نقشه برداران دانشکده سازمان نقشه برداری کشور

منابع خطا در اندازه گیری جی پی اس 

۱- اثرات (خطای) اتمسفریک اطراف زمین را اتمسفرفرا گرفته است . این اتمسفردارای دو لایه عمده«ترو پسفر»و «یونوسفر» میباشد. تا حدود ۳۰ تا ۴۰ کیلومتر اتمسفر زمین را تروپسفر و تا۱۰۰۰ کیلومتری را یونوسفر می گویند که نسبت به سیگنال های جی پی اس (GPS) یک محیط dispersive است. یعنی امواج با فرکانس های مختلف تاخیر و تقدم فازهای متفاوتی دارند. میزان این تاخیر وابسته به تعداد الکترون های لایه یونوسفر (TEC) است که با زمان تغییر میکند. عامل اصلی در ایجاد بیش از ۵۰ تا ۶۰در صد از خطاها در اندازه گیری های سیستم جی پی اس (GPS) ناشی از اتمسفر (ترو پسفر و یونوسفر ) است. ما اثریونسفر را به روش اندازه گیری تفاضلی عملاً در نقشه برداری کاهش می دهیم . اثر لایه یونسفر بر روی اندازه گیری های ماهواره ای ۴ برابر درشب کمتر از همین اثر در روز می باشد چرا؟ جواب این سئوال را بدین گونه توجیه می نمائیم که چون، اولاً لایه های تشکیل دهنده یونسفر (به ترتیب نزدیکی با سطح زمین ): (D)و(E)و(F2)و(F1)می باشند .

هنگامی که اشعه ماوراء بنفش خورشید به لایه یونسفر زمین تابیده می شود ،یونیزاسیون گازهای موجود در لایه یونسفر (مخصوصاً لایه D) بیشتر شده واتمسفر دارای یونهای آزاد بیشتری می شود ؛که این یونها کار دریافت اطلاعات (توسط گیرنده زمینی از ماهواره ) را مختل کرده و موج دریافتی را مخدوش می سازند . در حالیکه در شب که خورشید نمی تابد و اشعه ماوراء بنفش خورشید وجود ندارد این یونیزاسیون در لایه (D) کاهش یافته وبطور کلی می توان این چنین تصور کرد که لایه (D) ناپدید می شود. ( به همین علت موجهای رادیویی در شب بهتر گرفته می شوند ). این اثر در زمان اوج فعالیت های خورشیدی MAX میشود. برای امواج جی پی اس (GPS) اثر یونوسفر باعث تاخیر در اندازه گیری کد و تقدم فاز می شود. برای حذف اثر یونوسفر از گیرنده های دو فرکانسه استفاده می شود. در نتیجه اتمسفر زمین دقیق تر و از طرفی اختلال در امواج ارسالی به گیرندۀ ماهواره کمتر است . بنابراین نتایجی که از عملیات شبانه GPSبدست می آید بسیار دقیق تر از نتایج همان عملیات در روز است . اثر اتمسفر بدون بار به عنوان انکسار ترپوسفریک نامیده می شود. تأثیر خطای تروپسفربرروی اندازه گیری ماهواره ای ،با ارتفاع ماهواره ها از سطح زمین نسبت عکس دارد. بدین معنی که هر چه ارتفاع ماهواره افزایش یابد از تأثیراین خطا بر روی اندازه گیریها کاسته می شود . معرفی مقادیردرجه حرارت و رطوبت نسبی و فشار به دستگاههای گیرنده در محل عملیات نمی باشد ؛ و بهتر است از همان مقادیر معرفی شده (درجه حرارت و رطوبت نسبی )که توسط مدلهای هواشناسی جهانی مطرح می شود،استفاده کنیم چون امواج GPS از فضا به سمت گیرنده زمینی حرکت می کنند و در طول مسیر از لایه تروپسفر نیز عبور می نمایند. همانطور که می دانیم بخارات آب که عامل اصلی رطوبت می باشند در فاصله ۱۰ کیلومتری از سطح زمین به طور یکنواخت پراکنده شده اند. بنابراین با اندازه گیری درجه حرارت و فشار در سطح زمین نمی توان رطوبت نسبی را در فاصله ۱۰ کیلومتری سطح زمین بدست آورد ،لذا لزومی به معرفی این مقادیر به گیرنده مشاهده نمی شود . از طرفی با توجه به نتایج بدست آمده از محاسبۀ طولها بوسیلۀ GPS ، معلوم شد که استفاده از داده های مدل هواشناسی ما را به طولهای باز،با دقت و اطمینان بیشتر هدایت می کند . حسن ترپسفر بر یونسفر این است که تغییرات زمانی خیلی کم است وبراحتی قابل مدلیزه کردن است . وبوسیله مدلهای استاندارد تروپسفرمانند (Saasta moinen ,Hopfield,….. )مدلیزه می شود. مدلهای ترپسفر دو نوع می باشد: مدلهای ترپسفر خشک مدلهای ترپسفر تر برای حذف ترپوسفر خشک می توان از مدل هایی که بر پایه داده های هوا شنا سی تشکیل شده اند استفاده نمود ولی ترپوسفر تر محاسباتش مشکل تر می باشد. در لایه ترپوسفر خطا وابسته به فرکانس نیست. خطای ترپوسفر بصورت آرام حرکت می کند ولی خطای یونوسفر خیلی سریع است لذا مدلاسیون یونسفر سخت است

