ارتفاعات

ارتفاع معمولاً با استفاده از خطوط کانتور یا ارتفاع نقطه ای روی نقشه نشان داده می شود

و ارتفاع آن از سطح متوسط دریا (MSL) بالاتر است.

 MSL می تواند با توجه به زمان و از مکانی به مکان دیگر کمی متفاوت باشد ،

بنابراین در استرالیا از یک مقدار متوسط سطح دریا که در سالهای 1966-1968 در 30 جزر و مد در سراسر کشور اندازه گیری شده است به عنوان مرجع برای اندازه گیری ارتفاع استفاده می شود.

به عنوان Australian Height Datum (AHD) شناخته می شود.

روش های مختلفی برای اندازه گیری ارتفاع یک نقطه بالاتر از MSL / HAD وجود دارد. این انتخاب به دقت مورد نیاز و تجهیزات موجود بستگی دارد.

ارتفاعات از فشار بارومتریک

در گذشته که ارتباط مستقیم با سطح متوسط دریا امکان پذیر نبود ،

برای محاسبه ارتفاعات بالاتر از سطح دریا از رابطه فشار فشار و ارتفاع استفاده شد.

اگر بهترین نتیجه ممکن باشد ، این یک فرایند پیچیده است ، اما همان اصلی است که در ارتفاع سنج هواپیما استفاده می شود.

فشار در سطح دریا حدود 1013 میلی بار (mb) است

و به ازای هر 85 متر افزایش قد حدود 10 مگابایت کاهش می یابد

(اگرچه با بالاتر رفتن این میزان تغییر می کند).

این روش دقیق ترین روش برای بدست آوردن ارتفاع نیست ، اما نسبتاً ساده است و می توان با استفاده از چندین فشارسنج به طور همزمان در نقاطی از ارتفاع شناخته شده ، آن را بهبود بخشید.

سپس می توان برای تغییر الگوی آب و هوا کمک کرد ،

اما حتی در بهترین حالت ارتفاع بارومتریک منجر به ارتفاعی با عدم قطعیت حدود 10 متر می شود.

GPS

شکل 17: اندازه گیری ارتفاع توسط فشار بارومتریک

ارتفاع از زاویه های عمودی

با استفاده از مثلث و تراورس ، زاویه های افقی با تئودولیت اندازه گیری می شوند و همچنین برای اندازه گیری زاویه های عمودی بین نقاط نظر ، تلاش بیشتری نیست.

با استفاده از مثلثات ، اختلاف ارتفاع را می توان از زاویه های عمودی و فواصل محاسبه کرد.

این ارتفاع مثلثاتی نامیده می شود.

وقتی فاصله بین نقاط مشاهده شده بیش از یک کیلومتر باشد ، هنگام عبور از لایه های مختلف جوی ، انحنای زمین و شکست خط دید نیز اصلاحاتی انجام می شود.

برای لغو بسیاری از عدم اطمینان ناشی از شکست ، ممکن است از هر انتهای خط به طور همزمان زاویه های عمودی مشاهده شوند.

با دقت و اعمال تمام اصلاحات لازم ، ممکن است اختلاف ارتفاع با عدم قطعیت

چند دسی متر در خطوط تا 30 کیلومتر یا بیشتر (یک دسی متر یک دهم متر است) بدست آید.

با شروع از یک نقطه مشخص شده از ارتفاع ، جمع ساده اختلافات محاسبه شده در ارتفاع ، ارتفاع هر نقطه بالاتر از MSL را نشان می دهد.

شکل 18: اندازه گیری تفاوت در ارتفاع توسط زاویه های عمودی

ارتفاع از تراز کردن نوری

همانطور که یک سازنده از سطح روح استفاده می کند تا اطمینان حاصل کند که “سطح” است ، یک ابزار نقشه برداری که به عنوان سطح نوری شناخته می شود ، برای تولید یک خط افقی در دو جهت (جلو و عقب) استفاده می شود تا تفاوت در ارتفاع قابل اندازه گیری باشد.

در هر انتهای خط که اندازه گیری می شود ،

مقدار در جایی که این خط افقی یک ستون عمودی را قطع می کند

، ذکر می شود (در واقع فقط یک خط کش بزرگ است).

اختلاف مقادیر در هر انتهای خط تفاوت قد را می دهد.

به شرط آنکه خط دید نسبتاً کوتاه نگه داشته شود (معمولاً کمتر از 50 متر است) ، مشکلات انکسار و انحنای زمین با ارتفاع مثلثاتی برطرف می شود.

با تکرار این روند به روش جهش قورباغه ای و جمع کردن تمام اختلافات در قد ،

می توان اختلاف کل قد را بین دو نقطه بسیار دور محاسبه کرد.

اگر اولین نقطه یک سنج جزر و مد باشد که در آن سطح متوسط دریا اندازه گیری شده باشد ، تمام نقاط دارای ارتفاعات بالاتر از سطح متوسط دریا هستند.

در مسافت های طولانی این یک تکنیک خسته کننده است ، اما نتایج دقیقی به بار می آورد.

بستگی به ابزار مورد استفاده و مراقبت های انجام شده دارد ، اما برای استاندارد معمول تراز نوری دقت: 8 میلی متر (فاصله در کیلومتر) که حدود 25 میلی متر از 10 کیلومتر یا 80 میلی متر از 100 کیلومتر است.

شکل 19: اندازه گیری قد با تراز کردن نوری

شکل 20: اندازه گیری نقشه برداران با سطح نوری

طی سالهای متمادی ، این روش برای ایجاد بیش از 100000 مارک ثابت (Bench Marks)

در سراسر استرالیا مورد استفاده قرار گرفته است.

این شبکه از مارک های بنچ به عنوان شبکه ملی سطح دهی استرالیا (ANLN) شناخته می شود.

بسیاری از دولت ها و سازمان های دیگر از این

بنچ مارک ها به عنوان نقطه آغازین نظرسنجی های مربوط به قد خود استفاده کرده

و بسیاری از مارک های بنچ را ایجاد کرده اند.

این علامت های بنچ دارای ارتفاع اندازه گیری شده بالاتر از MSL / AHD هستند ،

اما به طور کلی هیچ طول و عرض جغرافیایی مشخص نیست.

آنها معمولاً در کنار جاده ها یافت می شوند ،

جایی که تراز کردن نوری در آنها آسان تر است.

توضیح برخی از اصطلاحات

ابزارهای تسطیح نوری بسته به دقت مورد نیاز بسیار متفاوت هستند.

ابزار اصلی در واقع فقط یک تلسکوپ است که روی سه پایه با حباب متصل نصب شده است تا از افقی بودن تلسکوپ اطمینان حاصل کند.

هنگامی که تلسکوپ تقریباً تراز می شود ، مدل های پیشرفته تر از “کولیماتور” برای دادن خودکار یک خط افقی استفاده می کنند.

بسیاری از ابزارهای مدرن از لیزر برای تهیه خط افقی استفاده می کنند.

نقشه برداری با استفاده از GPS و نتیجه گیری

جی پی اس نقشه برداری(قابلیت اتصال به سامانه شمیم)


GPS یا GNSS

GPS یا سیستم موقعیت یابی جهانی توسعه یافته و توسط وزارت دفاع ایالات متحده نگهداری می شود.

از زمان معرفی GPS بسیاری از کشورهای دیگر سیستم های ناوبری ماهواره ای مشابهی مانند Glonass روسی ، BeiDou چینی و Galileo اروپا را توسعه داده اند.

تجهیزات مدرن نقشه برداری GPS و تلفن های هوشمند اخیر ،اکنون می توانند از چندین سیستم استفاده کنند و به این ترتیب تعداد ماهواره ها را “قابل مشاهده” در هر بار افزایش می دهد.

امکان دستیابی به این ماهواره های اضافی قابلیت اطمینان و دقت را بهبود می بخشد.

برای تشخیص تجهیزات با استفاده از چندین سیستم ماهواره ای ، اصطلاح Global Navigation Satellite System (GNSS) اغلب به جای GPS استفاده می شود.

از آنجا که اصطلاح GPS هنوز هم معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد و به خوبی قابل درک است ، برای ادامه این مقاله استفاده می شود.

نقشه برداری با GPS

در ابتدا برای استفاده نظامی توسعه یافته بود ، اکنون GPS بخشی از زندگی روزمره است.

چند مورد از مواردی که GPS در آنها استفاده می شود شامل موارد زیر است: تلفن های همراه ، ناوبری درون اتومبیل و تجهیزات جستجو و نجات. اما تجهیزات و تکنیک های بسیار متنوعی وجود دارد که می تواند برای نقشه برداری استفاده شود.

GPS به سرعت برای نقشه برداری سازگار شد ، زیرا می تواند بدون نیاز به اندازه گیری زاویه و فاصله بین نقاط میانی ، مستقیماً موقعیت (عرض ، طول و ارتفاع) را ایجاد کند.

اکنون می توان کنترل پیمایش را تقریباً در هر جایی برقرار کرد و فقط داشتن دید واضح از آسمان ضروری بود تا سیگنال ماهواره های GPS به وضوح دریافت شود.

GPS از جهاتی شبیه به Trilateration و EDM است که قبلاً بحث شد ، با این تفاوت که موقعیت های شناخته شده اکنون ماهواره های GPS (و مدار آنها) 20000 کیلومتر در فضا هستند. تجهیزات و محاسبات فوق العاده پیچیده هستند ، اما روند کار برای کاربر بسیار ساده است.

در گیرنده های معمول در دسترس ، گیرنده GPS تقریباً بلافاصله موقعیت خود را (Latitude ، طول و ارتفاع) با عدم قطعیت چند متر از داده های پخش شده توسط ماهواره ها تعیین می کند.

این داده ها شامل توصیف تغییر ماهواره ها در موقعیت (مدار آن) و زمان انتقال داده ها است.

GPS

GPS پایه

گیرنده های GPS مورد استفاده برای نقشه برداری معمولاً پیچیده تر و گران تر از آنهایی هستند که در زندگی روزمره استفاده می شوند.

آنها از دو فرکانس پخش شده توسط ماهواره های GPS استفاده می کنند.

مشخصه فیزیکی سیگنال GPS (فاز) و روش های پیچیده محاسبه تا دقت موقعیت های بدست آمده را تا حد زیادی بهبود بخشد.

این گیرنده ها معمولاً دارای آنتن جداگانه با کیفیت بالا هستند.

خط مبنای GPS از دو گیرنده GPS با کیفیت بررسی استفاده می کند که یکی در انتهای خط برای اندازه گیری وجود دارد.

آنها داده ها را از ماهواره های GPS یکسان جمع آوری می کنند.

مدت زمان این مشاهدات همزمان با طول خط و دقت مورد نیاز متفاوت است ، اما به طور معمول یک ساعت یا بیشتر است.

وقتی داده ها از هر دو نقطه بعداً ترکیب شوند ، اختلاف موقعیت (Latitude ، Longitude و ارتفاع) بین دو نقطه با نرم افزار ویژه محاسبه می شود.

بسیاری از عدم قطعیت های موقعیت GPS در این محاسبات به حداقل می رسد زیرا تحریفات مشاهدات در هر انتهای خط پایه مشابه است و لغو می شود.

دقت بدست آمده از این روش به مدت زمان مشاهدات بستگی دارد ، اما به طور معمول حدود 1 قسمت در میلیون (1 میلی متر در هر کیلومتر) است

بنابراین اختلاف موقعیت را می توان بیش از 30 کیلومتر با عدم قطعیت حدود 30 میلی متر ، یا حدود 100 اندازه گیری کرد میلی متر بیش از 100 کیلومتر از آنجا که ماهواره های GPS در مدار بسیار بالایی قرار دارند (20000 کیلومتر) ،

انتهای خط پایه GPS می تواند صدها یا حتی هزاران کیلومتر از هم فاصله داشته باشد و هنوز همان ماهواره ها را رصد کند.

اگرچه یک خط واحد از یک موقعیت شناخته شده برای دادن موقعیت در انتهای دیگر خط پایه کافی است ،

اما خطوط پایه اضافی GPS به سایر نقاط اغلب برای بررسی نتایج و برآورد عدم قطعیت موقعیت محاسبه شده اندازه گیری می شوند.

GPS HI TARGET

GPS حرکتی

تغییرات زیادی در این نوع نقشه برداری GPS وجود دارد. به طور کلی این روش به روش پایه GPS شباهت دارد ، با این تفاوت که در حالی که یک گیرنده GPS در یک موقعیت مشخص (Base Station) باقی می ماند ،

دیگری بین نقاط حرکت می کند و فقط باید در هر نقطه برای چند ثانیه باشد.

. اصلاحات در داده های GPS (براساس موقعیت شناخته شده ایستگاه پایه و موقعیت آن از طریق GPS محاسبه شده) ممکن است بلافاصله از گیرنده در ایستگاه پایه به گیرنده در انتهای دیگر خط (ایستگاه راه دور) منتقل شود.

موقعیت ایستگاه از راه دور را می توان محاسبه و ذخیره کرد ، همه اینها در عرض چند ثانیه است.

. برای انتقال اصلاحات می توان از رادیو یا تلفن های همراه استفاده کرد.

اگرچه این روش می تواند دقت مشابه روش پایه ای را که قبلاً شرح داده شد ، ارائه دهد ، اما برای انجام این کار ، این روش معمولاً به فاصله حدود 20 کیلومتر محدود می شود.

ایستگاه های مرجع به طور مداوم (CORS)

یک گیرنده GPS با کیفیت نظرسنجی ممکن است به طور دائمی در یک مکان مناسب با موقعیت شناخته شده نصب شود ، تا به عنوان نقطه شروع برای اندازه گیری GPS در منطقه استفاده شود.

این می تواند برای پروژه ای مانند سایت معدن یا پروژه اصلی مهندسی یا در شهری برای استفاده دولت محلی باشد.

این ایستگاه مرجع عامل به طور مداوم (CORS) توسط:

  • جمع آوری مشاهدات GPS در هرجای نزدیک و استفاده از مشاهدات CORS ذخیره شده برای اصلاح مشاهدات مدتی بعد در دفتر.
  • با استفاده از ابزارهای GPS با دسترسی داخلی به اینترنت ، می توان به داده های CORS و مشاهدات صحیح در زمان واقعی دسترسی پیدا کرد و موقعیت های بسیار دقیق را در عرض یک یا دو دقیقه فراهم می کند.

اگر بیش از یک دوره در دسترس باشد ، می توان موقعیت ناشناخته را با توجه به این موقعیت های شناخته شده متعدد محاسبه کرد ، و اطمینان بیشتری به نتایج می دهد.

بسیاری از کشورها دارای یک شبکه CORS هستند که کل کشور را تحت پوشش قرار می دهد و موقعیت دقیق GPS را در هر نقطه از کشورشان امکان پذیر می کند.

CORS معمولاً داده ها را در مشاهدات جهانی که باعث اطمینان و دقت بیشتر سیستم GPS می شوند ، کمک می کند. آنها همچنین داده هایی را برای مطالعات علمی مانند تکتونیک صفحه و هواشناسی ارائه می دهند.

برای اینکه برای مطالعه تکتونیک مفید باشد ، علامت های دائمی مورد استفاده برای ایستگاه های CORS باید از نظر زمین شناسی پایدار باشند و مشاهدات باید مداوم و برای سالها باشد

استرالیا دارای شبکه های CORS ایالتی است که بیشترین مناطق را تحت پوشش قرار داده است.

این موارد به طور تجاری به صورت تجاری ارائه می شوند تا دسترسی مشترک به آنها در زمان واقعی باشد.

استرالیا همچنین دارای یک شبکه ملی CORS است که کاملاً آزادانه در دسترس است.

شبکه GPS منطقه ای استرالیا (ARGN) ممکن است با سیستم پردازش آنلاین AUSPOS استفاده شود. این اجازه می دهد تا داده های GPS از یک گیرنده GPS با کیفیت نظرسنجی از طریق اینترنت ارسال شود و یک موقعیت محاسبه شده از طریق ایمیل ارسال شود ، معمولاً ظرف چند ساعت.

محاسبات استفاده شده برای تولید این موقعیت ها از مدارهای ماهواره ای دقیق تری استفاده می کند و در حدود 24 ساعت مشاهده می تواند موقعیتی را در هر نقطه از استرالیا با عدم قطعیت چند سانتی متر ایجاد کند.

ارتفاع ازGPS

از آنجا که این یک سیستم سه بعدی است ، GPS به طور خودکار ارتفاع و همچنین Latitude و Longitude را می دهد.

اما ارتفاع بالاتر از سطح نظری زمین است که برای محاسبات استفاده می شود ، معروف به بیضوی (بنابراین به آن ارتفاع بیضی می گویند) نه بالاتر از سطح متوسط دریا.

اطلاعات بیشتر در مورد این موضوع در بخش Datums – the Basics و Datums توضیح داده شده در جزئیات بیشتر در دسترس است.

تفاوت بین ارتفاع بیضی و ارتفاع MSL می تواند زیاد باشد (تا 100 متر) و نامنظم باشد زیرا تراکم زمین متفاوت است.

خوشبختانه این مسئله به خوبی قابل درک است و تفاوت آن به طور معمول توسط اکثر نرم افزارهای GPS اعمال می شود.

برای این کار از تفاوت بین بیضی و سطح گرانش برابر که به Geoid معروف است استفاده می شود.

اگرچه ممکن است برای اکثر اهداف کاربردی ارتفاع استرالیا ، میانگین سطح دریا و ژئوئید یکسان تلقی شود ، اما برای دقیق ترین کاربردها تفاوت ها در نظر گرفته می شود.

توضیح برخی اصطلاحات خاص – تکتونیک صفحه

بیشتر موقعیت های GPS بر اساس مدار ماهواره های GPS است که با داده ها در زمان مشاهده منتقل می شوند (مدارهای پخش).

این مدارها از مشاهدات قبلی در ایستگاه های نظارت جهانی پیش بینی شده است.

برای دقیق ترین موقعیت ها با GPS ، محاسبات بسیار دیرتر انجام می شود و از مدارهای ماهواره ای GPS دقیق تری استفاده می شود که براساس مشاهدات ایستگاه های نظارت جهانی در زمان اندازه گیری اولیه است.

تنظیم اندازه گیری نقشه برداری برای ارتفاعات

بیشتر روشهای نقشه برداری توصیف شده بیش از حداقل تعداد مشاهدات مورد نیاز برای محاسبه موقعیتها یا ارتفاعات را تولید می کنند.

بنابراین ممکن است یک موقعیت یا ارتفاع توسط چندین مسیر از طریق شبکه مشاهدات محاسبه شود و به دلیل عدم اطمینان در مشاهدات نظرسنجی ، نتایج کمی متفاوت داشته باشد.

برای حل این مسئله ، تمام مشاهدات معمولاً در یک فرایند ریاضیاتی ترکیب می شوند که بهترین موقعیت را برای هر نقطه همراه با برآورد عدم قطعیت ایجاد می کنند.

این فرآیند به عنوان تنظیم حداقل مربعات شناخته می شود.

جی پی اس نقشه برداری(مولتی فرکانس)

جی پی اس ایستگاهی GINTEC F90

جی پی اس شمیم HI TARGET مدل V90

جی پی س اس مولتی فرکانس HI TARGET  مدل V30 PLUS

اطلاعات و آموزشهای بیشتر اینستاگرام:Keshmiri_trading