اگر تا به حال با گیرنده مولتی فرکانس کار کرده باشید، احتمالاً نام PPP را در منوی دستگاه یا نرم افزارهای پردازش داده دیده اید. شاید هم این سؤال برایتان پیش آمده باشد که این قابلیت دقیقاً چه کاری انجام می دهد و چه تفاوتی با RTK دارد.
بسیاری از اپراتورهای نقشه برداری تصور می کنند برای برداشت دقیق، همیشه باید به اینترنت، شبکه RTK یا سامانه شمیم متصل باشند. اما در بسیاری از پروژه ها، مانند معادن، جاده های بین شهری، خطوط انتقال نیرو، مناطق کوهستانی یا نقاط دورافتاده، دسترسی به اینترنت یا ایستگاه مرجع امکان پذیر نیست. در چنین شرایطی، نقشه برداری به روش PPP با گیرنده مولتی فرکانس یکی از بهترین راهکارها برای دستیابی به مختصات دقیق است.
در این مقاله قصد نداریم وارد مباحث پیچیده ژئودزی شویم. در عوض، به زبان ساده توضیح می دهیم PPP چیست، چگونه کار می کند، چه زمانی باید از آن استفاده کنید، چه تجهیزاتی نیاز دارید و چگونه می توانید بهترین دقت را از گیرنده خود بگیرید.
نقشه برداری به روش PPP چیست؟
PPP که مخفف Precise Point Positioning است، روشی برای تعیین مختصات دقیق تنها با استفاده از یک گیرنده GNSS است.
به زبان ساده، در این روش دیگر نیازی نیست مانند نقشه برداری به روش RTK یک گیرنده دیگر به عنوان ایستگاه مبنا (Base) داشته باشید یا به شبکه تصحیحات متصل شوید. کافی است گیرنده شما داده های خام را ثبت کند تا بعد از پردازش، مختصات دقیق نقطه محاسبه شود.
فرض کنید برای برداشت یک معدن به منطقه ای رفته اید که هیچ آنتن موبایلی وجود ندارد و اینترنت هم در دسترس نیست. در چنین شرایطی RTK عملاً قابل استفاده نیست، اما اگر دستگاه شما از PPP پشتیبانی کند، همچنان می توانید برداشت دقیقی انجام دهید.
به همین دلیل این روش در پروژه های دورافتاده، مطالعات ژئودزی، معادن، نفت و گاز و کنترل شبکه های مبنا بسیار پرکاربرد است.
PPP چگونه کار می کند؟
شاید تصور کنید این فناوری بسیار پیچیده است، اما روند کلی آن ساده تر از چیزی است که به نظر می رسد.
مرحله اول-ثبت اطلاعات ماهواره ها
در ابتدا گیرنده تمام سیگنال هایی را که از ماهواره ها دریافت می کند ذخیره می کند.
هرچه تعداد ماهواره های قابل مشاهده بیشتر باشد، کیفیت نتایج نیز بهتر خواهد بود.
گیرنده های جدید معمولاً اطلاعات منظومه های زیر را دریافت می کنند:
- GPS
- GLONASS
- Galileo
- BeiDou
به همین دلیل استفاده از جی پی اس مولتی فرکانس نسبت به گیرنده های قدیمی، دقت بسیار بیشتری ایجاد می کند.
مرحله دوم- ثبت داده های خام
در روش PPP دستگاه فقط مختصات نمایش داده شده روی صفحه را ذخیره نمی کند، بلکه اطلاعات خام ماهواره ها را نیز ثبت می کند.
این اطلاعات معمولاً در قالب فایل های RINEX ذخیره می شوند.
همین فایل ها بعداً وارد نرم افزارهای پردازش شده و مختصات دقیق محاسبه می شود.
مرحله سوم- اصلاح خطاهای اندازه گیری
سیگنال ماهواره ها هنگام رسیدن به گیرنده، تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار می گیرند.
برای مثال:
- عبور از لایه های جو
- اختلاف بسیار جزئی ساعت ماهواره
- تغییرات مدار ماهواره
- بازتاب سیگنال از ساختمان ها یا صخره ها
در روش PPP هنگام پردازش، این خطاها تا حد زیادی اصلاح می شوند و به همین دلیل دقت نهایی نسبت به GPS معمولی بسیار بیشتر خواهد بود.
نکته مهم این است که اپراتور نیازی ندارد این محاسبات را انجام دهد؛ نرم افزارهای پردازش همه این اصطلاحات را به صورت خودکار اعمال می کنند.
مرحله چهارم- رسیدن به بیشترین دقت
برخلاف RTK، در روش PPP دستگاه از همان لحظه اول به بالاترین دقت نمی رسد.
معمولاً باید مدتی صبر کنید تا اطلاعات کافی از ماهواره ها جمع آوری شود.
به این زمان، زمان همگرایی (Convergence) گفته می شود.
بسته به شرایط پروژه، این زمان معمولاً بین ۲۰ تا ۶۰ دقیقه است.
هرچه مدت برداشت بیشتر باشد، نتیجه نهایی دقیق تر خواهد بود.
چرا گیرنده مولتی فرکانس برای PPP اهمیت دارد؟
یکی از سوالات رایج کاربران این است که آیا با هر گیرنده ای می توان PPP انجام داد؟
پاسخ این سؤال معمولاً منفی است.
گیرنده های تک فرکانسه دقت و امکانات لازم برای پروژه های دقیق را ندارند.
در مقابل، گیرنده های مولتی فرکانس به دلیل دریافت همزمان چند فرکانس از ماهواره ها، بسیاری از خطاهای طبیعی را بهتر تشخیص می دهند و کیفیت داده های خام را افزایش می دهند.
اگر قصد انجام پروژه های دقیق را دارید، استفاده از گیرنده مولتی فرکانس مناسب، اولین قدم برای موفقیت در روش PPP است.
گیرنده های مولتی فرکانس برند اپکس و استونکس از بهترین گیرنده های مولتی فرکانس برای نقشه برداری به روش ppp هستند.
برای انجام PPP به چه تجهیزاتی نیاز داریم؟
یکی از مزایای این روش این است که تجهیزات آن نسبت به راه اندازی یک شبکه RTK ساده تر است.
تجهیزات مورد نیاز عبارت اند از:
- گیرنده GNSS مولتی فرکانس
- آنتن باکیفیت
- سه پایه استاندارد
- تریبراخ سالم و کالیبره
- کنترلر برای مدیریت برداشت
- نرم افزار پردازش فایل های RINEX
هرچه کیفیت تجهیزات بهتر باشد، احتمال رسیدن به دقت سانتی متری نیز بیشتر خواهد بود.
نکات قبل از شروع برداشت PPP
بسیاری از خطاهای پروژه، نه به دلیل گیرنده بلکه به علت انتخاب اشتباه محل برداشت ایجاد می شوند.
قبل از روشن کردن دستگاه، این موارد را بررسی کنید:
- دید مناسب به آسمان داشته باشید.
- کنار ساختمان های بلند مستقر نشوید.
- از قرار گرفتن زیر درختان خودداری کنید.
- نزدیک دکل های فلزی یا سطوح بازتابنده نباشید.
- سه پایه را کاملاً تراز کنید.
- ارتفاع آنتن را با دقت اندازه گیری کنید.
همین نکات ساده می توانند چندین سانتی متر در نتیجه نهایی تفاوت ایجاد کنند.
مراحل اجرای یک پروژه PPP
در ظاهر، انجام یک پروژه PPP پیچیده به نظر می رسد، اما اگر مراحل را به ترتیب انجام دهید، کار بسیار ساده خواهد بود.
گام اول- انتخاب محل مناسب
ابتدا نقطه ای را انتخاب کنید که دید بازی به آسمان داشته باشد.
اگر اطراف شما ساختمان، دیوار، جرثقیل یا درختان بلند وجود داشته باشد، احتمال بازتاب سیگنال افزایش پیدا می کند و دقت کاهش می یابد.
گام دوم- استقرار صحیح گیرنده
گیرنده را روی سه پایه کاملاً تراز کنید.
ارتفاع آنتن را چند بار اندازه گیری کنید و مطمئن شوید مقدار ثبت شده صحیح است.
اشتباه در ثبت ارتفاع آنتن یکی از رایج ترین خطاهای کاربران تازه کار است.
گام سوم- شروع برداشت
در تنظیمات دستگاه:
- ثبت فایل خام (RINEX) را فعال کنید.
- تمام منظومه های ماهواره ای را انتخاب کنید.
- در صورت امکان از همه فرکانس های قابل پشتیبانی استفاده کنید.
سپس اجازه دهید دستگاه بدون وقفه داده ها را ثبت کند.
گام چهارم- پایان برداشت و پردازش
بعد از پایان عملیات، فایل RINEX را وارد نرم افزار پردازش کنید.
نرم افزار با استفاده از اطلاعات دقیق ماهواره ها، مختصات نهایی را محاسبه می کند.
در این مرحله دیگر نیازی به انجام محاسبات پیچیده توسط اپراتور نیست.
تمام فرآیند به صورت خودکار انجام می شود.


