Principles of GNSS Positioning and Waypoint
Principles of GNSS Positioning and Waypoint Collection
আমূল পরিবর্তন হয়েছে উচ্চ শিক্ষা ব্যবস্থায় । এসেছে নতুন শিক্ষা নীতি NEP 2020, যেখানে Major/Minor হিসাবে বিভিন্ন বিষয় অন্তর্ভুক্ত হয়েছে । এর মধ্যে ভূগোল বিষয়টিও রয়েছে । এই ভূগোল বিষয়ে অন্তর্ভুক্ত হয়েছে Remote Sensing & GIS বিষয়টি । এই বিষয়ের একটি টপিক হলঃ GNSS । বর্তমান Principles of GNSS Positioning and Waypoint Collection নামক পোস্টে আমরা GNSS সম্পর্কিত কিছু তথ্য উদঘাটন করবো ।
Principles of GNSS Positioning
প্রাককথন : পৃথিবী গ্রহ হিসাবে বিবেচিত মহাবিশ্বের একটি মহাজাগতিক উপাদান । এই গ্রহের একটি প্রধান উপাদান আবার মানুষ । মানুষ নিয়ন্ত্রিত কার্যাবলী পৃথিবী পরিচালনায় গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে । এই কার্যাবলী পরিচালনার জন্য প্রয়োজন হয় বিভিন্ন তথ্যের, যার আধার হল ভৌগোলিক অবস্থান । কোন বিষয় সম্পর্কে তথ্য আহরণের জন্য সংশ্লিষ্ট বিষয়ের অবস্থান জানা অতি প্রয়োজনীয় । পৃথিবীর স্থলভাগ, জলভাগ বা বায়ুমণ্ডলে অবস্থিত পার্থিব কোন উপাদানের তথ্য জানতে হলে বা তার খোঁজ করতে হলে সেই উপাদানের অবস্থান চিহ্নিত করা বাঞ্ছনীয় । অতি প্রাচীনকাল থেকে মানুষ এই চিহ্নিতকরণের কাজ করে আসছে । প্রাগৈতিহাসিককালে কোন স্থানকে পুনরায় খুঁজে পেতে প্রাথমিক অবস্থায় মানুষ পাথর গেদে বা কোন কিছুর দ্বারা দাগ কেটে চিহ্নিতকরণের কাজ করত । উদাহরণ হিসাবে ডলমেন (Dolmens) এর কথা বলা যায় । পাথরের উপর পাথর দিয়ে চিহ্নিত করার এই পদ্ধতির খোঁজ আয়ারল্যান্ড, কোরিয়া সহ ভারতের অন্ধ্রপ্রদেশেও পাওয়া গেছে । দক্ষিণ আফ্রিকার পেরুতে প্রাপ্ত নাজকা রেখা কোন কিছুর দ্বারা দাগ কেটে চিহ্নিতকরণের কাজের প্রকৃষ্ট উদাহরণ । এছাড়া পাথরের উপর পাথর দিয়ে সীমান্ত নির্ধারণকারী কেইর্ন (Cairn) এর কথাও বলা যায় । ঐতিহাসিক কালে দূরত্ব নির্ণয়ের জন্য কিউবিটস (Cubits), গ্রোমা (Groma), ডায়পট্রা (Dioptra), শুল্বসূত্র (Sulba Sutra) ইত্যাদির মতো পদ্ধতির উদ্ভব ঘটে । প্রাচীন মানচিত্র হিসাবে মিশরের প্যাপিরাস মানচিত্র (Papyrus Map), ইউরোপের মাপ্পা মুন্ডি মানচিত্র (Mappa Mundi), ভারতের ভুবনকোষ (Bhubanakosh) ইত্যাদির কথা উল্লেখ করা যায় । মধ্যবর্তী সময়কালে কোন স্থানে পৌঁছতে দিক নির্ণয়ের জন্য কম্পাস, অ্যাস্ট্রোলোব, লাইট হাউস ইত্যাদির প্রচলন শুরু হয় । আধুনিক কালে ECDIS, GPS, AIS, INS ইত্যাদির সাহায্যে কোন কিছুকে চিহ্নিতকরণের কাজ বা কোন স্থানকে খুঁজে বের করার কাজ করা হয় । বর্তমান আলোচ্য Global Navigation Satellite System (GNSS) ব্যবস্থাটি বৈশ্বিক অবস্থান, নেভিগেশন ও নির্দিষ্ট সময় পরিষেবা প্রদানকারী ত্রিমাত্রিক ব্যবস্থা ।
