|


รูปที่ ๔.๒
การเล็งสกัดกลับเพื่อกำหนดที่ตั้งโดยใช้เข็มทิศ
ซึ่งเป็นพื้นฐานของการกำหนดที่ตั้งโดยดาวเทียม
|
การทำงานของระบบดาวเทียมจีพีเอสสำหรับการกำหนดที่ตั้งจะประกอบด้วยดาวเทียมสามดวง
โดยเครื่องรับสัญญาณรับสัญญาณจากดาวเทียม
ดวงแรกจากนั้นจะรับสัญญาณจากดาวเทียมดวงที่สองจะได้ตำแหน่งอย่างหยาบๆ
ในจุดที่เส้นสัญญาณของดาวเทียมทั้งสองดวงตัดกัน
จากนั้นจะรับสัญญาณจากดาวเทียมดวงที่สามทำให้ได้ตำแหน่งถูกต้องมากขึ้นในจุดที่ดาวเทียมทั้งสามดวงตัดกัน
แสดงดังรูปที่ ๔.๓
|


รูปที่ ๔.๓
การกำหนดตำแหน่ง
โดยเครื่องรับสัญญาณดาวเทียมสามดวง
|
๔.๑ องค์ประกอบของระบบดาวเทียมจีพีเอส
ระบบดาวเทียมจีพีเอส
ประกอบด้วยส่วนสำคัญสามส่วน ได้แก่
ส่วนอวกาศ (Space
Segment) ส่วนควบคุม (Control Segment)
และส่วนผู้ใช้ (User
Segment) แสดงดังรูปที่ ๔.๔
|


รูปที่ ๔.๔
องค์ประกอบของระบบดาวเทียมจีพีเอส(GPS)
|
สำหรับคลื่นดาวเทียม GPS
ประกอบด้วยความถี่พื้นฐานที่สร้างจากแหล่งกำเนิดคือ
๑๐.๒๓ เมกะเฮิรตซ์ (MHz)
ส่วนคลื่นที่ส่งออกมาเป็นคลื่นความถี่วิทยุในย่านความถี่ต่ำ
(L-band) ประกอบด้วยสองความถี่คือ L1
ความถี่ ๑๕๗๕.๔๒ เมกะเฮิรตซ์ (MHz)
มีความยาวคลื่น (l) ๑๙ เซนติเมตร และ L2
ความถี่ ๑๒๒๗.๖๐ เมกะเฮิรตซ์ (MHz)
ความยาวคลื่น (l) ๒๔
เซนติเมตรโดยที่ข้อมูลในคลื่นวิทยุที่ส่งมาจากดาวเทียมจะประกอบด้วยรหัสข้อมูล
ดาวเทียมและเวลาที่มีความถูกต้องสูง
การสำรวจด้วยระบบดาวเทียม GPS
ทำให้สามารถหาตำแหน่งได้ตลอดเวลา (24
ชั่วโมง)
และทุกจุดบนพื้นผิวโลกรวมถึงใช้ระยะเวลาในการปฏิบัติงานน้อยลงแต่ละสถานีไม่จำเป็นต้องมองเห็นกันประกอบกับค่าพิกัดที่ได้มีความละเอียดถูกต้องสูง
และเป็นที่ยอมรับ
ในระดับสากล
๔.๒ เครื่องรับสัญญาณจีพีเอส
เครื่องรับสัญญาณจีพีเอส
แบ่งเป็นสองประเภทหลัก คือ
ชนิดพกพาและชนิดสำหรับการสำรวจ
ซึ่งเครื่องรับสัญญาณทั้งสองประเภทมีความแตกต่างกัน
ดังนี้
๔.๒.๑
เครื่องรับสัญญาณชนิดพกพาเป็นเครื่องรับสัญญาณเพื่อจุดประสงค์ในการนำหน
(Navigation) เป็นหลัก
หรือใช้เพื่อการสำรวจที่ไม่ต้องการความถูกต้องทางพิกัดมากนัก
เช่น
การสำรวจทางโบราณคดีในขั้นต้นและการนำหน
เป็นต้น
|


รูปที่ ๔.๕
ตัวอย่างเครื่องรับสัญญาณ GPS
แบบพกพา
|
๔.๒.๒
เครื่องรับสัญญาณเพื่อการสำรวจเป็นเครื่องมือใช้การรังวัดเพื่อกำหนดที่ตั้งที่ต้องการความถูกต้องสูง
เช่น การรังวัดการเคลื่อนตัวของเปลือกโลก
การสร้างโครงข่ายจุดควบคุมเพื่อการแผนที่
เป็นต้น
|


รูปที่ ๔.๖
เครื่องรับสัญญาณ GPS
ชนิดแบบการกำหนดที่ตั้ง
ที่ต้องการความถูกต้องสูง
|
สำหรับเทคนิคในการรังวัดกำหนดที่ตั้งที่ต้องการความละเอียดถูกต้องสูงสามารถแบ่งได้หลายประเภทขึ้นอยู่กับคุณลักษณะของเครื่องรับสัญญาณแต่ประเภทที่มีคุณสมบัติต่างกันไป
โดยส่วนใหญ่ใช้เทคนิคดังต่อไปนี้
ก) การทำงานเครื่องรับแบบนำหน
มีลักษณะการการหาตำแหน่งของจุดเดี่ยวโดยไม่อ้างอิงกับตำแหน่งอื่น (Absolute
Positioning)
ซึ่งจะให้ค่าพิกัดที่ได้มีความถูกต้อง
๕-๑๕ เมตร (m)
ข) การทำงานเครื่องรับแบบรังวัด
เป็นวิธีการวัดเฟสของคลื่นส่งเพื่อให้ได้ตำแหน่งสัมพัทธ์โดยที่เครื่องรับจะสร้างคลื่นที่มีความถี่เท่ากับคลื่นส่งขึ้นมาเปรียบเทียบซึ่งปริมาณ
ที่วัดได้จะเป็นค่าต่างเฟสระหว่างคลื่นส่งที่รับได้และคลื่นที่สร้างโดยเครื่องรับ
สิ่งที่ได้จากการวัดเฟส
คือจำนวนลูกคลื่นเต็มลูก (AMBIGUITY, N)
นำจำนวนลูกคลื่นที่เป็นจำนวนเต็มไปประมวลผลได้ผลลัพธ์เป็นระยะทาง
ดังนั้นการทำงานด้วยเครื่องรับแบบรังวัดมีความถูกต้องสูงเนื่องจากองค์ประกอบที่สำคัญสองประการ
ได้แก่
ขนาดของความยาวคลื่น (ความยาวคลื่นของ L1,
L2 เท่ากับ ๑๙ และ ๒๔ เซนติเมตร (cm)
ตามลำดับและความยาวคลื่นของรหัส C/A หรือ
Clear/ Acquisition หรือ
คลื่นที่ใช้ในทางกิจการของพลเรือน เท่ากับ
๓๐๐ เมตร) และการหาตำแหน่งแบบสัมพัทธ์
(Relative Positioning)
ช่วยขจัดความคลาดเคลื่อนจากการรังวัด
โดยเทคนิคการรังวัดประกอบด้วย
ก) การรังวัดแบบสถิต
เป็นวิธีการทำงานที่เครื่องรับไม่มีการเคลื่อนที่โดยระยะเวลาในการรังวัดขึ้นอยู่กับความยาวเส้นฐาน
จำนวนดาวเทียมและเรขาคณิตดาวเทียม (ประมาณ
๔๕-๖๐ นาที)
สำหรับเทคนิคประเภทนี้มักใช้ในวัตถุประสงค์การสร้างหรือขยายโครงข่ายการแผนที่ที่มีความถูกต้องสูง
ข) การรังวัดแบบกึ่งสถิตอย่างเร็ว
เป็นการรังวัดแบบสถิตแต่ใช้เวลาในการรังวัดสั้นกว่าแบบสถิต
จำเป็นจะต้องใช้เครื่องรับแบบสองความถี่โดยที่รับดาวเทียมตั้งแต่
๖
ดวงขึ้นไปและในการบันทึกข้อมูลการรังวัดต้องกระทำให้ถี่ขึ้น
เช่น ทุก ๑๐ วินาที
โดยที่รับสัญญาณรับดาวเทียมตั้งแต่ ๑๕ -
๒๐ นาที
สำหรับเทคนิคการรังวัดแบบกึ่งสถิตอย่างเร็วเหมาะสำหรับการรังวัด
เพื่อสร้างโครงข่ายการแผนที่ที่มีความถูกต้องทางตำแหน่งน้อยกว่า
การรังวัดแบบสถิต เช่น
จุดควบคุมสำหรับการสำรวจด้วยภาพถ่ายทางอากาศ
(Photogrammetric) เป็นต้น
ค) การรังวัดแบบจลน์
เป็นการคำนวณหาตำแหน่งในขณะที่เครื่องรับสัญญาณเคลื่อนที่ทำให้หาตำแหน่งของจุดจำนวนมากได้อย่างรวดเร็ว
ความถูกต้องอยู่ในระดับเซนติเมตร
เหมาะสำหรับการสำรวจที่ต้องการรายละเอียดในระยะเวลาจำกัด
เช่น การสำรวจเหมืองหรือการสำรวจเส้นทาง
เป็นต้น
|


รูปที่ ๔.๗
หลักการทำงานของการรังวัดแบบจลน์
|
ง) การรังวัดแบบจลน์ทันที
เป็นการหาค่าพิกัดแบบสัมพัทธ์ขณะที่ทำงานรังวัดอยู่ในสนามโดยที่ใช้เวลาประมาณ
๓-๕ นาทีเพื่อให้เครื่องมือหาค่าเลขปริศนา
จากนั้นเมื่อทำการรังวัดประมาณ ๑-๒ นาทีจะได้ค่าพิกัดที่มีความถูกต้องในระดับเซนติเมตร