طوّر علماء في جامعة جنوب الأورال الحكومية برنامجًا حاصلًا على براءة اختراع لتحديد المواقع المثلى للأقمار الصناعية الوهمية / المنصات الجوية المعروفة باسم الأقمار الصناعية الزائفة على الأرض. يُحسّن هذا البرنامج، الذي يأخذ في الحسبان تضاريس الأرض ومسار الهبوط، دقة تحديد ارتفاع الطائرات بأربعة أضعاف مقارنةً بأنظمة الأقمار الصناعية التقليدية. ويمكن استخدام هذا التطوير في الطيران المدني، وفي المطارات النائية والشمالية، وأثناء هبوط الصواريخ القابلة لإعادة الاستخدام.
الأقمار الصناعية الزائفة – هي أجهزة أرضية تعمل كمصادر إضافية لإشارات الملاحة للطائرات. وعلى عكس الأقمار الصناعية الحقيقية، لا تحلق هذه الأقمار في الفضاء، بل تُثبّت على الأرض أو على أبراج بالقرب من المطار. ويهدف استخدامها إلى تحسين دقة وموثوقية الملاحة، لا سيما خلال مرحلتي الهبوط، حيث تكون أخطاء تحديد الارتفاع بالغة الأهمية.
تتمثل المشكلة الرئيسية التي تواجه أنظمة الملاحة فيما يُعرف بالعامل الهندسي. يعكس هذا المعامل كيفية تأثير المواقع النسبية للأقمار الصناعية والأقمار الصناعية الزائفة والطائرة على دقة القياسات. كلما زاد هذا العامل، زاد الخطأ. ويتأثر المكون الرأسي لأنظمة الملاحة - أي تحديد ارتفاع الجهاز - بشكل خاص.
اقترح مطورون من قسم هندسة الطيران والفضاء بجامعة جنوب الأورال الحكومية حلاً فريداً. فقد طوروا برنامجاً حاصلاً على براءة اختراع، وهو الأول من نوعه في روسيا، يأخذ في الحسبان معيارين أساسيين: التضاريس ومسار الهبوط. كل ما عليك فعله هو إدخال بيانات الارتفاع لنصف قطر 25 كيلومتراً (متوفرة من أنظمة المعلومات الجغرافية المتخصصة) ومسار هبوط نموذجي للطائرة. باستخدام خوارزمية تحسين مُعدّلة، يحسب النظام أفضل المواقع لتركيب الأقمار الصناعية الزائفة، والارتفاع المناسب للأبراج لزيادة الدقة. ويحفظ البرنامج نتائج الحسابات بصيغ مناسبة لمزيد من التصميم.
«يقول ستانيسلاف ليسوف، المحاضر الأول في قسم الإلكترونيات اللاسلكية وأنظمة الاتصالات بجامعة جنوب الأورال الحكومية: تكمن الميزة الرئيسية لبرنامجنا في مراعاته للتضاريس ومسار الهبوط. الخوارزميات المشابهة التي أعرفها لم تفرض أي قيود، بل اقترحت وضع الأقمار الصناعية الزائفة على بُعد عشرات الكيلومترات من منطقة الهبوط، حيث لن تعمل، أو على مقربة شديدة من بعضها البعض. يقوم برنامجنا تلقائيًا بتعيين عوامل ترجيح لأجزاء مختلفة من مسار الطائرة، مع التركيز على المراحل الأكثر أهمية - وهي مرحلة الهبوط من ارتفاع 300 متر إلى الأرض. ونتيجة لذلك، ينخفض المكون الرأسي للعامل الهندسي من 2.5 إلى 0.6. وهذا بدوره يحسن دقة تحديد ارتفاع الطائرة قبل الهبوط بأكثر من أربعة أضعاف في المتوسط».
قد يكون هذا التطوير مفيدًا للطيران المدني، لا سيما في المطارات النائية والشمالية حيث قد تكون إشارات نظام الملاحة العالمي غير مستقرة. كما يُعدّ البرنامج مناسبًا للمساحين الباحثين عن مواقع مثالية لإنشاء مدارج الطائرات، وللشركات التي تُطلق شحنات إلى المدار باستخدام مركبات إطلاق قابلة لإعادة الاستخدام واعدة.