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विश्व की चार प्रमुख उपग्रह नेविगेशन प्रणालियों का संक्षिप्त विश्लेषण
दुनिया भर4बड़े उपग्रह नेविगेशन प्रणालियों का संक्षिप्त विश्लेषण
सारांश: उपग्रह नेविगेशन प्रणालियों के गहन अध्ययन के लिए, चार मौजूदा वैश्विक उपग्रह नेविगेशन प्रणालियों - बेइडौ उपग्रह नेविगेशन प्रणाली (बीडीएस), ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम (जीपीएस), गैलीलियो उपग्रह नेविगेशन प्रणाली (गैलीलियो) और ग्लोनैस उपग्रह नेविगेशन प्रणाली (ग्लोनैस) - का तुलनात्मक विश्लेषण किया गया है। यह विश्लेषण तारामंडल, सिग्नल प्रणाली, निर्देशांक और समय प्रणाली तथा सेवा प्रदर्शन के पहलुओं से किया गया है; बीडीएस के लाभों को रेखांकित किया गया है। परिणामों से पता चलता है कि बीडीएस में प्रणाली तारामंडल और सूचना एन्कोडिंग के मामले में काफी लाभ हैं, और इसकी प्रणाली सेवा प्रदर्शन जीपीएस और गैलीलियो के समकक्ष तथा ग्लोनैस से बेहतर है; भूस्थिर कक्षा (जीईओ), झुकी हुई भूतुल्यकालिक कक्षा (आईजीएसओ) और मध्यमंडलीय पृथ्वी तारामंडल वितरण (एमईओ) पर आधारित बीडीएस एशिया-प्रशांत क्षेत्र में स्थिति निर्धारण सटीकता और उपलब्धता में सुधार कर सकती है; बीडीएस द्वारा उपयोग की जाने वाली 64-आधारित निम्न-घनत्व समता जांच (एलडीपीसी) एन्कोडिंग अन्य प्रणालियों की एन्कोडिंग विधियों से बेहतर है। जीपीएस के बाइनरी एलडीपीसी एन्कोडिंग की तुलना में, यह 0.6~1.2 डीबी का अतिरिक्त लाभ प्रदान कर सकता है।
मुख्य शब्द: वैश्विक उपग्रह नेविगेशन प्रणाली; सिस्टम तारामंडल; सिग्नल प्रणाली; समन्वय प्रणाली; सिस्टम समय; सेवा प्रदर्शन
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वैश्विक नेविगेशन उपग्रह प्रणाली, जीएनएसएस, वैश्विक नेविगेशन उपग्रह प्रणाली, बीडौ नेविगेशन उपग्रह प्रणाली, बीडीएस)、美国的全球定位系统(ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम, जीपीएस), गैलीलियो ने वैश्विक परिक्रमा नेविगेशन उपग्रह प्रणाली को अपनाया, ग्लोनास)。其中,BDSऔरGPS已服务全球,性能相当;功能方面,BDS较GPS多了区域短报文和全球短报文功能हालांकि GLONASS विश्व भर में सेवा में है, लेकिन इसका प्रदर्शन BDS और GPS से थोड़ा कमतर है, और GLONASS की कक्षा का झुकाव अधिक है, जिसके कारण निम्न अक्षांशों में इसका प्रदर्शन खराब रहता है। गैलीलियो के प्रेक्षणों की गुणवत्ता बेहतर है, लेकिन उपग्रह घड़ी की स्थिरता थोड़ी कम है, जिसके परिणामस्वरूप सिस्टम की विश्वसनीयता कम हो जाती है।
जीएनएसएस मुख्य रूप से अंतरिक्ष खंड, जमीनी खंड और उपयोगकर्ता खंड से मिलकर बना है। इसका कार्य सिद्धांतके रूप में इस प्रकार है:
1) अंतरिक्ष खंड में तारामंडल के अनुसार वितरित नेविगेशन उपग्रह, सिग्नल मॉड्यूलेशन के लिए ग्राउंड सेगमेंट से अपलिंक द्वारा भेजे गए क्लॉक करेक्शन, एपहेमेरिस और अन्य जानकारी प्राप्त करते हैं, और निर्धारित सिग्नल सिस्टम के अनुसार ग्राउंड पर सिग्नल प्रसारित करते हैं।
2) जमीनी खंड अंतरिक्ष उपग्रहों पर नजर रखता है और उनका रखरखाव करता है, उपग्रहों की स्थिति की निगरानी करता है, उपग्रहों और संकेतों की अखंडता का मूल्यांकन करता है, उपग्रह की कक्षा निर्धारित करता है, और विशिष्ट आवृत्तियों पर उपग्रह में उपग्रह के घड़ी सुधार, पंचांग, पंचांग, आयनोस्फेरिक सुधार मापदंडों और अन्य सूचनाओं को अपलिंक करता है।
3) उपयोगकर्ता खंड प्रत्येक दृश्यमान उपग्रह से संकेत प्राप्त करता है, और ट्रैकिंग सिग्नल से प्राप्त प्रेक्षणों और विसंशोधित सिग्नल से प्राप्त पंचांग और समय की जानकारी के आधार पर उपयोगकर्ता की स्थिति, वेग और समय की जानकारी निर्धारित करने के लिए स्थिति, वेग और समय (पीवीटी) गणना करता है।नेविगेशन सिस्टम स्पेस सेगमेंट में मुख्य रूप से दो महत्वपूर्ण विशेषताएं शामिल हैं:
① एक अंतरिक्ष तारामंडल जो उपग्रहों के स्थानिक वितरण को दर्शाता है;
2. उपग्रह प्रसारण संकेतों की विशेषताएं। संपूर्ण प्रणाली के संदर्भ में, उपयोगकर्ताओं की सबसे बड़ी चिंता इसकी सेवा क्षमता होती है। यह लेख मुख्य रूप से जीएनएसएस के अंतरिक्ष तारामंडल, सिग्नल प्रणाली, निर्देशांक और समय प्रणाली तथा सेवा क्षमता की तुलना करता है और इसी आधार पर बीडीएस की विशेषताओं का विश्लेषण करता है।
1. जीएनएसएस नक्षत्रों का तुलनात्मक विश्लेषण
किसी उपग्रह नेविगेशन प्रणाली के अंतरिक्ष तारामंडल के तत्वों में मुख्य रूप से तारामंडल का प्रकार, उपग्रह का प्रकार, उपग्रहों की संख्या, कक्षीय ऊंचाई, कक्षीय झुकाव आदि शामिल होते हैं। जीपीएस, गैलीलियो और ग्लोनैस का तारामंडल वितरण लगभग समान है, और सभी उपग्रह मध्यम पृथ्वी कक्षा (एमईओ) में स्थित हैं। बीडीएस तारामंडल में एमईओ उपग्रह, झुकी हुई भूतुल्यकालिक कक्षा (आईजीएसओ) उपग्रह और भूस्थिर कक्षा (जीईओ) उपग्रह शामिल हैं। बीडीएस के तीन जीईओ उपग्रह भूमध्य रेखा के ऊपर स्थित हैं, जो क्रमशः 80°E, 110.5°E और 140°E पर वितरित हैं। बीडीएस के तीन आईजीएसओ उपग्रह तीन कक्षीय तलों में वितरित हैं।[3]बीडीएस के 24 एमईओ उपग्रह तीन कक्षीय तलों में समान रूप से वितरित हैं, और उनके उप-उपग्रह बिंदु प्रक्षेप पथ विश्व को कवर करते हैं। एमईओ/आईजीएसओ/जीईओ तारामंडल लेआउट के माध्यम से, बीडीएस एशिया-प्रशांत क्षेत्र में अपने उपग्रहों की दृश्यता में काफी सुधार कर सकता है, जिससे बीडीएस की स्थिति निर्धारण सटीकता और उपलब्धता में वृद्धि होती है।
उपग्रह नेविगेशन प्रणाली का नाम | विभिन्न उपग्रह नेविगेशन प्रणालियों के नेविगेशन उपग्रह पैरामीटर | |||||||
नक्षत्र प्रकार | उपग्रह | विभिन्न प्रकार के उपग्रहों की संख्या | विभिन्न प्रकार के उपग्रहों की कक्षा की ऊँचाई/किमी | विभिन्न प्रकार के उपग्रह | विभिन्न प्रकार के उपग्रह | ट्रैक सतह | नक्षत्र वितरण पुनरावृत्ति अवधि (दिन में कितनी बार) | |
बीडीएस | MEO का तारामंडल वॉकर प्रकार 24/3/1 है। | भू आईजीएसओ MEO | 3 3 24 | 35 786 35 786 21 528 | - 55 55 | - 23 घंटे 56 मिनट 4 सेकंड 12 घंटे 55 मिनट | - - 3 | 13/7 (7 दिनों में 13 बार दोहराएं) |
जीपीएस | नॉन-वॉकर नक्षत्र | MEO | 24 | 20 200 | 55 | 11 घंटे 58 मिनट | 6 | 2/1 (दिन में 2 बार दोहराएं) |
गैलिलियो | वाकर 型星座24/3/1 | MEO | 24 | 23 222 | 56 | 14 घंटे 4 मिनट 45 सेकंड | 3 | 17/10 (10 दिनों में 17 बार दोहराएं) |
ग्लोनास | वाकर 型星座 24/3/2 | MEO | 24 | 19 100 | 64.8 | 11 घंटे 15 मिनट 44 सेकंड | 3 | 17/8 (8 दिनों में 17 बार दोहराएं) |
तालिका1 वैश्विक उपग्रह नेविगेशन प्रणाली अंतरिक्ष तारामंडल तुलना
2. जीएनएसएस प्रणालियों का तुलनात्मक विश्लेषण
चारों प्रमुख उपग्रह नेविगेशन प्रणालियों की अपनी-अपनी विशेषताएं हैं। बहु-पहुँच तंत्र की बात करें तो, बीडीएस, जीपीएस और गैलीलियो का बहु-पहुँच तंत्र कोड डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (सीडीएमए) है। ग्लोनैस का बहु-पहुँच तंत्र वर्तमान में फ़्रीक्वेंसी डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (एफडीएमए) है। इसके आधुनिकीकरण की योजना सीडीएमए की ओर विकसित होने की है। सिग्नल घटकों की बात करें तो, विशेष प्रयोजनों के लिए कुछ अधिकृत या स्वामित्व वाले सिग्नल घटकों के अलावा, बीडीएस, जीपीएस और गैलीलियो में अन्य घटक भी हैं।अनुसंधान और समन्वय की अवधि के बाद, नागरिक सार्वजनिक संकेतों पर एक संगत और अंतरसंचालनीय सहयोग समझौता हुआ, जिससे बीडीएस बी1सी और बी2ए के बीच जीपीएस एल1, एल5 और गैलीलियो ई1 और ई5ए के साथ अंतरसंचालनीयता साकार हुई, जो उपग्रह नेविगेशन प्रणालियों के सेवा प्रदर्शन में काफी सुधार कर सकती है और बहु-प्रणाली उपयोगकर्ता टर्मिनलों की विकास लागत को कम कर सकती है।तालिका 2 मुख्य रूप से सिग्नल आवृत्ति, सिग्नल शाखा, मॉड्यूलेशन विधि, सूचना एन्कोडिंग विधि, प्रतीक दर और सिग्नल बैंडविड्थ के पहलुओं से चार प्रमुख उपग्रह नेविगेशन सिग्नल प्रणालियों की तुलना और विश्लेषण करती है, ताकि पाठकों को प्रत्येक प्रणाली के संकेतों की व्यापक और व्यवस्थित समझ प्राप्त हो सके।
सिस्टम का नाम | Signal | Signal | वाहक आवृत्ति/महज्ज | मॉडयूलन विधि | सूचना एन्कोडिंग विधि | प्रतीक दर (प्रति सेकंड में) "सैंपलिंग समय") | मुख्य लोब बैंड | प्रसारण उपग्रह प्रकार |
बीडीएस | B1I | मैं सड़क | 1 561.098 | बीपीएसके(2) | बीसीएच(15,11,1)+इंटरलीव्ड | 50 | 2.046 0 | जीईओ/आईजीएसओ/एमईओ |
B1C | B1C_डेटा | 1 575.420 | बीओसी(1,1) | BCH(21,6)+BCH(51,8)+64进制LDPC(200,100)+64进制LDPC(88,44)+交织 | 100 | 32.736 0 | आईजीएसओ/एमईओ | |
B1C_पायलट | क्यूएमबीओसी(6,1,4/33) | - | 0 | |||||
B2a | B2a_डेटा | 1 176.450 | क्यूपीएसके(10) | 64 प्रतिशत LDPC(96,48) | 200 | 20.460 0 | आईजीएसओ/एमईओ | |
B2a_पायलट | - | 0 | ||||||
B2b | मैं सड़क | 1 207.140 | क्यूपीएसके(10) | 64 प्रतिशत LDPC(162,81) | 1000 | 20.460 0 | आईजीएसओ/एमईओ | |
B3I | मैं सड़क | 1 268.520 | क्यूपीएसके(10) | बीसीएच(15,11,1)+इंटरलीव्ड | 50 | 20.460 0 | जीईओ/आईजीएसओ/एमईओ | |
जीपीएस | L1 | सीए | 1 575.420 | बीपीएसके(1) | हैमिंग कोड (32,26) | 50 | 2.046 0 | MEO |
पी(वाई) | बीपीएसके(10) | एन्क्रिप्शन | 50 | 20.460 0 | ||||
M | बीओसी(10,5) | एन्क्रिप्शन | - | 30.690 0 | ||||
L1C | एल1सी-डी | 1 575.420 | बीओसी(1,1) | CRC-24Q+BCH(51,8)+बाइनरी LDPC(1200,600)+ब्लॉक इंटरलीविंग | 100 | 4.092 0 | MEO | |
एल1सी-पी | टीएमबीओसी(6,1,4/33) | - | - | 14.332 0 | ||||
L2 | पी(वाई) | 1 227.600 | बीपीएसके(10) | एन्क्रिप्शन | 50 | 20.460 0 | MEO | |
C | बीपीएसके(1) | सीआरसी-24क्यू+ कनवोल्यूशनल एन्कोडिंग (600,300) | 50 | 2.046 0 | ||||
M | बीओसी(10,5) | एन्क्रिप्शन | - | 30.690 0 | ||||
