การรังวัดแบบจลน์ (Kinematic Survey)

         การรังวัดแบบจลน์คือวิธีการหาตำแหน่งในขณะที่เครื่องรับสัญญาณเคลื่อนที่การรังวัดแบบจลน์ถูกพัฒนามาจากการรังวัดแบบสถิตเป็นวิธีการที่ทำให้หาตำแหน่งของจุดจำนวนมากได้อย่างรวดเร็ว โดยมีความถูกต้องถึงระดับเซนติเมตร ในการรังวัดแบบจลน์เครื่องรับสัญญาณเครื่องหนึ่งจะถูกวางไว้ที่สถานีหลัก (หมุดหลักฐานโครงข่าย) ตลอดเวลา ส่วนเครื่องรับสัญญาณดาวเทียมอีกเครื่องหนึ่งซึ่งเรียกว่า เครื่องรับสัญญาณดาวเทียมจร ( rover) จะนำไปวางตามจุดใดๆ ที่ต้องการทราบตำแหน่งเพียงชั่วระยะเวลาสั้นๆ เท่านั้น แล้วก็เคลื่อนย้ายไปยังจุดถัดไปวิธีการนี้เรียกว่า "stop and go kinematic" หรืออีกวิธีหนึ่งเป็นการติดตั้งเสาอากาศ (จานรับสัญญาณ) ไว้บนยานพาหนะแล้วเคลื่อนที่ไปเรื่อยๆ ซึ่งเรียกว่า "continuous kinematic" ทั้งสองวิธีมีหลักการคำนวณตำแหน่งที่เหมือนกัน มีข้อแตกต่างตรงที่ "continuous kinematic" จะบันทึกข้อมูลอย่างต่อเนื่องไปเรื่อยๆ และสามารถนำมาคำนวณหาตำแหน่งได้ทุกๆจุดที่มีการบันทึกข้อมูลไว้ สำหรับ " stop and go kinematic"  แม้ว่าจะมีการบันทึกข้อมูลอย่างต่อเนื่องเช่นเดียวกัน แต่จะนำเอาเฉพาะข้อมูลในขณะหยุดอยู่กับที่เท่านั้นมาคำนวณตำแหน่งและนำค่ามาเฉลี่ยกัน การรังวัดแบบจลน์แม้จะหาค่าพิกัดได้อย่างรวดเร็วแต่ข้อจำกัดคือเครื่องรับสัญญาณดาวเทียมต้องรับสัญญาณจากดาวเทียมได้ไม่น้อยกว่า 4 ดวงตลอดเวลา เพื่อให้มีข้อมูลเพียงพอสำหรับการหาจำนวนคลื่นเต็มรอบ (Ambiguity) แม้แต่ในขณะที่กำลังเคลื่อนย้ายจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งที่ต้องการทราบค่าพิกัด หากมีการหลุดของสัญญาณจะต้องเริ่มกระบวนการเริ่มงาน (Initialization) ใหม่โดยระยะเส้นฐานที่มากที่สุดที่ยังคงผลลัพธ์ที่น่าเชื่อถืออยู่ที่ประมาณ 10 - 15 Km. (สำหรับเครื่องรับสัญญาณแบบสองความถี่)

การรังวัดแบบจลน์ในทันที (Real Time Kinematic Survey: RTK)

         วิธีการนี้มักถูกเรียกโดยย่อว่า  RTK ซึ่งหลักการทำงานของวิธีการรังวัดหาค่าพิกัดแบบสัมพัทธ์ด้วยวิธีการทำงานแบบจลน์ในทันทีนั้น คล้ายคลึงกับวิธีการแบบจลน์ คือ ต้องใช้เครื่องรับสัญญาณดาวเทียมอย่างน้อย 2 เครื่อง โดยเครื่องที่หนึ่งถูกวางไว้บนหมุดหลักฐานที่ทราบค่าพิกัดหรือสถานีหลัก ส่วนเครื่องรับเครื่องที่สองถูกนำไปวางรับสัญญาณตามจุดที่ ต้องการทราบค่าพิกัด แต่กรณีของวิธีการหาค่าพิกัดแบบจลน์ในทันทีนั้น เครื่องรับสัญญาณมีการติดตั้งอุปกรณ์สื่อสารระหว่างเครื่องรับทั้งสอง ซึ่งอาจเป็นเครื่องรับและส่งคลื่นวิทยุหรือการใช้โทรศัพท์มือถือและอาศัยสัญญาณอินเทอร์เน็ต  ทำให้สถานีรับจรสามารถทราบค่าตำแหน่งที่ถูกต้องหน้างานในทันที โดยไม่ต้องผ่านการประมวลผลด้วยซอฟต์แวร์ภายหลัง  การหาค่าพิกัดของตำแหน่งจุดต่างๆ ด้วยวิธีนี้ เครื่องรับสัญญาณดาวเทียมที่สถานีหลักและสถานีรับจรต้องรับข้อมูลจากดาวเทียมกลุ่มเดียวกันและช่วงเวลาเดียวกันอย่างน้อย 5 ดวง และเครื่องรับสัญญาณที่ใช้จะต้องเป็นเครื่องรับสัญญาณแบบสองความถี่เท่านั้น วิธีการนี้สามารถให้ค่าความถูกต้องในระดับ 1 -5 เซนติเมตร (สำหรับเส้นฐานที่ยาวไม่เกิน 15 กิโลเมตร) การรังวัดแบบจลน์ในทันทีที่ใช้ระบบเครือข่ายสถานีฐานจีพีเอส (network-based RTK) มีหลักในการทำงานคล้ายคลึงกับวิธีการรังวัดแบบจลน์ในทันที แต่แตกต่างกันที่ ผู้ใช้งานจำเป็นต้องขอรหัสผู้ใช้ (user name) จากผู้ให้บริการระบบเครือข่ายสถานีฐานจีพีเอส (ซึ่งในประเทศไทยให้บริการโดยกรมที่ดิน) โดยที่ผู้ใช้งานใช้เครื่องรับสัญญาณเพียงเครื่องเดียวไปวางตามจุดที่ต้องการทราบค่าพิกัดภายในพื้นที่ระบบเครือข่ายสถานีฐานฯ วิธีการนี้สามารถให้ค่าความถูกต้องในระดับ 1-5 เซนติเมตร

