أجهزة تحديد الموقع GPS ستُحدد مكانك بدقة لم تتخيلها

استمع على ساوندكلاود 🎧

تعتمد تطبيقاتٌ كثيرة على تقنيات تحديدِ المواقع كالسيارات الذكية وأنظمة الطيران والملاحة وربما التطبيقات العسكرية، فإلى أي مدى أصبح بالإمكانِ تحديدُ مكانِك على خارطةِ العالم؟ وماهي آخر درجاتِ الدِّقة التي وصلت إلها التقنياتُ الحديثة؟

طوَّر باحثون في جامعة كاليفورنيا طريقةً جديدةً أكثر فعاليّةً حسابياً لمعالجةِ البيانات من نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، وذلك لزيادةِ الدِّقة في تحديدِ المواقع من مستوى المتر وصولاً إلى بضعة سنتيمترات.

تعرَّف كيف يعمل نظام GPS

هنا

ستُستخدَمُ هذه الأنظمة في تطويرِ المركبات ذاتيةِ القيادة، بالإضافة إلى تحسينِ أنظمةِ الطيران والملاحةِ البحريَّة، وكلِّ أشكالِ التكنولوجيا التي تتطلَّبُ دقةً عاليةً في تحديد المواقع، كما أنها ستُمكِّنُ المستخدمين من تحديدِ مواقعِهم من خلال هواتفِهم النقالة وأجهزةِ تحديدِ المواقع الأُخرى بدقةٍ عاليةٍ تصل للسنتيمتر، دون الحاجةِ لزيادةِ قوة المعالجة المطلوبةِ لهذا الغرض.

إن هذا البحثَ الذي قام به البروفيسور جاي فاريل، رئيسُ قسمِ الهندسة الكهربائية والمعلوماتية في كلية الهندسة في جامعة كاليفورنيا، نُشِر مؤخراً في منشورات IEEE في قسم تقنيات أنظمة التحكُّم. تتضمَّن هذه الطريقةُ إعادةَ صياغةِ سلسلةٍ من المعادلات التي تُستخدَم لتحديدِ مواقع أجهزة استقبال GPS، مما يؤدي إلى إنقاصِ الجَهدِ الحسابيِّ المطلوبِ لتحقيقِ دقَّة السنتيمتر.

كانت بدايةُ تطوُّرِ أنظمةِ الملاحة في بدايات ستينيات القرن الماضي، الـ GPS هو نظامُ ملاحةٍ فضائيٌّ يسمح لمستقبِلٍ أرضيٍّ أن يحسُب موقعَه وسرعته من خلال قياسِ الوقتِ اللازمِ لاستقبال إشاراتِ الراديو من أربعةِ أقمارٍ اصطناعيةٍ متِّصلة أو أكثر، ولكن نظراً لمصادرِ الخطأ المختلفة، يُمكن إعطاء قياساتٍ تختلف عن الموقع الدقيق بمسافاتٍ قد تصل لـ 10 أمتار.

يحسِّن نظام تحديد المواقع العالمي التفاضلي (DGPS) من قياسِ المواقع عن طريق شبكةٍ من المحطَّات الثابتة الأرضية، مما يُنقص نسبةَ الخطأ في القياس إلى مترٍ واحد، ولكن الدقَّة على مستوى مترٍ واحد ليست كافيةً لدعم التقنياتِ الجديدة مثل المركباتِ ذاتية القيادة، والتطبيقات الأُخرى ذات الصلة.

يقول البروفيسور فاريل: "لتحقيقِ سلامة الآليات والسيارات بدون سائق، تحتاجُ بعض التطبيقات لمعرفةِ الخطِّ الذي تقع عليه السيارة مثلاً وفي أيّ موقعٍ محدَّدٍ من خط السير، ويجب معرفةُ هذه البيانات بشكلٍ مستمرٍّ وبمعدلاتٍ عاليةٍ وبنطاقاتٍ عريضةٍ على طول فترة الرحلة " ويركّز بحث فاريل على تطويرِ أنظمة ملاحةٍ متقدِّمةٍ وطُرُق تحكُّمٍ بالسيارات الذاتية.

يُمكن تحقيق هذه المتطلبات عن طريق دمجِ قياسات الـ GPS مع البيانات من وحدة القياسات المركزية IMU من خلال نظامِ ملاحة داخلي INS، هذا النظامُ المتكاملُ المؤلَّف من بياناتٍ لنظامِ تحديدِ المواقع GPS ونظام وحدة القياسات المركزية IMU يؤمِّن استمراريةَ البيانات بمعدلاتٍ عاليةٍ وبنطاقات عريضة.

يقول البروفيسور فاريل: "إن تحقيقَ الدقَّة على مستوى السنتيمتر بجَهدٍ قليل على المعالج، بحيث يكون مناسباً للتطبيقات التي تَستعمل الـ GPS بشكلٍ مستمر وبحيث لا تستهلكُ الكثيرَ من الطاقة، ليس فقط سيزيد قدُرات أنظمةِ الملاحةِ التخصُّصية كالمركبات ذاتيةِ القيادة، بل سيزيدُ أيضاً دقَّةَ المواقع التي تعطيها الهواتفُ المحمولة وأجهزةُ تحديد المواقع الأخرى بدونِ أي تكلفة أُخرى"

ما هو المتوقَّع لاستخدام هذه التقنيات وهل ستكون استخداماتُها محصورةً في هذه التطبيقات أم أنها قد تأخذ مناحيَ أُخرى.

لمعرفة المزيد من التطبيقات لتقنية GPS

هنا

وللمزيد من التفاصيل حول هذه التقنية يُمكنكم الاطلاع على المشروعِ مفتوحِ المصدر مع كامل المخطَّطات المطلوبة

هنا

المصدر :

هنا