بخشی از مقاله
چکیده
توافقنامه اتحادیه اروپا و ایالات متحده متمرکز روی بهرهبرداری مشترک از سامانههای GPS و گالیلو و عدم تداخل فرکانسی آنها می باشد. استفاده از فنآوری جدید در ساختار سیگنالی GPS و Gallileo تحت عنوان BOC به نحوی که با وجود یک فرکانس اصلی از فرکانسهای کریر فرعی استفاده میگردد یک فنآوری جدید است. در توافقنامه اتحادیه اروپا و ایالات متحده مسئله سازگاری با امنیت ملی و مرتبط کردن هر نوع تغییرات آتی به توافقنامه دوجانبه پاریس معطوف گردیده است.
مقدمه
استفادهکنندگان از ناوبری ماهوارهای همواره به دنبال جانشینی برای GPS امریکایی و گلوناس روسی بودهاند. زیرا ادارهکنندگان نظامی هر دو سیستم هیچ ضمانتی جهت عدم قطع سرویسهای خود ارائه نداده اند با توجه به اینکه تعیین موقعیت ماهوارهای از قبل راهی مناسب جهت ناوبری در دریاها و مسیرهای هوایی پیدا کرده بود در آینده نزدیک استفاده از این سامانه در خشکی، هوا و دریا گسترش خواهد یافت
اگر سیگنال ناوبری یاد شده قطع شود یا تداخل فرکانسی در آن اتفاق بیافتد باعث تحمل فشار زیاد در ناوبری هوا و دریا خواهد شد و آنها مجبور خواهند بود تا به استفاده از روشهای سنتی و زاویه یابها برگردند البته این موضوع نیز شایان توجه است که وقتی که استفاده از سیستمهای تعیین موقعیت ماهوارهای گسترش مییابد ایجاد یک خطای سیگنالی نهتنها تعیین موقعیت دقیق در سیستمهای حمل و نقل را با مخاطره روبرو مینماید بلکه حتی ایمنی زندگی انسانها را به خطر میاندازد.
لذا کمیسیون اروپایی و آﮊانس فضایی اروپا در یک اقدام مشترک تصمیم گرفتند تا ماهواره گالیلو را بسازند تا یک سیستم تعیین موقعیت کشوری بتواند در هر شرایطی کارایی خوبی را ارائه نماید البته احساس استقلال اروپایی عمدهترین دلیل برای برداشتن این گام بوده است و دلیل دیگر اینکه چنانچه گالیلو بتواند قابلیت کارایی مشترک با GPS داشته باشد به صورت محور اصلی سیستم ناوبری ماهواره ای درخواهد آمد
این سیستم که تحت کنترل غیرنظامی میباشد اجازه میدهد تعیین موقعیت در هر نقطه روی زمین با دریافت سیگنال از ماهواره انجام شود این قابلیت به خاطر تعداد ماهوارههای قابل دسترسی می باشد که هر استفاده کننده میتواند موقعیت خود را از ماهواره های بیشتری دریافت نماید با قرار گرفتن ماهوارهها در مداری با انحناﺀ بزرگتر نسبت به خط استوا در مقایسه با GPSگالیلو میتواند پوشش بیشتری را در ارتفاعات بالا ارائه نماید این موضوع مخصوصاﹰ در قسمتهایی از اروپای شمالی که GPS نمیتواند پوشش داشته باشد حائز اهمیت است.
سیستم EGNOS :
اولین گام اروپایی در ناوبری ماهوارهای است که در سال ۴۰۰۲ عملیاتی شده است اروپا با ساختEGNOS به عنوان یک سیستم افزایشدهنده دقت GPS و گلوناس سعی مینماید با ارائه یک سیستم غیرنظامی پس از تولید سیگنال تصحیح خطا آن را روی یک خط دیتا برای مصرفکنندگان ارسال نماید که مشابه سیستمی است که قبلاﹰ امریکا در پروﮊه WAAS و ﮊاپن در MSAS در آن پیشقدم بودهاند البته استانداردهای SBAS سازمان ایکائو همکاری بینابینی بین همه این سیستمها را پیشبینی نموده است اهمیت EGNOS نهتنها از نظر کسب تجارب فنی در گسترش تکنولژی GNSS میباشد بلکه نقش مهمی در شروع عملیاتی نمودن سرویسهای گالیلو به عهده دارد.
