ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GNSSCORSRTK TRONG CÔNG tác THÀNH lập bản đồ địa HÌNH mỏ lộ THIÊN

Đồ án của em gồm những chương sau: Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ GNSS Chương 2: CÔNG NGHỆ TRẠM THAM CHIẾU LIÊN TỤC CORS/RTKChương 3: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GNSS/CORS/RTK TRONGTHÀNH LẬP B

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT iii

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU v

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ vi

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ GNSS 3

1.1 Lịch sử phát triển công nghệ GNSS 3

1.1.1 Nguyên nhân của sự ra đời công nghệ dẫn đường ( Navigation) 3

1.1.2 Các bước phát triển để có công nghệ GNSS như ngày nay 3

1.1.3 Cấu trúc hệ thống GNSS 7

1.1.4 Hệ thống quy chiếu sử dụng trong GNSS 9

1.2 Các ứng dụng của công nghệ GNSS 10

1.2.1 Ứng dụng trong quân sự 10

1.2.2 Ứng dụng trong dân sự 11

1.3 Công nghệ GNSS được ứng dụng trong trắc địa 12

1.4 Các phương pháp đo trong công nghệ GNSS 13

1.4.1 Định vị tuyệt đối 13

1.4.2 Định vị tương đối 14

1.5 Mạng lưới IGS (International GNSS Service) 16

CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ TRẠM THAM CHIẾU HOẠT ĐỘNG LIÊN TỤC CORS 17

2.1 Cấu trúc trạm CORS trên thế giới 17

2.1.1 Khái niệm 17

2.1.2 Các hệ thống 21

2.2 Trạm tham chiếu CORS N-001ở trường Đại học Mỏ Địa Chất 25

2.2.1 Hệ thống phần cứng 25

2.2.2 Hệ thống phần mềm[6] 30

2.2.3 Hệ thống vệ tinh 34

2.2.4 Hệ quy chiếu toán học và thuật toán 34

2.3 Phương pháp đo sử dụng trạm tham chiếu CORS 43

2.3.1 Đo tĩnh 43

2.3.2 Đo động xử lý tức thời công nghệ RTK 43

2.3.3 Đo động xử lý sau công nghệ PPK 44

2.4 Công nghệ đo động GNSS/CORS/RTK 44

2.4.1 Khái niệm chung 45

2.4.2 CORS đơn theo kỹ thuật NRS 45

2.4.3 CORS nhiều trạm 45

2.4.4 CORS mạng lưới 45

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GNSS/CORS/RTK TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH MỎ LỘ THIÊN 48

3.1 Khái quát về bản đồ địa hình 48

3.2 Quy trình thành lập bản đồ địa hình mỏ 48

3.3 Tỷ lệ và quy định chung thành lập bản đồ địa hình mỏ 48

3.4 Đối tượng đo vẽ mỏ lộ thiên 49

3.5 Độ chính xác 49

3.6 Khái quát về địa mạo khu vực đo 50

3.7 Đo thực nghiệm 50

3.7.1 Kết nối Bluetooth 50

3.7.2 Cài đặt mạng và kết nối với trạm CORS 52

3.8 Cài đặt tham số tính chuyển sang VN 2000 54

3.9 Tiến hành đo đạc 54

3.10 Trút số liệu 55

CHƯƠNG 4: CHUẨN HÓA SỐ LIỆU ĐẦU VÀO PHẦN MỀM TOPO-HSMO THÀNH LẬP BẢN ĐỒ 58

4.1 Giới thiệu về phần mềm 58

4.2 Chuẩn hóa số liệu đo từ RTK 59

4.2.1 Xuất file từ Sổ tay RTK 59

4.2.2 Hiệu chỉnh số liệu 61

4.3 Thao tác trên TOPO - HSMO 69

4.5 Kết quả đạt được trong toàn bộ quá trình thực nghiệm 70

CHƯƠNG 5: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH CHUYỂN TỌA ĐỘ ĐO CORS/RTK SANG HỆ TỌA ĐỘ BẤT KỲ 72

5.1 Mục đích xây dựng chương trình 72

5.2 Thuật toán xây dựng chương trinh [14] 72

5.3 Modul và giao diện của chương trình 74

5.4 Sử dụng chương trinh 75

KẾT LUẬN 79

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 81

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu/Chữ cái viết

tắt

GNSS Global Navigation Satellite

System

Hệ thống vệ tinh dẫnđường toàn cầuGPS

Global Positioning System Hệ thống vệ tinh dẫn

đườngCORS Continuously Operating

Reference Station

Trạm tham chiếuhoạt động liên tụcRTK

Real Time Kinematic Đo động xử lý tức

thờiPPK Post Processing Kinematic Đo động xử lý sau

Conventional Terrestrial Reference System

Hệ quy chiếu mặtđất quy ước.còn gọi là hệ tọa độmặt đất quy ước(CTS)

IMAX

Individual Master-Auxiliary

Corrections

Kỹ thuật hiệu chỉnhcủa trạm chủ chotrạm độngITRF International Terrestrial

Reference Frame

Khung quy chiếuquy ước quốc tếFKP

Flächen−Korrektur−Parameter Thông số hiệu chỉnh

Flächen−Korrektur−Parameter Thông số hiệu chỉnh

khu vực

PORS Permanently Observing

Reference Station

Trạm tham chiếuquan trắc thường

International GNSS Service Dịch vụ GNSS quốc

tếVRS Virtual Reference Station Trạm tham chiếu ảoNRS

network referential system Hệ thống mạng tham

chiếu

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Quỹ đạo của các hệ thống định vị vệ tinh 4

Bảng 1.3 So sánh một số thông số kỹ thuật của ba hệ

thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu (Yasuda, 2001)

9

Bảng 2.1 Thông tin về một số sản phẩm của SAPOS.[2] 25

Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật Antenna trạm CORS N-

Hình 1.3 Sáu quỹ đạo hệ thống vệ tinh GPS(trái)

Hình 1.4 Ba quỹ đạo hệ thống vệ tinh GLONASS(trái) Bắc

Hình 1.6 Hệ thống GNSS tăng cường mặt đất GBAS (trái)

vi phân diện rộng sử dụng vệ tinh địa tĩnh (phải)

Hình 2.3 Phân bố các trạm SWEPOS tại Thụy Điển 21

Hình 2.4 Phân bố các trạm thường trực GEONET tại Nhật

Hình 2.5 Hệ thống phần cứng trạm CORS cần thiết 23

Hình 2.7 CORS receiver( bộ giải mã tín hiệu vệ tinh) Net

Hình 2.8 Giao diện thao tác và cổng kết nối trên Net S8+ 27

Hình 2.9 Hệ thống trạm CORS N001 tại đại học Mỏ - Địa

Hình 2.10 Phần mềm trung tâm theo dõi vệ tinh GNSS 28

Hình 2.14 Quản lý kết nối trạm CORS 32

Hình 2.16 Quản lý chức năng đo RTK bằng phần mềm

Hình 2.17 Sơ đồ điểm trạm CORS kết nối với các điểm IGS 33

Hình 2.18 Tham số cài đặt trong môdul GPSEST để ghi nhớ

Hình 3.5 Vào cài đặt kết nối internet và kết nối trạm CORS 51

Hình 3.8 Các tham số tính chuyển được cài đặt như sau 53

Hình 4.1 Số liệu sau khi được trút từ máy thu RTK 56

Hình 4.4 Xử lý số liệu chuẩn hóa đầu vào TOPO bằng

Hình 4.7 Quá trình nối các điểm tạo tầng và đường 69

Hìh 4.9 Thành lập bản đồ địa hình khu vực moong chèm 70

Hình 5.1 Giao diện chương trình tính chuyển tọa độ theo

Hình 5.4 Định dạng dữ liệu trong file dữ liệu tọa độ 75

Hình 5.5 Cửa sổ điều hướng 76

Hình 5.8 Kết quả so sánh với phần mềm DP survey 77

Cũng đi theo dòng xoáy công nghệ Công nghệ đo đạc ngày càng tântiến, phát triển hơn, giúp cho con người đo đạc nhanh hơn chính xác hơn vàgiảm bớt nhiều thời gian và công sức hơn Từ đó chi phí phục vụ cho công tác

đo đạc cũng được tối thiểu hóa Công nghệ định vị dẫn đường đã có mặt tạiViệt Nam hơn 20 năm, qua rất nhiều thời kỳ phát triển, các thế hệ máy móctân tiến hơn ra đời Trong đó, CORS đang được kỳ vọng là sự phát triển của

đo đạc trong những năm tiếp theo Dựa vào tính tối ưu và những ứng dụng màcông nghệ CORS mang lại không chỉ trong lĩnh vực đo đạc

Hiện nay trên thế giới công nghệ xác định vị trí ngày càng phát triển.Nhu cầu của người sử dụng ngày càng cao hơn về thời gian, độ chính xác vàtính kinh tế Từ 29/11/2013 trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội đã khánhthành và đưa vào sử dụng trạm CORS mang số hiệu N001 Đây là công nghệtân tiến bậc nhất trên thế giới về lĩnh vực Survey Đòi hỏi cần có nhữngnghiên cứu chuyên sâu về phương thức hoạt động và cách sử dụng để có thểcập nhật công nghệ mới nhất và không tụt hậu theo thời đại

Đồ án này em xin được trình bày từ khởi nguồn của công nghệ trạmtham chiếu CORS cũng như chi tiết về phương thức hoạt động, em cũng xin

trình bày một thực nghiệm trong lĩnh vực đo đạc đó là: “ỨNG DỤNG CÔNG

NGHỆ GNSS/CORS/RTK TRONG CÔNG TÁC THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH MỎ LỘ THIÊN” Đối tượng thực nghiệm là khu vực đê Chèm.

-Mục đích chính của đề tài là minh chứng tính hiệu quả của việc ứngdụng công nghệ GNSS/CORS/RTK trong công tác thành lập bản đồ địa hình

mỏ lộ thiên

-Đối tượng chính của đề tài là trạm CORS – N001

-Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm của trạm CORS N001 lắp đặt ởtrường Đại học Mỏ- Địa chất và đo thực nghiệm tại khu vực Moong Chèm

-Khoa học: Nghiên cứu cơ sở khoa học của công nghệ GNSS và xâydựng trạm CORS phục vụ cho các công tác trắc địa-bản đồ.

- Thực tiễn: Giảm thời gian và công sức trong công tác thành lập bản

đồ, nâng cao độ chính xác,không cần thành lập lưới khống chế các cấp

Đồ án của em gồm những chương sau:

Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ GNSS

Chương 2: CÔNG NGHỆ TRẠM THAM CHIẾU LIÊN TỤC CORS/RTKChương 3: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GNSS/CORS/RTK TRONGTHÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH MỎ LỘ THIÊN

Chương 4: CHUẨN HÓA SỐ LIỆU ĐẦU VÀO PHẦN MỀM TOPO HSMO

-Chương 5: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH CHUYỂN TỌA

ĐỘ ĐO CORS/RTK SANG HỆ TỌA ĐỘ BẤT KỲ

Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Phạm Công Khải đã trực tiếphướng dẫn em hoàn thành đồ án này Em cũng xin cảm ơn các thầy, cô trong

bộ môn, trong khoa đã giải đáp những thắc mắc của em

Hà Nội, ngày 18 tháng 06 năm 2015

Sinh viên

Trần Trọng Xuân

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ GNSS

1.1 Lịch sử phát triển công nghệ GNSS

1.1.1 Nguyên nhân của sự ra đời công nghệ dẫn đường ( Navigation)

Công nghệ GNSS (Global Navigation Satellite System) còn được gọi là:

hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu Được phát triển đầu tiên với mục đíchdẫn đường (Navigation) trong quân sự, hàng hải, trong không gian…

Mục tiêu của con người là có một sự dẫn dắt tới vị chí chính xác để hoànthành những công việc được đặt ra Vào khoảng sau những năm 1920s, trênthế giới xuất hiện những hệ thống dẫn đường vô tuyến điện đã tạo tiền đề choviệc phát triển hệ thống định vị toàn cầu Những hệ thống hàng hải vô tuyếnđiện đó bao gồm: các thiết bị có tầm hoạt động ngắn như đèn hiệu vô tuyến(radio beacons), radar, máy tìm phương, các thiết bị có tầm hoạt động dài hơn(còn được gọi là hệ thống dẫn đường hyperbol) như các hệ thống OMEGA,DECCA và LORAN-C Những hệ thống dẫn đường này chủ yếu được sửdụng để dẫn tàu và máy bay

1.1.2 Các bước phát triển để có công nghệ GNSS như ngày nay

Bắt đầu từ sự phát triển của công nghệ vô tuyến, rada, máy tìm phương…đến những công nghệ dẫn đường hyperbol 2D như OMEGA, DECCA,LORAN-C và bây giờ sử dụng công nghệ dẫn đường 3D sử dụng các vệ tinh.Lần lượt ra đời như GPS (Hoa Kỳ - 1973) Galileo ( liên minh Châu Âu-2011)GLONASS (Nga – 1993) Bắc Đẩu (China – 2000)

Như vậy các bước phát triển của công nghệ dẫn đường được biểu diễntrong sơ đồ sau:

Hình 1.1 Bước phát triển của công nghệ dẫn đường

2D

Công nghệ định vị

sử dụng vệ tinh VD: GPS, GALILEO, GRONASS, Bắc Đẩu

3D

Trong công nghệ định vị sử dụng vệ tinh dẫn đường, các nước khácnhau có những quỹ đạo, số lượng vệ tinh và mã hóa khác nhau Nhưng họkhông bao quát trên quỹ đạo toàn thế giới mà mỗi quốc gia có những quỹ đạoriêng biệt Được thể hiện trong bảng số liệu sau:

Bảng 1.1 Quỹ đạo của các hệ thống định vị vệ tinh

Hệ thống Quốc Gia Quỹ Đạo Góc Nghiêng Phân Bố Mặt

Phẳng Quỹ Đạo

o so vớixích đạo Phân bố đều 60

o

GALILEO Liên minh

Châu Âu

3 mặtphẳng quỹđạo

56 o so vớixích đạo

120o trên mặtphẳng xích đạo

gần tròn

64.8o so vớixích đạo

120o trên mặtphẳng xích đạo

Hình 1.2.Các yếu tố quỹ đạo vệ tinh Bảng 1.2.Các yếu tố quỹ đạo vệ tinh

Tham số Giải thích

Ω Góc giờ của nút(điểm) mọc

i Góc nghiêng mặt phẳng quỹ đạo

a Bán trục lớn quỹ đạo

e Tâm sai quỹ đạo dạng ellip

Hệ thống

Hình 1.3 Sáu quỹ đạo hệ thống vệ tinh GPS(trái) GALILEO(phải)

Hình 1.4 Ba quỹ đạo hệ thống vệ tinh GLONASS(trái) Bắc Đẩu(phải)

Các vệ tinh được bố trí tập trung vào các quốc gia sở hữu chúng Vìvậy khi bên thứ 3(các quốc gia khác) muốn sử dụng vệ tinh vào các mục đích

dân sự cũng như mục đích kinh doanh sẽ không có đủ hoặc có quá ít số lượng

vệ tinh thu được tín hiệu Trên nguyên tắc cơ bản là tối thiểu phải thu được 4

vệ tinh Sự kết hợp sử dụng được tất cả các loại vệ tinh trên thu được trên mộtloại máy thu ra đời gọi là công nghệ GNSS Công nghệ GNSS khắc phụcđược những nhược điểm mà các công nghệ trên mắc phải như độ phủ sóng,

số lượng vệ tinh cường độ tín hiệu…

Hiện tại trên thế giới có 4 hệ thống vệ tinh đã gần như hoàn thiện, cũngchính là nền tảng của sự kết hợp vệ tinh:

Hình 1.5 Hệ thống GNSS

Từ các số liệu đo đạc thực tế tại Việt Nam cho thấy Những ưu điểmthực sự khi sử dụng công nghệ GNSS thay thế cho công nghệ GPS hoặc BắcĐẩu Do số lượng vệ tinh thu được đồng thời không phụ thuộc quá nhiều vàomột hệ thống nào đó Nhưng cũng không tránh khỏi những khó khăn như giáthành thiết bị rất cao,sự ảnh hưởng của sai số các hệ thống vệ tinh không đồngđều dẫn đến việc sai lệch về tọa độ, phần mềm xử lý đắt và phức tạp hơn…

Nếu hiểu theo nghĩa rộng hơn, GNSS là công nghệ dẫn đường toàn cầudựa trên sự kết hợp giữa các hệ thống khác nhau bao gồm cả công nghệ giả vệtinh(trên mặt đất) Theo một số chuyên gia hàng đầu Việt Nam về công nghệdẫn đường (navigation) công nghệ dựa trên cơ sở DGPS của Mỹ chia ra 2 loại:

- Hệ thống tăng cường dựa trên cơ sở mặt đất: thường là DGPS diệnhẹp, cục bộ Hệ thống này thường sử dụng mạng lưới trên mặt đất để chuyểnthông tin tăng cường độ chính xác

- Hệ thống tăng cường dựa trên cơ sở vệ tinh: thay vì các hệ thốngtruyền tín hiệu tham chiếu mặt đất người ta sử dụng các vệ tinh địa tĩnh để

GPS

Bắc Đẩu GLONASS

GALILEO

GNSS

truyền đi các tham số này Chúng được phủ sóng trên một diện tích lớn gấptrăm ngàn lần hệ thống tăng cường mặt đất.

Hình 1.6 Hệ thống GNSS tăng cường mặt đất GBAS (trái) vi phân diện rộng

sử dụng vệ tinh địa tĩnh (phải)

1.1.3 Cấu trúc hệ thống GNSS

Giống như các hệ thống định vị vệ tinh thông thường trên thế giới, hệthống GNSS cũng có 3 đoạn chính là đoạn điều khiển, đoạn trên không vàđoạn sử dụng

Hình 1.7 Tổng quan về công nghệ GNSS

Đoạn điểu khiển (CONTROL ADMINTRANSTOR): ở trên đoạn nàythực hiện các chức năng là một (Admintranstor) người quản trị Ngoài việccung cấp lịch chính xác và các thông số cần thiết cho việc hiệu chỉnh chongười sử dụng (user) đoạn điều khiển cao cấp còn có thể hiệu chỉnh quỹ đạo

vệ tinh, tái thiết lập vệ tinh, bù thời gian hụt, đồng thời sử dụng quyền điều

khiển nâng cao tác động vào toàn bộ hệ thống.

Đoạn không gian (SPACE SEGMENT): Bao gồm các vệ tinh ( cả các

vệ tinh địa tĩnh trong trường hợp hệ thống tăng cường GNSS vệ tinh) của các

hệ thống khác nhau như hệ thống GPS, GRONASS, Bắc Đẩu, GALILEO…đoạn không gian của GNSS được các Đoạn điều khiển tương ứng control

Đoạn người sử dụng (USER): hệ thống GNSS được ứng dụng trong rấtnhiều lĩnh vực đoạn người sử dụng rất đa dạng, những thiết bị có thể thu và

xử lý tín hiệu từ nhiều hệ thống vệ tinh khác nhau

Bảng 1.3.So sánh một số thông số kỹ thuật của ba hệ thống vệ tinh dẫn

đường toàn cầu (Yasuda, 2001)

1.1.4 Hệ thống quy chiếu sử dụng trong GNSS

Hệ quy chiếu là tập hợp các điều khoản, các quy ước kèm theo việc mô

tả mô hình cần thiết để định nghĩa gốc, định hướng các trục tọa độ cùng tỉ lệtheo sự biến đổi thời gian Hệ quy chiếu bao gồm định nghĩa hệ tọa độ, hệthời gian và tham số vật lý kèm theo Trong trắc địa tồn tại hai hệ quy chiếu:

hệ quy chiếu quán tính và phi quán tính

Là vấn đề cần thiết bởi mỗi hệ thống vệ tinh như GPS, GLONASS,Bắc Đẩu, GALILEO đều có những hệ quy chiếu khác nhau Vấn đề đặt ra

là có hệ quy chiếu thống nhất để tính chuyển tọa độ và điều chỉnh chúng vềđúng vị trí

Hai hệ quy chiếu chính được sử dụng nhiều nhất trong đạo hàng vệ tinhđược sử dụng gồm: Hệ quy chiếu thiên thể quy ước (CCRS), còn gọi là hệquy chiếu quán tính quy ước (CIS) và hệ quy chiếu mặt đất quy ước (CTRS),còn gọi là hệ tọa độ mặt đất quy ước (CTS).[3]

a Hệ tọa độ WGS – 84 hệ thống GPS

Hệ WGS - 84 dựa trên toạ độ của 10 trạm đo GPScủa Bộ Quốc phòng

Mỹ (DoD) Sau này có thêm 22 điểm của IGS tham gia vào sử dụng trị đo đểtính toán Khung quy chiếu đạt độ chính xác 10 cm và đã sử dụng mô hìnhchuyển động mảng toàn cầu NUVEL - 1 cho vận tốc các trạm đo

Tốc độ quay của Trái Đất 7292115 x 10-11 radians/second

b Hệ tọa độ PZ - 90 của hệ thống GLONASS

c Khung quy chiếu ITRF

ITRF(International Terrestrial Reference Frame) là một hệ thống gồm

các điểm có tọa độ 3D mà hệ thống gọi là lý tưởng cho toàn bộ bề mặt TráiĐất ITRS xác định khung quy chiếu Trái đất quốc tế (ITRF) với 7 tham sốgồm 3 tham số gốc địa tâm, 3 tham số góc định hướng trục tọa độ và 1 tham

số tỷ lệ chiều dài Mỗi năm, 7 tham số này được xác định cụ thể với các giá trịthực tế tương ứng với năm đó Căn cứ vào tọa độ các trạm mặt đất, IERS tínhtoán xác định 7 tham số này theo một số điều kiện ràng buộc nhất định nhưphương pháp bình phương nhỏ nhất,… Các bước thực hiện tiếp theo dựa trêncác quan trắc mới Do 7 tham số luôn trong trạng thái động (trái đất tồn tạitrong trạng thái động) nên hiện nay người ta bổ sung thêm 7 tham số nữa làtốc độ thay đổi 7 tham số này đưa tổng số lượng các tham số thành 14

Mối quan hệ giữa ITRF và GNSS trở nên quan trọng hơn từ khi lướitrắc địa quốc tế IGS được thành lập IGS cung cấp cho IERS các số liệu nhằmnâng cao chất lượng ITRF Từ khi bắt đầu hoạt động, các trung tâm phân tíchcủa IGS đã sử dụng ITRF để tính toán quỹ đạo trên một số lưới thành phần.Hơn thế nữa, các số liệu IGS được tổng hợp là rất phù hợp với các ITRF Đầunhững năm 1990, toạ độ giữa WGS và ITRF được xác định lệch nhau cỡ 1 - 2

m Từ năm 1995 (tuần GPS 730), việc xác định lại toạ độ các trạm quan trắcWGS cho thấy độ lệch giữa 2 hệ chỉ cỡ từ cm đến mm Qua đây có thể thấy,đối với phần lớn các nhiệm vụ trắc địa truyền thống thì hai khung quy chiếunày được coi là như nhau.[3]

1.2.Các ứng dụng của công nghệ GNSS

1.2.1 Ứng dụng trong quân sự

Trong quân sự thay vì sử dụng hệ thống GNSS kết hợp các hệ thống vệtinh của các quốc gia khác nhau người ta sử dụng hệ thống GNSS tăng cườngmặt đất hoặc vệ tinh địa tĩnh Bởi còn liên quan tới sự điều chỉnh độ chính xáccủa mục tiêu trong không gian 3D Cơ sở ban đầu và mục đích ra đời của các

hệ thống định vị dẫn đường là dành cho quân sự, trong những năm gần đây hệthống dẫn đường (Navigation) được đưa ra sử dụng trong dân sự

- Dẫn đường cho các tàu ngầm, các tàu sân bay, …

- Dẫn đường cho các máy bay chiến đấu…

- Dẫn đường cho các tên lửa đạn đạo, tên lửa tầm trung và tầm xa…

- Dẫn đường cho các sỹ quan các xe tăng , xe bọc thép…

- Một số ứng dụng khác

Nhìn chung trong quân sự GNSS được coi là hệ thống tối quan trọngbởi dẫn hướng tới các mục tiêu đòi hỏi sự chính xác là quyết định tới hoànthành nhiệm vụ

Hình 1.8.Ứng dụng GNSS trong điện thoại

- Ứng dụng công nghệ GNSS trong công tác Trắc Địa

- Ứng dụng công nghệ GNSS trong giao thông: trong giao thông GNSSđược sử dụng làm công nghệ dẫn đường cho các phương tiện tham gia giaothông Như ô tô, motobyker … ngày nay các xe thường lắp các thiết bị giámsát hành trình sử dụng công nghệ DGPS hoặc GNSS

- Ứng dụng công nghệ GNSS trong cứu nạn: có thể lấy ví dụ minh họa

về máy bay MH370 Malaysia mất tích nếu không có công nghệ định vị toàncầu sẽ không thể tìm thấy được thân máy bawy và xác định nguyên nhân gây

ra tai nạn…

Ngoài ra còn một số ứng dụng khác trong các nghành tài chính, y tế,giáo dục…

Hình 1.9 Ứng dụng công nghệ GNSS trong thực tế 1.3 Công nghệ GNSS được ứng dụng trong trắc địa

Trong Trắc Địa GNSS đang là khởi nguồn của các công nghệ hiện đại kếbước công tác xây dựng lưới, thành lập bản đồ, đưa bản vẽ thiết kế ra côngtrình, quan trắc biến động,… được thực hiện một cách nhanh chóng nhờ côngnghệ này Trong những năm gần đây, con người còn phát triển rất nhiều côngnghệ đi kèm song hành cùng GNSS để nâng cao độ chính xác cũng như giảmthời gian thao tác cho kết quả nhanh hơn Không chỉ vậy GNSS còn đóng vai tròlàm nền tảng cho sự phát triển mở không phụ thuộc vào một hệ thống gây lỗi

Hình 1.10 Máy thu GNSS 2 tần trong Trắc Địa

Theo [3] ứng dụng GNSS trong trắc địa bao gồm:

- Thành lập bản đồ công nghê RTK

- Thành lập lưới

- Quan trắc công trình

- Quan trắc kiến tạo mảng

1.4 Các phương pháp đo trong công nghệ GNSS

Ngày nay trong công tác trắc địa không sử dụng tới phương pháp định

vị tuyệt đối bởi độ chính xác tọa độ điểm mang lại của phương pháp nàykhông đạt đủ yêu cầu với độ chính xác trắc địa đề ra Nhưng một số ứng dụngtrong thực tế, không đòi hỏi độ chính xác cao định vị tuyệt đối vẫn được ứngdụng do tính đơn giản cũng như giá thành thiết bị khá thấp so với thiết bị định

vị tương đối

1.4.2 Định vị tương đối

Hiện nay trên thế giới phương pháp định vị tương đối được áp dụngrộng khắp bởi nó mang lại độ chính xác cần thiết cũng như nguyên lý kháđơn giản.

Định vị tương đối (Relative Positioning) là sử dụng tối thiểu 2 máy thu đồng thời thu tín hiệu vệ tinh để xác định véctơ cạnh (baseline) giữa chúng Các thành phần của véctơ cạnh là ∆X ,∆Y ,∆Z trong hệ WGS-84 Cũng có thể tính đổi thành các gia số toạ độ trắc địa ∆B,∆L,∆H theo các công thức đã biết.

Trong phương pháp định vị tương đối máy thu đặt tại điểm đã biết tọa

độ có nhiệm vụ tính toán các số cải chính để cải chính vào máy thu thứ 2đứng tại điểm chưa biết tọa độ Dựa vào phương pháp đo cũng như phươngpháp cải chính người ta chia ra thành nhiều loại khác nhau nhằm phục vụ chocác nhu cầu khác nhau về đo đạc

1.4.2.a Định vị tương đối tinh (Relative Static Positioning)

Sử dụng 2 máy thu đồng thời đặt tại 2 điểm trong đó 1 điểm đã biết tọa

độ, điểm còn lại cần xác định tọa độ Trong một khoảng thời gian nhất địnhkhoảng thường trên 20 phút

Dựa vào cách cải chính trị đo người ta chia ra nhiều kiểu đo khác nhau như:

- Đo động dừng và đi (Stop and Go), còn gọi là đo bán động (semi kinematic)

- Đo động liên tục (Continuous), còn gọi là đo động thuần tuý (pure kinematic)

- Đo động kiểu đánh dấu sự kiện (Events Markers), trong đó kiểu đo

dừng và đi thường được sử dụng để đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn

Dựa vào phương pháp truyền số cải chính người ta chia ra:

- RTK đo động xử lý tức thời

- PPK đo động xử lý sau

RTK truyền thống là sử dụng 2 máy thu đồng thời thu tín hiệu từ vệtinh, 1 máy đặt tại điểm đã biết tọa độ, máy còn lại xác định tọa độ của điểmchưa biết ở công nghệ đo RTK truyền thống máy đặt tại mốc chỉ khi có côngviệc thực hiện sẽ thiết lập trạm máy ở đó- phải có trên 2 người mới có thểthực hiện đo đạc được máy thu thứ nhất gửi tín hiệu hiệu chỉnh tọa độ tứcthời cho máy thu thứ 2 bằng sóng radio hoặc kết nối 3G

Hình 1.13 Đo động xử lý tức thời RTK

Trong định vị tương đối động, bắt buộc thực hiện thủ tục khởi đo đểxác định số nguyên đa trị đầu tiên làm cơ sở giải bài toán định vị tương đốivới số trị quan sát hạn chế trong thời gian rất ngắn Để giải bài toán, số trị đo

tối thiểu không được ít hơn 2.[1]

1.5 Mạng lưới IGS (International GNSS Service)

Mạng lưới IGS là mạng lưới gồm các trạm quan trắc liên tục trên toànthế giới nhằm tạo nên một hệ thống mốc tọa độ có độ chính xác cao, phục vụcho việc xác định tọa độ cho các mạng lưới khác và quan trắc chuyển dịchcủa các mảng kiến tạo ngoài ra mạng lưới IGS còn rất nhiều ứng dụng khác

Số liệu thời gian thực được truyền tới ít nhất 2 trung tâm số liệu thờigian thực tách biệt

Các trạm quan trắc tham dự vào việc cung cấp số liệu hình thành lướitham chiếu IGS cần hoạt động liên tục trong chế độ thời gian thực để đảm bảocấp số liệu , tính ổn định của lưới tham chiếu

Hình 1.14 Hệ thống trạm tham chiếu liên tục GNSS mạng lưới IGS

CHƯƠNG 2 CÔNG NGHỆ TRẠM THAM CHIẾU HOẠT ĐỘNG LIÊN TỤC CORS

2.1 Cấu trúc trạm CORS trên thế giới

2.1.1 Khái niệm

2.1.1.a Khái niệm cơ bản lịch sử phát triển của trạm CORS

Các trạm tham chiếu hoạt động liên tục được xây dựng cần bảo đảmcho mật độ tương đối đồng đều, khoảng cách giữa các trạm tham chiếu là mộttham số đặc trưng cho độ chính xác của hệ thống Vị trí các trạm tham chiếuđược xác định chính xác trong hệ thực dụng Tại mỗi trạm tham chiếu sẽ lắpđặt máy thu GNSS đa tần số và liên tục thu tín hiệu vệ tinh (24h/24h) Cáctrạm GNSS/CORS được kết nối với trạm chủ (MS) thông qua mạng Internettheo địa chỉ IP Trạm chủ có nhiệm vụ xử lý và lưu giữ thông tin từ các trạmtham chiếu gửi tới, trạm chủ này còn được gọi là trạm SERVER Đây là giải

pháp công nghệ mới, phát triển lưới trắc địa theo kiểu lưới tích cực (Active Control Networks) và đôi khi còn được gọi là công nghệ “Trắc địa không

lưới“ Theo giải pháp này sẽ giảm thiểu các mốc trắc địa ở thực địa được đođạc theo công nghệ truyền thống

Hệ thống trạm tham chiếu hoạt động liên tục GNSS/CORS cung cấpcho người dùng dịch vụ định vị động tức thời mà không cần thiết lập riêngmột trạm cơ sở (base) Đó là công nghệ định vị động tức thời dùng mạngNRTK Công nghệ này có những điểm khác biệt so với đo động tức thời sửdụng một trạm tĩnh (RTK) đã biết Trong công nghệ này, người ta đã đưa ramột số giải pháp định vị động tức thời có độ chính xác cao, có thể áp dụngcho các mạng GNSS/CORS có khoảng cách trung bình giữa các trạm từ 70

km đến 100 km, như giải pháp định vị hiệu chỉnh các tham số khu vực (FKP),giải pháp trạm tham chiếu ảo (VRS), giải pháp chính-phụ (MAC) vv

Toàn bộ số liệu quan sát liên tục tại các trạm CORS được chuyển vềmột trung tâm xử lý số liệu Tại trung tâm này, số liệu của các trạm CORSđược xử lý tức thời bằng phần mềm chuyên dụng riêng để xác định các sốhiệu chỉnh do tầng điện ly, tầng đối lưu, quỹ đạo vệ tinh và đồng hồ vệ tinh.Thông qua mạng điện thoại di động (công nghệ 3G), các số hiệu chỉnh nàyđược chuyển ngay (gần như tức thời) đến các máy thu (ROVER) hoạt động

trên phạm vi mạng lưới.

Các dạng trạm CORS trên thế giới hiện nay được chia thành 2 nhóm:nhóm thứ nhất dựa trên nguyên tắc đo GPS khoảng cách giả được hiệu chỉnhbằng số liệu gửi từ một trạm cố định thông qua sóng vô tuyến hoặc từ vệ tinh,được gọi là phương pháp GPS vi phân (Differential GPS); nhóm thứ hai dựatrên nguyên tắc đo GPS pha sóng tải giữa một trạm tĩnh và một trạm động cóliên hệ truyền tín hiệu tức thời (online) từ trạm tĩnh sang trạm động bằng sóng

vô tuyến để xác định chính xác gia số tọa độ giữa 2 trạm, được gọi là phươngpháp đo động trong thời gian thực (Real Time Kinematic)

2.1.1.b Các ứng dụng của trạm CORS

Trạm tham chiếu hoạt động liên tục có rất nhiểu ứng dụng, trong đó tiêubiểu như:

- Cung cấp dịch vụ định vị xác định điểm(định vị tĩnh) với độ chính xác

cỡ mm trong vài giờ và dm trong vài giây

- Định vị động xử lý tức thời (RTK) với độ chính xác dm cho máy bay,tàu thuyền và các phương tiện trên đất liền

- Các dạng đo đạc trong công tác trắc địa

- Đo đạc địa vật lý và nghiên cứu chuyển động kiến tạo của vỏ trái đất

- Nghiên cứu khí tượng và khí quyển tầng điện ly v v…

2.1.1.c Phân loại hệ thống trạm CORS

Theo kinh nghiệm của các quốc gia đã xây dựng hệ thống trạm GNSS/CORS, các trạm CORS được chia ra làm 3 loại :

- Loại 1 (Geodetic CORS) gồm một số điểm bố trí mốc kiên cố, gắnvới tầng đá gốc và được kết nối với mạng lưới thường trực quốc tế IGS Cáctrạm loại 1 được quan trắc và xử lý với độ chính xác rất cao, sử dụng cho mụcđích nghiên cứu địa động và các nghiên cứu khoa học khác về Trái đất

Các mạng lưới Geodetic CORS có thể được nâng cấp để cung cấp hoặcgóp phần vào các dịch vụ DGPS, WADGPS, RTK hoặc NRTK (xem giảithích chi tiết dưới đây) bằng cách cài đặt phần cứng phần mềm thích hợp,phần mềm xử lý và các phần mềm truyền thông Vì vậy, bất kỳ một máy thunào trong mạng lưới Geodetic CORS đều có khả năng thực hiện các dịch vụnói trên Ngược lại, một máy thu là một phần của mạng lưới DGPS,

WADGPS, RTK hoặc NRTK cũng có thể nâng cấp để trở thành một phần củamạng lưới Geodetic CORS.

- Loại 2, gồm một số mốc đóng vai trò như các điểm trắc địa nhà nước,được quan trắc và xử lý với độ chính xác cao, đáp ứng cho nhiệm vụ duy trìmột cơ sở gốc trắc địa nhà nước, cung cấp các dữ liệu cơ bản của khung quychiếu quốc gia

- Loại 3 là các trạm tăng dày vào các điểm nhà nước (loại 2) và đượckết nối chung với mạng GNSS/CORS Các điểm loại này có thể xây dựngkiểu mốc đơn giản, do các doanh nghiệp, các công ty tư nhân vv , phục vụcho các công việc đo đạc thông thường ở chế độ tức thời hoặc chế độ xử lýsau

Dựa vào phương pháp số hiệu chỉnh khác nhau, mạng lưới kỹ thuậtCORS hiện giờ có thể chia thành 4 mô hình như sau:

1.Trạm tham chiếu ảo- VRS (Virtual Reference Station)

Các trạm động (Rover) sẽ gửi tọa độ gần đúng đến bộ xử lý trung tâm,khi đó bộ xử lý trung tâm sẽ chọn 3 trạm tham chiếu xung quanh khu vực củangười dùng và dựa vào mô hình hiệu chỉnh để tạo một trạm tĩnh ảo ở gầnngười dùng, trạm tĩnh ảo sẽ truyền dữ liệu đến các trạm động, trạm động sẽcho kết quả chính xác cuối cùng Đặc điểm của trạm tham chiếu ảo là mô hìnhhóa được sai số của tầng điện ly, tầng đối lưu và quỹ đạo vệ tinh; truyền dữliệu 2 chiều, dễ dàng giám sát và quản lý các trạm động

Khả năng truyền dữ liệu giống RTK truyền thống

2 Thông số hiệu chỉnh khu vực FKP (Flächen-Korrektur-Parameter)

FKP dựa vào giá trị quan trắc của trạm động (tri đo pha của sóng tải) vàthông tin của trạm chuẩn, xây dựng mô hình các số liệu hiệu chỉnh có liênquan đến không gian và thời gian trong phạm vi của lưới chuẩn, dựa vào vị trígần đúng của trạm đo, nội suy ra số liệu hiệu chỉnh của trạm đo dùng vào trị

đo để giảm các loại sai số liên quan đến không gian và thời gian nâng cao độchính xác định vị

Trung tâm xử lý số liệu cho phát ra số liệu quan trắc của trạm chủ(giống trạm RTK bình thường), đồng thời thông qua RTC59 phát ra một bộtham số mô hình, trạm động sẽ dựa vào vị trí của mình và vị trí của trạm chủ

và khoảng cách có liên quan đến tham số mô hình để tiến hành tính ra số hiệuchỉnh của trị đo, cùng lúc sử dụng cách tính trừ đi của số hiệu chỉnh và số liệuquan trắc hiệu chỉnh, rồi tiến hành định vị RTK.

Đặc điểm kỹ thuật của FKP là truyền dữ liệu một chiều (trạm độngkhông cần phát sóng GGA), người dùng có thể nhận được số hiệu chỉnhnhưng không truyền dữ liệu đi được, tính bảo mật cao

3 Kỹ thuật hiệu chỉnh của trạm chủ cho trạm động - iMAC (Individual Master-Auxiliary Corrections)

Trung tâm xử lý số liệu phát đi trị đo của trạm chủ (giống với trạmRTK), cùng lúc thông qua giao thức kết nối RTCM3.1 với đoạn 1014 đến

1017 biz phát đi một trạm thông số phụ trợ (chỉ phát đi sự chênh lệch thay đổicủa trạm phụ và trạm chính) và sự chênh lệch vị trí tọa độ của trạm phụ vàtrạm chính để giảm bớt dung lượng tải của việc truyền và nhận dữ liệu Trạmđộng nhận được tín hiệu thì bắt đầu tính toán số hiệu chỉnh vị trí của mình,sau đó tiến hành định vị RTK một cách bình thường

Những đặc điểm cơ bản của kỹ thuật iMAC là:

• Lượng số liệu rất lớn , cần phải phát đi tham số hiệu chỉnh của trạmchính và một phần trạm phụ trợ

• Truyền dữ liệu một chiều, người dùng chỉ nhận mà không phát đi,tính bảo mật cao

• Không tương thích với trạm động của RTK, trạm động cần phải xử lýđược thông số RTCM3.1 đoạn từ 1014 đến 1017 Biz

• Lượng người dùng không hạn chế

• Tăng cường ứng dụng cho một người dùng

• Trạm động phát sóng GGA

• Dễ dàng trong việc giám sát và quản lý trạm động của người dùng

4 Hệ thống mạng lưới trạm tham chiếu Nam Phương–NRS (Net Reference Station).

Lý thuyết cơ bản cốt lõi của kỹ thuật NRS Nam Phương là dựa vào

mô hình của trạm tham chiếu ảo, nó có tất cả đặc điểm của một trạm thamchiếu ảo (VRS), đồng thời khắc phục những yếu điểm, kỹ thuật và nâng caomột bộ phận của FKP, kỹ thuật trạm phụ trợ chính và phụ, thêm vào mạng

lưới kỹ thuật trạm CORS của công ty Nam Phương một số ứng dụng kỹthuật của Trung Quốc, có thể coi đây là một loại nâng cấp của kỹ thuật trạmtham chiếu ảo.

NRS cũng giống như kỹ thuật trạm tham chiếu ảo sử dụng cách phát đitham số hiệu chỉnh, sau đấy ở 3 trạm tĩnh chọn một trạm động gần nhất, lợidụng điều này và hiệu chỉnh tham số tạo thành một trạm ảo

Điểm khác nhau của trạm NRS so với trạm tham chiếu ảo là: NRS kếthợp các ưu điểm của FKP và iMAX, tạo thành mạng lưới tam giác, lợi dụngmột hoặc toàn bộ trạm tĩnh trong mạng lưới để tối ưu hóa và xác nhận số liệucủa trạm động và 3 trạm tĩnh gần đó, để có thể đảm bảo tính ổn định và chấtlượng của số liệu

Lợi dụng tối đa và xác nhận qua hiệu chỉnh thông số để tạo thành trạmtĩnh ảo được gọi là trạm tham chiếu ảo nâng cấp Trạm tham chiếu ảo nângcấp có thể cung cấp mạng lưới trạm CORS phục vụ một cách tốt nhất với độchuẩn xác cao

Bốn loại mô hình trên đều có điểm giống và khác nhau, nhưng bản chấtđều dùng phương trình số học mô phỏng sai số của một khu vực

2.1.2 Các hệ thống

Khởi nguồn của trạm CORS chính là tram tham chiếu quan trắc thường

xuyên (Permanently Observing Reference Station) Từ những năm 1995 nhiều

quốc gia trong hệ thống IGS đã tham gia xây dựng các trạm tham chiếu làmviệc liên tục CORS

a) hệ thống trạm CORS của Mỹ:

Hình 2.1 Vị trí các trạm CORS của Mỹ

Có thể thấy hệ thống trạm CORS của Mỹ dày đặc tính tới thời điểmhiện tại (cập nhật ngày 12/2/2015) có 168 tổ chức tham gia cung cấp dịch vụtrạm CORS và trên 1350 trạm phủ trùm khắp nước Mỹ

b) Hệ thống SAPOS của CHLB Đức

SAPOS (Satellite Positioning Service) của CHLB Đức (hình) có tính

năng và mục đích sử dụng tương tự hệ thống trạm CORS của Mỹ Theo kếtquả thử nghiệm tại CHLB Đức cho thấy, với mạng tham chiếu có khoảngcách trung bình giữa các trạm là 32 km, sai số mặt bằng điểm định vị khôngquá 3 cm

Hệ thống dịch vụ SAPOS của CHLB Đức cung cấp các sản phẩm chophương thức tức thời (thời gian thực) và cả sản phẩm cho phương thức xử lýsau ở phương thức tức thời có 2 mức chính xác là dịch vụ HEPS và EPS, ởphương thức xử lý sau có các dịch vụ GPPS và GHPS

Trong bảng là các thông tin về một số sản phẩm của hệ thống SAPOS

Bảng 2.1 Thông tin về một số sản phẩm của SAPOS.[2]

Thiết bị và giá dịch vụ

Tức thời HEPS 1-2 cm về

MB2-6 cm vềĐC

Radio mobile(GMS) hoặc 2m band radio, internet

Máy thu GPS cókhả năng RTK,Modem chuyển dữliệu

0,1 EUR/1 phútTức thời EPS 0,5 – 3 m VHF, sóng

dài LF,mobile radio hoặc 2m band radio, internet

Máy thu GPS mộttần có khả năngDGPS, Modemchuyển dữ liệu

E-Máy thu GPS trắcđịa Kết nối Internet0,2 EUR/ phút (R> 1s)

tải dữ liệu 0,8 EUR/phút (R<1s)

Hình 2.2 Hệ thống trạm SAPOS

c) Hệ thống SWEPOS của Thuỵ Điển

Năm 1992 tại Thuỵ Điển người ta đã thiết kế xây dựng các trạm quansát liên tục CORS và được gọi là hệ thống SWEPOS Theo kế hoạch, năm

1998 hệ thống này được đưa vào hoạt động Tuy nhiên cho đến 2002 dịch vụđịnh vị đầu tiên từ SWEPOS mới được thực hiện

Hình 2.3 Phân bố các trạm SWEPOS tại Thụy Điển

Hệ thống trạm SWEPOS gồm 3 bộ phận có các chức năng khác nhau:

1 Các trạm quan sát liên tục của SWEPOS đều sử dụng ít nhất 2 máythu GPS hai tần số để ghi nhận liên tục tín hiệu vệ tinh GPS ở tần suất cao,đây là cơ sở dữ liệu GPS nguyên thuỷ (thô) sẽ được chuyển về trung tâm điềukhiển để xử lý và phân phát

2 Trung tâm điều khiển được kết nối với các trạm thu liên tục Trungtâm điều khiển có các nhiệm vụ như lưu trữ, xử lý, chuẩn bị dữ liệu cho cácdịch vụ khác nhau

3 Bộ phận phân phát dữ liệu làm việc với hai hình thức: cung cấp dữliệu cho xử lý sau và cung cấp dữ liệu cho định vị tức thời Để cung cấp dữliệu xử lý sau, có thể chuyển qua dịch vụ Internet Để cung cấp dữ liệu phục

vụ định vị tức thời, thường thông qua mạng RTK hoặc mạng thông tin GSM

d) Mạng GEONET của Nhật Bản

Năm 1993, Viện Đo đạc địa lý GSI của Nhật Bản đã khởi công xâydựng một mạng lưới GPS thường trực, có tên gọi là GEONET Đây là mạnglưới GPS bao trùm toàn bộ nước Nhật, phục vụ cho mục đích giám sát biếndạng vỏ trái đất do chuyển động kiến tạo hiện đại ở quốc gia này MạngGEONET gồm 1271 trạm (tính đến năm 2013), khoảng cách trung bình giữacác trạm xấp xỉ 25 km

Các trạm thường trực của GEONET được trang bị máy thu Net-R9 củahãng Trimble hoặc máy thu Net-G3 của hãng Topcon Các máy thu này thutín hiệu của các vệ tinh GPS và GLONASS

2.1.3 Phần mềm tại trạm CORS

Tại các trạm CORS người ta sử dụng phần mềm Trimble GPS-Base củaTrimble hoặc TopNET-V của Topcon Tại trạm điều khiển trung tâm sử dụngphần mềm Trimble GPS-Net, hoặc TopNet-S

Hình 2.4 Phân bố các trạm thường trực GEONET tại Nhật Bản

2.2 Trạm tham chiếu CORS N-001ở trường Đại học Mỏ Địa Chất

2.2.1 Hệ thống phần cứng

Để thiết lập một trạm tham chiếu liên tục đòi hỏi phải có những phầncứng đúng và bền bỉ để hỗ trợ chạy 24/7 Ngày nay những phần cứng nhưvậy có những mức giá rất khác nhau tùy từng hãng Trạm CORS N001 làtrạm tham chiếu hoạt động liên tục theo công nghệ kỹ thuật NRS đầu tiêntại miền Bắc

Ưu điểm của trạm tham chiếu liên tục hoạt động theo kỹ thuật NRS làphạm vi tác dụng rộng hơn, độ chính xác cao, đặc biệt chỉ cần sử dụng mộtmáy khi đo ngoài thực địa, nhất là trong công tác thành lập bản đồ địa hình,địa chính ở các loại tỷ lệ mà không cần phải xây dựng lưới khống chế

Hình 2.5 Hệ thống phần cứng trạm CORS cần thiết

Được chia làm hai phần ngoài trời và trong phòng

a) Choke-ring antenna( ăng ten thu tín hiệu vệ tinh)

Sản xuất tại tập đoàn Phương Nam (Trung Quốc) có nhiệm vụ thu tínhiệu từ các vệ tinh thuộc hệ thống GPS, GLONASS, Beidu( Bắc Đẩu) thôngqua dây dẫn tín hiệu bộ chuyển nối (antenna lightning arrester) có nhiệm vụđưa tín hiệu light vào CORS receiver

Choke-ring antenna được đặt ở trên nóc nhà B Đại học Mỏ - Địa chất –

Hà Nội được xác định tọa độ trong WGS – 84 và tính chuyển về hệ tọa độ

VN – 2000 hiện nay đang sử dụng tại Việt Nam

Bên cạnh antenna thu tín hiệu từ hệ thống vệ tinh, còn có thêm Antennathu lôi lightning rod có nhiệm vụ thu các tia sét do Choke-ring antten đượcđặt trên cao

Hình 2.6 Choke-ring antenna (SOUTH cung cấp)

Antenna có bộ bảo vệ bên ngoài nên có thể tránh mưa, gió, lửa…

Cable antena sử dụng ống dẫn phù hợp để bảo vệ cáp antena khỏi thờitiết, lửa,… chống sự xâm nhập của nước và tia cực tím; Có thiết bị chống sét

để bảo vệ cáp antena; Sử dụng cáp antena có chiều dài vừa đủ để kết nối giữaantena và máy thu Sử dụng cáp antena để sao cho sự mất và chậm tín hiệu lànhỏ nhất

Thông số kỹ thuật Antenna như sau:

Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật Antenna trạm CORS N- 001

b) CORS receiver( bộ giải mã tín hiệu vệ tinh)

Hình 2.7 CORS receiver( bộ giải mã tín hiệu vệ tinh) Net S8+

Bộ giải mã tín hiệu về tinh đầu vào (input) kết nối với Choke-ringantenna đầu ra kết nối với modem ngoài ra còn một số cổng nguồn, cổng kếtnối với máy tính…

Bộ giải mã tín hiệu vệ tinh có nhiệm vụ thu tín hiệu từ antenna sau đó

xử lý chuyển dữ liệu thu được về dạng số để cung cấp cho máy tính Thôngqua cổng kết nối Enathernet

Hình 2.8 Giao diện thao tác và cổng kết nối trên Net S8+

Trên giao diện hình, có thể thấy cổng kết nối RJ45 Ethernet là kết nốigiữa Net S8+ vào Router(internet)

Đặc điểm của NET S8 là ứng dụng bo mạch chủ của Trimble BD970,

220 kênh Ăng ten GNSS hỗ trợ GPS, Glonass, Galileo và Compass Bắc Đẩu,

sử dụng vật liệu ít co dãn , loại bỏ sóng tạp do hiệu ứng đa đường dẫn vớihiệu quả cao Thiết kế định tâm theo 4 điểm, tính ổn định của tâm máy đạtđến 0,8 mm có khả năng đo bắt được tín hiệu vệ tinh có góc ngưỡng nhỏ nhất

1 Truyền số cải chính từ mạng lưới IGS về trạm cors

2 Truyền số cải chính từ CORS ra các ROVER(RTK)

3 Lấy dữ liệu đo đạc từ các ROVER

4 Truyền dữ liệu đo đạc từ CORS sang mạng lưới IGS để tiếp tục tínhtoán tọa độ tức thời của trạm CORS

Mạng Internet đòi hỏi có sự ổn định cao, không bị ngắt quãng trong quátrình làm việc

Tại router có cài đặt 2 cổng để có thể truy xuất dữ liệu với ip mặc địnhtrên Computer 192.168.0.251 cổng ra 6363 và 8080

d) Server Computer

Computer server sử dụng main của IBM

CPU Intel Xeon E3-1200 v3 series (quad-core) lõi 4 16 xung 2.0 GhzRam 8Gb DDR3 /EEc 1333

Hình 2.10 Phần mềm trung tâm theo dõi vệ tinh GNSS

Hình 2.11 Quản lý tọa độ trạm CORS

Hình 2.12 Quản lý tọa độ trạm CORS

Hình 2.13 Quản lý tọa độ trạm CORS