۲- چند مسیری شدن (MULTI PATH) تاثیر چند مسیری شدن بدلیل دریافت غیر مستقیم امواج توسط گیرنده ایجاد می شود. در مناطقی مانند کنار رودخانه ها ,مجاورت اتومبیل ها ,کنار دیوارهای قائم و شیروانی ها … امواج GPS منعکس شده و ممکن است توسط گیرنده دریافت شوند. دریافت این امواج سبب حصول شبه فاصله های اشتباه می شود . برای جلوگیری از اثر MULTI PATH از صفحه زمینی ( GROUND PLATE) و یا از چک رینک استفاده می شود. همچنین با ترکیب امواج حامل L1وL2 و اندازه گیری کد تاثیر multi path قابل شناسایی و حذف است. دلیل این امر وابستگی این خطا به فرکانس است.

۳- آفست و تغییرات مرکز فاز آنتن مرکز فاز الکترونیکی دستگاه گیرنده نقطه ایست که اندازه گیری امواج رادیویی نسبت به آن سنجیده می شود. این مرکز فاز با مرکز فاز فیزیکی دستگاه تفاوت دارد. مقدار آفست وابسته به ارتفاع ,آزیموت و شدت سیگنال های ماهواره ای دارد و برای امواج L1وL2 متفاوت است. دو تاثیر متفاوت در این مورد مجود دارد : آفست و تغییرات. میزان دقت یک آنتن وابسته به میزان تغییرات مرکز فاز آن است و بستگی به آفست مرکز فاز ندارد. ۴- خطای ساعت ماهواره ماهواره هایGPS دارای نوسان ساز های بسیار دقیقی از نوع سدیم و ربدیم هستند, لذا دارای ساعت بسیار دقیقی می باشند و همچنین این ساعت ها همواره با ساعت اصلی سیستم GPS (ساعت ایستگاه mcs) کنترل می شوند و پارامترهای تصحیح آن بصورت ضرایب یک چند جمله ای درجه دو به کاربر ارسال می شود. با این وجود با استفاده از برخی ترکیبات مشاهدات این خطا قابل حذف است. نکته مهم این است که با وجود SA اطلاعات تصحیح ساعت ماهواره دستکاری می شوند. ۵- خطای ساعت گیرنده بدلیل ارزان تر کردن گیرنده های GPS معمولا از نوسان ساز های کوارتز نسبتا ارزان قیمت استفاده می شود و بنابراین پایداری ساعت آنها بسیار پایین تراز ساعت سیستم GPS است. لیکن با استفاده از زمان ارسالی ماهواره ها این ساعت قابل کنترل است. همچنین با استفاده از روش های تفاضلی تاثیر خطای ساعت گیرنده قابل حذف شدن است. ۶- خطای مدار ماهواره های GPS بدلیل وجود برخی تاثیرات فیزیکی مانند جاذبه زمین و سایر سیارات و جاذبه خورشید ,تاثییر تشعشعات خورشیدی و اصطکاک اتمسفری ,دقیقا در مدار پیش بینی شده حرکت نمی کنند و بنابراین مدار واقعی اختلافی با مدار حاصل از افمریس ها دارد که این مسئله خطایی را در شبه فاصله ها و اندازه گیری های نهایی ایجاد میکند. معیار های دقت تعیین موقعیت GPS DOP:DOP=1/V پارامتری است که در دقت تعیین موقعیت مهم است. ترکیب هندسی ماهواره هایی است که مشاهدات به آنها انجام می شود . ترکیب هندسی ماهواره ها شکلی را بوجود می آورد که DOP معکوس حجم آن شکل می باشد.

لطفا بر روی آیکن گوگل پلاس (g+1) کلیک نمایید و  ما را در گوگل محبوب کنید .

:: برچسب‌ها: