سیستم موقعیت‌یابی

سیستم موقعیت‌یابی سامانه‌ای برای تعیین موقعیت یک جسم در فضا است. یکی از رایج‌ترین و شناخته شده‌ترین سیستم‌های موقعیت‌یابی، سامانه موقعیت‌یابی جهانی(GPS) است.

فناوری‌های سیستم موقعیت‌یابی شامل سیستم‌هایی با پوشش جهانی و دقت متری و سیستم‌های پوشش یک فضای کاری محدود با دقت کمتر از میلیمتری می‌شود.

پوشش

سیستم‌های بین‌سیاره‌ای

سیستم‌های ارتباط رادیویی بین سیاره‌ای نه تنها سبب برقراری ارتباط با فضاپیماها می‌شود، بلکه تعیین موقعیت آنها را نیز ممکن می‌سازد. رادار می‌تواند هدف را تنها در نزدیکی زمین دنبال کند اما فضاپیماها که به اعماق فضا می‌روند باید یک فرستنده داشته باشند برای بازتاب دادن امواج رادیویی. جهت‌یابی با استفاده از سیستم‌های کنترل وضعیت انجام می‌شود.

سیستم‌های جهانی

سیستم‌های ماهواره ای ناوبری جهانی(GNSS) به گیرنده‌های رادیویی تخصصی این امکان را می‌دهند که موقعیت فضایی سه‌بعدی خود و همچنین زمان را با دقت ۲ تا ۲۰ متر یا ده‌ها نانوثانیه تعیین کنند. سیستم‌هایی که در حال حاضر مستقر شده‌اند از ریزموج‌ها استفاده می‌کنند که در فضای باز قابل دریافتند و قابلیت پوشش بیشتر سطح زمین و فضای نزدیک زمین را دارند.

سیستم‌های موجود و برنامه‌ریزی شده عبارتند از:

• سامانه موقعیت‌یابی جهانی- سیستم ارتش ایالات متحده، از سال ۱۹۹۵ بدون وقفه و اختلال در حال کار است
• گلوناس-سیستم ارتش روسیه، از اکتبر ۲۰۱۱ بدون وقفه و اختلال در حال کار است
• گالیله-جامعه اروپایی، از دسامبر ۲۰۱۹ به‌طور کامل در دسترس است
• سیستم ناوبری بیدو (Beidou)- چین، به‌طور کامل از ژوئن ۲۰۲۰ فعال است
• سیستم ناوبری ماهواره‌ای منطقه ای هند- یک پروژه طرح‌ریزی شده در هند

سیستم‌های منطقه‌ای

شبکه‌های فرستنده‌های موقعیت‌یابی زمینی به گیرنده‌های رادیویی تخصصی اجازه می‌دهند تا موقعیت دوبعدی خود را در سطح زمین تعیین کنند. آنها عموماً دقت کمتری نسبت به GNSS دارند، زیرا سیگنال‌های آنها تنها محدود به انتشار خط دید نیستند و تنها پوشش منطقه‌ای دارند. با این حال، آنها برای مقاصد خاص و به عنوان یک پشتیبان سودمند به‌شمار می‌روند، جایی که سیگنال‌های آنها به شکل قابل اتکاتری دریافت می‌شوند، از جمله در زیرزمین و داخل خانه، و می‌توان گیرنده‌هایی ساخت که باتری بسیار کم مصرف می‌کنند. LORAN نمونه‌ای از چنین سیستمی است.

سیستم های محلی

یک سیستم موقعیت یابی محلی( LPS ) یک سیستم ناوبری است که قادر است اطلاعات موقعیت را در هر شرایط آب و هوایی، در هر نقطه از پوشش شبکه، که در آن برای سه (یا بیشتر) چراغ سیگنال (که موقعیت دقیق آنها روی زمین مشخص است)خط دید بدون مانعی وجود دارد ارائه کند.

برخلاف GPS یا سایر سیستم های موقعیت یابی ماهواره ای، پوشش جهانی( global coverage) ارائه نمیدهند. در عوض آنها از (یک سری از)چراغ ها استفاده میکنند که ناحیه محدودی را پوشش میدهند، بنابرین کاربر باید در نردیکی آنها باشد. چراغ ها شامل دسترسی به برج های تلفن همراه، Wi-Fi و Li-Fi و دکل مخابراتی هستند.

در گذشته سیستم های موقعیت یابی محلی دوربرد در ناوبری کشتی ها و هواپیما های کاربرد داشتند. برای نمونه میتوان به سیستم های ناوبری Decca و LORAN اشاره کرد. اما امروزه سیستم های موقعیت یابی محلی به عنوان مکملی( و در برخی موارد به عنوان جایگزینی) برای فناوری موقعیت یابی جهانی ( GPS ) مورد استفاده قرار میگیرند، به ویژه در مناطقی که پوشش GPS در آنها موجود نیست یا ضعیف است، مثل درون ساختمان ها یا دره های شهری. موقعیت یابی محلی، با استفاده از اینترنت همراه و برج های مخابرات، بر روی تلفن های همراهی که گیرنده GPS ندارد نیز ممکن است. حتی اگر تلفن همراه دارای گیرنده GPS هم باشد، در صورتی که دقت مکان برج تلفن به اندازه کافی باشد، عمر باتری تلفن همراه افزایش خواهد یافت.از آنها در سواری های مهیج ((در جستجوی عسل پو)) و ((Mystic Manor ))( در دیزنی لند) نیز میتوان استفاده کرد.

منابع

1. "positioning system". The authoritative geographic information terminology database (به لاتین). 2020-06-02. Retrieved 2020-08-31.
2. Hjelm, Johan; Kolodziej, Krzysztof W. (2006). Local positioning systems LBS applications and services ([Online-Ausg.] ed.). Boca Raton, FL: CRC/Taylor & Francis. ISBN 978-0849333491.
3. Kyker, R (7–9 Nov 1995). "Local positioning system". WESCON/'95. Conference Record. 'Microelectronics Communications Technology Producing Quality Products Mobile and Portable Power Emerging Technologies': 756. doi:10.1109/WESCON.1995.485496. ISBN 978-0-7803-2636-1. S2CID 30451232.
4. [https://www.google.com/patents/US20040056798 US20040056798 US Patent US20040056798 – Local positioning system – Gallitzin Allegheny]
5. [https://www.google.com/patents/US6748224 US6748224 US Patent 6748224 – Local positioning system – Lucent]
6. "InterSense | Precision Motion Tracking Solutions | Home". www.intersense.com (به انگلیسی). Retrieved 2018-09-30.
7. Position trackers for Head Mounted Display systems: A survey, Devesh Kumar Bhatnagar, 29th of March, 1993
8. Woodrow Barfield; Thomas Caudell (1 January 2001). Fundamentals of Wearable Computers and Augmented Reality. CRC Press. ISBN 978-0-8058-2902-0.
9. A SURVEY OF TRACKING TECHNOLOGY FOR VIRTUAL ENVIRONMENTS, Jannick P. Rolland, Yohan Baillot, and Alexei A. Goon, Center for Research and Education in Optics and Lasers (CREOL), University of Central Florida, Orlando FL 32816
10. "optical positioning system". The authoritative geographic information terminology database (به لاتین). 2020-06-02. Retrieved 2020-08-31.
11. OpenHPS: An Open Source Hybrid Positioning System https://openhps.org
12. AlterGeo: About us http://platform.altergeo.ru/index.php?mode=about
13. Energy-Efficient Positioning for Smartphones using Cell-ID Sequence Matching by Jeongyeup Paek, Kyu-Han Kim, Jatinder P. Singh, Ramesh Govindan
14. ""SuperGPS" ditches satellites for radio towers for cm-scale tracking". New Atlas. 17 November 2022. Retrieved 17 December 2022.
15. Koelemeij, Jeroen C. J.; Dun, Han; Diouf, Cherif E. V.; Dierikx, Erik F.; Janssen, Gerard J. M.; Tiberius, Christian C. J. M. (November 2022). "A hybrid optical–wireless network for decimetre-level terrestrial positioning". Nature (به انگلیسی). 611 (7936): 473–478. Bibcode:2022Natur.611..473K. doi:10.1038/s41586-022-05315-7. ISSN 1476-4687. PMID 36385540. S2CID 253555248.