راهنمای خرید گیرنده مولتی فرکانس
مقدمه
در این مقاله از وبسایت فروش تجهیزات نقشه برداری جی تال به موضوع راهنمای خرید گیرنده مولتی فرکانس پرداخته ایم و این موضوع را برای شما کامل توضیح داده ایم
گیرنده مولتی فرکانس چیست؟
در سالهای اخیر و با توسعه تجهیزات ناوبری، کاربرد سامانهها با شتاب زیادی در جهان رو به افزایش است؛ از جمله این کاربردها میتوان به نقشهبرداری و ساختوساز، بهینهسازی کشاورزی، هدایت وسایل نقلیه، کنترل ماشینآلات، ناوبری کشتیها، مطالعات زمینشناسی و … اشاره کرد. بیشترین استفاده از این سامانهها در پروژههای مهندسی و نقشهبرداری است (1).
پروسه نقشهبرداری بسیار حساس است و بهتر است توسط کارشناس این رشته انجام شود و یکی از بهترین وسیلهها برای این کار استفاده از گیرندههای مولتی فرکانس است. در یک دهه گذشته، استفاده از گیرندههای ماهوارهای مولتی فرکانس به یکی از مهمترین و پرمصرفترین ابزارهای مهندسین نقشهبرداری تبدیل گشته است. استفاده از این تجهیزات در ایجاد شبکه ایستگاههای نقشهبرداری، تهیه نقشههای توپوگرافی، نقشهبرداری با پهپادها، پیادهسازی طرحهای عمرانی و شهرسازی، برداشت عوارض شهری، پروژههای کاداستر و … به سرعت روبه افزایش است. با استفاده از این گیرندهها میتوان مختصات دقیق زمین مورد نظر را بدست آورد. گیرنده مولتی فرکانس از مهمترین، پرکاربردترین و پرهزینهترین تجهیزات نقشهبرداری است. گیرندههای تعیین موقعیت ماهوارهای جهانی (GNSS)[1] و موقعیتیابی جهانی (GPS)[2] از جمله این گیرندهها هستند (1).
[1] Global Navigation Satellite System
[2] Global Positioning System
گیرنده مولتی فرکانس
گیرندههای مولتی فرکانس میتواند تمامی سیگنالهارا از سراسر منظومه شمسی دریافت کنند و به همین دلیل در مکانهایی که دسترسی دشوار باشد مانند مناطق شهری یا مناطقی که مسکونی هستند میتوان اندازهگیری را با بالاترین دقت انجام داد (2).
گیرنده مولتی فرکانس GPS و GNSS
یکی از بهترین و کارآمدترین روشها برای نقشهبرداری و بدستآوردن میزان مساحت، استفاده از گیرندههای مولتی فرکانس GPS است. مولتی فرکانس GPS به دلیل اندازهگیری دقیق مورد استقبال اکثر کاربران قرار میگیرد (2).
بخش زمینی تشکیلدهنده سامانههای GNSS شامل گیرندههای GNSS یا همان گیرندههای GPS است. هر گیرنده GPS یا GNSS میتواند با استفاده از دریافت سیگنالهای ماهوارهای گسیل شده از سمت ماهواره به سمت آنتن گیرنده، تعیین موقعیت دقیق نقطه را در هر شرایط آب و هوایی و در هر ساعتی از شبانه روز انجام دهد (2).
گیرندههای GPS فقط سیگنالهای ارسالی از سمت ماهوارههای GPS موجود بر مدار را دریافت مینمایند، درحالیکه گیرندههای GNSS قادر به دریافت سیگنالهای ارسالی از سمت تمام سیستمهای ماهوارهای موجود در سامانه GNSS شامل GPS، GLONASS، Galileo، BeiDou، QZSS و IRNSS هستند (3).
گیرندههای GNSS در یک جمله، همان سامانه GPS هستند با این تفاوت که قابلیت دریافت سیگنالهای ارسالی از دیگر سامانههای موقعیتیاب و ناوبری را دارند. بنابراین یک گیرنده GNSS هم همانند GPS چیزی جز یک برد الکترونیکی شامل مدارات و قطعات مربوطه نیست که بسته به نیاز، در ابعاد و دقتهای مختلف از جمله گیرندههای نقشهبرداری، گیرندههای پهپاد، گیرندههای موبایل و … قابل طراحی است. به طور کلی گیرندههای GNSS از نظر دقت انواع مختلفی دارند از جمله گیرندههای ایستگاهی، دستی، موبایلی و … که در اینجا صرفا گیرندههای ایستگاهی و نقشهبرداری مورد بررسی قرار خواهد گرفت (3).
غالب گیرندههای مولتی فرکانس GNSS امروزی مجهز به امکانات سختافزاری و نرمافزاری تقریبا مشابهی هستند. علاوه بر کیفیت ساخت جعبه دستگاه که یک امتیاز محسوب میشود، محتویات داخل جعبه شامل خودِ گیرنده، کنترولر دستگاه، هولدر یا نگهدارنده کنترولر، شارژر باتری و دستگاه، کابلهای ارتباطی، خطکش اندازهگیری ارتفاع و … هستند (3).
دستهبندی گیرندههای GPS و GNSS از نظر کاربرد
در حال حاضر چندین میلیارد گیرنده GPS و GNSS از گیرندههای نقشهبرداری، چیپستهای موجود در گوشیهای هوشمند، ناوبری، حملونقل شهری و دریایی و… در سطح جهان وجود دارد. کاربردهای اصلی این گیرندهها را میتوان متناسب با اهداف کلی زیر دستهبندی کرد (3):
گیرندههای مورد استفاده در کاربریهای عمومی
از این گیرندهها میتوان در اهداف مربوط به ناوبری مانند استفاده از نقشههای آنلاین مورد استفاده در نرم افزارهای مکانمبنا موجود در ماشین، گوشیهای تلفن همراه و… استفاده نمود. این گیرندهها معمولا دقتهایی در حد چند متر داشته و به دلیل ارزان قیمت بودن، بیشتر در دسترس عموم قرار دارند.
گیرندههای مورد استفاده در کاربریهای نظامی
این گیرندهها برای اهداف نظامی مورد نظر متولیان این سیستمها یا کشورهای همپیمان با صاحبان تکنولوژی سیستم تعیین موقعیت ماهوارهای استفاده میشود. علت دقت بالای این گیرندهها مصونبودن از اختلالاتی است که ممکن است روی سیگنالهای معمولی وجود داشته باشد. این گیرندهها میتوانند بصورت لحظهای (آنی) و بدون نیاز به دریافت هیچگونه تصحیحاتی، به دقتی بهتر از یک متر برسند.
گیرندههای نقشهبرداری
با استفاده از این گیرندهها، موقعیت نقاط با دقت مناسبی (در حد میلیمتر و یا سانتیمتر برحسب نوع پردازش داده) تعیین میشود. برای تعیین موقعیت با استفاده از این گیرنده مولتی فرکانس با استقرار روی نقطه مورد نظر و استفاده از یک گیرنده GNSS چند فرکانسه، میتوان موقعیت دقیق نقطه را محاسبه و ارائه کرد. این گیرندهها با استفاده از الگوریتمهای موجود در نرمافزار داخلی خود، خطاهای موجود بر سیگنال ماهواره را حذف و یا تعدیل میکنند و به همین دلیل از دقت مطلوبی برخوردار هستند. از این گیرندهها در عملیاتهای عمرانی و ساختمانی، شهرسازی، انتقال خطوط لوله نفت و گاز و… استفاده میشود.
