GNSS چیست؟ سیستم GNSS در جی پی اس ایستگاهی

GNSS چیست؟

GNSS چیست؟ اگر در زمینه نقشه‌برداری، عمران، راهسازی، کشاورزی هوشمند یا پروژه‌های ژئوماتیک فعالیت می‌کنید، احتمالاً این سؤال برای شما نیز پیش آمده است. امروزه تقریباً تمام جی پی اس ایستگاهی و جی پی اس مولتی فرکانس حرفه‌ای بر پایه فناوری GNSS طراحی می‌شوند و دقت بسیار بالایی را در پروژه‌های مختلف فراهم می‌کنند. همچنین فناوری‌هایی مانند PPP، RTK و IMU نیز بر پایه همین سیستم توسعه یافته‌اند و نقش مهمی در افزایش دقت جی پی اس نقشه برداری دارند.

در این مقاله به طور کامل بررسی می‌کنیم که GNSS چیست، چه تفاوتی با GPS دارد، چگونه کار می‌کند، چه کاربردهایی دارد و فناوری PPP چیست و چه نقشی در PPP جی پی اس ایستگاهی ایفا می‌کند.

GNSS چیست و چگونه کار می‌کند؟

GNSS مخفف عبارت Global Navigation Satellite System به معنی «سامانه جهانی ناوبری ماهواره‌ای» است. این سامانه مجموعه‌ای از ماهواره‌ها، ایستگاه‌های کنترل زمینی و گیرنده‌های GNSS را شامل می‌شود که با همکاری یکدیگر امکان تعیین موقعیت دقیق کاربران را فراهم می‌کنند.

برخلاف تصور بسیاری از کاربران، GPS تنها یکی از منظومه‌های موجود در GNSS است. به همین دلیل زمانی که از یک جی پی اس ایستگاهی جدید استفاده می‌کنید، دستگاه معمولاً فقط به GPS متکی نیست و هم‌زمان سیگنال چندین منظومه را دریافت می‌کند.

هدف اصلی GNSS تعیین مختصات، ارتفاع، سرعت و زمان با بیشترین دقت ممکن است؛ قابلیتی که امروزه پایه و اساس تمام تجهیزات جی پی اس نقشه برداری محسوب می‌شود.

تفاوت GNSS و GPS چیست؟

یکی از رایج‌ترین سوالاتی که کاربران مطرح می‌کنند این است که تفاوت GPS و GNSS چیست؟

GPS تنها سیستم ناوبری ماهواره‌ای متعلق به ایالات متحده آمریکا است، اما GNSS نام کلی تمام منظومه‌های ناوبری ماهواره‌ای جهان محسوب می‌شود.

گیرنده‌های حرفه‌ای جی پی اس مولتی فرکانس معمولاً قادر به دریافت هم‌زمان سیگنال‌های منظومه‌های زیر هستند:

• GPS آمریکا
• GLONASS روسیه
• Galileo اروپا
• BeiDou چین
• QZSS ژاپن
• NavIC هند (در برخی مدل‌ها)

هرچه تعداد ماهواره‌های دریافتی بیشتر باشد، دقت، سرعت دریافت مختصات و پایداری اندازه‌گیری نیز افزایش پیدا می‌کند. به همین دلیل تمام مدل‌های جدید جی پی اس ایستگاهی از فناوری GNSS استفاده می‌کنند.

نقش GNSS در جی پی اس ایستگاهی

امروزه بدون فناوری GNSS عملاً استفاده از جی پی اس ایستگاهی امکان‌پذیر نیست. گیرنده‌های نقشه‌برداری با استفاده از سیگنال‌های چندین منظومه، موقعیت دقیق نقاط را با دقت سانتی‌متری محاسبه می‌کنند.

استفاده از GNSS در جی پی اس ایستگاهی مزایای فراوانی دارد:

• افزایش تعداد ماهواره‌های قابل مشاهده
• کاهش زمان دریافت موقعیت (Fix)
• افزایش دقت اندازه‌گیری
• عملکرد بهتر در مناطق شهری
• کاهش خطای ناشی از موانع
• افزایش پایداری در پروژه‌های طولانی

به همین دلیل، امروزه هیچ جی پی اس نقشه برداری حرفه‌ای تنها به GPS محدود نیست.

جی پی اس مولتی فرکانس چه ارتباطی با GNSS دارد؟

یکی از مهم‌ترین پیشرفت‌های سال‌های اخیر، توسعه جی پی اس مولتی فرکانس بوده است.

گیرنده‌های مولتی فرکانس علاوه بر دریافت سیگنال از چندین منظومه GNSS، قادر هستند چندین فرکانس مختلف مانند L1، L2 و L5 را نیز هم‌زمان پردازش کنند.

این فناوری باعث می‌شود:

• خطاهای یونوسفری کاهش پیدا کند.
• سرعت همگرایی افزایش یابد.
• دقت اندازه‌گیری بیشتر شود.
• کیفیت RTK بهبود پیدا کند.
• عملکرد گیرنده در محیط‌های دشوار بهتر باشد.

به همین دلیل بیشتر تجهیزات حرفه‌ای جی پی اس نقشه برداری از گیرنده‌های مولتی فرکانس استفاده می‌کنند.

کاربرد GNSS در جی پی اس نقشه برداری

فناوری GNSS تقریباً در تمام پروژه‌های نقشه‌برداری مدرن استفاده می‌شود.

کاربردهای مهم جی پی اس نقشه برداری عبارت‌اند از:

• برداشت توپوگرافی
• کاداستر
• راهسازی
• سدسازی
• پروژه‌های معدنی
• پایش سازه‌ها
• کشاورزی دقیق
• خطوط انتقال نیرو
• خطوط لوله
• پروژه‌های نفت و گاز

در تمامی این پروژه‌ها، استفاده از جی پی اس ایستگاهی مبتنی بر GNSS موجب افزایش دقت، کاهش زمان برداشت و کاهش هزینه‌های اجرایی می‌شود.

فناوری RTK و ارتباط آن با GNSS

بسیاری از کاربران تصور می‌کنند RTK یک سیستم مستقل است، اما در واقع RTK یک روش پردازش اطلاعات GNSS محسوب می‌شود.

در این روش، گیرنده جی پی اس ایستگاهی با دریافت تصحیحات از ایستگاه مرجع یا شبکه CORS می‌تواند دقت موقعیت را تا حد سانتی‌متر افزایش دهد.

ترکیب GNSS، RTK و جی پی اس مولتی فرکانس باعث شده است عملیات نقشه‌برداری با سرعت و دقت بسیار بیشتری انجام شود.

PPP چیست و چه ارتباطی با GNSS دارد؟

یکی دیگر از فناوری‌های مهم در گیرنده‌های مدرن، PPP یا Precise Point Positioning است.

اگر این سؤال برای شما مطرح شده که PPP چیست، باید بدانید این فناوری امکان تعیین موقعیت بسیار دقیق را بدون نیاز به ایستگاه Base یا شبکه CORS فراهم می‌کند.

در PPP جی پی اس ایستگاهی، گیرنده با استفاده از اطلاعات دقیق مدار و ساعت ماهواره‌ها، بسیاری از خطاهای موجود را حذف کرده و مختصات را با دقت بسیار بالا محاسبه می‌کند.

استفاده از PPP در کنار GNSS به‌ویژه در مناطق دورافتاده که امکان استفاده از RTK وجود ندارد، بسیار ارزشمند است.

مزایای PPP جی پی اس ایستگاهی

امروزه بسیاری از گیرنده‌های حرفه‌ای از قابلیت PPP جی پی اس ایستگاهی پشتیبانی می‌کنند.

مهم‌ترین مزایای این فناوری عبارت‌اند از:

• عدم نیاز به ایستگاه Base
• مناسب برای مناطق فاقد اینترنت
• کاهش هزینه تجهیزات
• مناسب پروژه‌های ژئودزی
• افزایش دقت در پروژه‌های طولانی
• مناسب برای مناطق دورافتاده
• امکان انجام برداشت با یک گیرنده

البته فناوری PPP برای رسیدن به بیشترین دقت، به زمان همگرایی بیشتری نسبت به RTK نیاز دارد.

مزایای استفاده از GNSS در جی پی اس ایستگاهی

فناوری GNSS مزایای بسیار زیادی برای کاربران جی پی اس ایستگاهی دارد که مهم‌ترین آن‌ها عبارت‌اند از:

• دقت بسیار بالا
• دریافت هم‌زمان چند منظومه ماهواره‌ای
• افزایش سرعت برداشت
• کاهش خطاهای محیطی
• عملکرد بهتر در مناطق شهری
• عملکرد مناسب در مناطق کوهستانی
• افزایش کیفیت پروژه‌های نقشه‌برداری
• افزایش سرعت اجرای پروژه
• کاهش هزینه‌های عملیاتی
• افزایش بهره‌وری نقشه‌برداران

به همین دلیل، امروزه انتخاب یک جی پی اس مولتی فرکانس مجهز به فناوری GNSS برای پروژه‌های حرفه‌ای اهمیت زیادی دارد.

هنگام خرید جی پی اس ایستگاهی به چه نکاتی توجه کنیم؟

اگر قصد خرید جی پی اس ایستگاهی را دارید، بهتر است این ویژگی‌ها را بررسی کنید:

• پشتیبانی از تمام منظومه‌های GNSS
• گیرنده مولتی فرکانس
• قابلیت RTK
• پشتیبانی از PPP
• IMU داخلی
• تعداد کانال بالا
• مقاومت در برابر آب و گردوغبار
• نرم‌افزار حرفه‌ای
• خدمات پس از فروش
• گارانتی معتبر

انتخاب یک جی پی اس نقشه برداری مجهز به این قابلیت‌ها باعث افزایش کیفیت پروژه‌های شما خواهد شد.

آینده فناوری GNSS

با توسعه ماهواره‌های جدید، افزایش تعداد فرکانس‌های قابل دریافت و پیشرفت فناوری‌هایی مانند IMU، RTK و PPP، آینده GNSS بسیار روشن است.

نسل جدید جی پی اس ایستگاهی با بهره‌گیری از GNSS، هوش مصنوعی، پردازش سریع‌تر و گیرنده‌های مولتی فرکانس، دقت بیشتری را در اختیار کاربران قرار خواهد داد و زمان برداشت پروژه‌ها را به حداقل می‌رساند.

جمع‌بندی

در پاسخ به این سؤال که GNSS چیست می‌توان گفت این فناوری پایه و اساس تمام گیرنده‌های مدرن جی پی اس ایستگاهی و جی پی اس نقشه برداری است. GNSS با ترکیب چندین منظومه ماهواره‌ای، امکان تعیین موقعیت دقیق‌تر، سریع‌تر و پایدارتر را نسبت به سیستم‌های قدیمی فراهم می‌کند.

همچنین استفاده از جی پی اس مولتی فرکانس، فناوری RTK و PPP جی پی اس ایستگاهی باعث شده است پروژه‌های نقشه‌برداری، عمرانی، معدنی و کشاورزی با دقت سانتی‌متری و بهره‌وری بسیار بالاتر انجام شوند. اگر قصد خرید یک گیرنده حرفه‌ای دارید، انتخاب مدلی که از GNSS، RTK، IMU و PPP پشتیبانی کند، بهترین گزینه برای اجرای پروژه‌های دقیق و آینده‌نگر خواهد بود.