nghiên cứu chính xác hóa dị thường độ cao EGM2008 dựa TRÊN số LIỆU GPS THỦY CHUẨN TRÊN PHẠM vị cục bộ ở VIỆT NAM

1 bộ giáo dục và đào tạo trờng đại học mỏ - địa chất nguyễn duy Đô nghiên cứu chính xác hóa dị thờng độ cao EGM2008 dựa trên số liệu gps - thủy chuẩn trên phạm vi cục bộ ở việt nam Chuyờn ngnh : Trc a cao cp Mó s : 62.52.85.10 Tóm tắt luận án tiến sĩ kĩ thuật Hà nội - 2012 2 Luận án được hoàn thành tại Khoa Trắc địa - Trường Đại học Mỏ - Địa chất ng−êi H−íng dÉn khoa häc 1. PGS. TS. §Æng Nam Chinh 2. TS. Lª Minh T¸ Trường Đại học Mỏ - Địa chất Phản biện 1 : PGS.TS. Đỗ Ngọc Đường Phản biện 2 : TS. Nguyễn Văn Vấn Phản biện 3 : TS. Dương Chí Công Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận án Tiến sĩ Trường Đại học Mỏ - Địa chất Vào hi gi ngày tháng nm 2012 Có thể tìm đọc Luận án tại: - Thư viện Khoa Trắc địa - Trường Đại học Mỏ - Địa chất - Thư viện Trường Đại học Mỏ - Địa chất 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Trong thời đại công nghệ GNSS (Global Navigation Satellite System), vị trí điểm trên bề mặt trái đất đã được giải quyết một cách hiệu quả, nhưng độ cao của điểm lại chưa thể giải quyết trọn vẹn nếu như không có thông tin về vị trí của Geoid hay Quasigeoid trong hệ quy chiếu trái đất. Trên quy mô toàn cầu, các nhà khoa học đã nghiên cứu và xây dựng được một số mô hình trọng trường, tiêu biểu nhất trong số đó là mô hình EGM2008, có bậc và hạng tới 2190. Tương ứng đã xác định được Geoid theo mô hình đó với độ phân giải 2,5’x2,5’ và độ chính xác khoảng 2 dm. Ở Việt Nam, Giai đoạn 2002 -2005 cũng đã có nghiên cứu và đã xây dựng được mô hình Geoid trên lãnh thổ với độ chính xác 0,22m. Một vài nét sơ lược trên đây đã cho thấy, đối với Việt nam, hiện nay có hai sự lựa chọn để khai thác Geoid phục vụ cho việc giải quyết các nhiệm vụ khoa học và thực tiễn. Thứ nhất, sử dụng mô hình EGM2008. Thứ hai sử dụng Geoid cục bộ được xây dựng bởi các nhà khoa học trong nước. Cả hai phương án cho dị thường độ cao đạt cỡ 2dm. Độ chính xác này chưa thỏa mãn được nhu cầu ứng dụng công nghệ đo cao GPS và một số ứng dụng khác. “Nghiên cứu chính xác hóa dị thường độ cao EGM2008 dựa trên số liệu GPS - Thủy chuẩn trên phạm vi cục bộ ở Việt Nam” với mục tiêu xây dựng được mô hình Quasigeoid cục bộ có độ chính xác cao hơn mức 2dm, nhằm đáp ứng tốt hơn các yêu cầu trong nghiên cứu khoa học và thực tiễn của ngành Trắc địa nói riêng và các ngành khoa học trái đất nói chung ở nước ta. 2. Mục đích nghiên cứu của luận án Nghiên cứu đánh giá độ chính xác các mô hình Geoid toàn cầu trên lãnh thổ Việt Nam và xây dựng một mô hình Quasigeoid cục bộ dạng lưới (đã được chính xác hóa) cho vùng Tây Nguyên và duyên hải Nam Trung Bộ, hoàn toàn đáp ứng được yêu cầu đo cao GPS tương đương thủy chuẩn hạng IV ở vùng núi. 3. Đối tượng nghiên cứu - Mô hình Geoid/Quasigeoid và phương pháp xác định chúng trong hệ quy chiếu trái đất - Phương pháp Collocation bình phương nhỏ nhất và một số phương pháp nội suy khác. - Sử dụng mô hình Geoid/Quasigeoid cục bộ phục vụ cho công tác đo cao GPS. 4. Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu phương pháp đánh giá độ chính xác mô hình Geoid; lựa chọn mô hình Geoid tiên nghiệm và xử lý số liệu GPS-TC để chính xác hóa dị thường độ cao tại vùng Tây Nguyên và Duyên hải Nam Trung Bộ. 5. Nội dung nghiên cứu - Tìm hiểu lý thuyết về mô hình Geoid, các phương pháp nội suy dị thường độ cao hoặc độ cao Geoid. - Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm về một số phương pháp đánh giá độ chính xác mô hình Geoid toàn cầu. 2 - Nghiên cứu và tính toán thực nghiệm về sự thay đổi hiệu độ cao trắc địa do tính chuyển tọa độ và sai số tọa độ khởi tính. - Nghiên cứu phương pháp và quy trình chính xác hóa dị thường độ cao cho một khu vực nhỏ; lập bộ chương trình cho máy tính, cho phép tự động xử lý chính xác hóa dị thường độ cao mô hình Geoid tiên nghiệm dạng lưới dựa trên số liệu tọa độ, độ cao của các điểm song trùng. 6. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu: Thu thập các tài liệu đã có; cập nhật các thông tin trên mạng Internet; tìm kiếm các số liệu tọa độ GPS, độ cao thủy chuẩn có đủ độ chính xác tin cậy phục vụ cho nghiên cứu. - Phương pháp phân tích: Tìm hiểu lý thuyết cơ bản về Geoid/Quasigeoid; các phương pháp xây dựng và đánh giá mô hình Geoid/Quasigeoid. - Phương pháp so sánh: So sánh ưu điểm và nhược điểm của các thuật toán hoặc các phương pháp sử d ụng trong nghiên cứu, để tìm phương án tối ưu. - Phương pháp tổng hợp: Tập hợp các kết quả nghiên cứu, tìm được thuật toán chính xác hóa dị thường độ cao. - Phương pháp ứng dụng công nghệ tin học: Viết các chương trình tính toán cho máy tính thực hiện quy trình chính xác hóa dị thường độ cao. 7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án - Việc nghiên cứu phương pháp chính xác hóa dị thường độ cao mô hình để đạt được mục đ ích nghiên cứu của luận án tiến sĩ kỹ thuật này sẽ góp phần bổ sung vào lý thuyết xây dựng mô hình Quasigeoid cục bộ có độ chính xác cao. - Xác định độ cao thủy chuẩn của các điểm trong lưới GPS bằng đo cao GPS tại khu vực đã có mô hình Quasigeoid cục bộ đã được chính xác hóa. 8. Các luận điểm bảo vệ và các luận điểm mới của luận án a) Các luận điểm bảo vệ 1. Đánh giá chất lượng mô hình Geoid tiên nghiệm theo phương pháp so sánh hiệu dị thường độ cao giữa các cặp điểm cho kết quả tin cậy. Các điểm song trùng GPS-Thủy chuẩn (GPS-TC) phải được xác định trong hệ WGS84 với độ chính xác cần thiết. Độ chính xác đó phụ thuộc vào diện tích khu vực cần chính xác hóa dị thường độ cao. 2. Dị thường độ cao EGM2008 (mô hình tiên nghiệm) được chính xác hóa trên cơ sở xác định số chênh dị thường độ cao chuẩn hóa xác định tại các điểm GPS-TC để hiệu chỉnh vào các điểm mắt lưới của mô hình tiên nghiệm. Kết quả cho mô hình Quasigeoid cục bộ giữ được sự phù hợp tổng thể với Geoid toàn cầu và với các mô hình cục bộ tại vùng tiếp biên ở khu vực lân cận sau chính xác hóa. 3. Dựa trên phương pháp xấp xỉ hàm và thuật toán Collocation, đã xây dựng bộ chương trình máy tính gồm các modul có tên là PRECOV.EXE, COVFUN.EXE và COLLO2.EXE, cho phép tự động xử lý chính xác hóa dị thường độ cao của Geoid/Quasigeoid tiên nghiệm dạng lưới dựa trên số liệu tọa độ, độ cao của các điểm song trùng; chương trình GEOINT.EXE cho người sử dụng muốn nội suy dị thường độ cao của điểm bất kỳ trong khu vực. 3 b) Các điểm mới của luận án 1. Xây dựng quy trình chính xác hóa dị thường độ cao Quasigeoid cục bộ lấy mô hình Geoid toàn cầu làm mô hình tiên nghiệm dựa trên hiệu số chênh dị thường độ cao xác định tại các điểm song trùng GPS-TC. 2. Thiết lập được một mô hình Quasigeoid cục bộ dạng lưới (đã được chính xác hóa) cho vùng Tây Nguyên và duyên hải Nam Trung Bộ, hoàn toàn đáp ứng được yêu cầu đo cao GPS tương đương thủy chuẩn hạng IV ở vùng núi. 3. Hình thành được bộ chương trình xử lý chính xác hóa dị thường độ cao, thuận lợi cho người sử dụng và có thể áp dụng cho các vùng khác nếu có đủ số điểm có số liệu đo GPS-TC. 9. Nội dung của luận án Chương 1 TỔNG QUAN 1.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI 1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TẠI VIỆT NAM Giai đoạn 2009 -2011 Bộ Tài nguyên và Môi trường đã được Chính phủ cho thực hiện dự án: “ Xây dựng mô hình Geoid địa phương trên lãnh thổ Việt Nam”. Mục tiêu của dự án là xây dựng mô hình Geoid địa phương trên toàn lãnh thổ Việt Nam có độ chính xác trung bình cho toàn lãnh thổ m ζ ≤ 0.1m. Cụ thể yêu cầu về độ chính xác của mô hình Geoid như sau: - Vùng đồng bằng: m ζ ≤ 0.05 ÷ 0.07m - Vùng đồi núi thấp: m ζ ≤ 0.07 ÷ 0.10m - Vùng núi cao: m ζ ≤ 0.12m Tuy nhiên các kết quả này của dự án đang trong quá trình kiểm tra và nghiệm thu. Chương 2 MÔ HÌNH GEOID/QUASIGEOID VÀ VAI TRÒ CỦA NÓ TRONG CÔNG TÁC ĐO CAO GPS 2.1 CÁC CƠ SỞ GỐC ĐỘ CAO VÀ CÁC LOẠI ĐỘ CAO 2.1.1 Các cơ sở gốc độ cao Đối với cơ sở gốc độ cao, điều quan trọng nhất đó là mặt khởi tính độ cao. Mặt khởi tính độ cao khác nhau, cho ta một loại độ cao khác nhau. Đã từ lâu, người ta đã sử dụng mặt Geoid làm mặt khởi tính độ cao, từ mặt gốc này cho ta hệ thống độ cao chính (Orthometric Height). Nếu từ mặt Ellipsoid, ta đặt những đoạn bằng dị thường độ cao của tất cả các điểm tương ứng trên mặt đất thì đầu mút của các đoạn này sẽ hợp thành một bề mặt gọi là Quasigeoid (Hình 2.1). Quasigeoid không phải là bề mặt thủy chuẩn và không có ý nghĩa vật lý. 4 Lý thuyết Stokes xác định được Geoid còn lý thuyết Molodenski xác định được Quasigeoid. Hai mặt này trùng nhau ở Đại dương nhưng trên lục địa thì chênh nhau ít nhiều. Quasigeoid là mặt khởi tính trong hệ thống độ cao chuẩn (normal heigth). 2.1.2. Các loại độ cao 2.1.2.3. S khác bit gia  cao chun và  cao chính Giữa độ cao chuẩn và độ cao chính có sự khác biệt quan trọng. Đó là việc sử dụng giá trị trọng lực trong công thức tính. Độ cao chính tính theo trọng lực thực trung bình ( g ), phụ thuộc vào mật độ phân bố vật chất dọc theo đường dây dọi, mà thông tin này thì không thể biết chính xác. Độ cao chuẩn tính theo trọng lực chuẩn trung bình ( γ ), có thể được tính toán một cách rõ ràng thông qua các tham số hình học và tham số vật lý của Ellipsoid tham chiếu. Đánh giá sự khác biệt về giá trị: Từ hình (2.3.) và hình (2.4.), giả sử có điểm P trên mặt đất. Ta có: h g P + N p = H P ; h γ P + ζ P = H P (2.13) Trong đó: h g P là độ cao chính của điểm P; N p là độ cao geoid ở điểm P; h γ P là độ cao chuẩn của điểm P; ζ P là dị thường độ cao ở điểm P; H P là độ cao trắc địa của điểm P. Ta lập hiệu: N p - ζ P Ta được: N p - ζ P = h γ P - h g P . Hay: h g N m PP γ γ ζ − ≈− Q uasi g eoid Ellipsoid Hình 2.1. Q uasi g eoid và Geoid Geoid ζ N Hình 2.5. Mối quan hệ giữa độ cao chính và độ cao chuẩn P Mặt đất Geoid Quasigeoid Ellipsoid H P h g P N P ζ P h γ P 5 Xuất phát từ công thức này, W.A.Heiskanen và H.Moritz tìm ra công thức gần đúng vào năm 1979: N p - ζ P ≈ 10 -7 hh . _ (mét). Trong đó: _ h là độ cao trung bình của khu vực, đơn vị tính là mét, h là độ cao của điểm xét, đơn vị tính là mét. Bng 2.2. S khác nhau gia ζ và N trong 4 trng hp khác bit v  cao Độ cao của điểm xét Độ cao trung bình của khu é Ν−ζ 8848 m 4807 m 1344 m 419 m 5000 m 3000 m 800 m 100 m 4.4 m 1.4 m 0.11 m 0.004 m Nhận xét: -  trên các i dng thì h = 0. Ngha là N P -  P = 0; hay mt Geoid và Quasigeoid trùng nhau. -  cao trung bình ca khu vc,  cao ca im xét càng ln thì hai mt Geoid và Quasigeoid càng cách xa nhau. 2. 2. MÔ HÌNH GEOID/QUASIGEOID VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG NÓ 2.2.1. Mô hình Geoid và phân loại mô hình Geoid 2.2.1.1. Mô hình Geoid Để xác định khoảng cách giữa bề mặt Geoid và bề mặt Ellipsoid, ta có biểu thức Bruns: P P P T N γ = (2.14) - T P : Thế nhiễu tại điểm P trên mặt đất - γ P : Giá trị trọng lực chuẩn của điểm P trên mặt Ellipsoid chuẩn. 2.2.1.2. Phân loi mô hình Geoid Có nhiều phương pháp phân loại mô hình Geoid. Nhưng chủ yếu là 2 cách phân loại cơ bản sau: a) Phân loại theo phương pháp xây dựng: - Mô hình Geoid được xây theo phương pháp thiên văn - trắc địa; - Mô hình Geoid được xây theo phương pháp trọng lực; - Mô hình Geoid được xây theo phương pháp GPS-TC; - Mô hình Geoid được xây theo phương pháp không gian (phương pháp chỉ sử dụng số liệu vệ tinh) (Satellite-only); - Mô hình Geoid được xây theo phương pháp hỗn hợp (combined); b) Phân loại theo phạm vi của mô hình Geoid - Mô hình Geoid toàn cầu (global), được xây dựng cho toàn bộ Trái Đất; - Mô hình Geoid cục bộ (local), chỉ xây dựng cho một phạm vi diện tích nhất định. 2.2.2. Một số phương pháp xây dựng mô hình Geoid 6 2.2.2.1. Phng pháp Thiên vn – Trc a 2.2.2.2. Phng pháp Trng lc 2.2.2.3. Phng pháp GPS - TC Xây dựng mô hình Geoid hoặc Quasigeoid trên cơ sở chỉ sử dụng số liệu đo độ cao bằng thủy chuẩn hình học và bằng GPS (còn gọi là phương pháp hình học). Dựa trên việc đo GPS tại điểm có độ cao thủy chuẩn hoặc đo thủy chuẩn đến điểm có tọa độ GPS chính xác (hoặc đo cả 2 loại trị đo thủy chuẩn và GPS tại một điểm mới). Tại các điểm này, vừa có độ cao trắc địa H trên Ellipsoid, vừa có độ cao thủy chuẩn h so với Quasigeoid (nếu là độ cao chuẩn). Như vậy, trên tất cả các điểm có đo GPS kết hợp thủy chuẩn (gọi là điểm song trùng GPS-TC) có thể xác định trực tiếp được dị thường độ cao hH − = ζ . Trong phương pháp này mô hình Quasigeoid được thành lập chỉ là mô hình cục bộ do mặt khởi tính độ cao quốc gia thường không trùng với Geoid toàn cầu và chịu ảnh hưởng đáng kể của hệ quy chiếu khi xử lý số liệu lưới GPS. Trên các tập hợp hữu hạn các điểm song trùng có dị thường độ cao i ζ , có thể xây dựng được mô hình Quasigeoid bằng các phương pháp nội suy thích hợp. Ưu điểm của phương pháp này là tại các điểm GPS-TC có giá trị dị thường độ cao với độ chính xác cao, cho phép xây dựng một mô hình Quasigeoid chính xác nếu số điểm song trùng đủ lớn và được phân bố với mật độ đồng đều. Thực chất của phương pháp này là nội suy trực tiếp từ dị thường độ cao cho các điểm mắt lưới (của mô hình cần thành lập) dựa vào dị thường độ cao tại các điểm song trùng GPS-TC, không dựa vào mô hình tiên nghiệm. Đây là phương pháp mà chúng tôi có sử dụng để so sánh với mô hình Quasigeoid chính xác hóa từ mô hình EGM2008, vì thế phương pháp này sẽ được trình bày cụ thể về phương pháp và quy trình. Nếu áp dụng phương pháp nội suy Collocation để xây dựng mô hình Quasigeoid cục bộ dựa trên số liệu GPS-TC, trình tự tính toán sẽ gồm các bước sau: - Tính dị thườ ng độ cao GPS-TC iii hH − = ζ (i=1,2 n) (2.16) - Chuẩn hóa các giá trị dị thường độ cao: TBii ζ ζ δζ − = (2.17) Trong đó: ∑ = = n i iTB n 1 1 ζζ (2.18) - Tính hiệp phương sai thực nghiệm theo khoảng cách: ∑ = == k i Q i P iQP k CovsC 1 . 1 )()( δζδζδζδζ δζ (2.19) Trong đó k là số cặp điểm, xác định theo nguyên tắc vòng tròn động bán kính thay đổi, dung sai xác định. - Tính các tham số hàm hiệp phương sai Markov bậc 3 từ các giá trị hiệp phương sai thực nghiệm: 7 - Dùng phương pháp Collocation nội suy A δζ cho các điểm A theo công thức: [] ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ = − nnnnn n n AnAAA CCC CCC CCC CCC δζ δζ δζ δζ 2 1 1 21 22221 11211 21 (2.20) - Tạo mô hình Quasigeoid cục bộ theo nguyên tắc: kTBk δ ζ ζ ζ + = ( k=1,2 m) (2.21) trong đó m là số điểm mắt lưới của mô hình Geoid cần thành lập Trong (2.21), giá trị TB ζ được sử dụng để phục hồi lại dị thường độ cao. Trong công thức nội suy Collocation (2.20) có thể thay véc tơ [] T n δζδζδζ 21 bằng [] T n ζζζ 21 để nội suy trực tiếp A ζ , tuy nhiên, do tính chất của phương pháp nội suy Collocation và mối quan hệ (2.21), sự khác nhau theo hai cách tính trên là không đáng kể, đặc biệt là trong vùng khống chế của các điểm song trùng. Về phương pháp tính hiệp phương sai thực nghiệm, xác định các tham số hàm hiệp phương sai lý thuyết Markov bậc 3 và phương pháp Collocation sẽ được trình bày kỹ trong chương 4. Nhược điểm của phương pháp này là khó có thể có một tập hợp điểm GPS- TC phân bố đồng đều trên ph ạm vi cả nước với mật độ cần thiết (có thể đo được nhưng cần kinh phí quá lớn). Vì vậy, phương pháp này khó phù hợp với việc xây dựng mô hình Quasigeoid trong phạm vi cả nước, đặc biệt là đối với các quốc gia có diện tích lớn. 2.2.2.4. Phng pháp không gian 2.2.2.5. Phng pháp kt hp trng lc và GPS-TC 2.2.2.6. Phng pháp hn hp 2.2.3 Một số mô hình Geoid toàn cầu và cục bộ trên thế giới 2. 3. ĐO CAO GPS VÀ VAI TRÒ CỦA MÔ HÌNH GEOID/QUASIGEOID TRONG ĐO CAO GPS 2.3.1. Nguyên lý đo cao GPS Nếu ζ là dị thường độ cao tại điểm xét (P) và bỏ qua độ lệch dây dọi (góc giữa phương dây dọi và phương pháp tuyến) (hình 2.13.), ta có mối quan hệ giữa độ cao thủy chuẩn h và độ cao trắc địa H như sau: h γ = H - ζ (2.24) Mặt đất Quasigeoid Ellipsoid H P P 0 h γ ζ Hình 2.13. Mối quan hệ giữa độ cao ellipsoid và độ cao chuẩn 8 Lưu ý rằng, theo các công thức (2.24), độ cao trắc địa H và dị thường độ cao ζ, phải cùng xét trên 1 Ellipsoid của một hệ quy chiếu (thí dụ trên Ellipsoid WGS-84). Mục tiêu của đo cao GPS là tìm một giải pháp đo cao mới có thể thay thế cho đo cao hình học (đo thủy chuẩn) nhằm giải quyết khó khăn của phương pháp đo cao hình học ở những vùng đo đạc khó khăn như vùng núi, đầm lầy, vượt chướng ngại vật, v.v Thậm chí không phải đo thủy chuẩn, mà từ kết quả đo GPS, chúng ta có thể xác định được độ cao thủy chuẩn của bất kỳ điểm đo GPS nào có trong khu vực đã thiết lập được mô hình Geoid với độ chính xác cần thiết. Công việc này được gọi là đo cao GPS. Hiện nay với các hệ thống GPS, GLONASS và trong tương lai là GALILEO, khái niệm đo cao GPS được mở rộng hơn gọi là đo cao GNSS. Nguyên tắc đo GPS tương đối cho ta xác định được các số gia tọa độ không gian ∆X, ∆Y, ∆Z (trong hệ WGS84) giữa hai điểm thu tín hiệu đồng thời. Từ các số gia tọa độ không gian này, ta có thể chuyển thành các số gia ∆B, ∆L, ∆H ; ở đây giá trị ∆H là hiệu số độ cao trắc địa trong hệ WGS84. Trên thực tế vị trí điểm chỉ được xác định theo nguyên tắc định vị tuyệt đối, không phải là tọa độ chính xác trong hệ WGS84, chỉ có thể coi là trong hệ WGS84 gần đúng nào đó (ký hiệu là WGS84’). Sai số này dẫn đến sai số trong hiệu số độ cao ∆H nhận được. Sau đây ta xét trường hợp chuyển độ cao từ điểm A đến điểm B bằng GPS. Ký hiệu độ cao trắc địa tại điểm A và B là H A và H B , độ cao thủy chuẩn (độ cao chính, hoặc độ cao chuẩn) tại A và B là h A và h B , theo (2.24) ta có các biểu thức: h A = H A − ζ A (2.25) h B = H B − ζ B (2.26) Hình 2.14. Hiệu độ cao trắc địa và hiệu độ cao thủy chuẩn Trong đó: ζ A , ζ B là dị thường độ cao tại điểm A và B (hình 2.14.). Từ các biểu thức (2.25) và (2.26) ta có công thức tính hiệu độ cao thủy chuẩn giữa 2 điểm A,B như sau: ∆ h A,B = ∆ H A,B - ∆ ζ A,B (2.27) Trong đó ∆H A,B là hiệu số cao trắc địa, ∆ζ A,B là hiệu số dị thường độ cao giữa hai điểm A, B. Các công thức (2.25),(2.26) và (2.27) là các công thức cơ bản của phương pháp đo cao GPS. B A Quasigeoid Ellipsoid h A ζ A h B ζ B H A H B Mặt đất [...]...9 Như vậy, để xác định độ cao thuỷ chuẩn của một điểm bằng công nghệ GPS, vấn đề mấu chốt là xác định được dị thường độ cao hoặc hiệu dị thường độ cao tại các điểm đặt máy thu tín hiệu Có thể nhận thấy rằng độ chính xác đo cao bằng GPS phụ thuộc vào hai yếu tố quyết định đó là độ chính xác đo cạnh GPS (cụ thể là độ chính xác của ∆H) và độ chính xác hiệu dị thường độ cao ∆ζ giữa hai điểm Sau... -2.987755 Tệp số liệu này chính là cơ sở ban đầu để chúng ta thực hiện chính xác hóa mô hình Geoid dựa trên các điểm GPS- TC 4.2.3.2 Hàm hiệp phương sai số chênh dị thường độ cao vùng Tây Nguyên và duyên hải Nam Trung Bộ 4.2.3.3 Số liệu và kết quả xử lý chính xác hóa dị thường độ cao của EGM08 a) Số liệu đầu vào và số liệu kiểm tra Mạng lưới GPS được tính toán bình sai trong hệ WGS84, còn độ cao h các mốc... Quasigeoid cục bộ thuần túy sử dụng GPS- TC 4 .Bộ chương trình máy tính gồm các modul PRECOV.EXE, COVFUN.EXE, COLLO2.EXE cho phép thực hiện toàn bộ quy trình chính xác hóa dị thường độ cao EGM2008 ở dạng số dựa vào số liệu GPS- TC Ngoài ra, modul GEOINT.EXE dùng để nội suy dị thường độ cao từ mô hình đã chính xác hóa 5 Theo kết quả đánh giá độ chính xác dựa vào 17 điểm kiểm tra độc lập cho thấy: mô hình chính xác. .. phương hiệu độ cao Geoid trên 1km Trên thực tế, khi đo cao GPS, chúng ta phải có ít nhất một điểm có độ cao thủy chuẩn trong lưới Tại điểm đó, từ mô hình Geoid sẽ xác định được hiệu dị thường độ cao ∆ζ, từ đó tính chuyển hiệu độ cao trắc địa ∆H về hiệu độ cao thủy chuẩn ∆h theo công thức: (3.6) ∆h = ∆H – ∆ζ Dựa vào quan hệ (3.6), sẽ đánh giá được độ chính xác hiệu dị thường độ cao dựa vào số liệu của... hiệu độ cao thủy chuẩn từ điểm khởi tính độ cao đến điểm xét ∆H là hiệu độ cao trắc địa từ điểm khởi tính độ cao đến điểm xét ∆ζ là hiệu dị thường độ cao từ điểm khởi tính độ cao đến điểm xét Khi bình sai chúng ta sử dụng mô hình Geoid toàn cầu để tính dị thường độ cao Hiện nay, các mô hình Geoid toàn cầu dạng số (*.GGF) được tích hợp trong cơ sở dữ liệu của các phần mềm bình sai GPS phổ biến như GPSurvey,... hóa EGM08C bảo đảm sử dụng cho đo cao GPS vùng Tây Nguyên và duyên hải Nam Trung Bộ đạt độ chính xác tương đương 24 thủy chuẩn hạng IV vùng núi với độ tin cậy 100%; số tuyến đạt độ chính xác thủy chuẩn hạng III vùng núi chiếm 80%; sai số chuyền độ cao bằng GPS trên 1km giảm từ 0,0244m/km xuống còn 0,009m/km (độ chính xác tăng lên 63%) 2 KIẾN NGHỊ Theo quy trình xử lý nêu trên, cần tiếp tục nghiên cứu. .. độ cao đó Để có số liệu tin cậy, lưới GPS phải được đo và xử lý đúng quy trình để đạt độ chính xác cao Nếu như mạng lưới GPS đã được tính toán bình sai trong hệ WGS84, tại các điểm GPS chúng ta nhận được độ cao trắc địa là H, tại đó cũng nhận được dị thường độ cao ζ (theo mô hình Geoid), đồng thời độ cao thủy chuẩn h của mốc đã biết, từ đó tính được độ lệch giữa dị thường độ cao tính theo kết quả GPS. .. phương pháp xác định độ cao thủy chuẩn cho lưới GPS a) Phương pháp nội suy theo các điểm song trùng Để có một số điểm song trùng trong lưới GPS: vừa có độ cao trắc địa H, vừa có độ cao thủy chuẩn h; cần có phương án đo nối độ cao thủy chuẩn cho một số điểm GPS, theo một trong hai cách sau đây: 1 Dẫn độ cao bằng thủy chuẩn hình học từ mốc độ cao Nhà nước đến một số mốc trong lưới GPS để tạo thành các... hải Nam Trung Bộ là phù hợp nhất 15 2 Khi chưa có mô hình Quasigeoid cục bộ mới, cần phải thận trọng khi sử dụng độ cao tính theo mô hình EGM2008 để làm độ cao thủy chuẩn cho điểm đo GPS ở khu vực Tây Nguyên và duyên hải Nam Trung Bộ Bởi vì: vẫn có 23/217 cặp (chiếm 18%) không đạt hạn sai thủy chuẩn kỹ thuật 3 Muốn sử dụng dị thường độ cao của mô hình EGM2008, phục vụ cho đo cao GPS cần phải chính xác. .. cầu ở Việt Nam 3.1.2 Phương pháp đánh giá độ chính xác mô hình Geoid toàn cầu trên phạm vi lãnh thổ Việt Nam 3.1.2.1 Đánh giá dựa vào so sánh giá trị độ lệch dị thường độ cao Để đánh giá độ chính xác Geoid trên một khu vực, trước hết cần tạo ra các điểm song trùng GPS- TC phân bố tương đối đều trên khu vực đó Nếu trên khu vực đó đã có các mốc độ cao hạng I, hạng II nhà nước, thì chỉ cần lập lưới GPS . tích khu vực cần chính xác hóa dị thường độ cao. 2. Dị thường độ cao EGM2008 (mô hình tiên nghiệm) được chính xác hóa trên cơ sở xác định số chênh dị thường độ cao chuẩn hóa xác định tại các. ứng dụng công nghệ đo cao GPS và một số ứng dụng khác. Nghiên cứu chính xác hóa dị thường độ cao EGM2008 dựa trên số liệu GPS - Thủy chuẩn trên phạm vi cục bộ ở Việt Nam với mục tiêu xây. EGM96, EGM2008 vv… để xử lý lưới GPS, xác định độ cao thủy chuẩn cho các điểm của lưới. Tuy nhiên, về độ chính xác dị thường độ cao (hoặc độ cao Geoid ) và hiệu dị thường độ cao (hoặc hiệu độ cao