ศูนย์รวมความรู้

กระทรวงเทคโนโลยี
สารสนเทศและการสื่อสาร

รายละเอียดแนวทางการพัฒนากิจการอวกาศ
ของประเทศไทย
 


หน่วยงานในสังกัดกระทรวงไอซีที












<< เชื่อมโยงเว็บไซต์ >>

  หน้าหลัก \ ศูนย์รวมความรู้

    ศูนย์รวมความรู้

โดย สมภพ ภูริวิกรัยพงศ์
คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร 140 ถนนเชื่อมสัมพันธ์ เขตหนองจอก กรุงเทพ 10530
โทร 02-988-3655, 02-988-3666 โทรสาร 02-988-4040 E-mail: [email protected]


วิวัฒนาการและความเป็นมา
ในทศวรรษ 1980 ถึง 2000 เราเคยได้ยินแต่คำว่า "จีพีเอส" (GPS : Global Positioning System) ซึ่งเป็นระบบนำร่องโดยใช้ดาวเทียม โดยเป็นโครงการที่ริเริ่มโดยหน่วยงานความมั่นคงของประเทศสหรัฐอเมริกาในปี 1973 ซึ่ง ณ เวลานั้นหน่วยงานที่ดูแลจีพีเอสมีชื่อว่า "เจพีโอ" (JPO : Joint Program Office) ที่มีโครงสร้างเป็นทหารทั้งหมด แต่หลังจากที่จีพีเอสได้ปฏิบัติการอย่างเต็มระบบทั้งในส่วนของอวกาศและภาคพื้นดิน (ในปี 1995) รัฐบาลสหรัฐอเมริกาได้ปรับโครงสร้างหน่วยงานที่ดูแลจีพีเอสใหม่ โดยมีหน่วยงานภาครัฐที่เป็นพลเรือนเข้าร่วมด้วย ได้แก่ นาซา และหน่วยงานด้านการขนส่ง โดยจัดตั้งหน่วยงานที่ชื่อว่า IGEB (Interagency GPS Executive Board) ขึ้นเพื่อกำหนดนโยบายและการจัดการกับจีพีเอส อย่างไรก็ตาม ในปี 2004 หน่วยงาน IGEB ได้ถูกแทนที่ด้วย PNT (National Space-Based Positioning, Navigation, and Timing) Executive Committee โดยทำหน้าที่ให้คำแนะนำและประสานงานกับหน่วยงานต่างๆในเรื่องจีพีเอสและระบบอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง

ช่วงเวลาหลังจากที่สหรัฐอเมริกาเริ่มพัฒนาโครงการจีพีเอสไม่นาน ในปี 1976 อดีตสหภาพโซเวียตก็ได้เริ่มพัฒนาโครงการระบบนำร่องโดยใช้ดาวเทียมของตนเองเช่นกัน โดยมีชื่อว่า "โกลนาส" (GLONASS : GLObal Navigation Satellite System) แต่เนื่องจากผลกระทบด้านเศรษฐกิจ ได้ส่งผลให้จำนวนดาวเทียมโกลนาสจำนวนหนึ่งที่สร้างเสร็จเรียบร้อยแล้ว ไม่ได้รับงบประมาณสนับสนุนส่งขึ้นสู่อวกาศ ทำให้ระบบเสมือนไม่สามารถทำงานได้เต็มประสิทธิภาพเหมือนในกรณีของจีพีเอส

จากการที่จีพีเอสเป็นระบบนำร่องที่ถูกพัฒนาขึ้นตามความต้องการของหน่วยงานด้านความมั่นคงของสหรัฐอเมริกา (US DoD) อีกทั้งในช่วงแรกของการทำงานของจีพีเอส US DoD เป็นผู้ดูแลระบบ การปฏิบัติการของจีพีเอสในยุคนั้นมุ่งเน้นบริการแก่หน่วยงานด้านความมั่นคงเป็นหลัก ดังจะเห็นได้จาก ในช่วงระหว่างสงครามอ่าวเปอร์เซียครั้งแรก พลเรือนไม่สามารถใช้จีพีเอสได้ เพราะระบบถูกกำหนดให้ทำงานในภาวะ A-S และที่ซ้ำร้ายตลอดช่วงเวลาที่พลเรือนสามารถใช้งานจีพีเอสได้ในขณะนั้น (ค.ศ.1990 - 2000) ผู้ควบคุมระบบได้ทำการลดคุณภาพของสัญญาณจีพีเอสสำหรับพลเรือนลง หรือที่เรียกว่า การทำงานในภาวะเลือกปฏิบัติ หรือ "SA" (หมายเหตุ SA ถูกยกเลิกโดยประธานาธิบดี บิล คลินตัน เมื่อ 2 พ.ค. 2000)

ภาพจาก http://www.pil.in.th/Upload/images/Contents/Content268/01/content/part3/cp3_5.html

ย้อนกลับไปในปี 1990 กลุ่มประเทศผู้นำในสหภาพยุโรปได้ตระหนักถึงความสำคัญของระบบนำร่องด้วยดาวเทียมว่าไม่ได้จำกัดอยู่แต่ด้านความมั่นคงเท่านั้น แต่มีผลกระทบต่อด้านเศรษฐศาสตร์ด้วย โดยเฉพาะเมื่อมีการนำไปประยุกต์ใช้งานในด้านต่างๆ อาทิเช่น ระบบขนส่งไม่ว่าทางบก ทางทะเล และทางอากาศ ระบบบริการทางการแพทย์และสาธารณูประโภค รวมไปถึงการใช้งานด้านความมั่นคง

ในขณะเดียวกัน สหภาพยุโรปก็ตระหนักถึงประเด็นปัญหาความเชื่อมั่นด้านการให้บริการของจีพีเอส เนื่องจากถูกดูแลและควบคุมโดย US DoD โดยในช่วงแรก สหภาพยุโรปได้ให้การสนับสนุนด้านการเงินแก่รัสเซียในการส่งดาวเทียมโกลนาสขึ้นสู่วงโคจรมากขึ้น (ในขณะนั้นรัสเซียประสบปัญหาด้านเศรษฐกิจ และมีดาวเทียมโกลนาสจำนวนหนึ่งที่สร้างเสร็จแล้ว แต่ไม่มีงบประมาณส่งขึ้นสู่อวกาศ) อย่างไรก็ตาม สหภาพยุโรปได้พิจารณาแล้วว่าการที่คานอำนาจกับสหรัฐอเมริกาได้นั้น มีหนทางเดียวก็คือการมีระบบนำร่องด้วยดาวเทียมเป็นของตัวเอง

ในปี 1990 สหภาพยุโรปได้มีนโยบายพัฒนาระบบนำร่องของตัวเอง โดยแบ่งออกเป็น 2 เฟส โดยเฟสที่ 1 มีชื่อเรียกว่า EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) สำหรับเฟสที่ 2 มีชื่อเรียกว่า Galileo โดยโครงการทั้งสองเฟสอยู่ภายใต้การดูแลและควบคุมโดยองค์การอวกาศแห่งยุโรป (ESA: European Space Agency)

ที่มาของคำว่า "จีเอ็นเอสเอส" (GNSS: Global Navigation Satellite System)
นอกจากสหรัฐอเมริกา (จีพีเอส) รัสเชีย (โกลนาส) และกลุ่มสหภาพยุโรป (เอ็คนอส และกาลิเลโอ) แล้วที่มีระบบดาวเทียมนำร่องเป็นของตนเอง ประเทศอื่นๆ ที่มีศักยภาพทางด้านเทคโนโลยีอวกาศ อาทิ จีน อินเดีย และญี่ปุ่น ก็ล้วนประกาศออกมาแล้วว่าจะดำเนินโครงการสร้างระบบดาวเทียมนำร่องของตนเองขึ้น โดยมีชื่อเรียกแตกต่างกันออกไป ได้แก่ เป๊ยโต่ว (Beidou) หรือ คัมพัซ (Compass) ของจีน QZSS (Quasi-Zenith Satellite System) ของญี่ปุ่น และ IRNSS (Indian Regional Navigational Satellite System) ของอินเดีย

จากการที่ชื่อของแต่ละระบบดาวเทียมนำร่องได้ถูกตั้งขึ้นโดยแต่ละประเทศที่เป็นเจ้าของระบบ ทำให้อย่างน้อย ณ ปัจจุบันก็มีไม่น้อยกว่า 6 ถึง 7 ชื่อ ส่งผลให้ไม่เฉพาะแต่การเรียกชื่อเท่านั้น ชื่อที่หลากหลายยังได้สร้างความสับสนให้แก่ผู้ที่เริ่มสนใจเข้ามาศึกษาในระบบดาวเทียมนำร่อง อีกทั้งนับจากนี้ไปจะมีอีกหลายประเทศที่มีศักยภาพและต้องการมีระบบดาวเทียมนำร่องเป็นของตัวเอง ซึ่งภาพแห่งความสับสนในการเรียกชื่อหรือจัดกลุ่มหรือแบ่งประเภทของดาวเทียมจะขยายวงกว้างมากขึ้น จึงเป็นเหตุที่มาให้หน่วยงานด้านอวกาศที่เกี่ยวในเรื่องนี้ได้ตระหนักว่าควรที่จะหาชื่อร่วมสักหนึ่งชื่อเพื่อสื่อให้ตรงกัน คำดังกล่าวก็คือ จีเอ็นเอสเอส

