ÔN TẬP ĐVVT Câu 1: Các hệ tọa độ sủ dụng trong định vị vệ tinh 4 Câu 2: Yêu cầu đối với hệ thống giờ sử dụng trong trắc địa vệ tinh 4 Câu 3: Cách khắc phục ảnh hưởng của tầng điện ly và tầng đối lưu 5 Câu 4: Các loại trị đo sử dụng trong định vị GPS: 6 Câu 5: Phân biệt định vị tuyệt đối tiêu chuẩn và định vị tuyệt đối chính xác: 6 Câu 6 : Biện pháp khắc phục ảnh hưởng sai số đồng hồ máy thu của trị đo khoảng cách giả trong định vị tuyệt đối 6 Câu 7: Trượt chu kỳ và cách khắc phục 6 Câu 8: Các nguồn sai số trong định vị vệ tinh 6 Câu 9 : Các sai phân của trị đo pha sóng tải 9 Câu 10: Tổ hợp tuyến tính của trị đo pha sóng tải 10 Câu 11: Các loại lịch vệ tinh: 11 Câu 12: Hãy cho biết những ưu điểm của bài toán động học so với bài toán hình học trong định vị vệ tinh ? Các hệ thống GNSS hiện nay sử dụng bài toán nào ? 12 Câu 13: Những đặc điểm trong công tác đo đạc và xử lý số liệu trong ứng dụng GNSS phục vụ nghiên cứu chuyển dịch vỏ trái đất trên phạm vi khu vực và toàn cầu ? Cho biết ý nghĩa và tác dụng của nghiên cứu này ? 12 Câu 15: Trong định vị GPS tuyệt đối động tức thời (Real Time) người ta thường sử dụng trị đo nào ? Tại sao ? Cho biết một số ứng dụng của phương pháp định vị tuyệt đối động tức thời ? 13 Câu 16: Quy luật ảnh hưởng của tầng điện ly đến kết quả định vị GNSS ? Nêu một số biện pháp khắc phục ảnh hưởng đó ? 13 Câu 17: Những điểm khác nhau giữa khâu tổ chức trong đo lưới GPS và khâu tổ chức trong đo lưới tam giác đo góc ? Độ dài ca đo trong lưới GPS phụ thuộc vào những yếu tố nào ? 13 Câu 18: Phân biệt giữa quỹ đạo vệ tinh lý thuyết và quỹ đạo nhiễu ? Những nguyên nhân gây nhiễu quỹ đạo ? 13 Câu 19: Phân biệt giữa trị đo khoảng cách giả theo code (mã) và trị đo khoảng cách giả theo pha sóng tải ? Các trị đo đó được sử dụng trong định vị GNSS như thế nào ? Cho một vài ví dụ: 14 Câu 20 : Phân tích các nguồn sai số trong đo cao GPS ? Cho biết vai trò của mô hình Geoid và thuật toán nội suy trong công tác đo cao GPS ? 14 Câu 21: Phân biệt giữa bài toán hình học và bài toán động học trong định vị vệ tinh ? Các hệ thống vệ tinh dẫn dường toàn cầu GNSS hiện nay sử dụng bài toán nào ? 15 Câu 22: Hãy cho biết các loại lịch vệ tinh GPS ? Tác dụng của từng loại lịch vệ tinh trong định vị GPS ? 15 Câu 23: Nêu các biện pháp nâng cao độ chính xác trong xây dựng lưới trắc địa công trình bằng công nghệ GPS ? 15 Câu 24: Phân biệt giữa định vị tương đối tĩnh với định vị tương đối động bằng GPS ? Tác dụng của thủ tục khởi đo trong định vị tương đối động ? Các ứng dụng của đo GPS động trong công tác trắc địa bản đồ ? 16 Câu 25: Hãy trình bày phương pháp xây dựng mô hình Geoid sử dụng GPS và thủy chuẩn hình học ? Độ chính xác của mô hình Geoid xây dựng theo phương pháp này phụ thuộc vào những yếu tố nào ? 16 Câu 26 : Tại sao khi bình sai lưới GPS với nhiều điểm khởi tính, người ta lại bình sai lưới theo 2 bước ? Hãy nêu nội dung các bước tính đó ? 16 Câu 27: Phân biệt các loại lịch vệ tinh GPS ? Tác dụng của từng loại lịch vệ tinh trong định vị vệ tinh ? Bằng cách nào để nhận được các loại lịch vệ tinh đó ? 17 Câu 28: Code (mã) tựa ngẫu nhiên có tác dụng gì trong định vị vệ tinh ? Phận biệt kỹ thuật CDMA và FDMA trong công nghệ GNSS ? 17 Câu 29: Thế nào là các cạnh độc lập trong lưới GPS ? Vòng khép độc lập là gì ? Tác dụng của các vòng khép độc lập trong lưới GPS ? 17 Câu 30: Hãy cho biết những ưu điểm của bài toán động học so với bài toán hình học trong định vị vệ inh ? Cho biết vai trò của vệ tinh trong các hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu GNSS ? 18 Câu 31: Hãy cho biết RATIO là gì ? Tại sao khi xử lý lưới GPS người ta lại phải quan tâm đến giá trị RATIO của các vecto cạnh trong lưới ? 18 Câu 32: Hãy cho biết tại sao độ chính xác định vị GPS vi phân (DGPS) lại phụ thuộc vào khoảng cách từ trạm tham chiếu đến trạm định vị ? Hãy cho biết các phương pháp cải chính trong định vị GPS vi phân ? 18 Câu 33: Phân biệt giữa đo khoảng cách bằng sóng điện từ theo nguyên tắc đo 2 chiều và đo 1 chiều ? Hãy nêu các nguồn sai số trong đo khoảng cách 2 chiều và đo khoảng cách 1 chiều ? 18 Câu 34: Hãy trình bài một số phương pháp xây dựng mô hình Geoid ? Hãy cho biết một số mô hình Geoid toàn cầu ? Tác dụng của mô hình Geoid trong ứng dụng công nhệ GPS ? 19 Câu 35: Hãy nêu những ưu – nhược điểm của phương pháp đo GPS động áp dụng cho đo chi tiết thành lập bản đồ địa hình hoặc địa chính ? 19 Câu 36: Hãy phân biệt các hệ thống định vị GNSS tăng cường GBAS và SBAS ? Cho ví dụ ? 19 Câu 37: Số nguyên đa trị trong công nghệ định vị vệ tinh là gì ? Thế nào là hiện tượng trượt chu kì ? Để giảm thiểu hiện tượng trượt chu kì cần làm gì trong các ứng dụng công nghệ GNSS cho mục đích trắc địa ? 20 Câu 38: Khi thiết kế ca đo một lưới GPS cần căn cứ vào những yếu tố nào ? Hãy nêu các bước thiết kế ca đo cho một mạng lưới GPS ? 20 Câu 39: Những lưu ý khi chọn điểm và đo lưới GPS ở vùng núi ? Để xác định độ cao thủy chuẩn (h) cho các điểm trong mạng lưới GPS cần phải làm gì ? 20 Câu 40: Trạm CORS là gì ? Tác dụng của hệ thống trạm CORS ? Nêu các yêu cầu chọn điểm bố trí trạm CORS ? 21 Câu 41: Bình sai lưới GPS dựa trên nguyên lý nào ? Hãy cho biết những đặc điểm khác biệt giữa bình sai lưới GPS và bình sai lưới tọa độ mặt bằng đo góccạnh ? 21 Câu 42: Phân biệt giữa định vị tuyệt đối thông thường và định vị tuyệt đối chính xác (PPP) ? Trong định vị tuyệt đối chính xác, cần phải giảm thiểu hoặc hoại bỏ những nguồn sai số nào ? 21 Câu 43: Hãy cho biết tác dụng của mạng lưới IGS ? Mạng lưới này được xử lý trong hệ quy chiếu nào ? Đặc điểm của hệ quy chiếu đó ? 22 Câu 44: Hãy phân biệt giữa định vị tương đối động xử lý sau (PPK) với định vị tương đối động xử lý tức thời (RTK) ? Tại sao trong định vị tương đối động lại phải có thủ tục khởi đo ? 22 Câu 45: Thông tin đạo hàng là gì ? Tính chất của thông tin đạo hàng ? Tác dụng của thông tin đạo hàng trong định vị vệ tinh ? 22 Câu 46: Code tựa ngẫu nhiên có tác dụng gì trong công nghệ định vị vệ tinh ? Phân biệt giữa CA code và P code ? 23 Câu 47: Cho biết những khả năng của phần mềm TBC ? Phân biệt giữa xử lý cạnh theo chế độ mặc đinh và chế độ can thiệp ? Có thể can thiệp những tham số nào khi xử lý cạnh ? 23 Câu 48: Định vị tương đối và định vị tuyệt đối: 24 Câu 49: Cách chôn mốc và chọn điểm: 24 Câu 50: Vai trò của định vị vệ tinh trong bài toán hình học, ưu nhược điểm của bài toán động học so với bài toán hình học? 24 Câu 51: Đặc điểm, vai trò của mạng lưới thường trực IGS? Đặc điểm của công tác đo đạc và xử lý số liệu đo khi ứng dụng công nghệ GNSS vào nhiệm vụ nghiên cứu địa động? 25 Câu 52: Trình bày những đặc điểm khác của xây dựng lưới bằng công nghệ GPS và xây dựng lưới bằng công nghệ đo góc, cạnh truyền thống? 26
Trang 1ÔN TẬP ĐVVT
Câu 1: Các hệ tọa độ sủ dụng trong định vị vệ tinh
1 Hệ toạ độ gắn với VT: Biểu diễn giá trị đọ lệch giữa tâm hình học và tâm phát song của VT
2 Hệ tọa độ gắn với Trái Đất: Biểu diễn các điểm trong KG Trái Đất
3 Hệ tọa độ thiên thể: Biểu diễn tọa độ VT trên quỹ đạo
Câu 2: Yêu cầu đối với hệ thống giờ sử dụng trong trắc địa vệ tinh
• Thang giờ trong trắc địa vệ tinh phải tôn trọng thang giờ gắn với chuyển động quay ngày đêm của Trái Đất trong không gian quán tính Đây là hệ thống giờ được thực hiện bằng quantrắc trong một khung tham chiếu cố định trong không gian Thang giờ này dduocj gọi là giờ sao ST hay giờ thế giới UT
• Phải đảm bảo việc đo thời gian có tính nhất quán tuyệt đối trong việc mô tả chuyển động của vệ tinh Trong đó thời gian được sử dụng như một biến độc lập trong phương trình chuyển động
Một thang giờ phù hợp có thể được lấy từ chuyển động của một thiên thể quanh Mặt Trời Thang giờ đó được gọi là giờ lịch ET, giờ động lực DT hay giờ Trái Đất
• Phải đảm bảo độ chính xác cao và thống nhất trong đo thời gian, phục vụ đo khoảng cách dựa trên đo thời gian lan truyền tín hiệu sóng điện từ hoặc đo khoảng cách bằng laser đến vệtinh Với yêu cầu như vậy người ta thực hiện phép đo liên quan đến vật lý bức xạ nguyên tử
và gọi là giờ nguyên tử AT
Câu 3: Cách khắc phục ảnh hưởng của tầng điện ly và tầng đối lưu
a) Tầng điện ly
- Ảnh hưởng của tầng điện ly:
Tầng điện ly làm thay đổi thời gian truyền tín hiệu vệ tinh đến máy thu gây ra độ trễ thời gian (đối với tín hiệu code trong đo khoảng cách giả) và làm tín hiệu đến sớm hơn (đối với tín hiệu pha trong sử dụng trị đo pha sóng tải)
Trang 2b) Tầng đối lưu
- Ảnh hưởng của tầng đối lưu:
Tầng đối lưu chưa nhiều hơi nước nên ảnh hưởng đến việc lan truyền tín hiệu bao gồm cả hướng và vận tốc của tín hiệu (do hệ số chiết quan gây ra) từ đó gây ra độ trễ thời gianViệc ảnh hưởng của tầng đối lưu không phụ thuộc vào tần số tín hiệu
- Cách khắc phục:
+ Trong đo đạc:
• Tổ chức đo đạc trong điều kiện thời tiết tốt
+ Trong xử lý số liệu:
• Để khắc phục ảnh hưởng của tầng đối lưu, người ta nghiên cứu xây dựng mô hình khí quyển
để dựa vào đó tính toán hiệu chỉnh trị đo nhằm loại bỏ hoặc giảm thiểu nguồn sai số Cụ thể
có 2 mô hình khí quyển thường hay sử dụng là: Mô hình Hopfield và Mô hình
Saastamoinen
• Ảnh hưởng của tầng đối lưu đến tín hiệu còn phụ thuộc vào góc cao E của vệ tinh Góc E cao càng nhỏ thì đường truyền tín hiệu trong tầng điện ly và tầng đối lưu càng lớn Chính vì vậy, trong quá trình đo đạc, để giảm bớt sai số này người ta loại bỏ tín hiệu của vệ tinh có góc cao E < 15º
Câu 4: Các loại trị đo sử dụng trong định vị GPS:
Có 3 loại trị đo :
