tóm tắt luận án nghiên cứu cơ sở lý thuyết cho việc hiện đại hóa lưới khống chế trắc địa quốc gia ở việt nam bằng hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu gnss

Với ưu thế về công nghệ, GNSS đã làm thay đổi một cách căn bản về quan niệm cũng như phương thức giải quyết các bài toán xác định tọa độ vị trí các điểm trên mặt đất.. : - Chính xác hóa,

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

Khoa Trắc địa, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội

Người hướng dẫn khoa học:

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Phản biện 1: TS Lê Minh

Phản biện 2:

-Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường, họp tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất vào hồi… giờ, ngày… tháng… năm 2014

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: Thư viện Quốc Gia – Hà Nội

hoặc Thư viện Trường Đại học Mỏ - Địa chất

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Từ khi ra đời, hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu (GNSS) đã

mở ra kỷ nguyên mới cho khoa học, công nghệ nói chung cũng như ngành trắc địa - bản đồ nói riêng Với ưu thế về công nghệ, GNSS đã làm thay đổi một cách căn bản về quan niệm cũng như phương thức giải quyết các bài toán xác định tọa độ vị trí các điểm trên mặt đất

:

- Chính xác hóa, tăng dày điểm, hoàn thiện lưới tọa độ truyền thống;

- Thiết lập lưới tọa độ quốc gia hoàn toàn tuân theo quan niệm mới dựa trên khả năng công nghệ của GNSS

Hiện nay

mục đích, người ta thường gọi dạng lưới này là lưới GNSS CORS Tên gọi này chỉ mang tính mô tả công nghệ "quan trắc liên tục để kết nối các điểm của lưới trong một hệ thống mạng trực tuyến" Đối với từng nước, mật độ điểm và phân bố điểm có thể rất khác nhau

Ở Việt Nam trong thời gian qua, công nghệ GNSS đã giúp cho việc nâ

nhận, đánh dấu một giai đoạn của khoa học trắc địa và bản đồ nước ta thế giới, việc tiếp tục xây dựng lưới tọa độ trắc địa thuần túy bằng công nghệ GNSS thay thế lưới trắc địa truyền thống nhằm thỏa mãn mọi nhu cầu hiện đại về tọa độ cần được đặt ra Ứng dụng công nghệ GNSS mang tính toàn cầu, là thành phần cơ bản nhất của hạ tầng thông tin địa lý như một xu hướng đã được hình thành trên thế giới, bởi vậy chúng ta phải hòa nhập mà không có lựa chọn nào khác

-một cách có hệ thống về các vấn đề xây dựng lưới tọa độ trắc địa hiện đại, đa mục tiêu nhằm bảo đảm mọi nhu cầu đặt ra hiện nay, phù hợp với sự phát triển thông tin địa lý trên thế giới

Với tiêu đề “

2 Mục đích nghiên cứu của luận án

-đất, hội nhập thông tin quốc tế,…) dựa trên công nghệ GNSS

3 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là

Nam và ứng dụng công nghệ GNSS

4 Phạm vi nghiên cứu

Về khoa học: Khả năng công nghệ (tính toàn cầu, liên tục theo thời gian, phương pháp đo, độ chính xác, độ tin cậy, thành tựu và kinh nghiệm quốc tế,…) của GNSS Xử

ITRF Các giải pháp, phương án xây dựng lưới tọa độ trắc địa nhằm thiết lập cơ sở tọa độ thống nhất trong trắc địa và bản đồ, giải quyết các bài toán định vị hệ quy chiếu và các nhiệm vụ nghiên cứu khoa học về Trái đất

Về không gian: Lưới tọa độ trắc địa quốc gia trên phạm vi cả nước có kết nối với lưới tọa độ IGS quốc tế

Về thời gian: Kể từ khi Việt Nam xây dựng lưới tọa độ trắc địa truyền thống cho tới nay

5 Nội dung nghiên cứu

:

- Đánh giá tổng quan về áp dụng công nghệ GNSS vào xây dựng lưới tọa độ trắc địa ở cấp độ quốc gia

- Nghiên cứu khả năng công nghệ của GNSS, các phương pháp đo mới đặc biệt là nhóm phương pháp đo động thời gian thực theo khu vực -

), phục vụ mục đích quan trắc dịch chuyển vỏ Trái đấtphục vụ mục đích xây dựng hệ quy chiếu quốc gia theo quan điểm động

-thời với số liệu IGS nhằm liên kết t

6 Phương pháp nghiên cứu

Luận văn sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau đây:

chuyên gia

- Phương pháp ứng dụng công

7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

- Ý nghĩa khoa học: Tiếp cận một bước sâu hơn sự phát triển công nghệ GNSS và đưa r

- Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu của luận án có đóng góp nhất định cho việc lự

lưới tọa độ trắc địa, hệ quy chiếu tọa độ ở Việt Nam

8 Các luận điểm bảo vệ và các luận điểm mới của luận án

a Các luận điểm bảo vệ

- Luận điểm thứ nhất: Lưới tọa độ quốc gia Việt Nam theo quan điểm mới là lư

, hạ tầng thông tin, mạng kết nối,…) đáp ứng các phương pháp đo hiện đại; bảo đảm cho việc giải quyết các nhiệm vụ xác định và bảo trì hệ quy chiếu tọa độ; đo đạc chi tiết phục vụ

- Luận điểm thứ hai: Với cấu trúc và mật độ của lưới GNSS CORS, phương pháp thu thập và xử lý số liệu phù hợp, lưới toạ độ

c nhu cầu về công tác trắc địa và bản

đồ, kết nối quốc tế về thông tin địa lý, thực hiện các nghiên cứu khoa học về Trái đất tại Việt Nam theo chuẩn toàn cầu

9 Kết cấu của luận án

, được trình bày trong 132 trang, 25 hình vẽ và sơ đồ, 34 bảng biểu

Từ bức tranh chung về sự phát triển công nghệ GNSS trên thế giới

và quá trình áp dụng công nghệ GNSS ở Việt Nam, có thể nhận định

về phương hướng ứng dụng công nghệ GNSS vào Việt Nam Ngoài những ưu điểm đã thấy khá rõ ràng của công nghệ GNSS về thời gian thi công nhanh, chi phí thi công thấp, khả năng công nghệ cao, công nghệ GNSS đã cung cấp các điều kiện để tạo nên những bước tiến quan trọng làm thay đổi quan niệm và dạng thức lưới khống chế tọa

độ quốc gia, cụ thể bao gồm:

- Dạng thức lưới nhiều cấp với mật độ điểm cần chôn mốc dầy đặc theo cách thức truyền thống đã được thay thế bằng dạng thức lưới GNSS CORS cơ sở với mật độ điểm cần chôn mốc rất thưa, tạo nên một phương thức mới về xác định số lượng và phân bố các điểm cuối cùng cần chôn mốc phục vụ đo chi tiết địa hình, địa vật Đây chính là dạng thức mới của lưới khống chế tọa độ quốc gia, chúng ta chưa đạt tới cách tiếp cận "trắc địa không lưới" nhưng đạt được khả năng tiếp cận "lưới trắc địa mật độ rất thấp"

dụng cách tiếp cận này vào từng quốc gia gắn với hệ quy chiếu quốc

tế là một mảng vấn đề cần nghiên cứu chi tiết, cụ thể

GNSS

SBAS gian

GPS

GLONASS

GALILEO

EGNOS WAAS MSAS

EUPOS SAPOS

Nguyên tắc của l NRTK bắt đầu với tất cả các trạm tham chiếu trong mạ

tinh bằng hệ thống phần mềm được cài đặt trên hệ thống máy chủ của NRTK trung tâm

Mục đích của NRTK là để giảm thiểu ảnh hưởng của sai số phụ thuộc vào khoảng cách và vị trí được tính toán trong phạm vi giới

2.1.2 Phương pháp xây dựng lưới GNSS CORS đóng vai lưới tọa

độ trắc địa cơ bản trên thế giới và khu vực Đông Nam Á

Các quốc gia đã thiết lập lư

2.3 Xây dựng lưới GNSS CORS trong hoàn cảnh Việt Nam

2.3.1 Ý tưởng về (tier) lưới GNSS CORS quốc gia, cấu trúc, mật độ điể độ chính xác

2.2

-

MALAYSIA

)

Bảng 3.1 Tổng hợp số liệu đo

: DOY - Day of year, ngày trong năm

3.4.2 Khai ố liệu và dữ liệu hỗ trợ quốc tế

Tất cả các số liệu hỗ trợ như tệp số liệu vệ tinh, số liệu trục quay Trái đất, mô hình điện ly toàn cầu, được khai thác từ IGS

V H (mm/n)

Hình 3.1

DGPS/CORS

- Quá trình xử lý đã tiến hành theo quy trình nghiêm ngặt

- Việc tích hợp các phương trình chuẩn theo ca đo đã xác định được vận tốc của các điểm: MCRS (Móng Cái), DNRS (Đà Nẵng), PQRS (Phú Quốc) và TSRS (Trường Sa) với giá trị vận tốc cỡ khoảng 3 cm/năm Sai số vận tốc theo chiều thẳng đứng xấp xỉ 3 mm/năm; theo chiều vĩ tuyến và kinh tuyến dưới 1 mm/năm So sánh sai số này với giá trị vận tốc cỡ 3 cm thì đây là kết quả có độ chính xác cao

- Chuyển dịch hiện đại của vỏ Trái đất là tương đươ

TRUNG Q

) CAM PU CHIA

MALAYSIA )

(TB-BTB)

(NTB-NB)

(ĐB) (MT)

Đông Nam, phù hợp với các kết quả khác

đã được công bố cả về hướng và độ lớn

- Bên cạnh các giá trị vận tốc, kết quả cũng đưa ra tọa độ của các điểm trong hệ quy chiếu quốc tế ITRF05 liên quan tới thời điểm 2010

- 03 - 04 00:00:00 Phần mềm cũng cho phép xác định tọa độ liên quan tới thời điểm lựa chọn bất kỳ

- Các véc tơ vận tốc nhận được qua việc xử lý thực

Chương 4 XÂY DỰNG HỆ QUY CHIẾU TỌA ĐỘ QUỐC GIA

THEO QUAN ĐIỂM HỆ QUY CHIẾU ĐỘNG

4.1 Quá trình hình thành hệ quy chiếu trắc địa động trên thế giới

quốc tế (ITRF) với 7 tham số gồm 3 tham số gốc địa tâm, 3 tham số góc định hướng trục tọa độ và 1 tham số tỷ lệ chiều dài Mỗi năm, 7 tham số này được xác định cụ thể với các giá trị thực tế tương ứng với năm đó Do 7 tham số luôn trong trạng thái động (trái đất tồn tại trong trạng thái động) nên hiện nay người ta bổ sung thêm 7 tham số nữa là tốc độ thay đổi 7 tham số này, đưa tổng số lượng các tham số thành 14

4.2.1 Khái quát về hệ quy chiếu tọa độ quốc gia VN - 2000

Hệ quy chiếu và hệ toạ độ quốc gia VN - 2000

h nên

- , n

, tọa độ của bị ảnh hưởng đáng kể bởi sự

, d

ITRF H L

ITRF Z Y

X, V , V )

V

(

X(t)(1) X(t)(2)

4.2 c t ITRF(1) sang ITRF(2)

ITRF Z Y

X, V , V ) V

(

) 2 (

ITRF Z Y

X, V , V ) V

(

) 2 (

ITRF H L

B, V , V ) V

(

) 1 (

ITRF H L

B, V , V ) V

(

X(t0)(1) X(t)(1)

Bảng 4.3 Vận tốc chuyển dịch tuyệt đối của các điểm GNSS trong ITRF08

(mm/n)

V B (mm/n)

V H (mm/n)

V (mm/n)

P.vị ( 0 )

MALAYSIA )

100 km

30 mm/năm

(2) Tăng cường việc nghiên cứu ứng dụng đa hệ GNSS: Một trong các đặc điểm quan trọng nhất của lưới GNSS CORS là hoạt động ổn định, liên tục, tin cậy với mức độ tự động hóa và tin học hóa cao Về

cơ bản cho đến nay chúng ta mới ứng dụng hệ GPS, trong khi đó hệ GLONASS đã trở lại chế độ hoạt động toàn bộ, hệ GALILEO đã phóng các vệ tinh đầu tiên, đã phát và thu tín hiệu dạng demo Bởi vậy, cần xác định cách tiếp cận và có các bước chuẩn bị (máy thu, phần mềm, quyền sử dụng,…) để có thể ứng dụng đa hệ, nâng cao hệ

số an toàn, tin cậy cho toàn hệ thống, chủ động đối phó với các tình huống không thuận lợi

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ

(2012), "Nghiên cứu áp dụng phương

pháp bình sai nhiều giai đoạn trong việc xử lý số liệu lưới khống chế trắc địa mặt bằng và độ cao"

, T

(2012), "Tính chuyển vận tốc chuyển dịch tuyệt đối giữa các khung

quy chiếu Trái đất quốc tế (ITRF)"