जीपीएस क्या है: पोजिशनिंग सिस्टम के प्रकार, यह कैसे काम करता है और भविष्य क्या रखता है

जीपीएस क्या है? हमें इसकी जरूरत क्यों है? विभिन्न नेविगेशन सिस्टम में क्या अंतर है? हम इस लेख में सब कुछ के बारे में बात करेंगे।

वर्तमान में, जीपीएस हमें एक दैनिक, परिचित चीज लगती है जिसके बारे में सभी ने सुना है और उनमें से अधिकांश अपने दैनिक जीवन में उपयोग करते हैं। यह हमारे उपकरणों में उपयोग किए जाने वाले उपकरणों में से एक है। साथ ही, हम यह भी नहीं सोचते कि यह कैसे काम करता है, यह कहां से आया है, इस प्रणाली को बनाने में कितना समय, प्रयास और पैसा लगाया गया था। आज, जीपीएस सिग्नल रिसीवर न केवल नाविकों, फोन, स्मार्टफोन, टैबलेट, कार, लेकिन यहां तक ​​​​कि फिटनेस कंगन और "स्मार्ट" घड़ियां, उनके डेटा का उपयोग उद्योग, शौकिया और पेशेवर खेलों, रैली और रेसिंग और निश्चित रूप से सैन्य उद्योग में किया जाता है। आइए विभिन्न नेविगेशन सिस्टम पर करीब से नज़र डालें।

उपग्रह नेविगेशन क्या है?

सैटेलाइट नेविगेशन, या ग्लोबल नेविगेशन सैटेलाइट सिस्टम, उपग्रहों की एक प्रणाली है जो वैश्विक स्थिति और सटीक समय पर डेटा प्रसारित करती है। कुछ आवृत्तियों की रेडियो तरंगों का उपयोग सूचना प्रसारित करने के लिए किया जाता है। इस तरह के डेटा प्राप्त करने के बाद, रिसीवर उनकी गणना करता है और हमारे स्थान के निर्देशांक प्रदर्शित करता है, यानी समुद्र तल से देशांतर, अक्षांश और ऊंचाई।
बुनियादी प्रणालियों (GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo) के अलावा, अंतरिक्ष में सहायक प्रणालियाँ भी हैं। ये तथाकथित उपग्रह सुधार प्रणाली (एसबीएएस) हैं, जैसे कि ग्लोबल ओमनिस्टार और स्टारफायर, जिनका उपयोग कृषि में किया जाता है।

हमारे ऊपर अमेरिका में WAAS, EU में EGNOS, जापान में MSAC और भारत में GAGAN जैसी क्षेत्रीय सहायता प्रणालियाँ भी हैं, जो दुनिया के छोटे क्षेत्रों में डेटा शोधन का ध्यान रखती हैं। यह सब जमीनी घटकों द्वारा समर्थित है, जिसके बारे में हम बाद में बात करेंगे। प्रणाली में बहुत सारी परिभाषाएँ हैं, लेकिन हम विवरण में नहीं जाएंगे।

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उपग्रह नेविगेशन के प्रकार

जीपीएस एकमात्र वर्तमान में उपलब्ध उपग्रह नेविगेशन प्रणाली नहीं है। कई प्रकार के उपग्रह हमारे सिर के ऊपर से उड़ते हैं, जो उन उपकरणों की भू-स्थिति के लिए जिम्मेदार होते हैं जिन्हें हम अपनी जेब में रखते हैं, अपनी कलाई पर पहनते हैं या नेविगेटर में उपयोग करते हैं। कई सिस्टम क्यों हैं और एक नहीं? मुझे यकीन है कि यह प्रश्न अधिकांश औसत उपयोगकर्ताओं द्वारा पूछा गया था। तथ्य यह है कि शुरू में जीपीएस सिस्टम सैन्य जरूरतों के लिए बनाया गया था, और सेना का अभी भी इस पर नियंत्रण है। इसका मतलब है कि वे दुनिया में हर जगह और हर जगह की स्थिति को नियंत्रित करते हैं। बेशक, कई लोगों को यह स्थिति पसंद नहीं आई, न केवल विरोधियों, बल्कि दोस्तों को भी। इसलिए, दुनिया के गंभीर खिलाड़ियों ने अपने नेविगेशन सिस्टम को विकसित करने का फैसला किया ताकि उनकी सेना उन पर नियंत्रण कर सके। जल्द ही जीपीएस एनालॉग दुनिया में दिखाई दिए, जो बाजार पर सबसे अच्छे और सबसे सटीक के खिताब के लिए एक दूसरे के साथ प्रतिस्पर्धा कर रहे थे। हमारे लिए, सामान्य उपयोगकर्ता, यह केवल एक फायदा है। तो, आइए प्रत्येक प्रणाली से अलग से निपटने का प्रयास करें।

अमेरिकी जीपीएस

यह पहला नेविगेशन सिस्टम है जिसका हम सबसे अधिक उपयोग करते हैं। जब हम उपग्रह नेविगेशन के बारे में सोचते हैं, तो हम आमतौर पर जीपीएस शब्द का प्रयोग करते हैं। अमेरिकी प्रणाली को मूल रूप से नेविगेशन सिग्नल टाइमिंग एंड रेंजिंग ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम, या संक्षिप्त के लिए NAVSTAR-GPS कहा जाता था।

जीपीएस अमेरिकी सेना के हाथ में है, या बल्कि अमेरिकी अंतरिक्ष बल के हाथ में है। स्पेस डेल्टा 8 द्वारा उचित संचालन के लिए सभी उपकरणों की जाँच की जाती है, जो कोलोराडो स्प्रिंग्स के पास श्राइवर एयर फ़ोर्स बेस पर आधारित है और जीपीएस मुख्यालय के हिस्से के रूप में संचालित होता है।

नागरिक अनुप्रयोग सैन्य अनुप्रयोगों के लिए केवल एक मामूली अतिरिक्त है, जिसके लिए लेआउट और उच्चतम स्थिति सटीकता प्राथमिकता है। नागरिक उपयोगकर्ताओं को कुछ हद तक छोटा संस्करण मिलता है, लेकिन यह अभी भी काफी अच्छा है। हमें कार चलाने या चलाने के लिए कुछ दसियों सेंटीमीटर की सटीकता की आवश्यकता नहीं है, लेकिन अधिक से अधिक सटीकता की आवश्यकता है, उदाहरण के लिए, नेविगेशन में, कार्टोग्राफी में, कृषि में खेतों की निगरानी के लिए, परिवहन कंपनियों में वाहनों को ट्रैक करने के लिए और में कई अन्य क्षेत्र। इसलिए, यह आश्चर्य की बात नहीं है कि जीपीएस सिस्टम लगातार बदल रहा है, उपग्रहों का अनुकूलन हो रहा है।

इसके उपयोग के दौरान, सिस्टम में बदलाव आया है और अभी भी आधुनिकीकरण किया जा रहा है, समय-समय पर अधिक क्षमताओं वाले उपग्रहों को नेटवर्क में पेश किया जाता है, और पुराने जो पहले इस्तेमाल किए गए थे वे समय के साथ नष्ट हो जाते हैं। उनमें से अधिकांश वातावरण में जल जाते हैं, और कभी-कभी मलबा प्रशांत महासागर में डूब जाता है।

जीपीएस सिस्टम की पूरी तैयारी 1993 में हासिल की गई थी, जब आवश्यक संख्या में उपग्रहों को कक्षा में स्थापित किया गया था। लेकिन 1983 में वापस, रोनाल्ड रीगन के प्रशासन ने सिस्टम के नागरिक उपयोग के लिए एक परमिट को मंजूरी दे दी। यह तब हुआ जब यूएसएसआर ने एक कोरियाई नागरिक विमान को मार गिराया जिसने गलती से सोवियत हवाई क्षेत्र का उल्लंघन किया था। हालांकि, शुरू में नागरिक आबादी के लिए प्रणाली की सटीकता 100 मीटर तक सीमित थी। लेकिन उस समय भी इतना ही काफी था ताकि आगे की आपदाओं से बचा जा सके।

अंतरिक्ष से जीपीएस सिस्टम का संचालन अतिरिक्त रूप से WAAS (वाइड एरिया ऑग्मेंटेशन सिस्टम) उपग्रहों द्वारा समर्थित है, जो सिस्टम की सटीकता को बढ़ाने के लिए आवश्यक डेटा सुधार प्रदान करता है। वे उत्तरी अमेरिका (और आंशिक रूप से दक्षिण अमेरिका में) में स्थित हैं और एफएए (संघीय उड्डयन प्रशासन) की देखरेख में हैं। WAAS का उद्देश्य नागरिक उपग्रह नेविगेशन अनुप्रयोगों का समर्थन करना है।

रूसी ग्लोनासी

ग्लोनास ग्लोबल नेविगेशन सैटेलाइट सिस्टम का संक्षिप्त नाम है, जो अमेरिकी जीपीएस के समान काम करता है। ग्लोनास में 24 सक्रिय उपग्रह होते हैं जो पृथ्वी से लगभग 19 किलोमीटर ऊपर स्थित होते हैं, और उपग्रह की कक्षा में 100 घंटे 11 मिनट लगते हैं। सिस्टम का परीक्षण 15 में शुरू हुआ, यानी यूएसएसआर में वापस। यह वास्तव में अमेरिकी विकास की प्रतिक्रिया के रूप में बनाया गया था, जिसे हमारे देश में "स्टार वार्स" के रूप में जाना जाता है। सोवियत संघ संयुक्त राज्य अमेरिका को कुछ भी नहीं देना चाहता था, लेकिन "पेरेस्त्रोइका, ग्लासनोस्ट, त्वरण" ने अपना काम किया। धन की कमी के कारण ज्यादातर काम बंद कर दिया गया था। हालांकि, जैसा कि बाद में पता चला, सब कुछ बंद नहीं हुआ था। यह वास्तव में अमेरिकियों के लिए एक आश्चर्य की बात थी जब 1982 में आधिकारिक तौर पर यह घोषणा की गई कि ग्लोनास प्रणाली संचालन के लिए तैयार है। 1993 में, रूसियों ने 1995 उपग्रहों के पूरे नक्षत्र को कक्षा में स्थापित करने में कामयाबी हासिल की।

लेकिन शुरू से ही सब कुछ इतना अच्छा नहीं था। नब्बे के दशक के येल्तसिन युग ने भी अंतरिक्ष कार्यक्रमों को प्रभावित किया। कोई धन नहीं था, किसी को अंतरिक्ष और उपग्रह नेविगेशन में कोई दिलचस्पी नहीं थी। नतीजतन, 2002 में केवल 7 उपग्रह अभी भी चालू थे। हालांकि, रूसी व्यापार में उतर गए और 2002-2011 के पुनर्प्राप्ति कार्यक्रम के हिस्से के रूप में, बेहतर ग्लोनास-के उपग्रहों के साथ-साथ आधुनिक ग्राउंड कंट्रोल सिस्टम को भी चालू कर दिया।

आधुनिकीकरण के अगले चरण में, 2012-2020 में, राज्य की सुरक्षा और इसकी रक्षा और नागरिक प्रणालियों की क्षमताओं को बढ़ाने के लिए PNT (स्थिति, नेविगेशन और सिंक्रोनाइज़ेशन) के गुणों में सुधार पर मुख्य ध्यान दिया गया था। वर्तमान में अगली पीढ़ी के उपग्रहों पर काम चल रहा है, जिन्हें GLONASS-K2 के नाम से जाना जाता है।

चीनी BeiDou

चीन ने 2000वीं सदी के अंत में एक उपग्रह नेविगेशन प्रणाली विकसित करना शुरू किया। 1 में, वे BDS-1 के विकास के पहले चरण को बंद करने में कामयाब रहे, जिसे नेविगेशन उपग्रह प्रणाली BeiDou-2 के रूप में जाना जाता है। इस परियोजना के हिस्से के रूप में, चीन और निकटतम विदेशी देशों को पोजिशनिंग सिस्टम प्रदान किए गए थे। अगला चरण एशिया-प्रशांत क्षेत्र में कवरेज प्रदान करने वाले उपग्रह नेटवर्क के साथ बीडीएस-2020 था। 3 में, BDS-XNUMX परियोजना के हिस्से के रूप में, BeiDou प्रणाली दुनिया भर में चालू हो गई।

वर्तमान में, कक्षा में 35 उपग्रह हैं, और कुल मिलाकर, कार्यक्रम पहले ही पेलोड के साथ 59 लॉन्च कर चुका है जो अगली पीढ़ी के BeiDou सिस्टम को कक्षा में रखता है। चीनी अधिकारियों के अनुसार, 400 से अधिक एजेंसियों और 300 वैज्ञानिकों और तकनीशियनों ने BDS-000 कार्यक्रम के निर्माण में भाग लिया। उपग्रहों के नवीनतम समूह का समर्थन करने के लिए, सिस्टम के सही संचालन की निगरानी के लिए 3 से अधिक ग्राउंड स्टेशन बनाए गए हैं। सिस्टम की वैश्विक उपलब्धता 40% अनुमानित है, और प्रमुख एशिया-प्रशांत क्षेत्र के लिए यह और भी अधिक है, अर्थात यह वहां लगभग पूरी तरह से काम करता है। साथ ही, चीनियों ने प्रणाली की सटीकता में सुधार के लिए बहुत प्रयास किए।

BeiDou 14 बिट्स (000 चीनी अक्षरों) तक के लघु पाठ संदेशों की भी अनुमति देता है। इस मान में फ़ोटोग्राफ़ या ध्वनि रिकॉर्डिंग भी शामिल हो सकते हैं।

उपग्रह नेविगेशन सिस्टम में अन्य विकास के साथ, स्थानीय उपयोगकर्ता सेवा के लिए भुगतान करते हैं, लेकिन परिणाम वास्तव में प्रभावशाली हैं।

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यूरोपीय गैलीलियो

गैलीलियो प्रणाली का सबसे बड़ा लाभ क्या है? जीपीएस और ग्लोनास के विपरीत, यह नागरिकों के हाथों में रहता है और किसी विशेष सरकार से संबंधित नहीं है, जैसा कि कम्युनिस्ट चीन में होता है। प्रणाली केवल नागरिक बाजार को ध्यान में रखकर बनाई गई थी, और इसलिए जनसंख्या की जरूरतें अंततः इसके विकास को प्रभावित करती हैं। माना जाता है कि गैलीलियो सैन्यीकृत पोजिशनिंग सिस्टम के बीच ताजी हवा का एक सांस है। अब तक गैलीलियो कार्यक्रम ने 28 प्रक्षेपण पूरे किए हैं और 30 उपग्रहों को कक्षा में स्थापित किया है। वर्तमान में, सिस्टम उपग्रहों के एक पूर्ण समूह का उपयोग करता है, लेकिन सभी उपकरण हमेशा उपलब्ध नहीं होते हैं, और उनमें से कुछ अभी भी गोदामों में अपनी बारी की प्रतीक्षा कर रहे हैं।

ग्राउंड हैंडलिंग सेगमेंट दो केंद्रों में स्थित है - जर्मनी में ओबरपफैफेनहोफेन और इटली में फुकिनो। इसके अलावा, सिस्टम में निगरानी सेंसर, माप और डेटा ट्रांसमिशन स्टेशनों का एक विश्वव्यापी नेटवर्क शामिल है।

इस तथ्य के कारण कि इन सभी प्रणालियों की कक्षाएँ तेजी से संतृप्त होती जा रही हैं, गैलीलियो उपग्रह 23 किलोमीटर की ऊँचाई पर (सबसे कम ग्लोनास, फिर जीपीएस, चीन के बेईडौ और गैलीलियो पिरामिड के शीर्ष पर स्थित हैं) थोड़ा अधिक स्थित हैं। ) प्रत्येक उपग्रह को पृथ्वी की पूरी परिक्रमा करने में लगभग 222 घंटे का समय लगता है। पृथ्वी पर अधिकांश स्थानों के लिए, 14 से 6 गैलीलियो उपग्रह हर समय उपलब्ध हैं, जिसका अर्थ है बहुत उच्च सटीकता, जिसे ज्यादातर स्थितियों में मीटर के बजाय सेंटीमीटर में मापा जाता है।

गैलीलियो जीपीएस सिस्टम के साथ संगत है, जो माप की सटीकता में और सुधार करता है, और इसके संचालन को ईजीएनओएस सिस्टम (यूरोपीय जियोस्टेशनरी नेविगेशन सर्विस) द्वारा भी समर्थित किया जाता है, जिसमें उपग्रह नेविगेशन सिस्टम के संचालन और सटीकता में सुधार के लिए जिम्मेदार जमीनी घटक और उपग्रह शामिल हैं। .

जापानी मिचिबिकी (मिचिबिकी)

अपने क्षेत्र में नेविगेशन की सटीकता सुनिश्चित करने के लिए, जापान ने अर्ध-जेनिथ सैटेलाइट सिस्टम (क्यूजेडएसएस) या मिचिबिकी नामक उपग्रहों का एक छोटा तारामंडल बनाया। पहाड़ी या भारी शहरीकृत क्षेत्रों में, बहुत अधिक बाधाओं के कारण अकेले जीपीएस अक्सर अपर्याप्त होता है। नवंबर 4 से संचालन में 2018 उपग्रह इस समस्या को खत्म करते हैं। उनमें से तीन अभी भी एशिया और ओशिनिया क्षेत्र में हैं। 2024 में, इसे 7 इकाइयों से युक्त उपग्रह तारामंडल तक पहुंचने की योजना है। यह सिस्टम की समग्र दक्षता में और सुधार करेगा और इसे जीपीएस से स्वतंत्र बना देगा। इस प्रकार, जापान अपने क्षेत्र पर पूर्ण स्वायत्तता सुनिश्चित करेगा।

अन्य प्रणालियों की तुलना में अपने छोटे आकार के बावजूद, QZSS जापानी आबादी की सभी अपेक्षाओं को पूरा करता है, और इसके अतिरिक्त जापान के क्षेत्र से गुजरने वाले मेरिडियन पर स्थित उन सभी देशों में शिपिंग का समर्थन करता है।

इसके अलावा, जापान में एक GPS/Michibiki परिशुद्धता समर्थन प्रणाली भी है जिसे MTSAT सैटेलाइट ऑग्मेंटेशन सिस्टम (MSAS) कहा जाता है। इसमें 2 उपग्रह शामिल हैं, जो अन्य बातों के अलावा, मौसम संबंधी डेटा प्रदान करते हैं।

भारतीय नाविक

NavIC (भारतीय नक्षत्र के साथ नेविगेशन) GPS का भारतीय एनालॉग है, जिसे भारतीय क्षेत्रीय नेविगेशन सैटेलाइट सिस्टम (IRNSS) भी कहा जाता है। यह प्रणाली, अपनी सभी क्षमताओं तक पहुंचने के बाद, अपने संचालन में जापानी के समान होगी। वर्तमान में, कक्षा में 7 उपग्रह हैं जो भारत में और देश की सीमाओं से 1500 किलोमीटर की दूरी पर स्थिति प्रदान करते हैं। सिस्टम जीपीएस पर निर्भर नहीं है।

एनएवीआईसी को गगन (जीपीएस के साथ जियोसिंक्रोनस ऑगमेंटेड नेविगेशन सिस्टम) का समर्थन प्राप्त है, जिसमें तीन अतिरिक्त उपग्रह और जमीनी बुनियादी ढांचा शामिल है। सेवा में आने के साथ, ईजीएनओएस और एमएसएएस सिस्टम के बीच की खाई को पाट दिया गया है, जिससे नागरिक उड्डयन सुरक्षा का स्तर और बढ़ गया है।

वैश्विक सहायता प्रणाली

व्यक्तिगत प्रणालियों का वर्णन करते हुए, हमने क्षेत्रीय समर्थन प्रणालियों का भी उल्लेख किया है। हालांकि, क्षेत्रीय सीमाओं से परे उपग्रह नेविगेशन का संचालन भी वैश्विक सहायता प्रणालियों का समर्थन कर सकता है। वर्तमान में, उनमें से दो को प्रतिष्ठित किया जा सकता है। ये हैं ओमनिस्टार और स्टारफायर। इन दोनों के पास उपग्रह नेविगेशन का समर्थन है, जिसका उपयोग ज्यादातर आधुनिक सटीक खेती की जरूरतों के लिए किया जाता है। उनके उपयोग के लिए विशेष रिसीवर की आवश्यकता होती है, जिसकी बदौलत किसान अपने खेतों से गुजरते हुए 5-10 सेंटीमीटर तक की सटीकता के साथ काम कर सकता है (रिकॉर्ड सपोर्ट सिस्टम 1-2 सेंटीमीटर की सटीकता देता है)। इस तरह की सटीक स्थिति एक सेवा के रूप में प्रदान की जाती है और सिस्टम डेटा के वितरण के लिए सीधे भुगतान किए गए अतिरिक्त शुल्क की आवश्यकता होती है।

यह सेवा डिफरेंशियल ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम (डीजीपीएस) पर आधारित है और एक निर्दिष्ट स्थान पर स्थित बेस रिसीवर के उपयोग के लिए उबलती है। कार पर रिसीवर, सैटेलाइट सिग्नल के अलावा, स्थिर बेस रिसीवर से भी सुधार प्राप्त करता है।

Omnistar एक स्वतंत्र कंपनी है और इसके ट्रांसमीटर विभिन्न प्रकार की मशीनों के लिए खरीदे जा सकते हैं, जबकि StarFire सिस्टम कृषि उपकरण निर्माता जॉन डीरे से है, जो ± 3cm के लिए सटीक अंतर्निहित या बाहरी सिस्टम प्रदान करता है और GPS और GLONASS के साथ काम करता है।

जीपीएस कैसे काम करता है?

इस खंड में, हम मूल, यानी अमेरिकी संस्करण का उपयोग करके जीपीएस के संचालन का वर्णन करेंगे, क्योंकि वर्तमान में हमारे पास इस पर सबसे अधिक उपलब्ध डेटा है। दूसरे भी इसी तरह काम करते हैं।

जीपीएस उपग्रहों का तारामंडल

दुनिया भर में उचित संचालन के लिए उपग्रहों का काफी घना नेटवर्क आवश्यक है। 24 उपग्रहों के एक समूह के मामले में, हम यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि किसी भी समय और पृथ्वी पर किसी भी बिंदु पर हम उनमें से चार की सीमा के भीतर हैं। अमेरिकियों ने आम तौर पर वादा किया था कि कम से कम 24 समय का 95% उपलब्ध होगा। वर्तमान में, सिस्टम 31 उपग्रहों द्वारा समर्थित है। पृथ्वी को 6 समान क्षेत्रों में विभाजित किया गया है, जिनसे उपग्रह गुजरते हैं, और उनमें से प्रत्येक के पास कवर करने के लिए 4 क्षेत्र हैं।

जून 2011 में, एक्सपेंडेबल 24 नामक एक संशोधन लॉन्च किया गया था। 24 उपग्रहों में से तीन, और इसलिए वे जिन क्षेत्रों को नियंत्रित करते हैं, उन्हें एक अतिरिक्त उपग्रह द्वारा बढ़ाया गया था ताकि कठिन इलाके की स्थितियों में तेजी से सिग्नल अधिग्रहण और बेहतर सटीकता प्राप्त हो सके। 27 उपग्रहों के पूरे नेटवर्क को यथासंभव कुशल बनाने के लिए कुछ बदलाव भी किए गए हैं।

जीपीएस उपग्रह लगभग 20 किमी की ऊंचाई पर एक अनुमानित एमईओ (मीन अर्थ ऑर्बिट) कक्षा में चलते हैं, इसलिए आप हमेशा जानते हैं कि वे कहां हैं। इसके अलावा, रेडियो टेलीस्कोप का उपयोग करके उनकी स्थिति की जाँच की जाती है। ग्राउंड कंट्रोल नेटवर्क में एक मुख्य नियंत्रण केंद्र, एक बैकअप नियंत्रण केंद्र, 200 कमांड और नियंत्रण एंटेना और 11 अवलोकन स्टेशन होते हैं, इसलिए उपग्रहों की स्थिति हमेशा ज्ञात होती है। पृथ्वी के चारों ओर प्रत्येक उपग्रह के एक चक्कर में 16 घंटे लगते हैं।

यह सब व्यवहार में कैसे काम करता है?

एक परिक्रमा करने वाला उपग्रह लगातार उन रेडियो संकेतों को प्रसारित करता है जो हमारे उपकरण द्वारा उठाए जाते हैं जिनमें उपयुक्त रिसीवर होते हैं। प्रत्येक उपग्रह अपनी स्थिति और संचरण समय की रिपोर्ट करता है। इसके अतिरिक्त यह जानकर कि रेडियो तरंगें कितनी तेजी से यात्रा करती हैं, हम इस उपग्रह से दूरी की गणना कर सकते हैं। यदि हम तीन और उपग्रहों से अतिरिक्त डेटा प्राप्त करते हैं और एक बार में चार से डेटा डाउनलोड करते हैं, तो डिवाइस सभी उपग्रहों से आने वाले डेटा के चौराहे पर हमारे स्थान की गणना करेगा।

चीजों को सुचारू रूप से और सटीक रूप से काम करने के लिए, हमें अभी भी सिग्नल भेजे जाने के समय के सटीक माप की आवश्यकता है। यह कैसे हासिल किया गया? प्रत्येक उपग्रह में एक परमाणु घड़ी होती है - मनुष्य द्वारा आविष्कार किया गया अब तक का सबसे सटीक कालक्रम। ऐसी घड़ी की सटीकता क्या है? समय को एक सेकंड के निकटतम मिलियनवें हिस्से में मापा जाता है!

प्राप्त करने वाला उपकरण हमारी स्थिति की कुशलता से गणना करने के लिए इस सभी डेटा का उपयोग करता है। लेकिन पूरी प्रणाली को सापेक्षता के विशेष सिद्धांत जैसे मुद्दों को भी ध्यान में रखना चाहिए, जिसे अल्बर्ट आइंस्टीन के नाम से जाना जाने वाला एक सज्जन व्यक्ति द्वारा लिखा गया था। वस्तु गुरुत्वाकर्षण के स्रोत से जितनी दूर होती है, उतनी ही तेजी से उस पर समय बीतता है, इसलिए प्रत्येक उपग्रह पर पुनर्गणना करना आवश्यक है। संक्षेप में, यह सब बहुत जटिल है, लेकिन सौभाग्य से हम इस प्रणाली का उपयोग वर्षों से कर रहे हैं और हमने पाया है कि यह काम करता है, और यह बहुत अच्छी तरह से काम करता है।

बेशक, सिस्टम के सामान्य संचालन के लिए उच्च योग्य कर्मियों की भागीदारी की आवश्यकता होती है, जिसके प्रशिक्षण के स्तर की तुलना अंतरिक्ष उड़ान नियंत्रण केंद्रों से की जा सकती है।

जीपीएस: कार्यक्रम लागत में अरबों

कक्षा में लॉन्च होने के बाद उपग्रह वहां हमेशा के लिए काम नहीं करेगा। पुराने संस्करणों का जीवन चक्र 7,5 वर्ष है, नए संस्करण 12 वर्ष हैं, और नवीनतम GPS III/IIF प्रणाली के 15 वर्षों तक कक्षा में बने रहने की उम्मीद है (सिस्टम के यूएस संस्करण के लिए डेटा)। इस समय के बाद, उपकरण को बदला जाना चाहिए, इसलिए एक नया नमूना बाँझ परिस्थितियों में बनाया जाना चाहिए, और उसके बाद ही कला का यह काम कक्षा में जा सकता है।

अंतरिक्ष में उपकरणों के अलावा, जमीन पर निगरानी उपकरण और सिस्टम को नियंत्रित करने के लिए जिम्मेदार उच्च प्रशिक्षित कर्मचारी भी हैं। नई अगली पीढ़ी के ऑपरेशनल कंट्रोल सिस्टम (OCX) और संबंधित सबसिस्टम पर अब प्रमुख ध्यान देने के साथ, ग्राउंड कंपोनेंट को बेहतर बनाने का काम भी जारी है। परिवर्तन धीरे-धीरे पेश किए जाते हैं, ताकि पूरे जीपीएस सिस्टम के संचालन को बाधित न किया जा सके।

पूरे सिस्टम को सपोर्ट करने के लिए लगभग 1,7 बिलियन डॉलर (2020 वित्तीय वर्ष) खर्च किया गया है। वित्तीय वर्ष 2021 के लिए, डेवलपर्स ने जीपीएस सिस्टम को बनाए रखने की लागत के लिए यूएस कांग्रेस से 1,8 बिलियन डॉलर की मांग की। इसलिए, इस तरह की रकम को देखते हुए, केवल सबसे बड़े देश एक स्वायत्त प्रणाली को बनाए रखने का जोखिम उठा सकते हैं, और बाकी को मौजूदा लोगों का उपयोग करना चाहिए। यह दिखाने के लिए कि कार्यक्रम की लागत कैसे बढ़ रही है, हम केवल यह कह सकते हैं कि 2012 में यह 750 मिलियन डॉलर था (हम यहां मुद्रास्फीति, गणना पद्धति और इसके स्तर को भी ध्यान में नहीं रखते हैं)।

क्या GPS को ब्लॉक करना आसान है?

सशस्त्र बलों में जीपीएस सिस्टम के सुनहरे दिनों को धीरे-धीरे भुलाया जा रहा है। उपग्रह संकेतों का क्षीणन और जाम होना अधिक से अधिक सामान्य होता जा रहा है, और इसके परिणामस्वरूप, केवल अंतरिक्ष डेटा पर आधारित सटीक हथियार अब पहले की तरह प्रभावी नहीं हैं। समस्या न केवल स्वयं हथियारों को प्रभावित करती है, बल्कि विमान, जहाजों, भूमि वाहनों और किसी भी अन्य उपकरण को भी प्रभावित करती है जो जीपीएस रिसीवर से लैस है।

हमने पृथ्वी पर "हॉट" स्पॉट में GPS सिग्नल को ब्लॉक करने के उदाहरण एक से अधिक बार देखे हैं। ऐसा हुआ कि बंदरगाह या नौकायन में विशाल जहाज, उदाहरण के लिए, काला सागर में, अचानक नक्शे से गायब हो गए और 30 किलोमीटर दूर उन पर दिखाई दिए, और यह इस क्षेत्र में रूसियों के कार्यों से जुड़ा है। इस विषय को जारी रखते हुए, यह कहा जाना चाहिए कि इस क्षेत्र में रूसी ठिकानों के संचालन को सुनिश्चित करने के लिए सीरिया में अक्सर इसी तरह के उपाय किए जाते हैं। यहां तक ​​​​कि इज़राइल भी इस तरह के हस्तक्षेप से ग्रस्त है, जहां जीपीएस कभी-कभी खराब काम करता है, और यह एक गंभीर समस्या है, उदाहरण के लिए नागरिक हवाई यातायात के लिए।

GPS सिग्नल के साथ हस्तक्षेप करना विशेष रूप से कठिन नहीं है। एक संरक्षित लक्ष्य के पास उपयुक्त शक्ति और आवृत्ति का एक रेडियो ट्रांसमीटर जीपीएस रिसीवर्स को सही डेटा प्राप्त करने से रोकता है। उपग्रह निर्माता अधिक हस्तक्षेप-प्रतिरोधी संकेतों को विकसित करके इसका मुकाबला करने की कोशिश कर रहे हैं, जो उपकरणों के नवीनतम संस्करणों से लैस हैं। हालांकि, यह बिल्ली और चूहे का खेल है, और फायदा विध्वंसक पक्ष में है। वे कम लागत और अधिक क्षमताओं के साथ तेजी से बदलाव का जवाब दे सकते हैं। आखिर एक हफ्ते में सैटेलाइट नहीं बदलते।

कपटी उद्देश्यों के अलावा, राज्य के प्रमुखों की सुरक्षा के लिए जीपीएस ब्लॉकिंग विधियों का भी उपयोग किया जाता है। यह आश्चर्य की बात नहीं है कि रूसी विशेष रूप से ऐसे उपकरणों के शौकीन हैं। यह पुतिन के आंदोलनों के बारे में विशेष रूप से सच है, जिसे वे छिपाने की इतनी कोशिश करते हैं कि जिस क्षेत्र में वह स्थित है, वहां सभी नेविगेशन सिस्टम एक निश्चित समय के लिए बिल्कुल भी काम नहीं कर सकते हैं। रूसी जितना संभव हो सके अपने राष्ट्रपति के यात्रा मार्ग की रक्षा करते हैं, इसलिए नेविगेशन सिस्टम को अवरुद्ध करके, वे कम से कम आंशिक रूप से, ड्रोन हमले को बाहर करने की कोशिश कर रहे हैं।

उपर्युक्त समस्याओं और कमियों के बावजूद, हमें सेना से जीपीएस सिस्टम को छोड़ने की उम्मीद नहीं करनी चाहिए। इसके विपरीत, जैमिंग सिस्टम के खिलाफ लड़ाई तेज की जाएगी, और अतिरिक्त सिस्टम को उपकरण और हथियारों में जोड़ा जाएगा जो जीपीएस सिग्नल को जाम होने से रोकेंगे।

जड़त्वीय नेविगेशन में सुधार जारी रहेगा, और सटीक हथियारों के पास हमेशा एक और, समान रूप से प्रभावी लक्ष्यीकरण विधि होगी। वर्तमान में ऐसे समाधानों पर गहन कार्य किया जा रहा है। छवि नेविगेशन, खगोल नेविगेशन (समय में वापस जाना?) और चुंबकीय विसंगति नेविगेशन की बात हो रही है। उच्च प्रौद्योगिकी! इसलिए, हमारे पास अभी भी बहुत सी दिलचस्प चीजें हैं जो हमारा इंतजार कर रही हैं।

नागरिक उद्देश्यों के लिए उपग्रह नेविगेशन

लेकिन औसत उपयोगकर्ता को इस बात में कोई दिलचस्पी नहीं है कि सेना के पास क्या है। हम चाहते हैं कि GPS हमारे स्थान को इंगित करने में हमारी सहायता करे ताकि नाविक पहाड़ों में लंबी पैदल यात्रा या सुबह की दौड़ या कार यात्रा के दौरान सही ढंग से निर्धारित किया गया। अब इन सुविधाओं के बिना आधुनिक व्यक्ति के जीवन की कल्पना करना कठिन है।

सिद्धांत रूप में, हम कह सकते हैं कि भले ही हम सीधे जीपीएस का उपयोग न करें, यानी हम स्वयं रिसीवर को चालू नहीं करते हैं, फिर भी हम इसका उपयोग कर सकते हैं। प्रणाली स्वतंत्र रूप से काम करती है, यह हमारे जीवन का एक परिचित, सुविधाजनक और आवश्यक हिस्सा बन गया है।

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