- Trị đo khoảng cách giả
- Trị đo pha sóng tải
+ Sử dụng phương trình sai phân bậc 2
Câu 7: Trượt chu kỳ và cách khắc phục
a) Khái niệm
- Trong định vị sử dụng trị đo pha sóng tải, số nguyên đa trị (số chẵn lần bước sóng chưa xác định ) được coi là không đổi trong suốt quá trình đo pha tức là máy thu liên tục theo dõi vệ tinh Tuy nhiên, vì một lý do nào đó mà tín hiệu vệ tinh bị gián đoạn dẫn đến số nguyên đa trị bị thay đổi Hiện tượng này gọi là trượt chu kỳ
- Trượt chu kỳ có thể làm thay đổi hàng trăm đơn vị (chu kỳ bước sóng) gây ra sai số rất lớn trong việc đo pha
Trang 3• Trong định vị tương đối động, tránh đi qua các vật che khuất như cầu, hầm
- Trong tinh toán và xử lý số liệu:
Sử dụng phương trình sai phân bậc 3 để phát hiện và hiệu chỉnh hiện tượng trượt chu kỳ
Câu 8: Các nguồn sai số trong định vị vệ tinh
a) Sai số liên quan đến vệ tinh
• Sai số đồng hồ vệ tinh trực tiếp gây ra sai số trong xác định thời gian Trong đo khoảng cáchbằng sóng ánh sáng hay sóng điện từ, sai số thời gian ảnh hưởng đáng kể đến độ chính xáckhoảng cách đo
• Cách khắc phục:
+ Đối với định vị tuyệt đối khoảng cách giả, sai số đồng hồ vệ tinh được hiệu chỉnh vào khoảngcách giả trước khi sử dụng chúng để giải bài toán định vị Sai số đồng hồ vệ tinh được xác địnhnhờ vào đa thức đồng hồ vệ tinh được cung cấp theo lịch vệ tinh, do đó tính được số hiệu chỉnhcủa đồng hồ vệ tinh
+ Trong định vị tương đối, để loại bỏ ảnh hưởng do sai số đồng hồ vệ tinh gây ra, người ta sửdụng phương trình sai phân bậc nhất của các trị đo pha từ hai trạm quan sát đến cùng một vệtinh
• Sai số do quỹ đạo vệ tinh gây ra được hiểu là khi ta tính được tọa độ của vệ tinh nhưng lạikhông đúng với tọa độ thật của nó (chứa sai số khoảng 2,5m) đó chính là sai số quỹ đạo vệtinh hay sai số lịch vệ tinh
Nhiễu cố ý SA được tạo ra nhằm giảm độ chính xác định vị tuyệt đối bằng cách làm sai lệch đồng hồ vệ tinh và tác động vào việc lập lịch vệ tinh Song từ ngày 20/5/2000, Mỹ đã chính thức bỏ chế độ nhiễu cố ý SA
• Số lượng vệ tinh và sự phân bố của chúng trên bầu trời quanh điểm quan sát ( trong hệ tọa
độ địa diện chân trời tại điểm quan sát) quyets định đến độ chính xác trong định vị Việc số lượng vệ tinh ít hoặc phân bố không đều nhau sẽ làm giảm độ chính xác trong định vị sai sốnày thể hiện qua đại lượng PDOP (trong định vị tuyệt đối bằng khoảng cách giả
Trang 4+ Trong đo đạc, cần tránh dặt máy tại những nơi bị che khuất để thu được tín hiệu từ nhiều vệ tinh nhất
+ Trong tính toán và xử lý số liệu, cần lựa chọn những vệ tinh có góc cao không quá nhỏ và phân bố đều nhau
b) Sai số phụ thuộc vào môi trường lan truyền tín hiệu
• Ảnh hưởng của tầng điện ly do tầng này chưa các ion mang điện gây ra độ trễ tín hiệu
• Cách khắc phục:
+ Trong định vị tương đối khoảng cách ngắn (nhỏ hơn 10km), ảnh hưởng do tầng điện ly vàtầng đối lưu cơ bản được loại bỏ vì ảnh hưởng này được coi là như nhau đối với hai máy thu đặtgần nhau Ở khoảng cách trên 10km, để làm giảm ảnh hưởng của tầng điện ly đến kết quả đo,người ta sử dụng máy thu hai tần số
• Tầng đối lưu là tầng khí quyển tính chứa nhiều hơi nước và bụi khí quyển Ảnh hưởng củatầng đối lưu đến tín hiệu điện từ không phụ thuộc vào tần số sóng tải
• Cách khắc phục:
+ Để khắc phục ảnh hưởng của tầng đối lưu, người ta nghiên cứu xây dựng mô hình khí quyển
để dựa vào đó tính toán hiệu chỉnh trị đo nhằm loại bỏ hoặc giảm thiểu nguồn sai số
+ Ảnh hưởng của tầng đối lưu đến tín hiệu còn phụ thuộc vào góc cao E của vệ tinh Góc E caocàng nhỏ thì đường truyền tín hiệu trong tầng điện ly và tầng đối lưu càng lớn Chính vì vậy,trong quá trình đo đạc, để giảm bớt sai số này người ta loại bỏ tín hiệu của vệ tinh có góc cao E
< 15º (gọi là góc cao giới hạn hay góc ngưỡng)
• Hiện tượng đa đường dẫn là do tín hiệu vệ tinh đến máy thu qua nhiều đường khác nhau dophản xạ tín hiệu Nếu tín hiệu phản xạ đủ mạnh, máy thu ghi nhận cả tín hiệu truyền thẳng
từ vệ tinh đến máy thu và cả tín hiệu phản xạ khi va đập vào các vật (nhà cửa, hàng rào, cộtđiện…) trên đường đi
Trang 5c) Sai số liên quan đến máy thu
• Tinh thể thạch anh được dùng để chế tạo ra bộ tạo dao động của đồng hồ máy thu GPS Sai
số đồng hồ máy thu gây ra sẽ gây ra sai số trong các kết quả đo GPS
• Khi chế tạo máy thu GPS, người ta chế tạo sao cho tâm điện tử của anten trùng với tâm hìnhhọc của nó, nhưng trên thực tế hai tâm này không trùng nhau và gây ra sai số lệch tâmanten
• Cách khắc phục:
Trong khi thao tác đo GPS, đặt máy tại điểm đo luôn quay logo máy thu về hướng Bắc với sai
số trong khoảng 5º sẽ giảm bớt sai số lệch tâm pha anten
• Máy thu GPS là một thiết bị bao gồm phần cứng và phần mềm, do vậy trong quá trình làmviệc có thể gặp tình trạng máy thu làm việc không ổn định Trong môi trường lan truyền tínhiệu luôn có các nguồn sóng điện từ phát ra sẽ gây nhiễu tín hiệu
• Cách khắc phục:
+ Người sử dụng cần nắm bắt được tình trạng của máy thu thông qua số liệu đo được xử lýđánh giá để có biện pháp khắc phục, sửa chữa máy thu GPS
d) Sai số do người đo
• Nguyên nhân chung: Do người đo thao tác và sử dụng máy chưa đúng theo quy đinh gây ra các sai số ( thường là sai số thô) cho kết quả đo
• Cách khắc phục:
Nâng cao trình độ và ý thức trong công việc
Trang 6Câu 9 : Các sai phân của trị đo pha sóng tải
a) Sai phân bậc nhất
- Dạng tổng quát khi tại 2 điểm A, B cùng quan sát vệ tinh j
- Số phương trình sai phân bậc nhất bằng nj.nt với nj là số vệ tinh quan sát, nt là số thời điểm quan sát
- Các sai phân bậc nhất là các đại lượng độc lập với nhau
- Vai trò:
• Phương trình sai phân đã loại bỏ được sai số của đồng hồ vệ tinh
• Khi 2 điểm A, B gần nhau, ảnh hưởng của tầng điện ly và tầng đối lưu đến các trị đo pha được coi là gần bằng nhau vì thế chúng dduocj giảm thiểu trong phương trình sai phân bậc nhất
b) Sai phân bậc hai
- Dạng tổng quát khi tại 2 điểm A, B cùng quan sát 2 vệ tinh j và k:
- Số phương trình sai phân bậc hai bằng (nj – 1).nt với nj là số vệ tinh quan sát, nt là số thời điểm quan sat Trong đó có 1 vệ tinh tham chiếu
- Các sai phân bậc hai là các đại lượng phụ thuộc nhau, hệ số tương quan giữa chúng là 0.5
- Vai trò: Pương trình sai phân bậc hai đã loại bỏ được sai số do đồng hồ máy thu
b) Sai phân bậc ba
- Dạng tổng quát khi tại 2 điểm A, B cùng quan sát 2 vệ tinh j, k tại 2 thời điểm t1 và t2
- Số phương trình sai phân bậc ba bằng (nj – 1).(nt - 1) với nj là số vệ tinh quan sát, nt là số thời điểm quan sát
- Các sai phân bậc ba là các đại lượng phụ thuộc với nhau
- Vai trò:
• Phương trình sai phân bậc ba đã loại bỏ được ảnh hưởng của số nguyên đa trị
• Phương trình sai phân bậc ba còn được sử dụng để phát hiện và hiệu chỉnh hiện tượng trượt chu kỳ
Câu 10: Tổ hợp tuyến tính của trị đo pha sóng tải
a) Lý thuyết chung
- Tổ hợp tuyến tính của pha sóng tải được sử dụng khi đo bằng máy thu nhiều tần số (2 hoặc 3tần)
- Vai trò:
• Trợ giúp cho việc giải bài toán định vị tương đối
• Nhanh chóng tìm ra số nguyên đa trị và làm tăng độ tin cậy của lời giải
- Biểu thức tổng quát cho 2 trị đo pha Φ1 và Φ2
Φ = n1.Φ1 + n2.Φ2Hay Φ = n1.f1.t + n2.f2.t = f.t
Với: f = n1.f1 + n2.f2 là tần số kết hợp
Bước sóng tương ứng : λ =
b) Một số tổ hợp thường dùng
6
Trang 7- Ứng dụng: Loại bỏ sai số do ảnh hưởng của tầng điện ly
Câu 11: Các loại lịch vệ tinh:
• Lịch vệ tinh dự báo
- Các yếu tố được gửi trong lịch :
+ Các yếu tố quỹ đạo vệ tinh
+ Các số hiệu chỉnh đồng hồ
+ Các thông tin khác như: số hiệu vệ tinh, tình trạng vệ tinh, tuần lễ GPS hiện thời…
- Độ chính xác: Rất thấp, thấp nhất trong các loại lich vệ tinh
- Các yếu tố được gửi trong lịch:
+ 16 yếu tố quỹ đạo vệ tinh: thời điểm quy chiếu, tốc độ chuyển động trung bình, tốc độ góc giờ điểm mọc, các yếu tố quỹ đạo Kepler
+ Các số hiệu chỉnh cho hiện tượng chuyển động nhiễu (nhiễu quỹ đạo vệ tinh ) : CUC, CUS, CIS, CIC, …
- Độ chính xác : không cao và phụ thuộc vào số lần cập nhật các yếu tố trong lịch
- Ứng dụng:
Trang 8+ Dùng để xác định tức thời vị trí các vệ tinh trên quỹ đạo (tọa độ X,Y,Z) và tốc độ của các vệ tinh trong hệ tọa độ WGS-84
+ Được sử dụng trong công tác định vị dẫn đường, trong công tác đo đạc thông thường
• Lịch vệ tinh chính xác
- Các yếu tố được gửi trong lịch:
Bao gồm các thông tin chung như tần suất thời gian, dạng quỹ đạo Sau khi được Cục đo đạcquốc gia Hoa Kỳ xử lý tính toán, lịch vệ tinh sẽ cung cấp: tạo độ vệ tinh trên quỹ đạo, số hiệu chỉnh đồng hồ vệ tinh theo các thời điểm giãn cách đều nhau
- Độ chính xác :
Lịch vệ tinh chính xác cho kết quả định vị có độ chính xác cao Tùy vào thời gian cung cấp mà
độ chính xác đạt ±10cm (loại cung cấp sau 48h) hay ±5cm (loại cung cấp sau 2 tuần)
- Ứng dụng:
+ Dùng để tính vị trí vệ tinh trên quỹ đạo qua vecto vị trí và vecto tốc độ
+ Lịch vệ tinh chính xác phục vụ cho định vị tuyệt đối chính xác
+ Dùng trong công tác đo cạnh dài
Câu 12: Hãy cho biết những ưu điểm của bài toán động học so với bài toán hình học
trong định vị vệ tinh ? Các hệ thống GNSS hiện nay sử dụng bài toán nào ?
- Ưu điểm của bài toán động học so với bài toán hình học:
• Thực hiện được định vị tuyệt đối tức thời
• Thiết bị nhỏ gọn, việc tổ chức đo đạc đơn giản, tốn ít thời gian và độ chính xác cao hơn
- Các hệ thông GNSS hiện nay sử dụng bài toán động học
Câu 13: Những đặc điểm trong công tác đo đạc và xử lý số liệu trong ứng dụng GNSS phục vụ nghiên cứu chuyển dịch vỏ trái đất trên phạm vi khu vực và toàn cầu ? Cho biết ý nghĩa và tác dụng của nghiên cứu này ?
- Đặc điểm trong công tác đo đạc và xử lý số liệu trong ứng dụng GNSS phục vụ nghiên cứu chuyển dịch vỏ trái đất trên phạm vi khu vực và toàn cầu:
• Sử dụng máy thu đa tần thu liên tục tín hiệu vệ tinh GNSS với tần suất ghi là 30s
• Số liệu quan trắc được chuyển về một số trung tâm xử lý và phân tích số liệu IGS để tính toán tọa độ, vận tốc chuyển dịch trong khung quy chiếu trái đất quốc tế ITRF mới nhất
• Mạng lưới phục vụ nghiên cứu địa động là lưới cạnh dài, chiều dài cạnh chó thể hàng chục, hàng trăm, thậm chí đến hàng ngàn km
• Sử dụng một số công nghệ đo đạc trên khoảng cách dài như kỹ thuật giao thoa cạnh đáy dài (VLBI), đo khoảng cách bằng laser đến vệ tinh (SLR), đo khoảng cách bằng laser đến mặt trăng (LLR), kỹ thuật DORIS
• Công tác đo đạc gồm đo thường trực với các trạm đo liên tục hoặc đo chu kì ngắt quãng theo thời gian cụ thể
- Ý nghĩa và tác dụng của nghiên cứu này:
• Nghiên cứu chuyển động kiến tạo vỏ trái đất
• Định hướng trong quy hoạch phát triển bền vững
8
Trang 9• Hướng tới dự báo các tai biến tự nhiên như động đất, sụt lún, trượt lở đất
Câu 14: Hãy trình bày những điểm khác nhau trong công tác chọn điểm trong xây dựng lưới bằng công nghệ GPS và xây dựng lưới bằng công nghệ đo góc – cạnh ?
Xây dựng lưới bằng công nghệ GPS Xây dựng lưới bằng công nghệ đo góc – cạnh
- Không yêu cầu đồ hình lưới quá chặt
- Không nhất thiết phải bố trí lưới GPS
có kết cấu dạng lưới tam giác
- Đồ hình lưới chặt chẽ
- Yêu cầu thông hướng giữa các điểm
- Mật độ điểm đồng đều
- Lưới có kết cấu dạng tam giác
Câu 15: Trong định vị GPS tuyệt đối động tức thời (Real Time) người ta thường sử dụng trị đo nào ? Tại sao ? Cho biết một số ứng dụng của phương pháp định vị tuyệt đối động tức thời ?
- Định vị GPS tuyệt đối động tức thời người ta sử dụng trị đo khoảng cách giả theo tín hiệu code vì …
- ứng dụng của phương pháp định vị tuyệt đối động tức thời: dẫn đường cho máy bay, tàu biển
Câu 16: Quy luật ảnh hưởng của tầng điện ly đến kết quả định vị GNSS ? Nêu một số biện pháp khắc phục ảnh hưởng đó ?
- Quy luật ảnh hưởng của tầng diền ly đến kết quả định vị GNSS:
• Ảnh hưởng của tầng điện ly tăng lên ở vùng xích đạo và vùng gần cực
• Mặt trời hoạt động và gây ra bão tầng điện ly làm ảnh hưởng sai số đến định vị vệ tinh có thể đến 50m
• Làm trễ tín hiệu code và làm nhanh tín hiệu pha
• Tầng điện ly gây khúc xạ tín hiệu sóng điện từ từ vệ tinh GNSS
- Một số biện pháp khắc phục:
• Sử dụng máy thu 2 tần số
• Sử dụng số liệu từ thông tin đạo hàng hoặc dữ liệu TEC toàn cầu
• Thực hiện định vị GPS vi phân
• Không sử dụng tín hiệu vệ tnh có góc cao dưới 100
Câu 17: Những điểm khác nhau giữa khâu tổ chức trong đo lưới GPS và khâu tổ chức trong đo lưới tam giác đo góc ? Độ dài ca đo trong lưới GPS phụ thuộc vào những yếu tố nào ?
- Những điểm khác nhau giữa khâu tổ chức trong đo lưới GPS và khâu tổ chức trong đo lưới tam giác đo góc:
Khâu tổ chức trong đo lưới GPS Khâu tổ chức trong đo lưới tam giác đo góc
Độ dài ca đo trong lưới GPS phụ thuộc vào những yếu tố sau:
Trang 10• Chiều dài cạnh cần đo
• Số lượng vệ tinh có thể quan sát được
• Đồ hình vệ tinh
• Máy thu một tần hay hai tần
• Điều kiện khí tượng
• Điều kiện đa đường dẫn
Câu 18: Phân biệt giữa quỹ đạo vệ tinh lý thuyết và quỹ đạo nhiễu ? Những nguyên nhân gây nhiễu quỹ đạo ?
- Phân biệt giữa quỹ đạo vệ tinh lý thuyết và quỹ đạo nhiễu:
• Quỹ đạo vệ tinh lý thuyết là quỹ đạo không bị nhiễu của vệ tinh, được xác định theo
cơ học lý thuyết trong bài toán 2 vật thể M1 và m2 cách nhau 1 khoảng r (định luật vạn vật hấp dẫn), quỹ đạo vệ tinh lý thuyết còn được gọi là quỹ đạo Kepler
• Quỹ dạo nhiễu của vệ tinh là quỹ đạo thật của vệ tinh khi chuyển động trong không gian, quỹ đạo này chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố gây nhiễu quỹ đạo
- Những nguyên nhân gây nhiễu quỹ đạo:
• Nhóm do trọng trường:
Hình dáng Trái Đất không hoàn toàn tròn xoay
Phân bố vật chất trong lòng Trái Đất không đều
Tác động của thủy triều
• Nhóm do nguyên nhân phi trọng trường
Bức xạ của Mặt Trời
Sức cản của khí quyển
Hiệu ứng thuyết tương đối
Các tác động khác (gió mặt trời, lực của địa từ trường …)
Câu 19: Phân biệt giữa trị đo khoảng cách giả theo code (mã) và trị đo khoảng cách giả theo pha sóng tải ? Các trị đo đó được sử dụng trong định vị GNSS như thế nào ? Cho một vài ví dụ:
Trị đo khoảng cách giả theo code Trị đo khoảng cách giả theo pha sóng tảiPhân biệt Dựa vào tựa code ngẫu nhiên C/A-code
hoặc P-code và bằng phương pháp phân
tích tương quan code (xác định hiệu số
mã code giữa các thời điểm) để xác định
khoảng thời gian lan truyền tín hiện từ
vệ tinh đến máy thu
Quan trắc pha sóng tải được thực hiện dựa trên sự hác nhau giữa tín hiệu vệ tinh nhận được và pha tạo ra bởi máy thu trong các thời điểm đo t
Ứng dụng Sử dụng trong định vị tuyệt đối
Sử dụng để đo phối hợp với các trị đo
pha sóng tải
Sử dụng trong định vị tuyệt đối, định vị tương đối
Ví dụ Dẫn đường cho tàu biển, máy bay Đo đạc trắc địa yêu cầu độ chính xác cao
Câu 20 : Phân tích các nguồn sai số trong đo cao GPS ? Cho biết vai trò của mô hình Geoid và thuật toán nội suy trong công tác đo cao GPS ?
- Các nguồn sai số trong đo cao GPS:
10
Trang 11• Chất lượng đo cạnh GPS
• Độ chính xác hiệu độ cao Geoid giữa cặp điểm cần xác định hiệu độ cao
- Vai trò của mô hình Geoid và thuật toán nội suy trong công tác đo cao GPS:
• Mô hình Geoid được xây dụng nhằm mô tả mặt đẳng thế trọng trường của Trái Đất ởdạng số giúp cho công tác đo cao GPS được thuận lợi
• Thuật toán nội suy dùng để nội suy giá trị độ cao Geoid cho một điểm bất kì phục vụcho đo cao GPS
Câu 21: Phân biệt giữa bài toán hình học và bài toán động học trong định vị vệ tinh ? Các hệ thống vệ tinh dẫn dường toàn cầu GNSS hiện nay sử dụng bài toán nào ?
- Phân biệt giữa bài toán hình học và bài toán động học trong định vị vệ tinh
- Sử dụng vệ tinh thụ động
- Bài toán xác định được giải quyết theo
nguyên tắc hình học
- Vệ tinh đóng vai trò như các điểm
ngắm phụ trợ để tạo nên mạng lưới
- Các hệ thống vệ tinh dẫn dường toàn cầu GNSS hiện nay sử dụng bài toán động học
Câu 22: Hãy cho biết các loại lịch vệ tinh GPS ? Tác dụng của từng loại lịch vệ tinh trong định vị GPS ?
Lịch vệ tinh dự báo Lịch vệ tinh quảng bá Lịch vệ tinh chính xácPhân biệt Tập hợp số liệu có độ
chính xác thấp nhất về vịtrí vệ tinh
Thông tin gồm các yếu
tố quỹ đạo vệ tinh, số hiệu chỉnh đồng hồ…
Độ chính xác trung bìnhThông tin gồm 16 yếu tốquỹ đạo của vệ tinh
Độ chính xác cao và rất cao (5-10cm)
Thông tin gồm tọa độ vệtinh trên quỹ đạo, số hiệu chỉnh đồng hồ vệ tinh theo các thời điểm cách nhau 15’
Tác dụng Phục vụ lập lịch và xác
định quang cảnh nhìn thấy của vệ tinh tại điểmquan sát
Xác định tức thời vị trí các vệ tinh trên quỹ đạo
và tốc độ của các vệ tinhtrong hệ WGS 84
Xác định chính xác vị trícủa vệ tinh trên quỹ đạo theo các thời điểm cách nhau 15’, phục vụ định
vị vệ tinh độ chính xác cao
Cách thu nhận Nhận được khi bật máy
thu GPS
Nhận được khi bật máy thu GPS, nằm trong thông tin đạo hàng
Mạng Internet