L5 | L5C | 1 176.450 | क्यूपीएसके(10) | सीआरसी-24क्यू+ कनवोल्यूशनल एन्कोडिंग (600,300) | 100 | 20.460 0 | MEO | |
एल5क्यू | एन्क्रिप्शन | - | ||||||
गैलिलियो | E1 | E1-ए | 1 575.420 | बीओसीCOS(15,2.5) | एन्क्रिप्शन | 100 | 35.805 0 | MEO |
E1-बी | सीबीओसी(6,1,1/11,'+') | CRC-24Q + कनवोल्यूशनल एन्कोडिंग (240,120) + इंटरलीविंग | 4.092 0 | |||||
E1-सी | सीबीओसी(6,1,1/11,'+') | - | 4.092 0 | |||||
E5a | E5a-I | 1 176.450 | ऑल्टबीओसी(15,10) | CRC-24Q + कनवोल्यूशनल एन्कोडिंग (488,244) + इंटरलीविंग | 50 | 51.150 0 | MEO | |
E5b | ई5बी-I | 1 207.140 | CRC-24Q + कनवोल्यूशनल एन्कोडिंग (240,120) + इंटरलीविंग | 250 | ||||
E6 | E6-ए | 1 278.750 | बीओसीCOS(10,5) | एन्क्रिप्शन | 100 | 30.690 0 | MEO | |
E6-बी | बीपीएसके(5) | एन्क्रिप्शन | 1000 | 10.230 0 | ||||
E6-सी | बीपीएसके(5) | - | - | 10.230 0 | ||||
ग्लोनास | G1 | 1 598.0 625~1 605.375 | बीपीएसके | हैमिंग कोड | 100 | 8.334 5 | MEO | |
G2 | 1 242.9 375~1 248.625 | बीपीएसके | हैमिंग कोड | 100 | 6.709 5 | |||
तालिका2 GNSSसिग्नलिंग प्रणालियों की तुलना[4 - 9]
चरण 2: बीपीएसके (बाइनरी फेज़ शिफ्ट कीइंग) का उपयोग करने के लिए मशीन टूल्स का उपयोग करना; क्यूएमबीओसी (क्वाड्रेचर मल्टीप्लेक्स्ड बाइनरी ऑफसेट) वाहक) सीबीओसी (मिश्रित बाइनरी ऑफसेट) टीएमबीओसी (टाइम मल्टीप्लेक्स बाइनरी ऑफसेट कैरियर) वाहक) 表示复合二进制偏移载波;BCH(बोस चौधरी होक्कुएंघेम) बोस, चौधरी और होक्कुएंघेम ने होक्कुएंघेम को सीआरसी (चक्रीय अतिरेक जांच) के बारे में बताया।तालिका 2 से देखा जा सकता है कि बीडीएस का B1C सिग्नल, जीपीएस का L1C सिग्नल और गैलीलियो का E1 सिग्नल 1575.42 मेगाहर्ट्ज पर काम करते हैं, और डिबगिंग विधि बाइनरी ऑफसेट कैरियर (बीओसी) मॉड्यूलेशन है; बीडीएस का B2a सिग्नल, जीपीएस का L5 सिग्नल और गैलीलियो का E5a सिग्नल 1176.45 मेगाहर्ट्ज पर काम करते हैं, जहां B2a और L5 क्वाड्रैचर फेज शिफ्ट कीइंग (क्यूपीएसके) मॉड्यूलेशन विधियां हैं, और E5a अल्टरनेटिंग बाइनरी ऑफसेट कैरियर (एएलटीबीओसी) मॉड्यूलेशन विधि है। आवृत्तियों की संगति और मॉड्यूलेशन विधियों की समानता जीएनएसएस अनुकूलता और अंतरसंचालनीयता के लिए आवश्यक शर्तें बनाती हैं। वर्तमान में, 1575.42 मेगाहर्ट्ज पर अनुकूलता और अंतरसंचालनीयता बहुत अच्छी तरह से प्राप्त की जा सकती है।नेविगेशन संदेश डिज़ाइन के संदर्भ में, बीडीएस ने नेविगेशन संदेश एन्कोडिंग में एक महत्वपूर्ण विशेषता के रूप में 64-बेस लो डेंसिटी पैरिटी चेक (एलडीपीसी) एन्कोडिंग को शामिल किया। इसकी एन्कोडिंग और डिकोडिंग योजनाओं को चीन द्वारा स्वतंत्र रूप से विकसित किया गया था, और जीपीएस की बाइनरी एलडीपीसी एन्कोडिंग की तुलना में इसका प्रदर्शन काफी बेहतर है। 64-बेस एलडीपीसी एन्कोडिंग और बाइनरी एलडीपीसी एन्कोडिंग की जटिलता लगभग समान है; डिकोडिंग के संदर्भ में, 64-बेस डिकोडिंग की जटिलता बाइनरी डिकोडिंग की तुलना में लगभग 6 गुना अधिक है। बिट त्रुटि दर 1×10 है।-5इन परिस्थितियों में, 64-आरी एलडीपीसी कोडिंग गेन बाइनरी एलडीपीसी कोडिंग गेन से 0.6~1.2 dB अधिक होता है, जो उपयोगकर्ता टर्मिनल के कोल्ड स्टार्ट से संबंधित संकेतकों में सुधार के लिए काफी लाभ लाता है।.
3. जीएनएसएस निर्देशांक और समय प्रणालियों का तुलनात्मक विश्लेषण
3.1 समन्वय प्रणालियों का तुलनात्मक विश्लेषण
उपग्रह नेविगेशन प्रणाली की समन्वय प्रणाली विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। उपग्रह पंचांग मापदंडों और पंचांग मापदंडों से परिकलित उपग्रह स्थिति और उपग्रह गति को प्रणाली समन्वय प्रणाली में प्रत्यक्ष रूप से दर्शाया जाता है। प्रणाली समन्वय प्रणाली संबंधित भूगणितीय समन्वय प्रणाली स्थापित करने के लिए आवश्यक आधार दीर्घवृत्त को परिभाषित करती है, भू-आकृति के अनुरूप पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र मॉडल का वर्णन करती है, और संशोधित मूलभूत भूगणितीय मापदंड प्रदान करती है। प्रत्येक प्रणाली के संशोधित मूलभूत भूगणितीय मापदंड तालिका 3 में दर्शाए गए हैं।
सिस्टम का नाम | निर्देशांक प्रणाली का नाम | समन्वय प्रणाली पैरामीटर | |||
दीर्घवृत्ताकार की लंबाई/मीटर | चपटेपन | गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक/ | पृथ्वी का घूर्णन कोणीय वेग/ | ||
बीडीएस | बीडीसीएस | 6 378 137.00 | 1 / 298.257 222 101 | 3.986 004 418 | 7.292 115 |
जीपीएस | WGS84 | 6 378 137.00 | 1 / 298.257 223 563 | 3.986 004 418 | 7.292 115 |
गैलिलियो | जीटीआरएफ | 6 378 136.55 | 1 / 298.257 690 000 | 3.986 004 418 | 7.292 115 146 7 |
ग्लोनास | PZ90 | 6 378 136.00 | 1 / 298.257 839 303 | 3.986 004 418 | 7.292 115 |
तालिका3 प्रत्येक निर्देशांक प्रणाली के मूल भूगणितीय पैरामीटर[4 - 9]
बेईडू निर्देशांक प्रणाली (बीडीसीएस) एक भूकेंद्रीय पृथ्वी संदर्भ प्रणाली है। बीडीसीएस की परिभाषा अंतर्राष्ट्रीय पृथ्वी घूर्णन सेवा (आईईआरएस) विनिर्देशों के अनुरूप है और यह चीन भू-माप निर्देशांक प्रणाली 2000 (सीजीसीएस2000) के संदर्भ दीर्घवृत्ताकार मापदंडों का उपयोग करती है। सीजीसीएस2000 से मुख्य अंतर अद्यतन आवृत्ति है। बीडीसीएस, बीडीएस के लिए एक विशेष निर्देशांक प्रणाली है और इसे वर्ष में एक बार या छह महीने में एक बार अद्यतन किया जा सकता है; सीजीसीएस2000 एक राष्ट्रीय निर्देशांक प्रणाली है जिसमें व्यापक सहसंबंध और लंबा अद्यतन अंतराल होता है। बीडीसीएस का कार्यान्वयन नवीनतम अंतर्राष्ट्रीय स्थलीय संदर्भ फ्रेम (आईटीआरएफ) के साथ संरेखित किया जाएगा। डब्ल्यूजीएस84 (विश्व भू-माप प्रणाली 84) अमेरिकी जीपीएस द्वारा उपयोग की जाने वाली भू-माप निर्देशांक प्रणाली है; जीटीआरएफ (गैलीलियो स्थलीय संदर्भ फ्रेम) यूरोपीय संघ के गैलीलियो द्वारा उपयोग की जाने वाली भू-माप निर्देशांक प्रणाली है; पीजेड-90 (पीजेड-90 भू-माप प्रणाली) रूस द्वारा स्थापित भू-माप निर्देशांक प्रणाली है।
3.2 समय प्रणालियों का तुलनात्मक विश्लेषण
समय प्रणाली उपग्रह नौवहन प्रणाली का मूल आधार है और इसके सामान्य संचालन की बुनियाद है। बीडीएस, जीपीएस और गैलीलियो ने परमाणु समय (एटी) पर आधारित समर्पित समय प्रणालियाँ स्थापित की हैं। इनकी सेकंड की लंबाई, इनके जमीनी निगरानी केंद्रों पर स्थापित परमाणु घड़ियों और उपग्रह परमाणु घड़ियों के प्रेक्षणों के आधार पर निर्धारित की जाती है। ये मूल रूप से परमाणु समय ही हैं और इसलिए निरंतर हैं, इनमें समन्वित सार्वभौमिक समय की तरह लीप सेकंड की आवश्यकता नहीं होती। ग्लोनास प्रणाली समय (ग्लोनासस्ट) अन्य तीन प्रणालियों से भिन्न है। यह समन्वित सार्वभौमिक समय (यूटीसी) के समान एक परमाणु समय प्रणाली है। यह संचालन के दौरान लीप सेकंड का उपयोग करती है, मॉस्को समय को मानक के रूप में उपयोग करती है, और इसकी उत्पत्ति रूसी समय मापन संस्थान द्वारा अनुरक्षित समन्वित सार्वभौमिक समय यूटीसी (एसयू) से मानी जाती है।बीडीयू समय (बीडीटी) बीडीएस मास्टर कंट्रोल स्टेशन द्वारा उत्पन्न और अनुरक्षित किया जाता है, और यह राष्ट्रीय समय सेवा केंद्र द्वारा अनुरक्षित समन्वित सार्वभौमिक समय (एनटीएससी) के अनुरूप होता है। जीपीएस समय (जीपीएस समय, जीपीएसटी) जीपीएस मास्टर कंट्रोल स्टेशन द्वारा उत्पन्न और अनुरक्षित किया जाता है और यह अमेरिकी नौसेना वेधशाला द्वारा अनुरक्षित समन्वित सार्वभौमिक समय यूटीसी (यूएसएनओ) के अनुरूप होता है।[12]。गैलीलियो (गैलीलियो समय, जीएसटी) के अनुसार अंतर्राष्ट्रीय वजन और माप ब्यूरो, बीआईपीएम (अंतर्राष्ट्रीय वजन और माप ब्यूरो, बीआईपीएम)।अंतर्राष्ट्रीय परमाणु समय (TAI) को परमाणु सेकंड में मापा जाता है और यह 1 जनवरी, 1958 को सार्वभौमिक समय (UT) 0:00 बजे से शुरू होता है। इस समय, सार्वभौमिक समय और अंतर्राष्ट्रीय परमाणु समय के बीच का अंतर शून्य था, और फिर यह अंतर वर्ष दर वर्ष बढ़ता गया। 1972 में, अंतर्राष्ट्रीय परमाणु समय और सार्वभौमिक समय के बीच के अंतर को सामंजस्य स्थापित करने के लिए, एक समझौता योजना प्रस्तावित की गई, जिसे समन्वित सार्वभौमिक समय कहा गया। समन्वित सार्वभौमिक समय सटीक TAI सेकंड की लंबाई पर आधारित है। जब इसका और सार्वभौमिक समय के बीच का अंतर 0.9 सेकंड से अधिक हो जाता है, तो कृत्रिम रूप से 1 सेकंड का एक लीप सेकंड जोड़ा जाता है, ताकि सार्वभौमिक समय और समन्वित सार्वभौमिक समय के बीच का अंतर हमेशा 0.9 सेकंड के भीतर रहे।[13]तालिका 4 में चार प्रमुख उपग्रह नेविगेशन प्रणालियों की सिस्टम समय तुलना दर्शाई गई है।
उपग्रह नेविगेशन | विभिन्न उपग्रह नेविगेशन प्रणालियों के समय प्रणाली पैरामीटर | |||
समय प्रणाली का नाम | प्रारंभिक युग | क्या यह निरंतर है? | लैग TAI समय/सेकंड | |
बीडीएस | BDT | 2006-01-01 00:00:00(UTC) | हाँ | 33 |
जीपीएस | जीपीएसटी | 1980-01-06 00:00:00(UTC) | हाँ | 19 |
गैलिलियो | GST | 1999-08-22 00:00:00(UTC)前13 s | हाँ | 19 |
ग्लोनास | ग्लोनास्ट | 滞后UTC(SU) 3 घंटे | नहीं | लीप सेकंड के साथ परिवर्तन |
तालिका4 GNSSसमय प्रणाली तुलना
तुलनात्मक विश्लेषण के अनुसार, जीपीएसटी के साथ संगति बनाए रखने के लिए जीएसटी का आरंभिक समय 1999-08-22T 00:00:00 (UTC) से 13 सेकंड पहले निर्धारित किया गया है। जीएसटी और जीपीएसटी दोनों ही टीएआई से 19 सेकंड पीछे हैं।
प्रत्येक सिस्टम समय के बीच रूपांतरण संबंध चित्र 1 में दर्शाया गया है।
चित्र1 सिस्टम समय रूपांतरण संबंध
4. जीएनएसएस सेवा प्रदर्शन का तुलनात्मक विश्लेषण
