البربري للاعمال الهندسية

الحب لا ياتي مرتين حتي لانجرح اكثر من مرة (عبدالرشيد فوزي البربري)

منتدي من اجل المساحة اطلب ما تريدة ادارة المنتدي 0194701877
حصريا ولاول مرة عايز تتعين بعد ما تتخرج مباشرة المنتدي بيضمن ليك فرصة عمل في مجل المساحة فقط اتصل
خاص كل ما يهم الادوات الصحية كفر الشيخ بلطيم مهندس مسعد البربري اتصل بادارة المنتدي

    شرح g p s

    شاطر

    Admin
    Admin

    عدد المساهمات: 56
    تاريخ التسجيل: 26/04/2010

    شرح g p s

    مُساهمة  Admin في الإثنين فبراير 21, 2011 1:28 pm

    Global Positioning System (GPS)
    نظام الرصد باستخدام الأقمار الصناعية


    تعتمد فكرة عمل جهاز الـ GPS على مبدأ التثليث من القمر الصناعى ورصد المسافة بين جهاز الاستقبال الأرضى والقمر الصناعى.
    يعتمد مبدأ التثليث على الرصد على ثلاثة أقمار صناعية بواسطة جهاز المستقبل الأرضى لكى نستطيع حل المجاهيل الثلاثة (λ,φ,H) وبالتالى الحصول على الاحداثيات الأرضية (X,Y,Z) ولكن عند الرصد على ثلاثة أقمار صناعية تكون الاحداثيات الناتجة غير دقيقة نظرا لتدخل عدد عوامل كثيرة فى حساب المسافة.
    ( المسافة بين المستقبل والقمر = سرعة نقل الاشارة من القمر الى المستقبل x زمن وصول الاشارة الى المستقبل )
    ولكى نتغلب على تأثير هذه العوامل لابد من الرصد على قمر رابع لكى نتمكن من حل المجهول الرابع وهو الزمن (T).

    يقوم القمر الصناعى ببث اشارات الى المستقبل بتردد أساسى 10.23MHz وتنتقل هذه الاشارات الى المستقبل بواسطة نوعين من الموجات الحاملة للتردد وهى:
    L1 (التردد 1575.42MHz, الطول الموجى 19.05cm) و L2 (التردد 1227.60MHz, الطول الموجى 24.45cm)
    يتم تشفير الترددات المحمولة على هذه الموجات بنوعين من الشفرات (CODES):
    1- شفرة دقيقة Precise Code(Pcode) بتردد 10.23MHz ويتم تحميلها على L1,L2 .
    2- شفرة مشوشة Coarse Acquisition Code(C/A code) بتردد 1.023MHz ويتم تحميلها على L1 فقط.

    تحتوى هذه الشفرات (CODES) على المعلومات الآتية:
    1- زمن وموقع القمر بالنسبة للمدار الخاص به.
    2- التصحيحات الزمنية للساعات الذرية الموجودة فى الأقمار الصناعية.
    3- مواصفات التقويم الزمنى لمدارات الأقمار الصناعية.

    مكونات نظام الـ GPS
    1- الأقمار الصناعية ((Satellites.
    2- محطات المراقبة الأرضية (Control Stations).
    3- المستخدم (User).

    أولا – الأقمار الصناعية ((Satellites :

    هناك ثلاثة أنظمة من الأقمار الصناعية وهى :
    1- النظام الأمريكى (GPS).

    2- النظام الروسى (GLONASS).
    3- النظام الأوربى (GALILEO).

    مقارنة عامة بين أنظمة الأقمار الصناعية الثلاثة :
    GPS GLONASS GALILEO
    عدد المستويات المدارية 6 orbital planes 3 orbital planes 3 orbital planes
    عدد الأقمار فى النظام 24 sat. 1 spare 24 sat. 3 spare 27 sat. 3 spare
    زاوية ميل المدار عن الأفقى 55 Deg. 65.8 Deg. 56 Deg.
    الارتفاع التقريبى للأقمار عن الأرض 20200 km 19100 km 23616 km

    ثانيا – محطات المراقبة الأرضية (Control Stations):

    وتنقسم هذه المحطات الى :
    1- محطة المراقبة الرئيسية وهى فى كولورادو فى الولايات المتحدة الأمريكية (Master Control Stations).
    2- محطات المتابعة وهى خمس محطات موزعة فى العالم (Monitor Stations).
    3- محطات مساعدة لتقوية الاشارات (Stations for improving Antennas).

