بخشی از مقاله
چکیده:
مدت نسبتا زیادی است که استفاده از سامانههای GNSS، به منظور تهیه انواع خروجیهای علمی، امری متعارف به شمار میآید. از جمله این خروجیها میتوان به خروجی تروپوسفر اشاره کرد که امروزه کاربرد بیشتری در میان اهل فن پیدا کرده است. تا به امروز مطالعات زیادی بر روی برآورد اثر تروپوسفر از دادههای PPP استاتیک انجام شده است، اما کمتر به برآورد تروپوسفر از دادههای PPP کینماتیک پرداخته شده است. و دلیل آن این است که برآورد اثر تروپوسفر از دادههای PPP کینماتیک، به دلیل برآورد همزمان مختصات و تروپوسفر در هر اپک، با دقت پایینتری امکان پذیر است.
در این مقاله نگارندگان روشی را پیشنهاد میکنند که به موجب آن میتوان هندسه دادههای PPP کینماتیک را تغییر داده و آنها را به داده PPP استاتیک مجازی تبدیل کرد و بدین صورت از برآورد همزمان مختصات و تروپوسفر در هر اپک جلوگیری بعمل آورد.
در نتیجه تروپوسفر برآورد شده دقتی در حد تروپوسفر برآورد شده از دادههای PPP استاتیک را داراست. با این روش میتوان حجم زیادی از دادههای PPP کینماتیک برداشت شده توسط اقیانوس پیماها را از سراسر آبهای آزاد، که فاقد هرگونه ایستگاه دائم GNSS هستند، را به کار بسته و با برآورد آنی و دقیق تروپوسفر از این دادهها اقدام به ایجاد یک شبکه مانیتورینگ هواشناسی کرد.
.1 مقدمه:
مدت نسبتا زیادی است که استفاده از سامانههای GNSS، بعنوان ابزاری علمی در برآورد انواع دادههای مفید آنچنان مرسوم شده که گویی از ابتدا این سامانهها را به همین منظور ساخته، و اموری همچون ناوبری در اولویتهای بعدی این سامانهها قرار گرفته است.
از جمله دادههای مفیدی که میتوان از این سامانهها تهیه کرد، تاخیر ناشی از تروپوسفر است. امروزه برآورد تاخیر تروپوسفری در حالت PPP استاتیک مسئلهای حل شده است. اما کمتر به برآورد تاخیر تروپوسفر در حالت PPP کینماتیک پرداخته شده است.
.2 طرح مسئله:
در نگاره شماره 1 تروپوسفر برآورد شده از دو گیرنده GPS که یکی در حالت استاتیک و دیگری در حالت کینماتیک قرار داشته است را مشاهده میکنید. در این نگاره تروپوسفر برآورد شده از گیرنده PPP کینماتیک، با خط سبز رنگ و تروپوسفر برآورد شده از گیرنده PPP استاتیک، با خط آبی رنگ نشان داده شده است. اگرچه هر دو گیرنده در یک محیط قرار داشتهاند، با این همه مشاهده میکنیم که اختلاف تروپوسفر برآورد شده از این دو گیرنده حتی به 7 میلیمتر نیز میرسد
نگاره:1 مقایسه تروپوسفر برآورد شده در راستای سرو در حالت PPP استاتیک و PPP کینماتیک با نرم افزار Bernese
اگرچه آگاه هستیم که گیرنده کینماتیک، به سبب کینماتیک بودنش، آلوده به خطاهای بیشتری است، اما عامل اصلی اختلاف بین این دو تروپوسفر، ناشی از برآورد همزمان مختصات و تروپوسفر است که موجب عدم دقیقتر برآورد شدن تروپوسفر شده است. چرا که در حالت استاتیک، به ازای همه اپکهای مشاهداتی، تنها یک مختصات برآورد میشود، اما در حالت کینماتیک، به ازای هر اپک مشاهداتی، یک مختصات برآورد میشود. در نتیجه تعداد مجهولات در حالت PPP کینماتیک افزایش پیدا کرده، که این موجب کاهش درجه آزادی و ضعیفتر برآورد شدن پارامترهای مجهول، به ویژه تروپوسفر است.
طبق نگاره شماره 2 که اختلاف تروپوسفر برآورد شده از پردازش استاتیک و کینماتیک یک داده را نشان می-دهد، تاثیر همزمان برآورد شدن مختصات و تروپوسفر، بر روی تروپوسفر، میتواند از 1 سانتیمتر نیز فراتر رود.
نگاره:2 اختلاف بین تروپوسفر برآورد شده در پردازش PPP کینماتیک با پردازش PPP استاتیک برای داده استاتیک
بدین سبب بر آن شدیم تا به منظور دقیقتر برآورد شدن تروپوسفر در حالت PPP کینماتیک، با پردازشهای ویژهای، ابتدا این دادهها را به حالت استاتیک تبدیل کرده و سپس به برآورد تروپوسفر از آن بپردازیم. با این روش دیگر مجبور به برآورد مختصات در هر اپک نبوده و تروپوسفر دقیقتری برآورد میشود.
براساس نگاره 3 در صورت داشتن مختصات گیرنده کینماتیک در هر لحظه و همچنین در اختیار داشتن موقعیت دقیق ماهواره در هر لحظه می توانیم مشاهدات کد و فاز گیرنده متحرک را به مشاهدات کد و فاز برای گیرندهای مجازی در وضعیت استاتیک تبدیل کنیم. و به جای برآورد اثر تاخیر تروپوسفر در راستای سرسو از PPP کینماتیک، تاخیر تروپوسفر در راستای سرسو را در حالت PPP استاتیک - مجازی - برآورد کنیم.
نگاره :3 نمایی شماتیک از گیرنده های شماره - 3 - و - 4 - و نمایش طرح مسئله، تبدیل مشاهدات PPP کینماتیک به PPP استاتیک
.3 برداشت داده
برای انجام این پروژه ابتدا دو ایستگاه دریافت دادههای GPS را با دستگاه سیستم 500 لایکا که مجهز به فناوری RTK بودند راه اندازی کردیم و مطابق نگاره 3 آنها را به ایستگاههای شماره - 3 - و - 4 - نامگذاری کردیم.
ایستگاه شماره - 3 - متحرک بود و ایستگاهی بود که بنا داشتیم دادههای آنرا از حالت کینماتیک به استاتیک تبدیل کنیم. در تمام طول برداشت داده ارتباط این ایستگاه، با ایستگاه شماره - 4 - ، از طریق تکنیک RTK برقرار بود. و ایستگاه شماره - 4 - ، ایستگاه استاتیک بود که آنرا به دو منظور راه اندازی کردیم.
اول آنکه همان گونه که پیشتر گفته شد، برای انجام این کار نیاز به داشتن مختصات معلوم ایستگاه متحرک شماره - 3 - در هر اپک داشتیم که تصمیم گرفتیم تا از تکنیک RTK برای این منظور استفاده کنیم. از آنجا که تکنیک RTK نیاز به یک نقطه مبنا و ثابت دارد، از ایستگاه شماره - 4 - به این منظور استفاده کردیم. و دوم اینکه نیاز به نقطهای برای اطمینان از پردازش-های انجام شده و تروپوسفر خروجی گرفته شده از ایستگاه شماره - 3 - داشتیم.
