الگوریتم گرادیان نزولی در موقعیت یابی به عنوان یک روش تکرار شونده و بر اساس TDOA مورد استفاده قرار می گیرد. این الگوریتم در مختصات کارتزینی طراحی شده است. با توجه به اینکه مختصات منابع عمدتا به صورت طول و عرض جغرافیایی است، تبدیل آن، به مختصات کارتزینی با خطا همراه است. از طرفی این الگوریتم در مختصات WGS84، نیازمند تکرارهای متوالی برای رسیدن به جواب مطلوب است. در این مقاله، ضمن اینکه الگوریتم گرادیان نزولی در مختصات WGS84 طراحی شده است، عملکرد این الگوریتم از لحاظ میزان خطا و نیز تعداد تکرارهای مورد نیاز برای دستیابی به دقت مورد نظر، در مختصات کارتزین و در مختصات WGS84 با یکدیگر مقایسه می شود. در ادامه با ترکیب این دو دستگاه مختصات، روشی برای کاهش تکرارها و کاهش زمان اتلافی برای این الگوریتم پیشنهاد می شود. سپس میزان خطای متوسط ریشه مربعی در همه این روش ها با یکدیگر مقایسه می شود.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

یکی از مهمترین مراحل عملیات هیدروگرافی، تعیین چارت دیتوم و تبدیل عمقهای اندازه گیری شده نسبت به این سطح مبنا می باشد. برای انتخاب چنین سطحی بایستی نوسانات آب دریا در اثر جزرومد و سایر عوامل مشخص گردد. در روشهای کنونی هیدروگرافی از تایدگیجهای ساحلی برای اندازه گیری تغییرات جزرومدی سطح آب دریا استفاده شده و نهایتا چارت دیتوم بر مبنای پایینترین سطح آب تعیین می گردد که به علت وجود اختلاف زیاد بین دامنه و فاز جزرومد در نقاط مختلف، این روش برای تعیین چارت دیتوم در مناطق دور از ساحل مناسب نبوده و باید از روشهای دیگری بجای آن استفاده شود. روش مورد استفاده در این تحقیق استفاده از ارتفاع سنجی ماهواره ای است، در این روش با استفاده از داده های ماهواره ارتفاع سنجی Jason-1 در بازه زمانی 2002 الی 2008 در محدوده خلیج فارس و دریای عمان، چارت دیتوم در نقطه عمق یابی نسبت به بیضوی WGS84 محاسبه می گردد از مهمترین دستاوردهای این تحقیق می توان به حذف اثر جزرومد و تعیین چارت دیتوم در نقاط دور از ساحل اشاره کرد.

مشاهدات توتال استیشن {زوایای افقی، زاویه قائم، طول مایل} در سیستم مختصات نجومی محلی (LA) انجام گرفته، حال آنکه مختصات GPS{طول ژئودتیک، عرض ژئودتیک، ارتفاع بیضوی} در یک سیستم مختصات ژئودتیک (G) به نام WGS84 صورت می گیرد. ارتباط دهنده این دو سیستم به یکدیگر مولفه های انحراف قائم {زاویه انحراف قائم در صفحه نصف النهاری، زاویه انحراف قائم در مقطع قائم اولیه}از طریق سیستم مختصات ژئودتیک محلی است. امکان انجام هر دو نوع مشاهده در یک ایستگاه ما را بر آن داشت که قابلیت تعیین مولفه های انحراف قائم از طریق تلفیق مشاهدات GPS با توتال استیشن را مورد بررسی و تحقیق قرار دهیم. مولفه های انحراف قائم با معلوم بودن مختصات GPS در سیستم مختصات ژئودتیک قابل تبدیل به مختصات نجومی {طول نجومی، عرض نجومی} هستند. در این تحقیق ابتدا روابط ریاضی لازم جهت تعیین مختصات نجومی از طریق تلفیق مشاهدات GPS و تئودولیت، تعیین و سپس در یک ایستگاه لاپلاس از شبکه ژئودزی کلاسیک درجه یک ایران مدلهای ریاضی حاصل مورد بررسی عددی قرار گرفت. مدل ریاضی به گونه ای ترتیب داده شد که در ایستگاه لاپلاس یک دستگاه معادلات با مشاهدات بیش از مجهولات تشکیل و از طریق سرشکنی کمترین مربعات مختصات نجومی محاسبه گردند. به منظور ارزیابی دقتِ مختصاتِ نجومیِ حاصل، مختصات نجومی درجه یکِ مشاهده شده در ایستگاه لاپلاس با مختصات نجومی محاسبه شده مقایسه گردید. بر اساس نتایج عددی حاصل، مختصات نجومی از طریق تلفیق مشاهدات GPS با تئودولیت به دقت 5.6" قابل محاسبه اند، که در حد دقت نجوم درجه 2 می باشد.  با توجه به تائیدات عددی، روش ارائه شده می تواند جایگزینی برای مشاهدات کلاسیک نجوم ژئودزی در عصر سیستم های تعیین موقعیت ماهواره ای باشد. دستیابی به انحراف قائم امکان انتقال از سیستم مختصات LA به LG و از طریق آن به سیستم G (در مورد GPS سیستم مختصات WGS84) و بالعکس را پدید می آورد. دستیابی به ارتباط این دو سیستم مختصات باعث می گردد که در مکانهائی که امکان تعیین موقعیت ماهواره ای به خاطر چند مسیری شدنِ امواج GPS و یا موانع، غیر ممکن می گردد به روش یاد شده بتوان مولفه های انحراف قائم را در نزدیکترین محل که در آنجا انجام مشاهدات GPS میسر است یافته و در ادامه مسیر در جائی که امکان استفاده از GPS میسر نمی باشد از طریق مشاهدات توتال استیشن به مختصات GPS رسید. بدین ترتیب مشکل بکارگیری سیستم های تعیین موقعیت ماهواره ای در مناطق شهری و محلهائی که وجود موانع امکان استفاده از روشهای تعیین موقعیت ماهواره ای را سلب می نماید، بر طرف می گردد.

رسوبات کربونیفر در برش مورد مطالعه، در 35 کیلومتری جنوب شرق شهرستان شهرضا 115) کیلومتری جنوب شرق اصفهان) و 25 کیلومتری جنوب غرب شهر رامشه در مجاورت روستای اسدآباد واقع است. این منطقه بخشی از کمربند شهرضا – همبست - آباده بوده که بین کمربند متامورفیک اقلید و فرورفتگی گاوخونی قرار دارد. این سنگ ها با ضخامت 620 متر عمدتا از آهک، دولومیتی آهک، شیل، ماسه سنگ، آهک ماسه ای و آهک اوولیتی تشکیل شده است. بر اساس مطالعات صحرایی و مطالعه بیش 300 نمونه مقطع نازک میکروسکوپی، 2 رخساره تخریبی و 13 رخساره کربناته در این سنگ ها مشخص گردید. رخساره های کربناته و تخریبی مزبور به ترتیب دورشدن از ساحل در زیر محیط ها و محیط های-1 پهنه جزر و مدی -2 محصور تا نیمه محصور لاگون -3 سد -4 محیط دریای بازتشکیل شده اند. تغییرات عمودی میکرو فاسیس ها و منحنی عمق مربوط به آنها بیانگر این واقعیت هستند که رسوبات کربونیفر در این ناحیه در محیطی به سمت بالا کم عمق شونده تشکیل شده اند که حاکی از تشکیل آنها در یک رمپ کربناته هوموکلینال می باشد. در ناحیه مورد مطالعه میزان نهشته های آواری از نهشته های کربناته بیشتر بوده و بعلاوه این آهک ها اکثرا رخساره گرینستون اووئید را نشان می دهند که از ویژگی بارز رمپ های کربناته ای است که بدون شکستگی قابل ملاحظه ای به آب های عمیقتر می رسند.

به دلیل وجود منابع مختلف خطا در تعیین موقعیت های مبتنی بر مشاهدات (Global Navigation Satellite System) GNSS، بویژه اثرات جوی، دقت حاصل از تعیین موقعیت مطلق لحظه ای جوابگوی بسیاری از کاربردهای مورد نیاز نیست. برای چیرگی بر مشکل یاد شده، روش های تعیین موقعیت نسبی آنی (Real time) و پردازش بعدی (Post Processing) مختلفی، معرفی و بهره برداری شده اند. افزون بر تاثیر خطاهای مشاهداتی، وجود خطا و نبود قطعیت در موقعیت ایستگاه مرجع نسبت به دستگاه مختصات مورد استفاده در سامانه های GNSS نیز در تعیین موقعیت های نسبی دقیق مهم است و باعث کج شدگی و کاهش دقت در موقعیت ایستگاه های مجهول می شود. این موضوع بویژه در ایجاد و گسترش شبکه های مختصات مبنایی که حساسیت بالاتری دارند و دقت های میلی متری در آنها مطرح است، باید بیشتر مورد توجه قرار گیرد. از آنجا که هنوز سامانه GPS برتری و کاربری بسیار بیشتری نسبت به دیگر سامانه های GNSS دارد، در این پژوهش فقط از مشاهدات سامانهGlobal Positioning System (GPS)  استفاده شده است. بدیهی است که نتایج به دست آمده برای این سامانه، برای سامانه های GNSS دیگر نیز قابل همگانی کردن است. در این نوشتار، چگونگی انتشار خطای موقعیت یک ایستگاه مرجع نسبت به دستگاه مختصات(World Geodetic Datum 1984) WGS84  برای حالت ایستاتیک بر روی موقعیت ایستگاه مجهول در تعیین موقعیت نسبی با بهره گیری از معادلات مشاهدات تفاضلی دوگانه فاز موج حامل بررسی می شود. مشاهدات مورد استفاده در این پژوهش، مربوط به 4 طول مبنای مختلف از حدود 4 کیلومتر تا حدود 90 کیلومتر است. با اعمال مقادیر خطای عمدی به موقعیت ایستگاه معلوم از یک متر تا 100 متر در شرایط یکسان، میزان اعوجاج برای هریک از مولفه های طول مبناها محاسبه و تجزیه و تحلیل می شود. بر اساس نتایج به دست آمده، با افزایش طول مبنا و خطای موقعیت ایستگاه مرجع، دقت موقعیت ایستگاه مجهول نیز کاهش می یابد. به عبارت دیگر، اعوجاجات مختصات ایستگاه های مجهول به طور مستقیم با خطای موجود در موقعیت ایستگاه مرجع متناسب است و بسته به میزان خطا و طول مبنا تا چند ppm هم می رسد.

