DGPS-DGNSS

مطالعه این نوشته در 10 دقیقه

یکی از روش های تعیین موقعیت، تشکیل معادلات تفاضلی بین مشاهدات می باشد. به این حالت، تعیین موقعیت به روش تفاضلی یا Differential Positioning می گویند. یکی از حالت های تعیین موقعیت تفاضلی استفاده از مشاهدات کد در این روشِ تعیین موقعیت می باشد. به این حالت در گذشته که فقط سیستم GPS برای تعیین موقعیت وجود داشت، DGPS که مخفف Differential GPS می باشد، می گفتند. با اضافه شدن سیستم های تعیین موقعیت ماهواره ای دیگر و تشکیل GNSS، به این روش DGNSS گفته می شود. DGNSS نیز مخفف Differential GNSS می باشد. در این نوشته به جای استفاده از DGPS از عنوان جدید آن DGNSS استفاده می شود.

اصول تعیین موقعیت به روش DGNSS

در این روش، یک گیرنده GNSS در یک ایستگاه مرجع که مختصات دقیق آن مشخص است، قرار داشته و مشاهدات مربوط به تمامی ماهواره های قایل دید را برداشت می کند. پس از برداشت، تصحیحات تفاضلی را محاسبه کرده و به گیرنده Rover که با فاصله نسبت به ایستگاه مرجع (Reference) قرار دارد، به صورت آنی (Real Time) ارسال می کند. این تصحیحات شامل تصحیحات مداری، اتمسفری و غیره می باشند. گیرنده Rover پس از دریافت این تصحیحات، داده های جمع آوری شده خود را تصحیح کرده و دقت تعیین موقعیت خود را از حالت تعیین موقعیت نقطه ای SPP (که مخفف Single Point Positioning می باشد)، بالاتر می برد.

در نوشته های آینده درباره انواع تصحیحات، روش ارسال و دریافت تصحیحات و نحوه به کاربردن آن ها خواهم نوشت. در این نوشته هدفم معرفی اولیه این روش تعیین موقعیت می باشد.

انواع DGNSS

اگر تصحیحات محاسبه شده در این روش بر اساس مشاهدات یک ایستگاه مرجع باشد، به این روش روش DGNSS محلی یا Local DGNSS می گویند. اگر گیرنده Rover یک گیرنده تک فرکانسه باشد که فقط موج L1 سیستم GPS را دریافت کند، در این حالت، روش ما به Local DGPS تنزل پیدا می کند. بیشترین فاصله مجاز بین گیرنده مرجع و گیرنده Rover در این روش در حدود 1000 کیلومتر می باشد. زیرا تا این محدوده، هر دو گیرنده ماهواره های یکسانی را مشاهده می کنند.

دلیل بیان 1000 کیلومتر به عنوان بیشترین فاصله مجاز، این است که بیشتر خطاهای موجود در این روش، به فاصله بین دو گیرنده بستگی دارند. مقدار دقت این حالت از DGNSS، در حدود 1 تا 10 ppm می باشد. در نتیجه برای یک طول 1000 کیلومتری مقدار دقت تعیین موقعیت در حدود 10 متر خواهد بود. این مقدار، برابر با دقت تعیین موقعیت در حالت نقطه ای SPP می باشد. در نتیجه از نظر منطقی استفاده از روش محلی برای فاصله های بیشتر از 1000 کیلومتر صحیح نیست.

DGNSS
روش DGNSS محلی

اگر به جای استفاده از یک ایستگاه مرجع، از یک شبکه از ایستگاه های مرجع استفاده کنیم، با افزایش دقت در روش DGNSS رو به رو خواهیم شد. به این روش، DGNSS شبکه یا Network DGNSS یا NDGNSS می گویند. تمام ایستگاه های مرجعِ روش شبکه ای، مجهز به گیرنده دو فرکانسه و یا چند فرکانسه می باشند. این ایستگاه ها، مشاهدات خود را به یک قسمت پردازش مرکزی ارسال می کنند. در این مرکز، تصحیحات DGNSS مربوط به ناحیه ای که شبکه تحت پوشش قرار می دهد، محاسبه می شود. نام دیگر این روش WADGNSS است که مخفف Wide Area DGNSS می باشد. زیرا با کمک شبکه، می توان محدوده وسیعی را تحت پوشش قرار داد.

DGNSS
روش DGNSS شبکه

مزایای WADGNSS نسبت به Local DGNSS

  • محدوده تحت پوشش روش شبکه ای WADGNSS بیشتر از روش محلی Local DGNSS است.
  • تصحیحات تولید شده در روش شبکه ای پایدارتر از روش محلی است.
  • روش شبکه ای، قادر به محاسبه مدلی برای خطاهای وابسته به فاصله نظیر خطای اتمسفری و مداری می باشد. این مدل در محدوده تحت پوشش شبکه قابل استفاده است. در حالی که در روش محلی چنین چیزی امکان پذیر نمی باشد.

مواردی که در بالا مطرح شد برای روش تعیین موقعیت تفاضلی با استفاده از مشاهده فاز که به آن RTK یا Real Time Kinematic می گویند نیز قابل قبول می باشد. درباره RTK در نوشته های قبلی توسط همکارانم توضیحاتی داده شده است.

همان طور که در ابتدای این نوشته مطرح کردم، روش DGNSS برپایه استفاده از مشاهدات کد استوار است. دقت تعیین موقعیت WADGPS در حالتی که فقط از مشاهده کد استفاده شود، تا زیر 5 متر نیز گزارش شده است. اگر بخواهیم به دقت بیشتری (حتی زیر یک متر) دست پیدا کنیم، باید مشاهدات کد را با استفاده از مشاهده فاز، بهبود ببخشیم ( مشاهده کد smooth شده). در این حالت به دقتی در حد تعیین موقعیت مطلق دقیق PPP می رسیم.

یکی از خاصیت های این روش در حالت شبکه این است که در صورت انتخاب درست این شبکه، میتوان محدوده تحت پوشش آن را تا وسعت کل ایالات متحده و یا کل قاره اروپا گسترده کرد. در نوشته های آینده درباره سرویس هایی که با کمک این روش در دنیا ایجاد شده است توضیح خواهم داد.

DGNSS
استفاده از DGNSS شبکه در وسعت یک قاره

در آخر بد نیست به این نکته اشاره کنم که در صورتی که گیرنده تک فرکانسه داشتیم و خواستیم از روش محلی برای تعیین موقعیت استفاده کنیم میتوانیم با استفاده از مدل هایی، دقت تعیین موقعیت خود را بهبود ببخشیم.این مدل ها، برای تصحیح خطای یونسفر استفاده می شوند و ضرایب آن ها توسط پیغام ناوبری ارسال می شوند. مثلا در مورد GPS یا Beidou، مدل یونسفری Klobuchar و در مورد Galileo مدل یونسفری NeQuick مورد استفاده قرار می گیرد.

این اولین نوشته ام درباره تعیین موقعیت تفاضلی بود. بدون شک معرفی این روش و جزییات آن به زمان و نوشته های بیشتری نیاز دارد. با ما همراه باشید تا بیشتر در مورد آن صحبت کنیم.


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

4 دیدگاه در “DGPS-DGNSS”

  1. با سلام و خسته نباشید

    میتونیدلطفا الگوریتمFKP رو برای تصحیحات توضیح بدید

    1. سلام. وقت بخیر.
      در روش FKP، مشاهدات ایستگاه مرجع و تصحیحات مربوط به بایاس های موجود (که تحت تاثیر فاصله هستند) برای کاربر ارسال می شود. کاربر هم این تصحیحات را به مشاهدات ارسالی از ایستگاه مرجع اعمال می کند تا مشاهدات مربوط به بک ایستگاه مرجع مجازی یا VRS را در نزدیکی خود به دست آورد. نحوه اثر دادن این تصحیحات هم با توجه به تفاوت مختصات ایستگاه مرجع و ایستگاه Rover به دست می آید.

      FKP هم مخفف Flächen–Korrektur parameter هست.

      موفق باشید.

  2. با سلام

    طبق تعریف شما من تفاوت این روش را با VRS متاسفانه درک نکردم. میتوانید کمی‌ بیشتر توضیح بدهید.

    1. روش FKP از تصحیحات ارسالی از سمت ایستگاه مرجع استفاده می کند و مشاهدات مربوط به یک ایستگاه مجازی را تولید می کند. این فرآیند در گیرنده Rover اتفاق می افتد.
      روش های دیگری نیز وجود دارد که گیرنده Rover، مختصات و مشاهدات خود را به سمت ایستگاه مرجع ارسال می کند و در ایستگاه مرجع فرآیند ساخت ایستگاه مجازی یا VRS انجام می شود و سپس از اطلاعات این ایستگاه مجازی استفاده شده و مختصات دقیق گیرنده Rover را تعیین می کنند و این مختصات به سمت گیرنده Rover ارسال می شوند.

      در واقع در تمامی روش ها هدف ساخت یک ایستگاه مجازی یا VRS می باشد که به کمک آن بتوان دقت تعیین موقعیت آنی را به روش کینماتیک بالا برد. تفاوت اساسی در این است که این هدف، در سمت گیرنده Rover انجام شود و یا در سمت گیرنده مرجع و این تفاوت، روش های مختلفی را ایجاد می کند. برای درک بهتر عکس سوم مربوط به نوشته تعیین موقعیت کینماتیک آنی شبکه NRTK را مشاهده کنید. ( می توانید عنوان این نوشته را جستجو کنید)

      روش FKP در آن عکس دقیقا در مرحله C اتفاق می افتد.

      موفق باشید

دیدگاهتان را بنویسید

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