ứng dụng công nghệ gps trong kiểm tra, đánh giá lưới địa chính và đề xuất giải pháp kỹ thuật xây dựng hệ thống lưới đo vẽ phục vụ thành lập bản đồ địa chính tại tỉnh vĩnh phúc

Trong quá trình thành lập bản ñồ ñịa chính tại Vĩnh Phúc ñã trải qua nhiều giai ñoạn khác nhau, hệ thống lưới khống chế từ lưới ñịa chính ñến lưới ño vẽ ñược thành lập với khá nhiều giải

PHAN XUÂN KHUNG

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS TRONG KIỂM TRA, ðÁNH GIÁ LƯỚI ðỊA CHÍNH VÀ ðỀ XUẤT GIẢI PHÁP KỸ THUẬT XÂY DỰNG HỆ THỐNG LƯỚI ðO VẼ PHỤC VỤ THÀNH LẬP

BẢN ðỒ ðỊA CHÍNH TẠI TỈNH VĨNH PHÚC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Thái Nguyên - Năm 2011

PHAN XUÂN KHUNG

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS TRONG KIỂM TRA, ðÁNH GIÁ LƯỚI ðỊA CHÍNH VÀ ðỀ XUẤT GIẢI PHÁP KỸ THUẬT XÂY DỰNG HỆ THỐNG LƯỚI ðO VẼ PHỤC VỤ THÀNH LẬP

BẢN ðỒ ðỊA CHÍNH TẠI TỈNH VĨNH PHÚC

Chuyên ngành: Quản lý ñất ñai

Mã số: 60 62 16

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS TRỊNH HỮU LIÊN

Thái Nguyên - Năm 2011

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan nội dung ñề tài là những nghiên cứu, những ý tưởng khoa học do tôi tổng hợp từ công trình nghiên cứu, thực nghiệm và các công trình sản xuất mà tôi trực tiếp tham gia thực hiện Các số liệu và kết quả trong luận văn là trung thực và chưa ñược ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Thái Nguyên, ngày 10 tháng 9 năm 2011

Tác giả luận văn

Phan Xuân Khung

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC 3

2.1.1 Khái quát hệ thống lưới ñịa chính tỉnh Vĩnh Phúc 31 2.1.2 Kiểm tra, ñánh giá sự ổn ñịnh lưới ñịa chính 31 2.1.3 Kiểm tra ñộ chính xác lưới ño vẽ, so sánh giữa hai phương pháp lập lưới ño vẽ

31

2.2 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 32

3.1 KHÁI QUÁT CÁC ðIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI 34 3.1.1 ðiều kiện tự nhiên, tài nguyên, cảnh quan môi trường 34

3.3.2 So sánh giữa lập lưới ño vẽ bằng phương pháp ñường chuyền và công nghệ GPS

72

PHỤ LỤC 75 Phụ lục 1: Sơ ñồ lưới ñịa chính thành phố Vĩnh Yên 76 Phụ lục 2: Sơ ñồ lưới ñịa chính huyện Vĩnh Tường 77 Phụ lục 3: Sơ ñồ lưới khống chế ño vẽ bằng phương pháp ñường chuyền

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

1 GPS Global Positoning System

2 NAVSTAR Navigtion Satellite Timing And Ranging

3 GRS – 80 Geodetic Reference System 1980

4 Bảng 3.1.2 Diện tích, dân số và mật ñộ dân số 36

5 Bảng 3.2.1.a Tính bình sai lưới khi sử dụng lần lượt từng

ñiểm gốc trong quá trình bình bình sai lưới

TP Vĩnh Yên

44

6 Bảng 3.2.1.b Tính bình sai lưới khi sử dụng tăng dần ñiểm 45

gốc trong quá trình bình bình sai lưới TP Vĩnh Yên

7 Bảng 3.2.2.a Tính bình sai lưới khi sử dụng lần lượt từng

ñiểm gốc trong quá trình bình bình sai lưới huyện Vĩnh Tường

50

8 Bảng 3.2.2.b Tính bình sai lưới khi sử dụng tăng dần ñiểm

gốc trong quá trình bình bình sai lưới huyện Vĩnh Tường

51

9 Bảng 3.3.2.1.a ðơn giá thành lập lưới khống chế ño vẽ bằng

phương pháp ñường chuyền

12 Bảng 3.3.2.2.a So sánh số lượng ñiểm và thời gian thi công

khi lập lưới ño vẽ bằng 2 phương pháp

1 Hình 1.1.2.1 Sơ ñồ quỹ ñạo vệ tinh hệ thống GPS 4

2 Hình 1.1.2.2.a Sơ ñồ ñoạn ñiều khiển của hệ thống GPS 5

3 Hình 1.1.2.2.b Sơ ñồ truyền tín hiệu của ðoạn ñiều khiển 5

4 Hình 1.1.4 Sơ ñồ cơ chế xác ñịnh thời gian truyền tín

hiệu GPS

8

5 Hình 1.1.5 Sơ ñồ nguyên lý ñịnh vị ñiểm ñơn 9

MỞ ðẦU

1 ðặt vấn ñề

Với sự chuyển hướng sang nền kinh tế thị trường có sự quản lý của Nhà nước, ñặc biệt với sự ra ñời và quá trình từng bước hoàn thiện của Luật ñất ñai 1993 ñến Luật ñất ñai 2003 ñã dẫn ñến việc xây dựng các hệ thống quản lý nguồn tư liệu quý giá này, ñể làm ñược ñiều ñó ñòi hỏi xây dựng hệ thống bản ñồ ñịa chính phủ trùm

Bản ñồ ñịa chính phục vụ trước hết cho nhu cầu quản lý nhà nước về ñất ñai như:

phục vụ kê khai ñăng ký cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng ñất, thống kê ñất ñai, lập kế hoạch sử dụng ñất, giao ñất giao rừng, giải quyết tranh chấp ñất ñai… có thể nói nhu cầu về thành lập bản ñồ ñịa chính ñã và ñang ñược ñặt ra rất cấp thiết Trong quá trình thành lập bản ñồ ñịa chính tại Vĩnh Phúc ñã trải qua nhiều giai ñoạn khác nhau, hệ thống lưới khống chế từ lưới ñịa chính ñến lưới ño vẽ ñược thành lập với khá nhiều giải pháp Giai ñoạn ñầu, lưới ñịa chính ñược phân cấp thành lưới ñịa chính cơ sở và lưới ñịa chính cấp I và cấp II Lưới ñịa chính cơ sở và ñịa chính cấp I ñược thành lập bằng phương pháp ñịnh vị GPS, lưới ñịa chính cấp II về cơ bản ñược thành lập bằng lưới ñường chuyền Giai ñoạn gần ñây lưới ñịa chính cấp I và cấp II ñược xây dựng ñồng thời không phân cấp ñối với hệ thống lưới ño vẽ hầu như sử dụng phương pháp ñường chuyền, gần ñây có một số ñơn vị sử dụng phương pháp ñịnh vị GPS Như vậy nhu cầu ñặt ra ñối với Vĩnh Phúc là cần ñánh giá một cách có hệ thống về chất lượng, sự ổn ñịnh của hệ thông lưới ñịa chính và giải pháp tối ưu cho quá trình thành lập lưới ño vẽ phục vụ thành lập bản ñồ ñịa chính Với những lý do trên qua khoá học thạc sỹ, ñược sự phân công của khoa sau ñại học- trường ñại học nông lâm Thái Nguyên và ñược sự giúp ñỡ của TS Trịnh Hữu Liên

tôi thực hiện ñề tài: “Ứng dụng Công nghệ GPS trong kiểm tra, ñánh giá lưới ñịa

chính và ñề xuất giải pháp kỹ thuật xây dựng hệ thống lưới ño vẽ phục vụ thành lập bản ñồ ñịa chính tại tỉnh Vĩnh Phúc”

2 Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu ứng dựng công nghệ GPS vào ñánh giá ñộ chính xác và tính ổn ñịnh của hệ thống lưới ñịa chính, kiểm tra lưới ño vẽ bằng công nghệ GPS, xây

dựng hệ thống lưới khống chế ño vẽ bằng công nghệ GPS ñề xuất thay thế phương pháp ñường chuyền phục vụ ño vẽ bản ñồ ñịa chính tại tỉnh Vĩnh Phúc

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

- Sử dụng công nghệ ño và bình sai GPS cho thấy rất hữu hiệu ñể phát hiện các ñiểm gốc kém chất luợng, ñiểm gốc có ñộ ổn ñịnh kém; ñánh giá khẳng ñịnh ñược chất lượng lưới ñịa chính ñể phục vụ phát triển lưới ño vẽ

- Sử dụng công nghệ GPS khi thành lập lưới khống chế ño vẽ bằng công nghệ GPS cho thấy sự ưu việt vượt trội so với phương pháp ñường chuyền toàn ñạc về cả

các phương diện hạng mục công việc, giá thành và ñộ chính xác

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC

1.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GPS

1.1.1 Khái quát chung

Từ những năm 60 của thế kỷ 20, cơ quan hàng không và vũ trụ (NASA) cùng với Quân ñội Hoa Kỳ ñã tiến hành chương trình nghiên cứu, phát triển hệ thống dẫn ñường và ñịnh vị chính xác bằng vệ tinh nhân tạo Hệ thống ñịnh vị dẫn ñường bằng vệ tinh thế hệ ñầu tiên là hệ thống TRANSIT Hệ thống này có 6 vệ tinh, hoạt ñộng theo nguyên tắc Doppler Hệ TRANSIT ñược sử dụng trong thương mại vào năm 1967 Một thời gian ngắn sau ñó TRANSIT bắt ñầu ứng dụng trong trắc ñịa Việc thiết lập mạng lưới ñiểm ñịnh vị khống chế toàn cầu là những ứng dụng sớm nhất và giá trị nhất của hệ TRANSIT Tuy nhiên, hệ thống này không thoả mãn ñược các ứng dụng ño ñạc thông dụng như ño ñạc bản ñồ, các công trình dân dụng

Tiếp sau thành công của hệ TRANSIT Hệ thống ñịnh vị vệ tinh thế hệ thứ hai ra ñời có tên là NAVSTAR – GPS (Navigtion Satellite Timing And Ranging – Global Positoning System) gọi tắt là GPS Hệ thống này bao gồm 24 vệ tinh phát tín hiệu, bay quanh trái ñất theo những quỹ ñạo xác ñịnh ðộ chính xác ñịnh vị bằng hệ thống này ñược nâng cao về chất so với hệ TRANSIT Nhược ñiểm về thời gian quan trắc ñã ñược khắc phục

Cùng có tính năng tương tự với hệ thống GPS ñang hoạt ñộng còn có hệ thống GLONASS của Nga (nhưng không thương mại hoá rộng rãi) và một hệ thống tương lai sẽ cạnh thị trường với hệ thống GPS là hệ thống GALIEO của cộng ñồng Châu Âu

Ở Việt Nam, phương pháp ñịnh vị vệ tinh ñã ñược ứng dụng từ những năm ñầu thập kỷ 90 Với 5 máy thu vệ tinh loại 4000ST, 4000SST ban ñầu sau một thời gian ngắn ñã lập xong lưới khống chế ở những vùng ñặc biệt khó khăn mà từ trước ñến nay chưa có lưới khống chế như Tây Nguyên, thượng nguồn Sông Bé, Cà Mau Những năm sau ñó công nghệ GPS ñóng vai trò quyết ñịnh trong việc ño lưới cấp

“0” lập hệ quy chiếu Quốc gia mới cũng như việc lập lưới khống chế hạng III phủ

trùm lãnh thổ (gần 30.000ñiểm) và nhiều lưới khống chế cho các công trình dân dụng khác

Những ứng dụng sớm nhất của GPS trong trắc ñịa bản ñồ là trong công tác

ño lưới khống chế Hiện nay hệ thống GPS vẫn ñang phát triển ngày càng hoàn thiện về phần cứng (thiết bị ño) và phần mềm (Chương trình xử lý số liệu), ñược ứng dụng rộng rãi vào mọi dạng công tác trắc ñịa bản ñồ, trắc ñịa công trình dân dụng và các công tác ñịnh vị khác theo chiều hướng ngày càng ñơn giản, hiệu quả

(theo [TL-07])

1.1.2 Cấu trúc hệ thống GPS

GPS là một hệ thống kỹ thuật phức tạp, song theo sự phân bố không gian người ta chia hệ thống GPS thành 3 phần gọi là ðoạn (Segment):

- ðoạn không gian (Space Segment),

- ðoạn ñiều khiển (Control Segment),

- ðoạn người sử dụng (User Segment)

1.1.2.1 ðoạn không gian

ðoạn không gian bao gồm các vệ tinh nhân

tạo phát tín hiệu bay trên các quỹ ñạo xác ñịnh

quanh trái ñất Vệ tinh ñược ñưa vào bay trong 6

mặt phẳng quỹ ñạo nghiêng 55o so với mặt phẳng

xích ñạo trái ñất, mỗi mặt phẳng quỹ ñạo có 4 hoặc

5 vệ tinh (xem hình 1.1.2.1) Qũy ñạo vệ tinh gần

hình tròn, ở ñộ cao 12.600 dặm (20.200 km), chu

kỳ 718 phút Mỗi vệ tinh có trang bị tên lửa ñẩy ñể

ñiều chỉnh quỹ ñạo, thời hạn sử dụng khoảng 7,5

năm

Hình 1.1.2.1: Sơ ñồ quỹ ñạo

vệ tinh hệ thống GPS 1.1.2.2 ðoạn ñiều khiển

ðoạn ñiều khiển là 5 trạm mặt ñất phân bố ñều quanh trái trong ñó 1 trạm chủ (Master Station) và 4 trạm theo dõi (Monitor Station) Trạm chủ ñặt tại căn cứ không quân Falcon ở Colorado Sping, bang Colorado, USA là nơi nhận, xử lý tín hiệu thu ñược từ các vệ tinh tại 4 trạm theo dõi

Hình 1.1.2.2.a : Sơ ñồ ñoạn ñiều khiển của hệ thống GPS Sau khi số liệu GPS ñược thu thập, xử lý, toạ ñộ và ñộ lệch ñồng hồ của từng vệ tinh ñược tính toán và hiệu chỉnh tại trạm chủ và truyền tới các vệ tinh hàng ngày qua các trạm theo dõi (xem hình 1.1.2.2.b )

Hình 1.1.2.2.b : Sơ ñồ truyền tín hiệu của ðoạn ñiều khiển

1.1.2.3 ðoạn người sử dụng

ðoạn người sử dụng bao gồm các máy thu tín hiệu vệ tinh và phần mềm xử

lý tính toán số liệu Máy thu tín hiệu GPS có thể ñặt cố ñịnh trên mặt ñất hay gắn trên các phương tiện chuyển ñộng như ñi bộ, ñi xe ñạp, ô tô, máy bay, tàu biển, tên lửa, vệ tinh nhân tạo…

Tín hiệu vệ tinh ñược thu qua anten máy thu Cấu tạo anten ñẳng hướng của máy thu GPS có thể bắt tín hiệu GPS ở mọi hướng Tâm pha của anten là ñiểm thu tín hiệu và là ñiểm xác ñịnh toạ ñộ

Tuỳ theo mục ñích của các ứng dụng mà các máy thu GPS có thiết kế cấu tạo khác nhau cùng với phần mềm xử lý và quy trình thao tác thu thập số liệu ở

thực ñịa (theo [TL-07])

1.1.3 Tín hiệu GPS

Tín hiệu vệ tinh là sóng ñiện từ Sóng ñiện từ ñược dùng cho mục ñích ño ñạc có những thông số ñặc trưng, ñược nghiên cứu, thử nghiệm ñảm bảo các yêu cầu nghiêm ngặt về ñộ chính xác, tính ổn ñịnh và yêu cầu kỹ thuật khác Về mặt vật lý, tín hiệu vệ tinh có các thông số cơ bản ñó là bước sóng, tần số và các mã ñiều biến trên sóng tải

1.1.3.1 Tần số cơ bản

Tần số cơ bản của sóng truyền tín hiệu vệ tinh của hệ thống GPS là f0=10.23 MHz 1.1.3.2 Các thông tin ñiều biến

Việc xử dụng tín hiệu mã hoá cho phép các vệ tinh GPS cùng hoạt ñộng mà không

bị nhiễu, mỗi vệ tinh phát ñi một mã giải ngẫu nhiên riêng biệt Máy thu GPS nhận dạng ñược tín hiệu của từng vệ tinh trên nền nhiễu không xác ñịnh của không gian bao quanh trạm ño, ñiều ñó cho phép tín hiệu GPS không ñòi hỏi công suất lớn và máy thu GPS có thể sử dụng anten nhỏ hơn, kinh tế hơn Có 3 loại mã ñiều biến trên sóng tải ñó là: C/A.Code (Coarse Acquisition), P.Code và Y.Code

+ C/A Code – mã sơ bộ Mã C/A là mã giải ngẫu nhiên (PRN) thứ hai, phát

luật tựa ngẫu nhiên lặp lại với tần suất 1/1000 giây Mỗi vệ tinh ñược gán 1 mã C/A.Code riêng biệt Mã C/A.Code chỉ ñược ñiều biến trên sóng tải L1 Phương trình giải mã C/A không bảo mật do vậy mã C/A.Code thông dụng trong nhiều máy thu dân sự dung ñể dẫn ñường và lập bản ñồ tỷ lệ nhỏ

+ P.Code – mã chính xác P.Code là mã giải ngẫu nhiên (PRN) thứ hai phát

xếp theo quy luật tựa ngẫu nhiên Tín hiệu này lặp lại với tần suất 267 ngày Chu

kỳ 267 ngày chia thành 38 ựoạn 7 ngày, trong ựó 6 ựoạn dành riêng cho mục ựắch vận hành Mỗi một ựoạn 7 ngày còn lại ựược gán mã phân biệt cho từng vệ tinh P.Code cũng sử dụng cho mục ựắch ứng dụng ựo ựạc quân sự có ựộ chắnh xác cao

+Y.Code Y.Code là mã bảo mật của P.Code Việc giải mã Y.Code chỉ thuộc

về người sử dụng có thẩm quyền Vì vậy khi kắch hoạt Y.Code thì người dung sẽ không có khẳ năng sử dụng cả P.Code lẫn Y.Code Việc sử dụng Y.Code ựược coi

là mã bảo mật ( Anti-Spoofing) của người chủ hệ thống GPS

1.1.3.3 Các loại sóng tải của hệ thống GPS

Tắn hiệu phục vụ cho việc ựo ựạc bằng hệ thống GPS ựược ựiều biến sóng tải có các ựộ dài bước sóng khác nhau đó là các thong tin về thời gian và vị trắ của vệ tinh Mỗi vệ tinh có mã riêng phát trên 2 tần số tải

- Sóng tải có bước sóng L1~19cm với tần số 54*f0=1575,42 MHz

- Sóng tải có bước sóng L2~24,4cm với tần số 120*f0=1227,60 MHz

Mã C/A Code chỉ ựiều biến trên sóng tải L1,

Mã chắnh xác P.Code ựiều biến cả hai sóng tải L1 và L2 [TL-07]

1.1.4 Các trị ựo GPS

Trị ựo GPS là những số liệu mà máy thu GPS nhận ựược từ tắn hiệu của vệ tinh truyền tới Mỗi vệ tinh GPS phát 4 thông số cơ bản dung cho việc ựo ựạc chia thành 2 nhóm bao gồm:

Trị ựo Code (C/A Code và P.Code)

Trong trường hợp này, máy thu nhận mã ựược phát ựi từ vệ tinh, so sánh với tắn hiệu tương tự mà máy thu tạo ra nhằm xác ựịnh ựược thời gian tắn hiệu lan

truyền từ vệ tinh tới máy thu và từ ñó khoảng cách từ máy thu ñến các vệ tinh ñược xác ñịnh bằng công thức:

D=c.t + cδt + δ (1.1)

Trong ñó:

-c là vận tốc lan truyền sóng (ánh sáng)= 299792458 m/s,

-t là thời gian truyền tín hiệu,

-δt là lượng hiệu chỉnh so sai số sự không ñồng bộ ñồng hồ máy thu và vệ tinh,

-δ là lượng hiệu chỉnh do môi trường

Việc xác ñịnh theo trị ño Code có thể diễn tả như hình 1.1.4

Thời gian truyền sóng

Hình 1.1.4 : Sơ ñồ cơ chế xác ñịnh thời gian truyền tín hiệu GPS

(theo [TL-07])

1.1.5 Nguyên lý ñịnh vị GPS

ðịnh vị là việc xác ñịnh vị trí ñiểm cần ño Tuỳ thuộc vào ñặc ñiểm cụ thể của việc xác ñịnh tọa ñộ người ta chia thành 2 loại hình ñịnh vị cơ bản: ðịnh vị tuyệt ñối và ñịnh vị tương ñối

1.1.5.1 ðịnh vị tuyệt ñối (ñịnh vị ñiểm ñơn)

Khác biệt hẳn so với các phương pháp ño ñạc truyền thống, việc ñịnh vị một ñiểm nào ñó không cần ñến các trị ño góc, cạnh thông thường mà sử dụng các trị ño Code và trị ño pha nêu trên Khi ñặt máy ở ñiểm bất kỳ thu tín hiệu từ các vệ tinh, khoảng cách tương ứng từ máy thu ñến các vệ tinh ñược xác ñịnh và toạ ñộ của ñiểm ño ñược xác ñịnh trong hệ toạ ñộ GPS

Nguyên lý ñịnh vị ñiểm ñặt anten máy thu ñược mô tả như hình 1.1.5

Hình 1.1.5: Sơ ñồ nguyên lý ñịnh vị ñiểm ñơn ðây là bài toán giao hội nghịch không gian khi biết toạ ñộ của các vệ tinh và khoảng cách tương ứng ñến máy thu Về mặt hình học có thể mô tả sự ñịnh vị tại một thời ñiểm như sau:

- Nếu có một vệ tinh thì ñiểm cần ño sẽ nằm trên mặt cầu thứ 2 có tâm là vị trí vệ tinh, có bán kính bằng khoảng cách ño ñược từ vệ tinh ñến máy thu;

- Nếu có 2 vệ tinh thì ñiểm ño cũng nằm trên mặt cầu thứ 2 có tâm là vệ tinh thứ 2, có bán kính là khoảng cách từ vệ tinh thứ 2 ñến máy thu Kết hợp trị ño ñến

2 vệ tinh thì vị trí của ñiểm ño sẽ nằm trên giao của 2 mặt cầu trong không gian -

ñó là một ñường tròn;

- Khi có vệ tinh thứ 3 thì cũng như trên, vị trí của ñiểm ño sẽ là giao của mặt cầu thứ 3 và ñường tròn nêu trên - kết quả cho ta 2 nghiệm số là 2 vị trí trong không gian

- Nếu có vệ tinh thứ 4 thì kết quả tổng hợp sẽ cho 1 nghiệm duy nhất ñó chính là vị trí của ñiểm ño trong không gian

Như vậy, ít nhất cần thu tín hiệu 4 vệ tinh ñể xác ñịnh toạ ñộ ñiểm ño trong không gian 3 chiều Biểu thức toán học của việc ñịnh vị như sau:

( s r) ( s r) ( s r) ( ) atm

Trong ñó:

- D là khoảng ño ñược từ vệ tinh ñến máy thu,

- (Xs ; Ys ; Zs) là toạ ñộ không gian 3 chiều của vệ tinh ñến máy thu,

- (Xr ; Yr ; Zr) là toạ ñộ không gian 3 chiều của vị trí anten máy thu,

- c là tốc ñộ truyền sóng (tốc ñộ ánh sáng),

- δ t là ñộ lệch tuyệt ñối ñồng hồ máy thu,

- δ T là ñộ lệch tuyệt ñối ñồng hồ vệ tinh,

- σatm là sai số do khí quyển,

- σ là tổng hợp các sai số khác

Với một vệ tinh có thể thành lập ñược 1 phương trình kiểu (1.2) với 3 ẩn số

Xr, Yr, Zr là tọa ñộ ñiểm cần ño và ẩn số thứ tư là ñộ lệch tương ñối ñồng hồ vệ tinh và ñồng hồ máy thu (δ t- δ T) thì tại mỗi ñiểm ño cần thu tín hiệu ít nhất 4 vệ tinh khoẻ thì tọa ñộ ñiểm ño mới xác ñịnh ñược khi số vệ tinh thu ñược tín hiệu lớn hơn 4 và số lần thu tín hiệu lớn hơn 1 lần thì vị trí ñiểm ño ñược giải theo phương pháp số bình phương nhỏ nhất

1.1.5.2 ðịnh vị tương ñối

Như ta ñã biết, do ảnh hưởng của sai số vị trí của các vệ tinh trên quỹ ñạo, do sai số ñồng hồ và các yếu tố môi trường truyền sóng khác dẫn ñến ñộ chính xác ñịnh vị ñiểm ñơn ñạt từ 100m ñến 30m trong hệ toạ ñộ WGS - 84 Ngay cả khi chính phủ Mỹ loại bỏ nhiễu SA thì việc ñịnh vị tuyệt ñối chính xác nhất cũng chỉ ñạt tới con số vài chục mét Với ñộ chính xác này không thể áp dụng cho công tác trắc ñịa một phương án ñịnh vị khác cho phép sử dụng hệ thống GPS trong ño ñạc trắc ñịa có ñộ chính xác cao ñó là ñịnh vị tương ñối Sự khác của phương pháp ñịnh

vị này là ở chỗ phải sử dụng tối thiểu 2 máy thu tín hiệu vệ tinh ñồng thời và kết quả của phương pháp không phải là tọa ñộ ñiểm trong hệ tọa ñộ GPS mà là véc tơ không gian (Baseline) nối 2 ñiểm ñặt máy thu hay nói chính xác là các thành phần

số gia toạ ñộ (∆X, ∆Y, ∆Z) hoặc (∆B, ∆L, ∆H) của 2 ñiểm trong hệ toạ ñộ GPS ðộ chính xác tương ñối ñạt cỡ cm và chủ yếu áp dụng trong trắc ñịa

Việc ñịnh vị tương ñối sử dụng trị ño pha sóng tải ðể ñạt ñược ñộ chính xác cao trong ñịnh vị tương ñối người ta tạo ra sai phân Nguyên tắc của việc này là dựa trên sự ñồng ảnh hưởng của các ñại lượng, nguồn sai số ñến toạ ñộ của ñiểm cần xác ñịnh trong bài toán ñịnh vị tuyệt ñối như sai số ñồng hồ vệ tinh, máy thu, sai số toạ ñộ vệ tinh, ảnh hưởng của môi trường… Phương pháp ở ñây là lấy hiệu

trị ño trực tiếp ñể tạo thành trị ño mới (các sai phân) ñể loại trừ hoặc giảm bớt các

sai số kể trên (theo [TL-07])

1.1.6 Các nguồn sai số

Cũng như bất kỳ một phương pháp ño ñạc khác, việc ñịnh vị bằng hệ thống GPS chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác nhau

1.1.6.1 Sai số quỹ ñạo vệ tinh

Toạ ñộ ñiểm ño GPS ñược tính dựa vào vị trí ñã biết của vệ tinh Người sử dụng phải dựa vào lịch thông báo toạ ñộ vệ tinh mà theo lịch toạ ñộ vệ tinh cỏ thể

bị sai số Do vậy nếu sử dụng quy ñạo vệ tinh chính xác có thể ñạt kết quả tốt hơn

Có hai phương án nhằm hoàn thiện thông tin quỹ ñạo vệ tinh:

- Sử dụng những trạm mặt ñất có vị trí chính xác nhằm lầm ñiểm chuẩn ñể tinh chỉnh quỹ ñạo vệ tinh dành cho công tác ño ñạc ñặc biệt

- Thu nhận lịch vệ tinh chính xác (precise ephemeries) từ Dịch vụ ðịa ñộng học GPS Quốc tế (The International GPS Service for Geodynamics-IGS)

Cơ quan IGS sử dụng một mạng lưới gồm 70 trạm theo dõi tinh chỉnh quỹ ñạo vệ tinh Hệ thống này cho thong tin quỹ ñạo ưu việt hơn so với lịch vệ tinh thông báo (broadcast ephemeris) của hệ thống GPS chỉ có 5 trạm theo dõi vệ tinh 1.1.6.2 Ảnh hưởng của tầng ION

Tín hiệu vệ tinh trước khi ñến máy thu phải xuyên qua môi trường không gian gồm các tầng khác nhau Tầng ion là lớp chứa các hạt tích ñiện trong bầu khí quyển ở ñộ cao từ 50-1000 km, tầng ion có tính chất khúc xạ ñối với sóng ñiện từ, chiết suất của tầng ion tỷ lệ với tần số sóng ñiện từ truyền qua nó Do vậy trị ño của máy thu

2 tần số cho phép giảm ảnh hưởng tán sắc của tầng ion

Hiệu chỉnh ảnh hưởng của tầng ion ñối với trị ño của máy thu tần số L1 phải dựa vào các tham số mô hình phát ñi trong thông báo vệ tinh, tuy nhiên chỉ giảm ñược khoảng 50% ảnh hưởng tầng ion

Với máy thu 2 tần số ảnh hưởng tầng ion, trị ño giải trừ do ñó việc ñịnh vị có ñộ chính xác cao hơn, nhất là ñối với việc ño cạnh dài

1.1.6.3 Ảnh hưởng của tầng ựối lưu

Tầng ựối lưu có ựộ cao ựến 8 km so với mặt ựất là tầng làm khúc xạ ựối với tắn hiệu GPS do chiết suất biến ựổi Do vậy, số cải chắnh mô hình khắ quyển phải ựược áp dụng ựối với trị ựo của máy một tần số và cả máy 2 tần số Chiết suất của tầng ựối lưu sinh ra ựộ chậm pha tắn hiệu, ựược chia thành 2 loại ướt và khô Ảnh hưởng chiết suất khô ựược tạo mô hình và loại trừ, nhưng ảnh hưởng của triết suất ướt là nguồn sai số khó lập mô hình và loại bỏ trong trị ựo GPS Mô hình Hopfield

là mô hình tầng ựối lưu của khắ quyển ựược áp dụng phổ biến nhất khi xử lý trong

ựo GPS

1.1.6.4 Tầm nhìn vệ tinh và sự trượt chu kỳ (Cycle slips)

Khi sử dụng trị ựo pha cần phải ựảm bảo thu tắn hiệu vệ tinh trực tiếp, lien tục nhằm xác ựịnh số nguyên lần bước sóng khởi ựầu Tuy nhiên, có trường hợp ngay cả khi vệ tinh vẫn nhìn thấy nhưng máy thu vẫn bị gián ựoạn thu tắn hiệu, trường hợp ựó

có một số chu kỳ không xác ựịnh ựã trôi qua mà máy thu không ựếm ựược khiến cho

số nguyên lần bước sóng thay ựổi và làm sai kết quả ựịnh vị Do ựó, cần phải phát hiện và xác ựịnh sự trượt chu kỳ trong tắn hiệu GPS Một số máy thu có thể nhân biết

sự trượt chu kỳ và them vào số hiệu chỉnh tương ứng khi xử lý số liệu Mặt khác, khi tắnh toán xử lý số liệu GPS có thể dung sai phân bậc ba ựể nhậ biết và xử lý trượt chu

kỳ

1.1.6.5 Hiện tượng ựa tuyến (Multipath)

đó là những tắn hiệu từ vệ tinh không ựến thẳng anten máy thu mà ựập vào bề mặt phản xạ nào ựó xung quanh rồi mới ựến máy thu Như vậy, kết quả ựo không ựúng để tránh hiện tượng này anten phải có tầm nhìn vệ tinh thong thoáng với ngưỡng góc cao trên 15o Việc chọn ngưỡng góc cao 15o này nhằm giảm ảnh hưởng bất lợi của chiết quang của khắ quyển và hiện tượng ựa tuyến Khi bố trắ ựiểm ựo cần cách xa các ựịa vật có khả năng phản xạ gây hiện tượng ựa tuuyến như hồ nước, nhà cao tầng, xe cộ, ựường dây ựiện, mái nhà kim loạiẦ Hầu hết anten GPS gắn bản (mâm anten) dạng phẳng, tròn che chắn tắn hiệu phản xạ từ dưới mặt ựất lên

1.1.6.6 Sự suy giảm ñộ chính xác (DOPs) do ñồ hình vệ tinh

Ta biết việc ñịnh vị GPS là việc giải bài toán giao hội nghịch không gian dựa vào ñiểm gốc là các vệ tinh và các khoảng cách tương ứng ñến máy thu Trường hợp tối ưu khi thu tín hiệu vệ tinh GPS là vệ tinh cần phải có sự phân bố hình học cân ñối trên bầu trời xung quanh ñiểm ño Chỉ số mô tả ñồ hình vệ tinh gọi là hệ số phân tán

ñộ chính xác - hệ số DOP (Delution Of Precision) Chỉ số DOP là số nghịch ñảo thể tích của khối tỷ diện tạo thành giữa các vệ tinh và máy thu Chỉ số DOP chia ra các loại

- PDOP chỉ số phân tán ñộ chính xác về vị trí (Positional DOP),

- TDOP -Chỉ số phân tán ñộ chính xác về thời gian (Time DOP),

- HDOP -Chỉ số phân tán ñộ chính xác về mặt phẳng (Horizontal DOP),

- VDOp -Chỉ số phân tán ñộ chính xác về cao ñộ (Vertical DOP),

- GDOP -Chỉ số phân tán ñộ chính xác về hình học (Geometric DOP)

ðồ hình phân bố vệ tinh ñược thiết kế sao cho chỉ số PDOP ñạt xấp xỉ 2.5 với xác suất 90% thời gian ðồ hình vệ tinh ñạt yêu cầu với chỉ số PDOP<6

1.1.6.7 Các sai số do người ño

Khi ño GPS tâm hình học của anten máy thu cần ñặt chính xác trên tâm mốc ñiểm

ño theo ñường dây dọi Anten phải ñặt cân bằng, chiều cao từ tâm mốc ñến tâm hình học của anten cần ño và ghi lại chính xác ðo chiều cao anten không ñúng thường là lỗi hay mắc phải của người ño GPS Ngay cả khi xác ñịnh tọa ñộ phẳng

ño chiều cao cũng quan trọng vì GPS là hệ thống ñịnh vị 3 chiều, sai số chiều cao

sẽ lan truyền sang vị trí mặt phẳng và ngược lại

Một loại sai số ño khác nữa là nhiễu trong trị ño GPS Nguyên nhân là do phần mạch ñiện tử và sự suy giảm ñộ chính xác của máy thu Các thiết bị mới hiện ñại hơn sẽ cung cấp giữ liệu sạch hơn

1.1.6.8 Tâm pha của anten

Tâm pha là một ñiểm nằm bên trong anten, là nơi tín hiệu GPS biến ñổi thành tín hiệu trong mạch ñiện Các trị ño khoảng cách ñược tính vào ñiểm này ðiều này có

ý nghĩa quan trọng ñối với công tác trắc ñịa Ở nhà máy chế tạo, anten ñã ñược kiểm ñịnh sao cho tâm pha trùng với tâm hình học của nó Tuy nhiên, tâm pha thay

ñổi vị trí phụ thuộc vào ñồ hình vệ tinh Ảnh hưởng này có thể kiểm ñịnh trước khi

ño hoặc sử dụng mô hình tâm pha ở giai ñoạn tính xử lý Quy ñịnh cần phải tuân theo là khi ñặt anten cần dóng theo cùng một hướng (thường là hướng Bắc) và tốt nhất sử dụng cùng một loại anten cho cùng một ca ño Các nguồn lỗi và biện pháp khắc phục ñược tổng hợp trong bảng 1.1.6

Bảng 1.1.6: Bảng thống kê nguồn lỗi khi ño GPS và biện pháp khắc phục

1.Phụ thuộc vệ tinh

2 Phụ thuộc ñường tín hiệu

3.Phụ thuộc máy thu

(theo [TL-07])

1.1.7 Những kỹ thuật ño GPS

1.1.7.1 ðo GPS tuyệt ñối

Là kỹ thuật xác ñịnh toạ ñộ của ñiểm ñặt máy thu tín hiệu vệ tinh trong hệ toạ

ñộ toàn cầu WGS -84 Kỹ thuật ñịnh vị này là việc tính toạ ñộ của ñiểm ño nhờ

việc giải bài toán giao hội nghịch không gian dựa trên cơ sở khoảng cách ño ñược

từ các vệ tinh ñến máy thu và toạ ñộ của các vệ tinh tại thời ñiểm ño Do nhiều nguồn sai số nên ñộ chính xác vị trí ñiểm thấp, không dùng ñược cho việc ño ñạc chính xác, dùng chủ yếu cho việc dẫn ñường và các mục ñích ñạc có yêu cầu ñộ chính xác không cao ðối với phương pháp này chỉ sử dụng một máy thu tín hiệu

vệ tinh

1.1.7.2 ðo GPS tương ñối

Thực chất của phương pháp ño là xác ñịnh hiệu tọa ñộ không gian của 2 ñiểm

ño ñồng thời ñặt trên hai ñầu của khoảng cách cần ño (Baseline) ðộ chính xác của phương pháp rất cao do loại trừ ñược nhiều nguồn sai số nên ñược sử dụng trong

ño ñạc xây dựng lưới khống chế trắc ñịa và các công tác ño ñạc bản ñồ các tỷ lệ

Do bản chất của phương pháp nêu cần tối thiểu hai máy thu vệ tinh trong 1 thời ñiểm ño Phụ thuộc vào quan hệ của các trạm ño trong thời gian ño mà người ta chia thành các dạng ño tương ñối sau:

1.1.7.2.1 ðo GPS tĩnh (Static)

ðây là phương pháp chính xác nhất vì nó sử dụng cả 2 trị ño Code và Phase sóng tải Hai hoặc nhiều máy thu ñặt cố ñịnh thu tín hiệu GPS tại các ñiểm cần ño tọa ñộ trong khoảng thời gian thong thường từ 1 giờ trở lên

Thời gian ño kéo dài ñể ñạt ñược sự thay ñổi ñồ hình vệ tinh, cung cấp trị ño

dư và giảm ñược nhiều sai số khác nhằm mục ñích ñạt ñộ chính xác cao nhất ðo GPS tĩnh tương ñối ñạt ñộ chính xác cỡ 1 cm dùng cho các ứng dụng có ñộ chính xác cao nhất, như thành lập lưới khống chế trắc ñịa

1.1.7.2.2 ðo GPS tĩnh nhanh (Fast Static)

Phương pháp này về bản chất giống như ño GPS tĩnh nhưng thời gian ño ngắn hơn Gọi là ño nhanh - tăng tốc ñộ ño là do giải nhanh ñược số ña trị nguyên Phương pháp ñòi hỏi dữ liệu trị ño pha sóng tải và trị ño Code Phương pháp ño tĩnh nhanh với máy thu GPS 2 tần số chỉ có hiệu quả trên cạnh ngắn Thời gian ño tĩnh nhanh thay ñổi từ 8’ - 30’ phụ thuộc vào số vệ tinh và ñồ hình vệ tinh phân bố ñều sẽ hỗ trợ việc tìm nhanh số ña trị nguyên và giảm thời gian ñịnh vị

Hiện nay các hãng sản xuất ñã có loại máy thu ño tĩnh nhanh với tần số L1 – C/A Code Hãng Trimble ñã phát triển kỹ thuật ño tĩnh nhanh với máy thu 4600 LS

(tần số L1), và 4800 (tần số L1, L2)… (theo [TL-07])

1.1.8 Toạ ñộ và hệ quy chiếu

Hình dạng trái ñất theo quan ñiểm của thuyết ñẳng tĩnh thì trái ñất là một khối vật chất lỏng, do vậy dạng tự nhiên của trái ñất quay sẽ có dạng ellipsoid và thế trọng trường trên mặt ellipsoid trái ñất sẽ bằng nhau ðiều này thể hiện sự cân bằng giữa lực trọng trường của khối vật chất lỏng của trái ñất và lực ly tâm do chuyển ñộng quay của nó Một ellipsoid có hình dạng phù hợp với geoid trái ñất phải là ellipsoid phù hợp theo nghĩa trên phạm vi toàn cầu Elipsoid ñược chọn làm

hệ toạ ñộ ñịnh vị toàn cầu là GRS – 80 (Geodetic Reference System 1980), mặt quy chiếu này ñược hệ ñịnh vị GPS sử dụng gọi là hệ Trắc ñịa Thế giới 1984 (WGS - 84) Hệ tọa ñộ này dung ellipsoid ñịa tâm xác ñịnh bởi bán trục lớn a=6378137.0 m

Do ñó cần phải áp dụng phép tính chuyển toạ ñộ ñể chuyển toạ ñộ từ hệ toạ

ñộ GPS (WGS 84) về hệ tọa ñộ quy chiếu ñịa phương

Toạ ñộ không gian ñịa phương (3 chiều) còn ở dạng ñược gọi là hệ thống

“2+1” Nghĩa là tọa ñộ trắc ñịa B và L xác ñịnh ñộc lập với ñộ cao H

Do ñó bài toán tính chuyển toạ ñộ GPS B, L, H về toạ ñộ ñịa phương yêu cầu một dạng tính chuyển tọa ñộ trong khi ñó ñộ cao lại ñòi hỏi dạng tính chuyển hoàn toàn khác ∆X, ∆Y, ∆Z

Việc biến ñổi tọa ñộ WGS 84 về toạ ñộ ñịa phương thực hiện qua 3 giai ñoạn

1 Toạ ñộ vuông góc không gian X, Y, Z hoặc (∆X, ∆Y, ∆Z) thuộc hệ WGS

84 ñổi thành toạ ñộ B, L, H hoặc (∆B, ∆L, ∆H) thuộc hệ WGS 84 sau ñó áp dụng 7 tham số tính chuyển về tọa ñộ không gian ñịa phương

2 Tọa ñộ không gian ñịa phương tính ñổi thành tọa ñộ trắc ñịa

3 Tọa ñộ trắc ñịa sau tính chuyển ñổi thành tọa ñộ phẳng qua phép chiếu bản

ñồ

Phép tính chuyển ñộ cao có sự khác biệt do ñộ cao xác ñịnh trên Elipsoid WGS -84 là bề mặt có phương trình toán học còn ñộ cao sử dụng thực tế lại là ñộ cao thuỷ chuẩn so với bề mặt Geoid - bề kéo dài từ mặt nước biển trung bình - một

bề mặt không mô tả ñược bằng phương trình toán học

ðẳng thức sau là biểu thức biến ñổi ñơn giản ñộ cao ellipsoid WGS-84 về ñộ cao ñịa phương bằng cộng thêm ñộ chênh Geoid – Elipsoid tại ñiểm ñó:

H = h + N (1.3)

Trong công thức (1.3), H là ñộ cao tính ñến mặt Elipsoid – là ñộ cao có thể

ño chính xác ñược bằng công nghệ GPS; h là ñộ cao thuỷ chuẩn, ñược sử dụng thực

tế, N là ñộ chênh lệch 2 bề mặt Geoid và Elipsoid tại ñiểm ñó Dựa vào số liệu ño trọng lực toàn thế giới người ta ñã lập ra mô hình Geoid toàn cầu dung cho việc nội suy giá trị chênh Geoid – Elipsoid phục vụ cho việc tính ñộ cao bằng công nghệ GPS Song do bề mặt Geoid biến ñổi phức tạp, số liệu ño trọng lực thưa nên thực tế phương pháp xác ñịnh ñộ cao trong ño GPS còn ñang ñược hoàn thiện thêm ñể kết quả ñạt yêu cầu sử dụng

Nếu có các ñiểm ñộ cao thuỷ chuẩn bao quanh khu ño, có thể áp dụng phép nội suy ñộ chênh Geoid – Elipsoid ðể thực hiện ñiều này tại các ñiểm mốc ñộ cao cũng tiến hành thu dữ liệu GPS, ñộ chênh giữa trị số ñộ cao thuỷ chuẩn và ñộ cao Elip WGS-84 cho quy luật về ñộ chênh Geoid – Elipsoid khu ño và ñược dùng ñể thay thế hoặc kết hợp với mô hình Geoid chung ñể nội suy, tính ñộ cao thuỷ chuẩn

từ số liệu GPS (theo [TL-07])

1.2 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI KHỐNG CHẾ Ở VIỆT NAM

1.2.1 Lưới toạ ñộ nhà nước

Do ñiều kiện lịch sử ñể lại lưới tọa ñộ nhà nước của chúng ta không liên tục

và các loại dữ liệu không ñồng nhất trên toàn quốc

Từ trước năm 1975 phía bắc vĩ tuyến 17 ta xây dựng lưới tam giác ño góc hạng I và sau ñó chêm dày các ñiểm hạng II Mật ñộ ñiểm trung bình khu vực này

là 120 km2 có một ñiểm hạng I và II, trong lưới các cạnh ñược ño bằng thước Invar, máy ño xa ñiện quang NASM -2A, 28 ñiểm thiên văn, 13 ñiểm Laplace

Từ năm 1977 - 1983 xây dựng lưới tam giác hạng I gồm 25 ñiểm khu vực Bình - Trị - Thiên, có 3 ñiểm trùng với lưới miền Bắc

Từ năm 1983 – 1989, xây dựng lưới tam giác ño góc hạng II dạng dày ñặc gồm 422 ñiểm từ Thừa Thiên ñến Thành phố Hồ Chí Minh

Từ 1988 ñến 1990 xây dựng mạng lưới ñường chuyền hạng II phủ trùm ñồng bằng Nam bộ gồm 174 ñiểm

Từ 1991 ñến 1992 xây dựng mạng lưới phủ trùm bằng công nghệ GPS tại ba khu vực là Tây Nguyên, Sông Bé và Minh Hải

Lưới toạ ñộ nhà nước Việt Nam ñược xây dựng trước năm 1992 ñều ñược

xử lý trên bề mặt toán học Ellipxoid thực dụng Kraxovsky hệ HN -72 Toạ ñộ vuông góc phẳng ñược tính trên múi chiếu Gauss – Kruger Tuy nhiên, mạng lưới này không ñược xử lý chung mà bình sai ñộc lập từng khu vực theo kết quả ño trong từng thời kỳ, toạ ñộ khởi tính của các khối sau là toạ ñộ của ñiểm ngoài rìa các khối do liền kề trước ñó

Từ tháng 7 năm 2001, hệ quy chiếu và hệ tọa ñộ VN-2000 chính thức ñược ñưa vào sử dụng với Ellipxoid W84, phép chiếu UTM, các ñiểm khống chế nhà nước ñược tính chuyển sang hệ VN-2000 ðến nay lưới tọa ñộ nhà nước ñã phủ trùm toàn bộ lãnh thổ Việt Nam gồm 1763 ñiểm, trong ñó 71 ñiểm cấp “0” ño ñạc bằng công nghệ GPS, 339 ñiểm tam giác hạng I, 1116 ñiểm tam giác hạng II, 174 ñiểm ñường chuyền hạng II và 122 ñiểm GPS cạnh ngắn… Hệ thống lưới tọa ñộ hạng III và IV ñã ñược xây dựng phủ trùm ñạt ñộ chính xác ñể xây dựng bản ñồ ñịa hình tỷ lệ 1:1000 thậm chí 1:500 Tuy nhiên các mạng lưới này không còn ñủ mật

ñộ cần thiết ñể ño vẽ bản ñồ 1:500 trên phạm vi rộng vì các ñiểm ñã mất và hư

hỏng nhiều (theo [TL-06])

1.2.2 Lưới toạ ñộ ñịa chính

Bản ñồ ñịa chính tỷ lệ 1:200, 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000 và 1:10000 ñược thành lập ở múi chiếu 3o trên mặt phẳng chiếu hình, trong hệ tọa ñộ Quốc gia VN-

2000 và ñộ cao nhà nước hiện hành Kinh tuyến gốc (00) ñược quy ước là kinh tuyến ñi qua GRINUYT Giá trị kinh tuyến trục phụ thuộc vào từng ñịa phương

toạ ñộ mặt phẳng (ñiểm cắt giữa kinh tuyến trục của từng tỉnh và xích ñạo) có X=0

km, Y=500 km ðiểm gốc của hệ ñộ cao là ñiểm ñộ cao gốc ở Hòn Dấu - Hải

Phòng (theo [TL-06])

1.2.2.1 Yêu cầu về ñiểm khống chế ñối với lưới ñịa chính:

Cơ sở khống chế toạ ñộ, ñộ cao trong ño vẽ bản ñồ ñịa chính gồm:

- Lưới tọa ñộ và ñộ cao Nhà nước các hạng

- Lưới ñịa chính, lưới ñộ cao kỹ thuật

- Lưới khống chế ño vẽ, ñiểm khống chế ảnh (gọi chung là lưới khống chế ño vẽ) Mật ñộ ñiểm khống chế tọa ñộ ñịa chính là số ñiểm lưới khống chế ñược xây dựng trên một ñơn vị diện tích ñể phục vụ ño vẽ bản ñồ ñịa chính theo một tỷ lệ xác ñịnh Ta có thể dễ dàng dự tính ñược số ñiểm khống chế khi biết những yếu tố sau:

- Phương pháp ño vẽ bản ñồ ñịa chính

- Tỷ lệ bản ñồ ñịa chính cần thành lập

- ðặc ñiểm ñịa hình và ñịa vật khu ño

Hiện nay hai phương pháp cơ bản ñể thành lập bản ñồ ñịa chính là phương pháp ño vẽ trực tiếp và phương pháp ño ảnh hàng không Phương pháp toàn ñạc

là phương pháp cơ bản, không thể thay thế trong ñiều kiện ño vẽ bản ñồ ñịa chính

tỷ lệ lớn khu vực dân cư ñông ñúc, thửa ñất nhỏ, bị che khuất nhiều Bản chất của phương pháp xác ñịnh toạ ñộ những ñiểm chi tiết bằng máy toàn ñạc ñiện tử Phương pháp này ñòi hỏi số lượng ñiểm khống chế dải ñều và dày ñặc Tỷ lệ bản

ñồ càng lớn, vùng ño vẽ càng che khuất thì số lượng ñiểm càng nhiều

+ Thành lập bản ñồ ñịa chính bằng phương pháp ño vẽ trực tiếp ở thực ñịa

ðể ño vẽ bản ñồ tỷ lệ 1:5000 – 1:10000, trên diện tích khoảng 5 km2 có một ñiểm từ ñịa chính trở lên

ñiểm từ ñịa chính trở lên

ðể ño vẽ bản ñồ ñịa chính tỷ lệ 1:200, bản ñồ ñịa chính ở khu công nghiệp, khu có cấu trúc xây dựng dạng ñô thị, khu ñất có giá trị kinh tế cao, khu ñất ở ñô thị có diện tích các thửa nhỏ, ñan xen nhau, trên diện tích trung bình 0,3 km2 (30 ha) có một ñiểm từ ñịa chính trở lên

Quy ñịnh trên áp dụng cho cả trường hợp có trích ño khu dân cư hoặc trích

ño các thửa, các cụm thửa ở tỷ lệ lớn hơn tỷ lệ bản ñồ cơ bản của khu vực

Trường hợp ñặc biệt, khi ño vẽ lập bản ñồ ñịa chính mà diện tích nhỏ hơn 30

ha ñến trên 5 ha, mật ñộ từ ñiểm ñịa chính trở lên tối thiểu ñể phục vụ ño vẽ là 2

ñiểm (theo [TL-06])

1.2.2.2 Sơ ñồ phát triển lưới ñịa chính

Chúng ta biết rằng lưới toạ ñộ nhà nước hiện nay ñã ñược thống nhất xây dựng trên toàn quốc, lưới toạ ñộ hạng III và IV nhà nước ñã ñược xây dựng ñảm bảo mật ñộ cũng như ñộ chính xác phục vụ công tác thành lập bản ñồ ñịa chính ở những khu vực nông thôn, ñất nông nghiệp, lâm nghiệp… Tuy nhiên, tại những khu vực thành phố và thị xã thì mạng lưới này không ñáp ứng ñược nhu cầu do bị mất mát và hư hỏng nhiều

Phương pháp cơ bản ñể xây dựng lưới hiện nay là chêm dày từ các cấp lưới hạng cao nhà nước như hạng I và hạng II, tạo nên mạng lưới ñịa chính cơ sở ñạt ñộ chính xác tiêu chuẩn hạng III và mật ñộ ñạt tương ñương hạng IV nhà nước ðể tăng dày mật ñộ ñiểm khống chế tọa ñộ ta chêm dày thêm vào lưới ñịa chính cơ sở lưới toạ ñộ ñịa chính cấp 1, 2 và tiếp sau ñó chêm dày các cấp lưới thấp hơn

Như vậy, việc phát triển lưới ñịa chính nói chung không khác biệt với phát

triển các lưới trắc ñịa khác (theo [TL-06])

1.2.2.3 Yêu cầu ñộ chính xác lưới toạ ñộ ñịa chính

Lưới toạ ñộ ñịa chính ñược thành lập nhằm mục ñích phục vụ ño vẽ bản ñồ ñịa chính, tính thống nhất về ñộ chính xác là yếu tố cơ bản quan trọng nhằm ñảm

bảo cho bản ñồ ñịa chính ñược thành lập ở những vùng khác nhau vẫn ñồng ñều

về chất lượng, ñặc biệt là ñảm bảo ñộ chính xác yếu tố cần thiết thể hiện trên bản

ñồ

ðối với lưới ñịa chính

Lưới ñịa chính ñược xây dựng bằng phương pháp ñường chuyền hoặc bằng công nghệ GPS theo ñồ hình lưới tam giác dày ñặc, ñồ hình chuỗi tam giác, tứ giác ñể làm cơ sở phát triển lưới khống chế ño vẽ

Dù thành lập lưới ñịa chính bằng phương pháp nào cũng phải ñảm bảo ñộ chính xác sau bình sai theo quy ñịnh (Bảng 1.2.2.a) Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản như sau:

Bảng 1.2.2.a Các chỉ tiêu kỹ thuật

không quá

Sai số trung bình vị trí mặt phẳng của ñiểm khống chế ño vẽ sau bình sai so với ñiểm khống chế tọa ñộ từ ñiểm ñịa chính trở lên gần nhất không quá 0,10 mm tính theo tỷ lệ bản ñồ thành lập

ðối với khu vực ñất ở ñô thị sai số nói trên không vượt quá 6 cm cho tỷ lệ 1:500; 1:1000 và 4 cm cho 1:200

Sai số trung bình về ñộ cao của ñiểm khống chế ño vẽ (nếu có yêu cầu thể hiện ñịa hình) sau bình sai so với ñiểm ñộ cao kỹ thuật gần nhất không quá 1/10 khoảng cao ñều ñường bình ñộ cơ bản

Yêu cầu cơ bản của bản ñồ ñịa chính là thể hiện chính xác vị trí, kích thước

và diện tích thửa ñất Trong cơ sở dữ liệu bản ñồ thì tọa ñộ các ñiểm ñặc trưng thửa ñất là quan trọng nhất Số liệu ở bản ñồ số chỉ tồn tại số liệu ño ñạc, như vậy ñộ

chính xác các ñiểm khống chế sẽ ảnh hưởng trực tiếp ñến ñộ chính xác xác ñịnh diện tích thửa ñất Theo quy ñịnh của quy phạm ta có:

- Sai số trung phương vị trí mặt phẳng của ñiểm khống chế ño vẽ sau bình sai so với ñiểm khống chế toạ ñộ nhà nước gần nhất không vượt quá 0,1 mm tính theo tỷ lệ bản ñồ cần thành lập Ở vùng ẩn khuất sai số nói trên không vượt quá 0,15 mm

- Sai số trung phương ñộ cao của ñiểm khống chế ño vẽ sau bình sai so với ñiểm ñộ cao nhà nước gần nhất không vượt quá 1/10 khoảng cao ñều ñường bình

ñộ cơ bản

- Sai số trung bình vị trí mặt phẳng của các ñiểm trên ranh giới thửa ñất biểu thị trên bản ñồ ñịa chính so với ñiểm của lưới khống chế ño vẽ gần nhất không lớn hơn 0,5 mm trên bản ñồ, ñối với các ñịa vật còn lại không vượt quá 0,7 mm

- Sai số tương hỗ giữa các ranh giới thửa ñất, giữa các ñiểm trên cùng ranh giới thửa ñất, sai số ñộ dài cạnh thửa ñất không vượt quá 0,4 mm trên bản ñồ ñịa chính

Sai số trung bình vị trí các ñiểm trên ranh giới thửa ñất biểu thị trên bản ñồ ñịa chính số so với vị trí của ñiểm khống chế ño vẽ (hoặc ñiểm khống chế ảnh ngoại nghiệp) gần nhất không vượt quá:

5 cm ñối với bản ñồ ñịa chính tỷ lệ 1:200

7 cm ñối với bản ñồ ñịa chính tỷ lệ 1:500

15 cm ñối với bản ñồ ñịa chính tỷ lệ 1:1000

30 cm ñối với bản ñồ ñịa chính tỷ lệ 1:2000

150 cm ñối với bản ñồ ñịa chính tỷ lệ 1:5000

300 cm ñối với bản ñồ ñịa chính tỷ lệ 1:10000

Quy ñịnh sai số nêu trên ở tỷ lệ 1:200, 1:500, 1:1000, 1:2000 áp dụng cho trường hợp ño vẽ ñất ñô thị và ñất khu vực có giá trị kinh tế cao; trường hợp ño vẽ ñất khu dân cư nông thôn ở tỷ lệ 1:500, 1:1000, 1:2000 các sai số nêu trên ñược phép tới 1,5 lần; trường hợp ño vẽ ñất nông nghiệp ở tỷ lệ 1:1000 và 1:2000 các sai

số nêu trên ñược phép ñược phép tới 2 lần

Yêu cầu trên là cơ sở cho việc ước tắnh ựộ chắnh xác của các cấp lưới toạ ựộ ựịa chắnh Việc ước tắnh chắnh xác lưới khống chế cần ựảm bảo nguyên tắc cơ bản sau:

- đáp ứng yêu cầu chắnh xác các yếu tố cần quản lý với ựất ựai

- Ảnh hưởng của sai số lưới cấp cao ựến ựộ chắnh xác lưới cấp thấp là không ựáng kể ựể khi bình sai mạng lưới cấp thấp không phải xét ựến sai số số liệu gốc

Lưới ựịa chắnh ựo bằng công nghệ GPS theo ựồ hình lưới tam giác dày ựặc,

ựồ hình chuỗi tam giác, chuỗi tứ giác ựược ựo nối (tiếp ựiểm) với ắt nhất 3 ựiểm hạng cao hoặc các cặp ựiểm thông hướng ựược ựo nối (tiếp ựiểm) với ắt nhất 2 ựiểm hạng cao; khoảng cách giữa các ựiểm hạng cao không quá 10km

- Khi tắnh khái lược phải ựảm bảo các chỉ tiêu sau:

- Lời giải ựược chấp nhận: Fixed

- Ratio: >1,5

- Rms: <0,02+0.004*S km

- Reference Variance: <30,0

- RDOP: <0,1

Chỉ tiêu Ratio chỉ xem xét ựến khi lời giải là Fixed

Chỉ Tiêu RDOP chỉ xem xét ựến khi các chỉ tiêu khác không ựạt ựược ựể quyết ựịnh xử lý lại hay phải ựo lại

Khi một trong các giá trị Reference Variance hoặc Rms vượt quá các chỉ tiêu nói trên nhưng không quá 1,5 lần thì phải tiến hành tắnh khép tam giác, ựa giác

và bình sai sơ bộ ựể quyết ựịnh phải tắnh lại, loại bỏ hay ựo lại Trong trường hợp ựặc biệt cũng không vượt quá 2 lần hạn sai cho phép không ựược chiếm quá 10% tổng số cạnh trong lưới

được phép thay ựổi giá trị mặc ựịnh của tham số lọc (edit multiplier) nhưng không ựược phép nhỏ hơn 2,5

được phép cắt bỏ các tắn hiệu vệ tinh thu ựược ở các vị trắ thấp so với ựường chân trời (elevation cut off) nhưng không ựược phép vượt quá 300

đối với lưới khống chế ựo vẽ

Lưới khống chế ựo vẽ ựược phát triển dựa trên các ựiểm toạ ựộ ựịa chắnh từ cấp II ựối với lưới khống chế ựo vẽ cấp 1 và từ lưới khống chế ựo vẽ cấp 1 ựối với lưới ựo vẽ cấp 2

Công tác bố trí, ño ñạc, bình sai, các chỉ tiêu kỹ thuật và tài liệu giao nộp của lưới khống chế ño vẽ phải tuân thủ theo ñiều 6.1 ñến ñiều 6.16 và 2.14 của Quyết ñịnh số 08/2008/Qð-BTNMT ngày 10/11/2008 của Bộ Tài nguyên và Môi trường

về việc ban hành Quy phạm thành lập bản ñồ ñịa chính tỷ lệ 1/500, 1/1000, 1/2000, 1/5.000, 1/10.000; số hiệu ñiểm của lưới ñược ghi theo ký hiệu: KV1-1 KV1-i, KV2-1 KV2-i Trong một xã tất cả các ñiểm của lưới ño vẽ không trùng tên nhau

*Nguyên tắc thành lập lưới ño vẽ bằng phương pháp ñường chuyền

Nếu thiết kế bố trí lưới bằng phương pháp ñường chuyền thì có 02 cấp, lưới kinh

vĩ cấp 1 và cấp 2 Lưới ñương chuyền kinh vĩ cấp 1 ñược phát triển từ các ñiểm ñịa chính trở lên và cấp 2 từ các ñiểm kinh vĩ cấp 1 trở lên Khi xây dựng lưới ñường chuyền phải ñảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật sau (Bảng 1.2.2.b): (một số chỉ tiêu kỹ thuật ñược lấy theo Quy phạm thành lập bản ñồ ñịa chính tỷ lệ 1/500, 1/1.000, 1/2.000, 1/5.000, 1/10.000 và 1/25.000 ban hành theo Quyết ñịnh số 720/1999/Qð-ðC ngày 30/12/1999 của Tổng cục trưởng Tổng cục ðịa chính):

- Chiều dài cạnh liền kề nhau của ñường chuyền không chênh nhau quá 2,5 lần, số cạnh trong ñường chuyền không quá

- Dùng các loại máy toàn ñạc ñiện tử ñể ño góc, cạnh Trước khi ño thiết bị phải ñược kiểm tra, kiểm nghiệm Nếu sử dụng máy toàn ñạc có ñộ chính xác từ 1” ñến 5” thì ño góc ngang ño 1 lần, máy có ñộ chính xác 5” ñến 10” thì ño hai lần Chênh lệch giữa 2 nửa lần ño, giữa 2 lần ño và chênh lệch hướng quy “0” phải nhỏ

hơn hoặc bằng 20” Cạnh ño hai lần riêng biệt, chênh kết quả giữa hai lần ño ≤ ± 2a (trong ñó a là hàng số sai số hệ thống cố ñịnh ño chiều dài theo lý lịch của từng loại máy) Góc ñứng ñược ño ñồng thời với góc bằng, ño 1 lần bằng dây chỉ giữa ở hai

vị trí bàn ñộ, trên cùng một cạnh phải ño ñi và ño về

- Tính toán bình sai bằng phần mềm, với các chỉ tiêu sai số như sau:

+ Sai số khép góc ñường chuyền fβ

≤ ± 30” n (n là số góc trong ñường chuyền) + Sai số trung phương ño cạnh ñường chuyền sau bình sai không lớn hơn 0,015m

+ Sai số khép giới hạn về ñô cao: fh ≤ ± 100 L (trong ñó L là chiều dài ñường ñộ cao tính bằng km)

*Nguyên tắc thành lập lưới ño vẽ bằng công nghệ GPS

-Thiết kế lưới, chọn ñiểm: Công tác thiết kế lưới ñược thực hiện trong phòng, lưới ñược thiết kế dạng tam giác, mật ñộ ñều và dày trong phạm vi toàn xã, các ñiểm ñược thiết kế ñể phát huy tối ña khả năng ño vẽ chi tiết ñảm bảo tối thiểu phải thông ít nhất một hướng Trong khu dân cư ñược thiết kế chêm dày hơn nhằm ñảm bảo ño vẽ chi tiết ở những nơi bị che khuất nhiều Công tác chọn ñiểm ñược phân theo từng nhóm, mỗi nhóm 2 người ñi chọn ñiểm và ñóng cọc gỗ có ñinh nhỏ làm tim ñiểm hoặc ñóng ñinh sắt có khắc chữ thập Khi chọn ñiểm phải thỏa mãn các yêu cầu: Vị trí ñiểm ñược chọn phải phù hợp với yêu cầu của thiết kế kỹ thuật, thuận lợi cho việc ño nối và cho các công tác ño ñạc tiếp theo; phải thuận tiện cho việc lắp ñặt máy thu và thao tác khi ño, có khoảng không rộng và góc cao của vệ tinh phải lớn hơn 150; phải thuận tiện cho việc thu tín hiệu vệ tinh, tránh hiện tượng nhiễu tín hiệu do quá gần các trạm phát sóng và sai số ña ñường dẫn (Multipath) do phản xạ tín hiệu từ các ñịa vật xung quanh ñiểm ño Vị trí ñiểm chọn phải cách xa nguồn phát sóng vô tuyến công suất lớn (như tháp truyền hình, trạm vi ba) lớn hơn 200m và cách xa cáp ñiện cao thế lớn hơn 50m; Hạn chế chọn ñiểm tại các vị trí gần mái nhà kim loại, cây cối ẩm, các nhà cao tầng và hàng rào dây thép gai; Không ñược phép chọn ñiểm ở các vị trí dưới khe, suối, sát ta-luy, dưới tán cây

-Lập sơ ñồ ño, phân ca, lập lịch ño và ño lưới: Trong nội dung của ñề tài ñề cập ñến 4 máy ño, trong thực tế thi công sử dụng càng nhiều máy thời gian ño càng

nhanh Trước khi tiến hành ño cần sử dụng phần mềm PLAN hoặc QUICK PLAN

ñể lập lịch ño và cần lập bảng dự báo các vệ tinh có thể quan sát ñược Trong bảng có: Số hiệu vệ tinh, ñộ cao vệ tinh và góc phương vị, thời gian quan sát tốt nhất ñể quan sát nhóm vệ tinh tốt nhất, hệ số suy giảm ñộ chính xác vị trí không gian 3 chiều SV ≥ 4 (PDOP của các cấp hạng lưới GPS phải < 4) Khi xung quanh ñiểm

ño có nhiều ñịa vật che chắn phải lập lịch ño theo ñiều kiện che chắn thực tế tại các ñiểm ño ðo lưới: Tổ ño phải nghiêm chỉnh tuân theo thời gian quy ñịnh trong bảng ñiều ñộ công tác, ñảm bảo quan trắc ñồng bộ cùng một nhóm các vệ tinh; Trong thời gian ño người ño không ñược rời máy, thường xuyên theo dõi tình trạng làm việc của máy thu, theo dõi nguồn ñiện, tình hình vệ tinh và ghi số liệu; ñồng thời ñề phòng máy bị chấn ñộng làm chuyển dịch, ñề phòng người và vật thể khác gần ăng ten che chắn tín hiệu vệ tinh

-Bình sai lưới: Tính véc tơ cạnh: Kết quả ño GPS có thể xử lý bằng phần mềm GPSurvey 2.35 hoặc các phần mềm khác cùng tính năng (Phạm vi ñề tài sử sử dụng bằng phần mềm Trimble Geomatic Office); Chỉ chấp nhận các cạnh ñạt lời giải FIX, với RATIO không nhỏ hơn 1,5 Trong trường hợp không ñạt lời giải FIX cần lưu ý tới sai số ña ñường dẫn tín hiệu (Multipath) Nếu tính cạnh ở chế ñộ tự ñộng không ñạt thì phải xử lý cạnh theo phương pháp can thiệp Trong trường hợp xử lý can thiệp mà không nhận ñược lời giải FIX thì phải ño lại Chỉ chấp nhận các cạnh ñạt lời giải FIX, với RATIO không nhỏ hơn 2 Trong trường hợp không ñạt lời giải FIX cần lưu ý tới sai số ña ñường dẫn tín hiệu (Multipath) Nếu tính cạnh ở chế ñộ

tự ñộng không ñạt thì phải xử lý cạnh theo phương pháp can thiệp Trong trường hợp xử lý can thiệp mà không nhận ñược lời giải FIX thì phải ño lại sau khi xử lý khái lược cạnh phải tiến hành kiểm tra sai số khép cho toàn bộ mạng lưới thông qua các giá trị dX, dY, dZ và dH xác ñịnh ñược trong quá trình xử lý khái lược Việc tính sai số khép ñược thực hiện thông qua các ñồ hình tam giác, tứ giác, ña giác trên nguyên tắc tất cả các cạnh trong lưới ñều phải ñược tham gia ít nhất vào một ñồ hình khép Bình sai lưới GPS: Việc bình sai lưới tọa ñộ quốc gia chỉ thực hiện sau khi tính khái lược cạnh và kiểm tra sai số khép cho toàn bộ mạng lưới Trước khi bình sai lưới phải kiểm tra lại toàn bộ kết quả tính cạnh, so sánh các chỉ tiêu kỹ

thuật ựạt ựược với yêu cầu mà phần mềm sử dụng quy ựịnh Khi các khoản kiểm tra chất lượng ựã phù hợp với yêu cầu thì lấy tất cả các vectơ cạnh ựộc lập tạo thành hình khép kắn, lấy vectơ 3 chiều của các cạnh và ma trận phương sai Ờ hiệp phương sai của chúng làm thông tin trị ựo, lấy tọa ựộ 3 chiều trong hệ WGS Ờ 84 của một ựiểm làm số liệu khởi tắnh và tiến hành bình sai lưới GPS tự do Kết quả bình sai lưới tự do sẽ cho tọa ựộ các ựiểm trong hệ tọa ựộ WGS Ờ84, số hiệu chỉnh trị ựo của

3 số gia tọa ựộ của vectơ cạnh, chiều dài cạnh và thông tin về ựộ chắnh xác vị trắ ựiểm Quá trình này phải tắnh chuyển từ tọa ựộ vuông góc không gian XYZ về tọa

ựộ và ựộ cao trắc ựịa BLH sau ựó chuyển về tọa ựộ vuông góc phẳng x,y

-Tổng hợp 7 bảng, Trong thành quả bình sai phải ựầy ựủ các thông tin sau:

+Thông tin về các véc tơ cạnh (baselines) ∆X, ∆Y, ∆Z;

+ Sai số khép hình và sai số phép hình yếu nhất;

+ Các phương vị cạnh, chiều dài cạnh, hiệu số ựộ cao và các số hiệu chỉnh tương ứng;

+ Tọa ựộ vuông góc không gian XYZ;

+ Tọa ựộ và ựộ cao trắc ựịa B,L,H;

+ Tọa ựộ vuông góc phẳng và ựộ cao thuỷ chuẩn sau bình sai ;

+ đánh giá sai số cạnh, sai số tương ựối cạnh và sai số phương vị cạnh sau bình sai

1.2.3 Các dạng lưới toạ ựộ ựịa chắnh cơ bản

Theo công nghệ truyền thống lưới toạ ựộ ựịa chắnh ựược xác ựịnh gồm 3 cấp dựa vào lưới hạng I, II nhà nước ựể xây dựng bao gồm: lưới ựịa chắnh cơ sở, ựịa chắnh cấp 1, ựịa chắnh cấp 2 và các lưới khống chế ựo vẽ gồm từ một ựến hai cấp Hiện nay, Việc xây dựng lưới ựịa chắnh cơ sở ựã sử dụng hoàn toàn công nghệ GPS nhưng ựối với lưới ựịa chắnh thấp hơn thì vẫn sử dụng phương pháp ựường chuyền ựo cạnh bằng máy toàn ựạc ựiện tử

Lưới ựịa chắnh ựược xây dựng bằng phương pháp ựường chuyền hoặc bằng công nghệ GPS theo ựồ hình lưới tam giác dày ựặc, ựồ hình chuỗi tam giác, tứ giác

ựể làm cơ sở phát triển lưới khống chế ựo vẽ

Lưới ñịa chính phải ñược ño nối với ít nhất 2 ñiểm toạ ñộ Nhà nước có ñộ chính xác từ ñiểm ñịa chính cơ sở hoặc từ ñiểm hạng IV Nhà nước trở lên

Khi xây dựng lưới ñịa chính bằng phương pháp ñường chuyền thì ưu tiên bố trí ở dạng duỗi thẳng, hệ số gẫy khúc của ñường chuyền không quá 1.8; cạnh ñường chuyền không cắt chéo nhau; ñộ dài cạnh ñường chuyền liền kề không chênh nhau quá 1,5 lần, cá biệt không quá 2 lần, góc ño nối phương vị tại ñiểm ñầu ñường chuyền lớn hơn 200 và phải ño nối lưới tối thiểu 02 phương vị (ở ñầu và ở cuối ñường) Trong trường hợp ñặc biệt có thể ño nối với 01 phương vị nhưng số lượng ñiểm khép toạ ñộ phải nhiều hơn 2 ñiểm (có ít nhất 3 ñiểm gốc trong ñó có

01 ñiểm ñược nối phương vị) Bố trí thiết kế các ñiểm ñường chuyền phải ñảm bảo chặt chẽ về kỹ thuật nhưng ít ñiểm ngoặt, tia ngắm phải cách xa các ñịa vật ñể giảm ảnh hưởng chiết quang

1.2.3.1 Lưới toạ ñộ ñịa chính ñảm bảo sai số trung phương chiều dài cạnh thửa ñất:

Trong bản ñồ ñịa chính thì ñiểm ñịa vật quan trọng nhất chính là ñiểm ñặc trưng trên ñường biên thửa ñất và kích thước quan trọng nhất chính là chiều dài cạnh thửa ñất Chúng ta biết rằng:

- Sai số trung bình có ñộ lớn bằng bốn phần năm sai số trung phương nên theo quy phạm quy ñịnh sai số trung bình vị trí ñiểm chi tiết là 0.5 mm thì khi ñó sai số trung phương sẽ là m=0.625 mm trên bản ñồ

ðối với ñiểm ño chi tiết ñược ño từ cùng một trạm máy thì sai số vị trí của chúng là phụ thuộc lẫn nhau, khi ñó sai số tương hỗ sẽ nhỏ hơn sai số vị trí vì ñã ñược loại trừ ảnh hướng sai số của ñiểm trạm ño, sai số ñiểm ñịnh hướng, sai số vị trí chỉ còn sai số ño chi tiết

ðối với những vùng nằm giáp ranh giữa hai trạm máy – các ñiểm này có thể

ño ñược từ hai trạm máy khác nhau thì chúng ñộc lập với nhau lúc này sai số trung phương tương hỗ vị trí sẽ là:

Mth = m (1.4) Tuy nhiên trong bản ñồ ñịa chính kích thước thửa ñất quan trọng hơn quan hệ tương hỗ giữa các ñiểm ñịa vật Kích thước thửa ñất ñược hiểu là chiều dài cạnh thửa

hoặc chiều dài ñường chéo thửa ñất Khi biết tọa ñộ ñiểm góc thửa, coi rằng các ñiểm

ño là cùng ñộ chính xác thì ta có sai số vị trí ñiểm có quan hệ với sai số tọa ñộ như sau:

2 2 2

số trung phương tổng hợp do ảnh hưởng của các cấp lưới khống chế ñến cấp lưới khống chế cuối cùng là mc, hệ số giảm ñộ chính xác k =2.2 vậy ta có sai số trung phương vị trí ñiểm cấp lưới thứ i là:

m k m

−

−

= + + + + (1.6)

Như vậy, ñể ñáp ứng yêu cầu ñộ chính xác chiều dài cạnh thửa ñất ta phải xây dựng lưới ñịa chính cấp 1, 2 thoả mãn công thức (1.6)

1.2.3.2 Lưới tọa ñộ ñịa chính ñảm bảo ñộ chính xác diện tích thửa ñất

Trong công tác thành lập bản ñồ ñịa chính, quản lý ñất ñai, diện tích thửa ñất

là yếu tố quan trọng ðộ chính xác xác ñịnh diện tích thửa ñất thường chấp nhận ở

tỷ lệ là 1% ñến 2% Hiện nay, trong quy phạm thường chỉ nêu sai số diện tích trên bản ñồ theo công thức:

0, 0004

gh

∆ = (1.7) Trong ñó: M là mẫu số tỉ lệ bản ñồ

P là diện tích

Trong công thức trên chỉ nói tới ñộ chênh lệch của kết quả ño diện tích bản

ñồ trên giấy ðộ chính xác thực tế phụ thuộc vào sai số ño vẽ bản ñồ Với bản ñồ tỷ

lệ lớn, diện tích ñược xác ñịnh theo toạ ñộ ranh thửa, với công thức:

Trong ñó: n là số ñiểm ngoặt trên ñường biên khép kín;

(Xi; Yi) là toạ ñộ ñiểm thứ i

Từ ñó ta có công thức tính sai số trung phương diện tích thửa ñất theo sai số vị trí ñiểm:

D = x+ −x− + y+ −y− là chiều dài ñường chéo thửa

Với dạng ñiểm hình thửa ñất là hình chữ nhật có hai cạnh a,b

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

2.1.1 Khái quát hệ thống lưới ñịa chính tỉnh Vĩnh Phúc

- Lưới khống chế ñịa chính cơ sở trở lên: Vĩnh Phúc là một trong những tỉnh

ñã có hệ thống lưới ñịa chính cơ sở gồm 185 ñiểm (ðCCS) tương ñương lưới tam giác hạng III Nhà nước và lưới ñộ cao hạng IV phủ trùm toàn tỉnh Hệ thống ñiểm ðCCS ñã ñược Trung tâm Thông tin lưu trữ thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường giao cho tỉnh, số liệu ñã ñược tỉnh chuyển về hệ toạ ñộ VN -2000, kinh tuyến trục

- Lưới ñịa chính cấp 1, cấp 2 khu vực huyện Yên Lạc ñược xây dựng năm

2005 gồm 21 ñiểm ñịa chính cấp 1 và 131 ñiểm ñịa chính cấp 2

- Lưới ñịa chính cấp 1, cấp 2 khu vực huyện Tam Dương ñược xây dựng năm

2008 gồm 122 ñiểm

- Lưới ñịa chính khu vực huyện Vĩnh Tường ñược xây dựng tháng 2/2010 gồm

100 ñiểm

2.1.2 Kiểm tra, ñánh giá sự ổn ñịnh lưới ñịa chính

-Kiểm tra, ñánh giá sự ổn ñịnh lưới ñịa chính thành lập bằng phương pháp ñường chuyền khu vực thành phố Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc

- Kiểm tra, ñánh giá sự ổn ñịnh lưới ñịa chính thành lập bằng phương pháp GPS khu vực huyện Vĩnh Tường, tỉnh Vĩnh Phúc

2.1.3 Kiểm tra ñộ chính xác lưới ño vẽ, so sánh giữa hai phương pháp lập lưới ño vẽ

- So sánh giữa lập lưới ño vẽ bằng phương pháp ñường chuyền và công nghệ GPS

- Cơ sở xây dựng ñơn giá, ñơn giá lập lưới khống chế ño vẽ

- Bài toán về ñộ chính xác, hiệu quả kinh tế việc thành lập lưới khống chế ño

vẽ bằng 2 phương pháp (ñường chuyền và công nghệ GPS)

2.2 PHẠM VI NGHIÊN CỨU

- ðề tài ñược tiến hành nghiên cứu về hệ thống lưới ñịa chính, lưới khống chế

ño vẽ phục vụ ño vẽ bản ñồ ñịa chính tại tỉnh Vĩnh Phúc

- Sử dụng công nghệ GPS trong kiểm tra, ñánh giá hệ thống lưới ñịa chính và

ñề xuất giải pháp kỹ thuật xây dựng hệ thống lưới ño vẽ bằng công nghệ GPS thay thế phương pháp xây dựng lưới ñường chuyền phục vụ ño vẽ bản ñồ ñịa chính tại tỉnh Vĩnh Phúc

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

-Khai thác nguồn dữ liệu phục vụ ñề tài: Kế thừa tài liệu phục vụ nghiên cứu

từ Sở TN&MT tỉnh Vĩnh Phúc cung cấp; thu thập, ño ñạc dữ liệu trực tiếp ở thực ñịa

- Xử lý số liệu GPS bằng Phần mềm TGO (Trimble Geomatics Office) Module WAVE xử lý cạnh ñể nhận ñược các cạnh ño ngoài thực ñịa Không cần quan tâm ñến việc sử dụng công nghệ ño ñạc ngoài thực ñịa, việc xử lý cạnh sẽ

tự ñộng xem xét và phân biệt các file dữ liệu ño tĩnh, tĩnh nhanh, ño ñộng Số liệu

ño thời gian thực không cần xử lý ở ñây

Module Network Adjustment ñược thiết kế ñặc biệt tích hợp với bộ phần mềm Trimble Geomatics Office ñể cung cấp một tích hợp ñầy ñủ, dễ làm, dễ sử dụng thực hiện các thao tác Module bình sai này sử dụng phương pháp số bình phương nhỏ nhất Các thuật toán ñược sử dụng như là một nền tảng cho xây dựng các cơ sở ño ñạc của module Network Adjustment mới Phần mềm Trimble TRIMNETTM Plus Geomatics Office cùng với module Network Adjustment, giúp ñạt tới ñộ chính xác cao nhất và ñộ chính xác theo yêu cầu

- Sử dụng mô hình Geoid EGM2008; EGM2008 là 2,5' x 2,5' so với EGM96

là 15'x15' (EGM96 ñược tính sẵn cho các mắt lưới tọa ñộ ñịa lý với giãn cách 15’ x 15’, một phút tương ñương khoảng 2km)

- Phân tích ñánh giá về tính ổn ñịnh của các ñiểm gốc, từ ñó quyết ñịnh các ñiểm gốc tham gia tính lưới, loại bỏ hoặc ñãỉư lý tính bình sai lại

- Phân tích so sánh kết quả ñánh giá hiệu quả giữa hai phương pháp xây dựng hệ thống lưới khống chế ño vẽ bằng công nghệ GPS và phương pháp lưới ñường chuyền phục vụ ño vẽ bản ñồ ñịa chính tại tỉnh Vĩnh Phúc