مقاله کاراموزی رشته نقشه برداری شهرداری قرچک

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

  مقاله کاراموزی رشته نقشه برداری شهرداری قرچک دارای ۶۴ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله کاراموزی رشته نقشه برداری شهرداری قرچک  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله کاراموزی رشته نقشه برداری شهرداری قرچک،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله کاراموزی رشته نقشه برداری شهرداری قرچک :

پشگفتار:
در گذشته، زمانی که تکنولوژی پیشرفته امروزی وجود نداشت، مردم وبخصوص اشخاصی مانند سیاحان، جهانگردان و ;گاهی اوقات در یک گستره جغرافیایی و بخصوص شهرها و کشورهای بیگانه، از مکان دقیق خود با خبر نبودند وحتی گاهی نیز در بیابانها ودریاها مسیر خود را گم می کردند، از سوی دیگر در دنیای قدیم، استفاده از ستارگان، قطب نما وسایر عوامل طبیعی تا اندازه ای راهگشای بشر بوده، ضمن اینکه همه این موارد،بطور کلی انسان عصر گذشته را مورد هدایت و راهنمایی قرار می داد، در حالیکه امروزه پیچیدگی های

جغرافیایی، اعم از بافت شهر، خیابان، و; اصولا زمینه استفاده از اینگونه روشها را تا حد زیادی منتفی و بی معنا کرده است. به هر صورت در شرایط فعلی، با گسترش فناوری های گوناگون، این مشکل توسط یک سیستم ماهواره ای مدرن وپیشرفته، با نام و عبارت(GPS(Global Position Systemکه به معنای سیستم موقعیت یاب جغرافیایی می باشد، رفع شده است. در حقیقت دنیای امروز، دنیایی است که هیچ فردی در آن گم نخواهد شد و همه چیز بر روی تمام نقاط زمین قابل شناسایی است واین قدرت دستیابی به سیستم های شناسایی را ماهواره ها ودر اساس کامپیوترها، در اختیار بشر قرار داده اند.

در این پژوهش ابتدا پس از معرفی این سیستم و سپس بطور اجمالی طرز کار و نحوه استفاده از آن را مورد بررسی قرار می دهیم و در نهایت به گوشه هایی از کاربردهای وسیع این سیستم اشاره می کنیم.
تاریخچه GPS:
GPS دارای تاریخچه و سیر تکاملی جالبی می‌باشد و اخیرا استفاده از آن موجب اکتشافات قابل توجهی شده است. اما قبل از این که بیشتر راجع به GPS بدانیم، لازم است مختصری در مورد ناوبری(Navigation) بدانیم.

از زمان ماقبل تاریخ مردم سعی می کردند یک راه قابل اطمینان پیدا کنند که به آنها بگوید کجا هستند و حتی آنها را به جاییکه می روند راهنمایی کرده و سپس به خانه بازگرداند.
مردمان غارنشین وقتی که برای تهیه غذا به شکار می رفتند، احتمالا از سنگ‌ها و شاخه های کوچک برای علامت‌گذاری مسیر خود استفاده می کردند. ملوانان نیز ابتدا سواحل را به دقت دنبال می کردند تا از گم شدنشان جلوگیری کنند.

وقتی دریا نوردان اولیه در دریاهای باز(اقیانوس ها) کشتیرانی کردند، دریافتند که می‌توانند مسیر خود را با دنبال کردن ستاره‌ها ترسیم کنند. فنیقیهای باستان از ستاره شمالی برای سفر به مصر و جزیره کرت استفاده می‌کردند. بر طبق گفته هومر الهه آتنا به اودیسه گفته است که هنگام سفر کردن در جزیره کالیپسو ” دب اکبر را سمت راست خود قرار بده”.
متأسفانه برای اودیسه و دیگر دریانوردان ستاره ها فقط در شب و تنها در شب‌های صاف قابل رؤیت هستند.
پیشرفت مهم بعدی در امر ناوبری کشف قطب نمای مغناطیسی و دستگاه زاویه یاب(sextant) بود.
عقربه قطب نما همیشه نقطه شمالی را نمایش می دهد، بنابراین همیشه دانستن جهت مسیری که در آن حرکت می‌کنیم را ممکن می سازد.

GPS چیست؟
سیستم مکان یابی جهانی ( Global Positioning System ) یک سیستم هدایت ( ناوبری ) ماهواره ای اســت و تنها سیستمی می باشد که امروزه قادر است، موقعیت دقیق شما را بر روی زمین در هر زمان، درهر مکان و در هر هوایی مشخص کند. . این ماهواره ها به سفارش وزارت دفاع ایالات متحده ساخته و در مدار قرار داده شده اند. اولین ماهواره GPS در سال ۱۹۷۸ یعنی حدود ۳۵ سال پیش در مدار زمین قرار گرفت.

این سیستم در ابتدا برای مصارف نظامی تهیه شد ولی از سال ۱۹۸۰ استفاده عمومی آن آزاد و آغاز شدوسرانجام در سال ۱۹۹۴ شبکه ای شامل۲۴ ماهواره تشکیل گردیدکه امروزه تعداد آنها به عدد ۲۸ رسیده است.
خدمات این مجموعه در هر شرایط آب و هوایی و در هر نقطه از کره زمین در تمام ساعت شبانه روز در دسترس است. پدید آوردنگان این سیستم، هیچ حق اشتراکی برای کاربران در نظر نگرفته اند و استفاده از آن رایگان است.

دقت بالای این سیستم و جهانی بودن آن دلیلی بر استفاده از این سیستم در علوم مختلف می باشد. این سیستم از سال ۱۹۸۳ با پرتاب نخستین ماهواره GPS آغاز بکار نمود. با روی کار آمدن سیستم GPS تمام سیستم های قبلی تعیین موقعیت ماهواره ای از قبیل دور بین های بالستیک،داپلر،N.N.S.S ، SLR ،LLR ،LONG-C ،SECOR، به تدریج از دور خارج شدند.GPS یک سیستم عملیاتی و همیشه در حال آماده باش است که در تمامی شرایط آب و هوایی دارای کارآیی می باشد؛ زیرا فرکانس امواجی که توسط ماهواره های GPS ارسال می شوند در حد گیگا هرتز است و شرایط آب و هوایی (مه وباران و نزولات جوی ) اثری روی این امواج ندارند. این سیستم در طول ۲۴ ساعت شبانه روز فعال است ودر هر زمان ودر هر مکان که لازم باشد می توان توسط آن تعیین موقعیت کرد.

روسها نیز سیستمی مشابه GPS با نام GLONASS دارند که البته ازنظر کارآیی و توان عملیاتی در حال حاضر به پای سیستم GPS نمی رسد.البته گیرنده های مشترک GPS-GLONASS در حال حاضر در بازار ایران یافت می شونددرضمن اتحادیه اروپا نیز در حال ساخت یک سیستم تعیین موقعیت ماهواره ای با نام گالیله میباشد که طبق پیش بینی ها تا سال ۲۰۰۸ آماده بهره برداری و استفاده عموم خواهد شد. طبق ادعای اتحادیه اروپا محدودیت های موجود در سیستم GPS در گالیله وجود نخواهد داشت.

ماهواره های GPS :
در حال حاضر سیستم GPS شامل ۲۸ ماهواره فعال است که در مداری به طول ۱۱۰۰۰ مایل دریایی بالای زمین در حرکت بوده و پیوسته بوسیله ایستگاه‌های زمینی در سراسر جهان نظارت می‌شوند.
هرکدام ازاین ماهواره ها که NAVSTAR نیز نامیده میشوند ۲۰۰۰پوند وزن داشته ،دارای صفحات آفتابی به پهنای f=17 هستندوباسرعتی درحدود ۱۰۸ مایل درثانیه به دورزمین میگردند.
این ماهواره ها که کل سطح کره زمین را بطور همزمان پوشش می دهند ، در ۶ مدار بیضی شکل با زاویه میل ۵۵ درجه نسبت به صفحه استوای زمین به دور زمین می چرخند و در ارتفاع ۲۰۸۰۰ کیلومتری از سطح زمین قرار دارند.زمان یکبار چرخش ماهواره های GPS به دور زمین در حدود ۱۲ ساعت نجومی است. به عبارتی در هر ۲۴ ساعت خورشیدی در طول شبانه روز ماهواره دوبار از افق یک محل می گذرد.همان طور که می دانیم شبانه روز خورشیدی ۴ دقیقه از شبانه روز نجومی بیشتر است لذا در هر روز نسبت به روز قبل ماهواره ۴ دقیقه زودتر در افق یک محل ثابت طلوع می کند.

هر ماهواره حدوداً ۱۰ سال فعال می ماند وجایگزینی ماهواره ها بموقع انجام گشته و ماهواره های جایگزین به فضا پرتاب می گردند . برنامه شبکه GPS هم اکنون تا سال ۲۰۰۶ تنظیم وجایگزینی های لازمه ترتیب داده شده اند . مسیر گردش ماهواره ها آنها را بین عرض جغرافیایی ۶۰ درجه شمالی و۶۰ درجه جنوبی قرارمی دهد . این امر به معنی آن است که درهرنقطه از زمین ودرهرزمان می توان سیگنال های ماهواره أی را دریافت نمود. وهرچه به قطبهای شمال – جنوب نزدیک شویم نیز همچنان ماهواره های GPS را خواهیم دید . هرچند دقیقاً در بالای سرما نخواهند بود واین در دقت وصحت عمل آنها در این نقاط تاثیرمی گذارد .

انرژی مصرفی هر ماهواره، کمتر از ۵۰ وات است. این ماهواره ها نیروی خود راتوسط باتریهای خورشیدی که طولش هرکدامشان ۵۵ متر است از خورشید تامین می کنند. همچنین باتری هایی نیز برای زمانهای خورشید گرفتگی و یا مواقعی که در سایه زمین حرکت می کنند بهمراه دارند. راکتهای کوچکی نیز ماهواره ها را در مسیر صحیح نگاه می دارد.
سیستمGPS چگونه کار میکند؟

به وسیله گیرنده های سیستم GPS می توان هم به روش مطلق و هم به روش نسبی تعیین موقعیت کرد و برای تعیین موقعیت در هر یک از دو روش فوق می توان از روش های ایستا (Static) ، متحرک(Kinematics) و نیمه متحرک (Semi-Kinematics) استفاده کرد.
در روش مطلق ، موقعیت نسبی نقطه نسبت به یک نقطه مختصات دار معلوم ((DELTA(X),DELTA(Y),DELTA(Z)) بدست می آید. روش تعیین موقعیت نسبی به علت حذف خطاهای سیستماتیک موجود در اندازه گیری های GPS از اهمیت خاصی برخوردار است و برای انجام آن نیاز به حداقل دو گیرنده GPS می باشدکه بطور همزمان ماهواره های مشترک را مشاهده و اندازه گیری نمایند. منظور از همزمانی ، بدین معنی است که شرایط اندازه گیری برای هر دو گیرنده مستقر در ایستگاه های استقرار، یکی با مختصات معلوم و دیگری با

مختصات مجهول،یکسان باشد. از روش تعیین موقعیت نسبی با GPS اکثرا در کارهای نقشه برداری و گسترش شبکه های ژئودزی استفاده می شود.دقت تعیین مختصات مطلق با سیستم GPS در حال حاضر در بهترین حالت ۳ ± متر می باشد و دقت تعیین مختصات نسبی با این سیستم در حد میلیمتر می باشد.
هر ماهواره GPS بطور مستقل اطلاعات زیر را توسط آنتنهای تعبیه شده بر روی بدنه اش به زمین ارسال می نماید:

۱) امواج حامل
الف) موج حامل (L1) با فرکانس f1=1500 MHZ
ب) موج حامل (L2) با فرکانس f2=1200 MHZ
۲)کدهای اطلاعاتی(بصورت دودویی)
الف) کدغیر نظامی(کد C/A ) ؛ f=1.023 MHZ
ب) کد دقیق (کد P ) ؛ f=10.23 MHZ
ج) کد سری (کد Y) ؛ f=10.23 MHZ

برای رسیدن به حداکثر دقت و کارآیی GPS توسط یک گیرنده باید از گیرنده ای استفاده کرد که هر دو موج حامل L1 و L2 و کدهای فوق را دریافت نموده وقابلیت آنتی اسپوفینگ (AS) داشته باشد؛ یعنی بتواند کد سری Y را به یک کد P وبالعکس تبدیل کند.
۳) پیام ماهواره(Message) با فرکانس f=1500 MHZ که حامل اطلاعات زیر می باشد:
الف) اطلاعات مدار ماهواره که مربوط به موقعیت ماهواره می شود.

ب) اطلاعات مربوط به زمان
ج) اطلاعات شماره ماهواره
د) اطلاعات مربوط به ضریب دقت آرایش هندسی ماهواره ها (لازم به ذکر است که چنانچه ماهواره ها در افق منطقه مورد نظر باشند نه در بالای سر و یا اگرزاویه هر دو ماهواره با هم ۱۲۰ درجه باشد تعیین موقعیت محل دارای دقت بیشتری خواهد بود.)

مجموعه اطلاعات فوق یعنی امواج حامل،کدهای اطلاعاتی و پیام ماهواره ، همراه یکدیگر توسط مدولاسیون فاز بسمت زمین مخابره شده و گیرنده های زمینی که قابلیت ها و انواع متفاوتی دارند ضمن دریافت مجموعه فوق پس از عمل De Modulation هر بخش را برای منظور خاص خود مورد استفاده قرار می دهد.لازم به ذکر است که بهترین و دقیق ترین گیرنده ، گیرنده ایست که قابلیت در یافت کلیه اطلاعات ذکر شده در موارد سه گانه بالا را داشته باشد و بتواند هر یک را به طرقی جداگانه دریافت کند و ارزان ترین گیرنده هم گیرنده ایست که تنها قابلیت دریافت موج حامل L1 ،کدC/A و پیام ماهواره را دارد.لازم بذکر است که کد C/A فقط بر روی موج L1 مدوله میشود ولی کد P بر روی هر دو موج وجود دارد.
اما اگربخواهیم عملکرد این ماهواره ها بطور ساده تر را بررسی کنیم به نتایج زیر می رسیم:

سیگنـال هایی که هرماهوارهی GPSارسال میکند شـــــامــل یـــک کد شبه تصادفی Pseudo Random Code ، داده ای بنام ephemeris ویک داده تقویــــمی بنام almanac می باشد. کد شبه تصادفی مشخص کننده ماهواره ارسال کننده اطلاعات ( کد شتاسایی ماهواره ) می باشد.

هرماهواره باکدی مخصوص شناسایی می شود : RPN Random Code Pseudo این عددی است بین ۱و ۳۲ . این عدد درگیرنده هر GPS نمایش داده میشود .دلیل اینکه تعداد این شناسه ها بیش از ۲۸ می باشد امکان تسهیل درنگهداری شبکه GPS باشد . زیرا ممکن است یک ماهواره پرتاب شود و شروع بکار نماید قبل از اینکه ماهواره قبلی از رده خارج شده باشد . به این دلیل ازیک عدد دیگر بین ۱و ۳۲ برای شناسایی این ماهواره جدید استفاده می شود .

داده Ephemeris دائماً بوسیله ماهوارها ارسال میگردد وحاوی اطلاعاتی درمورد : وضعیت خود ماهواره ( سالم یا ناسالم ) و تاریخ وزمان فعلی می باشد . گیرنده GPS بدون وجود این بخش از پیام درمورد زمان وتاریخ فعلی درکی ندارد . این بخش پیام نکته اساسی برای تعین مکان می باشد.
Almanac داده أی را انتقال می دهد که نشان دهنده اطلاعات مداری برای هرماهواره وتمام ماهوارهای دیگر سیستم می باشد .
حال میتوان شیوه کار GPS را بهتر بررسی کرد . هرماهواره پیامی را ارسال می کند که بــطور ســــــاده می گوید :

من ماهواره شماره X هستم ، موقعیت فعلی من Y است ، و این پیام در زمان Z ارسال شده است.
هر چند که این شکل ساده شده پیام ارسالی است ولی می تواند کل طرز کار سیستم را بیان نماید . گیرنده GPS پیام را می خواند و داده های almanac و ephemeris را جهت استفاده بعدی ذخیــره می نماید . این اطـلاعـات می توانند برای تصحیح و یا تنظیم ساعت درونی GPS نیز به کار روند .
با تبادل با چهار ماهواره و یا بیشتر یک GPS می تواند موقعیت سه بعدی مکان خود را تعیین نماید که شامل طول و عرض جغرافیایی و ارتفاع می باشد . با انجام پشت سر هم این محاسبات ، GPS می تواند سرعت و جهت حرکت خود را نیز به دقت مشخص نمایید

امروزه در بعضی مکان های ایران قادر به دریافت اطلاعات تا ۱۰ ماهواره می باشیم و حداقل به ۴ تا ۵ ماهواره در هر زمان از شبانه روز و در هر مکان دسترسی داریم.هر قدر تعداد ماهواره های قابل مشاهده بیشتر شود معادلات اساسی تعیین موقعیت بیشتر خواهند شد و بنابراین زمان لازم برای تعیین موقعیت یک نقطه کاهش یافته و دقت تعیین موقعیت نیز افزایش خواهد یافت.

نکته مهمی که می بایست مورد توجه قرار گیرد اینست که ارتفاعی که GPS به ما می دهدبا ارتفاع موجود در نقشه ها و اطلس ها فرق میکند.ارتفاع GPS نسبت به سطح مبنایی بنام بیضوی مقایسه یا سطح ژئوئید است در حالی که ارتفاع موجود در نقشه ها ارتفاع اورتومتریک می باشدکه از سطح دریاهای آزاد محاسبه می گردد.مقدار اختلاف این دو مقیاس در بیشترین حالت حدود ۱۰۰ متر است.

یکی از عواملی که بر روی دقت عمل یک GPS اثــر می گذارد . شکل قرار گرفتن ماهواره ها نسبت به یکدیگر می باشد . (از نقطه نظر GPS )
اگر یک GPS با چهار ماهواره تبادل نماید و هر چهار ماهواره در شمال و شرق GPS باشند طرح و هندسه این ماهوارها برای این GPS بسیار ضعیف میباشد و شاید GPS قادر نباشد مکان یابی نماید. زیرا تمام اندازه گیریهای فاصله در یک جهت عمومی قرار دارند. مثلث سازی ضعیف است وناحیه مشترک بدست آمده ازاشتراک این مسافت سنجی ها وسیع می باشد ( مکانی که GPS برای مکان خود تصورمی کند بسیار وسیع می باشد ودر نتیجه تعیین دقیق محل آن ممکن نیست ) دراین موقعیتها حتی اگر GPS مکان یابی را انجام دهد

وموقعیتی راگزارش نماید دقت آن نمی تواند زیاد خوب باشـــــــد ( کمتر از۵۰۰-۳۰۰ فیت ). اگر همین چهارماهواره درچهارجهت ( شمال ، جنوب ، شرق ، غرب ) وبا زوایای ۹۰ درجه قرارداشته باشند طرح این چهار ماهواره برای GPS مزبور بهترین حالت می باشد چراکه جهات مسافت سنجی چهار جهت متفاوت و نقطه اشتراک این مسافت سنجی ها بسیار کوچک می باشد وهرچه این نقطه اشتراک کوچکتر باشد به معنی آن است که بیشتر به نقطه واقعی حضورخود نزدیک شده ایم . دراین موقعیت دقت عمل کمتر از۱۰۰فیت می باشد .

طرح وهندسه قرارگرفتن ماهواره ها هنگامیکه GPS نزدیکی ساختمانهای بلند، قلل کوهها ، دره های عمیق ویا در وسایل نقلیه قرارگرفته باشد به مساله مهمتری تبدیـل می گردد.اگر مانعی در رسیدن سیگنالهای بعضی از ماهواره ها وجود داشته باشد GPS می تواند از بقیه ماهواره ها بـــرای مکان یابی خود استفاده نماید. هرچه این موانع بیشتر و شدیدتر شوند مکان یابی نیز مشکل تر می گردد .

یک گیرنده GPS نه تنها ماهواره های قابل استفاده را تشخیص می دهد بلکه مکان آنها را درآسمان نیز تعیین می کند . ( ارتفاع و زاویه ) منبع دیگرایجاد خطا ” چند مسیری ” می باشد .” چند مسیری” نتیجه انعکاس سیگنال رادیویی به وسیله یک شی می باشد . این پدیده باعث ایجاد تصاویر سایه دار در تلویزیونها می گردد هر چند در آنتنهای جدید این شکل به وجود نمی آید ، این پدیده در آنتنهای رو تلویزیونی قدیمی به وجود می آمد.

بروز این اختلال برای GPS ها به این شکل است که امواج بعد از انعکاس به وسیله اشیاء ( مانند ساختمانها یا زمین ) به آنتن GPS برسند . در این صورت سیگنال مسیر بیشتری را تا رسیدن به آنتن GPS طی می کند و این باعث می شود که GPS فاصله ماهواره را بیشتر از آنچه هست محاسبه نماید. که باعث ایجاد خطا در مکان یابی نهایی می گردد. در صورت بروز این اختلال تقریباً ۱۵ فیت بر خطای نهایی افزوده می شود .منبع دیگری نیز برای ایجاد خطا ممکن است وجود داشته باشند . افزایش تاخیر ( delay ) به دلیل اثرات جوی نیز می تواند برروی دقت کار اثر بگذارد . همچنین خطاهای ساعت داخلی GPS . در هر دو این موارد گیرنده GPS طوری طراحی شده است که این اثرات را جبران نماید . ولی خطاهای کوچکی بر اساس همین اثرات همچنان بروز خواهند کرد .

