การคำนวณการรังวัด GPS ด้วยวิธี Online service (ตอนที่ 1)

• ชีวิตของ Surveyor เคยบ้างไหมที่ไปรังวัด GPS เพื่อขยายหมุด แต่ไม่สามารถหาหมุด GPS มาเป็น Base Station ได้ ที่ผมเจอมาก็คือที่เมืองทวาย พม่า เมืองทั้งเมืองมีหมุดระดับที่อังกฤษมาสร้างไว้ตอนพม่าเป็นอาณานิคมเพียงหมุดเดียว

GPS Online Service

• ในสถานการณ์ที่เราไม่สามารถหาหมุดหลักฐาน GPS เพื่อมาเป็นหมุด Base Station ได้ ก็ยังพอมีทางออก GPS Online Service ที่ให้บริการฟรีบนอินเตอร์เน็ตที่ผมเห็นก็มีที่ของ Australia และ Canada สองแห่งนี้ให้บริการฟรี
• ที่ Canada ไปที่ http://www.geod.nrcan.gc.ca/online_data_e.php ที่นี่ต้องสมัครเป็นสมาชิกก่อน ที่ Australia ไปที่ http://www.ga.gov.au/bin/gps.pl ที่นี่ไม่ต้องเป็นสมาชิกก็ใช้บริการได้เลย

สิ่งที่ต้องเตรียมในการใช้บริการ GPS Online Service

1. GPS หนึ่งเครื่องแบบสองความถี่(Dual frequency) (ปกติการรังวัด GPS จะใช้อย่างน้อยสองเครื่อง เครื่องหนึ่งตั้งที่หมุด Base Station ที่ทราบค่าพิกัด และอีกเครื่องตั้งที่หมุดที่ต้องการทราบค่าพิกัด)ทำการรังวัดโดยตั้งที่หมุด GPS ที่ต้องการหาค่าพิกัดและระดับ ทำการ log ข้อมูล (Carrier phase data) ใช้เวลาในการตั้งเครื่อง GPS มากกว่า 2 ชั่วโมงขึ้นไป ถ้าให้ดีก็ประมาณ 24 ชั่วโมง แต่ไม่เกิน 6 วัน (ข้อมูลที่ได้จากการรังวัดจะมากกว่า 100 MB)
2. Download ข้อมูลที่ได้จากเครื่อง GPS จะเป็นไฟล์ข้อมูลไบนารี ซึ่งฟอร์แมตก็หลากหลายตามแต่ผู้ผลิต เช่น Leica, Trimble, Ashtech, Rockwell, Javad, Navcom, Motorola, Topcon, Texas Instrument เป็นต้น
3. ทำการแปลงข้อมูล จากไบนารีเป็น Rinex ซึ่งเป็น Text file ที่ฟอร์แมตข้อมูลเป็นมาตรฐานสากล โปรแกรมที่ใช้แปลงข้อมูลไบนารีเป็น Rinex จะให้มาพร้อมกับ GPS หรือ Download ที่ website ของผู้ผลิด GPS และที่ผมจะแนะนำคือโปรแกรม Teqc เขียนโดย UNavco สามารถหา Download ฟรีได้ที่ http://facility.unavco.org/software/teqc/teqc.html ที่ support ผู้ผลิต GPS ที่ผมกล่าวมาข้างต้นได้หมด มีเวอร์ชั่นทั้ง Windows และ Linux แต่เป็นโปรแกรม Command line อย่างเช่นผมใช้ Trimble 5700 ใช้คำสั่งง่ายๆ $teqc -tr d 27622460.dat > 27622460.08o (options -tr คือ Trimble ส่วน d คือฟอร์แมต .Dat) ที่ผมใช้ Teqc เพราะ website ที่เราใช้บริการ จะใช้ teqc ตรวจสอบ quality ไฟล์ Rinex ของเรา แต่บ่อยครั้งจะฟ้องว่า Unknown Rinex format ที่ผมเจอคือใช้โปรแกรม ConvertToRinex ของ Trimble แปลงจากไฟล์ไบนารี .T01 ไปเป็น Rinex โดยตรง ดังนั้นถ้าใช้ teqc ก็รับประกันเลยว่าไม่มีปัญหา (การแปลงจาก .T01 เป็น.Dat ผมใช้ Trimble Data Transfer แล้วแปลงเป็น Rinex ด้วย teqc)
4. เลือก website ผู้ให้บริการ ที่ Canada ไปที่ http://www.geod.nrcan.gc.ca/online_data_e.php ที่นี่ต้องสมัครเป็นสมาชิกก่อน และอีกที่คือ Australia ไปที่ http://www.ga.gov.au/bin/gps.pl ที่นี่ไม่ต้องเป็นสมาชิกก็ใช้บริการได้เลย

Natural Resources Canada

• เป็นหน่วยงานหนึ่งของประเทศ Canada ทำหน้าที่ด้านทรัพยากรธรรมชาติ พลังงานและเหมืองแร่ การให้บริการ GPS Online Service ที่ผมกล่าวถึงจัดให้บริการโดยแผนก Geodetic Survey Division (GSD)
• GSD พัฒนาโปรแกรม CSRS-PPP ที่ใช้ในการคำนวณ GPS ด้วย Precise Point Positioning (PPP) algorithms (Algorithms นี้ค่อนข้างดังถูกนำไปใช้ในโปรแกรมคำนวณ GPS หลายโปรแกรมเช่น GIPSY และ BERNESE)
• โปรแกรม CSRS-PPP ใช้ข้อมูลของ The International GPS Service (IGS) ที่เรียกว่า IGS Precise Orbit มาใช้ในการคำนวณ

การใช้บริการ GPS Online Service ของ Natural Resources

• เข้า website http://www.geod.nrcan.gc.ca/online_data_e.php ป้อนชื่อ user และ password

• เลือก Service ที่ต้องการก็คือ CSRS-Precise Point Positioning (PPP)

• เตรียมไฟล์ Rinex พร้อมกับบีบอัดเป็น zip เลือกชื่อไฟล์ ตั้ง Mode of processing เลือกระบบพิกัดเป็น ITRF(ใช้ทรงรี GRS80 ซึ่งเป็นทรงรีมีค่าทรงรีใกล้เคียงกับ WGS84 มาก คือค่า a เท่ากันแต่ค่า f ต่างกันเล็กน้อยมาก f(GRS80) = 298.257222101 ส่วน f(WGS84 )= 298.257223563 สำหรับผมใช้แทน WGS84) ป้อน email address ของเรา คลิกที่ Start เพื่อ upload ไฟล์ไปยัง website

• ถ้าการ upload ไฟล์สำเร็จก็จะแจ้งให้เราทราบดังนี้

• เปิด email address ของเราเพื่อdownload ไฟล์ผลลัพธ์ในรูปแบบ pdf ผมเคยรังวัดที่ประเทศไทยเราเทียบกับหมุดที่ทราบค่าพิกัดทางราบและค่าระดับ การคำนวณให้ค่าพิกัดทางราบที่ใกล้เคียงมากจนน่าพอใจ

• จากรูปด้านบนคือส่วนหนึ่งของผลลัพธ์การคำนวณเป็นค่าพิกัดในระบบ Geographic อยู่บน ITRF2008 จะเห็นค่าระดับเป็นความสูงเหนือ Ellipsoid ต้องหาโปรแกรมมาแปลงเป็น Orthometric height (MSL) ที่นี้ลองเอาค่าพิกัดแปลงเป็น degree ไปจุดดูเล่นๆด้วย Google Earth

• ทิ้งท้ายกันตรงนี้ ตอนที่ 2 (ตอนจบ) ผมจะใช้  GPS Online Service ของ Australia ซึ่งใช้วิธีการคำนวณที่แตกต่างกัน