دو کمی باهم فرق دارد. بد نیست به کاربردهای مهم و جالب توجه ردیاب های هوایی اشاره کنیم تا کاملا در مورد نقش پراهمیت این دستگاه در صنایع مختلف مطلع شوید.

1. ردیابی هواپیما و مشخص کردن مسیر حرکت پروازهای داخلی و خارجی

پروازهایی که این روزها در سفرهای خارجی و داخلی از آن ها استفاده می کنیم به طرز قابل توجهی از این تکنولوژی پر استفاده بهره می برند. این کاربرد به نحوی مهم و قابل توجه است که اگر GPS وجود نداشت اخلال زیادی در پروازهای خارجی و داخلی به وجود می آمد. صنعت هوایی به عنوان یکی از صنایعی که پیشرفت های بسیاری را به خود دیده همچنان از این فناوری استفاده می کند.

خلبان ها در پرواز با استفاده از GPS موقعیت خود را تعیین می کنند و با استفاده از این فناوری هواپیماها را به سلامت بر روی زمین می نشانند. حتی در شرایطی که آب و هوا برای پرواز مناسب نباشد و در شرایط جوی کاملا نامساعد نیز اطلاعات دریافتی از جانب ماهواره های سیستم موقعیت یاب جهانی می تواند می تواند به تعیین مسیر هواپیما کمک کند.

فقط همین نیست. GPS در صنعت هوانوردی کاربردهای بی نظیر دیگری هم دارد. جلوگیری از برخورد هواپیماها به کمک مشخص شدن موقعیت آن ها و کنترل میزان مصرف سوخت نیز از مزایای مهم دیگر استفاده از این فناوری است.

2. استفاده از GPS در صنایع هواشناسی و امداد و نجات

این ها مواردی بودند که کاربرد سیستم موقعیت یاب را در پروازهای مسافری نشان می دهند، در صورتی که در بحث هایی مثل امداد و نجات و دیگر موارد نیز ردیاب هوایی کاربرد فراوانی دارد.

امداد هوایی چه در زمینه سوختن جنگل ها و چه در زمینه انتقال بیماران و حتی در زمینه سم پاشی نیز GPS فناوری کاربردی و شایان توجهی محسوب می شود.

3. کاربرد های ردیاب GPS هوایی در سوانح پروازی

در برخی شرایط به دلایل مختلف ممکن است هواپیمایی که در حال پرواز است نیاز به فرود اضطراری داشته باشد. در این مورد نیز فناوری GPS اهمیت زیادی دارد. حتی اگر این پروازها منجر به سقوط هواپیما شوند، ردیاب ها می توانند به پیدا شدن هر چه سریع تر محل حادثه و امدادرسانی کارساز باشند.

اگر به سال های گذشته نگاهی داشته باشیم متوجه می شویم که خیلی از هواپیماهای مسافربری به دلیل اینکه امکان شناسایی سریع محل سقوط آن ها وجود نداشته، امدادرسانی به حادثه دیدگان در این حوادث به صفر رسیده است.

4. کاربردهای تجاری و عجیب تر ! ردیاب های هوایی
یکی از کاربردهای ردیاب های هوایی که در سال های اخیر توجه زیادی هم به آن صورت گرفته استفاده این تکنولوژی در پهپادهاست. از بحث استفاده های نظامی این فناوری در موشک های نقطه زن و هواپیماهای نظامی که بگذریم می بینیم که شرکت آمازون به تازگی پهپاد های عمودپروازی را ساخته است که به ردیاب های پیشرفته ای مجهز شده اند . این پهپاد ها قابلیت حمل مرسولات پستی و ارسال آن به دست مشتریان خود را دارند.

ردیاب هایی که به این پهپادها وصل شده اند مجهز به یک کد دیجیتالی جهت ردیابی دقیق تر هستند . این کد دیجیتالی برای هر پهپاد به صورت جداگانه طراحی و برنامه ریزی شده اند.

حتی در همین کشور خودمان نیز برخی از فروشگاه های اینترنتی ایده استفاده از این تکنولوژی را مورد بررسی جدی قرار داده اند. لازم به ذکر است به اتفاقی که اخیرا اتفاق افتاد نیز اشاره کنیم. معرفی خدمت پست پلاس توسط وزارت ارتباطات که در این خدمت قرار است بسته های پستی از طریق پهپاد به دست مشتریان برسد.

حالا اگر به همه این موارد نگاه کنیم می بینیم که کاربرد ردیاب های هوایی روز به روز در حال رشد است. ردیاب های هوایی قطعا در این زمینه برای مسیریابی و تعیین موقعیت به شدت مورد استفاده قرار خواهند گرفت و کاربرد آن ها بیشتر از همیشه احساس خواهد شد.

لازم به ذکر است که در حال حاضر از ردیاب های هوایی در مواردی مثل نقشه کشی هوایی نیز مورد استفاده قرار می گیرد. اما ماجرا اینجا به پایان نمی رسد.


کنترل و ردیابی پهپاد ها و هواپیماهای بدون سرنشین

کنترل پهپاد بدون استفاده و دخالت انسان صورت میگیرد . پهپاد ها به وسیله کنترل از راه دور و یا از برنامه های از پیش تعیین شده که به وسیله برنامه نویسی انجام میگیرد هدایت میشوند

یکی از کاربرد های ردیاب استفاده از ردیاب در جعبه سیاه هواپیماهای مسافربری است . وقتی که هواپیمایی گم شود و یا سقوط کتد بلافاصله بعد از سقوط سیگنال هایی از جعبه سیاه هواپیما جهت ردیابی ساتع میشود

یکی دیگر از کاربردهای هواپیماهای بدون سرنشین در نقش آمبولانس هوایی است . ردیاب های به کار رفته در این هواپیماها باعث میشود که با سرعت و دقت بیشتری به محل حادثه بروند.

یکی دیگر از کاربردهای ردیاب ، نصب ردیاب خودرو بر روی ماشین حمل کرو پروازی است . بعد از نصب ردیاب بر روی خودرو ها مدیر مربوطه میتواند ماشینی که به دنبال کادر پروازی میرود را بر روی نقشه های ایران رهیاب کنترل و ردیابی کند.

تاکسی های هوایی، نگاهی به آینده نه چندان دور!

مدت زیادی از زمانی نمی گذرد که شرکت تاکسی آنلاین اوبر که در آمریکا در حال خدمت رسانی به شهروندان این کشور است، اعلام کرد که قرار است درسال های آینده سرویس تاکسی هوایی آنلاین را نیز راه اندازی کند. این خبر با اینکه باعث خوشحالی بود و جذابیت زیادی برای علاقه مندان تکنولوژی به همراه داشت، اما برای آن ها شوکه کننده نبود، چرا که به لطف فیلم های سینمای هالیوود و ذهن خلاق انسان، رویای تبدیل شدن شهرهای پرترافیک امروز به شهرهای کم ترافیک فردا، با استفاده از چنین تکنولوژی هایی دور از ذهن نبود.

قضیه وقتی جالب تر شد که چندی پیش شرکت اسنپ (همتای شرکت اوبر در آمریکا) که در زمینه ارائه خدمات تاکسی آنلاین فعال است، اعلام کرد که سرویس تاکسی هوایی خود را به زودی راه اندازی خواهد کرد. حالا قرار است رویای تبدیل شدن شهرهای زمینی به شهرهای هوایی، به مرور جامه عمل بپوشد و در ارائه این خدمات نیز قطعا از تکنولوژی ردیاب های هوایی بیشتر از همیشه استفاده خواهد شد

نحوه ردیابی هواپیما

ردیابی هواپیماهای GPS وسیله ای برای ردیابی موقعیت هواپیمای مجهز به گیرنده GPS است . با برقراری ارتباط با ماهواره های GPS ، می توان داده های دقیق و واقعی در مورد متغیرهای پرواز را به سرورهای موجود در زمین منتقل کرد. این سرور داده های پرواز را ذخیره می کند ، که می تواند از طریق شبکه های ارتباطی به سازمانهایی که مایل به تفسیر آن هستند منتقل شود.

