Ứng dụng công nghệ GPS để xây dựng mạng lưới tọa độ phục vụ khảo sát đường điện tại dự án xậy dựng đại học Quốc Gia Hà Nội

MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 3 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ GPS 5 1.1. Khái quát chung về hệ thống GPS 5 1.1.1. Sự ra đời và lịch sử phát triển của hệ thống GPS 5 1.1.2. Cấu trúc của hệ thống GPS 6 1.2. Các trị đo trong GPS 12 1.2.1. Trị đo code 12 1.2.2. Trị đo pha sóng tải 13 1.3. Các phương pháp định vị GPS 14 1.3.1. Định vị tuyệt đối 14 1.3.2. Định vị tương đối 20 1.3.3. Định vị vi phân (DGPS) 25 1.4. Các nguồn sai số trong đo GPS 28 1.4.1. Sai số đồng hồ 28 1.4.2. Sai số quỹ đạo vệ tinh 28 1.4.3. Sai số do tầng điện ly và tầng đối lưu 29 1.4.4. Sai số do nhiễu tín hiệu 29 1.4.5. Các nguồn sai số khác 30 1.5. Các ứng dụng của công nghệ GPS 30 1.5.1. Ứng dụng GPS trong trắc địa 30 1.5.2. Ứng dụng GPS trong đời sống 31 1.6. Phần mềm xử lý số liệu GPS 31 1.6.1. Quy trình xử lý số liệu GPS 31 1.6.2. Phần mềm xử lý số liệu GPS Trimble Total Control 2.73 36 CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG MẠNG LƯỚI TỌA ĐỘ PHỤC VỤ KHẢO SÁT ĐƯỜNG ĐIỆN TẠI DỰ ÁN XÂY DỰNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI 38 2.1. Khái quát chung về dự án xây dựng Đại học Quốc gia Hà Nội 38 2.1.1. Giới thiệu về dự án 38 2.1.2. Đặc điểm, điều kiện tự nhiên 38 2.2. Dự án xây dựng đường điện 110kV tại Đại học Quốc gia Hà Nội 40 2.2.1. Địa điểm xây dựng 40 2.2.2. Mục đích, nhiệm vụ của công tác xây dựng mạng lưới tọa độ 40 2.3. Thi công xây dựng mạng lưới tọa độ phục vụ khảo sát lưới đường điện tại Đại Học Quốc Gia Hà Nội 41 2.3.1. Hệ thống lưới khống chế tọa độ 41 2.3.2. Chọn điểm và xây dựng mốc khống chế tọa độ 41 2.3.3. Đo đạc lưới khống chế 42 2.3.4. Xử lý số liệu lưới khống chế tọa độ 45 CHƯƠNG 3:KẾT QUẢ TÍNH TOÁN 47 3.1. Giới thiệu về số liệu đo 47 3.2. Kết quả tính toán mạng lưới đường chuyền cấp 1 49 3.3. Kết quả tính toán mạng lưới đường chuyền cấp 2 53 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

M C L C ỤC LỤC ỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 3

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ GPS 5

1.1 Khái quát chung về hệ thống GPS 5

1.1.1 Sự ra đời và lịch sử phát triển của hệ thống GPS 5

1.1.2 Cấu trúc của hệ thống GPS 6

1.2 Các trị đo trong GPS 12

1.2.1 Trị đo code 12

1.2.2 Trị đo pha sóng tải 13

1.3 Các phương pháp định vị GPS 14

1.3.1 Định vị tuyệt đối 14

1.3.2 Định vị tương đối 20

1.3.3 Định vị vi phân (DGPS) 25

1.4 Các nguồn sai số trong đo GPS 28

1.4.1 Sai số đồng hồ 28

1.4.2 Sai số quỹ đạo vệ tinh 28

1.4.3 Sai số do tầng điện ly và tầng đối lưu 29

1.4.4 Sai số do nhiễu tín hiệu 29

1.4.5 Các nguồn sai số khác 30

1.5 Các ứng dụng của công nghệ GPS 30

1.5.1 Ứng dụng GPS trong trắc địa 30

1.5.2 Ứng dụng GPS trong đời sống 31

1.6 Phần mềm xử lý số liệu GPS 31

1.6.1 Quy trình xử lý số liệu GPS 31

1.6.2 Phần mềm xử lý số liệu GPS Trimble Total Control 2.73 36

CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG MẠNG LƯỚI TỌA ĐỘ PHỤC VỤ KHẢO SÁT ĐƯỜNG ĐIỆN TẠI DỰ ÁN XÂY DỰNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI .38

2.1 Khái quát chung về dự án xây dựng Đại học Quốc gia Hà Nội 38

2.1.1 Giới thiệu về dự án 38

2.1.2 Đặc điểm, điều kiện tự nhiên 38

2.2 Dự án xây dựng đường điện 110kV tại Đại học Quốc gia Hà Nội 40

2.2.1 Địa điểm xây dựng 40

2.2.2 Mục đích, nhiệm vụ của công tác xây dựng mạng lưới tọa độ 40

2.3 Thi công xây dựng mạng lưới tọa độ phục vụ khảo sát lưới đường điện tại Đại Học Quốc Gia Hà Nội 41

2.3.1 Hệ thống lưới khống chế tọa độ 41

2.3.2 Chọn điểm và xây dựng mốc khống chế tọa độ 41

2.3.3 Đo đạc lưới khống chế 42

2.3.4 Xử lý số liệu lưới khống chế tọa độ 45

CHƯƠNG 3:KẾT QUẢ TÍNH TOÁN 47

3.1 Giới thiệu về số liệu đo 47

3.2 Kết quả tính toán mạng lưới đường chuyền cấp 1 49

3.3 Kết quả tính toán mạng lưới đường chuyền cấp 2 53

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

LỜI MỞ ĐẦU

Việt nam hiện đang trong công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước.Những năm vừa qua, sự phát triển của công nghệ đã đẩy mạnh sự phát triển vượtbậc của đất nước trong nhiều lĩnh vực Trắc địa cũng là một trong những lĩnhvực được nâng lên tầm cao mới với những tiến bộ khoa học kỹ thuật, đặc biệt là

sự phát triển của công nghệ GPS

Hệ thống định vị toàn cầu GPS (Global Positioning System) được đưa vàonước ta sử dụng từ những năm 1990 và chủ yếu phục vụ xây dựng các mạnglưới quốc gia và các lưới cạnh dài phục vụ đo vẽ bản đồ, hoặc đo nối tọa độ từđất liền đến các đảo xa

Trong thời gian gần đây công nghệ GPS đã được ứng dụng rộng dãi ởnhiều lĩnh vực khác nhau, đặc biệt là trong lĩnh vực trắc địa ở nước ta Côngnghệ GPS có những đặc điểm ưu việt hơn hẳn các công nghệ truyền thống vớikhả năng đảm bảo độ chính xác định vị cao và không phụ thuộc vào thời tiết, địahình, thời điểm đo… nên nâng cao được hiệu suất lao động cả trong công tác nộinghiệp và ngoại nghiệp

Một trong những ứng dụng rất quan trọng của công nghệ GPS trong trắcđịa là xây dựng hệ thống mạng lưới tọa độ trong thi công xây dựng dân dụng hạtầng Dự án xây dựng Đại học Quốc Gia Hà Nội là một trong những công trình

sử dụng công nghệ đo GPS để xây dựng mạng lưới tọa độ phục vụ công tácthành lập lưới và thi công xây dựng Trong đó có phần xây dựng mạng lưới tọa

độ bằng công nghệ GPS để xây dựng lưới điện Nhằm tìm hiểu kỹ hơn về kỹthuật ứng dụng công nghệ GPS để xây dựng mạng lưới tọa độ em đã nhận làm

đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Ứng dụng công nghệ GPS để xây dựng mạng lưới

tọa độ phục vụ khảo sát đường điện tại dự án xậy dựng đại học Quốc Gia Hà Nội”

Nội dung đồ án được trình bày gồm 3 chương:

Chương 1: Giới thiệu về công nghệ GPS

Chương 2: Xây dựng mạng lưới tọa độ phục vụ khảo sát đường điện tại

dự án xây dựng Đại học Quốc Gia Hà Nội

Chương 3: Kết quả tính toán

Trong quá trình làm đồ án Em đã nhận được sự hướng dẫn nghiêm túc,

nhiệt tình của thầy giáo ThS.Vũ Đình Toàn và các thầy cô trong bộ môn trắc

địa cao cấp, khoa trắc địa đã giúp em hoàn thành đồ án Tuy nhiên do thời gian

có hạn và lượng kiến thức còn hạn chế nên đồ án không tránh khỏi có thiếu sót

Em rất mong nhận được sự đóng góp của thầy cô và các bạn để đồ án được hoànthiện hơn

Hà Nội, tháng 06 năm 2016

Sinh viên:

Lê Đình Tuấn

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ GPS 1.1 Khái quát chung về hệ thống GPS

1.1.1 Sự ra đời và lịch sử phát triển của hệ thống GPS

Từ những năm 1960, cùng với sự tiến bộ của kỹ thuật điện tử, chế tạo tênlửa và lý thuyết định vị vệ tinh, người ta đã xây dựng được các hệ thống định vị

vệ tinh đầu tiên Trước khi có các hệ thống định vị toàn cầu, Mỹ đã xây dựngthống định vị vệ tinh khu vực (Thuộc lãnh thổ Mỹ) như hệ thống STAR-FIXOminiTRACS Ở Châu Âu có hệ thống định vị vệ tinh Euteltracs gồm các vệtinh địa tĩnh

Trong thời gian này Bộ Quốc Phòng Mỹ, cơ quan hàng không và khônggian quốc gia (NASA) đã triển khai hệ thống đạo hàng mang tên TRANSIT Hệthống này đã trở thành dịch vụ dẫn đường từ năm 1967 Tuy vậy hệ thốngTRANSIT có một số nhược điểm cần phải khắc phục

Ngay từ những năm 1967-1969, lực lượng không quân Mỹ (USAF) đã bắtđầu nghiên cứu đề án 621B Trong đề án này người ta định đưa lên các quỹ đạođồng bộ 20 vệ tinh hoạt động ở các độ vĩ từ 60 độ vĩ Bắc đến 60 độ vĩ Nam Các

vệ tinh này được theo dõi bởi trạm giám sát trên mặt đất Nhờ các vệ tinh này tạibất kỳ điểm nào trên trái đất vào bất kỳ thời gian nào cũng có thể quan sát ít nhất

3 vệ tinh Việc đo khoảng cách đồng thời tới 4 vệ tinh sẽ loại bỏ được ảnhhưởng của sự không đồng bộ về thời gian của đồng hồ vệ tinh và đồng hồ máythu Cũng trong thời gian này, lực lượng hải quân Mỹ cũng đưa ra đề án xâydựng hệ thống định vị vệ tinh mang tên TIMATION gồm 3 giai đoạn(TIMATION I, II và III), thực chất cũng là một ý tưởng của một hệ thống định

vị toàn cầu gồm 21 đến 27 vệ tinh

Dưới sự chủ trì của Bộ Quốc Phòng Mỹ, cả hai đề án 621B và TIMATION

đã được phối hợp lại hình thành nên hệ thống định vị toàn cầu GPS

Hệ thống định vị toàn cầu GPS được viết đầy đủ là NAVSTAR GPS

(Navigation Satellite Timing And Raning Global Positioning System) Ngày 22 tháng 02 năm 1978 vệ tinh đầu tiên của hệ thống định vị toàn cầu đã được đưa

lên quỹ đạo Từ tháng 8 năm 1993 trên 6 quỹ đạo của hệ thống GPS đã đủ 24 vệtinh Với hệ thống GPS vấn đề thời gian, vị trí, tốc độ được giải quyết nhanhchóng, chính xác trên phạm vi toàn cầu trong bất kỳ thời điểm nào

Trước năm 1980 hệ thống GPS chỉ được dùng cho mục đích quân sự do BộQuốc phòng Mỹ quản lý, từ năm 1980 trở đi chính phủ Mỹ cho phép sử dụngtrong dân sự Các ứng dụng của GPS vào nhiều lĩnh vực khác nhau được nghiêncứu và phát triển rộng rãi trên hầu hết các nước

Trong thời gian này Liên Xô cũng phát triển hệ thống định vị toàn cầuGLONASS (Global Navigation Satellite System) Hệ thống này có một số điểmtương tự như hệ thống GPS, nhưng cũng có những đặc thù riêng

1.1.2 Cấu trúc của hệ thống GPS

Hệ thống định vị toàn cầu GPS gồm 3 bộ phận chính cấu thành là:

- Đoạn không gian

- Đoạn điều khiển

- Đoạn sử dụng

1 Đoạn không gian (Space - Segment)

Đoạn không gian bao gồm 24 vệ tinh phân bố trên 6 quỹ đạo ở độ caokhoảng 20200km Mặt phẳng quỹ đạo vệ tinh nghiêng 55 độ so với mặt phẳngxích đạo của trái đất các vệ tinh GPS chuyển động trên quỹ đạo gần như tròn vớichu kỳ 718 phút Theo thiết kế số lượng vệ tinh có thể quan sát được tuỳ thuộcvào thời gian và vị trí quan trắc trên trái đất, nhưng trên thực tế tại bất kỳ thờiđiểm và vị trí quan trắc nào ta cũng có thể quan sát được tối thiểu 4 vệ tinh GPS Chương trình đưa các vệ tinh GPS lên quỹ đạo đã được chia thành các khối(Block) như sau: Khối I, khối II, khối II-A, khối II-R, khối II-F Tới năm 1998chỉ còn 3 vệ tinh thuộc khối I cùng với các vệ tinh của khối II cùng khối II-Alàm việc Năng lượng cung cấp cho các hoạt động của vệ tinh là năng lượng pin

mặt trời.

Các vệ tinh GPS có khối lượng khoảng 1600kg khi phóng và khoảng 800kgkhi bay trên quỹ đạo Tuổi thọ trung bình của các vệ tinh theo thiết kế khoảng7.5 năm Các vệ tinh thuộc khối sau thường có khối lượng và tuổi thọ cao hơncác vệ tinh khối trước đó Cụ thể như sau các vệ tinh thuộc khối I có trọng lượngkhoảng 845 kg song đến thế hệ vệ tinh khối II -R thì trọng lượng đã là 2000kg.Đồng thời tuổi thọ của vệ tinh cũng tăng từ 7.5 năm lên tới 10 năm

Mỗi vệ tinh được trang bị 4 đồng hồ nguyên tử trong đó có 2 đồng hồCensium, 2 đồng hồ Rubidium và một bộ tạo dao động thạch anh có độ ổn định

và chính xác cao Trên vệ tinh ta sử dụng 4 đồng hồ nguyên tử ngoài mục đích

dự phòng còn tạo ra một cơ sở giám sát thời gian và cung cấp giờ chính xácnhất Hệ thống giám sát thời gian đã được thực hiện đối với các vệ tinh thuộckhối II, khối II-R Đồng hồ nguyên tử Rubidium có độ ổn định và chính xác kémhơn so với đồng hồ Censium với sai lệch vào khoảng 10-12 Việc hiệu chỉnh tần

số đồng hồ vệ tinh sẽ được thực hiện bởi trạm điều khiển trên mặt đất Hệ thốnggiám sát các đồng hồ là một trong những chức năng cơ bản của đoạn điều khiển.Các số hiệu chỉnh được gửi lên vệ tinh và sau đó truyền tới máy thu cùng vớicác thông tin trong Ephemeris

cơ sở là f0=10.23MHz, từ tần số chuẩn f0=10.23MHz thiết bị tạo ra hai sóng tảiL1 và L2 với các tần số và bước sóng lần lượt là:

Để phục vụ cho các mục đích và các đối tượng khác nhau, các tín hiệu phát

đi được điều biến theo các code riêng biệt đó là C/A code, P-code và Y-code C/A code (Coarse/Acquisition Code) là code tựa ngẫu nhiên, được sử dụngtrong lĩnh vực dân sự với độ chính xác cao và chỉ điều biến sóng tải L1 song nếu

có sự can thiệp của trạm điều khiển thì có khả năng điều biến sóng tải L2 Tínhiệu mang code này có tần số thấp (1.023MHz) tương ứng với bước sóngλ=293mét

Chu kỳ của C/A code là 1miligiây, trong đó chứa 1023 bite (1023 chip),mỗi một vệ tinh phát đi C/A code khác nhau.

P-code (Precision Code) là code chính xác, điều biến cả sóng tải L1 và L2

có độ dài cỡ 1014 bite và là code tựa ngẫu nhiên PRN-code (Pseudo RandomNoise) Tín hiệu của P-code có tần số bằng tần số chuẩn f0 =10.23MHz, tươngứng với bước sóng 29.3m Mỗi vệ tinh sử dụng một đoạn code này (tương ứngvới độ dài 1 tuần lễ “code tuần lễ”) Code tựa ngẫu nhiên là cơ sở để định vịtuyệt đối khoảng cách giả, đồng thời dựa vào đó có thể nhận biết được số hiệuchỉnh

P-code được sử dụng cho mục đích quân sự với độ chính xác cao và chỉđược sử dụng với mục đích khác khi được sự đồng ý của Mỹ Mỗi vệ tinh chỉđược gán một đoạn code loại này do vậy việc giải mã là rất khó khăn khi khôngđược sự đồng ý của phía Hoa Kỳ

Y-code được phủ lên P-code nhằm chống bắt chước, gọi là kỹ thuật AS(Anti-Spoofing), chỉ có những vệ tinh thuộc khối II phóng sau năm 1989 mới cókhả năng này

Ngoài các tần số trên các vệ tinh GPS còn có thể trao đổi với trạm điềukhiển mặt đất thông qua các tần số 1783.74MHz và 2227.5MHz để truyền thôngtin đạo hàng và các lệnh điều khiển tới vệ tinh

Tất cả các mã (code) được khởi tạo lại sau một tuần lễ GPS vào lúc nửađêm ngày thứ bảy rạng sáng ngày chủ nhật

Nếu không có sự can thiệp nào khác một cách chủ động vào tín hiệu vệ tinhthì độ chính xác định vị đạt cỡ 1% độ dài bước sóng tín hiệu tức là cỡ 1-3 m.Chính vì thế Bộ Quốc Phòng Hoa Kỳ đã can thiệp gây nhiễu tín hiệu làm giảm

độ chính xác nhưng đến ngày 20 tháng 05 năm 2000, chính phủ Hoa Kỳ đãtuyên bố huỷ bỏ chế độ gây nhiễu SA

2 Đoạn điều khiển (Control - Segment)

Đoạn điều khiển được thiết lập để duy trì mọi hoạt động của hệ thống này

Trạm điều khiển trung tâm MCS (Master Control Station) được đặt tại căn cứquân sự không quân Hoa Kỳ gần Colorado springs Trạm trung tâm MCS cónhiệm vụ chính là cập nhập xử lý thông tin đạo hàng truyền đi từ vệ tinh Cùngvới trạm trung tâm còn có hệ thống trạm kiểm tra OCS (Operational ControlSystem) bao gồm các trạm theo dõi (Monitoring Stations) phân bố quanh tráiđất, đó là các trạm Hawai, Assension Islands, Diego Garcia và Kwajalein.

Các trạm theo dõi liên tục các vệ tinh có thể quan sát được Các số liệu thuthập được đưa về trạm trung tâm MCS, tại trạm trung tâm MCS sẽ tính toán sốliệu chung và cuối cùng các thông tin đạo hàng được cập nhập và chuyển lên các

vệ tinh, để sau đó được chuyển về máy thu GPS của người sử dụng

Chúng ta có thể thấy rằng vai trò của trạm điều khiển là rất quan trọngchính vì vậy mà Bộ Quốc Phòng Hoa Kỳ (DMA) đã phối hợp với một số quốcgia trên thế giới xây dựng mạng lưới theo dõi hệ thống GPS trên toàn cầu, như ởcác nước Argentina, Anh, Australia… Nhờ sự phối hợp với mạng lưới quan trắcrộng rãi này, DMA sẽ xác định được lịch vệ tinh chính xác Nhờ đó cơ quan trắcđịa quốc gia Mỹ (NGS) sẽ đáp ứng (cung cấp) cho các cơ quan dân sự sử dụnglịch vệ tinh chính xác trong định vị GPS

Gần đây số lượng trạm quan trắc GPS không ngừng tăng lên do các cơquan trắc địa, viện nghiên cứu, các trường đại học, cao đẳng…Ở các quốc giatrên thế giới xây dựng và sử dụng nó nhằm nâng cao chất lượng đo đạc khi sửdụng công nghệ GPS Trước hết phải kể đến những đóng góp của tổ chức hợptác quốc tế về mạng lưới GPS-CIGNET (Cooperative International GPSNetwork) và những kết quả đã đạt được của cơ quan ứng dụng GPS trongnghiên cứu động lực - IGS (International GPS Service For Geodynamics), bắtđầu hoạt động vào ngày 01 tháng 01 năm 1994

Hình 1.3 Trạm điều khiển hệ thống định vị GPS

3 Đoạn sử dụng (User Segment)

Đoạn sử dụng bao gồm các máy thu GPS, máy hoạt động thu tín hiệu GPSphục vụ cho các mục đích dẫn đường khác nhau như dẫn đường trên biển, trên

bộ, trên không và phục vụ cho công tác đo đạc ở nhiều nơi trên thế giới Trongviệc khai thác sử dụng công nghệ GPS người ta thường kết nối máy thu GPS vớimột số thiết bị khác để đo thời gian thực (Real Time Kinematic-RTK), đo viphân DGPS (Differential-GPS), đo vi phân diện rộng WAD-GPS (Wide-Area-Differential GPS)

Máy thu GPS là phần cứng quan trọng trong đoạn sử dụng Nhờ các tiến

bộ kỹ thuật trong lĩnh vực điện tử, viễn thông và kỹ thuật thông tin tín hiệu số,các máy thu GPS ngày càng một hoàn thiện Ngành chế tạo máy thu GPS làngành “kỹ thuật cao”, một số hãng chế tạo còn cho ra các máy thu có thể đồngthời thu tín hiệu từ các vệ tinh GPS và cả vệ tinh GLONASS

Người ta sản xuất ra nhiều loại máy thu GPS khác nhau Có loại phục vụmục đích đạo hàng, có loại phục vụ công tác trắc địa, cũng có loại nhỏ gọn phục

vụ cho du lịch… trên hình 1.4a và 1.4b là một số loại máy thu GPS

Hình 1.4a Máy thu GPS Topcon –GB1000

Hình 1.4b Máy thu GPS 1200- Leica Hiện nay đã có nhiều loại máy thu có khả năng đo ở chế độ tức thời (realtime) Dạng máy thu phổ biến hiện nay là dạng máy thu đa kênh (Multichannel).Các loại máy thu này thường có từ 8 đến 12 kênh, mỗi kênh sẽ độc lập theo dõi

và thu tín hiệu từ một vệ tinh Kèm theo các máy thu GPS phục vụ công tác trắcđịa là các phần mềm xử lý số liệu đo Các phần mềm này cũng được liên tụcphát triển, ngày một hoàn hảo về chức năng và tính tiện dụng

1.2 Các trị đo trong GPS

Trị đo GPS là những số liệu mà máy thu GPS nhận được từ tín hiệu của vệtinh truyền tới Mỗi vệ tinh GPS phát bốn thông số cơ bản dùng cho việc đo đạc

và được chia thành 2 nhóm

+ Nhóm trị đo code: C/A-code, P-code.

c: Là vận tốc truyền sóng ( ánh sáng)=299792458m/s

t : Thời gian truyền tín hiệu (sóng)

t: Là số hiệu chỉnh do sự không đồng bộ đồng hồ máy thu và vệ tinh : Là số hiệu chỉnh do môi trường

Hiện nay, độ chính xác định vị với trị đo code có thể đạt tới 30m Với độchính xác đó, trị đo code được sử dụng trong định vị đạo hàng và đo đạc độchính xác thấp

1.2.2 Trị đo pha sóng tải

Sóng tải được phát đi từ vệ tinh có chiều dài bước sóng không đổi, nếu gọi

 là chiều dài bước sóng thì khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu GPS là:

D = N  +  (1.2) Trong đó:

N: Là số nguyên lần bước sóng

: Là phần lẻ bước sóng

Trị đo pha chính là phần lẻ bước sóng thể hiện qua độ đi pha giữa sóng tảithu được từ vệ tinh và sóng tải do máy thu tạo ra Phần lẻ này có thể đo được với

độ chính xác cỡ 1% bước sóng, tức vài mm.

Biểu thức xác định độ đi pha:

 = R + c(t - T) - .N + atm +  (1.3) Trong đó:

R = (X S  X r) 2  (Y S  Y r) 2  (Z S Z r) 2

R: Là khoảng cách đúng từ vệ tinh đến máy thu

XS, YS, ZS : Là tọa độ không gian 3 chiều của vệ tinh

Xr, Yr, Zr: Là tọa độ không gian 3 chiều của vị trí anten máy thu

c: Là tốc độ truyền sóng (ánh sáng)

t: Là độ lệch đồng hồ máy thu

T: Là độ lệch đồng hồ vệ tinh

 : Là bước sóng của sóng tải

N: Là số nguyên lần bước sóng từ vệ tinh đến anten máy thu

atm :Là sai số do khí quyển

 : Là tổng hợp các sai số khác

Định vị với trị đo pha sóng tải có độ chính xác cao hơn định vị với trị đocode Vấn đề chính trong trường hợp này là xác định số nguyên lần bước sóng(số nguyên đa trị N) giữa anten máy thu và vệ tinh

1.3 Các phương pháp định vị GPS

Nguyên lý định vị GPS là sử dụng các vệ tinh GPS như các điểm chuẩn diđộng có toạ độ đã biết để xác định vị trí của các điểm trên mặt đất, mặt biểnhoặc trên không trung bằng phương pháp giao hội cạnh không gian

1.3.1 Định vị tuyệt đối

Khoảng cánh giả code tại thời điểm t được biểu diễn bởi biểu thức sau:

 ( ) ( )

R t   t c   t (1.4) Trong đó:

j( )

i

R t : Khoảng cách giả đo được giữa vị trí quan trắc i và vệ tinh j

Độ sai đồng hồ bao gồm tổng hợp của đồng hồ vệ tinh và đồng hồ máy thuxét trong hệ thống giờ GPS.

Trong biểu thức (1.4) ta có thể biểu diễn khoảng cách hình học qua tọa độcủa vệ tinh và máy thu tại thời điểm (t)

X t Y t Z t j( ), j( ), j( ): Là các thành phần của vectơ vị trí địa tâm của vệ tinh jtại thời điểm t

X Y Z i, ,i i: Là tọa độ cần xác định của điểm quan sát trong hệ tọa độ tráiđất

Sai số đồng hồ  i j t sẽ được phân tích rõ hơn những yếu tố cấu thành củasai số đồng hồ Mỗi vệ tinh có độ sai đồng hồ riêng và đã được ký hiệu kèm theochỉ số j Trong phương trình khoảng cách giả đối với vệ tinh đầu tiên chúng tathấy rằng có 4 ẩn số đó là tọa độ của điểm quan sát và độ sai giữa đồng hồ máythu và đồng hồ vệ tinh Nhưng nếu như sau đó cứ thêm mỗi vệ tinh chúng ta lại

có thêm 1 phương trình và có thêm 1 ẩn số mới nữa thì số ẩn số luôn lớn hơn trị

số đo Khi chúng ta xét ở thời điểm tiếp theo, sai số đồng hồ vệ tinh cần đượcxác định theo mô hình toán theo quá trình trôi thời gian Thông tin về các đồng

hồ vệ tinh luôn biết và được phát đi rộng rãi theo thông tin đạo hàng dưới dạngcác hệ số của đa thức a0, a1, a2 tại thời điểm t0 Để xác định sai lệch đồng hồ vệtinh tại thời điểm t ta tính toán theo công thức:

Nếu xét tại một thời điểm t nhất định, thì trong các phương trình trị đo chỉ

có 4 ẩn số đó là tọa độ X Y Z i, ,i i của thời điểm quan sát và sai lệch đồng hồ máythu (t) Bốn ẩn số này hoàn toàn có thể giải được ngay nếu như đồng thờiquan sát được 4 vệ tinh V1,V2,V3,V4

v1

v2

v3

v4

Hình 1.5 Định vị tuyệt đối theo khoảng cách giả

Ta ký hiệu số vệ tinh là nj và số thời điểm là nt thì số phương trình trị đo sẽ

là nj.nt Để có thể nhận được lời giải thì số ẩn số không được lớn hơn số trị đo

Có thể thấy rằng, luôn thỏa mãn điều kiện:

nj.nt 3 + nt khi nj 4 (1.10)

Như vậy chúng ta có thể giải ra các ẩn số khi tại mọi thời điểm chúng taquan sát đồng thời được ít nhất bốn vệ tinh Trong trường hợp này còn có thểcho phép máy thu i di chuyển sang điểm đo khác Đây chính là nguyên tắc ápdụng cho đo GPS động, trong đó vị trí máy thu chuyển động có thể xác địnhtrong bất kỳ thời điểm nào nếu số vệ tinh quan trắc đồng thời không ít hơn 4 Trong trường hợp định vị tĩnh, vị trí máy thu i cố định trong suốt quá trìnhquan trắc, chỉ có điều kiện là khác nhau chút ít, trong trường hợp này về nguyêntắc yêu cầu quan sát đồng thời 4 vệ tinh là không cần thiết Từ biểu thức (1.10)

có thể thấy là ngay khi nj = 2 vẫn có thể định vị được, tất nhiên trong trường hợpnày số thời điểm phải không được nhỏ hơn 3 (nt 3) Nói chung là trường hợpnày cho kết quả không tốt hoặc tính toán dễ bị lỗi do hệ phương trình trị đo cóđiều kiện xấu, hoặc là các thời điểm phải cách nhau những khoảng thời gian dài.Nói chung để định vị điểm đơn tốt nhất vẫn là quan trắc đồng thời 4 vệ tinhtrong ít nhất 3 thời điểm và quan trắc tiếp 3 thời điểm nữa với 2 vệ tinh khác

Để giải bài toán định vị, chúng ta xét cho trường hợp cơ bản nhất, trong đó

bỏ qua các ảnh hưởng của tầng điện ly, tầng đối lưu và một số ảnh hưởng thứyếu khác Trong bài toán này chúng ta cũng chỉ nhằm giải quyết bài toán định vịcùng với xác định ẩn số thứ 4 là sai số đồng hồ máy thu

Theo phương trình trị đo khoảng cách giả:

có thể khai triển tuyến tính vế phải của phương trình (1.12) Trong đó thay chocác ẩn số  i, ,i Z i là các ẩn số di,di,dZ i với quan hệ:

tin đạo hàng) Như vậy trong phương trình (1.14) tại thời điểm t chỉ có 4 ẩn số

đó là di,di,dZ ivà (t) Nếu quan sát đồng thời được ít nhất 4 vệ tinh thì có

thể giải được 4 ẩn số nói trên Thông thường có thể quan sát được nhiều hơn 4

vệ tinh, khi đó 4 ẩn số trên sẽ được giải theo nguyên lý số bình phương nhỏ

Để đánh giá độ chính xác của các ẩn số ta sử dụng ma trận nghịch đảo của

ma trận hệ số phương trình chuẩn ký hiệu là Q:

t Z Z Z Z Y Z X

t Y Z Y Y Y Y X

t X Z X Y X X X

Q Q

Q Q

Q Q

Q Q

Q Q

Q Q

Q Q

Q Q

Q

, , ,

,

, ,

, ,

, ,

, ,

, ,

, ,

(1.22)

Sai số vị trí điểm định vị tuyệt đối trong không gian tính theo công thức sau :

M P   Q X,X Q Y,Y Q Z,Z (1.23) Người ta ký hiệu: PDOP Q X,X Q Y,Y Q Z,Z (1.24)

PDOP (Position Dilution of Precision) là độ phân tản độ chính xác vị trí điểm

Như vậy PDOP đặc trưng cho mức độ chất lượng hình học của lời giải định

vị tuyệt đối Khi số lượng vệ tinh quan sát được càng nhiều và phân bố đều trênbầu trời theo phương vị và góc cao thì PDOP sẽ nhỏ.

Sai số xác định hiệu chỉnh đồng hồ (t)xác định theo công thức sau:

mδtt = μ Q T T, (1.25) Người ta ký hiệu: TDOP Q T,T (1.26)TDOP (Time Dilution of Precision) là độ phân tản độ chính xác đối với thờigian

Ngoài ra người ta còn sử dụng GDOP (Geometric Dilution of Precision) là

độ phân tản độ chính xác hình học:

GDOP Q X,X Q Y,Y Q Z,Z Q T,T

(1.27) Như vậy trong hệ toạ độ không gian địa tâm X,Y,Z chúng ta có các kháiniệm TDOP, PDOP, GDOP

Nếu xét đến vị trí điểm định vị P trong hệ toạ độ không gian địa diện X,Y,Z(N,E,U) ta có các khái niệm sau

HDOP là độ phân tản độ chính xác vị trí mặt bằng (Horizontal Dilution ofPrecision)

HDOP q x x, q y y, (1.28) VDOP (Vertical Dilution of Precision) là độ phân tản độ chính xác về độcao

VDOP q ,z (1.29) Tương tự như PDOP, các giá trị GDOP, HDOP, VDOP, TDOP đều là mức

đo chất lượng hình học của các lời giải

Các giá trị qxx ,qyy ,qzz là các phần tử trên đường chéo của ma trận q, được tínhtheo công thức sau:

z y y y y x

z x y x x x P

T

q q q

q q q

q q q R Q R q

, , ,

, , ,

, , ,

(1.30) Trong đó R là ma trận xoay:

L B L

L B

L B L

L B R

sin 0

cos

sin cos cos

sin sin

cos cos sin

cos sin

Z Y Y Y Y X

Z X Y X X X P

Q Q

Q

Q Q

Q

Q Q

Q Q

, ,

,

, ,

,

, ,

Sử dụng các tổ hợp (hiệu số) khác nhau của các trị đo để tiến hành định vịtương đối thì có thể loại trừ ảnh hưởng của sai số tương quan nhất định và từ đónâng cao độ chính xác của định vị tương đối

1 Sai phân bậc nhất

Chúng ta xét 2 điểm quan sát và một vệ tinh Ký hiệu hai điểm đặt máy thuGPS là A và B cùng quan sát vệ tinh j (hình 1.6)

Hình 1.6 Sai phân bậc nhất Đối với 2 điểm quan sát ta có 2 phương trình.

1 1

nằm bên vế phải của phương trình Trong hệ phương trình trên tồn tại một vấn

đề quan trọng đó là sự khuyết bậc cho dù trị đo thừa nhiều tùy ý Điều này cóthể nhận thấy ngay qua giá trị các hệ số các số nguyên đa trị và của độ sai đồng

hồ Trong cả hai trường hợp giá trị tuyệt đối của các hệ số đối với cả hai điểm lànhư nhau Điều đó cho thấy các hàng và cột của ma trận khi bình sai sẽ phụthuộc tuyến tính

Từ công thức (1.37) ta có thể thấy sai số đồng hồ vệ tinh đã được loại bỏ

2 Sai phân bậc hai

Xét máy thu đặt tại 2 điểm A, B đồng thời quan sát hai vệ tinh j, k (hình 1.7)

Hình 1.7 Sai phân bậc hai Trường hợp này chúng ta đã có hai phương trình sai phân bậc nhất xác địnhtheo (1.37) như sau:

1 1

Từ các sai phân bậc nhất ta sẽ thiết lập sai phân bậc hai Nếu coi tần số phát

từ vệ tinh j và vệ tịnh k là bằng nhau tức là f j f k ta sẽ được biểu thức:

3 Sai phân bậc ba

Chúng ta đã xét các sai phân bậc nhất và sai phân bậc hai tại một thời điểm

t Để loại bỏ các số nguyên đa trị độc lập thời gian, Remondi (1984) đã kiếnnghị sử dụng hiệu số của sai phân bậc hai giữa 2 thời điểm Ký hiệu 2 thời điểmquan sát là t1 và t2 (hình 1.8) cùng quan sát các vệ tinh j và k

Hình 1.8 Sai phân bậc ba Tương ứng với hai thời điểm t1 và t2 ta có các sai phân bậc hai tương ứng:

       (1.42) Biểu thức (1.42) còn gọi là sai phân bậc ba, và có thể rút gọn:

4 Định vị tương đối trạng thái tĩnh

Định vị tương đối trạng thái tĩnh còn được gọi là định vị tương đối tĩnhtrong khi đo ta cần có ít nhất hai máy một máy đặt ở điểm đã biết toạ độ máycòn lại đặt ở điểm cần xác định toạ độ Các máy đồng thời thu tín hiệu từ các vệ

tinh chung trong cùng một khoảng thời gian nhất định còn gọi là (Session) thôngthường các máy thu sẽ thu tín hiệu của ít nhất từ 6 đến 8 vệ tinh trên cơ sở sốliệu đo được ta sẽ xác định được cạnh GPS giữa hai điểm đo.

Phương pháp định vị tương đối tĩnh cho ta độ chính xác cao độ chính xác

có thể đạt là  1ppm về mặt bằng và  1ppm  10ppm về độ cao

Kỹ thuật đo tĩnh nhanh (Rapid Static Technique) được áp dụng với thờigian đo ngắn (cỡ 2 phút) dựa trên khả năng giải nhanh số nguyên đa trị Kỹ thuậtnày nói chung dựa trên các tổ hợp code và pha sóng tải ở cả 2 tần L1 và L2 Với độ chính xác có thể đạt được của phương pháp này thì nó có thể được

áp dụng trong việc xây dựng lưới khống chế khu vực, đo khống chế ảnh, đo địachính và đo biến dạng…

5 Định vị tương đối trạng thái động

Năm 1985 phương pháp định vị GPS động (Kinematic Relative

Positioning) mới được nghiên cứu và phát triển Phương pháp này cho phép đạt

độ chính xác vị trí tương đối giữa trạm cơ sở và trạm động tới cỡ cm và có thểcao hơn Năm 1989 phương pháp khởi đo trạng thái động OTF (On The Fly)được nghiên cứu và được ứng dụng thành công đã là tiền đề để phát triển kỹthuật đo động tức thời (RTK) sau này

Định vị tương đối trạng thái động, gọi tắt là định vị tương đối động, trongđịnh vị tương đối động máy thu đặt ở 1 điểm đã biết tọa độ A của một cạnh đáy

cố định Máy thu thứ 2 được di chuyển và vị trí đó được xác định trong mọi thờiđiểm bất kỳ Phương pháp này cho phép xác định vị trí cho một số lớn điểmtrong một thời gian ngắn

1.3.3 Định vị vi phân (DGPS)

1 Nguyên lý chung

Nếu có 2 (hoặc nhiều hơn) máy thu GPS có thể áp dụng kỹ thuật đo DGPS(Differential GPS) trong đó máy thu đặt tại một điểm đã biết tọa độ gọi là trạmtham chiếu (Reference Station) còn máy thu khác di chuyển và sẽ được xác định

tọa độ với điều kiện tại cả hai trạm số vệ tinh chung quan sát không ít hơn 4 Vịtrí đã biết của điểm đặt máy thu cố định sẽ được sử dụng để tính các số hiệuchỉnh GPS dưới dạng hiệu chỉnh vị trí điểm hoặc hiệu chỉnh khoảng cách code

đã được quan trắc Các số hiệu chỉnh này sẽ được chuyển đi bằng sóng vô tuyếnđến máy động và lập tức tính vị trí điểm để đạt được độ chính xác cao hơn sovới trường hợp định vị tuyệt đối

Trong phương pháp hiệu chỉnh vị trí điểm, tại trạm tham chiếu A vào thờiđiểm t sẽ tính được số hiệu chỉnh tọa độ theo công thức đơn giản

Trong đó : X Y Z A, ,A A,: Là tọa độ đã biết trong hệ tọa độ thực dụng của điểm A

X t Y t Z t A( ), ( ),A A( ): Là tọa độ định vị tuyệt đối bằng máy thu GPS đặttại A ở thời điểm t

Độ sai tọa độ tính theo công thức (1.44) được coi là số hiệu chỉnh vi phân

và lập tức được phát đi rộng rãi theo phương thức vô tuyến cho các trạm định vịtuyệt đối khác để kịp hiệu chỉnh vào kết quả định vị (coi như ở cùng thời điểmt)

Thí dụ tại trạm B, tọa độ định vị tuyệt đối GPS là XB(t), YB(t), ZB(t), khi đó tọa độ sau cải chính về vi phân sẽ là:

Bảng 1.1 So sánh ảnh hưởng của các nguồn sai số trong định vị tuyệt đối và DGPS

Nguồn sai số Sai số định vị tuyệt đối Sai số trong đo DGPS

Định vị vi phân còn cho phép xác định tọa độ trong hệ thực dụng, nếu tọa

độ tham chiếu đã được xác định trong hệ thực dụng Hệ thống truyền phát các sốcải chính đóng vai trò quan trọng trong hệ thống định vị vi phân Người ta gọicác hệ thống này là hệ thống hỗ trợ mặt đất trong đo DGPS Một số quốc giahoặc khu vực đã xây dựng các hệ thống này, thí dụ như hệ thống tăng cườngdiện rộng WAAS (Wide Area Augmenting System) của Mỹ Hệ thống đạo hàngđịa tĩnh phủ trùm Châu Âu EGNOS (European Geostationary NavigationOverlay) của Châu Âu và hệ thống tăng cường đa chức năng MSAS ( Multi-Mission Satellite Augmenting System) của Nhật Bản

2 Phân loại định vị vi phân

- Định vị GPS vi phân diện hẹp

Định vị GPS vi phân diện hẹp được viết tắt là LADGPS (Local AreaDifferentia GPS) là kỹ thuật định vị tức thời gồm các trạm cơ sở, các trạm trongmắt xích thông tin liên lạc, xử lý số liệu và các máy thu của người sử dụng hợpthành Kỹ thuật LADGPS dựa trên 2 mô hình tính toán là vi phân khoảng cáchgiả và vi phân pha

- Định vị GPS vi phân diện rộng

Nguyên tắc cơ bản của kỹ thuật định vị GPS vi phân diện rộngWADGPS (Wide Area Differential GPS) là phân loại sai số trong đo GPS, môhình hóa từng loại sai số để tính riêng cho từng số hiệu chỉnh của mỗi loại sai số(gọi là các số hiệu chỉnh sai phân) thông qua các mắt xích thông tin liên lạc phátcho người sử dụng Hệ thống WADGPS thường bao gồm 1 trạm chủ, một sốtrạm theo dõi vệ tinh GPS, 1 trạm phát tín hiệu sai phân, một trạm giám sát, hệ

thống thông tin liên lạc dẫn truyền số liệu và các trạm sử dụng.

- Định vị GPS vi phân tăng cường

Ngoài các kỹ thuật LADGPS và WADGPS đã nêu ở trên, người ta cònđưa ra kỹ thuật định vị vi phân diện rộng tăng cường WAAS (Wide AreaAugmentation Differential GPS System) Phương thức hoạt động của nó là đemtín hiệu hiệu chỉnh sai phân khu vực rộng do trạm chủ tính được từ trạm mặt đấtphát lên các vệ tinh địa tĩnh Các vệ tinh này dùng tần số L1 của GPS thông quathông tin đạo hàng của GPS phát lại các tín hiệu hiệu chỉnh sai phân nói trên chocác trạm sử dụng

1.4 Các nguồn sai số trong đo GPS

Như chúng ta đã biết máy móc dù hiện đại đến đâu cũng vẫn tồn tại sai số

và vẫn chịu ảnh hưởng của điều kiện môi trường Do vậy trong quá trình đo đạcbằng GPS sẽ có một số nguồn sai số cơ bản sau

1.4.1 Sai số đồng hồ Sai số đồng hồ gồm cả sai số đồng hồ vệ tinh, sai số đồng hồ máy thu và sự

không đồng bộ giữa chúng Đồng hồ vệ tinh là đồng hồ nguyên tử có độ chínhxác cao nhưng không phải vì thế mà hoàn toàn không có sai số Trong đó sai số

hệ thống lớn hơn sai số ngẫu nhiên, nhưng nhờ sử dụng mô hình để cải chínhđược sai số hệ thống, do đó sai số ngẫu nhiên trở thành một tiêu chí quan trọng

để đánh giá độ chính xác của đồng hồ Khi hai trạm đo tiến hành quan trắc đồng

bộ với vệ tinh thì sai số đồng hồ ảnh hưởng như nhau tới trị đo tại hai trạm Đồng hồ máy thu là đồng hồ thạch anh Với cùng một máy thu quan sátnhiều vệ tinh cùng lúc thì ảnh hưởng của sai số đồng hồ máy thu tới các trị đotương ứng là như nhau

Như đã biết với vận tốc truyền tín hiệu vào khoảng 3.108 m/s ,do đó nếu sai

số đồng hồ thạch anh là 10-4 giây thì sai số tương ứng sẽ là 3.104m; nếu đồng hồnguyên tử sai số là 10-7 giây thì sai số tưng ứng của khoảng cách là 30m Do vậy

mà trong định vị tương đối GPS ta sử dụng sai phân bậc nhất, bậc hai, bậc ba cóthể loại trừ hoặc làm giảm ảnh hưởng của sai số đồng hồ tới kết quả đo.

1.4.2 Sai số quỹ đạo vệ tinh

Do sự thay đổi của trọng lực Trái đất, sức hút Mặt trăng, Mặt trời … tácđộng lên vệ tinh do vậy mà chuyển động của vệ tinh trên quỹ đạo không tuântheo định luật Kepler Đó là nguyên nhân gây ra sai số quỹ đạo vệ tịnh

Trong định vị GPS cần phải sử dụng lịch Ephemeris Các trạm điều khiểnquan trắc liên tục xác định quỹ đạo của vệ tinh và đưa ra lịch quảng bá, cung cấpcho người sử dụng bằng cách trực tiếp thu nhờ máy thu GPS Lịch quảng bá chophép xác định tức thời vị trí vệ tinh với độ chính xác cỡ 20 - 100m

Sai số vị trí của vệ tinh chịu ảnh hưởng gần như trọn vẹn đến độ chính xáctọa độ điểm định vị tuyệt đối, nhưng lại được loại trừ về cơ bản trong kết quảđịnh vị tương đối

1.4.3 Sai số do tầng điện ly và tầng đối lưu

Tầng đối lưu được tính từ mặt đất tới độ cao 50 Km và tầng điện ly ở độcao từ 50 – 100 Km Tín hiệu vệ tinh truyền qua các tầng đối lưu và tầng điện lyđến máy thu bị khúc xạ và thay đổi tốc độ lan truyền

Đối với tầng điện ly giá trị sai số tăng theo tỷ lệ thuận với mật độ điện tử tự

do và tỷ lệ nghịch với bình phương tần số tín hiệu Đối với tín hiệu GPS, số hiệuchỉnh khoảng cách theo phương thiên đỉnh có thể đạt tối đa là 50m Để giảm sai

số do tầng điện ly gây ra ta thường sử dụng máy thu hai tần số, dùng mô hìnhhiệu chỉnh hoặc dùng hiệu các trị đo đồng bộ

Đối với tầng đối lưu, sự khúc xạ của đường truyền tín hiệu còn phức tạphơn rất nhiều do phụ thuộc vào sự biến đổi khí hậu mặt đất, áp suất, nhiệt độ và

độ ẩm Ảnh hưởng sai số do tầng điện ly gây ra có thể đạt từ 2-20m tuỳ theohướng và góc Để giảm sai số này ta dùng mô hình hiệu chỉnh đưa thêm tham sốphụ ước tính ảnh hưởng của tầng đối lưu vào quá trình xử lý số liệu để tính hoặc

dùng hiệu trị đo đồng bộ.

1.4.4 Sai số do nhiễu tín hiệu

Tín hiệu vệ tinh có thể bị nhiễu khi truyền tới máy thu GPS do một sốnguyên nhân sau: Tín hiệu phản xạ từ các vật thể khác đặt gần máy thu GPS, tínhiệu bị nhiễu do ảnh hưởng của sóng điện từ khác … Các tín hiệu bị nhiễu trênchập với tín hiệu truyền trực tiếp từ vệ tinh đến máy thu gây ra sai số cho trịđo.Để khắc phục sai số do nhiễu tín hiệu cần đặt máy thu cách xa các vật dễ gâyphản xạ tín hiệu hoặc các đối tượng gây nhiễu tín hiệu như điện thoại di động,dây điện…không thu tín hiệu khi trời nhiều mây, đang mưa, không đặt máy thudưới rặng cây

1.4.5 Các nguồn sai số khác

Ngoài các nguồn sai số trên đây còn các nguồn sai số khác như sai số do

ảnh hưởng xoay của trái đất, do triều tịnh tiến của trái đất, do hiệu ứng thuyếttương đối, sai số vị trí điểm đặt máy, sai số định tâm angten Trong định vịchính xác cao cần phải xem xét và làm giảm ảnh hưởng của các nguồn sai sốnày

1.5 Các ứng dụng của công nghệ GPS

Công nghệ GPS được ứng dụng rộng rãi trên nhiều lĩnh vực khác nhau saukhi chính thức được sự đồng ý của quân đội Mỹ thì công nghệ GPS đã được rấtnhiều nhà khoa học trong nhiều lĩnh vực khác nhau sử dụng trong đó có ngànhtrắc địa ngoài ra GPS còn được ứng dụng rất nhiều trong đời sống

1.5.1 Ứng dụng GPS trong trắc địa

Các ứng dụng đầu tiên của công nghệ GPS trong trắc địa là đo đạc thành

lập mạng lưới trắc địa mặt bằng Trong quá trình thành lập lưới mặt bằng ta sửdụng phương pháp đo tương đối tĩnh vì phương pháp này cho độ chính xác caođáp ứng được yêu cầu của lưới mặt bằng

Ngoài ra chúng ta còn ứng dụng công nghệ GPS vào trong công tác địachính tỷ lệ lớn và trung bình, đo vẽ bản đồ địa hình Khi ứng dụng công nghệGPS vào quá trình thành lập các loại bản đồ ta dùng phương pháp đo GPS động,

ta không cần bố trí các điểm khống chế đo vẽ như các phương pháp truyềnthống Vì các trạm base có thể đặt tại các điểm có toạ độ và độ cao cách khu vục

đo vẽ dưới 10km Như vậy ta có thể thấy rằng khi sử dụng công nghệ GPS thì ta

có thể bỏ qua các mạng lưới GT-I, GT-II, ĐC-I và ĐC-II, do đó sẽ tiết kiệm thờigian cũng như chi phí để thực hiện công tác xây dựng lưới chêm dày

Một trong hai nhiệm vụ chủ yếu của trắc địa ảnh là thành lập tam giác ảnhkhông gian, trong đó cần phải đo một số điểm khống chế ở mặt đất Trước đây,công việc này được thực hiện bằng phương pháp truyền thống với máy kinh vĩ,máy đo dài hoặc toàn đạc điện tử Trong phương pháp truyền thống, giữa các