Ứng dụng công nghệ GPS xây dựng lưới khống chế đo vẽ phục vụ công tác thành lập bản đồ địa chính xã văn lãng huyện yên bình tỉnh yên bái

Từ những năm 80, khi mà hệ thống định vị toàn cầu GPS được phía Mỹ cho phép khai thác trong lĩnh vực dân sự thì các ứng dụng của nó trong trắc địa có những ưu điểm hơn hẳn với công nghệ

NGUYỄN THẾ VINH

Tên đề tài:

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ ĐO VẼ

TẠI XÃ VĂN LÃNG - HUYỆN YÊN BÌNH - TỈNH YÊN BÁI

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Địa chính Môi trường

Khóa học : 2013 – 2017

Thái Nguyên, năm 2017

NGUYỄN THẾ VINH

Tên đề tài:

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ ĐO VẼ

TẠI XÃ VĂN LÃNG - HUYỆN YÊN BÌNH - TỈNH YÊN BÁI

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Địa chính Môi trường

Lớp : 45 - ĐCMT - NO3 Khóa học : 2013 – 2017

Giảng viên hướng dẫn : Th.S Nguyễn Ngọc Anh

Thái Nguyên, năm 2017

LỜI CẢM ƠN

Thực tập tốt nghiệp là một giai đoạn cần thiết và hết sức quan trọng của mỗi sinh viên, đó là thời gian để sinh viên tiếp cận với thực tế, nhằm củng cố và vận dụng những kiến thức mà mình đã học trong nhà trường Qua đó sinh viên ra trường sẽ hoàn thiện hơn về kiến thức lý luận, phương pháp làm việc, năng lực công tác nhằm đáp ứng nhu cầu thực tiễn của công việc sau này

Được sự giúp đỡ của Ban giám hiệu trường Đại Học Nông Lâm và Ban chủ

nhiệm khoa Quản Lý Tài Nguyên, em đã nghiên cứu đề tài: “Ứng dụng công nghệ

GPS xây dựng lưới khống chế đo vẽ phục vụ công tác thành lập bản đồ địa chính

xã Văn Lãng, huyện Yên Bình, tỉnh Yên Bái ”

Thời gian thực tập tuy không dài nhưng đem lại cho em những kiến thức bổ ích và kinh nghiệm quý báu

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên, các thầy cô trong khoa Quản lý Tài nguyên đã dạy dỗ, dìu dắt em trong thời gian học tại trường

Em xin gửi lời cảm ơn tới các bác, cô chú và anh chị đang công tác tại Trung tâm Môi Trường Tài Nguyên Miền Núi đã nhiệt tình giúp đỡ chỉ bảo em trong quá trình thực tập và hoàn thành khóa luận tại cơ quan

Đặc biệt em xin bày tỏ lời biết ơn sâu sắc tới giáo viên trực tiếp hướng dẫn

Th.S Nguyễn Ngọc Anh đã ân cần chỉ bảo, tận tình giúp đỡ em hoàn thành khóa

luận tốt nghiệp này

Do thời gian và khả năng có hạn nên khóa luận tốt nghiệp của em không tránh khỏi thiếu sót Em rất mong nhận được sự đóng góp của thầy, cô giáo cùng toàn thể các bạn sinh viên để khóa luận của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày 20 tháng 5 năm 2017

Sinh viên Nguyễn Thế Vinh

DANH MỤC BẢNG

Bảng 4.5: Thành quả tọa độ trắc địa sau bình sai hệ tọa độ trắc địa vn2000, ellipsoid

WGS84 82

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1 Cấu trúc của hệ thống định vị toàn cầu 32

Hình 2.2 Vệ tinh GPS 33

Hình 2.3 Vệ tinh GPS 34

Hình 2.4 Đường truyền phù hợp 44

Hình 2.5 Đường truyền có một điểm nút 44

Hình 2.6 Đường truyền nhiều điểm nút 45

Hình 2.7 Phương pháp tam giác đo góc 46

Hình 2.8 Phương pháp tam giác đo toàn cạnh 47

Hình 4.1 Sơ đồ thiết kế lưới địa chính đo vẽ 63

Hình 4.2 Sơ đồ lập lịch, phân ca đo 64

Hình 4.3 Xử lý số liệu 66

Hình 4.4 Xử lý số liệu 67

Hình 4.5 Xử lý số liệu 67

Hình 4.6 Xử lý số liệu 68

Hình 4.7 Xử lý số liệu 68

Hình 4.8 Xử lý số liệu 69

Hình 4.9 Xử lý số liệu 69

Hình 4.10 Xử lý số liệu 70

Hình 4.11 Xử lý số liệu 70

Hình 4.12 Xử lý số liệu 71

Hình 4.13 Xử lý số liệu 71

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

GPS (Gobal positioning System) : Hệ thống định vị toàn cầu

WGS-84(World Goedetic System 1984) : Hệ tọa độ trắc địa

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN 2

DANH MỤC BẢNG ii

DANH MỤC HÌNH iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv

MỤC LỤC v

Phần 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu 2

1.3 Ý nghĩa của đề tài 2

1.3.1 Ý nghĩa trong học tập 2

1.3.2 Ý nghĩa trong thực tế 2

Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Cơ sở khoa học của đề tài 3

2.1.1 Lịch sử ra đời 3

2.1.2 Cấu tạo của hệ thống định vị toàn cầu 31

2.2 Hệ tọa độ WGS-84 và các phương pháp đo GPS 35

2.2.1 Hệ toạ độ WGS- 84 35

2.2.2 Các phương pháp đo GPS A- Đo GPS tuyệt đối 36

2.3 Các nguồn sai số chủ yếu trong kết quả đo GPS 41

2.3.1 Sai số của đồng hồ 41

2.3.2 Sai số của quỹ đạo vệ tinh 41

2.3.3 Sai số do khúc xạ tầng đối lưu 42

2.3.4 Sai số do nhiễu của tín hiệu vệ tinh 42

2.4 Các phương pháp xây dựng lưới cơ bản 43

2.4.1 Phương pháp đường chuyền 43

2.4.2 Phương pháp tam giác 45

2.4.3 Phương pháp lưới GPS 48

2.5 Các ứng dụng của GPS trong trắc địa 48

2.5.1 Xây dựng lưới khống chế mặt bằng 48

2.5.2 GPS phục vụ đo vẽ địa chính 49

2.5.3 GPS phục vụ trắc địa công trình 50

Phần 3: ĐỐI TƯỢNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 53

3.1 Đối tượng 53

3.2 Địa điểm nghiên cứu 53

3.3 Nội dung nghiên cứu 53

3.3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của xã Văn Lãng - huyện Yên Bình – tỉnh Yên Bái 53

3.3.2 Tình hình quản lý và sử dụng đất 53

3.3.3 Xây dựng lưới khống chế địa chính đo vẽ bằng công nghệ GPS 53

3.3.4 Đánh giá chung và đề xuất giải pháp 54

3.4 Phương pháp nghiên cứu 54

3.4.1 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp 54

3.4.2 Phương pháp đo đạc thực địa 54

3.4.3 Phương pháp xử lý số liệu 55

Phần 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 56

4.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội 56

4.1.1 Điều kiện tự nhiên 56

4.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 56

4.1.3 Đánh giá chung về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội 60

4.2 Xây dựng lưới khống chế địa chính đo vẽ bằng công nghệ GPS 60

4.2.1 Công tác chuẩn bị 60

4.2.2 Chôn mốc 63

4.2.3 Ngoại nghiệp 64

4.2.4 Nội nghiệp 66

4.2.5 Thành quả tính toán bình sai lưới khống chế đo vẽ xã Văn Lãng - huyện Yên Bình - tỉnh Yên Bái 68

4.2.6 Kiểm tra, nghiệm thu kết quả 73

4.3 Thuận lợi và khó khăn khi xây dựng lưới GPS tại xã Văn Lãng 75

4.3.1 Thuận lợi 75

4.3.2 Khó khăn 75

4.3.3 Giải pháp khắc phục 75

Phần 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76

5.1 Kết luận 76

5.2 Kiến nghị 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO 77

kỹ thuật tiên tiến hiện đại, các dự án nghiên cứu ứng dụng của công nghệ mới được đẩy mạnh chính vì vậy

Sự ra đời của hệ thống định vị toàn cầu GPS (Global Positioning System) đã mang lại một diện mạo mới cho các lĩnh vực ứng dụng công nghệ GPS nói chung và ngành trắc địa nói riêng Từ những năm 80, khi mà hệ thống định vị toàn cầu GPS được phía Mỹ cho phép khai thác trong lĩnh vực dân sự thì các ứng dụng của nó trong trắc địa có những ưu điểm hơn hẳn với công nghệ đo đạc truyền thống Đó là khả năng đo nhanh, độ chính xác cao và

đo trong mọi điều kiện thời tiết, bất kỳ thời điểm trên phạm vi toàn cầu Sau

Mỹ, Nga cũng xây dựng hệ thống định vị toàn cầu Glonass (Global Navigation satellite system) với nguyên lý hoạt động tương tự hệ thống GPS

GPS được đưa vào nước ta sử dụng từ năm 1990 và chủ yếu phục vụ xây dựng các mạng lưới quốc gia và các lưới cạnh dài phục vụ đo vẽ bản đồ, hoặc đo nối toạ độ từ đất liền đến các đảo xa Cùng với sự phát triển của hệ thống GPS thì máy thu GPS là phần cứng quan trọng trong đoạn sử dụng Với

sự phát triển của khoa học kỹ thuật, các hãng sản xuất máy thu GPS cũng cho

ra đời các máy thu thế hệ mới ngày càng gọn nhẹ, hoàn thiện hơn về tính năng

sử dụng với khả năng này máy sẽ cho kết quả đo nhanh, độ chính xác cao đối với cạnh đáy dài Nó có thể phục vụ cho rất nhiều mục đích khác nhau, cho nhiều ngành như: trắc địa, thuỷ văn, xây dựng, quốc phòng

Hiện nay ở nước ta việc đo đạc theo các phương pháp truyền thống chi phí rất tốn kém và rất khó thực hiện Do đó công nghệ GPS đóng vai trò rất quan trọng trong việc xây dựng lưới khống chế cũng như các dạng lưới khác phục vụ từ khảo sát thiết kế đến thi công các công trình

Xuất phát từ yêu cầu thực tế và khả năng ứng dụng của các máy thu GPS nói trên, được sự đồng ý của khoa Quản lý Tài nguyên, trường Đại Học Nông

Lâm Thái Nguyên, em đã nghiên cứu đề tài tốt nghiệp “Ứng dụng công nghệ GPS xây dựng lưới không chế đo vẽ phục vụ công tác thành lập bản đồ địa chính xã Văn Lãng - huyện Yên Bình - tỉnh Yên Bái”

- Với những tính nắng ưu việt, kỹ thuật đo GPS là phương pháp mới

áp dụng không chỉ tốt trong ngành địa chính mà còn ứng dụng nhiều ngành như: Giao thông, Thủy lợi, Xây dựng, Nông nghiệp…

Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Cơ sở khoa học của đề tài

2.1.1 Lịch sử ra đời

Hệ thống định vị toàn cầu là hệ thống dùng để định vị và đạo hàng, hệ thống này ra đời nhằm đáp ứng ý tưởng sử dụng vệ tinh nhân tạo của trái đất vào mục đích định vị và dẫn đường trên mặt đất, ít phụ thuộc vào thời tiết và thời điểm trong ngày Nó đã được các nhà khoa học Liên xô và Mỹ đề cập đến từ những năm của thập niên 50 - 60, khi Liên Xô phóng thành công vệ tinh nhân tạo đầu tiên của trái đất (vệ tinh Sputnhic-1) vào năm 1957, từ đó các nhà khoa học quân sự của hai nước và các nhà khoa học trên thế giới đã tiếp tục nghiên cứu và đã đạt được những thành công trong việc sử dụng các

vệ tinh của mình Để xác định vị trí điểm trên mặt đất hoặc trên đại dương phục vụ cho việc dẫn đường tàu, thuyền, máy bay và các phương tiện quân sự khác Bước đầu các hệ thống định vị vệ tinh khu vực được xây dựng nhằm đáp ứng nhu cầu định vị chính xác cao cho cả một vùng rộng lớn mà ít phụ thuộc vào các điều kiện không gian và thời gian Người ta đã xây dựng các hệ thống định vị vệ tinh khu vực trong đó vệ tinh thường được sử dụng là vệ tinh địa tĩnh Một số hệ thống định vị vệ tinh được xây dựng thuộc loại này như:

Vào khoảng giữa những năm 60 Bộ quốc phòng Mỹ khuyến khích xây dựng một hệ thống đạo hàng vệ tinh hoàn hảo hơn so với hệ thống TRANSIT

ý tưởng chính của đề án do Hải quân Mỹ đề xuất là sử dụng khoảng cách đo

từ các điểm trên mặt đất đến vệ tinh trên cơ sở biết chính xác tốc độ và thời gian lan truyền tín hiệu vô tuyến, đề án có tên là TIMATION Các công trình nghiên cứu tương tự cũng được không quân Mỹ tiến hành trong khuôn khổ chương trình mang mã số 621B Song từ năm 1973 Bộ quốc phòng Mỹ quyết định đình chỉ cả hai chương trình này để triển khai phối hợp nghiên cứu xây dựng hệ thống đạo hàng vô tuyến vệ tinh trên cơ sở các kết quả của chương trình TRANSIT và hai chương trình vừa nói tới Hệ thống này có tên gọi đúng là NAVSTAR GPS (Navigation Satellite Providing Timing and Ranging Global Postioning System) Nhiệm vụ chủ yếu của hệ thống là xác định toạ

độ không gian và tốc độ chuyển động của điểm xét trên tàu vũ trụ, máy bay, tàu thuỷ và trên đất liền phục vụ cho Bộ quốc phòng Mỹ và các cơ quan dân

sự Khi được hoàn tất, hệ thống sẽ gồm có 21 vệ tinh hoạt động và 3 vệ tinh

dự trữ, các vệ tinh quay trên 6 quỹ đạo hầu như tròn, ở độ cao cỡ 20000km với chu kỳ sấp xỉ 12 giờ Với cách bố trí này thì trong suốt 24 giờ tại bất kỳ điểm nào trên trái đất cũng sẽ quan sát được ít nhất 4 vệ tinh Các vệ tinh đầu tiên của hệ thống được phóng lên quỹ đạo vào tháng 2 năm 1978, toàn bộ hệ thống được đưa vào hoạt động hoàn chỉnh từ tháng 5 năm 1994

Song hành với hệ thống NAVSTAR GPS, một hệ thống định vị toàn cầu tương tự mang tên GLONASS (Global Navigation Satellite System) do Liên Xô chế tạo cũng đã được đưa và sử dụng năm 1982 Hệ thống cũng gồm

24 vệ tinh nhưng quay trong 3 mặt phẳng quỹ đạo từ 18840km đến 19940km, trên mỗi quỹ đạo các vệ tinh có độ giãn cách là 450, chu kỳ quay cỡ 676 phút Với đúng nghĩa là hệ thống định vị toàn cầu GPS, cả NAVSTAR và GLONASS cùng cho phép thực hiện định vị cho bất kỳ điểm xét nào, vào bất

kỳ thời điểm nào trong ngày và với bất kỳ điều kiện thời tiết nào Đã có những dự án phối hợp khai thác hệ thống này để nâng cao hiệu quả trên phạm

vi toàn cầu

* Đặc điểm và tính năng của hệ thống định vị toàn cầu GPS

Khi mới ra đời hệ thống GPS chỉ có quân sự Mỹ được độc quyền khai thác, sử dụng vào mục đích quân sự Từ năm 1980 chính phủ Mỹ cho phép chính thức hệ thống GPS được sử dụng cho mục đích dân sự, từ đó các nhà khoa học của nhiều nước đã ra sức nghiên cứu phát triển công nghệ GPS để đạt được những thành quả cao nhất trong việc phát huy nguồn tiềm năng to lớn này

Hướng nghiên cứu chủ yếu đi vào các lĩnh vực:

- Chế tạo máy thu tín hiệu

- Xây dựng phần mềm xử lý tín hiệu, đáp ứng cho nhiều mục đích

- Thiết lập và phát triển công nghệ ứng dụng trong chuyên ngành

Công nghệ GPS có đặc điểm ưu việt hơn hẳn các công nghệ truyền thống ở các mặt:

- Xác định trực tiếp các thành phần toạ độ không gian với độ chính xác cao (cả toạ độ mặt bằng, độ cao)

- Rất linh hoạt trong bố trí điểm đo, có thể đo trong hầu hết các thời điểm và thời tiết

- Khả năng tự động hoá rất cao, cả trong đo ngoại nghiệp và xử lý số liệu nội nghiệp

Chính vì tính ưu việt này mà công nghệ GPS được ứng dụng ở nhiều ngành với nhiều chức năng khác nhau, nhất là trong lĩnh vực trắc địa

2.1.2 Cấu tạo của hệ thống định vị toàn cầu

Hệ thống định vị toàn cầu GPS bao gồm ba bộ phận cấu thành, đó là đoạn không gian (Space Segment), đoạn điều khiển (Control Segment) và

đoạn sử dụng (User Segment) Chúng tôi xin trình bày cụ thể về từng bộ phận cấu thành của hệ thống như sau:

Hình 2.1 Cấu trúc của hệ thống định vị toàn cầu

a) Đoạn không gian (Space Segment)

Đoạn này gồm 24 vệ tinh, trong đó có 3 vệ tinh dự trữ, quay trên 6 mặt phẳng quỹ đạo cách đều nhau và có góc nghiêng 550 so với mặt phẳng xích đạo của trái đất Quỹ đạo của vệ tinh hầu như tròn, vệ tinh bay ở độ cao xấp

xỉ 20000km so với mặt đất, chu kỳ quay của vệ tinh là 718m (xấp xỉ 12 giờ)

Do vậy sẽ bay qua đúng điểm cho trước trên mặt đất mỗi ngày một lần, với cách phân bố như vậy thì tại bất kỳ thời điểm nào, ở bất kỳ vị trí nào trên trái đất cũng đều nhìn thấy 4 vệ tinh

Mỗi vệ tinh được trang bị máy phát tần số chuẩn nguyên tử chính xác cao cỡ 10-12 Máy phát này tạo ra các tín hiệu tần số cơ sở 10.23 MHz, từ đây tạo ra các sóng tải tần số L1= 1227.60 MHz, các sóng tải được điều biến bởi hai loại Code khác nhau: C/A - Code và P - Code

+ C/A - Code (Coarse/ Acquisition) là Code thô / thâu tóm, nó được sử dụng cho các mục đích dân sự và chỉ điều biến sóng tải L1, C/A-Code có tần

số 1,023MHz Mỗi vệ tinh được gán một C/A - Code riêng biệt

+ P - Code (Precise) là Code chính xác, nó được sử dụng cho mục đích quân sự và điều biến cả hai sóng tải L1, L2 Code này có tần số 10,23MHz,

