سرویس IGS

مطالعه این نوشته در 16 دقیقه

سرویس بین المللی سیستم های تعیین موقعیت ماهواره ای یا همان سرویس IGS که مخفف International GNSS Service می باشد، ارگانی است که به تولید داده ها و محصولات GNSS با دقت بالا اختصاص داده شده است.این سرویس از کمک مالی بیش از 200 دانشگاه، موسسه و ارگان خصوصی وابسته به بیش از 100 کشور مختلف استفاده می کند. IGS در سال 1992 ایجاد و به صورت رسمی در اول ژانویه سال 1994 شروع به فعالیت نمود. در ادامه به معرفی کامل سرویس IGS می پردازم.

سرویس IGS

ماموریت سرویس IGS

ماموریت IGS بر طبق اعلان رسمی این سرویس عبارت است از:

“سرویس IGS با کیفیت ترین داده ها، محصولات و خدمات را برای سیستم های تعیین موقعیت ماهواره ای GNSS، به صورت رایگان و قابل دسترس برای عموم، فراهم می آورد. این خدمات در راستای پشتیبانی از فریم مرجع زمینی ITRF، مشاهدات و تحقیقات میدانی، تعیین موقعیت-ناوبری-زمان بندی PNT و دیگر کاربردهای مفید برای جوامع علمی، می باشد.”

سرویس IGS با این دیدگاه باعث ایجاد فرهنگ در اختیار قراردادن دانش و اطلاعات در جوامع علمی شد. بسیاری از متخصصین و دانشگا ها با انتشار اطلاعات خود در زمینه سیستم های تعیین موقعیت باعث بهبود این سیستم ها شدند. IGS با داشتن ارتباط قوی با مالکان سیستم های تعیین موقعیت و نیز کمپانی های تولید دستگاه های مرتبط با GNSS، موجب به روز ماندن و دقیق ماندن محصولات و داده های خود شده است. IGS با در اختیار قرار دادن استاندارها، دستورالعمل ها و قراردادهای خود به عموم کاربران موجب افزایش فهم استفاده از داده ها و محصولات مرتبط با GNSS شده است.

یکی دیگر از دست آوردهای این مجموعه، برقراری ارتباط بین دیگر روش های ژئودتیکی نظیر VLBI , SLR , DORIS با سیستم های تعیین موقعیت ماهواره ای GNSS بود. این ارتباط برای بهبود دقت ITRF مفید است. دست آورد بعدی افزایش تعداد ایستگاه های دائم برای گسترده تر و نیز متراکم تر کردن شبکه این نقاط بود که ما آن را تحت عنوان شبکه IGS می شناسیم. وجود این شبکه موجب بهبود دقت در برآورد اطلاعات مداری و ساعت ماهواره، اطلاعات هواشناسی و تکتونیکی برای کاربردهای دقیق می باشد.

امکان دسترسی به اطلاعات ITRF و برقراری ارتباط با دیتوم های محلی و جهانی توسط کاربران از دیگر فعالیت های مهم IGS می باشد که موجب افزایش دقت این دیتوم ها و بهبود شرایط تعیین موقعیت شده است.

سوالی که در اینجا مطرح می شود این است که موسسات، دانشگاه ها و ارگان های مختلف، چه نفعی از کمک کردن به IGS می برند؟ جواب این سوال واضح بوده و در موارد زیر خلاصه می شود:

  • افزایش دقت فریم مرجع در محلی که ایستگاه های دائم قرار دارند.
  • افزایش دقت محصولات تعیین موقعیت مانند اطلاعات مداری و ساعت ماهواره
  • افزایش دقت تبدیلات بین فریم جهانی و دیتوم های محلی در کشورهایی که همکاری خوبی با IGS دارند.

ساختار سرویس IGS

در تصویر زیر ساختار کلی این سرویس را مشاهده می کنید.

سرویس IGS- ساختار سرویس IGS
ساختار IGS

شبکه IGS

این شبکه از بیش از 450 ایستگاه دائم با گیرنده های GNSS تشکیل شده است. این ایستگاه ها در ابتدا فقط توانایی دریافت مشاهدات GPS را داشتند ولی با ارسال سیگنال توسط دیگر سیستم های تعیین موقعیت ماهواره ای GNSS نظیر GLONASS , Galileo , Beidou و QZSS و نیز امکان دریافت تصحیحات از سیستم های SBAS به دقت بسیار بالایی در جمع آوری مشاهدات رسیده اند.

در ایجاد این ایستگاه ها از دستورالعمل های مشخصی تبعیت شده است. به عنوان نمونه، تمامی ایستگاه ها باید به صورت دائم تحت کنترل قرار داشته باشند تا در صورت ایجاد مشکل در هر کدام، در سری های زمانی ارائه شده برای هر ایستگاه، این مساله لحاظ شود. همچنین باید هر ایستگاه به نحوی سازمان دهی شود که مشاهدات خود را در کمترین زمان به مراکز آنالیز ارسال کند.

در تصویر زیر شبکه IGS را مشاهده می کنید. نقاط سبز رنگ ایستگاه های فعال و نقاط قرمز رنگ ایستگاه هایی که در 10 روز گذشته مشاهده ای نداشته اند را نشان می دهند. همان طور که می بینید در ایران دو ایستگاه IGS با نام TEHN00IRN که مربوط به تهران و HAMD00IRN که مربوط به همدان می باشد، موجود است. در آینده به معرفی بیشتر این دو ایستگاه می پردازم.

سرویس IGS-شبکه IGS
شبکه IGS

مراکز آنالیز IGS

مراکز آنالیز در سرویس IGS، به چند دسته طبقه بندی می شوند. گروهی از آن ها، وظیفه دریافت و پردازش مشاهدات ارسالی از ایستگاه های دائم را بر عهده دارند. این مراکز همچنین وظیفه تولید محصولات اصلی IGS نظیر افمریز ماهواره ها، پارامترهای دورانی زمین، مختصات ایستگاه های دائم و اطلاعات مربوط به ساعت ماهواره ها می باشد.

گروهی دیگر از مرکزهای آنالیز وظیفه تولید دسته دیگری از محصولات IGS را بر عهده دارند. این محصولات عبارتند از: اطلاعات یونسفر، پارامترهای تروپسفر، مختصات و بردار سرعت ایستگاه های دائم در شبکه های زیر مجموعه شبکه اصلی. در واقع وظیفه این مرکزهای آنالیز تولید محصولات جدید از داده های GNSS می باشد.

در نهایت، گروه آخر وظیفه کنرل و نظارت بر محصولات تولید شده توسط مراکز آنالیز معرفی شده در بالا را بر عهده دارند. این محصولات نباید از نظر کیفی، خارج از استاندارد تولید محصول در IGS باشد. این مراکز ارتباط مستمری با سرویس IERS دارند.

مراکز داده IGS

دیتاسنتر های IGS به سه دسته طبقه بندی می شوند؛ عملیاتی، منطقه ای و جهانی.

مرکز داده های عملیاتی به صورت مستقیم با ایستگاه های شبکه IGS در ارتباط هستند. وظیفه آن ها شامل مانیتور کردن ایستگاه، تایید داده ها، تبدیل مشاهدات به فرمت RINEX، فشرده سازی داده ها، دسته بندی کردن داده ها و ارسال آن به دیگر دیتا سنترها می باشد.

مرکز داده منطقه ای وظیفه جمع آوری داده با فرمت خاصی که مد نظر می باشد را بر عهده دارد. این دیتا سنترها، آرشیوی از مشاهدات را ساخته و امکان دسترسی آنلاین به این داده ها را فراهم می کنند. همیچنین این مشاهدات را به مرکز داده های جهانی ارسال می نمایند. این عملیات ها بر روی ایستگاه هایی که توسط موسسات خصوصی نگهداری می شوند و در مناطق خاصی نظیر اروپا و استرالیا قرار دارند انجام می شود.

مرکز داده های جهانی، مهمترین نوع این نوع دیتاسنترها می باشند. کاربران عمومی در سرتاسر جهان از طریق این مراکز داده، به محصولات و مشاهدات IGS دسترسی پیدا می کنند. آن های اطلاعات را از دیتاسنترهای محلی و عملیاتی دریافت، بازیابی و ذخیره می کنند و در بستری امن در اختیار کاربران قرار می دهند. همچنین نسخه های پشتیبان از این داده ها نیز تهیه می کنند. در حال حاضر 4 مرکز داده جهانی وجود دارد که در کشورهای آمریکا، فرانسه و کره جنوبی قرار دارند:

در آینده نحوه استفاده از دیتا سنترها و دانلود اطلاعات مورد نظر را آموزش خواهم داد.

سرویس IGS- دیتاسنترهای IGS
مرکز داده KASI در کره جنوبی

گروه های کاری IGS

سرویس IGS از گروه هایی استفاده می کند تا بر روی جنبه های مختلفی از تولید محصولات تحقیق و بررسی کنند. این گروه ها وظیفه پیشرفت سرویس در زمینه های مختلف را فراهم می کنند. از جمله این گروه ها می توان به موارد زیر اشاره نمود:

Antenna Working Group- AWG

این گروه بر روی تعیین مرکز فاز آنتن های گیرنده ها و ماهواره های GNSS و تهیه و انتشار فایل های ANTEX تحقیق و بررسی می کنند.

Bias and Calibration Working Group – BCWG

مشاهدات مختلف GNSS تحت تاثیر بایاس های متفاوت ماهواره های این سیستم ها قرار دارند. این بایاس ها تاثیر مستقیمی بر دقت محصولات IGS می گذارند. این گروه بر روی این بایاس ها تحقیق کرده و روش مواجهه با آن ها را معرفی می کنند.

Clock Products Working Group – CPWG

وظیفه این گروه منطبق کردن محصولات IGS از نظر زمانی با سیستم زمانی UTC می باشد.

Data Center Working Group – DCWG

وظیفه این گروه نظارت بر عملکرد دیتاسنترهای مختلفی است که در قسمت قبل معرفی کردم.

Ionosphere Working Group – IWG

این گروه نقشه های جهانی یونسفر GIM را که بیان گر مقدار الکترون TEC می باشد، تولید می کنند.

Multi-GNSS Working Group – MGWG

این گروه وظیفه کمک به پروژه MGEX را برعهده دارند. این پروژه وظیفه جمع آوری و آنالیز سیگنال های تمامی سیستم های تعیین موقعیت ماهواره ای GNSS را بر عهده دارد. این گروه با محاسبه بایاس بین سیستمی و ارائه آن به MGEX به پیشرفت این پروژه کمک شایانی کرده است.

Reference Frame Working Group – RFWG

این گروه از اطلاعات آنالیز شده توسط مراکز آنالیز IGS استفاده کرده و بردار مختصات و سرعت مربوط به ایستگاه های IGS و پارامترهای دوران زمین را تولید و در اختیار قسمت تولید ITRF قرار می دهد.

RINEX Working Group – RINEX-WG

وظبفه بررسی فرمت های مختلف RINEX و ارائه فرمت های جدید با ساختاری بهبود یافته را بر عهده دارند.

Space Vehicle Orbit Dynamics Working Group – SVODWG

وظیفه این گروه بررسی دینامیک مدار و مدل های توجیه ماهواره می باشد. با ارائه این مدل ها برای سیستم های تعیین موقعیت ماهواره ای جدید، دقت استفاده از این سیستم ها را به بالاترین سطح ارتقاء یافته  است.

Tide Gauge (TIGA) Working Group

این گروه با آنالیز داده های GPS ایستگاه های نزدیک tide gauge، اطلاعات دقیقی درباره تغییرات سطح آب جهانی به دست آورده اند.

Troposphere Working Group – TWG

این گروه با کار بر روی محصول تروپسفر IGS و ترکیب آن با نتایج حاصل از مرکزهای آنالیز، به بهبود دقت تعیین موقعیت مطلق دقیق PPP کمک می کند.


در نوشته های آینده به بررسی محصولات IGS، نحوه دسترسی و استفاده از آن ها و نیز معرفی پروژه های IGS خواهم پرداخت.

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

2 دیدگاه در “سرویس IGS”

  1. با سلام

    در برخی سایتها، داده های برداشت شده ایستگاه های استاتیک آی جی اس وجود دارد. ایا سایتهایی برای دریافت داده های کینماتیک (مثلا هواپیماها یا شناورها) وجود دارد؟

دیدگاهتان را بنویسید

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