นิยามหรือคำจำกัดหรือความหมายของ "จีเอ็นเอสเอส" โดยภาพรวมแล้ว จะหมายถึง ระบบดาวเทียมนำร่อง หรือระบบนำร่องโดยใช้กลุ่มดาวเทียม ซึ่งระบบดังกล่าวจะให้บริการระบุตำแหน่งของผู้ใช้ที่อยู่บนพื้นผิวโลกครอบคลุมทั้งโลก (ขอเน้นว่า "ครอบคลุมทั้งโลก" ซึ่งจะสอดคล้องกับตัว "G" : Global) ทั้งนี้ระบบดังกล่าวจะประกอบด้วยสามส่วน ได้แก่

(1) กลุ่มดาวเทียมนำร่องที่อยู่ในอวกาศทำหน้าที่แพร่คลื่นสัญญาณวิทยุมายังพื้นโลก ซึ่งสัญญาณวิทยุดังกล่าวจะมีข้อมูลนำร่องที่ภายในตัวข้อมูลนั้นจะระบุตำแหน่งของดาวเทียมนำร่องทั้งกลุ่มที่อยู่ในอวกาศ (ไม่ไช่ตำแหน่งของผู้ใช้หรือเครื่องรับสัญญาณวิทยุบนพื้นโลก)

(2) สถานีควบคุมภาคพื้นดิน ซึ่งทำหน้าที่ดูแลการทำงานของกลุ่มดาวเทียมนำร่องให้ดำเนินไปอย่างถูกต้อง รวมไปถึงคอยตรวจวัดตำแหน่งดาวเทียมนำร่องในอวกาศและส่งค่าตำแหน่งดังกล่าวกลับไปยังดาวเทียมนำร่อง เพื่อให้ข้อมูลนำร่องที่ระบุตำแหน่งของดาวเทียมนำร่องทั้งกลุ่มมีความถูกต้องแม่นยำอยู่ตลอดเวลา

(3) เครื่องรับสัญญาณวิทยุที่ผู้ใช้บนพื้นโลกใช้ในการรับสัญญาณคลื่นวิทยุที่แพร่ออกมาจากดาวเทียมนำร่อง ทั้งนี้เมื่อเครื่องรับสัญญาณวิทยุนี้รับข้อมูลนำร่องจากดาวเทียมนำร่องได้แล้ว (ซึ่งระบุตำแหน่งของดาวเทียมนำร่อง) มาทำการคำนวณร่วมกับค่าระยะห่างระหว่างดาวเทียมนำร่องและเครื่องรับสัญญาณวิทยุ (คำนวณจากข้อมูลรหัส) โดยจะได้ผลลัพธ์เป็นตำแหน่งของเครื่องรับสัญญาณวิทยุหรือตำแหน่งของผู้ใช้นั่นเอง

ภาพจาก http://web.bangmod.ac.th/newsboard2006/view_news.asp?news_id=1930

การกล่าวคำว่า "ดาวเทียมนำร่องระบุตำแหน่งผู้ใช้" นั้นเป็นคำกล่าวที่ยังไม่ถูกต้องครบถ้วนตามข้อเท็จจริง เนื่องจากข้อมูลนำร่องที่แพร่ออกมาโดยดาวเทียมนำร่องนั้นจะแจ้งว่าให้เรา ทราบแต่ว่าตำแหน่งของดาวเทียมนำร่องดวงนั้นๆ และดวงอื่นๆ อยู่ ณ ตำแหน่งใดในอวกาศ การที่จะระบุตำแหน่งของผู้ใช้นั้น เครื่องรับสัญญาณวิทยุจะเป็นผู้คำนวณเอง โดยใช้ข้อมูลนำร่องที่รับได้จากดาวเทียมนำร่อง และข้อมูลระยะที่วัดได้โดยเครื่องรับฯ เอง ดังนั้น ที่คำกล่าวที่ถูกต้องนั้นควรจะเป็น "ระบบดาวเทียมนำร่องระบุตำแหน่งผู้ใช้"

การแบ่งกลุ่มของจีเอ็นเอสเอส
เนื่องจากชื่อของ จีเอ็นเอสเอส (GNSS : Global Navigation Satellite System) ก็เป็นการสื่ออยู่แล้วว่าต้องให้บริการนำร่องครอบคลุมทั่วโลก ดังนั้นการแบ่งกลุ่มหรือประเภทของจีเอ็นเอสเอสจะง่ายขึ้น เนื่องจากถ้าระบบดาวเทียมนำร่องใดที่ไม่ได้ให้บริการทั่วโลก เราก็น่าที่จะจัดออไปอยู่นอกกลุ่มซึ่งอาจจะเป็นในลักษณะของชื่อระบบดาวเทียมนำร่องสำหรับภูมิภาคใดภูมิภาคหนึ่ง