độ dài toàn phần là 267 ngày, nghĩa là chỉ sau 267 ngày P - Code mới lặp lại Tuy vậy, người ta chia Code này thành các đoạn có độ dài 7 ngày, và gán cho mỗi vệ tinh một trong các đoạn Code như thế, cứ sau một tuần lại thay đổi nên P - Code rất khó bị giải mã để sử dụng nếu không được cho phép

Hình 2.2 Vệ tinh GPS

Cả hai sóng tải L1và L2 còn được điều biến bởi các thông tin đạo hàng bao gồm: Ephemerit của vệ tinh, thời gian của hệ thống, số hiệu chỉnh cho đồng hồ của vệ tinh, quang cảnh phân bố vệ tinh trên bầu trời và tình trạng của hệ thống

b) Đoạn điều khiển (Control segment)

Đoạn này gồm 4 trạm quan sát trên mặt đất trong đó có 1 trạm điều khiển trung tâm đặt tại Colorado Springs và 4 trạm theo dõi đặt tai Hawaii (Thái Bình Dương), Ascension Island (Đại Tây Dương), Diego Garcia (ấn Độ Dương) và Kwajalein (Tây Thái Bình Dương) các trạm này tạo thành một vành đai bao quanh trái đất

+ C/A - Code (Coarse/ Acquisition) là Code thô / thâu tóm, nó được sử dụng cho các mục đích dân sự và chỉ điều biến sóng tải L1, C/A-Code có tần

số 1,023MHz Mỗi vệ tinh được gán một C/A - Code riêng biệt

+ P - Code (Precise) là Code chính xác, nó được sử dụng cho mục đích quân sự và điều biến cả hai sóng tải L1, L2 Code này có tần số 10,23MHz,

độ dài toàn phần là 267 ngày, nghĩa là chỉ sau 267 ngày P - Code mới lặp lại Tuy vậy, người ta chia Code này thành các đoạn có độ dài 7 ngày, và gán cho mỗi vệ tinh một trong các đoạn Code như thế, cứ sau một tuần lại thay đổi nên P - Code rất khó bị giải mã để sử dụng nếu không được cho phép

Hình 2.3 Vệ tinh GPS

Cả hai sóng tải L1và L2 còn được điều biến bởi các thông tin đạo hàng bao gồm: Ephemerit của vệ tinh, thời gian của hệ thống, số hiệu chỉnh cho đồng hồ của vệ tinh, quang cảnh phân bố vệ tinh trên bầu trời và tình trạng của hệ thống

c) Đoạn sử dụng (User Segment)

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

từ vệ tinh để khai thác sử dụng cho các mục đích và yêu cầu khác nhau của khách hàng kể cả trên trời, trên biển và trên đất liền Đó có thể là một máy thu riêng biệt hoạt động độc lập (định vị tuyệt đối) hay một nhóm gồm từ 20 máy thu trở lên hoạt động đồng thời theo một lịch trình thời gian nhất định (định vị

Ellipxoid đƣợc chọn sử dụng cho hệ thống WGS-84 là Ellipxoid GRS-

80 (Geodetic Reference System 1980) đƣợc hiệp hội trắc địa và địa vật lý chấp nhận năm 1979 và đƣợc đánh giá tiếp cận tốt nhất đối với mặt Geoid toàn cầu Ellipxoid này có những thông số:

- Bán trục lớn a=6378137 m

- Độ dẹt 1/ = 1/ 298,257223563

- Độ lệch tâm e=0,08181990843

- Tâm O của hệ trùng với tâm của trái đất

- Trục OZ của hệ trùng với trục quay của trái đất

- Trục OX trùng với kinh tuyến gốc và thuộc mặt phẳng xích đạo (là giao tuyến của mặt phẳng kinh tuyến gốc và mặt phẳng xích đạo)

- Trục OY trùng với mặt phẳng xích đạo và vuông góc với OX, OZ

- Ba trục OX, OY, OZ tạo thành một tam diện thuận

Hệ toạ độ trên là hệ tạo độ vuông góc không gian WGS-84 Mỗi điểm đƣợc biểu diễn trên hệ toạ độ bởi ba yếu tố là X,Y,Z Hệ toạ độ WGS-84 là hệ

toạ độ cơ sở của hệ thống GPS, toạ độ của vệ tinh cũng như điểm quan sát đều lấy hệ toạ độ này

2.2.2 Các phương pháp đo GPS A- Đo GPS tuyệt đối

1 Nguyên lý đo GPS tuyệt đối

Đo GPS tuyệt đối là trường hợp sử dụng máy thu GPS để xác định ngay ra toạ độ của điểm quan sát trong hệ toạ độ WGS-84 Việc đo GPS tuyệt đối được thực hiện trên cơ sở sử dụng đại lượng đo là khoảng cách giả từ vệ tinh đến máy thu theo nguyên tắc giao hội không gian từ các điểm có tọa độ

Trên thực tế, với hệ thống vệ tinh hoạt động đầy đủ như hiện nay, số lượng

vệ tinh quan sát đồng thời thường là  4 Khi đó lời giải đơn trị sẽ được rút ra nhờ phương pháp xử lý số liệu đo theo nguyên tắc số bình phương nhỏ nhất

2 Đo GPS vi phân

Phần lớn khách hàng sử dụng máy thu GPS thường có nhu cầu định vị với độ chính xác từ cỡ deximet đến một vài chục mét Nhưng với chế độ can thiệp SA thì hệ thống GPS chỉ cho độ chính xác định vị hạn chế cỡ 100 mét

Để tháo gỡ sự khống chế này, giới kỹ thuật và các nhà sản xuất máy thu GPS

đã đưa ra một phương pháp đo được gọi là đo GPS vi phân

Phương pháp này cần có một máy thu GPS có khả năng phát tín hiệu

vô tuyến được đặt tại điểm có toạ độ đã biết (gọi là máy cố định), đồng thời

có máy khác (máy di động) đặt ở vị trí cần xác định toạ độ Cả máy cố định

và máy di động cần tiến hành đồng thời thu tín hiệu từ các vệ tinh như nhau Nếu thông tin từ vệ tinh bị nhiễu thì kết quả xác định toạ độ của cả máy cố định và máy di động cũng đều bị sai lệch Độ sai lệch này được xác định trên

cơ sở so sánh toạ độ tính ra theo tín hiệu thu được và toạ độ đã biết trước của máy cố định, và nó được máy cố định phát đi qua sóng vô tuyến để máy di động thu nhận mà hiệu chỉnh cho kết quả xác định toạ độ của mình

Ngoài cách hiệu chỉnh toạ độ, người ta còn tiến hành hiệu chỉnh cho khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu Với cách hiệu chỉnh thứ hai đòi hỏi máy

cố định có cấu tạo phức tạp và tốn kém, nhưng lại cho phép người sử dụng xử

lý chủ động, linh hoạt hơn

Thực chất của đo GPS vi phân là xác định tọa độ theo nguyên tắc đo tuyệt đối vì tín hiệu thu được từ máy cố định và máy di động không được xử

lý kết hợp, mà máy di động chỉ hiệu chỉnh vào kết quả theo gia số tương ứng

ở tại máy cố định

B- Đo GPS tương đối

1 Nguyên lý đo GPS tương đối

Đo GPS tương đối là trường hợp sử dụng 2 máy thu GPS đặt ở 2 điểm quan sát khác nhau để xác định ra hiệu toạ độ vuông góc không gian (X,

Y, Z) hay hiệu tọa độ mặt cầu (B, L, H) giữa chúng trong hệ toạ độ WGS-84

Nguyên tắc đo GPS tương đối được thực hiện trên cơ sở sử dụng đại lượng đo là pha của sóng tải Để đạt độ chính xác cao và rất cao cho kết quả

đo, người ta đã tạo ra và sử dụng các sai phân khác nhau cho pha sóng tải

nhằm làm giảm các nguồn sai số khác nhau như: Sai số đồng hồ trên vệ tinh cũng như trong máy thu, sai số tọa độ vệ tinh, sai số số nguyên đa trị

Ta ký hiệu: pha của sóng tải từ vệ tinh j được đo tại trạm quan sát R vào thời điểm ti là j

r (ti)

Giả sử ta quan sát đồng thời hai điểm 1 và 2 lên vệ tinh j vào thời điểm

ti Khi đó ta sẽ có đại lượng pha đo được là:

j

(ti) = j

2(ti)- j

1(ti) (II.2) Biểu thức (II.2) là sai phân bậc 1 Trong sai phân này hầu như không còn ảnh hưởng của sai số đồng hồ trên vệ tinh

Nếu ta xét hai trạm tiến hành quan sát đồng thời hai vệ tinh j, k vào thời điểm ti, ta sẽ có sai phân bậc 2:

Sai phân này cho phép loại trừ các số nguyên đa trị

Trên thực tế, số vệ tinh GPS xuất hiện trên bầu trời thường nhiều hơn 4 Bằng cách tổ hợp theo từng cặp vệ tinh ta sẽ có rất nhiều trị đo để xác định ra hiệu toạ độ giữa hai điểm quan sát, khi đó số liệu đo sẽ được xử lý theo nguyên tắc số bình phương nhỏ nhất

2 Phương pháp đo tĩnh

Phương pháp đo tĩnh được sử dụng để xác định ra hiệu toạ độ (hay vị trí tương hỗ) giữa hai điểm xét với độ chính xác cao, thường là nhằm đáp ứng các yêu cầu của công tác trắc địa - địa hình Trong trường hợp này cần có ít nhất hai máy thu GPS, một máy đặt tại điểm đã biết toạ độ, máy kia đặt ở

điểm cần xác định tọa độ Cả hai máy phải đồng thời thu tín hiệu từ một số vệ tinh chung liên tục trong một khoảng thời gian nhất định, thường là một đến

ba tiếng đồng hồ Khoảng thời gian quan sát phải kéo dài là để đủ cho đồ hình phân bố vệ tinh thay đổi mà từ đó ta có thể xác định được số nguyên đa trị của sóng tải và để có nhiều trị đo nhằm đạt được độ chính xác cao và ổn định trong kết quả quan sát

Đây là phương pháp cho phép đạt được độ chính xác cao nhất trong việc định vị tương đối bằng GPS, có thể cỡ xentimet, thậm chí milimet ở khoảng cách giữa hai điểm xét tới hàng chục và hàng trăm kilomet Nhược điểm chủ yếu của phương pháp là thời gian đo phải kéo dài hàng giờ, do vậy năng suất đo thường không cao

3 Phương pháp đo động

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

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

và cho tiến hành thu liên tục tín hiệu vệ tinh trong suốt chu kỳ đo, máy này được gọi là máy cố định ở điểm cuối cạnh đáy ta đặt máy thu thứ hai Hai máy thu tiến hành thu tín hiệu đồng thời trong khoảng thời gian một phút Việc này được gọi là khởi đo (Initialization), máy thu thứ hai được gọi là máy

di động Tiếp đó cho máy di động lần lượt chuyển đến các điểm đo cần xác định, tại các điểm dừng lại để thu tín hiệu trong vòng một phút và cuối cùng

trở lại điểm xuất phát là điểm cuối cạnh đáy để khép tuyến đo bằng lần thu tín hiệu thứ hai cũng kéo dài trong vòng một phút

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

di động phải đồng thời thu tín hiệu liên tục từ ít nhất là 4 vệ tinh chung trong suốt chu kỳ đo Vì vậy tuyến đo phải bố trí ở các khu vực thoáng đãng để không xảy ra tình trạng tín hiệu thu bị gián đoạn (Cycle Slip) Nếu xảy ra trường hợp này thì phải tiến hành khởi đo lại tại cạnh đáy xuất phát hoặc sử dụng một cạnh đáy khác được thiết lập dự phòng trên tuyến đo Cạnh đáy có thể dài từ 2km đến 5km và so độ chính xác cỡ cm là đủ

Phương pháp đo động cho phép đạt độ chính xác định vị tương đối không thua kém so với phương pháp đo tĩnh Song nó lại đòi hỏi khá ngặt nghèo về thiết bị và tổ chức đo để đảm bảo yêu cầu về đồ hình phân bố cũng như tín hiệu của vệ tinh

4 Phương pháp đo giả động

Phương pháp đo giả động cũng cho phép xác định vị trí tương đối của hàng loạt điểm so với điểm đã biết trong khoảng thời gian đo khá nhanh, nhưng độ chính xác định vị không cao bằng phương pháp đo động Trong phương pháp này không cần làm thủ tục khởi đo, tức là không cần sử dụng cạnh đáy đã biết Máy cố định cũng phải tiến hành thu tín hiệu vệ tinh liên tục trong suốt chu kỳ đo, còn máy di động di chuyển đến từng điểm đo, tại mỗi điểm thu tín hiệu từ 5 đến 10 phút

