تحديد موقع القمر الصناعي في الفضاء

يفترض منذ البداية المعرفة الدقيقة بموقع الأقمار الصناعية في الفضاء، وذلك لسهولة إجراء العمليات الحسابية من جهة، وتحديد المواقع بالنسبة لها من جهة أخرى, لكن كيف يتم التعرف على القمر الصناعي وهو على ارتفاع يبلغ نحو ۱۱آلف میل عن سطح الأرض, وهذا الارتفاع يفيد الأقمار الصناعية في أن تتخلص من جو الأرض وملوثاته، وبالتالي يتم التنبؤ بمداراتها بصورة دقيقة حيث أنها نادرا ما تغيرها، وهي في ذلك تحاول أن تشبه القمر تابع للكرة الأرضية الذي يدور حولها منذ ملايين السنين دون تغير يذكر في مداره.

وتقوم القوات الجوية بالإطلاق كل قمر صناعي في مدار دقيق يتوافق مع الخطة الرئيسية لنظام تحديد المواقع، وهذه المواقع محسوبة ومعلومة مقدمة، وتحتوي بعض أجهزة الاستقبال على سجل مبرمج في حواسبها الألية تقوم بتحديد مدار أي قمر صناعي في الفضاء في أية لحظة.

وتقوم وزارة الدفاع الأمريكية بالمراقبة المستمرة لأقمار نظام تحديد المواقع الصناعية، حتى لا تنحرف عن مداراتها من جهة، وقياس ارتفاعاها من جهة أخرى، ويعد هذا أحد الأسباب التي جعلت مداراتها شاهقة الارتفاع وبعيدة عن المدارات الجغرافية المتزامنة Synchronous – Geo التي تمثل مدارات الأقمار الصناعية الخاصة بالتليفزيون.

وتدور أقمار نظام تحديد المواقع الصناعية حول الكرة الأرضية مرة كل ۱۲ ساعة، ومن ثم تمر فوق محطات الرصد الخاصة بوزارة الدفاع الأمريكية مرتين يوميا، مما يعطي الفرصة لقياس ارتفاعاتها، ومتابعة مواقعها وسرعتها بصورة دقيقة، ومراقبة الأخطاء التي قد تنجم عن جاذبية كل من القمر والشمس وتأثير الإشعاع الشمسي عليها، وهي أخطاء طفيفة للغاية وتعرف باسم أخطاء الزيج أو أخطاء التوقيت الفلكي Ephemeris Errors.

وعندما تنتهي وزارة الدفاع الأمريكية من قياسات موقع القمر الصناعي، تقوم بإرسال هذه المعلومات إلى القمر نفسه، الذي يقوم بدوره بإرسال هذه التصحيحات ضمن بياناته إلى الراصد عن طريق جهاز الاستقبال. ويعني هذا أن الأقمار الصناعية لا تقوم بإرسال الشفرات فقط، لكنها تضيف عليها رسالة تحتوي على معلومات دقيقة عن مداراتها والحالة العامة لأنظمتها وتستخدم كل أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع هذه البيانات إلى جانب قوائم المعلومات الموجودة بداخلها عن الأقمار الصناعية التحديد مواقعها بدقة.