به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

فهرست مطالب جمال عسگری

  • احسان نکوزاده چهارمحالی*، جمال عسگری

    پارامتر تاخیر تروپسفری یکی از منابع مهم خطا در بحث تعیین موقعیت است. در شبکه های RTK مقدار این پارامتر به صورت نسبی بین ایستگاه های مرجع برآورد شده و سپس با استفاده از درون یابی برای ایستگاه سیار محاسبه می شود. با توجه به اینکه اندازه ی این کمیت به طور مستقیم تابعی از ارتفاع ایستگاه مشاهدات می باشد، در مواردی که اختلاف ارتفاع بین ایستگاه سیار و ایستگاه های مرجع زیاد باشد، انتظار می رود که دقت درون یابی این کمیت به طور چشمگیری کاهش یابد. برای بررسی این مساله، در این مقاله دقت درون یابی این پارامتر برای دو شبکه به نام های سیما و Ebry که دارای ساختار ارتفاعی متفاوتی هستند، بررسی شده است. هر یک از این دو شبکه متشکل از پنج گیرنده ی GNSS می باشند که در آن ها یک گیرنده در مرکز شبکه به عنوان گیرنده ی سیار در نظر گرفته شده و سایر گیرنده ها به عنوان ایستگاه های مرجع در نظر گرفته شده اند. در شبکه ی اول اختلاف ارتفاع گیرنده ی مرکزی و متوسط ارتفاع سایر گیرنده ها، 122 متر و در شبکه ی دوم 1095 متر می باشد. در این دو شبکه ابتدا مقادیر تاخیر تروپسفری مطلق در راستای قایم با استفاده از پردازش مشاهدات ایستگاه های مرجع به روش PPP برآورد شده و سپس در حالت تفاضلی دوگانه برای موقعیت گیرنده ی سیار درون یابی شد. پس از محاسبه ی پارامترهایی چون حداکثر و حداقل خطا، انحراف معیار و خطای جذر میانگین مربعات برای مقادیر درون یابی شده ی تاخیر تروپسفری، مشخص شد که دقت درون یابی در شبکه ی دوم با توجه به اختلاف ارتفاع بین ایستگاه سیار و ایستگاه های مرجع، به طور قابل توجهی کاهش می یابد. بنابراین در ادامه ی مقاله روشی جدید جهت درون یابی تاخیر تروپسفری ارایه شده است که با استفاده از یک رابطه ی فیزیکی به نوعی اثر ارتفاع را از مساله ی درون یابی حذف نموده و در نتیجه دقت درون یابی را به طورقابل توجهی افزایش می دهد. پس از بررسی ها مشخص شد که اگرچه استفاده از این روش دقت درون یابی در هر دو شبکه افزایش می دهد، اما میزان افزایش دقت در شبکه ی دوم با توجه به ساختار این شبکه بسیار بیشتر است. به گونه ای که متوسط خطای درون یابی در شبکه ی سیما از 32 میلیمتر به 9 میلیمتر و در شبکه ی Ebry از 228 میلیمتر به 14 میلیمتر کاهش یافته است. به عبارت دیگر با استفاده از روش ارایه شده، دقت درون یابی در این دو شبکه به ترتیب 2/69 درصد و 7/93 درصد افزایش یافته است.

    کلید واژگان: درون یابی, تاخیر تروپسفری, تعیین موقعیت تفاضلی, شبکه ی تعیین موقعیت کینماتیک آنی, تعیین موقعیت مطلق دقیق}
    E. Nekouzade Chaharmahali*, J. Asgari

    The effect of troposphere on the signals emitted from global navigation satellite system (GNSS) satellites, appears as an extra delay in the measurement of the signal traveling from the satellite to receiver. This delay depends on the temperature, pressure, humidity as well as the transmitter and receiver antennas location. In GNSS positioning, tropospheric delay effects on accuracy of different components of obtained coordinates. In RTK networks the amount of this parameter is determined by solving double difference observation equations between reference stations and then is interpolated for rover receiver. Tropospheric delay consists of a wet part and a dry part. The dry part that forms about 90 percent of total delay, is related to station height. So in the cases that the height of rover station is significantly different from the average height of reference stations, reduction in accuracy of interpolation is expectable. To investigating this issue, in this article we compared interpolation accuracy of double difference tropospheric delay in two networks with different structure. In both of networks, we have a central receiver that is surrounded with four other receivers. We considered the central receiver as rover station and the others as reference stations. The main difference between these networks is about stations height. In the first network that is named Sima, the difference between the height of rover station and average height of reference stations is 122 meters. The amount of this parameter is 1095 meters for the second network that is named Ebry. To comparing the accuracy of tropospheric delay interpolation in these networks, we determined zenith tropospheric delays (ZTD) for all stations by processing GNSS observations using CSRS-PPP (Canadian Spatial Reference System – Precise Point Positioning) online service. Then we selected the nearest reference station to rover as master reference station. In the following we identified the satellites that were visible in 100 epochs for all stations. Between these satellites, one of them with the most elevation angle was selected as reference satellite. ZTD’s were converted to slant tropospheric delay in satellite-receiver direction using global mapping function. Then double differenced tropospheric delays between the reference satellite and the others and between the master reference station and other reference stations, were determined. Finally this parameter was computed for the position of rover station using interpolation with a two parameter linear equation. After computing RMSE (Root Mean Square Error) of interpolated values, we found that the accuracy of interpolation decreased significantly in the second network. Therefore we can conclude that the difference between the height of rover station and the height of reference stations, has a direct effect on accuracy of tropospheric delay interpolation in RTK networks. So in the following of the article, we introduced a new method to eliminate height variations effects on interpolation accuracy of tropospheric delay. After using this method RMSE of interpolation decreases from 32 mm to 9 mm in the first network and in the second network decreases from 228 mm to 14 mm. in other words we have 69.2 and 93.7 percent of accuracy improvement in these networks. Due to these results, we expect a positive effect on positioning accuracy by applying this method in RTK networks.

    Keywords: Interpolation, Tropospheric Delay, Double Difference Positioning, Network Real Time Kinematic, Precise Point Positioning}
  • حمید اکبری، وهاب نفیسی، جمال عسگری
    تروپوسفر لایه ای از اتمسفر است که از گازهای خشک و بخار آب تشکیل شده است که باعث تاخیر در زمان انتشار امواج الکترومغناطیس و در نتیجه خطا در تعیین موقعیت دقیق می شود. این تاثیر به طور خاص برای تکنیک های ژئودزی فضایی بسیار بحرانی تلقی می شود. برای مدل سازی این خطا روش های مختلفی پیشنهاد شده است که از جمله مطرح ترین آنها می توان به روش های ردیابی اشعه سه بعدی و استفاده از توابع نگاشت اشاره کرد. ردیابی اشعه سه بعدی، روشی مستقیم برای این برآورد تلقی می شود. در این مقاله مقایسه هایی بین این روش و روش استفاده از توابع نگاشت که بطور معمول مورد استفاده قرار می گیرند، انجام شده است.
    براساس این تحقیق مشخص می شود که در شرایط مختلف و برای رسیدن به دقت های مورد نظر از کدام روش استفاده شود و اولویت با کدام روش است. در این مقایسه از توابع نگاشت VMF وGMF استفاده شده است که در تکنیک های ژئودزی فضایی بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. برای این منظور داده های سال 2008 و 2011 ایستگاه های VLBI مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج این مطالعه نشان می دهد که ایستگاهی که بیشترین رطوبت را دارد (KOKEE) در همه بازه های دقت، نیاز به ردیابی اشعه دارد و از توابع نگاشت نمی توان استفاده کرد. همچنین برای رسیدن به دقت کمتر از 10 میلیمتر در ارتفاع ایستگاه بایستی تقریبا در تمام زوایای ارتفاعی ردیابی اشعه استفاده شود و یا برای رسیدن به دقت کمتر از 20 میلیمتر در ارتفاع ایستگاه بایستی تقریبا در زوایای ارتفاعی 0 الی 35 درجه ردیابی اشعه استفاده شود، و برای بقیه زوایا می توان از توابع نگاشت استفاده کرد.

