اليوم ، حتى البشرية تستخدم الفضاء الخارجي لضمان الأمن. لهذا ، تم إنشاء محركات بحث الأقمار الصناعية. ويعتقد أنه تم وضع بداية مثل هذا الملاحة في 4 أكتوبر 1957. وفي ذلك الوقت تم إطلاق أول قمر صناعي أرضي لأول مرة. بحلول نهاية السبعينيات ، ظهر أول نظام ملاحة لاسلكي. يسمح بتحديد إحداثيات أي كائن بناءً على الإشارات القادمة من القمر الصناعي. واليوم تستخدم مثل هذه الملاحة في أعمال الإنقاذ والجيوديسية وكذلك لضمان أمن الدولة والمواطنين.
ما هي أنظمة الأقمار الصناعية؟ هذه اتصالات تقنية إلكترونية معقدة. علاوة على ذلك ، لا يمكن تنفيذها إلا من خلال التشغيل المشترك للمعدات الفضائية والأرضية. في الوقت نفسه ، تتيح أنظمة الأقمار الصناعية تحديد الارتفاع والإحداثيات الجغرافية والوقت والمعلمات الخاصة بحركة المياه والأرض والجوأشياء
التصنيف
تنقسم أنظمة الأقمار الصناعية إلى المجالات التالية:
- محركات بحث أمنية مصممة للسيارات ؛
- ملاحية ، لحماية المكاتب والمنازل والأراضي الشخصية والشقق ؛
- محركات البحث الأمنية لمواقع الإنترنت والهواتف المحمولة ؛ - ملاحة البحث (GPS).
العناصر الأساسية
تشمل أنظمة الأقمار الصناعية:
- الأبراج المدارية للعديد من الأقمار الصناعية (من 2 إلى 30) التي تصدر إشارات لاسلكية خاصة ؛
- نظام مراقبة وتحكم أرضي يحدد الموقع الحالي للأقمار الصناعية ، وكذلك الاستقبال ومعالجة المعلومات المرسلة من قبلهم ؛
- معدات استقبال العميل المطلوبة لتحديد الإحداثيات ؛
- منارات الراديو ، وهي نظام قائم على الأرض يزيد من دقة تحديد موقع الكائن ؛- نظام راديو معلومات ينقل التصحيحات إلى الإحداثيات للمستخدمين.
مبدأ العمل
تقيس أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية المسافة من هوائي على جسم إلى قمر صناعي معروف موقعه المداري بدقة عالية. في هذه الحالة ، يتم استخدام جدول خاص يسمى التقويم. يجب أن يتم تخزينه في ذاكرة جهاز الاستقبال والإشارة إلى موقع جميع الأقمار الصناعية. إذا لم يكن هذا الجدول قديمًا ، فسيتم تحديد موقع الكائن في الفضاء بواسطة الأجهزة التي تستخدم الإنشاءات الهندسية البسيطة. لحساب العرض وخط الطول بشكل صحيح ، يجب أن يستقبل المستقبل إشارات من ثلاثة أقمار صناعية على الأقل. حسنًا ، إذا كنت تريد أن تعرفموقع الكائن فوق السطح؟ سيتطلب هذا إشارة من القمر الصناعي الرابع.
تتم معالجة جميع المعلومات الواردة بواسطة الوحدة الأرضية ، والتي ، باستخدام نظام معين من المعادلات ، تعرض الإحداثيات المطلوبة. ومع ذلك ، فإن البيانات التي تم الحصول عليها تتطلب بعض التعديل. ويرجع ذلك إلى تأثير الضغط الجوي ودرجة حرارة الهواء ودرجة الرطوبة على تشغيل النظام. يقدم كل من هذه العوامل خطأ في حدود 30 مترًا ، تصل قيمته الإجمالية أحيانًا إلى 100 متر.
وضع GPS التفاضلي يساعد على تقليل عدم الدقة. ينقل التصحيحات اللازمة للمستخدم ، مما يضمن دقة تحديد الكائن حتى 1 سم ، وفي الوقت نفسه ، يمكن لمحركات البحث عبر الأقمار الصناعية تجميع البيانات المستلمة ثم معالجتها خلال فترة زمنية معينة. بفضل هذه العمليات ، يكون لدى المستخدم فكرة عن سرعة الكائن ، والمسار الذي سلكه ، وما إلى ذلك.
GPS
اليوم ، تعمل العديد من أنظمة الملاحة بنشاط في وقت واحد. هذه هي GPS الأمريكية و GLONASS الروسية و Galileo الأوروبية. سيسمح لك كل منهم بتحديد الموقع الحالي للكائن ، بالإضافة إلى وقته وتاريخه وسرعته ومسار حركته على الأرض وفي الهواء وعلى الأرض. دعونا نلقي نظرة فاحصة على هؤلاء الملاحين
بدأ تاريخ نظام الأقمار الصناعية GPS الأمريكي في عام 1973. كانت هذه فترة تطوير برنامج DNSS. في وقت لاحق تمت إعادة تسميته إلى Navstar-GPS ، ثم إلى GPS. اول رفقائهاأطلقت في المدار في عام 1974. وفقط في عام 1993 زاد عددها إلى 24 ، مما جعل من الممكن تغطية سطح الأرض بالكامل.
في البداية ، عمل نظام الأقمار الصناعية GPS لغرض المجمع العسكري الأمريكي. وفقط منذ عام 2000 تمت إزالة ختم السرية من النظام. بدأ نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في تلبية احتياجات المستهلكين المدنيين. ومع ذلك ، في الوقت الحالي ، يمكن للبنتاغون إما إيقاف تشغيل إشارات الأقمار الصناعية فوق المناطق التي تدور فيها الأعمال العدائية ، أو التدخل فيها. بالإضافة إلى ذلك ، تحتفظ وكالات الاستخبارات الأمريكية بالحق في تثبيت "أجهزة تشويش" محلية تغطي منطقة الصراع. في الوقت نفسه ، لن تتداخل مثل هذه الحرب الإلكترونية مع قوات الناتو العاملة على إشارة مشفرة.
GLONASS
يعمل نظام الملاحة الروسي هذا منذ التسعينيات من القرن الماضي. حتى الآن ، يحتوي تكوين كوكبه المداري على أكثر من عشرين قمرا صناعيا في المدار. في المستقبل القريب ، من المقرر أن يرتفع عددهم إلى ثلاثين.
منذ عام 2007 ، تم استخدام نظام الأقمار الصناعية GLONASS لأغراض مدنية. اليوم يغطي كامل أراضي روسيا ويجد تطبيقه في اتجاهات مختلفة. يتم استخدامه بنجاح في النقل ، والذي لا يقوم فقط بعمليات الشحن ، ولكن أيضًا لنقل الركاب. هنا GLONASS هو نظام مراقبة عبر الأقمار الصناعية ، بالإضافة إلى أداة تسمح لك بتحسين جدول حركة المرور. يتم استخدام ملاحة مماثلة في عملهم من قبل الخدمات التشغيلية بوزارة حالات الطوارئ والشرطة والإسعاف.
يعتمد مبدأ تشغيل نظام GLONASS علىاستلام المعلومات من منارة التتبع عبر قناة GSM إلى خادم بعيد. هنا يتم تخزينها لمزيد من الإرسال إلى المستخدم. يتراوح وقت الاستحواذ من 15 إلى 240 ثانية. علاوة على ذلك ، يقوم برنامج كمبيوتر خاص بمعالجة المعلومات الموجودة على الخادم ويعطي موقع الكائن.
في روسيا ، يتم أيضًا تطوير أحدث مشروع يسمى ERA-GLONASS. سيسمح مثل هذا النظام للخدمات الخاصة بالاستجابة بشكل عاجل في حالة حوادث الطرق والحوادث. ومن المقرر أن يتم بحلول عام 2020 تجهيز جميع المركبات بمحطات ملاحة واتصالات تنقل الإشارات تلقائيًا إلى الخدمة وخدمة الإرسال في حالة وقوع حوادث خطيرة ، أي عندما تنتشر الوسائد الهوائية في السيارة. بعد ذلك ، سيحاول المشغل توضيح كل تفاصيل الحادث مع السائق. إذا لم يكن هناك إجابة أو إذا تم تأكيد المعلومات ، فسيتم إرسال رجال الإنقاذ من وزارة حالات الطوارئ والأطباء وشرطة المرور إلى الإحداثيات المحددة. وبالتالي ، ستكون أنظمة النقل عبر الأقمار الصناعية بمثابة المساعد الأول للسائق في حالات الطوارئ.
جاليليو
تم تصميم نظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية لدول الاتحاد الأوروبي. تمت تسمية المشروع الذي تبلغ تكلفته ملياري دولار على اسم عالم الفلك الإيطالي الشهير جاليليو جاليلي. لا تعتمد Galileo في عملها على نظام التحكم عبر الأقمار الصناعية من روسيا GLONASS و GPS الأمريكي.
إلى جانب تحديد موقع كائن يمكن معرفة إحداثياته بخطأ واحدمتر ، غاليليو لديه وظيفة البحث والإنقاذ. لا يوجد مثل هذا المشروع في أي دولة في العالم (يتم تطويره في روسيا فقط).
أمن المركبات
اليوم ، ينجذب انتباه العديد من سائقي السيارات إلى نظام مكافحة السرقة عبر الأقمار الصناعية. وفقًا للعديد من المستخدمين ، فهي ليست موثوقة فحسب ، بل إنها مريحة أيضًا.
مثل هذا التنقل الأمني يعمل على مبدأ الاتصال بين الهوائي المثبت في السيارة وعدة أقمار صناعية. تصل المعلومات الخاصة بإحداثيات السيارة باستمرار إلى جهاز الاستقبال وتسمح للمستخدم بتحديد موقع السيارة بخطأ يصل إلى عدة أمتار.
على عكس الملاحة التقليدية ، لا يستقبل نظام مكافحة السرقة عبر الأقمار الصناعية إشارات من المدار فحسب ، بل ينقلها أيضًا إلى غرفة التحكم أو المالك. إذا دخل المتسللون الذين يحاولون اختراق النظام إلى داخل السيارة ، فستنتقل إشارة على الفور عبر شبكات المشغل الخلوي أو عبر القنوات المخصصة لهذا الغرض ، والتي سيتم استقبالها عن طريق الهاتف المحمول للمالك أو وحدة التحكم في الإرسال. بعد ذلك ، تبدأ مجموعة الاستجابة في العمل ، والتي ستحدد الحركة والموقع الآخر للسيارة.
وفقًا لتعليقات المستخدمين ، فإن نظام أمان الأقمار الصناعية للسيارة موثوق تمامًا. تحييده أصعب بكثير من إنذار بسيط بصفارة انذار
توفر بعض طرز نظام البحث عبر الأقمار الصناعية حجب المحرك عن بعد. بفضل هذه الميزة ، لن يتمكن المجرم من القيادة حتى متر واحد على سيارتك. الدخلاء في بعض الأحياناستخدام التشويش. هذه هي كاتمات الصوت التي لا "تدع" الإشارة. تم أخذ ذلك في الاعتبار عند تطوير أحدث أنظمة الأمان. يستخدم تصميمهم وحدات خاصة تمنع التشويش من العمل.
Echelon
يعمل نظام أمان السيارة عبر الأقمار الصناعية في بلدنا منذ سبتمبر 2003. إنه نظام إنذار تقليدي GPS-GSM ، فقط وحدة المعالج الخاصة به مبرمجة بطريقة خاصة. عند محاولة سرقة مركبة ، يتم إطلاق إنذار ، وعندما يستخدم المجرم جهاز تشويش أو إذا لم يكن هناك اتصال بوحدة تحكم المرسل ، يتم حظر المحرك. هذه هي خوارزمية الإجراءات التي يعمل بموجبها نظام القمر الصناعي Echelon.
ميزة مهمة لهذا التنقل هي قدرته على منع السرقة حتى في حالة عدم التواصل مع المالك. وفقًا لتعليقات المستخدمين ، فإن الميزة غير المشكوك فيها للنظام هي عدد من الميزات الإضافية. وبالتالي ، يمكن برمجة نظام القمر الصناعي Echelon لمنع المحرك في حالة:
- تجاوز سرعة معينة ؛
- مغادرة المنطقة المحددة ؛- التسارع الطولي والجانبي من السيارة
علاوة على ذلك ، يمكن تغيير خوارزمية العملية هذه حتى عن بُعد. للقيام بذلك ، ما عليك سوى إرسال برنامج العمل المطلوب عبر قناة GSM.
اركان
يعمل الجزء الأكبر من أنظمة أمان الأقمار الصناعية في السيارة على مبدأ توصيل إشارة "إنذار" إلى وحدة تحكم المرسل. ومع ذلك ، فإن هذه الحماية غير فعالة في غياب أو إخماد متعمد لقناة GPS.
يعمل نظام الأقمار الصناعية Arkan كبديل. ينقل المعلومات على شبكة الملاحة الخاصة التي تحمل الاسم نفسه. بفضل إشارة الراديو المستمرة التي تغير التردد باستمرار ، لا يمكن للمهاجمين تعطيل النظام.الآن هذا التنقل هو أحدث الحلول التكنولوجية التي تتيح لك تحديد موقع السيارة بسهولة.
بالإضافة إلى ذلك ، نظام أركان الأقمار الصناعية:
- يمكنه نقل إحداثيات السيارة عند الضغط على زر الذعر ، وكذلك عند محاولة الوصول غير المصرح به إلى الصالون ؛
- التبديل إلى وضع الطاقة المنخفضة عند تفريغ البطارية ؛- يتحكم في تشغيل قناة Arkan من خلال توفير إشارات الاختبار باستمرار.
اتصالات الأقمار الصناعية
هناك أنواع مختلفة من هذه الأنظمة
بينهم:
1. اتصال الجذع. تم تطويره من خلال الحاجة المتزايدة لنقل كميات كبيرة من المعلومات. أول هذه الأنظمة كان إنتلسات ، ثم ظهرت المنظمات الإقليمية عربسات ويوتلسات وغيرها الكثير. اليوم ، يتم استبدال أنظمة اتصالات الأقمار الصناعية الأساسية بشبكات الألياف البصرية.
2. أنظمة VSAT. إنها تمثل محطة مع الحد الأدنى من المعدات. تم تصميم هذه الأنظمة لتوفير اتصالات الأقمار الصناعية للمؤسسات الصغيرة التي لا تحتاج إلى نطاق ترددي عالٍ. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لنظام VSAT توفير قنوات عند الطلب.
3. اتصالات الأقمار الصناعية المتنقلة. ميزة هذه الأنظمة هي صغر حجم الهوائي ، مما يجعل من الصعب استقبال الإشارة. من أجل زيادة قوة موجات الراديو ، يتم وضع الأقمار الصناعية في مدار ثابت بالنسبة للأرض ، مما يوفر لها جهاز إرسال قوي. توفر هذه الأنظمة الاتصالات للسفن البحرية والمشغلين الإقليميين الفرديين. لتضخيم إشارة الراديو ، يتم وضع عدد كبير من الأقمار الصناعية في مدارات قطبية ومائلة. ينقل العديد من مشغلي شبكات الهاتف المحمول أيضًا المعلومات.
