مکان یابی و زمان یابی براساس مشاهدات خام ماهواره ای GNSS

مجری

معاونت متولی: معاونت راهکارهای دیجیتال و هوشمندسازی
مدت زمان اجرا: 9 ماه

معرفی

جی ان اس اس یا GNSS کوتاه شده عبارت Global navigation satellite system می باشد.GNSS در لغت به معنای سیستم ناوبری جهانی ماهواره مبنا است.می توان گفت این سیستم عملکردی شبیه به GPS دارد ولی یک تفاوت با این سیستم دارد.تفاوت این دو سیستم با یکدیگر این است که GPS از ماهواره های ساخته شده در یک کشور را شامل می شود اما GNSS مجموعه ای است که از ماهواره های ساخت کشورهای مختلف تشکیل می شود.گیرنده GNSS فرآیند مکان‌یابی و یافتن زمان دقیق و در لحظه صورت می‌گیرد.در حال حاضر سامانه‌های ماهواره‌ای مختلفي ازجمله GPS، GLONASS،Galiloe ، Beidou ، QZSS و IRNSS قابل رصد می‌باشند که چهار مورد اول به‌صورت معمول رؤیت می‌شوند.

موقعیت‌یابی در گوشی‌های تلفن همراه به کمک پردازش داده‌های خام دریافتی از گیرنده GNSS موجود در آن، امکان پذیر است.استفاده مستقیم از این اطلاعات خام بدون انجام اصلاحات لازم، سبب افت دقت در موقعیت تخمین زده شده می‌شود.بنابراین در مواجهه با این اطلاعات، بایستی تا حد امکان اقدام به تصحیح اطلاعات دریافتی از ماهواره‌ها نموده و سپس اطلاعات اصلاح شده را به عنوان مشاهدات در یک الگوریتم تخمین بهینه یا نزدیک به بهینه استفاده کرد.همچنین لازم به ذکر است که از سیگنال‌ دریافتی از سامانه‌های فضاپایه ناوبری جهانی، علاوه بر داده‌های زمانی مرسوم که منجر به تولید مشاهدات شبه فاصله می‌شود، انواع مختلفی از داده‌های کاربردی در موقعیت‌یابی همانند فاز حامل و داپلر قابل استخراج است که علی‌رغم تفاوت در ماهیت هرکدام، بکارگیری توأمان آنها در افزایش کیفیت و دقت مکان‌یابی مؤثر خواهد بود.از طرف دیگر، سامانه‌های مختلف GNSS شامل GPS/GLONASS/BDS/Galileo صرف نظر از تفاوت در سازوکار پردازش اطلاعات و جزئیات دیگر، دارای مشابهت‌های زیادی در ارائه این اطلاعات خام هستند که تجمیع آنها در الگوریتم موقعیت‌یابی، کاهش خطا و افزایش مقاومت در ارائه اطلاعات مکانی و زمانی کاربر را در پی خواهد داشت.

در این پروژه به موقعیت‌یابی و زمان یابی ماهواره‌ای با دريافت سيگنال از سامانه‌های موقعیت‌یابی فضاپايه موجود پرداخته می‌شود.در اين سامانه با استفاده از در طراحي نرم‌افزار موقعیت‌یابی و زمان یابی هدف تعيين مكان كاربر در زمان دقیق به كمك سامانه‌های مذكور و با دقت قابل‌قبول است.به‌طوری‌که اگر سیگنال‌های يكي از اين سامانه‌ها در دسترس نباشد (مثلاًGPS)، با پردازش اطلاعات ساير سامانه‌ها بتوان موقعیت‌یابی را صورت داد.علاوه بر این اگر در محل کاربر سیگنال دریافتی یکی از سامانه‌های GNSS نادرست باشد، سامانه طراحی‌شده به‌خوبی آن را تشخیص داده و زمان و مکان کاربر را بتواند با دقت مناسب تشخیص دهد.

هدف

هدف از انجام این پروژه طراحی و توسعه محصول بومی سامانه موقعیت یابی است به‌نحوی‌که محصول نهایی بتواند در حضور اختلالات و سیگنال های فریب به خوبی موقعیت یابی و زمان یابی را صورت داده و قابلیت به‌کارگیری در زیرساخت فناوری اطلاعات سازمان‌ها و رفع نیازمندی‌های این حوزه را داشته باشد.در این راستا دستیابی به قابلیت‌های ذیل به‌عنوان اهداف اصلی این پروژه محسوب می‌گردند.

ضرورت

در خصوص انحصار موقعيت‌يابي ماهواره‌اي با GPS نيز برخي کشورها ازجمله روسيه، چين، اتحاديه اروپا، ژاپن و هند به‌منظور کاهش وابستگي به اين سامانه، اقدام به پياده‌سازي سامانه‌هاي مختلف فضاپايه کرده‌اند.هرچند که اين امکان در کوتاه‌مدت براي کشور ما وجود ندارد، اما مديريت اطلاعات و پردازش داده‌هاي سامانه‌هاي فضاپايه در الگوريتم‌هاي موقعيت‌يابي امکان‌پذير است.با توجه به شرايط خاص کشور ما، اين امر خود مي‌تواند اقدام مناسبي در جهت مقابله با اختلالات احتمالي عمدي يا غيرعمدي در يک سامانه فضاپايه خاص تلقي شود و با توجه به تجميع اطلاعات ساير سامانه‌ها، توأمان امکان حذف داده‌هاي غيرمفيد و حفظ دقت موردنیاز وجود دارد.اين امر نياز بخش بزرگي از کاربران را به داشتن اطلاعات مکاني و زمانی خود در مواقع خاص برطرف مي‌کند.

يکي از دلايل اهميت انجام اين طرح اين است که دستاوردهاي مورد انتظار از این پروژه می‌تواند در سایر سامانه‌های موردنیاز کارفرما نیز مورداستفاده قرار گیرد.به‌عنوان‌مثال می‌توان از اطلاعات مکان و زمان دقیق کاربر می‌توان در اپلیکیشن های ناوبری بهره جست و یا در سامانه‌هایی از شبکه که نیاز به زمان دقیق می‌باشد از دستاوردهای این سامانه استفاده نمود.

دستاوردها