استفاده سیستم ناوبری از سیگنال‌های تلفن همراه برای پرواز هواپیما

سیستم ناوبری جدیدی از سیگنال‌های تلفن همراه برای هدایت هواپیما استفاده می‌کند در صورتی که جی‌پی‌اس دچار اختلال یا خرابی شود.

دانشمندان در حال آزمایش یک جایگزین برای سیستم موقعیت‌یاب جهانی (GPS) هستند که از سیگنال‌های تلفن همراه به عنوان پشتیبان اضطراری برای خلبانان استفاده می‌کند، به‌ویژه در شرایطی که تجهیزات استاندارد درون هواپیما دچار اختلال شود.

به گزارش ایتنا و به نقل از لایو ساینس، گفتنی است در حال حاضر ۳۱ ماهواره جی‌پی‌اس فعال در مدار زمین هستند که هر روز دو بار به دور زمین می‌چرخند و سیگنال‌های دقیقی ارسال می‌کنند که گیرنده‌ها در زمین می‌توانند آن را دریافت کرده و تحلیل کنند تا فاصله خود از ماهواره‌ها را تعیین کنند.

دستگاه‌های جی‌پی‌اس با استفاده از داده‌های سه ماهواره، مکان کاربر را با دقت بالا تعیین می‌کنند.

مشکلات سیستم GPS
اگرچه جی‌پی‌اس بسیار قابل‌اعتماد است (سازمان هوانوردی فدرال (FAA) دقت آن را با ۹۵ درصد اطمینان تا حدود هفت متر تضمین می‌کند)، این سیستم عاری از مشکل نیست.

گفتنی است در مناطق جنگی یا مناطق پرتنش نمی‌توان به جی‌پی‌اس اعتماد کرد، زیرا ممکن است توسط عوامل مخرب مسدود یا مختل شود. همچنین، هکرها می‌توانند سیگنال‌های جی‌پی‌اس را «جعل» کنند تا اطلاعات نادرستی درباره مکان یا مسیر حرکت به خلبانان ارائه دهند.

علاوه بر این، ممکن است سیستم جی‌پی‌اس به‌طور کامل از کار بیفتد که در صورت رخ دادن چنین مشکلی، امنیت پرواز به خطر می‌افتد.

پروژه‌ای که توسط پژوهشگران آزمایشگاه ملی سندیا و دانشگاه ایالتی اوهایو انجام شده است، به دنبال ایجاد یک سیستم پشتیبان قوی برای ناوبری هوایی است.

این سیستم از گیرنده‌ای استفاده می‌کند که امواج رادیویی را از ماهواره‌های ارتباطی و برج‌های تلفن همراه دریافت کرده و اطلاعات ناوبری را به خلبان ارائه می‌دهد.

این سیگنال‌ها، حتی اگر هدف اصلی آن‌ها ناوبری نباشد، در علم به عنوان «سیگنال‌های فرصت» شناخته می‌شوند. برای تعیین موقعیت و سرعت، این سیستم از فرایندهایی مانند اثر داپلر بهره می‌برد. در این اثر، امواج با حرکت به سمت یا دور از یک نقطه مشخص، فشرده یا کشیده می‌شوند.

آزمایش‌ها و نتایج اولیه
پژوهشگران آنتن‌هایی را به بالون‌های هواشناسی متصل کرده و آن‌ها را به استراتوسفر (بین ۶ تا ۵۰ کیلومتر بالاتر از سطح زمین) فرستادند تا سیگنال‌های ماهواره‌ها و برج‌های تلفن همراه را دریافت کنند.

این آنتن‌ها می‌توانند به عنوان چراغ‌های اضطراری عمل کنند، در صورتی که خلبان سیگنال جی‌پی‌اس را از دست بدهد.

در حال حاضر، پژوهشگران به صورت دستی تعیین می‌کنند که کدام سیگنال‌ها از کدام ماهواره‌ها ارسال شده‌اند. در آینده، تیم پژوهشی روی استفاده از الگوریتم‌هایی کار خواهد کرد که امکان شناسایی خودکار ماهواره‌ها و موقعیت و سرعت کاربر را در زمان واقعی فراهم می‌کند.

طبق گفته دکتر جنیفر سندرسون، یافته‌های اولیه نشان می‌دهد که سیگنال‌های برج‌های تلفن همراه تا ارتفاع حدود ۲۵,۰۰۰ متری شناسایی شده‌اند. اگر این سیگنال‌ها برای ناوبری به اندازه کافی پاک و واضح باشند، این مسئله می‌تواند توانایی‌های ما برای ناوبری جایگزین را به طور چشمگیری تغییر دهد.

گفتنی است این فناوری می‌تواند مزایای واقعی برای سفرهای هوایی داشته باشد، اما همچنان باید توانایی تشخیص سیگنال‌ها و سرعت آن‌ها برای کاهش خطا بهبود یابد. پژوهشگران امیدوارند این سیستم در آینده نزدیک به یک روش کارآمد و قابل اعتماد برای ناوبری هوایی تبدیل شود.

در پایان باید گفت پژوهشگران باید به تدریج قابلیت‌های تشخیصی و سرعت را بهبود دهند تا بتوانند پتانسیل کاهش خطا را افزایش دهند.