CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM TÍNH TOÁN CÁC ĐẠI LƯỢNG BIẾN DẠNG VỎ TRÁI ĐẤT KHU VỰC MIỀN BẮC VIỆT NAM
3.1. Đánh giá, phân tích chất lượng số liệu thực nghiệm
3.1.2. Đánh giá, phân tích chất lượng dữ liệu quan trắc
Mạng lưới các điểm địa động lực được chia thành 11 lưới (tương ứng với 11 đứt gãy). Các điểm trong mỗi lưới được đo theo phương pháp đo tĩnh (static) với chu kỳ đo lặp 01 năm/lần vào thời điểm từ tháng 10 đến tháng 12 hàng năm.
Để đảm bảo độ chính xác của các thành phần Baseline ở mức mm trên khoảng cách vài trăm km, trong 01 ca đo phải phân dữ liệu thành các nhóm. Dữ liệu đo GNSS trong một lưới được thực hiện trong 04 ngày đêm liên tục tương ứng với 04 ca đo, mỗi ca đo có thời gian thu tín hiệu liên tục là 23 giờ 50 phút. Trong một ca đo, các điểm trong mạng lưới được đo bằng các máy thu GNSS loại đa kênh, đa tần số do hãng Trimble sản xuất.
Quy trình lắp đặt máy thu GNSS vào mốc quan trắc được định tâm bắt buộc thông qua mốc phụ (ốc nối), Antenna hoặc máy thu lắp trên mốc theo hướng Bắc và được giữ cố định trong suốt 04 ngày đêm. Độ cao Antenna được đo theo hai cách là đo nghiêng và đo thẳng. Trong mỗi ca, đo chiều cao Antenna 03 lần vào lúc trước khi bắt đầu, giữa và sau khi kết thúc một ca. Antenna được đo chính xác đến milimet và ghi vào sổ đo theo quy định tại QCVN:
2009/BTNMT ban hành kèm theo Thông tư số 06/2009/TT-BTNMT ngày 18/6/2009 của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Cụ thể cách đo Antenna như sau:
Cách 1: Đo nghiêng là xác định là khoảng cách nghiêng từ vành ngoài máy thu hoặc Antenna đến mặt trên của dấu mốc trên. Cách đo nghiêng được minh họa như Hình 3.2 dưới đây:
Hình 3.2. Xác định chiều cao Antenna theo phương pháp đo nghiêng Cách 2: Đo thẳng đứng là xác định khoảng cách từ đáy máy thu hoặc Antenna (trường hợp Antenna rời) đến mặt trên của dấu mốc trên như Hình 3.3 sau đây:
Hình 3.3. Xác định chiều cao Antenna theo phương pháp đo thẳng đứng Tại mỗi ca đo, thời gian dãn cách ghi dữ liệu là 30 giây (một Epoch) với góc cao thu tín hiệu là từ 50 trở lên. Sau mỗi ca đo (sau 24 tiếng), tiến hành trút số liệu sang máy tính, lưu số liệu vào USB, đồng thời thực hiện kiểm tra chất lượng sơ bộ các file đo bằng phần mềm Rinex và TEQC. Qua thực tế thu nhận dữ liệu đo trong 06 chu kỳ (2012-2017) với quy trình trên, có thể khẳng định:
Chất lượng thu nhận dữ liệu trên mạng lưới các điểm khu vực miền Bắc Việt Nam hoàn toàn đảm bảo độ tin cậy phục vụ công tác xử lý tính toán của luận án.
b) Thu nhận, phân tích dữ liệu của các điểm IGS
Để tính toán tọa độ không gian và vận tốc chuyển dịch tuyệt đối của điểm trong khung quy chiếu Trái Đất ITRF-2008, trước hết cần phải thu nhận các file dữ liệu đo và file tọa độ gốc của các điểm khởi tính (ở đây là các điểm IGS) được bố trí xung quanh khu đo. Các số liệu của điểm IGS được lấy từ đường link: ftp://cddis.nasa.gov/gnss/data/daily gồm các file dữ liệu đo dạng chuẩn Rinex của các điểm IGS toàn cầu.
Đường link http://ftp.aiub.unibe.ch/BSWUSER52/STA gồm các file kết quả tính tọa độ và vận tốc chuyển dịch của điểm IGS toàn cầu, gồm:
IGB08.FIX; IGB08_R.CRD; IGB08_R.VEL.
Flie IGB08.FIX cung cấp các thông tin về số thứ tự và tên điểm IGS.
File IGB08_R.CRD cung cấp thông tin về số thứ tự, tên điểm, giá trị tọa độ chính xác của các điểm IGS trong khung quy chiếu Trái Đất ITRF-2008 tại thời điểm ngày 01 tháng 01 năm 2005.
File IGB08_R.VEL cung cấp thông tin về số thứ tự, tên điểm, vận tốc chuyển dịch của các điểm IGS trong khung quy chiếu Trái Đất ITRF-2008 tại thời điểm ngày 01 tháng 01 năm 2005 và tên mảng kiến tạo.
Để tính toán tọa độ của các điểm trong khu vực miền Bắc Việt Nam, nghiên cứu sinh đã thu thập số liệu đo và giá trị tọa độ của 18 điểm IGS có vị trí phân bố xung quanh lãnh thổ Việt Nam theo Hình 3.4 dưới đây:
Hình 3.4. Sơ đồ phân bố các điểm IGS xung quanh Việt Nam
Số liệu về tọa độ và vận tốc chuyển dịch của điểm IGS phục vụ tính chuyền tọa độ cho mạng lưới điểm quan trắc khu vực Miền Bắc và tính các tham số của góc quay Ơ-le cho mảng Á-Âu được tổng hợp trong Bảng 3.1.
