نقشه برداری زمینی

نقشه برداری زمینی ، علم و فن اندازه گیری دقیق فواصل و زوایای بین نقاط روی سطح زمین است. GNSS از اواخر دهه ۱۹۸۰ توسط نقشه برداران زمینی و عمدتاً در شبکه های کنترل ژئودتیکی و کنترل عکسی مورد استفاده قرار گرفته است.

امروزه، GNSS برای تعیین موقعیت مکانی دقیق در سراسر کره زمین، در هر شرایط آب و هوایی و در هر زمان از روز بکار گرفته می شود. ابزار نقشه برداری ژئودتیکی GNSS نسبت به هر روش نقشه برداری دیگری کوچکتر شده، و در کاربردهای محتلف ساده تر و سریع تر عمل می کند. بطور خاص GNSS در عملیات های بزرگ نقشه برداری توپوگرافی، جایی که یک سطح دقت سانتیمتری کافی است، مورد استفاده قرار می گیرد.

معماری کاربردها

نقشه برداری زمینی معمولاً بر شبکه های کنترل زمینی، که به عنوان نقاط مرجع مورد استفاده قرار گرفته و نقشه برداری ها نسبت به آنها انجام می شوند، تکیه دارد. در برداشت جزئیات، تکنیک های نقشه برداری سنتی مبتنی بر اندازه گیری ها نسبت به سایر نقاط دارای موقعیت مکانی معلوم، نظیر محدوده املاک، نشانه های زمینی و حتی میخ های چوبی نقشه برداران دیگر هستند. این مرجع های زمینی در طول زمان در معرض تغییر هستند. با بکارگیری GNSS، مختصات می توانند بطور دقیق روی یک چارچوب مرجع جهانی و از طریق اندازه گیری های حاصل از ابزارهای نقشه برداری زمینی GNSS که وابسته به آنچه در زمین های اطراف، ساختمان ها و نشان های زمینی رخ می دهد نیستند، تعیین شوند.

تجهیزات نقشه برداری GNSS، معمولاً از تکنیک های تقویت GNSS برای دست یابی به سطح دقت مورد نیاز،استفاده می کنند. این روش ها می توانند در گستره ای از بکارگیری سامانه های تقویت ماهواره ای نظیر EGNOS یا WAAS تا گیرنده های دو فرکانسه بکار گیرنده روشهای کینماتیک آنی (RTK)، تعریف شوند. روش تقویتی مورد نظر بر اساس دقت مورد نیاز برای نقشه برداری، تجهیزات در دسترس، زمان مورد نیاز برای عملیات نقشه برداری و مشخصات محیطی سایت نقشه برداری شده، انتخاب می شود.

معمولاً گیرنده های کلاس نقشه برداری از روش های DGNSS و یا کینماتیک آنی (RTK) استفاده می کنند. این روش ها به داده های یک ایستگاه base یا مبنا با مختصات و دقت از پیش معلوم، نیاز دارند. داده های ایستگاه مبنا می توانند از یک شبکه از ایستگاه های مبنا، یک ایستگاه عمومی و یا یک ایستگاه مبنای اختصاصی برپا شده توسط نقشه بردار، بدست آیند. همچنین نقشه بردار مختار به استفاده از تصحیحات بهنگام (که نیازمند یک مسیر ارتباطی بین ایستگاه و rover است) و یا تصحیحات پسا پردازشی است.

در حالت کلی، گرانترین تجهیزات نقشه برداری GNSS هزینه بیشتری را نسبت به گرانترین ابزار نقشه برداری سنتی به پروژه تحمیل می کند، ولی زمانی که آنها را برای عملیات های بزرگ نقشه برداری توپوگرافی که دقت در حد سانتیمتر در آنها برای ما کافی است استفاده می کنیم، با در نظر گرفتن سرعت بالاتر آن نسبت به روشهای سنتی، هزینه تجهیزات اضافه شده، بی اهمیت به نظر می رسد. زمانی که دقت هایی کمتر از سانتیمتر مد نظر باشد، در موقعیت هایی که برقراری دید واضح به آسمان امکان پذیر نباشد و یا دقت ارتفاعی مهم باشد، روش های سنتی همچنان قادر به دست یابی به دقت های بهتری هستند و هنوز مناسب ترین گزینه برای نقشه برداری هستند. اصولاً، روش های سنتی همچنان برای برداشت جزئیات ساخت و سازها، ترجیح داده می شوند.

تکنیک های نقشه برداری

روش های نقشه برداری GNSS می توانند در قالب موارد زیر طبقه بندی شوند:

نقشه برداری های ایستا (Static Surveys): در یک نقشه برداری GNSS ایستا (استاتیک)، گیرنده در طول دوره مشاهداتی، که عموماً زمان استقرار نامیده می شود، ثابت باقی می ماند. زمان استقرار به زمانی که rover برای دست یافتن به سطح دقت مورد نظر نیاز به ثابت نگهداشته شدن دارد، اشاره دارد. زمان استقرار بالاتر منجر به دقت بیشتر می شود. زمان استقرار معمولاً در بازه ۱۰ دقیقه تا ۶ ساعت قرار می گیرند، اگرچه، مقادیر بالاتر نیز ممکن است مورد استفاده قرار گیرد. معمولاً در این گونه نقشه برداری ها روش های مبتنی بر فاز موج حامل استفاده می شوند.
نقشه برداری های پویا (Dynamic Surveys): در نقشه برداری پویا، دستگاه rover در محدوده سایت حرکت کرده و همان ماهواره هایی که دستگاه base مشاهده می کند را می بیند. این نوع نقشه برداری، به قیمت داشتن دقتی پایین تر از روش های ایستا، نرخی بالاتر در تولید مختصات را فراهم می آورد. معمولاً روش های کینماتیکی برای این نوع از نقشه برداری ها مورد استفاده قرار می گیرند. الگوریتم های بکار رفته در نقشه برداری های پویا، بر مبنای این حقیقت که rover در طول حرکت در سایت نباید قفل به سیگنال ماهواره ها را از دست بدهد، اجرا می شوند. تکنیک ها و الگوریتم های بکار رفته در نقشه برداری های پویا می توانند در پروسه پسا پردازش نیز بکار گرفته شوند.
نقشه برداری های پویای بهنگام (Real-time dynamic surveys): نقشه برداری های پویای بهنگام همان تکنیک ها و الگوریتم های نقشه برداری های پویا را بکار می گیرند، تنها تفاوت اجرای بهنگام این الگوریتم ها روی دستگاه ها rover است. این نوع نقشه برداری نیازمند یک مسیر ارتباطی دائمی بین ایستگاه base و rover است.

مثال های کاربردی

نقشه برداری زمینی از تجهیزات مختلفی نظیر نقاله ها، مترها، زاویه یاب ها و گیرنده های GNSS استفاده می کند. تجهیزات مدرن برای اندازه گیری به GNSS و لیزرها وابسته هستند.

شرکت های زیر در بازار تجهیزات نقشه برداری زمینی GNSS برجسته تر هستند: