تكوين ومبدأ نظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية بيدو

نظام بيدو للملاحة عبر الأقمار الصناعية (يُختصر باسم BDS أو نظام بيدو) هو نظام عالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية طورته الصين بشكل مستقل. وهو أيضًا ثالث نظام ملاحة عبر الأقمار الصناعية ناضج بعد نظامي GPS و GLONASS. يُعد نظام بيدو للملاحة عبر الأقمار الصناعية (BDS) ونظام GPS الأمريكي ونظام GLONASS الروسي ونظام Galieo التابع للاتحاد الأوروبي الموردين المعترف بهم من قبل لجنة الأمم المتحدة للملاحة عبر الأقمار الصناعية. يدمج نظام ملاحة الآلات الزراعية Beidou Navigation التقنيات الرئيسية مثل تحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية والملاحة بالقصور الذاتي والتحكم الميكانيكي والتفاعل بين الإنسان والآلة. ويتخذ الآلات الزراعية كحامل للتحكم الدقيق في نظام التوجيه التلقائي للآلات الزراعية، مما يضمن اتباع المركبات للطرق المحددة مسبقًا بدقة وتلبية المتطلبات التشغيلية للسيناريوهات الزراعية.

يتكون نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية من ثلاثة أجزاء: قسم التحكم الأرضي، وقسم كوكبة الأقمار الصناعية الفضائية، ومعدات المستخدم الأرضي (القسم الطرفي). ولا يمكن إنجاز أعمال تحديد المواقع إلا بالتنسيق والتعاون بين هذه الأجزاء الثلاثة.

1. قسم التحكم الأرضي

يتكون قسم التحكم الأرضي من محطة التحكم الرئيسية ومحطة المراقبة وهوائي الأرض وأنظمة الاتصالات المساعدة الأخرى.

محطة التحكم الرئيسية: وهي مسؤولة عن التحكم الشامل في نظام مراقبة الأرض، وجمع ومعالجة بيانات التتبع لمحطة المراقبة، وحساب مدار القمر الصناعي ومعلمات الساعة، وكتابتها في التنسيق الثابت للنظام وإرسالها إلى مركز الإطلاق الأرضي، والذي يرسلها بعد ذلك إلى الأقمار الصناعية. علاوة على ذلك، تحتاج محطة التحكم الرئيسية أيضًا إلى تعديل التقويم الفلكي لكل قمر صناعي في الوقت الفعلي وتصحيح قيم الساعة. بالإضافة إلى ذلك، فإن محطة التحكم الرئيسية مسؤولة أيضًا عن إدارة وتنسيق عمل نظام التحكم الأرضي بأكمله.

محطات الرصد:يُجهَّز كل نظام بيدو بعدد متفاوت من محطات الرصد، كلٌّ منها مُجهَّز بمعيار زمني ذري دقيق وجهاز استقبال قادر على قياس المدى الزائف لجميع الأقمار الصناعية المرئية باستمرار، وذلك للمراقبة الفورية لإشارات الملاحة الهابطة لجميع أقمار الملاحة. بعد أن تُصحِّح محطة الرصد المدى الزائف المُقاس بمعلمات الغلاف الأيوني والأرصاد الجوية، تُولِّد بيانات بفاصل زمني مُحدَّد وتُرسلها إلى محطة التحكم الرئيسية.

هوائي أرضي:هوائي أرضي مجهز بأجهزة ترسل الأوامر والبيانات إلى الأقمار الصناعية وتستقبل بيانات القياس عن بعد وبيانات تحديد المدى من الأقمار الصناعية.

أنظمة مساعدة أخرى للاتصالات: مسؤولة بشكل أساسي عن نقل البيانات

2. قسم كوكبة الأقمار الصناعية الفضائية

تعمل أقمار الفضاء لنظام بيدو عمومًا في الفضاء على ارتفاع حوالي 20000 كيلومتر فوق سطح الأرض. يتم تشكيل كوكبة من 24 إلى 30 قمرًا صناعيًا، وبناءً على تصميمها الهيكلي، يتم توزيعها على 3 أو 6 مستويات مدارية، مع كون الزوايا بين المدارات المتجاورة هي نفسها. لضمان التشغيل المستمر للنظام، يتم عادةً نشر قمر صناعي احتياطي في كل مدار. بمجرد تعطل القمر الصناعي، يمكن استبداله على الفور. ترسل هذه الأقمار الصناعية إشارات ملاحية باستمرار إلى الأرض، مما يوفر بيانات تحديد المواقع عالية الدقة لنظام التوجيه الآلي للآلات الزراعية.

3. معدات المستخدم الأرضية

جهاز استقبال إشارات الملاحة هو جهاز المستخدم. وظيفته الرئيسية هي التقاط الأقمار الصناعية وتتبع عملياتها. بعد التقاط إشارة القمر الصناعي المتتبعة، يقيس الجهاز المسافة الزائفة بين هوائي الاستقبال والقمر الصناعي ومعدل تغير المسافة، ويفكك تشفير معلمات مدار القمر الصناعي وغيرها من البيانات. بناءً على هذه البيانات، يُجري حاسوب المعالج الدقيق في جهاز الاستقبال حسابات تحديد الموقع وفقًا لطريقة حل تحديد الموقع، ويحسب خطوط الطول والعرض والارتفاع والسرعة والوقت وغيرها من المعلومات المتعلقة بالموقع الجغرافي للمستخدم.

يوفر نظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية Beidou خدمات تحديد المواقع عالية الدقة للمستخدمين العالميين من خلال التشغيل المنسق للتحكم الأرضي ومجموعات الأقمار الصناعية ومعدات المستخدم. في مجال الزراعة الدقيقة، حقق نظام التوجيه التلقائي للآلات الزراعية، بالاعتماد على المكونات الأساسية مثل محرك التوجيه التلقائي، تشغيلًا دقيقًا وغير مأهول للآلات الزراعية.

تركز شركة جينان كيا على البحث والتطوير في مجال أنظمة التوجيه الآلي، موفرةً الدعم الفني الأساسي لذكاء الآلات الزراعية. يستطيع النظام استقبال إشارات من أقمار GPS وGalileo وBeidou وGLONASS في آنٍ واحد. كما يعتمد على الملاحة بالقصور الذاتي والتحكم الآلي والتوجيه الكهربائي وتقنيات أخرى، مما يُمكّن الآلات الزراعية من السير تلقائيًا على طول المسار المحدد مسبقًا مع خطأ لا يتجاوز ±2.5 سم. وهذا يُحسّن بشكل كبير من كفاءة التشغيل الزراعي ويُقلل من عبء العمل على المُشغّلين.

سوف نحضرأجري تكنيكافي هانوفر، ألمانيا من 9 نوفمبر إلى 15 نوفمبر 2025 في الجناحرقم: 17F22bمرحباً بكم في زيارة جناحنا.