पोजिशनिंग सिस्टम
पोजिशनिंग सिस्टम अंतरिक्ष में किसी वस्तु की स्थिति (ज्यामिति) निर्धारित करने की एक प्रणाली है।[1] सबसे प्रसिद्ध और आमतौर पर उपयोग की जाने वाली पोजिशनिंग प्रणालियों में से एक ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम (जीपीएस) है।
पोजिशनिंग सिस्टम प्रौद्योगिकियां मीटर सटीकता के साथ विश्वव्यापी कवरेज से लेकर उप-मिलीमीटर सटीकता के साथ कार्यस्थल कवरेज तक मौजूद हैं।
कवरेज
अंतरग्रहीय प्रणालियाँ
अंतरग्रहीय-रेडियो संचार प्रणालियाँ न केवल अंतरिक्ष यान के साथ संचार करती हैं, बल्कि उनका उपयोग उनकी स्थिति निर्धारित करने के लिए भी किया जाता है। राडार पृथ्वी के निकट लक्ष्य को ट्रैक कर सकता है, लेकिन गहरे अंतरिक्ष में अंतरिक्ष यान के पास रेडियो सिग्नल को प्रतिध्वनित करने के लिए बोर्ड पर एक कार्यशील ट्रांसपोंडर होना चाहिए। एटीट्यूड कंट्रोल (अंतरिक्ष यान)#स्टार ट्रैकर्स का उपयोग करके अभिविन्यास जानकारी प्राप्त की जा सकती है।
वैश्विक सिस्टम
सैटेलाइट नेविगेशन (जीएनएसएस) विशेष रेडियो रिसीवरों को 2-20 मीटर या दसियों नैनोसेकंड की सटीकता के साथ उनकी 3-डी अंतरिक्ष स्थिति, साथ ही समय निर्धारित करने की अनुमति देता है। वर्तमान में तैनात प्रणालियाँ माइक्रोवेव सिग्नलों का उपयोग करती हैं जिन्हें विश्वसनीय रूप से केवल बाहर ही प्राप्त किया जा सकता है और जो पृथ्वी की अधिकांश सतह के साथ-साथ पृथ्वी के निकट के स्थान को भी कवर करते हैं।
मौजूदा और नियोजित प्रणालियाँ हैं:
- ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम - अमेरिकी सैन्य प्रणाली, 1995 से पूरी तरह से चालू
- ग्लोनास - रूसी सैन्य प्रणाली, अक्टूबर 2011 से पूरी तरह से चालू
- गैलीलियो (उपग्रह नेविगेशन) - यूरोपीय समुदाय, दिसंबर 2019 से पूरी तरह से चालू
- Beidou बेइदौ नेविगेशन प्रणाली चीन, जून 2020 से पूरी तरह से चालू
- भारतीय क्षेत्रीय नेविगेशन उपग्रह प्रणाली - भारत में एक योजनाबद्ध परियोजना
क्षेत्रीय प्रणालियाँ
भूमि-आधारित पोजिशनिंग ट्रांसमीटरों के नेटवर्क विशेष रेडियो रिसीवरों को पृथ्वी की सतह पर उनकी 2-डी स्थिति निर्धारित करने की अनुमति देते हैं। वे आम तौर पर जीएनएसएस की तुलना में कम सटीक होते हैं क्योंकि उनके सिग्नल पूरी तरह से लाइन-ऑफ़-विज़न प्रसार तक ही सीमित नहीं होते हैं, और उनके पास केवल क्षेत्रीय कवरेज होता है। हालाँकि, वे विशेष उद्देश्यों के लिए और बैकअप के रूप में उपयोगी रहते हैं, जहाँ उनके सिग्नल भूमिगत और घर के अंदर सहित अधिक विश्वसनीय रूप से प्राप्त होते हैं, और रिसीवर बनाए जा सकते हैं जो बहुत कम बैटरी पावर की खपत करते हैं। लोरन ऐसी प्रणाली का एक उदाहरण है।
स्थानीय प्रणालियाँ
लोकल पोजिशनिंग सिस्टम (एलपीएस) एक नेविगेशन सिस्टम है जो नेटवर्क के कवरेज के भीतर कहीं भी, हर मौसम में स्थान की जानकारी प्रदान करता है, जहां तीन या अधिक सिग्नलिंग इलेक्ट्रिक बीकन के लिए एक अबाधित लाइन-ऑफ-विज़न प्रसार होता है, जिसकी सटीक स्थिति होती है पृथ्वी पर जाना जाता है.[2][3][4][5] ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम या अन्य वैश्विक नेविगेशन उपग्रह प्रणालियों के विपरीत, स्थानीय पोजिशनिंग सिस्टम वैश्विक कवरेज प्रदान नहीं करते हैं। इसके बजाय, वे (एक सेट) बीकन का उपयोग करते हैं, जिनकी एक सीमित सीमा होती है, इसलिए उपयोगकर्ता को इनके पास रहने की आवश्यकता होती है। बीकन में सेलफोन बेस स्टेशन, वाई-फ़ाई पोजिशनिंग सिस्टम|वाई-फाई और LiFi एक्सेस पॉइंट और रेडियो प्रसारण टावर शामिल हैं।
अतीत में, लंबी दूरी के एलपीएस का उपयोग जहाजों और विमानों के नेविगेशन के लिए किया जाता रहा है। उदाहरण डेका नेविगेटर सिस्टम और लोरान हैं। आजकल, स्थानीय पोजिशनिंग सिस्टम को अक्सर जीपीएस के पूरक (और कुछ मामलों में वैकल्पिक) पोजिशनिंग तकनीक के रूप में उपयोग किया जाता है, खासकर उन क्षेत्रों में जहां जीपीएस नहीं पहुंचता है या कमजोर है, उदाहरण के लिए, इनडोर पोजिशनिंग सिस्टम, या शहरी घाटी। सेल्युलर और रेडियो मस्तूल और टावर का उपयोग करके स्थानीय पोजिशनिंग का उपयोग उन सेल फोन पर किया जा सकता है जिनमें जीपीएस रिसीवर नहीं है। भले ही फोन में जीपीएस रिसीवर हो, सेल टॉवर स्थान सटीकता पर्याप्त होने पर बैटरी जीवन बढ़ाया जाएगा। इनका उपयोग पूह के हनी हंट और रहस्यवादी मनोर जैसी ट्रैकलेस मनोरंजन सवारी में भी किया जाता है।
मौजूदा प्रणालियों के उदाहरणों में शामिल हैं
इनडोर सिस्टम
इनडोर पोजिशनिंग सिस्टम को अलग-अलग कमरों, इमारतों या निर्माण स्थलों में उपयोग के लिए अनुकूलित किया गया है। वे आम तौर पर सेंटीमीटर-सटीकता प्रदान करते हैं। कुछ छह डिग्री की स्वतंत्रता|6-डी स्थान और अभिविन्यास जानकारी प्रदान करते हैं।
मौजूदा प्रणालियों के उदाहरणों में शामिल हैं
कार्यक्षेत्र प्रणाली
इन्हें केवल एक प्रतिबंधित कार्यक्षेत्र को कवर करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, आमतौर पर कुछ घन मीटर, लेकिन मिलीमीटर-रेंज या बेहतर में सटीकता प्रदान कर सकते हैं। वे आम तौर पर 6-डी स्थिति और अभिविन्यास प्रदान करते हैं। उदाहरण अनुप्रयोगों में आभासी वास्तविकता वातावरण, कंप्यूटर-सहायता प्राप्त सर्जरी या रेडियोलॉजी के लिए संरेखण उपकरण और सिनेमैटोग्राफी (गति चित्रांकन , मैच चल रहा है ) शामिल हैं।
