מבוא ל- GPS סקרים ב- Polar וב-Creney Zones

סקרים של מערכת מיקום גלובלית (GPS) בסביבות הקוטב והקוטב דורשים גישה שונה לחלוטין מאלה שבוצעו בקווי הרוח המחושפים.שילוב של מזג אוויר קר, משתנה במהירות, מגבלות לוגיסטיות, ותופעות גיאופיזיות כגון ionospheric scintillation ו anomas שדה מגנטי מספק מערכת ייחודית של תוכניות, מהנדסים, וצוותי שדה הפועלים על ניטור גזעי, מיפוי ימי, בדיקות פיתוח מיטביות, דורשות של ציוד פיתוח אופטי, דורשות.

המאזניים גבוהים: שגיאות בקביעת יכולות להפיץ למודלים קריטיים של דינמיקת קרח, תחזיות עלייה ברמת הים, או סיכנות ניווט. להיפך, סקר מגובש היטב מניב נתונים בלתי-סבירים שמקדמו את ההבנה שלנו של שינויי אקלים, גיאודינמיקה ואבולוציה אקולוגית. על ידי מעקב אחר האסטרטגיות המפורטות להלן, סקרים יכולים למקסם את הדיוק תוך צמצום טביעת הרגל הסביבתית וסיכון תפעולי.

אתגרים ייחודיים של סקרי ה-Vertar GPS

לפני היותו מעורב בפרקטיקה הטובה ביותר, חיוני להבין את האתגרים הסביבתיים והטכניים הספציפיים המבחנים סקרי קוטב מאלה בקווי הרוח הנמוכים.

השפעות Ionospheric ו- Tropospheric

בקווי הרוח הגבוהים, האנדוספרה דינמי יותר בשל הפרעות גיאומגנטיות וחלקיק השמש ב-flux.זה מוביל לעלייה ב-FLT:0ionospheric scillation FLT:1, אשר יכול לגרום תנודות מהירות בנקודת השיא ובשלב, ירידה משמעותית של דיוק מיקום או אפילו גורם לאובדן מוחלט של מנעולים חייב לראות במהלך תקופות מטאורולוגיות שקטות יותר, בנוסף לאפקטים סטנדרטיים סטנדרטיים של מיקום צמצם גבוה יותר, או ירידה בינונית, או ירידה משמעותית, או ירידה משמעותית של תופעות לוואי.

Multipath from Snow and Ice Surfaces

שלג וקרח הם מאוד רפלקטיבי, יצירת הפרעה רב-פת חזקה. אותות קופץ מהמשטח הלבן שמסביב יכול להשחית את אות GPS ישיר, הצגת שגיאות שקשה לסנן.שימוש באנטנות חודרות או אנטנה במטוסים קרקעיים מומלץ, ואנטנות צריכות להיות רכובות כאזורים מעשיים כדי להפחית את זווית ההשתקפות.במקרים מסוימים, מטוס מתכתי צבוע עם לבן (לצמצם את השמש) יכול לעזור בדיקה בעייתית לפני אנטנת שדה.

בעיות של ירידה מגנטית ומילוי

ליד הקוטבים המגנטיים, מצפנים הופכים לא אמינים, וההתמדה המגנטית משתנה במהירות על פני מרחקים קצרים.סקרים המסתמך על מצמצפנים מוחזקים על ידי אוריינטציה או על כף ה- GPS, במקום זאת, צריכים להשתמש ב-GPS-derived azimuths אוgycompasses.הבנת מודלים מקומיים מגנטיים (למשל, מודל מגנטי עולמי) הוא קריטי עבור כל סקר הדורש אוריינטציה יחסית לאמיתי, כגון הצבת חיישנים או חיישנים בבסיס חיישנים.

ביצועים קרים וציוד קיצוניים

מקלטי GPS סטנדרטיים מדורגים לעתים קרובות -20 ° C או -30 ° C, אבל טמפרטורות הקוטב יכול לרדת מתחת -50 מעלות צלזיוס. קר להפחית באופן דרסטי את יכולת הסוללה (סוללות ליתיום-יון יכול לאבד 50% או יותר של יכולת הדירוג שלהם ב -40 מעלות צלזיוס) ויכול לגרום LCD להקפיא סוללות, מחברים להיות מתפתל, ו lubricants כדי לחזק ציוד.

אתגרים לוגיסטיים ובטיחות

לעתים קרובות אין מקומות הקוטב הרחוקים תשתיות, כבישים, גישה מהירה לשירותי הצלה.צוותי סקר חייבים להיות מסוגלים עצמית למזון, מקלט, חירום רפואיים ותקשורת.מזג אוויר יכול להשתנות מהשמיים ברורים לתנאים לבנים תוך דקות, לכפות פינוי מיידי או מחנה הישרדות.מציאויות אלה מחייבות פרוטוקולים בטיחות חזקים, ציוד מחוספס, תכנון מעמיק.

הכנה מוקדמת

הכנה קלה היא הבסיס של כל סקר GPS מוצלח של שבב.התכנון יעיל מוביל לעתים קרובות פערים נתונים, כשלי ציוד, או מצבים מסוכנים.

אתר Reconnaisance and Permitting

לזהות אתרי סקר פוטנציאליים באמצעות תמונות לוויין ומפות קיימות, לשים לב לחוספס שטח, crevases (על קרחונים), ובתי גידול חיות בר. אזורים רבים הקוטביים נופלים תחת תקנות הגנה סביבתית לאומית או בינלאומיות (למשל, מערכת אנטארקטיקה, כללי שימור חיות בר אנטארקטיים לאומי) , אובד את כל האישורים הדרושים מראש, כמו זמני עיבוד יכולים להיות ארוכים.

בחירת ציוד ו-Celbration

בחרו מקלטים המסוגלים לעקוב אחר קבוצות קבוצות קבוצות GNSS מרובות (GPS, GLONASS, גלילאו, BeiDou) ותדירות מרובות (L1/L2/L5) כדי לשפר את החוסן מפני אפקטים ionospheric. Geodetic-class מקלטים (למשל, Trimble NetR9/L2/L5) כדי לשפר את החוסן נגד אפקטים ionic בשלב נמוך כדי לוודא כי הם לפחות בשלב זה צריך להיות מצוידים של 3 מברשות קרח.

ניהול חשמל ו Redundancy

חיי סוללה בקור הוא נקודת הכישלון הנפוצה ביותר. השתמש סוללות ליתיום גדול עם שיעורי פריקה גבוהים בטמפרטורה נמוכה, או סוללות ליתיום-הליינל כלורייד עבור תחנות מרוחקות לטווח ארוך. לוחות סולאריים יכולים להוסיף כוח באביב / סומר אבל הם פחות אמינים במהלך הלילה הקוטבי.עבור תחנות בסיס לא מושכות, לשקול שילוב של לוחות סולאריים, טורבינות, גיבוי ורוחנית (ד תמיד יכול לשאת כוח).

אימון ורכב צוות

קבוצות שדה צריכות לכלול לפחות אדם אחד עם ניסיון הישרדות הקוטביות וההסמכה הראשונה של המדבר. כל החברים חייבים להיות מיומנים בשימוש בציוד GPS בתנאים קרים, כולל פעולת מסך מגע תוך כדי עונד כפפות (מכשירים ממאניים הופכים ללא אחריות) תרגול הגדרת טרפודים ואנטנות בתנאי קוטבים מדומים (למשל, עם כפפות, בתאי קור).

סקר ביצוע הטוב ביותר

ביצוע בתחום דורש דבקות זהירה בפרוטוקולים, בעוד שנותר גמיש מספיק כדי להסתגל לתנאים משתנים.

זמן תצפית ותכנון ישיבה

כדי להשיג דיוק ברמת סנטימטר, סקרים סטטיים בדרך כלל דורשים מינימום של 30 דקות עד 2 שעות לנקודה, בהתאם אורך הבסיס, גיאומטריה לווינית, ופעילות ionospheric. באזורי הקוטב, להאריך מפגשים תצפית על ידי 50-100% כדי להסביר פערים אפשריים של נתונים מ scintillation או אובדן של הפעלות תוכנית מנעולים גבוהים ביותר של זמינות לווייני ו- PDOP הנמוך ביותר, באמצעות תכנון (למשל, GNR).

RTK לעומת PPK לעומת שיטות סטטיות

סקרים אמיתיים של Kinematic (RTK) מציעים תוצאות מיידיות אבל דורשים קישור רדיו אמין לתחנת בסיס, אשר מאתגר על פני מרחקים ארוכים או שטח הררי או קרחוני. באזורים קוטביים, Post-Processed Kinematic (PPK) הוא לעתים קרובות יותר מעשי, שכן הוא אינו דורש קישור חי & mdash; ניתן לאסוף נתונים ולאחר מכן בשילוב עם בסיס נתונים בסימון איטי (D) עבור מיקום רדיו קרחונים, לא מומלץ.

איכות אותות

בעוד בתחום, תמיד לפקח על יחס אות-ל-לא-נוז (SNR), multipath metrics, ו מצב נעילה לווייני. רוב המקלטים הגיאולוגיים מספקים אינדיקטורים בזמן אמת.אם SNR טיפות מתחת 30 dB-Hz, לחקור מיד: בדיקת אנטנה, הידוק קשרים, ולחפש מכשולים פיזיים או קרח מצטבר.בקור קיצוני, הכפור יכול להיווצר על אנטנה, מורד, מנקה, מבלי להשתמש בסימן אלכוהול רך (לא) עם סימן רך (לא) או דימום).

מידע שדה לוגי ו- Metadata

Log כל מפגש עם metadata מפורט: תאריך / זמן (UTC), שם אתר, מספרי ציוד, גובה אנטנה (מחוש בשלוש נקודות וממוצע), תנאי מזג אוויר (טמפרטורה, מהירות רוח, משקעים, כיסוי ענן), declination מגנטי בשימוש, וכל תצפיות חריגות (למשל, פעילות גופנית, מפגשים חיות בר). השתמש בצורות שדה סטנדרטיות או טאבלט עם מקרה מחוספס, תמיד מתאים עבור נתונים.

פיקוח סביבתי

להקליט תנאים מקומיים בכל נקודה: עומק שלג, תנאי קרח (למשל, גסות פני השטח, נוכחות של בריכות התכה), וכיוון הרוח. מידע זה עוזר לפרש חריגות מיקום והוא בעל ערך עבור correlating עם מודלים גיאופיזיקה.באזורים permafrost, לציין צמחייה משטח ושכבה פעילה.

פרוטוקולי בטיחות בסביבת Polar מרוחקת

יש לשלב את הבטיחות בכל שלב של הסקר, ולא להתייחס אליו כאל מחשבה. הפרוטוקולים הבאים מותאמים מארגוני מחקר הקוטב המובילים כגון סקר אנטארקטיקה הבריטית וקונסורציונל המחקר הארקטי של ארצות הברית.

  • (FLT:0) לעבוד בצוותים של לפחות שני.FreaLT:1 , סקר סולו אסור ברוב תוכניות הקוטב.צוותים צריך להיות מצויד עם משואות איתור אישי (PLBs), טלפונים לווייניים (Iridium הוא אמין ביותר), ורדיו VHF שבו ישים.
  • (FLT:0) ציוד הישרדות חירום קררי.FLT:1 כל סקר צריך להיות ערכת הישרדות אישית: התאמות שערורייתיות, שק כבד חירום, מזון באנרגיה גבוהה, מים, ערכת שומן ראשונה, וחבילה סוללה חסינה עבור מכשירי תקשורת. קבוצה צריכה לכלול אוהל, תנור, דלק, ושקות שינה מדורגים עבור קר קיצוני.
  • <חזק>מזג האוויר מטורי ברציפות. השתמש בתחנות מזג אוויר ניידות או להסתמך על תדרי מזג אוויר לווייניים.אם התחזית קוראת לתנאי הלבנה או לקור קיצוני (<-40 מעלות צלזיוס עם רוח קרירה), עיכוב או מבורכת את הסקר.
  • (FLT:0) ,Establish Check-in לוח זמנים.IRLT:1 בכל יום, צוות השדה בודק עם מחנה בסיס או רכז לוגיסטיקה בזמנים שנקבעו מראש (למשל, כל 2-4 שעות).
  • (FLT:0)Plan for קרחונים crevaseseseses.ve.FLT 1 על גבי גליונות קרח, crevases יכול להיות מוסתר על ידי גשרים שלג.צוותים חייבים לנסוע חבל יחד, באמצעות בדיקות crevasse ו מכ"ם קרקעיים אם יש צורך.
  • (FLT:0) נהלי ניווט בטוחים של FLT:1 בתנאים לבנים, מקלטי GPS יכולים להפוך כלי ניווט אמין היחיד.להבטיח מקלטים יש נקודות דרך ודרכים, וכי כל חברי הצוות יודעים כיצד להשתמש בהם.

עיבוד נתונים לאחר ניתוח

החזרה למשרד עם נתונים גולמיים היא רק חצי הקרב. עיבוד נכון נכון לתקן את מקורות השגיאה הרבים שנפגשו בסביבות הקוטב.

תיקון לאומי ונקודת הנחה

תיקון שונה באמצעות תחנת בסיס הסמוכה הוא השיטה הנפוצה ביותר להסרת שגיאות נפוצות (שעון סלקטי, מסלול ואטמוספירה) עבור סקרים קוטבי, אורך הבסיס צריך להיות נשמר מתחת 50 ק"מ אם אפשרי; קווי בסיס ארוכים יותר להגביר את הפגיעות לאפקטים ionpheric אם תחנת בסיס מקומית אינה זמינה, להשתמש בהגדרות Precise Pointing (PP) עם מוצרים מ-JPPS) שירות טבעי יכול להיות יותר כמו CPPS).

התמודדות עם מחזור Slips ו-Outages

חלקי מחזור הם תכופים בתנאים קוטביים בשל scintillation, שלג או תנועת אנטנה. השתמש בתוכנה לעיבוד אשר מזהה ותיקון חלקים באופן אוטומטי, כגון Trimble Business Center, Leica Infinity, או הקוד הפתוח RTKLIB. לבדוק באופן ידני מזימות שאריות של הפסקת האש.אם יש הפעלה נרחבת, לשקול עיבוד מחדש עם מסכות לוויין שונות (בדרך כלל 10-15 מעלות, אבל עוזר נמוך יותר ללכידת רעשים).

מסגרות קידוד מתאמת וטרנספורמציות

אזורי Polar משתמשים לעתים קרובות בדלטום מקומי או במסגרות התייחסות דינמיות עקב תנועה קרום, לאחר קרחוני ריבאונד, וזרימת קרח.עבור סקרים ארקטיים, מסגרת ההתייחסות הנפוצה ביותר היא NAD83 או ITRF2014, אבל עבור גרינלנד, מסגרת מקומית גרינלנד עשוי להיות מתאים יותר.באנטארקטיקה, השתמש במערכת הלוח אנטארקטיקה או ITRF2014 עם מודל מהיר.לעולם לא לערבב ללא טרנספורמציה נכונה; שגיאות טבעיות של עשרות מטרים יכול להבטיח שימוש נכון של NG.

בקרת איכות ואימות

החל את זרימת העבודה QC קפדנית לאחר עיבוד.עקביות מלאה על נקודות חוזרות ונשנות, לבדוק עקביות עם קריטריונים ידועים, ולהשוות סגרי בסיס.דגל בכל נקודה עם שאריות >3 ס"מ או עם פחות מארבע לווינים במהלך תקופות קריטיות. אימות נגד מדידות עצמאיות (למשל, טווח לייזר מצא, ריצוף אווירי, או נתונים סטטיים מטווח קבוע), מחקרים של קרח, להבטיח כיפות בזמן אמת.

אחסון נתונים, תיעוד וקשת

נתוני Polar GPS יקרים לאיסוף ולעתים קרובות בלתי ניתנים להחלפה.אחסן נתונים גולמיים בפורמט RINEX המקובל (Receiver Independent Exchange Format) עבור יכולת פעולה ארוכת טווח. צור קובץ metadata לפרויקט לפי הסטנדרטים כגון ISO 19115 או תקן התוכן FGDC עבור נתונים דיגיטליים Geospatial Metadata. Include all fieldnotes, , דוחות עיבוד ועיבוד נתונים לאחור של 2.

מסקנה

ביצוע סקרי GPS באזורי הקוטב והאזור הארקטי הוא משימה תובענית הדורשת ידע מיוחד, ציוד חזק ותכנון קפדני.על ידי הבנת האתגרים האנדוקרטיים, הרב-פתטיים, ואתגרי טמפרטורה, סקרים יכולים להתאים את שיטותיהם להשגת תוצאות אמינות, גבוהה-יתר דיוק, גם ביצוע פעולות סביבתיות, בבטחה, עיבוד נתונים עם תיקונים ספציפיים קוטבי מבטיח כי הזמן וההשקעה במדד הזה, באופן מקסימלי, אך לא רק את החשיבות של שינוי האקלים, אלא גם כן, אלא גם כן, אלא גם כן, באופן מדויק, אלא גם כן, מגביר את איכותי, אלא גם את איכות גבוהה, אלא גם את איכות הסביבה.

(ב) לעיין במשאבים של ה-FLT:0 (UNAVCO שדה המבצעים את שדה התעופה) 1 ו-FLT:2Arctic Research Consortium (ARCUS) ,UV3,004; ESA NavipediaFLT:5 מספק רקע מפורט על השפעות קידוד ionospheric LT5, עבור כלי תוכנה,FLT5 LT5 LT5 , יש צורך ב-FREL) לייעץ מדויק על מנת לספק גם כן, לדוגמה, 7.