مرتضی معزی فر
تفاوت گیرنده های تک فرکانس و مولتی فرکانس یکی از پرسش های رایج کسانی است که برای اولین بار قصد خرید گیرنده نقشه برداری دارند. اگر تا به حال زیر سایه درختان یا میان ساختمان های بلند شهری گیرنده GPS خود را امتحان کرده باشید، احتمالاً متوجه افت ناگهانی دقت یا قطع موقعیت یابی شده اید.
بخشی از این مشکل به خطای یونوسفری برمی گردد؛ پدیده ای که در آن لایه یونوسفر زمین سیگنال ماهواره ای را کند می کند و باعث خطایی در حدود چند متر تا چند ده متر در گیرنده های ساده می شود. انواع 1 دقیقاً برای حل این مشکل طراحی شده اند.
در این مقاله از توپوکالا، عملکرد هر دو نوع گیرنده، تفاوت دقت آن ها، و اینکه کدام گزینه برای کار شما مناسب تر است را بررسی می کنیم.
اصلی ترین تفاوت گیرنده های تک فرکانس و مولتی فرکانس در تعداد باند های دریافتی و در نتیجه میزان خطای قابل حذف است. این تفاوت مستقیماً روی دقت، سرعت Fix شدن و پایداری در محیط های پرمانع اثر می گذارد.
گیرنده مولتی فرکانس همچنین معمولاً از سامانه های ماهواره ای بیشتری (GPS، GLONASS، BeiDou، Galileo) پشتیبانی می کنند که تعداد ماهواره های قابل رؤیت و پایداری سیگنال را بالا می برد.
ماهواره های GNSS سیگنال خود را روی باندهای فرکانسی مشخصی مانند L1، L2 و L5 ارسال می کنند. هر باند (طیف فرکانس) ویژگی های متفاوتی در نفوذ به جو و مقاومت در برابر تداخل دارد.
گیرنده ای که بتواند چند باند را همزمان دریافت کند، می تواند با مقایسه سیگنال ها خطای ناشی از عبور از یونوسفر را محاسبه و حذف کند. این قابلیت پایه اصلی برتری گیرنده های مولتی فرکانس نسبت به مدل های ساده تر است.
گیرنده تک فرکانس تنها باند (طیف فرکانس) L1 را دریافت می کند. این گیرنده ها ساختار ساده تر، مصرف انرژی کمتر و قیمت پایین تری دارند.
اما چون امکان مقایسه بین چند باند وجود ندارد، خطای یونوسفری به صورت کامل اصلاح نمی شود. در نتیجه دقت معمول این گیرنده ها در حالت استاندارد بین ۱ تا ۵ متر است.
گیرنده چند فرکانس (گیرنده مولتی فرکانس) سیگنال های L1، L2 و گاهی L5 را به طور همزمان پردازش می کند. این پردازش موازی امکان حذف بیشتر خطاهای جوی و چندمسیره را فراهم می کند.
نتیجه عملی این فناوری، رسیدن به دقت سانتی متری در حالت RTK (Real-Time Kinematic)؛ روشی برای تصحیح لحظه ای موقعیت با کمک یک ایستگاه مرجع) است. برای پروژه های نقشه برداری دقیق، این سطح از عملکرد تقریباً ضروری است.
دقت gps تک فرکانس و مولتی فرکانس در شرایط یکسان تفاوت محسوسی دارد. گیرنده تک فرکانس در حالت استاندارد دقتی در حدود متری ارائه می دهد، در حالی که گیرنده مولتی فرکانس متصل به RTK می تواند به دقت ۱ تا ۲ سانتی متر برسد.
این اختلاف به خصوص در پروژه های کاداستر، راه سازی و مهندسی عمران که خطای چند سانتی متری هم قابل قبول نیست، اهمیت پیدا می کند.
در فضای شهری، سیگنال ماهواره اغلب از نمای ساختمان ها بازتاب می شود و چند مسیر مختلف به گیرنده می رسد؛ پدیده ای به نام Multipath (پرش چندمسیره). گیرنده تک فرکانس امکان تشخیص و فیلتر این بازتاب ها را به خوبی ندارد.
علاوه بر این، انسداد دید آسمان توسط برج ها و درختان باعث کاهش تعداد ماهواره های قابل دریافت می شود. در چنین شرایطی، دقت RTK گیرنده تک فرکانس به شدت افت می کند یا اصلاً Fix برقرار نمی شود.
سامانه شمیم و هدی دو شبکه تقویت کننده GNSS فعال در ایران هستند که داده های تصحیحی برای افزایش دقت موقعیت یابی ارسال می کنند. این سامانه ها بر پایه چندین فرکانس ماهواره ای کار می کنند.
استفاده بهینه از شمیم و هدی نیازمند گیرنده ای است که بتواند چند باند فرکانسی را همزمان پردازش کند. به همین دلیل، گیرنده های گیرنده مولتی فرکانس برای اتصال به این سامانه ها گزینه عملی تری نسبت به مدل های تک فرکانسه هستند.
| ویژگی | تک فرکانس | مولتی فرکانس |
|---|---|---|
| دقت در حالت RTK | معمولاً پایین یا بدون پشتیبانی کامل | ۱ تا ۲ سانتی متر |
| زمان Fix شدن | طولانی تر | کوتاه تر |
| عملکرد در محیط شهری | ضعیف (حساس به Multipath) | پایدارتر |
| قیمت تقریبی | پایین تر | بالاتر |
| کاربرد پیشنهادی | ناوبری ساده، پروژه های کم دقت | نقشه برداری، کاداستر، راه سازی |
| سازگاری با شمیم و هدی | محدود | کامل |
در میان برندهای فعال در بازار گیرنده های GNSS، اپکس و استونکس به دلیل دقت پایدار، پشتیبانی چند فرکانسه و سازگاری مناسب با شبکه های تقویتی داخلی شناخته می شوند.
این برندها معمولاً امکان اتصال همزمان به چند سامانه ماهواره ای و چند باند فرکانسی را فراهم می کنند که برای پروژه های حرفه ای نقشه برداری اهمیت زیادی دارد. مشخصات دقیق هر مدل را می توانید در صفحه دسته بندی GNSS توپوکالا مقایسه کنید.
برای نقشه بردار حرفه ای که روزانه با پروژه های کاداستر یا مهندسی سروکار دارد، هزینه بیشتر گیرنده مولتی فرکانس معمولاً در چند پروژه اول جبران می شود؛ چون خطای کمتر یعنی کاهش دوباره کاری.
برای کاربری که فقط پروژه های کوچک و کم دقت دارد، گیرنده تک فرکانس همچنان گزینه ای منطقی و مقرون به صرفه است.
از نظر راندمان میدانی، گیرنده مولتی فرکانس به دلیل Fix سریع تر و پایداری بیشتر، در یک روز کاری برداشت نقاط بیشتری انجام می دهد. این یعنی صرفه جویی در زمان پروژه و کاهش هزینه نیروی انسانی.
در مقابل، گیرنده تک فرکانس برای کارهای ساده مانند ثبت مسیر یا موقعیت یابی تقریبی هنوز کارایی قابل قبولی دارد.
به طور خلاصه، تفاوت gps تک فرکانس و مولتی فرکانس در سه نکته کلیدی خلاصه می شود: دقت بالاتر مولتی فرکانس به خصوص در محیط شهری، سرعت Fix سریع تر، و سازگاری کامل با سامانه های تقویتی مانند شمیم و هدی.
انتخاب نهایی به نوع پروژه شما بستگی دارد، اما برای کارهای حرفه ای، سرمایه گذاری روی گیرنده مولتی فرکانس معمولاً نتیجه بهتری می دهد. برای مشاهده و مقایسه مدل های مختلف، سری به فروشگاه تجهیزات نقشه برداری توپوکالا بزنید و نظر خود را با ما در میان بگذارید.
مارا در شبکه های اجتماعی دنبال کنید
مارا در شبکه های
اجتماعی دنبال کنید
اطلاعات تماس
کلیه حقوق این سایت متعلق به وشرکت ویستا تجهیز می باشد.
