Bài viết khoa học này nêu lên những ưu điểm nổi bật của việc xử lý đồng thời các dữ liệu đo GPS/GLONASS trong việc giải quyết các nhiệm vụ khoa học và kỹ thuật hiện đại của Trắc địa cao cấp. Điều này luận chứng cho ý nghĩa quan trọng của việc nghiên cứu và phát triển thành công phương pháp xử lý đồng thời các dữ liệu đo GPS/GLONASS trong công trình.
Nghiên cứu XỬ LÝ ĐỒNG THỜI CÁC TRỊ ĐO GPS/GLONASS TRONG BÀI TOÁN NGHIÊN CỨU CHUYỂN DỊCH CỦA VỎ TRÁI ĐẤT PGS TSKH HÀ MINH HÒA(1), PGS TS NGUYỄN NGỌC LÂU(2) Viện Khoa học Đo đạc Bản đồ Trường Đại học Bách khoa TP Hồ Chí Minh (1) (2) Tóm tắt: Báo cáo khoa học nêu lên ưu điểm bật việc xử lý đồng thời liệu đo GPS/GLONASS việc giải nhiệm vụ khoa học kỹ thuật đại Trắc địa cao cấp Điều luận chứng cho ý nghĩa quan trọng việc nghiên cứu phát triển thành công phương pháp xử lý đồng thời liệu đo GPS/GLONASS cơng trình [4] Đặt vấn đề rong tài liệu [3,4] kết đo đồng thời GPS/GLONASS, kết đo GLONASS đóng vai trị trị đo dư Do xử lý đồng thời liệu đo GPS/GLONASS Khung quy chiếu Quả đất quốc tế ITRF (International Terrestrial Reference Frame), độ xác xác định vectơ baseline, hiệu độ cao trắc địa tăng lên lần Đây sở để hoàn thiện Khung quy chiếu không gian quốc gia SSRF (State Spatial Reference Frame) gắn với việc xây dựng mơ hình Quasigeoid độ xác cao lãnh thổ quốc gia Kết luận nêu khẳng định nhờ kết nghiên cứu phát triển phần mềm GUST Ver.2 để xử lý đồng thời liệu đo GPS/GLONASS thực nghiệm mạng lưới GNSS Sông Mã đề tài nghiên cứu khoa học [4] Trong tài liệu [2] xác định yêu cầu mật độ điểm GPS mạng lưới trắc địa địa động lực phục vụ nghiên cứu chuyển dịch vỏ Trái đất cho trước yêu cầu độ xác xác định tham số chuyển dịch (ngang, T đứng) yêu cầu xử lý liệu đo GPS ITRF Vậy nẩy sinh loạt câu hỏi: - Khi đo đạc đồng thời GPS/GLONASS điểm GNSS (Global Navigation Satellite System) mạng lưới trắc địa địa động lực, với yêu cầu độ xác xác định tham số chuyển dịch (ngang, đứng) cho trước yêu cầu xử lý kết đo GPS/GLONASS ITRF, khoảng cách tối đa điểm GNSS bao nhiêu? - Với khoảng cách tối đa điểm GNSS cho trước, việc đo đạc đồng thời GPS/GLONASS điểm GNSS mạng lưới trắc địa địa động lực xử lý kết đo ITRF, độ xác xác định tham số chuyển dịch đạt giá trị nào? Việc giải đáp câu hỏi nêu sở quan trọng để thiết kế mạng lưới trắc địa địa động lực cạnh dài phục vụ nghiên cứu chuyển dịch mảng kiến tạo mạng lưới địa động lực phục vụ nghiên cứu chuyển dịch đới đứt gãy Đây nội dung nghiên cứu báo cáo khoa học Người phản biện: TS Nguyễn Đình Thành t¹p chí khoa học đo đạc đồ số 17-9/2013 Nghiên cứu Giải vấn đề Khi sử dụng lịch vệ tinh xác mức cm ITRF vệ tinh GPS lẫn vệ tinh GLONASS, theo kết nghiên cứu tài liệu [2], sai số trung phương chiều dài cạnh S xác định công nghệ GNSS biểu diễn dạng: mS = 2,5 × 10-9 × S (1) Công thức (1) áp dụng trường hợp xử lý riêng rẽ trị đo GPS GLONASS Giả thiết liệu đo đồng thời GPS/GLONASS Khi lưu ý cơng thức (1) xác định công thức sai số trung phương đo cạnh S kết xử lý đồng thời liệu đo GPS/GLONASS: (2) Bây xem xét hai trường hợp Trường hợp 1: Cho trước tốc độ thay đổi nhỏ V thành phần tọa độ, độ cao Xác định khoảng cách tối đa điểm GNSS mạng lưới địa động lực Như chứng minh tài liệu [2], nghiên cứu chuyển dịch theo phương pháp tương đối, sai