อ้างอิง

ร.ท.วัลลพ ตาเขียว เอกสารประกอบวิชาการ การสำรวจด้วยดาวเทียม (Satellite Surveying) กรมแผนที่ทหาร. 2560.

Hi-Survey Road

สวัสดีค่ะ เพื่อนๆสำรวจและ GIS ทุกท่าน วันนี้เรามีกิจกรรมดีๆมาเชิญชวนทุกท่านเข้าร่วมการสัมมนาทางเว็บ (Webinar) โดยพบกับผู้เชี่ยวชาญจาก Hi-Target ที่จะมาให้ความรู้และวิธีการใช้งานโปรแกรมรังวัดด้วยเครื่องรับสัญญาณดาวเทียม GNSS ด้วยแอพพิเคชัน Hi-Survey Road โดยแบ่งการสัมมนาออกเป็น 5 วันด้วยกัน

http://en.hi-target.com.cn/news/webinar.aspx

 

          GNSS ย่อมาจาก Global Navigation Satellites System คือ ระบบเครือข่ายดาวเทียมนำทางที่โคจรรอบโลกซึ่งให้บริการสำหรับระบุตำแหน่งหรือค่าพิกัดบนพื้นผิวโลก ด้วยการใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เป็นตัวรับสัญญาณคลื่นวิทยุจากดาวเทียมที่ส่งมาอย่างต่อเนื่อง จึงสามารถใช้งานได้ครอบคลุมทั่วโลกตลอด 24 ชั่วโมง โดยมีระบบดาวเทียม GPS ที่เราคุ้นเคยเป็นส่วนหนึ่งในระบบดาวเทียม GNSS นี้ด้วย ในปัจจุบันได้มีระบบดาวเทียมของประเทศอื่นๆที่โคจรและให้บริการอยู่เช่นกัน ประกอบด้วย

1. GPS (Global Positioning System) ของสหรัฐอเมริกา ประกอบด้วยดาวเทียม 31 ดวง โคจรอยู่ใน 6 ระนาบ ที่ระดับความสูงประมาณ 20,200 กิโลเมตร 
2. GLONASS ของสหพันธรัฐรัสเซีย ประกอบด้วยดาวเทียม 24 ดวงและสำรองอีก 2 ดวง โคจรอยู่ใน 3 ระนาบ ที่ระดับความสูงประมาณ 19,100 กิโลเมตร
3. Galileo ของสหภาพยุโรป ประกอบด้วยดาวเทียม 24 ดวงและสำรองอีก 6 ดวง โดยโคจรอยู่ใน 3 ระนาบ ที่ระดับความสูงประมาณ 23,000 กิโลเมตร
4. BeiDou หรือ BDS ของสาธารณรัฐประชาชนจีน โดยปัจจุบันกำลังขยายระบบดาวเทียมให้ครอบคลุมทั่วโลกให้มีจำนวนดาวเทียม 35 ดวงภายในปี 2020 โคจรที่ระดับความสูงประมาณ 21,100 กิโลเมตร
5. IRNSS (Regional navigation Satellite System) ของประเทศอินเดีย เป็นระบบดาวเทียมระดับภูมิภาคซึ่งให้บริการเฉพาะประเทศอินเดียและพื้นที่ใกล้เคียงในระยะ 1,500 กิโลเมตร ประกอบด้วยดาวเทียม 7 ดวง
6. Quasi-Zenith Satellite System (QZSS) ของประเทศญี่ปุ่น เป็นระบบดาวเทียมระดับภูมิภาค ที่ครอบคลุมในภูมิภาคเอเชียตะวันออกและโอเชียเนีย (Oceania) ขณะนี้มีดาวเทียม 4 ดวงที่โคจรอยู่เหนือพื้นโลก และมีแผนจะเพิ่มเป็น 7 ดวงภายในปี 2024

          โดยสรุป GNSS คือ ระบบดาวเทียมนำทางซึ่งใช้ระบุพิกัดตำแหน่งของผู้ใช้งานอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์บนพื้นโลก ซึ่งบริเวณพื้นที่ใดรับสัญญาณดาวเทียมได้มากก็ยิ่งเพิ่มโอกาสที่ตำแหน่งมีความถูกต้องมากขึ้น ดังคำกล่าวที่ว่า  ‘More Satellites means more accuracy’ ทำให้ในปัจจุบันหน่วยงานที่ดูแลระบบดาวเทียมต่างๆยังพยายามพัฒนาดาวเทียมและส่งขึ้นสู่อวกาศอย่างต่อเนื่อง เพื่อให้การใช้งานระบบดาวเทียม GNSS มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น