4. الإنترنت عبر الأقمار الصناعية. أنظمة الاتصال هذه لها خصائصها الخاصة. هنا ، يتم فصل حركة المرور الصادرة والواردة ، ويتم استخدام تقنيات معينة لزيادة الجمع بينهما. هذا هو السبب في أن أنظمة الاتصالات الساتلية تسمى غير متماثلة. من ميزات الإنترنت أنه يمكن استخدام قناة واحدة من قبل عدة مستخدمين في وقت واحد. الحقيقة هي أن البيانات تنتقل عبر مدار فضائي لجميع العملاء في نفس الوقت.
الفضائيات
منذ منتصف القرن الماضي ، استخدمت البشرية الفضاء الخارجي بشكل متزايد لتحقيق أهدافها. واليوم ، فإن المدار القريب من الأرض محاط حرفيًا بـ "عقد" القمر الصناعي ، والذي لا يسمح فقط بالعمل كنظم ملاحة ونقل المعلومات ، ولكن أيضًا … مشاهدة التلفزيون. كيف يحدث هذا؟ تم تركيب هوائي قوي على كل من الأقمار الصناعية المصممة خصيصًا لهذا الغرض. هي التي تتلقى إشارة التلفزيون ، والتي يتم إرسالها بعد ذلك إلى الأرض واستقبالها بواسطة أجهزة إرسال واستقبال خاصة. تلك المناطق حيثيمكنك التقاط مثل هذه الموجات اللاسلكية تسمى منطقة التغطية
الهوائي الذي يستقبل الإشارات من الأقمار الصناعية له شكل طبق. يسمح هذا السطح بانعكاس موجات الراديو ثم تركيزها في نقطة واحدة ، حيث يتم تثبيت المسخن الحراري. يستقبل هذا الجهاز الإشارات التي يتم إرسالها بعد ذلك إلى جهاز الاستقبال عبر كابل خاص. وهو ايضا ريسيفر ولكنه يحول موجات الراديو وينقلها كصوره على شاشة التليفزيون
تتيح لك أنظمة القنوات الفضائية الحصول على صوت وصورة بجودة عالية. أصبح هذا ممكنا من خلال تدفق المعلومات في شكل رقمي. بالإضافة إلى ذلك ، تتيح لك القنوات الفضائية مشاهدة البرامج من مختلف البلدان والقارات. هذه الفرصة مهمة بشكل خاص لأولئك الذين يدرسون لغة أجنبية. يمكن للأطفال والكبار ، عند مشاهدة مثل هذه البرامج ، العثور على محاور افتراضي لأنفسهم ، وكذلك التحقق من معرفتهم وتجديدها بشكل كبير. اجذب انتباه المشاهد والعديد من القنوات المتخصصة في القنوات الفضائية. يمكن للأطفال اختيار مشاهدة الرسوم المتحركة ، ويمكن للبالغين الانغماس في عالم السفر أو الموسيقى.
لن يؤدي تزويد منزلك بقنوات فضائية إلى توسيع آفاقك والحصول على الكثير من المشاعر الإيجابية من مشاهدة البرامج الشيقة فحسب ، بل سيؤدي أيضًا إلى توفير المال. سيتعين عليك الدفع مرة واحدة فقط مقابل معدات الاتصالات عبر الأقمار الصناعية. في المستقبل ، يظل المستهلك مستقلاً عن خطط التعريفة المتغيرة باستمرار لمشغلي الكابلات ، لأن القمر الصناعيتبقى المعدات إلى الأبد ملكا لصاحبها.
وتجدر الإشارة أيضًا إلى أنه وفقًا لآراء سكان المدن الصغيرة ، غالبًا ما يساعدهم هذا التلفزيون. في الواقع ، في بعض الأحيان في القرى الصغيرة لا يوجد مشغلو كابلات ، ونوعية نقل الإشارة من خلال هوائي التلفزيون العادي تترك الكثير مما هو مرغوب فيه.
بالمناسبة ، في العديد من المدن الصغيرة ، بسبب مشاكل استقبال التلفزيون ، ربما يكون تركيب الأطباق هو الطريقة الوحيدة للاستمتاع بمشاهدة التلفزيون بجودة جيدة.