امکان همکاری گالیلو با GPS
گالیلو به نحوی طراحی شده تا یک سیستم ناوبری ماهوارهای مستقل را ارائه نماید اما حداکثر آمادگی را دارد تا با دیگر سیستمهای ماهوارهای مخصوصاﹰ GPS همکاری نماید. مخصوصاﹰ در سطح گیرندگی این همکاری در انتخاب فرکانسها، ساختار سیگنالی و ساعت زمانی جهانی عینیت مییابد.
در صورت ادغام EGNOS با گالیلو نیاز به سیستمهای افزایشدهنده دقت در EGNOS کاهش مییابد و از تجهیزات ارتباطی مشترک استفاده میگردد.
منافع این ادغام جهت هواپیمایی
در مسیر پروازی توانایی دسترسی به GPS و گالیلو باعث استفاده از منابع متنوع ماهوارهای میگردد و به دست آوردن دقت بالاتر و صحت بیشتر در آینده ممکن است باعث کاهش استانداردهای جداسازی در فضای متراکم ترافیکی گردد تا بتواند جوابگوی رشد ترافیک باشد. در سالهای اخیر ترافیک هوایی برنامهریزی شده با نرخ تقریبی ۴% در سراسر جهان رشد داشته است اگر این میزان همچنان باقی بماند تعداد پروازها در کمتر از ۰۲ سال ۲ برابر میشود.
بنابراین در گلوگاههای ترافیکی جهان که فشار زیادی را تحمل مینماید و تأثیر منفی روی کارایی و رشد صنعت داشته است. ادغام سیستمهای ماهوارهای در کوتاهمدت میتواند باعث افزایش ظرفیت فضا و حل مشکل این گلوگاههای ترافیکی گردد.
درنتیجه اضافه کردن گالیلو به شبکه ناوبری رادیویی موجود میتواند مسئولیت ناوبری را در شرایط بحرانی پرواز همچون برخاستن و فرود هواپیما به عهده بگیرد البته گالیلو به کمک سیستمهای افزایشدهنده دقت زمینی میتواند جوابگوی نیاز برای تقرب دقیق باشد.
نقش پنل ایکائو
در چندین سال گذشته ایکائو در رابطه با استانداردهای GNSS فعالیت داشته است تا در پنل SARPS - GNSSP - های GNSS مربوطه تهیه گردد.
لذا با توجه به اینکه در رابطه با ماهواره گالیلو کار تهیه استانداردهای آینده از قبل در پنل GNSS آغاز شده است بنابراین کمیسیون اروپایی و آﮊانس فضایی اروپا همکاریهایی در زمینه تهیه اطلاعات فنی مورد نیاز را انجام دادهاند و بالاخره در کنفرانس ناوبری هوایی جهانی که در سپتامبر ۳۰۰۲ تشکیل گردید این موضوع مطرح گردید که با توجه به وجود چند نوع سیستم ناوبری ماهوارهای روش جاری جهت استفاده مشترک از تمام آنها به چه صورت انجام پذیرد تا استفادهکنندگان بتوانند از چند ماهواره مستقل که هر یک ۲ تا ۳ فرکانس ارائه میکنند استفاده نمایند و با توجه به عملیاتی شدن گالیلو مسئله تداخل فرکانس حل گردد.
قرارداد ایالات متحده و اروپا درخصوص GPS و Galileo
قرارداد مذکور که با تقاضای نماینده هندوستان در جلسه ۴۷۱ نشست اجلاس ایکائو در مورد توسعه، ارائه و بهرهبرداری از GPS و Galileo تنظیم شده است.
تحلیلی بر قرارداد تنظیم شده بین اتحادیه اروپا و ایالات متحده از نظر ساختار سیگنالی، تداخلات فرکانسی و ملاحظات امنیت عمومی قرارداد مذکور در مورد توسعه و بهرهبرداری از GPS و GALLILEO تنظیم شده و موضوعاتی مانند : سیگنالهای تنظیم زمانی انواع سرویسها، سیستمهای افزایشدهنده دقت جهت ارائه پوشش جهانی در آن دیده میشود اما اهم مسائل قرارداد به شرح ذیل میباشد
الف – ساختار سیگنالی
به دلیل اهمیت امنیت ملی، لزوم اجتناب از تداخل فرکانسی که غیرقابل پذیرش میباشد و نظر به اینکه کشورهای متعاهد موافقت نمودهاند که بالاترین امکان همکاری بینابینی و سرویسدهی مناسب با بهرهگیری از جدیدترین فنآوریها به کار گرفته شود لذا در ساختار سیگنالی ملاحظه میشود که باند فرکانسی GPS و گالیلو هر دو از باند فرکانسی MHz ۰۱۶۱-۹۵۵۱ میباشد و آنچه که حائز اهمیت است این میباشد که در داخل این باند گالیلو از تکنیک BOC یا مدولاسیون فاز کسینوسی جهت سرویس حکومتی حفاظتی از فرکانس کریر MHz۵۴۳/۵۱ بهره میگیرد.
درواقع تکنیک BOC با ایجاد یک مقدار تغییر در فرکانس اصلی امکان استفاده چندگانه از فرکانس اصلی را ممکن میسازد گالیلو جهت سرویسهای دیگر نظیر سرویس باز . - OS - سرویس ایمنی زندگی - SOL - سرویس تجارتی - cs - از همان باند فرکانسی MHz۰۱۶۱-۹۵۵۱ باز هم با استفاده از مدولاسیون BOC با فرکانس کریر فرعی MHz۳۲۰/۱ متمرکز روی فرکانس اصلی MHz۲۴/۵۷۵۱ بهره میگیرد درواقع با استفاده از BOC از کریرهای فرعی که حول یک فرکانس متمرکز وجود دارد به خاطر عدم تداخل فرکانسی و حفظ نوعی نفاوت برنامهریزی گردیده است. به نظر میرسد BOC تکنولژی مهم در این ساختار سیگنالی است.
همچنین در فرکانس GPS که از باند عمومی MHz۰۱۶۱-۹۵۵۱ متمرکز روی فرکانس MHz ۲۴/۵۷۵۱ استفاده میشود علاوه بر بهرهگیری از مدولاسیون – - Binaly PHASE SHIFT KEYING - BPSK از مدولاسیون BOC با فرکانس کریر فرعی 10.23 MHz و سرعت کدگذاری Mcps ۵۱۱/۵ برنامهریزی شده است.
با استفاده از تکنیک BOC یک گیرنده ترکیبی میتواند به صورت همزمان اطلاعات ماهوارهای GPS و گالیلو را در هم آمیخته و بدین وسیله از نظر موقعیت و ناوبری دقت بهتری را به دست آورد بایستی توجه داشت که در ساختار سیگنالی GPS و گالیلو. لزوم اجتناب از تداخل فرکانسی، اهمیت امنیت ملی و لزوم همکاری دو سیستم ملحوظ گردیده است همچنین هر گونه اصلاح یا تغییر در offsetهای زمانی بین GPS و گالیلو بایستی منطبق با توافقنامه دوجانبه پاریس باشد.
ب – از نظر عدم تداخل فرکانسی
کشورهای امضاﺀکننده توافق جهت اختصاص طیف فرکانسی کافی به منظور ناوبری ماهوارهای و سیگنالهای تنظیم زمانی با اطمینان از عدم تداخل فرکانسی اقدام نموده و بدین منظور تمام کوششهای عملی جهت حفاظت سیگنال ناوبری در قبال تداخل فرکانسی سیگنالهای دیگر انجام میگردد و جهت عدم تداخل فرکانسی اصولی را که سازمان ITU برجسته نموده به مورد اجرا میگذارند بدین منظور تمام کشورها بایستی با یکدیگر همکاری نموده و منبع تولید تداخل فرکانسی را مشخص نموده و سپس اقدامات لازم را انجام دهند.
