xây dựng lưới đường chuyền địa chính cấp 1, 2 bằng công nghệ gps

Chính từ vị trí trên, căn cứ vào các điều 17, 18 của hiến pháp năm 1992, căn cứ vào nghị quyết đại hội Đảng Cộng Sản Việt Nam toàn quốc lần thứ VII và các nghị quyết của ban chấp hành tr

lời nói đầu

Trong giai đoạn hiện nay, cùng với sự phát triển của nền công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nớc Song song với quá trình này là sự cải tiến thay đổi

về mặt công nghệ, các tiến bộ kỹ thuật tiên tiến hiện đại, các dự án nghiên cứu ứng dụng của công nghệ mới đợc đẩy mạnh Đợc sự hỗ trợ của nhà nớc, Tổng Cục địa Chính (TCĐC) đã mạnh dạn đầu t các trang thiết bị máy móc hiện đại cho nhiều cơ quan từ Trung ơng đến địa phơng Do đó, việc nghiên cứu ứng dụng những công nghệ mới để đa vào sản xuất là việc tất yếu

Kỹ thuật định vị toàn cầu GPS đã đợc sử dụng vào nớc ta vào khoảng 8

ữ 9 năm trở lại đây, chủ yếu trong các ngành trắc địa, địa chính, bản đồ, địa chất, lâm nghiệp, nông nghiệp, hàng không, hàng hải tuy nhiên khả năng to lớn của nó mới chỉ đợc khai thác rất hạn chế, về tính đa dạng, phức tạp của công nghệ hiện đại này Đó cũng là sự kết hợp những thành tựu của nhiều bộ môn khoa học và công nghệ nh: Toán học, vật lý, khí quyển, thiên văn, điện tử

và tin học

Xuất phát từ yêu cầu thực tế nói trên, đợc sự hớng dẫn của thầy giáo Nguyễn Xuân Tùng, chúng em đã nghiên cứu đề tài tốt nghiệp “ Xây dựng lới

đờng chuyền địa chính cấp 1, 2 bằng công nghệ GPS.

Trong khuôn khổ đề tài có hạn chế, chúng em đã tiến hành nghiên cứu những nội dung chủ yếu sau:

Chơng I: Giới thiệu chung

Chơng II: Giới thiệu công nghệ GPS

Chơng III: Phần chuyên đề

Chơng IV: Phần thực nghiệm

Kết luận và kiến nghị đợc rút ra từ kết quả nghiên cứu phân tích lý thuyết kết hợp với phân tích kết quả đo đạc trên thực địa Từ đó rút ra một số ý

kiến đề xuất về qui trình xây dựng lới địa chính cấp I, II phù hợp với thực tiễn

để khai thác tiềm năng của công nghệ GPS

Sau một thời gian nghiên cứu đề tài, đợc sự giúp đỡ của thầy giáo hớng dẫn, các thầy cô trong khoa cùng với các bạn đồng nghiệp, đến nay chúng em

đã hoàn thành đề tài của mình

Nhng do tham gia nghiên cứu có hạn, trình độ kiến thức của bản thân còn hạn chế, nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót Rất mong đ-

ợc chỉ bảo, góp ý, bổ sung của các thầy cô giáo, các bạn đồng nghiệp để bản

đồ án của em đợc hoàn thiện hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 8 năm 2000

Sinh viên:

Nguyễn Gia Tỉnh

CH¦¥NG I Giíi thiÖu chung

♣I-1 Sự ra đời của ngành địa chính

và tình hình công tác địa chính 1-Sự ra đời cửa ngành địa chính.

Đất đai là tài nguyên vô cùng quý giá của nhân loại, là t liệu sản xuất

đặc biệt không thể thay thế đợc của con ngời Nó là thành phần quan trọng hàng đầu của môi trờng sống, là địa bàn phân bổ các khu đân c, xây dựng các cơ sở kinh tế, văn hoá, xã hội, an ninh, quốc phòng Trong thời đại nền kinh tế

mở cửa thế giới, với địa lý của việt nam, đất đai của nớc ta ngày càng có vị trí

đặc biệt trong sự nghiệp phát triển về kinh tế xã hội của đất nớc

Chính từ vị trí trên, căn cứ vào các điều 17, 18 của hiến pháp năm 1992, căn cứ vào nghị quyết đại hội Đảng Cộng Sản Việt Nam toàn quốc lần thứ VII

và các nghị quyết của ban chấp hành trung ơng, căn cứ vào luật đất đai năm

1993, Tổng Cục Địa Chính đã đợc ra đời với hệ thống tổ chức hoàn thiện ở cả

4 cấp:

-Trung ơng: là Tổng Cục Địa Chính trên cơ sở hợp nhất và tổ chức lại từ tổng cục quản lý ruộng đất và cục đo đạc bản đồ nhà nớc

-Cấp tỉnh: là sở Địa Chính trực thuộc uỷ ban nhân dân cấp tỉnh

-Cấp huyện: là phòng Địa chính trực thuộc uỷ ban nhân dân cấp huyện.-Cấp xã (phờng, thị trấn ): có các bộ phận địa chính chuyên trách

2- Khái quát về công tác địa chính.

-Công tác địa chính là công tác quản lý hành chính về đất đai, quản lý hiện trạng sử dụng đất đai

-Để quản lý đất đai đợc chặt chẽ và hiệu quả cần phải có những phơng pháp quản lý khoa học và hợp lý:

a-Đăng ký thống kê đất đai ban đầu, cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất

b-Theo dõi biến động đất đai

+Biến động yếu tố không gian: vị trí, hình dạng, kích thớc diện tích, mặt bằng thửa đất

+Thay đổi mục đích sử dụng đất

+ Thay đổi chủ sử dụng đất

c-Thống kê kiểm kê đất

+Nắm chắc tình hình sử dụng quỹ đất của các địa phơng trên cơ sở đó

để hiện chỉnh một số loại bản đồ, tài liệu cho phù hợp với thời điểm thống kê

+Đánh giá sử dụng quỹ đất và cơ cấu sử dụng đất

* Phải cập nhật đợc chính xác các thông tin về đất đai:

+Thông tin về quy hoạch giá đất, thuế đất

+Thông tin về thuế đất

+Thông tin về pháp lý

3- Các yêu cầu của công tác quản lý đất đai đối với ngành trắc địa bản đồ

-Trên cơ sở nghiên cứu một số vấn đề về quản lý và quy hoạch lãnh thổ

ta thấy công tác này đặt ra một loạt yêu cầu mà ngành trắc địa bản đồ cần phải

đáp ứng đầy đủ chính xác, kịp thời

-Xây dựng hệ thống Bản đồ địa chính trên phạm vi toàn quốc Đây là công việc khó khăn và tốn kém, phải tiến hành xây dựng lới toạ độ địa chính trên phạm vi rộng, tiến hành đo vẽ Bản đồ địa chính với các tỷ lệ khác nhau phù hợp với từng vùng đất và từng loại đất, đảm bảo đủ 3 yếu tố: Vị trí, kích thớc và diện tích từng thửa đất, cùng các yếu tố địa chính khác phục vụ cho công tác quản lý đất đai

-Xây dựng hệ thống thông tin đất đai hoàn chỉnh và hiện đại dựa trên cơ

sở công nghệ tin học Phần quan trọng nhất ở đây là lựa chọn và xây dựng các chơng trình quản lý thông tin đất đai tạo dựng một cơ sử dữ liệu đầy đủ và chính xác, tổ chức quản lý và khai thác tốt hệ thống thông tin đất đai

-Thờng xuyên thống kê, kiểm kê đất đai, lập bản đồ hiện trạng sử dụng

đất, kịp thời có các quyết định, chính sách hợp lý để khai thác hiệu quả nguồn tài nguyên và bảo vệ môi trờng

-Xây dựng hệ thống bản đồ quy hoạch, bản đồ chuyên đề về nông nghiệp, lâm nghiệp, giao thông thuỷ lợi, môi trờng Trên nền thông tin địa chính, đáp ứng yêu cầu thực hiện các chiến lợc, các kế hoạch phát triển kinh

tế, xã hội của đất nớc

♣I-2 Lới toạ độ địa chính 1-Khái niệm

Lới khống chế địa chính đợc thành lập trên các vùng lãnh thổ khác nhau nhằm mục đích chủ yếu là đo vẽ Bản đồ địa chính Yêu cầu cơ bản nhất của Bản đồ địa chính là đảm bảo xác định chính xác diện tích các thửa đất Muốn xác định chính xác trớc hết phải xác định chính xác vị trí các điểm đặc trng trên đờng biên thửa và phải tăng độ chính xác tơng hỗ vị trí điểm

Để đảm bảo yêu cầu trên, khi xây dựng lới toạ độ địa chính phải quan tâm tới biện pháp giảm nhỏ sai số tơng hỗ vị trí điểm Lới khống chế địa chính

đợc tính toán trong hệ toạ độ nhà nớc, dùng các điểm toạ độ nhà nớc hạng cao làm điểm khởi tính Khi xây dựng lới toạ độ địa chính cần đo nối với điểm khống chế nhà nớc

ở những khu vực cha có điểm hạng III nhà nớc hoặc điểm hạng III không

đủ mật độ cần thiết làm điểm tựa cho lới địa chính cấp thấp thì phải xây dựng lới

địa chính cơ sở hạng III Để tăng dày mật độ điểm khốnh chế toạ độ địa chính, ngời ta thờng bố trí thêm hai cấp khống chế địa chính cấp 1, cấp 2

Lới thuỷ chuẩn hạng 4 và lới thuỷ chuẩn kỹ thuật đợc dùng làm cơ sở khống chế độ cao phục vụ đo vẽ Bản đồ địa chính

2-Đặc điểm lới toạ độ nhà nớc

Lới toạ độ nhà nớc đợc xây dựng theo tuần tự từ hạng I, II, III, IV Mật

độ điểm hạng IV yêu cầu đảm bảo từ 5 ữ 15km2 có một điểm, chiều dài cạnh tam giác hạng IV từ 2ữ 5km, sai số trung phơng tơng đối cạnh yếu 1: 70.000

Đến nay, lới toạ độ hạng I,II Nhà nớc đã phủ trùm toàn bộ lãnh thổ, lới hạng III, IV Nhà nớc cũng đã phủ trùm ở một số vùng lãnh thổ nhất định Việc xây dựng lới hạng I, II đợc thực hiện qua nhiều giai đoạn, sử dụng nhiều phơng pháp đo đạc khác nhau

Phía Bắc vĩ tuyến 17 ta đã xây dựng lới tam giác đo góc hạng I dới dạng lới dày đặc, sau đó chêm điểm hạng II Tổng số điểm hạng I là 307 điểm, số

điểm hạng II là 540 điểm, cạnh tam giác hạng một trung bình là 25 km, cạnh tam giác hạng II trung bình từ 13ữ 16km Mật độ điểm trung bình ở khu vực này khoảng 120km2 có một điểm Trong đó, lới đợc đo 14 cạnh đáy và 28

điểm Laplace Độ chính xác đo góc hạng I đạt ± 0.5”, hạng II đạt ± 1”

Khu vực ven biển miền Trung từ Vĩnh Linh đến thành phố HCM đã xây dựng lới tam giác đo góc hạng II với độ chính xác rất cao

Từ năm 1982 đến 1990 đã xây dựng lới đờng chuyền hạng 2 phủ trùm

đồng bằng Nam Bộ với độ chính xác đo góc đạt 1” và sat số trung phơng đo cạnh đạt 1: 80.000

Ba khu vực khó khăn là Tây Nguyên, Sông Bé và Minh Hải đã đợc phủ kín nhờ mạng lới các điểm GPS với sai số trung phơng đo cạnh đạt 1: 400.000.

Đến 1992 mạng lới toạ độ Nhà nớc hạng I,II đã phủ trùm toàn quốc với gần 600 điểm hạng I, 1.200 điểm hạng II, 70 điểm đo thiên văn Ngoài việc đo lới thiên văn trắc địa, ta còn tiến hành đo lới trọng lực ở hầu hết các vùng trên lãnh thổ và lãnh hải Mạng lới toạ độ Nhà nớc đã đợc xử lý hỗn hợp tổng thể vào thời gian từ 1992 đến 1994, chúng ta đã có đợc một mạng lới toạ độ hoàn chỉnh, phủ trùm toàn quốc

Ngoài mạng lới cơ bản kể trên, trong thời gian qua ta đã sử dụng công nghệ Doppler vệ tinh và công nghệ GPS để xây dựng lới cạnh dài phủ trùm toàn quốc và đo nối ra các hải đảo

Lới toạ độ Nhà nớc đợc xử lý trên bề mặt toán học Ellipxoid thực dụng Kravaxovski đợc định vị phù hợp với lãnh thổ và lãnh hải nớc ta Toạ độ vuông góc phẳng đợc tính trên múi chiếu Gauss- Kruger 6o Muốn thống nhất lới toạ độ địa chính với hệ thống toạ độ Nhà nớc thì khi lựa chọn hệ quy chiếu cho lới toạ độ địa chính cần lu ý vấn đề này

Qua kết quả xây dựng và tính toán lới hạng I, II trên toàn quốc đã có

t-ơng đối đầy đủ các điểm cách nhau khoảng 15km, sai số trung pht-ơng tt-ơng hỗ

vị trí điểm kề nhau cỡ 6ữ 7cm, sai số trung phơng tơng đối chiều dài cạnh yếu

đạt 1: 200.000

Một số vùng đã xây dựng hoàn thành lới toạ độ hạng III, IV đạt sai số

t-ơng đối cạnh yếu là 1: 100.000 và 1: 70.000 Theo nhiều tài liệu đánh giá thì lới toạ độ Nhà nớc ở các vùng này đáp ứng yêu cầu đo vẽ bản đồ địa hình 1: 1.000 thậm chí cho 1: 500 Tuy nhiên các mạng lới này không còn đủ mật độ cần thiết để đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ 1: 500 trên phạm vi rộng vì các điểm

đã mất và h hỏng nhiều Thông thờng khi đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn, ngời ta phải xây dựng lới toạ độ có mật độ dày và độ chính xác cao hơn lới hạng III,IV hiện thời Mặt khác bản đồ địa chính lại có những yêu cầu riêng về độ chính xác vị trí kích thớc và diện tích các thửa đất nên nhìn chung lới toạ độ hạng III,IV không đáp ứng đợc yêu cầu về mật độ và độ chính xác làm cơ sở cho đo

vẽ bản đồ địa chính tỷ lệ 1: 200 và 1:500

3 Yêu cầu mật độ điểm toạ độ địa chính

Mật độ điểm khống chế toạ độ địa chính là số điểm toạ độ đợc xây dựng trên một đơn vị diện tích để phục vụ cho đo vẽ bản đồ địa chính Khi biết mật độ

điểm và diện tích khu đo, ta dễ dàng tính đợc tổng số điểm khống chế cần xây dựng Để xác định mật độ điểm khống chế, ta cần nghiên cứu các vấn đề sau:

- Phơng pháp đo vẽ bản đồ địa chính

- Tỷ lệ bản đồ địa chính cần thành lập

- Đặc điểm địa vật, địa hình khu đo

Theo quy định của quy phạm hiện hành thì mật độ điểm không chế toạ

độ đia chính các cấp cần đảm bảo trung bình nh sau:

- Mật độ điểm từ địa chính cơ sở trở lên phải đạt từ 10ữ 15 km2 có một

điểm đối với khu vực nông thôn, 5ữ10km2 có một điểm đối với khu vực đô thị

- Mật độ điểm toạ độ địa chính cấp 1 trở lên là từ 1ữ3km2 có một điểm

đối với khu vực nông thôn và 0.4ữ0.5km2 có một điểm đối với khu vực đô thị

- Mật độ điểm địa chính cấp 2 trở lên tơng ứng là 0.3ữ0.7km2 và 0.03ữ0.04km2 có một điểm

4 Sơ đồ phát triển lới toạ độ địa chính

Nghiên cứu về đặc điểm lới toạ độ Nhà nớc ta thấy lới toạ độ hạng I, hạng II phủ trùm toàn bộ lãnh thổ quốc gia, đợc đo đạc với độ chính xác cao,

đã xử lý tổng hợp cùng các số liệu khác nên đảm bảo tính thống nhất và hệ thống cho cả nớc Mạng lới này đủ điều kiện về mật độ và độ chính xác làm cơ sở để phát triển lới toạ độ địa chính trên mọi vùng lãnh thổ

Lới toạ độ hạng III,IV nhà nớc đã đợc xây dựng ở một số vùng, nó chỉ

đảm bảo mật độ và độ chính xác phục vụ đo vẽ bản đồ địa chính ở khu vực nông thôn, đất nông nghiệp, lâm nghiệp Tuy nhiên vai trò của nó rất hạn chế vì mạng lới này đã bị mất mát, bị phá hỏng nhiều Mặt khác thực tế đặt ra nhu cầu phải đo

vẽ bản đồ địa chính ở nhiều vùng khác nhau trong cùng một thời gian Do vậy,

l-ới toạ độ địa chính phải đợc xây dựng phủ trùm toàn quốc

Ngày nay công nghệ GPS đã đợc ứng dụng rông rãi trong việc thành lập các mạng lới trắc địa nhờ vào khả năng cho độ chính xác cao, giá thành hạ, thời gian thi công nhanh chóng và thuận lợi Nó là yếu tố đảm bảo kỹ thuật cho việc lựa chọn phơng án xây dựng lới toạ độ địa chính

Phơng án cơ bản để xây dựng lới toạ độ địa chính đợc chọn hiện nay là: chêm vào các điểm hạng I và hạng II nhà nớc, một mạng lới địa chính cơ sở hạng III đo bằng công nghệ GPS, có độ chính xác đạt tiêu chuẩn hạng III nhà nớc và mật độ điểm ngang với hạng IV nhà nớc Để tăng dày mật độ điểm khống chế toạ độ, thực hiện chêm dày vào lới địa chính cơ sở hạng III bằng hai cấp khống chế toạ độ cấp thấp, đó là lới toạ độ địa chính cấp 1 và cấp 2

Khi đo vẽ bản đồ địa chính bằng phơng pháp đo ảnh hàng không thì chỉ cần xây dựng lới toạ độ địa chính cấp 1 và cấp 2 theo khu vực cần thiết để phục

vụ đo nối các điểm khống chế ngoại nghiệp của khối tam giác ảnh hàng không

Khi đo vẽ bản đồ địa chính bằng phơng pháp toàn đạc cần xây dựng lới toạ độ địa chính cấp 1, cấp 2 dải đều trên toàn khu đo Dựa vào lới toạ độ địa chính cấp1, cấp 2 để chêm dày lới khống chế đo vẽ

Song song với việc xây dựng lới toạ độ mặt bằng, cần sử dụng lới khống chế độ cao nhằm mục đích: xác định độ cao các điểm của lới toạ độ địa chính các cấp, phục vụ tính chuyển kết quả đo vẽ về mặt quy chiếu đã chọn Phục vụ

xác định độ cao các điểm chi tiết khi có yêu cầu thể hiện yếu tố địa hình trên bản đồ địa chính.

Sơ đồ phát triển lới độ cao phục vụ cho công tác địa chính không có gì khác biệt so với lới độ cao thông thờng, tức là sử dụng lới độ cao nhà nớc I, II, III, IV khi cần chêm dày thì phát triển thêm lới thuỷ chuẩn kỹ thuật

5 Các chỉ tiêu kỹ thuật theo quy phạm đối với lới khống chế địa chính cấp 1 và cấp 2

Những chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản trong thiết kế lới khống chế địa chính cấp 1, cấp 2 đợc quy định nh sau:

STT Các yếu tố của lới đờng chuyền Chỉ tiêu kỹ thuật

1 Chiều dài đờng chuyền không lớn hơn 4km 2,5km

3 Chiều dài từ điểm khởi tính đến điểm

nút hoặc giữa hai điểm nút không lớn

400m60m200m

5 Sai số trung phơng đo góc không lớn

7 Sai số giới hạn khép góc đờng chuyền

(n: số góc trong đờng chuyền) ± 10” n ± 20” n

8 Sai số khép giới hạn tơng đối đờng

* Số lần đo của các điểm trong lới đờng chuyền địa chính cấp1, cấp 2 theo từng loại máy đợc quy định:

1 Số chênh trị giá góc giữa các lần đo 8”

2 Số chênh trị giá góc giữa các nửa lần đo 8”

3 Dao động 2C trong một lần đo (đối với máy

5 Chênh giá trị hớng các lần đo đã quy “0” 8”

6 Số chênh trị đo góc “thuận”, “nghịch” trong

* Chiều dài đờng độ cao hạng IV và kỹ thuật đợc quy định:

Hạng IV Kỹ thuật

2 Giữa điểm gốc và điểm nút 915 km 6 km

♣ I.3 các phơng pháp xây dựng lới địa chính

1 phơng pháp lới tam giác đo góc

Để khống chế đo vẽ bản đồ, chúng ta cần phải có toạ độ và độ cao Các

điểm này phải phân bố đều khắp trong toàn bộ khu đo Dựa vào các điểm địa chính cơ sở, chúng ta thiết kế sao cho các điểm tạo thành các đỉnh của tam giác và liên kết kết với nhau thành lới tam giác Dựa vào bản thiết kế trên bản

đồ chúng ta chọn điểm ngoài thực địa, các điểm chọn phải thông hớng với nhau Các điểm chọn phải ở những nơi có nền đất vững chắc, ổn định lâu dài Nếu có phải dựng tiêu thì chiều cao tiêu phụ thuộc vào tình hình thực tế của chớng ngại vật, nhng chiều cao của tia ngắm không đợc thấp hơn 1m

Sau khi chọn, chôn mốc, dựng tiêu tại các vị trí đã thiết kế chúng ta tiến hành đo các góc trong lới Các góc trong lới đợc đo theo phơng pháp toàn vòng, số vòng đo đợc áp dụng cho từng loại máy và từng cấp hạng Các hạn sai đợc quy định chung cho các máy đo góc có độ chính xác từ 1”ữ 5” đó là các máy WIDT2, THEO 010, SET 2C, SET 3C, SET 4C

Trong khi đo nếu không may bị một hớng nào đó vớng chớng ngại vật

ta có thể tiến hành đo ly tâm trạm đo Sau khi đo xong ta tiến hành kiểm tra các lần đo, góc đo nếu các trị đo nằm trong hạn sai thì ta tiếp tục đo còn nằm ngoài hạn sai thì phải đo lại Cứ nh vậy ta tiến hành đo tất cả các điểm trong mạng lới

*Lới tam giác đo góc có u điểm:

Khống chế toàn bộ khu đo, dễ đo ngắm, dễ tính toán Lới có nhiều trị

đo thừa nên có nhiều thông số để kiểm tra kết quả và cho độ chính xác khá cao

Phơng pháp lới tam giác đo góc đợc sử dụng từ rất sớm, phơng pháp này

đợc coi là phơng pháp chủ yếu để xây dựng lới trắc địa cơ sở của hầu hết các nớc trên thế giới những năm qua cũng nh để xây dựnglới tam giác hạng I, II, III và IV của nớc ta trớc đây

*Nhợc điểm:

Các điểm chọn phải là các đỉnh của tam giác và tơng đối đều, các điểm chọn phải thông hớng với các hớng quanh nó

2 Phơng pháp tam giác đo cạnh

Trớc đây phơng pháp đo cạnh không đợc áp dụng trong xây dựng lới trắc địa Nhng đến nay với sự phát triển của máy đo dài, máy kinh vĩ điện tử ngời ta có thể tiến hành đo đợc tất cả các cạnh trong lới tam giác Một lới tam giác đợc đo tất cả các cạnh thay cho đo góc đợc gọi là lới tam giác đo cạnh

Lới tam giác đo cạnh thờng ít có trị đo thừa hơn lới đo góc Độ chính xác tính chuyền phơng vị trong lới đo cạnh cũng kém hơn trong lới đo góc

Trong điều kiện kinh tế kỹ thuật nh nhau, lới đo góc vẫn có tính u việt hơn lới

đo cạnh

Để nâng cao độ chính xác của lới đo cạnh, khi xây dựng lới tam giác đo cạnh chúng ta nên chọn lới có hình dạng là tam giác trung tâm hay tứ giác trắc

địa để có thêm trị đo thừa Trong phơng pháp lới tam giác đo cạnh cách chọn

điểm, chôn mốc, thiết kế cách đo tơng tự nh lới tam giác đo góc, chỉ khác là một phơng pháp đo cạnh và một phơng pháp đo góc

4 Lới trắc địa vệ tinh GPS

Cùng với sự phát triển của ngành trắc địa trên thế giới trong những thập

kỷ qua ở nớc ta ngành trắc địa đã bắt đầu tiếp cận với công nghệ đo đạc vệ tinh Đặc biệt từ năm 1991 công nghệ GPS đã đợc ứng dụng mạnh mẽ để thành lập lới toạ độ các cấp Với công nghệ mới này giúp chúng ta có thể thành lập lới địa chính một cách nhanh chóng và thuận tiện Lới trắc địa vệ tinh GPS ra đời nên rất thuận lợi cho việc chọn điểm, chôn mốc đặc biệt là thời gian và kinh tế Nó không đòi hỏi ngắm thông suốt giữa hai điểm cần xác

định vị trí, không phụ thuộc vào thời tiết, không phải xây dựng cột tiêu, công tác đo ngắm và tính toán hoàn toàn có thể tự động hoá, số ngời tham gia tại một trạm máy ít Khi tiến hành đo ngắm theo phơng pháp tơng đối phải có ít nhất là hai máy thu Khi đo phải đảm bảo có ít nhất 4 vệ tinh trở lên, khi chọn

điểm cần chú ý tầm che phủ của địa vật

5 Phơng pháp lới đa giác (lới đờng chuyền).

Phơng pháp này đã đợc sử dụng từ rất sớm và cũng là một trong những phơng pháp truyền thống Theo phơng pháp này việc thiết kế lới trên bản đồ

và việc chọn điểm ở ngoài thực địa có nhiều thuận lợi hơn với phơng pháp đo góc và phơng pháp đo cạnh Các điểm chọn và chôn mốc đợc liên kết với nhau thành chuỗi kéo dài trong toàn bộ khu vực khống chế Tuỳ theo tình hình cụ thể của khu đo mà chúng ta quyết định thiết kế và xây dựng lới theo đờng chuyền đa giác đơn hoặc lới đa giác gồm nhiều nhánh tạo thành

*Ưu điểm:

Phơng pháp này rất linh hoạt khi khảo sát thiết kế, chọn điểm ở ngoài thực địa Mạng lới này có thể luồn lách đợc trong toàn bộ khu đo có địa hình phức tạp Mỗi điểm trạm đo chỉ có hai hớng là chủ yếu nên điều kiện thông h-ớng rất dễ dàng, không phải xây dựng cột tiêu nh phơng pháp tam giác đo góc,

đo cạnh, giảm bớt đợc chi phí tốn kém về kinh tế

*Nhợc điểm:

Khối lợng đo cạnh nhiều vì phơng pháp đờng chuyền chúng ta đo tất cả các góc ngoặt và đo tất cả các cạnh trong toàn bộ mạng lới Với phơng pháp đ-ờng chuyền việc đo cạnh trớc đây rất tốn kém và công phu thì mới cho chúng

ta độ chính xác đo cạnh cao Ngày nay, với sự phát triển của ngành trắc địa các máy đo dài, máy kinh vĩ điện tử ra đời có độ chính xác đo cạnh rất cao nhằm nâng cao năng suất của các đơn vị sản xuất trong việc thành lập các mạng lới đo cạnh

CH¦¥NG II Giíi thiÖu c«ng nghÖ gps

♣II.1 lịch sử ra đời và phát triển của

hệ thống định vị toàn cầu GPS

`

♣II.2 Cấu tạo của hệ thống định vị toàn cầu

Hệ thống định vị toàn cầu GPS bao gồm ba bộ phận cấu thành, đó là

đoạn không gian (Space Segment), đoạn điều khiển (Control Segment) và

đoạn sử dụng (User Segment) Chúng tôi xin trình bày cụ thể về từng bộ phận cấu thành của hệ thống nh sau:

1.Đoạn không gian (Space Segment)

Đoạn này gồm 24 vệ tinh, trong đó có 3 vệ tinh dự trữ, quay trên 6 mặt phẳng quỹ đạo cách đều nhau và có góc nghiêng 550 so với mặt phẳng xích

đạo của trái đất Quỹ đạo của vệ tinh hầu nh tròn, vệ tinh bay ở độ cao xấp xỉ 20000km so với mặt đất, chu kỳ quay của vệ tinh là 718m (xấp xỉ 12 giờ) Do vậy sẽ bay qua đúng điểm cho trớc trên mặt đất mỗi ngày một lần, với cách phân bố nh vậy thì tại bất kỳ thời điểm nào, ở bất kỳ vị trí nào trên trái đất cũng đều nhìn thấy 4 vệ tinh

Mỗi vệ tinh đợc trang bị máy phát tần số chuẩn nguyên tử chính xác cao cỡ 10-12 Máy phát này tạo ra các tín hiệu tần số cơ sở 10.23 MHz, từ đây tạo ra các sóng tải tần số L1= 1227.60 MHz, các sóng tải đợc điều biến bởi hai loại Code khác nhau: C/A – Code và P – Code

+ C/A – Code (Coarse/ Acquisition) là Code thô / thâu tóm, nó đợc sử dụng cho các mục đích dân sự và chỉ điều biến sóng tải L1, C/A-Code có tần

số 1,023MHz Mỗi vệ tinh đợc gán một C/A – Code riêng biệt

+ P – Code (Precise) là Code chính xác, nó đợc sử dụng cho mục đích quân sự và điều biến cả hai sóng tải L1, L2 Code này có tần số 10,23MHz, độ dài toàn phần là 267 ngày, nghĩa là chỉ sau 267 ngày P – Code mới lặp lại Tuy vậy, ngời ta chia Code này thành các đoạn có độ dài 7 ngày, và gán cho mỗi vệ tinh một trong các đoạn Code nh thế, cứ sau một tuần lại thay đổi nên

P – Code rất khó bị giải mã để sử dụng nếu không đợc cho phép

Cả hai sóng tải L1và L2 còn đợc điều biến bởi các thông tin đạo hàng bao gồm: Ephemerit của vệ tinh, thời gian của hệ thống, số hiệu chỉnh cho

đồng hồ của vệ tinh, quang cảnh phân bố vệ tinh trên bầu trời và tình trạng của

hệ thống

2 Đoạn điều khiển

Đoạn này gồm 4 trạm quan sát trên mặt đất trong đó có 1 trạm điều khiển trung tâm đặt tại Colorado Springs và 4 trạm theo dõi đặt tai Hawaii

ơng) và Kwajalein (Tây Thái Bình Dơng) các trạm này tạo thành một vành

đai bao quanh trái đất

Nhiệm vụ của đoạn điều khiển là điều khiển toàn bộ hoạt động và chức năng của các vệ tinh trên cơ sở theo dõi chuyển động quỹ đạo vệ tinh cũng nh hoạt động của đồng hồ trên đó Tất cả các trạm đều có máy thu GPS, và chúng tiến hành đo khoảng cách và sự thay đổi khoảng cách tới tất cả các vệ tinh có thể quan sát đợc, đồng thời đo các số liệu khí tợng Tất cả các số liệu đo nhận

đợc ở mỗi trạm đều đợc truyền về trạm trung tâm, trạm trung tâm xử lý các số liệu đợc truyền từ các trạm theo dõi về cùng với các số liệu đo của chính nó Kết quả xử lý cho ra các Ephemerit chính xác hoá của vệ tinh và số hiệu chỉnh cho các đồng hồ trên vệ tinh Từ trạm trung tâm các số liệu đợc truyền trở lại cho các trạm theo dõi để từ đó truyền tiếp lên cho các vệ tinh cùng các lệnh

điều khiểu khác Các thông tin đạo hàng và thông tin thời gian trên vệ tinh đợc thờng xuyên chính xác hóa và chúng sẽ đợc cung cấp cho ngời sử dụng thông qua các sóng tải L1, L2 Việc chính xác hoá thông tin nh thế đợc tiến hành 3 lần trong một ngày

3 Đoạn sử dụng (User Segment)

Đoạn sử dụng bao gồm tất cả các máy móc, thiết bị thu nhận thông tin

từ vệ tinh để khai thác sử dụng cho các mục đích và yêu cầu khác nhau của khách hàng kể cả trên trời, trên biển và trên đất liền Đó có thể là một máy thu riêng biệt hoạt động độc lập (định vị tuyệt đối) hay một nhóm gồm từ 20 máy thu trở lên hoạt động đồng thời theo một lịch trình thời gian nhất định ( định

vị tơng đối) hoặc hoạt động theo chế độ một máy thu đóng vai trò máy chủ phát tín hiệu vô tuyến hiệu chỉnh cho các máy thu khác (định vị vi phân)

II 3 chơng trình quick plan và plan

Đây là phần mềm đợc dùng để lập chơng trình đo, trong đó có xác định thời gian đo thích hợp với vị trí và điều kiện thông thoáng tại các điểm quan sát trong các đoạn đo (Session), bảo đảm các yêu cầu về độ chính xác (PDOP) cho trớc

Chơng trình Quick Plan và Plan đợc sử dụng để:

- Tạo ra các đoạn đo dã ngoại (Session)

- Xác định các vị trí mà ở đó có thể tiến hành quan trắc đợc

- Mô tả tình trạng che khuất tại mỗi điểm

- Thông báo về khả năng nhìn thấy của các vệ tinh ở các dạng đồ thị hoặc ở các dạng khác

- Xác định thời gian quan sát tơng thích với số vệ tinh cần thiết ở một

điểm hoặc tất cả các điểm

1 Sử dụng Quick Plan và Plan

Để chơng trình Quick Plan và Plan có thể chạy bình thờng, cho ra các thông báo phù hợp với thời gian hiện tại, cần cung cấp cho nó lịch quỹ đạo vệ tinh hiện thời, lịch quỹ đạo vệ tinh đợc thu từ vệ tinh ở tệp * EPH

Hộp đối thoại đầu tiên của Quick Plan có dạng nh (hình 1), trong đó ta

có thể chọn ngày cần lập chơng trình đo, phía dới hộp thoại này cho ta ngày Julian (từ 1 đến 365) Ta cũng có thể lập chơng trình đo cho ngày thuộc tháng tiếp theo bằng cách dùng phím mềm Next month

Điểm quan sát đợc chọn nhờ Edit Point, trên đó ta có thể Điểm bản đồ thế giới để nhập thông tin điểm đo gồm độ vĩ (Latitude), độ kinh (Longitude),

có thể chính xác hoá thông tin từ bàn phím (Key board) Đối với một số thành phố lớn trên thế giới, ta có thể nhập thông tin điểm quan sát qua phím mềm Cities

Các thông tin ngày tháng, vị trí điểm quan sát đã nhập sẽ đợc thông báo trong hộp thông báo chung (Status Box) với các nội dung:

- Điểm (Point)

- Độ vĩ, độ kinh (Lat, Lon)

- Ngày tháng (Date)

- Ngỡng độ cao (Threshold Elevation)

- Số vệ tinh có thể quan sát (# SV able to Strack)

- Vị trí và phân bố vệ tinh (Al manac)

- Khoảng thời gian thông báo (Sampling Rate)

Trên thanh Menu chính của chơng trình gồm các chức năng sau:

+ File: Đợc sử dụng để in bản đồ, danh sách thời gian đo tối u, bảng thông báo tình hình vệ tinh và thoát khỏi chơng trình (Exit), cụ thể là:

- Print Report: in báo cáo tình hình vệ tinh

- Print Graph: in biểu đồ

- Print auto time: in các khoảnh thời gian đo tối u

+ Session: dùng để tạo và biên tập (thay đổi) điểm trong Session bao gồm:

Date[Julian] Selected Date

Day after tomorrow

<Prev month Month Next month

- New Session: tạo Session mới và tạo điểm mới trong Session

- Edit Session: biên tập lại Session đã có và tạo thêm điểm mới trong Session

- Edit Point: biên tập lại điểm đã có

+ Graphs: sử dụng để biểu diễn số liệu vệ tinh ở dạng biểu đồ theo thời gian, bao gồm:

- Number of SVs and PDOP: cho hiện biểu đồ số vệ tinh và PDOP

- Elevation: cho biểu đồ độ cao vệ tinh

- Number of Satellites: cho biểu đồ số lợng vệ tinh

- PDOP: cho biểu đồ PDOP

- Sky Plot: vẽ quang cảnh bầu trời theo hệ toạ độ chân trời tại điểm quan trắc

- Status: thông báo chung

+ View: dùng để thay đổi kích cỡ (phóng to, thu nhỏ, trợt )

+ Options: sử dụng để chọn các dạng thông báo vệ tinh

+ Help: dùng để cho các thông báo hớng dẫn sử dụng chơng trình

Một trong các khả năng thực dụng của chơng trình Quick Plan và Plan

là mô tả tình trạng che chắn của địa vật quanh điểm đo tới sự quan trắc vệ tinh (Curtain Editor) Mô tả tình trạng che chắn ở các điểm đo, ta vào từ các hộp

đối thoại:

- Add new Session (thêm Session mới)

- Edit Session (biên tập Session)

Để mô tả tình trạng che chắn tại một điểm nào đó trong Session đang biên tập, trên hộp thoại Add new Session ta chọn điểm bằng cách đánh dấu trong danh sách điểm và ấn phím mềm Surtain, khi đó sẽ hiện cửa sổ Curtain Edit cho điểm vừa chọn (hình 2) Trong cửa sổ này, việc mô tả hiện trạng che chắn tại điểm đo đợc thể hiện trong hệ toạ độ chân trời

Hình 2- Hệ toạ độ chân trời và mô tả che chắn tại điểm

♣II.4 Hệ toạ độ WGS-84 và các phơng pháp đo

I Hệ toạ độ WGS-84

Do mục đích ứng dụng toàn cầu của hệ thống GPS, kết quả định vị phải

đợc quy chiếu lên một hệ thống định vị toàn cầu, hệ thống đợc chọn là

WGS-84 (World Goedetic System 19WGS-84) Hệ toạ độ WGS-WGS-84 do bộ quốc phòng Mỹ xây dựng năm 1984 và đa vào sử dụng năm 1987

Ellipxoid đợc chọn sử dụng cho hệ thống WGS-84 là Ellipxoid GRS-80 (Geodetic Reference System 1980) đợc hiệp hội trắc địa và địa vật lý chấp nhận năm 1979 và đợc đánh giá tiếp cận tốt nhất đối với mặt Geoid toàn cầu Ellipxoid này có những thông số:

- Bán trục lớn a=6378137 m

- Độ dẹt 1/α = 1/ 298,257223563

- Độ lệch tâm e=0,08181990843

- Tâm O của hệ trùng với tâm của trái đất

- Trục OZ của hệ trùng với trục quay của trái đất

- Trục OX trùng với kinh tuyến gốc và thuộc mặt phẳng xích đạo ( là giao tuyến của mặt phẳng kinh tuyến gốc và mặt phẳng xích đạo)

- Trục OY trùng với mặt phẳng xích đạo và vuông góc với OX, OZ

- Ba trục OX, OY, OZ tạo thành một tam diện thuận

Hệ toạ độ trên là hệ tạo độ vuông góc không gian WGS-84 Mỗi điểm

đợc biểu diễn trên hệ toạ độ bởi ba yếu tố là X,Y,Z Hệ toạ độ WGS-84 là hệ toạ độ cơ sở của hệ thống GPS, toạ độ của vệ tinh cũng nh điểm quan sát đều lấy hệ toạ độ này

O Z

Y X

II Các phơng pháp đo GPS

A- Đo GPS tuyệt đối

1 Nguyên lý đo GPS tuyệt đối

Đo GPS tuyệt đối là trờng hợp sử dụng máy thu GPS để xác định ngay

ra toạ độ của điểm quan sát trong hệ toạ độ WGS-84 Việc đo GPS tuyệt đối

đợc thực hiện trên cơ sở sử dụng đại lợng đo là khoảng cách giả từ vệ tinh đến máy thu theo nguyên tắc giao hội không gian từ các điểm có tọa độ đã biết là các vệ tinh

Tại một trạm máy, công tác quan trắc đợc tiến hành đồng thời đo tới 4

đợc số hiệu chỉnh cho đồng hồ (thạch anh) của máy thu ∆t

Trên thực tế, với hệ thống vệ tinh hoạt động đầy đủ nh hiện nay, số ợng vệ tinh quan sát đồng thời thờng là ≥ 4 Khi đó lời giải đơn trị sẽ đợc rút ra nhờ phơng pháp xử lý số liệu đo theo nguyên tắc số bình phơng nhỏ nhất

l-2 Đo GPS vi phân

Phần lớn khách hàng sử dụng máy thu GPS thờng có nhu cầu định vị với độ chính xác từ cỡ deximet đến một vài chục mét Nhng với chế độ can thiệp SA thì hệ thống GPS chỉ cho độ chính xác định vị hạn chế cỡ 100 mét

Để tháo gỡ sự khống chế này, giới kỹ thuật và các nhà sản xuất máy thu GPS

đã đa ra một phơng pháp đo đợc gọi là đo GPS vi phân

Phơng pháp này cần có một máy thu GPS có khả năng phát tín hiệu vô tuyến đợc đặt tại điểm có toạ độ đã biết (gọi là máy cố định), đồng thời có máy khác (máy di động) đặt ở vị trí cần xác định toạ độ Cả máy cố định và máy di động cần tiến hành đồng thời thu tín hiệu từ các vệ tinh nh nhau Nếu thông tin từ vệ tinh bị nhiễu thì kết quả xác định toạ độ của cả máy cố định và máy di động cũng đều bị sai lệch Độ sai lệch này đợc xác định trên cơ sở so sánh toạ độ tính ra theo tín hiệu thu đợc và toạ độ đã biết trớc của máy cố

định, và nó đợc máy cố định phát đi qua sóng vô tuyến để máy di động thu nhận mà hiệu chỉnh cho kết quả xác định toạ độ của mình

Ngoài cách hiệu chỉnh toạ độ, ngời ta còn tiến hành hiệu chỉnh cho khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu Với cách hiệu chỉnh thứ hai đòi hỏi máy

cố định có cấu tạo phức tạp và tốn kém, nhng lại cho phép ngời sử dụng xử lý chủ động, linh hoạt hơn.

Thực chất của đo GPS vi phân là xác định tọa độ theo nguyên tắc đo tuyệt đối vì tín hiệu thu đợc từ máy cố định và máy di động không đợc xử lý kết hợp, mà máy di động chỉ hiệu chỉnh vào kết quả theo gia số tơng ứng ở tại máy cố định

B- Đo GPS tuyệt đối

1 Nguyên lý đo GPS tơng đối

Đo GPS tơng đối là trờng hợp sử dụng 2 máy thu GPS đặt ở 2 điểm quan sát khác nhau để xác định ra hiệu toạ độ vuông góc không gian (∆X,

∆Y, ∆Z) hay hiệu tọa độ mặt cầu (∆B, ∆L, ∆H) giữa chúng trong hệ toạ độ WGS-84

Nguyên tắc đo GPS tơng đối đợc thực hiện trên cơ sở sử dụng đại lợng

đo là pha của sóng tải Để đạt độ chính xác cao và rất cao cho kết quả đo, ngời

ta đã tạo ra và sử dụng các sai phân khác nhau cho pha sóng tải nhằm làm giảm các nguồn sai số khác nhau nh: sai số đồng hồ trên vệ tinh cũng nh trong máy thu, sai số tọa độ vệ tinh, sai số số nguyên đa trị

Ta ký hiệu: pha của sóng tải từ vệ tinh j đợc đo tại trạm quan sát R vào thời điểm ti là Φj

r (ti)

Giả sử ta quan sát đồng thời hai điểm 1 và 2 lên vệ tinh j vào thời điểm

ti Khi đó ta sẽ có địa lợng pha đo đợc là:

∆Φj(ti) = ∆Φj

2(ti)- ∆Φj

1(ti) (II.4.2)Biểu thức (II.4.2) là sai phân bậc 1 Trong sai phân này hầu nh không còn ảnh hởng của sai số đồng hồ trên vệ tinh

Nếu ta xét hai trạm tiến hành quan sát đồng thời hai vệ tinh j, k vào thời

điểm ti, ta sẽ có sai phân bậc 2:

∆2Φj,k(ti) = ∆Φk(ti)- ∆Φj(ti) (II.4.3)Trong sai phân này hầu nh không còn ảnh hởng của sai số đồng hồ trên

vệ tinh cũng nh sai số của đồng hồ trong máy thu

Nếu ta xét hai trạm tiến hành quan sát đồng thời hai vệ tinh j, k vào các thời điểm ti và ti+1, ta sẽ có sai phân bậc 3:

∆3Φj,k(ti) = ∆2Φj,k(ti+1)- ∆2Φj,k(ti) (II.4.4)Sai phân này cho phép loại trừ các số nguyên đa trị

Trên thực tế, số vệ tinh GPS xuất hiện trên bầu trời thờng nhiều hơn 4 Bằng cách tổ hợp theo từng cặp vệ tinh ta sẽ có rất nhiều trị đo để xác định ra hiệu toạ độ giữa hai điểm quan sát, khi đó số liệu đo sẽ đợc xử lý theo nguyên tắc số bình phơng nhỏ nhất

2 Phơng pháp đo tĩnh

Phơng pháp đo tĩnh đợc sử dụng để xác định ra hiệu toạ độ (hay vị trí

t-ơng hỗ) giữa hai điểm xét với độ chính xác cao, thờng là nhằm đáp ứng các yêu cầu của công tác trắc địa - địa hình Trong trờng hợp này cần có ít nhất hai máy thu GPS, một máy đặt tại điểm đã biết toạ độ, máy kia đặt ở điểm cần xác định tọa độ Cả hai máy phải đồng thời thu tín hiệu từ một số vệ tinh chung liên tục trong một khoảng thời gian nhất định, thờng là một đến ba tiếng đồng hồ Khoảng thời gian quan sát phải kéo dài là để đủ cho đồ hình phân bố vệ tinh thay đổi mà từ đó ta có thể xác định đợc số nguyên đa trị của sóng tải và để có nhiều trị đo nhằm đạt đợc độ chính xác cao và ổn định trong kết quả quan sát

Đây là phơng pháp cho phép đạt đợc độ chính xác cao nhất trong việc

định vị tơng đối bằng GPS, có thể cỡ xentimet, thậm chí milimet ở khoảng cách giữa hai điểm xét tới hàng chục và hàng trăm kilomet Nhợc điểm chủ yếu của phơng pháp là thời gian đo phải kéo dài hàng giờ, do vậy năng suất đo thờng không cao

3 Phơng pháp đo động

Phơng pháp đo động cho phép xác định vị trí tơng đối của hàng loạt

điểm so với điểm đã biết, trong đó tại mỗi điểm đo chỉ cần thu tín hiệu trong vòng một phút Theo phơng pháp này cần có ít nhất hai máy thu Để xác định

số nguyên đa trị của tín hiệu vệ tinh, cần có một cạnh đáy đã biết đợc gối lên

điểm đã biết toạ độ Sau khi đã xác định, số nguyên đa trị đợc giữ nguyên để tính khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu cho các điểm đo tiếp theo trong suốt chu kỳ đo Nhờ vậy thời gian thu tín hiệu tại điểm đo không phải là một tiếng

nh trong phơng pháp đo tĩnh, mà chỉ còn là một phút

Với cạnh đáy đã biết ta đặt một máy thu cố định ở điểm đầu cạnh đáy

và cho tiến hành thu liên tục tín hiệu vệ tinh trong suốt chu kỳ đo, máy này

đ-ợc gọi là máy cố định ở điểm cuối cạnh đáy ta đặt máy thu thứ hai Hai máy thu tiến hành thu tín hiệu đồng thời trong khoảng thời gian một phút Việc này

đợc gọi là khởi đo (Initialization), máy thu thứ hai đợc gọi là máy di động Tiếp đó cho máy di động lần lợt chuyển đến các điểm đo cần xác định, tại các

điểm dừng lại để thu tín hiệu trong vòng một phút và cuối cùng trở lại điểm xuất phát là điểm cuối cạnh đáy để khép tuyến đo bằng lần thu tín hiệu thứ hai cũng kéo dài trong vòng một phút

Yêu cầu nhất thiết của phơng pháp đo này là cả máy cố định và máy di

động phải đồng thời thu tín hiệu liên tục từ ít nhất là 4 vệ tinh chung trong suốt chu kỳ đo Vì vậy tuyến đo phải bố trí ở các khu vực thoáng đãng để không xảy ra tình trạng tín hiệu thu bị gián đoạn (Cycle Slip) Nếu xảy ra tr-ờng hợp này thì phải tiến hành khởi đo lại tại cạnh đáy xuất phát hoặc sử dụng một cạnh đáy khác đợc thiết lập dự phòng trên tuyến đo Cạnh đáy có thể dài

từ 2m đến 5km và so độ chính xác cỡ cm là đủ

Phơng pháp đo động cho phép đạt độ chính xác định vị tơng đối không thua kém so với phơng pháp đo tĩnh Song nó lại đòi hỏi khá ngặt nghèo về thiết bị và tổ chức đo để đảm bảo yêu cầu về đồ hình phân bố cũng nh tín hiệu của vệ tinh.

đo, còn máy di động di chuyển đến từng điểm đo, tại mỗi điểm thu tín hiệu từ

5 đến 10 phút

Sau khi đo hết lợt, máy di động quay trở về điểm xuất phát (điểm đo

đầu tiên) và đo lặp lại tất cả các điểm theo đúng trình tự trớc đó, nhng phải

đảm bảo sao cho khoảng thời gian giãn cách giữa hai lần đo tại mỗi điểm không ít hơn một tiếng đồng hồ Chính trong khoảng thời gian này đồ hình phân bố vệ tinh thay đổi đủ để xác định đợc số nguyên đa trị, còn hai lần đo, mỗi lần kéo dài từ 5 đến 10 phút và giãn cách nhau một tiếng Yêu cầu nhất thiết trong phơng pháp này là phải có đợc ít nhất 3 vệ tinh chung cho cả hai lần đo tại mỗi điểm quan sát

Điều đáng chú ý là máy di động không nhất thiết phải thu tín hiệu vệ tinh liên tục trong suốt chu kỳ đo mà chỉ cần thu trong vòng 5 đến 10 phút tại mỗi điểm đo Điều này cho phép áp dụng phơng pháp cả ở khu vực có nhiều vật che chắn Về mặt thiết kế, tổ chức đo thì chỉ nên bố trí khu vực đo tơng đối nhỏ với số lợng điểm vừa phải để có thể kịp đo lặp tại mỗi điểm trớc một tiếng

đồng hồ và đảm bảo số lợng vệ tinh chung cho cả hai lần đo

II.5 các nguồn sai số chủ yếu

trong kết quả đo GPS

1 Sai số của quỹ đạo vệ tinh

Nh đã biết, chuyển động của vệ tinh quanh trái đất không tuân thủ nghiêm ngặt theo định luật Kepler do có nhiều tác động nhiễu nh: Tính không

đồng nhất của trọng trờng trái đất, ảnh hởng của sức hút mặt trăng, mặt trời và các thiên thể khác, sức cản của khí quyển, áp lực của bức xạ mặt trời Nh vậy, chúng ta cần xác định và sử dụng vị trí tức thời của vệ tinh đợc xác định ra trên cơ sở sử dụng đoạn không gian và đơng nhiên toạ độ của vệ tinh có chứa sai số Bảng toạ độ vệ tinh ứng với từng thời điểm cụ thể gọi là Ephemezit (lịch vệ tinh), có hai loại Ephemezit là Ephemezit chính xác và Ephemezit đại trà

Ephemezit chính xác chỉ đợc cung cấp khi chính phủ Mỹ cho phép và

đảm bảo định vị tuyệt đối tốt nhất là 1m

Ephemezit đại trà đợc cung cấp cho khách hàng qua tín hiệu vệ tinh phát đi Ephemezit loại này cho phép định vị tuyệt đối cỡ 30m, nhng nó còn bị nhiễu cố ý cho nên độ chính xác định vị tuyệt đối thực tế cỡ 100m Sai số vị trí của vệ tinh ảnh hởng hầu nh trọn vẹn đến sai số xác định toạ độ của điểm quan sát đơn riêng biệt Nhng nó đợc loại trừ đáng kể trong kết quả định vị t-

ơng đối giữa hai điểm

3 sai số do khúc xạ tầng điện ly.

Tầng điện ly phân bố trong phạm vi cách mặt đất từ 50 đến 1000km

ảnh hởng này tỷ lệ thuận với mật độ điện tử trong tầng điện ly và tỷ lệ nghịch với bình phơng tần số sóng tải Với vị trí các điểm máy thu không cách xa nhau thì ảnh hởng này có thể coi là bằng nhau

4 Sai số do khúc xạ tầng đối lu

Tầng đối lu phân bố trong phạm vi từ mặt đất tới độ cao gần 50 km Khi qua tầng đối lu tốc độ truyền sóng biến động phức tạp hơn, tuỳ thuộc vào tình hình mặt đất (nh sông hồ, sa mạc, ) và thời tiết Trong phạm vi hẹp (nhỏ hơn 30km) thì có thể coi nguồn ảnh hởng này là bằng nhau với các điểm trạm đo

Để giảm ảnh hởng của tầng điện ly cũng nh tầng đối lu, ngời ta quy

định chỉ quan sát vệ tinh ở độ cao từ 150 trở lên so với mặt phẳng chân trời

5 Sai số do nhiễu của tín hiệu vệ tinh

Hiện tợng sóng tải không truyền thẳng vào tâm ăngten máy thu mà trớc

đó đã bị phản xạ từ những vật thể khác, lúc này đờng truyền sóng là một đờng gấp khúc gây ra sai số đo cạnh Tín hiệu phản xạ này sẽ giao thoa với tín hiệu trực tiếp từ vệ tinh tới máy thu và làm nhiễu tín hiệu thu đợc Sai số này phụ thuộc vào môi trờng địa hình, địa vật xung quanh điểm trạm đo và tính năng của ăngten máy thu

Trờng hợp các nguồn sai số trên ảnh hởng đến việc xác định khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu chứ cha phải là sai số của bản thân vị trí điểm quan sát Do vị trí điểm quan sát đợc xác định bởi phép giao hội khoảng cách

từ vệ tinh, nên độ chính xác của nó phụ thuộc vào đồ hình phân bố vệ tinh so với điểm quan sát Dễ hiểu là sai số vị trí giao hội sẽ lớn hơn sai số của khoảng cách giao hội Để có đợc sai số vị trí điểm quan sát, ta phải đem khoảng cách giao hội nhân với một hệ số lớn hơn 1, hệ số này đặc trng cho đồ hình giao hội, tức là đồ hình phân bố vệ tinh so với điểm quan sát và đợc gọi

là hệ số phân tản độ chính xác (Dilution of Precision - DOP) Rõ ràng DOP càng nhỏ thì vị trí điểm quan sát đợc xác định càng chính xác

Hệ số DOP tổng hợp nhất là hệ số phân tản độ chính xác hình học GDOP (Geometric Dilution of Precision) vì nó đặc trng cho cả 3 thành phần toạ độ không gian X,Y,Z và yếu tố thời gian t Hệ số GDOP từ 2 đến 4 đợc coi

là tốt

Ngoài ra sử dụng PDOP ( Position Dilution of Precision) hệ số phân tản

độ chính xác vị trí điểm, nó bao gồm (X,Y,Z hoặc B,L,H) Dùng cho vị trí mặt phẳng HDOP (Horizontal Dilution of Precision), dùng cho độ cao VDOP (vertical Dilution of Precision) và cho thời gian TDOP (Time Dilution of Precision) Trị DOP sẽ đợc máy đo tính cụ thể và công bố cho từng điểm đo

Để chọn đợc trị DOP tối u, khi lập kế hoạch định vị, có thể dựa vào lịch vệ tinh để chọn vệ tinh cho từng điểm máy

♣II.6 Chơng trình tính cạnh WAVE

Chơng trình WAVE (Weighted Ambiguity Vecter Estimator) là chơng trình dùng để tính cạnh (Baseline Processor) từ số liệu thu tín hiệu vệ tinh GPS với các phơng pháp đo:

I.Sử dụng chơng trình WAVE

Sau khi khởi động phần mềm GPSurvey và sau khi đã nhập số liệu đo từ chức năng Load, ta có thể khởi động WAVE bằng Process trên Menu chính

Sau khi khởi động WAVE, trên Menu chính có thể chọn:

-File: Tạo mới một Session tính toán, đa số liệu vào đó, ghi kết quả, in tệp văn bản (Text) và thoát (Exit)

-Edid: Soạn thảo lại các thông tin dã ngoại, vào toạ độ điểm chính xác

và soạn thảo xử lý lới (chỉ đối với số liệu đã gọi vào Session tính toán)

- Process: Để setup và bắt đầu tính toán số liệu

-Results: Xem kết quả tính toán và tệp ghi

-Options: Đặt chế độ làm việc cho WAVE

-Window: Cơ cấu tổ chức Microsoft Window chuẩn

-Help: Trợ giúp cho ngời sử dụng WAVE

Chơngh trình WAVE chỉ chạy cho kết quả khi số liệu đo đã có trong Project Nh vậy trớc khi chạy chơng trình WAVE cần thực hiện đa số liệu vào Project bằng GPSurvey Load và kiểm tra số liệu trong Project trong Check-in

Để sau này có thể bình sai lới GPS bằng chơng trình TRIMNET PLUS, cần đa tất cả số liệu đo của mạng lới vào chung một Project, sau mỗi lần chạy Baseline các vector cạnh sẽ đựơc tập hợp lại để chuẩn bị cho chơng trình bình sai lới và cho toạ độ cuối cùng

Sử lý một Session đựơc thực hiện qua 5 bớc sau:

1 Chọn Process từ Menu chính của GPSurvey, vào WAVE

2 Chọn các tệp để xử lý - các tệp này phải cùng thời gian (ngày, tháng, giờ, phút)

3 Đa (Load) số liệu vào WAVE

4 Chọn Process từ Menu chính của WAVE

5 Chọn Base Line

Menu chính của WAVE:

Wave - Turbonial

File Edit Process Results Option Window Help

Từ Menu chính của WAVE ta có thể thực hiện các lệnh sau:

- Đa số liệu dạng File từ Project vào cơ sở dữ liệu để xử lý

- Soạn thảo điểm và các thông tin cho điểm đó

- Setup và chạy xử lý Base line

- Xem tệp kết quả và tệp ghi của Session xử lý

- Time Display: Mở Menu phụ trong đó có thể chọn thời gian ghi là giờ GPS hay giờ địa phơng

- Solution display: mở cửa sổ phụ trên đó có thể chọn để ghi toàn bộ (All) các lời giải hay chỉ ghi lời giải tốt nhất (Best)

Nhờ Edit trong Menu chính ta có thể cập nhật lại (đã cập nhật sau khi

đọc số liệu vào Project) các số liệu thực địa nh:

- Tên trạm đo

- Chiều cao Anten đã cho

- Loại Anten

- Phơng pháp đo cao Anten

II Nhập số liệu vào WAVE

Để có số liệu tính toán bớc đầu tiên là vào chơng trình và chuyển(Load) số liệu từ Project Vào cơ sở dữ liệu tính toán của WAVE Công việc này đợc tiến hành qua các bớc:

1 Chọn Process / Baseline từ Menu chính của GPSurvey

2 Đánh dấu chọn tệp số liệu, xử lý từ danh sách tệp (có thể chọn 2,3 và chọn tất cả tệp)

3 ấn phím và Ok để thực hiện đọc số liệu các tệp đã chọn vào

Session mới

III Biên tập số liệu đã nhập (Edit)

Sau khi đã đọc số liệu vào WAVE, trớc khi thực hiện tính toán, có thể biên tập số liệu đã nhập nh đặt trớc số liệu toạ độ chính xác cho điểm (Station Posittion), đa vào chơng trình tính cạnh cũng có thể sử dụng Occupations để biên tập lại số liệu tại trạm đo nh tên trạm đo, chiều cao Anten, loại Anten

Đối với số liệu đo động liên tục (Continuos Kinematic) ta sử dụng Continuos

Segments để biên tập số liệu tại trạm đo Các chức năng của Edit trên Menu chính của WAVE bao gồm chức năng của NetWork trong Edit sẽ không có tác dụng khi cha có tác động đến Process / Setup.

Khi đã tác động đến Process / Setup ta có thể biên tập lại các kết quả đo tĩnh, tĩnh nhanh và đo động Trong đó các biên tập (Edit) với kết quả đo động phức tạp hơn đo tĩnh và đo tĩnh nhanh vì phải xử lý trạm khởi đo để vào biên tập kết quả đo động, ta thực hiện lệnh Edit / NetWork / Kinematic, khi đó trên màn hình sẽ xuất hiện của sổ Kinematic NetWork, nhờ đó ta có thể thay đổi thứ tự tính và thay đổi cả thứ tự tính cùng dạng khởi đo

Nửa phía trên của sổ Kinematic Network có các nội dung sau:

- Máy 1: trạm cố định (Base)

- Máy 2: trạm di động (Rover)

- Thời gian bắt đầu và kết thúc đo

Nửa phía dới của sổ Kinematic Network cho ta chọn và biên tập dạng khởi đo (Initialization)

Để hiện của sổ biên tập khởi đo (Edit Initilization) ta sử dụng phím mềm Edit, trong cử sổ này ta chọn dạng khởi đo sau:

- Fixed Baseline: cạnh cố định

- Static Baseline: cạnh đo tĩnh

- Reo Ceupation: cạnh đã đo (đặt máy lại)

Nếu chọn dạng khởi đo là Static Baseline và Reo Ceupation thì chơng trình sẽ nối với cơ sở dữ liệu trong Project để thực hiện kết quả tính Nếu chọn dạng khởi đo là Fixed Basaline thì ta gõ từ bàn phím các giá trị dx, dy, dz (trong hệ toạ độ WGS - 84) của cạnh đó Để thêm cạnh khởi đo mới ta dùng phím mềm ADD khi đó sẽ xuất hiện cửa sổ New Initilization, trong cửa sổ này

sẽ xuất hiện toàn bộ tất cả kết quả đo tĩnh hiện tại Chọn cạnh nào đó (bằng vệt sáng) và gõ vào bàn phím các giá trị dx, dy, dz của cạnh đó (Ok nến chấp nhận và Cancel nếu không)

IV Menu xử lý (Process Menu)

Trên menu chính của WAVE có menu Process, ta có thể sử dụng để tính toán kết quả đo theo chế độ tự động tức là chập nhận các tham số mặc

định (default) hoặc (Conltrols) Với các chức năng nh vậy ta có thể xử lý đối với:

- Xử lý đo tĩnh và đo tĩnh nhanh nói chung

- Xử lý đo động

- Đặt lại khoảng thời gian bắt đầu và kết thúc

- Chọn vệ tinh

- Chấp nhận tính theo các tham số mặc định

Trên Menu Process có 3 nội dung (nhánh):

- Setup: đặt (chọn) chế độ tĩnh

- Point Position: Tính vị trí điểm

- Baseline: tính cạnh

Sau khi chọn Setup sẽ xuất hiện của sổ Setup, trên đó ta có thể dùng chế

độ mặc dịnh (Phím mềm default) hoặc có thể chấp nhận các tham số tùy ý nhờ phím mềm Advanced Controls Trên cửa sổ này ta có thể đặt lại khoảng thời gian cần tính và chọn hay bỏ vệ tinh tham gia tính (phần mềm Satellites)

Trên cửa sổ Setup có thể tính cạnh độc lập (Inderpendentse) cũng có thể tính tất cả các cạnh (All Baseline) Thí dụ chúng ta sử dụng 3 máy thu cùng thu tín hiệu, thì số cạnh độc lập là 2 cạnh, nếu chọn All Baseline ta sẽ nhận đ-

ợc kết quả tính 3 cạnh Cần nhớ rằng, kết quả bình sai lới có thể bị biến dạng

do sự có mặt của các cạnh không độc lập, sự có mặt đó làm tăng giả tạo bậc tự

do trong bài toán bình sai lới

Đối với kết quả đo động (Kinematic), chơng trình sẽ tính các số liệu đo kiểu Stop - End - Go (đi và dừng), Continuos (liên tục), Event Markers (đánh dấu sự kiện) và Force Continuos (buộc thành dạng đo liên tục)

Với chức năng Advanced Controls (đặt tham số nhận) có thể thay đổi

đ-ợc việc lựa chọn các vệ tinh theo độ cao (thờng loại bỏ các vệ tinh thấp dới

150), số lần lặp tối đa, thời gian tối đa gián đoạn tín hiệu (Cycle Slip), lịch vệ tinh (Ephemerits)

V Đánh giá kết quả tính cạnh.

1 Giá trị tỷ số Ratio

Giá trị tỷ số Ratio là tỷ số của phơng sai lời giải đợc chọn là tốt thứ 2 và

là lời giải tốt nhất, giá trị mặc định của Ratio là 1,5 Nếu tỷ số đó nhỏ hơn 1,5 chững tỏ sự khác biệt về độ tin cậy giữa các lời giải không nhiều, khi đó sẽ không có lời giải Fixed mà chỉ có lời giải Float Nếu tỷ số Ratio lớn hơn 1,5 tức là độ tin cậy của lời giải tốt nhất đã đợc khẳng định, khi đó lời giải tốt nhất

sẽ là lời giải Fixed Ratio càng lớn thì càng thể hiện lời giải tốt, có độ tin cậy cao Có thể đặt lại giá trị mặc định của Ratio (1,5) bằng giá trị nhỏ hơn, nhvậy sẽ không tốt vì có thể kết quả sẽ đa ra lời giải Fixed mà không đáng tin cậy Nh vậy, ta đã hạ thấp chỉ tiêu lựa chọn cho lời giải Fixed

2 Phơng sai chuẩn (Reference Variance)

Phơng sai chuẩn cũng là cơ sở quan trọng để đánh giá chất lợng lời giải

Đó là sai số trung phơng đơn vị trọng số, nó không có thứ nguyên (không đơn vị) Trờng hợp lý tởng là giá trị phơng sai xấp xỉ 1 Đối với máy thu 1 tần có thể chấp nhận phơng sai trong khoảng 1 4 8 hoặc 9 Trong tròng hợp đo động (chỉ có ít nhất 2 lần ghi số liệu) có thể chấp nhận phơng sai lớn hơn khoảng 5 hoặc 6 lần Nếu phơng sai quá lớn, có thể đã bị những sai số nh:

- Tín hiệu bị nhiễu (do cây, vật cản che chắn tín hiệu, hoặc vệ tinh quá gần chân trời)

- Có dấu hiệu của sai số số nguyên đa trị

- Có sai số hệ thống do sử dụng máy thu một tần trên khoảng cách dài, khi đó chịu ảnh hởng của tầng Ion

- Chọn cài đặt lời giải Fixed không đúng

3 Biểu đồ tín hiệu của vệ tinh đã thu đợc (SV residual plots)

Biểu đồ tín hiệu cũng cho ta nhận xét về chất lợng đo GPS, nếu tín hiệu của quá nhiều về tinh có tình trạng bị gián đoạn (Cycle Slip) thì chất lợng lời giải thờng không tốt Thờng các vệ tinh gần chân trời (độ cao thấp) có tín hiệu hay bị gián đoạn Với các vệ tinh bị gián đoạn tín hiệu nhiều lần cần lu ý trong việc lựa chọn chúng tham gia vào việc xử lý cạnh.

II.7 lý thuyết bình sai lới GPS

I cơ sở lý thuyết

Công việc tính toán bình sai là công việc có khối lợng lớn và bình sai phải dựa trên cơ sở toán học chặt chẽ Từ trớc tới nay chúng ta đã biết các ph-

ơng pháp bình sai: bình sai gián tiếp, bình sai điều kiện, để ứng dụng máy tính

điện tử vào phơng pháp bình sai thì phơng pháp bình sai đó phải có tính tổng quát với mọi dạng đồ hình của lới và phải có tính tự động hoá cao, dễ vận hành cho máy tính Sau đây chúng tôi trình bày về cơ sở lý thuyết phơng pháp bình sai chặt chẽ

Nh chúng ta đã biết kết quả đo GPS nhận đợc là các gia số toạ độ không gian từ các cặp điểm đo, nên trị tham gia bình sai sẽ là số gia toạ độ không gian ∆x, ∆y, ∆z

Chúng ta sử dụng các ký hiệu sau:

Xi, Yi, Zi: toạ độ sau bình sai của điểm i

Xj, Yj, Zj: Toạ độ sau bình sai của điểm j

Xji0 Yi0,Zi0: toạ độ gần đúng của điểm i

Xj0, Yj 0, Zj0: toạ độ gần đúng của điểm j

dxi, dyi,dzi,dxj,dyj,dzj: số hiệu chỉnh vào toạ độ gần đúng của cặp

điểm i,j

∆xij0, ∆yij0, ∆zij0: trị đo

V∆x,V∆y,V∆z: số hiệu chỉnh voà trị đo

∆Xij, ∆Yij, ∆Zij: trị sau bình sai

Số gia toạ độ giữa 2 điểm i,j đợc viết:

∆Xij = Xj - Xi

∆Yij = Yj - Yi

∆Zij = Zj - ZiTrong đó:

V∆X = dxj - dxi + LxTơng tự đối với các thành phần trị đo ∆Y,∆Z ta có:

V∆Y = dyj - dyi + Ly

V∆Z = dzj - dzi + LzNếu trong mạn lới GPS có n cặp điểm đo, ta sẽ có hệ phơng trình số hiệu chỉnh:

V∆X1 = dxj - dxi + Lx1

V∆Y1 = dyj - dyi + Ly1

V∆Z1 = dzj - dzi + Lz1 (II.7.2)

n1

1p 12

11

a , , a

, a

a , a

, a A

Hệ số phơng trình số hiệu chỉnh có dạng:

Trong đó:

∆X = { dx1, dy1, dz1, dx2, dy2, dz2, dxp, dyp, dzp}TL: là vecto số hạng tự do gồm Lxij, Lyij, Lzij

Từ hệ phơng trình số hiệu chỉnh ta lập đợc phơng trình số hiệu chỉnh có dạng:

.p

Từ công thức (II.7.3) ta có:

∆X = - (AT P A)-1 AT P L (II.7.4)

Để tính trị bình sai gia số toạ độ, cần phải tính vecto số hiệu chỉnh cho trị đo Thay các vecto ẩn số ∆X và các phơng trình số hiệu chỉnh (II.7.2a) cuối cùng ta đợc.

Trị đo sau bình sai:

∆X= ∆X0 + V∆x

∆Y= ∆Y0 + V∆y

∆Z= ∆Z0 + V∆zToạ độ sau bình sai:

X=X0 + dxY=Y0 + dyZ=Z0 + dz

* Đánh giá độ chính xác:

Sai số trung phơng đơn vị trọng số đợc tính:

à =

TN

V.P.TV

−N=3.nT=3.pSai số trung phơng vị trí điểm.

M X = à

M Y = à

M Z = à

II.Các công thức tính chuyển hệ toạ độ

Để giải quyết vấn đề trong việc tính toán và bình sai số liệu đo đạc trắc

địa cũng nh trong vấn đề nghiên cứu về trái đất, ngời ta sử dụng các hệ toạ độ:

Hệ toạ độ vuông góc không gian, hệ toạ độ trắc địa, hệ toạ độ địa diện chân trời, hệ toạ độ qui hoá, hệ toạ độ cực, hệ toạ độ địa tâm Tuy nhiên ở đây chúng tôi xin đa ra 3 hệ toạ độ dùng cho đề tài Hệ toạ độ vuông góc không gian (X,Y,Z), hệ toạ độ trắc địa (B,L,H) và hệ toạ độ vuông góc phẳng Gauss (x,y) Xét trong 3 hệ toạ độ đã nêu thì c bài toán chuyển đổi có sơ đồ tổng quát sau:

(x,y,h) ↔ (B,L,H) ↔ (X,Y,Z)Bài toán chuyển đổi hệ toạ độ đa ra gồm có dạng:

Y = (N+H) CosB.SinL

Z = (N+H - N e2 ) SinB

Trong đó:

- B, H, L: Là toạ độ trắc địa của điểm xét

- X, Y, Z: Là toạ độ vuông góc không gian tính đợc của điểm xét tơng ứng

a4 = [(0,00000076.cos2B + 0,0025269)cos2B + 0,25].cos2B - 0,0416667

a6 = [(0,00562.cos2B + 0,16358).cos2B - 0,08333].cos2B + 0,00139

b3 = (0,00112309.cos2B + 0.33333333).cos2B - 0.16666667

b5 = [(0,004043.cos2B + 0,196743)cos2B - 0,166667] cos2B + 0,008333

4 Bài toán chuyển hệ toạ độ

Bx = [(2382cos2β +293609)cos2β + 50221747].sinβcosβ/10-11 + β

A2 = (0,003369263 cos2βx + 0,5) sinBx.cosBx

A = [(0,0056154- 0,0000151.cos2B ).cos2B + 0,1616128].Cos2B + 0,25

A6 = [(0,00389 cos2Bx +0,04310)cos2Bx -0,00168] cos2Bx + 0,125

A8 =[(0,013 cos2Bx + 0,008) cos2Bx - 0,031] cos2Bx +0,078

CHƯƠNG III Phần chuyên đề

III.1 Thiết kế kỹ thuật lới khống chế địa chính

cấp 1, cấp 2

1 Quy định chung

Lới địa chính cấp 1, cấp 2 đợc thiết kế xây dựng trên phạm vi thuộc tỉnh Hà Tây Theo quy phạm thiết kế và xây dựng lới địa chính của tổng cục quản lý ruộng đất (nay là Tổng cục địa chính) ban hành năm 1991 thì mật độ

điểm địa chính cấp 1 trở lên phải đảm bảo 3 km2 có 1 điểm đối với vùng

đồng bằng và trung du, từ 0.741 km2 với lới địa chính cấp 2 Trên cơ sở để thiết kế xây dựng lới địa chính cấp 1, 2 bằng công nghệ GPS thì chúng ta phải dựa vào các điểm đã biết toạ độ với độ chính xác tơng đơng với lới hạng III tam giác nhà nớc trở lên

- Lới địa chính cấp 1, 2 đợc đo bằng công nghệ GPS đợc thiết kế theo phơng pháp đờng chuyền

- Lới toạ độ địa chính cấp 1, 2 đợc thiết kế dựa vào các văn bản pháp quy đã đợc ban hành nh:

+ Quy phạm xây dựng lới địa chính của Tổng cục quản lý ruộng đất ( nay là Tổng cục địa chính ) ban hành năm 1991

+ Hớng dẫn thành lập lới địa chính 1, 2 của Tổng cục địa chính ban hành tháng 6-1995

+ Quy phạm thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:200 4 1:1000 khu vực

đô thị của Tổng cục địa chính ban hành tháng 2 - 1996 (tạm thời)

2 Đồ hình thiết kế của lới địa chính cấp 1.

Sau khi nghiên cứu, khảo sát ngoài thực địa và thiết kế trên bản đồ, chúng tôi đã tổ chức lại và đánh dấu sơ bộ vị trí điểm đã thiết kế ra ngoài thực địa Qua đó xem xét thực trạng vị trí các điểm ở toàn bộ khu đo, chúng tôi thấy đồ hình của mạng lới đợc thiết kế dới dạng đờng chuyền là phù hợp nhất, vì nó rất linh hoạt có thể luồn lách đợc trong toàn bộ khu đo có địa hình phức tạp

Toàn bộ lới địa chính 1 có tổng số điểm là 05 bao gồm:

và phải thông hớng với nhau, với mục đích chuyền phơng vị và phát triển các cấp lới tiếp theo Phải chọn điểm ở nơi có nền đất ổn định, lâu dài, có khả năng khống chế tối đa diện tích khu đo và tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển lới địa chính cấp 2.

Khi chọn điểm vì một lý do khách quan mà phải thay đổi vị trí điểm so với thiết kế thì cần chú ý đến các hớng xung quanh, kết cấu đồ hình và các h-ớng đo nối với các điểm địa chính cấp 2 Vị trí của điểm chọn mới thay cho

điểm thiết kế phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật trong quy trình, quy phạm đối với lới đờng chuyền

b Chôn mốc.

Mốc lới địa chính cấp 1 đợc đúc bằng bê tông, trên mốc đợc gắn dấu

sứ và có dấu thập để giúp cho đo ngắm và dọi tâm một cách chính xác Mặt mốc ghi tên và số hiệu điểm, đầu chữ quay về hớng bắc Khi đào hố chôn mốc phải đảm bảo đáy hố bằng phẳng, đầm chắc chắn mới đợc chôn mốc Mốc đợc chôn chìm cách mặt đất từ 20430 cm Mốc phải có lắp đậy để bảo

vệ dấu sứ trên mốc Theo quy định của quy phạm các mốc chôn đều lấy hớng Bắc làm chuẩn để xoay mốc sao cho các đầu chữ, các số đều phải quay về h-ớng Bắc để tránh nhầm lẫn về số hiệu của các điểm toạ độ

Các mốc sau khi chôn xong, đều phải chôn cọc dấu, cọc dấu đợc chôn cách mốc 1m về phía Bắc Mặt chính của dấu ghi “Cọc dấu địa chính”, mặt cọc dấu đợc chôn về phía mốc Cọc dấu đợc đúc bằng bê tông dày 1m, rộng 10cm, dới có đế, trong có lõi sắt, chôn sâu khoảng 50460 cm Cọc dấu giúp cho ngời đo ngắm đến tìm điểm một cách dễ dàng và thuận lợi

Sau khi chôn mốc xong phải vẽ sơ đồ ghi chú điểm, vẽ rõ ràng, chính xác các địa vật cố định, các yếu tố cần thiết xung quanh vị trí điểm và sơ đồ ghi chú điểm rồi cùng với chính quyền địa phơng có trách nhiệm bảo vệ Biên bản bàn giao lập theo mẫu quy phạm sử dụng lới địa chính của Tổng cục địa chính ban hành năm 1991

4 Thiết kế lới địa chính cấp 2.

Lới địa chính cấp 2 đợc phát triển từ các điểm địa chính từ cấp 1 trở lên Điểm khởi đầu và vòng khép của lới địa chính cấp 2 là các điểm toạ độ

có độ chính xác từ các điểm địa chính cấp1 trở lên

Lới toạ độ địa chính cấp 2 đợc thiết kế dựa vào các quy định về chỉ tiêu kỹ thuật của thiết kế lới

Lới địa chính cấp 2 phải phủ kín toàn bộ khu đo tạo điều kiện cho việc phát triển mạng lới đo vẽ để thành lập bản đồ địa chính

* Quy định chọn điểm và chôn mốc

+ Vị trí của điểm địa chính cấp 2 phải chọn ở nơi có nền đất ổn định

lâu dài, có khả năng khống chế tối đa để tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển mạng lới đo vẽ sau này

+ Sau khi chọn điểm xong phải tiến hành chôn mốc và vẽ sơ đồ ghi chú điểm, đồng thời lập biên bản bàn giao mốc cho chính quyền địa phơng bảo quản theo mẫu biên bản trong quy phạm thiết kế xây dựng lới địa chính của Tổng cục địa chính ban hành năm 1991.

+ Mốc địa chính cấp 2 đợc đúc bằng bê tông trên mặt mốc có gắn dấu sứ ở giữa do Tổng cục địa chính quy định (Phụ lục II quy phạm xây dựng lới toạ độ địa chính ban hành năm 1991) Khi đào hố chôn mốc phải

đảm bảo đáy hố đợc đầm chắc chắn, mặt đáy hố phải bằng phẳng mới đặt mốc xuống chôn

+ Mốc đợc chôn chìm cách mặt đất từ 20430 cm Mốc phải có lắp đậy

để bảo vệ dấu sứ trên mốc Theo quy định của quy phạm các mốc chôn đều lấy hớng Bắc làm chuẩn để xoay mốc sao cho các đầu chữ, các số đều phải quay về hớng Bắc để tránh nhầm lẫn về số hiệu của các điểm toạ độ

Các mốc sau khi chôn xong, đều phải chôn cọc dấu, cọc dấu đợc chôn cách mốc 1m về phía Bắc Mặt chính của dấu ghi “Cọc dấu địa chính”, mặt cọc dấu đợc chôn về phía mốc Cọc dấu giúp cho ngời đo ngắm đến tìm điểm một cách dễ dàng và thuận lợi

Sau khi chôn mốc xong phải vẽ sơ đồ ghi chú điểm, vẽ rõ ràng, chính xác các địa vật cố định, các yếu tố cần thiết xung quanh vị trí điểm và sơ đồ ghi chú điểm rồi cùng với chính quyền địa phơng có trách nhiệm bảo vệ Biên bản bàn giao lập theo mẫu quy phạm sử dụng lới địa chính của Tổng cục địa chính ban hành năm 1991