các tiến bộ khoa học kỹ thuật và kinh nghiệm quản lý hoạt động khảo sát xây dựng

Tiờu chuẩn này chỉ dẫn cho cụng tỏc khảo sỏt xõy dựng tại cỏc vựng cú nền đỏ cacbụnỏt chủ động lập nhiệm vụ khảo sỏt địa chất cụng trỡnh trong vựng cú karst để người thiết kế cú cỏc phươ

CÁC TIẾN BỘ KHOA HỌC KỸ THUẬT

VÀ KINH NGHIỆM QUẢN Lí HOẠT ĐỘNG KHẢO SÁT XÂY DỰNG

PGS Lờ Kiều

1 Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam , TCXDVN : 366:2004 , Chỉ dẫn kỹ thuật công tác khảo sát địa chất công trình cho xây dựng trong vùng karst

1.1 Khỏi quỏt :

Nhiều vựng trờn lónh thổ nước ta cú lớp đất phõn bố đỏ cacbụnat là nguồn gốc sinh

ra cỏc hang động ngầm hoặc nổi được gọi là cỏctơ ( karst ) Nơi cú đỏ cacbụnat và hang động karst thường làm cho mặt đất nơi cú cụng trỡnh bị sự cố sụt, xập bất ngờ Tiờu chuẩn này chỉ dẫn cho cụng tỏc khảo sỏt xõy dựng tại cỏc vựng cú nền đỏ cacbụnỏt chủ động lập nhiệm vụ khảo sỏt địa chất cụng trỡnh trong vựng cú karst để người thiết kế cú cỏc phương ỏn phũng, chống sự cố do karst gõy ra

Vừa qua, một số địa danh tại Phỳ Thọ, Thanh Húa, cả khu vực dõn cư thuộc xó bị sụt do hiện tượng karst Trờn lónh thổ nước ta, khi xõy dựng cỏc cụng trỡnh cụng nghiệp, khu dõn cư đụ thị ở cỏc vựng cú karst phải được khảo sỏt địa chất cụng trỡnh theo chỉ dẫn của tiờu chuẩn này

Trong chuyờn đề số 2, chỳng tụi đó giới thiệu 6 khu vực, vựng, miền ở nước ta cú nhiều lớp đỏ cỏcbụnỏt là nguồn gốc hỡnh thành hiện tượng karst Sự phõn bố những vựng, miền cú khả năng cú karst ở nước ta phõn bố theo bản đồ:

1 Khu vực 1 Quần đảo núi sót karst nổi lên trên mặt các vũng vịnh khu vực Hải

Phòng- Quảng ninh và một phần ở Hà Tiên Đá cacbonát có thành phần chủ yếu là

đá vôi khối lớn hoặc phân lớp dầy tương đối thuần khiết, đôi chỗ đá vôi nằm xen kẹp với các đá trầm tích khác: cuội kết, cát kết, bột kết, sét kết Đá vôi có tuổi

Đêvôn, cácbon và Permi Quá trình karst vẫn đang phát triển mạnh, các núi sót không có lớp phủ tàn tích, các hang động có kích cỡ lớn, có giá trị du lịch

2 Khu vực 2 Vùng đồng bằng ven biển Hải Phòng-Quảng Ninh, Ninh

Bình-Thanh Hoá, Hà Tiên và một diện tích nhỏ ở Tây Ninh, có cao độ tuyệt đối biến đổi trung bình từ 0.5ữ1.0m đến 8 ữ10m Đá cácbonát bị phủ bởi các trầm tích đệ tứ có chiều dày từ 1ữ2m đến 10-15m hoặc sâu hơn, đôi chỗ nổi lên trên mặt đất tạo thành các núi sót carst đơn độc Đá cacbonat có thành phần chủ yếu là đá vôi Cacbon-Permi Karst phát triển trong đá vôi ở khu vực Hải Phòng-Quảng Ninh, Ninh Bình-Thanh Hoá đến độ sâu 70ữ80m, hình thành các tầng hang động phát triển theo chiều ngang và chiều sâu rất phức tạp Khảo sát địa chất công trình trong khu vực này gặp nhiều khó khăn, đặc biệt cho các công trình quan trọng với tải trọng lớn như nhà máy xi măng,

3 Khu vực 3 Vùng đồi núi mềm mại cấu thành chủ yếu bởi các đá phi cacbonat,

xen kẹp các đồi núi sót karst có kích cỡ khác nhau, phân bố rộng khắp ở các tỉnh Nghệ An, Sơn La, Lai Châu, Tuyên Quang, Hà Giang Đá cacbonat trong khu vực này chủ yếu là đá hoa và đá vôi hoa hoá tuổi Proterozoi và paleozoi Do sự phân bố

hạn chế của đá cácbonat trong khu vực này mà karst không ảnh hưởng nhiều đến quy hoạch phát triển kinh tế và xây dựng

4 Khu vực 4 Bề mặt bóc mòn của các khối đá vôi lớn thuần khiết tuổi

Cacbon-Permi có cao độ tuyệt đối từ 100ữ200m đến 800 ữ900m, phát triển tương đối tập trung tại Quảng Bình, Nghệ An, Thái Nguyên, Cao Bằng Karst trong khu vực này phát triển mạnh cả dưới ngầm và trên bề mặt, tạo thành các hang động lớn ở phía dưới và địa hình hiểm trở, phân cắt mạnh ở phía trên Xây dựng các công trình lớn như hồ chứa nước sẽ gặp rất nhiều khó khăn Khảo sát địa chất công trình trong khu vực này ít gặp khó khăn, bởi vì trong khu vực hầu như không có lớp phủ

5 Khu vực 5 Bề mặt bóc mòn-xâm thực của các khối đá vôi lớn nằm trong đới cà

nát và nâng mạnh tân kiến tạo, phân bố ở khu vực Hà Giang và Lai Châu Cao độ bề mặt khối đá có thể đạt tới 1000ữ1900m, địa hình hiểm trở, không có lớp phủ sườn- tàn tích Đá vôi ở Hà Giang có tuổi Kebri-Orddovich, ở Lai châu có tuổi Dêvôn, chúng bị phân cách rất mạnh bởi các thung lũng và các khe trũng sâu Karst bề mặt trong khu vực này phát triển mạnh hơn karst ngầm Quá trình xâm thực đóng vai trò quan trọng trong thành tạo địa hình Khai thác sử dụng lãnh thổ khu vực này gặp nhiều khó khăn

6 Khu vực 6 Bề mặt san bằng và phân thuỷ, tạo thành đới hẹp chạy suốt từ Lai

Châu về Ninh Bình, cao độ tuyệt đối địa hình biến đổi từ 200ữ250m đến 1800ữ2000m Đá cacbonat trong khu vực này là đá vôi trias dạng khối và phân lớp dày Đây là khu vực đặc trưng cho karst trưởng thành, ở đây có thể bắt gặp tất cả các loại hình karst như: thung lũng khô khép kín, cánh đồng xâm thực-hoà tan, các dòng chảy ẩn hiện,hang động karst, hố sập và phễu karst, Chiều dầy của lớp phủ sườn- tàn tích từ 1ữ2m đến 10 ữ15m Phát triển kinh tế trong khu vực này tương đối thuận lợi, nhưng khảo sát và xây dựng công trình sẽ gặp khó khăn

Những số 1,2,3,4,5,6 ghi chỳ trờn bản dồ ứng với cỏc khu vực mụ tả trờn đõy

Sơ đồ phân bố đá cácbonat và phát triển karst lãnh thổ Việt Nam

đà nẵng

tp Hồ chí minh

ca m

pu ch ia

Khi lựa chọn địa điểm đặt cụng trỡnh của dự ỏn, cần phõn tớch theo nhiều yếu tố như :

* Phân tích kỹ thuật:

- Lựa chọn quy mô công suất

- Lựa chọn công nghệ

- Lựa chọn vị trí (địa điểm)

- Lựa chọn giải pháp xây dựng

- Đánh giá tác động môi trường

* Phân tích tài chính, kinh tế

- Hiệu quả tài chính

- Hiệu quả kinh tế

- Hiệu quả xã hội môi trường

- Hiệu quả quốc phòng, an ninh

Để cú thể cú những nhận định về cỏc yếu tố kỹ thuật của địa điểm nhằm giỳp cho khõu lựa chọn, phải tuõn thủ nghiờm tỳc Thông tư số 06/2006/TT-BXD ngày 10 tháng 11 năm 2006 , Hướng dẫn khảo sát địa kỹ thuật phục vụ lựa chọn địa điểm

và thiết kế xây dựng công trình

Nếu khu vực dự định lựa chọn làm địa điểm của dự ỏn nằm trong 6 vựng cú karst,

phải tiến hành thăm dũ điện theo Tiêu chuẩn xây dựng , TCXD 161 :1987 , Công tác thăm dò điện trong khảo sát xây dựng

Phải nắm vững cỏc điều kiện địa chất cụng trỡnh bờn dưới cụng trỡnh mới trỏnh được sự bị động khi bắt tay vào thiết kế và xõy dựng Nhà mỏy xi măng Bỉm Sơn là một thớ dụ trong quỏ trỡnh thi cụng gặp karst Chớnh Phủ, lỳc đú đó phải điều khỏ nhiều xi măng để bơm lấp cỏc hố karst làm tăng chi phớ và chậm thời gian xõy dựng Khảo sỏt địa chất cụng trỡnh trong vựng cú karst khụng tỏch rời cụng tỏc khảo sỏt chung ứng với cỏc giai đoạn thiết kế cơ sở, thiết kế kỹ thuật và thiết kế bản

vẽ thi cụng Trong trường hợp cần thiết, phải bổ sung thờm khảo sỏt địa chất cụng trỡnh trước khõu thiết kế cơ sở

1.2 Nội dung của Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam , TCXDVN : 366:2004 , Chỉ dẫn

kỹ thuật công tác khảo sát địa chất công trình cho xây dựng trong vùng karst

Tiờu chuẩn này cú cỏc phần:

+ Những vấn đề chung bao gồm:

Phạm vi và đối tượng ỏp dụng

Thuật ngữ và định nghĩa

Tài liệu trớch dẫn

Đặc điểm hỡnh thành, phỏt triển karst

Đặc điểm điều kiện địa chất cụng trỡnh trong vựng phỏt triển karst

+ Phương phỏp khảo sỏt địa chất cụng trỡnh trong vựng karst, một số yờu cầu kỹ thuật , bao gồm:

Thu thập, phõn tớch và tổng hợp số liệu khảo sỏt đó cú

Sử dụng các tài liệu viễn thám

Phương pháp đo vẽ trắc địa công trình

Các phương pháp khí tượng thủy văn- công trình

Phương pháp đo vẽ địa chất công trình

Phương pháp thăm dò địa vật lý với 6 phương pháp cụ thể như thăm dò điện, thăm

dò trọng lực, thăm dò địa chấn, thăm dò âm thanh, thăm dò từ, Georadar

Phương pháp nghiên cứu địa chất thủy văn

Phương pháp thí nghiệm đất đá tại hiện trường

Phương pháp thí nghiệm trong phòng và nghiên cứu thử nghiệm

Phương pháp quan trắc định kỳ

Xử lý số liệu

+ Khảo sát điều kiện địa chất công trình giai đoạn trước thiết kế cơ sở

Bao gồm các nội dung:

Mục tiêu khảo sát

Nhiệm vụ khảo sát

Ranh giới khảo sát

Nội dung và khối lượng khảo sát, báo cáo kết quả khảo sát

+Khảo sát địa chất công trình giai đoạn thiết kế cơ sở

Bao gồm các nội dung:

Mục tiêu khảo sát

Nhiệm vụ khảo sát

Ranh giới khảo sát

Nội dung và khối lượng khảo sát, báo cáo kết quả khảo sát

+ Khảo sát địa chất công trình giai đoạn thiết kế kỹ thuật

Cũng giống các khảo sát phục vụ các giai đoạn thiết kế trước những nội dung cụ thể có yêu cầu khác và chi tiết hơn, đó là:

Mục tiêu khảo sát

Nhiệm vụ khảo sát

Ranh giới khảo sát

Nội dung và khối lượng khảo sát, báo cáo kết quả khảo sát

+ Khảo sát địa chất công trình giai đoạn thiết kế bản vẽ thi công

Cũng giống các khảo sát phục vụ các giai đoạn thiết kế trước những nội dung cụ thể có yêu cầu khác và chi tiết hơn, đó là:

Mục tiêu khảo sát

Nhiệm vụ khảo sát

Ranh giới khảo sát

Nội dung và khối lượng khảo sát, báo cáo kết quả khảo sát

Tiêu chuẩn có 4 phụ lục , những phụ lục này là phụ lục A, phụ lục B, phụ lục C và phụ lục D

Phụ lục A : Đỏnh giỏ điều kiện địa chất cụng trỡnh trong vựng karst

Phụ lục này cung cấp khỏ nhiều khỏi niệm về cỏc vựng cú karst ở nước ta như cỏc nội dung:

Phõn vựng địa chất cụng trỡnh lónh thổ theo điều kiện , mức độ và đặc điểm phỏt triển karst

Đỏnh giỏ trạng thỏi của đất đỏ và cỏc biểu hiện của karst ngầm

Đỏnh giỏ điều kiện thủy văn và địa chất thủy văn trong vựng karst

Phương phỏp thủy địa húa đỏnh giỏ khả năng và cường độ phỏt triển karst

Đỏnh giỏ karst bề mặt

Đỏnh giỏ ổn định của lónh thổ do cỏc hiện tượng sập,lỳn mặt đất

Đỏnh giỏ khả năng ổn định cỏc khu đất xõy dựng cỏc cụng trỡnh độc lập

Dự bỏo ảnh hưởng của cỏc yếu tố nhõn sinh đến ổn định lónh thổ

Phụ lục B : Phõn loại khối đỏ theo mức độ nứt nẻ ( TCVN 4253-86)

Phụ lục C : Phõn loại đỏ theo mức độ phong húa ( 14 TCN 115 – 2000 )

Phụ lục D : Sơ đồ phõn bố đỏ cacbonat và phỏt triển karst lónh thổ Việt Nam

Đặc thự xõy dựng trờn lónh thổ cú karst là đặc thự kỹ thuật phụ thuộc sự tồn tại của thiờn nhiờn nhưng trước đõy chưa cú điều kiện nghiờn cứu đầy đủ Tiờu chuẩn này trỡnh bày khỏ kỹ về cỏc điều kiện khảo sỏt trong vựng, miền cú karst và khỏ mới nờn cỏc chủ nhiệm khảo sỏt cần tỡm hiểu kỹ để đề xuất trong nhiệm vụ khảo sỏt, trỏnh cỏc sự cố đỏng tiếc do thiếu thụng tin khi chọn địa điểm xõy dựng

2 Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam, TCXDVN 364: 2006, Tiêu chuẩn kỹ thuật

đo và xử lý số liệu GPS trong trắc địa công trình

GPS là chữ viết tắt từ tiếng Anh : Global Positioning System , dịch sang tiếng Việt

là Hệ thống định vị toàn cầu Từ những năm 1970, đầu tiờn là Hoa Kỳ, Nga rồi

đến cỏc nước khỏc như Trung quốc , Nhật bản đó phúng những quả vệ tinh bay quanh trỏi đất , nhằm xỏc định vị trớ từng điểm trờn mặt đất một cỏch chớnh xỏc, khụng phụ thuộc thời tiết, ngày, đờm

Bõy giờ cú thể thành lập lưới khảo sỏt cụng trỡnh, lưới khống chế mặt bằng phục vụ thi cụng và quan trắc chuyển dịch ngang cụng trỡnh nhờ hệ thống định vị toàn cầu này

Tiờu chuẩn Xõy dựng Việt Nam, TCXDVN 364:2006, Tiêu chuẩn kỹ thuật đo và

xử lý số liệu GPS trong trắc địa công trình quy định về đo, vẽ , thành lập lưới trắc

địa cụng trỡnh nhờ hệ thống định vị toàn cầu WGS-84 hoặc cỏc hệ tọa độ khỏc sử dụng cỏc tham số cơ bản của elipxoid toàn cầu

Những tiến bộ của khoa học cụng nghệ đó mang đến cho ngành trắc địa những thành tự to lớn là viễn thỏm Từ cụng nghệ viễn thỏm, người ta cú thể tiếp cận với đối tượng cần đo vẽ mà khụng phải tiếp xỳc trực tiếp đến đối tượng

Chúng tôi giới thiệu ở đây, khái niệm về viễn thám và hệ thống thông tin địa lý (GIS ) và về hệ thống định vị toàn cầu ( GPS) như những thành tựu mới trong công tác khảo sát và khảo sát xây dựng

Viễn thám và hệ thống thông tin địa lý ( GIS) :

Viễn thám là ngành khoa học nghiên cứu đối tượng mà không trực tiếp tiếp xúc với

đối tượng Tiếng Anh sử dụng khái niệm viễn thám qua thuật ngữ remote sensing

được viết tắt là RS

Viễn thám thu nhận thông tin của bề mặt trái đất mà không cần tiếp xúc với bề mặt

ấy Điều này thực hiện được nhờ vào quan sát và thu nhận năng lượng phản xạ, bức

xạ từ đối tượng nghiên cứu và sau đó phân tích, xử lý, ứng dụng những thông tin nói trên

Hệ thống viến thám thường bao gồm 7 phần tử chính có quan hệ chặt chẽ với nhau

Theo trình tự hoạt động của hệ thống, chúng ta có:

Nguồn năng lượng Thành phần đầu tiên của một hệ thống viễn thám là nguồn

năng lượng để chiếu sáng hay cung cấp năng lượng điện từ tới đối tượng quan tâm

Có loại viễn thám sử dụng năng lượng mặt trời, có loại tự cung cấp năng lượng tới đối tượng Thông tin viễn thám thu thập được là dựa vào năng lượng từ đối tượng đến thiết bị nhận, nếu không có nguồn năng lượng chiếu sáng hay truyền tới đối tượng sẽ không có năng lượng đi từ đối tượng đến thiết bị nhận

Những tia phát xạ và khí quyển Vì năng lượng đi từ nguồn năng lượng tới đối

tượng nên sẽ phải tác qua lại với vùng khí quyển nơi năng lượng đi qua Sự tương tác này có thể lặp lại ở một vị trí không gian nào đó vì năng lượng còn phải đi theo chiều ngược lại, tức là từ đối tượng đến bộ cảm

Sự tương tác với đối tượng Một khi được truyền qua không khí đến đối tượng,

năng lượng sẽ tương tác với đối tượng tuỳ thuộc vào đặc điểm của cả đối tượng và sóng điện từ Sự tương tác này có thể là truyền qua đối tượng, bị đối tượng hấp thu hay bị phản xạ trở lại vào khí quyển

Thu nhận năng lượng bằng bộ cảm Sau khi năng lượng được phát ra hay bị phản

xạ từ đối tượng, chúng ta cần có một bộ cảm từ xa để tập hợp lại và thu nhận sóng điện từ Năng lượng điện từ truyền về bộ cảm mang thông tin về đối tượng

Sự truyền tải, thu nhận và xử lý Năng lượng được thu nhận bởi bộ cảm cần phải

được truyền tải, thường dưới dạng điện từ, đến một trạm tiếp nhận-xử lý nơi dữ liệu

sẽ được xử lý sang dạng ảnh Ảnh này chính là dữ liệu thô

Giải đoán và phân tích ảnh Ảnh thô sẽ được xử lý để có thể sử dụng được Để lấy

được thông tin về đối tượng người ta phải nhận biết được mỗi hình ảnh trên ảnh tương ứng với đối tượng nào Công đoạn để có thể “nhận biết” này gọi là giải đoán ảnh Ảnh được giải đoán bằng một hoặc kết hợp nhiều phương pháp Các phương pháp này là giải đoán thủ công bằng mắt, giải đoán bằng kỹ thuật số hay các công

cụ điện tử để lấy được thông tin về các đối tượng của khu vực đã chụp ảnh

Ứng dụng Đây là phần tử cuối cùng của quá trình viễn thám, được thực hiện khi

ứng dụng thông tin mà chúng ta đã chiết được từ ảnh để hiểu rõ hơn về đối tượng

mà chúng ta quan tâm, để khám phá những thông tin mới, kiểm nghiệm những thông tin đã có nhằm giải quyết những vấn đề cụ thể

Kỹ thuật thám trắc bằng vệ tinh đã phát triển nhanh chóng hình thành lên hệ thống quan trắc khí tượng vệ tinh toàn cầu Quan trắc trái đất và quan trắc không gian đã bước sang một giai đoạn mới, làm phong phú thêm phạm vi, nội dung quan trắc Từ quan trắc mang tính cục bộ ở tầng thấp của khí quyển chuyển sang quan trắc cả hệ thống khí quyển Rất nhiều những yếu tố, những vị trí trong khí quyển và trên trái đất trước đây rất khó quan trắc thì ngày nay với vệ tinh khí tượng đều có thể thực hiện được Công nghệ viễn thám đã cung cấp rất nhiều số liệu cho các lĩnh vực như: thiên văn, khí tượng, địa chất, địa lý, hải dương, nông nghiệp, lâm nghiệp, quân sự, thông tin, hàng không, vũ trụ

Nước ta nhiều đồi núi, địa hình phức tạp (độ cao, độ dốc, hướng, khe suối thung lũng…) điều kiện khí tượng, khí hậu, thuỷ văn diễn biến phức tạp Cùng với

sự ấm lên của khí hậu toàn cầu các hiện tượng thời tiết bất thường như hạn hán, lũ lụt ngày càng gia tăng và mức độ gây tổn hại ngày càng lớn, nhiệt độ tăng cao kết hợp với hạn hán dẫn tới nguy cơ cháy rừng, sự phát sinh phát triển của sâu bệnh đối với mùa màng ngày càng trầm trọng Vì vậy việc sử dụng các thông tin viễn thám tích hợp với hệ thống thông tin địa lý (GIS) và hệ thống định vị toàn cầu (GPS) cùng với các quan trắc thu được từ bề mặt sẽ đáp ứng khách quan và đa dạng các

thông tin cần thiết phục vụ công tác nghiên cứu giám sát và dự báo khí tượng thuỷ văn, khí tượng nông nghiệp và môi trường, công tác xây dựng mà đặc biệt là phục

vụ cho công tác giám sát và cảnh báo tác hại của thiên tai để có các biện pháp phòng tránh và ứng cứu kịp thời, dự đoán và hoàn chỉnh những dữ liệu địa chất công trình, địa mạo trong xây dựng

Những nguyên tắc cơ bản và ứng dụng chủ yếu của hệ GIS hiện nay là :

một hệ toạ độ quy chiếu GIS bao gồm một hệ cơ sở dữ liệu và các phương thức

để thao tác với dữ liệu đó

tích và hiển thị dữ liệu được quy chiếu cụ thể vào trái đất

hiển thị dữ liệu bản đồ

Mô hình công nghệ

Một cách khái quát, có thể hiểu một hệ GIS như là một quá trình sau:

các cách biểu diễn dữ liệu, máy quét, hình ảnh từ vệ tinh, ảnh chụp…

các thiết bị có thể lưu và bảo trì dữ liệu nhằm đảm bảo: bảo mật số liệu, tích hợp

số liệu, lọc và đánh giá số liệu, khả năng duy trì GIS lưu thông tin thế giới thực thành các tầng dữ liệu riêng biệt, các tầng này đặt trong cùng một hệ trục toạ độ

và chúng có khả năng liên kết với nhau

Nó giúp cho người sử dụng quyết định cần làm tiếp công việc gì Kết quả của xử

lý dữ liệu là tạo ra các ảnh, báo cáo và bản đồ

GIS Những yêu cầu tiếp theo là khả năng giải mã và phân tích về mặt định tính

và định lượng thông tin đã thu thập

phương pháp khác nhau trong đó thông tin có thể hiển thị khi nó được xử lý

bằng GIS Các phương pháp truyền thống là bảng và đồ thị có thể cung cấp bằng các bản đồ và ảnh 3 chiều

Công nghệ GIS ngày càng được sử dụng rộng rãi GIS có khả năng sử dụng dữ liệu không gian và thuộc tính (phi không gian) từ các nguồn khác nhau khi thực hiện phân tích không gian để trả lời các câu hỏi của người sử dụng

Một số ứng dụng cụ thể của GIS thường thấy trong thực tế là:

xác định được vị trí cho địa chỉ phố hoặc tìm vị trí khi biết trước địa chỉ phố Đường giao thông và sơ đồ; điều khiển đường đi, lập kế hoạch lưu thông xe cộ Phân tích vị trí, chọn khu vực xây dựng các tiện ích như bãi đỗ xe, ga tàu

xe…Lập kế hoạch phát triển giao thông

năng: quản lý gió và thuỷ hệ, các nguồn nhân tạo, bình đồ lũ, vùng ngập úng, đất nông nghiệp, tầng ngập nước, rừng, vùng tự nhiên, phân tích tác động môi trường… Xác định ví trí chất thải độc hại Mô hình hoá nước ngầm và đường ô nhiễm Phân tích phân bố dân cư, quy hoạch tuyến tính

môi trường Quản lý chất lượng nước

của lưới điện Duy trì quy hoạch các thiết bị, sử dụng đường điện

ứng dụng khác

Hệ thống định vị toàn cầu ( GPS ):

GPS là hệ thống bao gồm các vệ tinh bay trên quỹ đạo, thu thập thông tin toàn cầu

và được xử lý bởi các trạm điều khiển trên mặt đất Ngày nay, khó hình dung rằng

có một máy bay, một con tàu hay phương tiện thám hiểm trên bộ nào lại không lắp đặt thiết bị nhận tín hiệu từ vệ tinh

Năm 1978, nhằm mục đích thu thập các thông tin về tọa độ (vĩ độ và kinh độ), độ cao và tốc độ của các cuộc hành quân, hướng dẫn cho pháo binh và các hạm đội,

Bộ Quốc phòng Mỹ đã phóng lên quỹ đạo trái đất 24 vệ tinh Những vệ tinh trị giá nhiều tỷ USD này bay phía trên trái đất ở độ cao 19.200 km, với tốc độ chừng

11.200 km/h, có nhiệm vụ truyền đi các tín hiệu radio tần số thấp tới các thiết bị thu nhận Từ những năm đầu thập kỷ 80, các nhà sản xuất lớn chú ý nhiều hơn đến đối tượng sử dụng tư nhân Trên các xe hơi hạng sang, những thiết bị trợ giúp cá nhân

kỹ thuật số PDA (Personal Digital Assistant) như Ipaq của hãng Compaq, được coi

là một trang bị tiêu chuẩn, thể hiện giá trị của chủ sở hữu

Trong số 24 vệ tinh của Bộ quốc phòng Mỹ nói trên, chỉ có 21 thực sự hoạt động, 3

vệ tinh còn lại là hệ thống hỗ trợ Tín hiệu radio được truyền đi thường không đủ mạnh để thâm nhập vào các tòa nhà kiên cố, các hầm ngầm và hay tới các địa điểm

chính xác về vị trí (bao gồm cả độ cao) và tốc độ của một vật Vì hoạt động trên quỹ đạo, các vệ tinh đảm bảo cung cấp vị trí tại bất kỳ điểm nào trên trái đất

Hệ thống định vị toàn cầu GPS (Global Positioning Systems) bao gồm 3 mảng:

- Mảng người dùng, gồm người sử dụng và thiết bị thu GPS

- Mảng kiểm soát bao gồm các trạm trên mặt đất, chia thành trạm trung tâm và trạm con Các trạm con, vận hành tự động, nhận thông tin từ vệ tinh, gửi tới cho trạm chủ Sau đó các trạm con gửi thông tin đã được hiệu chỉnh trở lại, để các vệ tinh biết được vị trí của chúng trên quỹ đạo và thời gian truyền tín hiệu Nhờ vậy, các

vệ tinh mới có thể đảm bảo cung cấp thông tin chính xác tuyệt đối vào bất kỳ thời điểm nào

- Mảng còn lại gồm các vệ tinh hoạt động bằng năng lượng mặt trời, bay trên quỹ đạo Quãng thời gian tồn tại của chúng vào khoảng 10 năm và chi phí cho mỗi lần thay thế lên đến hàng tỷ USD

Một vệ tinh có thể truyền tín hiệu radio ở nhiều mức tần số thấp khác nhau, được gọi là L1, L2 Những thiết bị nhận tín hiệu GPS thông thường bắt sóng L1, ở dải tần số UHF 575,42 Mhz Một đài phát thanh FM thường cần có công suất chừng 100.000 watt để phát sóng, nhưng một vệ tinh định vị toàn cầu chỉ đòi hỏi 20-50 watt để đưa tín hiệu đi xa 19.200 km

Thiết bị nhận GPS cài đặt sẵn trên xe Honda Accord

Tần số L1 chứa đựng 2 tín hiệu số (mã hoá bằng kỹ thuật số), được gọi là P-code và C/A-code Mã P nhằm bảo vệ thông tin khỏi những sự truy nhập trái phép Tuy nhiên, mục đích chính của các tín hiệu mã hóa là nhằm tính toán thời gian cần thiết

để thông tin truyền từ vệ tinh tới một thiết bị thu nhận trên mặt đất Sau đó, khoảng cách giữa 2 bên được tính bằng cách nhân thời gian cần thiết để tín hiệu đến nơi với tốc độ của ánh sáng là 300.000 km/giây(khoảng cách = vận tốc x thời gian)