بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
بسم الله الرحمن الرحیم
تعيين موقعيت با GPS
اسلاید 2 :
1 - مفاهيم تعيين موقعيت
2 - آشنايي با روشهاي تعيين موقعيت با اجرام سماوي
3 - تشريح روش تعيين موقعيت GPS
4 - تشریح روشهای برداشت اطلاعات با GPS
5 – استفاده از GPS براي كار ترازيابي
6 - آشنایی با نرم افزار پردازش اطلاعات GPS
عناوين :
اسلاید 3 :
مقدمه:
طي چند دهه اخير با ورود تكنولوژي ماهواره به عرصه علوم زمين تحول بزرگي در زمينه حل مجهولات علمي بشر(كه در گذشته بسيار پيچيده وغير ممكن به نظر مي رسيد) به وجود آمده است.
علوم نقشه برداري و ژئودزي در پي تعيين شكل و ابعاد زمين و تعيين موقعيت نقاط واقع برروي آن نيز از اين مشكل مبرا نبوده است.
در قرون گذشته امكان تعيين شكل زمين و تعيين موقعيت جهاني نقاط در يك سيستم منحصر به فرد و مركزيت يافته درمركز ثقل (سيستم ژئو سنتريك) بوسيله تكنيكهاي سنتي گذشته امري بس مشكل وغير ممكن محسوب مي شد.
اسلاید 4 :
ولي با ورود ماهواره هاي GPS به عرصه تعيين موقعيت ژئودزي سرانجام پس از سالها علم ژئودزي با به كارگيري ماهواره ها و اصول تعيين موقعيت جهاني توانست به آساني و به سرعت و با صرف حداقل هزينه ها به مجهولات مربوط به تعيين موقعيت و تعيين شكل زمين پاسخ مي دهد. GPS سيستمي است كه دامنه كاربرد و كارآيي آن از محدوده علوم مهندسي نقشه برداري ، ژئودزي وفتوگرامتري فراتر رفته و ديگر شاخه ها را همانند سنجش از دور،جغرافيا محيط زيست –تكتونيك، ژئوفيزيك،حمل ونقل،ناوبري،ترافيك وغيره نيزدربرگرفته است.
GPS همان سيستمي است كه توانسته درمدت زمان كوتاه ، دراكثرعلوم مهندسي كارآيي خويش رابه اثبات برساند. علومي كه درگذشته بامسائل پيچيده اي درگيربوده وبراي حل آنها ،نيازبه انجام محاسبات وقت گير وحل معادلات رياضي پيچيده داشت.
اسلاید 5 :
ازجمله اين مسائل امكان تعيين موقعيت دقيق نقاط ژئودزي است كه استفاده ازروشهاي سنتي نقشه برداري ، همانند نجوم ژئودزي نياز به محاسبات پيچيده وزمان طولاني دارد.
اماGPS مي تواند حتي درحين حركت و به همان دقت حالت سكون،تعيين موقعيت نمايد.روشي كه درهدايت و ناوبري كشتيها وهواپيماها و پرتابه هاي نظامي بسيار كاربرد دارد.امروزه بزرگترين كشتيها وغول پيكرترين هواپيماها مي توانند دربدترين اوضاع جوي،بوسيله GPS هدايت وراهبري شوند.
اسلاید 6 :
مفاهيم تعيين موقعيت :
تعيين موقعيت (positioning) اصطلاحا ارائه يكسري پارامتر ها براي مشخص كردن وضعيت يك نقطه در يك سيستم مختصات تعريف شده ميباشد.
از انواع مختلف تعيين موقعيت ميتوان تعيين موقعيت مطلق (Point positioning) و تعيين موقعيت نسبي (Relative positioning) را نام برد
اسلاید 7 :
مفهوم تعيين موقعيت مطلق Point Positioning
تعيين موقعيت مطلق:
هدف تعيين بردار R در سيستم مختصات CT ميباشد يا بدست آوردن سه پارامتر در سيستم مختصات تعريف شده CT است.
سيستم مختصات CT سيستمي است كه مبداء آن مركز جرم زمين و محور Z آن به سمت قطب متوسط زمين (CIO) و محور X به سمت نصف النهار گرينويچ و محور Yطوري است كه سيستم دست راستي ميباشد.
اسلاید 8 :
مفهوم تعيين موقعيت نسبي Relative Positioning
تعيين موقعيت نسبي :
هدف تعيين بردار
در سيستم مختصات LA يا بدست آوردن پارامتر هاي ميباشد . سيستم LA سيستمي است كه مبداء آن نقطه مشاهده و محور Z به سمت زنيت و محور X به سمت شمال نجومي و سيستم دست چپي ميباشد.
اسلاید 9 :
شبكه اي از نقاط
وقتي ما در مورد نقاط ثابت صحبت ميكنيم در واقع تعيين موقعيت STATIC را داريم ولي وقتي در مورد نقاط در حال حركت صحبت ميكنيم ما تعيين موقعيت KINEMATIC را انجام ميدهيم. ما حالت STATIC را در نقشه برداري و حالت KINEMATIC را در مباحث ناوبري خواهيم داشت.
حال اگر مختصات يك نقطه مانند P1 معلوم باشد ميتوان با داشتن بردار R12 مختصات P2 را بدست آورد .
در يك شبكه نقاط هم مشابه همين موضوع را خواهيم داشت .
اسلاید 10 :
مفهوم اساسي تعيين موقعيت مطلق توسط ماهواره :
با توجه به شكل زير هدف ما بدست آوردن ميباشد و ما بردار را از اطلاعات دريافتي از ماهواره ميتوانيم محاسبه نمائيم . بردار نيز مشاهده ميگردد.
اسلاید 11 :
اندازه گيري نسبت به ماهواره ها
اين اندازه گيري فاصله ممكن است با استفاده از laser باشد و در GPS از امواج در باند L ( 2/1 و 6/1 GHZ) و در روش ترانزيت از فركانس 150 و 400 MHZ
اسلاید 12 :
مفهوم تعيين موقعيت نسبي با ماهواره :
وجود خطاهاي مختلف مثل تاخير اتمسفريك و خطاي ساعت ماهواره و گيرنده و خطاي افمريز هاي ماهواره و . . . دقت تعيين موقعيت ماهواره اي را محدود ميكند كه در تعيين موقعيت نسبي اكثر اين خطاها حذف خواهد شد و نهايتا دقت بهتر از 1+1PPM خواهيم رسيد.
اسلاید 13 :
تكنيك هاي مختلف تعيين موقعيت با اجرام سماوي
اسلاید 14 :
سيستم تعيين موقعيت نجومی
قديمی ترين سيستم تعيين موقعيت فضايی است که از هزاران سال پيش وجود داشته است .
در اين روش ستارگان را مشاهده و از طريق آن موقعيت نقاط زمينی محاسبه ميگردد .
موقعيت ستارگان در جداول نجومی مشخص است و براساس مشاهدات امتداد و زمان موقعيت نقاط زمينی را ميتوان بدست آورد .
مختصات نجومی نقاط يک سری پارامتر های فيزيکی بوده و فيزيک زمين را توصيف مي کنند.
از جمله توصيف های فيزيکی زمين:
- Precession
- Nutation
- Polar motion
- ميدان گراويتی زمين و تغييرات وضعيت دورانی زمين و . . . .
اسلاید 15 :
روش VLBI: Very Long Baseline Interfrometry
از دريافت امواج راديويی ساطع شده از کوازر ها (Quaser ) استفاده ميکند .
** Quaser ها اجسامی در اعماق فضا هستند و امواج راديوئی از خود ساطع ميکنند .
اين تکنيک برای تعيين فواصل بين قاره ای بکار ميرود .
دقت اين روش برای فواصل بين قاره ای در حد سانتيمتر ميباشد.
بخاطر دوری کوازر ها خطای مربوط به موقعيت آنها اثر کمتری روی موقعيت نقاط زمينی دارد .
اسلاید 16 :
روش تعيين موقعيت LLR : Lunar Laser ranging
روش LLR در سال 1969 مورد استفاده قرار گرفت .
وقتی امريکائي ها و روسها به ماه دست يافتند در روی آن منعکس کننده هايی قراردادند .
اين روش اجازه به ما ميدهد حرکات پيچيده ماه را مورد بررسی قرار دهيم.
روش مناسب برای تشخيص و اندازه گيری حرکات تکتونيکی ميباشد.
بررسی توان در مورد تعييرات در سرعت و وضعيت دوران زمين.
برای بررسی رفتار زلزله وبهبود اطلاعات پيش بينی آن
اسلاید 17 :
سيستم تعيين موقعيت SLR: Satelite Laser Ranging
اندازه گيری نسبت به ماهواره ای که تقريبا در فاصله 5000 کيلومتری سطح زمين ميباشد با دقت حدود 1 سانتيمتر امکان پذير است .
SLR اندازه گيری دقيق بين تلسکوپ های ليزری و منعکس کننده های ليزر در ماهواره ها ميباشد .
بررسی حرکات Plates ها در کل جهان
بررسی تغيير شکل های محلی در مرز های اين پليت ها
مطالعه ميدان جاذبه زمين
مطالعه تغييرات محور دورانی زمين
تغييرات توپوگرافی دريا ها و اقيانوس ها دقت زير سانتيمتر ميباشد
اسلاید 18 :
روش ترانزيت يا داپلر
سيستم ناوبری نيروی دريايی ايالات متحده NNSS
(Navy Navigation Satelite System)
در سال 1958 ميلادی راه اندازی شد .
تا پايان سال 1981 به تعداد 6 ماهواره فعال در مدار بود.
مدار ماهواره ها قطبی بوده است.
ارتفاع ماهواره ها در 1100 کيلومتری زمين بوده است پريود حرکت آنها 107 دقيقه
دارای 2 فرکانس 400 MHZ و 150 MHZ ميباشد .
اطلاعات مداری در هر روز دو بار به ماهواره ارسال ميشود .
زمان لازم برای رسيدن به نتيجه مطلوب ژئودزی حدود يک هفته مشاهده است .
دقت تعيين موقعيت مطلق در حد 2 الی 5 متر و دقت تعيين موقعيت نسبی حدود 2الی 10PPM ميباشد .
اسلاید 19 :
تعيين موقعيت ماهواره ای GPS:
- سيستم تعيين موقعيت جهاني(GPS)
GPSNAVSTAR يك سيستم ناوبري راديويي- ماهواره اي است كه اطلاعات مربوط به موقعيت دقيق سه بعدي و زمان را براي استفاده كنندگاني كه به گيرنده هاي خاص مجهز باشند ، فراهم مي آورد . اين سيستم به طور پيوسته در تمام نقاط زمين قابل دسترسي است و شرايط آب و هوايي بر آن تاثيري ندارد . سيستم GPS را وزارت دفاع آمريكا از سال 1973 توسعه داده است .منظور از ايجاد اين سيستم كاربردها ي نظامي بوده است ، ليكن از سال 1983 به صورت روشي براي حل مسائل نقشه برداري و ژئودزي در جهان مطرح شده است .
اسلاید 20 :
سه بخش عمده تعيين موقعيت GPS :
GPS شامل سه قسمت اصلي است كه به قرار زير هستند :
- بخش فضايي كه ماهواره هاي فعال هستند.
- بخش كنترل كه براي كنترل سيستم، زمان و پيش بيني مدار به كار مي روند.
- بخش كاربر كه به انواع گيرنده هاي گوناگون مجهز است