বৈশ্বিক নেভিগেশন উপগ্রহ ব্যবস্থা (Global Navigation Satellite System : GNSS) : নেভিগেশন হল অবস্থান এবং দিক নির্ধারণের প্রক্রিয়া । অর্থাৎ পার্থিব জগতে কোন বস্তু কোন্ দিকে এবং কোন্ স্থানে অবস্থিত তা নির্ধারণ করার জন্য নির্দিষ্ট প্রক্রিয়া । কোরিয়ান গবেষক লী (Junghyun Lee; 2018) এর মতে নেভিগেশন হল বস্তুর অবস্থান, গতি এবং দিক নির্ণয় করার পদ্ধতি। (“Navigation is the method for determining position, speed, and direction of the object.”) অর্থাৎ আধুনিক অর্থে নেভিগেশন বলতে বোঝায় পার্থিব জগতে কোন বস্তু কোন্ স্থানে, কোন্ দিকে ও কত গতিতে অবস্থিত তা নির্ধারণ করার জন্য নির্দিষ্ট প্রক্রিয়া । সুতরাং নেভিগেশন হল এমন একটি যান্ত্রিক প্রক্রিয়া যার দ্বারা বস্তুর অবস্থান, গতি ও অভিমুখ নির্ণয় করা যায় বা বস্তু সম্পর্কে ত্রিমাত্রিক ধারণা লাভ করা যায় । অর্থাৎ নেভিগেশন এর সংজ্ঞা প্রসঙ্গে আমরা বলতে পারি, “যে আধুনিক যান্ত্রিক পদ্ধতিতে পার্থিব কোন বস্তুর নিখুঁত অবস্থান সংক্রান্ত ত্রিমাত্রিক ধারণা লাভ করা যায় তাই নেভিগেশন” । এই নেভিগেশন ব্যবস্থা যখন কৃত্রিম উপগ্রহগুচ্ছ দ্বারা বৈশ্বিক স্তরে পরিচালিত হয় তখন সেই ব্যবস্থাকে বলা হয় বৈশ্বিক নেভিগেশন উপগ্রহ ব্যবস্থা । এই উপগ্রহ ব্যবস্থায় 4 থেকে 36টি কৃত্রিম উপগ্রহ সম্মিলিতভাবে কাজ করে ।
বিকাশ পর্যায় : বৈশ্বিক নেভিগেশন উপগ্রহ ব্যবস্থার ইতিহাস অনুসন্ধান করলে দেখা যায় আধুনিক এই ব্যবস্থার সূচনা হয় মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে । মার্কিন প্রতিরক্ষা দপ্তর বৈশ্বিক নেভিগেশন উপগ্রহ ব্যবস্থা বিকাশের লক্ষ্যে 1957 সালের 4ঠা অক্টোবর TRANSIT বা NAVSAT ব্যবস্থা লঞ্চ করে, যা NNSS (Navy Navigation Satellite System) নামেও অভিহিত হয় । এই ব্যবস্থা তারা 1968 পর্যন্ত 36টি কৃত্রিম উপগ্রহ প্রতিস্থাপিত করে, যার সূচনা হয় 1960 সালের 13ই এপ্রিল Transit 1B নামক উপগ্রহের আংশিক সফল উৎক্ষেপণের মাধ্যমে । 1963 সালের 15ই জুন Transit 5A-3 নামক উপগ্রহের সফল উৎক্ষেপণ এই ব্যবস্থাকে উন্নত পর্যায়ে পৌঁছে দেয় । 1964 সালে এই ব্যবস্থা মার্কিন প্রতিরক্ষা দপ্তরের নৌবাহিনীতে অন্তর্ভুক্ত করা হয় । 1968 সালের মধ্যে এই ব্যবস্থায় 36টি কৃত্রিম উপগ্রহ অন্তর্ভুক্ত করা হয় ।
বৈশ্বিক নেভিগেশন উপগ্রহ ব্যবস্থার উন্নয়নে দ্বিতীয় পদক্ষেপ আসে সোভিয়েত ইউনিয়ন থেকে । সোভিয়েত ইউনিয়ন 1967 সালের 23শে নভেম্বর জ্যালিভ (Zaliv) সিরিজের স্যাটেলাইট জ্যালিভ-1 বা কসমস-192 (Kosmos 192) কে পৃথিবীর নিম্ন কক্ষপথে প্রতিস্থাপনের মাধ্যমে সিকলন নেভিগেশন ব্যবস্থার (Tsiklon Navigation System) সূচনা করে । 1978 পর্যন্ত এই ব্যবস্থায় 31টি কৃত্রিম উপগ্রহ সংযুক্ত করা হয় । ইতিমধ্যে 1976 সালে বিকল্প ব্যবস্থা হিসাবে সোভিয়েত ইউনিয়ন 1974 সালে বেসামরিক স্যাটেলাইট নেভিগেশন ব্যবস্থা হিসাবে সিকাদা (Tsikada) ব্যবস্থার প্রবর্তন করে । এই ব্যবস্থায় 1976 সালে প্রথম কৃত্রিম উপগ্রহ উৎক্ষেপণ করাহয় এবং 1978 সালে সিকলন নেভিগেশন ব্যবস্থাকে অপসারিত করে সিকাদা ব্যবস্থাকে কর্মক্ষমভাবে প্রতিস্থাপন করা হয় এবং এই ব্যবস্থায় 21টি কৃত্রিম উপগ্রহ সংযুক্ত করা হয় ।
