بهترین زمان برای عملیات برداشت توسط گیرنده های GNSS

مطالعه این نوشته در 13 دقیقه

برای استفاده از اطلاعات سیستم های تعیین موقعیت ماهواره ای در پروژه های مختلف، نیاز به عملیات برداشت توسط گیرنده های GNSS داریم. اولین نکته در عملیات برداشت، طراحی عملیات و تعیین ببهترین زمان برای عملیات برداشت مشاهدات GNSS می باشد. در این نوشته به معرفی یک ابزار آنلاین برای برنامه ریزی به منظور برداشت مشاهدات سیستم های تعیین موقعیت ماهواره ای GNSS، می پردازم.

این ابزار یک سایت آنلاین برای محاسبه وضعیت ماهواره های سیستم های تعیین موقعیت ماهواره ای برای روزهای آتی است. به کمک آن می توان شرایط مختلف را برای عملیات زمینی برداشت اطلاعات به کمک گیرنده های GNSS پیش بینی کرد و بهترین زمان برداشت مشاهدات را در نظر گرفت.

Trimble GNSS Planning

سایت GNSS Planning Online، یک ابزار آنلاین برای برنامه ریزی عملیات زمینی GNSS می باشد که توسط کمپانی Trimble راه اندازی شده است. با مراجعه به این سایت، به راحتی می توانید با وارد کردن اطلاعات محل تقریبی پروژه، وضعیت و شرایط ماهواره های سیستم های تعیین موقعیت و نیز شرایط اتمسفری را بررسی کرده و بهترین زمان برای عملیات برداشت را انتخاب کنید. این کار توسط بررسی آلماناک های سیستم های تعیین موقعیت ماهواره ای، انجام می شود.

ورود اطلاعات اولیه

پس از ورود به سایت، با صفحه زیر روبه رو خواهید شد. در ابتدا باید اطلاعات اولیه مربوط به پروژه را وارد کنید:

بهترین زمان برای عملیات برداشت توسط گیرنده های GNSS
در این مثال، من یک پروژه فرضی در حوالی خیابان ایران زمین محدوده شهرک غرب را در نظر گرفتم. زمان انجام پروژه دو روز بعد، در تاریخ 5 ژوئن 2018، می باشد. مدت زمان برداشت 24 ساعت و از ساعت 0 نیمه شب شروع می شود. ارتفاع منطقه را ارتفاع متوسط تهران که 1189 متر می باشد قرار دادم.
  • در قسمت Latitude، مقدار تقریبی عرض جغرافیایی محل پروژه را وارد کنید.
  • در قسمت Longitude، مقدار تقریبی طول جغرافیایی محل پروژه را وارد کنید.
  • در صورتیکه سرویس Location کامپیوتر شما روشن باشد میتوانید با زدن بر روی دکمه آبی رنگ Detect your location، به صورت اتوماتیک موقعیت خود را معرفی کنید.
  • در صورتی که اطلاعات موقعیت محل پروژه را ندارید میتوانید با استفاده از نقشه موجود در این قسمت، محل پروژه را پیدا کنید. با کلیک بر روی نقشه موقعیت جغرافیایی آن به صورت اتوماتیک در قسمت های Latitude و Longitude قرار داده می شود.
  • در قسمت Height، ارتفاع تقریبی منطقه را وارد کنید.
  • در قسمت Elevation cutoff، مقدار زاویه ارتفاعی را وارد کنید. ماهواره هایی که پایین تر از این زاویه ارتفاعی قرار دارند در نظر گرفته نمی شوند. معمولا مقدار 10 درجه را در نظر می گیرند.
  • در قسمت Day، روز مورد نظر برای پروژه را انتخاب نمایید. در این قسمت می توانید روزهای آینده برای انجام پروژه را انتخاب کنید.
  • در قسمت Start time، ساعت شروع عملیات زمینی را وارد کنید.
  • در قسمت Period، مدت زمان تقریبی انجام عملیات زمینی را وارد کنید.
  • در قسمت Time zone، منطقه زمانی خود را انتخاب نمایید. برای ایران، زمان UTC+3:30 Tehran را انتخاب کنید.

پس از انجام تنظیمات، دکمه Apply را بزنید تا اطلاعات مربوط به پروژه شما پردازش شده و خروجی ها را مشاهده کنید. در ادامه به بررسی این خروجی ها می پردازم.

اطلاعات آماری زمان انجام عملیات زمینی

پس از پردازش، در سمت چپ صفحه اصلی اطلاعات مربوط به تنظیمات پروژه شما نشان داده می شود. همانطور که در تصویر زیر مشاهده می کنید، در این انتخاب، تعداد ماهواره های فعال از سیستم های مختلف تعیین موقعیت ماهواره ای GNSS نشان داده شده است. (96 ماهواره فعال از 98 ماهواره موجود در پنج سیستم GPS، GLONASS ،Galileo، BeiDou، و QZSS)

بهترین زمان برای عملیات برداشت توسط گیرنده های GNSS

در بالای صفحه با کلیک بر روی Satellite Library، وضعیت ماهواره ها در زمان انتخابی شما برای انجام پروژه را مشاهده می کنید. می توانید با کلیک بر روی هر سیستم تعیین موقعیت ماهواره ای، ماهواره های مربوط به آن را مشاهده کنید. با کلیک بر روی نام هر ماهواره، اطلاعات کلی درباره آن ماهواره نمایش داده می شود. اطلاعاتی نظیر: وضعیت سلامت، مدار و ساعت ماهواره. با انتخاب کردن ماهواره ها می توان اطلاعات تحلیلی مربوط به آن ها را در قسمت های بعد مشاهده نمود.

بهترین زمان برای عملیات برداشت توسط گیرنده های GNSS

همانطور که در شکل زیر مشاهده می کنید، دو ماهواره E14 و E18 مربوط به سیستم تعیین موقعیت Galileo در وضعیت ناسالم Unhealthy قرار دارد. لذا نباید از اطلاعات آن ها استفاده نمود.

بهترین زمان برای عملیات برداشت توسط گیرنده های GNSS
ماهواره های ناسالم با رنگ قرمز مشخص شده اند

با کلیک بر روی گزینه Chart در بالای صفحه، به اطلاعات جالبی درباره ماهواره ها می رسیم:

  • پلات Elevation، وضعیت زاویه ارتفاعی ماهواره های انتخاب شده را نشان می دهد.
بهترین زمان برای عملیات برداشت توسط گیرنده های GNSS
وضعیت زاویه ارتفاعی ماهواره ها
  • پلات Number of Satellites، تعداد ماهواره های قابل استفاده در هر لحظه (به تفکیک هر سیستم تعیین موقعیت) از زمان عملیات را نشان می دهد.
بهترین زمان برای عملیات برداشت توسط گیرنده های GNSS
وضعیت تعداد ماهواره ها
  • پلات DOPs، وضعیت هندسی ماهواره های GNSS که تحت عنوان DOP مشخص می شود را مشخص می کند. در این پلات، مقدار GDOP TDOP، PDOP، HDOP و VDOP در هر لحظه نمایش داده می شود. همان طور که می دانید هر چقدر DOP مقدار پایین تری داشته باشد، شرایط برداشت مشاهدات از نظر هندسه ماهواره ها پایدارتر خواهد بود.
بهترین زمان برای عملیات برداشت توسط گیرنده های GNSS
وضعیت DOP
  • در پلات Visibility، وضعیت قابل مشاهده بودن ماهواره ها در محل پروژه نمایش داده می شود.
بهترین زمان برای عملیات برداشت توسط گیرنده های GNSS
قابلیت دسترسی ماهواره ها توسط گیرنده

با کلیک بر روی گزینه Sky Plot در بالای صفحه، می توان به وضعیت حرکت ماهواره ها در طول مدت انجام عملیات، در آسمان بالای سر محل پروژه دسترسی پیدا کرد. اگر از قسمت سمت چپ بر روی دکمه Play کلیک کنید، وضعیت حرکت ماهواره ها را با ریتم تند مشاهده می کنید.

 

با کلیک بر روی گزینه World View میتوانید وضعیت حرکت ماهواره ها را در یک نقشه جهانی مشاهده کنید. هم چنین در منوی سمت چپ با کلیک بر روی TEC، وضعیت تعداد الکترون های آزاد که بر خطای یونسفر تاثیر مستقیم دارد مشاهده کنید. در واقع میتوانید با استفاده از این گزینه متوجه شوید که آیا در زمان عملیات برداشت، مقدار یونسفر در شرایط بحرانی قرار دارد یا نه.

همچنین با کلیک بر روی Scintillation، احتمال وقوع تغییرات ناگهانی لایه یونسفر که مقدار خطای یونسفری را افزایش می دهد، بررسی می شود.

بهترین زمان برای عملیات برداشت توسط گیرنده های GNSS

برای انتخاب بهترین زمان برای عملیات برداشت مشاهدات سیستم های تعیین موقعیت ماهواره ای GNSS، باید نکات زیر را در نظر داشت:

  • بیشترین تعداد ماهواره: معمولا هرچه ماهواره های قابل دسترس توسط گیرنده بیشتر باشند، پروسه تعیین موقعیت بهتر و سریعتر انجام می شود. در واقع با مشاهدات بیشتر، درجه آزادی بالاتر رفته، فیکس کردن ابهام فاز سریعتر اتفاق افتاده و دقت تعیین موقعیت افزایش می یابد.
  • زاویه ارتفاعی ماهواره: هرچه زاویه ارتفاعی ماهواره بالاتر باشد، ماهواره نزدیکتر به راستای زنیت گیرنده قرار خواهد گرفت. در این حالت، خطاهایی اتمسفری و چند مسیری مقدار کمتری خواهند داشت و در نتیجه دقت تعیین موقعیت افزایش می یابد.
  • DOP: هرچه مقدار DOP پایین تر باشد، هندسه قرار گیری ماهواره ها در بالای سر گیرنده، پایدارتر بوده و کیفیت تعیین موقعیت افزایش می یابد.
  • وضعیت یونسفر: خطای یونسفر یکی از مهمترین خطاهای تاثیر گذار بر روی مشاهدات سیستم های تعیین موقعیت ماهواره ای GNSS می باشد. با انتخاب زمان مناسب برای عملیات برداشت، می توان تاثیر این خطاها را به کمترین مقدار خود رساند. به عنوان نمونه نباید در دوره طوفان های خورشیدی برداشت های بدون کنترل انجام داد.

عملیات برداشت یک عملیات زمان بر و پر هزینه می باشد. انتخاب بهترین زمان برای عملیات برداشت یکی از نکات مهم در پروژه های تعیین موقعیت می باشد. امیدوارم با استفاده از این ابزار مفید بتوانید انتخابی بهینه و موفق داشته باشید.


امیر اللهویردی زاده
دانشجوی دکترای GNSS دانشگاه Curtin، کارشناس ارشد ژئودزی از دانشگاه اصفهان، مدرس دانشگاه، علاقه مند به سیستم های تعیین موقعیت ماهواره ای، مدیریت پروژه، برنامه نویسی
LinkedinTelegram

متوسط امتیاز / 5. تعداد رای

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *