روش‌های تعیین موقعیت با استفاده از GPS

در این مقاله با روش‌های تعیین موقعیت با استفاده از GPS آشنا می‌شوید.

GNSS

تکنیک‌های تعیین موقعیت در ژئودزی ماهواره‌ای را می‌توان به دو گروه عمده تکنیک‌های تعیین موقعیت مطلق و تکنیک‌های تعیین موقعیت نسبی طبقه‌بندی کرد.

روش‌های فوق را می‌توان به دو گروه کلی روش‌های استاتیک مطلق (و یا نسبی) و روش‌های کینماتیک مطلق (و یا نسبی) تقسیم‌بندی کرد. منظور از تعیین موقعیت استاتیک، تعیین موقعیت گیرنده‌ای ثابت و منظور از تعیین موقعیت کینماتیک تعیین موقعیت گیرنده‌ای متحرک است. نکته کلیدی در امکان دستیابی به دقت‌های قابل قبول در تعیین موقعیت به روش‌های کینماتیک -روش‌هایی که مبتنی بر اندازه‌گیری‌هایی کوتاه مدت‌تر از اندازه‌گیری به روش استاتیک هستند- در حل پارامتر ابهام فاز پیش از شروع اندازه‌گیری‌ها است. از نظر سرعت دسترسی به موقعیت نقاط روش‌های تعیین موقعیت در ژئودزی ماهواره‌ای را می‌توان به دو گروه روش‌های آنی (Real Time) (مشخصات فنی گیرنده‌های GPSRTK هیرو را مشاهده کنید) و غیر آنی (Post Processing یا Post Mission) طبقه‌بندی کرد. در روش‌های آنی تعیین موقعیت، موقعیت ایستگاه اندازه‌گیری بلافاصله پس از اندازه‌گیری معلوم است در حالی که در روش‌های غیر آنی تعیین موقعیت دستیابی به موقعیت گیرنده مستلزم پردازش داده‌ها پس از انجام اندازه‌گیری است. روش‌های استاتیک و کینماتیک تعیین موقعیت از دو تفاوت مهم برخوردارند:

۱) مدت زمان اندازه‌گیری مورد نیاز در روش‌های استاتیک طولانی‌تر از مدت زمان اندازه‌گیری در روش‌های کینماتیک تعیین موقعیت است. در روش استاتیک متناسب با دقت مورد نیاز و طول بیس لاین در تعیین موقعیت  نسبی معمولا این زمان از حدود ۳۰ دقیقه تا ۲۴ ساعت متغیر است در حالی که این زمان در تعیین موقعیت کینماتیک از یک ثانیه تا چند دقیقه است.

۲) در روش استاتیک جهش فاز قابل ترمیم بوده و یا اینکه حداکثر باعث افزایش تعداد مجهولات مدل ریاضی تعیین موقعیت می‌گردد در حالی که در روش‌های کینماتیک جهش فاز عملیات تعیین موقعیت را مختل مي‌کند.

این روش تعیین موقعیت نخستین روش تعیین موقعیت با این سیستم و همچنان پرکاربرد‌ترین روش تعیین موقعیت با آن محسوب می‌شود. به لحاظ دقت و در مقایسه با سایر روش‌های تعیین موقعیتی که مورد بررسی قرار خواهد گرفت تعیین موقعیت استاتیک دقیق‌ترین روش تعیین موقعیت با GPS محسوب می‌شود. بطوریکه از نظر میزان دقت میان این روش (به دلیل مدت زمان اندازه گیری زیادتر) و سایر روش‌های تعیین موقعیت با GPS تفاوتی قابل لمس وجود دارد.

روش اندازه‌گیری تعیین موقعیت نسبی به روش استاتیک متشکل از تعدادی گیرنده ثابت است که طی مدت تقریبا 30 دقیقه تا چندین ساعت حداقل تعداد چهار ماهواره را ردیابی می‌کند. در این روش به کمک حداقل دو گیرنده و به طور همزمان مشاهدات (ضربان) فاز و شبه فاصله به ماهواره‌های قابل دید در طول مدت اندازه گیری انجام شده، مشاهدات مربوطه پس از اندازه‌گیری به صورت post mission پردازش می‌شوند. بنابراین، این روش تعیین موقعیت یکی از روش‌های غیر آنی تعیین موقعیت محسوب می‌شود. از این روش در تعیین موقعیت شبکه نقاط کنترل و به طور کلی در تعیین موقعیت دقیق استفاده می‌شود. متناسب با طول موردنظر، اندازه شبکه و مدت زمان اندازه گیری در این روش دقت تا زیر سانتی‌متر را می‌توان انتظار داشت.

در اندازه‌گیری‌های طولانی مدت‌تر به این روش مثلا ۲۴ ساعته نقش هندسه فضایی سیستم در دقت نتایج به دلیل ردیابی ترکیب‌های متنوعی از هندسه بخش فضایی کم اهمیت است. با این وجود در صورت انجام اندازه‌گیری‌ها در بازه‌های زمانی کوتاه مثلا 30 دقیقه توجه به هندسه فضایی می‌تواند دستیابی به دقت‌های بهتر را ضمانت نماید.

استاتیک سریع (rapid static)

در این روش تعیین موقعیت با GPS سعی شده تا با مدت زمان اندازه‌گیری کوتاه تر 10 تا 20 دقیقه به دقت‌های مورد انتظار در اندازه‌گیری به روش استاتیک تا حد سانتی‌متر رسید. از این رو این روش تعیین موقعیت به روش استاتیک و شبه کینماتیک pseudo-kinematic معروف است. استفاده از طول‌های کوتاهتر از یک طرف و حل سریع‌تر ابهام فاز از طریق ترکیب مشاهدات فاز و کد، و یا استفاده از ترکیب wide-lane باعث کاهش مدت زمان مورد نیاز در این روش برای رسیدن به سطح دقتی قابل مقایسه با سطح دقت قابل حصول در روش استاتیک است. در این روش مدت زمان اندازه‌گیری مشابه قبل به طول مورد اندازه‌گیری و تعداد ماهواره‌های قابل دید هندسه بخش فضایی سیستم بستگی دارد. روش اندازه‌گیری یکی از گیرنده‌های مورد استفاده در نقطه مرجع نقطه‌ای با موقعیت معلوم مستقر و از یک یا چند گیرنده متحرک دیگر در اندازه‌گیری نقاط نسبت به این نقطه مرجع استفاده می‌شود. به عبارت دیگر بیس ‌لاین‌های تشکیل شده از ایستگاه مرجع و هر ایستگاه متحرک (rover) مستقلا پردازش خواهند شد. این موضوع ضرورت اطمینان از عدم حضور مشاهدات اشتباه در اندازه‌گیری را به خوبی روشن می‌کند. از آنجا که در سرشکنی هر بیس‌ لاین به طور مجزا هیچ کنترلی بر روی خطاهای اندازه‌گیری وجود نخواهد داشت ضروری است از عدم وجود مشاهدات اشتباه اطمینان حاصل کرد. یکی از راه‌های پیشنهادی برای این منظور استقرار مجدد بر روی ایستگاه‌های اندازه‌گیری است. از این روش برای تکثیر نقاط کنترل استفاده می‌شود. نکته دیگر اینکه در استفاده از بیش از یک گیرنده متحرک همزمانی ردیابی ماهواره‌ها در گیرنده‌های rover امکان لاین‌های جدید بین این نقاط و در نتیجه کنترل بهتر خطاهای اندازه گیری را فراهم خواهد کرد.

تعیین موقعیت به روش کینماتیک به روش‌های مختلفی انجام پذیر است این روش‌ها عبارتند از:

روش متداول تعیین موقعیت کینماتیک (Common Kinematic)

روش ایست_رو یا نیمه کینماتیک (Semi kinematic or stop & go)

روش شبه کینماتیک یا استقرار مجدد (Pseudo-Kinematic)

روش‌های (Real Time Kinematic) RTK و روش Differential GPS) DGPS) کینماتیک در تعیین موقعیت با GPS که نخستین بار توسط Remondi در سال 1983 ابداع شد.

 

سایر آموزش‌ها

placeholder

این یک عنوان است این یک عنوان است این یک عنوان است این یک عنوان است

placeholder

این یک عنوان است

placeholder

این یک عنوان است

placeholder

این یک عنوان است

مطالب ویژه

placeholder

این یک عنوان است

placeholder

این یک عنوان است

placeholder

این یک عنوان است

placeholder

این یک عنوان است