বৈশ্বিক নেভিগেশন উপগ্রহ ব্যবস্থার উন্নয়নে তৃতীয় পদক্ষেপ আসে মার্কিনমুলুক থেকে । NAVSAT ব্যবস্থার কার্যকারিতা থেকে উদ্বুদ্ধ হয়ে তৎকালীন মার্কিন বায়ু সেনা প্রধান ব্র্যাডফোর্ড (Col. Bradford Parkinson) কে 1972 সালের নভেম্বরে স্যাটেলাইট নেভিগেশন প্রোগ্রামের দ্বায়িত্ব দেওয়া হয় । তিনি এই ব্যবস্থার উন্নয়নে বেশকিছু সংশোধন প্রস্তাব করেন, যা 1973 সালের ডিসেম্বরে মার্কিন প্রতিরক্ষা দপ্তরের স্বীকৃতি লাভ করে । ফলস্বরূপ 1974 সাল থেকে নতুনভাবে নতুন ব্যবস্থার উপর কাজ আরম্ভ হয়, যা ন্যাভস্টার উপগ্রহ ব্যবস্থা (Navstar : NAVigation System using Timing And Ranging) নামে খ্যাত হয় । 1978 সালের 22শে এপ্রিল Navstar 1 নামক প্রোটোটাইপ উপগ্রহ উৎক্ষেপণের মাধ্যমে এই ব্যবস্থার সূচনা হয়, যা GPS (Global Positioning System) ব্যবস্থা নামে জনপ্রিয় । 1978 থেকে 1985 সালের মধ্যে “ব্লক-I” এ দশটি প্রোটোটাইপ স্যাটেলাইট উৎক্ষেপণ করা হয় । 1995 সালের 27শে এপ্রিল GPS ব্যবস্থা সম্পূর্ণরূপে বিকশিত হয় । ইউএস এয়ার ফোর্স স্পেস কমান্ড 1995 সালের জুলাইতে এই বিষয়টি সম্পর্কে ঘোষণা করে । এর সাথে সাথে বিশ্বের প্রথম বৈশ্বিক নেভিগেশন উপগ্রহ ব্যবস্থা হিসাবে GPS এর আত্মপ্রকাশ ঘটে । 1996 সালের মার্চে তৎকালীন মার্কিন রাষ্ট্রপতি বিল ক্লিন্টন অসামরিক ক্ষেত্রে এই ব্যবস্থা ব্যবহারের ছাড়পত্র প্রদান করেন । বর্তমান সময় (অক্টোবর, 2024) পর্যন্ত এই ব্যবস্থায় 76টি কৃত্রিম উপগ্রহ অন্তর্ভুক্ত করা হলেও বর্তমানে 31টি সম্পূর্ণ কর্মক্ষম অবস্থায় রয়েছে ।
মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের এই সাফল্যের পর দ্বিতীয় বৈশ্বিক নেভিগেশন উপগ্রহ ব্যবস্থা হিসাবে রাশিয়ার GLONASS (Global’naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema : Global Navigation Satellite System) এর আত্মপ্রকাশ ঘটে 2003 সালে । যদিও এই সংক্রান্ত উন্নয়ন কার্যাবলী মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের সাথেই তাল মিলিয়ে অগ্রসর হয় । 1978 সালে সিকলন নেভিগেশন ব্যবস্থাকে অপসারিত করে সিকাদা ব্যবস্থাকে কর্মক্ষমভাবে প্রতিস্থাপন করার 15 বছরের মাথায় অর্থাৎ 1993 নাগাদ রাশিয়া GLONASS এর সূচনা করে । 1995 নাগাদ GLONASS 24টি কৃত্রিম উপগ্রহ নিয়ে সম্পূর্ণরূপে কর্মক্ষম অবস্থায় উত্তীণ হলেও আর্থিক সহযোগিতার অভাবে প্রকল্পটি স্থগিত রাখা হয় । 2000 সালে পুতিন (Vladimir Vladimirovich Putin) ক্ষমতায় এলে এই প্রকল্পটিকে পুনরুজ্জীবিত করার জন্য দ্বিগুণ অর্থসংস্থান করেন এবং 2003 নাগাদ রাশিয়া স্বয়ংসম্পূর্ণভাবে GLONASS ব্যবস্থা কর্মক্ষম হলে বিশ্বের দ্বিতীয় বৈশ্বিক নেভিগেশন উপগ্রহ ব্যবস্থা হিসাবে এটি স্বীকৃতি লাভ করে । বর্তমানে এই ব্যবস্থায় 26টি কর্মক্ষম কৃত্রিম উপগ্রহ অন্তর্ভুক্ত রয়েছে । এই ব্যবস্থায় GLONASS-K2 নামক সর্বশেষ উপগ্রহটি অন্তর্ভুক্ত হয় 2023 সালের 7ই আগস্ট ।
মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র ও রাশিয়ার পর তৃতীয় বৈশ্বিক নেভিগেশন উপগ্রহ ব্যবস্থা হিসাবে 2011 সালের 21শে অক্টোবর ইউরোপীয় ইউনিয়ন গ্যালিলিও (Galileo) ব্যবস্থার সূচনা করে । অপরদিকে 2015 সালের 30শে মার্চ চীন চতুর্থ বৈশ্বিক নেভিগেশন উপগ্রহ ব্যবস্থা হিসাবে বেইডু (BeiDou Navigation Satellite System : BDS) এর সূচনা করে ।
বৈশ্বিক স্তরে নেভিগেশন ব্যবস্থার এই চারটি ব্যবস্থা ছাড়াও আঞ্চলিক স্তরে নেভিগেশন এর জন্য আরো দুটি ব্যবস্থা বর্তমান সময় পর্যন্ত বিকশিত হয়েছে, যার একটি হলঃ ভারতের NavIC এবং জাপানের QZSS, যেগুলির সূচনা হয় 2018 সালে । ভারত, ভারতীয় উপমহাদেশীয় অঞ্চলে নেভিগেশনের বিকাশে সাত উপগ্রহ যুক্ত NavIC (Navigation with Indian Constellation) এর সূচনা করে 2018 সালের 12ই এপ্রিল । অন্যদিকে 2018 সালের 1লা নভেম্বর জাপান এশিয়া-ওশেনিয়া অঞ্চলের নেভিগেশনের বিকাশে চার উপগ্রহ যুক্ত QZSS (Quasi-Zenith Satellite System : Michibiki) এর সূচনা করে । অর্থাৎ বর্তমান সময় পর্যন্ত চারটি বৈশ্বিক স্তরের নেভিগেশন ব্যবস্থা এবং দুটি আঞ্চলিক স্তরের নেভিগেশন ব্যবস্থার উন্নয়ন ঘটেছে ।
জিএনএসএস এর উপাদান (Components of GNSS) : জিএনএসএস হল পার্থিব কোন বস্তুতর অবস্থান নির্ণায়ক প্রযুক্তিগত প্রক্রিয়ার সমষ্টি গত ব্যবস্থা । এই ব্যবস্থার অন্তর্ভুক্ত উপাদানগুলি মূলতঃ তিনটি ক্ষেত্রে অবস্থান করে, যথাঃ মহাকাশ ক্ষেত্র, পৃথিবীপৃষ্ঠ ক্ষেত্র এবং ব্যবহারকারীর ক্ষেত্র । নিম্নে এগুলি সম্পর্কে আলোচনা করা হলঃ
i. মহাকাশ বিভাগ (Space Segment) : জিএনএসএস ব্যবস্থার মহাকাশ বিভাগের অন্তর্ভুক্ত উপাদানগুলি হলঃ a. কৃত্রিম উপগ্রহ এবং b. উপগ্রহের ঝাঁক ।
a. কৃত্রিম উপগ্রহ (Satellite) : কৃত্রিম উপগ্রহ হল জিএনএসএস ব্যবস্থার মেরুদণ্ড। এই উপগ্রহগুলি ন্যাভিগেশন সংকেত প্রেরণ করে পৃথিবী পৃষ্ঠে অবস্থিত জিএনএসএস রিসিভারে প্রেরণ করে ।
বৈশিষ্ট্য : কৃত্রিম উপগ্রহগুলির বেশ কিছু গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য রয়েছে, যথাঃ কক্ষপথ : এদের কক্ষপথ মাঝারি আর্থ অরবিট (MEO) বা জিওস্টেশনারি অরবিট (GEO) প্রকৃতির হয়ে থাকে । উচ্চতা : এই উপগ্রহগুলি ভূপৃষ্ঠ থেকে 20,000 কিমি (MEO) বা 36,000 কিমি (GEO) উচ্চতায় প্রতিস্থাপিত করা হয় এবং এই উচ্চতা থেকেই পৃথিবীকে প্রদক্ষিণ করে তথ্য সংগ্রহ করে । শক্তি : উপগ্রহগুলিকে কর্মক্ষম রাখার জন্য যে শক্তির প্রয়োজন হয় তার জন্য সোলার প্যানেল অথবা ব্যাটারি ব্যবহার করা হয় । জীবন কাল : উপগ্রহগুলি 10-15 বছর পর্যন্ত কর্মক্ষম থাকে । এদের জীবনকাল অতিবাহিত হলে নতুন উপগ্রহ দ্বারা পুরাতনগুলিকে অপসারণ করা হয় ।
b. উপগ্রহের ঝাঁক (Constellation) : জিএনএসএস ব্যবস্থা পরিচালনার জন্য মহাকাশ ক্ষেত্রে একই ব্যবস্থায় অন্তর্ভুক্ত অনেকগুলি উপগ্রহের সমষ্টিকে উপগ্রহের ঝাঁক বলা হয় ।
বৈশিষ্ট্য : জিএনএসএস ব্যবস্থার অন্তর্গত উপগ্রহ ঝাঁকগুলির বেশ কিছু গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য রয়েছে, যথাঃ উপগ্রহের সংখ্যা : এক একটি ঝাঁকে উপগ্রহের সংখ্যা থাকে 24 থেকে 36টি ।
কক্ষপথ : উপগ্রহের প্রকৃতি বিশেষে এদের কক্ষপথ মাঝারি আর্থ অরবিট (MEO) বা জিওস্টেশনারি অরবিট (GEO) প্রকৃতির হয়ে থাকে । কভারেজ : উপগ্রহ ঝাঁক বিশ্বব্যাপী আচ্ছাদিত অবস্থায় পরিষেবা প্রদান করে থাকে । জ্যামিতি : নেভিগেশন নির্ভুলতার জন্য এদের জ্যামিতিক ব্যবস্থাকে বিশেষভাবে অপ্টিমাইজ করা হয়ে থাকে ।
উদাহরণ : উপগ্রহের ঝাঁকের উদাহরণ হিসাবে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের GPS ব্যবস্থার কথা বলা যায়, যেখানে 24-32 উপগ্রহটি উপগ্রহের ঝাঁক কর্মক্ষম থাকে । রাশিয়ার গ্লোনাস ব্যবস্থায় 24টি উপগ্রহ সক্রিয় রয়েছে ।
PSC Geo এর প্রত্যেকটি টপিকের পূর্ণাঙ্গ আলোচনা ও মক টেস্ট সহ আমাদের সাথে প্রস্তুতি নিতে ক্লিক করুনঃ ➮ PSC Geo Study Materials
ii. ভূপৃষ্ঠ বিভাগ (Ground Segment) : জিএনএসএস ব্যবস্থার ভূপৃষ্ঠ বিভাগের অন্তর্ভুক্ত উপাদানগুলি হলঃ a. ভূপৃষ্ঠস্থ নিয়ন্ত্রণ কেন্দ্র, b. আপলোড স্টেশন ও c. পর্যবেক্ষণ কেন্দ্র ।
a. ভূপৃষ্ঠস্থ নিয়ন্ত্রণ কেন্দ্র (Ground Control Stations) : জিএনএসএস ব্যবস্থার গুরুত্বপূর্ণ অবকাঠামোগত উপাদানগুলির মধ্যে একটি অন্যতম উপাদান হল ভূপৃষ্ঠস্থ নিয়ন্ত্রণ কেন্দ্র, এই কেন্দ্রগুলি উপগ্রহ পর্যবেক্ষণ ও নিয়ন্ত্রণের কার্যাবলী সম্পাদন করে থাকে । এই স্টেশনগুলি স্যাটেলাইটের স্বাস্থ্য, কক্ষপথ এবং ঘড়ি পর্যবেক্ষণ করে।
উপাদান : জিএনএসএস ব্যবস্থায় ভূপৃষ্ঠস্থ নিয়ন্ত্রণ কেন্দ্রগুলি যেসমস্ত উপাদানের সমন্বয়ে গঠিত হয় সেগুলি হলঃ a. অ্যান্টেনা : এর মাধ্যমে ভূপৃষ্ঠস্থ নিয়ন্ত্রণ কেন্দ্রগুলি স্যাটেলাইটের সাথে যোগাযোগ রক্ষা করে । b. ট্রান্সসিভার : এর মাধ্যমে ভূপৃষ্ঠস্থ নিয়ন্ত্রণ কেন্দ্রগুলি ডেটা প্রেরণ এবং গ্রহণ করতে সক্ষম হয় । c. কম্পিউটার : এর মাধ্যমে নেভিগেশন ডেটা প্রক্রিয়াকরণ করা হয় এবং স্যাটেলাইট অপারেশন নিয়ন্ত্রণ করা হয় । d. সফ্টওয়্যার : স্যাটেলাইট অপারেশন এবং নেভিগেশন ডেটা পরিচালনা করার জন্য বিশেষ বিশেষ সফ্টওয়্যার ব্যবহার করা হয় । e. বিদ্যুৎ সরবরাহ : ক্রমাগত অপারেশন নিশ্চিত করার জন্য শক্তি সরবরাহের বিশেষ ব্যবস্থা থাকে ।
কাজ : এইধরনের কেন্দ্রগুলি জিএনএসএস ব্যবস্থায় যেসমস্ত কার্যাবলী সম্পাদন করে সেগুলি হলঃ a. স্যাটেলাইট মনিটরিং : এই কেন্দ্রগুলি স্যাটেলাইটের স্বাস্থ্য, অবস্থা ও কর্মক্ষমতা সম্পর্কে তথ্য অনুসন্ধান করে । b. কক্ষপথ নির্ধারণ : এই কেন্দ্রগুলি সুনির্দিষ্ট উপগ্রহ কক্ষপথ এবং কক্ষপথ উপগ্রহগুলির অবস্থান গণনার মাধ্যমে ব্যাবস্থাটিকে পরিচালনা করে । c. ঘড়ি সমন্বয় : কেন্দ্রগুলি মহাকাশ ও ভূপৃষ্ঠের সময়ের যাথার্থ্য যোগসূত্র নির্ধারণের জন্য উপগ্রহ ও রিসিভারে স্থাপিত ঘড়ির সময়ের সমন্বয় করে । d. নেভিগেশন ডেটা আপলোড : স্যাটেলাইটে নেভিগেশন ডেটা প্রেরণ প্রেরণ করে । e. টেলিমেট্রি, ট্র্যাকিং ও কমান্ড (TT&C) : উপগ্রহ ব্যবস্থা নিয়ন্ত্রণের জন্য ভূপৃষ্ঠ থেকে উপগ্রহের অন্তর্ভুক্ত অভ্যন্তরীণ যন্ত্রাংশে নির্দেশ প্রেরণ করে । f. অসঙ্গতি সনাক্তকরণ ও সমাধান : উপগ্রহের অসঙ্গতিগুলি সনাক্ত করে সেগুলির সমাধান করে ।
উদাহরণ : মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের কলোরাডোর শ্রিভার এয়ার ফোর্স বেস এ অবস্থিত মাস্টার কন্ট্রোল স্টেশন (MCS) হলঃ জিপিএস ব্যবস্থার ভূপৃষ্ঠস্থ নিয়ন্ত্রণ কেন্দ্র । এছাড়া রাশিয়ার মস্কোতে অবস্থিত সিস্টেম কন্ট্রোল সেন্টার (SCC) গ্লোনাস এর; জার্মানির ওবারপফাফেনহোফেন এ অবস্থিত গ্রাউন্ড কন্ট্রোল সেগমেন্ট (GCS) হল গ্যালিলিওর এবং চীনের বেইজিংয়ে অবস্থিত মাস্টার কন্ট্রোল স্টেশন (MCS) হল বেইডু এর ভূপৃষ্ঠস্থ নিয়ন্ত্রণ কেন্দ্র ।
b. আপলোড কেন্দ্র (Upload Stations) : জিএনএসএস ব্যবস্থায় ন্যাভিগেশন উপাত্ত, ঘড়ি সমন্বয় ও কক্ষপথ সংশোধন তথ্য উপগ্রহে প্রেরণের বিশেষ মাধ্যম হল আপলোড কেন্দ্র ।
উপাদান : জিএনএসএস ব্যবস্থায় আপলোড কেন্দ্রগুলি যেসমস্ত উপাদানের সমন্বয়ে গঠিত সেগুলি হলঃ অ্যান্টেনা : স্যাটেলাইটের সাথে যোগাযোগের জন্য উচ্চ-মানের অ্যান্টেনা। ট্রান্সসিভার : ডেটা প্রেরণ ও গ্রহণের জন্য উপযোগী ট্রান্সসিভার । কম্পিউটার : নেভিগেশন উপাত্ত প্রসেস ও আপলোড অপারেশন নিয়ন্ত্রণ করার জন্য আধুনিক কম্পিউটার। সফ্টওয়্যার : আপলোড অপারেশন ও ডেটা বৈধতা পরিচালনা করার জন্য প্রয়োজনীয় সফ্টওয়্যার । এবং বিদ্যুৎ সরবরাহ : অবিচ্ছিন্ন অপারেশন নিশ্চিত করার জন্য অবিচ্ছিন্ন বিদ্যুৎ সরবরাহ ব্যবস্থা ইত্যাদি । ।
কাজ : এইধরনের কেন্দ্রগুলি জিএনএসএস ব্যবস্থায় যেসমস্ত কার্যাবলী সম্পাদন করে সেগুলি হলঃ a. নেভিগেশন উপাত্ত আপলোড : স্যাটেলাইটে আপডেট করা নেভিগেশন উপাত্ত প্রেরণ প্রেরণ করা হয়, যার মধ্যে রয়েছে উপগ্রহের অবস্থান ও বেগ সংক্রান্ত এফিমেরিস উপাত্ত এবং স্যাটেলাইট স্বাস্থ্য ও স্থিতি সংক্রান্ত আলমানাক উপাত্ত । এছাড়া সময় সংশোধন সংক্রান্ত উপাত্তও আপলোড করা হয় । b. ঘড়ি সিঙ্ক্রোনাইজেশন : স্যাটেলাইট ঘড়িগুলির সাথে গ্রাউন্ড-ভিত্তিক ঘড়িরগুলির মধ্যে সমন্বয় সাধন সংক্রান্ত উপাত্তও আপলোড করা হয় । c. কক্ষপথ সংশোধন : স্যাটেলাইট অবস্থান সংক্রান্ত নির্ভুলতা বজায় রাখতে কক্ষপথ সংশোধন উপাত্ত প্রেরণ করা হয় আপলোড কেন্দ্র থেকে । d. টেলিমেট্রি, ট্র্যাকিং এবং কমান্ড (TT&C) : স্যাটেলাইটের স্বাস্থ্য এবং কর্মক্ষমতা পর্যবেক্ষণ করার প্রয়োজনীয় উপাত্তও আপলোড করা হয় । e. উপাত্ত যাচাইকরণ : আপলোড করা উপাত্তর অখণ্ডতা যাচাই করা হয় ।
একাদশ শ্রেণীর দুটি সেমিস্টারের In Details আলোচনা রয়েছে ইবুক দুটিতে 📥
♦️ইবুক : উচ্চ মাধ্যমিক ভূগোল নির্যাস : একাদশ, প্রথম সেমিস্টার
♦️ইবুক : উচ্চ মাধ্যমিক ভূগোল নির্যাস : একাদশ, দ্বিতীয় সেমিস্টার)
উদাহরণ : GPS আপলোড স্টেশন : মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের United States Air Force (USAF) দ্বারা পরিচালিত কলোরাডোর শ্রিভার এয়ার ফোর্স বেস এবং ফ্লোরিডার কেপ ক্যানাভেরাল এয়ার ফোর্স স্টেশন । গ্লোনাস আপলোড স্টেশন : রাশিয়ার রাশিয়ান ফেডারেল স্পেস এজেন্সি (রসকসমস) দ্বারা পরিচালিত
মস্কো ও সেন্ট পিটার্সবার্গ এ অবস্থিত আপলোড স্টেশন । গ্যালিলিও আপলোড স্টেশন : ইউরোপীয় ইউনিয়ন এর ইউরোপীয় মহাকাশ সংস্থা (ESA) দ্বারা পরিচালিত জার্মানির ওবারপফাফেনহোফেন এবং বেলজিয়ামের রেডু তে অবস্থিত আপলোড স্টেশন । বেইডু আপলোড স্টেশন : চীনের চায়না ন্যাশনাল স্পেস অ্যাডমিনিস্ট্রেশন (CNSA) দ্বারা পরিচালিত বেইজিং ও জিয়ানে অবস্থিত আপলোড স্টেশন ।
c. পর্যবেক্ষণ কেন্দ্র (Monitoring Stations) : জিএনএসএস ব্যবস্থায় উপগ্রহের কার্যকারিতার উপর দৃষ্টিনিবন্ধকারী এবং সংকেতের নির্ভুলতা ও নির্ভরযোগ্যতা নিশ্চিত কারী একটি ভূপৃষ্ঠস্থ কেন্দ্র হল পর্যবেক্ষণ কেন্দ্র ।
উপাদান : পর্যবেক্ষণ কেন্দ্রের উপাদানগুলি হলঃ অ্যান্টেনা : সংকেত গ্রহণের উপযোগী উচ্চ ক্ষমতা সম্পন্ন অ্যান্টেনা। সংকেত প্রক্রিয়াকরণ ইউনিট : সিগন্যালের গুণমান এবং নেভিগেশন ডেটা বিশ্লেষণ করার জন্য বিশেষ ইউনিট । কম্পিউটার : উপাত্ত প্রক্রিয়াকরণ ও বিশ্লেষণ করার জন্য আধুনিক কম্পিউটার । সফ্টওয়্যার : মনিটরিং অপারেশন এবং উপাত্ত বিশ্লেষণ পরিচালনা করার জন্য বিশেষ সফ্টওয়্যার । এবং বিদ্যুৎ সরবরাহ : ক্রমাগত অপারেশন নিশ্চিত করার জন্য অবিচ্ছিন্ন বিদ্যুৎ সরবরাহ ।