số trung phương cho phép mcp thành phần hiệu tọa độ phẳng, hiệu độ cao trắc địa hai điểm GNSS xác định theo công thức: (3) Khi nghiên cứu chuyển dịch đứng theo phương pháp tương đối dựa hiệu hiệu độ cao trắc địa tên cạnh xác định chu kỳ đo lặp, với yêu cầu xác định tốc độ chuyển dịch đứng V nhỏ mm/1 năm, từ công thức (3) thấy sai số trung phương lớn xác định hiệu độ cao trắc địa hai điểm = 0,7 mm Mặt khác theo tài liệu [1] sai số trung phương hiệu độ cao trắc địa hai điểm GNSS nhận kết bình sai mạng lưới GNSS đánh giá theo công thức: Khi xử lý kết đo đồng thời GPS/GLONASS ITRF, lưu ý cơng thức (2) có cơng thức đánh giá sai số trung phương hiệu độ cao trắc địa hai điểm GNSS (4) Với = 0,7 mm từ công thức (4) thấy chiều dài lớn hai điểm GNSS kề đạt tới 1170 km Tất nhiên khoảng cách hai điểm GNSS ngắn so với giới hạn trên, độ xác xác định tốc độ chuyển dịch đứng cao Trong trường hợp xử lý riêng rẽ liệu đo GPS, chiều dài lớn hai điểm GPS kề cho phép đến 840 km Khi nghiên cứu xác định chuyển dịch ngang vỏ Trái đất với tốc độ chuyển dịch theo trục tọa độ (x y) nhỏ V = mm/1 năm, dựa vào công thức (3) sai số trung phương hiệu tọa độ phẳng hai điểm đánh giá Mặt khác sai số trung phương hiệu tọa độ phẳng hai điểm đánh giá theo công thức nên trường hợp xử lý đồng thời kết đo GPS/GLONASS ITRF, lưu ý công thức (2) chỳng ta cú: (5) tạp chí khoa học đo đạc đồ số 17-9/2013 Nghiờn cu Vi yờu cầu từ công thức (5) thấy chiều dài lớn hai điểm GNSS kề đạt tới 540 km Đối với trường hợp xử lý riêng rẽ trị đo GPS chiều dài lớn hai điểm GPS kề cho phép đến 400 km Như trường hợp xem xét, việc xử lý đồng thời kết đo GPS/GLONASS mạng lưới GNSS địa động lực cho phép tăng chiều dài điểm GNSS kề Điều phản ánh tính ưu việt việc xử lý đồng thời kết đo GPS/GLONASS mạng lưới GNSS địa động lực nghiên cứu chuyển dịch mảng kiến tạo so với trường hợp xử lý kết đo GPS (hoặc GLONASS) Trường hợp 2: Cho trước khoảng cách lớn điểm GNSS mạng lưới địa động lực Đánh giá tốc độ chuyển dịch nhỏ phát nhờ xử lý đồng thời kết đo GPS/GLONASS Theo tài liệu [5], khu vực đới đứt gãy uốn cong đàn hồi thâm nhập vào khối đất đá tiếp xúc đến 10 - 15 km, tức chiều rộng vùng tích lũy độ cong đàn hồi khoảng 20 - 50 km Do thực tế xây dựng mạng lưới GNSS để nghiên cứu chuyển dịch vỏ Trái đất khu vực đứt gãy, khoảng cách lớn điểm GNSS thường không lớn 100 km Khi nhận S = 100 km, lưu ý công thức (3) (5) thấy trường hợp xử lý đồng thời kết đo GPS/GLONASS mạng lưới địa động lực, xác định tốc độ chuyển dịch ngang nhỏ theo trục tọa độ mức = 0,6 mm Tương tự trường hợp nhận S = 100 km lưu ý cơng thức (3), (4) xác định chuyển dịch đứng nhỏ mức VH = 0,3 mm Điều cho thấy ưu điểm bật việc xử lý đồng thời kết đo GPS/GLONASS mạng lưới địa động lực phục vụ nghiên cứu chuyển dịch vỏ Trái đất Như độ xác nghiên cứu chuyển dịch ngang đứng cao nhiều so với yêu cầu xác định vectơ chuyển dịch vỏ Trái đất Các kết nghiên cứu tài liệu [4] cho thấy độ xác vectơ baseline trường hợp xử lý riêng rẽ trị đo GPS GLONASS tương đương Do yêu cầu xác định vectơ chuyển dịch ngang đứng khu vực đứt gãy mức vài mm, việc đo đạc xử lý đồng thời kết đo GPS/GLONASS mạng lưới GNSS địa động lực cho phép giảm lần số ca đo 24h cần thiết Hiện với 32 vệ tinh GPS 26 vệ tinh GLONASS bầu trời với máy thu GPS/GLONASS hai tần số R4, R5, R6, R7, R8 Hãng TRIMBLE, GRX1 Hãng SOKKIA v v, hồn tồn thu đồng thời liệu đo GPS/GLONASS Do việc giảm khối lượng đo đạc vệ tinh ưu điểm việc ứng dụng phương pháp đo đạc xử lý đồng thời liệu đo GPS/GLONASS nghiên cứu chuyển dịch vỏ Trái đất Kết luận Với việc coi liệu đo GLONASS liệu đo dư mạng lưới GNSS, việc xử lý đồng thời liệu đo GPS/ GLONASS có ưu điểm bật làm tăng độ xác cao trc a tạp chí khoa học đo đạc đồ số 17-9/2013 Nghiờn cu v qua làm nâng cao độ xác xác định dị thường độ cao toán xây dựng mặt Quasigeoid độ xác cao lãnh thổ quốc gia, nâng cao độ xác việc xác định tham số giảm khối lượng đo đạc vệ tinh toán nghiên cứu chuyển dịch vỏ Trái đất khu vực đứt gãy Các kết luận nêu góp phần quan trọng việc định hướng áp dụng cơng nghệ GNSS để giải tốn đại Trắc địa động lực (Dynamic Geodesy) Trắc địa động (Kinematic Geodesy) Việt Nam./.m Tài liệu tham khảo [1] Hà Minh Hòa (2002) Nghiên cứu sở đánh giá ước tính độ xác hiệu độ cao trắc địa xác định theo công nghệ GPS khoảng cách khác Báo cáo khoa học Quyển 5: Trắc địa - Địa - Bản đồ Hội nghị khoa học lần thứ 15, trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội, tháng 11 - 2002, trg 35-37 [2] Hà Minh Hòa (2006) Một số vấn đề liên quan đến thiết kế mạng lưới GPS địa động lực toán nghiên cứu chuyển dịch vỏ Trái đất khu vực đứt gãy phục vụ công tác dự báo tai biến tự nhiên Tạp chí Địa chính, No4, tháng - 2006, trg - 12 [3] Hà Minh Hòa, Nguyễn Ngọc Lâu (2011) Vai trò việc xử lý đồng thời liệu đo GPS/GLONASS ITRF để xác định dị thường độ cao độ xác cao Tạp chí Khoa học Đo đạc Bản đồ, No8, thánh - 2011, trg 1-6 [4] Hà Minh Hòa, Nguyễn Ngọc Lâu, Lưu Hải Âu, Nguyễn Thị Thanh Hương (2011) Nghiên cứu phương pháp xử lý đồng thời liệu đo GPS/GLONASS để đồng dị thường độ cao vệ tinh - thủy chuẩn dị thường độ cao trọng lực toán xác định mặt Geoid Đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ cấp Bộ Tài nguyên Môi trường Hà Nội, Tháng 5/2011 [5] Pevnev A.K (1997) Vị trí Trắc địa vấn đề dự báo động đất Matxcơva, XTNHIIGAiK (Tiếng Nga).m Summary GPS/GLONASS mixed processing in task of earth crustall movement estimation Assoc Prof Dr Sc Ha Minh Hoa Vietnam Institute of Geodesy and Cartography Assoc Prof Dr Nguyen Ngoc Lau Hochiminh City University of Technology This scientific report describes stad - out advantages of the mixed GPS/GLONASS processing for solving modern science - technical tasks of the High Geodesy That proves important signification of the research and successful development of the mixed GPS/GLONASS processing in work [4].m Ngày nhận bài: 18/6/2013 t¹p chÝ khoa häc đo đạc đồ số 17-9/2013 ... tồn thu đồng thời liệu đo GPS/GLONASS Do việc giảm khối lượng đo đạc vệ tinh ưu điểm việc ứng dụng phương pháp đo đạc xử lý đồng thời liệu đo GPS/GLONASS nghiên cứu chuyển dịch vỏ Trái đất Kết... lý đồng thời kết đo GPS/GLONASS mạng lưới địa động lực phục vụ nghiên cứu chuyển dịch vỏ Trái đất Như độ xác nghiên cứu chuyển dịch ngang đứng cao nhiều so với yêu cầu xác định vectơ chuyển dịch. .. trường hợp xử lý riêng rẽ trị đo GPS GLONASS Giả thiết liệu đo đồng thời GPS/GLONASS Khi lưu ý cơng thức (1) xác định công thức sai số trung phương đo cạnh S kết xử lý đồng thời liệu đo GPS/GLONASS: