أطلقت شركة Xiaomi ، إحدى أكبر شركات تصنيع الهواتف الذكية في العالم ، هاتفًا ذكيًا جديدًا باسم Xiaomi Mi 8 ، وهو أول هاتف ذكي في العالم يحقق نظام تحديد المواقع العالمي ذي التردد المزدوج. ليس الهاتف Mi 8 هو أول هاتف ذكي يقوم بذلك فحسب ، بل إنه في الواقع أول جهاز مستهلك في العالم يعمل بكميات كبيرة لجلب تقنية GPS المزدوجة التردد. هذا يجعل مي 8 جهاز خاص جدا. ومع ذلك ، ما هي بالضبط تقنية GPS الجديدة ثنائية التردد وكيف أنها أفضل من تقنية تردد GPS العادية الوحيدة التي يتم استخدامها في جميع الهواتف الذكية الأخرى والأجهزة اللوحية والأجهزة القابلة للارتداء؟ هذا هو السؤال الذي سنحاول الإجابة عنه في هذا المقال. لذا ، إذا كنت تتساءل عما تجلبه تقنية GPS المزدوجة الجديدة إلى الطاولة ، فإليك مقارنة بين تقنيتي GPS و dual-frequency GPS:
نظام تحديد المواقع العالمي ذي التردد المزدوج مقابل نظام تحديد المواقع أحادي التردد: كيف تعمل؟
قبل أن نفهم تقنية GPS الجديدة ثنائية التردد ، سيتعين علينا فهم كيفية عمل GPS بالفعل. نظام تحديد المواقع العالمي أو نظام تحديد المواقع العالمي هو نظام ملاحة لاسلكي قائم على القمر الصناعي يوفر معلومات تحديد الموقع الجغرافي والوقت لمستقبِل GPS في أي مكان على الأرض. لكي يعمل GPS بشكل لا تشوبه شائبة ، يجب أن يكون جهاز الاستقبال (على سبيل المثال ، الهاتف الذكي الخاص بك) على خط البصر دون عائق لأربعة أو أكثر من أقمار GPS. لذا ، في الظروف المثلى ، ترسل أربعة أقمار صناعية أو أكثر إشارات ملاحية إلى جهازك يستقبلها جهازك ويفسرها ليخبرك بموقعك بالضبط. كيف يعمل جهازك يتضمن الكثير من العمليات الفنية التي لن أتطرق إليها ، ومع ذلك ، فإن التفسير البسيط هو أن المستقبِل يحسب المسافة بينه وبين السواتل الأربعة لتحديد موقعه الدقيق الذي يمكن الاعتماد عليه عادة لما يصل إلى 5 10 أمتار في المتوسط مع الخطأ المحتمل حوالي 15 مترا .
الآن يحدث ذلك عندما تكون الظروف المثلى ، ولكن هذا ليس هو الحال دائما. هناك الكثير من العوامل التي تعمل على تصعيد الخطأ المحتمل . وأكثرها أهمية هو التداخل في الأيونوسفير ، مع حجب الإشارات بسبب الهياكل الفيزيائية الكبيرة مثل الجبال ، والمنطقة الحضرية للغاية ذات المباني العالية. لهذا السبب ، إذا كنت تعيش في مدينة مثل نيويورك ، فإن دقة نظام تحديد المواقع العالمي للهاتف تكون أقل حيث يتم تداخل الإشارة ويتم تقسيمها إلى إشارات متعددة بواسطة مبان مرتفعة حولك مما يزيد من معدل الخطأ (يؤثر MultiPath). هناك العديد من العوامل الأخرى التي تؤثر على دقة نظام تحديد المواقع العالمي ، ولكن الثلاثة المذكورين أعلاه هم السبب الرئيسي. تم تطوير تقنية GPS ثنائية التردد لتهدئة مشاكل الإشارة التي تسببها العوامل المذكورة أعلاه بحيث يمكننا الحصول على التعرف على الموقع بشكل أكثر موثوقية ودقة.
