Quy trình xử lí số liệu GNSS trong lưới khống chế trắc địa công trình tại Uông Bí, Quảng Ninh

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU 1 1. Tính cấp thiết của đề tài. 1 2. Mục tiêu của đề tài. 1 3. Nội dung nghiên cứu. 2 4. Phương pháp nghiên cứu. 2 5. Cơ sở dữ liệu 2 6. Bố cục đồ án 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG LƯỚI 3 1.1. Xây dựng lưới theo phương pháp truyền thống. 3 1.2. Xây dựng lưới bằng công nghệ GNSS. 4 1.2.1. Ưu nhược điểm của phương pháp. 5 1.2.2. Phương thức liên kết lưới. 6 1.2.2.1.Liên kết điểm. 6 1.2.2.2.Liên kết cạnh. 7 1.2.2.3.Liên kết hỗn hợp cạnh điểm. 7 1.2.2.4.Liên kết lưới đường chuyền. 7 CHƯƠNG 2: XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐO GPS 9 2.1 Các nguồn sai số trong kết quả đo GPS. 9 2.1.1 .Sai số do đồng hồ. 9 2.1.2 .Sai số do quỹ đạo vệ tinh. 9 2.1.3 . Sai số do tầng điện ly và tầng đối lưu. 10 2.1.4 .Sai số do nhiễu tín hiệu. 10 2.1.5. Sai số do người đo. 11 2.2 .Quy trình xử lý số liệu. 11 2.2.1. Trút số liệu. 12 2.2.2. Xử lý vecto cạnh. 13 2.2.3. Kiểm tra mạng lưới. 15 2.2.3.1 Xử lí kết quả đo kém. 16 2.2.3.2. Các phương pháp làm giảm thiểu sai số 17 2.4.Bình sai lưới. 17 CHƯƠNG 3: XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐO GNSS TẠI UÔNG BÍ, QUẢNG NINH 20 3.1 Giới thiệu khu đo. 20 3.2 Phần mềm xử lý số liệu Compass 22 3.3.Các bước xử lý và kết quả. 28 3.3.1.Các bước xử lí 28 3.3.2 Thành quả 48 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 74

Do thời gian và kinh nghiệm còn thiếu nên trong đồ án không tránh khỏi những thiếu sót Em kính mong các thầy, cô sửa chữa, bổ sung để đồ án của

em được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!’

Hà Nội, tháng 9 năm 2015

Sinh viên:

Vũ Thị Trang

MỤC LỤCLỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG BIỂU

DANH MỤC HÌNH

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Bảng tiêu chuẩn số cạnh tương ứng cấp, hạng lưới

Bảng 2.1 Tiêu chuẩn đối với cạnh

Bảng 2.2 Quy định về sai số khép tương đối

Bảng 3.1.Danh sách các đơn vị hành chính trực thuộc thành phố Uông Bí

Bảng 3.2.Thống kê tọa độ, sai số vị trí các điểm GPS sau bình sai bằng phần mềmCompass có sử dụng mô hình số độ cao EGM2008 (2,5’)

Bảng 3.3.Thống kê tọa độ, sai số vị trí các điểm GPS sau bình sai bằng phần mềmCompass có sử dụng mô hình số độ cao EGM2008 (1’)

Bảng 3.4.: Thống kê sai số trung phương (fix 1 điểm)

Bảng 3.5.Thống kê tọa độ, sai số vị trí các điểm GPS sau bình sai bằng phần mềmCompass có sử dụng mô hình số độ cao EGM2008 (2,5’)

Bảng 3.6.Thống kê tọa độ, sai số vị trí các điểm GPS sau bình sai bằng phần mềmCompass có sử dụng mô hình số độ cao EGM2008 (1’)

Bảng 3.7 Thống kê sai số trung phương (fix 2 điểm)

DANH MỤC HÌNH

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài.

Trong giai đoạn hiện nay, trước sự phát triển như vũ bão của khoa học côngnghệ, việc áp dụng các thành tựu khoa học, kĩ thuật tiên tiến vào tất cả các lĩnh vựccủa đời sống xã hội là tất yếu khách quan Trong trắc địa cũng vậy, công nghệGNSS đã mở ra một kỷ nguyên mới, đã thay thế công nghệ truyền thống trong việcthành lập và xây dựng các mạng lưới tọa độ các cấp

Ứng dụng công nghệ GNSS cho phép chúng ta thành lập các mạng lưới tọa độtrên diện rộng, không những bao phủ toàn quốc mà còn cho phép liên kết với cácmạng lưới trên thế giới Công nghệ GNSS đã giúp các nhà quản lý giải quyết đượcnhững bài toán vĩ mô mang tính toàn cầu

Ngày nay vấn đề ứng dụng công nghệ GPS vào lĩnh vực trắc địa nói chung vàtrắc địa công trình nói riêng đã trở nên phổ biến Chúng ta ứng dụng công nghệGPS hơn 10 năm qua để giải quyết các bài toán lớn như xây dựng hệ VN2000,thành lập được mạng lưới địa chính cơ sở phủ trùm toàn quốc, ghép nối hệ tọa độVN2000 với các hệ tọa độ khác, xây dựng trạm DGPS…Với các trị đo cạnh ngắn vàliên kết trong một mạng lưới chặt chẽ, công nghệ GPS có tiềm năng đạt được độchính xác cao về vị trí tương hỗ giữa các điểm trong lưới đáp ứng được nhiều tiêuchuẩn chặt chẽ của các mạng lưới chuyên dùng trong TĐCT

Như đã biết, có rất nhiều nguồn sai số trong đo GPS, có thể xảy ra hiện tượngtrượt chu kì đối với trị đo pha Nhờ kiểm tra số liệu sẽ phát hiện và hiệu chỉnh hiệntượng trượt chu kì Dựa vào kết quả xử lý vecto cạnh, có thể sơ bộ kết luận về chấtlượng trị đo trước khi kết thúc công việc ngoại nghiệp Nhờ đó có thể phát hiệnnhững sai sót trong đo đạc để kịp thời đo lại hoặc đo bổ sung Để tìm hiểu vấn đề

này, em đã thực hiện đề tài : “ Quy trình xử lí số liệu GNSS trong lưới khống chế trắc địa công trình tại Uông Bí, Quảng Ninh”.

2. Mục tiêu của đề tài.

- Tìm hiểu quá trình xử lí số liệu GNSS

- Ưu thế và ứng dụng của phương pháp

- Sử dụng thành thạo phần mềm xử lí số liệu GNSS.

3. Nội dung nghiên cứu.

- Hệ thống định vị vệ tinh GNSS cụ thể là GPS

- Quy trình xử lí số liệu

4. Phương pháp nghiên cứu.

- Phương pháp thu thập số liệu, tài liệu: thu thập các tài liệu đã có, cập nhật các

thông tin có liên quan ở trên mạng Internet, tìm kiếm các số liệu đo GPS có đủ độchính xác để phục vụ cho nghiên cứu

- Phương pháp thu thập, tổng hợp, phân tích tài liệu: tổng hợp,phân tích các tài liệu,

số liệu thu thập được để làm cơ sở so sánh đối chứng với các kết quả làm được

- Phương pháp so sánh, đánh giá tổng hợp: thống kê, đánh giá, phân tích để làm rõ

kết quả

- Phương pháp ứng dụng công nghệ tin học: sử dụng phần mềm Compass, so sánh

với các phần mềm truyền thống

- Phương pháp chuyên gia: có sự giúp đỡ, học hỏi kinh nghiệm của các chuyên gia,

trao đổi thông tin khoa học thông qua hội thảo,và lấy ý kiến đóng góp của cácchuyên gia trong cùng lĩnh vực nghiên cứu

Chương 1 Tổng quan về xây dựng lưới.

Chương 2 Tổng quan về xử lý số liệu đo GNSS.

Chương 3 Xử lý số liệu đo GNSS tại Uông Bí, Quảng Ninh.

- Phần kết luận và kiến nghị.

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG LƯỚI

Để xác định vị trí tương hỗ của các điểm trên bề mặt đất trong hệ thống toạ độthống nhất, người ta xây dựng trên mặt đất hệ thống các điểm liên hệ với nhau bằng

các hình có dạng hình học nhất định Việc lựa chọn vị trí đỉnh của các hình này saocho thuận tiện đo trực tiếp các yếu tố của chúng với độ chính xác cần thiết Từ sốliệu đo, từ các phương pháp toán học và mối liên hệ giữa các đại lượng đo với cácyếu tố cần xác định, sẽ tính được tọa độ mặt bằng (x, y) và độ cao ( H) của cácđiểm Tập hợp các điểm này gọi là lưới khống chế trắc địa.

Vậy lưới khống chế trắc địa là: hệ thống các điểm được đánh dấu chắc chắntrên mặt đất, giữa chúng liên kết với nhau bởi các hình hình học và các điều kiệntoán học chặt chẽ, được xác định trong cùng một hệ thống tọa độ thống nhất với độchính xác cần thiết, làm cơ sở phân bố chính xác các yếu tố nội dung bản đồ và hạnchế sai số tích lũy

Xây dựng lưới theo nguyên tắc từ tổng thể đến cục bộ, từ độ chính xác cao đến

độ chính xác thấp Phương pháp xây dựng lưới gồm: phương pháp truyền thống,xây dựng lưới bằng công nghệ GPS

1.1 Xây dựng lưới theo phương pháp truyền thống.

Lưới trắc địa Việt Nam theo Quyết định số 83/2000/QĐ -TT ngày 12/7/2000

của Thủ tướng Chính phủ thì từ tháng 8 năm 2000 nước ta sẽ sử dụng hệ quy chiếu

và hệ tọa độ VN-2000 Lưới trắc địa có thể chia được chia làm ba loại: lưới khốngchế trắc địa nhà nước; lưới khống chế trắc địa khu vực và lưới khống chế đo vẽ.Lưới khống chế nhà nước Việt Nam cả mặt bằng và độ cao đều được xây dựngtheo bốn Hạng, từ Hạng I đến Hạng IV Lưới Hạng I phủ trùm toàn quốc, lưới Hạng

II chêm dày từ lưới Hạng I sau đó chêm dày thêm để có lưới Hạng III và IV

Lưới khống chế mặt bằng khu vực được phát triển ở các vùng riêng biệt khikhông đủ số lượng các điểm khống chế nhà nước; gồm lưới giải tích cấp 1, cấp 2hoặc đường đường chuyền cấp 1 và cấp 2.Lưới khống chế khu vực được chêm dày

từ lưới khống chế nhà nước có mật độ dày hơn nhưng độ chính xác thấp hơn

Lưới khống chế mặt bằng đo vẽ là lưới được chêm dầy từ lưới khống chế nhànước và khu vực Lưới này là cấp lưới khống chế cuối cùng về tọa độ và độ caophục vụ trực tiếp cho việc đo vẽ bản đồ địa hình.Lưới khống chế đo vẽ gồm đường

chuyền kinh vĩ, lưới tam giác nhỏ, đường chuyền toàn đạc và các điểm chêm dàybằng phương pháp giao hội Lưới khống chế độ cao đo vẽ được thành lập theophương pháp hình học hoặc đo cao lượng giác có kết hợp đo đồng thời với lướikhống chế mặt bằng.

Các phương pháp xây dựng lưới khống chế mặt bằng đã nêu trên có các nhượcđiểm sau:

 Các điểm liền kế nhau tạo thành đồ hình cơ bản phải trực tiếp hoặc sau khi xâydựng tiêu phải trông thấy nhau( phải thông hướng)

 Do ảnh hưởng của độ cong trái đất và chiết quang nên chiều dài cạnh bị hạn chế.Hơn nữa cạnh càng dài, tiêu phải càng cao, gây khó khăn tốn kém về kinh tế

 Rất khó khăn để sử dụng phương pháp này để liên kết tọa độ trên đất liền và hảiđảo

 Khó khăn khi thực hiện công tác đo nối lưới quốc gia với hệ thống tọa độ khu vực

và quốc tế giải quyết các bài toán chung toàn cầu

 Khối lượng công tác đo đạc lớn, cần nhiều nhân lực và phụ thuộc nhiều vào điềukiện thời tiết

1.2 Xây dựng lưới bằng công nghệ GNSS.

Trong trắc địa truyền thống, thiết kế đồ hình lưới khống chế là việc cực kỳquan trọng Còn trong lưới GNSS nói chung không yêu cầu giữa các điểm phải nhìnthông nhau nên thiết kế đồ hình lưới GNSS sẽ linh hoạt hơn Thiết kế đồ hình lướiGNSS chủ yếu phụ thuộc vào yêu cầu sử dụng, kinh phí, thời gian, nhân lực, loạihình và số lượng máy thu

1.2.1 Ưu nhược điểm của phương pháp.

Hiện nay, trên thế giới và Việt Nam, lưới trắc địa vệ tinh bằng công nghệ GPSđược dùng phổ biến để xây dựng lưới khống chế mặt bằng Ở Việt Nam từ đầunhững năm 90 của thế kỷ trước, Cục Đo đạc và Bản đồ Nhà nước bắt đầu dùngcông nghệ GPS Cho đến nay, công nghệ GPS đã được dùng để xây dựng lưới cấpcao hơn hạng I (cấp 0) và đến cả cấp khống chế thấp nhất là lưới đo vẽ Lưới đãđược dùng để đo nối toạ độ trên đất liền và hải đảo trong lãnh thổ Việt Nam, đo nốilưới quốc gia với hệ thống toạ độ khu vực và quốc tế

Trong phương pháp trắc địa vệ tinh, trị đo của lưới có được từ kết quả thu tínhiệu vệ tinh nhân tạo Các máy thu đặt tại các điểm khống chế trên mặt đất, thu tínhiệu truyền về từ vệ tinh để tính ra toạ độ điểm quan sát (đo tuyệt đối) hoặc hiệu toạ

độ giữa hai điểm quan sát (đo tương đối) Như vậy, về lý thuyết, các điểm khốngchế trong lưới trắc địa vệ tinh không cần thông hướng với nhau mà chỉ cần thônghướng đến bầu trời Do đó, khoảng cách giữa các điểm không bị hạn chế, có thể lênđến hàng ngàn km

- Không đòi hỏi tính thông hướng giữa các trạm đo như phương pháp truyền thống

- Có thể phủ trùm được những vùng rộng lớn trên trái đất

- Không bị khống chế ở cấp độ quốc gia

- Phương pháp đo GPS đạt độ chính xác cao và ngày càng hoàn thiện

- Người sử dụng chỉ tốn chi phí mua máy thu, không cần quan tâm đến việcđiều hành, xây dựng hệ thống

- Xác định được ngay tọa độ không gian 3 chiều của vị trí điểm

- Việc tính toán, xử lý, lưu trữ và vẽ bản đồ là công việc của máy tính, nhanhchóng và chính xác hơn nhiều so với việc thực hiện bằng tay trước đây

 Nhược điểm:

- Sóng sử dụng là sóng ngắn nên không xuyên qua các vật rắn được, do vậy,không thể dùng công nghệ định vị vệ tinh cho các công trình ngầm, dưới nước vàkhu vực có độ che phủ cao

- Đo chi tiết dùng phương pháp truyền thống hiệu quả hơn

1.2.2 Phương thức liên kết lưới.

Căn cứ vào mục đích sử dụng, thường có 4 phương thức liên kết cơ bản để thành lậplưới: liên kết điểm, liên kết cạnh, liên kết lưới, liên kết hỗn hợp cạnh điểm Ngoài ra có thểliên kết hình sao, liên kết đường chuyền, liên kết chuỗi tam giác

1.2.2.1.Liên kết điểm.

Liên kết điểm là dạng liên kết các ca đo đồng hồ kề nhau bởi một điểm chung.

Cường độ đồ hình của dạng liên kết điểm là rất yếu, không có hoặc có rất ít điềukiện khép hình không đồng bộ Dạng liên kết điểm thường không được sử dụng đơn độc

Ví dụ với 3 máy thu :

Hình 1.1 Phương thức liên kết điểm.

Ví dụ với 3 máy thu :

1.2.2.4.Liên kết lưới đường chuyền.

Lưới GPS được tạo thành bởi sự liên kết các hình đồng bộ dạng kéo dài như đường chuyền, các cạnh độc lập tạo thành dạng khép kín, để kiểm tra độ tin cậy của điểm GPS Lưới GPS dạng này được ứng dụng khi yêu cầu độ chính xác thấp.

Phương thức này có thể kết hợp với phương thức liên kết điểm

Hình 1.3.Một số dạng đồ hình lưới.

Mặc dù không yêu cầu thông hướng giữa các điểm GPS nhưng xét đến yêucầu tăng dày, nhưng xét đến yêu cầu tăng dày bằng phương pháp truyền thống nênmỗi điểm GPS nên thông hướng đến ít nhất một điểm Lưới GPS cần phải được tạothành một số vòng khép kín không đồng bộ hoặc một số tuyến phù hợp từ các cạnh

đo độc lập Số cạnh trong mỗi vòng khép hoặc trong mỗi tuyến phù hợp với các cấplưới được quy định ở bảng 1.1 [7] [2]

Bảng 1.1 Bảng tiêu chuẩn số cạnh tương ứng cấp, hạng lưới.

Số cạnh trong mỗi

vòng khép hoặc tuyến

CHƯƠNG 2

XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐO GPS 2.1 Các nguồn sai số trong kết quả đo GPS.

2.1.1 Sai số do đồng hồ.

Sai số do sự không đồng bộ giữa đồng hồ vệ tinh và máy thu gây ra sai số rấtlớn trong kết quả đo GPS, đặc biệt là trong định vị tuyệt đối Các vệ tinh được trang

bị đồng hồ nguyên tử có độ chính xác cao, tính đồng bộ về thời gian giữa các đồng

hồ vệ tinh được giữ khoảng 20 nano giây Còn các máy thu GPS được trang bị đồng

hồ thạch anh chất lượng cao (10-4) đặt bên trong

Chúng ta biết rằng vận tốc truyền tín hiệu khoảng 3.108 m/s, nếu sai số đồng

hồ thạch anh là 10-4s thì sai số khoảng cách tương ứng là 30km, nếu đồng hồnguyên tử sai 10-7s thì khoảng cách sai là 30m

Với ảnh hưởng như trên, người ta đã sử dụng phương pháp định vị tương đối

để loại trừ ảnh hưởng của sai số do đồng hồ vệ tinh Người ta sử dụng phương trìnhsai phân bậc nhất của các trị đo pha từ 2 trạm quan sát đến cùng một vệ tinh

2.1.2 Sai số do quỹ đạo vệ tinh.

Chúng ta đã biết vệ tinh chuyển động trên quỹ đạo quay xung quanh Trái Đấtchịu nhiều sự tác động như sự ảnh hưởng của sự thay đổi trọng trường Trái Đất, ảnhhưởng của sức hút mặt trăng, mặt trời Các ảnh hưởng trên sẽ tác động đến quỹ đạocủa vệ tinh, khi đó vệ tinh sẽ chuyển động không hoàn toàn tuân theo ba định luậtcủa Kepler Sai số quỹ đạo vệ tinh ảnh hưởng gần như trọn vẹn đến kết qảu định vịtuyệt đối, song được khắc phục về cơ bản trong định vị tương đối hoặc vi phân

Để biết được vị trí của vệ tinh trên quỹ đạo thì người sử dụng có thể căn cứvào lịch vệ tinh Tùy thuộc vào mức độ chính xác của thông tin mà lịch vệ tinhđược chia làm 3 loại:

- Lịch vệ tinh dự báo: phục vụ cho lập lịch và xác định được quang cảnh nhìn thấycủa vệ tinh tại thời điểm quan sát, lịch vệ tinh này có sai số cỡ vài km

- Lịch vệ tinh quảng bá: được tạo lập dựa trên 5 trạm quan sát thuộc đoạn điều khiểncủa hệ thống GPS, hiện nay khi chế độ nhiễu cố ý SA đã được bỏ thì lịch vệ tinhquảng bá có sai số khoảng 2-5m.

- Lịch vệ tinh chính xác: được thành lập dựa trên cơ sở các số liệu quan trắc trongmạng lưới giám sát và được tính toán nhờ một số tổ chức khoa học Loại lịch nàycho sai số nhỏ hơn 0.5m

2.1.3 Sai số do tầng điện ly và tầng đối lưu.

Tín hiệu từ vệ tinh đến máy thu đi qua một quãng đường hơn 20.000km, trong

đó tầng điện ly cao từ 50km đến 500km, tầng đối lưu từ mặt đất đến độ cao 50km.Khi tín hiệu đi qua các tầng này có thể bị thay đổi (bị tán xạ) phụ thuộc vào mật độđiện tử tự do trong tầng điện ly và tình trạng hơi nước, nhiệt độ và các bụi khíquyển trong tầng đối lưu Người ta ước tính rằng, do ảnh hưởng của tầng điện ly,khi định vị tuyệt đối có thể bị sai số 12m còn ảnh hưởng của tầng đối lưu là khoảng3m

Các vệ tinh GPS phát tín hiệu ở tần số cao( sóng cực ngắn) do vậy, ảnh hưởngcủa tầng điện li đã được giảm nhiều Tuy vậy, cần lưu ý đến đặc tính của sóng cựcngắn là truyền thẳng và dễ bị che chắn

Ảnh hưởng của tầng điện ly tỉ lệ với bình phương tần số Vì vậy, khi sử dụngmáy thu 2 tần sẽ khắc phục được tình trạng này Tuy vậy ở khoảng cách ngắn(<10km), tín hiệu giữa hai máy coi như đi cùng trong một môi trường Sai số sẽđược loại trừ trong các công thức tính hiệu tọa độ Do vậy, nên sử dụng máy thumột tần Nếu sử dụng máy thu hai tần có thể bị nhiễu làm kết quả kém chính xác

Để khắc phục ảnh hưởng của tầng đối lưu, người ta quy định chỉ sử dụng tínhiệu vệ tinh có góc cao trên 15 độ hoặc trên 10 độ Hiện nay người ta đã sử dụngmột số mô hình khí quyển, trong đó có mô hình của Hopfield được sử dụng rộngrãi

2.1.4 Sai số do nhiễu tín hiệu.

Ăng ten của máy thu không chỉ thu tín hiệu đi thẳng từ vệ tinh tới mà cònnhận cả các tín hiệu phản xạ từ mặt đất và môi trường xung quanh Sai số do hiện

tượng này gây ra được gọi là sai số do nhiễu xạ của tín hiệu vệ tinh Để làm giảmsai số này, các nhà chế tạo máy thu không ngừng hoàn thiện cấu tạo của cả máy thu

và ăng ten

2.1.5 Sai số do người đo.

Người đo có thể phạm một số sai lầm như đo chiều cao anten, dọi điểm địnhtâm không tốt, đôi khi ghi nhầm chế độ đo cao anten Để tránh các sai số này thìngười đo GPS cần cẩn trọng trong định tâm và đo chiều cao anten

Cần chú ý sai số do đo chiều cao anten không những ảnh hưởng đến độ caođiểm đo mà còn ảnh hưởng đến cả vị trí mặt bằng Trong khi thu tín hiệu không nênđứng vây quanh máy thu và không che ô cho máy

Điều đáng chú ý nhất trong phương pháp này là máy di động không cần thu tínhiệu vệ tinh liên tục trong suốt chu kỳ đo như phương pháp đo động Tại mỗi điểm

đo máy chỉ đo 5-10 phút, sau đó có thể tắt máy trong lúc di chuyển tới điểm khác.Điều này cho phép áp dụng cả ở những khu vực có nhiều vật che khuất [3]

2.2 Quy trình xử lý số liệu.

Trong mọi trường hợp, công việc xử lí số liệu đo và kiểm tra chất lượng đolưới GPS phải được thực hiện thường xuyên ít nhất là 1 lần trong ngày Không nên

để dồn số liệu của nhiều ngày đo rồi mới xử lí Như đã biết trong đo GPS có thể xảy

ra hiện tượng trượt chu kì đối với trị đo pha, nhờ kiểm tra số liệu sẽ phát hiện vàhiệu chỉnh hiện tượng trượt chu kì Dựa vào kết quả xử lý vecto cạnh, có thể sơ bộkết luận về chất lượng đo trước khi kết thúc công việc ngoại nghiệp Nhờ đó có thểphát hiện những sai sót trong đo đạc để kịp thời đo lại hoặc đo bổ sung

Việc xử lí số liệu đo GPS bao gồm 4 bước như sau :

• Trút số liệu từ máy thu vào máy tính

thu cung cấp, ví dụ như module độc lập dùng để trút số liệu Gpload của hãngTrimble hoặc Trimble Geomatic Office hay sử dụng module trút số liệu DataTransfer cho máy thu R3 Đối với các máy thu của hãng TOPCON sử dụng moduleTOPCON LINK để trút số liệu Các máy thu GNSS thế hệ mới có cổng giao tiếpvới máy tính qua cổng USB.

Một số máy GPS cũ như Trimble 4600LS có cáp trút số liệu giao tiếp với máytính qua cổng COM, mà hiện nay nhiều máy tính thế hệ mới không có cổng COM,chủ yếu là qua cồng USB Cần có bộ chuyển đổi COM-USB khi trút số liệu cho loạimáy thu này

Số liệu trút từ máy thu vào máy tính gồm các trị đo pha L1, hoặc L1 và L2,các trị đo khoảng cách giả C1 và hoặc C1, P1, P2 Với một số máy thu còn kèmtheo trị đo Doppler D1, D2 Trong tệp số liệu đo còn có tọa độ gần đúng (X, Y, Z)của điểm đặt máy cùng với số hiệu điểm, độ cao anten đã nhập từ khi khởi độngmáy tính (nếu có) Ngoài số liệu đo, số liệu được trút vào còn có lịch vệ tinh quảng

bá phục vụ cho các tính toán tiếp theo

Có một số máy thu không có thao tác vào tên điểm và độ cao anten ở thực địa( như máy Trimble 4600LS), thì trong giai đoạn trút số liệu sẽ phải làm thủ tục này.Đối với các máy thu đã nhập tên điểm trạm máy, độ cao anten ngay tại thực địa, thìcần kiểm tra lại các dữ liệu đầu vào Nếu phát hiện thấy sai cần chỉnh sửa ngay Độcao anten có thể nhập độ cao đúng (true vertical) và cũng có thể nhập độ cao đo(uncorrected vertical) phù hợp với loại anten và cách đo đã quy định Cần nhớ rằng,khi đo chiều cao anten chúng ta đã đo chính xác đến 1mm, nhưng nếu nhập saichủng loại anten hoặc sai kiểu đo cao anten thì sẽ phạm sai số cỡ vài cm hoặc lớnhơn trong kết quả cuối cùng

Trong khi trút số liệu cần có sổ đo hoặc bảng tổng hợp ghi chép tại các trạmmáy Khi trút số liệu, có thể căn cứ vào thời gian bắt đầu, thời gian kết thúc và căn

cứ tọa độ địa lý của điểm đo để phát hiện ra những nhầm lẫn về tên điểm Nóichung các tệp số liệu đo thu được cần lưu ngay vào thiết bị trung gian như USB,

CD vv… Tốt nhất nên có bộ nhớ trung gian có dung lượng lớn để ghi số liệu đongay sau khi trút nhằm đảm bảo an toàn dữ liệu đo [3]

2.2.2 Xử lý vecto cạnh

Việc xử lí vecto cạnh được thực hiện dựa trên cơ sở thời gian chung và vệtinh chung của hai máy thu Giả sử khoảng thời gian thu tín hiệu của máy thu 1 vàmáy thu 2 lần lượt là ∆ và ∆, trong đó:

∆- (2.2.1)

∆- (2.2.2)

Trong đó : T1 và T2 là các thời điểm bật và tắt máy thu 2

T3 và T4 là các thời điểm bật và tắt máy thu 1

Thời gian chung sẽ tính từ thời điểm của máy thu bật sau đến thời điểm máythu tắt trước của hai máy thu trong cùng một ca đo Khoảng thời gian đo thêm củamát tắt sau hay máy bật trước đều không có giá trị tham gia tính cạnh Như vậytrong khi thu tín hiệu nên đồng thời bật máy và tắt máy trong cùng một ca đo

Khi tính cạnh, chỉ có những vệ tinh có số liệu ghi trong hai tệp của hai máycùng ca đo mới có giá trị tham gia tính cạnh Số vệ tinh chung là số vệ tinh mà cảhai máy thu cùng quan sát được Như vậy, cần phải đảm bảo sao cho các máy thutrong một ca đo có số vệ tinh được quan sát đồng thời cáng nhiều càng tốt Để bảođảm điều kiện trên cần lưu ý tới tình trạng che chắn tại các trạm máy Khi chiều dàicạnh càng dài ( cỡ hàng trăm, hàng ngàn km) thì số vệ tinh chung càng ít [1]

Các phần mềm hiện đại cho phép xử lí nhiều tệp số liệu đo đồng thời để tínhcạnh Thường thường số liệu đo của một ngày được ghi vào một thư mục trong ổđĩa cứng Có hai chế độ xử lí, đó là xử lí từng vecto và xử lí đồng thời nhiều vecto.Trong một số trường hợp, một trong các điểm trong ca đo khi quan trắc bị hỏng sốliệu và tất cả các điểm được xử lí đồng thời, các sai số từ điểm hỏng sẽ nằm trongtất cả các vecto và sai số sẽ được giữ lại Chế độ xử lí vecto đơn lẻ cho phép kiểmtra tốt hơn những cạnh sai hay điểm sai Điểm sai có thể dễ dàng phát hiện nhờ sốliệu thống kê như sai số trung phương đơn vị trọng số, sai số tiêu chuẩn bằng cáchđối chiếu tham số của các cạnh được coi là chuẩn với cạnh khác Thêm vào đó, cóthể lấy tổng số gia tọa độ theo một tuyến của ca đo, nếu như tổng giá trị số gia tọa

độ theo vòng khép kín không nhỏ thì chứng tỏ một trong các điểm của ca đo có điềukiện đo kém Việc xử lí cho từng vecto được thực hiện theo trình tự sau:

- Tạo các tệp quỹ đạo

- Tính giá trị tốt nhất vị trí điểm theo phương pháp khoảng cách giả

- Đọc pha sóng tải để tạo số liệu pha ( không hiệu số) và số liệu quỹ đạo vệ tinh

- Tạo hiệu pha và tính các hiệu chỉnh khác

- Tính giá trị ước lượng vecto sử dụng hiệu pha bậc 3 Phương pháp này cho phépphát hiện và bù lại hiện tượng trượt chu kì để nhận được kết quả tốt nhất

- Tính toán lời giải hiệu pha bậc 2 xác định vecto và giá trị (thực) của pha

- Ước lượng số nguyên đa trị của pha đã tính được từ bước trước và có thể tiếp tụctính toán số nguyên đa trị chính xác

- Tính toán sai số lời giải dựa vào số nguyên đa trị chính xác nhất đã được tính ởbước trước

- Tính toán tiếp một số kết quả khác, sử dụng số nguyên đa trị khác đi một chút( khác so với bước đầu) từ các giá trị đã chọn

- Tính tỷ số phương sai RATIO theo tiêu chuẩn thống kê giữa lời giải xác định tốtnhất đã có với lời giải tốt kế tiếp Tỷ số RATIO này phải ít nhất đạt giá trị 2 hoặc 3,chứng tỏ lời giải chấp nhận tốt hơn 2 hoặc 3 lần đối với lời giải khác Có như vậymới đủ độ tin cậy với kết quả cuối cùng

Khi đo các cạnh ngắn, ta có thể thực hiện tính toán lặp lại với vệ tinh thamkhảo khác hoặc loại bỏ vệ tinh bị nghi ngờ là sai số lớn Theo quy định đo GPS củaSingapo tiêu chuẩn đối với cạnh là:

Bảng 2.1 Tiêu chuẩn đối với cạnh.

Chiều dài

cạnh

2.2.3 Kiểm tra mạng lưới.

Trước khi bình sai lưới cần kiểm tra chất lượng lưới Lưới GPS được tạothành từ nhiều vecto cạnh Nếu tất cả các cạnh đều đạt chỉ tiêu của chất lượng cạnhriêng rẽ thì thông thường toàn bộ lưới sẽ đạt yêu cầu Như đã nói ở phần trước,trong lưới GPS, các vecto cạnh thường được đo khép kín ( có thể là các vecto cùng

ca đo hoặc khác ca đo) Dựa vào đặc điểm kết cấu hình học này, chúng ta có thểkiểm tra lần cuối chất lượng đo của các vecto cạnh trong mạng lưới nhờ tính toáncác sai số khép hình Tương tự như sai số khép hình trong mạng lưới tam giác đogóc, các sai số khép hình trong lưới GPS cũng mang tính chất của sai số thực củahàm trị đo

Việc tính sai số khép hình trong lưới GPS được thực hiện trong các hìnhkhép kín theo công thức sau

đó : [D] là tổng chiều dài cạnh của vòng khép

Một số nguồn sai số không thể hiện trong sai số khép hình tạo bởi các cạnhtrong cùng một ca đo như sai số đo cao anten, sai số dọi điểm, thậm chí là đặt nhầm

điểm Sai số khép hình tạo bởi các cạnh khác ca đo thể hiện hầu hết các nguồn sai

số trong đo GPS, kể cả sai số do điều kiện khí tượng thay đổi giữa các ca đo Giá trịsai số khép tương đối (1/T) được quy định riêng cho từng cấp lưới

Theo quy chuẩn kĩ thuật của nước ta, sai số khép tương đối cho lưới hạng II vàhạng III quốc gia phải thỏa mãn quy định sau:

Bảng 2.2 Quy định về sai số khép tương đối.

Kết quả đo kém chất lượng có thể xảy ra với một số lí do sau:

- Sai sót ở đo ngoại nghiệp: đo xác định chiều cao anten sai, nhập tên trạm đo khôngđúng, định tâm lệch

- Đặt các tham số các máy thu: góc ngưỡng khác nhau, tần số thu không đồng bộ giữacác máy cùng ca, số vệ tinh thu sử dụng khác nhau, định dạng file số liệu khác nhau( khác loại máy thu)

- Thu số liệu ở các điều kiện rìa: thu quá ít vệ tinh, PDOP quá cao, quá nhiều vệ tinh

ở góc ngưỡng thấp, điều kiện đo có nhiều chướng ngại vật, trượt chu kì pha nhiều

và không đủ thời gian thu

Loại sai số do sai sót ở ngoại nghiệp thường gọi là sai số thô, sai số này có thểtránh xảy ra bằng cách tuân thủ chặt chẽ theo các bước ngoài thực địa như: đo vàghi chiều cao anten vào sổ đo, ghi thời gian bắt đầu thu và thời gian kết thúc; ghi rõ

số hiệu điểm đo và ca đo tránh nhầm lẫn với các ca đo khác

Loại sai số thứ hai là loại sai số khó khăn hơn trong việc nhận biết và loại bỏ.Thông thường đo GPS cần khoảng 6 vệ tinh, với điều kiện đồ hình tốt và không có

chướng ngại vật Tuy vậy điều kiện này không phải lúc nào cũng đạt được, vì vậytrong bất cứ trạm đo nào cũng cần phải khắc phục càng nhiều yếu tố trên thì càngtốt.

2.2.3.2 Các phương pháp làm giảm thiểu sai số

- Chọn điều kiện đo tốt nhất có thể được: sử dụng QuickPlan để chọn thờigian đo hợp lí với PDOP nhỏ nhất, và số vệ tinh tối đa có thể có được Nếu cầnquan tâm đến độ cao, hãy xem giá trị VDOP đã đủ tốt hay chưa

- Đến các điểm đo trước khi đo xem xem có chướng ngại vật gì hay không?Nếu thấy có chướng ngại vật, bạn có thể thay đổi lại vị trí điểm đo Điều này cực kìquan trọng cho đo động với trạm đo Base

- Kiểm tra lại các bước đặt cấu hình cho tất cả các máy thu xem chúng đãđồng bộ hay chưa:

• Theo dõi tính đầy đủ của thời gian thu

• Sử dụng thêm các trị đo thừa: thiết kế mạng lưới sao cho tất cả các điểm có thể có 3cạnh độc lập đo tới điểm

Các phương pháp này có thể giải quyết được một số yếu tố làm giảm độ chínhxác của cạnh xử lí [1] [3] [7]

2.4.Bình sai lưới.

Trước hết cần thống nhất một số kí hiệu sau :

Xi , Yi , Zi - tọa độ không gian địa tâm của điểm i

Xj , Yj , Zj -tọa độ không gian địa tâm của điểm j

∆Xi,j , ∆Yi,j , ∆Zi,j – các thành phần véc tơ cạnh giữa điểm I và điểm jtrong hệ không gian địa tâm , còn gọi là các gia số tọa độ không gian địa tâm giữahai điểm đó

Bi , Li , Hi - vĩ độ , kinh độ và độ cao trắc địa của điểm i

Bj , Lj , Hj - vĩ độ , kinh độ và độ cao trắc địa của điểm j

Ni , Nj - độ cao Geoid tại điểm i và điểm j

hi , hj - độ cao thủy chuẩn của điểm i và j ( h = H-N )

a , b – là bán trục lớn và bán trục bé của Ellipsoid

Mỗi điểm cần xác định trong lưới GPS sẽ có 3 ẩn số là X , Y , Z Nếulưới có m điểm cần xác định , sẽ có 3xm ẩn số [ 1 ].Với mỗi cạnh đo giữa 2 điểm i,j,tương ứng với 3 trị đo là ∆Xi,j , ∆Yi,j , ∆Zi,j và ma trận hiệp phương sai MXYZ , chúng

ta sẽ lập được 3 phương trình số hiệu như sau :

V∆Xi,j = -dXi + dXj + ( - ) - ∆Xi,j

V∆Yi,j = -dYi + dYj + ( - ) - ∆Yi, ( 2.2.5)

V∆Zi,j = -dZi + dZj + ( - ) - ∆Zi,j

Trong đó : , , , , , là tọa độ gần đúng của các điểm i , j;

dX, dY, dZ là các số hiệu chỉnh tọa độ

Trong hệ ( 2.2.5 ) ta kí hiệu các số hạng tự do :

ℓXi,j = ( - ) - ∆Xi,j

ℓYi,j = ( - ) - ∆Yi,j

ℓZi,j = ( - ) - ∆Zi,j

Vì các phương trình ( 2.2.5) là các phương trình tuyến tính, không

phải khai triển Taylor do đó cũng có thể không cần tính trước tọa độ gần đúng màcoi luôn tọa độ bình sai X,Y,Z của các điểm cần xác định là các ẩn số trong bài toánbình sai lưới GPS Các phương trình số hiệu chỉnh có thể viết ở dạng ma trận :

V = A.∆X + L (2.2.6)

- Giải hệ phương trình chuẩn.

- Tính tọa độ X, Y, Z sau bình sai ( và tính đổi về tọa độ trắc địa B, L, H)

- Tính sai số tọa độ ∆Xi,j , ∆Yi,j , ∆Zi,j sau bình sai

- Đánh giá độ chính xác [1]

CHƯƠNG 3

XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐO GNSS TẠI UÔNG BÍ, QUẢNG NINH

3.1 Giới thiệu khu đo.

Uông Bí là một thành phố nằm ở phía tây của tỉnh Quảng Ninh, Việt Nam,thuộc vùng duyên hải Bắc Bộ Nằm dưới chân dãy núi Yên Tử và giáp sông ĐáBạc

• Điều kiện tự nhiên:

 Vị trí địa lí :

Thành phố Uông Bí nằm ở phía tây tỉnh Quảng Ninh, cách Thủ đô Hà Nội 130

km, cách Hải Phòng gần 30 km, và cách thành phố Hạ Long 45 km Có toạ độ địa lý

từ 20o58’ đến 21o9’ vĩ độ bắc và từ 106o41’ đến 106o52’ kinh độ đông

Địa giới hành chính Uông Bí ở phía đông giáp huyện Hoành Bồ và thị xãQuảng Yên, phía tây giáp huyện Đông Triều, vùng đất ở phía nam giáp huyện ThuỷNguyên, phía bắc giáp huyện Sơn Động Uông Bí có vị trí đặc biệt quan trọng vềquốc phòng, an ninh, là tuyến phòng thủ phía đông Bắc của Việt Nam

 Khí hậu

Do vị trí địa lý và địa hình nằm trong cánh cung Đông Triều – Móng Cái, vớinhiều dãy núi cao ở phía bắc và thấp dần xuống phía nam, chính vì lẽ đó đã tạo choUông Bí một chế độ khí hậu vừa mang tính chất khí hậu miền núi vừa mang tínhchất khí hậu miền duyên hải

Nhiệt độ trung bình năm là 22,2oC.Số giờ nắng trung bình mùa hè 6 – 7giờ/ngày

Tổng lượng mưa trung bình năm là 1.600 mm, cao nhất 2.200 mm Mưathường tập trung vào các tháng 6,7,8 trong năm, số ngày có mưa trung bình năm là

153 ngày Độ ẩm tương đối trung bình năm là 81%, độ ẩm tương đối thấp nhấttrung bình là 50,8

 Tài nguyên nước.

Thành phố Uông Bí có 3 con sông chính là sông Sinh, sông Tiên Yên và sôngUông, các sông này chạy theo hướng Bắc Nam.

 Kinh tế.

Đến năm 2009, giá trị sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp của thị xã đãchiếm 56,1%, du lịch - dịch vụ - thương mại chiếm 32,5%, sản xuất nông - lâm -ngư nghiệp chỉ còn 11,4%

Uông Bí nổi tiếng với nền công nghiệp khai thác than Mỏ than Vàng Danhđược khai thác từ thời thuộc địa.Ngoài ra, Uông Bí được xem là cái nôi của côngnghiệp sản xuấtđiện năng

 Hành chính.

Thành phố Uông Bí có 11 đơn vị hành chính trực thuộc, trong đó gồm 9phường và 2 xã:

Bảng 3.1.Danh sách các đơn vị hành chính trực thuộc thành phố Uông Bí.

Danh sách các đơn vị hành chính trực thuộc thành phố Uông BíTên Diện tích

(km2)

Dân số(người)

(km2)

Dân số(người)

Trong các bản tin công nghệ trước đây chúng ta đã biết về Compass – Hệ

thống định vị vệ tinh toàn cầu do Trung Quốc thiết kế và triển khai.Compass đang

là hệ thống dành được sự quan tâm của cả giới chuyên môn và người sử dụng trênkhắp thế giới, không chỉ bởi đây là hệ thống định vị vệ tinh mới, mà còn là những

“bí mật” luôn được giữ kín kiểu “Trung Quốc”

Hình 3.1 Trùm vệ tinh định vị COMPASS – Hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu do

Trung Quốc thiết kế và triển khai.

Hình 3.2 Sơ đồ phân bố lưới đo GPS + COMPASS do Trung tâm Nghiên cứu GNSS, Trường Đại học Vũ Hán xây dựng và cũng là lưới được sử dụng trong toàn

bộ quá trình nghiên cứu thử nghiệm này.

Số liệu từ 12 trạm đo phân bố trên lãnh thổ Trung Quốc, Khu vực Thái BìnhDương, Châu Âu, và Châu Phi để kiểm tra khả năng hoạt động của hệ thốngCompass được cấu thành bởi 4 vệ tinh địa tĩnh quỹ đạo Trái đất GEO, 5 vệ tinh quỹđạo nghiêng IGSO, tất cả các vệ tinh này đều đang trong chế độ hoạt động Hệthống khu vực sẽ hoàn chỉnh vào cuối năm 2012 với trùm bao gồm 5 vệ tinh GEO,

5 vệ tinh IGSO và 4 vệ tinh quỹ đạo trung bình Trái đất MEO Đến năm 2020Compass sẽ chính thức hoàn chỉnh mở rộng trên quy mô toàn cầu

Hệ thống định vị vệ tinh Compass của Trung Quốc, còn được biết đến với têngọi BeiDou, đã phát triển được hơn một thập kỷ Theo công bố của Cơ quan Khônggian Quốc gia Trung Quốc, Compass được phát triển theo lộ trình ba bước: Hệthống nền tảng (experimental) – Hệ thống khu vực – Hệ thống toàn cầu Hệ thốngnền tảng đã được khởi động bằng chính hệ thống BeiDou-1, với trùm được tạothành bởi 3 vệ tinh trên quỹ đạo địa tĩnh GEO, hệ thống này cung cấp dịch vụ định

vị và liên lạc viễn thông qua các bản tin ngắn Hệ thống tiếp theo BeiDou-2 theothiết kế ưu tiên để xây dựng hệ thống khu vực tạo thành bởi trùm bao gồm 5 vệ tinhGEO, 5 vệ tinh IGSO, và 5 vệ tinh MEO, sau đó chính hệ thống này sẽ được mởrộng ra thành hệ thống toàn cầu với cấu hình bao gồm 5 vệ tinh GEO, 3 vệ tinhIGSO, và 27 vệ tinh MEO Theo kế hoạch, hệ thống khu vực sẽ bắt đầu hoạt động

và cung cấp dịch vụ trên lãnh thổ Trung Quốc và vùng lân cận vào cuối năm 2012,còn hệ thống toàn cầu sẽ hoàn chỉnh và chính thức đi vào hoạt động vào cuối năm2020

Hệ thống định vị vệ tinh Compass sẽ cung cấp các dịch vụ ở hai mức khácnhau Dịch vụ mở - miễn phí cho tất cả người sử dụng trong lĩnh vực dân sự với độchính xác định vị vị trí điểm nằm trong khoảng 10 mét, độ chính xác về thời gianđạt được 20 nano giây (ns) và độ chính xác vận tốc di chuyển đạt 0.2 mét/giây(m/s) Dịch vụ cấp quyền sử dụng đảm bảo sẽ đạt được độ chính xác và tính tin cậy

cao hơn ngay trong những điều kiện và tình huống khó khăn và có thể bao gồm cảdịch vụ kết nối truyền thông bằng các bản tin ngắn.

Bước xây dựng hệ thống khu vực đã gần như đến giai đoạn hoàn chỉnh, kếhoạch xây dựng trùm vệ tinh gần như đã hoàn tất Bên cạnh những dịch vụ tiêuchuẩn và khả năng định vị tức thời chính xác, những kết quả điều tra nghiên cứu chitiết về dịch vụ định vị thời gian thực độ chính xác cao của hệ thống Compass gầnđây cũng đưa ra những số liệu rất đáng quan tâm

Với số liệu đã thu thập được trong tháng 5/2012 trên toàn bộ lưới các trạm đothuộc khu vực do Trường Đại học Vũ Hán xây dựng, nhóm tác giả đã thực hiện việctính toán phân tích và xác định mức độ chính xác của quỹ đạo hoạt động cũng như

độ chính xác của đồng hồ, đây cũng chính là hai yếu tố nền tảng để tạo nên độ chínhxác của tất cả các dịch vụ định vị, trong tất cả các phân tích và tính toán chỉ sử dụng

số liệu thu được từ các vệ tinh Compass Thông qua quá trình nghiên cứu này,nhóm tác giả cũng đưa ra kết quả thể hiện khả năng cung cấp dịch vụ định vị chínhxác bằng kỹ thuật định vị điểm chính xác PPP trong xử lý sau và mô phỏng trongchế độ thời gian thực Ngoài việc cung cấp thông tin mô tả về các khối sốliệu Compass, nhóm tác giả cũng giới thiệu bộ phầnmềm xử lý EPOS-RT, được sửdụng trong suốt quá trình xử lý phân tích số liệu mà nhóm đã thực hiện, kỹ thuật xử

lý để có được những kết quả khác nhau như mong muốn, cuối cùng là phần thể hiệnkết quả nghiên cứu cũng như những đánh giá có liên quan

THU THẬP SỐ LIỆU

Trung tâm Nghiên cứu GNSS thuộc Trường Đại học Vũ Hán đã triển khai xâydựng lưới GNSS toàn cầu của riêng Trường để phục vụ cho mục đích nghiên cứukhoa học, tập trung chủ yếu vào nhiệm vụ nghiên cứu hệ thống định vị vệtinhCompass, bởi trên thực tế đã có rất nhiều số liệu cũng như nghiên cứu liên quanđến hai hệ thống định vị vệ tinh khác là GPS và GLONASS Tại thời điểm triểnkhai thu thập số liệu, lưới quan trắc này gồm hơn 15 trạm trải trên lãnh thổ TrungQuốc và vùng phụ cận

Sau hai tuần thu thập số liệu bắt đầu từ ngày 122 đến ngày 135 năm 2012, toàn

bộ bước chuẩn bị đã hoàn tất và sẵn sàng cho việc tính toán phân tích tại Trung tâmNghiên cứu GNSS đặt ngay tại Trường Đại học Vũ Hán, với sự đồng ý cho phépcủa các cơ quan quản lý Compass có trách nhiệm Tất cả các trạm quan trắc thu sốliệu đều được trang bị máy thu hai tần số UR240 đi kèm với ăng ten thu UA240, cókhả năng nhận được tín hiệu định vị từ cả hai hệ thống vệ tinh GPS vàCompass,máy thu và ăng ten được phát triển bởi Công ty UNICORE của Trung Quốc Đểphục vụ cho nghiên cứu này, 12 trạm quan trắc đã được lựa chọn, trong đó có 7trạm nằm trên lãnh thổ Trung Quốc bao gồm: Chengdu (chdu), Harbin (hrbn), HồngKông (hktu), Lhasa (lasa), Thượng Hải (sha1), Vũ Hán (cent) và Xi’an (xian); 5trạm còn lại được đặt tại Singapore (sigp), Úc (peth), Các tiểu vương quốc A RậpThống nhất UAE (dhab), Châu Âu (leid) và Châu Phi (joha) Hình 1 thể hiện vị tríphân bố của các trạm tại thành lưới nghiên cứu GNSS của Trường Đại học Vũ Hán

3.3.Các bước xử lý và kết quả.

3.3.1.Các bước xử lí :

 Bước 1: Đổi đuôi Rinex.

Vào : Start/All programs/Huace/Compass/HcRinex

Tại đây chọn Convert/Import/Chọn đường dẫn tời file chưa file số liệu đo

Sau khi đã Import số liệu vào biểu tượng để chuyển đổi dữ liễu từ file.dat sang file.Rinex.

Hình 3.3.Đổi đuôi Rinex.

 Bước 2.Khởi động phần mềm Compass.

Vào start/Programs/HuaceNav/Compass Post Process Hoặc chọn biểu tượng Compass ở màn hình Destkop

Hình 3.4.Khởi động phần mềm Compass.

 Bước 3: Tạo một trang làm việc mới : chọn File/New từ thanh công cụ.Sau khi xuất

hieemnj hộp thoại file new tiến hành khai báo tên dự án công trình trong mục File

và khai báo ellipsoid quy chiếu tại mục coordinate System và chọn OK

Hình 3.5 Tạo trang làm việc mới.

 Bước 4: Import số liệu vào phần mềm.

Chọn File/Import và tìm file đường dẫn số liệu tại hộp thoại Import khai báođịnh dạng file số liệu ( trong trường hợp này các file số liệu đã được chuyển sangđịnh dạng Rinex)

Hình 3.6.Import số liệu vào phần mềm

 Bước 5: Định dạng hệ quy chiếu cho khu vực nghiên cứu.

Từ thanh menu chọn Tool/Coordinate SYS Management xuất hiện hộp thoạiCoordinate Sytem Management.để thiết lập hệ quy chiếu cho khu vực nghiên cứuchọn Add Xuất hiện hiện hộp thoại modifi datum Tại đây khai báo ellipsoid quychiếu đối với Việt Nam là ellipsoid WGS-84, hệ tọa độ phẳng Vn2000, có vĩ độ bắc

và kinh độ đông

Khu vực nghiên cứu có kinh tuyến trục là , múi chiếu nên có sai số kinh tuyếntrục là 0,9999

Hình 3.7.Định dạng hệ quy chiếu cho khu vực nghiên cứu.

 Bước 6: Xử lý số liệu.

Sau khi nhập số liệu vào phần mềm ta có thể tiến hành:

+Đổi tên trạm đo: tên các trạm đo được máy quy định theo seri củamáy tại trạm đo nên muốn để thuận tiện trong việc sử dụng các số liệu ta có thể tiếnhành đổi tên trạm đo

+Khai báo chiều cao ăngten, loại máy: tại trạm đo bấm chuột phảichọn propreties.Trong trường station chọn Change để tiến hành, khai báo chiều caoăngten, phương pháp đặt angten, loại ăngten

Hình 3.8.Khai báo chiều cao Ăngten.

+ Single average coordinate, cửa sổ này cho phép minh họa tọa độ trung bình vị trí và các điểm rời rạc, cũng như sự khác biệt giữa đồng hồ thu với đồng hồ vệ tinh

Hình 3.9.Tọa độ trung bình vị trí các điểm rời rạc.

+ Obs Data Thể hiện tình quan sát dữ liệu từ các vệ tinh

Hình 3.10.Tín hiệu quan sát dữ liệu từ vệ tinh.

+ Satellite Chart: Biểu đồ theo dõi vệ tinh, Trang này mô tả các vệtinh từ thời gian bắt đầu đến kết thúc quá trình thu tín hiệu Biểu đồ cho biết vị trí

vệ tinh xuất hiên và khuất đi

Hình 3.11.Biểu đồ theo dõi vệ tinh.

+ GPS Singnal: Thể hiện tín hiệu các vệ tinh mày máy thu quan sát được

Hình 3.13.Loại bỏ vệ tinh kém chất lượng.

 Bước 8: Bình sai lưới tự do.

Click Adjustment/ setup Chọn như hình Sau đó giải lại bằng cách chọnAdjustment / Run(W)Ratio và RMS.

(RMS có trong bảng kết quả bình sai, ratio trong phần kết quả bình sai, cạnh)

Hình 3.14.Bình sai lưới tự do.

 Bước 9.Bình sai với một điểm gốc tối thiểu.

Click Adjustment/ setup Chọn như hình

Hình 3.15.Bình sai 1 điểm gốc.

Click chuột phải vào trạm đo ta fix làm điểm gốc.chọn properties, xuất hiệnhộp hội thoại Nhập các số liệu gốc

Hình 3.16.Nhập số liệu gốc.

Sau khi được kết quả bình sai lưới với một điểm gốc, ta tiến hành so sánh tọa

độ sau bình sai với tọa độ đã có của các điểm gốc khác trong lưới rồi kết luận có sai

số điểm gốc hay không

Obs.data thể hiện tình hình quan sát dữ liệu từ vệ tinh Ví dụ ở điểm gốc

106465, ta thu được 12 vệ tinh 31, 16, 32, 14, 24, 3, 19, 20, 23, 6, 13, 7

Hình 3.17.Tình hình quan sát dữ liệu vệ tinh.

Trên đồ hình ta thấy vệ tinh số 7, số 14 có tín hiệu thu không được tốt, vì vậytrong quá trình xử lý số liệu ta cần phải loại bỏ các vệ tinh xấu này bằng cách kíchchuột phải, chọn properties Xuất hiện hộp thoại trong tab Obs.Data cắt bỏ những vệtinh xấu hoặc chất lượng kém

Hình 3.18.Loại bỏ vệ tinh chất lượng kém.