Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS trong xây dựng lưới khống chế phục vụ đo vẽ bản đồ địa chính trên địa bàn huyện tam nông, tỉnh phú thọ

Hệ thống định vị toàn cầu GPS đã được công nhận và sử dụng rộng rãi như một công nghệ tin cậy, hiệu quả trong trắc địa bản đồ bởi các tính ưu việt sau: Có thể xác định tọa độ của các điể

LƯU VĂN TĨNH

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS TRONG XÂY DỰNG LƯỚI KHỐNG CHẾ PHỤC VỤ

ĐO VẼ BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH TRÊN ĐỊA BÀN

HUYỆN TAM NÔNG, TỈNH PHÚ THỌ

LƯU VĂN TĨNH

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS TRONG XÂY DỰNG LƯỚI KHỐNG CHẾ PHỤC VỤ

ĐO VẼ BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH TRÊN ĐỊA BÀN

HUYỆN TAM NÔNG, TỈNH PHÚ THỌ

Ngành: Quản lý đất đai

Mã số ngành: 60.85.01.03

LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

Người hướng dẫn khoa học: TS Lê Văn Thơ

Thái Nguyên, năm 2015

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực

và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào Nội dung đề tài này là những kết quả nghiên cứu, những ý tưởng khoa học được tổng hợp từ công trình nghiên cứu, các công tác thực nghiệm, các công trình sản xuất do tôi trực tiếp tham gia thực hiện

Tôi xin cam đoan, các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Lưu Văn Tĩnh

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được đề tài, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:

Ban giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Khoa Quản lý tài nguyên, cùng các Thầy Cô giáo đã giảng dạy, truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt thời gian tôi tham gia khóa học của Trường

TS Lê Văn Thơ đã hết lòng quan tâm, trực tiếp hướng dẫn tôi trong quá trình thực hiện đề tài

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè đã giúp đỡ, động viên và đóng góp ý kiến cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đề tài

Tác giả luận văn

Lưu Văn Tĩnh

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vii

DANH MỤC CÁC BẢNG viii

DANH MỤC CÁC HÌNH ix

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu của đề tài 2

2.1 Mục tiêu tổng quát 2

2.1 Mục tiêu cụ thể 2

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Công tác thành lập bản đồ địa chính 3

1.1.1 Hệ thống lưới khống chế 3

1.1.2 Những đặc điểm thành lâp Hệ thống lưới khống chế khu vực huyện Tam Nông, tỉnh Phú Thọ 6

1.2 Tổng quan về công nghệ GPS 6

1.2.1 Lịch sử hình thành 6

1.2.2 Cấu trúc hệ thống GPS 8

1.2.3 Tín hiệu GPS 12

1.2.4 Các trị đo GPS 14

1.2.5 Nguyên lý định vị GPS 16

1.2.6 Các nguồn sai số 19

1.2.7 Những kỹ thuật đo GPS 22

1.2.8 Xử lý số liệu 27

1.2.9 Bình sai lưới GPS 27

1.3.Cơ sở khoa học của ứng dụng công nghệ GPS trong thành lập lưới khống chế

30

1.3.1 Phương pháp đo tĩnh trong công nghệ GPS để thành lập lưới không chế địa chính 30

1.3.2 Các dạng lưới ứng dụng đo tĩnh trong công nghệ GPS để thành lập lưới khống chế địa chính 30

1.4 Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS trong thành lập lưới khống chế 32 1.4.1 Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS trong thành lập lưới trên thế giới 32

1.4.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS trong thành lập lưới ở Việt Nam 33

1.5 Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS trong thành lập lưới khống chế địa chính tại huyện Tam Nông 35

1.5.1 Công tác đo đạc bản đồ địa chính tại huyện Tam Nông 35

1.5.2 Những vấn đề đặt ra trong nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS trong thành lập lưới khống chế địa chính tại huyện Tam Nông 35

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36

2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 36

2.2 Nội dung nghiên cứu 36

2.2.1 Khái quát địa bàn nghiên cứu 36

2.2.2 Thực trạng công tác quản lý nhà nước về đất đai 36

2.2.3 Ứng dụng GPS đo động thời gian thực thành lập lưới khống chế đo vẽ và đo vẽ chi tiết bản đồ địa chính 36

2.2.4 So sánh, đánh giá độ chính xác của lưới đo vẽ bằng công nghệ GPS đo 36

2.2.5 Ưu điểm, hạn chế của việc Ứng dụng GPS đo động thời gian thực và đề xuất một số giải pháp 36

2.3 Phương pháp nghiên cứu và xử lý số liệu 36

2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu 36

2.3.2 Phương pháp xử lý và phân tích số liệu 37

2.3.3 Phương pháp tổng hợp và viết báo cáo 38

2.3.4 Phương pháp bản đồ 38

2.3.5 Phương pháp so sánh 39

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 40

3.1 Vị trí, đặc điểm tự nhiên và tài nguyên thiên nhiên 40

3.1.1 Vị trí điều kiện tự nhiên 40

3.1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 44

3.2 Tài nguyên đất và hiện trạng công tác quản lý đất đai, đo đạc bản đồ địa chính tại khu vực huyện Tam Nông 46

3.2.1 Các nguồn tài nguyên 46

3.2.2 Công tác đo đạc lập bản đồ đăng ký đất đai, lập hồ sơ địa chính, cấp GCNQSD đất ở huyện Tam Nông, tỉnh Phú Thọ 47

3.3 Công tác đo đạc lưới địa chính bằng công nghệ GPS tại huyện Tam Nông Tỉnh Phú Thọ 50

3.3.1 Cơ sở pháp lý xây dựng và đánh giá chất lượng địa chính bằng công nghệ GPS tại huyện Tại Huyện Tam Nông Tỉnh Phú Thọ 50

3.3.2 Kết quả khảo sát thiết kế mạng lưới địa chính thành lập lưới địa chính huyện Tam Nông Lập bằng Công nghệ GPS 52

3.3.3 Công tác đo lưới địa chính thành lập bằng công nghệ GPS 53

3.3.4 Kết quả bình sai lưới địa chính thành lập bằng công nghệ GPS 54

3.3.5 Kết quả so sánh đánh giá độ chính xác lưới địa chính thành lập bằng công nghệ GPS 60

3.4 Ứng dụng đo động thời gian thực trong công nghệ GPS đo lưới Kinh vĩ thay thế lưới kinh vĩ bằng máy đạc điện tử 62

3.4.1 Sử dụng công nghệ GPS đo động thời gian thực đo 8 điểm lưới khống chế đo vẽ tại xã Cổ Tiết, huyện Tam Nông, tỉnh Phú Thọ 62

3.4.2 Sử dụng công nghệ toàn đạc điện tử đo 8 điểm lưới khống chế đo vẽ tại xã Cổ Tiết, huyện Tam Nông, tỉnh Phú Thọ 63

3.4.3 Kết quả so sánh hai phương pháp đo động thời gian thực trong công

nghệ GPS đo lưới kinh vĩ thay thế lưới kinh vĩ bằng máy đạc điện tử 67

3.4.4 Nghiên cứu ứng dựng phương án ứng dụng công nghệ GPS phối hợp với phương pháp lưới đường chuyền phục vụ đo vẽ bản đồ địa chính tại huyện Tam Nông, tỉnh Phú Thọ 67

3.4.5 Sử dụng công nghệ GPS Kiểm tra lưới khống chế đo vẽ tại huyện Tam Nông Tỉnh Phú Thọ 68

3.5 Đánh giá ưu điểm, hạn chế của việc Ứng dụng GPS đo động thời gian thực và đề xuất số giải pháp một trong xây dựng lưới kinh vĩ 69

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71

1.Kết luận 71

2.Kiến nghị 71

TÀI LIỆU THAM KHẢO 73

HDOP : Horizon Dilution of Precision

Độ mất chính xác theo phương ngang PDOP : Position Dilution of Precision

Độ mất chính xác vị trí vệ tinh theo 3D Ratio : Tỉ số phương sai

Reference Variance : Độ chênh lệch tham khảo

RSM : Sai số chiều dài cạnh

VDOP : Vertiacal Dilution of Precision

Độ mất chính xác theo phương dọc

X, Y, h : Tọa Độ X, Y, độ cao thủy chuẩn tạm thời

Mx, My, Mh : Sai số theo phương x, y h

Mp : Sai số vị trí điểm

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1: Hiện trạng sử dụng đất năm 2014 46

Bảng 3.2: Tọa độ và độ cao các điểm gốc 47

Bảng 3.3 Các loại bản đồ có trên địa bàn huyện 47

Bảng 3.4: Khối lượng điểm địa chính cần xây dựng 51

Bảng 3.5: Bảng trị đo gia số tọa độ và các chỉ tiêu sai số 55

Bảng 3.6: Bảng sai số khép hình 56

Bảng 3.7: Bảng trị bình sai, số hiệu chỉnh, sai số đo gia số tọa độ 57

Bảng 3.8: Bảng tọa độ vuông góc không gian sau bình sai 58

Bảng 3.9: Bảnh tọa độ trắc địa sau bình sai 58

Bảng 3.10 Bảng kết quả tọa độ phẳng và độ cao sau bình sai 59

Bảng 3.11: Bảng chiều dài cạnh, phương vị và chênh cao sau bình sai 59

Bảng 3.12: Kết quả lưới kinh vĩ đo GPS động 62

Bảng 3.13: Kết quả so sánh 2 phương pháp đo 67

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Cấu trúc của hệ thống GPS 8

Hình 1.2 Sơ đồ quỹ đạo và vệ tinh của hệ thống GPS 9

Hình 1.3 Mạng lưới các trạm điều khiển của hệ thống GPS từ sau năm 2005 10

Hình 1.4 Máy thu GPS 11

Hình 1.5 Máy toàn đạc điện tử 11

Hình 1.6 Cấu trúc tín hiệu GPS 13

Hình 1.7 Kỹ thuật giải đa trị tại các máy thu 15

Hình 1.8 Kỹ thuật định vị tương đối 17

Hình 1.9 Kỹ thuật định vị tương đối 18

Hình 1.10 Sơ đồ lưới dạng tam giác 31

Hình 1.11 Sơ đồ lưới dạng tứ giác 31

Hình 1.12 Sơ đồ lưới dạng đường chuyền 31

Hình 3.1 Vị trí huyện Tam Nông, tỉnh Phú Thọ 41

Hình 3.2 Sơ đồ lưới địa chính cụm 5 xã huyện Tam Nông 54

Hình 3.3 Sơ đồ lưới kinh vĩ đo bằng công nghệ GPS 62

Hình 3.4 Sơ đồ lưới kinh vĩ đo bằng máy toàn đạc điện tử 63

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Phát triển và ứng dụng khoa học công nghệ trong mọi lĩnh vực của cuộc sống,

xã hội được coi là con đường nhanh nhất để rút ngắn thời gian thực hiện sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước Đây cũng chính là vấn đề đang được toàn

đảng, toàn dân hết sức quan tâm, khi mà khoa học công nghệ đang từng ngày mở

rộng với sự phát triển của nền kinh tế tri thức trong thời đại mới, thời kỳ hội nhập

Hệ thống định vị toàn cầu GPS là hệ thống định vị, dẫn đường sử dụng các vệ tinh nhân tạo được Bộ Quốc phòng Mỹ triển khai từ những năm đầu thập kỷ 70 Ban đầu, hệ thống này được dùng cho mục đích quân sự nhưng sau đó đã được thương mại hóa, từ năm 1980 hệ thống định vị toàn cầu GPS đã được sử dụng vào mục đích dân sự Ngày nay, trong rất nhiều lĩnh vực của đời sống kinh tế, xã hội đã

và đang áp dụng công nghệ GPS

Trong ngành trắc địa, công nghệ GPS đã mở ra thời kỳ mới, đã thay thế công nghệ truyền thống trong việc thành lập và xây dựng mạng lưới tọa độ các cấp Với ngành trắc

địa bản đồ thì đây là cuộc cách mạng thực sự về cả kỹ thuật, chất lượng cũng như hiệu quả

kinh tế trên phạm vi toàn thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng

Hệ thống định vị toàn cầu GPS đã được công nhận và sử dụng rộng rãi như một công nghệ tin cậy, hiệu quả trong trắc địa bản đồ bởi các tính ưu việt sau: Có thể xác định tọa độ của các điểm từ điểm gốc khác mà không cần thông hướng; độ chính xác đo đạc ít phụ thuộc vào điều kiện thời tiết (có thể đo trong mọi điều kiện thời tiết); việc xác định tọa độ các điểm rất nhanh chóng, tính chính xác cao, ở bất kỳ vị trí nào trên trái đất; kết quả đo đạc có thể tính trong hệ tọa độ toàn cầu hoặc hệ tọa độ địa phương bất kỳ

Cùng với thời gian, công nghệ GPS ngày càng phát triển hoàn thiện theo chiều hướng chính xác, hiệu quả, thuận tiện hơn và được sử dụng rộng rãi Người ta đã sử dụng công nghệ GPS để xây dựng lưới tọa độ nhà nước thay thế cho các phương pháp truyền thống, đạt được độ chính xác cao

Huyện Tam Nông tỉnh Phú Thọ những năm qua có tốc độ phát triển kinh tế tương đối nhanh kéo theo nhu cầu sử dụng đất ngày càng tăng Chính vì thế nhu cầu bức thiết trong quản lý đất đai của huyện là phải thành lập được bản đồ

địa chính (BĐĐC) có độ chính xác cao Muốn có được điều đó cần phải xây dựng

hệ thống lưới địa chính trên địa bàn huyện Để mở rộng khả năng sử dụng công nghệ GPS, góp phần đưa công nghệ mới vào sản xuất Với những lý do trên qua khoá học thạc sỹ, được sự phân công của khoa quản lý tài nguyên - trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên và được sự giúp đỡ của Tiến sỹ Lê Văn Thơ tôi thực hiện

đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS trong xây dựng lưới khống chế

phục vụ đo vẽ bản đồ địa chính trên địa bàn huyện Tam Nông, tỉnh Phú Thọ”

2 Mục tiêu của đề tài

2.1 Mục tiêu tổng quát

Ứng dụng kỹ thuật GPS đo động thời gian thực trong công tác thành lập bản

đồ địa chính, từ đó đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả của kỹ thuật đo GPS động thời gian thực bằng các máy thu 2 tần số trong đo đạc địa chính trên cơ sở kết

quả thử nghiệm tại một số khu vực của huyện Tam Nông tỉnh Phú Thọ

- Những đề xuất về các giải pháp ứng dụng phương pháp đo tĩnh trong công nghệ GPS để thành lập lưới khống chế ở khu vực vùng trung du miền núi của tỉnh

Phú Thọ

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Dựa trên công nghệ GPS để xây dựng lưới địa chính thay thế cho phương pháp xây dựng lưới truyền thống, góp phần đưa công nghệ mới vào sản xuất nhằm nâng cao độ chính xác, mang lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật trong thực tế sản xuất khi xây dựng lưới khống chế trắc địa nói chung và lưới khống chế địa chính ở khu vực huyện Tam Nông tỉnh Phú Thọ nói riêng

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

3.Ký hiệu bản đồ địa chính tỷ lệ 1/500, 1/1000, 1/2000, và 1/5000 của Tổng cục địa chính ( nay là Bộ tài nguyên và Môi trường) ban hành theo quyết định số 719/1999/QĐ-ĐC ngày 30/12/1999-gọi tât là [3]

4.Quy định sử dụng máy thu vệ tinh TRIMBLE NAVIGATION 4000ST để thành lập lưới trắc địa do Cục đo đạc và Bản đồ nhà nước (nay là Bộ tài nguyên và Môi trường)ban hành năm 1991, gọi tắt là văn bản [4]

5.Thông tư hướng dẫn áp dụng Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ Quốc gia VN-2000

số 973/2001/TT-TCĐC ngày 20/6/2001 Tổng cục địa chính (nay là Bộ tài nguyên

và Môi trường),gọi tắt là văn bản [5]

6.Thông tư số 05/2009/Tt-BTNMT hướng dẫn kiểm tra, thẩm định và nghiệm thu công trình sản phẩm địa chính ban hành ngày 01/6/2009 của Bộ tài nguyên và Môi trường, gọi tắt là văn bản [6]

7.Thông tư số 08/2007/TT-BTNMT ngày 02/8/2007 về việc hướng dẫn thực hiện thống kê, kiểm kê đất đai và xây dựng hiện trạng sử dụng đất,gọi tắt là văn bản [7]

8.Thông tư số 09/2007/TT-BTNMT do Bộ tài nguyên và Môi trường ban hành ngày 02/8/2007 về việc hướng dẫn lập, chỉnh lý,quản lý hồ sơ địa chính, gọi tắt là văn bản [8]

9.Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT về việc sửa đổi, bổ sung một số nội dung của Quy phạm thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:200, 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000 và 1:10000 Hà Nội 2014, gọi tắt là văn bản [9]

Lưới toạ độ địa chính

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

và độ cao nhà nước hiện hành Kinh tuyến gốc (00) được quy ước là kinh tuyến đi qua GRINUYT Giá trị kinh tuyến trục phụ thuộc vào từng địa phương được quy định riêng, như tỉnh Phú Thọ được quy định 104045’ Điểm gốc của hệ toạ độ mặt phẳng (điểm cắt giữa kinh tuyến trục của từng tỉnh và xích đạo) có X =0 km, Y=500 km

Điểm gốc của hệ độ cao là điểm độ cao gốc ở Hòn Dấu - Hải Phòng [1]

Yêu cầu về điểm khống chế đối với lưới địa chính

Cơ sở khống chế toạ độ, độ cao trong đo vẽ bản đồ địa chính gồm:

- Lưới tọa độ và độ cao Nhà nước các hạng

- Lưới địa chính, lưới độ cao kỹ thuật

- Lưới khống chế đo vẽ, điểm khống chế ảnh (gọi chung là lưới khống chế đo vẽ) Mật độ điểm khống chế tọa độ địa chính là số điểm lưới khống chế được xây dựng trên một đơn vị diện tích để phục vụ đo vẽ bản đồ địa chính theo một tỷ lệ xác

định Ta có thể dễ dàng dự tính được số điểm khống chế khi biết những yếu tố sau:

- Phương pháp đo vẽ bản đồ địa chính

- Tỷ lệ bản đồ địa chính cần thành lập

- Đặc điểm địa hình và địa vật khu đo

Hiện nay hai phương pháp cơ bản để thành lập bản đồ địa chính là phương pháp đo vẽ trực tiếp và phương pháp đo ảnh hàng không Phương pháp toàn đạc là phương pháp cơ bản, không thể thay thế trong điều kiện đo vẽ bản đồ địa chính tỷ lệ lớn khu vực dân cư đông đúc, thửa đất nhỏ, bị che khuất nhiều Bản chất của phương pháp xác định toạ độ những điểm chi tiết bằng máy toàn đạc điện tử Phương pháp này đòi hỏi số lượng điểm khống chế dải đều và dày đặc Tỷ lệ bản đồ càng lớn, vùng đo vẽ càng che khuất thì số lượng điểm càng nhiều [1]

+ Thành lập bản đồ địa chính bằng phương pháp đo vẽ trực tiếp ở thực địa

Để đo vẽ bản đồ tỷ lệ 1:5000 - 1:10000, trên diện tích khoảng 5 km2

có một

điểm từ địa chính trở lên

Để đo vẽ bản đồ tỷ lệ 1:500 - 1:2000, trên diện tích từ 1 đến 1,5 km2 có một

điểm từ địa chính trở lên

Để đo vẽ bản đồ địa chính tỷ lệ 1:200, bản đồ địa chính ở khu công nghiệp,

khu có cấu trúc xây dựng dạng đô thị, khu đất có giá trị kinh tế cao, khu đất ở đô thị

có diện tích các thửa nhỏ, đan xen nhau, trên diện tích trung bình 0,3 km2 (30 ha) có một điểm từ địa chính trở lên

Quy định trên áp dụng cho cả trường hợp có trích đo khu dân cư hoặc trích đo các thửa, các cụm thửa ở tỷ lệ lớn hơn tỷ lệ bản đồ cơ bản của khu vực

Trường hợp đặc biệt, khi đo vẽ lập bản đồ địa chính mà diện tích nhỏ hơn 30 ha

đến trên 5 ha, mật độ từ điểm địa chính trở lên tối thiểu để phục vụ đo vẽ là 2 điểm [1]

Sơ đồ phát triển lưới địa chính

Lưới toạ độ nhà nước hiện nay đã được thống nhất xây dựng trên toàn quốc, lưới toạ độ hạng III và IV nhà nước đã được xây dựng đảm bảo mật độ cũng như độ chính xác phục vụ công tác thành lập bản đồ địa chính ở những khu vực nông thôn,

đất nông nghiệp, lâm nghiệp… Tuy nhiên, tại những khu vực thành phố và thị xã thì

mạng lưới này không đáp ứng được nhu cầu do bị mất mát và hư hỏng nhiều

Phương pháp cơ bản để 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 địa chính cơ sở đạt độ chính xác tiêu chuẩn hạng III và mật độ đạt tương đương hạng IV nhà nước.Để tăng dày mật độ điểm khống chế tọa độ ta chêm dày thêm vào lưới địa chính cơ sở lưới toạ độ địa chính cấp 1, 2 và tiếp sau đó chêm dày các cấp lưới thấp hơn [1]

Yêu cầu độ chính xác lưới toạ độ địa chính

Lưới toạ độ địa chính được thành lập nhằm mục đích phục vụ đo vẽ bản đồ địa chính, tính thống nhất về độ chính xác là yếu tố cơ bản quan trọng nhằm đảm bảo cho bản đồ địa chính được thành lập ở những vùng khác nhau vẫn đồng đều về chất lượng, đặc biệt là đảm bảo độ chính xác yếu tố cần thiết thể hiện trên bản đồ

Lưới địa chính được xây dựng bằng phương pháp đường chuyền hoặc bằng

công nghệ GPS theo đồ hình lưới tam giác dày đặc, đồ hình chuỗi tam giác, tứ giác

để làm cơ sở phát triển lưới khống chế đo vẽ [1]

1.1.2 Những đặc điểm thành lâp Hệ thống lưới khống chế khu vực huyện Tam Nông, tỉnh Phú Thọ

Mật độ điểm được ưu tiên thiết kế dày hơn tại các khu vực dân cư và thưa tại

các vùng đồi núi Đồ hình lưới tạo thành từng cặp điểm thông hướng nhau, cơ sở để phát triển lưới là các điểm địa chính cơ sở (GPS) được thành lập năm 1995 đã có

trong khu đo và gần khu đo

Việc thiết kế lưới đo theo công nghệ GPS liên quan đến vấn đề chọn điểm địa

chính ngoài thực địa, ngoài một số yếu tố về mật độ điểm, về kết cấu hình học của

mạng lưới, các điểm GPS cần phải đảm bảo yêu cầu riêng mang đặc thù của công nghệ GPS [21]

1.2 Tổng quan về công nghệ GPS

1.2.1 Lịch sử hình thành

Từ những năm 60 của thế kỷ XX, Cơ quan Hàng không và Vũ trụ (NASA) cùng với Quân đội Hoa Kỳ đã tiến hành chương trình nghiên cứu, phát triển hệ

thống dẫn đường và định vị chính xác bằng vệ tinh nhân tạo Hệ thống định vị dẫn

đường bằng vệ tinh thế hệ đầu tiên là hệ thống TRANSIT Hệ thống này có 6 vệ

tinh, hoạt động theo nguyên lý Doppler Hệ thống TRANSIT được sử dụng trong

thương mại vào năm 1967 Một thời gian ngắn sau đó TRANSIT bắt đầu ứng dụng

trong trắc địa Việc thiết lập mạng lưới điểm định vị khống chế toàn cầu là những

ứng dụng sớm nhất của hệ thống TRANSIT

Định vị bằng hệ thống TRANSIT cần thời gian quan trắc rất lâu mà độ chính xác

chỉ đạt cỡ 1m Do vậy, trong công tác trắc địa - bản đồ hệ thống TRANSIT chỉ phù hợp

với công tác xây dựng các mạng lưới khống chế cạnh dài Nó không thỏa mãn được

các ứng dụng đo đạc thông dụng như đo đạc bản đồ, các công trình dân dụng

Tiếp sau thành công bước đầu của hệ thống TRANSIT, hệ thống định vị vệ

tinh thế hệ thứ hai ra đời có tên là NAVSTAR-GPS (Navigtion Satellite Timing

And Ranging – Global Positioning System) gọi tắt là GPS Hệ thống này bao gồm

24 vệ tinh phát tín hiệu, bay quanh Trái đất theo những quỹ đạo xác định Độ chính

xác định vị bằng hệ thống này được nâng cao một cách đáng kể so với TRANSIT và

nhược điểm về thời gian quan trắc đã được khắc phục

Một năm sau khi phóng vệ tinh thử nghiệm NTS-2 (Navigation Technology

Sattellite 2), giai đoạn thử nghiệm vận hành hệ thống GPS bắt đầu với việc phóng

vệ tinh GPS khối I Từ năm 1978 đến 1985 có 11 vệ tinh khối I đã được phóng lên

quỹ đạo Hiện nay hầu hết số vệ tinh thuộc khối I đã hết hạn sử dụng Việc phóng

vệ tinh thế hệ thứ II (khối II) bắt đầu vào năm 1989 Sau giai đoạn này, 24 vệ tinh

đã được triển khai trên 6 quỹ đạo nghiêng 55o

so với mặt phẳng xích đạo trái đất với chu kỳ 12 giờ 58 phút, ở độ cao xấp xỉ 12.600 dặm (20.200 km) Loại vệ tinh bổ

sung thế hệ III (khối IIR, IIR-M và II-F) được thiết kế thay cho những vệ tinh khối

II, cho đến nay đã có 32 vệ tinh của hệ thống GPS hoạt động trên quỹ đạo [17]

Gần như đồng thời với hệ thống GPS của Mỹ, Nga cũng phát triển một hệ thống tương tự với tên gọi GLONASS (nhưng không thương mại hóa rộng rãi)

Hiện nay Liên minh Châu Âu đang phát triển hệ dẫn đường vệ tinh của mình mang

tên GALILEO, hiện đã có một số vệ tinh đã được đưa lên quỹ đạo và hệ thống dự

kiến được đưa vào sử dụng năm 2014 Trung Quốc thì phát triển hệ thống định vị toàn cầu của mình mang tên BEIDOU (Bắc Đẩu) bao gồm 35 vệ tinh Ngoài ra còn

một số hệ thống định vị vệ tinh khác được sử dụng ở một số nơi trên thế giới [17]

Những ứng dụng sớm nhất của công nghệ GPS trong trắc địa là đo đạc các

mạng lưới trắc địa mặt bằng, năm 1983 người ta đã xây dựng mạng lưới trắc địa ở Elfel (CHLB Đức), tiếp theo đó nhiều mạng lưới khác cũng được xây dựng ở

Montgomery County, Pennsylvania (Mỹ), Ở Việt Nam, ngay từ những năm

1991-1992 chúng ta cũng đã sử dụng công nghệ GPS để xây dựng một số mạng lưới tọa

độ nhà nước hạng II ở những vùng khó khăn chưa có lưới khống chế (Minh Hải,

Tây Nguyên, ) Sử dụng GPS để xây dựng lưới trắc địa biển, kết nối đất liền với

các hải đảo trong một hệ thống tọa độ chung Trong những năm 1995-1997 chúng ta

đã xây dựng mạng lưới GPS cấp “0”, trên cơ sở đó thành lập hệ quy chiếu Quốc gia

mới (VN-2000) cũng như việc lập lưới khống chế hạng III phủ trùm lãnh thổ (gần

30.000 điểm) [17]

Hiện nay, hệ thống GPS vẫn đang phát triển và ngày càng hoàn thiện về phần cứng (thiết bị đo) và phần mềm (chương trình xử lý số liệu), đươc ứng dụng rộng rãi vào mọi dạng công tác trắc địa bản đồ, trắc địa công trình dân dụng và các công tác định vị khác theo chiều hướng ngày càng đơn giản, hiệu quả

1.2.2 Cấu trúc hệ thống GPS

GPS gồm 3 đoạn: đoạn không gian, đoạn điều khiển và đoạn người sử dụng

Hình 1.1 Cấu trúc của hệ thống GPS [27]

Đoạn không gian (Space Segment)

Đoạn không gian gồm tối thiểu 24 vệ tinh bay trên 6 mặt phẳng quỹ đạo cách đều nhau và có góc nghiêng 55o so với mặt phẳng xích đạo của Trái đất Quỹ đạo của vệ tinh gần như hình tròn, vệ tinh bay ở độ cao xấp xỉ 20200 km so với mặt đất, bán kính quỹ đạo 26.600 km Vệ tinh GPS chuyển động trên quỹ đạo với chu kỳ là

718 phút, mỗi một quỹ đạo có ít nhất 4 vệ tinh Do đó, ở bất kỳ thời gian nào và ở bất kỳ vị trí quan trắc nào trên Trái đất trong điều kiện địa hình thông thoáng cũng

có thể quan trắc được ít nhất 4 vệ tinh GPS - điều kiện tối thiểu để có thể định vị

được trong không gian 3 chiều [18]

Hình 1.2 Sơ đồ quỹ đạo và vệ tinh của hệ thống GPS [27]

Đoạn điều khiển (Control Segment)

Đoạn này gồm 5 trạm quan sát trên mặt đất, trong đó có một trạm điều khiển

trung tâm đặt tại Colorado Springs (Mỹ) và 4 trạm theo dõi đặt tại Hawaii (Thái

Bình Dương), Ascension Island (Đại Tây Dương), Diego Garcia (Ấn Độ Dương) và

Kwajalein (Đông Thái Bình Dương) Các trạm này tạo thành một vành đai bao

quanh Trái đất

Các trạm điều khiển theo dõi liên tục tất cả các vệ tinh có thể quan sát được

Các số liệu quan sát được ở các trạm này được chuyển về trạm điều khiển trung tâm

(MCS - master control station), tại đây việc tính toán số liệu chung được thực hiện

và cuối cùng các thông tin đạo hàng cập nhật được chuyển lên các vệ tinh, để sau đó

từ vệ tinh chuyển đến các máy thu của người sử dụng [18]

Như vậy, vai trò của đoạn điều khiển rất quan trọng vì nó không chỉ theo dõi

các vệ tinh mà còn liên tục cập nhật để chính xác hoá các thông tin đạo hàng, bảo

đảm độ chính xác cho công tác định vị bằng hệ thống GPS

Hình 1.3 Mạng lưới các trạm điều khiển của hệ thống GPS từ sau năm 2005 [27]

Từ tháng 8 năm 2005, 6 trạm điều khiển của cơ quan tình báo địa không gian

Mỹ (NGA: National Geospatial-Intelligence Agency) đã được thêm vào phần điều khiển của GPS, nâng tổng số trạm điều khiển lên thành 11 (hình 1.3) Với số lượng trạm điều khiển như vậy, mỗi vệ tinh luôn luôn có thể nhìn được thấy ít nhất từ 2 trạm điều khiển và kết quả xác định vị trí của vệ tinh sẽ được chính xác hơn Trong thời gian tới, sẽ có thêm 5 trạm điều khiển nữa của NGA được bổ sung và khi đó mỗi vệ tinh luôn luôn có thể nhìn được tối thiểu 3 trạm điều khiển [18]

Đoạn sử dụng (User Segment)

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

tinh để khai thác sử dụng cho các mục đích và yêu cầu khác nhau của khách hàng,

kể cả ở trên không, trên biển và trên đất liền

Đoạn sử dụng bao gồm các thành phần sau:

- Phần cứng: thu tín hiệu và thực hiện đo đạc

- Phần mềm: các thuật toán định vị, giao diện người sử dụng,

- Các thao tác, thủ tục

Các thiết bị của phần sử dụng rất đa dạng bởi chúng phục vụ cho rất nhiều ứng dụng khác nhau của GPS Các thiết bị này thường được phân loại theo loại trị đo mà chúng có thể thực hiện được, đó là:

+ Các máy thu GPS để định vị trong các mục đích dân sự, chúng sử dụng phương pháp đo mã C/A-code ở tần số L1

+ Các máy thu GPS để định vị trong các mục đích quân sự, chúng sử dụng phương pháp đo mã C/A-code và P-code ở cả 2 tần số L1 và L2

+ Các máy đo pha một tần số (L1);

+ Các máy đo pha 2 tần số L1 và L2

Trong số 4 loại máy trên thì 2 loại sau được sử dụng trong đo đạc địa chính vì chúng cho độ chính xác rất cao, tới vài millimét

Các thiết bị sử dụng

Máy đo lưới địa chính theo công nghệ GPS là máy thu tín hiệu vệ tinh 1 hoặc

2 tần số (Trimble Navigation 4000SE, 4000SSE, 4600LS, 4800LS hoặc máy 9600 của hăng South Trung Quốc; máy X20, X90 của hăng Huace Trung Quốc và các loại máy có độ chính xác tương đương khác) Máy đo lưới kinh vĩ, đo chi tiết bản

đồ địa chính là máy toàn đạc điện tử TS02 của hãng Leica Thụy sỹ …

Hình 1.4 Máy thu GPS [28]

Hình 1.5 Máy toàn đạc điện tử [28]

1.2.3 Tín hiệu GPS

Tín hiệu phát ra từ vệ tinh bao gồm 3 thành phần cơ bản sau:

- 2 sóng tải (hay sóng mang - carrier wave) trong dải tần số L (L band) là L1

và L2

- Mã giả ngẫu nhiên sử dụng để đo khoảng cách, bao gồm C/A-code và P-code (hay Y-code)

- Thông báo định vị (navigation message)

Mỗi vệ tinh GPS có 1 đồng hồ nguyên tử rất chính xác Các đồng hồ này xung

nhịp với tần số f0 = 10 23 MHz là tần số cơ bản để tạo ra tín hiệu phát đi từ vệ tinh Các sóng tải có nhiệm vụ chuyển tải mã đo khoảng cách và các thông báo định

vị Vệ tinh GPS phát ra sóng tải ở 2 tần số ký hiệu là L1 và L2, các tần số này được tính từ tần số cơ bản như sau:

Mhz42.1575

154 0

Mhz60.1227

1

L L

- C/A-code (viết tắt của từ "clear/access code" hay "coarse/acquisition code"),

được phát đi ở tần số 1.023MHz và có chu kỳ lặp lại là 1ms (cứ 1ms th́ mă

C/A-code lại lặp lại) Chỉ có sóng tải L1 là được điều biến bởi C/A-C/A-code, tức là mã này chỉ có trong sóng L1

- P-code (viết tắt của từ "private code" hay "precise code"), được phát đi ở tần

số 10.23MHz và có chu kỳ lặp lại là 266.4 ngày Số 266.4 ngày này được chia thành các khoảng 7 ngày (1 tuần) và mỗi khoảng được gán với 1 vệ tinh Như vậy, P-code của mỗi vệ tinh sẽ lặp lại sau 1 tuần P-code được truyền bởi cả 2 sóng tải là L1 và L2 Khi chế độ A/S (Anti Spoofing) được bật thì P-code được mã hóa thành Y-code

và người dùng dân sự không sử dụng được

- Các thông báo định vị (Navigation message) chứa các thông tin dự báo về: + Lịch vệ tinh

+ Các hệ số của mô hình dùng để hiệu chỉnh sai lệch đồng hồ của vệ tinh + Trạng thái (hay sức khỏe) của vệ tinh (đang hoạt động, ngừng hoạt động, sửa chữa, )

+ Các thông số của mô hình mô tả ảnh hưởng của tầng điện ly

Các thông tin dự báo trên được các trạm điều khiển cung cấp lên vệ tinh rồi truyền xuống các máy thu của người sử dụng trong các thông báo định vị Các thông báo định vị được phát đi từng bít một (0 hay 1) cứ sau 20 chu kỳ lặp lại của

mã C/A-code Toàn bộ một thông báo định vị dài 1500bit và để truyền tải một thông báo như vậy cần 30s

Hình 1.6 Cấu trúc tín hiệu GPS [27]

1.2.4 Các trị đo GPS

Việc định vị bằng GPS thực hiện trên cơ sở sử dụng hai dạng đại lượng đo cơ bản, đó là đo khoảng cách giả theo các code tựa ngẫu nhiên (C/A-code và P-code)

và đo pha của sóng tải L1, L2và tổ hợp L1/L2

Đo khoảng cách giả theo C/A-code và P-code

Code tựa ngẫu nhiên được phát đi từ vệ tinh cùng với sóng tải Máy thu GPS cũng tạo ra code tựa ngẫu nhiên đúng như vậy Bằng cách so sánh code thu từ vệ tinh và code của chính máy thu tạo ra có thể xác định được khoảng thời gian lan truyền của tín hiệu code, từ đó dễ dàng xác định được khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu (đến tâm anten của máy thu) Do có sự không đồng bộ giữa đồng hồ của vệ tinh và máy thu, do có ảnh hưởng của môi trường lan truyền tín hiệu nên khoảng cách tính theo khoảng thời gian đo được không phải là khoảng cách thực giữa vệ tinh và máy thu, đó là khoảng cách giả

Nếu ký hiệu tọa độ của vệ tinh là xs, ys, zs; tọa độ của điểm xét (máythu) là x,y,z; thời gian lan truyền tín hiệu từ vệ tinh đến điểm xét là t, sai số không đồng bộ giữa đồng hồ trên vệ tinh và trong máy thu là ∆t, khoảng cách giả đo được là R, ta

có phương trình:

)()(

)(x S −x + y S −y + z S −z + c∆t(1.1) Trong đó, c là tốc độ lan truyền tín hiệu

Trong trường hợp sử dụng C/A-code, theo dự tính của các nhà thiết kế hệ thống GPS, kỹ thuật đo khoảng thời gian lan truyền tín hiệu chỉ có thể đảm bảo độ chính xác đo khoảng cách tương ứng khoảng 30m Nếu tính đến ảnh hưởng của điều kiện lan truyền tín hiệu, sai số đo khoảng cách theo C/A code sẽ ở mức 100m là mức có thể chấp nhận được để cho khách hàng dân sự được khai thác Song kỹ thuật xử lý tín hiệu code này đã được phát triển đến mức có thể đảm bảo độ chính xác đo khoảng cách khoảng 3m, tức là hầu như không thua kém so với trường hợp

sử dụng P-code vốn không dành cho khách hàng đại trà Chính vì lý do này mà trước đây Chính phủ Mỹ đã đưa ra giải pháp SA để hạn chế khả năng thực tế của C/A code Nhưng ngày nay do kỹ thuật đo GPS có thể khắc phục được nhiễu SA, Chính phủ Mỹ đã tuyên bố bỏ nhiễu SA trong trị đo GPS từ tháng 5 năm 2000 [24]

Đo pha sóng tải

Các sóng tải L1, L2 được sử dụng cho việc định vị với độ chính xác cao Với mục đích này người ta tiến hành đo hiệu số giữa pha của sóng tải do máy thu nhận

được từ vệ tinh và pha của tín hiệu do chính máy thu tạo ra.Hiệu số pha do máy thu

đo được ta ký hiệu là Φ(0<Φ<2π)

Khi đó ta có thể viết:

Φ = (R-Nλ+c∆t)(1.2)

Trong đó:

R là khoảng cách giữa vệ tinh và máy thu

λ là bước sóng của sóng tải

N là số nguyên lần bước sóng λ chứa trong R, N còn được gọi là số nguyên đa trị, thường không biết trước mà cần phải xác định trong thời gian đo

∆t là sai số đồng bộ giữa đồng hồ của vệ tinh và máy thu

Trong trường hợp đo pha theo sóng tải L1 có thể xác định khoảng cách giữa

vệ tinh và máy thu với độ chính xác cỡ cm, thậm chí nhỏ hơn Sóng tải L2 cho độ chính xác thấp hơn, nhưng tác dụng của nó là cùng với L1 tạo ra khả năng làm giảm

đáng kể tầng điện ly và việc xác định số nguyên đa trị được đơn giản hơn

Hình 1.7 Kỹ thuật giải đa trị tại các máy thu [27]

1.2.5 Nguyên lý định vị GPS

Định vị tuyệt đối (point positioning)[24]

Đây là trường hợp sử dụng máy thu GPS để xác định ngay tọa độ của điểm

quan sát trong hệ tọa độ WGS-84 đó có thể là các thành phần tọa độ vuông góc không gian (X,Y,Z) hoặc các thành phần tọa độ trắc địa mặt cầu (B,L,H) Hệ thống tọa độ WGS-84 là hệ thống tọa độ cơ sở của GPS, tọa độ của vệ tinh và điểm quan sát đều lấy theo hệ thống tọa độ này.Việc đo GPS tuyệt đối được thực hiện trên cơ

sở sử dụng đại lượng đo là khoảng cách giả từ vệ tinh đến máy thu theo nguyên tắc giao hội cạnh không gian từ các điểm đã biết tọa độ là các vệ tinh Nếu biết chính xác khoảng thời gian lan truyền tín hiệu code tựa ngẫu nhiên từ vệ tinh đến máy thu, ta sẽ tính được khoảng cách chính xác giữa vệ tinh và máy thu Khi đó 3 khoảng cách được xác định đồng thời từ 3 vệ tinh đến máy thu sẽ cho ta vị trí không gian đơn trị của máy thu Song trên thực tế cả đồng hồ trên vệ tinh và

đồng hồ trong máy thu đều có sai số, nên khoảng cách đo được không phải là

khoảng cách chính xác Kết quả là chúng không thể cắt nhau tại một điểm, nghĩa là không thể xác định được vị trí của máy thu Để khắc phục tình trạng này cần sử dụng thêm một đại lượng đo nữa, đó là khoảng cách từ vệ tinh thứ 4, ta có hệ phương trình:

(XS1- X)2+(YS1- Y) 2+(Z S1- Z) 2= (R1-c∆t) 2

(XS2- X)2+(YS2- Y) 2+(Z S2- Z) 2= (R2-c∆t) 2

(XS3- X)2+(YS3- Y) 2+(Z S3- Z) 2= (R3-c∆t) 2(1.3)

(XS4- X)2+(YS4- Y) 2+(Z S4- Z) 2= (R4-c∆t) 2

Với khoảng cách giả đo đồng thời từ 4 vệ tinh đến máy thu chúng ta sẽ lập

được hệ phương trình dạng (1.3) với 4 ẩn số (X, Y, Z, ∆t) Giải hệ phương trình trên

chúng ta tìm được tọa độ tuyệt đối của máy thu và số hiệu chỉnh đồng hồ của máy thu Trên thực tế với hệ thống vệ tinh hoạt động đầy đủ như hiện nay, số lượng vệ tinh mà các máy thu quan sát được thường từ 6-8 vệ tinh, khi đó số lượng phương trình sẽ lớn 4 và nghiệm của phương trình sẽ tìm theo nguyên lý số bình phương nhỏ nhất

Hình 1.8 Kỹ thuật định vị tương đối [27]

Định vị tương đối (Relative Positioning)[24]

Đo GPS tương đối là trường hợp sử dụng hai máy thu GPS đặt ở hai điểm

quan sát khác nhau để xác định ra hiệu tọa độ vuông góc không gian (∆X, ∆Y,

∆Z) hay hiệu tọa độ trắc địa mặt cầu (∆B, ∆L, ∆H) giữa chúng trong hệ tọa

độ WGS-84 Nguyên tắc đo GPS tương đối được thực hiện trên cơ sở sử dụng đại

lượng đo là pha của sóng tải Để đạt được độ chính xác cao và rất cao cho kết quả xác định hiệu tọa độ giữa hai điểm xét, người ta đã tạo ra và sử dụng các phân sai khác nhau cho pha sóng tải nhằm làm giảm ảnh hưởng đến các nguồn sai số khác nhau như: Sai số của đồng hồ vệ tinh cũng như của máy thu, sai số tọa độ vệ tinh, sai số số nguyên đa trị,

Ta ký hiệu Φrj(ti) là hiệu pha của sóng tải từ vệ tinh j đo được tại trạm r vào thời điểm ti, khi đó nếu hai trạm đo 1 và 2 ta quan sát đồng thời vệ tinh j vào thời

điểm ti, ta sẽ có phân sai bậc một được biểu diễn như sau:

∆1Φj(ti)= Φ2j(ti)- Φ1j(ti)(1.4)

Trong phân sai này hầu như không còn ảnh hưởng của sai số đồng hồ vệ tinh Nếu hai trạm cùng tiến hành quan sát đồng thời hai vệ tinh j và k vào thời điểm ti, ta

có phân sai bậc hai:

∆2Φj,k(ti)= ∆Φk(ti)- ∆1Φj(ti) (1.5)

Qua công thức này ta thấy không còn ảnh hưởng của sai số đồng hồ vệ tinh và máy thu Nếu xét hai trạm cùng tiến hành quan sát đồng thời hai vệ tinh j và vào thời điểm ti và ti+1, ta sẽ có phân sai bậc ba:

∆3Φj,k= ∆2Φj,k(ti+1)- ∆2Φj,k (ti)(1.6)

Phân sai này cho phép loại trừ sai số số nguyên đa trị

Hiện nay hệ thống GPS có khoảng 32 vệ tinh hoạt động Do vậy, tại mỗi thời

điểm ta có thể quan sát được số vệ tinh nhiều hơn 4 Bằng cách tổng hợp theo từng

cặp vệ tinh sẽ có rất nhiều trị đo, mặt khác thời gian thu tín hiệu trong đo tương đối thường khá dài vì vậy số lượng trị đo để xác định ra hiệu tọa độ giữa hai điểm là rất lớn, khi đó bài toán sẽ giải theo phương pháp số bình phương nhỏ nhất

Hình 1.9 Kỹ thuật định vị tương đối [27]

- Phương pháp đo tĩnh: Phương pháp đo tĩnh được sử dụng để xác định hiệu tọa độ (hay vị trí tương hỗ) giữa hai điểm xét với độ chính xác cao, nhằm đáp ứng yêu cầu của công tác Trắc địa địa hình Trong trường hợp này cần có hai máy thu, một máy đặt ở điểm đã biết tọa độ còn máy kia đặt tại điểm cần xác định Cả hai máy thu đồng thời thu tín hiệu từ một số vệ tinh chung trong một khoảng thời gian nhất định, thường từ một đến hai ba giờ đồng hồ Số vệ tinh tối thiểu cho hai trạm quan sát là 4 Khoảng thời gian quan sát kéo dài là để cho đồ hình phân bố vệ

tinh thay đổi từ đó ta có thể xác định được số nguyên đa trị của sóng tải

và đồng thời là để có nhiều trị đo nhằm đạt độ chính xác cao và ổn định kết quả quan sát Đây là phương pháp đạt được độ chính xác cao nhất trong việc

định vị tương đối bằng GPS, có thể cỡ centimet, thậm chí làmilimet ở khoảng

cách giữa hai điểm xét tới hàng chục và hàng trăm kilomet Nhược điểm của phương pháp là thời gian đo phải kéo dài hàng giờ, do vậy năng xuất

đo thường không cao

- Phương pháp đo động: Phương pháp đo động cho phép xác định vị trí tương đối của hàng loạt điểm so với điểm đã biết Phương pháp này cần có ít nhất hai máy thu để xác định số nguyên đa trị của tín hiệu vệ tinh, cần phải có một cạnh đáy đã biết được gối lên điểm đã có tọa độ Sau khi đã xác định số nguyên đa trị được giữ nguyên để tính khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu cho các điểm đi tiếp sau trong suốt cả chu kỳ đo Nhờ vậy, thời gian thu tín hiệu tại điểm đo không phải là một giờ đồng hồ như trong phương pháp đo tĩnh nữa mà chỉ còn một phút trong phương pháp này

cố định và máy di động Nó được máy cố định phát đi qua sóng vô tuyến để máy

di động thu nhận mà hiệu chỉnh cho kết quả xác định tọa độ của mình

1.2.6 Các nguồn sai số

Sai số của đồng hồ [18]

Sai số đồng hồ gồm đồng hồ trên vệ tinh, đồng hồ trong máy thu và sự không

đồng bộ giữa chúng gây ra sai số của đồng hồ trong kết quả đo GPS Đặc biệt là

trong định vị tuyệt đối sai số này có giá trị tương đối lớn 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 trong khoảng 20 nano giây Còn các máy thu GPS được trang bị

đồng hồ thạch anh chất lượng cao (1 phần 104) 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 30m, nếu đồng hồ nguyên tử sai 10-7s thì khoảng cách sai 3m Với ảnh hưởng như trên, người ta đã sử dụng nguyên tắc định vị tương đối để loại trừ ảnh hưởng của sai số đồng hồ

Sai số quỹ đạo vệ tinh [18]

Chúng ta đã biết vệ tinh chuyển động trên quỹ đạo xung quanh trái đất chịu nhiều sự tác động như ảnh hưởng của sự thay đổi trọng trường trái đất, ảnh hưởng của sức hút mặt Trăng, mặt Trời, Các ảnh hưởng trên sẽ tác động tới quỹ đạo của

vệ tinh, khi đó vệ tinh sẽ không chuyển động hoàn toàn tuân theo đúng 3 định luật Kepler Sai số quỹ đạo vệ tinh ảnh hưởng gần như trọn vẹn đến kết quả định vị tuyệt 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 cứ vào lịch vệ tinh Tùy thuộc vào mức độ chính xác của thông tin, lịch vệ tinh được chia làm 3 loại là:

- Lịch vệ tinh dự báo (Almanac): Phục vụ cho lập lịch và xác định quang cảnh nhìn thấy của vệ tinh tại thời điểm quan sát, lịch vệ tinh này có sai số khoảng vài km

- Lịch vệ tinh quảng bá (Broadcast ephemeris): Được tạo lập dựa trên 5 trạm quan sát thuộc đoạn điều khiển của hệ thống GPS, hiện nay khi chế độ nhiễu SA đã

được bỏ thì lịch vệ tinh quảng bá có sai số khoảng từ 2-5 m

- Lịch vệ tinh chính xác: Được lập dựa trên cơ sở các số liệu quan trắc trong mạng lưới giám sát và được tính toán nhờ một số tổ chức khoa học, loại lịch này cho sai số nhỏ hơn 0.5m

Ảnh hưởng điều kiện khí tượng [18]

Tín hiệu vệ tinh đến máy thu đi qua một quãng đường lớn hơn 20.000km, trong đó có tầng điện ly từ độ cao 50km tới độ cao 500km và tầng đối lưu từ độ cao 50km đến mặt đất Khi tín hiệu đi qua các tầng này có thể bị thay đổi

(tán xạ) phụ thuộc vào mật độ điện tử tự do trong tầng điện ly và tình trạng hơi nước, nhiệt độ và các bụi khí quyển 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 khoảng 12m, còn ảnh hưởng của tầng đối lưu có thể gây sai số khoảng 3m Các vệ tinh GPS phát tín hiệu ở tần số cao (sóng cực ngắn) do đó

ảnh hưởng của tầng điện ly đã được giảm nhiều, tuy vậy cần lưu ý tới đặc tính của

sóng cực ngắn là truyền thẳng và dễ bị che chắn Ảnh hưởng của tầng điện ly tỷ lệ với bình phương tần số, vì thế khi sử dụng máy thu 2 tần sẽ khắc phục được ảnh hưởng này

Tuy vậy, ở khoảng cách ngắn (<10km) tín hiệu tới 2 máy coi như đi trong cùng môi trường, sai số sẽ được loại trừ trong các công thức tính hiệu tọa độ, do vậy

ta nên sử dụng máy một tần, trong khi đó nếu sử dụng máy 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 tín hiệu vệ tinh có góc cao trên 15o(hoặc trên 10o)

Hiện nay người ta đang sử dụng một số mô hình khí quyển, trong đó có mô hình của Hopfield được dùng rộng rãi

Sai số do nhiễu tín hiệu [18]

Ăng ten của máy thu không chỉ thu tín hiệu đi thẳng từ vệ tinh tới mà còn

nhận cả các tín hiệu phản xạ từ mặt đất và môi trường xung quanh Sai số này gọi là sai số do nhiễu tín hiệu Tín hiệu vệ tinh tới máy thu có thể bị nhiễu do một số nguyên nhân sau:

- Tín hiệu bị phản xạ từ các vật (kim loại, bê tông) gần máy thu

- Tín hiệu bị nhiễu do ảnh hưởng của các tín hiệu sóng điện từ khác

- Máy thu GPS đặt gần các đường dây tải điện cao áp

- Tín hiệu bị gián đoạn do các vật che chắn tín hiệu

Để khắc phục sai số nhiễu tín hiệu, khi thiết kế điểm đo cần bố trí xa các trạm

phát sóng, các đường dây cao thế, không bố trí máy thu dưới các rặng cây

Sai số do người đo [18]

Người đo có thể phạm các sai lầm như: trong đo chiều cao anten, dọi

điểm định tâm không tốt, đôi khi ghi nhầm chế độ đo cao anten Để tránh các sai số

này thì người đo GPS cần thận trọng trong định tâm và đo chiều cao anten Cần chú

ý là sai số do đo chiều cao anten không những ảnh hưởng tới độ cao của điểm đo

mà còn ảnh hưởng tới vị trí mặt bằng Trong khi thu tín hiệu không nên đứng vây

quanh máy thu, không che ô cho máy

1.2.7 Những kỹ thuật đo GPS

Đo GPS tuyệt đối [16]

Là phương pháp xác định tọa độ của các điểm đặt máy thu tín hiệu vệ tinh

trong hệ tọa độ toàn cầu WGS-84 Phương pháp định vị này là việc tính tọa độ của

các điểm nhờ việc giải bài toán giao hội cạnh trong không gian dựa trên cơ sở

khoảng cách đo được từ các vệ tinh đến máy thu và tọa độ của các vệ tinh tại thời

điểm đo Do nhiều nguồn sai số nên độ chính xác định vị thấp (sai số khoảng

5-15m), không dùng được cho việc đo đạc chính xác, dùng chủ yếu cho việc dẫn

đường và mục đích đo đạc có độ chính xác không cao Phương pháp này chỉ sử

dụng 1 máy thu tín hiệu vệ tinh

Đo GPS tương đối [16]

Thực chất của phương pháp đo này là xác định hiệu tọa độ không gian của 2

điểm đo đồng thời đặt trên 2 đầu của cạnh đáy (Baseline) cần đo Loại trị đo được

sử dụng là pha của sóng tải Độ chính xác của phương pháp rất cao do loại trừ được

nhiều nguồn sai số nên được sử dụng trong đo đạc xây dựng lưới khống chế trắc địa

và thành lập bản đồ tỷ lệ lớn Do bản chất của phương pháp nên cần tối thiểu 2 máy

thu vệ tinh trong 1 thời điểm đo Tùy thuộc vào quan hệ của các trạm đo trong thời

gian đo mà người ta chia thành 4 dạng đo tương đối, đó là: đo tĩnh (Static), đo tĩnh

nhanh (Fast- Static), đo động (Kinematic) và đo giả động (Pseudo Kinematic) Tùy từng mạng lưới mà sử dụng phương pháp đo thích hợp

1.Phương pháp đo tĩnh (Static)

Phương pháp này được sử dụng để xác định hiệu toạ độ (hay vị trí tương hỗ)

giữa hai điểm xét với độ chính xác cao, thường sử dụng để đo lưới toàn cầu (IGS),

lưới khống chế khu vực, lưới khống chế tọa độ nhà nước các cấp, lưới chuyên dụng phục vụ nghiên cứu địa động

Phương pháp này cần có hai máy thu, một máy đặt ở điểm đã biết toạ độ, còn máy còn lại đặt ở điểm cần xác định Cả hai máy thu GPS phải được đặt cố định và

đồng thời thu tín hiệu từ một số vệ tinh chung liên tục trong một khoảng thời gian

nhất định, thường là từ một tiếng đến hai ba tiếng đồng hồ Số vệ tinh chung tối thiểu cho cả hai trạm quan sát 4 Khoảng thời gian quan sát phải kéo dài để đủ cho

đồ hình phân bố vệ tinh thay đổi Phương pháp này có thể sử dụng cả hai loại máy

thu 1 tần số và 2 tần số

Đo tĩnh là phương pháp cho phép đạt được độ chính xác cao nhất trong việc định vị tương đối bằng GPS, có thể cỡ centimét, thậm chí milimét cho các cạnh đáy

(baseline) tới hàng chục, thậm chí hàng trăm kilômét Nhược điểm chủ yếu của

phương pháp là thời gian đo rất lâu, phải kéo dài nhiều giờ đồng hồ [16]

2.Phương pháp đo tĩnh nhanh (Fast Static)

Phương pháp đo tĩnh nhanh tương tự như phương pháp đo tĩnh, nhưng thời gian đo ngắn hơn (khoảng 5 đến 10 phút) Thời gian đo được giảm đáng kể so với

đo tĩnh là do giải nhanh được số nguyên chu kỳ

Thời gian đo được giảm xuống nhờ vào việc sử dụng C/A-code (và / hay code) và kỹ thuật Wide-laning để ước tính khoảng cách gần đúng và giảm thiểu miền tìm kiếm số nguyên chu kỳ Cùng với đó, phần mềm xử lý số liệu cũng sử dụng những thuật toán nâng cao để giảm thiểu yêu cầu đối với khoảng thời gian thu tín hiệu [16]

P-Trước đây, chỉ có máy thu 2 tần số mới có thể đo tĩnh nhanh Gần đây, nhiều máy thu 1 tần số (ví dụ như Trimble 4600LS, R3) đã bắt đầu có khả năng sử dụng

kỹ thuật này Tuy nhiên, việc sử dụng máy thu 2 tần số vẫn có ưu thế bởi thời gian

đo ngắn hơn và độ chính xác cao hơn Kỹ thuật đo tĩnh nhanh thích hợp cho các

cạnh đáy ngắn (<15-20km)

3.Phương pháp đo động (Kinematic)

Phương pháp này cho phép xác định vị trí tương đối của hàng loạt điểm so

với điểm đã biết trong đó tại mỗi điểm đo chỉ cần thu tín hiệu trong vòng 5 đến 15 giây tùy thuộc vào tần suất ghi tín hiệu Theo phương pháp này cần có ít nhất hai

máy thu Để xác định số nguyên chu kỳ của tín hiệu vệ tinh cần phải có một cạnh

đáy đã biết, tức là nối với 2 điểm đã biết tọa độ Sau khi đã xác định được số

nguyên chu kỳ thì nó được giữ nguyên để tính khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu cho các điểm đo tiếp sau trong suốt ca đo Nhờ vậy, thời gian thu tín hiệu tại điểm

đo chỉ khoảng vài chục giây, không phải là một tiếng đồng hồ như trong phương

pháp đo tĩnh

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

tiến hành thu liên tục tín hiệu vệ tinh trong suốt chu kỳ đo Máy này được gọi là máy cố định (base station) Ở điểm cuối cạnh đáy ta đặt máy thu thứ hai, cho nó thu

tín hiệu vệ tinh đồng thời với máy cố định trong 20-60 giây Việc làm này gọi là

khởi đo (initialization) Tiếp đó cho máy di động lần lượt chuyển đến các điểm đo

cần xác định, tại mỗi điểm dừng lại để thu tín hiệu trong một vài phút, và cuối cùng quay trở về điểm xuất phát là điểm cuối cạnh đáy để khép tuyến đo bằng lần thu tín

hiệu thứ hai cũng kéo dài trong một phút tại điểm này

Yêu cầu nhất thiết của phương pháp đo động là cả máy cố định và máy di

động phải đồng thời thu tín hiệu liên tục từ ít nhất là 4 vệ tinh chung trong suốt ca

đo Vì vậy, tuyến đo phải bố trí ở khu vực thoáng đãng để không xảy ra tình trạng

tín hiệu thu bị gián đoạn (gọi là trượt chu kỳ - cycle slip) Nếu xảy ra trường hợp

này thì phải tiến hành khởi đo lại tại cạnh đáy xuất phát hoặc sử dụng một cạnh đáy

khác được thiết lập dự phòng trên tuyến đo Cạnh đáy có thể dài từ 2m đến 5km và

có độ chính xác cỡ centimét là đủ Trong phương pháp đo động, có thể dùng các kỹ

thuật đo khác nhau như: đo liên tục (continuous), hoặc “dừng và đi” (Stop and Go)

hoặc đo kiểu đánh dấu sự kiện (Events Markers) Trong đó kỹ thuật đo “dừng và

đi” (Stop and Go) được dùng nhiều trong đo chi tiết để thành lập bản đồ địa hình,

bản đồ địa chính, đo vẽ mặt cắt địa hình, đo bao các khu vực để kiểm kê diện tích

đất sử dụng

Tùy thuộc vào thời điểm xử lý số đo (xử lý ngay tại thực địa hay trong phòng

sau khi đo) mà người ta chia thành 2 dạng [16]:

a Đo GPS động thời gian thực (GPS RTK - Real Time Kinematic GPS)

Cách đo này ngoài các máy thu vệ tinh còn cần thêm hệ thống Radio Link truyền số liệu liên tục từ trạm cố định đến trạm di động và thiết bị xử lý số liệu gọn nhẹ Hệ thống Radio Link bao gồm:

- Radio phát số liệu: Là thiết bị phát truyền số liệu được nối với máy thu vệ tinh trạm tĩnh bằng cáp mềm truyền số liệu và phát số liệu thu vệ tinh tại trạm tĩnh

đến thiết bị thu số liệu tại trạm động

- Radio thu số liệu: có nhiệm vụ nhập số liệu truyền từ trạm phát và truyền vào thiết bị xử lý số liệu tại trạm động tại thực địa

Thiết bị đồng bộ của bộ đo RTK gồm các máy thu phát Radio Link, ví dụ như Trimtalk 450, Trimtalk 450S, Trimtalk 900 của hãng Trimble

Với phương pháp RTK thì tầm hoạt động của máy di động bị hạn chế (chỉ khoảng 5km) Nếu thiết lập thêm 1 trạm thu phát trung gian thì tầm hoạt động của máy đo có thể nâng cao tới 10 km

Ngoài việc đo tọa độ điểm khống chế, đo chi tiết thực địa, phương pháp RTK còn có tính năng cắm điểm có tọa độ thiết kế trước ra thực địa và dẫn đường có độ chính xác cao

b Đo GPS động xử lý sau (Post Processing Kinematic GPS)

Phương pháp này tọa độ của các điểm đo có được sau khi xử lý số liệu trong phòng, do vậy không sử dụng thiết bị truyền số liệu Radio Link Tầm hoạt động của máy di động có thể đạt đến 50km

Với phương pháp này máy thu di động có năng suất lao động cao, rất phù hợp cho việc phát triển lưới khống chế cấp đường chuyền, các điểm khống chế ảnh, đo

vẽ chi tiết bản đồ địa hình và bản đồ địa chính

Phương pháp đo giả động

Phương pháp đo giả động cũng cho phép xác định vị trí tương đối của hàng loạt điểm so với điểm đã biết trong khoảng thời gian đo khá nhanh, nhưng độ chính xác định vị không cao bằng phương pháp đo động Trong phương pháp này không cần làm thủ tục khởi đo, tức là không cần sử dụng cạnh đáy đã biết Máy cố định

cũng phải tiến hành thu tín hiệu vệ tinh liên tục trong suốt chu kỳ đo, còn máy di

động được chuyển đến từng điểm đo, tại mỗi điểm thu tín hiệu trong 5-10 phút

Sau khi đo hết lượt, máy đo động quay trở về điểm xuất phát (điểm đo đầu tiên) và đo lặp lại tại tất cả các điểm theo đúng trình tự trước đó, nhưng phải bảo

đảm sao cho khoảng thời gian dãn cách giữa hai lần đo tại mỗi điểm không ít hơn

một tiếng đồng hồ Chính trong khoảng thời gian này đồ hình phân bố vệ tinh thay

đổi đủ để xác định số nguyên đa trị, còn hai lần đo, mỗi lần kéo dài 5-10 phút và

giãn cách nhau một tiếng đồng hồ có tác dụng tương đương như phép đo tĩnh kéo dài trong một tiếng Yêu cầu nhất thiết trong phương pháp này là phải có được ít nhất 4 vệ tinh chung cho cả hai lần đo tại mỗi điểm quan sát [17]

Điều đáng chú ý là máy di động không nhất thiết phải thu tín hiệu vệ tinh liên

tục trong suốt chu kỳ đo mà chỉ cần thu trong vòng 5-10 phút tại mỗi điểm đo, nghĩa là có thể tắt máy trong lúc di chuyển từ điểm nọ sang điểm kia Điều này cho phép áp dụng phương pháp cả ở khu vực có nhiều vật che khuất Về mặt thiết kế, tổ chức đo thì chỉ nên bố trí khu vực đo tương đối nhỏ với số lượng điểm vừa phải để

có thể kịp đo lặp tại mỗi điểm sau một tiếng đồng hồ và bảo đảm số lượng vệ tinh chung cho cả hai lần đo phải có được ít nhất 4 vệ tinh

Đo GPS cải chính phân sai (DGPS - Differential GPS)

Là phương pháp đo GPS sử dụng kỹ thuật định vị tuyệt đối sử dụng trị đo code có độ chính xác đo tọa độ 0.5 m – 3m Nội dung của phương pháp đo là dùng

2 trạm đo trong đó 1 trạm gốc (Base station) có tọa độ biết trước và 1 trạm đo tại các điểm cần đo tọa độ (Rover station) Trên cơ sở độ lệch về tọa độ đo so với tọa

độ thực tại trạm gốc để hiệu chỉnh vào kết quả đo tại các trạm động theo nguyên tắc đồng ảnh hưởng Yêu cầu quan trọng khi đo phân sai là trạm tĩnh hay trạm động

phải thu tín hiệu đồng thời, cùng số vệ tinh Có hai phương pháp cải chính phân sai:

- Cải chính vào cạnh: Sử dụng cạnh tính theo trị đo mã của trạm tĩnh tới từng

vệ tinh và tìm độ lệch so với khoảng cách thực của nó trên cơ sở tọa độ điểm gốc Các độ lệch này được dùng để cải chính cho chiều dài cạnh từ điểm cần định vị đến các vệ tinh tương ứng trước khi đưa cạnh vào tính tọa độ cho trạm động

- Cải chính vào tọa độ: Cũng tương tự với việc cải chính vào cạnh như trên, ở

đây sẽ xác định được độ lệch về tọa độ giữa tọa độ tính được của trạm tĩnh và tọa độ

thực của nó do ảnh hưởng của các nguồn sai số Các độ lệch đó được cải chính

tương ứng vào tọa độ của trạm động [16]

Tùy thuộc vào thời điểm cải chính mà người ta chia thành các phương pháp đo

cải chính phân sai sau:

1 Đo DGPS thời gian thực (Real Time DGPS)

Với phương pháp này, số cải chính được truyền từ trạm tĩnh tới trạm động

ngay trên thực địa để cải chính cho tọa độ trạm di động và hiển thị kết quả tại thực

địa ngay trong khi đo Để thực hiện được như vậy, thiết bị đo cần phải có thêm máy

phát và thu tín hiệu Radio Link để truyền tín hiệu cải chính Máy phát Radio Link

có thể đặt trên mặt đất hoặc phát qua vệ tinh địa tĩnh [16]

2 Đo DGPS xử lý sau

Cũng tương tự như phương pháp đo DGPS thời gian thực nhưng số liệu

cải chính không thực hiện trong quá trình đo mà nhận được sau khi xử lý số

liệu trong phòng

Do độ chính xác không cao nên phương pháp DGPS chỉ được sử dụng trong

đo vẽ bản đồ tỷ lệ trung bình và tỷ lệ nhỏ, hoặc các công tác dẫn đường [16]

1.2.8 Xử lý số liệu

Nguyên tắc xử lý toán học các trị đo GPS là áp dụng phương pháp bình

phương tối thiểu và các phép toán phân tích xác suất thống kê để tính toán định vị

và đánh giá độ chính xác kết quả Tuỳ theo thiết kế máy và kỹ thuật đo, phần mềm

máy firmware đã tự động hoá thực hiện những bước tính toán xử lý nhất định trước

khi chuyển số liệu cho phần mềm xử lý sau, hoặc xuất kết quả trực tiếp ra màn hình

feldbook ở thực địa

Mô hình xác định từ đo khoảng cách (pseudorange) từ vệ tinh đến máy thu:

) ( A i

A i

τ , = Sự Chậm phase do tầng đối lưu và tầng ion của khí quyển (metres)

dTA, dTi = Độ lệch đồng hồ máy thu, đồng hồ vệ tinh (sec)

P

ε = Các sai số (nhiễu đa tuyến, nhiễu do máy thu )

Bài toán đặt ra là áp dụng "phương pháp bình phương tối thiểu" xác định toạ

độ trạm đo từ các trị đo khoảng cách (pseudoranges) từ máy thu đến vệ tinh [16]

Wb A WA A

Trong đó các thành phần của phương trình trị đo:

- Mô hình hàm số: (A)

- Mô hình xác xuất: (W)

- Vector số hạng tự do: (-b) = trị số tính - trị quan sát

1.2.9 Bình sai lưới GPS

Để tiến hành bình sai mạng lưới GPS cần thực hiên các nội dung sau [16]:

Kiểm tra chất lượng: Bao gồm việc kiểm tra chất lượng đo của các cạnh đo

giữa hai hay nhiều ca đo và tính toán sự khác nhau giữa chúng Cung cấp chức năng tính sai số khép của các cạnh đo khi chúng hợp thành các đa giác Việc kiểm

tra chất lượng mạng lưới bao gồm việc kiểm tra các điểm đo và kiểm tra toàn bộ các

hợp phần của mạng lưới ( thực đơn Tools\Iversen)

Chất lượng cạnh đo: Bản báo cáo sẽ cho biết tất các các cạnh trong Project và

tính giá trị trung bình của những vécter trùng nhau

Sai số khép: Việc chọn tính sai số khép cho phép bạn kiểm tra sai số của từng

đa giác một Hiện chỉnh số liệu đo: Đây là công tác loại bỏ đi những số liệu đo

không tốt

Kiểm tra từng trị đo trong mạng lưới: Xóa bỏ những trị đo tồi Gộp hoặc chia

cắt các file số liệu đo Nhập lại các giá trị thu thập ngoài thực địa như : chiều cao

ăngten, số hiệu điểm Ghi lại các file số liệu theo tên khác

Chức năng Scan: Khi cạnh đo không đạt yêu cầu sau khi xử lý, chúng được

đánh dấu bằng mầu vàng hoặc mầu đỏ Những cạnh này có thể do máy thu thu được

những số liệu kém từ các vệ tinh tải xuống có thể loại bỏ một phần số liệu này trong chuỗi số liệu liên tục mà máy thu về bằng chức năng Scan Chức năng GPS-Edit: Là công cụ nâng cấp dùng để phân tích và hiện chỉnh số liệu đo GPS, GLONASS, DGPS Trên màn hình hiển thị các mã trị đo, sóng mang, Doppler cũng như các số liệu liên quan như: wide-laning, ionospheric correction, single, double, triple, and delta differencing

Bình sai: Việc bình sai mang lưới GPS có thể thực hiện bằng các hệ thông

phần mềm chuyên dụng như: GPS_suvey; TGO … hoặc các phần mềm riêng của từng hãng máy và chỉ tiến hành khi các khoản kiểm tra chất lượng đã phù hợp với yêu cầu thì lấy tất cả các vectơ cạnh độc lập tạo thành hình khép kín, lấy tọa độ 3 chiều trong hệ WGS – 84 của một 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 độ các điểm trong hệ tọa độ WGS –84, số hiệu chỉnh trị đo của 3 số gia tọa độ của vectơ cạnh, chiều dài cạnh và thông tin về độ chính xác vị trí điểm Quá trình này phải tính chuyển từ tọa độ vuông góc không gian XYZvề tọa độ và độ cao trắc địa BLH sau đó chuyển về tọa

độ vuông góc phẳng x,y

Trong thành quả bình sai phải đầy đủ 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;