شبکه ها

انواع مختلف شبکه های ارتباطی مورد استفاده عبارتند از:

  • شبکه ی ACARS - ترکیبی از شبکه VHF ، ماهواره ای و HF
  • شبکه فرستنده "Mode S" ( ADS-B )
  • شبکه های ماهواره ای ( گلوبستار ، اینمارستات ، IRIDIUM ، ثریا )
  • شبکه GSM

تجهیزات

برخی از دستگاه ها اجزای اویونیک مانند ACARS و ADS-B هستند . در این موارد ، آنتن گیرنده و گیرنده معمولاً در خارج از قاب هوا قرار دارد .

هنگامی که دستگاه ها به عنوان اجزای اویونیک نصب نشده اند ، آنها باید کاملاً از هواپیما مستقل باشند. آنها به طور معمول در داخل قاب هوا در محلی قرار می گیرند که GPS و ماهواره های ارتباطی به طور مستقیم برای دستگاه قابل مشاهده هستند ، به عنوان مثال از طریق پنجره کابین خلبان . ترین - سیگنال خروجی نیز باید قادر به نفوذ در هواپیما می شود مقامات هواپیمایی کشوری نیاز به انطباق با DO-160 برای فرکانس انجام حساسیت های صوتی و حساسیت سیگنال ناشی از.

مقامات مؤلفه های غیر نصب شده را به عنوان "انتقال دستگاه های الکترونیکی قابل حمل" (T-PEDS) طبقه بندی می کنند و به همین ترتیب آنها را در مراحل بحرانی پرواز خاموش می کنند.

مدل های مختلف گیرنده که در هواپیما ها نصب می شود موارد مختلفی در نظر گرفته می شود. یک نوع گیرنده flarm است که Flarm نسخه ساده تر ADS-B با دامنه کوتاه تر است ، که اوایل در هواپیماهای کوچکتر و در بیشتر موارد در گلایدرها مورد استفاده قرار می گیرفت. برد یک گیرنده Flarm بین 20 تا 100 کیلومتر است. گیرنده های Flarm غالباً در فرودگاه های کوچک با تردد زیاد گلایدرها برای ردیابی گلایدرهای اطراف فرودگاه نصب می شوند. اگر به دنبال اطلاعات بیشتری در مورد Flarm هستید توصیه می کنم مقاله ی مرتبط با آن را در ویکیپدیا مطالعه کنید.

برنامه ها
داده های دقیق در زمان واقعی ارائه شده توسط ردیابی هواپیماهای GPS ممکن است با استفاده از فناوری ADS-B به کنترل ترافیک هوایی ارائه شود . این می تواند با اطمینان از جدایی فضای هوایی هواپیماها بکاهد. ردیابی هواپیماهای GPS همچنین خطوط هوایی را قادر می سازد ناوگان هواپیما خود را بر روی سیستم ACARS ردیابی کنند و به هواپیماها اجازه می دهد تا در صورت بروز تصادف با سرعت بیشتری مستقر شوند. داده ها برای جمع آوری اطلاعات " OOOI " در مورد حرکات داخل فرودگاه و محاسبه زمان پرواز پردازش می شوند . سرانجام ، ردیابی هواپیماهای GPS به یک مدرسه پرواز اجازه می دهد تا یک خلبان کارآموز را ردیابی کند و مسیر پرواز خود را پس از آن دفع کند.

ردیابی هواپیمای فعال
چندین سیستم ردیابی هواپیما فعال در بازار موجود است که از "bread-crumb approach" برای SAR استفاده می کنند. به جای تکیه بر فرستنده یاب اضطراری برای انتقال تأثیر ، نسل بعدی دستگاههای مکان یابی اضطراری دستگاههای ردیابی فعال هستند که گزارشات موقعیت را در فواصل زمانی منظم ارسال می کنند. اگر واحد انتقال از اثر ضربه را متوقف کند ، انتقال تاریخی آخرین مکان شناخته شده هواپیما ، سرعت ، جهت و ارتفاع آن را نشان می دهد. ردیابی به عنوان جایگزین یا مکمل فناوری فعلی اخیراً توسط Coroner در نیوزیلند مورد تشویق قرار گرفته است.