>> GPS/GNSS Static Measurement: การกำหนดค่า Timing Interval (ท่านว่ามากหมอ ก็มากความ)
Photo Credited: http://arincdecoder.fr
>> เป็นเวลาเกือบ 2 ปี นับตั้งแต่บทความอ้างอิงข้างต้น ได้ถูกเผยแพร่ออกไป ซึ่งผู้เขียนมีความตั้งใจ ณ ช่วงเวลานั้นว่า จะออกบทความเรื่อง The Mask Angle ตามน้ำไปติดๆ แต่ก็ได้มีภารกิจงานสำรวจฯในประเทศเพื่อนบ้าน เข้ามาสอดแทรกโดยตลอด จนทำให้เกิดโรคเลื่อนระบาด (อีกแล้ว)...ต้องขออภัย มา ณ ที่นี้
ไปกันต่อ ต่อเนื่องจากบทความอ้างอิงข้างต้น ที่ว่าด้วยองค์ประกอบอื่นๆในการกำหนดค่าพารามิเตอร์ต่างๆให้กับ 'ตัวจานสัญญาณดาวเทียม' โดยในบทความนี้ ผู้เขียนจะขออนุญาติกล่าวถึงการกำหนดค่า Elevation Mask Angle ให้กับตัวจานรับสัญญาณฯ ซึ่งเป็นขั้นตอนที่ 'มีความสำคัญ' และส่งผลโดยตรงต่อความคลาดเคลื่อนที่จะเกิดขึ้น ในการสำรวจรังวัดดาวเทียม
ภาพตัวอย่าง แสดงตำแหน่ง Scatter Plot
ปฐมบท:
ดาวเทียมในระบบ Navigation ดวงหนึ่งๆนั้น เมื่อได้โคจรผ่านแนวเส้นขอบฟ้า หรือโคจรเข้ามาในน่านฟ้าที่ตัวจานรับสัญญาณฯสามารถตรวจจับ Tracking/Locking ได้ โดยจานรับสัญญาณดาวเทียมที่ไม่ได้กำหนดค่ามุม Elevation Mask ใดๆ เมื่อได้ตรวจพบสัญญาณดาวเทียมดังกล่าวแล้ว กระบวนการ Synchronize/Locking สัญญาณฯจะเริ่มต้นขึ้นทันที เพื่อทำการบันทึกข้อมูลสัญญาณดาวเทียมลงในหน่วยความจำ (ตามค่า Timing Interval ที่ได้กำหนด) และการบันทึกข้อมูลสัญญาณฯจากดาวเทียมดังกล่าว จะมีความต่อเนื่อง (Tracking) ไปจนกว่า การ Synchronize สัญญาณฯจะขาดหายไป (จานรับสัญญาณฯตรวจไม่พบสัญญาณดาวเทียม) อันเนื่องมาจากแนวเส้นโคจรของดาวเทียมดวงนั้นๆ ได้โคจรออกนอกอาณาเขตน่านฟ้าไปแล้วภาพตัวอย่าง ทิศทางการ Tracking/Locking รับสัญญาณดาวเทียม แต่ละดวง
ภาพตัวอย่างแสดง การกำหนดค่า Elevation Mask
ขออนุญาติท้าวความ (ส่วนตัว):
ย้อนกลับไปในยุคอดีตเกือบๆ 20 ปีที่แล้ว ที่อุปกรณ์สำรวจรังวัดดาวเทียม 'ราคาเรือนล้าน' เพิ่งจะเข้ามาสู่สารขัณฑ์ประเทศ และผู้เขียนในฐานะที่ยังเป็นนักสำรวจฯฝึกหัด ณ ช่วงเวลานั้น เป็นผู้หนึ่งที่ได้เคยปฏิบัติตาม 'นายสั่ง' ในการกำหนดค่า Elevation Mask Angle ให้กับตัวจานรับสัญญาณฯ ในแบบที่ 'ไม่มีแบบแผนใดๆ' บางทีก็ใส่ค่ามุมต่ำๆ บางทีก็ใส่ค่ามุมสูงๆ นายสั่งว่าอย่างไร ก็เออออ ห่อหมก แบบไม่รู้สี่ รู้แปด ตามน้ำกันไปเรื่อย
* ผู้เขียนได้เคยสอบถามว่า ทำไมถึงต้องเปลี่ยนค่าเหล่านี้กลับไป-กลับมา มุมแคบบ้าง มุมกว้างบ้าง ซึ่งได้รับคำตอบกลับมาว่า มีผู้ชำนาญงานทางด้านนี้บอกมาอีกที...(ผู้ชำนาญ อีกแล้ว?)...ครั้นจะไปค้นคว้าหา ข้อมูล How To? ใน Google นั้น ยิ่งไปกันใหญ่ ด้วยเหตุว่าในยุคสมัยนั้น ยังเป็นยุคที่มีระบบปฎิบัติการ Windows 98 เป็น 'สุดยอดเทคโนโลยีล้ำสมัย' โดยที่ยังไม่มีผู้ใดที่รู้จักคำว่า Google ว่า มันคืออิหยัง?
ภายหลังการปฏิบัติตามนายสั่ง มาเนิ่นนานในช่วงระยะเวลาหนึ่ง ได้ทำให้ผู้เขียนเสาะแสวงหาคำตอบ ถึงหลักวิธีการที่ถูกต้อง ในการกำหนดค่ามุม Elevation Mask ให้กับตัวจานรับสัญญาณฯ...ซึ่งในยุคสมัยนั้น การเข้าถึงเทคโนโลยีทางด้านอินเตอร์เน็ตด้วยระบบปฏิบัติการ Windows Me เป็นสิ่งที่มีความยากลำบาก และล่าช้ามาก เมื่อต้องใช้โมเด็ม 56 Kpbs (แต่วิ่งจริงประมาณ 28Kpbs +เสียงสุดหลอน ติ้งต่องๆๆๆ แครกๆๆๆ ครากกๆๆๆ ติดบ้าง ไม่ติดบ้าง เอ๋ๆ เอ๋อๆ, ถ้าท่านผู้อ่านเคยผ่านประสบการณ์ตรงนี้ 'เราคือเพื่อนกัน') ในการเชื่อมสัญญาณอินเตอร์เน็ต และถึงแม้ว่าจะต่อเชื่อมอินเตอร์เน็ตได้ แต่ก็ไม่รู้ว่าจะค้นหาข้อมูลเรื่อง Elevation Mask Angle ได้จากที่ใด มัน 'ยังไม่มีข้อมูล' ในอินเตอร์เน็ต โดยเฉพาะในภาษาชาวเรา...และยิ่งไม่ต้องไปเสียเวลาค้นหาให้เมื่อยตุ้ม ก็ในเมื่อจำนวนผู้ครอบครองเครื่องมือรับสัญญาณดาวเทียมในสารขัณฑ์ประเทศชาวเรา ยังมีน้อยราย และมีผู้คนจำนวนไม่น้อย ณ ยุคสมัยนั้น ยังไม่รู้เลยว่า 'มันคืออะไร? ใช้ทำอะไร?'
'การถามซึ่งหน้า' ตามโอกาสที่เอื้ออำนวย ต่อชาวต่างชาติหลายท่านที่ทำงานสำรวจฯทางด้านนี้ เป็นวิธีที่ผู้เขียนได้เลือกใช้ และการถามเพื่อขอความรู้ในประเด็นเรื่อง Elevation Mask Angle ที่ว่านี้ ได้สร้างความ ?? ยิ่งขึ้นไปอีก เมื่อผู้ตอบ (ในยุคสมัยนั้น) ต่างพากันตอบไปคนละทิศ คนละทาง หรือออกแนวมากหมอ ก็มากความ ซึ่งผู้เขียนสรุปมาได้ 3 วิธีการ คือ;
1. แบบล๊อคค่ามุม Elevation Mask 'ตายตัว' (fixed) ตามที่ทางศูนย์ฯ/ตัวแทนจำหน่าย แนะนำ อาทิ สาย Topcon แนะนำให้ล๊อคไว้ที่ 15°, สาย Trimble แนะนำให้ล๊อคไว้ที่ 10°, สาย Ashtech แนะนำให้ล๊อคไว้ที่ 10°, สาย Leica แนะนำให้ล๊อคไว้ที่ 10°-15° หรือสายหยวนแนะนำให้ล๊อคไว้ 13° และอื่นๆ...ในประเด็นนี้ คือการกำหนดค่ามุม Elevation Mask เอาไว้แบบคงที่ตายตัว ตามที่สายผู้ผลิตฯต่างๆแนะนำให้ ใช้กับทุกๆสภาพภูมิประเทศ และทุกๆสภาพแวดล้อม2. แบบล๊อคค่ามุม Elevation Mask ให้เป็น 0° ประมาณว่า อย่าไปแตะต้องมัน ให้ล๊อคค่ามุมฯ ไว้ที่ 0° ใช้กับทุกๆสภาพภูมิประเทศ และทุกๆสภาพแวดล้อม
3. แบบเปลี่ยนค่ามุมองศา เป็นค่าใดๆ ไปตามสภาพแวดล้อม อ้อมข้าง ณ ตำแหน่งที่ตั้งจานรับสัญญาณฯเป็นสำคัญ อาทิ เมื่อตำแหน่งตั้งจานรับสัญญาณฯ อยู่ในตำแหน่ง 'อับสัญญาณ' ซึ่งอาจจะถูกแวดล้อมอ้อมข้าง ไปด้วยต้นไม้ขนาดใหญ่, ตึกสูง, หุบเขา ฯลฯ ซึ่งบดบัง ต่อการรับสัญญาณฯ...ท่านว่าให้กำหนด ยกค่ามุม 'ให้สูงขึ้น' จนพ้นแนวบดบังต่างๆ หรือกำหนดค่ามุมให้กว้างๆ บานออก ในพื้นที่เปิดโล่ง
ภาพตัวอย่าง แสดงการกำหนดค่ามุม Elevation Mask ให้สูงขึ้นจนพ้น แนวบดบังต่างๆ
ภาพตัวอย่าง แสดงการกำหนดค่ามุม Elevation Mask ให้เป็น 0°
>> จากที่ผู้เขียนได้กล่าวข้างต้นว่า มีวิธีการอยู่ 3 วิธีในการกำหนดค่ามุมดังกล่าว ซึ่งวิธีการที่ 3 (แบบเปลี่ยนค่ามุมองศา เป็นค่าใดๆ) เป็นวิธีที่ผู้เขียนได้นำมาใช้ 'พัฒนา ปรับเปลี่ยน และต่อยอด' จนถึงปัจจุบัน ซึ่งมีความ 'ยืดหยุ่น' ไปตามสถานการณ์ (หน้างานฯ) ในแต่ละพื้นที่ๆ มีความแตกต่างกันทางสภาพแวดล้อมอ้อมข้าง โดยในบทความนี้ ผู้เขียนจะมุ่งเน้นอธิบาย 'วิธีการกำหนดค่าฯ ในแบบที่เรียกว่าวิธีการยืดหยุ่น' ที่ว่านี้ เป็นสำคัญ
หลักแนวคิดพื้นฐานที่ผู้เขียน (ส่วนตัว) ใช้ในการกำหนดค่ามุม Elevation Mask
1. 'พยายามกำหนดค่ามุมฯ ให้มีค่าต่ำมากที่สุด เท่าที่จะเป็นไปได้ โดยต้องมีค่าไม่ต่ำกว่า 7°' เพื่อที่ตัวจานรับสัญญาณฯจะสามารถรับสัญญาณดาวเทียมได้มากที่สุด (มีจำนวนดาวเทียมมาก) และยังส่งผลโดยตรงต่อค่า GDOP (Geometric Dilution Of Precision) ที่ลดต่ำลง เมื่อ 'ระยะห่าง' ระหว่างดาวเทียมบนแนวเส้นโคจรแต่ละดวง มีระยะห่างระหว่างกัน 'เพิ่มมากขึ้น' และนั่นหมายถึง การมีความแม่นยำทางตำแหน่ง และทางระดับ ที่เพิ่มมากขึ้น
* การกำหนดค่า Elevation Mask ให้ 'ต่ำลง' จาก 7° ลงจนถึง 0° ผู้เขียนพบว่า แม้จะได้รับข้อมูลดาวเทียมจากจำนวนดาวเทียมที่ตรวจพบมากขึ้นกว่าเดิม และค่าความคลาดเคลื่อนทางมุมเลขาคณิตของดาวเทียม GDOP แสดงค่าเป็นที่น่าพึงพอใจ แต่ข้อมูลจากการประมวลผลที่ได้รับนั้น มีค่าความคลาดเคลื่อนเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยยะ (แต่ค่าความคลาดเคลื่อนไม่สูงเพิ่มขึ้นแบบน่าตกใจ ในกรณีที่ปรับกำหนดค่า Elevation Mask สูงขึ้น และการรับสัญญาณดาวเทียมได้น้อยลง (จำนวนที่น้อยลง)) ซึ่งความคลาดเคลื่อนที่เพิ่มขึ้นน่าจะเกิดจาก 'ระยะทาง ที่เพิ่มมากขึ้น' ระหว่างตัวจานรับสัญญาณฯและดาวเทียมที่ตรวจพบที่ค่ามุมต่ำๆ...และเมื่อผู้เขียนปรับค่ามุม Elevation Mask ให้เพิ่มสูงขึ้นเล็กน้อย ปรากฎว่าข้อมูลจากการประมวลผล แสดงค่าความคลาดเคลื่อนที่ลดลง
* การรับสัญญาณดาวเทียมจำนวนมาก หลายดวง และสัญญาณฯมีคุณภาพดี จะสามารถช่วยลดเวลาในการทำการสำรวจฯ ให้สั้นลง
2. ค่ามุมที่กำหนดนั้น ควรที่จะมีค่ามุมองศาที่สูง 'ข้ามพ้น' แนวบดบังอ้อมข้าง อาทิ กลุ่มต้นไม้ขนาดใหญ่ ตึกรามบ้านช่อง ฯลฯ 'ในระยะไกล' ในประเด็นนี้ การเลือกตำแหน่งตั้งอุปกรณ์รับสัญญาณดาวเทียม ผู้ทำการสำรวจฯ ควรที่จะเลือกพื้นที่ๆ มีความเปิดโล่งมากที่สุด เท่าที่จะเป็นไปได้
* การปรับค่ามุมองศา ให้เงยขึ้นพ้นแนวบดบังต่างๆนั้น จะทำให้เกิดพื้นที่ในการรับสัญญาณฯ มีขนาดที่แคบลง โดยที่ค่า DOPs ต่างๆ จะเพิ่มสูงขึ้นอย่างมีนัยยะ และส่งผลโดยตรงต่อข้อมูลการสำรวจฯ ซึ่งจะมีค่าความคลาดเคลื่อนเพิ่มสูงขึ้น...ฉะนั้น ผู้ทำการสำรวจฯ จึงต้องทำการตรวจสอบค่า RMS ของ HDOP และค่า VDOP ที่ตัว Controller ภายหลังการปรับค่ามุม Elevation Mask ว่าอยู่ในเกณฑ์ยอมรับได้หรือไม่ หรืออาจจะ ใช้ซอฟแวร์/ Application ในการ 'วางแผนและตรวจสอบ' หาค่ามุม Elevation Mask ที่เหมาะสมสำหรับพื้นที่ฯ ก่อนทำการสำรวจฯ
ภาพตัวอย่าง แสดงการกำหนดค่ามุมองศา ให้ยกสูงพ้นจากแนวบดบังสัญญาณฯ
* การปรับค่ามุมองศา ให้ต่ำลงกว่าความสูงของแนวบดบัง จะทำให้เกิดสภาวะการณ์ Cycle slip หรือสภาวะที่การรับสัญญาณดาวเทียมขาดๆ-หายๆ เป็นช่วง อันเนื่องมาจากการบดบังต่างๆ
ผู้เขียน ได้ทำการทดลอง (ส่วนตัว) เพื่อทดสอบ 'สมมุติฐาน' จากทั้ง 3 วิธีการข้างต้น มาอย่างต่อเนื่อง นับตั้งแต่ปี พ.ศ. 2556 ในหลากหลายสถานการณ์+พื้นที่การสำรวจฯหน้างานจริง ซึ่งมักจะมีอุปสรรคจากการ บดบังสัญญาณดาวเทียมอยู่เสมอๆโดยกำหนดค่า Elevation Mask ให้เป็น 0° เพื่อตรวจสอบค่า DOPs ต่างๆ จะแสดงความเหมือน/แตกต่าง จากการกำหนดค่า Elevation Mask ให้เป็น 10°, 15°, 25° หรือ 30° อย่างไร เหล่านี้เป็นต้น
ตัวอย่าง ตารางแสดงผลการทดสอบเปรียบเทียบ การกำหนดค่า Elevation Mask Angle
วิธีการตรวจสอบค่า Elevation Mask Angle ที่เหมาะสมในการสำรวจฯ (แบบออนไลน์)
>> เป็นวิธีการที่ผู้เขียน (ส่วนตัว) นำมาประยุกต์ใช้ในการ 'วางแผน' การสำรวจรังวัดดาวเทียม สำหรับงาน Control Survey ที่ 'ต้องการความละเอียดสูง' โดยการใช้ Application (Android) หรือเว็บไซต์ติดตามการโคจรของระบบดาวเทียม (ทุกระบบ) แบบออนไลน์ ที่ชื่อว่า GNSS View >> https://app.qzss.go.jp/GNSSView/gnssview.html?t เพื่อตรวจสอบแนวโน้ม ความคลาดเคลื่อนมาก-น้อย ที่จะเกิดขึ้นใน 'ช่วงเวลาการทำการรังวัด' โดยอาศัยการตรวจสอบค่า HDOP และ VDOP
ตัวอย่าง การตรวจสอบค่า Elevation Mask Angle ณ ตำแหน่ง Lat: 14° 37", Lon: 101° 9"
จะเป็นการดีสักเพียงใด ถ้า 'มีความถูกต้อง' จากการสำรวจฯดาวเทียมที่ 'เพิ่มมากขึ้นกว่าเดิม'
