روش های تعیین موقعیت GNSS
بطور کلی چهار روش اصلی تعیین موقعییت ماهواره ای داریم:
- استاتیک
- RTK
- PPK
- O-RTK یا آنلاین RTK ( سامانه های شمیم ، هدا و سامانه های مشابه )
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 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، 10 دقیقه برای گیرنده های دو فرکانسه است. 10 دقیقه به عنوان پایه به اضافه یک دقیقه برای هر کیلومتر.
مثلا اگر بین دو بنچمارک شما 7 کلومتر فاصله باشد باید حداقل 17 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.
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 5 کیلومتر باشد. اگر این فاصله از این بیشتر شود ، ROVER نمیتواند تصحیحات را دریافت کرده و مختصات دقیق را به ما اعلام کند.
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 5 کیلومتر نیست و می تواند تا حدود 25 الی 30 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.
تعیین موقعیت 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 سازمان 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 ….