Sau khi đo hết lượt, máy di động quay trở về điểm xuất phát (điểm đo đầu tiên) và đo lặp lại tất cả các điểm theo đúng trình tự trước đó, nhưng phải đảm bảo sao cho khoảng thời gian giãn cách giữa hai lần đo tại mỗi điểm không ít hơn một tiếng đồng hồ Chính trong khoảng thời gian này đồ hình phân bố vệ tinh thay đổi

đủ để xác định được số nguyên đa trị, còn hai lần đo, mỗi lần kéo dài từ 5 đến 10 phút và giãn cách nhau một tiếng Yêu cầu nhất thiết trong phương pháp này là

phải có được ít nhất 3 vệ tinh chung cho cả hai lần đo tại mỗi điểm quan sát

Điều đáng chú ý là máy di động không nhất thiết phải thu tín hiệu vệ tinh liên tục trong suốt chu kỳ đo mà chỉ cần thu trong vòng 5 đến 10 phút tại mỗi điểm đo Điều này cho phép áp dụng phương pháp cả ở khu vực có nhiều vật che chắn Về mặt thiết kế, tổ chức đo thì chỉ nên bố trí khu vực đo tương đối nhỏ với số lượng điểm vừa phải để có thể kịp đo lặp tại mỗi điểm trước một tiếng đồng hồ và đảm bảo số lượng vệ tinh chung cho cả hai lần đo

2.3 Các nguồn sai số chủ yếu trong kết quả đo GPS

2.3.2 Sai số của quỹ đạo vệ tinh

Như đã biết, chuyển động của vệ tinh quanh trái đất không tuân thủ nghiêm ngặt theo định luật Kepler do có nhiều tác động nhiễu như: Tính không đồng nhất của trọng trường trái đất, ảnh hưởng của sức hút mặt trăng, mặt trời và các thiên thể khác, sức cản của khí quyển, áp lực của bức xạ mặt trời Như vậy, chúng ta cần xác định và sử dụng vị trí tức thời của vệ tinh được xác định ra trên cơ sở sử dụng đoạn không gian và đương nhiên toạ độ của vệ tinh có chứa sai số Bảng toạ

độ vệ tinh ứng với từng thời điểm cụ thể gọi là Ephemezit (lịch vệ tinh), có hai loại Ephemezit là Ephemezit chính xác và Ephemezit đại trà

Ephemezit chính xác chỉ được cung cấp khi chính phủ Mỹ cho phép và đảm bảo định vị tuyệt đối tốt nhất là 1m

Ephemezit đại trà được cung cấp cho khách hàng qua tín hiệu vệ tinh

phát đi Ephemezit loại này cho phép định vị tuyệt đối cỡ 30m, nhưng nó còn

bị nhiễu cố ý cho nên độ chính xác định vị tuyệt đối thực tế cỡ 100m Sai số

vị trí của vệ tinh ảnh hưởng hầu như trọn vẹn đến sai số xác định toạ độ của điểm quan sát đơn riêng biệt Nhưng nó được loại trừ đáng kể trong kết quả định vị tương đối giữa hai điểm sai số do khúc xạ tầng điện ly

Tầng điện ly phân bố trong phạm vi cách mặt đất từ 50 đến 1000km ảnh hưởng này tỷ lệ thuận với mật độ điện tử trong tầng điện ly và tỷ lệ nghịch với bình phương tần số sóng tải Với vị trí các điểm máy thu không cách xa nhau thì ảnh hưởng này có thể coi là bằng nhau

2.33 Sai số do khúc xạ tầng đối lưu

Tầng đối lưu phân bố trong phạm vi từ mặt đất tới độ cao gần 50 km Khi qua tầng đối lưu tốc độ truyền sóng biến động phức tạp hơn, tuỳ thuộc vào tình hình mặt đất (như sông hồ, sa mạc, ) và thời tiết Trong phạm vi hẹp (nhỏ hơn 30km) thì có thể coi nguồn ảnh hưởng này là bằng nhau với các điểm trạm đo

Để giảm ảnh hưởng của tầng điện ly cũng như tầng đối lưu, người ta quy định chỉ quan sát vệ tinh ở độ cao từ 150 trở lên so với mặt phẳng chân trời

2.3.4 Sai số do nhiễu của tín hiệu vệ tinh

Hiện tượng sóng tải không truyền thẳng vào tâm ăngten máy thu mà trước đó đã bị phản xạ từ những vật thể khác, lúc này đường truyền sóng là một đường gấp khúc gây ra sai số đo cạnh Tín hiệu phản xạ này sẽ giao thoa với tín hiệu trực tiếp từ vệ tinh tới máy thu và làm nhiễu tín hiệu thu được Sai số này phụ thuộc vào môi trường địa hình, địa vật xung quanh điểm trạm

đo và tính năng của ăngten máy thu

Trường hợp các nguồn sai số trên ảnh hưởng đến việc xác định khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu chứ chưa phải là sai số của bản thân

vị trí điểm quan sát Do vị trí điểm quan sát được xác định bởi phép giao hội khoảng cách từ vệ tinh, nên độ chính xác của nó phụ thuộc vào đồ

hình phân bố vệ tinh so với điểm quan sát Dễ hiểu là sai số vị trí giao hội

sẽ lớn hơn sai số của khoảng cách giao hội Để có được sai số vị trí điểm quan sát, ta phải đem khoảng cách giao hội nhân với một hệ số lớn hơn 1,

hệ số này đặc trưng cho đồ hình giao hội, tức là đồ hình phân bố vệ tinh

so với điểm quan sát và được gọi là hệ số phân tản độ chính xác (Dilution

of Precision - DOP) Rõ ràng DOP càng nhỏ thì vị trí điểm quan sát được xác định càng chính xác

Hệ số DOP tổng hợp nhất là hệ số phân tản độ chính xác hình học GDOP (Geometric Dilution of Precision) vì nó đặc trưng cho cả 3 thành phần toạ độ không gian X,Y,Z và yếu tố thời gian t Hệ số GDOP từ 2 đến 4 được coi là tốt Ngoài ra sử dụng PDOP (Position Dilution of Precision) hệ số phân tản độ chính xác vị trí điểm, nó bao gồm (X,Y,Z hoặc B,L,H) Dùng cho vị trí mặt phẳng HDOP (Horizontal Dilution of Precision), dùng cho độ cao VDOP (vertical Dilution of Precision) và cho thời gian TDOP (Time Dilution of Precision) Trị DOP sẽ được máy đo tính cụ thể và công bố cho từng điểm đo

Để chọn được trị DOP tối ưu, khi lập kế hoạch định vị, có thể dựa vào lịch vệ tinh để chọn vệ tinh cho từng điểm máy

2.4 Các phương pháp xây dựng lưới cơ bản

2.4.1 Phương pháp đường chuyền

Đường chuyền là một dạng cơ bản của lưới khống chế mặt bằng Nội dung của nó là bố trí các điểm nối với nhau tạo thành một hoặc nhiều đường gãy khúc Khi đo chiều dài của tất cả các cạnh và tất cả các góc ngoặt, chúng

ta sẽ xác định được vị trí tương hỗ giữa các điểm Nếu biết toạ độ một điểm

và góc phương vị của một cạnh ta dễ dàng tính ra phương vị và toạ độ các điểm khác trên đường gãy khúc đó

Xây dựng lưới khống chế bằng phương pháp đường chuyền ta có thể dùng một số dạng cơ bản sau:

a) Đường chuyền phù hợp

Được sử dụng khi khu vực kéo dài Hai đầu có hai điểm cấp cao, có đo góc 1 và n+1 đối với hai điểm cấp cao khác Nếu đường gãy khúc từ A đến B gần tạo thành đường thẳng ta gọi là đường chuyền duỗi thẳng”

Hình 2.4 Đường truyền phù hợp

b) Lưới đường chuyền:

Khi đo ở khu vực rộng lớn, người ta có thể bố trí kết hợp nhiều đường truyền khép kín và nhiều đường chuyền phù hợp tạo thành lưới đường chuyền

- Đường chuyền có một điểm nút:

Hình 2.5 Đường truyền có một điểm nút

- Đường chuyền nhiều điểm nút:

Hình 2.6 Đường truyền nhiều điểm nút

* Ưu điểm của phương pháp lưới đường chuyền:

+ Ở vùng địa hình khó khăn địa vật bị che khuất đặc biệt là thành phố, lưới đường chuyền rất dễ chọn điểm, dễ thông hướng đo vì tại một điểm chỉ cần thấy hai điểm khác

+ Sự thay đổi góc ngoặt cũng không bị hạn chế, dễ phân bố điểm theo yêu cầu công việc

+ Việc đo góc ngang cũng rất đơn giản vì tại mỗi điểm thường đo hai hướng Tại điểm nút số lượng đo sẽ nhiều hơn

+ Các cạnh được đo trực tiếp nên độ chính xác các cạnh tương đối đều nhau

* Nhược điểm của phương pháp lưới đường chuyền:

+ Trong một số trường hợp về phương tiện máy móc kỹ thuật bị hạn chế thì khối lượng đo cạnh sẽ nhiều hơn

+ Trị đo thừa ít, không có điều kiện kiểm tra góc ngoài thực địa (trừ trường hợp lưới khép kín) chỉ khi tính toán chúng ta mới biết được

2.4.2 Phương pháp tam giác

a) Phương pháp tam giác đo góc

Các mốc trắc địa được chọn và chôn tại các vị trí thích hợp, chúng tạo

thành các đỉnh của tam giác và liên kết với nhau thành các tam giác, tuỳ theo cấp hạng lưới, địa hình của khu vực phải khống chế, mà đồ hình của phương pháp này được xây dựng dưới dạng lưới hình tuyến (chuỗi tam giác chạy dài), lưới tứ giác trắc địa, lưới đa giác trung tâm hay lưới tam giác dày đặc Lưới này được đo tất cả các góc của tam giác trong lưới Lưới phải có ít nhất một cạnh đáy và góc phương vị của nó Chiều dài cạnh và phương vị này được đo trực tiếp hoặc tính từ toạ độ điểm gốc ra Từ chiều dài gốc và phương vị gốc này, thông qua các góc đo chúng ta tính truyền được chiều dài của các cạnh Si

Hình 2.7 Phương pháp tam giác đo góc

* Ưu điểm: khống chế được khu vực rộng lớn và độ chính xác của lưới tương đối cao và đồng đều Mạng lưới dễ đo, dễ tính toán Lưới có nhiều trị

đo thừa nên có nhiều thông số để kiểm tra, tăng độ tin cậy kết quả đo

* Nhược điểm: Bố trí lưới khó khăn do địa hình phức tạp, tầm thông hướng hạn chế

n

i-1

i-1

n

b) Phương pháp tam giác đo toàn cạnh

Ngày nay có các máy đo xa điện tử rất phát triển, việc đo cạnh tương đối thuận tiện và có độ chính xác cao Đồ hình của phương pháp này cũng giống như đồ hình của phương pháp đo góc Nhưng ở đây sau khi bố trí xong mạng lưới người ta đo tất cả các cạnh ai,bi,ci Sau đó dùng các công thức định

lý hàm Cos trong hình tam giác để tính tất cả các góc theo công thức:

ci = a2i + b2i - 2aibi .CosCi

Ci = arcos[ (a2 + b2 - c )/2a b ]

Hình 2.8 Phương pháp tam giác đo toàn cạnh

* Ưu điểm của phương pháp: Trị đo ít, khống chế được khu vực rộng lớn

* Nhược điểm của phương pháp: Trị đo thừa ít, độ chính xác tính chuyển phương vị cũng kém hơn đo góc nên lưới đo cạnh không có độ tin cây cao Trong cùng điều kiện thì lưới đo góc vẫn ưu việt hơn Việc bố trí điểm, chọn đồ hình thông hướng cho mạng lưới khó khăn

Để có thêm trị đo thừa, nâng cao độ chính xác của lưới, khi xây dựng lưới tam giác đo cạnh người ta thường chọn lưới có hình dạng là lưới đa giác trung tâm, lưới tứ giác trắc địa hay lưới tam giác dày đặc

c) Lưới tam giác đo góc cạnh kết hợp

Thực chất của phương pháp này là tiến hành đo tất cả các góc, các cạnh trong mạng lưới tam giác

* Ưu điểm của phương pháp: cho độ chính xác cao, phạm vi khống chế

rộng lớn

* Nhược điểm của phương pháp: Khối lượng đo đạc lớn, việc xây dựng mạng lưới phức tạp và tốn kém

2.4.3 Phương pháp lưới GPS

Lưới GPS được thiết kế dưới dạng lưới tam giác hoặc lưới đường

chuyền Lưới GPS dễ chọn điểm, không cần thông hướng các điểm chỉ cần

một cặp cạnh thông hướng là được, không phụ thuộc vào thời tiết, công tác đo ngắm hoàn toàn tự động, cho độ chính xác cao, xác định vị trí tương hỗ giữa hai điểm cỡ vài milimet đến vài chục milimet Nhưng công nghệ GPS cũng có những hạn chế nhất định, phương tiện máy móc có hạn, không phải đơn vị nào cũng có, giá thành cao, chi phí tốn kém

Công nghệ GPS đã được ứng dụng vào xây dựng lưới trắc địa cơ sở xác

định hình dạng, kích thước của elipxoid trái đất và trường trọng lực trái đất

Ở nước ta đã sử dụng công nghệ GPS để thành lập hệ thống điểm toạ

độ cơ sở nhà nước, phủ trùm toàn bộ đất nước bao gồm cả lãnh hải và cả một

số vùng lãnh thổ trước đây bỏ trống Công nghệ mới này cũng đã được áp dụng để thành lập lưới địa chính cơ sở, phục vụ công tác đo vẽ bản đồ địa chính, bản đồ địa hình trong cả nước

2.5 Các ứng dụng của GPS trong trắc địa

2.5.1 Xây dựng lưới khống chế mặt bằng

Có thể nói những ứng dụng đầu tiên của công nghệ GPS trong trắc địa

là đo dạc các mạng lưới trắc địa mặt bằng Chúng ta đã biết rằng đo tương đối tĩnh cho độ chính xác cao nhất, vì thế phương pháp này được sử dụng để đo các mạng lưới trắc địa

Ưu điểm chủ yếu và quan trọng nhất của công nghệ GPS là có thể xác định được các vectơr cạnh giữa các điểm trắc địa với độ chính xác cao mà không đòi hỏi tầm thông hướng giữa các điểm đó Ngay từ những năm 1990,

khi hiểu hết lợi thế của GPS, người ta đã nói rằng, GPS đã đưa các phương pháp xây dựng lưới trắc địa truyền thống thành “những con khủng long thời tiền sử” Cho đến nay nhiều nước đã coi đo GPS là phương pháp chủ yếu trong xây dựng các mạng lưới trắc địa

Bằng kỹ thuật đo tương đối tĩnh, người ta có thể xây dựng được các mạng lưới có cạnh dài đến hàng ngàn km Khung toạ độ quốc tế ITRF (International Celestial Reference Frame) thực chất là mạng lưới có cạnh dài như vậy

Từ khi có công nghệ GPS, người ta đã đưa ra các khái niệm mới đối với lưới trắc địa đó là các mạng lưới tĩnh (passive control networks) các mạng lưới động (active control networks)

Các mạng lưới tĩnh là các mạng lưới có các mốc cố định trên mặt đất được đo với độ chính xác cao và là cơ sở trắc địa trải rộng liên tục trên một diện tích nhất định Các số liệu của các điểm trong mạng lưới được coi là không đổi và không có sai số

Các mạng lưới này thường có độ chính xác đo chiều dài cạnh cỡ 1:250000 và đo độ cao cỡ 1 vài mm trên km Có thể thấy rằng các mạng lưới này thuộc hệ thống lưới khống chế toạ độ, lưới độ cao Nhà Nước

Các mạng lưới động là các mạng lưới gồm một số điểm cố định có vai trò là các trạm theo dõi (Monitor Stations) làm cơ sở để xác định nhiều điểm khác Các điểm cần xác định cũng có thể là các điểm chuyển động cần xác định toạ độ tức thời

2.5.2 GPS phục vụ đo vẽ địa chính

a) Xây dựng các mạng lưới địa chính

Công nghệ GPS được ứng dụng rộng rãi trong công tác đo đạc địa hình Trước hết là xây dựng các mạng lưới địa chính các cấp ở nước ta theo quy định của Tổng cục địa chính (1999), lưới khống chế địa chính các cấp được phát triển từ lưới khống chế toạ độ Nhà Nước hạng I,II Trước hết là lưới địa

chính cơ sở có độ chính xác tương đương lưới hạng III Nhà Nước Lưới địa chính cơ sở là cơ sở để phát triển tiếp các mạng lưới cấp thấp hơn (lưới địa chính cấp 1, lưới địa chính cấp 2) phục vụ cho công tác đo vẽ bản đồ địa chính và quản lý đất đai

b) Đo vẽ chi tiết bản đồ địa hình, bản đồ địa chính tỷ lệ lớn và trung bình

Với kỹ thuật đo động Stop - and- Go (dừng và đi), người ta có thể thực hiện đo chi tiết để thành lập bản đồ, với độ chính xác và tốc độ không thua kém các phương pháp sử dụng máy toàn đạc điện tử Tuy nhiên cần đảm bảo điều kiện trong suốt quá trình đo chi tiết bằng GPS phải liên tục theo dõi tín hiệu của ít nhất 4 vệ tinh

Để đo chi tiết bằng GPS động, ta không cần bố trí điểm khống chế đo

vẽ như các phương pháp truyền thống, vì trạm BASE có thể đặt tại điểm đã

có toạ độ và độ cao, cách khu đo dưới 10 km

2.5.3 GPS phục vụ trắc địa công trình

a) Đo, lập các mạng lưới cơ sở trắc địa công trình và lưới thi công công trình

Lưới cơ sở trắc địa công trình (CSTĐCT) là mạng lưới được lập trên

các mặt bằng khu công nghiệp có diện tích lớn, có nhiều hạng mục công trình liên kết với nhau theo dây truyền chặt chẽ Mạng lưới này là cơ sở để liên kết các cụm công trình trong một hệ toạ độ thống nhất

Để đo nối lưới cơ sở trắc địa công trình với hệ toạ độ Nhà Nước, phải

đo nối ít nhất đến 1 điểm trong hệ toạ độ Nhà Nước

Nên sử dụng phép chiếu hình trụ ngang đồng góc Gauss-Kruger (m0=1)

để thiết lập hệ toạ độ vuông góc phẳng cho công trình Múi chiếu có kinh tuyến trung ương đi qua trung tâm khu đo (lệch nhiều nhất không quá 10km)

Tuỳ thuộc vào diện tích khu vực cần lập lưới mà ta quyết định hình dạng và kết cấu lưới

Các đặc điểm của lưới cần bố trí những nơi thông thoáng, không bị cản trở cho việc thu tín hiệu từ vệ tinh Khi đo nối tới điểm Nhà Nước, nếu tại