گیرندههای نقشهبرداری GPS و GNSS
گیرندههای مورد استفاده در تعیین موقعیت و نقشهبرداری از گذشته تا امروز، پیشرفتهای زیادی داشتهاند. بعنوان مثال درگذشته، آنتن دریافت سیگنالهای ماهوارهای بطور مجزا به گیرنده و کنترلر تعبیه شده در یک دستگاه (در واقع هسته پردازنده آنها بر روی کنترلر تعبیه شده بود) متصل میشد و با استفاده از کل این مجموعه تعیین موقعیت نقطه صورت میگرفت. از انواع این گیرندهها میتوان به سری گیرندههای جیپیاس لایکا[1] یا سری گیرندههای کمپانی تریمبل[2] اشاره نمود (4).
با پیشرفت تکنولوژی در حوزه GNSS، گیرندههای تعیین موقعیت به گیرندههای هوشمند تبدیل شدند که در اصطلاح به آنها Smart Antenna گفته میشود. مهمترین ویژگی این گیرنده نقشهبرداری این است که آنتن دریافت سیگنال ماهواره و پردازشگر تعیین موقعیت GNSS هر دو در قالب یک دستگاه قرار دارد. این گیرندهها یا به وسیله کابل و یا به وسیله ارتباط بلوتوثی به کنترلر متصل میشوند. با توجه به پیشرفتهای اتفاق افتاده در تکنولوژیهای مخابراتی و ارتباطی، رفته رفته به این گیرندهها امکانات جدیدی مانند قابلیت تجهیزشدن به ماژول رادیو داخلی، سیمکارت داخلی و… اضافه شد (4).
انتخاب گیرنده مولتی فرکانس
عوامل موثر بر انتخاب گیرندههای مولتی فرکانس عبارتند از (5) :
- بُرد اصلی
در حال حاضر 13 شرکت برد اصلی گیرنده را تولید میکنند. دقت شود که برد اصلی گیرندهای که تهیه میشود تولید یکی از این 13 شرکت باشد.
[1] Leica
[2] Trimble
سامانههای دریافتی
[1] Leica
[1] Trimble
گیرنده مولتی فرکانس انتخابی حتما باید 4 سامانه اصلی GPS، GLONASS، Galileo و BeiDou و حتی بیشتر را دریافت کند. به عبارت دیگر چند سامانهای باشد تا دقت بهتری داشته باشد.
و دو عدد سامانه محلی داریم یکی برای هند ویکی هم برای ژاپن که فقط خودشان میتوانند استفاده بکنند.
تعداد کانال دریافتی
حداقل بین 300 تا 600 کانال را دریافت کند. بیشتر از این تعداد در حال حاضر کاربرد ندارد.
تعداد فرکانسهای دریافتی
تعداد فرکانسهایی که از هرکدام از سامانه GNSS دریافت میکند. بهتر است گیرنده فرکانسهایی نظیر L1، L2 و یا L5 دریافت کند.
اینترنت و دیتای موبایل
وضعیت اتصال گیرنده به اینترنت از طریق سیم کارت یا WiFi. مثلا برای برداشت با برخی سامانهها دستگاهی که سیمکارت خور باشد، مناسبتر است.
رادیو
با توجه به اهمیت پروژه اهمیت رادیو مشخص میشود. مثلا اگر نیاز باشد جزئیات بیشتری برداشت شود به رادیو نیاز است.
تیلت سنسور
در مناطق شهری پرچالش وجود تیلت سنسور کاربرد بیشتری دارد. به کمک تیلت سنسور مختصات نقاطی که به آنها دسترسی وجود ندارد را بدست آورد.
باتری
باتریها دو نوع جدا شونده و سرخود هستند و دستگاهی بهتر است که مدت زمان شارژشدن باتری آن کم و میزان بازدهیاش زیاد باشد.
اندازه و وزن
دستگاه هرچقدر سبکتر باشد حملونقل آن راحتتر انجام میگیرد.
همانطور که اشاره شد برخی از این فاکتورها برای تمام گیرندههای مولتی فرکانس اهمیت دارد و بعضی بستگی به نوع کاربری شما دارد. به طور مثال برای مناطق برون شهری با ابعاد متوسط، گیرندههایی که رادیو دارند مورد استفاده قرار میگیرند چون هدف این است که از روش برداشت RTK استفاده شود و یا برای مناطق درون شهری گیرندهی مورد استفاده باید دسترسی به اینترنت داشته باشد چون روش برداشت ORTK خواهد بود (5).
نکات مهم هنگام انتخاب و خرید یک گیرنده مولتی فرکانس
به طور کلی یک هدف اصلی دارند: ارائه یک موقعیت زمان واقعی با استفاده از صورتهای فلکی ماهوارهای مختلف. با این حال، مانند همه محصولات، مشخصات بین گیرندهها به همراه قیمت متفاوت است. دقت و تعداد سیگنالهای ردیابی شده در اکثر گیرندهها در حد استاندارد بالایی است. اندازهگیریهای با دقت بالا دیگر منحصر به برندهای معروف نیست، به خریداران اجازه میدهد از این برندها منصرف شوند و سرمایهگذاریهای اقتصادی بیشتری را بدون به خطر انداختن کیفیت دادهها در نظر بگیرند (5).
چندین فاکتور دیگر نیز وجود دارد که باید در هنگام سرمایهگذاری در نظر گرفته شود. خرید یک گیرنده با مشخصات اشتباه برای این کار ممکن است هزاران هزینه تعمیر یا تعویض و همچنین اندازهگیریهای از دست رفته داشته باشد. هنگام انتخاب گیرنده باید به فاکتورهای زیر توجه کرد (6):
ابعاد
بسته به کاربرد، اندازه گیرنده میتواند عامل تعیینکننده برای خرید باشد. گیرندههای فشردهتر اغلب در محدوده قیمت بالاتری قرار میگیرند، بنابراین دانستن حداکثر ابعادی که یک گیرنده میتواند در هنگام مقایسه محصولات داشته باشد، مهم است.
وزن
دلایل مختلفی وجود دارد که وزن گیرنده میتواند مهم باشد به خصوص زمانی که گیرنده بر روی اجسام متحرک مانند هواپیماهای بدون سرنشین، پهپادها یا حتی تجهیزات دستی قرار میگیرد. از آنجایی که وزن اغلب تحت تأثیر عواملی مانند منابع برق، محفظهها، آنتنها و سایر اجزا است، تعیین اینکه آیا محدودیت وزنی برای در نظر گرفتن اولویت این اجزا در برابر وزن نسبی آنها وجود دارد یا خیر، مهم است.
مواد و دوام
گیرندههای مولتی فرکانس در اقلیمهای مختلف استفاده میشوند. یک خریدار باید شرایطی را که گیرنده در آن قرار میگیرد و برای چه مدت زمانی استفاده میکند، تعیین کند. دانستن این شرایط نه تنها به اطمینان از اینکه تجهیزات میتوانند در برابر محیط کار مقاومت کنند، کمک میکند، بلکه به خریدار کمک میکند تا از صرف هزینه برای یک گیرنده بسیار بادوام برای کار جلوگیری کند.
سیگنالهای دقیق و ردیابی شده
همانطور که قبلا ذکر شد، بسیاری از گیرندههای مولتی فرکانس در حال حاضر دارای استاندارد بالایی از دقت هستند. با این حال تفاوتهایی بین برندها و محصولات وجود دارد، بنابراین خریدار باید همیشه مشخصات را بررسی کند تا مطمئن شود. بسته به منطقهای که گیرنده در آن مورد استفاده قرار میگیرد، صورت فلکی ماهوارهای خاص ممکن است مهمتر از سایرین باشد.
قدرت عملیاتی / منبع تغذیه (داخلی / خارجی) / عمر باتری
عمر باتری و یا منبع تغذیه یک گیرنده یک ملاحظات بسیار مهم است و به کاربرد آن بستگی دارد. گیرندههایی با بستههای باتری داخلی برای بسیاری از اهداف در حال حرکت، مانند دستگاههای دستی و پهپادها، کاربردی هستند. علاوه بر این، یک منبع برق داخلی میتواند ادامه اندازهگیریها را در صورت خرابی یک منبع تغذیه خارجی تضمین کند. انواع مختلفی از منابع انرژی میتواند برای کاربردهای خاص مورد نیاز باشد و بنابراین جنبهای است که در آن هزینهها صرفه جویی میشود.
ضبط
اطلاعات ثبت شده و فرکانس ثبت موقعیت و سایر دادهها توسط گیرنده مولتی فرکانس میتواند متفاوت باشد. ضبط میتواند با رویدادی مانند فشاردادن یک دکمه آغاز شود، اما گیرنده همچنین میتواند بهروزرسانیهای موقعیت ثابتی را که برای پهپادها لازم است، ارائه دهد. فرکانس مورد نیاز بروزرسانی موقعیت نقش مهمی در اکثر تنظیمات ایفا میکند و بنابراین گیرنده نصب شده باید قادر به انجام این وظیفه باشد. گیرندهها میتوانند در انواع فایلهای مختلف ضبط کنند و همه گیرندهها اجازه ذخیرهسازی داخلی دادههای ضبط شده را نمیدهند.
ظرفیت ذخیرهسازی
ذخیره دادههای ضبط شده ممکن است یک ویژگی مورد نیاز باشد، برای مثال زمانی که گیرنده به هیچ شبکه یا دستگاه خارجی متصل نیست. همانند بستههای باتری داخلی، ذخیرهسازی داخلی دادهها میتواند از دسترفتن دادهها در صورت قطع ارتباط گیرنده با یک دستگاه ذخیرهسازی خارجی جلوگیری کند.
ارتباطات
یک گیرنده میتواند با رایانههای خارجی، پردازندهها و رابطها به روشهای مختلف ارتباط برقرار کند. اتصالات سیمی و بیسیم (Wi-Fi/Bluetooth) در دسترس هستند و روش ترجیحی ارتباط بستگی به نوع راهاندازی دارد. دانستن اینکه کدام نوع ارتباط در یک راهاندازی مورد نیاز است، میتواند باعث صرفهجویی در هزینه سرمایهگذاری شود، اما همچنین باعث صرفهجویی در فضا، وزن و انرژی مصرفشده توسط گیرنده میشود.
هنگام خرید یک گیرنده مولتی فرکانس چه مواردی حائز اهمیت هستند؟
در خرید گیرنده GNSS آنچه در درجه اول اهمیت دارد توجه به مشخصات فنی گیرنده است. اما چند عامل اساسی دیگر نیز برای انتخاب بهترین گزینه از بین گیرندههای GPS یا GNSS موجود در بازار و خرید گیرنده GPS کمککننده خواهد بود. این عوامل عبارتند از (4):
- تعداد کاربران محصولات هر برند ارائهدهنده تجهیزات GNSS، نماینده میزان اعتماد مشتریان به این شرکت بوده و خود سنگ محک ارزشمندی برای بیان جایگاه یک شرکت ارائهدهنده تجهیزات GNSS در بازار محصولات نقشهبرداری است.
- وجود پشتیبانی فنی و خدمات پس از فروش مناسب که به خریدار اطمینان دهد در صورت بروز هرگونه مشکل و یا بروزرسانی نرم افزاری و سختافزاری در حوزه تعیین موقعیت و ناوبری، گیرنده GPS خریداری شده با پرداخت حداقل هزینه ممکن، تعمیر و یا بروزرسانی میشود. چنین ویژگیای مهمترین دلیل برای ترجیح یک گیرنده GPS ایرانی برای مهندسین نقشهبردار ایرانی با درنظر گرفتن قیمت گیرندههای GNSS خارجی بدون هیچگونه ضمانت و گارانتی است؛ زیرا حتی در صورت وجود هرگونه سوال فنی در مورد گیرنده و نحوه کار با آن در شرایط مختلف تا سالیان طولانی بعد از خرید آن گیرنده GNSS قادر خواهند بود تا بدون هیچ هزینهای و فقط با برقراری ارتباط با پشتیبانی فنی گیرنده، مشکل را مرتفع نمایند.
ادامه مطالب
- ارائه پکیجها و کلاسهای حضوری و یا مجازی برای آموزش کار با گیرنده و استفاده از ویژگیهای مختلف آن، برگزاری دورههای مختلف مرتبط با روشهای تعیین موقعیت، آشنایی با سامانهها و ابزارهای مختلف مورد استفاده در تعیین موقعیت دقیق از سمت شرکت ارائهدهنده گیرنده GNSS و بهرهمندشدن از خدمات آموزشی به خریدار این اطمینان خاطر را میدهد که هیچ موضوع مبهمی در هنگام خرید گیرنده GNSS و روشهای تعیین موقعیت به کمک آن برای خریدار باقی نمانده و خریدار قادر خواهد بود که یک تعیین موقعیت دقیق و صحیح را تجربه نماید.
- ارائه تجهیزات و فناوریهای برتر روز در گیرنده نقشهبرداری GPS یا GNSS از سمت شرکت تولیدکننده همگام با پیشرفت تکنولوژی در حوزه GNSS. از آنجا که سامانههای تعیین موقعیت ماهوارهای همواره در حال تغییر و بروزرسانی فرکانسها و ماهوارههای خود هستند، به همین دلیل همگامبودن با این تکنولوژیها یکی از مهمترین مواردی است که در خرید یک گیرنده باید به آن توجه شود.
- یکی از موارد بسیار مهم برای هر خریدار، شرایط فروش متنوع است که نشاندهنده میزان انعطاف فروشنده با خریدار بوده و حس همدلی و تعامل بین فروشنده و خریدار منعکس میکند. در زمان خرید گیرنده GPS موردنظر باید به این موضوع دقت کرد که شرکت ارائهدهنده این گیرنده GNSS چه شرایطی برای خریدار فراهم نموده است.
منابع
- El-Mowafy A. GNSS multi-frequency receiver single-satellite measurement validation method. GPS Solutions. 2014;18(4):553–61.
- Understanding GPS/GNSS: Principles and Applications, Third Edition | Artech books | IEEE Xplore [Internet]. [cited 2024 Apr 28]. Available from: https://ieeexplore.ieee.org/document/9100468
- بهترین گیرنده های GPS و GNSS مولتی فرکانس + شرح محصولات | رایمند [Internet]. [cited 2024 Apr 28]. Available from: https://raymand.net/گیرنده-gps-gnss/
- Roberts W, Bavaro M, Vaccaro S, Tijero ED, Sage A, Legrand F, et al. PRECISIO – Design considerations for a multiconstellation, multi-frequency software receiver. In: Programme and Abstract Book – 5th ESA Workshop on Satellite Navigation Technologies and European Workshop on GNSS Signals and Signal Processing, NAVITEC 2010. 2010.
- خانه – بازرگانی کشمیری؛ واردات مدرنترین تجهیزات و دوربینهای نقشه برداری [Internet]. [cited 2024 Apr 28]. Available from: https://keshmiri-trading.com/
- 6. SENUS WJ, HILL RW. GPS Application to Mapping, Charting and Geodesy. Navigation [Internet]. 1981 Jun 1 [cited 2024 Apr 28];28(2):85–92. Available from: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/j.2161-4296.1981.tb01450.x
اقدام به خرید تجهیزات نقشه برداری
راه های ارتباطی
شماره تماس مشاوره : 4581 407 0913 مهندس جهانگیری
شمارره واتساپ :4581 407 0913
آدرس دفتر : اصفهان،گلپایگان مجتمع پارسیان طبقه اول واحد 7