उदाहरण: सेंसर बार के साथ Wii रिमोट, पोलहेमस ट्रैकर, प्रिसिजन मोशन ट्रैकिंग सॉल्यूशंस इंटरसेंस।[6]
उच्च प्रदर्शन
उच्च प्रदर्शन पोजिशनिंग सिस्टम का उपयोग विनिर्माण प्रक्रियाओं में किसी वस्तु (उपकरण या भाग) को छह डिग्री की स्वतंत्रता में, वांछित पथ के साथ, वांछित अभिविन्यास पर, उच्च त्वरण, उच्च मंदी, उच्च वेग और कम निपटान समय के साथ सुचारू रूप से और सटीक रूप से स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है। . इसे अपनी गति को तुरंत रोकने और न्यूनतम झटके के साथ चलती वस्तु को उसकी वांछित अंतिम स्थिति और अभिविन्यास पर सटीक रूप से रखने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
उदाहरण: उच्च वेग मशीनी औज़ार ्स, लेजर स्कैनिंग, तार का जोड़ , मुद्रित सर्किट बोर्ड निरीक्षण, प्रयोगशाला स्वचालन परख, उड़ान सिमुलेटर
प्रौद्योगिकी
किसी कमरे, इमारत या दुनिया में किसी वस्तु या व्यक्ति की स्थिति और अभिविन्यास निर्धारित करने के लिए कई प्रौद्योगिकियाँ मौजूद हैं।
ध्वनिक स्थिति
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उड़ान का समय
उड़ान का समय प्रणाली एक ट्रांसमीटर और रिसीवर के बीच स्पंदित संकेतों के प्रसार के समय को मापकर दूरी निर्धारित करती है। जब कम से कम तीन स्थानों की दूरियाँ ज्ञात हों, तो त्रिपत्रीकरण का उपयोग करके चौथी स्थिति निर्धारित की जा सकती है। ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम इसका एक उदाहरण है.
लेजर रेंज फाइंडर जैसे ऑप्टिकल ट्रैकर लाइन-ऑफ़-विज़न प्रसार समस्याओं से ग्रस्त हैं और उनका प्रदर्शन परिवेश प्रकाश और अवरक्त विकिरण से प्रतिकूल रूप से प्रभावित होता है। दूसरी ओर, वे धातुओं की उपस्थिति में विरूपण प्रभाव से ग्रस्त नहीं होते हैं और प्रकाश की गति के कारण उच्च अद्यतन दर हो सकती है।[7] तय की गई दूरी के साथ ऊर्जा की हानि के कारण अतिध्वनि संवेदक की सीमा अधिक सीमित होती है। इसके अलावा वे अल्ट्रासोनिक परिवेश शोर के प्रति संवेदनशील हैं और उनकी अद्यतन दर कम है। लेकिन मुख्य लाभ यह है कि उन्हें दृष्टि की रेखा की आवश्यकता नहीं है।
वैश्विक नेविगेशन उपग्रह प्रणाली जैसे रेडियो तरंगों का उपयोग करने वाले सिस्टम को परिवेशीय प्रकाश का नुकसान नहीं होता है, लेकिन फिर भी दृष्टि की आवश्यकता होती है।
स्थानिक स्कैन
एक स्थानिक स्कैन प्रणाली (ऑप्टिकल) बीकन और सेंसर का उपयोग करती है। दो श्रेणियों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है:
- अंदर से बाहर की प्रणालियाँ जहां बीकन को वातावरण में एक निश्चित स्थान पर रखा जाता है और सेंसर वस्तु पर होता है[8]* सिस्टम के बाहर जहां बीकन लक्ष्य पर हैं और सेंसर वातावरण में एक निश्चित स्थान पर हैं
सेंसर को बीकन पर लक्षित करके उनके बीच के कोण को मापा जा सकता है। त्रिकोणासन से वस्तु की स्थिति ज्ञात की जा सकती है।
जड़त्वीय संवेदन
जड़त्वीय नेविगेशन प्रणाली का मुख्य लाभ यह है कि इसे बाहरी संदर्भ की आवश्यकता नहीं होती है। इसके बजाय यह ज्ञात प्रारंभिक स्थिति और अभिविन्यास के संबंध में जाइरोस्कोप के साथ रोटेशन या accelerometer के साथ स्थिति को मापता है। चूँकि ये प्रणालियाँ निरपेक्ष स्थितियों के बजाय सापेक्ष स्थितियों को मापती हैं, इसलिए वे संचित त्रुटियों से पीड़ित हो सकती हैं और इसलिए बहाव के अधीन हैं। सिस्टम का आवधिक पुन: अंशांकन अधिक सटीकता प्रदान करेगा।
मैकेनिकल लिंकेज
इस प्रकार की ट्रैकिंग प्रणाली संदर्भ और लक्ष्य के बीच यांत्रिक संबंधों का उपयोग करती है। दो प्रकार के लिंकेज का उपयोग किया गया है। एक यांत्रिक भागों का एक संयोजन है जो प्रत्येक घुमा सकता है, जिससे उपयोगकर्ता को कई रोटेशन क्षमताएं मिलती हैं। लिंकेज के अभिविन्यास की गणना वृद्धिशील एनकोडर या पोटेंशियोमीटर से मापे गए विभिन्न लिंकेज कोणों से की जाती है। अन्य प्रकार के यांत्रिक लिंकेज तार होते हैं जो कुंडलियों में लपेटे जाते हैं। एक स्प्रिंग प्रणाली यह सुनिश्चित करती है कि दूरी को सटीक रूप से मापने के लिए तारों को खींचा गया है। मैकेनिकल लिंकेज ट्रैकर्स द्वारा महसूस की गई स्वतंत्रता की डिग्री ट्रैकर की यांत्रिक संरचना के संविधान पर निर्भर होती है। जबकि स्वतंत्रता की छह डिग्री सबसे अधिक बार प्रदान की जाती हैं, आमतौर पर जोड़ों की गतिकी और प्रत्येक लिंक की लंबाई के कारण गति की केवल एक सीमित सीमा ही संभव होती है। साथ ही, संदर्भ से लक्ष्य की दूरी के साथ संरचना का वजन और विरूपण बढ़ता है और कार्यशील मात्रा पर एक सीमा लगा देता है।[8]
चरण अंतर
चरण (तरंगें)#चरण अंतर प्रणाली एक संदर्भ उत्सर्जक से आने वाले सिग्नल के चरण की तुलना में एक गतिशील लक्ष्य पर एक उत्सर्जक से आने वाले सिग्नल के चरण में बदलाव को मापती है। इससे रिसीवर के संबंध में उत्सर्जक की सापेक्ष गति की गणना की जा सकती है।
जड़त्वीय संवेदन प्रणालियों की तरह, चरण-अंतर प्रणालियाँ संचित त्रुटियों से ग्रस्त हो सकती हैं और इसलिए बहाव के अधीन हैं, लेकिन क्योंकि चरण को लगातार मापा जा सकता है, इसलिए वे उच्च डेटा दर उत्पन्न करने में सक्षम हैं। ओमेगा (नेविगेशन सिस्टम) एक उदाहरण है.
प्रत्यक्ष क्षेत्र संवेदन
प्रत्यक्ष क्षेत्र संवेदन प्रणालियाँ अभिविन्यास या स्थिति प्राप्त करने के लिए एक ज्ञात क्षेत्र का उपयोग करती हैं: एक साधारण कम्पास दो दिशाओं में इसके अभिविन्यास को जानने के लिए पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करता है।[8]एक कोण नापने का यंत्र शेष तीसरी दिशा में इसके अभिविन्यास को जानने के लिए पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण का उपयोग करता है। हालाँकि, स्थिति निर्धारण के लिए उपयोग किए जाने वाले क्षेत्र को प्रकृति से उत्पन्न होने की आवश्यकता नहीं है। एक दूसरे के लंबवत रखे गए तीन विद्युत चुम्बकों की एक प्रणाली एक स्थानिक संदर्भ को परिभाषित कर सकती है। रिसीवर पर, तीन सेंसर चुंबकीय युग्मन के परिणामस्वरूप प्राप्त क्षेत्र के प्रवाह के घटकों को मापते हैं। इन उपायों के आधार पर, सिस्टम उत्सर्जकों के संदर्भ के संबंध में रिसीवर की स्थिति और अभिविन्यास निर्धारित करता है।
ऑप्टिकल सिस्टम
ऑप्टिकल पोजिशनिंग सिस्टम प्रकाशिकी घटकों पर आधारित होते हैं, जैसे कुल स्टेशनों में।[9]
चुंबकीय स्थिति
हाइब्रिड सिस्टम
चूँकि प्रत्येक तकनीक के अपने फायदे और नुकसान होते हैं, अधिकांश प्रणालियाँ एक से अधिक तकनीकों का उपयोग करती हैं। जड़त्वीय प्रणाली की तरह सापेक्ष स्थिति परिवर्तन पर आधारित एक प्रणाली को निरपेक्ष स्थिति माप वाली प्रणाली के विरुद्ध आवधिक अंशांकन की आवश्यकता होती है। दो या दो से अधिक प्रौद्योगिकियों को संयोजित करने वाले सिस्टम को हाइब्रिड पोजिशनिंग सिस्टम कहा जाता है।[10] हाइब्रिड पोजिशनिंग सिस्टम कई अलग-अलग पोजिशनिंग प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके मोबाइल डिवाइस का स्थान खोजने के लिए सिस्टम हैं। आमतौर पर जीपीएस (ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम) ऐसे सिस्टम का एक प्रमुख घटक है, जो सेल टावर सिग्नल, वायरलेस इंटरनेट सिग्नल, ब्लूटूथ सेंसर, आईपी पते और नेटवर्क पर्यावरण डेटा के साथ संयुक्त होता है।[11] ये सिस्टम विशेष रूप से जीपीएस की सीमाओं को पार करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, जो खुले क्षेत्रों में बहुत सटीक है, लेकिन घर के अंदर या ऊंची इमारतों (शहरी घाटी प्रभाव) के बीच खराब काम करता है। तुलनात्मक रूप से, सेल टावर सिग्नल इमारतों या खराब मौसम से बाधित नहीं होते हैं, लेकिन आमतौर पर कम सटीक स्थिति प्रदान करते हैं। उच्च वाई-फाई घनत्व वाले शहरी क्षेत्रों में वाई-फाई पोजिशनिंग सिस्टम बहुत सटीक स्थिति दे सकते हैं - और वाई-फाई पहुंच बिंदुओं के व्यापक डेटाबेस पर निर्भर करते हैं।
कुछ नागरिक और वाणिज्यिक स्थान-आधारित सेवाओं और स्थान-आधारित मीडिया के लिए हाइब्रिड पोजिशनिंग सिस्टम की तेजी से खोज की जा रही है, जिन्हें व्यावसायिक और व्यावहारिक रूप से व्यवहार्य होने के लिए शहरी क्षेत्रों में अच्छी तरह से काम करने की आवश्यकता है।
इस क्षेत्र में प्रारंभिक कार्यों में प्लेस लैब परियोजना शामिल है, जो 2003 में शुरू हुई और 2006 में निष्क्रिय हो गई। बाद के तरीकों से स्मार्टफ़ोन को जीपीएस की सटीकता को सेल-आईडी संक्रमण बिंदु खोज की कम बिजली खपत के साथ संयोजित करने की सुविधा मिली।[12] 2022 में, मौजूदा दूरसंचार नेटवर्क का उपयोग करके जीपीएस की तुलना में उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाले उपग्रह-मुक्त पोजिशनिंग सिस्टम सुपरजीपीएस का प्रदर्शन किया गया था।[13][14]
यह भी देखें
- 3डी स्कैनिंग
- सहायक जीपीएस
- नियामक माप मशीन
- गतिशील स्थिति
- आयामी मेट्रोलॉजी
- आँख ट्रैकिंग
- भूमंडल नापने का शास्र
- जियोलोकेशन
- हाथ में पकड़ने वाला ट्रैकर
- इंडोर पोजिशनिंग सिस्टम (आईपीएस)
- स्थानीय पोजिशनिंग सिस्टम
- मोबाइल फ़ोन ट्रैकिंग
- गति चित्रांकन
- बहुभाषी
- स्थिति सेंसर
- वास्तविक समय का पता लगाने की प्रणाली
- उच्छेदन (नेविगेशन)
- सर्वेक्षण
- आभासी वास्तविकता
संदर्भ
- ↑ "पोजिशनिंग सिस्टम". MLGT: The authoritative multi-lingual geographic information terminology database. 2020-06-02.
- ↑ Hjelm, Johan; Kolodziej, Krzysztof W. (2006). स्थानीय पोजिशनिंग सिस्टम एलबीएस अनुप्रयोग और सेवाएँ ([Online-Ausg.] ed.). Boca Raton, FL: CRC/Taylor & Francis. ISBN 978-0-8493-3349-1.
- ↑ Kyker, R (7–9 Nov 1995). स्थानीय पोजिशनिंग सिस्टम. Proceedings of WESCON'95. p. 756. doi:10.1109/WESCON.1995.485496. ISBN 978-0-7803-2636-1. S2CID 30451232.
- ↑ US Patent 20040056798, "स्थानीय पोजिशनिंग सिस्टम", assigned to Gallitzin Allegheny
- ↑ US Patent 6748224, "स्थानीय पोजिशनिंग सिस्टम", assigned to Lucent
- ↑ "InterSense | Precision Motion Tracking Solutions | Home". www.intersense.com (in English). Retrieved 2018-09-30.
- ↑ Devesh Kumar Bhatnagar (29 March 1993). Position trackers for Head Mounted Display systems: A survey (Report). CiteSeerX 10.1.1.104.3535.
- ↑ 8.0 8.1 8.2 Jannick P. Rolland; Yohan Baillot; Alexei A. Goon (2001). "A Survey of Tracking Technology for Virtual Environments". In Barfield, W.; Caudell, T. (eds.). पहनने योग्य कंप्यूटर और संवर्धित वास्तविकता के बुनियादी सिद्धांत. Taylor & Francis. p. 67. ISBN 978-0-8058-2902-0.
- ↑ "ऑप्टिकल पोजिशनिंग सिस्टम". MLGT: The authoritative multi-lingual geographic information terminology database. 2020-06-02.
- ↑ "OpenHPS: An Open Source Hybrid Positioning System".
- ↑ "AlterGeo: About us".
- ↑ Paek, Jeongyeup; Kim, Kyu-Han; Singh, Jatinder P.; Govindan, Ramesh (2011-06-28). "Energy-efficient positioning for smartphones using Cell-ID sequence matching" (PDF). Proceedings of the 9th international conference on Mobile systems, applications, and services. New York, NY, USA: ACM. pp. 293–306. doi:10.1145/1999995.2000024. ISBN 978-1-4503-0643-0. Archived from the original (PDF) on 2012-01-24.
- ↑ ""सुपरजीपीएस" सेमी-स्केल ट्रैकिंग के लिए रेडियो टावरों के लिए उपग्रहों को छोड़ देता है". New Atlas. 17 November 2022. Retrieved 17 December 2022.
- ↑ Koelemeij, Jeroen C. J.; Dun, Han; Diouf, Cherif E. V.; Dierikx, Erik F.; Janssen, Gerard J. M.; Tiberius, Christian C. J. M. (November 2022). "A hybrid optical–wireless network for decimetre-level terrestrial positioning". Nature (in English). 611 (7936): 473–478. Bibcode:2022Natur.611..473K. doi:10.1038/s41586-022-05315-7. hdl:1871.1/83f83acb-b4fd-4c6f-ad01-84986e18f9bf. ISSN 1476-4687. PMID 36385540. S2CID 253555248. University press release: "A navigation system with 10 centimeter accuracy". Delft University of Technology via techxplore.com (in English). Retrieved 17 December 2022.
अग्रिम पठन
- Karimi, Hassan A. (2011-01-01). "Universal Navigation". Universal Navigation on Smartphones (in English). Springer US. pp. 75–88. doi:10.1007/978-1-4419-7741-0_4. ISBN 978-1-4419-7740-3.
