Ứng dụng phần mềm TeQC đánh giá,quản lý chất lượng đồng hồ máy thu

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 1. Thông tin chung: Tên đề tài: “Ứng dụng phần mềm TeQC đánh giái,quản lý chất lượng đồng hồ máy thu” Sinh viên thực hiện : Lưu Thanh Hòa Vương Đức Thịnh Ngô Xuân Hoàng Vũ Quang Huy Trần Minh Hải Lớp : ĐH2TĐ2 Khoa : Trắc địa – Bản đồ Năm thứ: 3 Số năm đào tạo : 4 năm Người hướng dẫn : PGS.Vy Quốc Hải TS.Bùi Thị Hồng Thắm 2. Mục tiêu đề tài: Mục tiêu chung Tìm hiểu về một trong các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng số liệu đo GPS Mục tiêu cụ thể Đánh giá, quản lý được chất lượng đồng hồ máy thu GPS. 3. Tính mới và sáng tạo: Tổng quát về các nguồn sai số GNSS Phần mềm QC và TEQC Thu thập số liệu và tổng hợp số liệu đo Xử lý số liệu bằng phần mềm TEQC Tổng hợp và đánh giá chất lượng đồng hồ 4. Kết quả nghiên cứu: Ý nghĩa khoa học Với TeQC ta có thể đánh giá chất lượng GPS, tuy vậy, tùy yêu cầu các ứng dụng, việc sử dụng phần mềm còn cho phép • Kiểm nghiệm, theo dõi chất lượng đồng hồ máy thu: với các tệp số liệu đo với QC ta luôn xác định được thời gian chỉnh lại đồng hồ máy thu theo thời gian. Đây là dãy sô liệu quý để theo dõi chất lượng đồng hồ và có hướng sử lý thích hợp ( nếu thời gian chỉnh lại đồng hồ máy thu thay đổi bất thường, hoặc quá ngắn so với chỉ tiêu chất lượng của máy, cần phải gửi máy đến bộ phận kĩ thuật ) • Có thể xác định chất lượng máy thu : chất lượng máy thu phụ thuộc vào đông hò máy thu và các chi tiết điên tử khác. Chất lượng đồng hồ máy thu có thể theo dõi như viết ở trên. Bên cạnh đó ta có thể xem xét khảo sát đồ thị ASCII , các tệp vẽ. Phần nhiễu có tần số cao là một trong những chỉ tiêu đặc trưng về chất lượng máy. Nếu phần này quá lớn ở góc ngưỡng cao, có khả năng máy có vấn đề. Cần kịp thời rút các máy có lỗi ra khỏi các chu kì đo. • Lựa chọn vị trí ăngten: Phần mềm cũng thông báo các hiệu ứng đa phương của vị trí ăng ten, điều này rất có ích đối với các vị trí điểm cần đo đọc (lưới khảo sát chuyển dịch, phải đo nhiều chu kì). Trên cơ sở cac thông số lien quan đến hiệu ứng đa phương và các đồ thị của các tệp vẽ có thể xác định và khác phục vụ các chướng ngại vật gây lên hiệu ứng đa phương (hoặc chuyển điểm để các chu kì sau có chất lượng sô liệu tốt hơn) • Xác định các yêu tố chat lương : bằng phần mêm cũng có thể khảo sát các tác của điều kiện ngoại cảnh ( độ trễ điện li) Cuối cùng xong không kém phần quan trong, với QC ta có thể xác định được tình trạng vệ tinh. Điều này hết sức hữu ích trong việc lựa chọn các thống số lien quan

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

1 Thông tin chung:

- Tên đề tài: “Ứng dụng phần mềm TeQC đánh giái,quản lý chất lượng đồng hồ máy

thu”

- Sinh viên thực hiện : Lưu Thanh Hòa

Vương Đức Thịnh Ngô Xuân Hoàng

Vũ Quang Huy Trần Minh Hải

- Số năm đào tạo : 4 năm

- Người hướng dẫn : PGS.Vy Quốc Hải

- Thu thập số liệu và tổng hợp số liệu đo

- Xử lý số liệu bằng phần mềm TEQC

 Kiểm nghiệm, theo dõi chất lượng đồng hồ máy thu: với các tệp số liệu đo với

QC ta luôn xác định được thời gian chỉnh lại đồng hồ máy thu theo thời gian Đây là

dãy sô liệu quý để theo dõi chất lượng đồng hồ và có hướng sử lý thích hợp ( nếuthời gian chỉnh lại đồng hồ máy thu thay đổi bất thường, hoặc quá ngắn so với chỉtiêu chất lượng của máy, cần phải gửi máy đến bộ phận kĩ thuật )

 Có thể xác định chất lượng máy thu : chất lượng máy thu phụ thuộc vào đông

hò máy thu và các chi tiết điên tử khác Chất lượng đồng hồ máy thu có thể theo dõinhư viết ở trên Bên cạnh đó ta có thể xem xét khảo sát đồ thị ASCII , các tệp vẽ.Phần nhiễu có tần số cao là một trong những chỉ tiêu đặc trưng về chất lượng máy.Nếu phần này quá lớn ở góc ngưỡng cao, có khả năng máy có vấn đề Cần kịp thờirút các máy có lỗi ra khỏi các chu kì đo

 Lựa chọn vị trí ăngten: Phần mềm cũng thông báo các hiệu ứng đa phươngcủa vị trí ăng ten, điều này rất có ích đối với các vị trí điểm cần đo đọc (lưới khảo sátchuyển dịch, phải đo nhiều chu kì) Trên cơ sở cac thông số lien quan đến hiệu ứng

đa phương và các đồ thị của các tệp vẽ có thể xác định và khác phục vụ các chướngngại vật gây lên hiệu ứng đa phương (hoặc chuyển điểm để các chu kì sau có chấtlượng sô liệu tốt hơn)

 Xác định các yêu tố chat lương : bằng phần mêm cũng có thể khảo sát các táccủa điều kiện ngoại cảnh ( độ trễ điện li)

Cuối cùng xong không kém phần quan trong, với QC ta có thể xác định được tình trạng vệ tinh Điều này hết sức hữu ích trong việc lựa chọn các thống số lien quan

hồ máy thu Khắc phục kịp thời các sữ cố kĩ thuật ngoài thực địa đảm bảo số liệu thuđảm bảo chất lượng, một phần giúp sử lý số liêu tối ưu trong điều kiện có thể

Cũng xin nhấn mạnh ,việc theo dõi thường xuyên và nắm vững chất lượngmáy thu là cơ sở không thể thiếu trong việc sử dụng và bảo trì các thiết bị có kếhoạch tối ưu

5 Đóng góp về mặt kinh tế - xã hội, giáo dục và đào tạo, an ninh, quốc phòng và khả năng áp dụng của đề tài:

Qua các số liệu mà nhóm thu thập được ([hb05], [hb07] ,[hcm07], [hcm09], [nt113],[nt913], [tdbv06] )và các số liệu thu thập ở Viện Địa Chất-Việt Nam Nhóm chúngem- những kĩ sư trắc địa chưa có kinh nghiệm, mong các chuyên gia và kĩ sư đầungành xem xét các ý kiến sau:

 Sử dụng phần mềm QC trong TeQC để kiểm tra chất lượng sốliệu và máy thu nhằm đảm bảo yêu cầu về kĩ thuật và tối ưu về kinh tế

 Thường xuyên theo dõi giám sát quá trình thu thập sô liệu ngoàithực địa để kịp thời phát hiện các sai sót trong quá trình đo

 Luôn luôn trau dồi kiến thức và kinh nghiệm dể nâng cao trìnhđộ chuyên môn của bản thân

6 Công bố khoa học của sinh viên từ kết quả nghiên cứu của đề tài (ghi rõ tên

tạp chí nếu có) hoặc nhận xét, đánh giá của cơ sở đã áp dụng các kết quả nghiên cứu (nếu có):

Ngày tháng năm

Sinh viên chịu trách nhiệm chính

thực hiện đề tài

(ký, họ và tên)

Nhận xét của người hướng dẫn về những đóng góp khoa học của sinh viên thực

hiện đề tài (phần này do người hướng dẫn ghi):

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN & MÔI

TRƯỜNG HÀ NỘI ĐƠN VỊ : Phòng Khoa học Công nghệ và Hợp

tác Quốc tế

Mã hoá: HS/7.5.1/01/04/KH-QT Ban hành lần:

Hiệu lực từ ngày: / /2012 Trang / Tổng số trang: 5/45

THÔNG TIN VỀ SINH VIÊN CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I SƠ LƯỢC VỀ SINH VIÊN:

Họ và tên: Lưu Thanh Hòa

Sinh ngày: 01 tháng 03 năm 1994

Nơi sinh: P.Đông Sơn – Tp Thanh Hóa- Thanh Hóa

Lớp: ĐH2TĐ2 Khóa: 2012 - 2016

Khoa: Trắc địa – Bản đồ

Địa chỉ liên hệ: Phòng 304A2, KTX Trường Đại học Tài Nguyên và

Môi Trường HN

Điện thoại: 0947754797 Email: luuthanhhoa123@gmail.com

II QUÁ TRÌNH HỌC TẬP (kê khai thành tích của sinh viên từ năm thứ 1 đến năm

đang học):

* Năm thứ 1:

Ngành học: Kỹ thuật Trắc địa – Bản đồ Khoa: Trắc địa – Bản đồ

Kết quả xếp loại học tập:Khá

Sơ lược thành tích: Điểm phẩy tổng kết : 7.14

* Năm thứ 2:

Ngành học: Kỹ thuật Trắc địa – Bản đồ Khoa: Trắc địa - Bản đồ

Kết quả xếp loại học tập:Khá

Sơ lược thành tích: Điểm phẩy tổng kết : 7.28

LỜI CẢM ƠN

Nghiên cứu khoa học đối với học sinh, sinh viên được nhà trường ban hànhvới mục đích đào tạo cho sinh viên thêm cơ hội học tập đi đôi với thực hành Trêntinh thần học hỏi và trao đổi những kiến thức đã học, trong những năm qua đã có rấtnhiều các bạn sinh viên đăng ký tham gia

Là những sinh viên của khoa Trắc địa - Bản đồ với những hiểu biết còn nontrẻ, hạn chế nhưng với lòng ham học hỏi và tìm tòi, đặc biệt là sự khích lệ động viên

và giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo trong khoa Trắc địa - Bản đồ, chúng em đãmạnh dạn đăng ký và thực hiện đề tài “Ứng dụng phần mềm TeQC đánh giá, quản lýchất lượng đồng hồ máy thu” Qua đây chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy côtrong khoa Trắc địa-Bản đồ - Trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội,Viện Địa chất Việt Nam đã tạo điều kiện giúp đỡ, tạo môi trường học tập, nghiên cứu

và chia sẻ kinh nghiệm cũng như tài liệu nghiên cứu, số liệu thực nghiệm để chúng

em hoàn thành tốt đề tài nghiên cứu này

Đặc biệt chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS Vy Quốc Hải,

cô giáo TS Bùi Thị Hồng Thắm người đã tận tình hướng dẫn trong suốt quá trình thựchiện đề tài

Hà Nội, ngày … tháng … năm 2014

Những người tham gia đề tài

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

Chương 1: Quản lý chất lượng đồng hồ máy thu 3

1.1 Lập kế hoạch thu thập số liệu 3

1.1.1 Thu thập tài liệu gốc và số liệu gốc 3

1.1.2 Chọn hệ thống tọa độ và thời gian 3

1.1.3 Lập phương án kỹ thuật và trình duyệt 3

1.1.4 Chọn điểm và chôn mốc 4

1.1.5 Lựa chọn máy móc và thiết bị 5

1.1.6 Đo ngắm 6

1.1.7 Ghi sổ đo ngoại nghiệp 6

1.1.8 Báo cáo tổng kết và nộp thành quả 7

1.2 Theo dõi hiên trạng máy thu thông qua màn hình đo 7

1.3 Các nguồn sai số trong đo GPS 8

1.3.1 Ảnh hưởng của tầng điện ly 8

1.3.2 Ảnh hưởng của tầng đối lưu 9

1.3.3 Ảnh hưởng do đa đường dẫn 10

1.3.4 Sai số đồng hồ máy thu 11

Chương 2 : Máy thu GPS Trimble 4000 SSi Viện Địa Chất 12

2.1 Nguyên lý hoạt động 12

2.2 Thông số kỹ thuật 12

Chương 3: Ứng dụng TeQC đánh giá chất lượng đông hồ máy thu 13

3.1 Phần mềm TeQC 13

3.1.1 Nguồn gốc 13

3.1.2 Thành quả cơ bản 13

3.1.3 Nguyên tắc sử dụng phần mềm TeQC 14

3.1.4 Kết quả của phần mềm TeQC 15

3.2 Số liệu RINEX ( Receiver Independent Exchange Format ) 15

3.2.1 Khái niệm 15

3.2.2 Giới thiệu chung 16

3.2.3 Triết lý 16

3.2.4 Sự phát triển số liệu RINEX 18

3.3 Thiết lập và bảo trì khung thời gian GPS 18

3.3.1 Phương thức hoạt động 19

3.3.2 Tiêu chuẩn TeQC để đánh giá chất lượng đồng hồ máy thu 19

3.4 Quy trình sử lý số liệu 20

3.5 Thành quả của ba máy thu (21000, 21001, 21002) Trimble 4000 SSi của Viện Địa Chất-Việt Nam 23

3.5.1 Bảng số liệu thời gian chỉnh lại máy thu từ năm 1997 đến năm 2004 (số liệu lấy từ Viện Địa Chất-Việt Nam) 23

3.5.2 Bảng số liệu thời gian chỉnh lại máy thu từ năm 2004 đến nay (số liệu của nhóm thu thập) 24

3.6 Nhận xét ,đánh giá 31

Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 32

4.1 Kết luận 32

4.2 Kiến nghị 32

TÀI LIỆU THAM KHẢO 33

DANH M C CÁC CH CÁI VI T T T ỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT Ữ CÁI VIẾT TẮT ẾT TẮT ẮT

IGS-International GPS Service for

Hệ toạ độ toàn cầu

GNSS-Global Navigation Satellite

Systems

Các hệ thống định vị vệ tinh và dẫn đường toàn cầu

GPS - Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu của Mỹ

PPP- Precise Point Positioning Phương pháp định vị điểm chính xác

với độ tin cậy của toạ độ đạt cỡ vài cm.RINEX - Receiver Independent

Exchange Format

Định dạng số liệu độc lập với máy thu

Danh mục hình

Hình 1: Đồ thị ASCII của điểm VOM12680.05n

Hình 2: Ảnh hưởng của tầng đối lưu

Hình 3: Máy thu GPS Trimble 4000 Ssi

Danh mục bản

Bảng 1: Hệ thống tọa độ thời gian

Bảng 2: Sai số trung phương chiều dài cạnh

Bảng 3: Lựa chọn máy thu GPS

Bảng 4: Tiêu chuẩn kĩ thuật khi đo ngắm

Bảng 5 : Ảnh hưởng của tầng điện ly đến khoảng cách giả

Bảng 6: Ảnh hưởng của tầng đối lưu đến khoảng cách

Bảng 7: Thời gian chỉnh lại đồng hồ máy thu từ năm 1997 đến năm 2004 Y Bảng 8: Thời gian chỉnh lại đồng hồ máy thu năm 2004

Bảng 9: Thời gian chỉnh lại đồng hồ máy thu tại Hòa Bình điểm [hb05] năm 2005

Bảng 10: Thời gian chỉnh lại đồng hồ máy thu tại Tam Đảo-Ba Vì điểm [tdbv06] năm 2006

Bảng 11: Thời gian chỉnh lại đồng hồ máy thu tại Hòa Bình điểm [hb07] năm 2007

Bảng 12 :Thời gian chỉnh lại đồng hồ máy thu tại Hồ Chí Minh điểm [hbc07] năm 2007

Bảng 13: Thời gian chỉnh lại đồng hồ máy thu tại Hồ Chí Minh điểm [hcm09]

năm 2009

Bảng 14: Thời gian chỉnh lại đồng hồ máy thu tại Ninh Thuận điểm [nt113]

năm 2013

Bảng 15: Thời gian chỉnh lại đồng hồ máy thu tại Ninh Thuận điểm [nt913]

năm 2013

LỜI NÓI ĐẦU

Trong thời gian gần đây công nghệ GPS đã được áp dụng rộng rãi trong côngtác trắc địa ở nước ta với những ưu điểm hơn hẳn các phướng cổ điển, công nghệGPS được triển khai trong việc thiết lập lưới khống chế nhà nước, nghiên cứuchuyển dịch của các đứt gãy kiến tạo, tăng dầy điểm, đo vẽ chi tiết.Thế nhưng do ảnhhưởng của nhiều yếu tố, GPS có những sai số nhất định

Sai số của GNSS bao gồm sai số do môi trường, sai số quỹ đạo vệ tinh, sai sốđồng hồ máy thu và sai số máy thu

Tuy nhiên điều chúng ta nghiên cứu và quan tâm đến là sai số đông hồ máythu Sai số đồng hồ máy tu chủ yếu do hai nguyên nhân sau đây:

 Sai số do bộ phận điện tử chủ yếu do các mắt điện tử bị hỏng hóc và khôngđảm bảo độ bền do thời gian mà chúng ta chưa kịp bảo trì hoặc thay thế

 Sai số do đồng hồ máy thu Sai số này xuất hiện khi chúng ta chỉ quan tâmđến việc thu tín hiệu từ vệ tinh rồi đưa ra số liệu, số liệu được đưa về các trung tâm

sử lý mà không chú trọng đến thời gian

Ở nước ngoài công nghệ GNSS đã được phat triển từ rất lâu vậy nên sau khithu được tín hiệu và đưa ra số liệu phải kiểm tra chất lượng số liệu có đạt yêu cầuhay không đã được chú trọng Để giải quyết được vấn đề này người ta đã sử dụngphần mềm QC và TEQC của nhóm chuyên gia UNAVCO (University NAVSTARConsortium) để kiểm tra số liệu GPS mục tiêu bao trùm của các phần mềm này làkiểm tra và đánh giá toàn diện số liệu GPS thu được trên cơ sở đó đề xuất các biệnpháp khắc phục Phần mềm QC và TEQC có thể được ứng dụng rộng rãi trong nhiềulĩnh vực song trong dịp này chúng ta chỉ đề cập tới việc ứng dụng phần mềm trongviệc theo dõi và đánh giá chất lượng máy thu vơi ứng dụng này chúng ta phần nàonắm và theo dõi được chất lượng máy thu, khip thời rút các máy không đạt yêu cầukhỏi đợt đo hoặc chuyển tơi bộ phận kỹ thuật

Có thể nói, ở nước ta cho đên nay số liệu GPS sau khi được thu thập ngoàithực địa được chuyển sang máy vi tính , sau đó được đưa vào các phần mềm xử lý,nhằm nhận được các thành quả trắc địa khác nhau Việc kiểm tra chất lượng (qualitychecking-QC ) số liệu đo đó hầu như chưa được quan tâm Vì vậy trong thực tế đã có

tệp số liệu đo không xử lý được, hoặc xử lý được nhưng chất lượng chưa đạt yêu cầu

mà không rõ nguyên nhân nên khó khăn về chuyên môn cũng như kinh phí, đặc biệt

là các nhiệm vu yêu cầu đọ chính xác cao và đo lặp như các lưới nghiên cứu chuyểndịch kiến tạo

Trong năm 2004,ở Việt Nam, TS.Vy Quốc Hải (Viện Địa chất – Viện Khoa

học và Công nghệ Việt Nam đã viết bài báo Vy Quốc Hải (2004), Phần mềm QC

và theo dõi chất lượng máy thu GPS Tuyển tập Báo cáo Hội nghị khoa học

trường Đại học Mỏ - Địa chất lần thứ 16, Quyển 4, tr 16-20, Hà Nội, tháng 11/2004

Năm 2006, Vy Quốc Hải (2006), Kiểm tra chất lượng số liệu GPS Tạp chí

khoa học về Trái Đất 2/2006, tr 287-292, Hà Nội.

2

Chương 1: Quản lý chất lượng đồng hồ máy thu

1.1 Lập kế hoạch thu thập số liệu

1.1.1 Thu thập tài liệu gốc và số liệu gốc

Số liệu được thu thập từ năm 1998 đến năm 2004 và từ năm 2004 đến nay(số liệu lấy từ Viện Địa Chất –Việt Nam và của nhóm thu thập được)

1.1.2 Chọn hệ thống tọa độ và thời gian

Đo GPS sử dụng hệ thống tọa độ toàn cầu WGS -84 (hệ tọa độ trắc địa Quốctế) khi có yêu cầu sử dụng hệ tọa độ HN-72 hoặc hệ tọa độ nào khác thì phải tínhchuyển tọa độ Các tham số hình học cơ bản của Elipxoid tham khảo của các hệ tọađộ phù hợp với quy định ở Bảng 1.Hệ tọa độ VN-2000 có các tham số hình học cơbản của Elipxoid hoàn toàn giống với hệ tọa độ trắc địa Quốc tế WGS-84

Bảng 1: Hệ thống tọa độ thời gian

Elipxoid toàn cầu Elipxoid tham

khảo

Bình phương độ lệch tâm thứ nhất 0,00669437999013 0,006693416

Bình phương độ lệch tâm thứ hai 0,006739496742227 0,0067385254

1.1.3 Lập phương án kỹ thuật và trình duyệt

Phân cấp hạng lưới GPS thì dựa vào chiều dài trung bình giữa hai điểm lâncận và độ chính xác của nó, lưới GPS được chia thành các hạng II,III,IV và các cấp

1 Khi thành lập lưới có thể thực hiện theo phương án tuần tự bao gồm tất cả cáccáp,hạng hoặc lưới cùng cấp,hạng

Độ chính xác chiều dài giữa hai điểm lân cận của các cấp lưới GPS được tínhtheo công thức:

(1)Độ chính xác phương vị của cạnh được tính théo công thức:

Trong đó :

là sai số cố định (mm)

b là sai số tỷ lệ

D là chiều dài cạnh đo (km)

Các yếu cầu kĩ thuật chủ yếu của các cấp lưới GPS phải phù hợp với quy địnhở Bảng 2 Chiều dài cạnh ngắn nhất giữa 2 điểm lân cận bằng 1/2 đến 1/3 chiều dàicạnh trung bình; chiều dài cạnh lớn nhất bằng hai đến ba lần chiều dài cạnh trungbình Khi chiều dài cạnh nhỏ hơn 200m,sai số trung phương chiều dài cạnh phải nhỏhơn 20mm

Bảng 2: Sai số trung phương chiều dài cạnh

Cấp hạng Chiều dài cạnh

trung bình(km)

amm

b(1 x )

Sai số trung phươngtương đối cạnh yếu

+ Điểm chon phải được đặt ở nơi có nên đất ,đá ổn định,sử dụng được lâu dài

và an toàn khi đo đạc

+Vị trí điểm chọn phải thuận tiện cho việc lắp đặt máy thu và thao tác khiđo,có khoảng không rộng và góc cao của vệ tinh lớn hơn ;

+ Vị trí các điểm chọn phải thuận tiện cho việc thu tín hiệu vệ tinh,tránh hiệntượng nhiễu tín hiệu do quá gần các trạm phát song va sai số đa đường dẫn(Mutilpath) do phản xạ tín hiệu từ các địa vật xung quanh điểm đo Vị trí điểm chọn

4

phải cách xa nguồn phát song vô tuyến công suất lớn (như tháp truyền hình )lơn hơn200m và cách xa cáp điện cao thế lơn hơn 50m;

+Đi lại thuận tiện cho đo ngắm;

+ Cần tận dụng các mốc khống chế đã có nếu chúng đảm bảo các yêu cầu nêutrên

- Quy cách của dấu mốc và mốc điểm GPS các cấp phải phù hợp với yêu cầuquy phạm hiện hành của nhà nước

- Điểm GPS các cấp đều chon mốc vĩnh cửu,khi chon mốc đáy hố phải đổgạch,sỏi hoặc đổ một lớp bê tông

- Mốc có thể đem đúc săn bằng bê tông cốt thép theo quy cách trong quy cáchtrong quy phạm hiện hành cảu nhà nước rồi đem chon,hoặc đúc ở hiện trường,hoặc

có thể lợi dụng nền đá,nền bê tông khoan gắn them dấu mốc ở hiện trường

- Đất dùng để chon mốc GPS phải được sự đồng ý của cơ quan quản lý,ngườiđang sử dụng đất và làm các thủ tục ủy quyền bảo quản mốc

- Các tài liệu phải bàn giao su khi chọn điểm chon mốc:

 Ghi chú điểm GPS;

 Sơ đồ lười chọn điểm GPS;

 Hồ sơ cho phép sử dụng đất và giấy bảo quản mốc trắc địa;

 Tổng kết kết quả công tác chôn mốc

1.1.5 Lựa chọn máy móc và thiết bị

Việc lựa chọn máy thu GPS được thực hiện theo các quy định trong bảng 3;trong đó các máy thu có thể một hoặc hai tần số,đại lượng đo đều là pha sóng tải

Bảng 3: Lựa chọn máy thu GPS

Hạng mục Hạng II Hạng III Cấp,hạngHạng IV Cấp 1 Cấp 2Độ chính

xác biểu

trưng (mm)

Nhỏ hơnhoặc bằng 5+ 2x

Nhỏ hơnhoặc bằng

5 + 2x

Nhỏ hơnhoặc bằng 5+ 2x

Nhỏ hơn hoặcbằng 5 + 2x

Nhỏ hơnhoặc bằng

Bảng 4: Tiêu chuẩn kĩ thuật khi đo ngắm

Hạng mục Phương pháp đo

Cấp,hạngHạng

II

HạngIII

Hạng

IV Cấp 1 Cấp 2Góc cao của vệ tinh (º) Đo tĩnh

Tĩnh nhanh

≥15-

≥15-

≥15-

≥15-

≥15-Số lượng vệ tinh quan

Thời gian quan trắc: Độ

dài thời gian thu tín hiệu

1.1.7 Ghi sổ đo ngoại nghiệp

- Nội dung ghi sổ

Nội dung ghi sổ bao gồm các mục sau:

 Tên trạm đo, sổ hiệu trạm đo;

 Ngày ,tháng đo/ngày của năm,điền kiện thời tiết,số hiệu ca đo;

 Thời gian bắt đầu đo,kết thúc đo,nên dùng thời gian UTC,ghi đến giờ,phút;

 Thiết bị thu ghi loại máy, kí hiệu, số máy, số hiệu ăng-ten;

 Độ kinh,độ vĩ và độ cao gần đúng của trạm đo Độ kinh độ vĩ ghi đến phút vàđộ cao ghi đến 0,1 m;

 Chiếu cao,ăng-ten ghi kết quả đo trung bình của lần đo trước và lần đo sau khithu tín hiệu,lấy đến 0.001m;

 Điện áp cảu pin ac-quy ,số lượng và số hiệu vệ tinh,tỷ đo nhiễu tín hiệu(SNR),mức độ che chắn và những tình huống đáng ghi khác

- Các yếu tố khi ghi sổ đo ngoại nghiệp

 Các số liệu gốc và các mục ghi chép theo quy định phải ghi ngay tại hiệntrường thật rõ ràng,sạch sẽ,không được tẩy xóa hay chép lại;

6

 Kết quả thu tín hiệu vệ tinh của các ca đo sau mỗi ngày làm việc phải trút sốliệu vào bộ nhớ ngoài hay máy tính

 Các số liệu trút từ máy thu ra không được có bất kì một sự can thiệp sử lý nào

- Khi các khoản kiểm tra chất lượng đã phù hợp với yêu cầu thì lấy tấy cả cácvector cạnh độc lập tạo thành hình khép kín,lấy vector 3 chiều của các cạnh và matrận phương sai-hiệp phương sai của chúng làm thông tin trị đo,lấy tọa độ 3 chiềutrong hệ WGS-84 của điểm làm số liệu khởi tính và tiến hành bình sai lưới GPS tự

do Kết quả bình sai lưới tự do sẽ cho tọa đo các điểm trong hệ tọa độ WGS-84, sóhiệu chỉnh trị đo của 3 số gia tọa đo của vector cạnh,chiều dài cạnh và thông tin vềđộ chính xác vị trí điểm Quá trình này phải tính chuyển từ tọa độ vuông góc khônggian XYZ về tọa đọ và độ cao trắc địa BLH sau đó chuyển về tọa độ vuông gócphẳng X,Y

1.1.8 Báo cáo tổng kết và nộp thành quả

1.2 Theo dõi hiên trạng máy thu thông qua màn hình đo

Sau khi lập được kế hoạch đo, chúng ta bắt đầu đo theo dự tính ban đầu.Khi đo, chúng ta cần phải tuân theo các kỹ thuật đo chuẩn để biết được tình trạng đotrong quá trình đo GPS Vậy nên theo dõi màn hình máy Trimble 4000 SSi là rấtquan trọng

Màn hình đo cho chúng ta biết được năng lượng của máy, ngày đo, ca đo,tọa độ điểm đo…Sau đó, bằng các thao tác đơn giản, phần mềm TeQC sẽ xử lý vàcho ta đồ thị ASCII Qua đồ thị này, chúng ta có thể biết được thời gian ca đo, các saisố của đồng hồ, sai số tầng điện ly, sai số do hiện tượng đa đương dẫn Để hiểu rõhơn, chúng ta sẽ xem biểu đồ ASCII

Hình 1: Đồ thị ASCII của điểm VOM12680.05n

1.3 Các nguồn sai số trong đo GPS

Ở phần trên, chúng ta đã biết các sai số ảnh hưởng chủ yếu trong quá trình đoGPS Phần này chúng ta sẽ tìm hiểu rõ nguyên nhân gây ra các sai số trong quá trình

đo GPS

1.3.1 Ảnh hưởng của tầng điện ly

Tầng điện ly chứa các điện tử tự do phân bố trong khí quyển ở độ cao từ 50

km đến khoảng 1000 km Tầng điện ly làm chậm trễ tín hiệu code tức là làm tín hiệucode này thu muộn hơn Mức độ chậm trễ tín hiệu code tỉ lệ nghịch với bình phươngcủa tàn số sóng tải và tỉ lệ thuận với tổng lương điện tử TEC trên đường truyền tínhiệu Ngược lại,tầng điện ly lại làm tín hiệu pha đến máy thu sớm hơn.Độ trễ và độ

8

sớm có giá trị tuyệt đôi như nhau nhưng ngược dấu Giá trị TEC được tính theo tổngđiện tử theo phương thẳng đứng VTEC Giá trị VTEC phụ thuộc vào vị trí địa lý,thayđổi theo thời gian Ban ngày giá trị của VTEC lớn hơn so với ban đêm Kết quảnghiên cứu ảnh hưởng của tầng điện ly đến khoảng cách giả thiết được thể hiện trênbảng ………

Có thể thấy rằng,với tầng số tín hiệu GPS là 15.575,42 MHz và 1.227.60 MHzthì ảnh hưởng do tầng điện ly đến khoản cách giả có thể đến trên 30m Đây là nguồnsai số đáng kể,cần nghiên cứu để loại bỏ giảm thiểu

Bảng 5 : Ảnh hưởng của tầng điện ly đến khoảng cách giả

1.3.2 Ảnh hưởng của tầng đối lưu

Tầng đối lưu là tầng khí quyển tính từ mặt đất đến độ cao khoảng 50 km.Trong tầng đối lưu chứa nhiều hơi nước và bụi khí quyển Ảnh hưởng của tầng đốilưu đến tín hiệu điện từ không phụ thuộc vào tầng số sóng tải, được chua thành ảnhhưởng của phần khô (trên cao) cà ảnh hưởng của phần ướt (dưới thấp) Qua khảo sátthấy rằng,ảnh hưởng của phần khô chiếm khaongr 90% còn phần ướt là 10%

Do tầng đối lưu, tín hiệu code và pha đến máy thu bị chậm trễ, gây ra sai sốtrong khoảng cách cỡ 2.5 m theo phương thiên đỉnh và khoảng 30 m theo phươngchân trời

Bảng 6: Ảnh hưởng của tầng đối lưu đến khoảng cách

Ảnh hưởng của tầng đối lưu đến tín hiệu phụ thuộc vào góc cao E của vệtinh.Góc cao E càng nhỏ thì tín hiệu lan truyền trong tầng đối lưu cũng như trongtầng điện ly trải qua quãng đường càng lớn

Hình 2: Ảnh hưởng của tầng đối lưu

Trong qua trình đo đạc, có thể giảm bớt ảnh hưởng sai số này bằng cách loại

bỏ tín hiệu của các vệ tinh có góc cao E dưới 15º, gọi là góc cao giới hạn hay gócngưỡng

1.3.3 Ảnh hưởng do đa đường dẫn

Như đã nêu phần trước, các tín hiệu đi từ vệ tinh đến máy thu có thể qua nhiềuđường khác nhau do phản xạ tín hiệu,gọi là hiện tượng đa đường dẫn Nếu tín hiệuphản xạ đủ mạnh, máy thu ghi nhận cả tín hiệu truyền thằng từ vệ tinh và cả tín hiệuphản xạ sau khi va đập vào các vật phản xạ trên đường đi

10

Các tín hiệu đa đường dẫn và tín hiệu truyền thằng có thời gian phát đi cùngnhau từ vệ tinh, nhưng thời điểm đến máy thu sẽ khác do đó làm nhiễu kết quả quantrắc Tín hiệu bị phản xạ bao giờ cũng đến máy thu chậm hơn so với tín hiệu theođường thẳng do phải trải qua một quãng đường dài hơn,chính là đường đi của tínhiệu phản xạ Hiện tương đa đường dẫn gây biến dạng tín hiệu điều biến C/A-code,P-code và ảnh hưởng đến các trị đo pha sóng tải được sử dụng tron định vị tương đối.

Theo ước tính, hiện tượng đa đường dẫn có thể gây sai số đối với trị đokhoảng cách code cỡ vài m, trường hợp lớn nhất có thể lên đến 100m hoặc hơn Ảnhhưởng của đa đường dẫn tới trị đo pha nhỏ hơn,thường chỉ khoảng vài cm trong trị

đo khoảng cách theo pha và nói chung ảnh hưởng đến kết quả định vị tương đối ởkhoảng cách ngắn không quá 1cm

Hiện tượng đa đường dẫn và ảnh hưởng của nó đến kết quả định vị thườngkhó loại bỏ bằng thuật toán xử lý Cách tốt nhất để loại bỏ hoặc giảm thiểu ảnhhưởng của đa đường dẫn là nghiên cứu chế tạo ăng-ten máy thu có khả năng giảmthiểu tín hiệu đa đường dẫn

Một cách khác để giảm thiểu ảnh hương cảu đa đường dẫn là khi bố trí trạm

đo GPS phải xa các vật dễ phản xạ tính hiệu như kim loại,bê tông…

1.3.4 Sai số đồng hồ máy thu

Tinh thể thạch được sử dụng để chế tọa bộ dao động của đồng hồ máy thiGPS Do đó,ổn định của đồng hồ máy thu thấp hơn đồng hồ vệ tinh Sai số do đồng

hồ máy thu sẽ gây ra sai số trong các trị đo GPS Để khắc phục sai số đồng hồ máythu đến kết quả định vị tuyệt đối bằng khoảng cách giả, người ta coi sai số đồng hồmáy thu là sai số thứ tư trong bài toán định vị, nhờ đó về cơ bản đã loại bỏ được ảnhhường này ,tuy nhiên vẫn còn lại một phần ảnh hưởng qua sai số của chính ẩn số đó

Trong định vị tuong đối theo pha sóng tải, nhờ sử dụng phương trình sai phânbậc hai nên về cơ bản cũng loại bỏ được sai số đồng hồ máy thu Sử dụng trị đo phatải cần lưu ý với vấn đề mất khóa tín hiệu trong quá trình đo,gây cho chu kì Nóichung,số vệ tinh quan sát được càng nhiều thì càng giảm khả năng mất khóa tín hiệu

và nâng cao hiệu quả của việc hiệu chỉnh trượt chu kì Chất lương, chủng loại, đặctính kí thuật của máy thu và điều kiện đo có lien quan đến độ chính xác trong định vịtương đối, kể cả định vị tương đối tĩnh và định vị tương đối động