Ứng dụng kỹ thuật dgps trong việc thành lập bảng đồ mạng lưới giao thông tỷ lệ trung bình

Với nhiều loại máy thu và phương pháp đo khác nhau, khả năng ứng dụng của GPS cũng rất đa dạng, từ yêu cầu độ chính xác cao như trong trắc địa-bản đồ đến độ chính xác trung bình và thấp

LƯƠNG BẢO BÌNH

ỨNG DỤNG KỸ THUẬT DGPS TRONG VIỆC THÀNH LẬP BẢN ĐỒ MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG

TỶ LỆ TRUNG BÌNH

Chuyên ngành : ĐỊA TIN HỌC Mã số ngành : 2.16.00

LUẬN VĂN THẠC SĨ

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN 1

2.2.2 THOÂNG ÑIEÄP CHUAÅN RTCM SC104 22

3.1 GIỚI THIỆU CHUNG 31

3.1.1 TRẠM GPS QUỐC GIA VŨNG TÀU 31 3.1.2 CÁC THIẾT BỊ DÙNG TRONG KHẢO SÁT 32

3.3 QUÁ TRÌNH THU THẬP DỮ LIỆU

3.1.2 KHẢO SÁT TẠI TP HỒ CHÍ MINH 38 3.1.3 KHẢO SÁT TẠI KHU ĐO MẪU 38

3.1.4 KHẢO SÁT VỚI TRẠM PHÁT GIẢ LẬP 41

CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH THÀNH LẬP BẢN ĐỒ MẠNG LƯỚI

GIAO THÔNG DỰA TRÊN KỸ THUẬT DGPS 49

4.1 VIỆC THÀNH LẬP BẢN ĐỒ MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG

4.2 QUY TRÌNH THÀNH LẬP BẢN ĐỒ MẠNG LƯỚI

GIAO THÔNG DỰA TRÊN KỸ THUẬT DGPS 51

4.5 ƯU KHUYẾT ĐIỂM CỦA QUY TRÌNH MỚI 65

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC

PHỤ LỤC 1 : BẢNG TỪ VIẾT TẮT i

PHỤ LỤC 2 : CHƯƠNG TRÌNH TÍNH SAI SỐ TRUNG PHƯƠNG

CỦA TRỊ ĐO DGPS KHI ĐO DỌC THEO

PHỤ LỤC 3 : VỊ TRÍ KHU ĐO DGPS TẠI VŨNG TÀU VÀ BẮC HẢI iii

PHỤ LỤC 4 : ĐỘ NHIỄU CỦA TRỊ ĐO DGPS iv

PHỤ LỤC 5 : KHẢO SÁT SAI LỆCH KHOẢNG CÁCH KHI

CHUYỂN ĐỔI GIỮA HAI HỆ VN 2000 VÀ WGS 84 viii

PHỤ LỤC 6: SẢN PHẨM THỬ NGHIỆM VÀ BẢN ĐỒ NỀN

Hình 2.1: Cấu trúc hệ thống GPS 9

Hình 2.2: Nguyên tắc định vị tuyệt đối 11 Hình 2.3: Nguyên tắc định vị tương đối 12

Hình 3.3: Độ nhiễu của trị đo DGPS trên một tuyến đường

Hình 3.4: Quan hệ giữa sai số đo DGPS và khoảng cách đến trạm phát 48 Hình 3.5: Sơ đồ mạng lưới DGPS kiến nghị 47 Hình 4.1: Quy trình thành lập bản đồ mạng lưới giao thông hiện nay 50 Hình 4.2: Quy trình thành lập bản đồ mạng lưới giao thông

dựa trên kỹ thuật DGPS 53 Hình 4.3.a : Các vết đường đi trên nền phần mềm GPS Track Maker 57 Hình 4.3.b : Tuyến tính hoá các vết đường đi

trên nền phần mềm GPS Track Maker 58 Hình 4.3.c : Xuất sang định dạng AutoCAD 59 Hình 4.3.d : Vẽ lại đường thành hai nét trong AutoCAD 59

Hình 4.7 : Độ sai lệch giữa hai bản vẽ ở hệ WGS84 và VN2000 65 Hình 5.1: Quy trình thành lập và cập nhật bản đồ mạng lưới

giao thông dựa trên kỹ thuật DGPS 71 Hình 5.2: Sơ đồ mạng lưới DGPS kiến nghị 74

DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU

Bảng 2.1: Độ chính xác định vị DGPS 25 Bảng 3.1: Tổng hợp số liệu đo điểm đơn DGPS ở các khu đo

với trạm phát sóng tại Vũng Tàu và Tp.HCM 39 Bảng 3.2: Độ nhiễu của trị đo DGPS khi di chuyển với vận tốc 5 km/h 42 Bảng 3.3: Độ nhiễu của trị đo DGPS khi di chuyển với vận tốc 20 km/h 44 Bảng 3.4: Độ sai lệch khoảng cách khi đo DGPS

(dùng trạm phát Vũng Tàu) 46 Bảng 3.5: Độ chính xác định vị tọa độ điểm đơn 47 Bảng 3.6: Độ nhiễu khi đo liên tục theo tuyến 47 Bảng 3.7: Sai số đo DGPS và khoảng cách đến trạm phát 47 Bảng 4.1 : Mức độ sai lệch của sản phẩm thử nghiệm trong hệ WGS84 61 Bảng 4.2 : Mức độ sai lệch của sản phẩm thử nghiệm trong hệ VN2000 64 Bảng 5.1: Bảng tóm tắt sai số định vị điểm đơn DGPS 69 Bảng 5.2: Bảng tóm tắt độ nhiễu của trị đo DGPS 70 Bảng 5.3: Bảng tóm tắt sai số độ dài của định vị DGPS 70

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Hệ thống định vị toàn cầu GPS (Global Positioning System) do Bộ Quốc Phòng Mỹ xây dựng và bảo trì từ những năm 1970 và đến nay đã được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực Với nhiều loại máy thu và phương pháp đo khác nhau, khả năng ứng dụng của GPS cũng rất đa dạng, từ yêu cầu độ chính xác cao như trong trắc địa-bản đồ đến độ chính xác trung bình và thấp như trong GIS, du lịch, quản lý giao thông, hướng dẫn hàng hải…

Hiện nay, khả năng định vị tốt nhất vẫn là đo tĩnh hậu xử lý với các máy thu hai tần số (độ chính xác milimet) Tuy nhiên, các thiết bị này rất đắt tiền, phải

đo đạc trong khoảng thời gian tương đối lâu (vài chục phút đến vài giờ) và phải thông qua bước xử lý hậu kỳ phức tạp Đối với các ứng dụng động - thời gian thực, phương pháp RTK (Real Time Kinematic) được khai thác để cung cấp độ chính xác cm, song do xử lý trị đo pha nên gặp khó khăn trong việc giải tham số đa trị và hiện tượng trượt chu kì pha Ngoài ra, bán kính hoạt động cũng không lớn do giới hạn của radio phát đặt tại trạm tĩnh, giá thành cao của máy thu cùng với phần mềm xử lý phức tạp cũng là một hạn chế của phương pháp này cho các ứng dụng phổ thông

Cũng trong lĩnh vực đo động thời gian thực, DGPS (Differential GPS) là một giải pháp đã được triển khai tại nhiều nước trên thế giới Phương pháp này sử dụng trị đo mã cùng các số hiệu chỉnh được gửi đến từ trạm phát để xác định toạ độ trạm động với độ chính xác decimet, mét Ưu điểm nổi bật của DGPS là chỉ cần một trạm phát công suất lớn dùng chung cho cả khu vực, người sử dụng trang bị một máy thu GPS cầm tay đóng vai trò trạm động Như vậy, DGPS với ưu điểm xử lý đơn giản và giá thành rẻ sẽ phù hợp cho các ứng dụng động yêu cầu độ chính xác trung bình trở xuống

Hình 1.1: Ứng dụng của DGPS (nguồn internet)

Ở các nước phát triển, hệ thống mạng lưới DGPS với các trạm phát công suất lớn đã phủ kín khắp các thành phố phục vụ cho rất nhiều ứng dụng như du lịch, quản lý đô thị, quản lý giao thông, thu thập dữ liệu cho GIS… Ở nước ta, GPS cũng đã được ứng dụng, nhất là trong lĩnh vực trắc địa-bản đồ dùng để

một mạng lưới hoàn chỉnh Ngày 1/12/2004, Bộ Tài Nguyên và Môi Trường đã công bố các trạm GPS cố định đang hoạt động trên lãnh thổ nước ta, gồm có 3 trạm quốc gia tại Đồ Sơn, Vũng Tàu, Điện Biên và 2 trạm địa phương tại Hà Giang, Cao Bằng, và sắp tới sẽ xây dựng trạm Đà Nẵng Với độ chính xác thiết kế từ 1 – 3m, phạm vi phủ sóng bao trùm toàn bộ lãnh thổ và vùng đặc quyền kinh tế, song đến nay các trạm chỉ phục vụ chủ yếu các công tác trên biển và phân giới cắm mốc biên giới Việt-Trung

Hình 1.2: Các trạm GPS quốc gia Việt Nam (nguồn [7])

Tuy nhiên, hiện nay vẫn chưa xây dựng trạm điều khiển trung tâm, chưa kết nối các trạm riêng lẻ thành mạng lưới, cũng như chưa thấy nói đến các ứng dụng phổ thông trên đất liền Hơn nữa, còn những vấn đề đặt ra như tầm phủ sóng thực sự của các trạm phát, độ chính xác định vị thực tế, độ tin cậy của các số hiệu chỉnh ở khoảng cách lớn, cũng như những khả năng ứng dụng trên đất liền

Trong khi đó, rất nhiều lĩnh vực còn bỏ ngỏ khả năng ứng dụng như du lịch, quản lý giao thông, xây dựng cơ sở dữ liệu cho GIS… Trong đó, một ứng dụng cụ thể mà kỹ thuật DGPS có thể đem lại hiệu quả đó là đo vẽ, và đặc biệt là cập nhật bản đồ mạng lưới giao thông cho các khu vực đô thị mới, những nơi mà bản đồ nền địa hình không kịp cập nhật theo nhu cầu phát triển

Việc thành lập bản đồ mạng lưới giao thông, hay nói rộng hơn là bản đồ chuyên đề, thường được biên tập lại dựa trên bản đồ nền địa hình cùng tỷ lệ,

do đó khả năng cập nhật phụ thuộc vào mức độ cập nhật của bản đồ địa hình chứ không đáp ứng theo nhu cầu hiện tại Đây là một trở ngại lớn của phương pháp truyền thống Với kỹ thuật DGPS, bản đồ mạng lưới giao thông có thể thành lập một cách nhanh chóng, khả năng cập nhật theo nhu cầu, không phụ thuộc vào bản đồ nền địa hình Về độ chính xác, bản đồ mạng lưới giao thông thường chỉ thành lập ở tỷ lệ trung bình và nhỏ nên khả năng bảo đảm độ chính xác của DGPS là hoàn toàn khả thi

Đề tài “Ứng dụng kỹ thuật DGPS trong việc thành lập bản đồ mạng lưới

giao thông tỉ lệ trung bình” được thực hiện với mong muốn bước vào lĩnh vực

DGPS còn bỏ ngỏ tại Việt Nam nói chung và tại thành phố Hồ Chí Minh nói riêng

1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Trong bối cảnh việc DGPS còn chưa được ứng dụng tại thành phố Hồ Chí Minh, mục tiêu của đề tài được đặt ra như sau:

Tìm hiểu cơ sở lý thuyết về DGPS

Khảo sát phạm vi phủ sóng của trạm tĩnh, độ chính xác định vị trong kỹ thuật DGPS trong hai trường hợp: sử dụng trạm phát quốc gia tại Vũng Tàu và trạm phát giả lập tại Đại học Bách Khoa, thành phố Hồ Chí Minh

Xây dựng qui trình thành lập bản đồ mạng lưới giao thông tỉ lệ trung bình dựa trên kỹ thuật DGPS

1.3 PHẠM VI CỦA ĐỀ TÀI

Với một lĩnh vực còn mới mẻ tại thành phố Hồ Chí Minh và trong khả năng cho phép về mặt thời gian cũng như thiết bị, phạm vi nghiên cứu của đề tài giới hạn như sau:

Về mặt thiết bị:

o Phần cứng:

- Máy thu GPS độ chính xác cao Topcon Legacy E

- Radio liên lạc Pacific Crest

- Máy thu GPS cầm tay Garmin III Plus

- Beacon Receiver GBR 23

- Máy toàn đạc điện tử TC600

o Phần mềm: PCCDU, Pinnacle, GPS Trackmaker, LisCad Plus, Geotool, MATLAB, AutoCAD …

