Satellite navigation systems - 1

၂၀၀၇ ခုႏွစ္ စက္တင္ဘာလတြင္ အေမရိကန္ သမၼတ ဘုရွ္ က အိမ္ျဖဴေတာ္တြင္ GPS ႏွင္႔ပက္သက္ေသာ သေဘာတူညီမႈ တစ္ခု ကို အတည္ျပဳခဲ႔သည္။ ယခုလက္ရွိ တစ္ကမာၻလံုး အသံုးျပဳေနေသာ ကမာၻ႔ေနရာျပစနစ္ GPS (Global Position System) အား အေမရိကန္ ကာကြယ္ေရး ဝန္ႀကီးဌာန တစ္ခုတည္းသာ အသံုးျပဳနိုင္ေသာ channel ကို ခ်န္လွပ္ၿပီး က်န္ တစ္ကမာၻလံုး အသံုးျပဳေနသည္႔ channel ကို ၎တို႔ အေနျဖင္႔ လံုးၿခံဳေရးအတြက္ သံသယ ရွိသည္ဟု ယူဆခ်ိန္တြင္ အခ်ိန္မေရြး ပိတ္ပစ္မည္ ျဖစ္ေၾကာင္း အတည္ျပဳခဲ႔သည္။

ထိုသေဘာတူညီမႈေၾကာင္႔ တစ္ကမာၻလံုး ထိတ္လန္႔ခဲ႔ၾကရသည္။ အထူးသျဖင္႔ နိုင္ငံအသီးသီးရွိ ကာကြယ္ေရးလုပ္ငန္းမ်ား၊ စူးစမ္းေလ႔လာေရးလုပ္ငန္းမ်ား၊ သမိုင္းျပဳစုသည္႔လုပ္ငန္းမ်ား၊ ခရီးသြားလာမႈ လုပ္ငန္းမ်ားႏွင္႔ အျခားအျခားေသာ GPS ကို မရွိမျဖစ္ အသံုးျပဳေနရေသာ လုပ္ငန္းမ်ားအတြက္ တာဝန္ရွိသူမ်ားက ပိုမိုစိုးရိမ္ခဲ႔ၾကသည္။ အဓိကအားျဖင္႔ နိုင္ငံတိုင္းအတြက္ အေရးႀကီးသည္႔ ကာကြယ္ေရးလုပ္ငန္းမ်ား ေႏွာင္႔ေႏွးသြားျခင္း၊ ေနရာရွာေဖြမႈ အခက္အခဲမ်ား ႀကံဳေတြ႔ကာ ၾကန္႔ၾကာေစျခင္းႏွင္႔ မလိုအပ္ပဲ အခ်ိန္၊ ခြန္အား၊ ေငြႏွင္႔ လူအရင္းအျမစ္မ်ား ကုန္ဆံုးျခင္းမ်ား ျဖစ္လာေပမည္။

ဤအေျခအေနကို ကမာၻအရပ္ရပ္ရွိ နုိင္ငံမ်ားကလည္း ႀကိဳတင္ေမွ်ာ္ေတြးၿပီးသား ျဖစ္သည္။ မူလကတည္းက အာကာသစနစ္မ်ားတြင္ ထိပ္ဆံုးေရာက္ေနေသာ ရုရွားဖက္ဒေရးရွင္း နိုင္ငံသည္ GPS ႏွင္႔ အၿပိဳင္ Glonass (Global Navigation satellite system) ကို တည္ေထာင္ခဲ႔ၿပီးျဖစ္သည္။ ဥေရာပသမဂၢ ကလည္း သမဂၢဝင္နိုင္ငံမ်ား စုေပါင္း၍ Galileo ၊ အိႏၵိယနိုင္ငံက IRNNS ၊ တရုတ္ျပည္သူ႔သမၼတနိုင္ငံမွ Beidou ႏွင္႔ ဂ်ပန္နိုင္ငံ မွ QZSS စသည္႔ နိုင္ငံမ်ားအလိုက္ ၿဂိဳဟ္တုစနစ္တို႔ကို စီမံကိန္းမ်ား ခ်မွတ္၍ အေကာင္အထည္ ေဖၚခဲ႔ၾကသည္။ သို႔ေသာ္ ေလာေလာဆယ္မွာ NAVSTAR မွ GPS ႏွင္႔ GLONASS ႏွစ္ခု သာ အသံုးျပဳနိုင္ေသးကာ က်န္ စနစ္မ်ားမွာ အသံုးျပဳနိုင္ရန္ အခ်ိန္အေတာ္ၾကာေအာင္ ေစာင္႔ရေပဦးမည္။

GLONASS စႏွစ္မွာလည္း ရုရွားဖက္ဒေရးရွင္းနိုင္ငံမွ ကန္႔သက္ခ်က္ မ်ားေသာေၾကာင္႔ GPS ကိုသာ အားကိုးအားထား ျပဳေနၾကရသည္။ ယေန႔ကမာၻတြင္ ၿဂိဳဟ္တုစနစ္ေပါင္းမ်ားစြာ ရွိသည္႔အနက္ GPS ၿဂိဳဟ္တုစနစ္တစ္ခုတည္းသာ ဤသို႔ျပႆနာ ႀကံဳရျခင္းျဖစ္သည္။ အျခားေသာ မိုးေလဝသၿဂိဳဟ္တု (weather satellite)၊ ဆက္သြယ္ေရးၿဂိဳဟ္တု (telstar communication satellite)၊ အာကာသ စူးစမ္းရွာေဖြေရးၿဂိဳဟ္တု (discovery satellite) စသည္႔ ၿဂိဳဟ္တု စနစ္မ်ားႏွင္႔ ကမာၻ႔ေနရာျပစနစ္ (GPS) တြင္ သံုးေသာ ၿဂိဳဟ္တုမ်ားက မည္သို႔ကြာျခားေသာေၾကာင္႔နည္း? GPS စနစ္တစ္ခုတည္းကို NASA (National Aeronautics and Space Administration) မွ မကိုင္ပဲ Pentagon ႏွင္႔ အေမရိကန္သမၼတက အဘယ္ေၾကာင္႔ ခ်ဳပ္ကိုင္ရသနည္း? GPS စနစ္က မည္မွ် အေရးပါေသာေၾကာင္႔နည္း? ယခုနွစ္ပိုင္းတြင္း အဘယ္ေၾကာင္႔ ေရပန္းစားလာရသနည္း? မည္သည္႔ခုႏွစ္ကတည္းက ေပၚေပါက္လာခဲ႔သနည္း? ယဥ္တိုင္း၊ ေနာက္ဆံုးေပၚ အီလက္ထေရာနစ္ ပစၥည္းတိုင္းတြင္ အဘယ္ေၾကာင္႔ေနရာယူလာရသနည္း? အျခားနိုင္ငံမ်ားမွ GPS ကိုၿပိဳင္ဆိုင္မည္႔ ၿဂိဳဟ္တုစနစ္မ်ားမွာ အဘယ္နည္း? စသည္႔ ေမးခြန္းေပါင္းမ်ားစြာ ရွိလာေပသည္။

မွန္သည္။ GPS စနစ္သည္ ယေန႔ တိုးတက္လာေသာ ကမာၻတြက္ အေရးအပါဆံုး ၿဂိဳဟ္တုစနစ္ျဖစ္သည္။ ေနရာတိုင္း အခန္းတိုင္းတြင္ အသံုးဝင္သည္။ ေကာင္းၿပီ GPS ၿဂိဳဟ္တုစနစ္မ်ားအေၾကာင္း ေလ႔လာၾကပါစို႔။

NAVSTAR GPS

NAVSTAR GPS ဆိုသည္မွာ NAVigation Satellites providing Time And Range & Global Positioning System ( ၿဂိဳဟ္တုမ်ား ပဲ႔ထိန္းေမာင္းႏွင္သြားလာရန္ အတြက္ အခ်ိန္ႏွင္႔ အကြာအေဝး စီစဥ္ခ်မွတ္ေပးျခင္းစႏွစ္ ႏွင္႔ ကမာၻ႔ေနရာျပစနစ္ ) ျဖစ္သည္။ Positioning service ႏွစ္ခုရွိၿပီး အေမရိကန္ ကာကြယ္ေရးဝန္ႀကီးဌာန တစ္ခုတည္းသာ အသံုးျပဳနိုင္ေသာ Precise Positioning Service/PPS ႏွင္႔ တစ္ကမာၻလံုး အသံုးျပဳနိုင္သည္႔ Standard Positioning Service/SPS ဟူ၍ျဖစ္သည္။ Precise Positioning Service မွာ တိက်ေသခ်ာမႈ ၉၅% ရွိၿပီး ျပင္ပရွိတည္ေနရာအမွန္ႏွင္႔ GPS မွ ေဖာ္ျပေသာ တည္ေနရာ၏ အျမင္႔ဆံုးကြာဟမႈမွာ ေရျပင္ညီ (horizontal) ၁၆ မီတာႏွင္႔ ေဒါင္လိုက္ (vertical) ၂၃ မီတာ ျဖစ္သည္။ Standard Positioning Service မွာ ေရျပင္ညီ (horizontal) ၁၀၀ မီတာႏွင္႔ (vertical) ၁၅၆ မီတာ ျဖစ္သည္။

GPS ၿဂိဳဟ္တု ၂၄ လံုးႏွင္႔ ပတ္လမ္း ၆ ခု

NAVSTAR GPS စနစ္ ေပၚေပါက္လာပံုမွာ - ၁၉၆၀ အေစာပိုင္းတြင္ ပင္တဂြန္ Pentagon စစ္ဌာနခ်ဳပ္ (အေမရိကန္ ကာကြန္ေရးဝန္ႀကီး ဌာနခ်ဳပ္ ) မွ အစီစဥ္ေရးဆြဲခဲ႔ေသာ အေမရိကန္ ေရတပ္ (US Navy) ၏ US Navy's TIMATION Program ႏွင္႔ အေမရိကန္ ေလတပ္ (US Air Force) ၏ 621B Project တို႔ႏွစ္ခု မွ စတင္ခဲ႔သည္။

၁၉၇၃ ခုႏွစ္တြင္ GPS စနစ္ဟု ေျပာင္းလဲခဲ႔ၿပီး အေမရိကန္ တပ္မေတာ္တစ္ခုသာ အသံုးျပဳနိုင္သည္႔ Channel ကို အေကာင္အထည္ ေဖာ္နိုင္ခဲ႔သည္။ ပထမဆံုးၿဂိဳဟ္တုကို ၁၉၇၄ ခုနွစ္ ဂ်ဴလိုင္ ( ၁၄ ) ရက္ေန႔က ေအာင္ျမင္စြာ လႊတ္တင္နိုင္ခဲ႔သည္။ ၿဂိဳဟ္တု အေရအတြက္ကိုလည္း စတင္ တည္ေထာင္ခ်ိန္က ၄ လံုး သာ သံုးခဲ႔ရာမွ တျဖည္းျဖည္း အေရအတြက္ တုိးျမွင္႔နိုင္ခဲ႔သည္။ ထို႔ေနာက္ ေနတိုးအဖြဲ႔ (NATO) ေခၚ ေျမာက္အတၱလန္တိတ္ စာခ်ဳပ္အဖြဲ႔ဝင္နုိင္ငံမ်ား (North Atlantic Treaty Organization)ႏွင္႔ အျခား မဟာမိတ္နုိင္ငံအခ်ိဳ႕ကို အသံုးျပဳခြင္႔ေပးခဲ႔သည္။ ၁၉၉၀ ႏွစ္လည္ပိုင္းတြင္ တြင္ ၿဂိဳဟ္တု ၂၄ လံုး စလံုး လႊတ္တင္ၿပီးစီးၿပီး ေနာက္ဆံုး ရလဒ္ကို ၁၉၉၅ ေအပရယ္ ( ၂၇ ) ရက္ေန႔ တြင္ တစ္ကမာၻလံုး စတင္အသံုးျပဳနိုင္ခဲ႔သည္။ ၂၀၀၇ခုႏွစ္ ေဖေဖာ္ဝါရီလတြင္ အရန္ႏွင္႔ ကြပ္ကဲမႈအတြက္ ၿဂိဳဟ္တု ( ၆ ) လံုးအပါအဝင္ စုစုေပါင္း ၿဂိဳဟ္တု အလံုး ( ၃၀ ) လႊတ္တင္ၿပီးျဖစ္သည္။

အလုပ္လုပ္ေဆာင္ပံုမွာ - NAVSTAR GPS စနစ္တြင္ ၿဂိဳဟ္တု ( ၂၄ ) လံုး အသံုးျပဳၿပီး ပက္လမ္း ( ၆ ) ခု သက္မွတ္ကာ ပက္လမ္းတစ္ခုတြင္ ၿဂိဳဟ္တု ( ၄ ) လံုး ကို အကြာအေဝးညီစြာျဖင္႔ ကမာၻကို လွည္႔ပက္ေစသည္။ အီေကြတာ မွ ၅၅ ဒီဂရီ တိမ္းေစာင္းလွည္႔ပက္ေစကာ ကမာၻကို တစ္ပက္ျပည္႔ရန္ ၁၁ နာရီ ၅၈ မိနစ္ ၾကာျမင္႔သည္။ ၿဂိဟ္တု တစ္လံုးစီ၏ ကမာၻမွ အကြာအေဝးမွာ ၂၀၂၀၀ ကီလိုမီတာ ( ၁၀၉၀၀ မိုင္ ) ျဖစ္သည္။ ပက္လမ္း၏ အခ်င္းဝတ္မွာ ၂၆၆၀၀ ကီလိုမီတာ (၁၆၅၀ မိုင္ ) ျဖစ္ည္။ (ကမာၻ၏ အခ်င္းဝတ္ = ၆၃၇၈.၁ ကီလိုမီတာ၊ ၃၉၆၁.၃ မိုင္ ) တည္ေနရာရွာေဖြမႈအတြက္ ဒဗလူဂ်ီအက္စ္ ၈၄ စနစ္ (WGS 84 system) ကို အသံုးျပဳသည္။ ေျမျပင္ရွိ အဓိက ထိန္းခ်ဳပ္ေရးစခန္း (Master Control Station) ကို ေကာ္လိုရာဒို (Colorado Springs) တြင္ ထားရွိၿပီး စခန္းငယ္မ်ားကို ေကာ္လိုရာဒို (Colorado Springs)၊ ဟာဝိုင္အီကၽြန္း (Hawii)၊ အတၱလန္တိတ္ သမုဒၵရာတြင္းတြင္ Ascension၊ အိႏိၵယ သမုဒၵရာတြင္းတြင္ Dieo Garcia ႏွင္႔ ပစိဖိတ္ သမုဒၵရာတြင္းတြင္ Kwajalein ဟူ၍ ထားရွိသည္။ ၿဂိဳဟ္တုမ်ားထံသို႔ ျပန္လည္ ထိန္းခ်ဳပ္မႈ ျပဳလုပ္ရန္အတြက္ ေျမျပင္ အန္တင္နာမ်ားကိုလည္း Ascension၊ Dieo Garcia ႏွင္႔ Kwajalein တို႔တြင္ တည္ေဆာက္ထားသည္။

ေျမျပင္စခန္းတည္ရွိရာ ေနရာမ်ား

တည္ေနရာရွာေဖြမႈ - တည္ေနရာကို ရွာေဖြသက္မွတ္ ပံုမွာ ပထမဆံုး ကမာၻေပၚရွိ GPS receiver တစ္ခုဆီ သို႔ Signal ရရွိေသာ ၿဂိဳဟ္တုမ်ားမွ အကြာအေဝးမ်ားကို တိုင္းတာသက္မွတ္မည္။ ထို႔ေနာက္ ရရွိေသာ အကြာအေဝး ကီလိုမီတာအတုိင္း အခ်င္းဝတ္ယူကာ စက္ဝိုင္းမ်ားကို ဝိုင္းေစပါမည္။ အကယ္၍ ၿဂိဳဟ္တု ၅ လံုးမွ Signal ရရွိနိုင္လွ်င္ စက္ဝိုင္းငါးခု ေပၚေပါက္လာမည္ျဖစ္ၿပီး ၎စက္ဝိုင္း ( ၅ ) ခု၏ ဆံုမွတ္သည္ သိခ်င္ေသာ receiver ၏ ယခု ရွိေနေသာ တည္ေနရာပင္ျဖစ္သည္။ (ကၽြန္ေတာ္ကေတာ့ အၾကမ္းဖ်င္းေလာက္သာနားလည္သည္။ အေသးစိတ္သိလုိလွ်င္ ေအာက္ပါ website မ်ားကုိသြား၍ေလ့လာႏိုင္သည္။

www.kowoma.de/en/gps/positioning.html

http://en.kingofsat.net/satellites.php

GPS ၿဂိဳဟ္တု လမ္းေၾကာင္းမ်ား

GPS ၿဂိဳဟ္တုအား သယ္ေဆာင္ေသာ ဒံုးပ်ံယဥ္

GPS signal သံသရာ

GPS ၿဂိဳဟ္တုမ်ားသည္ L1 ႏွင္႔ L2 ဟူေသာ္ signal ႏွစ္ခု ကို သယ္ေဆာင္ထုတ္လႊတ္ၿပီး ၎ signal ကို A\C binary code ႏွင္႔ P code တို႔ျဖင္႔ data message အျဖစ္ GPS receiver မွ ေျပာင္းလဲရသည္။ NAVSTAR စနစ္တြင္ incoming signals ဖမ္းယူမႈအတြက္ Code division multiple access (CDMA) စနစ္ကို အသံုးျပဳသည္။

GLONASS

GLONASS (Global'naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema) ဆိုသည္မွာ GLObal NAvigation Satellite System ျဖစ္သည္။ ရုရွားဖက္ဒေရးရွင္း နိုင္ငံမွ အစိုးရ တပ္မေတာ္အတြက္ အသံုးျပဳရန္ တည္ေဆာက္ထားေသာ စနစ္ျဖစ္သည္။ GPS စနစ္ကဲ႔သို႔ပင္ တည္ေနရာရွာေဖြ ေသာစနစ္ျဖစ္သည္။ သို႔ေသာ္ တစ္ကမာၻလံုး အသံုးမျပဳနိုင္ေအာင္ ကန္႔သက္ထားသည္။

GLONASS စနစ္ကို ၁၉၇၆ ခု ႏွစ္တြင္ စတင္စမ္းသပ္ခဲ႔ၿပီး ၁၉၉၅ ခုႏွစ္တြင္ ေအာင္ျမင္ၿပီးစီးခဲ႔သည္။ သို႔ေသာ္ ထိုႏွစ္မ်ားအတြင္း ရုရွားနိုင္ငံ၏စီးပြားေရး အႀကီးအက်ယ္ က်ဆင္းေနေသာေၾကာင္႔ စမ္းသပ္မႈကို ရပ္တန္႔ခဲ႔ရသည္။ ကာလၾကာရွည္စြာ ပစ္ထားေသာေၾကာင္႔ ၿဂိဳဟ္တုစနစ္မ်ား ယိုယြင္းပ်က္စီးခဲ႔ရၿပီး ၂၀၀၁ ခုႏွစ္တြင္ အာကာသ၌ ၿဂိဳဟ္တု ( ၈ ) လံုးသာ က်န္ေတာ႔သည္။ ထိုႏွစ္မွာပင္ အိႏၵိယနိုင္ငံနွင္႔ ပူးေပါင္း၍ GLONASS ကို ျပန္လည္ အသက္သြင္းခဲ႔သည္။

ဤစနစ္တြင္ ၿဂိဳဟ္တု ၂၁ လံုးကို အသံုးျပဳထားၿပီး ပက္လမ္း ၃ ခုသာ ထားရွိကာ ပက္လမ္းတစ္ခုလွ်င္ ၿဂိဳဟ္တု ( ၇ )လံုးစီ လွည္႔ပက္ေစပါသည္။ GLONASS ၿဂိဳဟ္တု တစ္လံုးစီသည္ ကမာၻမွ ၁၉၁၀၀ ကီလိုမီတာ ( ၁၁၈၆၈ မိုင္ ) ကြာေဝးသည္။ ၿဂိဳဟ္တု တစ္လံုးလွ်င္ ကမာၻကို တစ္ပက္ျပည္႔ရန္ ၁၁ နာရီ ၁၅ မိနစ္ၾကာျမင္႔သည္။ ပက္လမ္းမ်ားကို အီေကြတာ မွ ၆၅ ဒီဂရီ တိမ္းေစာင္းလွ်က္ ထားရွိသည္။ ၿဂိဳဟ္တု တစ္လံုးစီ၏ အေလးခ်ိန္မွာ ၁၃၀၀ ကီလိုဂရမ္ ခန္႔ေလးၿပီး အရြယ္အစားမွာ အခ်င္းဝတ္ ၁.၁၇၅ မီတာရွိသည္။ GLONASS ၿဂိဳဟ္တုမ်ားသည္ signal ႏွစ္မ်ိဳးကို သယ္ေဆာင္ၿပီး တစ္မ်ိဳးမွာ Standard Precision (SP) signal ျဖစ္ၿပီး ေနာက္တစ္မ်ိဳးမွာ High Precision (HP) signal ျဖစ္သည္။ ကမာၻေျမမွ ဖမ္းယူမႈအတြက္ NAVSTAR ကဲ႔သို႔ CDMA လိုင္းကို အသံုးမျပဳပဲ Frequency Division Multiple Access (FDMA) နည္းပညာကို အသံုးျပဳသည္။ တည္ေနရာရွာေဖြပံုမွာ NAVSTAR GPS စနစ္ႏွင္႔ အတူတူျဖစ္သည္။