Bảng 3.1. Tổng hợp tọa độ và vận tốc chuyển dịch của các điểm IGS xung quanh Việt Nam tại thời điểm ngày 01/01/2005
STT Tên
X (m) VX (m) Y (m) VY (m) Z (m) VZ (m) Tên
điểm mảng
1 AIRA -3530185.48879 -0.02581 4118797.33619 -0.00734 3344036.96348 -0.01507 EURA 2 BAN2 1344087.63869 -0.04242 6068610.26250 0.00193 1429291.96823 0.03477 INDI 3 CCJM -4488925.73438 0.02786 3483903.10591 0.02484 2887743.29474 0.01021 PHIL 4 COCO -741950.39155 -0.04672 6190961.63719 0.00585 -1337768.14620 0.04957 AUST 5 DARW -4091359.07767 -0.03482 4684606.63394 -0.01428 -1408580.00059 0.05813 AUST 6 DAVR 1916269.41909 0.00161 6029977.45460 -0.00585 -801719.90444 -0.00068 ANTA 7 GMSD -3607665.02073 -0.02828 4147868.08947 -0.00988 3223717.27984 -0.01947 EURA 8 GUAM -5071312.73707 0.00611 3568363.54827 0.00737 1488904.33618 0.00522 PHIL 9 IISC 1337936.45435 -0.04242 6070317.10294 0.00193 1427876.78639 0.03477 INDI 10 KUNM -1281255.72016 -0.03114 5640746.07756 0.00067 2682879.98220 -0.01821 EURA 11 LAE1 -5312857.13633 -0.01576 3451107.90565 -0.02264 -736322.47335 0.05313 AUST 12 LHAZ -106941.44319 -0.04623 5549269.87945 -0.00721 3139215.00867 0.01407 EURA 13 MALD 1803857.95587 -0.04616 6099997.83823 0.00813 462749.72239 0.03488 INDI 14 MCIL -5227188.11537 0.03988 2551880.35952 0.06025 2607617.93897 0.02180 PCFC 15 PIMO -3186293.90683 0.02558 5286624.21192 0.01391 1601158.28631 0.00627 PHIL 16 SHAO -2831733.50160 -0.03116 4675665.93124 -0.01045 3275369.41167 -0.01020 EURA 17 TWTF -2994428.14198 -0.03258 4951309.24133 -0.00932 2674496.84767 -0.01035 EURA 18 WUHN -2267749.42702 -0.03158 5009154.28382 -0.00759 3221290.70608 -0.01073 EURA
Từ số liệu tọa độ và vận tốc chuyển dịch tương ứng nhận được tại thời điểm ngày 01 tháng 01 năm 2005 ở trên (gọi là thời điểm t0), ta có thể tính được tọa độ của các điểm này ở thời gian bất kỳ (t) theo công thức [14] như sau:
(3.1) trong đó: VX, VY, VZ là vận tốc của khung quy chiếu tại thời điểm t0. Việc tính toán giá trị tọa độ cho các điểm IGS vào thời điểm (t) bất kỳ cũng đã được tự động hóa trong phần mềm BERNESE 5.2.
Việc đánh giá chất lượng dữ liệu, độ tin cậy và lựa chọn những điểm IGS để tính toán cho mạng lưới quan trắc khu vực miền Bắc Việt Nam được thực hiện theo trình tự các bước tính chặt chẽ bao gồm:
1. Sử dụng dữ liệu quan trắc của mạng lưới và dữ liệu đo của các điểm IGS để tính toán tọa độ cho các điểm trong toàn mạng lưới. Sau khi tính toán
68
bình sai, ta sẽ nhận được tọa độ của toàn bộ các điểm tham gia tính toán cùng với sai số trung phương vị trí của chúng. Căn cứ vào sai số trung phương vị trí điểm nhận được sau bình sai của các điểm IGS, việc xem xét, loại bỏ những điểm có sai số trung phương có giá trị lớn vượt hạn sai đã được thực hiện (trong mạng lưới quan trắc khu vực Miền Bắc không vượt quá 04 mm). Các điểm IGS có sai số trong hạn sai sẽ được đưa vào để tính toán, bình sai cho mạng lưới quan trắc khu vực miền Bắc Việt Nam. Toàn bộ quá trình xử lý tính toán và lựa chọn các điểm IGS có độ chính xác đảm bảo yêu cầu tính toán đã được thực hiện ngay trong quy trình tính véc tơ chuyển dịch của phần mềm BERNESE 5.2, được trình bày dưới đây.
2. Qua kết quả tính toán vận tốc chuyển dịch tuyệt đối của các điểm trong mạng lưới quan trắc trên khu vực miền Bắc Việt Nam, luận án đã chọn được 04 điểm IGS có độ chính xác thỏa mãn yêu cầu, đó là các điểm COCO, IISC, PIMO, WUHN. Sau khi tính toán, sai số trung phương vận tốc chuyển dịch so với giá trị tương ứng trong ITRF-2008 có giá trị nhỏ hơn 0,5 mm/năm và sai số trung phương về tọa độ nhỏ hơn 04 mm. Kết quả trên đã khẳng định tính chính xác và độ tin cậy của các điểm được sử dụng để tính vận tốc chuyển dịch tuyệt đối cho các điểm trong mạng lưới quan trắc khu vực miền Bắc Việt Nam.