Phạm vi khu đo:

o Khu đo mẫu trong khuôn viên Đại học Bách Khoa

o Khu đo Bắc Hải, quận 10, Tp Hồ Chí Minh

o Khu đo phường 10, Tp Vũng Tàu

1.4 NHỮNG NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Với những mong muốn cũng như giới hạn nêu trên, đề tài tập trung làm rõ những vấn đề sau:

Tìm hiểu cơ sở lý thuyết, nguyên tắc hoạt động, thiết bị và kết nối của hệ thống DGPS

Khảo sát độ chính xác của máy thu GPS cầm tay trong kỹ thuật DGPS khi sử dụng trạm phát tại Vũng Tàu và trạm phát giả lập

Đánh giá độ chính xác thực tế của việc sử dụng DGPS tại thành phố Hồ Chí Minh, từ đó để có thể đưa ra những khả năng ứng dụng

Tìm hiểu các quy định về việc thành lập bản đồ mạng lưới giao thông Ứng dụng DGPS cụ thể vào việc thành lập bản đồ mạng lưới giao thông

Và nếu có thể, từ kết quả khảo sát đề xuất một hệ thống các trạm DGPS tại thành phố Hồ Chí Minh nhằm phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau

1.5 KẾT QUẢ THU ĐƯỢC

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Chương hai sẽ giới thiệu sơ lược những khái niệm cơ bản nhất về GPS, các cách thức định vị phổ biến hiện tại với những ưu khuyết điểm và khả năng ứng dụng; để từ đó tiếp tục đi sâu hơn vào kỹ thuật DGPS Chuẩn tín hiệu RTCM thường được sử dụng trong DGPS cũng sẽ được trình bày cùng với một số dịch vụ DGPS hiện tại

2.1 HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU

2.1.1 CẤU TRÚC HỆ THỐNG GPS

Hệ định vị toàn cầu GPS (Global Positioning System) là một hệ thống định vị dựa trên cơ sở các vệ tinh được triển khai bởi Bộ Quốc Phòng Hoa Kỳ từ năm 1973

Hệ thống hiện nay bao gồm 29 vệ tinh phân bố trên 6 mặt phẳng quỹ đạo, bảo đảm từ mọi nơi trên mặt đất vào mọi thời điểm đều có thể thu được tín hiệu từ ít nhất 4 vệ tinh Quỹ đạo vệ tinh gần tròn với cao độ danh nghĩa 20183 km, nghiêng 55o so với mặt phẳng xích đạo, thời gian hoàn tất một quỹ đạo (chu kỳ) là 12 giờ [2] Mỗi vệ tinh đều có thể thu và phát tín hiệu (thu tín hiệu từ các trạm điều khiển mặt đất và phát tín hiệu đến người sử dụng) cùng khả năng duy trì độ chính xác cao của thời gian với đồng hồ nguyên tử Cesium và Rubidium Tín hiệu từ vệ tinh sẽ cung cấp cho người sử dụng vị trí của vệ tinh và các trị đo

Phần mặt đất bao gồm năm trạm điều khiển phân bố khắp thế giới, sẽ theo dõi các vệ tinh và truyền dữ liệu quan trắc về trạm điều khiển chính Colorado Springs Ở đây, dữ liệu sẽ được xử lý để tính toán bản lịch vệ tinh và số hiệu chỉnh đồng hồ vệ tinh Sau đó, chúng sẽ được gởi lên vệ tinh bởi ba trong số năm trạm điều khiển Vị trí các trạm điều khiển được xác định với độ chính xác cực cao

Người sử dụng nhận tín hiệu từ vệ tinh thông qua các thiết bị thu GPS Một thiết bị thu gồm có phần cứng (anten, bộ dao động tần số vô tuyến, bộ vi xử lý …) và phần mềm (các chương trình tính để xử lý dữ liệu) Máy thu sẽ thu từ vệ tinh thông báo hàng hải(giúp xác định toạ độ vệ tinh) và các trị đo cự ly từ đó xác định được toạ độ máy thu

Hình 2.1: Cấu trúc hệ thống GPS

2.1.2 TÍN HIỆU GPS

Hệ thống GPS sử dụng sóng điện từ tần số cao L (sóng mang L1 và L2 ) được điều biến bởi các dao động tần số thấp (mã C/A , P , Y và thông báo hàng hải) để truyền tín hiệu

Tần số cơ sở fo= 10.23 MHz được tạo ra từ bộ dao động (Osillator) Mã C/A (Coarse/Acquisite) có tần số fo /10, được lặp lại sau mỗi mili giây Mã P (Precise) có tần số fo , chỉ lặp lại sau 267 ngày (được chia thành từng đoạn 7 ngày dành cho các vệ tinh và trạm điều khiển) Mã Y tương tự mã P song các phương trình tạo mã được giữ bí mật để phục vụ quân sự

Sóng mang L1 có tần số 154fo được điều biến bằng cả hai mã : mã C/A và mã P (hoặc mã Y) Sóng mang L2 có tần số 120fo được điều biến bởi một mã P (hoặc mã Y) Cả hai sóng mang L1 và L2 đều mang thông báo hàng hải (Navigation message) tần số thấp (50 Hz) để thông báo đến người sử dụng tình trạng và vị trí vệ tinh [2]

Máy thu tần số đơn chỉ thu được trên một tần số L1 (có các trị đo : L1,

P1, C1 ) Máy thu tần số kép thu được trên cả hai tần số L1 và L2 (gồm các trị đo : L1, P1, C1, L2, P2 ) Trong định vị chính xác người ta dùng máy thu tần số kép vì sự kết hợp giữa các trị đo trên hai tần số sẽ giúp loại đi một số nguồn sai số, đặc biệt là độ trễ tầng điện ly

Trong ba loại trị đo thì trị đo pha L cho độ chính xác cao nhất, kế đó là trị đo mã P và thấp nhất là trị đo mã C

Máy thu Garmin được sử dụng để khảo sát thuộc loại máy thu cầm tay

2.1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ

Có hai phương pháp định vị cơ bản là định vị điểm (hay định vị tuyệt đối) và định vị tương đối Định vị điểm sử dụng trị đo giả cự ly (trị đo mã) xác định toạ độ tuyệt đối của điểm cần định vị với độ chính xác thấp (cấp độ mét) Còn định vị tương đối sử dụng trị đo pha hay mã, cho ta hiệu toạ độ (∆X, ∆Y, ∆Z) giữa điểm cần định vị và điểm gốc đã biết trước với độ chính xác từ mét đến milimet

Định vị điểm (Point Positioning)

Xác định vị trí của một điểm trong một hệ toạ độ không gian ba chiều đã định nghĩa (ở đây là hệ WGS 84)

Để làm được điều đó, ta cần ít nhất ba cự ly không đồng phẳng đến vệ tinh

Hình 2.2: Nguyên tắc định vị tuyệt đối

Cho trước : r1 , r2 , r3 (vector toạ độ vệ tinh 1, 2, 3 ) Trị đo : ρi1, ρi2, ρi3 (khoảng cách từ máy thu i đến vệ tinh 1, 2, 3) Cần tìm : Ri (vector toạ độ máy thu i )

|| rj - Ri || = ρij j = 1,2,3 (2.1) Trong thực tế ta cần ít nhất bốn trị đo vì còn có thêm một ẩn số nữa là sai số đồng hồ máy thu [1]

Định vị tương đối (Relative Positioning)

Trong định vị tương đối, vị trí một điểm sẽ được xác định theo vị trí của một điểm khác đã biết toạ độ trong một hệ toạ độ nhất định Ở kiểu đo này, hai máy thu được đặt tại hai đầu đường đáy cần quan trắc và phải làm việc đồng thời

Hình 2.3: Nguyên tắc định vị tương đối

Định vị tương đối sẽ cho độ chính xác cao vì một số sai số tích lũy trong các cự ly quan trắc đồng thời tại hai đầu đường đáy thường đồng nhất hoặc tương tự nhau, do đó chúng sẽ được loại trừ hoặc giảm thiểu đáng kể khi sử dụng trị đo ở dạng hiệu

Định vị tương đối sử dụng trị đo pha sẽ cung cấp độ chính xác cao nhất và đóng vai trò quan trọng trong trắc địa chính xác

Cho trước : R1 , rj (vector toạ độ điểm gốc 1 và các vệ tinh j) Trị đo : ρ1j , ρ2j (khoảng cách từ điểm 1,2 đến các vệ tinh j) Cần tìm : ∆R12 (hiệu vector toạ độ giữa hai điểm 1,2)

∆R12 = R2 - R1 = ρ2j - ρ1j = ∆ρ12j [2] (2.2)

2.1.4 CÁC KIỂU ĐỊNH VỊ

GPS có thể định vị các vật thể tĩnh tại hoặc chuyển động Mặc dù trị đo là như nhau nhưng việc anten đứng yên hay chuyển động sẽ dẫn đến những khác nhau rất lớn về độ chính xác định vị

Định vị tĩnh (Static Positioning)

Với anten đứng yên ta có thể quan trắc được nhiều trị đo trong một khoảng thời gian dài, điều này cho phép ta có những trị đo dư thừa giúp việc xác định vị trí đạt độ chính xác tốt hơn (thông qua việc giải nghiệm theo phương pháp bình phương cực tiểu) Ngoài ra, việc xác định tham số đa trị (khi dùng trị đo pha) sẽ có độ tin cậy cao hơn

Ta có thể nhận được kết quả theo thời gian thực (cho ra toạ độ điểm ngay lập tức, trong đó mỗi trị quan trắc mới được xử lý sao cho có thể cải thiện được toạ độ đã xác định trước đó) hoặc xử lý hậu kỳ (sau khi kết thúc đo)

Đây là kiểu định vị thường được dùng trong trắc địa (như đo lưới khống chế địa chính cơ sở)

Định vị động (Kinematic Positioning)

Khi anten chuyển động thì tại mỗi vị trí chỉ có các trị đo đến vệ tinh trong một thời điểm, tức sẽ không có hoặc có rất ít số đo dư, do đó độ chính xác sẽ thấp hơn so với định vị tĩnh

Định vị động có thể dùng trị đo pha hay giả cự ly Tuy nhiên, việc giải đa trị trong trường hợp này là rất khó khăn và có độ tin cậy thấp

Trong định vị động, người ta thường tìm kiếm nghiệm theo thời gian thực, nghiệm này chỉ bao gồm một toạ độ tại một thời điểm (không có khả năng cải thiện như trong định vị tĩnh) Việc xử lý hậu kỳ chỉ giúp làm trơn đường cong chuyển động chứ không làm tăng độ chính xác

Định vị động thường được sử dụng trong điều khiển, giám sát giao thông, hàng không, hàng hải …

2.1.5 MỘT SỐ CÁCH THỨC ĐỊNH VỊ PHỔ BIẾN HIỆN NAY

Việc phối hợp các phương pháp định vị (tuyệt đối hay tương đối) và các kiểu định vị (tĩnh hay động, thời gian thực hay hậu xử lý) sẽ cho ra nhiều cách thức định vị khác nhau, trong đó một số cách thức định vị phổ biến hiện nay như sau:

Định vị tuyệt đối Đây là cách thức định vị đơn giản nhất Với một máy thu cầm tay xử lý trị đo mã từ ít nhất bốn vệ tinh sẽ cho ra tọa độ tức thời của máy thu với độ chính xác từ 5 đến 20m Phương pháp này cho độ chính xác kém nhất, thường chỉ dùng trong du lịch, hàng hải

Hình 2.4: Định vị điểm (nguồn [11])

Đo tương đối tĩnh hậu xử lý Đây là cách thức định vị phổ biến trong trắc địa Một cặp máy thu độ chính xác cao sẽ xử lý đồng thời trị đo pha từ ít nhất bốn vệ tinh quan sát chung để xác định đường đáy với độ chính xác đến milimet Phương pháp này đòi hỏi đo tĩnh trong thời gian dài (trên 1 giờ) để giải tham số đa trị N, chiều dài đường đáy thường phải bé hơn 20km [5] Việc xử lý có thể dùng phần mềm thương mại với bản lịch phát tín hoặc phần mềm chuyên dụng với bản lịch chính xác IGS

Hình 2.5: Đo tương đối tĩnh hậu xử lý (nguồn [11])

Vector đường đáy

Đo động thời gian thực RTK

Hình 2.6: Đo động RTK (nguồn [11])

Trong lĩnh vực đo động đòi hỏi thời gian thực, giải pháp RTK cung cấp độ chính xác đến centimet Về mặt nguyên tắc, phương pháp này cũng sử dụng trị đo pha để giải ra đường đáy như cách thức đo tương đối tĩnh, tuy nhiên do đòi hỏi thời gian thực nên yêu cầu số vệ tinh cùng quan sát được phải đủ lớn để có thể giải đa trị một cách nhanh chóng Một yêu cầu quan trọng khác là phải có kênh thông tin liên lạc giữa trạm phát (base) và trạm động (rover) Dữ liệu từ vệ tinh nhận được tại trạm phát sẽ được gửi tới trạm động để kết hợp giải ra vector đường đáy, từ đó xác định toạ độ tức thời của trạm động Tuy nhiên do vẫn cần thời gian giải đa trị (dù chỉ một vài giây, phụ thuộc vào cấu hình vệ tinh) nên giải pháp này thích