কার্যাবলী : জিএনএসএস ব্যবস্থায় পর্যবেক্ষণ কেন্দ্রের গুরুত্বপূর্ণ কার্যাবলীগুলি হলঃ সংকেতের গুণমান পর্যবেক্ষণ : সংকেতের শক্তি, শব্দ ও মড্যুলেশন পরিমাপ করা বিষয়গুলো এর অন্তর্ভুক্ত । উপগ্রহ স্বাস্থ্য পর্যবেক্ষণ : উপগ্রহের অবস্থা, শক্তি ও তাপমাত্রা চিহ্নিতকরণ করা । নেভিগেশন উপাত্ত যাচাইকরণ : নেভিগেশন উপাত্তের যথার্থতা যাচাই করা। কক্ষপথ নির্ধারণ : সুনির্দিষ্ট উপগ্রহের জন্য সুনির্দিষ্ট কক্ষপথ গণনা করা। ফ্রিকোয়েন্সি ও ফেজ পর্যবেক্ষণ : সিগন্যালের ফ্রিকোয়েন্সি ও ফেজ পরিমাপ করা। উপাত্ত সংগ্রহ : উপগ্রহের কর্মক্ষমতা বিশ্লেষণের জন্য উপাত্ত সংগ্রহ করা ইত্যাদি ।
উদাহরণ : জিপিএস পর্যবেক্ষণ কেন্দ্র : United States Air Force (USAF) দ্বারা পরিচালিত বিশ্বব্যাপী বিভিন্ন স্থানে (যেমন, হাওয়াই, কোয়াজালিন ও দিয়েগো গার্সিয়া) অবস্থিত পর্যবেক্ষণ কেন্দ্র । গ্লোনাস পর্যবেক্ষণ কেন্দ্র : রাশিয়ান ফেডারেল স্পেস এজেন্সি (রসকসমস) দ্বারা পরিচালিত এবং মস্কো, সেন্ট পিটার্সবার্গ সহ অন্যান্য রাশিয়ান শহরে অবস্থিত পর্যবেক্ষণ কেন্দ্র । গ্যালিলিও সেন্সর স্টেশন : ইউরোপীয় মহাকাশ সংস্থা (ESA) দ্বারা পরিচালিত এবং বিশ্বব্যাপী বিভিন্ন অবস্থান (যেমন, ইউরোপ, আফ্রিকা ও এশিয়া) এ অবস্থিত পর্যবেক্ষণ কেন্দ্র । বেইডু মনিটরিং স্টেশন : চায়না ন্যাশনাল স্পেস অ্যাডমিনিস্ট্রেশন (CNSA) দ্বারা পরিচালিত এবং বেইজিং, জিয়ান ও অন্যান্য চীনা শহরে অবস্থিত পর্যবেক্ষণ কেন্দ্র ।
iii. ব্যবহারকারী বিভাগ : জিএনএসএস ব্যবস্থায় ব্যবহারকারী বিভাগের গুরুত্বপূর্ণ দুটি উপাদান হলঃ a. জিএনএসএস সংগ্রাহক ও b. অ্যান্টেনা ।
a. জিএনএসএস সংগ্রাহক : উপগ্রহ প্রেরিত সংকেত সনাক্ত করে তা প্রক্রিয়াকরণের মাধ্যমে কোন পার্থিব বস্তুর অবস্থান সম্পর্কিত তথ্য ব্যবহারকারীর কাছে পৌঁছে দেওয়ার বিশেষ যন্ত্রাংশকে বলা হয় জিএনএসএস সংগ্রাহক ।
বৈশিষ্ট্য : জিএনএসএস সংগ্রাহকের গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্যগুলি হলঃ সংবেদনশীলতা : জিএনএসএস সংগ্রাহক দুর্বল সংকেত (-160 dBm) সনাক্ত করার ক্ষমতা রাখে । নির্ভুলতা : জিএনএসএস ব্যবস্থা ও রিসিভারের গুণমানের উপর ভিত্তি করে 1-10 মিটার এর মধ্যে বস্তুর নির্ভুল অবস্থান নির্ণয়ে সক্ষম । বিদ্যুৎ খরচ : সাধারণত কম (<100 মেগাওয়াট) বিদ্যুৎ খরচ করে । আকার : এগুলি আকারে ছোট হয়, মোবাইল ডিভাইসের জন্য ক্ষুদ্রাকৃতি রিসিভার ব্যবহার করা হয় । ওজন : এগুলো হালকা হয়ে থাকে, ওজন সাধারণত <100 গ্রাম হয় । অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি : জিএনএসএস ব্যবস্থার উপর ভিত্তি করে রিসিভারগুলি মূলতঃ L1, L2, L5 ফ্রিকোয়েন্সি যুক্ত হয় । চ্যানেলের সংখ্যা : রিসিভারের জটিলতার উপর ভিত্তি করে 2-128 টি চ্যানেল সংযুক্ত থাকে ।
উপাদান : জিএনএসএস সংগ্রাহকের গুরুত্বপূর্ণ উপাদানগুলি হলঃ অ্যান্টেনা : স্যাটেলাইট সিগন্যাল গ্রহণকারী বিশেষ যন্ত্রাংশ । আরএফ ফ্রন্ট-এন্ড : সংকেতগুলিকে প্রক্রিয়াকরণকারী ও পরিশুদ্ধকরণকারী যন্ত্রাংশ । বেসব্যান্ড প্রসেসর : নেভিগেশন উপাত্ত প্রক্রিয়াকরণকারী যন্ত্রাংশ । মাইক্রোকন্ট্রোলার : রিসিভারের কার্যাবলী নিয়ন্ত্রণকারী যন্ত্রাংশ । মেমোরি : সফটওয়্যার ও উপাত্ত সংরক্ষণের বিশেষ জায়গা ইত্যাদি ।