    کلید واژگان: ردیابی اشعه, شکست پذیری, مدل های عددی هواشناسی, توابع نگاشت, مدل سازی اتمسفر}
    Hamid Akbari, Vahab Nafisi, Jamal Asgari
    The troposphere is a layer of atmosphere that consists of dry gases and water vapor, which causes a time delay in the emission of electromagnetic waves resulting in an error in determining the precise position. In space geodesy, normally, the travelling time of the wave between an emission source in space (a satellite for GNSS or a quasar in VLBI) and a receiver located in a geodetic station on the surface of the Earth is measured. This time is then converted to distance by the speed of light in vacuum. There are two ways to manage the atmospheric delays in space geodetic data analysis; either, external measurements of the atmospheric delays are used to correct the measurements or, the atmospheric delays are estimated in a least square adjustment as the unknowns. To model this error using the first strategy, several methods have been proposed, among which, the most prominent ones are the three dimensional (3-D) ray tracing and the use of mapping functions. 3D ray tracing is considered to be a direct method for this estimation and the actual path of the wave which is curved, is estimated by using Eikonal equation and is compared with the theoretical straight path. It means we can find the amount of correction which should be considered. Contrary to this method, the use of mapping functions is considered as indirect method and by using proper functions, the amount of delay (hydrostatic and non-hydrostatic) in the vertical direction is plotted in the desired direction. The basic assumption in this method is to take the azimuth symmetry for the troposphere into considerations and therefore, the amount of delay will depend only on the elevation angle. In this paper, comparisons have been made between this method and the method of using mapping functions that are commonly used.
    Based on this research, it is determined which method to be used in different conditions to achieve the desired accuracy for space geodesy techniques such as GNSS and VLBI, and which method is the priority. In this comparison, VMF (Vienna Mapping Function) and GMF (Global Mapping Function) which are used widely in space geodetic techniques were used. Coefficients in these mapping functions are obtained based on Numerical Weather Models (NWMs) and specially ECMWF. VMF is called Isobaric Mapping Function (IMF) based on the older mapping function, and GMF function has been created with changes in VMF, so that it can be used offline in some software including VieVs software. To this end, data from two observation campaigns managed by IVS (International VLBI Service) namedCONT08 and CONT11 have been used in the years 2008 and 2011 for VLBI stations. These two campaigns involve 15 days continuous observations. The results of this study show that the station with the highest humidity (KOKEE) requires ray tracing at all intervals of accuracy and mapping functions cannot be used to produce reasonable accuracy. Also, in order to achieve the accuracy of less than 10 mm in the station's elevation, it is necessary to use ray tracing at almost all angles of elevation, or in order to achieve the accuracy of less than 20 mm, it should be used at the angles of elevation of approximately 0 to 35 degrees, and mapping functions can be used for the rest of the angles of elevation.
    Based on the diagrams and tables presented in this paper, the following results can also be extracted:-Use ray tracing method at the station with the highest humidity (KOKEE)
    -Use ray tracing to achieve an accuracy of better than 10 mm for the stations’ elevation at all angles of elevation 
    - Use ray tracing to achieve an accuracy of better than 20 mm for station’s elevation of approximately 0º to 35 º of the angles of elevation. Mapping functions can be used for the rest of the angles of elevation.
    -Use ray tracing to achieve an accuracy of better than 30 mm for the station’s elevation of 0 to 26 degrees of the angles of elevation. Mapping functions can be used for the rest of elevation angles.
    -At angles of elevation which do not require ray tracing, mapping functions are used. It can be said that in 2008, finally, GMF mapping function achieved a better accuracy than the VMF, while in 2011, the performance of VMF mapping function was better than that of GMF.

    Keywords: Ray tracing, Refractivity, Numerical weather models, Mapping functions, Atmospheric modeling}
  • جمال عسگری، محمد زاهدی
    در علوم نقشه برداری از سامانه ی ناوبری ماهواره ای جهانی (GNSS) برای اهداف ژئودتیک و ژئودینامیک استفاده شده است ولی در سال های اخیر از این سامانه برای اندازه گیری پارامترهای جو کره ی زمین نیز استفاده شده است. یکی از این پارامترها، بخار آب تعلیق پذیر (PWV) اتمسفر می باشد. امکان اندازه گیری PWV توسط گیرنده های GNSS، به واسطه ی تاخیر اتمسفری ایجاد شده در سیگنال ارسال شده از طرف ماهواره فراهم می شود و مقدار PWV از تاخیر کلی در راستای زنیت (ZTD) استخراج می شود. سامانه ناوبری ماهواره ای جهانی ویژگی های منحصر به فردی دارد که از آن جمله می توان به پیوستگی زمانی مشاهدات آن اشاره نمود که منجر به برآورد PWV با تفکیک زمانی بالا می شود. پیوستگی زمانی امکان پایش بخار آب موجود در اتمسفر را برای مقیاس های کوچک زمانی فراهم می کند. PWV نشان دهنده ی بخار آب موجود در اتمسفر است و در صورت برآورد سریع آن، می توان احتمال بارندگی را مورد بررسی قرار داد. در این مقاله دقت PWV حاصل از مشاهدات لحظه ای GNSS جهت استفاده در مدل های عددی پیش بینی آب و هوا مورد بررسی قرار می گیرد. به همین منظور مشاهدات GNSS برای ایستگاه های شبکه ی IGN واقع در کشور فرانسه با روش تعیین موقعیت مطلق دقیق (PPP) پردازش شد. پردازش ها یک بار با تولیدات مدار و ساعت بسیار سریع و یک بار با تولیدات مدار و ساعت نهایی انجام گرفت و بین ZTDهای حاصل از آن ها، مقایسه صورت گرفت. این مقایسه ها به وسیله ی خطای ریشه ی میانگین مربعی، انحراف معیار و بایاس میانگین با مبنا قرار دادن مقادیر حاصل از مدار و ساعت نهایی به عنوان مقادیر صحیح انجام شد و نتایج نشان دهنده ی دقت کافی PWV حاصل از ZTDهایی بود که با مدار و ساعت بسیار سریع برآورد شده بودند.
    کلید واژگان: سامانه ی ناوبری ماهواره ای جهانی, بخار آب تعلیق پذیر, تاخیر کلی زنیتی, تعیین موقعیت مطلق دقیق}
    J. Asgari, M. Zahedi
    Global Satellite Navigation Systems are widely used for geodetic and geodynamics purposes. However the meteorological applications, such as Precipitable Water Vapor (PWV) estimation, are increased with GNSS permanent stations deployments all over the world. The continuity of GNSS observations and the spatial resolution of the permanent GNSS stations are some of the potentials of GNSS remote sensing using permanent arrays. In this study we are demonstrated one of the real-time meteorological applications of GNSS networks.
    The spatial distribution of PWV was investigated during extreme rainfall. The PWV data from the SuomiNet network stations in the Texas state was implemented. Using linear interpolation, the PWV were determined for area within the stations.
    It was observed that the estimated water vapor from the GNSS observations progresses gradually towards the precipitation site and then, with accumulation in the area of ​​precipitation, the rainfall begins, and then the PWV decreases. Therefore, using a network of uniformly distributed GNSS stations, GNSS observations can be used to measure the accumulation of atmospheric precipitation in a region and to investigate the probability of rainfall occurring. These predictions will be effective if the network is sufficiently dense and the perceptible water vapor is estimated with a short latency.
    The estimation of zenith path delay from GNSS is possible using relative or absolute method. Furthermore the slant delay estimation is one of the possibility in the dense GNSS networks. Tropospheric tomography will aid the scientists in the future applications of GNSS. In this paper the precision of real time PWV estimation via GNSS data is investigated. French RGP GNSS networks data are used for PPP processing. The processing is performed by ultra-rapid IGS orbit and clock products and then it repeated using final IGS products. The precision of Zenith Total Delay (ZTD) of final ephemeris is about 3 mm. The Real time estimation of ZTD using ultra rapid data is compared by final solution and the RMSE for different stations are from 3 to 7 mm approximately that is sufficient for real time estimation of PWV and real time precipitations prediction. Investigation of raining occurrence and the PWV changes is performed in this paper.
    In the investigation of PWV it may be possible to follow a pattern or patterns for a region prior to intense rainfall, spatial variations and spatial distribution of PWV, which can predict extreme rainfall. Therefore, it is suggested that by studying the PWV behavior accurately, the probability of such patterns is examined. Also, in order to determine the accuracy of the PWV obtained from GNSS observations by the PPP method with the ultra-rapid orbit and clock products, it is possible to compare the PWV obtained from the above-mentioned method with those obtained from the measurement of radiosondes as a reliable source. Also the results of the ultra-rapid products are compared with the final IGS products the consistency is about 3-7 millimeters for the estimated ZTD values.
    It is also possible to predict the rainfall by the permanent GNSS stations in Iran. There are several permanent arrays which may provide the GNSS observation files instantaneously. The national geodynamic network, the Tehran's Instantaneous Network, The national cadastre RTK network and the Isfahan municipality RTK network, could be used for PWV estimation with high spatial and temporal resolution and instantaneous meteorological application of a unified network is possible.
    Keywords: Zenith Total Delay, Troposphere, GNSS, Precipitable Water Vapor}
  • علیرضا امیری سیمکویی، کمال پروازی، جمال عسگری
    تاکنون، اکثر روش های ارائه شده جهت تعیین فرکانس های جزر و مدی، بر اساس مبانی تئوری بوده و مشاهدات جزر و مدی نقشی در یافتن این فرکانس ها نداشته اند. این تحقیق، در ادامه تحقیق انجام شده توسط امیری سیمکویی و همکاران (2014) به استخراج فرکانس های جزر و مد از طریق آنالیز مشاهدات جزر و مد می پردازد. بدین منظور، با استفاده از روش برآورد هارمونیک کمترین مربعات (LS-HE)، سری های زمانی مشاهدات جزر و مد مورد بررسی قرار گرفته و فرکانس های جزر و مدی استخراج می گردند. در این تحقیق از داده های 8 ایستگاه تاید-گیج در منطقه خلیج فارس و دریای عمان بین سال های 1999 تا 2010 استفاده شده است. 414 فرکانس موثر در این ایستگاه ها بدست آمده است. مقایسه ای بین دو لیست فرکانسی شامل 50 و 121 فرکانس اصلی حاصل از تحقیق امیری سیمکویی و همکاران (2014) برای تاید-گیج های کشور انگلستان، با فرکانس های استخراجی در این تحقیق(منطقه خلیج فارس و دریای عمان) انجام گردیده است. فرکانس های جدیدی که به ایستگاه های منطقه خلیج فارس و دریای عمان اختصاص دارد استخراج شده است. در پایان پیش بینی جزر و مد به مدت شش ماه برای تمام ایستگاه ها با استفاده از، دو لیست از فرکانس های مهم استخراجی حاصل از دو تحقیق انجام شده و نتایج با هم مقایسه گردیده است. اختلاف RMSE داده های پیش بینی شده در این مقایسه بین 2 تا 7 سانتیمتر بوده و دقت ارائه شده برای پیش بینی جزر و مد با استفاده از فرکانس های بدست آمده در این تحقیق برای ایستگاه-های تاید-گیج منطقه خلیج فارس و دریای عمان بین 9 تا 16 سانتیمتر می باشد.
    کلید واژگان: برآورد هارمونیک کمترین مربعات(LS, HE), فرکانس های جزر و مد, آنالیز سری زمانی چند متغیره, تاید, گیج های ساحلی, پیش بینی جزر و مد, خلیج فارس و دریای عمان}
    Alireza Amiri-Simkooei, Kamal Parvazi, Jamal Asgari
    Tidal observations have been widely used for a variety of applications. Realistic functional and stochastic models of tidal observation are then required. The functional model is complete if one knows the tide characteristics such as tidal frequencies (M2 and S2 for instance). The stochastic model is complete if we know noise characteristics of tidal observations. There is always a prediction error between the predicted values and the observed tide heights. This can be investigated when taking the noise characteristics of tidal time series observations. Functional model identification is however the subject of discussion in the present contribution. Tide data are frequently used for different applications such as safe navigation. Real tide gauge data can be expressed by their tidal constituents (frequencies) and a noise structure. Using tidal frequencies and tidal observations one can employ the functional model to predict tide. Therefore identifying tidal frequencies is an important issue for tidal analysis. So far, most of the available methods to determine tidal frequencies have been based on the theory, and sea level height observations have not seriously been used to extract tidal frequencies. The theory-based methods usually apply the ephemeris of Moon, Sun and other planets to extract tidal frequencies without the use of tidal observations. Following-up the study by Amiri-Simkooei et al. (2014), we further focus on extracting tidal frequencies using tidal observations. For this purpose, we apply the least squares harmonic estimation (LS-HE) to the multivariate tidal time series. As a generalization of the Fourier spectral analysis, LS-HE is neither limited to evenly spaced data nor to integer frequencies. We may also note that the main tidal constituents may change from one area to another area. In this contribution, we use the data sets of eight coastal tide gauge stations in Persian Gulf and Oman Sea between 1999 and 2010 with a sampling rate of 30 min using a multivariate analysis. In multivariate analysis, the frequencies contributed in tide structure are more obvious than in the univariate analysis. Such signals can thus simply be detected in the multivariate analysis. Using the above-mentioned data, 414 main tidal constituents have been extracted. Our extracted lists of frequencies (of the Persian Gulf and Oman Sea) are compared with the two lists of frequencies consisting of 50 and 121 frequencies by the study of Amiri-Simkooei et al. (2014), which was applied to UK tide gauge stations. In the present contribution, new frequencies that belong to the tide gauge stations of the Persian Gulf and Oman Sea have been identified. Finally, a six-month prediction is performed for all stations using the two lists of main frequencies obtained in the two studies. The prediction results of the two studies are then compared using the estimated root mean squared error (RMSE). The RMSE difference of our predicted data show a reduction ranging from 2 cm to 7 cm compared to that predicted using the frequency lists of Amiri-Simkooei et al. (2014). The estimated RMSE of tide prediction using the frequencies obtained in this study ranges from 9 to 16 cm.
    Keywords: Least square harmonic estimation (LS-HE), Tidal frequencies, multivariate tidal time series analysis, coastal tide gauge, tide prediction, Persian Gulf, Oman sea}
  • میلاد صالحی، جمال عسگری، علیرضا امیری سیمکویی
    از آنجا که امروزه بحث تبدیلات بین سیستم های مختصات در فعالیت های نقشه برداری و ژئودزی و علوم مرتبط با اطلاعات مکانی کاربرد ویژه ای دارد، به منظور افزایش دقت در انتقال بین این سیستم ها، استفاده از روش های جدید و کارآمد مورد اهمیت است. هدف اصلی این مقاله در بخش اول بررسی تبدیل مختصات محلی شهر اصفهان به مختصات Utmوبالعکس با استفاده از روش ضریب مقیاس ترکیبی است. لذا از مختصات 500 ایستگاه GPS موجود در شهر اصفهان با پراکندگی مناسب استفاده شد و با پیاده سازی روابط تبدیل فواصل از روی سطح زمین به صفحه نقشه، مختصات این نقاط در سیستم محلی بدست آمد. بررسی تغییرات ضریب مقیاس ترکیبی برای نقاط GPS شهر اصفهان نشان داد که اگر از یک ضریب مقیاس واحد برای کل شهر استفاده شود اختلافی در حدود چند دسیمتر در طول های بلند ایجاد می شود که مناسب تهیه نقشه دقیق نیست. از آنجا که در تبدیل معکوس از سیستم محلی به سیستم UTM با کمک مدل های جدیدی همچون مدل توابع گویا، علاوه بر موقعیت مسطحاتی در سیستم محلی نیاز به دانستن مولفه ی ارتفاعی نقاط می باشد، در بخش دوم مقاله به ارائه الگوریتمی جهت درونیابی ارتفاع نقاط معابر شهر اصفهان با استفاده از داده های لیدار پرداخته شد. ارزیابی نتایج این درونیابی با تست بر روی ارتفاع نقاط GPS شهر اصفهان، نشان دهنده ی کشف یک بایاس 30 سانتیمتری در نقاط ارتفاعی لیدار شهر اصفهان است.پس از حذف این بایاس، مقدار RMSEبرابر 43 سانتیمتر، جهت درونیابی ارتفاع نقاط داخل معابر شهر اصفهان در دیتوم WGS-84بدست می آید.
    کلید واژگان: سیستم مختصات محلی, سیستم تصویر, ضریب مقیاس ترکیبی, مدل توابع گویا, درونیابی نقاط ارتفاعی}
    Milad Salehi, Jamal Asgari, Alireza Amiri Simkooei
    Coordinate systems transformation has an important role in mapping activities, geodesy and spatial science. New and efficient methods are needed in order to increase the accuracy in the transformation between these systems. The main purpose of this article in the first part, is a local coordinates transformation in Isfahan City to UTM coordinates
    and vice versa. This method is based on the combined scale factor. So, the coordinates of 500 GPS stations in Isfahan City was used,and with reduction of distanceson the surface of the earth to the map, coordinates of the GPS points in the local system was calculated.Study on changing of combined scale factor for the GPS points of Isfahan City shows that if a unit scale factor is used for whole the city, in long lengths occurs a few decimeter differences and it is not suitable for accurate mapping. LIDAR is a mature remote sensing technology which can provide accurate elevation data for both topographic surfaces and above-ground objects. So in the second part of the article, we presented an algorithm to provide height interpolation for the points in the passage network of Isfahan City by using LIDAR data,because the inverse transformation from local system to UTM using new methods such as Rational Functions, needs vertical component in addition to horizontal position of points. A height bias of 30 centimeter has been detected in the LIDAR data using GPS control points. After removal of this systematic component, the final RMSE of LIDAR heights are 43 centimeters.
    Keywords: Local coordinate, UTM, Combined scale factor, Rational function, Height interpolation}
  • کمال پروازی *، جمال عسگری، علیرضا امیری سیمکویی، بهمن تاج فیروز
    در هیدروگرافی سنتی معمولا چارت دیتوم با استفاده از آنالیز طیفی مشاهدات تاید گیج های ساحلی و بر اساس پایین ترین سطح آب بدست آمده از این داده ها تعیین می شود. این در حالی است که با توجه به اختلاف بین دامنه و فاز مولفه های جزرومدی در نقاط مختلف، چارت دیتومی که به این صورت تعیین می شود تنها بیانگر چارت دیتوم در محل نصب تایدگیج و اطراف ساحل بوده و برای منطقه ی عمق یابی که چند ده کیلومتر دور از ساحل می باشد معیار صحیحی نخواهد بود. در این تحقیق به تعیین مدل جدایی بین چارت دیتوم و بیضوی مرجع WGS84 با استفاده از داده های ماهواره ی Topex/Poseidon بین سال های2003-1992 و Jason-1 برای بازه ی زمانی 2008-2002 و اطلاعات تاید گیج های ساحلی در منطقه خلیج فارس و دریای عمان پرداخته شده است. در این تحقیق روش جدیدی برای جدایی بین چارت دیتوم و بیضوی مرجع با تلفیق داده های ارتفاع سنجی ماهواره ای و اطلاعات تایدگیج های ساحلی ارائه شده است. برای تعیین این مدل تغییرات تراز آب دریا در اثر جزرومد، حرکت قطبی و حرکات صفحات تکتونیکی و همچنین تمام مولفه های موثر در پتانسیل جزرومد از مولفه هایی با تاثیر زیاد (M2،S2،K1،O1) تا مولفه هایی با تاثیر کمتر مانند مولفه هایی با پریود14روزه، ماهیانه، نیم سالیانه، سالیانه و 5/ 8 سالیانه و 6/ 18 سالیانه به عنوان 30 فرکانس موثر در منطقه مورد نظر در نظر گرفته شده اند. جدایی بین چارت دیتوم و بیضوی مرجع از طریق مقایسه داده های تایدگیج و ارتفاع سنجی ماهواره ای برای بازه ی زمانی 2005-2002 انجام شده است.
    کلید واژگان: Topex, Poseidon, Jason, 1, ارتفاع سنجی ماهواره ای, بیضوی WGS84, تاید گیج های ساحلی, چارت دیتوم, خلیج فارس, دریای عمان}
    K. Parvazi *, J. Asgari, A. R. Amirisimkooei, B. Tajfirooz
    In traditional hydrographic surveys, chart datum is usually determined using spectral analysis of coastal tide gauge observations based on the lowest water level. Due to the variation of tidal amplitude and phase components in different locations, such chart datum is only valid in coastal areas around the tide gauge stations; it is then hardly accurate when a few tens of kilometers away from the tide gauge stations in the off-shore areas. This study models the separations between the elliptical reference WGS84 and the chart datum using the data collected by the satellites Topex/Poseidon and Jason-1 for the periods of 1992-2002 and 2002-2008 in Persian Gulf and the coastal tide gauge data of the Oman Sea. The major advantages of the technique used in this study are highlighted as follows. The satellite altimetry observations on the shores and also in the shallow water is not of good accuracy and precision. An appropriate solution to this problem is to use coastal tide gauge observations near the time series generated from the satellite observations. On the other hand, chart datum determination based on the coastal tide gauge observations is suitable only for the areas close to the coastal tide gauge stations. However, due to the amplitude and phase variations of the tidal components in different parts of the sea, the accuracy of such a chart datum is not appropriate for the areas that are far away from the tide gauge stations. In this study, the satellite altimetry observations are combined with the data obtained from the coastal tide gauge stations. Due to the existence of point-wise time series in the study area and also creation of the “quasi tide gauge” points using the satellite altimetry observations, both of the problems mentioned above (i.e. weakness of the satellite altimetry observations and the chart datum determination based on the use of the coastal tide gauge observations only) can be solved. This will then lead to higher accuracy of the chart datum determination in the entire area. To achieve higher accuracy, observations of the tide gauge stations are also used. It is because the distances between the tide gauge stations and the time series obtained from the satellite observations are considerably large (sometimes more than 20 km). Therefore, this combination will lead to the establishment of a regular and continuous network of tide gauge observations in the entire area having acceptable accuracy. To determine this model, sea level variations due to the tide, polar motion variations, plates tectonic movements and all the factors affecting the potential tide with significant components (M2, S2, K1, O1) and even less important components such as signals with the period of 14 days, monthly, semi-annual, annual, 8.5 year and 18.6 year are considered in the case study area. It is also highlighted that because the satellite altimetry observations are only available on periods of 9.915 days, the high-frequency tidal signals cannot be detected using these data. Therefore, these frequencies are also included into the functional part of the model. Based on the above strategy, the separation between the elliptical reference and the chart datum has been computed by comparing the tide gauge data and the satellite altimetry data for the period of 2002-2005.
    Keywords: topex, posiedon, jason, 1, satellite altimetry, coastal tide gauge, chart datum, persian gulf, oman sea}
  • سیدمحسن خضرایی*، وهاب نفیسی، سیدامیرحسن منجمی، جمال عسگری، علیرضا امیری سیمکویی
    با توجه به گسترش روزافزون استفاده از تکنیکهای تعیین موقعیت ماهوارهای خصوصا GPS لزوم تعیین دقیق ژئوئید باهدف جایگزینی اندازه گیری های ترازیابی با اندازه گیری های GPS در کاربردهای ژئودتیک بر کسی پوشیده نیست. تقریب ژئوئید با استفاده از داده های GPS/leveling به صورت محلی، در کنار مدل های موجود از قبیل مدلهای ژئوپتانسیل و یا ژئوئیدهای گراویمتری راهکاری پذیرفته شده است. اما سوال مهم سطح دقت قابل دسترس با استفاده از این روش است. مواردی چون کیفیت داده ها و یا تکنیک مورداستفاده برای مدل سازی این داده ها می تواند در دقت ژئوئید GPS/leveling تاثیرگذار باشد. در این مقاله به ارزیابی روش های نوین محاسباتی مبتنی بر یادگیری ازجمله شبکه های عصبی مصنوعی(ANN) و سیستمهای استنتاج فازی-عصبی تطبیقی(ANFIS) در مقایسه با روش استاندارد معادلات رگرسیون چندجمله ای چند متغیره (MPRE)، در مدلسازی ژئوئید GPS/Leveling پرداخته شده است. این ارزیابی در یک شبکه از ایستگاه های GPS و ترازیابی در شهرستان شاهین شهر اصفهان با ابعاد کوچکتر و توزیعی بسیار فشرده تر نسبت به مطالعات پیشین صورت گرفته و این کیفیت داده ها مدلسازی ژئوئید را با دقتی بهتر از 1 سانتیمتر ممکن ساخته است. نتایج نشان دهنده برتری چند میلی متری مدل های ژئوئید حاصل از ANN و ANFIS ازنظر مجذور میانگین مربعات خطاها و همچنین ازنظر ضریب تشخیص است و به ترتیب RMSE=8cm، R2=0.9949، RMSE=7cm، R2=0.9964. برای این مدل ها، در نقاط تست حاصل شده است. بنابراین مدل ژئوئید حاصل از ANFIS دقیق ترین ارتفاع ژئوئید را در سطح منطقه فراهم می سازد.
    کلید واژگان: ژئوئید محلی, GPS, Leveling, شبکه های عصبی مصنوعی, سیستم های استنتاج فازی عصبی تطبیقی}
    S. M. Khazraei *, V. Nafisi, S. A. Monadjemi, J. Asgari, A. R. Amiri, Simkooei
    Due to wide spread usage of the satellite positioning techniques especially GPS, we need to precisely determine geoid model in order to use GPS measurements for height determination, as an alternative of traditional leveling techniques in geodetic applications. Precise local geoid modelling using GPS/Leveling data, apart from the existing models such as geopotential models and gravimetric geoid models could be an interesting investigation topic. An important question is, ‘What accuracy level can be achieved using this approach?’ However precession of this modelling could be influenced by some issues such as data quality or modelling techniques. In this paper, we attempt to assess the implementation of modern learning-based computing techniques including artificial neural networks and adaptive network-based fuzzy inference systems compared with multivariate polynomial regression equations in GPS/Leveling Geoid modeling. This assessment carried out in a small and dense network of GPS/Leveling benchmarks in contrast with previous studies, located in shahin-shahr, Isfahan. And these high quality data make it possible to achieve an accuracy of better than 1 cm. The results show a few millimeter superiority of ANN and ANFIS derived geoid models in terms of root mean square error, as well as in terms of coefficient of determination. And RMSE=8cm, R2=0.9949 and RMSE=7cm, R2=0.9964 achieved for this models respectively. Therefore ANFIS derived geoid model provide the most accurate geoid heights in the study area.
    Keywords: Local Geoid, GPS, Leveling, Artificial Neural network (ANN), Adaptive Network, based Fuzzy Inference System (ANFIS)}
  • محمود رجبی*، علیرضا امیری سیمکویی، جمال عسگری، وهاب نفیسی، سینا کیایی
    یکی از منابع مهم خطا بر روی امواج GNSS اثر یونسفر زمین است. این لایه از اتمسفر زمین مملوء از ذرات باردار می باشد. اثر یونسفر بر روی امواج وابسته به میزان TEC در طول مسیر می باشد. در این مقاله از روش برآورد هارمونیک کمترین مربعات که یک روش آنالیز در حوزه فرکانس می باشد، جهت آنالیز سری های زمانی TECاستفاده می شود. داده های مورد استفاده مقادیر TEC قائم می باشد که از مدل های GIM(نقشه های TEC قائم یونسفری) به دست آمده و دارای پوشش جهانی می باشند. در اینجا از 15 سال داده در بازه زمانی سال 1998 تا سال2014 استفاده می شود. ابتدا روش هارمونیک تک متغیره و چند متغیره بر روی سری های زمانی اعمال، و فرکانس های مهم شناسایی می شود. آنالیز چند متغیره نشان می دهد که سیگنالهای پریودیک روزانه با پریود روزانه و هارمونیک های بالاتر و همچنین پریودهای سالیانه با هارمونیک های بالاتر در این سری ها وجود دارد. در ادامه توان طیفی برخی سیگنال های کشف شده در تمام نقاطی که داده موجود می باشد محاسبه و بررسی می گردد. نتیجه ای که برای هارمونیک های بالاتر پریود روزانه یونسفر (یک سوم روزانه، یک چهارم و یک پنجم روزانه) دیده شد، گویای این مطلب است که بیشینه توان طیفی در استوای مغناطیسی(Dip equator) اتفاق می افتد، که یکی از دلایل وقوع این پریودها می تواند میدان مغناطیسی زمین می باشد.
    کلید واژگان: یونسفر, TEC, برآورد هارمونیک کمترین مربعات, آنالیز طیفی}
    M. Rajabi *, A. R. Amiri, Simkooei, J. Asgari, V. Nafisi, S. Kiaei
    One important source of errors on GNSS signals is the ionospheric effect. This layer of the atmosphere is filled with charged particles. Ionospheric effects on the waves are dependent on the amount of TEC. This paper uses the least square harmonic estimation (LS-HE) that is one of the analytical methods in the frequency domain. We used the vertical TEC values obtained from GIM models with global cover provided by the JPL analysis center. We use 15 years of bihourly data gathered from the 152th day in 1998 to the first day of 2014. We first determine the important periodic signals by applying the univariate and multivariate harmonic estimate on the TEC time series. The multivariate analysis revealed the presence of daily periodic signal with its higher harmonics and annual period with its higher harmonics. We then calculate the spectral power of a number of identified signals in all available data range. The result indicate that the higher harmonics of the daily signal (tri and quad diurnal) show their maximum spectral values in the dip equator. This indicates that the earth's magnetic field is one of the cause, to these provide patterns.
    Keywords: Ionosphere, TEC, Spectral Analysis, LS, HE}
  • سیده فریناز میرمحمدیان*، جمال عسگری، وهاب نفیسی
    یکی از مباحث مهم در ژئودزی تعیین موقعیت نقاط است که به دو روش نسبی و دقیق انجام می شود. روش تعیین موقعیت مطلق دقیق (PPP) که در دو دهه اخیر گسترش یافته و مزایای ویژه ای نسبت به روش نسبی دارد، هنوز نتوانسته به دقت روش-های تعیین موقعیت نسبی برسد. عمده ی مشکلات این روش مربوط به مدل های پردازش، ابهام فاز غیرصحیح و دقت برآورد اثر تروپوسفر است. تاکنون تلاش های زیادی برای اصلاح مدل ها و کالیبراسیون بایاس فازهای ماهواره ای صورت گرفته است. در این مقاله هدف برآورد هرچه دقیق تر تاخیر تروپسفری و در نتیجه افزایش دقت تعیین موقعیت با روش تعیین موقعیت مطلق دقیق است. برای این منظور تاخیر توسط پردازش PPP محاسبه می گردد، سپس سعی می شود بخشی از تاخیر که این روش نتوانسته مدل کند، توسط روش ردیابی اشعه محاسبه و اعمال گردد تا تعیین موقعیت به دقت بالاتری برسد. امواج منتشره از ماهواره ها تحت تاثیر تروپوسفر دچار تاخیر می شوند. مدل کردن این تاخیر در روش های تعیین موقعیت برای دستیابی به دقت بالا، بسیار مهم است. روش های مختلفی مانند روش ردیابی اشعه و استفاده از توابع نگاشتی مثل GMF، VMF، که تاخیر زنیتی را به تاخیر مایل تبدیل می کند، برای برآورد این تاخیر موجود است. در این مقاله تاخیر مایل تروپوسفری با استفاده از مدلهای عددی هواشناسی توسط ردیابی اشعه محاسبه شده است و اختلاف آن با تاخیرات مایل تروپوسفری بدست آمده به سه روشی که به تفضیل شرح داده خواهد شد)با استفاده از تابع نگاشت GMF و تاخیر زنیتی بدست آمده از روشPPP) به فایل های RINEX اعمال شده است. سپس برای فایل های RINEX اصلاح شده، پردازش PPP انجام شد. در واقع هدف ساختن فایل مشاهداتی RINEX جدیدی است که تاخیر مایل حاصل از PPP به جواب ردیابی اشعه نزدیک باشد. سپس اثر این اصلاح مشاهدات را در مختصات گیرنده حاصل از این روش ها بررسی می نماییم. با مقایسه ی نتایج با مختصات ITRF نقطه، مشخص شد که اعمال اختلاف بین تاخیر مایل حاصل از حاصلضرب تاخیر زنیتی بدست آمده از روش PPP در 88% تابع نگاشت هیدروستاتیک GMF و 12% از تابع نگاشت غیرهیدروستاتیک با تاخیر حاصل از روش ردیابی اشعه، به فایل های مشاهداتی، باعث بهبود تعیین موقعیت مطلق دقیق می شود.
    کلید واژگان: ردیابی اشعه, مدل های عددی هواشناسی, تعیین موقعیت مطلق دقیق}
    S. F. Mirmohammadian *, J. Asgari, V. Nafisi
    During last two decades Precise Point Positioning has been considered as one of the most important methods in satellite geodesy. Despite the efforts to improve the PPP precision, this method has not yet achieved the precision of Relative positioning methods. Most of the efforts on PPP improvement focus on the processing models and phase ambiguity. Modeling the tropospheric delay is very crucial to achieve high precision in Precise Point Positioning. There are different methods to estimate this delay such as ray-tracing or using appropriate mapping functions e.g. GMF, VMF,, …, which relate the zenith path delay to slant path delay.In this paper, the ray-tracing slant path delay has been used as a reference value. Then three other delays are calculated using zenith path delay obtained from PPP and Global mapping function in different ways. The difference between the delay computed by ray-tracing method and those three other delays is applied to the RINEX observation files. The new RINEX files are implemented for PPP reprocessing. Comparing the achieved results, with the ITRF coordinates of points, shows that applying the difference of slant path delay from ray-tracing and slant path delay which is computed by zenith path delay of PPP (using 88% of hydrostatic global mapping function and 12% of non-hydrostatic global mapping function) to the RINEX files, improve positioning accuracy.
    Keywords: Ray, tracing, Numerical Weather Model, Precise Point Positioning}
  • فرزانه زنگنه نژاد*، علیرضا امیری سیمکویی، جمال عسگری
    پردازش داده های ژئودتیکی، عموما با روش کمترین مربعات صورت می گیرد. برای رسیدن به بهترین برآورد نااریب خطی، استفاده از مدل تصادفی مناسب و یا به بیان دیگر ارائه وزن مناسب برای مشاهدات، الزامی است. برای تعیین مدل تصادفی مناسب از روش برآورد مولفه های واریانس استفاده می شود. یکی از کاربرد های ژئودتیکی برآورد مولفه های واریانس، وزن دهی به مشاهدات سیستم تعیین موقعیت جهانی GPS می باشد. در این تحقیق از روش برآورد مولفه های واریانس کمترین مربعات جهت تعیین مدل تصادفی مناسب برای مشاهدات GPS استفاده می شود. مدل تابعی مورد استفاده در این پژوهش، مدل هندسه- مبنا برای مشاهدات تفاضلی مرتبه دوم GPS می باشد. نتایج برای گیرنده های تریمبل4000 SSi و تریمبلR7 ارائه شده است. نتایج بدست آمده همبستگی قابل توجه 0.55 بین مشاهدات کد CA و P2 در گیرنده تریمبل 4000 SSi و نیز همبستگی قابل توجه 0.64 بین مشاهدات فاز L1 و L2 در گیرنده تریمبل R7 را نشان می دهد.