उपग्रह नेविगेशन प्रणालियों के सेवा प्रदर्शन में सटीकता, अखंडता, निरंतरता और उपलब्धता शामिल हैं, जिनमें से उपयोगकर्ता सटीकता और उपलब्धता को लेकर सबसे अधिक चिंतित हैं।सेवा सटीकता में स्थिति निर्धारण सटीकता, गति मापन सटीकता और समय मापन सटीकता शामिल हैं। स्थिति निर्धारण सटीकता, उपयोगकर्ता द्वारा उपग्रह संकेतों का उपयोग करके निर्धारित स्थिति और उसकी वास्तविक स्थिति के बीच अंतर का सांख्यिकीय मान है, जिसमें क्षैतिज स्थिति निर्धारण सटीकता और ऊर्ध्वाधर स्थिति निर्धारण सटीकता शामिल है। गति मापन सटीकता, उपयोगकर्ता द्वारा उपग्रह संकेतों का उपयोग करके निर्धारित गति और उसकी वास्तविक गति के बीच अंतर का सांख्यिकीय मान है, जो सामान्यतः त्रि-आयामी स्थानिक गति त्रुटि होती है। समय मापन सटीकता, उपग्रह संकेतों का उपयोग करके निर्धारित समय और उपग्रह नेविगेशन प्रणाली के समय के बीच अंतर का सांख्यिकीय मान है।सेवा उपलब्धता, सिस्टम सेवा समय और अपेक्षित सेवा समय का अनुपात है। सेवायोग्य समय वह समय है जब निर्दिष्ट क्षेत्र के भीतर स्थिति परिशुद्धता में कमी (पीडीओपी) उपलब्धता और स्थिति निर्धारण उपलब्धता आवश्यकताओं को पूरा करती है। पीडीओपी उपलब्धता, निर्दिष्ट भौगोलिक या स्थानिक क्षेत्र और समयावधि के भीतर पीडीओपी मान के निर्धारित सीमा आवश्यकताओं को पूरा करने का प्रतिशत है। स्थिति निर्धारण उपलब्धता, निर्दिष्ट सेवा क्षेत्र और समयावधि के भीतर स्थिति निर्धारण सटीकता के निर्धारित सीमा आवश्यकताओं को पूरा करने का प्रतिशत है।नेविगेशन सिस्टम की स्थिति निर्धारण सटीकता मुख्य रूप से दो कारकों द्वारा निर्धारित होती है: ① PDOP मान; ② उपयोगकर्ता समतुल्य रेंज त्रुटि (UERE)। UERE में उपयोगकर्ता रेंज त्रुटि (URE) और उपयोगकर्ता उपकरण त्रुटि (UEE) शामिल हैं। इनमें से: URE उपग्रह से उपयोगकर्ता टर्मिनल तक की दूरी के अवलोकन में नेविगेशन उपग्रह की कक्षा और उपग्रह घड़ी की त्रुटियों के कारण होने वाली त्रुटियों का योग है, जो मुख्य रूप से उपग्रह नेविगेशन सिस्टम द्वारा निर्धारित होती है; UEE ग्राउंड मल्टीपाथ प्रभावों और उपयोगकर्ता रिसीवर लूप शोर आदि के कारण होने वाली त्रुटि है, जो मुख्य रूप से उपयोग वातावरण और स्थानीय रिसीवर के डिज़ाइन द्वारा निर्धारित होती है।सेवा प्रदर्शन विनिर्देशों और बीडीएस, जीपीएस, गैलीलियो और ग्लोनैस के नवीनतम आधिकारिक सम्मेलन सामग्री के आधार पर।[3,14 - 17]प्रत्येक वैश्विक उपग्रह नेविगेशन प्रणाली के सार्वजनिक सेवा प्रदर्शन मापदंडों को क्रमबद्ध किया गया, और परिणाम तालिका 5 में दिखाए गए हैं। तालिका 5 में, आरएमएस (रूट मीन स्क्वायर) रूट मीन स्क्वायर को दर्शाता है।
सिस्टम का नाम | यूआरई/एम | यूआरआरई/(मी·से-1) | 95% विश्वसनीयता पर प्रति मीटर स्थिति निर्धारण सटीकता | गति मापन सटीकता/ | 95% विश्वसनीयता | |
क्षैतिज दिशा | ऊंचाई की दिशा | |||||
बीडीएस | बी1सी/बी2ए: 0.6(आरएमएस) | 0.006(आरएमएस) | 10 | 10 | 0.2(95 % ) | 20 |
बी1आई/बी3आई: 1(आरएमएस) | ||||||
जीपीएस | 95% विश्वसनीयता पर परिणाम 7.8 है | 95% विश्वसनीयता पर परिणाम 0.006 है | 9 | 15 | 0.1 | 40 |
गैलिलियो | 95% विश्वसनीयता पर परिणाम 7 है | - | 4 | 8 | - | 30 |
ग्लोनास | 95% विश्वसनीयता पर परिणाम 18 है | 95% विश्वसनीयता पर परिणाम 0.02 है | 5 | 9 | - | 700 |
तालिका5 जीएमएसएससेवा प्रदर्शन पैरामीटर उजागर करें