প্রকার : রিসিভারের প্রয়োগক্ষেত্র অনুযায়ী রিসিভার বিভিন্ন প্রকারের হয়ে থাকে, যথাঃ হ্যান্ডহেল্ড জিপিএস ডিভাইস, স্মার্টফোন, অটোমোটিভ নেভিগেশন সিস্টেম, এভিয়েশন জিপিএস রিসিভার, মেরিন জিপিএস রিসিভার, পরিধানযোগ্য ডিভাইস (স্মার্টওয়াচ, ফিটনেস ট্র্যাকার), শিল্প/সামরিক জিএনএস রিসিভার ইত্যাদি ।
b. অ্যান্টেনা : জিএনএসএস ব্যবস্থায় যে যন্ত্র স্যাটেলাইট সিগন্যাল গ্রহণ করে তা প্রক্রিয়াকরণের জন্য ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গকে বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তর করে সেই যন্ত্রকে অ্যান্টেনা বলা হয় ।
বৈশিষ্ট্য : জিএনএসএস ব্যবস্থার গুরুত্বপূর্ণ উপাদান হিসাবে বিবেচিত অ্যান্টেনার বৈশিষ্ট্যগুলি হলঃ ফ্রিকোয়েন্সি : অ্যান্টেনাগুলির তীব্রতা L1 (1575.42 MHz), L2 (1227.60 MHz), L5 (1176.45 MHz) ইত্যাদি প্রকৃতির হয়ে থাকে । ক্ষমতা : দুর্বল স্যাটেলাইট সংকেত প্রসারিত করতে এদের ক্ষমতা খুবই উচ্চমানের হয় । আকার : ডিভাইস অনুযায়ী এগুলি ছোট আকারের হয়ে থাকে । উপাদান : হালকা প্রকৃতির উপাদান যেমন, সিরামিক, গ্লাস ফাইবার ইত্যাদি দ্বারা এগুলি নির্মিত হয় । পোলারাইজেশন : রাইট-হ্যান্ড সার্কুলার পোলারাইজেশন (RHCP) সমৃদ্ধ । ব্যান্ডউইথ : এদের ব্যান্ডউইথ ন্যারোব্যান্ড (L1, L2, L5) থেকে ওয়াইডব্যান্ড (মাল্টি-ফ্রিকোয়েন্সি) প্রকৃতির হয় । ভোল্টেজ স্ট্যান্ডিং ওয়েভ রেশিও (VSWR) : এদের ভোল্টেজ স্ট্যান্ডিং ওয়েভ রেশিও কম (<2:1) হয় ।
প্রকার : জিএনএসএস অ্যান্টেনা বিভিন্ন প্রকারের হয়ে থাকে, যেমনঃ প্যাচ অ্যান্টেনা (Patch Antennas) : এই ধরনের অ্যান্টেনা সহজ প্রকৃতির, বৈচিত্র্যপূর্ণ ও স্বল্প মূল্যের হয়ে থাকে । হেলিকাল অ্যান্টেনা (Helical Antennas) : এই ধরনের অ্যান্টেনা উচ্চ-ক্ষমতা সম্পন্ন, বৃত্তাকারভাবে পোলারাইজড প্রকৃতির হয় । ডাইপোল অ্যান্টেনা (Dipole Antennas) : এই ধরনের অ্যান্টেনা সরল প্রকৃতির, ওজনে হালকা এবং কম ক্ষমতা সম্পন্ন হয় । মাইক্রোস্ট্রিপ অ্যান্টেনা (Microstrip Antennas) : এই ধরনের অ্যান্টেনা বৈচিত্রপূর্ণ, ওজনে হালকা এবং হাই-ক্ষমতা সম্পন্ন হয় । অ্যাকটিভ অ্যান্টেনা (Active Antennas) : ইন্টিগ্রেটেড লো-নয়েজ এমপ্লিফায়ার (LNA) এই ধরনের অ্যান্টেনা ।
উদাহরণ : স্মার্টফোন অ্যান্টেনা : ইন্টিগ্রেটেড প্যাচ বা ডাইপোল অ্যান্টেনা; GPS ডিভাইস অ্যান্টেনা : হেলিকাল বা প্যাচ অ্যান্টেনা; এভিয়েশন অ্যান্টেনা : উচ্চ-ক্ষমতা সম্পন্ন ও দিকনির্দেশক অ্যান্টেনা এবং মেরিন অ্যান্টেনা : জল নিরোধক, হাই-গেইন অ্যান্টেনা ইত্যাদি ।
PSC Geo এর প্রত্যেকটি টপিকের পূর্ণাঙ্গ আলোচনা ও মক টেস্ট সহ আমাদের সাথে প্রস্তুতি নিতে ক্লিক করুনঃ ➮ PSC Geo Study Materials
সহায়ক অবকাঠামো : জিএনএসএস ব্যবস্থায় উপরিউক্ত উপাদানগুলি ছাড়াও বেশকিছু সহায়ক অবকাঠামোগত উপাদান রয়েছে, যথাঃ বিদ্যুৎ সরবরাহ, নিরাপত্তা সিস্টেম, যোগাযোগ নেটওয়ার্ক ইত্যাদি । ➣ Next Part
