Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS trong thành lập lưới khống chế thi công công trình thuỷ điện

Bố trí công trình là công tác trắc địa được tiến hành ở ngoài thực địa để xác định vị trí mặt bằng và độ cao của các điểm, độ cao thẳng đứng của các kết cấu, các mặt phẳng đặc trưng của công trình để xây dựng theo đúng thiết kế

MỤC LỤC

Chương 1 Yêu cầu, đặc điểm đối với lưới khống chế thi công 21.1 Một số khái niệm về bố trí công trình 21.2 Một số yêu cầu chung đối với mạng lưới thi công thủy điện 31.3 Phân tích các phương pháp thành lập lưới 81.4 Lựa chọn hệ quy chiếu đối với các mạng lưới thi công 9

2.1 Cấu trúc chung của hệ thống định vị toàn cầu GPS 11

2.4 Ứng dụng GPS trong lưới trắc địa công trình Thủy điện 17

3.1 Xử lý số liệu GPS bằng phần mềm GPSURVEY 2.35 283.2 Tính chuyển tọa độ đo GPS về hệ tọa độ công trình 423.3 Thực nghiệm

Kết luận Tài liệu tham khảo

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay vấn đề ứng dụng công nghệ GPS vào lĩnh vực trắc địa nói chung

và trắc địa công trình nói riêng đã trở nên phổ biến Với các trị đo cạnh ngắn và liênkết trong một mạng lưới chặt chẽ, công nghệ GPS có tiềm năng đạt được độ chínhxác cao về vị trí tương hỗ giữa các điểm trong lưới đáp ứng được nhiều tiêu chuẩnchặt chẽ của các mạng lưới chuyên dùng trong TĐCT Đối với các công trình thuỷđiện có địa hình phức tạp, độ dốc lớn, quy mô công trình lớn, kéo dài theo dọc sôngthì việc ứng dụng công nghệ GPS trong xây dựng thành lập các loại lưới khống chế

là hoàn toàn hợp lý và đạt hiệu quả cao hơn so với các phương pháp truyền thốngtrước đây Với mục đích nghiên cứu việc ứng dụng công nghệ GPS vào thực tiễnxây dựng các công trình thuỷ điện tôi đã chọn đề tài:

Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS trong thành lập lưới khống chế thi công công trình thuỷ điện.

Bố cục của đề tài gồm 3 phần:

Chương 1: Yêu cầu, đặc điểm đối với lưới khống chế thi công công trình thủy

điện

Chương 2: Ứng dụng công nghệ GPS vào thành lập lưới khống chế thi công

công trình thủy điện

Chương 3: Thực nghiệm xử lý số liệu của lưới.

Trong thời gian thực hiện đề tài này được sự nhiệt tình giúp đỡ của PGS.TS TrầnKhánh cùng các thầy cô trong khoa, sự đóng góp ý kiến của các bạn đặc biệt là

sự nỗ lực hết mình của các thành viên trong nhóm Chúng em đã hoàn thành đềtài nghiên cứu khoa học này

Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do kiến thức còn hạn hẹp, kinh nghiệm thực

tế chưa nhiều, thời gian nghiên cứu ít nên không tránh khỏi những thiếu sót.Chúng em mong được sự đóng góp ý kiến của quý Thầy cô và các bạn để nghiêncứu khoa học này được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN

1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM VỀ BỐ TRÍ CÔNG TRÌNH

1.1.1 Khái niệm chung

Bố trí công trình là công tác trắc địa được tiến hành ở ngoài thực địa đểxác định vị trí mặt bằng và độ cao của các điểm, độ cao thẳng đứng của các kếtcấu, các mặt phẳng đặc trưng của công trình để xây dựng theo đúng thiết kế Lưới khống chế thi công thường được thành lập dưới dạng lưới tự do vì :

- Độ chính xác yêu cầu trong giai đoạn bố trí thi công công trình cao hơn

độ chính xác của lưới cơ sở được thành lập trong giai đoạn khảo sát thiết kế

- Hệ tọa độ trong giai đoạn khảo sát là hệ tọa độ nhà nước còn trong giaiđoạn bố trí công trình thường sử dụng hệ tọa độ quy ước riêng

- Lưới khống chế thi công thường được quy chiếu lên mặt phẳng có độ caotrung bình của khu vực thi công

- Công trình thủy điện thường trải dài trên 1 khu vực rộng lớn, mật độ bốtrí tại mỗi vị trí là khác nhau.Thường tại khu vực nhà máy có khối lượng côngtác bố trí nhiều hơn khu vực xây dựng đập

Cơ sở hình học để chuyển bản thiết kế ra ngoài thực địa là các trục bố trí,

vị trí của chúng chỉ rõ trên bản thiết kế, người ta phân biệt một số trục bố trí nhưtrục chính, trục cơ bản, trục chi tiết…

- Trục chính là các trục đối xứng của công trình, đối với công trình dạngtuyến đó là trục dọc của công trình

- Trục cơ bản là trục tạo nên hình dạng và kích thước theo chu vi côngtrình

- Trục chi tiết, trục trung gian là những trục để bố trí các phần chi tiết củacông trình

Để tiến hành bố trí công trình, cần xây dựng trên thực địa một hệ thốngcác điểm mặt bằng và độ cao gọi là lưới khống chế thi công, tọa độ và độ cao củachúng được xác định với độ chính xác cần thiết Sau đó tiến hành tính toán vàlập các bản vẽ bố trí dựa trên tọa độ và độ cao các điểm trong lưới và các số liệuthiết kế

1.1.2 Trình tự thực hiện công tác bố trí công trình

Công tác bố trí công trình được tiến hành theo ba giai đoạn:

- Bố trí cơ bản: từ điểm khống chế trắc địa bố trí trục chính của công trình.

Từ trục chính bố trí trục cơ bản

- Bố trí chi tiết: từ trục chính và trục cơ bản bố trí các trục dọc trục ngangcủa các bộ phận công trình, đồng thời bố trí các điểm và mặt phẳng theo độ caothiết kế

- Bố trí công nghệ: công tác trong giai đoạn này nhằm đảm bảo lắp đặt vàđiều chỉnh các kết cấu xây dựng và thiết bị kỹ thuật

1.2 MỘT SỐ YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI MẠNG LƯỚI THI CÔNGTRONG XÂY DỰNG THỦY ĐIỆN

1.2.1 Đặc điểm cấu trúc chung của công trình thủy điện.

Các công trình thuỷ lợi được xây dựng để sử dụng các tài nguyên thuỷnăng và nguồn dự trữ nước vào việc giải quyết một số vấn đề của nền kinh tếquốc dân Một số vấn đề quan trọng đó là:

- Sử dụng năng lượng dòng chảy ở các trạm thuỷ điện

- Giải quyết vấn đề giao thông bằng cách xây dựng hệ thống các kênh dẫn

và âu thuyền

- Tưới và tiêu nước cho các vùng đất canh tác

- Cấp nước cho các thành phố và các Sở giao thông, Công Nông nghiệp.Tập hợp các công trình thuỷ lợi để giải quyết đồng thời các vấn đề trênđược gọi là đầu mối thuỷ lợi Một đầu mối thuỷ lợi lớn có thể bao gồm nhữngcông trình sau:

- Đập chắn bằng bê tông cốt sắt có sân tràn hoặc đập đất không sân tràn

- Các công trình để thông thương dòng chảy (như các âu thuyền hoặc kênhnổi và ngầm)

- Các công trình để cá qua lại giữa thượng và hạ lưu

- Hồ chứa nước cùng với công trình thoát nước và các kênh dẫn để cấpthoát nước cho đồng ruộng

Các công trình thủy điện được phân loại như sau:

- Nhà máy sau đập: các nhà máy kiểu này thì có đập được xây dựng ở gầnnhà máy, như nhà máy thủy điện Hòa Bình,Sơn La, thủy điện Thác Bà…

- Nhà máy đường dẫn: thủy điện được xây dựng theo phương pháp này thìđập được bố trí xây dựng cách xa nhà máy, nước được dẫn qua ống dẫn vào nhàmáy, như thủy điện A Lưới.

Các tuyến đập thì được phân loại theo hình dạng: có đập cong ( hình 1.1a), đập thẳng ( hình 1.1b).

(Hình 1.1a) ( Hình 1.1b)

Hình 1.1: Đập nhà máy thủy điện Hòa Bình và Sơn La Các đường hầm thì có: dạng kênh, đường hầm ( hình 1.2a), đường ống dẫn nước ( hình 1.2b).

1.2a: Nhà máy thuỷ điện 1.2b:Đường ống áp lực

Hình 1.2: Nhà máy thuỷ điện và đường ống áp lực

1.2.2 Lưới tam giác thủy công

Do các mạng lưới trắc địa được xây dựng trước đây trong thời kì khảo sátkhông đáp ứng được yêu cầu về độ chính xác cũng như mật độ điểm Bởi vậy,trên khu vực xây dựng công trình đầu mối người ta thành lập các mạng lưới trắcđịa chuyên dùng mà độ chính xác của chúng phụ thuộc chủ yếu vào hạng mụccủa các công trình đầu mối, lưới này có tên gọi là lưới tam giác thủy công.

Lưới tam giác thủy công và thủy chuẩn thủy công được thiết kế và xâydựng làm cơ sở cho công tác:

- Đưa tim mốc thiết kế công trình ra thực địa

- Là hệ tọa độ, độ cao cơ sở để đo vẽ các loại bản đồ, mặt cắt trong quátrình thành lập bản vẽ thi công, thi công công trình

- Kiểm tra độ chính xác quá trình thi công, xây lắp và hoàn công các hạngmục công trình

- Là cơ sở để xây dựng mạng lưới biến dạng trắc địa công trình bằngphương pháp trắc địa

Lưới tam giác thủy công được chia làm 3 cấp hạng: I, II, III Các thông số

kĩ thuật và độ chính xác của các cấp lưới tam giác thủy công được nêu trongbảng 1.1

Bảng 1.1: Độ chính xác của các cấp lưới tam giác thủy công

Cấp hạng lưới tam giác thủy công

Chiều dài cạnh (km)

S.S.T.P

đo góc (“)

Sai số khép tam giác

Sai số chiều dài cạnh yếu nhất

Ngoài ra phải xét đến tính phức tạp của công trình, các hạng mục của côngtrình phân tán hay tập chung, mức độ khó khăn của điều kiện địa hình mà tănghoặc chia cấp hạng lưới tam giác thủy công để đảm bảo độ chính xác cần thiếtcho công trình.

Căn cứ vào mặt bằng công trình và điều kiện địa hình mà có thể xây dựng

1 hoặc 2 bậc lưới tam giác thủy công Nếu xây dựng 2 bậc lưới tam giác thủycông thì lưới bậc 1 là lưới tam giác cơ sở cho toàn bộ công trình Lưới bậc 2 làlưới tam giác cho hạng mục công trình cục bộ

Hệ quy chiếu của lưới tam giác thủy công phải được lựa chọn phù hợp đểđảm bảo lưới có độ biến dạng nhỏ nhất so với thực địa và các sai số do phépchiếu gây lên không ảnh hưởng đến độ chính xác của các cấp lưới đã chọn

Lưới được xây dựng phải phù hợp với kích thước, hình dạng mặt bằngcông trình đảm bảo lưới có độ biến dạng ít nhất Hệ tọa độ của lưới phải phù hợp(gần đúng nhất) với hệ tọa độ đã dùng trong giai đoạn khảo sát, thiết kế côngtrình

Số lượng, mật độ điểm lưới tam giác thủy công cho từng công trình cầnđược tính toán, bố trí sao cho mỗi điểm tim tuyến có thể được xác định độc lập

từ ít nhất 2 điểm tam giác Mốc lưới tam giác thủy công được thiết kế xây dựng

là loại mốc hình trụ bền vững, mặt mốc dạng định tâm bắt buộc Xung quanhmốc có tường vây bảo vệ

Máy trắc địa sử dụng để đo lưới tam giác thủy công phải có độ chính xáccao và ổn định Có thể sử dụng các máy toàn đạc điện tử và máy thu vệ tinhGPS Trước và sau khi đo phải thực hiện công tác kiểm nghiệm, hiệu chỉnh máytheo đúng quy định của quy phạm nhà nước