दरअसल, प्रत्येक उपग्रह नेविगेशन प्रणाली का मापा गया प्रदर्शन, सार्वजनिक सेवा के लिए किए गए वादे से बेहतर है। यह जानकारी 2019 में आयोजित वैश्विक नेविगेशन उपग्रह प्रणाली (आईसीजी) पर 14वीं अंतर्राष्ट्रीय समिति की बैठक में चीन उपग्रह प्रबंधन कार्यालय की रिपोर्ट के अनुसार है।[18]बीडीएस बी1आई/बी3आई की मापी गई क्षैतिज स्थिति सटीकता 3.6 मीटर (95% विश्वसनीयता के अंतर्गत परिणाम), ऊंचाई स्थिति सटीकता 6.6 मीटर (95% विश्वसनीयता के अंतर्गत परिणाम), गति माप सटीकता 0.05 मीटर/सेकंड (95% विश्वसनीयता के अंतर्गत परिणाम) और समय सटीकता 9.8 एनएस (95% विश्वसनीयता के अंतर्गत परिणाम) है। बी1सी/बी2ए की मापी गई क्षैतिज स्थिति सटीकता 2.4 मीटर (95% विश्वसनीयता के अंतर्गत परिणाम), ऊंचाई स्थिति सटीकता 4.3 मीटर (95% विश्वसनीयता के अंतर्गत परिणाम), गति माप सटीकता 0.06 मीटर/सेकंड (95% विश्वसनीयता के अंतर्गत परिणाम) और समय सटीकता 19.1 एनएस (95% विश्वसनीयता के अंतर्गत परिणाम) है।2019 में आयोजित 14वें आईसीजी सम्मेलन के राष्ट्रीय समन्वय कार्यालय के अनुसार(राष्ट्रीय समन्वय कार्यालय, एनसीओ) ने कहा[19]14 नवंबर 2018 से 13 नवंबर 2019 तक के सांख्यिकीय परिणामों से पता चलता है कि जीपीएस का औसत यूआरई 0.514 मीटर है, सर्वोत्तम दिन का यूआरई 0.362 मीटर है और सबसे खराब दिन का यूआरई 0.666 मीटर है। यह जानकारी 2019 में आयोजित 14वें आईसीजी सम्मेलन में यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी की रिपोर्ट के अनुसार है।[20 - 21]सितंबर 2019 में गैलीलियो उपग्रह द्वारा गणना की गई यूआरई 0.27 मीटर थी (95% विश्वसनीयता के तहत परिणाम), और भूमध्यरेखीय क्षेत्र में निगरानी की गई सबसे खराब स्थिति सटीकता 2.79 मीटर थी (95% विश्वसनीयता के तहत परिणाम)।
5 निष्कर्ष
यह लेख मौजूदा चार जीएनएसएस की विस्तृत तुलना करता है, सिस्टम की नक्षत्र विशेषताओं का विश्लेषण करता है, और बीओएस एमईओ/आईजीएसओ/जीईओ संयुक्त नक्षत्र के लाभों को इंगित करता है; प्रत्येक नेविगेशन सिस्टम के सिग्नल सिस्टम का सारांश प्रस्तुत करता है, बहु-सिस्टम अनुकूलता और अंतःसंचालनीयता तथा बीडीएस सूचना एन्कोडिंग के लाभों पर प्रकाश डालता है; प्रत्येक सिस्टम के समन्वय प्रणाली और समय प्रणाली का तुलनात्मक विश्लेषण करता है; उपग्रह नेविगेशन सिस्टम के सेवा प्रदर्शन का विश्लेषण करता है।प्रत्येक नेविगेशन प्रणाली के सेवा प्रदर्शन मापदंडों का सारांश दिया गया है।तुलनात्मक विश्लेषण से पता चलता है कि बीडीएस के वैश्वीकरण के बाद, इसमें उन्नत तकनीक, पूर्ण कार्यक्षमता, उत्कृष्ट प्रदर्शन, जीपीएस और गैलीलियो के साथ उत्कृष्ट अनुकूलता और अंतरसंचालनीयता है, और इसके बौद्धिक संपदा अधिकार पूरी तरह से स्वतंत्र हैं। यह जीपीएस के साथ-साथ चलने के चरण में है, जो बीडीएस के वैश्विक विस्तार और अंतरराष्ट्रीय मुख्यधारा बनने के लिए एक महत्वपूर्ण गारंटी प्रदान करता है। देश द्वारा संसाधनों और मानव संसाधन में भारी निवेश जारी रखने के साथ, यह उम्मीद की जाती है कि निकट भविष्य में बीडीएस विदेशी जीएनएसएस का नेतृत्व करेगा।
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