بخشی از مقاله
چکیده :
بویه GPS نقش مهمی در تعیین ارتفاع لحظهای سطح آب در دریاها و اقیانوس ها دارد و همچنین می توان با دست یافتن به دقت مناسب این فناوری نو، از آن جهت کالیبراسیون داده های ماهواره های ارتفاع سنجی استفاده نمود. رسیدن به این هدف طی سالهای اخیر مورد توجه و پشتیبانی سازمان نقشه برداری کشور قرار گرفته و تلاشهای گوناگونی در جهت بکارگیری بویه GPS در آبهای جنوبی کشور فراهم شده است.
به همین منظور تلاش برای ساخت بویه GPS در سازمان نقشه برداری کشور صورت گرفت.بدلیل جدید بودن فناوری اندازه گیری ارتفاع سطح آب توسط بویه GPS داخلی، مقایسه و ارزیابی داده های بویه GPS ضروری می باشد و به همین دلیل در طی یک دوره اندازه گیری همزمان بویه GPS ،تایدگیج و تایدپل مورد ارزیابی همزمان واقع شدند.کالیبراسیون، اندازهگیری و تعیین صحت وسیله اندازه گیری در مطابقت با مرجع تایید شده میباشد که در این مطالعه مرجع تایید شده تایدپل است.
تایدگیج وسیلهای برای اندازهگیری سطح لحظه ای آب می باشد. تایدگیج ها شامل انواع مختلفی هستند که از جمله آنها می توان به تاید گیج های راداری، فشاری و فراصوتی اشاره کرد.مقاله حاضر بهکالیبراسیون سری زمانی مشاهدات تایدگیج و بویه GPS بااستفاده از مشاهدات تایدپل میپردازد. در این مطالعه درگام اول با هماهنگی با مدیریت زمینی سازمان نقشه برداری مختصات دقیق به دست آمده برای ایستگاههای موردی بوشهر با نرم افزار GAMIT-GLOBK پردازش شدند و در ادامه با انتخاب این ایستگاهها به عنوان نقاط کنترل و ثابت، پردازش بویه GPS با استفاده از نرم افزار LGO انجام گردید.
با انجام پردازش صورت گرفته سطح لحظه ای آب نسبت به بیضوی WGS84 در اپکهای مشخص تعیین و با حذف نقاطی که ابهام فاز آنها حل نشده است مشاهدات با کیفیت بالا استخراج شدند. درگام دوم با توجه به ترازیابی انجام شده بین ایستگاهها ،مشاهدات تایدگیج و تایدپل نسبت به بیضوی WGS84 بهدست آمدند.
علت این امر مرجعکردن ارتفاعی تایدگیج،تایدپل و بویه GPS می باشد.درگام سوم کالیبراسیون بین تایدپل و بویه GPS و همچنین بین تایدپل و تایدگیج صورت پذیرفت، بوسیلهی مدل سرشکنی پارامتریک مقدار تقریبی ضرائب کالیبراسیون بدست آمد که با کمک این مقادیر، مدل سرشکنی ترکیبی به منظورکالیبراسیون مشاهدات بویه GPS و تایدگیج استفاده گردید.
-1 مقدمه
کالیبراسیون مقایسه دو سیستم یا وسیله اندازه گیری است - یکی باعدم قطعیت معلوم ودیگری با عدم قطعیت نامعلوم - بهمنظورمحاسبه عدم قطعیت وسیله ای که عدم قطعیت آن نامعلوم است.
تعریف دیگری که در ایزو 10012 آمده است کالیبره کردن را چنین معرفی کرده است: مجموعه ای ازعملیات که تحت شرایط مشخصی برقرار میشود و رابطه ی بین مقادیر نشان داده شده توسط وسیله اندازه گیری و مقادیر متناظر آن کمیت توسط استاندارد مرجع را مشخص مینماید. دستگاههای اندازه گیری باید به طور دوره ای کالیبره شوند. گذشت زمان، فرسودگی، حوادث غیر قابل پیش بینی، باعث میشوند تا قابلیت ردیابی نتایج آنها تا استانداردها زیر سوال رفته و نیازمند تایید مجدد باشند.
هدف کالیبراسیون ایجاد نظامی موثر به منظور کنترل صحت و دقت پارامترهای مترولوژیکی دستگاه های آزمون و وسایل اندازهگیری و کلیه تجهیزاتی است که عملکرد آنها بر کیفیت مشاهدات تاثیرگذار میباشد.
علت انجام کالیبراسیون، اعتبار اندازه گیری ها مربوط به تحقیقات بستگی به درستی برآورد پدیده های تحت مطالعه و عدم قطعیتهای بهدست آمده دارد. کالیبراسیون وسیله هایی که در تحقیقات مورد استفاده قرار میگیرند، عدم قطعیت و کنترل رشد عدم قطعیت را مشخص می نماید و به محقق کمک می کند که به نتایج حاصل از تحقیقات خود اطمینان داشته باشدکه این نتایج ناشی از تغییرات واقعی پدیده هاست نه ناشی از عدم درستی در تخمین عدم قطعیت های اندازه گیری است.
با توجه به آنچه که پیشتر گفته شد ، تایدگیج ها به علت کارکرد چندین ساله و همچنین بویه GPS به دلیل بررسی صحت نتایج بایستی کالیبره شوند.تایدگیج وسیلهای برای اندازه گیری سطح لحظه ای آب می باشد. تایدگیج ها شامل انواع مختلفی هستند که از جمله آن ها می توان به تاید گیج های راداری، فشاری و فراصوتی اشاره کرد.برروی تایدگیج باید کالیبراسیون مداوم صورت گیرد و داده های آن چک و بررسی شوند.
مشاهدات تاید گیج باید به شبکه محلی بنچ مارکها متصل و سپس به شبکه ملی ترازیابی ثابت شوند و سپس به شبکه جهانی متصل گردند که این عمل تکنیک مدرن ژئودتیکی میباشد.دادههای ثبت شده باید ذخیره،سند سازی و محافظت صورت گیرد که بتوان از آنها بهعنوان یک منبع ارزشمند برای مطالعه پروژه های مختلف استفاده کرد
بویه GPS امکان اندازه گیری سطح آب دریا در دیتوم مطلق اپک به اپک با نرخ نمونه برداری مشخص را فراهم میکند. زمینههای کاربردی بویه GPS بر اساس اندازه گیری سطح آب در حال حاضر شامل کالیبراس یون ماهوارهای ارتفاع سنجی - Bonnefond et al., 2003 - ، نظارت بر سطح رودخانه - Moore et al., 2002 - ، تحقیقات سونامی - Kato - et al., 2001 میباشد.
بویه GPS بدلیل انعطاف در نمونه برداری، تعیین مطلق سطح آب دریا در دیتوم مشخص و همچنین دارا بودن این قابلیت که به راحتی در مجاورت سواحل مستقر گردد و لازم نیست همانند تایدگیج ها به شدت به سواحل وصل شوند دارای مزیت بیشتری نسبت به روش های سنتی تعیین سطح آب دریا دارد.
ایستگاه بوشهر دارای تاید گیج شناوری بوده که برای انجام عملیات کالیبراسیون، تاید پل در کنار آن استقرار داده شد. در ادامه دو ایستگاه GPS به منظور قرائت 24 ساعته همزمان این ایستگاهها با بویه GPS و تایدپل تاسیس گردید. مختصات دقیق دو ایستگاه GPS بوشهر با پردازش به وسیله نرم افزار GAMIT-GLOBK محاسبه شدند و با انتخاب این ایستگاهها به عنوان نقاط کنترل و ثابت، پردازش بویه GPS با استفاده از نرم افزار LGO انجام گردید.با انجام پردازش صورت گرفته سطح لحظه ای آب نسبت به بیضوی WGS84 در اپکهای مشخص تعیین و با حذف نقاطی که ابهام فاز آنها حل نشده است
مشاهدات با کیفیت بالا استخراج شدند.درگام دوم با توجه به ترازیابی انجام شده بین ایستگاهها ،مشاهدات تایدگیج و تایدپل نسبت به بیضوی WGS84 بدست آمدند.علت این امر مرجع کردن ارتفاعی تایدگیج،تایدپل و بویه GPS می باشد.درگام سوم کالیبراسیون بین تایدپل و بویه GPS و همچنین بین تایدپل و تایدگیج صورت پذیرفت، بوسیلهی مدل سرشکنی پارامتریک مقدار تقریبی ضرائب کالیبراسیون بهدست آمد که با کمک این مقادیر، مدل سرشکنی ترکیبی به منظورکالیبراسیون مشاهدات بویه GPS و تایدگیج استفاده گردید.
-2 متودولوژی
-1-2 مدل سرشکنی
با حذف مشاهدات اشتباه از سری زمانی مشاهدات بویه GPS - شکل - 2-2، در ادامه کالیبراسیون تایدگیج و بویه GPS انجام می شود. در اینجا می توان کالیبراسیون با یک مدل خطی ساده انجام شود
