Kết quả đo đạc thực nghiệm và đánh giá độ chính xác toạ độ khi đo bằng hệ thống VNGEONE của Việt Nam tại các mốc địa giới hành chính của khu vực thành phố Dĩ An, tỉnh Bình Dương và tại c
ĐÁNH GIÁ ĐỘ CHÍNH XÁC TỌA ĐỘ KHI ĐO BẰNG HỆ THỐNG VNGEONET VÀ ỨNG DỤNG TRONG QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI Phạm Văn Tuyên1, Nguyễn Văn Sáng2, Nguyễn Văn Thụ3 1Khoa QLĐĐ - Trường Đại học Thành Đông; Email: pvtuyen45@gmail.com 2Trường Đại học Mỏ - Địa Chất 3Phân viện Khoa học Đo đạc Bản đồ phía Nam TĨM TẮT Nội dung báo tập trung nghiên cứu phương pháp đánh giá độ xác tọa độ đo hệ thống Mạng lưới trạm định vị vệ tinh quốc gia Việt Nam (VNGEONE) Kết đo đạc thực nghiệm đánh giá độ xác toạ độ đo hệ thống VNGEONE Việt Nam mốc địa giới hành khu vực thành phố Dĩ An, tỉnh Bình Dương mốc lưới địa huyện Bến Lức, tỉnh Long An khẳng định rằng: công nghệ GNSS-CORS VNGEONET (với dịch vụ giải pháp công nghệ mạng Network RTK) Cục Đo đạc, Bản đồ Thơng tin địa lý Việt Nam hồn tồn ứng dụng hầu hết công tác đo đạc quản lý đất đai như: (1) Đo mốc địa giới hành cấp; (2) Đo lưới địa chính; (3) Đo lưới khống chế đo vẽ cấp cấp 2; (4) Đo chi tiết đồ địa khu vực thơng thống lên trời Từ khóa: VNGEONET, độ xác tọa độ, quản lý đất đai ABSTRACT The content of the article focuses on studying methods for assessing the accuracy of coordinates measured by the Vietnamese National Satellite Positioning Station Network System (VNGEONE) The results of experimental measurements and the accuracy assessment of coordinates measured by the VNGEONE system in Vietnam at administrative boundary markers in the Dĩ An city area, Bình Dương province, and at cadastral grid markers in Bến Lức district, Long An province, confirm that: the GNSS- CORS VNGEONET technology (with Network RTK technology solution service) of the Vietnam Department of Survey, Mapping and Geographic Information can be applied in most land management surveying tasks such as: (1) Measuring administrative boundary markers at various levels; (2) Surveying the cadastral grid; (3) Surveying level and level control networks; (4) Detailed cadastral mapping in open-sky areas Keywords: VNGEONET (Vietnam Geodetic Network), coordinate accuracy, land management ĐẶT VẤN ĐỀ trạm NRTK CORS (Network Real-Time Kinematic Continuously Operating Mạng lưới trạm định vị vệ tinh quốc gia Việt Nam VNGEONET Reference Stations) trạm điều khiển (Vietnam Geodetic Network) bắt đầu xử lý trung tâm kết nối với triển khai xây dựng từ năm 2016 qua internet đảm bảo việc thu nhận hoàn thành cuối năm 2019, bao gồm 65 liệu liên tục, ổn định Mục đích trạm định vị vệ tinh quốc gia hoạt động hệ thống VNGEONET làm khung liên tục (Continuously Operating tham chiếu cho hệ tọa độ quốc gia Reference Stations - CORS) trải cung cấp số liệu phục vụ đo GNSS động khắp lãnh thổ Việt Nam (trong thời gian thực độ xác cm bao gồm 24 trạm Geodetic CORS 41 phạm vi tồn quốc 0, Đây cơng 90 nghệ tiên tiến ngành Độ xác - Sai số định tâm, cân máy: đo đo động công nghệ VNGEONET động, máy thu gắn lên sào đo công bố (xem bảng 1) Trên sào đo có gắn bọt thủy để cân Tuy nhiên, thực tế, có máy Sào đo thường có chiều dài băn khoăn ứng dụng công nghệ 1,25m Sai số cân máy phụ thuộc Để góp phần định hướng ứng dụng công vào độ nhạy bọt thủy việc cân nghệ GNSS-CORS (Global Navigation máy người đo Trong trường hợp Satellite System - Continuously yêu cầu độ xác cao, sử dụng thiết bị kẹp sào đo để cân Operating Reference Stations) xác bọt thủy, cần thiết Quản lý đất đai cần có thêm dùng chân máy đế máy để dọi tâm đánh giá độ xác đối chiếu cân với tiêu chuẩn kỹ thuật để khẳng định cơng nghệ có đáp ứng u cầu - Sai số độ trễ tín hiệu truyền tín độ xác lĩnh vực quản lý đất hiệu: Khi định vị trạm CORS, tín đai không Bài báo tập trung nghiên cứu hiệu từ máy trạm CORS truyền đến máy phương pháp đánh giá độ động qua internet, trường hợp máy xác tọa độ đo công nghệ trạm Rover gắn lên thiết bị di động, vừa CORS Việt Nam; Thực nghiệm di chuyển vừa đo, tín hiệu truyền bị đánh giá độ xác số cơng chậm ảnh hưởng đến độ xác việc đo đạc quản lý đất đai; từ xác định vị trí điểm tín hiệu đưa đánh giá khả ứng truyền đến, máy động di chuyển dụng công nghệ lĩnh vực quản chỗ khác lý đất đai - Sai số số hiệu chỉnh hệ thống PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU trạm CORS, hệ thống trạm CORS có sử dụng kỹ thuật xử lý tính tốn số 2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ hiệu chỉnh khác qua cổng cung xác tọa độ xác định cấp dịch vụ Mỗi phương pháp có công nghệ GNSS-CORS (Global đặc điểm cho độ xác tính số navigation satellite system-continuous hiệu chỉnh khác operating reference stations) Hệ thống trạm CORS Việt Nam Độ xác tọa độ (x,y) xác định (VNGEONET) có phương pháp xử hệ thống trạm CORS chịu lý cổng dịch vụ cung cấp ảnh hưởng yếu tố sau đây: sau: Cổng 2101 (Virtual Reference Station - VRS) giải pháp mạng lưới - Ảnh hưởng sai số vị trí trạm (Network); Cổng 2102 (iMAX) giải CORS: vị trí đặt trạm CORS sở để pháp mạng lưới; Cổng 2103 (SB) giải tính tọa độ độ cao điểm định pháp trạm đơn (Single base) Khi sử vị động Trước đưa trạm CORS vào dụng dịch vụ ưu tiên dùng cổng hoạt động, trạm CORS cần đo nối 2101 2102 giải pháp với tọa độ độ cao quốc gia Sai số vị Network tính ổn định, xác hơn, trí điểm trạm CORS coi sai số không phụ thuộc vào khoảng cách (yêu số liệu gốc định vị điểm cho cầu Rover đo vùng Network) điểm động; - Ảnh hưởng sai số máy thu: loại máy thu GNSS có độ xác khác nhau, đặc trường thông số máy 91 Bảng Độ xác tọa độ sử = ± [ ]; = ± [ ]; dụng dịch vụ đo động thời gian thực cung cấp mạng lưới trạm (3) tham chiếu hoạt động liên tục VNGEONET Độ xác vị trí điểm tính theo công thức: Độ xác = + ; (4) tọa độ Kỹ thuật 2.3 Đánh giá độ xác toạ độ theo chỉnh hiệu Khu Khu dãy trị đo kép vực k ≤ vực k > 80 80 km km Giả sử n điểm đo, điểm đo lần ta có dãy trị đo kép: VRS, MAX, 3,0 cm 4,0 cm lần đo tọa độ ( ( ); ( )) Lần đo tọa độ ( ( ); ( )) Khi đó, iMAX ÷ 5,0 ÷ 7,0 hiệu trị đo kép tính theo cơng thức [4]: (Individualized – cm cm Master Auxiliary) = ( ) − ( ), = ( ) − ( ), với i = 1, 2, 3,…, n (5) Single Base (SB) (áp dụng S≤ < 5,0 cm Kiểm tra sai số hệ thống theo điều kiện: 25 km) Trong đó: k khoảng cách |∑ |≥ trạm định vị vệ tinh tham gia xử lý mạng lưới để cung cấp dịch vụ đo 0,25 ∑ | | ; ∑ ≥ động thời gian thực; S khoảng cách từ vị trí phương tiện thu tín hiệu vệ tinh di 0,25 ∑ (6) động đến trạm định vị vệ tinh cố định sử dụng để cải Nếu điều kiện (6) thỏa mãn dãy trị đo có sai số hệ thống tính theo công thức: =∑ ; =∑ .(7) 2.2 Đánh giá độ xác toạ độ Loại bỏ sai số hệ thống khỏi hiệu trị cách đo nhiều lần đo kép theo công thức: điểm = − ; = − (8) Giả sử điểm, thời điểm ti khác đo Sai số trung phương trị đo kép tính theo công thức: tọa độ (xi, yi) Như vậy, có dãy trị đo nhiều lần đại lượng: ()= ( ) =± ;(9) x1, x2, xi, …, xn y1, y2, yi, …, yn; n () số lần đo Giá trị xác suất giá trị ()= ( ) =± (10) trung bình trị đo, tính () công thức [4]: Nếu điều kiện (6) khơng thỏa mãn dãy trị đo kép khơng có sai số hệ thống =∑ ; = ∑ ; (1) Khi đó, sai số trung phương trị đo kép tính theo cơng thức: Chênh lệch trị đo trị trung bình tính: = ± [ ]; = ± = − ; = − ; (2) (11) Độ xác toạ độ tính theo Độ xác vị trí điểm tính theo cơng thức Betxen: công thức (4) 92 2.4 Đánh giá độ xác tọa độ 2.5 Yêu cầu độ xác tọa độ cách đo điểm chuẩn công tác quản lý đất đai biết tọa độ Luật Đất đai 2013, Điều 22, có Giả sử có n điểm biết tọa độ quy định nội dung quản lý nhà nước đất đai như: Xác định địa giới xác ( ; ) Tiến hành đo hành chính, lập quản lý hồ sơ địa giới điểm nhận tọa độ hành chính, lập đồ hành chính; ( đ; đ) Khi đó, sai số tọa độ tính Khảo sát, đo đạc, lập đồ địa chính, [4]: đồ trạng sử dụng đất đồ quy hoạch sử dụng đất; điều tra, đánh ∆ = đ− ; ∆ = đ− giá tài nguyên đất [5] Để có sở đánh (12) giá khả ứng dụng hệ thống VNGEONET công tác quản lý đất Độ xác trị đo đánh giá đai, tổng hợp số tiêu theo công thức Gauss sau: yêu cầu độ xác tọa độ công tác đo đạc, quản lý đất đai = ± [∆ ∆ ] ; = ± [∆ ∆ ] Bảng (13) Độ xác vị trí điểm tính theo cơng thức (4) Bảng Tổng hợp yêu cầu độ xác toạ độ đo đạc công tác quản lý đất đai TT Tiêu chí đánh giá chất lượng Chỉ tiêu kỹ thuật Ghi Sai số trung phương vị trí điểm sau Điều 9, bình sai lưới địa đo ≤ 5,0 cm [6] công nghệ GNSS Sai số trung phương vị trí điểm sau Điều bình sai so với điểm gốc lưới ≤ 5,0 cm 10, [6] khống chế đo vẽ cấp (địa chính) Sai số trung phương vị trí điểm sau Điều bình sai so với điểm gốc Lưới ≤ 7,0 cm 10, [6] khống chế đo vẽ cấp (địa chính) a) 5,0 cm đồ địa Sai số vị trí điểm so với điểm khống tỷ lệ 1:200; chế gần b) 7,0 cm đồ địa Sai số vị trí điểm tỷ lệ 1:500; khoản ranh giới đất biểu thị c) 15,0 cm đồ địa Điều đồ địa dạng số so với vị trí tỷ lệ 1:1000; 8, [7] điểm khống chế đo vẽ gần d) 30,0 cm đồ địa khơng vượt q: tỷ lệ 1:2000; đ) 150,0 cm đồ địa tỷ lệ 1:5000; 93 TT Tiêu chí đánh giá chất lượng Chỉ tiêu kỹ thuật Ghi e) 300,0 cm đồ địa tỷ lệ 1:10000 g) Đối với đất nông nghiệp đo vẽ đồ địa tỷ lệ 1:1000, 1:2000 sai số vị trí điểm nêu điểm c d phép tăng 1,5 lần Sai số tương hỗ vị trí điểm - Đối với đất phi nông nghiệp, khoản sai số tương hỗ vị trí điểm Điều điểm ranh giới 8, [7] đất biểu thị đồ địa dạng số so với khoảng cách thực địa đo trực tiếp đo gián tiếp từ trạm máy không vượt 0,2 mm theo tỷ lệ đồ cần lập, không vượt cm thực địa cạnh đất có chiều dài m - Đối với đất nông nghiệp, đất chưa sử dụng sai số tương hỗ vị trí điểm điểm bất kỳ nêu phép tăng 1,5 lần Sai số trung phương mốc địa giới ≤ 0,300m [8] hành khu vực thơng thống Sai số trung phương mốc địa giới ≤0,500m [8] hành khu vực ẩn khuất, khó độ VN-2000, kinh tuyến trục 108° 00' khăn múi chiếu 3°) huyện Bến Lức, tỉnh Long An (số liệu toạ độ 10 mốc lưới địa THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ ĐỘ (đã có tọa độ xác định cơng CHÍNH XÁC TỌA ĐỘ VÀ ĐỘ CAO nghệ GPS tĩnh) hệ toạ độ VN- KHI ĐO BẰNG VNGEONET 2000, kinh tuyến trục 105°45' múi chiếu 3°) Khu vực đo thực nghiệm lựa 3.1 Khu vực thực nghiệm chọn nằm phạm vi cung cấp dịch vụ Network hệ thống VNGEONET Công tác đo thực nghiệm tiến hành khu vực thành phố Dĩ An, tỉnh Bình Dương (số liệu toạ độ 10 mốc địa giới hành (đã có tọa độ xác định cơng nghệ GPS tĩnh) hệ toạ 94 (xem Hình 1) Cụ thể khu đo nằm a) Thực nghiệm đánh giá độ vùng sử dụng dịch vụ cổng xác toạ độ độ cao phương án 2101 2102 giải pháp Network đo (VRS) (iMAX) trạm CORS RTK mốc địa giới hành tỉnh Bình Dương Đo máy máy thu CHCNAV i73, dùng sào kẹp chân để kẹp sào đo Từ kết đo phương án đo Đo cổng: cổng 2101 2102 Network RTK sử dụng Cổng 2101 Cổng 2102 dịch vụ trạm CORS; có thể coi kết phương án đo dãy trị đo kép độ xác Qua đó, đánh giá độ xác kết đo thực nghiệm theo phương pháp đánh giá độ xác dãy trị đo kép độ xác nêu Mục 2.3: Hình Khu vực thực nghiệm Tính hiệu trị đo kép theo cơng thức phạm vi cung cấp dịch vụ Network hiệu = ( ) − ( ), = ( ) − CORS hệ thống VNGEONET ( ), = ℎ( ) − ℎ( ), kết tính hiệu 3.2 Kết trị đo kép toạ độ độ cao phương án thể Bảng Bảng Tính hiệu trị đo kép toạ độ độ cao đo phương án (VRS) phương án (iMAX) mốc địa giới hành TT Tên điểm = ( )− ( ) = ( )− ( ) = ℎ( ) − ℎ( ) (m) (m) (m) T009 -0,010 0,000 -0,002 T012 -0,001 -0,001 -0,009 T004 -0,024 0,017 -0,020 T001 -0,002 -0,012 0,011 T007 -0,008 0,003 -0,006 T029 0,007 0,003 0,006 T022 -0,004 -0,002 -0,007 T013 -0,011 0,003 0,008 T043 -0,007 0,003 0,003 10 T027 -0,005 -0,005 -0,009 Kiểm tra sai số hệ thống Cx dãy trị Dựa vào kết Bảng 3, tiến hành đo kép: kiểm tra sai số hệ thống Cx dãy trị đo kép theo cơng thức (6), ta có: 95 = = 0,065 ()= ()=± [ ] 2( − 1) | | = | | = 0,079 = ± 0,0006 2(10 − 1) Khi đó, = ±0,006 ( ) = 0,065 > 0,25 | | Tương tự, ta có: = 0,01975 Nên dãy hiệu , i=1,2,3, … ,10 = = 0,009 chứa sai số hệ thống Cx, với: = = 0,049 =( )/ = ( )/10 đó, = (−0,065)/10 = 0,009 < 0,25 = −0,0065 = 0,012 đó, tính hiệu số trị đo kép toạ độ loại bỏ sai số hệ thống theo công thức nên dãy trị đo không chứa sai số hệ (8), kết Bảng 4: thống Cy, sai số trung phương trị đo trị đo kép tính Bảng Tính hiệu số trị đo kép theo công thức (10): toạ độ loại bỏ sai số hệ thống TT Tên điểm ′ = − Cx = ± = ± 0,0005 (m) 20 T009 -0,004 = ±0,005 ( ) T012 0,006 đó, theo cơng thức (4), ta có sai số trung phương vị trí điểm trị đo: T004 -0,017 T001 0,005 =± + = T007 -0,002 ± 0,006 + 0,005 = ±0,008 (m) T029 0,014 Đối với độ cao, cách tính tương tự, ta có: T022 0,003 T013 -0,005 = = 0,025 T043 -0,001 10 T027 0,002 | | = | | = 0,081 Khi Sai số trung phương trị đo toạ độ trị đo kép tính theo công = 0,0255 > 0,25 | | thức (9): = 0,0203 96 nên độ cao dãy trị đo kép ()= ()=± [ ] phương án có chứa sai số Ch, tiến hành 2( − 1) hiệu chỉnh hiệu độ cao (tương tự Cx) theo công thức (8), kết thể = ± 0,0009 Bảng 2(10 − 1) Bảng Tính hiệu số trị đo kép độ = ±0,007 ( ) cao loại bỏ sai số hệ thống TT Tên điểm ′ = − Ch Từ kết thực nghiệm tác giả (m) nhận thấy: Khi điểm đo nằm T009 vùng dịch vụ Network RTK tọa độ T012 0,001 độ cao điểm đo T004 -0,007 phương án VRS iMAX dịch vụ T001 -0,018 trạm CORS VNGEONET trùng T007 0,014 với Đánh giá theo dãy trị đo kép, T029 -0,004 độ xác tọa độ đạt ±0,008 (m), độ 0,009 xác độ cao đạt ±0,007 (m) Độ xác cao nhiều so với tiêu kỹ thuật quy định Bảng T022 -0,005 b) Đánh giá độ xác toạ độ độ cao phương án đo (VRS) T013 0,011 (iMAX) trạm CORS (VNGEONET) mốc lưới địa huyện Bến T043 0,006 Lức, tỉnh Long An Kết tính hiệu trị đo kép toạ độ độ 10 T027 -0,007 cao phương án thể Bảng sai số trung phương độ cao trị đo trị đo kép tính theo cơng thức: Bảng Tính hiệu trị đo kép toạ độ độ cao kết đo phương án (VRS) phương án (iMAX) mốc lưới địa TT Tên điểm = ( )− ( ) = ( )− ( ) = ( )− ( ) (m) (m) (m) BL-100 0,001 0,017 -0,014 BL-97 0,003 0,002 -0,011 BL-98 0,002 -0,001 -0,034 BL-116 -0,004 0,009 0,021 BL-64 0,008 0,012 -0,018 BL-59 0,008 0,011 0,004 BL-62 0,004 0,007 0,020 BL-43 0,001 0,000 0,010 BL-44 0,007 -0,001 -0,008 10 BL-45 0,009 0,002 -0,016 97 Từ số liệu Bảng ta tính Sai số VNGEONET trùng với trung phương trị đo trị đo Đánh giá theo dãy trị đo kép, độ kép theo cơng thức (9): xác tọa độ đạt ±0,006 (m), độ xác độ cao đạt ±0,015 (m) Độ xác ()= ()=± [ ] cao nhiều so với tiêu kỹ 2( − 1) thuật quy định Bảng = ± 0,00035 KẾT LUẬN 2(10 − 1) Từ kết thực nghiệm nêu = ±0,004( ) trên, khẳng định rằng: cơng nghệ GNSS-CORS VNGEONET hồn tồn có ()= ( ) = ± 2( − 1) thể ứng dụng hầu hết công tác đo đạc quản lý đất đai Cụ thể, = ± 0,000425 khu vực đáp ứng điều kiện hạ tầng mạng 2(10 − 1) mật độ trạm CORS, hoàn toàn ứng dụng công nghệ GNSS-CORS = ±0,005( ) cổng dịch vụ 2101 2102 hệ thống trạm VNGEONET vào hầu hết =± [ ] = ± 0,0004287 công tác đo đạc quản lý đất đai 20 như: (1) Đo mốc địa giới hành cấp; (2) Đo lưới địa chính; (3) Đo lưới = ±0,015( ) không chế đo vẽ cấp cấp 2; (4) Đo chi tiết đồ địa khu vực Do đó, theo cơng thức (4), ta có sai số thơng thống lên trời trung phương vị trí điểm trị đo: Khi ứng dụng phương pháp đo =± + công nghệ GNSS-CORS với thao tác đơn giản nhận kết = ± 0,004 + 0,005 toạ độ độ cao nhanh chóng hệ = ±0,006 (m) thống tọa độ độ cao quốc gia Từ kết thực nghiệm nhận thấy: Không dừng lại đó, phương pháp Khi điểm đo nằm vùng dịch GNSS-CORS rút ngắn thời gian thi vụ Network RTK tọa độ độ cao cơng, mang lại lợi suất công việc ngoại điểm đo phương án VRS nghiệp cao so với phương iMAX dịch vụ trạm CORS pháp đo truyền thống TÀI LIỆU TRÍCH DẪN [1] Bộ Tài ngun Mơi trường (2020), Thông tư số 03/2020/TT-BTNMT quy định kỹ thuật mạng lưới trạm định vị vệ tinh quốc gia [2] Cục Đo đạc Bản đồ Thông tin địa lý Việt Nam (2016), Dự án xây dựng mạng lưới trạm định vị toàn cầu vệ tinh lãnh thổ Việt Nam, Hà Nội [3] Trang thông tin Mạng lưới trạm định vị vệ tinh quốc gia (VNGEONET) https://www.facebook.com/vngeonet [4] Phan Văn Hiến, Đinh Xuân Vinh, Phạm Quốc Khánh, Tạ Thanh Loan, Lưu Anh Tuấn (2017), Lý thuyết sai số bình sai trắc địa, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội 98 [5] Quốc hội nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam (2013), Luật đất đai số 45/2013/QH13 ngày 29 tháng 11 năm 2013 [6] Bộ Tài nguyên Môi trường (2014), Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT quy định Bản đồ địa [7] Bộ Tài nguyên Môi trường (2017), Thông tư số 33/2017/TT-BTNMT quy định chi tiết nghị định số 01/2017/NĐ-CP ngày 06 tháng 01 năm 2017 [8] Bộ Tài nguyên Môi trường (2014), Thông tư số 48/2014/TT-BTNMT quy định kỹ thuật xác định đường địa giới hành chính, cắm mốc địa giới lập hồ sơ địa giới hành cấp 99