    ثالثا – المستخدم (User):

    يقوم المستخدم باستقبال اشارات الأقمار الصناعية بواسطة أجهزة الـ GPS وتختلف هذه الأجهزة من حيث :
    1- استقبالها لنظام GPS فقط فيكون آحادى التردد (Single Frequency) أو استقباله لنظام GPS و GLONASS يكون ثنائى التردد (Dual Frequency).
    2- استقباله للتصحيحات المرسلة من المحطات الأرضية مثل تصحيحات EGNOS,WASS,BEACON.
    3- امكانية الرصد STATIC(DGPS) أو امكانية الرصد RTK أيضا .

    *** كباقى الأنظمة المساحية هناك بعض الأخطاء فى الاحداثيات الناتجة من الرصد بأجهزة الـ GPS ومصادر هذه الأخطاء كالتالى :

    1- أخطاء من القمر الصناعى .
    2- أخطاء فى الاشارة المرسلة من القمر الصناعى الى جهاز الاستقبال الأرضى .
    3- أخطاء من جهاز الاستقبال الأرضى .

    أولا - أخطاء من القمر الصناعى :
    - خطأ موقع القمر فى مداره.
    - خطأ فى الساعة الذرية للقمر .
    - خطأ الانتقاء (Selective Availability,S/A) وهو خطأ كانت تقوم الولايات المتحدة ببثه للتشويش على اشارات الأقمار حتى لايتمكن العالم من الحصول على احداثيات دقيقة للنقاط الأرضية ولكنها توقفت عن بثه من فترة قريبة .
    - خطأ فى عدد الأقمار وتوزيعها .
    - خطأ فى الرسالة الملاحية ( التى تحتوى على معلومات القمر ) المرسلة من القمر .

    ثانيا - أخطاء فى الاشارة المرسلة من القمر الصناعى الى جهاز الاستقبال الأرضى :
    - خطأ ناتج من تأخر الاشارة نتيجة مرورها بطبقات الجو المختلفة .
    - خطأ تعدد المسارات Multipath Delay.

    ثالثا - أخطاء من جهاز الاستقبال الأرضى :
    - خطأ فى ساعة جهاز الاستقبال الأرضى .
    - خطأ فى توليد الترددات الناتجة من عدم جودة المستقبل الأرضى .

    طرق الرصد باستخدام أجهزة الـ GPS
    1 – الرصد الثابت .
    2 – الرصد المتحرك .

    أولا – الرصد الثابت :

    ينقسم الرصد الثابت الى طريقتين وهما الرصد الثابت العادى(Static) والرصد الثابت السريع (Fast Static) .

    1 – الرصد الثابت العادى (Static) :

    فى هذه الطريقة يتم تثبيت الجهاز المرجعى (Base) على النقطة المعلومة ويتم تحريك الأجهزة الأخرى (Rovers) على النقاط المطلوب رصدها ويستغرق رصد النقطة عدة ساعات ولابد من توافر عدد كبير من الأقمار وهذه الطريقة هى أكثر الطرق دقة وتستخدم فى رصد الشبكات الجيوديسية وشبكات المثلثات من الدرجة الأولى والخطوط الطولية التى تزيد عن 20 كم .

    2 - الرصد الثابت السريع ((Fast Static :

    تتشابه هذه الطريقة مع الطريقة السابقة الا أن فترة الرصد هنا أقل حيث يستغرق رصد النقطة فترة زمنية أقل من الساعة لذلك هذه الطريقة أقل دقة وتستخدم فى تكثيف نقاط شبكات المثلثات والخطوط الطولية التى تقل عن 20 كم .


    ثانيا – الرصد المتحرك :

    ينقسم الرصد المتحرك الى ثلاثة طرق وهم التوقف والذهاب (Stop-Go) و الرصد المستمر (Continuous) والرصد المتحرك باللاسلكى (RTK)

    1 – التوقف والذهاب (Stop-Go) :

    فى هذه الطريقة يتم يحتل الراصد النقطة المجهولة مدة تتراوح من 10 الى 20 دقيقة ( تختلف باختلاف المسافة بين Base و Rover) ثم يغلق الجهاز وينتقل الى النقطة التالية وأثناء الحركة بين النقطتين يكون الجهاز مغلق .

    2 – الرصد المستمر (Continuous) :

    فى هذه الطريقة ينتقل الراصد من نقطة الى أخرى ويظل الجهاز مستمر فى الرصد أثناء حركة الراصد ويقوم الراصد بتسجيل النقاط المراد رصدها وتعتبر هذه الطريقة من أسرع طرق الرصد ولكنها أقل فى الدقة من الرصد الثابت ولكن تعتبر دقة مناسبة اذا ما قورنت بدقة الرفع المساحى العادى.


    يمكن تسمية النوعين السابقين بالرصد التفاضلى (Differential GPS ) وفيهم تتم معالجة الأرصاد الناتجة باستخدام البرنامج الحسابى الخاص بالجهاز على جهاز الكومبيوتر بعد انتهاء العمل وتسمى هذه الطريقة من التصحيح بـ ( Post Processing) وبعد التصحيح تصبح هذه الطرق من أدق طرق الرصد بعد طرق الرصد الثابت .


    3 – الرصد المتحرك باللاسلكى (RTK) :

    نفس طريقة الرصد المتحرك المستمر ولكن تختلف فى وجود جهازى ارسال متصلين بكل من Base و Rover حيث يقوم جهاز الارسال المتصل بوحدة Base بحساب الاحداثيات من القمر الصناعى للنقطة المعلومة ويقارنها بالاحداثيات المدخلة للجهاز وبهذا يقوم بحساب التصحيح اللازم ويقوم بارسال التصحيح لوحدة Rover فتقوم بتصحيح كل احداثى لحظيا فبذلك يكون الاحداثى الناتج احداثى مصحح ولايحتاج الى تصحيح على جهاز الكومبيوتر بعد ذلك .











    بعض المصطلحات المستخدمة فى نظام الرصد بالأقمار الصناعية (GPS)

    GNSS: (Global Navigation Satellite System)
    النظام الملاحى العالمى للرصد بالأقمار الصناعية .
    WAAS: (Wide Area Augmentation System)
    بعض الأنظمة التى تبث التصحيحات لوحدات الاستقبال (GPS Receivers) على مناطق واسعة من العالم .
    BEACON:
    مجموعة أجهزة تتكون من مستقبلات وهوائيات GPS تقوم ببث التصحيحات لوحدات (GPS Receivers) .
    RTCM: (Radio Technical Commission Maritime)
    اللغة أو الفورمات القياسى لنقل بيانات الـ GPS من القمر الصناعى الى المستخدم .
    ALMANAC:
    التقويم المدارى للأقمار وهى مجموعة بيانات تحتوى على معلومات حول الأقمار ووضعها بالنسبة للمدار وانحرافها .
    EPHEMERIS:
    بيانات التقويم الفلكى
    NMEA: (National Marine Electronics Association)
    اللغة أو الفورمات القياسى لمخرجات بيانات الـ GPS وتعرف بـ NMEA 0183
    WGS 84: (World Geodetic System 1984)
    مستوى الاسقاط الرئيسى المتعارف عليه دوليا لاسقاط احداثيات الـ GPS .
    UTM: (Universal Transverse Mercator)
    مستوى اسقاط عالمى وفيه تنقسم الأرض الى مناطق (ZONES) ويختلف الاسقاط فى كل منطقة تبعا لـ (ZONE) .

    ملحوظة : هذه أبسط فكرة عن نظام الرصد باستخدام الأقمار الصناعية (GPS) تصلح للمستخدم المبتدىء . فاذا ما أردت التعمق فى الموضوع عليك بقراءة المراجع المتخصصة فى هذا العلم .




    Prepared By: Eng / Ahmed Atia


    *** مميزات جهاز الرصد بالأقمار الصناعية TOPCON GNSS Receiver GR-3 ***

    1 – يعمل على أنظمة الأقمار الصناعية الثلاثة ( GPS,GLONASS,GALILEO ) .
    2 – امكانية العمل بنظامى الرصد ( DGPS,RTK ) .
    3 – وجود عدد كبير من القنوات ( 72 channel ) بحيث يستطيع الجهاز من استقبال أكبر عدد من الأقمار حاليا ومستقبلا .
    4 – الجهاز يعمل ببطاريات Li-ion الى جانب امكانية العمل ببطاريات عادية ( AA size ) ليكون بذلك الجهاز الوحيد ( RTK GPS ) الذى يمكنه العمل ببطاريات عادية .
    5 – الجهاز يمكنه تحمل الظروف الجوية الشاقة من حيث درجة الحرارة والرطوبة والأتربة ( IP66 ) كما يمكنه تحمل الصدمات حيث أنه مصنوع من الماغنسيوم الصلب ( 2.0 m pole drop on concrete ) .
    6 – الجهاز يعمل مع وحدة تجميع البيانات ( Field Controller ) بدون كابلات حيث يعمل بتقنية ( Bluetooth ) .
    7 – وحدة تجميع البيانات ( Field Controller ) تعمل بنظام تشغيل ( MS WIN CE ) مما يعطى سهولة وسرعة فى العمل .
    8 – الجهاز مزود بتقنية ( GSM,GPRS ) حيث يمكن من خلال الاتصال مع الهاتف الجوال تقوية الاشارات المرسلة والمستقبلة بين وحدتى Base و Rover كما أن الهاتف يكون متصل بالجهاز أيضا بدون كابلات ( Bluetooth )

      الوقت/التاريخ الآن هو الجمعة أغسطس 22, 2014 7:50 am