Công tác đo ngoại nghiệp phải chọn thời gian thích hợp để giảm tối thiểuảnh hưởng do thời tiết đến sai số đo đạc và tuân thủ nghiêm ngặt quy trình đođạc lưới trắc địa với yêu cầu độ chính xác cao

Tính toán xử lý số liệu của lưới phải được thực hiện theo nguyên tắc sau:

- Luôn bảo toàn cấu trúc nội tại lưới loại trừ ảnh hưởng của sai số số liệugốc đối với kết quả bình sai

- Tất cả các bậc lưới phải được tính toán trong hệ tọa độ phù hợp với hệ đãđược sử dụng trong giai đoạn khảo sát công trình

1.2.3 Yêu cầu độ chính xác bố trí tim tuyến công trình thủy điện

Công tác đưa tim các trục chính (tim tuyến) công trình từ bản vẽ thiết kế

ra thực địa là nhiệm vụ của tổ chức thiết kế

Các điểm tim tuyến công trình chỉ được đo đạc định vị thực địa khi có cơ

sở gốc là các điểm lưới tam giác thủy công

Số lượng các điểm tim tuyến do chủ nhiệm đề án yêu cầu, có tham khảo ýkiến của kĩ sư chính và chủ nhiệm địa hình công trình Yêu cầu độ chính xácxem bảng 1.2

Bảng 1.2: Độ chính xác công tác đưa tim tuyến

Chiều dọc Chiều ngang

I Công trình cấp I, II

Độ chính xác tương đường chuyền hạng 4

1.3 PHÂN TÍCH CÁC PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP LƯỚI

Lưới tam giác thủy công được thành lập theo một trong những phươngpháp sau: Phương pháp lưới tam giác đo góc cạnh kết hợp; Phương pháp lướiGPS; Phương pháp kết hợp lưới GPS và tam giác đo góc cạnh

1.3.1 Phương pháp lưới tam giác đo góc cạnh kết hợp

Trong lưới đo góc cạnh kết hợp có thể đo tất cả hoặc một phần các góc vàcạnh của lưới So với các lưới tam giác đo góc và đo cạnh, lưới tam giác đo góccạnh ít phụ thuộc hơn vào kết cấu hình học của lưới, giảm đáng kể giữa dịch vịdọc và dịch vị ngang, đảm bảo kiểm tra chặt chẽ trị đo góc và cạnh Lưới đo góccạnh cho phép tính tọa độ các điểm chính xác hơn ( khoảng 1.5 lần) so với lướitam giác đo góc hoặc đo cạnh Khi bình sai lưới đo góc cạnh nảy sinh vấn đề lựachọn quan hệ giữa sai số đo góc và đo cạnh Quan hệ này được coi là hợp lý khiđảm bảo điều kiện:

Trong thực tế nên đảm bảo quan hệ này trong phạm vi:

Lưới tam giác đo góc cạnh ít phụ thuộc hơn vào kết cấu hình học của lưới,giảm đáng kể sự phụ thuộc giữa dịch vị dọc và dịch vị ngang, đảm bảo kiểm trachặt chẽ các trị đo góc và cạnh Lưới đo góc cạnh cho phép tính tọa độ các điểmchính xác hơn khoảng 1,5 lần so với lưới tam giác đo góc hoặc đo cạnh

1.3.2 Phương pháp lưới GPS

Hiện nay công nghệ GPS được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực trắc địa,trong đó có ngành trắc địa công trình, bởi vì công nghệ này có nhiều ưu điểm nổibật và đạt hiệu quả công tác cao Theo các tiêu chuẩn máy thu hiện có, có thểứng dụng GPS để thành lập các mạng lưới khống chế thi công công trình

Khi thiết kế lưới, ngoài việc đảm bảo các điều kiện cần thiết đối với lướiGPS, cần lưu ý để các điểm được chọn phải đảm bảo sử dụng có hiệu quả trongthi công công trình Muốn vậy lưới cần được thiết kế trên tổng bình đồ công





trình.Vì lưới khống chế thi công được thành lập trên khu vực xây dựng với cácđối tượng cản trở tầm ngắm trên bầu trời, tạo sự phát xạ nhiệt và sang điện từ, dovậy cần lưu ý chọn vị trí các điểm GPS chịu ảnh hưởng ít nhất của tác động trên.Các vật cản xung quanh điểm đo có góc cao không quá 150 (hoặc có thể là 200)

để tránh cản trở tín hiệu GPS

1.4 LỰA CHỌN HỆ QUY CHIẾU ĐỐI VỚI CÁC MẠNG LƯỚI THI CÔNG

Lưới khống chế thi công có một vai trò rất quan trọng trong quá trình xâydựng công trình Chất lượng của lưới khống chế thi công sẽ đảm bảo tính chínhxác của công trình trong thời gian xây dựng Vì vậy để đảm bảo độ chính xác bốtrí công trình, lưới khống chế thi công được thành lập phải đảm bảo yêu cầu: sựđồng nhất giữa tọa độ thiết kế và hệ tọa độ thi công công trình Do đó nhất thiếtchúng ta phải lựa chọn hệ quy chiếu sao cho hợp lý

1.4.1 Chọn mặt chiếu

Số hiệu chỉnh do chiếu cạnh AB xuống mặt chiếu AB (hình 1.4):

S = A0B0 - AB được tính theo công thức:

(1.3)

Trong đó : S là chiều dài cạnh đo được;

Hm là độ cao trung bình của cạnh

và HA là độ cao của mặt chiếu;

Rm là bán kính trung bình của

Ellipxoid (R= 6370 km)

Từ công thức trên, ta có:

Hình 1.4: Số hiệu chỉnh chiều dài

Số hiệu chỉnh này ảnh hưởng không đáng kể đến tỷ lệ lưới, nếu H  m H A

càng nhỏ Để H  m H A nhỏ thì ta phải chọn sao cho độ cao mặt chiếu đi qua độ cao trung bình của khu vực xây dựng

m

A m

h

R

H H

1.4.2 Chọn múi chiếu

Số hiệu chỉnh chiều dài cạnh sẽ có dấu dương và tăng từ trục đến mép củamúi chiếu Khoảng cách Smp giữa hai điểm trên mặt phẳng được tính theo côngthức:

Trong đó: S- chiều dài cạnh trên Ellipxoid;Rm- bán kính trung bình củaEllipxoid;

là trị trung bình hoành độ điểm đầu và cuối của S.Để chọn hệ tọa độ cho lướitrắc địa công trình ta đặt điều kiện: Smp = 0

160 km đến 200 km, còn phép chiếu UTM 30 ( k= 09999) thì kinh tuyến trụccách khu đo trong giới hạn 70km đến 110km

2

y c y d

ym  

2 2

12

m mp

Chương 2

TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ĐỊNH VỊ GPS

2.1 CẤU TRÚC CHUNG CỦA HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU (GPS)

Với mục đích đạo hàng và dẫn đường trên biển phục vụ cho mục đíchquân sự, vào khoảng những năm 60 các nhà khoa học Mĩ và Liên Xô đã chạyđua nghiên cứu về vệ tinh nhân tạo và đã đạt được những thành tựu to lớn trongviệc sử dụng vệ tinh của mình để xác định vị trí điểm trên bề mặt trái đất hoặctrên đại dương phục vụ cho việc dẫn đường cho tàu, thuyền và nhiều lĩnh vựckhác

Trong những năm đó, các nhà khoa học của Liên Xô đã phóng thành công

hệ thống định vị toàn cầu mang tên Glonass (Global Navigation Satellite System) Cùng với thời gian này, bộ quốc phòng Mỹ cũng đã xây dựng được một

-hệ thống đạo hàng vô tuyến vệ tinh mang tên: NAVSTAR GPS (NavigationSatellite Providing Timing and Ranging Global Positioning System) Hai hệthống định vị và toàn cầu của Mỹ và Liên Xô đều có cấu trúc và nguyên lý hoạtđộng giống nhau bao gồm ba bộ phận cấu thành là: Đoạn không gian, đoạn điềukhiển, đoạn sử dụng

2.1.1 Đoạn không gian

Đoạn không gian bao gồm các vệ tinh chuyển động trên 6 mặt phẳng quỹđạo ở độ cao khoảng 20.200km Mặt phẳng quỹ đạo nghiêng với mặt phẳng xíchđạo trái đất một góc 550 Vệ tinh GPS chuyển động trên mặt phẳng quỹ đạo gầnnhư là tròn với chu kì 718 phút Hệ thống gồm 24 vệ tinh ( Hình 2.1 ), mỗi quỹđạo có 4 vệ tinh

Hình 2.1.Vệ tinh và phân bố vệ tinh trên quỹ đạo

Với sự phân bố vệ tinh trên quỹ đạo vệ tinh như vậy, ở bất kì vị trí quantrắc nào trên trái đất và trong bất kì thời gian nào cũng có thể quan trắc được ítnhất 4 vệ tinh GPS Tất cả các vệ tinh đều có thiết bị dao động với tần số chuẩn

cơ sở là f0 =10.23 MHz Tần số này còn gọi là tần số chuẩn của đồng hồ nguyên

tử, với độ chính xác cỡ 10-12 Từ tần số cơ sở f0 thiết bị sẽ tạo ra 2 tần sóng tải L1

- Các sóng tải L1, L2 thuộc dải sóng cực ngắn và được điều biến bởi hai

loại code khác nhau là: C\A – code và P – code.

2.1.2 Đoạn điều khiển ( Control Segment )

Hình 2.2: Các trạm điều khiển của hệ thống GPS

Đoạn điều khiển được thiết lập để duy trì hoạt động của toàn bộ hệ thốngđịnh vị toàn cầu này Một trạm điều khiển trung tâm có nhiệm vụ chủ yếu tronggiai đoạn điều khiển, cập nhật thông tin đạo hàng truyền từ vệ tinh, cùng phốihợp với trạm điều khiển trung tâm là hệ thống hoạt động kiểm tra bao gồm 4

trạm theo dõi phân bố quanh trái đất.

2.1.3 Đoạn sử dụng ( User Segment)

Phần sử dụng bao gồm các máy thu tín hiệu từ vệ tinh trên đất liền, máybay hoặc tàu thủy Các máy thu này phân ra làm 2 loại: máy thu 1 tần số và máy

Định vị tương đối là sử dụng ít nhất 2 máy thu để xác định vị trí tương đốigiữa các điểm đồng thời đặt máy thu Định vị tương đối: xác định pha sóng mangL1, L2:

Trong đó:  - bước sóng (=c/f); f - tần số sóng; N - số nguyên lần bước sóng;

 - Pha của sóng; S – Khoảng cách vệ tinh máy thu

2.2.2 Các phương pháp đo GPS

1 Phương pháp đo GPS tuyệt đối

Đo GPS tuyệt đối là sử dụng máy thu GPS để xác định ngay ra tọa độđiểm quan sát trong hệ thống tọa độ WGS-84 Đó có thể là các thành phần tọa độvuông góc trong không gian (X, Y, Z) hoặc các thành phần tọa độ mặt cầu (B, L,H) Hệ thống tọa độ WGS-84 là hệ thống tọa độ cơ sở của hệ thống GPS; tọa độ

của vệ tinh cũng như các điểm quan sát cũng lấy theo hệ thống tọa độ này Hệtọa độ WGS-84 được lập gần giống với Ellipxid, WGS-84 có kích thước: a =6378137.0m; và 1/ỏ = 298.2572

Để xác định tọa độ tuyệt đối của một điểm mặt đất chúng ta sử dụng kĩthuật “tựa khoảng cách” Kỹ thuật này được mô tả bằng công thức (2.3):

C.t + C.t = (x3  x P) 2  (y3  y P) 2  (z3  z P) 2 (2.3)

2 Phương pháp đo GPS tương đối

Đo GPS tương đối là trường hợp sử dụng 2 máy thu GPS đặt tại 2 điểmquan sát khác nhau xác định hệ tọa độ không gian(X, Y, Z) hay hiệu tọa độtrắc địa (B, L, H) giữa các điểm đó trong hệ tọa độ WGS-84

Nguyên tắc đo GPS tương đối được thực hiện trên cơ sở sử dụng đại lượng

đo là pha sóng tải Để đạt độ chính xác cao và rất cao, cho kết quả xác định hiệutọa độ (hay vị trí tương hỗ) giữa 2 điểm đang xét, người ta tạo ra và sử dụng cácsai phân khác nhau cho pha sóng tải nhằm làm giảm ảnh hưởng của các nguồnsai số khác nhau như: sai số đồng hồ trên vệ tinh cũng như trong máy thu…

2.2.3 Các loại sai số trong kết quả đo GPS

1 Sai số đồng hồ

Đây là sai số đồng hồ trên vệ tinh, đồng hồ trên máy thu và sự không đồng

bộ của chúng Đồng hồ trên vệ tinh là đồng hồ nguyên tử, độ chính xác caonhưng không phải là không có sai số Trong đó sai số hệ thống lớn hơn sai sốngẫu nhiên rất nhiều, nhưng có thể dùng mô hình để cải chính sai số hệ thống, do

đó sai số ngẫu nhiên trở thành chỉ tiêu quan trọng để đánh giá độ chính xác củađồng hồ

2 Sai số quỹ đạo vệ tinh

Chuyển động của vệ tinh trên quỹ đạo không tuân thủ nghiêm ngặt theođịnh luật Kepler do có nhiều tác động nhiễu như: tính không đồng nhất của trọngtrường trái đất, ảnh hưởng sức hút mặt trăng, sức cản khí quyển…

Vị trí tức thời của vệ tinh chỉ có thể xác định theo mô hình chuyển độngxây dựng trên cơ sở các số liêu quan sát trên các trạm có độ chính xác cao trênmặt đất thuộc phần điều khiển của hệ thống GPS và đương nhiên có chứa sai số

3 Sai số do tầng điện ly và tầng đối lưu

Được phát đi từ vệ tinh có độ cao 20.200km xuống tới máy thu trên mặtđất, các tín hiệu vô tuyến xuyên qua tầng điện ly và tầng đối lưu Tốc độ lan

truyền tín hiệu tăng tỉ lệ thuận với mật độ điện tử tự do trong tầng điện ly và tỷ lệnghịch với tần số của tín hiệu.Tầng đối lưu được tính từ mặt đất đến độ cao50km và tầng điện ly ở độ cao từ 50 – 1000km Tín hiệu truyền từ vệ tinh quatầng điện ly, tầng đối lưu đến máy thu bị khúc xạ và thay đổi tốc độ lan truyền.

4 Sai số do nhiễu tín hiệu

Ăngten máy thu không chỉ thu tín hiệu đi thẳng từ vệ tinh tới mà còn nhận

cả các tín hiệu phản xạ từ mặt đất và môi trường xung quanh Sai số do hiệntượng này sinh ra được gọi là sai số do nhiễu tín hiệu vệ tinh Để giảm sai sốnày, các nhà chế tạo máy thu không ngừng hoàn thiện cấu tạo của máy thu vàăngten

5 Các nguồn sai số khác

Gồm có: Sai số do ảnh hưởng tự xoay của trái đất, sai số do triều tịch củatrái đât, sai số do hiệu ứng của thuyết tương đối, sai số vị trí của máy thu, sai số

vị trí tâm ăngten của máy thu

2.3 PHƯƠNG PHÁP LIÊN KẾT LƯỚI GPS

Khi thiết kế đồ hình lưới, căn cứ vào mục đích sử dụng, thông thường có 4phương thức cơ bản thành lập lưới.: liên kết điểm, liên kết cạnh, liên kết lưới,liên kết hỗ trợ cạnh điểm Ngoài ra còn có liên kết hình sao, liên kết đườngchuyền phù hợp, liên kết chuỗi tam giác Lựa chọn phương thức nào là tùy thuộc

độ chính xác yêu cầu của công trình, điều kiện bên ngoài thực địa và số lượngmáy thu GPS

Dưới đây là một số đồ hình liên kết ( hình 2.4) :

2.4a Đồ hình liên kết dạng điểm 2.4b Đồ hình liên kết dạng cạnh

Máy thu GPS

2.4c Đồ hình dạng liên kết chuỗi tam giác

và các đập thủy điện, những công trình có kết cấu vững chắc đang phải hoạtđộng với áp lực lớn…

Đặc biệt có khá nhiều lưới không chế thi công các công trình thủy điệnđược thành lập bằng công nghệ GPS như: thủy điện Hòa Bình Yaly, Sông Hinh,