การศึกษาการหาวิถีของยานพาหนะโดยใช้ระบบดาวเทียมนำหน

Abstract

วิถีของยานพาหนะเป็นองค์ประกอบสำคัญในงานทำแผนที่ชนิดเคลื่อนที่ได้ วิธีหนึ่งที่ทำได้รวดเร็วและให้ค่าความถูกต้องสูง ได้แก่ การใช้ระบบดาวเทียมนำหน แต่มักจะเกิดปัญหาการบดบังสัญญาณไปจนถึงไม่มีสัญญาณในพื้นที่เมืองหนาแน่นที่เต็มไปด้วยตึกสูง ส่งผลให้จำนวนดาวเทียมและคุณภาพสัญญาณไม่ดีพอสำหรับการคำนวณวิถี ซึ่งระบบนำหนด้วยการวัดความเฉื่อย (Inertial navigation system, INS) ได้ถูกนำมาบูรณาการร่วมกับ GPS เรียกว่าระบบ GPS/INS สามารถลดข้อจำกัดในพื้นที่ดังกล่าว งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินถึงการมีค่าพิกัดให้ใช้งานได้ (Availability) ของวิถีของยานพาหนะ แบ่งออกเป็น 3 กรณี ได้แก่ (1) ใช้ระบบดาวเทียม GPS เพียงระบบเดียว (2) ใช้ระบบดาวเทียม GPS/GLONASS และ (3) ระบบบูรณาการ GPS/INS ทดสอบทั้งพื้นที่ชานเมืองและในเมืองหนาแน่น พร้อมทั้งได้ประเมินเปรียบเทียบวิถีของยานพาหนะจากการใช้ระบบสถานีฐานของกรมที่ดิน เพื่อสร้างข้อมูลสถานีฐานเสมือน (Virtual base station) กับการตั้งสถานีฐานจริงในพื้นที่ สุดท้ายเป็นการประเมินถึงศักยภาพของซอฟต์แวร์ฟรีเปิดรหัส RTKLIB เปรียบเทียบกับกลุ่มซอฟต์แวร์เชิงพาณิชย์ ที่ใช้งานกันโดยทั่วไปในการหาวิถีของยานพาหนะ ผลการศึกษาพบว่า ระบบดาวเทียม GPS/GLONASS มีค่า Availability เพิ่มขึ้นประมาณ 13% และ 45% ในพื้นที่ชานเมืองและในเมืองตามลำดับเมื่อเทียบกับระบบดาวเทียม GPS ในขณะที่ระบบ GPS/INS สามารถให้ค่าพิกัดตำแหน่งครบถ้วนตลอดเส้นทางที่แตกต่างกันทั้งสองพื้นที่ ส่วนการเปรียบเทียบวิถีของยานพาหนะที่คำนวณได้จากการใช้สถานีฐานเสมือนที่สร้างจากระบบ VRS กับการตั้งสถานีฐานจริงในพื้นที่พบว่า มีค่าต่างรากความคลาดเคลื่อนกำลังสองเฉลี่ย (RMSE) ในทางราบ 0.04 เมตร ทางดิ่ง 0.18 เมตร สุดท้ายการประมวลผลในภายหลังของวิถีของยานพาหนะที่ได้จากการรับสัญญาณดาวเทียมนำหนด้วยกลุ่มซอฟต์แวร์เชิงพาณิชย์ พบว่าให้ค่าพิกัดที่สอดคล้องกัน ในขณะที่ผลการคำนวณวิถีของยานพาหนะที่ได้จากซอฟต์แวร์ฟรีเปิดรหัส RTKLIB ทั้ง fixed และ float solution จำนวน 6,411 epochs มีค่าต่างทางตำแหน่งทางราบ 0.32 เมตร ทางดิ่ง 0.45 เมตร และหากพิจารณาเฉพาะ fixed solution ที่มีจำนวน 895 epochs มีค่าต่างทางตำแหน่งทางราบ 0.02 เมตร ทางดิ่ง 0.04 เมตร เมื่อเทียบกับซอฟต์แวร์เชิงพาณิชย์