    کلید واژگان: برآورد مولفه های واریانس, کمترین مربعات, مدل تصادفی مشاهدات GPS, مدل هندسه, مبنا}
    Farzaneh Zangeneh, Jamal Asgari, Ar Amirisimkooei
    Geodetic data processing usually is performed using the least-squares method. To achieve the best linear unbiased estimation، it is necessary to use the proper and realistic stochastic model of the observables. The estimation of the unknown (co) variance components of the observables is referred to as variance component estimation (VCE). In geodetic applications، VCE is also known as the observables weights estimation. In this paper، least-squares variance component estimation is applied in a straightforward manner to GPS observables for determination of the realistic stochastic model. For this purpose، the functional model used in the analysis is the GPS geometry-based observation model (GFOM). The numerical results for two receivers، namely Trimble 4000 SSi and Trimble R7، are presented. The results indicate that the correlation between observation types is significant. A positive correlation of 0. 55 is observed between the code observations on CA and P2 for Trimble 4000 SSi. Also، a significant positive correlation of 0. 64 is observed between the phase observations on L1 and L2 for Trimble R7.
    Keywords: Variance component estimation, least squares method, GPS geometry, based model, GPS observables}
  • محمد امیرخانی دهکردی، جمال عسگری
    اثر تاخیر تروپوسفر بعنوان یکی از منابع خطا در کار با سامانه های تعیین موقعیت ماهواره ای است. این خطا که منشا فیزیکی دارد و ماهیت آن مانع از حذف کامل آن با استفاده از مدل ها می شود، یکی از موثرترین خطاها در سامانه های ماهواره ای است که چشم پوشی از آن و یا برآورد نشدن صحیح آن تاثیر بسیار زیادی در دقت تعیین موقعیت دارد. از آنجا که در هیدروگرافی بیشترین استفاده از سامانه های GNSS در حالت کینماتیک است، برآورد اثر تروپوسفر در حالت PPP کینماتیک می تواند با استفاده از گیرنده های مستقر در کشتی ها، در اقیانوس ها و دریاها انجام شود. برای انجام محاسبات از نرم افزار Bernese V.5.0 استفاده شده و پس از پردازش داده ها در حالت PPP کینماتیک و برآورد اثر تروپوسفر در راستای سرسو، نتایج با نتایج بدست آمده از نرم افزار برخط CSRS-PPP موسسه NRCan مقایسه شده است. نزدیکی خروجی های بدست آمده از نرم افزار Bernese و نرم افزار موسسه NRCan نشان از صحت پردازش های ما در نرم افزار Bernese دارد و نشان داده شده که ابزار PPP استاتیک نرم افزار Bernese و ابزار تهیه شده در این نرم افزار برای حل PPP کینماتیک از توانایی مناسبی برای حل این مسائل برخوردار است.
    کلید واژگان: تروپوسفر, برآورد تروپوسفر با سامانه GNSS, PPP کینماتیک, GNSS, Bernese 5}
    M. A. Dehkordi, J. Asgari
    Tropospheric delay is one of the main error sources on GNSS measurements. Neutral atmosphere refraction causes Tropospheric bias. One may uses GNSS observations to estimate the zenith tropospheric delay on static mode but kinematic tropospheric delay estimation is not a standard method. The kinematic estimation is in particular importance for hydrographic community whereas they have GNSS receiver onboard. The distance of these receivers to mainland stations are rather long for kinematic tropospheric estimation. The Precise Point Positioning (PPP) method is an alternative to traditional relative positioning methods. In this paper this approach is developed using Bernese 5 software and the NRCAN online PPP service (CRS-PPP). A static observation is used as a reference data for kinematic results. The results are rather promising for atmospheric applications of GNSS over oceans and open seas.
    Keywords: Troposphere, Troposphere estimation with GNSS, PPP Kinematic, Bernese}
  • حسن رحیمی*، وهاب نفیسی، جمال عسگری
    در سال های اخیر روش ردیابی اشعه به عنوان راه حلی کارا برای تعیین تاخیر تروپوسفری مطرح شده است. ورودی های این روش پارامترهای هواشناسی خواهند بود که از منابع مختلفی می توانند استخراج شوند که از جمله می-توان به مدل های هواشناسی عددی و داده های رادیوسوندها اشاره کرد. همچنین بطور موردی در بعضی ایستگاه ها ممکن است برخی پارامترها بطور مستقیم در سطح ایستگاه مشاهده شده باشند. در این مقاله ردیابی اشعه به منظورتعیین تاخیر تروپسفری با استفاده ی تلفیقی از مدل های هواشناسی عددی، داده های سطحی اندازه گیری شده در ایستگاه های VLBI و همچنین داده-های رادیوسوند انجام شده است. دو روش پیشنهاد شده، بر اساس دو رویکرد مختلف منطقه ای و یا ناحیه ای، سعی در بهبود دقت مدل های هواشناسی عددی دارند. نتایج حاصل نشان دهنده ی تفاوت در مقادیر دست آمده برای تاخیر تروپوسفری نسبت به زمانی است که بدون قید و فقط با استفاده از مدل های عددی برآوردها انجام می شود. بخش عمده ی تفاوتها ناشی از مولفه ی غیرهیدروستاتیک تاخیر است. مقایسه با نتایج یک برنامه ی مقایسه که در نیمه ی اول سال 2010 میلادی تحت نظر کارگروه WG4.3.3 انجمن بین-المللی ژئودزی (IAG) ترتیب داده شد، تایید کننده ی همخوانی نتایج است که این همخوانی بر حسب ضریب شیب مشخص تر است.
    کلید واژگان: ردیابی اشعه, VLBI, مشاهدات رادیوسوند, مدل های هواشناسی عددی, تاخیر تروپوسفری}
    H. Rahimi*, V. Nafisi, J. Asgari
    Ray-tracing is a solution for tropospheric delay estimation, which recently has found an important role in space geodesy techniques. There are different data sets, which can be considered as input of this method, for example numerical weather models, rdiosonde observations and direct measurements. We have developed a constrained ray-tracing method for estimation of tropospheric total delay based on surface meteorological parameters, radiosonde observations and numerical weather models. We show results of two different methods (regional and zonal) and compare with ray-tracing using only numerical weather models. We can find that discrepancies between these methods come mainly from nonhydrostatic component, which means uncertainty in wet observations. In addition, as validation of methods, we compare our results with results of a comparison campaign, which was carried in first half of 2010 under umbrella of the IAG working group 4.3.3. The comparison shows an agreement between results, particularly in terms of slant factors.
    Keywords: Ray, tracing, VLBI, Radiosonde observations, Numerical Weather Models (NWMs), Tropospheric delay}
  • طناز حاجی محمدلو*، جمال عسگری، علیرضا امیری سیمکویی
    در سال های اخیر روش های کینماتیک به منظور استفاده از توانایی GPS در تعیین موقعیت دقیق در مدت زمان مشاهده ی بسیار کوتاه و حتی با گیرنده ی در حال حرکت، توسعه داده شدند. در تعیین موقعیت کینماتیک نسبی موقعیت گیرنده ی ثابت، معلوم فرض می شود و موقعیت گیرنده ی دوم نسبت به گیرنده ی اول تعیین می شود. روش کینماتیک ایست-رو در مقایسه با استاتیک از سرعت بالاتر و دقت پایین تری برخوردار است. افزودن قیود در سیستم معادلات تعیین موقعیت کینماتیک درجه ی آزادی و دقت برآورد مجهولات را افزایش می دهد که این قیود می توانند روابطی به دست آمده از شرایط واقعی باشند. در این مقاله قید افزوده شده به سیستم معادلات، دایره ای است که از نقاط پردازش شده به دست می آید. با افزودن قید، دقت برآورد مجهولات افزایش می یابد و همچنین فاصله ی نقاط پردازش شده تا مرکز دایره برابر با شعاع تعیین شده خواهد بود. در این مقاله با دو قید معلوم (مرکز و شعاع دایره معلوم است) و مجهول (مرکز و شعاع دایره مجهول است)، پردازش کینماتیک ایست-رو با مشاهدات مجازی انجام شد. نتایج حاصل از پردازش با هر دو قید تقریبا یکسانند به عبارتی می توان در صورت معلوم نبودن پارامترهای قید معلوم (مرکز و شعاع دایره) آن را برآورد کرد. همچنین با مشاهدات کینماتیک واقعی، پردازش آنی در دو حالت مقید و نامقید انجام شد و نتایج حاکی از دقت بالاتر در پردازش مقید به خصوص در مولفه های افقی است و شعاع به دست آمده از مختصات پردازش شده در حالت مقید با شعاع طراحی شده مطابق است.
    کلید واژگان: GNSS, GPS, تعیین موقعیت ایست, رو, تعیین موقعیت آنی, قیود, مشاهدات مجازی, مشاهدات حقیقی}
    T. Hajimohamadloo*, J. Asgari, A.R. Amiri Simkooei
    GNSS kinematic techniques provide precise coordinates from short observations time span, or even while the receiver is moving. The accuracy of stop and go kinematic methods is lower than static method, while the required time for processing is shorter. Augmenting the GNSS kinematic equations by constraints increases the degrees of freedom and the accuracy of the estimated unknowns. These constraints could be derived from geometric relations between receiver positions during the observations. In this contribution the constraint which is added to the system is a circle. Application of this known constraint increases the accuracy of the estimated unknowns. Meanwhile the designed and the estimated radiuses will identical by the hundredths of a millimeter level (for simulated RINEX observations). In this paper stop and go kinematic positioning with virtual observation by known constraint (the center and radius of the circle assumed to be known) and unknown constraint (the center and radius of the circle assumed to be unknown) was carried out. The results of these two constraints were similar, in other words if the center and radius of the circle are unknown, prior to constraint implementation, one can compute these parameters with estimated GNSS positions. Kinematic positioning with true observations was carried out applying constraint. The results state that the constraint increases the accuracy of processing, especially in horizontal component. Again the computed radius from processed coordinates was equivalent to the designed one.
    Keywords: GPS, GNSS, Stop, go positioning, Real Time Kinematic, Constraints, Virtual observations}
  • مهین حسینی اصل*، علیرضا امیری سیمکویی، جمال عسگری
    با توجه به کاربردهای متفاوت سری های زمانی GPS در مباحث ژئودتیکی و ژئوفیزیکی مانند بررسی حرکات تکتونیک، حرکات ایزوستاتیک یخبندان، تغییر شکل پوسته زمین، دینامیک زلزله و غیره نیاز است که سری های زمانی با دقت بالا تقریب گردند. سری های زمانی GPS ممکن است شامل یک روند خطی، حرکات متناوب با فرکانس های سالیانه و نیم سالیانه (سیگنال ها)، آفست های احتمالی و یکسری رفتارهای دیگر تحت عنوان نویز باشند. کشف صحیح آفست، نیازمند برآورد صحیحی از نویز و ماتریس واریانس -کواریانس مشاهدات می باشد. بدین منظور از روش برآورد مولفه های واریانس، مبتنی بر روش کمترین مربعات استفاده خواهد شد. صرفنظر کردن از نویز رنگی موجود در سری های زمانی، تاثیر نامطلوب بر کشف آفست ها می گذارد. ابتدا از آنالیز تک متغیره ی سری زمانی استفاده کرده و سپس جهت افزایش قدرت تشخیص، آنالیز چند متغیره معرفی خواهد شد. در آنالیز تک متغیره تنها از یکی از مولفه های مختصاتی ایستگاه دائم و در آنالیز چند متغیره از هر سه مولفه ی مختصاتی در یک ایستگاه استفاده خواهد شد که ساختار نویز و آفست آنها یکسان می باشد. نتایج بدست آمده از آنالیز چند متغیره بسیار بهتر از آنالیز تک متغیره می باشد و تعداد آفست های بیشتری کشف خواهد شد. در این مقاله از سری های زمانی شبیه سازی شده در اپک های روزانه، با طول دوره ی 8 سال و دارای سه مولفه ی مختصاتی در هر ایستگاه استفاده شده است. سپس آفست های مختلف با بزرگی های متفاوت و در مکان های مختلف در آنها گنجانده شده است که این روش بخوبی قادر به کشف آفست ها می باشد. این تحقیق برای آفست ها به بزرگی 2 برابر انحراف معیار نویز، نتیجه ی صد در صد به همراه داشته و همچنین 80 درصد از آفست ها به بزرگی 1 برابر انحراف معیار نویز نیز کشف شده اند.
    کلید واژگان: برآورد مولفه های واریانس, آفست, آنالیز چند متغیره}
    M. Hoseini Asl*, A. R. Amiri Simkooei, J. Asgari
    Different application of GPS position time series in geodetic and geophysical studies such as plate tectonics, glacial isostatic rebound, crustal deformation and earthquake dynamics requires proper assessment of the time series. A functional model for GPS time series consists of a linear trend, periodic signals with annual and semiannual periods and probabilistic offset. The undeterministic effects can best be described as a noise. The correct detection of offset requires a proper estimation of noise and the covariance matrix of the data. Towards this end, the least-squares variance component estimation is used. It is shown that how a correct analysis of the noise components can affect the offset detection method. Ignoring colored noise of GPS time series degrade the offset detection power. We first use the univariat time series analysis. To increase the offset detection power, the multivariate analysis is then recommended. In univariat analysis, only one of the coordinate components is used, while in the multivariate analysis all three components, which is assumed to have the same structure of noise and offsets, are simultaneously used. In this paper, some simulated daily time series of positions during 8 years are used. Finally, offsets having different size and positions are located through them and detected successfully, using the multivariate analysis.
    Keywords: variance component estimation, offset, multivariate analysis}
  • جمال عسگری، علیرضا امیری سیمکویی*، فرزانه زنگنه نژاد
    استفاده از تکنولوژی تعیین موقعیت آنی کینماتیک شبکه (Real Time Kinematic RTK)، به ویژه استفاده از ایستگاه مرجع مجازی (Virtual Reference Station VRS)، در دو دهه ی گذشته برای تعیین موقعیت دقیق با سامانه تعیین موقعیت جهانی (Global Positioning System GPS) و نیز غلبه بر مشکلات RTK سنتی گسترش یافت. هدف اصلی در تکنولوژی VRS، کاهش طول مبنای (Baseline) بین ایستگاه مرجع مجازی و کاربر به منظور کاهش تاثیر خطای مدار ماهواره ها و تاخیرات اتمسفری در مرحله تقاضلی مرتبه دوم (Double Difference DD) می باشد. نتیجه این امر بالاتر رفتن دقت تعیین موقعیت کاربر خواهد بود. بدین منظور ایستگاه مرجع به گونه ای انتخاب می شود که تا حد امکان به ایستگاه سیار نزدیک باشد. در این مقاله ابتدا مفاهیم اولیه ساخت مشاهدات ایستگاه مجازی در شبکه بیان می شود. سپس برای داده های واقعی ایستگاه های GPS موجود در شبکه دائم (National Geodetic Survey NGS)، الگوریتم تشکیل مشاهدات مجازی VRS توسعه داده شده و نتایج عددی آن ارائه شده است. همچنین برای ساختن مشاهدات ایستگاه مجازی، از سه روش درون یابی خطی (Linear Interpolation)، برازش رویه با مراتب پایین (Low-order surface model) و روش درون یابی کریجینگ معمولی (Ordinary Kriging) استفاده و نتایج حاصله مقایسه شده است. نتایج حاصله در مورد این شبکه موردی، مبین این مطلب است که استفاده از روش های درون یابی مختلف تفاوت چندانی در جواب نهایی ایجاد نخواهد کرد. هر چند نتایج بدست آمده نشان می دهد که روش درون یابی خطی نسبت به دو روش درون یابی دیگر، کمی ضعیف تر عمل می کند. به گونه ای که در آزمایش انجام شده میانگین قدر مطلق اختلاف مشاهدات تفاضلی مرتبه اول ساخته شده و موجود با استفاده از روش درون یابی خطی نسبت به دو روش دیگر حدود یک سانتی متر بیش تر است. با این وجود انتخاب روش درون یابی خطا در نتیجه نهایی (مختصات ایستگاه سیار) تفاوت قابل ملاحظه ای ایجاد نخواهد کرد. به بیان دیگر در مولفه های طول مبنای برآورد شده مابین ایستگاه مرجع و سیار با استفاده از روش های مختلف درون یابی، اختلاف فاحشی ملاحظه نمی شود؛ هر چند که روش درون یابی خطی همچنان نسبت به دو روش دیگر ضعیف تر عمل می کند.
    کلید واژگان: RTK شبکه, ایستگاه مرجع مجازی, مشاهدات مجازی, تعیین موقعیت نسبی, ناوبری}
    J. Asgari, A. R. Amiri, Simkooei*, F. Zanganeh, Nejad
    Concepts of multiple reference stations—Virtual Reference Station (VRS) for instance—have been developed during the last two decades to overcome the traditional RTK deficiencies. The basic idea behind the VRS method is the application of spatiotemporal dependence of errors to reduce the effects of biases on virtually generated observations. This amelioration improves the final coordinates and reduces the number of permanent stations settlement over a regional network. The virtual station must be as close as possible to the rover station. For this purpose, the rovers have to transmit their approximate coordinates to a data process center (the master reference station), which can be obtained using the navigation solution. The approximate coordinates of the rover are then selected as the position of the virtual station. Therefore the virtual observations can be generated at the VRS position and corrections due to the dispersive and nondispersive biases are implemented to the observations. This generation of virtual observations improves the final coordinates and reduces the number of permanent stations settlement over a regional network. In this article the VRS generation algorithm is developed and applied to six GPS stations of NGS (National Geodetic Survey) permanent network. Various error interpolation methods are tested for the VRS algorithm efficiency. The results prove that the VRS algorithm works correctly, which can be used for regional and national networks. The results were shown not much to be dependent on the choice of the interpolation method. However, the error mitigation algorithm plays the most important role.
    Keywords: Network RTK, Virtual Reference Station, Virtual observables, Relative positioning, Navigation}
  • جمال عسگری، علیرضا امیری سیمکویی، فرزانه زنگنه نژاد
    امروزه، از سیستم ناوبری اینرسی (INS)و سیستم تعیین موقعیت جهانی (GPS)، در کاربردهای مختلف ناوبری و تعیین موقعیت استفاده می شود. هر کدام از دو سیستم نامبرده مزایا و معایبی دارند؛ تلفیق GPS/INS، در طول دو دهه اخیر، برای غلبه بر معایب هر یک از دو سیستم (مشکل لزوم وجود دید آسمانی بین آنتن گیرنده و ماهواره در GPSو مشکل افزایش سریع خطا با زمان در INS) توسعه داده شده است. در سیستم های تلفیق از مشاهدات دقیق GPS، به منظور برآورد و تصحیح خطاهای INS، توسط فیلتر کالمن استفاده می شود. در یک سیستم تلفیق با دقت بالا انتظار می رود همه مجهولات فیلتر کالمن (شامل بردار خطایINS، موقعیت، سرعت و پارامترهای دلخواه دیگر) به طور دقیق برآورد شوند. در این مقاله، نتایج یک آزمایش میدانی ارائه شده است. هدف از این آزمایش، مقایسه مختصات حاصل از یکINSنسبتا ارزان قیمت و مختصات حاصل از GPSRTKو نیز تلفیق GPS/INSبه روش غیر متمرکز، بوده است.پردازش انجام شده، توانایی INSغیر مکانیکی را که از فناوری میکرو الکترو مکانیکی بهره می برد در زمان های کوتاه نشان می دهد. هر چند برای دقت های بالاتر و همین طور مطالعات مرتبط با میدان ثقل باید از سیستم های اینرسی مکانیکی (دارای واحدهای اینرسی سنتی مکانیکی با دقت بالا) استفاده کرد.
    کلید واژگان: RTK, ناوبری, GPS, INS, تلفیق, GPS, INS}
    Jamal Asgari, Ali Reza Amiri, Simkooei, Farzane Zanganeh, Nejad
    Inertial Navigation System (INS) and Global Positioning System (GPS), are used in various navigation and positioning applications. Because each of the INS and GPS technologies has some limitations and advantages, during last two decades, the systems integration has been widely used for accurate and reliable navigation and positioning. In an integrated system, accurate GPS observations are used to estimate the high rate INS errors and state vector (including INS error vector, position, velocity and other optional parameters). A field test results are presented in this paper. The goal of this test is to compare the coordinates of a relatively low cost INS, GPS RTK coordinates, and the integrated GPS/INS results. The decentralized approach has been used for this integration.
    Keywords: GPS, INS, GPS, INS integration, Navigation}
  • M. Boubour, A. Amiri, Simkooei, J. Asgari
    Deformation survey using geodetic techniques for large buildings and landslides monitoring can be performed using multiple epoch’s method. The first step is the design of a reliable monitoring network. To compute the displacement, a coordinate system (datum) is to be established. Such a system is defined over a few points that are assumed to be stable during the campaign. We therefore require an efficient method for stable points’ detection. The simultaneous adjustment method is presented in the present contribution. L1 norm minimization method and global congruency test are the other two methods for this purpose. We aim to study the performance and sensitivity of simultaneous adjustment to identify the stable and unstable points using simulated data at four epochs. This method is then compared with the L1 norm method and the global congruency test for simulated and real data at two epochs. The results illustrates that increasing the observation epochs augments the ability of deformation analysis and stable points detection for simultaneous adjustment. In addition, simultaneous adjustment provides superior results over small displacements compared to the other two methods.
    Keywords: geodesy engineering, simultaneous adjustment, L1 norm minimization, global congruency test, stable point}
  • S. Kiaei, J. Asgari, M. Abbasi

    In order to Ionospher behavior monitoring and obtain periodic Ionospher global range, spectral analysis on data models that contain Ionospher TEC values are carried. These ionospheric models are obtained from processing of dual GNSS receivers data. These maps cover the whole earth, and consist of 73 × 71 points. According to data of over 12 years, 152 days of 1998 to the last day of 2010, the suitable time series for processing on a regular network is producedSpectral analysis was performed on the time series and main periodic ranges are calculated. The main periodic ranges: the period of the third day, half daily, daily, 27- daily, quarterly, half-yearly, annual and 3/11 years old. The relation between these periodic ranges with phenomena such as periodic and translational motions of Earth and its magnetic fields, and the solar activity is clear. On the other hand, some periodic ranges are calculated that there are no good physical reasons for them. However, this component could be due to clutter spectrum of data in Spectral leakage. In order to understand the behavior and the changes in periodic ranges, the profiles of their normalized spectra are studied in points with same latitude or longitude.

    Keywords: Global Navigation Satellite System (GNSS), Ionospher, Ionospheric Models, TEC}
  • جمال عسگری، علیرضا امیری سیمکویی
    در این تحقیق از روش برآورد هماهنگ (هارمونیک) کمترین مربعات روی سری های زمانی یون سپهر (TEC) به طول زمانی هفت سال، که با استفاده از پردازش داد های GPS با نرم افزار Berneseمحاسبه شده اند، استفاده شده است. بسامدهای طیفی مؤلفه های اصلی برآورد شده اند. در این طیف ها دوره 24 h و کسرهای آن24h/n، کهn=1،2،...،11 مشاهده می شوند که تجزیه معروف سری فوریه از تغییرات روزانه یون سپهر هستند. عامل اصلی این سیگنال روزانه تغییرات شبانه روزی TEC است. مؤلفه های نیم روزانه و ثلث روزانه می تواند به دلیل ردپای substorm ها به دو صورت حرکات قطبی ذرات باردار (در لایه ی E) و تغییرات در جریان حلقوی (مرتبط با میدان الکتریکی مغناطیس سپهر در عرض های پایین) و همچنین تاثیرات کشندی (جذرومدی) باشد. همچنین طیف با دوره شناخته شده 27 روز نیز به دست آمده که مرتبط با نوسان های دوره ای خورشیدی است. علاوه براین، دوره های سالانه، نیم سالانه و ثلث سالانه نیز مشاهده می شود. درنهایت، از دوره های به دست آمده برای ایجاد یک الگوی پیش بینی یون سپهری استفاده شده است. نتایج نشانگر آن است که بخش قابل ملاحظه ای (به طور مطلق) از مقادیر TEC با این توابع پایه قابل پیش بینی است، و قسمت غیرقابل کشف که به صورت نوفه آشفته باقی می ماند می تواند در حالت یون سپهر آشفته تا 20TECU برسد. در مقایسه با مدل استاندارد Klobuchar این روش به صورت معناداری دقت تعیین موقعیت با GPS تک بسامدی را افزایش خواهد داد.
    کلید واژگان: برآورد هماهنگ (هامورنیک), یون سپهر, GPS, TEC}
    The least squares harmonic estimation is applied to the hourly time-series of Total Electron Contents (TEC) derived from ionospheric models using seven years of GPS observations processed by Bernese software. The frequencies of dominant spectral components in the spectrum are estimated. We observe significant periodic patterns with periods of 24 h and its fractions 24h/n, n=2,…,11, which are the well-known Fourier series decomposition of the diurnal periodic pattern of the ionospheric variations. The principal component with daily signal is due to the day-night variation of TEC values. The semidiurnal and tri-diurnal components can be explained by the substorm signatures in both auroral electrojet (in layer E) and ring current variations (related to magnetosphere at low latitudes) and tidal effects. Also, the spectrum shows the well-known 27-day period of solar cycle variations. We observe annual, semi-annual and tri-annual signals in the series. The detected signals are then applied to perform an ionospheric prediction. The results indicate that a substantial part (in the absolute sense) of the TEC values can be predicted using this base function, and an undetectable part remains as disturbed noise which can exceed 20 TEC units for the disturbed ionosphere. In comparison with the standard Klobuchar model, the model presented in this contribution will significantly improve the single frequency GPS positioning accuracy.
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال