پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 11 |
| تعداد شماره‌ها | 213 |
| تعداد مقالات | 2,137 |
| تعداد مشاهده مقاله | 2,936,153 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 2,148,462 |
برآوردی از تنافر قائم‌های ژئوئیدی و تاثیر آن بر تصحیح تبدیل به افق طول‌های مایل | ||
| پژوهش های سنجش از دور و اطلاعات مکانی | ||
| دوره 2، شماره 2 - شماره پیاپی 4، تیر 1403، صفحه 179-186 اصل مقاله (1.09 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22061/jrsgr.2024.10644.1048 | ||
| نویسندگان | ||
| مسعود شیرازیان* ؛ فرزاد حاج محمود عطار | ||
| گروه مهندسی نقشه برداری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجائی، تهران، ایران | ||
| تاریخ دریافت: 14 بهمن 1402، تاریخ بازنگری: 21 خرداد 1403، تاریخ پذیرش: 25 مرداد 1403 | ||
| چکیده | ||
| پیشینه و اهداف: تنافر قائم‌های ژئوئیدی (Vertical Skewness) یکی از خطاهای رایج در علم ژئودزی است که در اثر ناموازی بودن قائم‌ها بر ژئوئید در نقاط مختلف مشاهده می‌شود. این خطا تأثیر مستقیم بر زوایای افقی و قائم مشاهده شده دارد و به طور غیر مستقیم بر مشاهدات طول تأثیر گذار است. در زمینه تصحیح تبدیل به افق طول، این اثر به اندازه کافی توسط زاویه‌های قائم نشان داده می‌شود. بنابراین، صحت زاویه های قائم نقش مهمی در کاهش اثرات تنافر قائم‌های ژئوئیدی و اطمینان از دقت اندازه گیری های طول دارند. پدیده انکسار تأثیر قابل توجهی بر مشاهدات زاویه دارد. این تأثیر، به خصوص بر زاویه قائم دارای مقدار زیادی است که هنگام تصحیح تبدیل به افق طول‌های مایل، خطای بزرگی ایجاد می‌کند. روش رایج کنونی جهت حذف اثر انکسار قائم، مشاهده هم‌زمان دوطرفه زاویه قائم در دو سر یک طول است. روش‌ها: به طور کلی دو نوع سیستم مختصات برای بیان موقعیت نقاط در ژئودزی وجود دارد. سیستم مختصات ژئوسنتریک (مبدأ در مرکز ثقل زمین) و سیستم مختصات توپوسنتریک (مبدأ نقطه ای بر سطح زمین). در سیستم مختصات ژئوسنتریک، مبدا مختصات منطبق بر مرکز ثقل زمین است و محور z ها منطبق بر محور دوران زمین تعریف می‌شود. در سیستم مختصات توپوسنتریک، مبدا مختصات منطبق بر نقطه ای بر سطح زمین (محل استقرار دوربین) و محور z ها منطبق بر قائم بر سطح هم پتانسیل گذرنده بر نقطه محل استقرار دوربین (خط شاغولی گذرنده بر نقطه) می‌باشد. اندازه‌گیری‌های ژئودتیک زوایای افقی و قائم در سیستم های مختصات توپوسنتریک انجام می پذیرد. طبق آنچه گفته شد، روش رایج جهت حذف اثر انکسار بر زوایای قائم، قرائت هم‌زمان زوایای قائم از ابتدا و انتهای طول‌ها است. از آنجا که مبدا اندازه گیری زاویه قائم، امتداد قائم بر سطح هم پتانسیل در نقطه استقرار است و این امتداد در ابتدا و انتهای طول متفاوت است، خطایی بزرگ بر مشاهده زاویه قائم و درنتیجه بر تصحیح تبدیل به افق طول‌ها تحمیل می نماید. یافته‌ها: مطالعه حاضر به بررسی کامل این خطا و اثرات ناشی از آن بر فاصله افقی بین نقاط در شبکه های ژئودتیک در مقیاس کوچک پرداخته است. برای این منظور، چهار منطقه مجزا در کشور سوئد که دارای ژئوئیدهای دقیق بودند با دقت انتخاب شدند و بر روی ژئوئید این مناطق یک رویه بیضوی برازانده ایم و پارامترهای سطح ژئوئید را محاسبه کردیم. مقادیر محاسبه شده تنافر قائم های ژئوئیدی در مناطق فوق برای طول های بین ٨٠٠ متر تا ٥٢٠٠ متر چیزی بین ʺ٢٧ تا حدود °٣ به دست آمد. نتیجه‌گیری: نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که تنافر قائم‌های ژئوئیدی حتی در شبکه‌های ژئودتیکی در مقیاس کوچک دارای مقدار قابل‌توجهی است و بنابراین نمی‌توان آن را نادیده گرفت. با توجه به این واقعیت که برآورد میزان اثر تنافر قائم‌های ژئوئیدی صرفاً در مناطقی که یک ژئوئید دقیق وجود دارد امکان پذیر است، بنابراین حذف کامل این اثر بر مشاهدات زاویه‌های قائم که به‌طور هم‌زمان در مناطقی فاقد ژئوئیدهای دقیق ثبت شده‌اند، غیرممکن است. درنتیجه باید یک روش جایگزین در نظر گرفته شود تا تبدیل به افق طول مایل را اصلاح کند. این رویکرد جایگزین در بخش های بعدی این مقاله با جزئیات بیشتری مورد بررسی قرار گرفته است. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| تنافر قائم‌های ژئوئیدیتنافر قائم‌های ژئوئیدیتنافر قائم‌های ژئوئیدی؛ پدیده انکسار؛ سیستم مختصات توپوسنتریک؛ سیستم مختصات ژئوسنتریک؛ تنافر قائم‌های ژئوئیدی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Estimating Geoidal Vertical Skewness and its effect on the reduction of the slope distances to the horizontal ones | ||
| نویسندگان [English] | ||
| M. Shirazian؛ F. Haj Mahmoud Attar | ||
| Department of Surveying Engineering, Faculty of Civil Engineering, Shahid Rajaee Teacher Training University, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Background and Objectives: Vertical Skewness is a prevalent anomaly in the field of geodetic science, which arises due to the displacement of the vertical component on the geoid at various locations. This discrepancy directly impacts both horizontal and vertical angles that are observed, and indirectly influences measurements of lengths. When considering the adjustment of length conversions to the horizon, this phenomenon is adequately represented by vertical angles. Consequently, vertical angles assume a significant role in ameliorating the effects of geoid updrafts and ensuring the precision of length determinations. The occurrence of refraction exerts a substantial influence on observations of angles. This impact, particularly on the vertical angle, possesses a considerable magnitude that gives rise to a substantial discrepancy when adjusting the transformation of lengths to the horizon. A prevalent approach employed to mitigate the influence of refraction involves the simultaneous measurement of vertical angles in both directions at two distinct endpoints of equivalent distances. Methods: There exist two primary categories of coordinate system commonly employed to express the positions of points in geodesy. These categories are known as the geocentric coordinate system, which centers on the Earth, and the topocentric coordinate system, which also centers on the Earth. In the geocentric coordinate system, the origin of the coordinates coincides with the Earth's center of gravity, and the z-axis is defined in alignment with the Earth's epoch axis. On the other hand, in the topocentric coordinate system, the origin of the coordinates corresponds to a specific point on the Earth's surface, namely the location of the camera. Furthermore, the z-axis in this coordinate system corresponds to the surface of the parallel potential passing over the aforementioned point where the camera is situated, also known as the line of work passing over the point. Geodetic measurements of both horizontal and vertical angles are conducted within topocentric coordinate systems. As indicated, the prevailing technique for mitigating the impact of refraction on vertical angles involves simultaneously reading said angles from both the initial and terminal positions along the lengths. Given that the starting and ending points of the lengths exhibit dissimilar vertical extensions on the potential surface, the measurement of the vertical angle, and consequently the correction of the length's conversion to the horizon, are subjected to a significant degree of error. Findings: The current investigation comprehensively examines this error and its consequential impacts on the horizontal spacing of points within small-scale geodesic networks. To achieve this objective, four specific regions in Sweden characterized by accurate geoids were meticulously chosen, and an elliptical procedure was implemented on the geoid of these regions to determine the parameters of the geoid surface. Furthermore, the geoid surface was computed. Conclusion: The findings of this investigation demonstrate that the significance of the skewness of geoid gauges is evident even in geodetic networks of small-scales, and should not be disregarded. It is important to consider that the assessment of the magnitude of the skewness effect of geoid perpendiculars is only feasible in areas where a precise geoid is present. Consequently, it becomes unfeasible to entirely eliminate this effect when observing vertical angles simultaneously in areas lacking accurate geoids. Consequently, an alternative approach must be employed to rectify the conversion to the mile-long horizon. Further examination of this alternative method is presented in subsequent sections of this scholarly article. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Vertical Skewness, Occurrence of Refraction, Topocentric Coordinate System, Geocentric Coordinate System | ||
| مراجع | ||
|
[1] Shirazian, Masoud, Mohammad Bagherbandi, and Hamed Karimi. "Network-aided reduction of slope distances in small-scale geodetic control networks." Journal of Surveying Engineering 147.4 (2021): 04021024.
[2] Ågren, Jonas, et al. "Noggrann höjdbestämning med den nya nationella geoidmodellen SWEN17_RH2000." Swedish.] In Proc., Conf. on Kartdagarna. Gävle, Sweden: Lantmäteriet. 2018.
[3] Bagherbandi, Mohammad, et al. "Physical and geometric effects on the classical geodetic observations in small-scale control networks." Journal of Surveying Engineering 149.1 (2023): 04022014.
[4] Ashkenazi, V., and P. D. Howard. "An empirical method for refraction modelling in trigonometrical heighting." Survey Review 27.213 (1984): 311-322.
[5] Bell B. The use and calibration of the Kern ME5000 Mekometer: Proceedings. Stanford Linear Accelerator Center, Menlo Park, CA (United States); 1992 Sep 1.
[6] Hooijberg, Maarten. Geometrical geodesy. Springer, Berlin, 2008.
[7] Kurylev Y, Lassas M, Uhlmann G. Rigidity of broken geodesic flow and inverse problems. American journal of mathematics. 2010;132(2):529-62.
[8] Brunner FK. Geodetic refraction. Berlin: Shringer. 1984;216.
[9] Dodson, A. H., and M. Zaher. "Refraction effects on vertical angle measurements." Survey Review 28.217 (1985): 169-183.
[10] Ekman, Martin, and Jonas Agren. Reanalysing astronomical coordinates of old fundamental observatories using satellite positioning and deflections of the vertical. Åland Islands, Sweden: Summer Institute for Historical Geophysics, 2010.
[11] Featherstone WE, Rüeger JM. The importance of using deviations of the vertical for the reduction of survey data to a geocentric datum. Australian surveyor. 2000 Dec 1;45(2):46-61.
[12] Amiri-Simkooei, Ali Reza, et al. "Basic concepts of optimization and design of geodetic networks." Journal of Surveying Engineering 138.4 (2012): 172-183.
[13] Bagherbandi M, Shirazian M, Ågren J, Horemuz M. Physical and geometric effects on the classical geodetic observations in small-scale control networks. Journal of Surveying Engineering. 2023 Feb 1;149(1):04022014.
[14] Hirt C, Seeber G. Astrogeodätische Lotabweichungsbestimmung mit dem digitalen Zenitkamerasystem TZK2-D. ZfV-Zeitschrift für Geodäsie, Geoinformation und Landmanagement. 2002;127:388-96.
[15] Hofmann-Wellenhof B, Lichtenegger H, Wasle E. GNSS–global navigation satellite systems: GPS, GLONASS, Galileo, and more. Springer Science & Business Media; 2007 Nov 20.
[16] Jekeli, Ch. "An analysis of vertical deflections derived from high-degree spherical harmonic models." Journal of Geodesy 73 (1999): 10-22.
[17] Hooijberg M. Practical geodesy: using computers. Springer Science & Business Media; 2012 Dec 6.
[18] Lindbom J, Tirén K. Kvalitetsundersökning av Laserdata Skog: Terrängtypens inverkan på punktmolnets återgivning av markytan.
[19] Meyer, Thomas H., and Ahmed F. Elaksher. "Solving the multilateration problem without iteration." Geomatics 1.3 (2021): 324-334.
[20] Featherstone WE, Kirby JF, Hirt C, Filmer MS, Claessens SJ, Brown NJ, Hu G, Johnston GM. The AUSGeoid09 model of the Australian height datum. Journal of Geodesy. 2011 Mar;85:133-50.
[21] Brisco, B., et al. "Precision agriculture and the role of remote sensing: a review." Canadian Journal of Remote Sensing 24.3 (1998): 315-327.
[22] Vincenty T. Direct and inverse solutions of geodesics on the ellipsoid with application of nested equations. Survey review. 1975 Apr 1;23(176):88-93.
[23] Pavlis NK, Holmes SA, Kenyon SC, Factor JK. The development and evaluation of the Earth Gravitational Model 2008 (EGM2008). Journal of geophysical research: solid earth. 2012 Apr;117(B4)
[24] Rapp, Richard H. Geometric geodesy part I. Ohio State University Department of Geodetic Science and Surveying, 1991.
[25] Rapp RH. Geometric geodesy part I. Ohio State University Department of Geodetic Science and Surveying; 1991.
[26] Schaffrin B. Aspects of network design. InOptimization and design of geodetic networks 1985 (pp. 548-597). Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg.
[27] Awange JL, Faisal Anwar AH, Forootan E, Nikraz H, Khandu K, Walker J. Enhancing civil engineering surveying learning through workshops. Journal of Surveying Engineering. 2017 Aug 1;143(3):05017001.
[28] Sjöberg, Lars E., and Mohammad Bagherbandi. Gravity inversion and integration. Basel, Switzerland: Springer International Publishing AG, 2017.
[29] Schroedel, Joseph. "Engineering and Design-Structural Deformation Surveying." US Army Corps of Engineers (2002): 20314-1000.
[30] Vanicek, Petr, and Edward J. Krakiwsky. Geodesy: the concepts. Elsevier, 2015.
[31] Vincenty T. Direct and inverse solutions of geodesics on the ellipsoid with application of nested equations. Survey review. 1975 Apr 1;23(176):88-93. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 100 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 83 |
||