اشتراک گذاری با دوستان
وضعیت: بسته
شماره سند:
تاریخ انتشار: ۱۴۰۰/۰۳/۰۸
مهلت ارسال پیشنهاد: ۱۴۰۰/۰۳/۲۹
فرصت‌ها: براساس پیشنهاد‌ها قابل مذاکره خواهد بود.
تماس : ۰۲۱۸۸۳۹۸۵۶۳ – ۰۲۱۸۸۳۹۸۵۴۳
ارسال پروپوزال‌ها: https://ghazal.inif.ir/grant
ضرورت مسئله
در گذشته موقعیتیابی توسط ستارگان، قطبنما و سایر عوامل طبیعی صورت می‌گرفت. امروزه با پیچیدگی‌های جغرافیایی استفاده از روش‌های سنتی بی‌معنا شده است و جای خود را به فناوری‌های مدرن داده‌اند. با توجه به کاربردهای متنوع و گسترده موقعیتیابی در زمینه‌های کشاورزی، نقشه‌برداری، نظامی، حمل‌ونقل و حوزه‌های دیگر، بشر ناگزیر به توسعه فناوری‌های مدرن در موقعیتیابی است. یکی از فناوری‌های مدرن که توانسته است کمک شایانی در پیشبرد موقعیتیابی داشته باشد، سامانه ناوبری جهانی (GNSS) است.
GNSS، سیستم‌هایی هستند که به گیرنده‌ها اجازه می‌دهند موقعیت خود را (طول، عرض و ارتفاع جغرافیایی) با خطای چند متری مشخص کنند. این قابلیت از طریق انتقال امواج رادیویی بین گیرنده‌ها و ماهواره صورت می‌گیرد. سیستم تعیین موقعیت ماهوارهای با استفاده از امواج دریافتی از سمت ماهواره‌های موجود در مدار و به کمک گیرندههای زمینی امکان تعیین محل قرار گرفتن یک نقطه در فضای سه‌بعدی را فراهم میآورد. GNSSاز سیستم‌های ماهوارهای مختلفی شامل سامانه موقعیت‌یاب جهانی (GPS) متعلق به ایالات‌متحده امریکا، گلوناس روسیه (GLONASS)، گالیله اتحادیه اروپا (Galileo) و سیستم موقعیت‌یاب محلی بیدو (BeiDou) تشکیل شده است. این سیستم‌ها با ایستگاه‌های ویژه‌ای بر روی زمین در تماس هستند و همواره موقعیت آنها در فضا مشخص است. دستگاه گیرنده، از طریق ارتباط با تعدادی از این ماهواره‌ها، فاصله کاربر را تا آنها تعیین میکند و سپس موقعیت کاربر را روی زمین به‌دست میآورد.
سامانه‌های ناوبری جهانی در تعیین موقعیت با خطایی در حدود 15 الی 100 متر مواجه‌اند و گیرنده‌ها این خطا را تشخیص نمی‌دهند. در برخی کاربردها همانند راه‌سازی، حمل‌ونقل و نظامی نیاز به دقتی در حدود سانتیمتر می‌باشد. بر همین اساس روش‌هایی به‌منظور بهبود دقت توسعه داده شده است، این روش‌ها مشتمل بر دو نوع تصحیحات نقطه‌ای و مدل تصحیحات شبکهای است. روش اول نیازمند تعداد زیاد گیرندههای مرجع است که در کشور پهناور ایران بسیار هزینه‌بر است و در برخی موارد از دقت لازم برخوردار نیست. به همین دلیل روش دوم مورد توجه قرار گرفته است که فناوری آن در اختیار سه شرکت اروپایی و امریکایی است و به کشور ایران نیز خدماتی ارائه می‌کنند که همراه با معایبی است. از جمله این معایب، استفاده از فناوری کشورهای دیگر در موقعیتیابی و هزینه‌های کلان و مسائل امنیتی است، بنابراین نیاز است تا روش‌های تصحیحات شبکهای در کشور توسعه یابد.
مشروح مسئله تحقیقاتی
به‌منظور موقعیتیابی ماهوارهای (استفاده از سامانه‌های GPS/GNSS)، نیاز به دریافت سیگنال از حداقل 4 ماهواره وجود دارد تا موقعیت به‌صورت مختصات بر مبنای طول، عرض و ارتفاع جغرافیایی تعیین شود. در حالت استاندارد دقت به‌دست آمده بین 5 تا 25 متر صحت دارد. وجود خطاهای اتمسفری (یونسفر و تروپسفر)، خطاهای مداری (موقعیت و ساعت ماهواره)، خطای گیرندگی (ساعت گیرنده و نویز) و خطای محیطی (چندمسیری) باعث پایین آمدن دقت در تعیین موقعیت می‌شود. حذف یا کاهش خطاهای موقعیتیابی با استفاده از گیرنده مرجعی امکانپذیر می‌شود که دارای مختصات دقیق است. گیرنده مرجع داده‌های هر نوبت[2] مشاهداتی را به همراه موقعیت دقیق به‌صورت آنلاین یا آفلاین منتشر میکند تا در کمتر از 70 کیلومتر، هر گیرنده بتواند با استفاده از این داده‌ها، خطاهای موجود را کاهش دهد. در شعاعی که گیرنده، داده‌های مشاهداتی را منتشر میکند هر چه فاصله بیشتر باشد اعتبار این داده‌ها کمتر و اثربخشی کمتری در کاهش خطاهای موجود دارند. استاندارد در این خصوص 1cm+1PPM است (در اینجا 1PPM به معنی یک میلیمتر خطا به ازای هر کیلومتر فاصله از گیرنده مرجع است). مثلاً در 50 کیلومتری خطای حداقلی 6 سانتیمتر متصور هستیم که این خطا آستانه از دست رفتن حل ابهام فاز برای رسیدن به دقت سانتیمتری در گیرندههای نقشه‌برداری ماهوارهای است. این نوع ارسال کمیت‌های مشاهداتی (تصحیحات) به گیرنده با یک گیرنده مرجع را ارسال تصحیحات نقطه‌ای می‌نامند. اگر بخواهیم دقت بهتر از 5 سانتیمتر را تضمین کنیم باید ایستگاه‌هایی فشرده با فواصل کم در نظر بگیریم تا بتوانیم به دقت با سانتیمتر برسیم و این مستلزم هزینه بالا برای تأمین، نصب و نگهداری از ایستگاه‌های مذکور است.
روش دوم استفاده از نرم‌افزار تولید و ارسال تصحیحات شبکهای است که داده‌های گیرندههای مرجع را دریافت میکند و با تکنیک درونیابی و مدلسازی، اثر فاصله از گیرنده مرجع را تا حدودی از بین می‌برد و موجب می‌شود علاوه بر اینکه تراکم ایستگاه‌های مرجع کاهش یابد، دقت به‌دست آمده مستقل از فاصله گیرنده مرجع باشد. در حال حاضر این فناوری در اختیار سه شرکت Trimble، Leica و Geo++ است و به شرکت‌های متقاضی، خدمات عرضه می‌کنند. برخی سازمان‌ها در ایران نیز از این شرکت‌ها خدمات می‌گیرند که ازلحاظ اقتصادی، پشتیبانی و امنیتی دلایل موجهی برای داشتن یک نرم‌افزار بومی تخصصی است.
در طی 15 سال گذشته چندین مدل تولید تصحیحات شبکهای توسط شرکت‌های مذکور طراحی و توسعه یافته‌اند و سازمان جهانی موقعیتیابی برخی از این مدل‌ها را به‌صورت استاندارد پذیرفته و پروتکلی جهانی برای آنها طراحی کرده است که VRS، iMax، FKP ازجمله این مدل‌ها می‌باشد. در این پروژه تحقیقاتی انتظار میرود که مجری، حداقل یک مدل تصحیحات شبکهای قابل‌مقایسه و رقابت با یکی از مدل‌های مذکور را ارائه دهد.
گام‌های تحقیق
- در مرحله اول نیاز است مدلسازی تفاضلی صورت گیرد، داده‌های گیرندههای مرجع اخذ و ساختار Double Difference اجرا شود.
- بر مبنای مشاهدات تفاضلی، حل ابهام فاز برای حداقل 70 کیلومتر حل و پارامترهای یونسفری، تروپسفری، ساعت و مدار ماهواره ارائه شود.
- مدل تصحیحات شبکهای نوشته شود.
- مدل ورودی و خروجی مدل بر اساس استاندارد پروتکل RTCM نسخه سوم ایجاد شود.
- تمامی ماژول‌ها در یک نرم‌افزار به اجرا دربیایند.
- نهایی‌سازی صورت گیرد و نرم‌افزار خدمت ارائه دهد.
خروجی‌های مورد انتظار تحقیق
- توسعه حداقل یک مدل تولید تصحیحات شبکهای قابل‌مقایسه و رقابت با مدل‌های VRS،iMax و FKP
الزامات تحقیق
نرم‌افزار تصحیحات شبکهای مورد نظر باید دارای مشخصات زیر باشد:
- حل ابهام فاز برای حداقل 70 کیلومتر
- دقت 1 الی 5 سانتیمتر (تست صحت و دقت مدل بر اساس خروجی نرم‌افزار GEO++)
- حداکثر تأخیر مجاز در ارائه تصحیحات تا 5/0 ثانیه
- تولید تصحیحات برای 100 کاربر همزمان
- ارائه مدل با زبانC یا C++
- عدم مقبولیت فرمت‌های متلب، جاوا و …
- عدم محدودیت مدل در تعداد ورودی RTCM
- قابلیت پشتیبانی از پروتکل‌های RTCM نسخه سوم وNTRIP نسخه اول در ورودی و خروجی مدل
تجهیزات و زیرساخت‌هایی که متقاضی تحقیق می‌تواند در اختیار مجری قرار دهد
- در صورت نیاز متقاضی می‌تواند گیرندههای مرجع را به صورت امانی در طول انجام پروژه در اختیار مجری قرار دهد. همچنین در صورت درخواست، نمونه داده‌های گیرندههای مرجع در اختیار مجری تحقیق قرار داده می‌شود.
معیارهای ارزیابی و انتخاب مجری
- تحصیلات و سوابق تیم تحقیقاتی و تناسب آن با مسئله
- رویکرد فنی تیم تحقیقاتی به مسئله
- دسترسی به تجهیزات آزمایشگاهی و مواد اولیه و سایر الزامات اجرای تحقیق
- زمان و هزینه اجرای تحقیق
تسهیم مالکیت فکری
مالکیت معنوی: مجری در مالکیت معنوی ناشی از اجرای تحقیق سهیم خواهد بود و انتشار مقاله مشترک توسط مجری و متقاضی در ژورنال‌های داخلی و خارجی، ارائه مقاله در کنفرانس‌ها و سمینارها با موافقت و اشاره به نام همه دست‌اندرکاران مجاز خواهد بود.
مالکیت منافع مادی: با توجه به مدل کسب‌وکار شرکت متقاضی، منافع مالی ناشی از توسعه این فناوری تماماً متعلق به شرکت متقاضی بوده و مجری صرفاً حق‌الزحمه اجرای پروژه تحقیقاتی را دریافت خواهد کرد.
روش ارسال پیشنهاد
پروپوزال‌ها صرفاً باید در چارچوب موردنظر صندوق نوآوری و شکوفایی، تدوین و حداکثر تا تاریخ 1400/03/29 در سامانه غزال به آدرس https://ghazal.inif.ir/grant ارسال شوند. پروپوزال‌هایی که در چارچوبی غیرازآن، یا به روش‌های دیگر به دست صندوق برسند، وارد فرایند ارزیابی نخواهند شد.