در روش موقعیتیابی زمینپایه، سیگنالهای موقعیتیابی از طریق ایستگاههای فرستنده مستقر روی زمین، پخش شده و کاربران با دریافت سیگنالها موقعیت خود را با دقت مناسب تشخیص میدهند. سامانه موقعیتیاب زمینپایه از زیرسامانهها و فناوری های متعددی از جمله فرستندههای پرقدرت، آنتنها، مکانیزمهای همزمانی فرستندهها با قدرت چند نانوثانیه و گیرندهها تشکیل شده است.
با نصب و راهاندازی مجموعههای دیگر از ایستگاهها در سطح کشور که از فرستندههای بسیار پرقدرت چند مگاواتی، با پوشش ملی و منطقهای تشکیل میشود، قرار است کاربران نظامی و غیرنظامی تا پایان سال 1395 از این ظرفیت بهرهمند شوند و به این ترتیب جمهوری اسلامی ایران به جمع کشورهای دارای سامانه موقعیتیابی و ناوبری ملی و مستقل ميپیوندد.
گفتنی است طرحهایی نیز برای ایجاد یک منظومه از ماهوارهها برای حرکت به سمت تکامل هرچه بیشتر سامانه بومی موقعیتیابی و افزایش گستره پوشش آن در کشور وجود دارد که در سالهای آینده و با افزایش توانمندیهای صنعت فضایی کشور محقق خواهد شد.
طرح سامانه موقعیتیابی زمینپایه که در واقع سامانه موقعیتیابی منطقهای یا LPS است برای اولین بار در سال 1391 توسط وزیر دفاع وقت اعلام شده بود.
به کمک این سامانه که با نام DGPS نیز شناخته میشود و امروز تعداد ایستگاههای آن در سطح کشور به بیش از 70 عدد رسیده است خطای ناوبری تا شعاع 30 کیلومتر در حدود چند سانتیمتر، تا شعاع 150 کیلومتر در حدود کمتر از یک متر و در شعاعهای بیشتر نیز مقادیر خطا بالاتر خواهد بود. ناگفته پیداست برای هدایت بمبها و موشکهای دور ایستا و انواع سامانههای بدون سرنشین، این میزان دقت بسیار مناسب است. با توجه به نقش بسیار مهم سامانههای موقعیتیابی در امور دفاعی خصوصاً برای ناوبری پهپادها و موشکها، نقش سامانه هدی و LPS بومی برای اطلاع از اهمیت آن تشریح میشود.
نقشه گستردگی فعلی ایستگاههای سامانه ملی هدی
یافتن موقعیت و در واقع پاسخ به سوال «در کجا هستیم؟» از گذشتههای دور بسیار مهم و در حرکت روی خشکی و دریا، مسیریابی و ناوبری جزء مهمترین مهارتها بوده است. استفاده از ستارگان برای مسیریابی در آن دوران صرف نظر از وابستگی به شرایط جوی، حداقل خطایی در حدود 1.5 کیلومتر داشته است اما نیاز بشر به خصوص در کاربردهای خاص باعث شد تا روشهای جدیدی توسعه یابند. در نتیجه امروزه برای زمینههای نظامی و غیرنظامی سامانههای موقعیتیابی ساخته شده و سختی ها بسیاری را از دوش کاربران خود برداشتهاند.
از سال 1974 تلاشهای اولیه برای ساخت سامانه موقعیتیابی جهانی(GPS) در ارتش آمریکا آغاز شده و تا سال 1993 به ظرفیت کامل رسید. پس از آن این سامانه در اختیار همپیمانان آمریکا و به مرور در اختیار کاربران غیرنظامی و سایر کشورها قرار گرفت.
امروزه بسیاری از کشورها حتی کشورهای در حال مقابله با آمریکا از این سامانه استفاده میکنند اما خود نیز برای عدم اتکا به این کشور برای ایجاد سامانههای موقعیتیابی تلاش میکنند. سامانه موقعیتیابی جهانی روسیه با نام «گلوناس» و نمونه اروپایی با نام «گالیله» از آن جمله است.
مشکل دیگر GPS به جز تعلق آن به یک کشور خاص، تأخیر زمانی و وجود خطا با مقادیر مختلف با توجه به کیفیت خدمات ارائه شده است. در واقع با توجه به دسترسی به گیرندههایی با سطح پیشرفته فناوری یا با سطح دسترسی به اطلاعات دقیقتر، این مشکلات کمتر است. از این رو کشورهای مختلف برای رفع این مشکل دست به ساخت سامانههای پشتیبانی GPS به خصوص در زمینه افزایش دقت نمودهاند. همچنین سامانههای موقعیتیابی محلی یا LPS نیز توسعه یافته تا در صورت قطع خدمات GPS (یا نمونههای روسی و اروپایی آن) کار موقعیتیابی انجام شود.
در کشورمان ایران نیز برای کاهش خطای سامانه GPS، سامانه ملی «هدی» و برای داشتن یک سامانه موقعیتیابی بومی به گفته وزیر سابق دفاع و پشتیبانی نیروهای مسلح، LPS در حال توسعه است.
به گزارش مشرق، سامانه ملی هدی در سه حوزه زمینی، دریایی و هوایی فعالیت میکند. در سال ۱۳۸۹ اولین مرحله از آن تحت عنوان سامانه ملی هدی در خشکی به بهرهبرداری رسید. هدف از اجرای این مرحله تولید تصحیحات آنی برای کاربران GPS در سطح خشکی بود بطوری که قادر به موقعیتیابی دقیق لحظهای با دقت تضمین شده باشند.
برخی از ایستگاههای سامانه ملی هدی
از مهمترین فعالیتهای صورت گرفته در این مرحله، توسعه ایستگاههای دائمی به منظور جمعآوری و پایش اطلاعات ماهوارههایGPS ، توسعه نرمافزار مدلسازی خطاهای GPS و تولید اطلاعات لازم به منظور بهبود دقت و اعلام هشدار به کاربران و توسعه نرمافزار مدیریت، کنترل و ارسال تصحیحات GPS به کاربران بوده است. در واقع هدی برای کاهش خطای حدوداً 30 متری سامانه GPS در ایران به حدود یک متر و به صورت بیدرنگ (Realtime) آماده شده است.
در نتیجه ساخت سامانه هدی ضمن خدماتدهی به تعداد بسیار زیادی کاربر، دقت مکانیابی به صورت آنی تا شعاع 30 کیلومتری ایستگاه بالغ بر چند سانتیمتر و تا شعاع 150 کیلومتری آن در حد یک متر است. این میزان بسیار بالای دقت، هم برای فعالیتهای نظامی، امنیتی، پلیسی و هم برای امور غیرنظامی مانند توسعه خطوط لوله، راهسازی، سدسازی، ایجاد نقشههای جغرافیایی دقیق کاملاً کافی بوده و برای افزایش میزان پوشش در کشور نیز افزایش تعداد ایستگاهها در دستور کار است.
در حوزه دریایی نیز سامانه مشابهی با نام «خلیج فارس» در حال توسعه است که از تعدادی ایستگاههای دائمی و احتمالاً تعدادی ایستگاه موقتی بهره خواهد برد. این سامانه نیز برای کمک به پیشرفت سریعتر و بهتر در فعالیتهای دریایی کشور از پروژههای نفت و گاز در دریا گرفته تا کمک به پهلو گرفتن دقیق کشتیها در اسکله و البته کمک به مسیر یابی شناورها و سلاحهای دریایی کمک شایانی خواهد نمود.
برنامه آتی سامانه ملی هدی ارائه خدمات ناوبری دقیق در آسمان ایران با توجه به استانداردهای بین المللی است که مورد استفاده تمامی هواپیماهای کشور در تمامی مراحل پروازی اعم از برخاستن، پرواز و فرود خواهد بود که در شب و به خصوص در شرایط بد آب و هوایی بسیار مفید است. به عبارت دیگر با اجرایی شدن این مرحله از طرح، امکان ناوبری ایمن برای پروازها فراهم میشود.
برخی از ایستگاههای سامانه خلیج فارس
اما در کنار این سامانه وجود توانایی موقعیتیابی بر پایه تجهیزات مستقل و بومی نیز برای شرایطی که هیچ یک از سامانههای موقعیتیابی جهانی قابل استفاده نباشد لازم است. با توجه به محدودیتهای مالی و فنی موجود در زمینه قرار دادن ماهوارههای لازم برای ایجاد یک GPS بومی، متخصصان کشور در حال ایجاد یک سامانه موقعیتیابی محلی(LPS) هستند.
این سامانه ضمن رفع نیاز کشور در داخل و خارج از مرزها در فواصل نزدیک، برخی مشکلات GPS نظیر عدم پوشش مناسب در فضاهای بسته را نیز نخواهد داشت. همچنین از نظر بالا بودن دقت و نداشتن تأخیر زمانی محسوس نیز مطابق نیازهای کشور خواهد بود. سامانه LPS از فناوریهای نزدیک به سامانه هدی برخوردار است و بر پایه استفاده از آنتنهای زمینی عمل میکند. با استفاده از آن مکانیابی اشیاء ثابت و متحرک مرتبط با سامانه با دقت بسیار بالا و به صورت آنی ممکن است.
LPS به عنوان یک سامانه ناوبری اطلاعات موقعیتی را در هر شرایط آب و هوایی و در تمام نقاط محدوده تحت پوشش خود که در فضای تحت دید سه یا تعداد بیشتری ایستگاه باشد فراهم میکند. نوع خاص این سامانه به صورت بیدرنگ(Realtime) اطلاعات موقعیتی اشیاء یا افراد را ردگیری مینماید.
LPS میتواند همانند GPS در هواپیما، بالگرد، کشتی و قایق، زیردریایی و خودروها به خصوص در انواع بدون سرنشین آن و همچنین در موشکهای دورایستای کشور به کار آید.
هر چند LPS محدودیتهای خاص خود را دارد اما برای رفع نیاز فوری کشور به سامانههای دقیق مکانیابی در داخل و اطراف کشور بسیار لازم به نظر میرسد به خصوص در دریا که شاید بهترین محیط برای عملکرد چنین سامانهای باشد. با بهرهگیری از آن در صورت قطع امکان استفاده از GPS و یا لزوم اختلال آن در منطقهای از سوی کشورمان این سامانه به حفظ قابلیت عملکرد تجهیزات مختلف کشور کمک میکند.
