في خدمة الطائرات




وبهدف الإفادة من بعض المضامين الواقعية للنظام gps المطور، اتجهت إدارة الطيران الأمريكية إلى التقانة الجديدة لتوجيه الطيران، وهو عمل يتطلب درجة عالية من الوثوق، ويجري حالياً استخدام هذه المنظومات المطورة، وأجزاء منها، وسوف يصبح بإمكان الطيارين استخدام النظام gps لتوجيه الطائرة مباشرة إلى المدرج حتى في حال انعدام الرؤية في الطقس السيئ·

ولا شك أن إنجاز تلك المهمة بأمان يتطلب علاوة على دقة الملاحة، ضمانتين إضافيتين، أولاً: على الطيارين أن يدركوا المقدار الأعظم لخطأ تحديد موقعهم خلال كل الظروف، فعند المناورة مثلاً بهدف الهبوط النهائي بإمكان الطيار التغاضي عن أخطاء لا تتجاوز 10 أمتار· ثانياً: يحتاج المستخدمون إلى ضمان أن نظامهم الملاحي لن يكون عرضة للأعطال·



ويعتمد نظام الدعم الواسع (waas) الذي بدأ تشغيله عام 2003 على شبكة أمريكية ممتدة من محطات الاستشعار لرصد أداء النظام gps· ويقدم هذا النظام دقة تبلغ 1 إلى 2 متر في المحور الأفقي و2 إلى 3 متر في المحور العمودي على امتداد معظم الولايات المتحدة، يبدأ النظام بشبكة من 25 محطة أرضية مرجعية موضوعة في موقع معلوم· وكل محطة تقارن قراءتها من قمر gps بإحداثياتها المثبتة جغرافياً وتحسب التعديلات المتعلقة بجميع الأقمار المرئية، وترسل تلك التعديلات بعدئذٍ إلى واحد من موقعي معالجة رئيسيين ومن ثم ترسل التعديلات إلى أقمار وسيطة ثابتة المدار تقوم بدورها ببثها إلى مستقبلات نظام الدعم الواسع التي تفك لتشفير تعديلات تحديد الموقع في الزمن الحقيقي·




تعديل مجال الخطأ




وتشبه المراقيب المحطات المرجعية للنظام gps التفاضلي وبالفعل، يؤدي هذا النظام تعديلات لتحسين الدقة، علاوة على أنه يقارن تصحيحات تحديد الموقع من عدة محطات بهدف توليد حدود الخطأ التي تعتبر أساسية لتوجيه الطائرات، ومن خلال استخدام النظام أقماراً ثابتة في المدار يتم نقل ضمانات الأداء إلى الطيارين، وعند الضرورة يستطيع النظام تعديل مجال الخطأ المرسل خلال 7 ثوان· ويعمل النظام على تحديد مواقع الطائرات، التي تطير على ارتفاعات شاهقة بدقة، ويساعد على توجيه الطائرات الهابطة باتجاه المطار حتى ارتفاع 91.5 م، ويعمل المهندسون في عدة دول على تطوير نظم مماثلة·



وحينما يتوقف نظام الدعم الواسع مؤقتاً عن عمله في توجيه الطائرات، تتولى النظم المحلية متابعتها في المجالات المنخفضة من مسارات هبوطها، وقريباً سوف يمكن نظام الدعم المحلي (laas) الهبوط الآلي الكامل في ظروف انعدام الرؤية· ونتيجة لأنه يخدم الطائرات بالقرب من المطار فقط، فإنه يشغل نظاماً راديوياً قصير المدى لإرسال تعديلاته وحدود الخطأ·



إن نظام الدعم المحلي (laas) يرتبط تماما بنظام الاقتراب والهبوط الدقيق المشترك (jpals)، وهو نظام تحت التطوير سوف يقود الطائرات إلى متن حاملات الطائرات التي تتمايل وتتأرجح هبوطاً وصعوداً· وأثناء الاقتراب النهائي، يجب على طياري البحرية التحكم في ارتفاع طائراتهم بالنسبة إلى سطح متحرك ضمن 1 م بهدف ضمان أن خطاف الكبح المتدلي من مؤخرة الطائرة سوف يلتقط حبل التوقيف على سطح الحاملة·




ثنائية التردد




ويسعى مهندسو البحرية لجعل الهبوط على حاملات الطائرات أيسر وأسلم باستخدام نظام الاقتراب والهبوط الدقيق المشترك (jpals) الذي يضع مستقبلات النظام gps التفاضلي المرجعية على حاملة الطائرات· وقد دخل (jpals) الخدمة منذ العام 2004، وكل من نظام (laas) ونظام (jpals) هي نظم ثنائية التردد، فهناك حاجة إلى تردد النظام gps بهدف ضمان الدقة أثناء عمليات الطائرات ذات المتطلبات العالية· وسوف يكون ذلك النظام قادراً على استخدام الإشارات العسكرية العاملة حالياً في النطاقين l1 وl2·



وبالرغم من أن التعديلات السابقة سوف تجعل النظام gps شائع التطبيق تقريباً، فقد بدأت الحكومة الأمريكية بالتخطيط للمرحلة القادمة من تحسينات أخرى لتقانة ملاحة الأقمار، تدعى النظام gps iii· ولعل العامل الأساسي وراء التحديث تحقيق وثوقية ودقة أعلى بهدف ضمان حماية أكبر ضد التداخل والتشويش، وبهدف دعم استيعاب خدمات أخرى لتحديد المواقع الأرضية، بجانب تطبيقات جديدة أكثر تعقيداً يطرحها النظام gps، مثل نظم سلامة الطرق السريعة والحركات المرورية الذكية، ومن المؤمل أن الإطلاق الأولي لأحد أقمار النظام gps iii قد يحدث في زمن قريب من العقد المقبل·