العلاقة الراقية بين النظام العالمي لتحديد المواقع و منطقة جبال الأنديز

إن منطقة جبال الأنديز تشكل العمود الفقري في أمريكا الجنوبية، حيث تمتد أكثر من 000 7 كيلومتر من الساحل الكاريبي إلى قمة الباتاغونيا، وهذه السلسلة المستمرة من القمم والهضانات والزوايا العميقة تمثل واحدة من أكثر البيئات التشغيلية تطرفاً في الملاحة الساتلية على الأرض، وقد صمم النظام العالمي لتحديد المواقع أساساً لظروف التزلج المفتوحة، ولكن القيود المفروضة على الأنديز تفرض مجموعة من التكييفات المادية

الجغرافيا الغير مسامحة لـ (آنديز)

لفهم التوتر بين النظام العالمي لتحديد المواقع و الأنديز يجب أن يتعرف المرء أولاً على حجم وتعقيد الأرض، المدى ليس جداراً واحداً وموحداً من الصخور، إنه يتألف من عدة وديوريات موازية مُفصلة عن طريق الهضبة العالية مثل الوادي الألتيبلانو، و مُنقَعَة بوادي النهر التي قطعت آلاف المترات العميقة، هذه النظرة الثلاثية المتشعبة تُنتج باستمرار

Sky View Obstruction and Valley Shadows

وفي أعماق بيرو، مثل كولكا كانيون أو وادي نهر أبوريماك، يُعرّف الأفق بواسطة جدران مُتجَهِّرة تنتشر بشكل حاد على أي من الجانبين، ولا يمكن أن يُظهر جهاز استقبال للشبكة العالمية لتحديد المواقع في قاع هذا الوادي وجود سواتل مرئية على الأفق، ويُقيَّد هذا الموقع على نطاق ضيق ورأسي من الرؤوس.

التحديات في منطقة ألتيبلو وغلاف الجوي

إن الهضبة المرتفعة التي تمتد عبر بوليفيا وبيرو وشيلي والأرجنتين تطرح مجموعة مختلفة من المشاكل، وهنا، فإن الصورة الساطعة واسعة، وتبدو التضاريس مسطحة نسبيا، غير أن متوسط الارتفاع البالغ الذي يزيد على ٨٠٠ ٣ متر يمكن أن يؤدي إلى حدوث تغيرات في نوعية المياه، كما أن الهواء الجاف يؤدي إلى حدوث تأخيرات في الترسبات الجوية مقارنة بمستوى سطح البحر، ولكن التغيرات السريعة في نوعية الطقس شائعة في المنطقة.

تعدد المتعاطفين في كورديليرا

ومن أصعب الأخطاء التي تُرتكب في الأنديز، وهي أخطاء في النسيج، حيث إن الإشارة التي تُظهر في موقع " أنديس " لا تُظهر بشكل عشوائي، وتُظهر في كل موقع من الأجهزة المترابطة، وتُعطى إشارات متطورة إلى جانب وجود عدة أنواع من أنواع من الوزن، وتُظهر هذه الإشارات مساراً أطول من الإشارة المباشرة، مما يؤدي إلى حساب مسافة غير صحيحة.

كيف يعمل نظام تحديد المواقع ولماذا تكسر الجبال القواعد

والمبدأ الأساسي للنظام العالمي لتحديد المواقع هو التليطال، ويتخذ جهاز استقبال الوقت اللازم للإشارة إلى السفر من قمر صناعي إلى الهوائي، ويعطي التكتل هذه المرة بسرعة الضوء المسافة، ويفترض هذا الحساب أن الإشارات في خطوطها الموحدة قد حلت في نفس الوقت من أربعة أو أكثر، وبأبعاد ثلاثة (العرض، والطول، والارتفاع) وافتراضات الزمن التي تعوض بها ساعاتها الداخلية.

The Geometry of Dilution

إن ترتيب السواتل في السماء بالمقارنة مع جهاز الاستقبال هو أكبر عامل يحدد دقة الموقع، وعندما تُعرف السواتل على نطاق واسع، فإن نقطة التقاطع بين نطاقاتها محددة جيدا، وعندما تتجمع هذه السواتل في السماء، فإن التقاطعات لا تُضفي عليها أي قيود، ولا يُعرف عدم اليقين على نطاق واسع، وفي منطقة الأنديز، فإن تركيبة التضاريس الأرضية الشديدة السعة، وتقييد القوى التي تستقبل مشاهد السماء لاستخدام السواتل العالية.

Atmospheric Refraction at Altitude

إن التروبوسفير والغلاف الجوي الأيونوي يؤثران على إشارات النظام العالمي لتحديد المواقع، فالتربوسفير، طبقة الغلاف الجوي الأدنى، لا يفرق بين الترددات، وهذا التباطؤ في الغلاف الجوي، ودرجة الحرارة، والضغط، والرطوبة، ونسبة التقويم الكلي في الأنديز، أقل من مستوى سطح البحر، غير أن الهواء أقل.

النهوض بتكنولوجيا النظام العالمي لتحديد المواقع من أجل الدقة العالية

وقد دفعت الظروف القصوى في الأنديز إلى اعتماد تقنيات متقدمة في نظام تحديد المواقع تكون أقل شيوعا في بيئات أكثر حمايه، وتهدف هذه الأساليب إلى إلغاء الأخطاء المنهجية التي تضعف دقة النظام العالمي لتحديد المواقع.

نظام تحديد المواقع المختلف والتوقيف الحقيقي للمواقع

وتستخدم الشبكة العالمية لتحديد المواقع في موقع معروف محطة قاعدية ثابتة لقياس الأخطاء في أجهزة التعدين ذات المستوى العادي، وتحسب محطة قاعدية هذه المقاييس عمليات التصويب وترسلها إلى أجهزة استقبال متنقلة (القاذفات) في المنطقة، وفي الأنديز، يكون إنشاء محطة قاعدية موثوقة مهمة لوجستية، ويجب نقل المعدات إلى موقع ثابت ذي درجة عالية من الدقة، يكون فيه مشهد سماء جيد.

النظم العالمية لسواتل الملاحة المتعددة الأطراف

إنّ إعادة النظام العالمي لتحديد المواقع هو عيب في البيئات المرتفعة الغطاء، المُستقبل الحديث متعدد الاتّصالات، بمعنى أنّه بإمكانه أيضاً تعقب (غلوناس) (GLONASS) في (أوروبا) و(جليل) (الصين) هو (بيدو) ويُساعد في تحسين التّغطية السماوية.

الهياكل الأساسية الأرضية ومراكز المراجع التشغيلية المستمرة

وتستثمر البلدان عبر الأنديز في شبكات محطات المراجع العاملة باستمرار، وتوفر هذه المحطات الدائمة للشبكة أساساً لتحديد المواقع بدقة عالية، كما أن نشاط شيلي لرصد الأرض، ووكالة الطاقة المتجددة التابعة لبيرو، تمثل أمثلة للشبكات الوطنية التي توفر التصويبات في الوقت الحقيقي للمستعملين في جميع أنحاء البلد، وهذه الشبكات هي الأكثر كثافة في مجالات النشاط الاقتصادي المرتفع، مثل وحدات الرصد في مجال إنتاج البيانات من شمال شيلي.

التطبيقات الحرجة في منطقة الأنديز

والتفاعل بين النظام العالمي لتحديد المواقع والأنديز هو أكثر ما يتجلى في التطبيقات المحددة التي تعتمد على تحديد المواقع بدقة، وتتراوح هذه التطبيقات بين علوم المناخ الأساسية والإدارة اليومية للموارد.

Glaciology and Climate Change Monitoring

إن العلماء يعودون إلى الأغلبية العظمى من الأنهار المدارية والغابات شبه المدارية في العالم، وهذه الأنهار الجليدية هي مؤشرات حساسة لتغير المناخ، وهي مصادر أساسية للمياه بالنسبة للمدن والزراعة في جميع أنحاء المنطقة، وجهاز تحديد المواقع هو الأداة الرئيسية لرصد ديناميات الجليد.

Seismology and Tectonic Monitoring

(أ) تقع الأنديز فوق أحد أكثر المناطق الفرعية نشاطاً على الكوكب حيث ينحدر قفص ناسكا أسفل قفص أمريكا الجنوبية، وهذا التقارب يقود إلى ارتفاع الجبال ويولد زلزالاً كبيراً.

التعدين وإتاحة الموارد على مستوى عال

(الـ (آنديـز) يتضمـن أغنى رواسب معدنيـة في العالـم، بما في ذلك النحـاس والذهب والفضة والليثيوم، عمليات التعدين على علـى علـى علـى علـى علـى علـى علـى علـى علـى علـى علـى علـى علـى علـى علـى علـى عـى الـى ( تي أنديـى ( إل تـى إس بي جي بي جي بي إس

البحث والإنقاذ والسلامة العامة

وقد زادت شعبية التسلل والجبال في الأنديز، من طريق إنكا إلى أكوكاغوا، من الطلب على الملاحة الموثوقة، حيث أن رسل السواتل الشخصية وأجهزة الاتصال الشخصية المجهزة بالأجهزة اللاسلكية، يمكن أن تؤدي إلى عدم دقة الإبلاغ عن المواقع، وقد ينتقل متسلق موقع الإنقاذ الذي يقع فيه خيام من المصابيح الأرضية.

التنوع البيولوجي وتتبع الحياة البرية

وقد حولت أطقم تتبع النظام العالمي لتحديد المواقع دراسة الحياة البرية في الأنديز، كما أن الحيوانات مثل حاخام الأنديز، والبوما، والفيكونيا يمكن تعقبها عبر أقاليم واسعة النطاق وغير متاحة، وتكشف البيانات المستمدة من هذه الطوق عن طرق الهجرة، وأنماط الصيد، وأفضليات الموائل، وفي المناطق المرتفعة جدا من البراغي، فإن تتبع النظام العالمي لتحديد المواقع للطبيعة يجعل من الصعب الحفظ.

مستقبل الملاحة في الأنديز

والعلاقة بين النظام العالمي لتحديد المواقع وشبكة الأنديز ليست ثابتة، وبما أن التكنولوجيا والبيئة معاً تخضعان للتغيير، فإن التفاعل بينهما لا يزال يتطوّر.

إذكاء الوعي والتشغيل الآلي

أما نظم الملاحة في المستقبل فهي تعتمد أقل على النظام العالمي لتحديد المواقع وحدها، وأكثر على مجموعة من أجهزة الاستشعار، أما وحدات القياس غير المباشر، أو أجهزة قياس الشوائب، أو أجهزة المغناطيس، بل وحتى الكاميرات، فإنها ستُدمج مع بيانات النظام العالمي لتحديد المواقع لتوفير تقدير مستمر ومتين للمواقع، وهذا النهج " الدمج في أجهزة قياس عالية الجودة " ، ويصبح أكثر سهولة في الحصول على أجهزة الاستطلاع.

منخفض الأرض

ويمكن أن تتيح تركيبات السواتل الجديدة ذات المدار الأرضي المنخفض، مثل Iridium NEXT ونظام ستارلنك الناشئ، إمكانية الحصول على خدمات جديدة لتحديد المواقع، والملاحة، والتوقيت، ولأن السواتل الصغيرة جداً أقرب بكثير إلى الأرض (من 500 إلى 000 2 كيلومتر) مقارنة بالسواتل التي تستخدم الشبكة العالمية لتحديد المواقع (20 كيلومتراً)، فإن إشاراتها أقوى بكثير.

The Andes as a Laboratory for Relativistic Geodesy

إختلافات الارتفاعات القصوى داخل الأنديز تجعل المنطقة مختبرا طبيعيا للفيزياء الأساسية من مستوى البحر إلى قمة أكونكاغوا (6961 مترا) الفرق في القدرة على الجاذبية

الاستخبارات الفنية والنماذج الافتراضية

وقد بدأت تستخدم المعلومات الاستخبارية والتعلم الآلي لتحسين أداء النظام العالمي لتحديد المواقع في بيئات صعبة، ويمكن تدريب نماذج المعلومات الإدارية على التنبؤ بالأخطاء المتعددة المبالاة المحددة والتأخيرات في الغلاف الجوي التي تحدث في موقع معين في الأنديز، ومن خلال التعلم من البيانات التاريخية، يمكن لهذه النماذج أن توفر تصويبات في الوقت الحقيقي تتناسب مع الظروف المحلية السائدة في المنطقة وفي الغلاف الجوي، ويمكن أن تستخدم عملية الاستلام في وادي الواعد.

نظام رمزي

إن الجبال تمثل تحديا لا هوادة فيه للتكنولوجيا، وتكشف نقاط ضعفها، وتدفع بتطورها إلى الأمام، وكل قناة عميقة، وهضبة عالية، ورأسية في الأنديز، يرغم المهندسين على إيجاد طرق أفضل للحفاظ على موقعهم الدقيق، وفي المقابل، أعطت التكنولوجيا العلماء والمستكشفين والمجتمعات المحلية أداة قوية لقياس مدى انتشارها،