توسعه الگوریتم ایستگاه مرجع مجازی GNSS برای ایجاد یک سیستم شبکه RTK

استفاده از تکنولوژی تعیین موقعیت آنی کینماتیک شبکه (Real Time Kinematic RTK)، به ویژه استفاده از ایستگاه مرجع مجازی (Virtual Reference Station VRS)، در دو دهه‌ی گذشته برای تعیین موقعیت دقیق با سامانه تعیین موقعیت جهانی (Global Positioning System GPS) و نیز غلبه بر مشکلات RTK سنتی گسترش یافت. هدف اصلی در تکنولوژی VRS، کاهش طول‌مبنای (Baseline) بین ایستگاه مرجع مجازی و کاربر به منظور کاهش تاثیر خطای مدار ماهواره‌ها و تاخیرات اتمسفری در مرحله تقاضلی مرتبه دوم (Double Difference DD) می‌باشد. نتیجه این امر بالاتر رفتن دقت تعیین موقعیت کاربر خواهد بود. بدین منظور ایستگاه مرجع به گونه‌ای انتخاب می‌شود که تا حد امکان به ایستگاه سیار نزدیک باشد. در این مقاله ابتدا مفاهیم اولیه ساخت مشاهدات ایستگاه مجازی در شبکه بیان می‌شود. سپس برای داده‌های واقعی ایستگاه‌های GPS موجود در شبکه دائم (National Geodetic Survey NGS)، الگوریتم تشکیل مشاهدات مجازی VRS توسعه داده شده و نتایج عددی آن ارائه شده است. همچنین برای ساختن مشاهدات ایستگاه مجازی، از سه روش درون‌یابی خطی (Linear Interpolation)، برازش رویه با مراتب پایین (Low-order surface model) و روش درون‌یابی کریجینگ معمولی (Ordinary Kriging) استفاده و نتایج حاصله مقایسه شده است. نتایج حاصله در مورد این شبکه موردی، مبین این مطلب است که استفاده از روش‌های درون‌یابی مختلف تفاوت چندانی در جواب نهایی ایجاد نخواهد کرد. هر چند نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که روش درون‌یابی خطی نسبت به دو روش درون‌یابی دیگر، کمی ضعیف‌تر عمل می‌کند. به گونه‌ای که در آزمایش انجام شده میانگین قدر‌مطلق اختلاف مشاهدات تفاضلی مرتبه اول ساخته شده و موجود با استفاده از روش درون‌یابی خطی نسبت به دو روش دیگر حدود یک سانتی‌متر بیش‌تر است. با این وجود انتخاب روش درون‌یابی خطا در نتیجه نهایی (مختصات ایستگاه سیار) تفاوت قابل ملاحظه‌ای ایجاد نخواهد کرد. به بیان دیگر در مولفه‌های طول‌مبنای برآورد شده مابین ایستگاه مرجع و سیار با استفاده از روش‌های مختلف درون‌یابی، اختلاف فاحشی ملاحظه نمی‌شود؛ هر چند که روش درون‌یابی خطی همچنان نسبت به دو روش دیگر ضعیف‌تر عمل می‌کند.