TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA TRẮC ĐỊA – BẢN ĐỒ NGUYỄN VĂN ĐIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ BẰNG CÔNG NGHỆ GPS Hà Nội, 2016
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA TRẮC ĐỊA – BẢN ĐỒ
NGUYỄN VĂN ĐIỆP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ BẰNG CÔNG NGHỆ GPS
Hà Nội, 2016
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA TRẮC ĐỊA – BẢN ĐỒ
SINH VIÊN: NGUYỄN VĂN ĐIỆP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ BẰNG CÔNG NGHỆ GPS
Chuyên ngành: Kỹ Thuật Trắc Địa – Bản Đồ
Mã ngành: D502503
NGƯỜI HƯỚNG DẪN 1: TS NGUYỄN VĂN ĐÔNG 2: TS PHẠM THỊ HOA
Hà Nội, 2016
Trang 3MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS 1
1.1 Cấu trúc của hệ thống định vị toàn cầu GPS 1
1.1.1 Đoạn không gian (Space Segment) 3
1.1.2 Đoạn điều khiển (Control Segment) 4
1.1.3 Đoạn sử dụng (User Segment) 5
1.2 Nguyên lý định vị GPS 7
1.2.1 Định vị tuyệt đối (Absolute positioning) 7
1.2.2 Định vị tương đối (Relative positioning) 13
1.3 Các nguồn sai số và biện pháp khắc phục 18
1.3.1 Sai số liên quan đến vệ tinh 18
1.3.2 Sai số do môi trường lan truyền tín hiệu 20
1.3.3 Sai số liên quan đến máy thu 24
CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ BẰNG CÔNG NGHỆ GPS 27
2.1 Yêu cầu, đặc điểm của một số lưới khống chế trắc địa 27
2.1.1 Yêu cầu, đặc điểm của lưới địa chính cơ sở 27
2.1.2 Lưới khống chế đo vẽ 31
2.2 Thiết kế lưới khống chế 32
2.3 Chọn điểm và chôn mốc 34
2.4 Xây dựng phương án đo 35
2.4.1 Thiết kế ca đo 35
2.4.2 Lập kế hoạch đo 37
2.5 Đo đạc ngoại nghiệp 38
2.5.1 Chuẩn bị đo 38
2.5.2 Các yêu cầu đo ngắm 38
2.5.3 Công tác đo ngoại nghiệp 39
2.6 Xử lý số liệu nội nghiệp 40
2.6.1 Giới thiệu về phần mềm Trimble Business Center 2.20 40
Trang 42.6.2 Quy trình xử lý số liệu đo GPS bằng phần mềm Trimble Business Center 2.20
41
CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THỰC NGHIỆM 61
3.1 Giới thiệu khu vực thực nghiệm 61
3.2 Xử lý số liệu GPS bằng phần mềm 63
3.2.1 Dữ liệu đo 63
3.2.2 Kết quả xử lý số liệu 69
3.2.3 Biên tập kết quả 74
3.3 Đánh giá kết quả thực nghiệm 74
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76
1 Kết luận 76
2 Kiến nghị 76
PHỤ LỤC 1 78
Trang 5DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1 1 Ảnh hưởng của tầng điện ly đến khoảng cách đo từ vệ tinh tới máy thu 21
Bảng 1 2 Ảnh hưởng tầng đối lưu tới khoảng cách 23
Bảng 1 3 Nguồn lỗi và các biện pháp khắc phục 25
Bảng 2 1 Yêu cầu kỹ thuật chủ yếu của lưới GPS được thành lập để đo vẽ bản đồ 28
Bảng 2 2 Chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản chung của lưới địa chính 29
Bảng 2 3 Chỉ tiêu cơ bản lưới địa chính bằng phương pháp GPS 29
Bảng 2 4 Tiêu chí đánh giá chấtlượng lưới khống chế đo vẽ 32
Bảng 2 5 Bảng tọa độ điểm địa chính cơ sở 34
Bảng 2 6 Thời gian ca đo tối thiểu 36
Bảng 2 7 Yêu cầu kỹ thuật cơ bản khi đo GPS các cấp 37
Bảng 3 1 Thông tin của các điểm khống chế 64
Bảng 3 2 Kết quả giải cạnh 69
Bảng 3 3 Kết quả bình sai lưới 73
Trang 6DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Quỹ đạo các vệ tinh hệ thống GPS 1
Hình 1.2 Cấu trúc hệ thống định vị toàn cầu GPS 2
Hình 1.3 Các vệ tinh GPS 4
Hình 1.4 Sơ đồ đoạn điều khiển của hệ thống GPS 5
Hình 1.5 Máy thu của hãng Trimble 7
Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý định vị tuyệt đối 7
Hình 1.7 Định vị tuyệt đối khoảng cách giả 9
Hình 1.8 Định vị tương đối 14
Hình 1.9 Sai phân bậc nhất 16
Hình 1.10 Sai phân bậc 2 17
Hình 1.11 Sai phân bậc 3 17
Hình 1.12 Sai số quỹ đạo vệ tinh 20
Hình 1.13 Sai số do hiện tượng đa đường dẫn 24
Hình 2.1 Mốc của lưới khống chế 35
Hình 2.2 Sơ đồ quy trình xử lý số liệu bằng phần mềm TBC 41
Hình 2.3 Thiết lập mô hình Geoid 42
Hình 2.4 Đặt tên mô hình Geoid 42
Hình 2.5 Thêm mới hệ quy chiếu 43
Hình 2.6 Thiết lập hệ quy chiếu 43
Hình 2.7 Hệ quy chiếu mới được thiết lập 44
Hình 2.8 Thêm mới nhóm hệ tọa độ 44
Hình 2.9 Đặt tên cho nhóm hệ tọa độ 44
Hình 2.10 Múi tọa độ đã được thiết lập 45
Hình 2.11 Thêm mới múi tọa độ 45
Hình 2.12 Đặt tên cho múi chiều 46
Hình 2.13 Chọn mô hình Geoid 46
Trang 7Hình 2.14 Thiết lập các tham số múi tọa độ 47
Hình 2 15 Các tham số của múi tọa độ đã được thiết lập 47
Hình 2 16 Tạo dự án mới 48
Hình 2.17 Thiết lập cấu hình project metric 48
Hình 2.18 Giao diện phần mềm Trimble Business Center 49
Hình 2.19 Thay đổi cấu hình project 49
Hình 2.20 Thay đổi cấu hình hệ tọa độ 50
Hình 2.21 Lựa chọn hệ tọa độ 50
Hình 2.22 Lựa chọn hệ tọa độ mới 51
Hình 2.23 Project mới đã được thiết lập 51
Hình 2.24 Nhập dữ liệu thô 52
Hình 2.25 Quá trình nhập dữ liệu 53
Hình 2.26 Thông tin dữ liệu nhập 53
Hình 2.27 Tất cả các cạnh trong mạng lưới 54
Hình 2.28 Quy trình xử lý cạnh 55
Hình 2.29 Tất cả các cạnh sau khi xử lý 55
Hình 2.30 Nhập tọa độ điểm gốc 56
Hình 2.31 Chọn giá trị gốc cho tọa độ điểm gốc 56
Hình 2.32 Đánh dấu tọa độ vuông góc và độ cao thủy chuẩn cho điểm gốc 57 Hình 2.33 Bảng tóm tắt kết quả sau bình sai tối thiểu 57
Hình 2.34 Kết quả bình sai tối thiểu dưới dạng file html 58
Hình 2.35 Thay đổi trọng số 58
Hình 2.36 Bảng tóm tắt kết quả sau bình sai đầy đủ 59
Hình 2.37 Kết quả bình sai đầy đủ dưới dạng file html 59
Hình 2.38 Giao diện phần mềm hhmap 60
Hình 3.1 Vị trí xã Diễn Phú, huyện Diễn Châu, tỉnh Nghệ An 61