Vector đường đáy

hợp cho phương pháp đo dừng và đi (stop and go) hơn là cho các đối tượng di chuyển liên tục Một khuyết điểm khác của giải pháp RTK là tầm hoạt động bị khống chế do giới hạn của bộ phận thông tin liên lạc Ngoài ra việc chưa có chuẩn chung của các thiết bị cũng là một hạn chế cho người sử dụng, base của hãng X sẽ không thể liên lạc được với rover của hãng Y

Đo động DGPS Một giải pháp khác được đưa ra trong lĩnh vực đo động là kỹ thuật DGPS với độ chính xác từ decimet đến mét Về nguyên tắc, kỹ thuật này giống với định vị điểm; tuy nhiên các giả cự ly thu được sẽ được hiệu chỉnh trước khi dùng để tính ra toạ độ máy thu Các số hiệu chỉnh này nhận được từ trạm phát thông qua bộ phận thông tin liên lạc Sự khác biệt rất lớn giữa DGPS và RTK là kỹ thuật DGPS sử dụng trị đo mã và tín hiệu trạm phát gửi đến trạm động là các số hiệu chỉnh khoảng cách; còn ở phương pháp RTK tín hiệu gửi đến trạm động là tất cả dữ liệu cần thiết để tính ra vector đường đáy, và là trị đo pha Do đó, độ chính xác của DGPS thấp hơn nhưng cho nghiệm ổn định hơn vì không phải giải đa trị

Ơû kỹ thuật DGPS người ta thường xây dựng các trạm phát công suất lớn dùng chung cho cả khu vực, người sử dụng chỉ cần trang bị một máy thu cầm tay đóng vai trò trạm động Kỹ thuật DGPS sẽ được trình bày rõ hơn ở phần tiếp theo

Hình 2.7: Đo động DGPS (nguồn internet)

2.2 KỸ THUẬT ĐỊNH VỊ DGPS

2.2.1 TỔNG QUAN VỀ DGPS

DGPS (Differential GPS) hiện nay thường được hiểu là DGPS sử dụng trị đo mã (Code DGPS) Kỹ thuật này cung cấp độ chính xác định vị ở cấp độ mét, thông thường là từ 0.5 m đến 5 m tuỳ vào mạng lưới các trạm tham khảo và chất lượng của máy thu [1] DGPS thường được ứng dụng trong hàng hải, thuỷ đạc; ngoài ra cũng được sử dụng trong hàng không cũng như định vị trên đất liền Về nguyên tắc, kỹ thuật DGPS giống với định vị tuyệt đối; tuy nhiên, một số nguồn sai số chính về đồng hồ và tầng khí quyển sẽ được giảm thiểu đáng kể khi sử dụng đồng thời trị đo ở hai máy thu

Nhìn chung, một trị đo giả cự ly P bao gồm các thành phần sau [1]:

Pij (t) = ρij+ c(∆t) + Iij + Tij + dmij + eij (2.3.a)

Với ρij : khoảng cách thực từ máy thu i đến vệ tinh j

c : vận tốc truyền sóng

∆t = dti – dTj : sai số đồng hồ (máy thu và vệ tinh)

δ = c(∆t) : sai số khoảng cách do sai số đồng hồ gây nên

d = Iij + Tij : độ trễ tín hiệu khi đi qua tầng điện ly và đối lưu

ε = dmij + eij : sai số do hiện tượng đa đường và sai số đo đạc Trong cùng một thời điểm thì sai số đồng hồ vệ tinh là như nhau đối với trạm phát cũng như trạm động Độ trễ tín hiệu d (phụ thuộc vào môi trường truyền sóng) cũng sẽ rất tương đồng nếu khoảng cách giữa trạm phát và trạm động là không quá lớn cũng như không có hiện tượng thời tiết đặc biệt nào trong khu đo Khi đó, việc sử dụng đồng thời trị đo tại hai máy thu sẽ giảm thiểu đáng kể các nguồn sai số nêu trên (δ và d), chỉ còn chủ yếu là nguồn ε: sai số do hiện tượng đa đường (phụ thuộc vào cấu trúc khu đo) và sai số đo đạc

Hệ thống DGPS bao gồm trạm phát (base station) và trạm động (rover receiver) cùng với kênh thông tin liên lạc giữa chúng Trạm phát được đặt cố định tại vị trí đã biết trước toạ độ còn trạm động sẽ di chuyển đến những vị trí cần xác định toạ độ Việc xác định toạ độ tại trạm động dựa vào các trị đo giả cự ly, tuy nhiên chúng sẽ được hiệu chỉnh trước khi sử dụng Nguyên tắc chung của DGPS như sau:

Hình 2.8: Nguyên tắc định vị DGPS (nguồn [4])

• Tại trạm phát i đã biết toạ độ: sử dụng toạ độ điểm tham khảo đã biết và toạ độ vệ tinh (dựa vào bản lịch) tính ra các khoảng cách từ điểm tham khảo đến các vệ tinh quan sát được

ρij =|| rj - Ri || j = 1, 2, …, n (n ≥ 4) (2.4) Với Ri : vector toạ độ điểm tham khảo i

rj : vector toạ độ vệ tinh j

ρij : khoảng cách thực từ điểm tham khảo i đến vệ tinh j

• So sánh các khoảng cách ρ này (được xem như khoảng cách thực) với các giả cự ly P quan sát được từ đó tính ra số hiệu

chỉnh dρ cho tất cả các giả cự ly tương ứng với các vệ tinh quan sát được

dρj = Pij - ρij = c(dti – dTj) + ∆ρij (2.5)

Với: dρj : số hiệu chỉnh khoảng cách cho vệ tinh j

∆ρij = Iij + Tij + dmij + eij : sai số khoảng cách từ điểm tham khảo i đến vệ tinh j

• Các số hiệu chỉnh sẽ được phát đến trạm động thông qua hệ thống thông tin liên lạc, thường dưới dạng sóng radio

• Tại trạm động k, các giả cự ly thu được từ vệ tinh sẽ được hiệu chỉnh bởi các số hiệu chỉnh tương ứng, sau đó được dùng để tính

ra toạ độ trạm động tức thời giống như phương pháp đo tuyệt đối

Pkj =ρkj + c(dtk – dTj) + ∆ρkj (2.6)

Pkj - dρj =ρkj + c(dtk – dti) + (∆ρkj - ∆ρij) (2.7)

Với Pkj : giả cự ly đo được từ trạm động k đến vệ tinh j

Pkj - dρj : khoảng cách từ trạm động k đến vệ tinh j sau khi hiệu chỉnh Ta thấy sai số đồng hồ vệ tinh đã bị khử

Nếu có thêm vệ tinh l:

Pkl - dρl =ρkl + c(dtk – dti) + (∆ρkl - ∆ρil) (2.8) Khi đó, lấy hiệu giữa hai vệ tinh j và l sẽ khử hết sai số đồng hồ và các sai số khoảng cách ∆ρ ở dạng hiệu đôi nên có giá trị nhỏ

(Pkj - Pkl) - (dρj - dρl)=(ρkj -ρkl) + ((∆ρkj -∆ρij -∆ρkl -∆ρil) (2.9)

Kỹ thuật DGPS yêu cầu một trạm phát (base station) đặt tại vị trí đã biết toạ độ Sự sai lệch giữa toạ độ tính được tức thời từ tín hiệu vệ tinh và toạ độ sẵn có sẽ được chuyển thành các số hiệu chỉnh gởi đến trạm động (rover receiver) Các số hiệu chỉnh này thường được gởi dưới dạng một thông điệp chuẩn gọi là RTCM SC104 (Radio Technical Commission for Maritime services Special Committee No 104)

Thông điệp RTCM SC104 [3] bao gồm các thông điệp con sau: thông điệp loại 3, 5, 6, 7, 9, và 16 Dưới đây sẽ giới thiệu sơ lược vai trò và nội dung của từng thông điệp

• Phần mở đầu của thông điệp (message header): phần mở đầu của thông điệp loại 9 (9-1 và 9-3, xin xem thêm ở phần thông điệp loại 9) thể hiện chỉ số UDRE (user differential range error), một đại lượng đại diện cho sai số của số hiệu chỉnh do nhiễu và hiện tượng đa đường Nếu vệ tinh không khoẻ hoặc không giám sát được, UDRE được trả về giá trị đơn vị

• Thông điệp loại 3 (Type 3 Message): thông điệp loại 3 sẽ chứa thông tin về hệ thống toạ độ (chẳng hạn NAD 83 cho khu vực Bắc Mỹ)

• Thông điệp loại 5: thông điệp này sẽ cho biết liệu một vệ tinh được xem là “không khoẻ” (unhealthy) có thể sử dụng được hay không Các vệ tinh không khoẻ và không được sự chấp nhận từ thông điệp loại 5 sẽ không được máy thu sử dụng

• Thông điệp loại 7: thông điệp loại 7 chứa thông tin về 2 hoặc 3 trạm phát lân cận

• Thông điệp loại 9: thông điệp này được dành riêng cho việc phát các số hiệu chỉnh giả cự ly Thông điệp loại 9 được chia làm hai loại: thông điệp 9-3 và thông điệp 9-1 Thông điệp 9-3 ( Three satellite Type 9 messages ) chứa số hiệu chỉnh cho từng 3 vệ tinh hoặc cho 1 hay 2 vệ tinh còn lại Chẳng hạn nếu có 8 vệ tinh thì sẽ có 3 thông điệp, 2 thông điệp chứa số hiệu chỉnh cho 3 vệ tinh và 1 thông điệp chứa số hiệu chỉnh cho 2 vệ tinh còn lại Các vệ tinh được nhóm theo giá trị UDRE Thông điệp 9-3 thường được phát với tốc độ 200 hoặc 100 bps Thông điệp 9-1 (Single satellite Type 9 message) phát số hiệu chỉnh cho từng vệ tinh ở tốc độ 50 bps Thông điệp này có tầm truyền sóng xa hơn nhưng chỉ sử dụng trong môi trường ít nhiễu và không có chế độ

SA

• Thông điệp loại 16: được dùng như một sự bổ sung tức thời thông tin về tình trạng của dịch vụ DGPS địa phương mà không được thể hiện trong các thông điệp khác Thông điệp loại 16 chỉ cung cấp những thông tin hệ thống thực sự nghiêm trọng đối với sự an toàn định vị, nó không vượt quá 5.1 giây (ở tốc độ 100 bps nó gồm 17 từ với 45 ký tự ) Thông điệp này thường được dùng để cảnh báo cho người sử dụng về sự ngưng hoạt động, sự không khoẻ, sự không được giám sát hoặc không sẵn sàng trong các vùng phủ lân cận

Nhìn chung, dòng dữ liệu phát thường gồm các thông điệp loại 3, 7 và

data) sẽ có độ trễ 90 giây Điều này sẽ hữu ích khi thiết bị tạm thời bị che phủ (chẳng hạn đi ngang qua dưới cầu) Thông điệp loại 3 sẽ được phát ở phút thứ 15 và phút 45, thông điệp loại 5 sẽ được phát ở phút thứ 5 và cứ mỗi 15 phút tiếp theo (nếu 1 vệ tinh không khoẻ được cho rằng có thể sử dụng), thông điệp loại 7 sẽ được phát ở phút thứ 7 với thời khoảng 10 phút 1 lần (thông điệp này sẽ cập nhật và phát trong vòng 2 phút nếu tình trạng của trạm phát thay đổi)

2.2.3 ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA DGPS

Những nguồn sai số ảnh hưởng đến độ chính xác định vị DGPS cũng giống như trong định vị tuyệt đối; tuy nhiên, như đã trình bày ở trên, một số nguồn sai số sẽ được giảm thiểu đáng kể chẳng hạn như:

• Chính sách SA (Selective Availability) (từ tháng 4 năm 2000 trở về trước)

• Độ trễ tầng điện ly và tầng đối lưu: thời trễ này sẽ gây ra sai số khoảng 20 – 30 m vào ban ngày và 3 – 6 m vào ban đêm [8] Khi khoảng cách giữa trạm phát và trạm động khá gần (trong khoảng 150 km [1]), điều kiện khí quyển gần như tương đồng (trừ khi có hiện tượng thời tiết đặc biệt trong khu vực), khi đó sai số thời trễ được giớn hạn một cách hiệu quả

• Sai số bản lịch: vị trí vệ tinh dự đoán theo bản lịch thường sai đến 2 m dẫn đến sai số định vị máy thu khoảng vài decimet [8] Nguồn sai số này được khắc phục đáng kể khi dùng kỹ thuật

DGPS Nếu sử dụng bản lịch chính xác IGS sẽ còn được giảm thiểu hơn nữa, tuy nhiên sẽ không thể đo ở thời gian thực

• Sai số đồng hồ vệ tinh: thường được chấp nhận là 5 nano giây, tương ứng với 1.5 m [8] Sai số này sẽ được loại trừ khi trạm phát và trạm động sử dụng cùng một số hiệu chỉnh đồng hồ vệ tinh

Sau khi được giảm thiểu các nguồn sai số trên, sai số của kỹ thuật DGPS được tóm tắt như sau:

Bảng 2.1: Độ chính xác định vị DGPS (nguồn [1])

0.0

1.0 Mảng

điều khiển

• Mô hình dự đoán bản lịch

• Khác

0.0 1.8

0.0 1.8 Mảng

người

sử

dụng

• Độ trễ tầng điện ly

• Độ trễ tầng đối lưu

• Độ nhiễu của máy thu

• Hiện tượng đa đường

• Khác

0.0 0.0 4.1 3.4 1.0

4.5 3.9 4.1 3.4 1.0

Có thể thấy, trong phạm vi gần trạm phát, các nguồn sai số đã được giảm thiểu đáng kể, chỉ còn lại chủ yếu là sai số do hiện tượng đa đường và độ nhiễu của máy thu, điều này phụ thuộc vào điều kiện khu

đo và chất lượng máy thu Tuy nhiên, khi khoảng cách đến trạm phát tăng lên thì sai số do độ trễ khí quyển lại trở nên đáng kể do điều kiện khí quyển không còn tương đồng

Về độ chính xác định vị điểm DGPS thì theo tài liệu [1], có thể đạt 0.5 đến 5m Với khoảng cách dưới 50 km và PDOP dưới 5, độ chính xác có thể đạt được nhỏ hơn mét Nhìn chung, độ chính xác định vị DGPS phụ thuộc nhiều vào loại máy thu và khoảng cách đến trạm phát Tuy nhiên, theo một số tài liệu khác: độ chính xác mong đợi với kỹ thuật DGPS là 1 đến 10 m [5] Với HDOP < 2.3 độ chính xác là dưới 10 m trong mọi trường hợp và dưới 3 m nếu gần trạm phát [3] Theo một khảo sát của nhóm tác giả trong tài liệu [8]: sai số định vị gần trạm phát là từ 0.5 đến 1 m và cứ mỗi 100 km thì sai số tăng lên 0.22 m (sự khảo sát được tiến hành dọc bờ biển Bồ Đào Nha)

Như vậy, độ chính xác định vị của kỹ thuật DGPS được công bố là rất khác nhau với biên độ giao động rất lớn từ dưới mét cho đến cả chục mét Tuy nhiên, nói chung thì sai số phụ thuộc nhiều vào chất lượng máy thu và khoảng cách đến trạm phát, ngoài ra điều kiện cụ thể của khu đo cũng ảnh hưởng rất lớn đến độ chính xác định vị cuối cùng Do đó, sự khảo sát cụ thể cho từng loại thiết bị tại mỗi khu vực nhất định

là cần thiết để có thể khẳng định khả năng ứng dụng của kỹ thuật DGPS tại khu vực đó Chương tiếp theo sẽ mô tả chi tiết kết quả khảo sát độ chính xác của kỹ thuật DGPS cụ thể tại khu vực thành phố Vũng Tàu và tại quận 10, thành phố Hồ Chí Minh

2.2.4 MỘT SỐ HỆ THỐNG DGPS

Việc sử dụng đồng thời nhiều trạm phát cũng sẽ góp phần cải thiện độ chính xác định vị Tại các nước phát triển, đã có rất nhiều các hệ thống trạm phát được xây dựng với quy mô khác nhau Sau đây là sự mô tả sơ lược một số hệ thống trạm phát, của chính phủ (sử dụng miễn phí) cũng như thương mại (sử dụng phải trả phí) [1]

• Maritime Differential GPS (MDGPS): dịch vụ này của USCG (United States Coast Guard) dùng những trạm tham khảo cố định để cung cấp số hiệu chỉnh khoảng cách sử dụng các radio beacon Tín hiệu được phát dưới định dạng RTCM (Radio Technical Commission for Maritime services), chỉ cung cấp số hiệu chỉnh cho các vệ tinh có góc nhìn từ 7.50 trở lên Trong điều kiện thời tiết bình thường, hệ thống cung cấp độ chính xác

2 m trong bán kính 150 dặm ( khoảng 240 km)

• Nationwide Differential GPS (NDGPS): đây là sự mở rộng của MDGPS, được đặt dưới sự điều khiển của bộ giao thông Hoa Kỳ Hệ thống sẽ cung cấp độ chính xác định vị tốt hơn 10 m, tại gần trạm phát có thể đạt dưới 1 m và ước lượng sai số sẽ tăng thêm 1

m cho mỗi 150 km Dịch vụ này cũng sử dụng định dạng RTCM SC104

• FAA Wide Areas Augmentation System (WAAS): do FAA (Federal Aviation Administration) thiết kế ban đầu cho dịch vụ hàng không, sau này được mong đợi phục vụ cho tín hiệu GPS dân sự L5 (1176.45 MHz) Số hiệu chỉnh dưới định dạng NMEA cung cấp độ chính xác khoảng 7 m, có thể sử dụng với nhiều loại máy thu cầm tay khác nhau: Garmin, Magellan, Trimble…

• FAA Local Areas Augmentation System (LAAS): hệ thống này cung cấp số hiệu chỉnh đến người sử dụng trên sóng VHF

• The National Continuously Operating Reference Station (CORS) System: hệ thống này phục vụ cho các ứng dụng hậu xử lý, cung cấp trị đo mã và pha sóng mang, cho phép truy cập qua internet Đến tháng 10/2001 hệ thống đã có 232 trạm phát

• OmniSTAR Wide-Area Differential Positioning Service: đây là một hệ thống thương mại thuộc quyền sở hữu của Fugro Group, phát số hiệu chỉnh qua vệ tinh, với 70 trạm tham khảo trên khắp thế giới và 3 trung tâm điều khiển Dịch vụ này cung cấp giải pháp DGPS thời gian thực với độ chính xác dưới mét cho hầu hết các khu vực trên toàn cầu, sử dụng chuẩn tín hiệu RTCM SC104 và cả số hiệu chỉnh dạng kinh vĩ độ dưới định dạng NMEA

• LandStar Differential GPS Service (Thales): đây cũng là một dịch vụ thương mại cung cấp giải pháp định vị thời gian thực

liên tục 24 giờ một ngày với vùng phủ trên 40 quốc gia Số hiệu chỉnh được phát thông qua các vệ tinh ban L, cung cấp độ chính xác dưới mét cho các máy thu của hãng Thales hoặc một số nhà cung cấp thứ 3 được chấp nhận

• Các dịch vụ khác: hiện tại đã có khá nhiều hệ thống được đưa vào sử dụng cung cấp độ chính xác dưới mét Một số trong số đó thậm chí còn có thể cho phép định vị với độ chính xác mức độ

cm đến dm Các dịch vụ này hoạt động giống như các hệ thống trạm phát DGPS ở trên song về chức năng lại gần với RTK với cách xử lý trị đo pha bằng giải pháp hiệu đôi từ đó tính ra các số hiệu chỉnh Tín hiệu chứa các số hiệu chỉnh được phát đi từ vệ tinh hoặc theo hệ thống thông tin di động (cellular communication link)

Tóm lại trên thế giới hiện có rất nhiều dịch vụ DGPS song nhìn chung có thể chia thành hai loại: các trạm phát sử dụng radio beacon có tầm hoạt động khoảng vài trăm km trở lại, có thể hoạt động độc lập hoặc liên kết thành hệ thống, thường được sử dụng miễn phí cho nhiều loại máy thu cầm tay khác nhau, tín hiệu thường được phát theo chuẩn RTCM SC104 trên sóng radio tần số từ 285 đến 325 KHz Loại thứ hai là các dịch vụ thương mại có tầm hoạt động trên những vùng rộng lớn hoặc toàn cầu, có thu phí sử dụng hoặc dành riêng cho một số loại máy thu nào đó Tín hiệu cải chính thường được phát từ các vệ tinh địa tĩnh

tin cậy và ổn định tốt hơn các beacon sử dụng sóng radio ở loại thứ nhất Riêng tại Việt Nam, người sử dụng hoàn toàn có thể dùng các dịch vụ thương mại phủ sóng toàn cầu như OmniStar, song do phải trả phí và chỉ sử dụng cho riêng một số loại máy thu giá thành khá cao nên hầu như chưa được phổ biến Vào tháng 12 năm 2004, chính phủ Việt Nam đã công bố các trạm GPS quốc gia sử dụng radio beacon miễn phí cho người sử dụng mở ra một cơ hội cho các ứng dụng DGPS giá thành rẻ Tuy nhiên, với số lượng trạm phát còn quá ít (hiện tại là 5 trạm) và hoạt động đơn lẻ, tầm phủ sóng và độ chính xác định vị của dịch vụ này là cần phải xem xét lại để có những ứng dụng phù hợp cho từng khu vực cụ thể trên lãnh thổ Việt Nam Những điều này sẽ được khảo sát chi tiết trong chương tiếp theo

CHƯƠNG 3 KHẢO SÁT ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA KỸ THUẬT ĐO DGPS

Như đã trình bày ở chương trước, khó có thể đưa ra một con số chính xác về sai số của kỹ thuật DGPS nói chung vì điều đó còn phụ thuộc nhiều vào chất lượng máy thu sử dụng, khoảng cách đến trạm phát, cũng như điều kiện cụ thể của khu đo Chương 3 sẽ đưa ra một sự khảo sát cụ thể về độ chính xác định vị DGPS tại Vũng Tàu và thành phố Hồ Chí Minh

3.1 GIỚI THIỆU CHUNG

3.1.1 TRẠM GPS QUỐC GIA VŨNG TÀU

Tháng 12 năm 2004, Bộ Tài Nguyên và Môi Trường đã công bố các trạm GPS cố định tại Việt Nam gồm có : trạm Đồ Sơn, trạm Vũng Tàu, trạm Điện Biên, trạm Hà Giang và trạm Cao Bằng Sau đây là đặc điểm kỹ thuật và các thiết bị chính của trạm GPS quốc gia Vũng Tàu, các trạm khác xin tham khảo thêm ở tài liệu [7]

• Vị trí : trạm phát đặt tại 126A Đô Lương, phường 11, thành phố Vũng Tàu Vị trí điểm tham khảo: (ϕ = 10023’45.8095” B; λ =

107008’43.6409” Đ), (X = 1150001.456 m; Y = 734893.639 m)

• Trang thiết bị:

Một máy thu kiểm tra một tần số Trimble 4000 IM Một máy phát SA 1000 Dual System

Anten phát chữ T cao 58 m Máy tính PC hệ điều hành Windows NT 4.0 Workstation Phần mềm BCS RSIM

• Đặc điểm kỹ thuật:

Tên trạm đăng ký : 00002 Công suất phát: P = 1000 W Tầng số sóng mang: f = 295 KHz Tốc độ truyền tín hiệu: 200 bps Dạng điều chế: MSK

Dạng số hiệu chỉnh: RTCM SC104 Tầm phủ sóng: 700 km

3.1.2 CÁC THIẾT BỊ DÙNG TRONG KHẢO SÁT

Những thiết bị chúng tôi sử dụng gồm có:

Bộ máy thu Topcon Legacy E cùng với radio thu phát tín hiệu PDL của hãng Pacific Crest Hệ thống này cho phép cài đặt hoạt động ở chế độ DGPS, đo thời gian thực, điều khiển dựa trên nền phần mềm GPS Track Maker Có thể đo từng điểm đơn hoặc đo liên tục với mật độ cài đặt trước [15]

Máy thu cầm tay Garmin III Plus cùng với beacon GBR23 [4] Máy toàn đạc điện tử TC600 của hãng Leica có độ chính xác đo góc mβ = ± 5”, độ chính xác đo dài ms = ± (3mm + 3ppm)

a) Bộ máy thu Topcon Legacy E

b) Máy thu Garmin III Plus và beacon GBR23 c) Máy toàn đạc điện tử TC600

Hình 3.1: Một số thiết bị dùng trong khảo sát

3.1.3 CÁC PHẦN MỀM SỬ DỤNG

• Phần mềm Pinnacle version 1.0 [12]

Đây là phần mềm thương mại xử lý trị đo GPS của hãng Topcon, được cung cấp theo phần cứng là bộ máy thu Legacy E Phần mềm này có thể giúp lập lịch đo GPS, xử lý các đường đáy đơn cũng như bình sai một mạng lưới GPS; có thể sử dụng với các giải pháp đo tĩnh (static), đo động (kinematic), phương pháp dừng và đi (stop and go) Ngoài ra, còn có thể dùng để chuyển đổi giữa các hệ tọa độ