luận văn thạc sĩ ứng dụng công nghệ gps trong công tác thành lập lưới khống chế cơ sở mặt bằng trường đại học nông lâm thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM LÊ QUANG TUẤN Tên đề tài: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS TRONG CÔNG TÁC THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ CƠ SỞ MẶT BẰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM THÁI NGUN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chun ngành : Địa mơi trường Khoa : Quản lý Tài nguyên Khóa học : 2011 - 2015 Thái Nguyên, năm 2015 n ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM LÊ QUANG TUẤN Tên đề tài: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS TRONG CÔNG TÁC THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ CƠ SỞ MẶT BẰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM THÁI NGUN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo Chuyên ngành Lớp Khoa Khóa học Giáo viên hướng dẫn : Chính quy : Địa mơi trường : K43 - ĐCMT (N01) : Quản lý Tài nguyên : 2011 - 2015 : ThS Nguyễn Ngọc Anh Thái Nguyên, năm 2015 n i LỜI CẢM ƠN Thực tập tốt nghiệp giai đoạn cần thiết quan trọng sinh viên, thời gian để sinh viên tiếp cận với thực tế, nhằm củng cố vận dụng kiến thức mà học nhà trường Để qua sinh viên trường hoàn thiện kiến thức, phương pháp làm việc lực công tác, nhằm đáp ứng yêu cầu thực tiễn công việc Được đồng ý Ban chủ nhiệm khoa Quản lý Tài nguyên em tiến hành nghiên cứu đề tài: “Ứng dụng công nghệ GPS công tác thành lập lưới khống chế sở mặt trường Đại học Nơng Lâm Thái Ngun” Hồn thành đề tài này, trước hết em xin chân thành cám ơn Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Ban chủ nhiệm khoa Quản lý Tài nguyên, thầy cô giáo trường quan tâm, dạy bảo, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm, quý báu cho em suốt bốn năm học vừa qua Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo Th.S Nguyễn Ngọc Anh nhiệt tình bảo, hướng dẫn cho em Sự tạo điều kiện Bộ môn GIS Và Viễn thám Khoa Quản lý Tài Nguyên với nỗ lực thân em hoàn thành đề tài tốt nghiệp theo nội dung hướng dẫn thời gian quy định nhà trường Mặc dù thân có nhiều cố gắng, song điều kiện thời gian lực cịn nhiều hạn chế nên khóa luận tốt nghiệp em khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận đóng góp ý kiến thầy giáo bạn để khóa luận em hoàn chỉnh Em xin chân thành cám ơn! Thái Nguyên, ngày 10 tháng 05 năm 2015 Sinh viên LÊ QUANG TUẤN n ii DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ Bảng 2.1 So sánh kết sử dụng sóng tải mã code để xác định khoảng cách 15 Bảng 2.2 Sau kiến nghị khoảng thời gian đo hợp lý cho trường hợp quan trắc từ vệ tinh trở lên với điều kiện khí tượng bình thường 21 Bảng 2.3 Ảnh hưởng tầng điện ly đến khoảng cách đo từ vệ tinh tới máy thu 28 Bảng 2.4 Ảnh hưởng tầng đối lưu tới khoảng cách 30 Bảng 2.5 Các nguồn lỗi biện pháp khắc phục tổng hợp bảng 33 Bảng 2.6 Yêu cầu kỹ thuật chủ yếu lưới GPS thành lập 36 Bảng 4.1 Hệ thống điểm trắc địa hạng cao có khu vực trường 45 n iii DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 2.1 Quy trình xây dựng lưới đo vệ tinh 35 Sơ đồ 4.1 Quy trình thành lập lưới khống chế công nghệ GPS 44 n luan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyenluan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyenluan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyenluan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyen iv DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1 Hình ảnh vệ tinh nhân tạo Hình 2.2 Sơ đồ cấu trúc hệ thống định vị GPS Hình 2.3 Các loại vệ tinh Hình 2.4 Các trạm theo dõi hệ thống GPS Hình 2.5 Máy thu hãng Trimble 11 Hình 2.6 Đo khoảng cách giả theo code 13 Hình 2.7 Định vị tuyệt đối 16 Hình 2.8 Định vị tương đối 18 Hình 2.9 Mơ hình sai phân bậc 19 Hình 2.10 Mơ hình sai phân bậc 19 Hình 2.11 Mơ hình sai phân bậc 20 Hình 4.1 Lập lịch đo GPS khu vực trường Đại học Nông lâm 47 Hình 4.2 Kết trút liệu phần mềm Trimble Data Transfer 48 Hình 4.3 Tạo Ellipsoid quy chiếu cho hệ VN2000 xây dựng múi chiếu 49 Hình 4.4 Kết tạo Project cho khu đo trường ĐH Nơng lâm 49 Hình 4.5 Kết Import liệu thô vào phần mềm TBC V2.7 50 Hình 4.6 Sơ đồ mạng lưới điểm đo 50 Hình 4.7 Kết xử lý cạnh 51 Hình 4.8 Kết xử lý cạnh 51 Hình 4.9 Kết thiết lập hệ tọa độ VN-2000 52 Hình 4.10 Kết nhập tọa độ cho điểm gốc 53 Hình 4.11 Quá trình bình sai lưới khống chế 53 Hình 4.12 Đồ hình lưới khống chế đo vẽ 54 luan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyenluan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyenluan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyenluan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyen n luan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyenluan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyenluan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyenluan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyen v MỤC LỤC PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI 1.3 YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI 1.4 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 1.4.1 Ý nghĩa học tập nghiên cứu khoa học 1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 TỔNG QUAN VỀ GPS - Navigation Satellite Timing And Ranging Globol positioning Sytem (Navstar GPS ) 2.1.1 Đoạn không gian (space Segment) 2.1.2 Đoạn điều khiển (Control Segment) 2.1.3 Đoạn sử dụng (User segment) 10 2.1.4 Các hệ tọa độ sử dụng công nghệ GPS 11 2.2 CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐO GPS 13 2.2.1 Đo khoảng cách giả theo C/A – code P – code 13 2.2.2 Đo khoảng cách giả theo pha sóng tải 15 2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO GPS 16 2.3.1 Đo GPS tuyệt đối (Absolute Positioning) 16 2.3.2 Đo GPS tương đối (Relative Positioning) 18 2.3.3 Đo GPS vi phân DGPS (Differential – GPS) 24 2.4 CÁC LOẠI SAI SỐ TRONG ĐO GPS 26 2.4.1 Sai số đồng hồ (Clock Error) 26 2.4.2 Sai số quỹ đạo vệ tinh 27 2.4.3 Ảnh hưởng tầng điện ly tầng đối lưu 27 luan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyenluan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyenluan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyenluan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyen n luan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyenluan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyenluan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyenluan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyen vi 2.4.4 Tầm nhìn vệ tinh trượt chu kỳ (Cycle slips) 30 2.4.5 Sai số phản xạ đa đường dẫn (Multipath) 31 2.4.6 Sự suy giảm độ xác (DOPS) đồ hình vệ tinh 31 2.4.7 Sai số tâm pha anten 32 2.4.8 Các sai số người đo 32 2.5 THIẾT KẾ LƯỚI KHỐNG CHẾ THEO CÔNG NGHỆ GPS 34 2.5.1 Đặc điểm chung 34 2.5.2 Trình tự bước xây dựng lưới đo vệ tinh 34 2.5.3 Yêu cầu kĩ thuật lưới GPS 36 2.5.4 Thiết kế đồ hình lưới phương thức liên kết lưới 37 2.6.NHỮNG NỘI DUNG CẦN CHÚ Ý TRONG THỰC TẾ THIẾT KẾ LƯỚI 37 PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39 3.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 39 3.1.1 Đối tượng nghiên cứu 39 3.1.2 Phạm vi nghiên cứu 39 3.2 ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN TIẾN HÀNH 39 3.2.1 Địa điểm nghiên cứu 39 3.2.2 Thời gian tiến hành 39 3.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 39 3.3.1 Điều tra 39 3.3.2 Thành lập lưới khống chế công nghệ GPS 39 3.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40 3.4.1 Phương pháp thu thập nghiên cứu tài liệu 40 3.4.2 Phương pháp khảo sát thực địa 40 3.4.3 Phương pháp đồ 40 3.4.4 Phương pháp đo GPS tĩnh 40 3.4.5 Phương pháp sử dụng phần mềm 40 luan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyenluan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyenluan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyenluan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyen n luan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyenluan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyenluan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyenluan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyen vii PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 41 4.1 ĐIỀU TRA CƠ BẢN 41 4.1.1 Giới thiệu chung 41 4.1.2 Điều kiện tự nhiên 41 4.1.3 Điều kiện kinh tế, xã hội 42 4.1.4 Tình hình quản lý sử dụng đất đai 44 4.2 THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ MẶT BẰNG 44 4.2.1 Thu thập tài liệu 45 4.2.2 Khảo sát khu đo, thiết kế sơ lưới 46 4.2.3 Chọn điểm chơn mốc ngồi thực địa 46 4.2.4 Lập lịch đo đạc thực địa 47 4.2.5 Trút số liệu từ máy thu sang máy tính 48 4.2.6 Xử lý bình sai số liệu đo GPS TBC V2.7 48 4.2.7 Biên tập hệ thống bảng, biểu theo quy định 54 PHẦN : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 55 5.1 KẾT LUẬN 55 5.2 KIẾN NGHỊ 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 luan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyenluan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyenluan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyenluan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyen n luan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyenluan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyenluan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyenluan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyen PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Đất đai tài nguyên vô quý giá, địa bàn phân bố người, nơi phát triển xây dựng sở kinh tế - văn hóa – xã hội Đặc biệt đất tài liệu khơng thay sản xuất nông – lâm – ngư nghiệp Hầu giới xây dựng kinh tế sở phát triển nông lâm nghiệp dựa vào khai thác tiềm đất đai, lấy làm sở cho phát triển ngành khác Do đó, việc tổ chức sử dụng nguồn tài nguyên đất đai hợp lý đầy đủ đem lại hiệu cao theo quan điểm sinh thái phát triển bền vững trở thành vấn đề cấp thiết Vấn đề đặt sử dụng tài nguyên thiên nhiên lãnh thổ cần có nhìn tổng quan từ hợp phần tự nhiên Để từ có giải pháp khai thác sử dụng hợp lý Trong năm trước để ghi nhận, mô tả quản lý tài nguyên thiên thiên, phân bổ đô thị, phân bổ dân cư, phân bổ sản xuất người ta sử dụng hệ thống đồ địa lý, đồ chuyên đề, đồ giải vẽ giấy bảng biểu thống kê đo vẽ thủ công tay Các đồ mức độ sử dụng hạn chế độ xác khơng cao, nội dung khơng phong phú, khó khăn cho việc lưu trữ, nhân bản, bảo quản, cập nhật chỉnh sửa Trong giai đoạn nay, với phát triển kinh tế, khoa học kỹ thuật, tin học điện tử viễn thông, ngành địa phải đối mặt với phát triển không ngừng khoa học công nghệ Những khái niệm mới, hệ thống mới, kỹ thuật xuất hiện, ngành địa ứng dụng có hiệu vào công tác quản lý đất đai, thành lập đồ địa dạng số luan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyenluan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyenluan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyenluan.van.thac.si.ung.dung.cong.nghe.gps.trong.cong.tac.thanh.lap.luoi.khong.che.co.so.mat.bang.truong.dai.hoc.nong.lam.thai.nguyen n