كيف تجول الطيارون في السماء قبل GPS
في السنوات الأخيرة، أصبح نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وسيلة أساسية للملاحة للطيارين، ولكن كيف كان الطيارون يجدون طريقهم قبل GPS؟ كان الوعي المستمر بالموقع أمرا بالغ الأهمية بالنسبة لطياري الطائرات، خاصة أثناء الرحلات الطويلة فوق الماء، قبل أيام نظام تحديد المواقع العالمي واتصالات الأقمار الصناعية، واعتمد الطيارون على العمل الجماعي والحسابات الدقيقة لتحديد موقعهم في السماء، وفيما يلي بعض الطرق التي استخدمها الطيارون للإبحار في الأيام التي سبقت الأقمار الصناعية.
الملاحة السماوية Celestial Navigation
قبل ظهور نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، كان الطيارون يستخدمون الشمس والقمر والنجوم لتحديد موقعهم في الرحلة باستخدام أداة تسمى bubble sextant، حيث يمكن للطيارين قياس ارتفاع جرم سماوي، وذلك بالنظر من خلال العدسة ومحاذاة الشعيرات المتقاطعة الخاصة بالجهاز مع نجمة لقياس زاويتها فوق الأفق، وهذا يساعدهم في حساب خط العرض للطائرة.
الانجراف Driftsight
كان الانجراف عبارة عن أداة يمتد من قاع الطائرة، وتستخدمه طواقم القوات البحرية أثناء التحليق فوق المحيط لمشاهدة الأمواج المتحركة أسفلها وقياس سرعة الرياح باستخدام هندسة بسيطة. وقد تم استخدام الأداة لمساعدة الطيارين في تحديد الفرق بين اتجاه الطائرة والمسار المقصود، ومع ذلك، فإن الانجراف كان مفيدا فقط في الرحلات النهارية على ارتفاعات منخفضة.
Dead Reckoning
في رحلة تشارلز ليندبيرغ المنفردة الشهيرة بدون توقف إلى باريس من الولايات المتحدة، قام بإبحار طريقه باستخدام Dead Reckoning، حيث يتم حساب الموقع الحالي للفرد باستخدام موقع محدد مسبقا مع مراعاة الوقت وسرعة الطائرة، ويتم تدريس Dead Reckoning للطيارين الأساسيين في جميع أنحاء العالم بغض النظر عن وجود مساعدات الملاحة بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS).
السهام العملاقة المزروعة في الأرض
يتم تصنيع السهام العملاقة المزروعة في الأرض في عام 1924 ويتم اتباعها، وتم تثبيت 1500 منارة خرسانية على شكل سهم في جميع أنحاء البلاد من قبل وزارة التجارة لمساعدة الطيارين في تسليم البريد، وتم طلاء الأسهم باللون الأصفر الفاتح وإضافة برج منارة بارتفاع 50 قدما، ويشير كل سهم إلى منارة أخرى مثبتة على بعد حوالي 10 أميال، وتم تفوق هذا النظام الجديد على النظام القديم الذي كان يعتمد على رصد النيران المضاءة بجوار مدارج الهبوط ببساطة من قبل الطيارين.
Pilotage
الإرشاد هو واحدة من أولى تقنيات الملاحة التي يتم تعليمها للطيارين المبتدئين. يعتبر الإرشاد سهلا وموثوقا، حيث يقوم الطيار فقط بالنظر من النافذة للبحث عن علامات مثل المدن والأبراج والأنهار والبحيرات والجبال، ثم يقارن ذلك بالمخطط المقطع المطبوع. وحتى في الليل، يمكن للطيار توجيه الطائرة بسهولة من خلال رؤية أضواء المدينة والطرق السريعة والمطارات. على الرغم من سهولة الإرشاد، إلا أنه ليس الأسلوب الأكثر كفاءة للملاحة، ويعتمد على ظروف الطقس الظاهرة.
NDBS
المنارات غير الاتجاهية هي منارات لاسلكية تنقل موجات الراديو إلى جهاز استقبال في الطائرة سوف تقوم إشارة NDB إلى جانب جهاز تحديد الاتجاه التلقائي (ADF) في الطائرة بترجمة الإشارة وتشتمل الأداة المرتبطة في قمرة القيادة على سهم يشير في اتجاه المحطة الأرضية NDB يخبر الطيار بمكانه بالنسبة لمحطة NDB
إذا كان الطيار يريد معرفة موقعه، فيمكنه توجيه طائرته نحو إشارة الناقل اللاسلكي NDB ومتابعتها مباشرةً حتى تصل إلى المحطة. وعلى الرغم من أن أجهزة NDB أصبحت أقل شيوعًا، فإن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أصبح الطريقة الشائعة للملاحة، ولكن لا يزال بعض الطيارين يستخدمون أجهزة NDB.
نظام VORS
يُعَدُّ VOR، وهو اختصارٌ للنطاقِ متعددِ الاتجاهات VHF، نوعًا مِنْ أنواعِ الملاحةِ الراديويةِ التي يستخدمُها الطيارونَ بشكلٍ متكررِ اليوم، ويتضمنُ النظامُ محطةً أرضيةً وهوائيًا على الطائرةِ وأداةً في قمرةِ القيادةِ تفسرُ وتعرضُ موضعَ الطائرةِ بالنسبةِ للإشاراتِ المنبعثةِ من محطةِ VOR الأرضيةِ، ويعتبرُ هذا النظامُ مهمًا جدًا في الملاحةِ الجويةِ للطائراتِ.
يصدر VOR إشارتين في نفس الوقت في جميع الاتجاهات، إحداها دوارة، ويتم قياس فرق الطور بينهما، ويمكن تحديد خط الموضع أو الشعاعي بين الزوايا 0 و 360 درجة (360 درجة تشير إلى الشمال، و090 درجة تشير إلى الشرق، و180 درجة تشير إلى الجنوب، و270 درجة تشير إلى الغرب)
– بالإضافة إلى معدات قياس المسافة، يمكن للطيار تحديد موقعه الدقيق بالنسبة لمحطة VOR معينة. ويوجد حوالي 1000 محطة VOR في الولايات المتحدة اليوم، وتستخدم عادةً بالاقتران مع VFR و IFR للخطوط الجوية أو الطرق في السماء.
نظام GPS
نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) هو النظام الأكثر استخداما والأكثر دقة في الوقت الحالي، ويستند إلى بيانات دقيقة من الأقمار الصناعية تتم نقلها من الأقمار الصناعية إلى محطة أرضية، ثم إلى جهاز استقبال GPS الخاص بالطائرة، ويتم عرض البيانات الدقيقة للموقع على شاشة GPS في قمرة القيادة، إلى جانب السرعة والاتجاه والمسافة من الإحداثيات.
يتم دمج نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بشكل شائع مع أنظمة أخرى مثل أنظمة تجنب الاصطدام المروري وأنظمة تجنب الطقس وتجنب التضاريس، مما يجعله النظام الوحيد الذي يعتمد عليه الطيارون أكثر في المجال الجوي المزدحم اليوم
كما يتيح نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أيضاً للطيار إمكانية الطيران من أي نقطة في الفضاء إلى نقطة أخرى في الفضاء مباشرةً بدلاً من الانتقال من VOR إلى VOR أو عبر مسار معين لهذا السبب يمكن لمستخدمي نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الطيران بكفاءة أكبر وتوفير الوقت والمال.
يستخدم طيارون اليوم مجموعة من تقنيات التنقل المشار إليها أعلاه الأكثر استخداما، ويستخدم الطيار في الطائرات الحديثة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). ومع ذلك، فإن بعض المطارات والطرق قد تتطلب استخدام VORs، وقد يستخدم الطيار الجديد في رحلة ترفيهية طريقة الإرشاد البسيطة القديمة وDead Reckoning للمتعة فقط.
مكونات نظام تحديد المواقع العالمي GPS
تتكون معظم مستقبلات GPS من ثلاثة مكونات أساسية:
- أولا، هوائي يتلقى الإشارة وأحيانا يكون لديه قدرات لمكافحة التشويش.
- تحتوي وحدة الاستقبال المعالج على تحويل الإشارة الراديوية إلى حل ملاحي صالح للاستخدام.
- ثالثًا، هناك وحدة تحكم / عرض تعرض معلومات تحديد الموقع.
استخدامات GPS
هناك خمسة استخدامات رئيسية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS):
- الموقع: تحديد الوظيفة.
- التنقل: الانتقال من موقع إلى آخر.
- التتبع: مراقبة الكائن أو الحركة الشخصية.
- رسم الخرائط: إنشاء خرائط العالم.
- التوقيت: من الممكن اتخاذ قياسات زمنية دقيقة بسبب ذلك.
فوائد GPS
نظراً لمعلومات الموقع الدقيقة والمستمرة سيوفر نظام تحديد المواقع العالمي مساراً مباشراً ومرناً للمغادرة ويخفف الازدحام ويوفر الوقت والوقود مع الحفاظ على مستويات عالية من السلامة كما يجب أن يعتمد التحكم في الطائرات والملاحة فوق الأرض على استخدام الأجهزة الأرضية حيث يجب أن تطير الطائرات عادةً من نقطة إلى أخرى للانتقال إلى وجهتها ونادراً ما تكون مسارات الطيران مباشرة ولكن مع ظهور نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أصبحت معلومات الموقع الدقيقة متاحة للطيارين.