หลักการทำงานของ GPS

หลักการทำงานของ  GPS

หลักการพื้นฐานของ  GPS  เป็นเรื่องง่ายๆ  แต่อุปกรณ์ของเครื่องมือถูกสร้างขึ้นด้วยวิทยาการขั้นสูง  การทำงาน  GPS  คือ

1.  จะอาศัยหลักพื้นฐานของ  GPS  :  Satellites  Triangulation
               หลักการ  :  อาศัยตำแหน่งของดาวเทียมในอวกาศเป็นจุดอ้างอิง  แล้ววัดระยะจากดาวเทียม  4  ดวง  และใช้หลักการทางเรขาคณิตในการคำนวณหาตำแหน่งบนพื้นโลก

2.  วัดระยะทางระหว่างเครื่องรับ  GPS  กับดาวเทียม  GPS  โดยการวัดระยะเวลา               ที่คลื่นวิทยุใช้ในการเดินทางจาก  ดาวเทียมสู่เครื่องรับใช้เวลาเดินทางของคลื่นวิทยุ

สูตร  :  ระยะทาง  =  ความเร็ว  *  เวลาที่ใช้เดินทาง
คลื่นวิทยุ  :  ความเร็ว  =  186,000  ไมล์ต่อนาที

การวัดระยะเวลาในการเดินทาง  คือ  โดยการเทียบกันของคลื่นสัญญาณที่ดาวเทียมส่งมากับคลื่นสัญญาณที่เครื่องรับ  GPS  ส่งมา  ส่วนคลื่นที่ใช้ในการส่งจะเป็น  Pseudo  Random          Noise  Code

3.  การวัดระยะเวลาที่คลื่นวิทยุใช้ในการเดินทางของ  GPS  จะต้องใช้นาฬิกาที่          แม่นยำมาก  ถ้า  PRN  CODE  จากดาวเทียมมีข้อมูลเวลาที่คลื่นเริ่มออกเดินทางจากดาวเทียมเมื่อคลื่นสัญญาณจากดาวเทียมและคลื่นสัญญาณจากเครื่องรับ  GPS  สมวารกัน  (Synchronize)             และจะต้องใช้  Atomic  Clock  ในการวัดเวลา  ส่วนเวลาที่ใช้ในการเดินทางจะสั้นมากประมาณ            0.06  วินาที  คือเวลาของเครื่องรับ  GPS  *  เวลาของดาวเทียม  ส่วนการบอกตำแหน่ง  GPS            ยังเป็นเวลาที่มีความแน่นอนถึง  10  นาโนวินาทีหรือดีกว่า

4.  ต้องรู้ตำแหน่งของดาวเทียม  GPS  ที่แน่นอนในอวกาศ

-  วงโคจรสูงมากประมาณ  11,000  ไมล์
-  วงโคจรอาจคลาดเคลื่อน  (Ephemeris  Errors)  เนื่องจากแรงโน้มถ่วงของ

ดวงจันทร์และดวงอาทิตย์

     -  สถานีควบคุมจะใช้เรดาร์ตรวจสอบการโคจรของดาวเทียม  GPS  ตลอดเวลาแล้วส่ง

ข้อมูลไปปรับแก้ข้อมูลวงโคจรและเวลาของดาวเทียม  เมื่อข้อมูลได้รับการปรับแก้แล้วจะถูกส่งมายังเครื่องรับ GPS

          5.  ต้องแก้ไขความคลาดเคลื่อนที่เกิดจากการเดินทางของคลื่นวิทยุมาสู่โลก
สาเหตุที่ของความคลาดเคลื่อน  (GPS  Errors)  ของค่าพิกัดที่คำนวณได้

     -  เกิดจากการเดินทางสู่ชั้นบรรยากาศ  Ionosphere  จะมีประจุไฟฟ้า  และชั้น

Troposphere  จะมีทั้งความชื้น อุณหภูมิ ความหนาแน่นที่แปรเปลี่ยนได้ตลอดเวลาใน
              -  การสะท้อนของคลื่นสัญญาณไปในหลายทิศทาง  (Multipath  Error)  ซึ่งที่ผิวโลกคลื่นสัญญาณต้องกระทบกับวัตถุ  ก่อนถึงเครื่องรับ  GPS  จะทำให้มีการหักเหและสัญญาณจะอ่อน

              -  ปัญหาที่เกิดจากดาวเทียม  (Check error,  Ephemeris  error)  อาจเกิดจากวงโคจรคลาดเคลื่อนเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์และดวงอาทิตย์หรืออาจจะเกิดจากความคลาดเคลื่อนของนาฬิกาเพียงเล็กน้อยจะทำให้การคำนวณระยะทางผิดพลาดได้มากเนื่องจากดาวเทียมอยู่สูงมาก

               -  ความสัมพันธ์ทางเรขาคณิตระหว่างตำแหน่งของดาวเทียมและตำแหน่งของเครื่องรับ GPS  ซึ่งจะคำนวณเป็นค่า  GDOP  =  Geometic  Dlution  of  recision  ซึ่งเนื่องจากลักษณะการวางตัวของดาวเทียม  และ  GDOP  มีส่วนประกอบคือ

               -  อาจจะเกิดจากความผิดพลาดอื่นๆเช่น  ความผิดพลาดของคอมพิวเตอร์  หรือมนุษย์ที่ควบคุมสถานี  1  เมตร  ถึง  100  เมตร  ซึ่งผิดพลาดได้มาก  หรือความผิดพลาดของเครื่องรับ GPS,  Software,  Hardware,  ผู้ใช้  ซึ่งความผิดพลาดนี้ไม่แน่นอน

Google Maps กับ Google Earth แตกต่างกันอย่างไร?

Google Earth

Google Earth จะต้องใช้งานผ่านโปรแกรมที่ติดตั้งบน desktop ซึ่ง จะมีความสามารถ และเครื่องมือสนับสนุนการทำงานมากกว่า นอกเหนือจาก การค้นหาพิกัด การซูม การหมุน ยังสามารถสร้างภาพสามมิติได้ สามารถวาดภาพ ส่งออกข้อมูล และเพิ่มเติมข้อมูลเข้าไปได้ และคุณสมบัติอื่นๆ ดังนั้นถ้าเครื่องคอมฯ ไม่ได้ติดตั้งโปรแกรม Google Earth ก็จะใช้ไม่ได้ ต้องไปดาวน์โหลดมาติดตั้งก่อน ที่ www.thaigoogleearth.com หรือที่ http://earth.google.com/

---

Google Maps

Google Maps ใช้งาน ผ่านBrowser (Internet Explorer, Firefox ฯลฯ ) สามารถทำการซูม ค้นหาได้แผนที่ สถานที่ต่างๆ ได้ และสามารถสร้าง code สำหรับที่จะนำแผนที่บริเวณที่เราต้องการไปใส่ฝังในหน้าเว็บอื่นได้ แต่มีข้อจำกัดในเรื่องของการซูม ปัจจุบันรองรับภาษาไทยแล้ว ถ้าจะปักหมุดหรือใส่ข้อมูลต่างๆ ต้องสมัครเป็นสมาชิก Google หรือ Gmail ก่อน เข้าไปได้ที่ http://maps.google.co.th/

GIS for Environment (จีไอเอส กับ สิ่งแวดล้อม)

การวางแผนการจัดการสิ่งแวดล้อมเป็น สิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาประเทศอย่างยั่งยืน 

ปัจจุบัน ได้มีการก่อสร้าง โครงการและการพัฒนาพื้นที่หลายแห่งการก่อสร้างดังกล่าว ก่อใหัเกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมทั้งทางตรงและทางอ้อม ดังนั้น การประเมินผลกระทบ ที่จะเกิดขึ้นจึงมีความสำคัญและมีความจำเป็นอย่างยิ่ง เพื่อพิจารณาความเหมาะสมของโครงการและ เพื่อเตรียมการวางแผนรองรับปัญหาต่าง ๆ ที่อาจเกิดขึ้น การศึกษาในเรื่องดังกล่าว หากใช้ข้อมูลเชิงพื้นที่ที่มีความถูกต้อง ทันสมัย และมีกระบวนการวิเคราะห์ข้อมูลที่มีประสิทธิภาพ จะสามารถวางแผนบริหารจัดการ และวิเคราะห์ผลกระทบสิ่งแวดล้อมได้อย่างมี ประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น

เทคโนโลยีภูมิสารสนเทศ ( RS, GIS, GPS) จัดเป็นเครื่องมือที่สำคัญ ในการนำมาศึกษาการจัดการและการวิเคราะห์ผลกระทบสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะในกระบวนการ การประเมินผลกระทบสิ่งแวดล้อม (EIA:environmental Impact Assessment) และการ ประเมินกลยุทธ์ด้านสิ่งแวดล้อม(SEA) ซึ่งเป็นกระบวนการที่ต้องเกี่ยวข้องกับปัจจัยหลาย และส่วนใหญ่มักเป็นปัจจัยทางกายภาพ ซึ่งต้องมีการประเมินแบบหลายปัจจัย (Multi-Criteria Evaluation)

กระบวนการดังกล่าวสามารถใช้ GIS ในการกำหนดทางเลือกที่เหมาะสมในพื้นที่ได้ โดยใช้เทคนิคที่เรียกว่า Spatial Multi Criteria Evaluation (SMCE) และ Spatial Decision Support Tools (SDST) เทคโนโลยีภูมิสารสนเทศโดยเฉพาะ GIS จึงเป็นเครื่งมือที่สำคัญในการจัดการข้อมูลในกระบวนการ EIA และ SEA ทั้งในด้านการจัดการฐานข้อมูลการค้นหาข้อมูล การศึกษาที่ตั้งที่เหมาะสม การคาดการณ์และการประเมินผลกระทบ ตลอดจนสามารถนำเสนอในรูปแบบของแผนที่ ที่เข้าใจได้ง่าย

จึงมีประโยชน์อย่างยิ่งในการนำ จีไอเอส Geographic Information System มาศึกษาด้านการจัดการ และการวิเคราะห์ผลกระทบสิ่งแวดล้อม

GIS ทำอะไรไม่ได้บ้าง

GIS ทำอะไรไม่ได้บ้าง
ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์เป็นเพียงเครื่องมือ (tool) ที่มีประโยชน์ช่วยทำให้การวิเคราะห์ข้อมูลเชิงพื้นที่ ส่ามารถทำได้อย่งรวดเร็ว และมีประสิทธิภาพ แต่อย่างไรก็ตาม GIS ไม่สามารถทำอะไรได้ทุกอย่าง เช่น
-GIS ไม่สามารถปรับปรุงคุณภาพของข้อมูลดิบ (raw data) ให้มีความถูกต้องได้ ยกตัวอย่างเช่น ผู้ใช้ได้นำเข้าข้อมูลแผนที่ดิน มาตรส่วน 1:100,000 ถึงแม้ว่า GIS สามารถผลิตแผนที่ในมาตราส่วน 1:50,000 ได้ แต่ความแม่นยำของข้อมูลยังคงเท่าเดิม คือ อยู่ในมาตราส่วน 1:100,000
-GIS ไม่สามารถระบุความผิดพลาดของข้อมูลได้ ยกตัวอย่างเช่น เจ้าหน้าที่ GIS ได้นำเข้าข้อมูลดินทราย แต่ได้กำหนดข้อมูลดังกล่าวผิดพลาดเป็นดินร่วนปนทราย GIS ไม่สามารถบอกได้ว่าพื้นที่ดังกล่าวให้รายละเอียดผิด
-GIS ไม่สามารถเปรียบเทียบคุณภาพของข้อมูล แต่ละชั้นข้อมูลหรือข้อมูลแต่ละแหล่งว่าข้อมูลชุดใด หรือหน่วยงานใดผลิตข้อมูลที่มีคุณภาพมากน้อยกว่ากัน

UTM Zone ในประเทศไทย

ระบบ Universal Transverse Mercators : UTM 

หรือระบบพิกัดฉาก ขอบเขตครอบคลุมพื้นที่

ทั้ง หมดบนโลก ระหว่าง Latitude  84 องศาเหนือ และ Latitude  84 องศาใต้ มีหน่วยในการวัดเป็นเมตรพื้นที่โซนจะแบ่งตามระยะองศา Latitude เรียกว่า Zone

การแบ่ง Zone ในระบบ UTM

พื้นที่โลกจะถูกแบ่งออกเป็น 60 โซน ตามองศา Longitude ในแต่ละโซนจะมีระยะห่างโซนละ 

6 องศาLatitude จะเท่ากับ 600,000 เมตร หรือ 600 กิโลเมตร  โซน ที่ 1 จะอยู่ระหว่าง   Longitude ที่ 180 องศาตะวันตก ถึง Longitude ที่ 174 องศาตะวันตก และมีเมอร์ริเดียนกลาง (CM) คือเส้น Longitude ที่ 177 องศาตะวันตก  ค่าความผิดพลาดไปทางทิศตะวันออก(False easting) เท่ากับ 500,000 เมตร ซึ่งค่า False easting นี้จะเท่ากันทุกโซน  โซนที่ 2,3,4,5....,60 จะอยู่ถัดไปทางตะวันออก ห่างกันโซนละ 6 องศา Longitude ซึ่งโซนสุดท้ายคือโซนที่ 60 จะอยู่ระหว่าง   Longitude ที่ 174 องศาตะวันออก ถึง Longitude ที่ 180 องศาตะวันออก

UTM Zone ในประเทศไทย

ประเทศไทยเป็นพื้นที่ที่ตั้งอยู่ในระหว่าง 2 โซน ได้แก่ Zone 47 และ Zone 48 

- Zone 47 จะเริ่มต้นที่ Longitude ที่ 96 องศาตะวันออก และสิ้นสุดที่ Longitude ที่ 102 องศาตะวันออก มีเมอร์ริเดียนกลาง (CM) Longitude ที่ 99 องศาตะวันออก ค่าความผิดพลาดไปทาง

ทิศตะวันออก(False easting) เท่ากับ 500,000 เมตร 

- Zone 48 จะเริ่มต้นที่ Longitude ที่ 102 องศาตะวันออก และสิ้นสุดที่ Longitude ที่ 108 องศาตะวันออก มีเมอร์ริเดียนกลาง (CM) Longitude ที่ 105 องศาตะวันออก ค่าความผิดพลาดไปทางทิศตะวันออก(False easting) เท่ากับ 500,000 เมตร 

พื้นที่ Zone 47 และ Zone 48

จังหวัดที่อยู่ระหว่างโซน 47 และโซน 48

จังหวัดที่อยู่ระหว่างโซน 47 และโซน 48

1.จันทบุรี

2.ปราจีนบุรี

3.สระแก้ว

4.นครราชสีมา

5.ชัยภูมิ

6.ขอนแก่น

7.เลย

8.หนองบัวลำภู (บางส่วน)

9.นราธิวาส (บางส่วน)