أنواع مختلفة من أشرطة GPS
الآن دعونا نتعلم قليلا عن أنواع مختلفة من العصابات GPS. مرة أخرى ، عدم الدخول في الجوانب الفنية ، لأغراض الاستخدام المدني ، هناك ثلاثة نطاقات رئيسية مختلفة متاحة للاستخدام. ما هي العصابات التي تسألها؟ ببساطة ، يرسل القمر الصناعي إشارات في ترددات الراديو. يستخدم النظام العالمي لتحديد المواقع الترددات بين 1.1 جيجاهرتز و 1.6 جيجاهرتز . ومع ذلك ، فإنها لا تستخدم نطاق التردد بأكمله. نطاق التردد الرئيسي الذي تستخدمه السواتل اليوم هو النطاق L1 الذي يستخدم ترددات ما بين 1.56 و GHz 1،58 تقريباً. وكما هو الحال في النطاق L1 ، يوجد نطاقان رئيسيان آخران للتردد يمكن استعمالهما في نظام GPS ، وهما النطاقان L2 و L5 (كما هو موضح في الصورة أدناه).
لذا ، يمكن لمتلقي GPS العادي ذي التردد الأحادي الذي يتم استخدامه في هواتفنا الذكية والأجهزة الأخرى تفسير النطاق L1 فقط ولهذا يطلق عليه نظام تحديد المواقع أحادي التردد. الآن ، كما يمكن تفسيره من اسم GPS مزدوج التردد ، سوف يستخدم شريطين مختلفين. لذا ، فإن الأجهزة التي تستخدم أشرطة L1 + L2 أو L1 + L5 تسمى مستقبلات GPS ثنائية التردد.
كيف هو نظام تحديد المواقع العالمي بالتردد المزدوج؟
يساعد استخدام نظام GPS المزدوج في تخفيف المشاكل التي ناقشناها أعلاه. لذا ، فإن جهاز الاستقبال الذي يستخدم نظام تحديد المواقع العالمي ذي التردد المزدوج لن يواجه مشكلات في تداخل الإشارات الناتجة عن الأيونوسفير أو المباني الشاهقة في بيئات المدن. مرة أخرى ، لا تحصل في الرياضيات والفيزياء على كل شيء ، فإن النطاقات المزدوجة تعطي المزيد من المعلومات بشكل أساسي إلى جهاز الاستقبال ، لذلك هناك فرص أقل لحدوث خطأ . ومن المزايا الأخرى لاستخدام تردد GPS المزدوج أنه حتى في حالة فشل أحدهما ، يكون الآخر متوفراً كنسخة احتياطية.
حتى تكوين الإشارة يختلف مما يؤدي إلى قراءات أفضل في بيئات مختلفة. على سبيل المثال ، يسهل نطاق L5 تمييز الإشارات الحقيقية عن تلك التي تعكسها المباني وبالتالي تقليل تأثير MultiPath الذي تسببه المباني العالية في البيئات الحضرية. في الختام ، يقلل تردد GPS المزدوج من معدل الخطأ GPS عن طريق جلب المزيد من المعلومات وبالتالي تقليل معدل الخطأ وإعطاء قراءة أكثر دقة لتحديد المواقع.
نظام تحديد المواقع العالمي ذي التردد المزدوج مقابل نظام تحديد المواقع بتردد أحادي: الاستنتاج
آمل أن أتمكن من شرح الفرق بين تكنولوجيات GPS أحادية وثنائية التردد. لقد حاولت أن أشرحها بلغة بسيطة بقدر ما أستطيع. قد يعني ذلك أنني قد أفرطت في شرح الشرح وقد لا تكون التفاصيل دقيقة لمحوزة. ومع ذلك ، يبقى العمل الكلي هو نفسه ، وآمل أن تكونوا قادرين على فهمه. إذا كان لا يزال لديك أي ارتباك نسأل في قسم التعليقات أدناه ، وسأكون سعيدًا للإجابة على جميع أسئلتك.
