واحد خبر mobile.ir : ماهواره GPS III SV04 به عنوان یکی از 31 ماهواره اصلی جی‌پی‌اس مطابق برنامه‌ای از پیش تعیین‌شده در سپتامبر سال جاری میلادی به مدار زمین پرتاب شد و به این ترتیب بخش دیگری از سامانه نوین ناوبری جی‌پی‌اس 3 به کمک شرکت اسپیس‌ایکس (SpaceX) راه‌اندازی گردید. مرکز سیستم‌های موشکی و نیروی فضایی ایالات متحده چهارمین ماهواره ساخت لاکهید ‌مارتین (Lockheed Martin) را با راکتی محصول اسپیس‌ایکس، از پایگاه فضایی عملیات آستروتک در فلوریدا به آسمان فرستاد. این ماهواره چهارمین نمونه از ماهواره‌های جی‌پی‌اس از این نوع و سومین موردی‌ست که در سه سال گذشته از طرف اسپیس‌ایکس به‌فضا پرتاب شده است.

جی‌پی‌اس 3 برنامه پرهزینه‌ دولت آمریکا برای گنجاندن ویژگی‌های خاصی در مکان‌یابی جهانی به شمار می‌رود که با استفاده از قابلیت‌های آنتی‌جمینگ (anti-jamming) پیشرفته شامل سیگنال M-Code جدید با وضوح بالا برای کاربردهای نظامی طراحی شده است. برنامه‌ای که اخیرا به سبب تأخیر در راه‌اندازی، جمینگ، کلاهبرداری یا spoof و مهم‌تر از همه، رقیبی جدی از چین با نام BeiDou خبرساز شده است.

جی‌پی‌اس 3 چیست؟

سامانه موقعیت‌یابی جهانی 3 سیستمی ماهواره‌ای است که توسط بخش فضایی لاکهید مارتین یا LMSS (کوتاه‌شده Lockheed Martin Space Systems) برای نیروی هوایی ایالات متحده طراحی و تولید شده است. GPS Block III که پیش‌تر Block IIIA خوانده می‌شد، از ده ماهواره جی‌پی‌اس 3 اولیه تشکیل شده که برای عملیاتی نگاه داشتن سیستم موقعیت‌یابی جهانی Navstar به کار برده خواهد شد.

سامانه مسیریابی جهانی یا GPS در 17 جولای سال 1995 توسط ایالات متحده به طور کامل عملیاتی شد. اما پیشرفت فناوری و تقاضای زیاد برای استفاده از این سیستم، به‌روزرسانی و ارتقای آن را به امری ضروری تبدیل کرد. بر همین اساس کنگره آمریکا در سال 2000 مجوز طرحی را صادر کرد که امروز با عنوان جی‌پی‌اس 3 از آن یاد می‌شود. این پروژه از ایستگاههای زمینی و ماهواره‌های جدیدی بهره می‌گیرد که سیگنالهای ناوبری اضافی را برای کاربران عادی و نظامی، در سطح بالایی از دقت و دسترسی فراهم می‌آورد.

نام ماهواره‌های سیستم جی‌پی‌اس 3 توسط نیروی هوایی آمریکا تعیین شده است. اولین ماهواره «وسپوچی» خوانده شد؛ برگرفته از نام آمریگو وسپوچی، دریانورد ایتالیایی که نیم‌کره غربی به افتخار او قاره آمریکا نامیده شده است. ماهواره دوم نیز به یاد فردیناند ماژلان، کاوشگر پرتغالی، «ماژلان» نام گرفته و سومین ماهواره هم با الهام از نام کریستف کلمب، دیگر کاوشگر ایتالیایی، «کلمبوس» خوانده شده است. نخستین ماهواره این مجموعه در دسامبر 2018 در مدار زمین قرار گرفته و انتظار می‌رود دهمین و آخرین نمونه آن تا سال 2023 به طور کامل در مدار زمین قرار گیرد.

آنتی‌جم M-Code در جی‌پی‌اس چیست؟

یکی از مولفه‌های اصلی در فرآیند بهینه‌سازی جی‌پی‌اس، سینگال نظامی جدیدی با عنوان M-Code است که برای دسترسی امن به سیگنالهای مکانی و قابلیت‌های آنتی‌جمینگ نظامی به کار برده می‌شود. مطابق پیش‌بینی اولیه، جی‌پی‌اس 3 تا هشت برابر بیش از پلتفرم کنونی در برابر جمینگ مقاوم است و با تکیه بر کدگذاری M-Code از سیگنالهای جی‌پی‌اس در برابر جمینگ و کلاه‌برداری محافظت می‌کند. این فناوری در حال حاضر روی 22 ماهواره جی‌پی‌اس از نسل‌های مختلف فعال است، در حالی که عملیاتی شدن کامل آن به فعال‌سازی M-Code روی 24 ماهواره نیاز دارد.

ارتقای این جنبه‌ها سبب خواهد شد که M-Code نه تنها در جی‌پی‌اس 3، بلکه در ماهواره‌های جی‌پی‌اس قدیمی که توانایی استفاده از آن را دارند (یعنی ماهواره‌های GPS IIR-M و GPS IIF) نیز به کار گرفته شود. به علاوه عملکرد M-Code توسط کنترل‌گرهای زمینی قابل رصد خواهد بود، ضمن آن که از آزمایش و فیلیدنگ تجهیزات کاربران نیز پشتیبانی خواهد شد.

با این حال ، سیستم کنترل عملیاتی جی‌پی‌اس (OCS) صرفا راه‌ حلی موقت برای لاکهید مارتین بوده تا به عنوان جایگزینی برای بخش پرمسئله و ناآماده «کنترل عملیاتی نسل بعدی» (OCX) به کار گرفته شود. بخشی که در ابتدا به طور خاص برای مدیریت M-Code طراحی شد و نمونه کامل آن بناست در سال 2021 تحویل داده شود و تا 2020 به مرحله عملیاتی برسد.

فناوری M-Code قرار است امواج را علاوه بر آنتن زاویه باز (full Earth)، از یک آنتن جهت‌دار و با خروجی توان بالا هم منتشر نماید. ارسال سیگنال روی آنتن جهت‌دار، «سیگنال نقطه‌ای» نامیده می‌شود و برای منطقه‌ای خاص به کار می‌رود (به عنوان مثال در منطقه‌ای با قطر چند صد کیلومتر) و قدرت سیگنال محلی را تا 20 دسی‌بل افزایش می‌دهد. البته اثرات جانبی استفاده از دو آنتن این است که ماهواره جی‌پی‌اس برای گیرندههای درون پرتو نقطه‌ای، نه یکی بلکه دو ماهواره با موقعیت یکسان به نظر می‌رسد.

کاربرد و مزایای جی‌پی‌اس 3 چیست؟

سیستم جی‌پی‌اس 3 برای کار در دوره‌ای 15 ساله طراحی شده و عمر آن دو برابر برخی از ماهواره‌های کنونی جی‌پی‌اس است. دقت این سیستم نیز سه برابر بیشتر از نمونه پیشین خواهد بود؛ به این معنا که اگر دقت 5 تا 10 متری فناوری جی‌پی‌اس فعلی را در نظر بگیریم، سیستم موقعیت‌یابی جدید، این دقت را به 1 تا 3 متر کاهش خواهد داد. همچنین طراحی ماژولار این سامانه نه تنها تغییرات سریع را در مونتاژ آن امکان‌پذیر می‌سازد، بلکه سبب می‌شود ارسال بارگیری‌های نرم‌افزاری به ماهواره روی مدار زمین به سرعت انجام شود.

سیگنالدهی جی‌پی‌اس 3 نیز تا 3 برابر قدرتمندتر است و به کاربر اجازه می‌دهد بر تداخلات احتمالی غلبه کند و سیگنال را به درستی دریافت نماید. هدف GPS Block III فراهم آوردن اطمینانپذیری، صحت و یکپارچگی بیشتر در ارسال و دریافت سیگنال موقعیت‌یابی است. ماهواره‌های این سامانه از ویژگی‌های موجود و بهبودیافته در ماهواره های Block IIR-M و IIF نیز بهره می‌گیرند که سیگنال L1C روی باند فرکانسی 1575.42MHz L1، سیگنال L2C روی باند فرکانسی 1227.6MHz L2، سیگنال «ایمنی حیات» روی باند فرکانسی 1176.45 MHz L5 و M-code نظامی از آن جمله‌اند.

این سیستم همچنین با گسترش فناوری مکان‌یابی، آن را در اختیار تعداد بیشتری از افراد قرار می‌دهد. کلید این گسترش استفاده از سیگنال غیرنظامی جدید L1C است که نه تنها سیگنال قدرتمندتری دارد، بلکه با دیگر سامانه‌های ماهواره‌ای ناوبری بین‌المللی (GNSS) قابل یکپارچه‌سازی است. سیگنال L1C با فرکانس شبکه Galileo اروپا، QZSS ژاپن و BeiDou چین مرکز فرکانس مشترکی دارد. به این ترتیب گیرندههای جی‌پی‌اس در آینده خواهند توانست داده‌های مکانی را همزمان از چندین سیستم ماهواره‌ای به دست آورند و برای ناوبری دقیق‌تر مورد استفاده قرار دهند.