در عمل ، دقت کار یک GPS غیر نظامی معمولی ، با توجه به تعداد ماهواره های تبادلی و طرح قرار گرفتن آنها بین ۶۰ تا ۲۲۵ فیت می باشد. GPS های پیچیده تر و گرانتر می توانند با دقتهایی در حد سانتیمتر کارکنند . ولی دقت یک GPS معمولی نیزمی تواند به کـــمک پـــردازشی بـــه نـــام DGPS Differential GPS به حدود ۱۴ فیت یا کمتر برسد .سرویسهای DGPS با هزینه کمی قابل اشتراک می باشند . سیگنال تصحیحات DGPS توسط سازمان Army Corps Of Engineers و از ایستگاههای مخصوص ارسال می گردد . این ایستگاهها در فرکانس KHZ .325- 283.5 کار می کنند تنها هزینه استفاده از این سرویس خریدن یک دامنه از این سیگنالها می باشد . با این کار یک گیرنده دیگر به GPS ما متصل می شود ( از طریق یک کابل سه رشته ای ) و عمل تصحیح را طبق یک روش استاندارد به نام ( RTCM SC-104 ) انجام می دهد . اشتراک سرویسهای DGPS از طریق امواج رادیویی FM نیز ممکن می باشد .
ایستگاههای زمینی سیستم GPS :

در قسمت بالا درباره بخش فضایی سیستم GPS صحبت شد؛حال به سراغ بخش کنترل زمینی این سیستم می رویم : این بخش شامل ایستگاههای کنترل زمینی است که دارای مختصات معلوم هستند و موقعیت آنها از طریق روشهای کلاسیک تعیین موقعیت نظیر روش VLBI (تعیین فواصل بلند توسط کوازارها)و روش SLR (فاصله سنجی ماهواره ای با امواج لیزر ) بدست آمده است. این ایستگاه ها وظیفه تعقیب ومشاهده شبانه روزی ماهواره های GPS را بر عهده دارند . این بخش بوسیله محاسبات ریاضی پیچیده از طریق محاسبه معادله پلی نومیال (Polynomials) ریاضی بطریق کمترین مربعات ، پارامترهای مداری (افمریزها)و موقعیت ماهواره ها را نسبت به یک سیستم مختصات ژئودتیک ژئوسنتریک (مبدا سیستم مختصات تقریبا در مرکززمین قرار دارد.) محاسبه می نماید.

تعداد این ایستگاههای زمینی ۵ عدد است که ایستگاه اصلی با نام کلرادو اسپرینگ در آمریکا قرار داردو ۴ ایستگاه فرعی دیگر در نقاط دیگر کره زمین مستقر هستند. آخرین بخش از سیستم GPS ، قسمت USER یا کاربران سیستم می باشد که خود شامل دو بخش است:

الف) آنتن دریافت کننده اطلاعات ارسالی از ماهواره ها
ب ) گیرنده(پردازش کننده اطلاعات دریافتی و تعیین کننده موقعیت محل آنتن)
نرم افزار و میکروپروسسور داخل گیرنده فاصله بین آنتن زمینی تا ماهواره های مرتبط با گیرنده ه را تعیین می کند سپس با استفاده از حداقل ۴ ماهواره موقعیت X وY و ارتفاع محل استقرار آنتن یا همان گیرنده تعیین میشود.
گیرنده های GPS به دو دسته اصلی تقسیم می شوند :
الف) گیرنده های نظامی
ب ) گیرنده های غیر نظامی

گیرنده های غیر نظامی فقط می توانند افمریزهای ارسالی روی کد C/A را از ماهواره دریافت کنند ،لذا تعیین موقعیت مطلق توسط این دسته از گیرنده ها ضعیف می باشد.(در حدود ۳ تا ۵ متر).اما گیرنده های نظامی که اکثرا در اختیار ارتش آمریکا و کشورهای عضو پیمان ناتو می باشد قادر هستند که پارامترهای ارسال شده بوسیله کد P (پارامترهای دقیق) را نیز علاوه بر کد C/A استفاده کنند. دقت تعیین موقعیت با چنین گیرنده هایی بسیار بالاست و در حال حاضر استفاده از کد P وکد Y که مشکل تر از کد P است صرفا در اختیار نظامیان

آمریکایی می باشد.البته از سال ۲۰۰۰ دقت سیستم GPS غیر نظامی با توجه به حذف خطای SA که وزارت دفاع آمریکا آن را عمدا همراه سایر موج ها از ماهواره های GPS به سمت گیرنده های غیر نظامی میفرستاد ، دقت تعیین موقعیت با گیرنده های دستی معمولی به ۳ تا ۵ متر رسیده است.البته برای کارهای دقیق ژئودزی و نقشه برداری با استفاده از گیرنده های دو فرکانسه(تفاضلی) به شیوه تعیین موقعیت نسبی میتوان به دقت در حد میلیمتر دست پیدا کرد. البته همین دقت ۳ تا ۵ متر گیرنده های دستی عادی هم نیازهای عمومی ناوبری(کوهنوردی و;.) را بخوبی تامین میکند.

کاربردهای GPS
GPS ها دارای کاربردهای متنوعی در زمین ، دریا و هوا می باشند ، اساساً GPS هر جایی قابل استفاده است مگر در نقاطی که امکان وصول امواج ماهواره درآنها نباشد مانند داخل ساختمانها ، غارها ونقاط زیرزمینی دیگر و یا زیر دریا ، کاربردهای هوایی GPS در رهیابی برای هوانوردی تجاری میباشد . در دریا نیز ماهیگیران ، قایقهای تجاری ، ودریا نوردان حرفه أی از GPS برای رهیابی استفاده میکنند .

استفاده های زمینی GPS بسیار گسترده تر می باشد . مراکز علمی از GPS برای استفاده از قابلیت و دقت زمان سنجی اش واطلاعات مکانی اش استفاده می کنند . نقشه برداران از GPS برای توسعه منطقه کاری خود بــــهره می گیرند . سایتهای گرانقیمت نقشه برداری دقتهایی تا یک متر را فراهم می آورند . GPS ها علاوه بر صرفه جویی دقتهای بهتری را برای این سایتها به ارمغان می آورند . استفاده های تفریحی از GPS نیز به تعداد تمام ورزشهای تفریحی متنوع است . به عـنوان مثال برای شکارچیان ، برف نوردان ، کوهنوردان وسیاحان و…
در نهایت باید گفت هرکسی که می خواهد بداند که درکجا قراردارد ، راهش به چه سمتی است ، ویا با چه سرعتی درحرکت است می تواند از یک GPS استفاده کند .

در خودروها نیز وجود GPS به امری عادی بدل خواهد شد.سیستم هایی درحال تهیه است تا درکنار هر جاده ای با فشار دادن یک کلید موقعیت به یک مرکز اورژانس انتقال یابد . ( بوسیله انتقال موقعیت فعلی به یک مرکز توزیع ) سیستم های پیچیده دیگری موقعیت هر خودرو را دریک خیابان ترسیم می کنند این سیستمها به راننده بهترین مسیر برای رسیدن به یک هدف خاص را پیشنهاد می کنند . در کشورهای توسعه یافته از این سیستم جهت کمک به راهبری خودرو، کشتی و انواع وسایل نقلیه بهره گیری می شود.
می توان از GPS مسیر نزدیکنرین پمپ بنزین، تعمیرگاه و یا ایستگاه قطار را سوال نمود و مسیر پیشنهادی را دنبال کرد. دقت مکانیابی این سیستم در حد چند متر می باشد، که بسته به کیفیت گیرنده تغییر می کند

پیش بینی زلزله ازدیگرکاربردهایGPS است. (در حال حاضر برای پیش بینی زلزله بیش از ۱۲۰۰ GPS در ژاپن نصب شده و همچنین فقط در اطراف شهر لس آنجلس آمریکا ،۲۵۰ GPS در حل اندازه گیری و فعالیت ۲۴ ساعته هستند.)
از دیگر کاربردهای این سیستم بطور فهرست وار میتوان به موارد زیر اشاره کرد:کاداستر ، کنترل امور مربوط به حمل و نقل و ترافیک ، کنترل حرکات تکتونیکی زمین ، کنترل جابجایی سدها و برج های بلند، پیش بینی وضع هوا (از طریق اندازه گیری میزان انرژی موج فرستاده شده از سوی GPS پس از عبور از لایه های جو و ابرهای موجود در منطقه مورد نظر) ، هیدروگرافی(آبنگاری) ، تعیین موقعیت سکوهای دریایی نفتی،تعیین موقعیت جزیره های مرجانی، مین یابی ، SCAN کردن دریا ، بروز رسانی سیستم های تعیین موقعیت اینرشیال ، استفاده جهت کنترل ماهواره های سنجش از دور(Remote Sensing) وکاربردهای وسیع نظامی و;

(یک نکته که باید هنگام استفاده از این سیتم حتما مورد توجه قرار گیرد این است که در زمان هایی که احتمال ارسال امواج پارازیت برروی گیرنده های GPS می رود به هیچ عنوان نمی توان روی داده های ارائه شده توسط گیرنده های غیر نظامی حساب باز کرد.)
در نهایت این نکته قابل ذکر است که با توجه به نزول شدید بهای گیرنده های این سیستم، و افزایش امکانات آنها، این تکنولوژی در آینده نزدیک بیش از پیش در اختیار همگان قرار خواهد گرفت.
چندنمونه از تصاویر حاصل از سیستم GPS

گزارش تکثیر نقاط GPS :
• این دانشجو در برداشت وتکثیر نقاط مختصات دار در حوالی روستای آرادان دراستان سمنان برای ایجاد ایستگاه های نقشه برداری به منظور برداشت مسیر ایجاد کرده نحوهً این تکثیر به این روش می باشد که سه عددGPS تک فرکانسه رابرای تعیین موقعیت رابرروی نقاطی که با بتن علامت گذاری نموده را مستقر کرده که باید یکی از این سه ایستگاه دارای مختصات معلوم باشد تا به روش تفاضلی نقاط مختصات دار شوند سپس طبق طرحی که از قبل درکارگاه تنظیم شده یکی از دستگاهها(GPS) ثابت بوده ودودستگاه را به نقاط بدون مختصات منتقل میکنیم این عملیات تا ۳۵ نقطه انجام گرفت وادام آن برای وقت دیگری موکول گردید سپس با استفاده از برنام LGO که مخصوص دستگاه های لایکا بوده ونیز توانایی دریافت فرمت عمومی نیز میباشد که با استفاده از این برنامه مشاهدات انجام گرفته تخلیه و محاسبه شده تا برای استقرار دوربین برروی این نقاط اماده بوده تا بتوانیم این نقاط رابرروی سطح بیضوی داشته باشیم واز انجایی که این اندازهگیری ومشاهده برروی سطح بیضوی است انها بااندازه گیری برروی سطح زمین دارای اختلاف در X,Y می باشد که این اختلاف کاملا قابل اندازه گیری وسرشکنی می باشد.
مسئل اصلی دراندازه گیری باGPS نحوه کار با نرم فزار حذف خطاها میباشد.این پروژبرای بررسی برطرح داده شده ازطرف راه وترابری برای ایجاد یک مسیر(اتوبان) از سمنان به اصفهان میِ باشد مسافت ان ۲۰۰Km است.
بخش دوم کاداستر
فصل اول
در این جزوه تعاریف اولیه و رسمی از زمین ، محدوده ، قطعه زمین ، ثبت و کاداستر و همچنین تعاریف توابع مدیریت زمین ، سیستم اطلاعات زمینی ، انواع سیستم های ثبتی و انواع سیستم های کاداستری از اهداف پیش بینی شده در این فصل می باشد.
با توجه به اینکه هدف بررسی ساختار یک نظام کاداستر بوده است لذا مطالبی راجع به مزایای ثبت قطعه زمین و کاداستر ، بستر سازی برای ایجاد یک نظام کاداستر ، عملیات نقشه برداری و بررسی خطا و دقت در روش های مختلف تهیه نقشه ارائه گردیده است
– تعریف کاداستر
بنا به تعریف مجمع علوم ریاضیات وفیزیک وابسته به شورای تحقیقات ملی آمریکا ، کاداستر را می توان بعنوان اطلاعات مربوط به منافعی که از زمین حاصل میشود تعریف کرد که دراین حالت ماهیت ، شدت و دامنه آن منافع مد نظرمیباشد.
بنا به تعریف سازمان بین المللی نقشه برداری ((FIG ، کاداستر را می توان فهرست مرتب شده ای از اطلاعات قطعات زمین ، در داخل مرز جغرافیائی یک کشور یا یک منطقه دانست که با نقشه برداری از حدود قطعات شروع می گردد. سپس سایر مشخصات مورد نیاز مانند حقوق ملکی ، کاربری ، اندازه و ارزش به نقشه بزرگ مقیاس قطعات ضمیمه شده و به طور رسمی به ثبت می رسد. به بیان دیگر کاداستر در وحله اول پاسخی به سوالات کجا و چه قدر در سیستم ثبت قطعات می باشد.
بنا به تعریف واحد تحقیقات امور فتوگرامتری طرح کاداستر ، در ارتباط با قطعه زمین، کاداستر به معنی مشخص کردن هر نوع حد و حصر در چهار چوب قانون اساسی هر کشوری بوده و بنابراین با توجه به بافت اقلیمی، فرهنگی، اجتماعی ، اقتصادی و صنعتی هرکشوری به روشهای متفاوتی قابل تعریف و اجرا خواهد بود.

تعاریف اصطلاحات در کاداستر
۱- زمین :
زمین یا ارض (Earth ) برای انسان برحسب نظر و منافع او و در هر زمانـــی مفاهیم متعددی را مجسم می سازد. بنا به تعریف پرفسورهنسن – استاد دانشگاه هانوفر: زمین ( Land) بعنوان ناحیه ای ازسطح کره زمین به همراه آب ، خاک ، صخره ها، معادن ، هیدروکربنها، وهوای بالای آن گفته می شود. همچنین این ناحیه سطوح پوشیده ازآب و دریاها را نیز در برمی گیرد.
۲-محدوده :
محدوده ، سطح پیوسته ای از کره زمین میباشد که بنا به قوانین عرفی جامعه به کاربرد خاصی اختصاص یافته و بشر در قالب یکسری مقررات و قوانین درآن زندگی یا کار میکند. ازنقطه نظر نظام مالکیتی این محدوده به قطعه زمین ( parcel) معروف است.
۳- قطعه زمین( parcel) :
قطعه زمین از نقطه نظر حقوقی سهم معین وپیوسته ای ازسطح زمین است که در آن حقوق ملکی و علاقه واحد و یکنواختی وجود داشته باشد. مرز بین قطعات در روی زمین بوسیله تعاریف توصیفی و عملیات نقشه برداری معین می شود.
بنا به تعریف پروفسور هنسن یک قطعه زمین (Parcel) محدوده ای پیوسته ازسطح کره زمین است که دارای حقوق بهره گیری ملکی منحصر به فردی
می باشد. یک قطعه زمین بر روی نقشه، توسط خطوطی شکل می گیرد که محدوده ای را احاطه کرده و از نقطه نظر هندسی دارای هویت منحصر به فرد باشد .
بنا به تعریف کارشناسان کاداستری سازمان ملل ، قطعه زمین بعنوان یک واحد مکانی پایه شناخته شده و ناحیه ای از زمین است که هویت کاملاً مجزایش توسط حدود قانونی، پرداخت مالیات مربوطه و یا کاربرد آن تعریف میشود.

۴- لزوم مدیریت بر روی زمین :
زمین بعنوان زیستگاه ومحل فعالیت ومنبع تمام نیازهای بشری دارای بالاترین اهمیت در زندگی انسان میباشد. هرگونه برنامه ریزی درخصوص زمین مستلزم داشتن اطلاعات راجع به پدیده ها، مظاهر و متعلقات زمینی میباشد . جمع آوری این اطلاعات مقوله ای است که درنهایت به مدیریت دریک سیستم اطلاعات زمینی منتهی خواهد گشت . ساماندهی این اطلاعات وبهره برداری و دستیابی به آن نیاز به سیستمی جامع و منسجم خواهد داشت که در دنیا به سیستم اطلاعات زمینی معروف می باشد.

۵- سیستم اطلاعات زمینی :
سیستم اطلاعات زمینی یا (Land Information System) LIS زیرمجموعه ای از فناوری GIS بوده که بر طبق تعریف فدراسیون بین المللی نقشه برداری ( F I G ) ، ابزاری برای تصمیم گیری های قانونی ، مدیریتی ، اقتصادی و اجتماعی بوده و عنصر اصلی در برنامه ریزی و توسعه می باشد . این سیستم ازیک سوی شامل یک پایگاه داده می باشد که حاوی اطلاعات توضیحی و فضائی زمین مرجع بوده و از سوی دیگر شامل روال ها و تکنیکهای جمع آوری ، به هنگام سازی ، پردازش و توزیع داده ها می باشد.
مبنای سیستم اطلاعات زمینی وجود یک سیستم مختصات همگن مکان مرجع و نیز توابع مدیریت مربوط به زمین می باشد که ارتباط داده های مربوط به زمین را آسان می کند ۰
۶- توابع مدیریت زمین:
توابع مدیریت زمین دریک سیستم اطلاعات زمینی بنا به تعریف ، کلیه فعالیتهائی است که جهت جمع آوری ، آماده سازی ، سازماندهی ، ذخیره سازی ، بازیابی و نگهداری اطلاعات مربوط به زمین صورت می پذیرد. این فعالیت ها بطورکلی به اصل تصدی وتصرف زمین ، تخصیص منابع ، بهره برداری و نظارت بر محیط زیست می پردازند. در یک تقسیم بندی کلی توابع مدیریت زمین به چهار رده ذیل تقسیم می گردد.
۱-۶) توابع مدیریت حقوقی : توابعی هستند که در امرحقوق رسمی تصدی زمین و املاک و نیز سازماندهی برنامه های اصلاحات زمین و ثبت آن فعالیت می نمایند.
۲-۶) توابع مدیریت مالی : توابعی با دامنه اقتصادی و بهرده برداری مالی از زمین بوده و هدف اصلی فعالیت آنها ارزش و بهاء زمین می باشد.
۳-۶) توابع مدیریت کاربری : توابعی با دامنه فعالیت کلان درخصوص تعدیل و توسعه کاربری زمین و مسائل محیط زیست بوده و به توابع مدیریت تعدیلی نیزمعروف می باشد.
۴-۶)توابع مدیریت اطلاعاتی : توابع کلی که درخصوص تامین اطلاعات مکان مرجع برای فعالیت های مرتبط با اداره زمین عمل کرده و یک جزء مکمل برای سه مولفه فوق محسوب می شود.
این نوع اطلاعات جامع مکان مرجع که باعث تعریف دقیق ریاضی قطعات
می شود در نظامی به نام کاداستر تعریف خواهند شد.
به بیان دیگر کاداستر به معنی ثبت جزئی ترین تا کلی ترین اطلاعات گوناگون درباره قطعه زمین و بررسی همزمان اطلاعات مرتبط در سریعترین زمان ممکن ، برای اخذ بهترین تصمیم گیری و اجرای منطقی ترین عمل در ارتباط با گذشته ، حال و آینده می باشد.
انواع کاداستر
ازآنجاکه کاداستر به نظامی اطلاق میشود که هدف آن تعیین محدوده های تعریف شده به همراه اطلاعات توصیفی محدوده ها می باشده و با توجه وجود انواع محدودها مانند: محدوده قطعات زمین ، محدوده جغرافیائی ، محدوده طبیعی و محدوده مرزهای سیاسی ، لذا کاداستر نیز به انواع مختلفی به شرح ذیل تقسیم خواهد شد.
۱) کاداسترملکی یاحقوقی (Legal Cadastre)
بنا به تحقیق کمیته علمی طرح کاداستر کشور، کاداستر ملکی به نظامی اطلاق میشود که با بهره گیری از خدمات فنی ( نقشه برداری و درحال حاضرکامپیوتر) و همچنین خدمات ثبتی و حقوقی تشکیل گردیده و این نظام بر کلیه مسائل هندسی و حقوقی املاک به منظور تثبیت و تحکیم مالکیت اشراف و حاکمیت پیدا می کند. لذا با توجه به ماهیت املاک به دو دسته کاداستر ملکی شهری و کاداستر ملکی زراعی به ترتیب زیر تقسیم میگردد۰
۱-۱) کاداستر ملکی شهری
دراین نوع کاداسترهدف تعیین موقعیت و ثبت مستقلات ، مستحدثات و معابر موجود در محدوده شهرها بوده و نظر به ارزش ، اهمیت و تراکم اراضی شهری ، روش های دقیقی برای تهیه نقشه قطعات در آن به کار می رود.