انتشار خطای موقعیت ایستگاه‌های مرجع در تعیین موقعیت نسبی با استفاده از مشاهدات تفاضلی دوگانه فاز سامانه‎های GNSS

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

آموزشکده نقشه برداری سازمان نقشه برداری کشور، تهران، ایران

چکیده

به‌دلیل وجود منابع مختلف خطا در تعیین موقعیتهای مبتنی بر مشاهدات GNSS (Global Navigation Satellite System)،‌ بویژه اثرات جوی، دقت حاصل از تعیین موقعیت مطلق لحظه‌ای جوابگوی بسیاری از کاربردهای مورد نیاز نیست. برای چیرگی بر مشکل یادشده، روش‌های تعیین موقعیت نسبی آنی (Real time) و پردازش بعدی (Post Processing) مختلفی، معرفی و بهره‌برداری شده‏اند. افزون بر تأثیر خطاهای مشاهداتی، وجود خطا و نبود قطعیت در موقعیت ایستگاه مرجع نسبت به دستگاه مختصات مورد استفاده در سامانههای GNSS نیز در تعیین موقعیت‌های نسبی دقیق مهم است و باعث کج‌شدگی و کاهش دقت در موقعیت ایستگاه‌های مجهول می‌شود. این موضوع بویژه در ایجاد و گسترش شبکه‌های مختصات مبنایی که حساسیت بالاتری دارند و دقت‌های میلی‌متری در آنها مطرح است، باید بیشتر مورد توجه قرار گیرد. از آنجا که هنوز سامانه GPS برتری و کاربری بسیار بیشتری نسبت به دیگر سامانه‏های GNSS دارد، در این پژوهش فقط از مشاهدات سامانه GPS (Global Positioning System) استفاده شده است. بدیهی است که نتایج بهدست آمده برای این سامانه، برای سامانه‌های GNSS دیگر نیز قابل همگانی‌کردن است. در این نوشتار، چگونگی انتشار خطای موقعیت یک ایستگاه مرجع نسبت به دستگاه مختصات WGS84 (World Geodetic Datum 1984) برای حالت ایستا تیک بر روی موقعیت ایستگاه مجهول در تعیین موقعیت نسبی با بهره‌گیری از معادلات مشاهدات تفاضلی دوگانه فاز موج حامل بررسی می‌شود. مشاهدات مورد استفاده در این پژوهش، مربوط به 4 طول مبنای مختلف از حدود 4 کیلومتر تا حدود 90 کیلومتر است. با اعمال مقادیر خطای عمدی به موقعیت ایستگاه معلوم از یک متر تا 100 متر در شرایط یکسان، میزان اعوجاج برای هریک از مؤلفه‌های طول مبناها محاسبه و تجزیه و تحلیل می‌شود. بر اساس نتایج به‌دست آمده، با افزایش طول مبنا و خطای موقعیت ایستگاه مرجع، دقت موقعیت ایستگاه مجهول نیز کاهش مییابد. به عبارت دیگر، اعوجاجات مختصات ایستگاه‌های مجهول به‌طور مستقیم با خطای موجود در موقعیت ایستگاه مرجع متناسب است و بسته به میزان خطا و طول مبنا تا چند ppm هم میرسد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Position Error Propagation of Reference Stations in Relative Positioning Using GNSS Phase Double Difference Observations

نویسنده [English]

  • Yahya Djamour
Geomatics College National Cartographic Center of I.R. Iran Meraj st., Azadi sq., Tehran, IRAN, P.Box: 13185-1684
چکیده [English]

Today, the best coordinates of stations on the ground are obtained by using Global Navigation Satellite Systems (GNSS) such as Global Positioning System (GPS). There are many error sources affecting the GNSS observations that limit the required accuracies. But differential positioning methods, like double difference, are big helps to us to achieve an accuracy of millimeter. Differential operation of GNSS is based on placing a reference station with a GNSS receiver at a known location. One of such errors is the coordinate error of reference station and its propagation on unknown stations. In fact the coordinates of a reference station should be known in a reference system coordinate, such as WGS84 used in GPS, which we usually assume is exactly known. In practice, the position of the reference station in the reference system coordinate may not be exactly known due to different reasons. Therefore, in this study, the effect of the reference station position errors on various ranges from ~4 km to ~90 km, in static mode and using double difference carrier phase, is investigated. The results show this effect could be of the order of a few ppm depending on error magnitude of reference position and the range of baseline. 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Differential Positioning
  • Double Difference Phase Observation
  • Reference Station Position Error
  • Unknown Station Position Error
  • Reference System Coordinate WGS84
  • Range of Baseline
  • GPS
کتابنگاری

جمور، ی.، 1378- ارزیابی یک سیستم تعیین موقعیت آنی DGPS بر اساس مشاهده کد C/A، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، گروه مهندسی نقشه‌برداری دانشگاه تهران، تهران، ایران.

 

References

DMA, 2000- Word Geodetic System 1984: Its Definition and Relationships with Local Geodetic Systems, 3rd Ed., The Defense Mapping Agency Technical Report 8350.2.

Hofmann-Wellenhof, B., Lichtenegger, H. & Collins J., 2001- GPS-Theory and Practice, 5th Ed., SpringerWienNewYork, Ausria.

Hofmann-Wellenhof, B., Lichtenegger, H. & Wasle, E., 2008- GNSS-Global Navigation Satellite Systems, 1st Ed., SpringerWienNewYork, Ausria.

Leick, A., 2003- GPS Satellite Surveying, 3rd Ed., John Wiley & Sons Inc., Canada.

Seeber, G., 2003- Satellite Geodesy, 2nd Ed., Walter de Gruyter, Berlin.