كيف تحسب مناسيب نقاط Gps

[جمعة داود]

هل قيمة الارتفاع المقاس بأجهزة GPS هي منسوب النقطة ؟ .... بالطبع لا ... فنظام GPS يقيس ارتفاع النقطة من سطح الالبسويد (المجسم النظري الذي يمثل الأرض) والذي نسميه الارتفاع الجيوديسي Geodetic or Ellipsoidal Height .... بينما المنسوب المستخدم في أعمال المساحة و الخرائط يكون مقاسا من سطح البحر (الجيويد) ونسميه الارتفاع الارثومتري Orthometric Height ... والفرق بين كلا نوعي الارتفاعات هو ما نطلق عليه حيود الجيويد Geoid Undulation أي القيمة التي يحيد بها سطح الجيويد عن سطح الالبسويد. لذلك فإذا أردنا حساب قيمة منسوب نقطة GPS (نعطيه الرمز H) من ارتفاعها المقاس بال GPS (نرمز له h) يجب معرفة قيمة حيود الجيويد عندها (رمزها N) لكي نطبق المعادلة: H = h – N

لمعرفة قيمة حيود الجيويد هناك طرق عديدة ، لكن ما سنستخدمه هنا هو نموذج جيويد عالمي أي نموذج يمكنه حساب قيمة N عند أي نقطة علي سطح الأرض. في أبريل 2008 أطلقت هيئة المساحة العسكرية الأمريكية أحدث نموذج عالمي للجيويد وأسمه EGM2008 ووضعته علي موقعها علي الانترنت ليكون متاحا للجميع. ويجب أن نعلم أن دقة هذا النموذج في حدود 25-35 سم أي أن قيمة N المحسوبة منه بها خطأ يبلغ هذه القيمة ، وبالتالي يجب أن نتوقع أن قيمة المنسوب الذي سنقوم بحسابه سيكون بها نفس الخطأ لكن في تطبيقات مساحية كثيرة تكون هذه الدقة مناسبة وخاصة أن هذه الطريقة مجانية و لا تتطلب أيه أرصاد جديدة بخلاف قياسات GPS ذاتها.

خطوات الحساب:

أولا: تحميل نموذج الجيويد EGM2008 من الانترنت:

1- حمل الملف الأول (حجمه 69 ميجا) من الرابط:
http://earth-info.nima.mil/GandG/wgs...90_TideFree.gz

2- حمل الملف الثاني (حجمه 48 ميجا) من الرابط:
http://earth-info.nima.mil/GandG/wgs...160_egm2008.gz

3- حمل الملف الثالث وهو الملف التنفيذي exe (حجمه 0.7 ميجا) من الرابط:
http://earth-info.nima.mil/GandG/wgs...ynth_WGS84.exe

4- حمل ملفي الاختبار (حجمها 8 كيلوبايت) من الرابط:
http://earth-info.nima.mil/GandG/wgs...2008/INPUT.DAT
والملف
http://earth-info.nima.mil/GandG/wgs...08/OUTPUT1.DAT


ثانيا: حساب قيمة حيود الجيويد:

5- فك الضغط عن الملفين الأول و الثاني باستخدام برنامج مثل WinRar أو WinZip

6- قبل الحسابات يجب اختبار أن الملفات التي حصلنا عليها سليمة و كاملة. يتم ذلك من خلال إجراء الحسابات باستخدام نقاط معلومة (في الملف Input.Dat) ومقارنتها مع قيم حيود الجيويد السابق حسابها (في الملف Output1.Dat). نضع جميع الملفات التي حصلنا عليها في مجلد واحد ثم نشغل البرنامج hsynth_WGS84 فينتج لنا ملف جديد أسمه Output.dat ويتكون كل سطر من 3 أعمدة: دائرة العرض Latitude – خط الطول Longitude – قيمة حيود الجيويد N ، نقارن هذا الملف مع الملف الأصلي Output1.dat ويجب أن تكون قيم حيود الجيويد متماثلة.

7- نبدأ الآن في إعداد ملف بيانات نقاط GPS المعلومة لدينا والمطلوب حساب قيم حيود الجيويد عندها. نفتح الملف Input.dat (باستخدام برنامج المفكرة NotePad مثلا أو أي برنامج تحرير نصوص) ونكتب إحداثيات كل نقطة في سطر منفصل: دائرة العرض ثم خط الطول وكلاهما يكونا بالدرجات وكسورها Decimal Degrees مثل:
37.0000000 241.0000000
فإذا كان لدينا القيم بالدرجة-دقيقة-ثانية فيجب أولا تحويلها إلي درجة وكسورها كالآتي: درجة + (دقيقة / 60) + (ثانية / 3600)

8- الآن نشغل البرنامج hsynth_WGS84 فينتج لنا ملف جديد أسمه Output.dat ويتكون كل سطر من 3 أعمدة: دائرة العرض Latitude – خط الطول Longitude – قيمة حيود الجيويد N لهذه النقطة. كمثال:
37.0000000 241.0000000 -26.151

ثالثا: حساب قيمة المنسوب:

9- نطرح قيمة حيود الجيويد (بإشارتها) التي حصلنا عليها في الخطوة السابقة (N) من قيمة ارتفاع GPS (h) لنحصل علي قيمة منسوب كل نقطة (H) طبقا للمعادلة السابقة : H = h – N

ملحوظة أخيرة:

تصلح هذه الطريقة للارتفاعات المقاسة GPS باستخدام الأجهزة الهندسية Geodetic Receivers ومن غير المنطقي (وان كان ممكنا) استخدامها مع أرصاد GPS للأجهزة الملاحية أو المحمولة يدويا Hand-Held Receivers وذلك لان دقة هذه الأجهزة الملاحية في قياس الارتفاعات تكون في حدود 10 متر أو أكثر ، وهي تقريبا قيمة حيود الجيويد فلذلك من غير المنطقي أن أحسب قيمة مناسيب النقاط إن كانت دقتها (قيمة الخطأ المتوقع بها) تبلغ 10 متر.

ولمزيد من المعلومات عن نموذج الجيويد العالمي EGM2008 يرجي زيارة صفحة هيئة المساحة العسكرية الأمريكية في الرابط:
http://earth-info.nima.mil/GandG/wgs...tymod/egm2008/

[ابراهيم عبد الفتاح ابومريم]

ذادك الله من علمه دكتور جمعة داود و رمضان كريم وكل عام وانت بخير وصحة وسلامه

[فهد الأحمدي]

نسأل الله أن يبارك فيكم د/ جمعة هذه المشاركة من أنفع المشاركات التي رأيتها في هذا المجال منذ فترة طويلة
تقبل خالص شكري وامتناني

[ندى صالح]

سلمت يمنك دكتور جمعه
جزاك الله خيرا

[دفع الله حمدان هجو]

دكتور جمعة شكرا علي هذه المعلومة القيمة
سوالي هو في عمل تصميم الطرق تثبت النقاط التحكم ب Gps هل معني ذلك ان الخطاء في منسوب هذا يكون في حدود 25 - 35 سم مع العلم تكون مع هذه الاجهزة برامج لتصحيح الخطاء
وجزاك الله خيرا

[جمعة داود]

[align=justify]أخي الكريم م. دفع الله: أولا أنه من دواعي سروري التراسل معك في النادي لاني رأيت لك مشاركات قيمة جدا في المساحة في عدة منتديات أخري وأدعو الله أن يزيدك من علمه وتشاركنا خبراتك في نادينا الحبيب.

اذا أستخدمنا أجهزة و برامج GPS هندسية فأننا نصل لدقة عالية (سنتيمترات) في حساب الارتفاع الجيوديسي للنقاط وخاصة ان مثل هذه البرامج تكون قادرة علي اكتشاف الاخطاء و معالجتها. وكما سبق الاشارة فأن دقة نموذج الجيويد العالمي EGM2008 في حدود 25-35 سم. وحيث أن حساب المنسوب = الارتفاع الجيوديسي - حيود الجيويد فأن دقة حساب المنسوب ستكون محصلة دقة الارتفاع الجيوديسي (ٍسنتمترات) + دقة حيود الجيويد ، أي الدقة ستكون أكبر من 35 سم. وربما يري البعض أن هذه الدقة غير مناسبة للاعمال المساحية الا أننا يجب ألا ننسي أن هذه الطريقة لحساب المناسيب هي طريقة مجانية ـ أما اذا أردنا دقة أعلي فهناك طرق أخري تعتمد في فكرتها اما علي انشاء نموذج جيويد محلي لمنطقة العمل أو تطعيم نموذج الجيويد العالمي بأرصاد محلية لزيادة دقته في منطقة معينة.

شكرا علي طرحك للموضوع للتحاور حوله. وفقك الله لما يحبه و يرضاه

[/align]

[عبدالعزيز راشد]

دكتور جمعه اكثر من رائع زادك الله من علمه

[جمعة داود]

برنامج لحساب EGM2008

برنامج رائع (حجمه بسيط جدا لا يتعدي 7 ميجا) لحساب قيمة حيود الجيويد N من النموذج العالمي الحديث EGM2008 . لاحظ أن البرنامج الأصلي المتاح بموقع هيئة المساحة العسكرية الأمريكية (التي أنتجت النموذج) حجم ملفاته الإجمالي حوالي 367 ميجا !!

البرنامج أسمه Alltrans EGM2008 Calculator وهو من تطوير عالم ألماني أسمه Hans-Gerd Duenck-Kerst من شركة AltStat الألمانية ، والإصدار الحالي له هو الأول Version 1.0

البرنامج سهل التعامل معه وله 3 قوائم menus لأداء الحسابات علي 3 مستويات:

1- حساب N نقطة بنقطة علي الشاشة في قائمة Manual calc
2- حساب N شبكة Grid لمنطقة معينة في قائمة Grid Maker
3- حساب N مجموعة من النقاط موجودة في ملف نصي txt في قائمة File calc

الفكرة الأساسية للبرنامج هي استنباط interpolation قيمة حيود الجيويد of EGM2008 N من شبكة (سيق حسابها من النموذج الأصلي) وهذه الشبكة تتكون الخلية الواحدة منها من 10×10 دقائق ، وهذا هو الخيار الأساسي المسمي Internal Dataset .

كما يتيح البرنامج أيضا – في خيار External Dataset - استخدام شبكات Grids أخري بخلية 1×1 دقيقة أو 2.5×2.5 دقيقة لكن ملفاتهما غير موجودة في البرنامج ويجب أن يقوم المستخدم بالحصول عليهما - من موقع هيئة المساحة العسكرية الأمريكية - أولا إن رغب في ذلك.

كما يقوم البرنامج باستنباط قيم N بتطبيق 4 طرق رياضية مختلفة (خاصة في المستوي الأول).

تم اختيار البرنامج علي عدد 180 نقطة معلومة (في مصر) ومقارنة النتائج – قيم حيود الجيويد N – الناتجة من النموذج الأصلي والقيم الناتجة من البرنامج الجديد ، ووجد أن الفروق Undulation Differences تتراوح من –0.06 م إلي 0.05 م بمتوسط -0.004 م وانحراف معياري يبلغ 0.02 م.

بالطبع فهذه نتائج جيدة جدا ولا تعتبر الفروق مؤثرة عند الأخذ في الاعتبار حجم البرنامج الجديد (ومقارنته بحجم البرنامج الأصلي) وسهولة التعامل معه أيضا. وبالتالي فينصح باستخدام هذا البرنامج الجديد في معظم التطبيقات الجيوديسية و المساحية ، إلا في حالة شبكات المثلثات GPS عالية الدقة فينصح باستخدام البرنامج الأصلي المقدم من هيئة المساحة العسكرية الأمريكية.

تم رفع البرنامج في المكتبة الرقمية المساحية المجانية في الرابط:
http://cid-0259cb4f889eaeb3.skydrive...ansegm2008.zip


الشكر موصول للأخ "النعاس" وهو أول من أشار لوجود هذا البرنامج في مشاركته بمنتدى الهندسة المساحية في:
http://surveying.ahlamontada.com/mon...-t452.htm#1042