البحث في الشمال: تقنيات جديدة لتحسين دقة تحديد الموقع

البحث في الشمال: تقنيات جديدة لتحسين دقة تحديد الموقع

كجزء من مسابقة "أبحاث التميز الموجهة نحو التطبيقات في مكلنبورغ-بوميرانيا الغربية"، أعلنت وزارة العلوم والثقافة والشؤون الفيدرالية والأوروبية عن النتائج في 10 مارس 2025. ومن بين المشاريع الممولة، يبرز مشروع AIR-MoPSy (تأثير الغلاف الجوي على نظام تحديد المواقع R-Mode) في جامعة غرايفسفالد. يهدف هذا المشروع إلى استكشاف تأثيرات تقلبات الغلاف الجوي الأوسط على انتشار الموجات الراديوية من أجل تحسين دقة نظام النسخ الاحتياطي لتحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية، مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بشكل مستدام. يتم تعزيز أهمية هذا البحث من خلال التداخل الاصطناعي لإشارات GNSS في منطقة بحر البلطيق بسبب الوضع السياسي الحالي ( uni-greifswald.de ).

وتشمل المؤسسات المشاركة، إلى جانب جامعة غرايفسفالد، معهد DLR للفيزياء الشمسية الأرضية، ومعهد DLR للاتصالات والملاحة، ومعهد لايبنيز للفيزياء الجوية، ومعهد لايبنيز لأبحاث بحر البلطيق في فارنيموند. تشير عمليات التعاون هذه إلى نهج متعدد التخصصات تجاه القضية الملحة المتمثلة في موثوقية GNSS. في المجمل، تلقت خمسة تحالفات بحثية الدعم لمدة أربع سنوات، إلى جانب عشرة مشاريع فردية، من المقرر تمويلها لمدة اثني عشر شهرًا. ويهدف البحث إلى تحويل النتائج إلى تطبيقات مجتمعية واقتصادية.

التحالفات البحثية والمجالات الموضوعية

• KITIERWOHL: Smarte Technologien zur Analyse und Sicherstellung des Tierwohls (Universitätsmedizin Rostock)
• AutoPasture: Digitale Anwendungen für autonomes Herden- und Weidemanagement (Hochschule Stralsund)
• Alg4Nut: Algen in der Wiederkäuerfütterung (Universität Rostock)
• Target-H: Innovative Therapien und Diagnostik am Beispiel von Hautkrebs (Universitätsmedizin Rostock)
• AIR-MoPSy: Atmospheric Impact on the R-Mode Positioning System (Universität Greifswald)

البحث في مجال تحديد المواقع GNSS له أهمية دولية كبيرة. تم تقديم العديد من الأوراق العلمية في مؤتمر GNSS+ لمعهد الملاحة (ION) لعام 2022، بما في ذلك خمسة ركزت على تأثيرات الغلاف الجوي على إشارات GNSS. ويتطلب تعقيد هذه الظواهر، وهو أمر مهم بشكل خاص عند استخدامها بالقرب من خط الاستواء، جمع بيانات مكثفة وتطوير نماذج واقعية. بالإضافة إلى ذلك تم تقديم نموذج أولي يهدف إلى التعرف على هذه التأثيرات والحد منها ( gpsworld.com ).

وتشمل الابتكارات الهامة نظام المراقبة في الوقت الحقيقي GUARDIAN، الذي يحلل اضطرابات الغلاف الأيوني باستخدام بيانات GNSS المزدوجة من محطات المراقبة المختلفة. يمكن لهذا النظام توفير معلومات لزيادة موثوقية أنظمة GNSS بشكل كبير.

الملاحظات الجوية ومعناها

أحد الجوانب الرئيسية في سياق معالجة إشارات GNSS هو تأخير الانتشار الناجم عن الغلاف الجوي للأرض. وتتجلى التأخيرات بشكل خاص في طبقة الأيونوسفير والتروبوسفير، مما يؤثر بشكل كبير على الاستخدام الجيوديسي. في حين أن القياسات متعددة التردد ونماذج التصحيح يمكن أن تخفف من العديد من هذه التأثيرات، إلا أن الانحرافات المتبقية لا تزال قائمة. تعد الخوارزميات المبتكرة والنمذجة المتطورة ضرورية لتقليل هذه الانحرافات وبالتالي تحسين دقة تحديد المواقع GNSS. أحد الأمثلة على ذلك هو مؤشر I95، الذي تم استخدامه لقياس تأثيرات الغلاف الأيوني في المناطق منذ التسعينيات ( tu-dressden.de ).

باختصار، لن يؤدي البحث والتطوير المستمر في مجال الملاحة عبر الأقمار الصناعية وعلوم الغلاف الجوي إلى تحسين كفاءة الأنظمة الحالية فحسب، بل سيفتح أيضًا آفاقًا جديدة لمرونتها في مواجهة الاضطرابات.