plus
reset
minus
plus
minus
تاریخ انتشارسه شنبه ۳ فروردين ۱۴۰۰ ساعت ۲۱:۵۳
کد مطلب : ۳۵۸۱

ضرورت نگهداری، بروز رسانی و گسترش شبکه‌های نقاط مبنائی کشور

تنظیم و تدوین: مهندس غلامرضا کریم‌زاده، دکتر عبدالرضا سعادت
ضرورت نگهداری، بروز رسانی و گسترش شبکه‌های نقاط مبنائی کشور
plusresetminus
ضرورت نگهداری، بروز رسانی و گسترش شبکه‌های نقاط مبنائی کشور
 
پدیده‌هائی مانند تغییر ضخامت لایه‌های یخی، تغییر سطح آب دریاها و اقیانوس‌ها، تکتونیک (یا زمین‌ساخت) صفحه‌ای، فرسایش و بالا آمدگی موجب می‌شوند تا پوسته زمین دائماً در حال تغییر باشد. برای بررسی حرکات و جابجائی‌های پوسته زمین وجود یک چارچوب مرجع مختصات مناسب، ضروری است. به عبارت دیگر، مطالعۀ خصوصیات و رفتار زمین مستلزم تعریف، نگهداری و بروز رسانی چارچوب‌های مرجع مختصات در سطوح جهانی، منطقه‌ای و ملی است. علاوه بر این، سیستم‌ مختصات جهانی (یا سیستم ژئودتیک جهانی معروف بهWGS84 ) از زمان ایجاد تا کنون همراه با افزایش تکنیک‌ها و روش‌های پیشرفتۀ مشاهداتی، بهبود یافته است. بدیهی است که در نتیجه تغییرات یاد‌شده، مختصات ایستگاه‌های مرجع و مبنائی نیز ثابت نمانده و در گذر زمان دچار تغییر می‌شوند.
یکی از وظایف اصلی سازمان‌های ملی متولی نقشه و اطلاعات مکانی، حفظ، نگهداری و گسترش شبکه‌های ایستگاه‌های مبنائی به منظور تعیین مبنای مختصات مسطحاتی و ارتفاعی بهنگام برای کشور است. بر این اساس، ضروری است منابع مالی، تجهیزاتی و انسانی لازم به منظور افزایش ایستگاه‌های دائمی تعیین موقعیت و ناوبری GPS و GNSS با پراکندگی و توزیع مناسب در سطح کشور و همچنین به منظور پایش پیوسته مختصات ایستگاه‌های مذکور اختصاص یابد و در اختیار سازمان نقشه‌برداری کشور قرار گیرد.
 
تعیین موقعیت ایستگاه‌های شبکه‌های مبنایی
مختصات ایستگاه‌هاي شبکه‌هاي مبنایی را می‌توان به دو صورت، یکی در چارچوب مرجع مختصات جهانی (ITRF)  و دیگري در مبناي مسطحاتی ملی محاسبه و ارائه نمود. به دلیل استقرار ایستگاه‌هاي شبکه‌هاي مبنایی روي صفحات تکتونیکی و تغییرات این صفحات نسبت به هم، مختصات نقاط در چارچوب مرجع مختصات جهانی ممکن است در حدود چندین سانتی‌متر در سال تغییر کند. این مختصات متغیر در زمان، برای استفاده در پروژه‌هاي اجرایی مناسب نیست. از این‌رو براي رفع وابستگی مختصات نقاط به زمان‌، معمولاً از مبناي مسطحاتی ملی یا منطقه‌اي با درنظر گرفتن یک اپک مرجعِ مشخص(Reference epoch)  استفاده می‌شود.
 
تعیین موقعیت نقاط مبنائی در چارچوب مرجع مختصات جهانی
همان طور که پیش‌تر گفته شد، مختصات نقاط روي سطح زمین با توجه به تغییرات پوسته ناشی از عواملی مانند حرکات تکتونیکی، تغییرات فصلی، زمین‌لرزه، فرونشست، فرورانش، آتشفشان و دیگر موارد تغییر می‌یابد. این تغییرات با انجام پردازش‌هاي لازم و با استفاده از نرم افزارهاي علمی و تخصصی و با تعریف راهبردهای مناسب در چارچوب مرجع مختصات جهانی و با اتصال به شبکه جهانی IGS قابل محاسبه و تعیین است. شبکه جهانی IGS، شبکه‌ای از ایستگاه‌های دائم با گیرنده‌هایGNSS  است. برای مشاهده فهرست و نقشه ایستگاه‌های شبکه جهانی IGS به نشانی https://www.igs.org/network  مراجعه گردد.
نسخۀ فعلی چارچوب مرجع مختصات جهانی، موسوم بهITRF2014 ، توسط سرویس جهانی (پارامترهای) دوران زمین و سیستم‌های مرجع (IERS) در 22 ژانویه 2016 منتشر شد. چارچوب مرجع مختصات جهانی شامل مختصات ایستگاه‌ها، بردارهای سرعت و ماتریس واریانس‌/کواریانس آن‌ها است.  
 
  تعیین موقعیت نقاط در مبناي مسطحاتی ملی
برای تعیین موقعیت نقاط در یک کشور از مبناي مسطحاتی استاتیک (Static)، شبه دینامیک (Semi-Dynamic)، یا دینامیک (Dynamic) استفاده می‌شود. به طور معمول، موقعیت نقاط در مبناي مسطحاتی ملی نسبت به مختصات ایستگاه‌هاي شبکه‌هاي مبنایی در یک اپک مرجع مشخص محاسبه و تعیین می‌گردد. در این حالت اگر چه مختصات نقاط شبکه وابسته به زمان نیست ولی با گذشت زمان، تغییرات پوسته زمین موجب جابجایی موقعیت نقاط خواهد شد. این امر لزوم پایش پیوسته  و مداوم مختصات ایستگاه‌هاي شبکه‌هاي مبنایی و بروز رسانی آن‌ها را در بازه هاي زمانی معین آشکار می‌سازد.
از آنجائی که مختصات ارائه شده در مبناي مسطحاتی ملی IRGD2010 (Iranian Geodetic Datum 2017) مربوط به اپک مرجع 01.01.2010 و نسخۀ اولیه (original) سیستم مختصات WGS84 (World Geodetic System 1984) بوده و این مختصات با توجه به ارائه نسخه‌هاي بروز شدۀ سیستم مختصات WGS84 و همچنین تغییرات پوستۀ زمین، دستخوش تغییر شده‌اند، از این‌رو سازمان نقشه‌برداري کشور  اقدام به معرفی مبناي مسطحاتی جدید تحت عنوان  IRGD2017 در اپک مرجع01.01.2017  نمود. با توجه به این که نسخۀ تازۀ سیستم مختصات WGS84 (G1762) دارای اختلاف اندکی (کمتر از 1 سانتی‌متر) با چارچوب مرجع مختصات جهانی ITRF است، لذا با تعریف مبنای مسطحاتی جدید برای کشور فضای محاسباتی در چارچوب مرجع مختصات جهانی با فضای مشاهداتی اندازه‌گیری‌شده توسط گیرنده‌های GNSS، بیشتر منطبق خواهد شد. بنا بر این، مهم‌ترین حُسن این مبنای مسطحاتی جدید این است که در آینده، با گسترش و نیز بهبود دقت روش‌های تعیین موقعیت نقطه‌ای دقیق (PPP)، مختصات نقاط شبکه ایستگاه‌های دائمی ژئودینامیک و GNSS ایران با فضای مشاهدات در سیستم مختصات بروز شدۀ WGS84، انطباق بیشتری خواهد داشت. البته از آن‌جائی که بیشتر نقشه‌های موجود کشور در مبنای مسطحاتی IRGD2010 تهیه شده‌اند، لذا ضروری است ارتباط بین مبنای مسطحاتی جدید و قدیم با استفاده از مدل‌های تغییر شکل سه‌ بعدی مناسب و پارامترهای ترانسفورماسیون مورد توجه قرار گرفته و مختصات (ایستگاه‌ها) نیز طی بازة زمانی مشخص بروز و بهنگام گردد.
روند کار بروز رسانی مختصات ایستگاه‌های مبنائی
ابتدا مختصات نقاط شبکه ایستگاه‌های دائمی ژئودینامیک و GNSS ایران در آخرین نسخه چارچوب مرجع مختصات جهانی یعنی ITRF2014 و سیستم مختصات WGS84 محاسبه می‌شوند. سپس بُردار سرعت ایستگاه‌ها و مدل تغییر شکل سه‌بعدی منطقه تعیین می‌گردد. در مرحله بعد مبنای مسطحاتی جدید یعنی IRGD2017 بر اساس مختصات محاسبه شده در اپک مرجع 01.01.2017 تعریف می‌شود. پس از آن، پارامترهای تبدیل (ترانسفورماسیون) بین مبنای مسطحاتی ملی قدیم IRGD2010 و مبنای مسطحاتی جدید IRGD2017 تعیین می‌گردد و سرانجام مختصات نقاط در مبنای مسطحاتی قدیم با اعمال پارامترهای ترانسفورماسیون بروز رسانی می‌شوند. مختصات نقاط با استفاده از برنامه تبدیل تحت وب به نشانیhttps://ipgn.ncc.gov.ir/IRGD.aspx   قابل بروز رسانی هستند. گفتنی است اختلافِ مختصات مسطحاتی برای نقاط در مبنای محاسباتی جدید نسبت به مبنای قدیم، پس از تبدیل (إعمال پارامترهای ترانسفورماسیون) به طور قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌یابد. 
شبکه ایستگاه‌های دائمی ژئودینامیک و GNSS سازمان نقشه‌برداری کشور به همراه میدان سرعت یکپارچه نسبت به صفحه اوراسیا و سری‌های زمانی ایستگاه‌ها، از طریق پیوندhttps://ipgn.ncc.gov.ir/default.aspx  قابل دسترسی است.
 
منابع اصلی:
ـ گزارش مبناي مسطحاتی جدید ایران تحت عنوان IRGD2017 و بروز رسانی مبناي مسطحاتی قدیم IRGD2010، اداره ژئودزي و ژئودینامیک، اداره کل ژئودزی و نقشه‌برداری زمینی، سازمان نقشه‌برداری کشور، شهریور 1396
ـ سامانه‌های تعیین موقعیت ماهواره‌ای در مهندسی نقشه‌برداری، یحیی جمور، پائیز 1388
ـ https://www.igs.org/network
ـ https://ipgn.ncc.gov.ir/IRGD.aspx
 
https://www.ncc.gov.ir/vdci.vapct1awzbc2t.html
ncc.gov.ir/vdci.vapct1awzbc2t.html
ارسال نظر
نام شما
آدرس ايميل شما
کد امنيتی