مسئله تبدیل مختصات ژئودتیک از یک سطح مبنای مسطحاتی به سطح مبنای مسطحاتی دیگر از مسائل مهم و کاربردی در ژئودزی هندسی است که با توجه به فراگیر شدن استفاده از سامانه های اطلاعات مکانی در یکپارچه سازی و تحلیل و تفسیر اطلاعات مکانی، لزوم یکسان-سازی سطح مبنای مختصات لایه های مختلف اطلاعاتی به مراتب بیش از گذشته است. انتقال مختصات منحنی الخط از یک سطح مبنا به سطح مبنای دیگر که اصطلاحاً مسئله تبدیل سطوح مبنا یا دیتوم نامیده می شود، بر پایه وجود مختصات ژئودتیک سه بعدی تعدادی نقاط مشترک در هر دو سطح مبنا استوار است و پارامترهای تبدیل دو سطح بر مبنای مختصات معلوم این نقاط برآورد می شود. مختصات علائم مرزی در مرزهای بین المللی و نقشه های پوششی کوچک مقیاس کشوری بر مبنای سطوح مبنای مسطحاتی محلی قدیمی تعیین شده است. در تعیین پارامترهای تبدیل این سطوح به سطوح مبنای جدید جهانی-که در تعیین موقعیت و مکان یابی با سامانه های تعیین موقعیت جهانی به کار-می روند-یک مشکل اساسی در به کارگیری روابط ریاضی تبدیل وجود دارد که امکان استفاده مستقیم از روش های کلاسیک ارائه شده برای حل این مسئله را غیرممکن می سازد. موقعیت ژئودتیک سه بعدی نقاط با استفاده از سامانه های تعیین موقعیت جهانی به صورت همگن و در سه بعد تعیین می شود؛ این در حالی است که تعیین موقعیت نقاط کلاسیک مختصات ژئودتیک نقاط در دو بعد مسطحاتی صورت می گیرد و ارتفاع نقاط هم در بهترین حالت، به صورت ارتفاع ارتومتریک (بر مبنای ارتفاع محلی) معلوم است. به منظور به کارگیری روابط کلاسیک تبدیل سطوح مبنا در این حالت خاص، لازم است تبدیل ارتفاع ارتومتریک به ژئودتیک در سطح مبنای مربوطه انجام شود. هدف این مقاله بررسی نتیجه به کارگیری دو روش برای تعیین ارتفاع ژئوئید در نقاط مورد استفاده در تعیین پارامترهای تبدیل است. روش اول استفاده از مدل های جهانی جاذبه و محاسبه ارتفاع ژئوئید و روش دوم گسترش مدل ریاضی روابط تبدیل، جهت برآورد هم زمان پارامترهای تبدیل سطوح ارتفاعی و سطح تبدیل ارتفاعی است. نتایج عددی نشان دهنده دستیابی به دقت بهتر تبدیل در هنگام استفاده از روش دوم در تعیین پارامترهای تبدیل سطوح مبناست. بهبود تقریب روابط تبدیل از حالت کروی هشت پارامتری و بیضوی پنج پارامتری به روابطی با تقریب بیضوی با هشت پارامتر، دیگر دستاورد مورد بحث در این مقاله است. استفاده هم زمان این تقریب و مدل ریاضی گسترش یافته، حتی در صورت نبود ارتفاع ژئودتیک در هر دو دستگاه در نقاط مشترک مورد استفاده، به دقت بهینه در برآورد پارامترهای تبدیل منجر می شود. روش های پیشنهادی، در داده های موجود از کشور نیجریه پیاده سازی و نتایج ارزیابی شده است. نتایج عددی داده های مذکور، نشان دهنده دستیابی به دقت دهم ثانیه در مؤلفه-های منحنی الخط مختصات و دقت دسی متری در مؤلفه ارتفاعی است.