จีเอ็นเอสเอส-1
จีเอ็นเอสเอส-1 เป็นชื่อเรียกระบบดาวเทียมนำร่องรุ่นแรกที่การทำงานของระบบนั้นเป็นแบบร่วมกันระหว่างระบบดาวเทียมนำร่องที่มีอยู่ (จีพีเอส และโกลนาส) และ เอสบาส (หรือ จีบาส)

เอสบาส (SBAS : Satellite Based Augmentation Systems) เป็นระบบ WADGPS ที่ให้ข้อมูลที่แก้ไขความผิดพลาดของจีพีเอสหรือโกลนาส และให้สัญญาณรหัสที่มีความน่าเชื่อถือ (คำนวณโดยสถานีภาคพื้นดิน) โดยใช้ดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้าเป็นตัวทวนสัญญาณข้อมูลดังกล่าวที่ส่งจากสถานีภาคพื้นดินไปยังผู้ใช้

WADGPS (Wide Area Differential GPS) เป็น DGPS ที่ถูกนำมาประยุกต์ใช้งานที่ต้องการการให้บริการเป็นพื้นที่วงกว้าง

การทำงานของเอสบาสที่ใช้ระบบนำร่องจีเอ็นเอสเอส – 1 สำหรับการบินพาณิชย์

เอสบาส (SBAS) มีชื่อเรียกแตกต่างกันในแต่ละประเทศ อาทิ ในสหรัฐอเมริกาเรียกว่า "วาส" (WAAS : Wide Area Augmentation System) ในกลุ่มประเทศสหภาพยุโรปเรียกว่า "เอ็คนอส" (EGNOS : European Geostationary Navigation Overlay Service) ในประเทศญี่ปุ่นเรียกว่า "เอ็มซาส" (MSAS: Multi-functional Satellite Augmentation System) และในประเทศอินเดียเรียกว่า "กากาน" (GAGAN: GPS and GEO Augmented Navigation)

จีบาส (GBAS : Ground Based Augmentation Systems) เป็นระบบที่คล้ายกับ SBAS แต่ใช้สถานีภาคพื้นดินเป็นตัวส่งข้อมูล ทั้งนี้ในสหรัฐอเมริกานั้น จีบาสถูกเรียกว่า "ลาส" (LAAS : Local Area Augmentation System) ทั้งนี้พื้นที่ให้บริการของจีบาสจะมีขนาดเล็กกว่าเอสบาส

การทำงานของจีบาสที่ใช้ระบบนำร่องจีเอ็นเอสเอส – 1 สำหรับการบินพาณิชย์

จีเอ็นเอสเอส-2
จีเอ็นเอสเอส-2 เป็นชื่อเรียกระบบดาวเทียมนำร่องรุ่นที่สอง ที่มุ่งให้บริการแก่พลเรือนอย่างแท้จริง อาทิ ระบบนำร่องกาลิเลโอของกลุ่มสหภาพยุโรป โดยระบบจะให้ความแม่นยำและความน่าเชื่อถือแก่ผู้ใช้พลเรือน นอกจากกาลิเลโอแล้วยังมีคัมพัซหรือเป๊ยโต่วของจีนที่กำลังเร่งพัฒนาอยู่

ในส่วนของระบบดาวเทียมนำร่อง QZSS ของญี่ปุ่น และ IRNSS ของอินเดียนั้น เนื่องจากเป็นการให้บริการเฉพาะในระดับภูมิภาคเท่านั้น จึงไม่ชัดเจนที่จะถูกจัดเข้ากลุ่มของจีเอ็นเอสเอส

แหล่งข้อมูลอ้างอิง

แก้ไขล่าสุด 12 พฤษภาคม 2552

กลับไปด้านบน


copyright © 2016 กองโครงสร้างพื้นฐานเทคโนโลยีดิจิทัล สำนักงานคณะกรรมการดิจิทัลเพื่อเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติ กระทรวงดิจิทัลเพื่อเศรษฐกิจและสังคม
ชั้น 7 อาคาร B ศูนย์ราชการเฉลิมพระเกียรติ 80 พรรษา 5 ธันวาคม 2550 ถนนแจ้งวัฒนะ แขวงทุ่งสองห้อง เขตหลักสี่ กรุงเทพฯ 10210
โทรศัพท์ 0-2141-6877 โทรสาร 0-2143-8027 e-mail: [email protected]