سعید فرزانه؛ محمدعلی شریفی؛ امیر عبدالملکی؛ مسعود دهواری
چکیده
امروزه ماهواره‌های مدار پایین نقش مهمی در جمع‌آوری مشاهدات مربوط به زمین و میدان گرانش حاکم بر آن ایفا میکنند. عوامل مختلفی بر دقت و صحت مشاهدات این ماهواره‌ها مؤثر هستند. ازجمله‌ی این عوامل، اصطکاک اتمسفری وارد بر ماهواره‌ها است که حتی می‌تواند پس از مدتی کارایی آنها را با چالش مواجه کند. به همین دلیل تلاش‌های گوناگونی درصدد ...
بیشتر
امروزه ماهواره‌های مدار پایین نقش مهمی در جمع‌آوری مشاهدات مربوط به زمین و میدان گرانش حاکم بر آن ایفا میکنند. عوامل مختلفی بر دقت و صحت مشاهدات این ماهواره‌ها مؤثر هستند. ازجمله‌ی این عوامل، اصطکاک اتمسفری وارد بر ماهواره‌ها است که حتی می‌تواند پس از مدتی کارایی آنها را با چالش مواجه کند. به همین دلیل تلاش‌های گوناگونی درصدد مدلسازی و پیش‌بینی عوامل مؤثر بر این نیرو برآمده است. مدل‌های تجربی ارائه‌شده برای چگالی اتمسفری نمونه‌ای از این تلاش‌ها است. باگذشت زمان و پیدایش خطاهای موجود در مدل‌های تجربی، تلاش برای اصلاح آنها آغاز شد چراکه به‌دلیل ساده‌سازی‌ها و محدودیت‌های مشاهداتی، این مدل‌ها همواره با خطا همراه هستند و مقدار خروجی آنها با مقدار واقعی چگالی اتمسفر، تطابق کامل ندارد. از دیگر سو، با گسترش علوم، روشهای جدیدی مانند هوش مصنوعی و شبکههای عصبی برای پیش‌بینی یک سری زمانی ارائه شده است که قابلیت یادگیری رفتار سیگنال بدون تشکیل یک مدل ریاضی پیچیده را دارند. در این تحقیق، از شبکههای عصبی با حافظه بلند-کوتاه‌مدت برای پیش‌بینی و اصلاح مدل‌های تجربی چگالی اتمسفری که مهم‌ترین عامل تعیین‌کننده‌ی میزان کشش اتمسفری است، استفاده شده است. این شبکههای عصبی از نوع شبکههای بازگشتی هستند و با حفظ وابستگی سیگنال در زمان می‌توانند دقت بهتری را برای پیش‌بینی سیگنال فراهم آورند. دادههای مورداستفاده برای آموزش شبکه عصبی مربوط به ماهواره‌ی GRACE و در نیمه‌ی نخست سال 2014 بوده است. برای ارزیابی نتایج نیز با استفاده از ضریب اصطکاک خروجی حاصل از شبکه عصبی و همچنین ضریب اصطکاک مربوط به مدل‌های عددی، موقعیت ماهواره تعیین و با موقعیت واقعی مقایسه شده است. نتایج پیش‌بینی نشان می‌دهد که در حالت تک متغیره مقدار RMSE در حدود 0.054 و در حالت چند متغیره در حدود 0.03 است و همچنین شبکهی عصبی قادر است مدار ماهواره GRACE را با RMSE در حدود 0.15 متر پیش‌بینی کند.
سعید فرزانه؛ محمدعلی شریفی؛ سیده سمیرا طالبی
چکیده
جهت‌گیری دقیق یک فضاپیما نسبت به زمین، خورشید یا هرکدام از سیارات، یکی از مشکل‌ترین چالش‌ها در فناوری فضایی است. سیستم تعیین و کنترل وضعیت یکی از مهم‌ترین زیرسیستم‌های ماهواره است. هدف اصلی طراحی این زیرسیستم انتخاب بهترین الگوریتم برای استخراج وضعیت کامل از فضاپیما با توجه به دقت یا زمان اجرا یا هر دو می‌باشد. هدف الگوریتم‌های ...
بیشتر
جهت‌گیری دقیق یک فضاپیما نسبت به زمین، خورشید یا هرکدام از سیارات، یکی از مشکل‌ترین چالش‌ها در فناوری فضایی است. سیستم تعیین و کنترل وضعیت یکی از مهم‌ترین زیرسیستم‌های ماهواره است. هدف اصلی طراحی این زیرسیستم انتخاب بهترین الگوریتم برای استخراج وضعیت کامل از فضاپیما با توجه به دقت یا زمان اجرا یا هر دو می‌باشد. هدف الگوریتم‌های تعیین وضعیت، محاسبه جهت‌گیری فضایی ماهواره بر اساس سنسورهایی است که می‌توانند اندازه‌گیری‌های مقدار شناخته را در قالب بردارهای سه‌بعدی انجام دهند. در میان سنسورهای مورد استفاده برای تعیین وضعیت فضاپیما، ردیاب ستاره توانایی انجام توأمان عملیات تعیین موقعیت، وضعیت و برآورد سرعت زاویه‌ای فضاپیما را با دقت بالا، حجم محاسبات به‌صرفه و مدت زمان قابل قبول برای پروژه‌های فضایی دارد. این ردیاب در میان سایر حسگرهای تعیین وضعیت، به‌‌عنوان دقیق‌ترین حسگر شناسایی شده و قابلیت تعیین وضعیت ماهواره‌ها با دقت مناسب حتی در مدارهای بالا را دارد. ردیاب ستاره از آسمان اطراف خود تصویربرداری می‌نماید. در بخش میکرو پردازنده این ردیاب، ستارگان موجود در تصویر اخذشده شناسایی می‌شوند و به این ترتیب مشاهدات موردنیاز برای انجام پروسه تعیین وضعیت حاصل می‌شوند. با شناسایی ستاره‌های تصویر شده و دادههای چارچوب مرجع اینرشیای مربوطه، وضعیت فضاپیما با استفاده از الگوریتم‌های تعیین وضعیت مانند TRIAD و برآوردگر کواترنیون (QUEST) و ... تعیین خواهد شد. در این تحقیق هدف پرداختن به فرآیند تعیین وضعیت فضاپیما و خصوصاً بررسی و مقایسه الگوریتم‌های تعیین وضعیت، و سپس انتخاب مناسب‌ترین الگوریتم تعیین وضعیت با استفاده از مشاهدات ردیاب ستاره می‌باشد. براساس ارزیابی‌های انجام شده نتایج حاصل از الگوریتم‌های TRIAD و QUEST با روش Shuster بالاترین دقت را در بین نتایج هشت الگوریتم دیگر کسب کردند.
زهرا بنی مصطفوی؛ سعید فرزانه؛ محمدعلی شریفی
چکیده
تجزیه و تحلیل رفتار سازه‌های مهندسی از جمله فعالیتهای مهم در ژئودزی است چرا که هرگونه ارزیابی نادرست از جابجایی‌ها، می‌تواند تاثیرات مرگباری داشته باشد. برای یافتن میزان تغییر شکل ایجاد شده در یک سازه بر اثر عوامل مختلف، ابتدا باید به برآورد جابجایی نقاط آن سازه پرداخت. بدین منظور از دو روش مقاوم[1] و غیرمقاوم[2] که بر نتایج ...
بیشتر
تجزیه و تحلیل رفتار سازه‌های مهندسی از جمله فعالیتهای مهم در ژئودزی است چرا که هرگونه ارزیابی نادرست از جابجایی‌ها، می‌تواند تاثیرات مرگباری داشته باشد. برای یافتن میزان تغییر شکل ایجاد شده در یک سازه بر اثر عوامل مختلف، ابتدا باید به برآورد جابجایی نقاط آن سازه پرداخت. بدین منظور از دو روش مقاوم[1] و غیرمقاوم[2] که بر نتایج سرشکنی مشاهدات اپک‌ها استوار هستند، استفاده می‌شود. روش حداقل سازی نرم [3]L1 و سرشکنی تکراری وزندار دو اپک زمانی[4]، از جمله روشهای مقاوم هستند که با حداقل سازی نرم اول و دوم، بردار جابجایی را محاسبه میکنند. تجزیه و تحلیل جابجایی‌ها بر حسب میزان دخالت نقاط در محاسبات، به دو گروه تک نقطهای و ترکیبی[5] تقسیم می‌شوند. در روشهای تک نقطهای تعیین دیتوم در پایش شبکههای ژئودتیک کلاسیک، روش سرشکنی همزمان دو اپک زمانی[6] ، به عنوان روش بهینه در نظر گرفته می‌شود. یکی از مشکلات اساسی این روشها وابستگی شدید آنها به هندسه‌ی شبکه است که مانع از کشف همه‌ی نقاط ناپایدار و افزایش میزان خطا در محاسبات خواهد شد. در این تحقیق، استفاده از روشهای ترکیبی به عنوان جایگزین مناسبی برای این روشها معرفی می‌گردد. تفاوت این روشها با روشهای تک نقطهای، در بررسی تمامی نقاط شبکهی ژئودتیک بشکل یکجا و کشف نقاط ناپایدار در بین آنها است. هدف این تحقیق بررسی موفقیت روشهای ترکیبی در جهت کشف نقاط ناپایدار و مقایسه‌ی موفقیت آنها با روش سرشکنی همزمان دو اپک زمانی و انتخاب روش بهینه می‌باشد. در این راستا بر مبنای مشاهدات یک شبکه شبیه‌سازی شده و ایجاد حالت‌های مختلف جابجایی، بهترین روش انتخاب گردید سپس روش پیشنهادی بر روی مشاهدات واقعی سد جامیشان، واقع در جنوب غرب شهرستان سقز، واقع در کرمانشاه، پیاده‌سازی شد. با وجود توانایی روش سرشکنی همزمان دو اپک زمانی در کشف نقاط ناپایدار، این روش برخلاف روش زیرنمونه چندگانه تفاضلات طولی[7]، نتوانسته است همواره تمامی نقاط ناپایدار را تشخیص دهد. روش زیرنمونه چندگانه با تفاضلات دادههای طولی، با درصد 100 به 70، 100 به 87.5 و 100 به 87.5، در مقابل روش سرشکنی همزمان دو اپک زمانی، توانست موفقیت بهتری را بدست آورد. بنابراین روش زیرنمونه چندگانه تفاضلات طولی به عنوان بهترین روش انتخاب شده است.
[1] Robust
[2] Non-robust
[3] Minimum norm L1
[4] Iterative Weighted Simultaneous of Two Epochs (IWST)
[5] Combinatorial methods
[6] Simultaneous Adjustment of Two Epochs (SATE)
[7] Multiple Sub Sample distance difference
محمدعلی شریفی؛ عباس بحرودی؛ صالح مافی
چکیده
این پژوهش روشی هندسی را برای محاسبه نرخ لغزش گسل‌های زاگرس ارائه می‌دهد. در این روش هر گسل را به صورت مجموعه پیوسته‌ای از قطعات گسلی در نظر می‌گیریم که موقعیت سطحی آنها معلوم است. اولین مسئله در انجام این محاسبات تعیین وضعیت صفحات گسلی موجود در لایه لرزه‌زای زاگرس است. این کار را با استفاده از موقعیت کانونی زمین لرزه‌های رخ داده ...
بیشتر
این پژوهش روشی هندسی را برای محاسبه نرخ لغزش گسل‌های زاگرس ارائه می‌دهد. در این روش هر گسل را به صورت مجموعه پیوسته‌ای از قطعات گسلی در نظر می‌گیریم که موقعیت سطحی آنها معلوم است. اولین مسئله در انجام این محاسبات تعیین وضعیت صفحات گسلی موجود در لایه لرزه‌زای زاگرس است. این کار را با استفاده از موقعیت کانونی زمین لرزه‌های رخ داده در اطراف قطعه گسلی انجام می‌دهیم. با محاسبه ضرایب صفحات گسلی، می‌توان آزیموت امتداد صفحات را نسبت به شمال نجومی به دست آورد. تنوع در مکانیزم‌های حرکتی گسل‌های منطقه، شکستگی‌ها با راستاهای متفاوتی را بر روی سطح زمین ایجاد می‌کند که از اختلاف بین راستای گسل و راستای شکستگی سطحی و نوع حرکت گسل (شیب‌لغز و امتدادلغز) زاویه لغزش گسل را به دست می‌آوریم. در ادامه و به منظور محاسبه نرخ لغزش هر گسل، پوسته زاگرس را به صورت جسم یکپارچه‌ای در نظر می‌گیریم که در اثر اعمال تنش به صورت یکنواخت تغییرشکل می‌دهد. به کمک این فرض بردارهای سرعت شبکه را بر روی سطح گسل‌ها تصویر کرده و با استفاده از بردار جهت لغزش، نرخ لغزش گسل را محاسبه می‌کنیم. نرخ لغزش به دست آمده پارامتری است که برای هر قطعه گسلی به صورت جداگانه محاسبه می‌شود. با در نظر گرفتن اثر خطاهای سیستماتیک در موقعیت کانونی زمین لرزه‌ها، نرخ‌های لغزش به دست آمده برای قطعات گسلی همواره دارای خطا هستند. لذا به منظور کاهش اثر خطا،برای هر گسل یک نرخ لغزش میانگین تعریف می‌کنیم. بردارهای سرعت مورد استفاده در این تحقیق، بردارهای سرعت ایستگاه‌های دائمی شبکه ژئودینامیک زاگرس هستند که توسط سازمان نقشه‌برداری کشور تهیه شده‌اند. موقعیت‌های کانونی زمین‌لرزه‌ها نیز توسط پژوهشگاه بین‌المللی مهندسی زلزله و زلزله‌شناسی منتشر می‌شوند.نتایج به دست آمده از این روش نشان می‌دهند مناطقی که گسل‌های آنها نرخ لغزش بالایی دارند، از تراکم زمین‌لرزه بالایی نیز برخوردارند.
فریده سبزه ای؛ محمدعلی شریفی؛ مهدی آخوندزاده هنزائی
چکیده
مطالعه و سنجش یون سپهر در علوم مختلف از جمله مطالعات فضایی و برای بهبود آنالیز و پیش بینی فضایی هوا شامل طوفان های ژئومغناطیسی، بررسی پدیده ها و ناهنجاری های یون سپهری، سیستم های مخابراتی،ژئوفیزیکی، مطالعه پیش نشانگری زلزله و مخاطرات طبیعی بسیار کارآمد می باشد. برای توصیف فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی رخ داده در لایه یون ...
بیشتر
مطالعه و سنجش یون سپهر در علوم مختلف از جمله مطالعات فضایی و برای بهبود آنالیز و پیش بینی فضایی هوا شامل طوفان های ژئومغناطیسی، بررسی پدیده ها و ناهنجاری های یون سپهری، سیستم های مخابراتی،ژئوفیزیکی، مطالعه پیش نشانگری زلزله و مخاطرات طبیعی بسیار کارآمد می باشد. برای توصیف فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی رخ داده در لایه یون سپهر تغییرات پی در پی چگالی الکترون این لایه با تغییرات زمان و موقعیت جغرافیایی موسوم به پروفیل عموی لایۀ یون سپهر (پروفیل چگالی الکترون) مورد استفاده قرار می گیرد. اهمیت پایش چگالی الکترون یون سپهر بدلیل تأثیری که لایه یون سپهر بر روی امواج رادیویی GPS در ناوبری و مخابرات می گذارد، سبب مدلسازی و بررسی پارامتر یون سپهری در این مقالهگردیده است. تغییرات ناگهانی و زیاد چگالی الکترون در بخش های مختلف یون سپهر مدلسازی آن را برای تصحیح خطای یون سپهری بسیار پیچیده می نماید.یکی از جدیدترین روش های سنجش از دور برای استخراج پروفیل چگالی الکترون در لایه ی یون سپهر، روش نهفتگی رادیویی (GPS RO) است که قادر به تولید پروفیل های چگالی الکترون با توان تفکیک قائم بالامی باشد. دراین روش گیرنده های GNSS بر روی ماهواره های ارتفاع پایین (LEO) قرار گرفته و سیگنال فرستاده شده در راستای خط دید ماهواره های LEO و GNSS خم گردیده و اطلاعات لایه های اتمسفری (بویژه یون سپهر) را ثبت و ضبط می نماید. در این مقاله، ابتدا ماهواره ی COSMIC معرفی و سپس برایسال های 2006تا2007 (کمینة فعالیت خورشیدی) بکارگیری الگوریتم های هوشمند توانسته است کارآیی مناسبی در جهت مدلسازی پروفیل های چگالی الکترون ارائه دهد.نتایج بدست آمدهبا پروفیل های چگالی الکترون سه نوع مدل مرجع بین المللی یون سپهریIRI-NEQ،IRI-Corrو IRI-001 مقایسه شده اند و چنین نتیجه گرفته شده است که برای کشور ایران، مدل ایجاد شده با شبکة عصبی شباهت بیشتری با پروفیل های مشاهداتی ماهواره ی COSMIC نسبت به پروفیل های چگالی الکترون مدل های مرجع بین المللی یون سپهری از خود نشان می دهند.
