ژئودزی
مسعود شیرازیان؛ فرزاد حاج محمود عطار
چکیده
پیشینه و اهداف: تنافر قائم‌های ژئوئیدی (Vertical Skewness) یکی از خطاهای رایج در علم ژئودزی است که در اثر ناموازی بودن قائم‌ها بر ژئوئید در نقاط مختلف مشاهده میشود. این خطا تأثیر مستقیم بر زوایای افقی و قائم مشاهده شده دارد و به طور غیر مستقیم بر مشاهدات طول تأثیر گذار است. در زمینه تصحیح تبدیل به افق طول، این اثر به اندازه کافی توسط زاویه‌های ...
بیشتر
پیشینه و اهداف: تنافر قائم‌های ژئوئیدی (Vertical Skewness) یکی از خطاهای رایج در علم ژئودزی است که در اثر ناموازی بودن قائم‌ها بر ژئوئید در نقاط مختلف مشاهده میشود. این خطا تأثیر مستقیم بر زوایای افقی و قائم مشاهده شده دارد و به طور غیر مستقیم بر مشاهدات طول تأثیر گذار است. در زمینه تصحیح تبدیل به افق طول، این اثر به اندازه کافی توسط زاویه‌های قائم نشان داده میشود. بنابراین، صحت زاویه های قائم نقش مهمی در کاهش اثرات تنافر قائم‌های ژئوئیدی و اطمینان از دقت اندازه گیری های طول دارند.پدیده انکسار تأثیر قابل توجهی بر مشاهدات زاویه دارد. این تأثیر، به خصوص بر زاویه قائم دارای مقدار زیادی است که هنگام تصحیح تبدیل به افق طول‌های مایل، خطای بزرگی ایجاد میکند. روش رایج کنونی جهت حذف اثر انکسار قائم، مشاهده هم‌زمان دوطرفه زاویه قائم در دو سر یک طول است.روش‌ها: به طور کلی دو نوع سیستم مختصات برای بیان موقعیت نقاط در ژئودزی وجود دارد. سیستم مختصات ژئوسنتریک (مبدأ در مرکز ثقل زمین) و سیستم مختصات توپوسنتریک (مبدأ نقطه ای بر سطح زمین). در سیستم مختصات ژئوسنتریک، مبدا مختصات منطبق بر مرکز ثقل زمین است و محور z ها منطبق بر محور دوران زمین تعریف میشود. در سیستم مختصات توپوسنتریک، مبدا مختصات منطبق بر نقطه ای بر سطح زمین (محل استقرار دوربین) و محور z ها منطبق بر قائم بر سطح هم پتانسیل گذرنده بر نقطه محل استقرار دوربین (خط شاغولی گذرنده بر نقطه) میباشد.اندازه‌گیری‌های ژئودتیک زوایای افقی و قائم در سیستم های مختصات توپوسنتریک انجام می پذیرد. طبق آنچه گفته شد، روش رایج جهت حذف اثر انکسار بر زوایای قائم، قرائت هم‌زمان زوایای قائم از ابتدا و انتهای طول‌ها است. از آنجا که مبدا اندازه گیری زاویه قائم، امتداد قائم بر سطح هم پتانسیل در نقطه استقرار است و این امتداد در ابتدا و انتهای طول متفاوت است، خطایی بزرگ بر مشاهده زاویه قائم و درنتیجه بر تصحیح تبدیل به افق طول‌ها تحمیل می نماید.یافتهها: مطالعه حاضر به بررسی کامل این خطا و اثرات ناشی از آن بر فاصله افقی بین نقاط در شبکه های ژئودتیک در مقیاس کوچک پرداخته است. برای این منظور، چهار منطقه مجزا در کشور سوئد که دارای ژئوئیدهای دقیق بودند با دقت انتخاب شدند و بر روی ژئوئید این مناطق یک رویه بیضوی برازانده ایم و پارامترهای سطح ژئوئید را محاسبه کردیم. مقادیر محاسبه شده تنافر قائم های ژئوئیدی در مناطق فوق برای طول های بین ٨٠٠ متر تا ٥٢٠٠ متر چیزی بین ʺ٢٧ تا حدود °٣ به دست آمد.نتیجه‌گیری: نتایج این مطالعه نشان میدهد که تنافر قائم‌های ژئوئیدی حتی در شبکه‌های ژئودتیکی در مقیاس کوچک دارای مقدار قابل‌توجهی است و بنابراین نمی‌توان آن را نادیده گرفت. با توجه به این واقعیت که برآورد میزان اثر تنافر قائم‌های ژئوئیدی صرفاً در مناطقی که یک ژئوئید دقیق وجود دارد امکان پذیر است، بنابراین حذف کامل این اثر بر مشاهدات زاویه‌های قائم که به‌طور هم‌زمان در مناطقی فاقد ژئوئیدهای دقیق ثبت شده‌اند، غیرممکن است. درنتیجه باید یک روش جایگزین در نظر گرفته شود تا تبدیل به افق طول مایل را اصلاح کند. این رویکرد جایگزین در بخش های بعدی این مقاله با جزئیات بیشتری مورد بررسی قرار گرفته است.
ژئودزی
سید امین قاسمی خالخالی
چکیده
پیشینه و اهداف: اساس و پایه علم مکان‌یابی و نقشه برداری زمینی، دانش ژئودزی میباشد. ریشه یونانی کلمه ژئودزی به معنای تقسیم کردن زمین است که نشان میدهد ژئودزی از نظر تاریخی با تهیه نقشه، تجزیه و تحلیل وضعیت زمین و دادههای مکانی، ارتباط نزدیکی دارد. امروزه، دانش ژئودزی درباره مجموعه قواعدی که در ارتباط با ...
بیشتر
پیشینه و اهداف: اساس و پایه علم مکان‌یابی و نقشه برداری زمینی، دانش ژئودزی میباشد. ریشه یونانی کلمه ژئودزی به معنای تقسیم کردن زمین است که نشان میدهد ژئودزی از نظر تاریخی با تهیه نقشه، تجزیه و تحلیل وضعیت زمین و دادههای مکانی، ارتباط نزدیکی دارد. امروزه، دانش ژئودزی درباره مجموعه قواعدی که در ارتباط با اندازه‌گیری و نمایش زمین در یک فضای سه بعدی که با زمان تغییر میکند، بحث میکند. این دانش، نقش کلیدی در کاربردهای مختلف علمی، مهندسی و مسائل مرتبط با مسائل ناوبری دارد. در این مقاله، مروری بر کاربردهای نوین ژئودزی در حوزه ناوبری و پایش زمین خواهیم داشت و این‌که چگونه این پیشرفت‌ها بر زیرساخت جهانی دانش اطلاعات مکانی و تحقیقات علمی مرتبط تأثیرگذاری دارند.روش‌ها: در سال‌های اخیر، سامانه موقعیت‌یابی ماهوارهای جهانی (GNSS) با افزایش دقت و دسترسی عمومی به مکان‌یابی موجب تحولی اساسی در ناوبری دقیق، از جمله ناوبری خودروهای خودران، گردید. تعیین میدان گرانش زمین، یک جنبه اساسی دیگر از ژئودزی است که همگام با توسعه برنامههای فضایی، پیشرفت‌های قابل ملاحظه‌ای در این عرصه وجود داشته است. مأموریت‌های ماهوارهای پیشرفته مانند GRACE-FO توانمندی بی‌سابقه‌ای را در افزایش دقت مدل‌های میدان گرانش زمین فراهم کرده‌اند. این مدل‌ها برای درک فرآیندهای پویای زمین، از جمله افزایش سطح دریا، تعادل جرمی لایه‌های یخی و دینامیک داخلی زمین، استفاده میشوند. در این میان، به‌کارگیری یک چارچوب استاندارد برای اتصال مشاهدات ژئودزی در سراسر جهان یک امر ضروری است که بدین منظور از چارچوبهای مرجع زمینی (TRFs) استفاده میشود. توسعه چارچوب مرجع زمینی بین‌المللی (ITRF) که آخرین نسخه آنITRF2023 است نشانهای از تلاش‌های مشترک جهانی برای افزایش دقت و قابلیت اعتماد در تحقق چارچوبهای مبنا برای یکدست کردن مشاهدات ژئودزی است.یافتهها: سامانهGNSS توانایی موقعیت‌یابی با دقت مکانی خیلی بالا را فراهم کرده است. یافتهها نشان داد که GNSS می‌تواند با دقت سانتیمتر تعیین موقعیت کند. همچنین، ناوبری با استفاده از فناوریGNSS ، رشد روزافزونی داشته و گیرندههای GNSS در صنایع هوانوردی، دریانوردی و حمل و نقل نقش حیاتی بازی میکنند. این سامانه ناوبری برای خلبانان اطلاعات دقیقی در مورد موقعیت، سرعت و جهت هواپیماها فراهم میکند که به کنترل پرواز دقیق‌تر و پاسخ سریع‌تر در مواقع اضطراری کمک میکند. صنعت دریانوردی نیز از طریق به‌کارگیری GNSS تغییرات گستردهای کرده است. امروزه، کشتی‌های مختلف برای مسیریابی و جلوگیری از خطرات احتمالی برای برخورد به سایر شناورها به گیرندگان GNSS نیاز دارند. همچنین، فناوری GNSS در بخش حمل و نقل برای مدیریت ترافیک شهری و بین شهری، بهینه‌سازی شبکه‌های حمل و نقل، کاهش زمان سفر و بهبود کارایی سامانه حمل و نقل نقش اساسی دارد. علاوه بر این، نقشGNSS در مدیریت سوانح طبیعی بسیار ارزشمند است. همچنین، اندازه‌گیری‌های میدان گرانش زمین با استفاده از مأموریت‌های ماهوارهای مانند GRACE-FO به درک بهتر تغییرات آب و هوایی زمین کمک کرده است. این مأموریت‌ها تغییرات توزیع جرم در سطح زمین را رصد میکنند و امکان پایش پدیده‌هایی مانند ذوب یخچالهای قطبی و جابجایی منابع آب زیرزمینی را فراهم میکنند. این اطلاعات برای ارزیابی تأثیرات تغییرات اقلیمی بسیار کاربردی هستند. دادههای دقیق گرانش سنجی ماهوارهای توانایی پایش تغییرات ارتفاعی سطح دریا را دارند. با پایش تغییرات در جرم اقیانوس، دانشمندان می‌توانند پیش‌بینی‌های دقیق‌تری در مورد تغییرات ارتفاعی سطح دریاها ارائه دهند. این اطلاعات برای مدیریت سکونتگاههای ساحلی و سیاست‌گذاری برای مدیریت سواحل ضروری است. در نهایت، این اندازه‌گیری‌ها به دانشمندان کمک میکنند تا ساختار داخلی زمین از جمله حرکات تکتونیکی صفحات را بهتر درک کنند. کمی‌کردن حرکت تکتونیکی صفحه برای درک ساختار داخلی و رفتار صفحات تکتونیکی مهم است که شامل روابط این فرآیندها با زلزله و فعالیت‌های آتشفشانی است.نتیجه‌گیری: سامانه‌های GNSSبعنوان یکی از پایههای اصلی ژئودزی ماهوارهای توانایی ما را در ناوبری و موقعیت‌یابی دقیق بر روی سطح زمین با دقت قابل قبولی افزایش دادهاند. دستیابی به دقت سانتیمتری در ناوبری در صنایع مختلف از جمله حمل و نقل، کشاورزی و مدیریت سوانح طبیعی کاربرد دارد. تعیین میدان گرانش برای پایش تغییرات محیطی حیاتی هستند و اطلاعات مورد نیاز برای درک تغییرات اقلیمی را فراهم میکنند. وجود چارچوبهای مرجع زمینی یکی از مبانی اندازه‌گیری‌های ژئودزیک هستند. این چارچوبها امکان همکاریهای بین‌المللی در زمینههایی که نیاز به اندازه گیری در یک چارچوب واحد جهانی دارد را فراهم میکنند. از آنجا که ژئودزی نیز مانند سایر علوم اطلاعات مکانی به توسعه فناوری وابسته است، لذا در آینده تغییر روشهای تعیین موقعیت دقیق و ناوبری دور از انتظار نخواهد بود.
