آکادمی مان

مفهوم فایل راینکس مخفف (receiver independent exchange file ) است. یعنی فایلی که فارق از نوع دستگاه و نوع نرم افزاری که استفاده می کنیم قابل دسترسی است.

می توانیم به راحتی به یک نفر دیگه بدهیم و او براحتی می تواند به محتویاتش دسترسی داشته باشد.

مثلا فایل خام تریمبل را فقط نرم افزار تریمبل می تواند باز کند اما فایل راینکس را هر نرم افزار پردازشی می تواند باز کند و داخلش را به راحتی بخواند و پردازش را انجام بدهد.

در این مطلب می خواهیم محتوای داخل فایل راینکس را بررسی کنیم و ببینیم چه اطلاعاتی را به ما می دهد.

بسته به نرم افزاری که ما داریم فایل raw خود را تبدیل به راینکس می کنیم، و گزینه هایی که داخل این نرم افزار برای خود انتخاب می کنیم، فایل راینکس میتواند بخش های متخلف داشته باشد.

میتوانیم انتخاب کنیم که فایل را به به صورت Mixed اطلاعات بدهد یعنی یک فایل Observation و یک فایل Navigation که همه اطلاعات مربوط به GPS  Galileo Glonass و Baidou داخل یک فایل Navigation باشه یا اینها را به صورت جدا جدا بدهد. به همین شکل برای فایل Observation می تواند یکجا یا جدا جدا باشد.

در فایل نمونه ای که برای این مطلب حاضر کردیم، Observation را بصورت mixed انتخاب کردیم و  Navigation را به صورت جدا جدا، که هر دو حالت را مورد برسی قرار بدهیم.

پسوند فایل های راینکس به این شکل است که ابتدا سال برداشت مثلا در اینجا ۲۱ برای سال ۲۰۲۱ و حرف بعدی نشان دهنده نوع فایل است که O یعنی observation و N فایل navigation مربوط به جی پی اس، L مربوط به گالیله ، G مربوط به گلوناس، و C مربوط به بیدو است.

فایل Navigation

همه فایل های راینکس یک بخش  header دارد و یک بخش دیتا که Header از سطر اول شروع میشه تا قسمت end of header به اتمام می رسد.

عناوینی که در ستون سمت راست هدر نوشته شده معرف مقادیری است که در ستون سمت چپ نوشته شده.

مثلا برای این فایل:

RINEX VERSION: ورژن راینکس که در اینجا ۳.۰۲ است

TYPE: نوع دیتا که در اینجا دیتا نویگیشن مربوط به جی پی اس است

PGM: برنامه ای که با آن اجرا شده که در اینجا E300 Pro است

RUN BY: شخصی که تبدیل را انجام داده که در اینجا خالی است

DATE: تاریخی که عمل تبدیل انجام شده

IONOSPHERIC CORR: سطر اول تصحیحات یونسفری نوع A و سطر دوم نوع B

TIME SYSTEM CORR: تصحیحات زمان

LEAP: مقدار شیفت UTC نسبت به زمان GPS نسبت به زمان مبنا

و از این قسمت به پایین دیتاها وجود دارد.

سطر با شماره ماهواره شروع میشود. بعد از آن زمانی که این اطلاعات در ماهواره ثبت شدند وجود دارد.

اطلاعات بعدی مربوط به اطلاعات مداری ماهواره است.

به همین شکل برای ماهواره های گالیله اطلاعات وجود دارد. فقط با این تفاوت که در این تصحیحات یونسفریک را نداریم.

به این دلیل که گالیله متعلق به اتحادیه اروپاست با  E نشان داده می شود. که در تصویر پایین ماهواره E25 به صورت واضح معلوم میشود.

در فایل مربوط به گلوناس، داده های ماهواره ها با R داده می شود که حرف اول کشور روسیه است.

در فایل Baidoo ماهواره ها با C نشان داده می شود که حرف اول کشور چین است.

فایل Observation

حالا فایل Observation که به صورت mixed خروجی گرفته شده را بررسی می کنیم.

مشاهده می کنید که در سطر اول نوشته شده  MIXED که شامل تمام سیستم های ماهواره است.

باز هم یک قسمت هدر دارد که  فضای بیشتری نسبت به فایل Navigation دارد. در ستون سمت راست عنوان و سمت چپ مقادیر آن عنوان قرار دارد و بعد از هدر هم داده ها وجود دارد.

چند سطر مهم در هدر که نیاز به توضیح دارند را اینجا شما شرح می دهیم:

Approximate Position (xyz): این سطر، سطر بسیار مهمی است.

در این سطر یک مختصات  ECEF (earth centered earth fixed)به ما میدهد، تا پردازش ما قابل انجام شود. میدانیم که پردازش دیتای  GPSیک سر شکنی غیر خطی است که به مقدار اولیه نیاز دارد این دقیقا همان مقدار اولیه ما را تامین میکند. و بر اساس مشاهدات کد است که این اطلاعات را اینجا قرار میدهد.

اگر دستگاه ما دچار مشکل شود و نتواند این قسمت را ضبط نماید، باید بریم مختصات تقریبی انرا پیدا کنیم،  به اصطلاح ECEF کنیم بعد انجا قرارش بدهیم تا دیتای ما پردازش شود.

ANTENNA DELTA: که شیفت مرکز فاز آنتن که معمولا فقط شامل ارتفاع آنتن میشود که اینجا دیده میشود ۷سانت است. احتمالا فقط روی یک پلانژی بوده.

قسمت بعدی سیستم، تعداد و نوع مشاهدات است، یعنی از ماهواره های GPS 16 نوع مشاهده دریافت کرده .برای ماهواره های گلوناس ۸ ، برای بیدو ۱۲ و برای گالیله ۲۰ مشاهده دریافت کرده.

INTERVAL : که فاصله بین مشاهدات است.

میدونیم که دیتای ماهواره GNSS به صورت پیوسته بسمت زمین ارسال می شوند و این به ما بستگی دارد که در هر چند ثانیه از این دیتا رکورد ثبت کنیم.

این پنج ثانیه نشان دهنده اون بازه ای است که دیتا را ذخیره می کنید. در اینجا واضح دیده میشود، از زمان اولین مشاهده و اخرین مشاهده ما که حدود ۴۱ دقیقه مشاهده انجام شده است.

بعد از آن شیفت فاز مشاهدات مختلف را برای ما قرار داده است و طول موج های مختلفی که دریافت شده است.

حرف آخر

برای پردازش دیتای استاتیک در نرم افزار های پردازشی، حتما حتما باید فایل Navigation و Observation را داشته باشیم که وارد نرم افزار بکنیم، ولی اگر بخواهیم دیتای استاتیک را در سایت شمیم پردازش کنیم فقط فایل Observation برای اینکار کافیست.

به دلیل اینکه سایت شمیم در منطقه ای که ما برداشت کردیم ایستگاه ثابت دارد و فایل Navigation را خودش دریافت کرده و ماهواره هایی که سازمان ثبت(ایستگاه شمیم) دارد میگیرد با همان ماهواره که ما بادستگاه دریافت کردیم  یکی است پس اطلاعات مداری ماهواره ها یکی است.

در این مطلب می خواهیم روش افزایش دقت دیتای استاتیک را توضیح دهیم تا پردازشمان برای شبکه به دقت بالاتری برسد.

برای این کار، اولا باید بدونیم که برداشت ما در چه روزی انجام شده است.

برای اطلاع از روز برداشت از وبسایت navigationservices.agi.com/GNSSWeb (نیاز به ف..تر شکن دارد)  استفاده می کنیم.

وارد سایت می شویم، ماه و سال برداشت را مشخص می کنیم. مانند تصویر زیر:

تاریخ GPS در روزهای ماهی که انتخاب کرده اید را نمایش می دهد .

بر فرض اگر ما در تاریخ ۳ مِی ۲۰۲۱  برداشت خود را انجام داده باشیم در اصل GPS در هفته ۲۱۵۶ و روز ۱ خودش بوده. به این شکل تاریخ برداشت GPS را استخراج می کنیم.

بعد از اینکار وارد سایت igs.org/products می شویم.

در تب Precise Orbits اطلاعات مداری دقیقو میتونیم بدست بیاریم. همینطور اطلاعات ساعت و تصحیحات یونسفری و تروپسفریک هم وجود دارد که در مطالب بعدی به اونها می پردازیم. فعلا در مورد Precise Orbits که تاثیرش خیلی بیشتر از دیگر عوامل است صحبت می کنیم.

در اینجا دو لینک وجود دارد که بالایی برای GPS و پایینی برای GLONASS است. اگر پسوند igv باشد از لینک پایینی اطلاعات هردوی GPS و GLONASS را میتوانیم بدست بیاوریم.

لینک پایینی را باز می کنیم و وارد سایت می شویم که مشاهده می کنیم هفته ها به ترتیب شماره پوشه بندی شده. برای اینکه از اطلاعات این سایت استفاده بکنید باید ثبت نام ساده ای انجام دهید.

شماره هفته ای که میخواهیم را باز می کنیم. شماره هفته مثال ما ۲۱۵۶ بود.

اطلاعات مداری در فایل ivg با پسوند sp3 قرار دارد. بدنبال روز ۱ در ماه ۲۱۵۶ هستیم پس فایل ivg216510_00.sp3.z را دانلود می کنیم.

فایل دانلود شده را داخل پوشه ای که میخواهیم به نرم افزار معرفی کنیم قرار داده و اکسترکت میکنیم.

در نرم افزار LGO در تب Management گزینه Precise Ephemeris را انتخاب می کنیم. در فضای خالی سمت راست، راست کلیک کرده گزینه import را می زنیم و دیتایی را که دانلود کردیم انتخاب میکنیم.

بعد در قسمت پردازش نرم افزار کلیک راست کرده و گزینه procceing parameters را می زنیم .

در پنجره ای که باز می شود در تب general، گزینه ephemeris را بر روی Precise قرار می دهیم.

به این صورت نرم افزار از اطلاعات مداری دقیق برای پردازش اطلاعات استفاده می کنه و کیفیت پردازش شبکه ای که بصورت استاتیک بسته شده را بسیار بالا می بره و مختصات بسیار بهتری به ما می دهد.

در این مطلب مبحث تعیین موقعیت و سامانه ماهواره ای GNSS جی ان ان اس را که ممکن است به GPS جی پی اس بشناسید مفصل شرح می دهیم.

از مفهوم تعیین موقعیت شروع می کنیم و سامانه جهانی GNSS را توضیح خواهیم داد. بعد از آن فرکانس های مختلف و روشهای برداشت موقعیت را نام برده و هر کدام را مختصرا توضیح می دهیم . بعد از آن در مورد دستگاه های مولتی فرکانس صحبت می کنیم و در آخر سوالهایی که  از مهندسین دریافت کرده ایم بهمراه پاسخ آنها قرار داده ایم. تا انتهای این مطلب با ما همراه باشید.

مفهوم تعیین موقعیت

شناسایی و تعیین فاصله و زاویه یک جسم نسبت به یک جسم دیگر و یا نسبت به مبدا مختصاتی، تعیین موقعیت گفته میشود.

اگر ساده ترین حالت را مانند تصویربالا در نظربگیریم؛ تعیین مختصات یک نقطه روی صفحه مختصاتی نسبت به مبدا مختصاتی، که صفر صفر است، تعیین موقعیت گفته میشود.

یا در سیستم موقعیت سه بعدی به صورت قطبی که شکل بالا بیانگر آن است،که با یک طول و دو تا زاویه نشان داده شده است.

یا به صورت جئودزیکی، که تصویر بالا نشان دهنده آن است؛ طول و عرض جغرافیای و یک ارتفاع ازروی سطح مبنای مشخص.

یا اگر بخواهیم به تصویر UTM نشان بدهیم، تعیین موقعیت بصورت تصویر بالا خواهد بود.

به این صورت متوجه شدیم که تعیین موقعیت برای یک نقطه بدست آوردن پارامترهای آن در یک سیستم مختصات است.

در پروژه های عملی تعیین موقعیت روش های مختلف دارد.

یکی از این روش ها تعیین موقعیت با دوربین توتال است، که با دوربین توتال به یک جهت مشخص توجه نموده ،مختصات نقطه را نسبت به یک نقطه دیگر دریافت می کنیم.

یا به واسطه تیودولیت زاویه و فاصله را میخوانیم  و بعدا محاسبات را دستی انجام می دهیم و موقعیت آن نقطه را مشخص می کنیم، مانند تصویر زیر:

نحوه تعیین موقعیت با سامانه های ماهواره ای

تعیین موقعیت با این روش،یک عمل کرد مثل روش های قبلی دارد. اما با این تفاوت که ما دیتا خود را اینبار از ماهواره ها می گیریم.

زمانی که مدار ماهواره ها طراحی می شود و ماهواره پرتاب می شود دقیقا روی مدار خودش قرار می گیرد و در هر لحظه مکان هر ماهواره برروی مدارش مشخص است.

ماهواره ها مختصاتشان را برای کاربر زمینی ارسال می کنند. قدم بعدی اندازه گیری فاصله بین ماهواره ها و گیرنده زمینی است.

ماهواره ها مختصاتش را به صورت کد ارسال می کند که در آن اطلاعات زمان هم وجود دارد. گیرنده هم وقتیکه کد را دریافت می کند زمان را ثبت می کند و اختلاف این دو زمان ضرب در سرعت نور میشود فاصله بین ماهواره ها و گیرنده.

d=(T-t)C

که دراینجا :

d=فاصله بین ماهوراه و گیرنده.

T=زمان ارسال کد از ماهواره به سمت گیرنده.

t=زمان دریافت کد توسط گیرنده.

C=سرعت نور.

به این ترتیب فاصله را بدست آوردیم و مختصات ماهواره (X Y Z) هم مشخص است و فقط مختصات (X Y Z) نقطه زمینی مجهول است، که با نوشتن رابطه طول (d1=(X-x)^۲+(Y-y)^۲+(Z-z)^۲ ) آن را بدست می آوریم.

که در این رابطه:

d1=فاصله.

X=گیرنده.

x=ماهواره.

Y=گیرنده.

y=ماهواره

Z=گیرنده.

z=ماهواره

به این طریق می توانیم سه طول d1 d2 d3 را بخوانیم، و سه معادله بسازیم با سه مجهول که مختصات زمینی ما حل شود؛ و با حل این سه معادله میتوان مختصات زمینی را راحت بدست آورد.

این روش کاملا مبتنی بر اندازه گیری زمان است و از طرفی ساعتی که روی ماهواره هاست از نوع ساعت اتمی است ولی ساعت گیرنده از نوع کوارتس است که دقت ساعت اتمی را ندارد.

با توجه به اینکه از طریق سرعت نور فاصله را بدست می آوریم، یک ثانیه خطا باعث ایجاد ۳۰۰ هزار متر خطا در یک طول می شود، به همین خاطر است که یک ماهواره چهارم هم در نظر میگیریم که دقت کار ما را بالا ببرد؛

با خواندن طول d4 خطای ساعت گیرنده را نیز به عنوان مجهول وارد معادله می کنیم، که در نتیجه می شود چهار معادله با چهار مجهول و از این طریق مختصات گیرنده زمینی را با دقت خوب بدست می آوریم.

ولی این روش که بر مبنای کد و زمان است در بهترین حالت ۳ متر دقت دارد.

در نتیجه برای حل کردن این مشکل از خواندن موج حامل استفاده می کنیم، همان موجی که کد و زمان را با خودش از ماواره به گیرنده زمینی آورد.

با اندازه گیری تعداد موج کامل و موج های نصفه که نوسان را کامل نکرده این طول را بدست می آوریم. این همان کاری است که گیرنده های نقشه برداری انجام می دهند و ما را به دقت چند میلی متر می رسانند.

بپس از طریق اندازه گیری زمان به دقت سه متر می رسیم، همان کاری که گوشی های موبالمان انجام می دهد، و از طریق اندازه گیری موج حامل به دقت های چند میلی می رسیم که در کارهای نقشه برداری استفاده می شود.

سامانه های تعیین موقعیت GNSS

ما به صورت عادت از سامانه تعیین موقعیت تحت عنوان GPS یاد می کنیم ولی در واقع GPS تنها سامانه تعیین موقعیت نیست.

حالا چندین سامانه برای تعیین موقعیت وجود دارد و بهتر است که دیگر سامانه ها را بشناسیم و با آنها آشنا شویم؛

در مجموع به سامانه هایی که تعیین موقعیت را انجام می دهند Global Navigation Satellite System (GNSS) گفته می شود.

۱.سامانه GPS

GPS اولین سامانه تعیین موقعیت است که در سال ۱۹۸۶ اندازی شده و شروع به کار کرد. این سامانه متعلق به کشور امریکا است.

GPS به تعداد ۳۲ ماهواره فعال و یک ماهواره ذخیره به روی مدار زمین دارد. در صورتی که برای هر کدام از ماهواره ها اتفاقی پیش بیاید این ماهواره ذخیره به صورت اتومات جایگزین میشود.

۲-سامانه GLONASS

این سامانه چند سال بعد از GPS توسط شوروی سابق در رقابت با امریکا راه اندازی شد و بعد از مدتی از کار افتاد، ولی دوباره کشور روسیه بروز رسانیش کرد و حالا به خوبی کار میکند. این سامانه به تعداد ۲۴ عدد ماهواره فعال در مدار زمین دارد.

۳.سامانه GALIEO

سامانه GALIEO متعلق به اتحادیه اروپاست. هدف اولیه ایجاد این سامانه برای هوا شناسی بود اما الان می توانیم برای تعیین موقعیت از آن استفاده کنیم و دقت خوبی دارد. این سامانه به تعداد ۲۷ ماهواره فعال در مدار زمین دارد.

۴-سامانه  COMPASS

سامانه COMPASS یا BeiDou بیدو متعلق به کشور چین است که تعداد ماهواره های این سیستم بشتر از تعداد ماهواره سامانه GPS است و به خوبی دارد کار می کند . این سامانه به تعداد ۳۵ ماهواره فعال در مدار زمین دارد.

۵-سامانه QZSS

QZSS متعلق به کشور ژاپن است و یک سامانه محلی است یعنی فقط در کشور ژاپن موقعیت را تعیین می کند. این سامانه ۴ ماهواره فعال در مدار زمین دارد.

۶-سامانه IRNSS

IRNSS هم یک سامانه محلی متعلق به کشور هند است.

پس چهار سامانه تعیین موقعیت جهانی داریم که گیرنده  های چند فرکانسه ما از این چهار سامانه اطلاعات را دریافت می کنند.

درمجموعه نزدیک به ۱۰۰ ماهواره در اطراف زمین داریم که بطور بیست چهار ساعت کار میکند.

با روشن کردن گیرنده ها مشاهده می کنید که ۴۰ تا ۵۰ عدد ماهواره را پیدا می کنند و این به خاطر زیاد تر شدن تعداد ماهواره هاست.

با زیادتر شدن ماهواره ها ساختار گیرنده ها هم تغییر کرده است. تعداد کانال گیرنده ها بیشتر شده و قدرت ردیابی بیشتری پیدا کردند.

فرکانس سامانه های ماهواره ای

هر سامانه در چند فرکانس مشخص اطلاعات را به سمت گیرنده های زمینی ارسال می کند.

مثلا ماهواره GPS فرکانس های L1، L2، L5 را به سمت زمین ارسال می کند.

GPS ابتدا تنها یک فرکانس L1 را ارسال می کرد که دستگاه های آن وقت را تک فرکانسه می گفتیم. بعدا فرکانس L2 به GPS اضافه شد که همزمان با آن گیرنده های دو فرکانسه شاخته شد. مدتی بعد هم فرکانس L5 به GPS اضافه شد که همزمان با آن سامانه گلوناس هم شروع به کار کرد و به همین ترتیب به مرور زمان هر سامانه چند فرکانس را ارسال می کند.

حالا همانطور که در تصویر بالا می بینید، گیرنده های ما فرکانس های L ,E ,G ,B را از سامانه های مختلف دریافت می کنند و بخاطر همین این گیرنده ها را چند فرکانسه می گویند.

دلیل ارسال این طول موج های مختلف چیست؟

اصلی ترین عامل خطای تعیین موقعیت به روش ماهواره ای، لایه یونسفر است.

این لایه یونسفر یک لایه پخاش(دیفریکتیف) است و تاثیر آن بر روی طول موج ها و فرکانس های مختلف، متفاوت است.

درنتیجه در  ماهواره ها از طول موج های متفاوت استفاده کردند تا بتوانند تاثیر این لایه را مدلسازی کرده و تا حد خیلی زیادی کاهش دهند؛ به همین دلیل است که گیرنده های چند فرکانسه دقت بیشتری نسبت به گیرنده های تک فرکانسه دارند.

بخش هایی تشکیل دهنده سامانه های تعیین موقعیت ماهواره ای GNSS

بطور کلی هر سامانه تعیین موقعیت ماهواره سه بخش اصلی دارد.

1. بخش فضایی که همان ماهواره است که اطلاعات را به کاربران زمینی ارسال می کند.
2. بخش کنترل زمینی که تصحیحات را به ماهواره ها ارسال میکند و وضعیت ماهواره ها را رصد میکند.
3. بخش کاربران زمینی که از گیرنده های GNSS استفاده میکند.

روش های تعیین موقعیت با سامانه های تعیین موقعیت ماهواره ای GNSS

بطور کلی چهار روش اصلی تعیین موقعییت ماهواره ای داریم:

1. استاتیک
2. RTK
3. PPK
4. O-RTK یا آنلاین RTK که شامل سامانه های شمیم هدا و سامانه های مشابه است.

در ادامه هر روش را بررسی میکنیم و کاربردهای آنرا خواهیم دید.

تعیین موقعیت استاتیک

اگر بخواهیم روش استاتیک را به شکل ساده بیان نماییم؛ در حقیقت همان پیمایش بستن سنتی است که برای مختصات کردن بتن های بنچمارک ها از آن استفاده میشود.

دقت روش استاتیک بسیار عالی است و تنها روشی است که امکان سرشکن کردن مشاهداتمان را می دهد.

روش کار تعیین موقعیت استاتیک

روش کار تعیین موقعیت استاتیک به این شکل است که باید روی ایستگاه ها به صورت همزمان سوار باشیم و به طور همزمان مشاهده انجام بدهیم و طول مدت زمان مشاهدات باید طبق استاندارد باشد.

در ایران استاندارد سازمان نقشه برداری، ۱۰ دقیقه برای گیرنده های دو فرکانسه است. ۱۰ دقیقه به عنوان پایه به اضافه یک دقیقه برای هر کیلومتر.

مثلا اگر بین دو بنچمارک شما ۷ کلومتر فاصله باشد باید حداقل ۱۷ دقیقه بین این دو بتن بنچمارک مشاهده مشترک داشته باشیم.

با این مشاهده مشترک که BASE LINE بیس لاین ها تشکیل می شود و با تشکیل BASE LINE ها باید مثلث ها را تشکیل بدهیم و با این اساس که هر نقطه ما باید حداقل در یک مثلث شرکت داشته باشه. زمانیکه یک نقطه در یک مثلث شرکت داشته باشد، میتوانیم آنرا سرشکنی بکنیم،می توانیم با نرم افزار مختلف این کار را انجام بدهیم.

تعیین موقعیت RTK

در این روش حداقل به دو گیرنده نیازمند هستیم که یک گیرنده BASE است و روی ایستگاه معلوم یا رفرنس ما قرار میگیرد و مختصات تصحیح شده را به گیرنده ROVER که گیرنده متحرک است ارسال می کند.

روش کار تعیین موقعیت RTK

نحو کار تعیین موقعیت RTK به این شکل است که ما یک گیرنده را می بریم روی ایستگاه رفرنس که مختصات این ایستگاه از قبل معلوم است(یا از ایستگاه های کارفرما است یا خودمان به روش استاتیک مختصات دارش کردیم یا از ایستگاه های سازمان نقشه برداری است) مستقر می شویم.

بعد از مستقر شدن دستگاه خود را میزاریم و افزونه رادیویی گیرنده را فعال می کنیم. بعد به نرم افزار گیرنده مختصات دقیق همان نقطه را می دهیم.

این گیرنده از طریق مقایسه دو تا مختصات، یکی از مختصات همان مختصاتی که ما به نرم افزار دادیم و مختصات دوم مختصاتی است که خود گیرنده از طریق مشاهدات رادیویی به دست آورده، اختلافشان را محاسبه می کند. این اختلاف می شود همان شیفت. این شیفت را همراه با تصحیحات از طریق ارتباط رادیویی ارسال میکند به گیرنده ROVER. روی ROVER نیز یک گیرنده رادیویی قرار دارد که تصحیحات ایستگاه BASE را دریافت میکند و روی مختصاتی که خودش از ماهواره ها بدست آورده اعمال می کند و مختصات دقیق آن نقطه را بدست می آورد.

در این روش ارتباط بین BASE و ROVER از طریق رادیو وصل میشود و نباید فاصله بین BASE و ROVER بشتر از ۵ کیلومتر باشد. اگر این فاصله از این بیشتر شود ، ROVER نمیتواند تصحیحات را دریافت کرده و مختصات دقیق را به ما اعلام کند.

روش تعیین موقعیت PPK

روش PPK تقریبا مشابه روش  RTK است، که یک دستگاه روی BASE قرار میگیرد و یک یا چند دستگاه به عنوان ROVER کار میکند.

فرق این روش با  RTK در این است که بین BASE و ROVER در محل کار ارتباط رادیویی برقرار نمیشه و در نرم افزار بین دیتاهای BASE و ROVER ایجاد می شود و تصحیحات را خود ما در نرم افزار روی این دیتاها وارد می کنیم.

روش کار PPK به این شکل است که باز یک گیرنده را بر روی ایستگاه معلوم قرار می دهیم و اینبار برداشت را ذخیره می کنیم و مثل حالت RTK به دشتگاه ROVER ارسال نکند. با دستگاه ROVER هم مثل RTK برداشت را انجام می دهیم.

پس از اتمام کار تمام مختصات ها را وارد نرم افزار می کنیم. بعد به نرم افزار مختصات دقیق نقطه BASE که گیرنده ما برداشت کرده را می دهیم و نرم افزار خودش شیفت را حساب کرده و بر روی داده هایی که از گیرنده های ROVER بدست آمده اعمال می کند.

اصلی ترین مزیت روش PPK این است نیازی به ارتباط رادیویی بین BASE و ROVER نیست پس محدویت فاصله شان ۵ کیلومتر نیست و می تواند تا حدود ۲۵ الی ۳۰ کیلومتر کارایی داشته باشد.

بزرگترین نقص PPK این است که برخلاف روش RTK مختصات دقیق برداشتی را در لحظه اندازه گیری نمیتوانیم بیبینم. فقط مختصات دقیق را میتوانیم در دفتر کار مشاهده کنیم.

روش O-RTK

این روش مشابه دو روش قبلی است با این تفاوت که در این روش، BASE از طرف ما تعیین نمی شود بلکه از طرف سازمانی دولتی یا خصوصی تعیین میشود و ما فقط ازش استفاده می کنیم.

مثل سامانه شمیم که اکثرا با آن آشنا هستند که برای سارمان ثبت است. سازمان ثبت در حیات یا پشت بام ادارات خودش یک گیرنده قرار داده و اون بتنی که گیرنده بر رویش است را از قبل مختصات دار کرده و اون گیرنده تصحیحات را دریافت و محاسبه می کند و بجای اینکه با ارتباط رادیویی به دستگاه ROVER ارسال کند در یک سرور آپلود می کند.

گیرنده ما هم به اینترنت متصل می شود و با زدن نام کاربری و پسوورد در کنترلر گیرنده، به سرور سازمان ثبت متصل میشه و تصحیحات رو دانلود می کنه و اعمالش میکنه بر روی نتایجی که با مشاهدات ماهوراه ای بدست آورده.

باید به این نکته اشاره کنیم که ارتفاعی که از شمیم بدست می آید اصلا قابل استناد نیست و خطای ارتفاعی آن زیاد است.

مزایا روش O-RTK این است که دقت آن  مثل RTK است و نیاز نیست که خودمان یک BASE بزنیم.

و عیب آن این است به اینترنت نیاز دارد.

البته اگر اینترنت هم نباشد می تونیم از روش PPK برداشت بکنیم و دیتامونو به سایت سامانه شمیم بدیم و مختصات دقیق رو از اونها بگیریم که این روش هم مشکلات خاص خودش رو داره. مثلا باید فاصلمون رو از ایستگاه بیس سازمان بدونیم و این فاصله نباید بیش از اندازه باشه و ….

معرفی نرم افزار پردازش دیتای GNSS

نرم افزارهای پردازش دیتای GNSS را می توانیم به دو بخش تقسیم بندی کنیم:

۱-نرم افزار های علمی: مانند GAMIT،BERNES، GIPSY OASIS که نرم افزار های OpenSource هستند و اکثرا روی سیستم عامل لینوکس نصب می شوند بیشتر برای کارهای علمی، چاپ مقاله و کارهای تحقیقاتی از آن ها استفاده می شود.

۲-نرم افزار تجاری : LGO و TBC که برای پروژه های نقشه برداری از این نرم افزارها استفاده می کنیم.

نرم افزار LGO مخفف Leica Geo Office نرم افزاری از شرکت لایکا است، این نرم افزار ساده و کم حجم است اما برای کار با شبکه های بزرگ مخصوصا شبکه هایی که خودتان آنها را برداشت نکرده اید و صرفا پردازش آنها را انجام می دهید کمی چالش دارد.

نرم افزار TBC هم که مخفف Trimble Business Center است، نرم افزار جامعی از شرکت Trimble است که تمام نرم افزار های این شرکت در آن قرار گرفته.

با این نرم افزار علاوه بر پردازش دیتا GNSS میتوانیم پردازش دیتای پهپاد انجام دهیم، کارهای Surface بکشیم و کار های اتوکد را انجام بدهیم.

در ایران نرم افزار LGO که همراه دستگاه های لایکا وارد کشور شده، بیشتر استفاده شده و نرم افزار TBC کمتر استفاده شده. شاید به این دلیل که فایل نصبی پرحجم تری دارد.

مقایسه دو نرم افزار LGO و TBC

اینجا به چند تفاوت این دو نرم افزار اشاره می کنیم:

• در نرم افزار LGO با وارد کردن دیتا باید تنظیماتی روی آن انجام بدید و پنجره به پنجره زمانبندی کرده تا بیس لاینهاتون تشکیل بشه اما در TBC به محض اینکه مجموعه فایل راینکس رو درگ می کنید و داخل نرم افزار می برید خودش پنجره های زمانی رو تشخیص میده و همه بیس لاینهارو تشکیل میده
• نرم افزار TBC گزارش گیری فوق العاده ای داره و هر اطلاعاتی که بخواهید میتونید ازش خروجی بگیرید
• در LGO ورژن ۸.۴ که سامانه های BeiDou و GALIEO اضافه شده توانایی پردازش همزمان هر چهار منظومه را ندراد اما TBC همه را به راحتی پردازش می کند.

پس نتیجه می گیریم که TBC نرم افزار قدرتمندتری در پردازش داده های GNSS است.

معرفی گیرنده های GNSS

گیرنده های GNSS را از نظر سطح قیمت می توانیم به ۳ دسته زیر تقسیم کنیم:

۱.گیرنده های امریکایی-اروپایی: مانند LEICA، TRIMBLE، HEMISPHERE

گیرنده های امریکای که قبلا به ایران وارد می شد، خیلی از ارگان های دولتی هنوز هم از این نوع گیرنده ها دارند، و در حال استفاده از این نوع گیرنده ها هستن. ولی کم کم این ارگان ها استفاده از این نوع گیرنده ها را محدود کرده و با گیرنده های ایرانی جاگزین کردند.

LEICA نوع از گیرنده ها اروپایی ساخت کشور سویس است. اما گیرنده های  HEMISPHERE ،و TRIMBLE امریکایی است.

TRIMBLE، شرکت قدیمی تر است که دوربین های این شرکت در ایران آمده بود، ولی HEMISPHERE شرکت جدید است که در حال حاضر اکثر سهام آن را یک شرکت  چینی خریده است.

۲.گیرنده های چینی: مانند STONEX، HI-TARGET، SOUTH

گیرنده های چینی مانندی STONEX، HI-TARGET، SOUTH احتمالا بدانید که گیرنده STONEX ایتالیایی است اما حالا این گیرنده ها در کشور چین تولید می شود.

۳.گیرنده های ایرانی: مانند RAYMAND، HIRO، ARE-TECH

این گیرنده ها از نظر قیمت تفاوت فاحش باهم دارند، مثلا گیرنده TRIMBLE-AR-10 نزدیک ۳۰۰ میلیون تومان است که با این مبلغ می شود ۶ گیرنده چینی یا ایرانی تهیه کنیم. از طرفی علی رقم کیفیت بالای گیرنده های آمریکایی به دلیل تحریم ها خدمات پس از فروشی برای آنها وجود ندارد.

در ادامه پاسخ برخی از سوالات را مطرح میکنیم. این قسمت به مرور زمان تکمیل تر می شود:

• در خصوص ضریب مقایس در روش RTK توضیح دهید:

برداشت گیرنده های GNSS مستقیم روی بیضوی مختصات می دهد و دارای ضریب مقایس نیست. اگر با روش استاتیک برداشت کنیم میتوانیم روی ایستگاه های خود در وقت پردازش ضرایب مقایس بگیریم. در RTK هم میتونید محاسبش بکنیم ولی برای برداشت و پیاده سازی با استفاده از خود گیرنده های GNSS نیازی به ضریب مقیاس نداریم.

• آیا تصحیح کرویت زمین برای تعیین مساحت باید اعمال شود برای طول کمتر از ۱۰۰ متر مربع؟

نه، گیرنده های GNSS مستقیم از روی بیضوی برداشت می کند و مساحتی که حساب می کنیم همان مساحت  UTM است که درست همان مساحتی است که توسط گیرنده های چند فرکانسه بدست می آوریم.

• جایی که ارتفاع مهم است بهتر است با دروبین برداشت شود یا RTK ؟

با روش RTK هم به دقت یک و نیم سانت میرسیم، استفاده از وسایل بستگی به دقت پروژه خواسته شده از ما دارد، نظر به دقت پروژه باید در نظر بگیریم که کدام روش را در انتخاب می کنیم، که اگر کار صنعتی است و دقت خوبی نیاز دارد باید با دوربین برداشت را انجام بدهیم.

• برای پیاده سازی نقاط با گیرنده های GNSS خطا زیاد است ؟

نخیر هیچ فرقی در برداشت و پیاده سازییشان وجود ندارد. همان دقت زیر یک سانت مسطحاتی و زیر یک و نیم سانت ارتفاعی به روش  RTK را می توانیم به راحتی با گیرنده های GNSS برسیم .از طرفی سرعت عمل نسبت به دوربین در این روش بیشتر است.

• برای یک شبکه استاتیک می توانیم از چند نوع گیرنده مختلف استفاده کنیم؟

بله میتوانم از چند نوع گیرنده مختلف استفاده کنیم. سازمان نقشه برداری پیشنهاد داده که گیرنده ها از یک نوع باشد بهتر است. ولی گیرنده ها هم از یک نوع نباشد هم کدام مشکل جدی رخ  نمی دهد.

• روش RTK برای کارهای ارتفاعی به چه اندازه دقت دارد؟

این روش برای کارهای ارتفاعی به اندازه ۱.۵ سانت دقت دارد، در صورت که فاصله BASE  و ROVER مناسب باشد و منطقه داری پوشش نباشد.

• تفاوت بین رادیوهای اینترنال و اکسترنال در گیرنده ها چیست؟

رادیو های اینترنال فابریک روی گیرنده ها قرار دارد و رادیوهای  اکسترنال به صورت خارجی به دستگاه اضافه میشود. رادیوهای اکسترنال معمولا برای ایستگاه های پایه استفاده می شود. تفاوت این دو در این است که رادیو های اینترنال از همان باطری گیرنده نیروی برقشان را تامین می کنند و رادیو های اکسترنال از یک عامل بیرونی.  هم چنان ها برد  رادیوهای اکسترنال از اینترنال بیشتر است.

• آیا روش استاتیک نسبت به روش های  RTKو ONLINE RTK دقت بشتر دارد؟

بله روش استاتیک نسبت به همه روش ها دقت بهتری دارد زیرا این روش پایه و اساس است.

• گیرنده های مولتی فرکانس بیشتر از کدام ماهواره به جز از ماهواره های GPS استفاده می کند؟

فرقی بین ماهواره وجود ندارد و گیرنده همه سامانه ها را بصورت یکسان دریافت می کند. هر سامانه که تعداد بیشتر ماهواره داشته و در میسر افق دید بیشتر قرارگیرد، تاثیر بیشتری خواهد داشت.