افمریز دقیق یا فرمت SP3

مطالعه این نوشته در 23 دقیقه

افمریز دقیق یا فرمت SP3

در نوشته های قبلی به بررسی سایر فرمت های استاندارد نظیر راینکس مشاهداتی و راینکس ناوبری پرداختیم. همچنین یک محصول در زمینه معرفی فایل راینکس ناوبری در فروشگاه قرار دادیم که در آن تمام موارد موجود درفایل راینکس ناوبری و نحوه تعیین موقعیت ماهواره ها با استفاده از آن ها را مورد توضیح دادیم. برای دسترسی به این محصول بر روی لینک زیر کلیک کنید.

در این نوشته به بررسی یکی دیگر از فرمت های استاندارد مورد استفاده در سیستم های تعیین موقعیت ماهواره ای به نام فرمت SP3 یا افمریز دقیق می پردازیم. 

قبل از شروع یک نمونه فایل SP3 برای دانلود قرار داده ایم. آن را از لینک زیر دانلود کرده و با نرم افزار ++Notepad باز کنید. سپس ادامه نوشته را دنبال کنید.

Sp3 چیست؟

SP3 مخفف Standard Product 3 بوده و نام یکی از فرمت های معروف از سری فرمت های استاندارد GNSS می باشد. این فرمت برای اولین بار توسط Remondi معرفی شد. اولین نسخه ارائه شده از آن SP1 بود و نسخه مورد استفاده کنونی SP3 می باشد. 

SP3 یک فایل ASCII است که شامل اطلاعات موقعیت ماهواره های سیستم  های تعیین موقعیت ماهواره ای می باشد.

اطلاعاتی که در فایل SP3 ارائه می شود عبارتند از:

  • موقعیت (مختصات) ماهواره ها
  • تصحیحات ساعت ماهواره ها
  •  بردار سرعت ماهواره
  •  نرخ تغییرات تصحیحات ساعت ماهواره
  • پارامترهای مربوط دقت اطلاعات بالا

SP3 شبیه به تمامی فرمت های استاندارد دیگر (نظیر راینکس)، از دو قسمت Header و Content تشکیل شده است. در ادامه به بررسی اطلاعات موجود در این دو قسمت می پردازیم. 

آشنایی بیشتر با افمریز دقیق

یکی از سرویس هایی که فایل های SP3 را تولید می کند، سرویس IGS می باشد. در نوشته زیر در مورد این افمریز دقیق IGS بیشتر توضیح داده ام. آن را مطالعه کنید تا در مورد افمریز دقیق بیشتر اطلاع داشته باشید.

بررسی قسمت Header فرمت SP3

در قسمت Header به ترتیب موارد زیر ارائه می شود:

خط اول

در خط اول از Header فرمت SP3، اطلاعات زیر وجود دارد:

  • c#: جدیدترین ورژن ارائه شده توسط IGS برای فرمت SP3، نسخه d می باشد. در این جا ما یک نمونه فایل نسخه c را بررسی کرده ایم. در مورد تفاوت های بین نسخه c و d، در انتها توضیحات کاملی آورده شده است.

  • پس از آن، اگر حرف P آمده باشد، فرمت SP3، فقط شامل مختصات ماهواره ها است و اگر حرف V آمده باشد، علاوه بر موقعیت، اطلاعات مربوط به سرعت ماهواره ها نیز در آن وجود دارد. 

  • سپس، سال مربوط به اپک شروع فایل آورده شده است.

  • بعد از آن، ماه مربوط اپک شروع فایل آورده شده است.

  • در ادامه، روز مربوط به اپک شروع فایل آورده شده است.

  • عدد بعدی، ساعت مربوط به اپک شروع فایل است.

  • سپس، دقیقه مربوط به اپک شروع فایل آورده شده است.

  • عدد بعد، ثانیه مربوط به اپک شروع فایل است.

  • عدد بعد تعداد اپک های موجود در فایل را نشان می دهد.

  • سپس دیتای مورد استفاده برای تهیه فایل نمایش داده می شود.

  •  بعد از آن، سیستم مختصاتی که موقعیت ماهواره ها در آن ارائه می شوند مشخص می شود.

  •  سپس نوع مدار مشخص می شود:

    •  اگر FIT باشد یعنی از فیت کردن برای ساخت مدار استفاده شده است.

    •  اگر EXT باشد یعنی از روش برون یابی و یا پیش بینی استفاده شده است.

    • اگر BCT باشد، یعنی از اطلاعات منتشر شده ناوبری استفاده شده است.

    • اگر HLM باشد یعنی از تبدیل هلمرت استفاده شده است. 

  • در نهایت نام موسسه ای که این فایل را تولید کرده است آورده شده است.

SP3

خط دوم

در خط دوم از Header فرمت SP3، اطلاعات زیر وجود دارد:

  • ##: سمبل مربوط به خط دوم
  • شماره هفته GPS
  • ثانیه از هفته GPS
  •  فاصله زمانی بین اپک ها (ثانیه)
  •  تاریخ جولین 
  •  عددی بین صفر و یک که نشان دهنده این است که زمان شروع فایل چه کسری از روز می باشد. (مثلا عدد صفر نشان دهنده نیمه شب می باشد.)
 
SP3

خط سوم تا هفتم

در خط سوم تا هفتم از Header فرمت SP3، اطلاعات زیر وجود دارد:

  • +: سمبل مربوط به خط سوم تا هفتم
  • تعداد ماهواره ها
  • شناسه مربوط به هر ماهواره (این 5 خط، تا 85 ماهواره را پشتیبانی می کند و در هر خط 17 ماهواره می تواند قرار بگیرد. ماهواره های GPS با حرف G، ماهواره های گلوناس با حرف R، ماهواره های LEO با حرف L، ماهواره های گالیله با حرف E، ماهواره های Beidou با حرف C و ماهواره های QZSS با حرف J مشخص می شوند.)
 
SP3

خط هشتم تا دوازدهم

در خط هشتم تا دوازدهم از Header فرمت SP3، اطلاعات زیر وجود دارد:

  • ++: سمبل مربوط به خط هشتم تا دوازدهم
  •  در این خطوط صحت مدار هر ماهواره مشخص می شود:
    • اگر برابر با صفر باشد: صحت مشخص نیست.
    • اگر برابر با هر عدد دیگری باشد باید آن عدد را توان عدد 2 در نظر گرفت و صجت آن ماهواره را بر حسب میلیمتر به دست آورد. یعنی اگر به عنوان مثال عدد موجود برای صحت ماهواره ای 3 بود، صحت آن برابر با 2 به توان 3 می باشد. یعنی صحت آن 8 میلیمتر است. 
 
SP3

خط سیزدهم

در خط سیزدهم از Header فرمت SP3، اطلاعات زیر وجود دارد:

  • c%: سمبل مربوط به خط سیزدهم
  • اینکه اطلاعات موجود در فایل مربوط به کدام سیستم تعیین موقعیت است، در این قسمت نمایش داده می شود:
    • G: سیستم GPS
    • M: فایل حاوی چندین نوع ماهواره است.
    • R: گلوناس
    • L: ماهواره های LEO
    • E: گالیله
    • C: سیستم Beidou
    • J: سیستم QZSS 
  • نوع سیستم زمانی مورد استفاده در این فایل در این قسمت مشخص می شود:
    • GPS: سیستم زمان GPS
    • GLO: سیستم زمان گلوناس
    •  GAL: سیستم زمان گالیله
    •  TAI: زمان اتمی بین المللی
    •  UTC: زمان UTC
    • QZS: زمان سیستم QZSS 
  • کاراکترهای c که در این خط مشاهده می کنید، اطلاعات خاصی ارائه نمی دهند.
SP3

خط چهاردهم

در خط چهاردهم از Header فرمت SP3، اطلاعات زیر وجود دارد:

  • c%: سمبل مربوط به خط چهاردهم
  • کاراکترهای c که اطلاعات خاصی ندارند.
SP3

خط پانزدهم

در خط پانزدهم از Header فرمت SP3، اطلاعات زیر وجود دارد:

  • f%: سمبل مربوط به خط پانزدهم
  • عددی که در اینجا مشاهده می شود عددی پایه برای محاسبه انحراف معیار (دقت) موقعیت و سرعت ماهواره ها را نشان می دهد. واحد دقت موقعیت ماهواره ها، میلیمتر و واحد دقت بردار سرعت ماهواره ها 10 به توان منفی 4 میلیمتر بر ثانیه می باشد. این عدد معمولا 1.25 است و نحوه استفاده از آن را در قسمت Content، خط بیست و چهارم خواهید دید.
  • عددی که در اینجا مشاهده می شود عددی پایه برای محاسبه انحراف معیار (دقت) ساعت ماهواره ها و نرخ تغییرات ساعت ماهواره ها را نشان می دهد. واحد دقت ساعت ماهواره ها، پیکوثانیه و واحد دقترخ تغییرات ساعت ماهواره ها 10 به توان منفی 4 پیکوثانیه بر ثانیه می باشد. این عدد معمولا 1.025 است و نحوه استفاده از آن، در قسمت Content، خط بیست و چهارم توضیح داده شده است.
SP3

خط شانزدهم، هفدهم و هجدهم

در خط شانزدهم، هفدهم و هجدهم از Header فرمت SP3، اطلاعات خاصی وجود ندارد.

SP3

خط نوزدهم، بیستم، بیست و یکم و بیست و دوم

در خط نوزدهم، بیستم، بیست و یکم و بیست و دوم از Header فرمت SP3، کامنت یا اطلاعات و توضیحات اضافی آورده می شود. این خط، خط پایانی از قسمت Header فایل SP3 می باشد.

SP3

بررسی قسمت Content فرمت SP3

در قسمت Content، با توجه به نوع فایل، اطلاعات متعددی ارائه می شود. در یک سری از فایل ها اطلاعات ارائه شده در این قسمت شامل مختصات ماهواره ها و دقت آن ها می باشد. 

در بعضی دیگر از این فایل ها، علاوه بر مختصات ماهواره ها، اطلاعات ساعت ماهواره ها و دقت آن ها نیز بیان شده است.

در نوع دیگری از فایل SP3، علاوه بر موارد فوق اطلاعات بردار سرعت ماهواره ها و نیز نرخ تغییرات تصحیحات ساعت ماهواره ها و دقت این پارامترها نیز آورده شده است. 

فایلی که ما بررسی کردیم، از نوع دوم بوده و شامل مختصات، تصحیح ساعت ماهواره و دقت این پارامترها می باشد.

 

خط بیست و سوم

در خط بیست و سوم که اولین خط از اطلاعات قسمت Content فایل SP3 می باشد، اپک مشخص شده است. این اپک با سمبل * شروع شده و شامل سال، ماه، روز، ساعت، دقیقه و ثانیه می باشد. 

SP3
  • خط بیست و چهارم

در خط بیست و چهارم که اولین خط از اطلاعات قسمت Content فایل SP3 می باشد، اطلاعات زیر وجود دارد:

  • P: نشان دهنده این است که در این خط اطلاعات موقعیت ماهواره ها وجود دارد.

  • پس از آن، شناسه ماهواره آورده می شود. یعنی این خط شامل اطلاعات مربوط به این ماهواره است. 

  • پس از آن، مختصات ماهواره آورده می شود. این مختصات به ترتیب X و Y و Z می باشد که در سیستم مختصات عنوان شده در Header و در واحد کیلومتر آورده شده است. بهترین دقت این مختصات 1 میلیمتر می باشد.

  • پس از مختصات، تصحیح ساعت ماهواره بر اساس میکروثانیه آورده شده است. 

  • پس از تصحیح ساعت ماهواره،  سه عدد می آید که به کمک آنها می توان انحراف معیار هر کدام از مولفه های X و Y و Z را به دست آورد. این اعداد را در توان عدد پایه عنوان شده در خط پانزدهم Header قرار داده و انحراف معیار بر حسب میلیمتر به دست می آید. مثلا اگر این عدد 18 باشد و عدد پایه مربوط به مختصات که در خط پانزدهم توضیح دادم، 1.25 است. 1.25 به توان 18 می شود به صورت تقریبی 56 میلیمتر. یعنی انحراف معیار این پارامتر 56 میلیمتر است.

  • در قسمت بعدی از این خط، عدد پایه برای محاسبه انحراف معیار تصحیح ساعت ماهواره آورده شده است. این عدد را در توان عدد پایه عنوان شده در خط پانزدهم قرار داده و دقت تصحیح ساعت ماهواره را به دست می آوریم. 

  • این فرآیند برای تمامی ماهواره های موجود در این فایل که نام و تعداد آن ها در خط سوم قسمت Header توضیح دادم، تکرار می شود. 

پس از اطلاعات بالا، ممکن است کاراکترهایی دیده شوند که در ادامه به معرفی آن ها می پردازم. این کاراکترها ندرت در فایل های SP3 دیده می شود و در فایل نمونه نیز وجود ندارند:

  • در بعضی از فایل ها، پس از عدد مربوط به تصحیح ساعت ماهواره، کاراکتر “E” که مخفف Clock Event Flag دیده می شود. وجود این کاراکتر نشان دهنده عدم پیوستگی در ساعت ماهواره است. این عدم پیوستگی ممکن است به دلیل تعویض ساعت اتمی باشد. (دقت کنید که این کاراکتر در فایل نمونه وجود ندارد)

  • کاراکتر بعدی که با “P” نمایش داده می شود، پیش بینی تصحیح ساعت ماهواره است. در واقع اگر چنین کاراکتری در این قسمت دیده شود، نشان دهنده این است که تصحیح ساعت ماهواره در این اپک به صورت پیش بینی شده می باشد. (دقت کنید که این کاراکتر در فایل نمونه وجود ندارد)

  • کاراکتر بعدی در این خط “M” می باشد و بیانگر مانورهایی است که ممکن است ماهواره انجام دهد. مانند تغییر مدار. 

  • آخرین کاراکتر در این خط کاراکتر “P” می باشد. وجود این کاراکتر یعنی اینکه مختصات ماهواره که در این اپک بیان شده است، پیش بینی می باشد.

در اینجا ذکر 5 نکته زیر الزامی است:

1) اگر فایل شما دارای اطلاعات بردار سرعت ماهواره و نرخ تغییرات تصحیح ساعت ماهواره باشد، بعد از هر خط موقعیت که با P شروع می شود، یک خط مربوط به اطلاعات سرعت خواهیم داشت که با V شروع خواهد شد.

2) پس از اتمام اطلاعات تمامی ماهواره ها در این اپک، نوبت به اپک بعدی می رسد. و این روند تا آخر فایل ادامه پیدا می کند. پس از پایان تمامی اپک ها عبارت EOF که مخفف End Of File می باشد وحود خواهد داشت و این نشان دهنده اتمام فایل SP3 است.

3) اگر هر کدام از اطلاعات موجود در قسمت Content خالی بود یعنی آن فایل وجود ندارد و اگر اعداد بیان کننده دقت پارامترها، برابر با 999999.999999 بودند یعنی این اعداد دقت بسیار کمی دارند.

4) در بعضی از فایل ها پس از خط مربوط به موقعیت، یک خط برای بیان پارامتر همبستگی یا Correlation مربوط به موقعیت و ساعت وجود دارد. این خط با کاراکتر “EP” آغاز می شود و اطلاعات زیر در آن وجود دارد:

  • انحراف معیار X بر حسب میلیمتر

  • انحراف معیار Y بر حسب میلیمتر

  • انحراف معیار Z بر حسب میلیمتر

  • انحراف معیار تصحیح ساعت ماهواره بر حسب پیکوثانیه

  • همبستگی بین X و Y 

  • همبستگی بین X و Z 

  • همبستگی بین X و تصحیح ساعت ماهواره

  • همبستگی بین Y و Z 

  • همبستگی بین Y و تصحیح ساعت ماهواره

  • همبستگی بین Z و تصحیح ساعت ماهواره

5) در بعضی از فایل ها پس از خط مربوط به سرعت، یک خط برای بیان پارامتر همبستگی یا Correlation مربوط به سرعت و ساعت وجود دارد. این خط با کاراکتر “EP” آغاز می شود و اطلاعات زیر در آن وجود دارد:

  • انحراف معیار سرعت در راستای X بر حسب میلیمتر بر ثانیه

  • انحراف معیار سرعت در راستای Y بر حسب میلیمتر بر ثانیه

  • انحراف معیار سرعت در راستای Z بر حسب میلیمتر بر ثانیه

  • انحراف معیار تغییرات تصحیح ساعت ماهواره بر حسب پیکوثانیه بر ثانیه

  • همبستگی بین سرعت در راستای X و Y 

  • همبستگی بین سرعت در راستای X و Z 

  • همبستگی بین سرعت در راستای X و تغییرات تصحیح ساعت ماهواره

  • همبستگی بین سرعت در راستای Y و Z 

  • همبستگی بین سرعت در راستای Y و تغییرات تصحیح ساعت ماهواره

  • همبستگی بین سرعت در راستای Z و تغییرات تصحیح ساعت ماهواره

SP3

تفاوت های بین نسخه c و نسخه d

در سال 2016 مواردی به منظور بهبود فرمت SP3، در قالب نسخه جدید SP3-d ارائه شد. این موارد عبارتند از:

  • تعداد ماهواره هایی که در خط سوم تا هفتم به آن ها اشاره می شد از 85 ماهواره به 999 ماهواره افزایش یافت. دلیل این کار افزایش تعداد ماهواره های سیستم های تعیین موقعیت GNSS بود. در نتیجه تعداد خط های قسمت Header با توجه به تعداد ماهواره ها متفاوت خواهد بود.

  • محدودیت تعداد کامنت هایی که در قسمت Header میتوان نوشت از بین رفت و در نتیجه باز هم مانند حالت قبل، تعداد خط های قسمت Header متغیر می باشد.  همچنین، تعداد کاراکترهای قسمت کامنت از 60 کاراکتر در هر خط به 80 کاراکتر افزایش یافت.

 

با دیگران به اشتراک بگذارید

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

As you found this post useful...

Follow us on social media!

We are sorry that this post was not useful for you!

Let us improve this post!

4 دیدگاه در “افمریز دقیق یا فرمت SP3”

  1. با سلام

    اینجا که فرمودید
    جدیدترین ورژن ارائه شده توسط IGS برای فرمت SP3، نسخه c می باشد.

    نسخه d که در سال 2016 معرفی شد نسخه جدید و بهبود یافته است

  2. با سلام و تشکر بابت سایتتان
    امکانش هست بفرمائید اطلاعات ساعتی که در فایلهای sp3 از نوع P و V می آید چه تفاوتی با اطلاعات ساعت ماهواره های فایلهای clk دارد؟

    ممنون

    1. سلام. وقت بخیر.

      یکی از مهمترین تفاوتها فاصله زمانی بین اپک های آن هاست. فایل های SP3 دارای فاصله زمانی 15 دقیقه ای است ولی در فایل های clk، فاصله زمانی 5 دقیقه ای و 30 ثانیه ای دارند. علاوه بر آن فایل های clk به دو صورت final و rapid ارائه می شوند و برخلاف فایل های SP3، نوع Ultra Rapid ندارند.

      موفق باشید

دیدگاهتان را بنویسید

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