ỨNG DỤNG GNSS TRONG TRẮC ĐỊA

hướng dẫn chi tiết ứng dụng công nghệ GNSS trong trắc địa.

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 7

CHƯƠNG 1: 9

LÝ THUYẾT CHUNG VỀ HỆ THỐNG VỆ TINH DẪN ĐƯỜNG TOÀN CẦU GNSS 9

1.1 Giới thiệu chung 9

1.2 Công nghệ GNSS 9

1.3 Công nghệ CORS/RTK 11

1.3.1 Ưu điểm của công nghệ CORS với cách đo RTK truyền thống 12

1.3.2 Phân loại CORS 13

CHƯƠNG 2 17

CÁC PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ TRONG TRẮC ĐỊA 17

2.1 THÀNH L P LƯỚI KHỐNG CHẾ BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN THỐNGẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN THỐNG 17

2.1.1 Lưới khống chế cấp Nhà nước 17

2.1.2 Lưới giải tích 17

2.1.3 Lưới khống chế đo vẽ 18

2.2 THÀNH L P LƯỚI KHỐNG CHẾ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ V TINHẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN THỐNG Ệ TINH 23

2.2.1 Nguyên lý cấu tạo hệ thống định vị toàn cầu 23

2.2.2 Các phương pháp định vị GPS 26

2.2.3 Ứng dụng công nghệ GPS thành lập lưới khống chế trắc địa 30

2.3 Công nghệ GNSS trong việc xây dựng lưới trắc địa 32

2.3.1 Xây dựng lưới tọa độ mang tính toàn cầu 34

2.3.2.Quá trình hiện đại hóa khái niệm hệ quy chiếu trắc địa trên cơ sở sự phát triển ứng dụng công nghệ GNSS 36

2.3.3.Hoạt động của lưới trắc địa toàn cầu IGS 38

2.4 Xây dựng mạng lưới trạm CORS và ứng dụng công nghệ 39

CHƯƠNG 3 42

GIỚI THIỆU TRẠM CORS THEO KỸ THUẬT NRS CỦA SOUTH LẮP ĐẶT Ở TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT 42

3.1.Trạm CORS theo kỹ thuật NRS 42

3.2.Xác định tọa độ trạm CORS 49

Chương 4: 57

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GNSS/CORS/RTK TRONG VIỆC THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ MẶT BẰNG Ở VIỆT NAM 57

4.1 Những vấn đề chung 57

4.1.1Sự thay đổi quan niệm về hình thái, cấu trúc, độ chính xác lưới khống chế từ khi có công nghệ GNSS/CORS/RTK 58

4.2 Lưới khống chế trắc địa theo quan điếm mới 62

4.3 Phương pháp xây dựng lưới CORS (GNSS/CORS/RTK) 64

4.3.1 Các phương pháp xây dựng lưới các trạm CORS 64

4.4 Một số đặc điểm khi xây dựng lưới GNSS/CORS/RTK 66

4.5 Khả năng thay đổi lưới khống chế tạo độ ở việt nam theo phương thức xây dựng lưới GNSS/CORS/RTK 68

4.5.1 Tổ chức xây dựng và nguyên lý vận hành lưới khống chế GNSS/CORS/RTK .71

4.6.Quy trình đo bằng công nghệ CORS-RTK 72

4.7 Xử lý số liệu thành lập lưới khống chế khu đo so sánh và đánh giá độ chính xác 81

KẾT LUẬN 85

TÀI LIỆU THAM KHẢO 87

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Trạm CORS đơn 14

Hình 1.1 Trạm CORS đơn 14

Hình 1.2 Nhiều trạm CORS 15

Hình 1.3 Trạm CORS mạng 16

Hình 1.4 Quá trình xử lý dữ liệu của trạm CORS mạng 16

Hình 2.1 Lưới khống chế cấp Nhà nước 18

Hình 2.2 Các dạng đường chuyền kinh vĩ 19

Hình 2.3 Các dạng lưới tam giác nhỏ 20

Hình 2.4 Lưới đa giác trung tâm 22

Hình 2.5 Chuỗi tam giác 22

Hình 2.6 Lưới tứ giác 23

Hình 2.2.1 Đoạn không gian 24

Hình 2.2.1 Đoạn điều khiển trên mặt đất 25

Hình 2.2.3 Máy thu GPS a) Trimble (Mỹ); b) Topcon (Nhật Bản) 26

Hình 2.2.4 Định vị GPS tuyệt đối 27

Hình 2.2.5 Định vị GPS tương đối tĩnh 28

Hình 2.2.6 Định vị GPS tương đối động 29

Hình 2.2.7 Định vị GPS vi phân 30

Hình 2.2.8 Góc mở lên bầu trời tại một trạm đo GPS 31

Hình 3.1 Bộ thu nhận tín hiệu NRS NET S8 43

Hình 3.2.Thiết đặt thông số cho trạm thu 43

Hình 3.3 Antenna thu tín hiệu GNSS của hãng South 43

Hình 3.4 Trạm CORS – N001 tại trường Đại học Mỏ - Địa chất 44

Hình 3.5 Phần mềm xử lý số liệu 45

Hình 3.6 Phần mềm trung tâm theo dõi vệ tinh GNSS 45

Hình 3.7 Quản lý tọa độ trạm CORS 46

Hình 3.8 Quản lý tọa độ trạm CORS 46

Hình 3.9 Quản lý tọa độ trạm CORS 47

Hình 3.10 Quản lý kết nối trạm CORS 47

Hình 3.11 Phần mềm tính chuyển tọa độ 48

Hình 3.12.Quản lý chức năng đo RTK bằng phần mềm NRS-Server 48

Hình 3.13 Sơ đồ điểm trạm CORS kết nối với các điểm IGS 50

Hình 3.14: Tham số cài đặt trong môdul GPSEST để ghi nhớ trị đo dư 51

Hình 3.15: Tham số cài đặt trong môdul GPSEST để giải cạnh lần 3 51

Hình 3.16: Sử dụng giải pháp tính và so sánh Helmet để tính tọa độ và vận tốc .52

Hình 3.17: Sai số (RMS) của tham số chuyển đổi Helmert với lời giải kết hợp 54

Hình 4.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống GNSS/CORS/RTK 59

Hình 4.2.Đồ hình lý tưởng bố trí các điểm trạm CORS 68

Hình 4.3 Tính số lượng điểm khống chế trên một đơn vị diện tích 69

Hình 4.5.Kết nối Bluetooth 72

Hình 4.6 Chọn loại máy kết nối 73

Hình 4.7 Chọn cổng kết nối 73

Hình 4.8 Cổng kết nối đã được chọn 74

Hình 4.9 Khởi động phần mềm đo RTK 74

Hình 4.10 Kết nối RTK với trạm CORS 75

Hình 4.11 Kết nối thành công RTK và trạm CORS 75

Hình 4.22 Job thao tác RTK 77

Hình 4.23 Sơ đồ lưới khu vực đo vẽ 81

Hình 4.2.4 quá trình đo đạc 83

DANH MỤC BẢNG BIỂ

Bảng 1.1 phân loại trạm cors 13

Bảng 1.2 Thông số kỹ thuật của trạm CORS đơn 14

Bảng 2.1 Thời gian thu tín hiệu GPS 32

Bảng 3.1: Thành phần tọa độ và sai số trong hệ tọa độ WGS-84 52

Bảng 3.2: Giá trị sai số thành phần các điểm trong 18 đo với giải pháp so sánh độc lập (mm) 54

Bảng 3.3 Tọa độ và các thành phần sai số của trạm CORS-N001 55

Bảng 3.4 Các tham số tính chuyển tọa độ từ hệ tọa độ WGS- 84 sang hệ tọa độ VN- 2000 56

Bảng 4.1 Số lượng điểm trạm CORS ở Việt Nam 69

Bảng 4.5 So sánh 84

DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT

GNSS - Global Navigation Satellite System

CORS - Continuously Operating Reference Station

RTK – Real Time Kinematic

GPS - Global Positioning System

IGS - International GNSS Service

ITRF - International Terrestrial Reference Frame

WGS - Wold Geodetic System

IAG - International Association of Geodesy

LỜI MỞ ĐẦU

Từ khi ra đời, hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu đã mở ra kỷ nguyênmới cho khoa học, công nghệ nói chung cũng như ngành trắc địa - bản đồ nóiriêng Với ưu thế về công nghệ như đã nói trên, GNSS đã làm thay đổi một cáchcăn bản về quan niệm cũng như phương thức giải quyết các bài toán xác địnhtọa độ vị trí các điểm trên mặt đất

Ở Việt Nam trong thời gian qua, công nghệ GNSS đã giúp cho việc nângcấp độ chính xác, hoàn thiện, hiện đại hóa lưới tọa độ đã được thiết lập theoquan niệm truyền thống thành Hệ quy chiếu và hệ lưới điểm tọa độ quốc gia VN

- 2000 Đây là thành tựu đã được công nhận, đánh dấu một giai đoạn của khoahọc trắc địa và bản đồ nước ta Trước thành tựu phát triển vượt trội của côngnghệ GNSS trên thế giới, việc tiếp tục xây dựng lưới tọa độ trắc địa thuần túybằng công nghệ GNSS thay thế lưới trắc địa truyền thống nhằm thỏa mãn mọinhu cầu hiện đại về tọa độ cần được đặt ra Ứng dụng công nghệ GNSS mangtính toàn cầu, là thành phần cơ bản nhất của hạ tầng thông tin địa lý như một xuhướng đã được hình thành trên thế giới.Trên thực tế đặt ra xu hướng cho tươnglai gần để xây dựng lưới tọa độ trắc địa hiện đại,nhằm đảm bảo mọi nhu cầu đặt

ra hiện nay,phù hợp với sự phát triển thông tin địa lý trên thế giới.Với đề tài

“NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GNSS/CORS/RTK TRONG CÔNG TÁC THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ CƠ SỞ MẶT BẰNG’’ và thực ngiệm tại khu vực chèm.

đặt ở trường Đại Học Mỏ Địa Chất

Chương 4: Ứng dụng công nghệ GNSS/CORS/RTK trong việc thành lập

lưới khống chế mặt bằng ở Việt Nam

Bằng sự cố gắng nỗ lực của bản thân và đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình,chu đáo của thầy giáo PGS.TS Phạm Công Khải, em đã hoàn thành đồ án đúngthời hạn Do thời gian làm đồ án có hạn và trình độ còn nhiều hạn chế nênkhông thể tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được sự đóng góp ýkiến của các thầy cô cũng như là của các bạn sinh viên để bài đồ án này hoànthiện hơn nữa Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Phạm Công Khải,các thầy cô giáo trong bộ môn Trắc Địa Mỏ Công Trình đã tạo điều kiện giúp

đỡ em trong thời gian qua

Em xin chân thành cảm ơn! Hà nội, ngày 18 tháng 6 năm 2015

Sinh viên thực hiện

Hồ Viết Tuấn

CHƯƠNG 1:

LÝ THUYẾT CHUNG VỀ HỆ THỐNG VỆ TINH DẪN ĐƯỜNG TOÀN

CẦU GNSS 1.1 Giới thiệu chung

Hiện nay trên thế giới, lưới cơ sở tọa độ quốc gia thường được xây dựng dưới dạng lưới các trạm GNSS quan trắc liên tục (trạm GNSS/RTK), có mật

độ phù hợp, đảm bảo độ chính xác, tin cậy, an toàn và phục vụ đa mục đích,người ta thường gọi dạng lưới này là lưới GNSS Tên gọi này chỉ mang tính mô

tả công nghệ "quan trắc liên tục để kết nối các điểm của lưới trong một hệ thốngmạng trực tuyến

Trên cơ sở sẵn có,chúng tôi sẽ đưa ra một quan niệm mới hơn trong việc xâydựng lưới tọa độ trắc địa bằng các công nghệ mới đó là GNSS/CORS/RTK

1.2 Công nghệ GNSS

GNSS được cấu thành như một chòm sao (một nhóm hay một hệ thống) của quỹđạo vệ tinh kết hợp với thiết bị ở mặt đất Trong cùng một thời điểm, ở một vị trítrên mặt đất nếu xác định được khoảng cách đến ba vệ tinh (tối thiểu) thì sẽ tínhđược tọa độ của vị trí đó GNSS hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết, mọi nơitrên trái đất và 24 giờ một ngày Mỹ là nước đầu tiên phóng lên và đưa vào sửdụng hệ vệ tinh dẫn đường này Mỹ đặt tên cho hệ thống này là hệ thống vệ tinhđịnh vị toàn cầu GPS (Global Positioning System), ban đầu là để dùng riêng choquân sự, về sau mở rộng ra sử dụng cho dân sự trên phạm vi toàn cầu, bất kểquốc tịch và miễn phí

Hiện nay, GNSS là tên gọi chung cho 3 hệ thống định vị dẫn dường sử dụng vệtinh là GPS (Global Positioning System) do Mỹ chế tạo và hoạt động từ năm

1994, GLONASS (GLobal Orbiting Navigation Satellite System) do Nga chếtạo và hoạt động từ năm 1995, và hệ thống GALILEO mang tên nhà thiên vănhọc GALILEO do Liên minh châu Âu (EU) chế tạo và dự kiến được đưa vào sửdụng trong năm 2010 Nguyên lý hoạt động chung của ba hệ thống GPS,GLONASS và GALILEO cơ bản là giống nhau Trung Quốc cho biết cũng đangthực hiện để có hệ GNSS của Trung Quốc Ấn Độ cũng công bố xây dựng hệGNSS của mình có tên là IRNSS và sẽ đi vào hoạt động năm 2012

- Cơ cấu của một hệ thống GNSS

Hệ thống GNSS được cấu tạo thành ba phần: phần không gian, phần điều khiển

và phần người sử dụng Cụ thể, mô tả hệ thống GPS của Mỹ như sau:Phần không gian: gồm các vệ tinh hoạt động bằng năng lượng mặt trời, bay trênquỹ đạo Quãng thời gian tồn tại của chúng vào khoảng 10 năm và chi phí chomỗi lần thay thế lên đến hàng tỷ USD Phần điều khiển: để duy trì hoạt động củatoàn bộ hệ thống GPS cũng như hiệu chỉnh tín hiệu thông tin của vệ tinh Có cáctrạm quan sát trên mặt đất, chia thành trạm trung tâm và trạm con Các trạm con,vận hành tự động, nhận thông tin từ vệ tinh, gửi tới cho trạm chủ Sau đó cáctrạm con gửi thông tin đã được hiệu chỉnh trở lại, để các vệ tinh biết được vị trícủa chúng trên quỹ đạo và thời gian truyền tín hiệu Nhờ vậy, các vệ tinh mới cóthể đảm bảo cung cấp thông tin chính xác tuyệt đối vào bất kỳ thời điểmnào.Phần người sử dụng và thiết bị thu vệ tinh: là khu vực có phủ sóng mà người

sử dụng cần có ăng ten và máy thu thu tín hiệu từ vệ tinh và có được thông tin vịtrí, thời gian và vận tốc di chuyển Để có thể thu được vị trí, ở phần người sửdụng cần có ăng ten và máy thu GNSS

- Hệ thống GNSS hoạt động như thế nào?

Các vệ tinh của GNSS bay vòng quanh trái đất hai lần trong một ngày theo mộtquỹ đạo rất chính xác và phát tín hiệu có thông tin xuống trái đất Các máy thuGNSS nhận thông tin này và bằng các phép tính lượng giác, máy thu có thể tínhđược vị trí của người dùng và hiển thị lên bản đồ điện tử của máy tính Máy thuGNSS phải bắt được với tín hiệu của ít nhất ba vệ tinh để tính ra vị trí hai chiều(kinh độ và vĩ độ) và để theo dõi được chuyển động Với bốn hay nhiều hơn số

vệ tinh trong tầm nhìn thì máy thu có thể tính được vị trí ba chiều (kinh độ, vĩ độ

và độ cao) Một khi vị trí người dùng đã tính được thì máy thu GPS có thể tínhcác thông tin khác, như tốc độ, hướng chuyển động, bám sát di chuyển, khoảnghành trình, quãng cách tới điểm đến, thời gian mặt trời mọc, mặt trời lặn vànhiều thứ khác nữa

- Một số ứng dụng của GNSS

GNSS được sử dụng cho vô số các ứng dụng khác nhau Ngày nay rất dễdàng nhận thấy sự hiện diện của GNSS trong mọi mặt của đời sống Kết hợpgiữa công nghệ thông tin, hệ thống bản đồ số và thiết bị định vị vệ tinh đã tạothành một hệ thống dẫn đường lý tưởng Trong lĩnh vực hàng không, 100% các

máy bay thương mại và quân sự sử dụng hệ thống dẫn đường tự động bằngGNSS.

Trong giao thông, hệ thống giám sát dẫn đường và điều khiển giao thôngcũng đã khai thác tuyệt đối thế mạnh của GNSS đã trở thành một hợp phầnkhông thể thiếu trong công nghiệp ô tô, chẳng hạn như hệ thống định vị dẫnđường trong các thương hiệu xe hơi nổi tiếng như Mercedes, BMW, Porsche,Maybach, Cadillac, Audi, Roll Royce…

Trong ngành đo đạc bản đồ, sự xuất hiện của GNSS đã thay đổi hoàn toànphương pháp đo đạc truyền thống, không phụ thuộc vào thời tiết, không bị giớihạn bởi khoảng cách, giảm tối đa yêu cầu về nhân lực lao động.Với công nghệGNSS, người sử dụng có được thông tin vị trí hiện tại, hướng di chuyển, độ caohiện thời Cá nhân cũng dễ dàng mang theo loại máy thu GNSS nhỏ cũng có thểlắp ghép cùng điện thoại di động để biết được vị trí mình đang đứng hay có thểtheo dõi cả độ cao khi leo núi Các ứng dụng trên biển bao gồm đo vẽ bản đồ,công cụ dẫn đường hàng hải trên biển lý tưởng và công tác tìm kiếm, cứu hộngoài khơi xa cũng sẽ có hiệu quả hơn nhờ được nâng cao độ chính xác việc dẫnhướng đường đi.Ứng dụng chủ yếu của GNSS trong thám hiểm không gian baogồm việc định vị và định hướng bay của các phương tiện không gian khác cómang theo những máy thu phát địa lý hoặc trắc địa

1.3 Công nghệ CORS/RTK

- CORS là hệ thống trạm tham chiếu vận hành liên tục có thể được định nghĩa

là một hoặc nhiều trạm tham chiếu GPS vận hành liên tục cố định, ứng dụngcông nghệ máy tính hiện đại và hệ thống mạng internet truyền dữ liệu tạo thànhmột mạng lưới,thông qua những kiểm nghiệm của khách hàng ở những khoảngthời gian, địa hình khác nhau , những điều kiện khác nhau và những mức độkhác nhau đã được trực tiếp truyền những trị đo của máy pha sóng tài, khoảngcách giả),tham số thay đổi,tình trạng thông tin,và những điểm khác có liên quanđến hệ thống phục vụ của GPS

Công nghệ RTK của mạng lưới trạm CORS,công nghệ bộ mạch chủ GPS,Công nghệ thông tin , công nghệ truyền dữ liệu phát triển là sự phát triển tổnghợp hợp nhất của công nghệ đo lường bằng GPS, sự xuất hiện của trạm CORS

đã hoàn thiện những máy RTK truyền thống còn thiếu sót , thúc đẩy sự ứngdụng của GPS ở công nghệ đo lường và những lĩnh vực khác

- RTK là tên viết tắt của cụm từ Real-Time Kinematic, nghĩa là kỹ thuật đo động thời gian thực Về mặt nguyên tắc RTK rất tương tự như kỹ thuật DGPS Nói ngắn gọn công nghệ RTK là một phương pháp đo đạc hiện đại có

độ chính xác cao và nhanh chóng bằng máy RTK.

Công nghệ RTK (Real Time Kinematic) là một phương pháp đo đạc hiện đại có

độ chính xác cao và nhanh chóng RTK được ứng dụng trong nhiều công tác trắcđịa: khảo sát địa hình, thành lập bản đồ địa chính, khảo sát giao thông, thủylợi, Trong công tác đo sâu: RTK cũng khẳng định được thế mạnh của côngnghệ về tốc độ và độ chính xác.RTK được ứng dụng mạnh trong công tác khảosát dưới nước với thiết bị đo là cặp máy thu GPS 2 tần số (để xác định vị trí tạiđiểm đo sâu) với máy đo sâu hồi âm Odom (để xác định độ sâu) và phần mềm

xử lý chuyên nghiệp Hypack Max.Đặc biệt còn kết hợp với thiết bị Motionsensor, các sai số được loại trừ đáng kể, gia tăng độ chính xác đo vẽ

1.3.1 Ưu điểm của công nghệ CORS với cách đo RTK truyền thống

1. Có đặc điểm xuyên ngành nghề , phù hợp với mọi người dùng , không còn

giới hạn với lĩnh vực trắc địa và các bộ ngành và đơn vị

2. Có thể tương thích những mức độ khác nhau của người dùng yêu cầu về

độ chính xác của chỉ số định vị, cung cấp độ chính xác đến mét, decimet,centimet

3. Phạm vi phủ sóng rộng , hiệu quả cao, có đặc điểm một lần đầu tư có thể

sử dụng lâu dài, trở thành xu hướng mới cho cơ sở hạ tầng ở đô thị

4. Cung cấp cho tất cả người dùng sự ổn định và thống nhất của hệ thống

tham chiếu tọa độ và chuẩn mực của cơ sở dữ liệu trắc địa bản đồ

5. Nâng cao sự thống nhất về sự chính xác trong khu vực đó, giảm bớt sự sai

số của hệ thống , nâng cao chất lượng của số liệu ngoại nghiệp

6. Nâng cao hiệu suất ,hệ thống đo lường chỉ cần một người của GNSS sẽ

trở thành mô hình chủ yếu

7. Tránh sự trùng lặp của việc thu thập số liệu

8. Sự thống nhất về số liệu

1.3.2 Phân loại CORS

Bảng 1.1 phân loại trạm cors

- Trạm CORS đơn

Chỉ là một trạm vận hành liên tục ,giống như là hệ thống RTK 1+1, chỉ là thaytrạm BASE thành 1 trạm tham chiếu vận hành liên tục, trạm BASE có một phầnmềm hệ thống giám sát vệ tinh thời gian thực ,lưu và phát sóng tín hiệu

Hình 1.1 Trạm cors đơn

Hình 1.1 Trạm CORS đơn

Hình 1.1 Trạm CORS đơn

Bảng 1.2 Thông số kỹ thuật của trạm CORS đơn

- Nhiều trạm CORS

Phân bố tại một khu vực nhất định nhiều trạm quan trắc liên tục，mỗi một trạmquan trắc đều là 1 trạm đơn，do phần mềm giúp đỡ tính toán khoảng cách giữatrạm BASE và ROVER

Hình 1.2 Nhiều trạm CORS

- Trạm CORS mạng

Phối hợp và sử dụng dữ liệu quan sát phân phối thời gian thực trong một khuvực nhất định của nhiều hơn một vùng phủ sóng trạm cơ sở của mô hình hệthống tích hợp lỗi，Loại bỏ các lỗi có thể trong các dữ liệu quan sát rover khuvực tích hợp hệ thống, kết quả rất chính xác định vị thời g ian thực

Hình 1.3 Trạm CORS mạng

- Quá trình xử lý dữ liệu của trạm CORS mạng

Hình 1.4 Quá trình xử lý dữ liệu của trạm CORS mạng

CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ TRONG

TRẮC ĐỊA 2.1 PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN THỐNG KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI

Lưới khống chế trắc địa là tập hợp điểm có tọa độ (X, Y, H) bố trí trên bề mặt đất,làm cơ sở cho các công tác đo vẽ thành lập bản đồ và các công tác trắc địa khác.Lưới khống chế trắc địa được thành lập theo nguyên tắc: từ toàn diện đến cục

bộ, từ độ chính xác cao đến độ chính xác thấp Bằng các phương pháp đo đạcchính xác, các phương pháp xử lý toán học chặt chẽ, tiến hành xây dựng một tậphợp điểm tọa độ (liên kết với nhau tạo thành mạng lưới) bao trùm toàn bộ lãnhthổ quốc gia Trên cơ sở của hệ thống điểm này, tiến hành xây dựng các mạnglưới điểm có độ chính xác thấp hơn, phục vụ trực tiếp cho công tác đo vẽ thànhlập bản đồ và thực hành các nội dung công tác trắc địa Theo công nghệ truyềnthống, lưới khống chế trắc địa được chia làm hai loại: lưới khống chế tọa độphẳng (X, Y) và lưới khống chế độ cao (H).Theo quy mô, độ chính xác và chứcnăng, lưới khống chế tọa độ phẳng được chia thành ba loại: Lưới khống chế Nhànước, lưới giải tích và lưới khống chế đo vẽ

2.1.1 Lưới khống chế cấp Nhà nước

Lưới khống chế tọa độ phẳng cấp Nhà nước được chia làm 4 hạng: I, II,III, IV Lưới hạng I có độ chính xác cao nhất và được bố trí rộng khắp, nhằmlàm cơ sở thống nhất toạ độ trên lãnh thổ cả nước Lưới hạng II có độ chính xácthấp hơn, được phát triển từ lưới cấp I Lưới hạng III, IV có độ chính xác thấphơn nữa, được bố trí bằng cách tăng dày mật độ điểm giữa các điểm hạng I hoặchạng II (hình 2.1)

2.1.2 Lưới giải tích

Lưới giải tích được phân làm hai cấp: cấp 1 và cấp 2 Các điểm lưới giải tích cấp

1 được phát triển từ các điểm khống chế Nhà nước hạng I, II, III, IV Các điểmlưới giải tích cấp 2 là tập hợp điểm chêm dày giữa các điểm cấp 1 Lưới khốngchế đo vẽ: Là tập hợp điểm được phát triển từ mạng lưới giải tích, lưới khống chế

đo vẽ có độ chính xác thấp hơn, phân bố đều trong khu vực đo vẽ phục vụ trựctiếp cho công tác đo đạc thành lập bản đồ

Lưới khống chế độ cao Nhà nước cũng được chia làm bốn hạng: I, II, III, IV.Lưới hạng I bao trùm toàn bộ lãnh thổ quốc gia Các lưới hạng II, hạng III và

hạng IV là tập hợp điểm được phát triển lần lượt từ cao xuống thấp tạo thànhmột mạng lưới điểm khống chế độ cao trải đều và rộng khắp Để phục vụ trựctiếp công tác đo vẽ bản đồ người ta thành lập các điểm độ cao cấp kỹ thuật Lưới

độ cao kỹ thuật được thành lập dựa vào các điểm độ cao cấp Nhà nước

1 Đường chuyền kinh vĩ

Đường chuyền kinh vĩ là tập hợp điểm bố trí trên khu vực đo vẽ tạo với nhauthành những đường gãy khúc liên tục Tùy theo khả năng đo nối với các điểmkhống chế cấp cao, hình dạng khu vực đo vẽ và độ chính xác yêu cầu, có thểthành lập đường chuyền kinh vĩ theo các dạng sau đây:

- Đường chuyền kinh vĩ khép kín: xuất phát từ một điểm đã biết toạ độ và một

cạnh đã biết góc phương vị, đường chuyền phát triển qua khu vực đo vẽ rồi quay

về khép vào điểm đầu và cạnh đầu (hình 2.2a)

- Đường chuyền kinh vĩ phù hợp: xuất phát từ một điểm đã biết toạ độ và một

cạnh đã biết góc phương vị đường chuyền phát triển qua khu vực đo vẽ và phía

cuối được nối với một điểm đã biết toạ độ và một cạnh đã biết góc phương vị(hình 2.2b).

- Đường chuyền kinh vĩ treo: xuất phát từ một điểm đã biết toạ độ và một cạnh

đã biết góc phương vị đường chuyền phát triển qua khu vực đo vẽ, phía cuốikhông được nối với các điểm cấp cao khác (hình 2.2c)

Trong thực tế khi đo vẽ địa hình một khu vực, thường bố trí đường chuyền thànhnhiều hình đa giác liên kết với nhau hoặc các đường giao nhau tại một điểm nútgọi là lưới đường chuyền (hình 2.2d) Toàn bộ quy trình công nghệ đối vớiđường chuyền kinh vĩ được chia làm 3 công đoạn chính: thiết kế, chọn điểm đođạc và tính toán Mỗi công đoạn đều có những yêu cầu kỹ thuật riêng

Hình 2.2 Các dạng đường chuyền kinh vĩ

a/ Đường chuyền kinh vĩ khép kín; b/ Đường chuyền kinh vĩ phù hợp; c/ Đường chuyền kinh vĩ treo; d/ Lưới đường chuyền có điểm nút;

2 Lưới tam giác nhỏ

Lưới tam giác nhỏ gồm một hệ thống các điểm trên mặt đất được bố trí thànhcác hình tam giác nối tiếp nhau (hình 2.3) Lưới tam giác nhỏ có các hình dạng

Hình 2.3 Các dạng lưới tam giác nhỏ

Quá trình công nghệ thành lập lưới tam giác nhỏ gồm 3 giai đoạn: thiết kế chọnđiểm, đo đạc và tính toán

Khi thiết kế chọn điểm phải lưu ý các yêu cầu sau đây:

- Các điểm phân bố đều trong khu vực đo

- Các cạnh tam giác gần bằng nhau, các góc phải lớn hơn 30o và nhỏ hơn 120o

- Các điểm phải được bố trí nơi đất đá ổn định, địa thế có lợi cho việc bao quátđịa hình xung quanh

- Tại mỗi điểm phải có đường ngắm thông suốt đến các điểm lân cận

Tùy thuộc vào khả năng thiết bị, độ chính xác yêu cầu và điều kiện địa hình,lưới tam giác nhỏ có thể thành lập theo 3 phương án: lưới đo góc, lưới đo góc-cạnh và lưới đo cạnh Trong những năm gần đây, nhờ sự ra đời của các máy đochiều dài điện tử (EDM) và máy toàn đạc điện tử (total station), công tác đochiều dài cạnh các mạng lưới tam giác trở nên dễ dàng hơn Có nhiều thêm cácyếu tố được đo, làm tăng cường khả năng kiểm tra các điều kiện hình học, nângcao độ chính xác và độ tin cậy kết quả tính toán tọa độ các điểm trong các mạng

lưới.Trong phạm vi này sẽ trình bày chi tiết hơn phương pháp thành lập lưới tamgiác đo góc.

Đo góc bằng là công tác chủ yếu trong đo lưới tam giác đo góc Thông thường,các góc được đo bằng phương pháp toàn vòng Số vòng đo phụ thuộc vào loạimáy kinh vĩ và độ chính xác yêu cầu Trong lưới tam giác đo góc, phải biết độdài một cạnh đầu tiên; cạnh đó có thể đã biết hoặc phải đo Đây là cạnh khởitính, yêu cầu được xác định với độ chính xác cao Trong lưới tam giác, biết gócphương vị và độ dài một cạnh, đo các góc trong tam giác ta sẽ tính được gócphương vị và độ dài các cạnh khác Cuối cùng, dựa vào toạ độ điểm đầu tínhđược toạ độ các điểm trong toàn lưới Toàn bộ lưới tam giác là một kết cấu hìnhhọc thống nhất, các yếu tố góc và cạnh liên quan với nhau Quá trình tính toánlưới có xét đến toàn bộ mối liên quan đó, trong trắc địa gọi là bình sai(adjustment) Trong lưới tam giác nhỏ với chức năng khống chế đo vẽ, việc bìnhsai tính toán thường được tiến hành bằng phương pháp gần đúng Sau đây, sẽgiới thiệu phương pháp bình sai gần đúng của một số dạng lưới tam giác nhỏ đogóc điển hình

- Lưới đa giác trung tâm

Giả sử có hình đa giác trung tâm (hình 2.4) Các tam giác liên kết với nhau tạothành một đa giác, trong đó có 2 điểm đã biết tọa độ là P(XP, YP) và O(XO, YO).Trong lưới đa giác trung tâm, để xác định tọa độ các điểm 1, 2, 3, … n cần đo tấtcác góc trong các tam giác Ai, Bi, và Ci Hình này có n tam giác, đo tất cả 3ngóc, để xác định toạ độ của (n-2) điểm Từ toạ độ điểm A và O tính được chiềudài cạnh khởi đầu dPO và phương vị khởi đầu PO, trên cơ sở đó để tính chuyềnphương vị và chiều dài các cạnh khác trong đa giác Vì các góc đo có chứa sai

số, nên phải tiến hành bình sai hiệu chỉnh các trị đo cho phù hợp với các điềukiện hình học của lưới Các điều kiện đó là:

Hình 2.4 Lưới đa giác trung tâm

- n điều kiện hình tam giác: tổng các góc trong mỗi tam giác bằng 180o,

- 1 điều kiện vòng: tổng số góc ở tâm O bằng 360o,

- 1 điều kiện cực: từ độ dài cạnh PO, tính qua các tam giác, trở về cạnh PO, phảibằng chiều dài cạnh PO khởi tính

- Chuỗi tam giác

Giả sử có các điểm 1, 2, 3, , n được bố trí giữa bốn điểm cấp cao đã biết tọa độ.Xuất phát từ 2 điểm A, B và khép vào 2 điểm C, D Các điểm nối với nhau tạothành chuỗi tam giác

Trong chuỗi tam giác có n tam giác (hình 2.5) phải đo 3n góc để xác định toạ độcủa (n-4) điểm Lý luận tương tự như hinh đa giác trung tâm: do kết quả đo góc cósai số nên phải tiến hành bình sai để hiệu chỉnh các trị số đo cho thoả mãn các điềukiện hình học của lưới

Hình 2.5 Chuỗi tam giác

Đối với chuỗi tam giác, các điều kiện đó là:

- n điều kiện tổng các góc trong tam giác bằng 180o,

- 1 điều kiện góc phương vị,

- 1 điều kiện cạnh

- Lưới tứ giác

Cần xác định tọa độ 2 điểm D và C trên cơ sở 2 điểm cấp cao đã có tọa độ A và

B Bốn điểm tạo thành một tứ giác ABCD Trong lưới tứ giác (hình 2.6), đo 8góc để xác định toạ độ 2 điểm Các điều kiện trong lưới tứ giác bao gồm:

- 1 điều kiện tứ giác: A i B i  3600

- 2 điều kiện góc đối đỉnh: A 1  B 1  A 3  B 3

- 1 điều kiện cạnh: từ độ dài cạnh AB tính chuyền qua các tam giác trở về cạnh

AB phải bằng độ dài cạnh này lúc đầu Quá trình bình sai hiệu chỉnh góc nhưsau:

Hình 2.6 Lưới tứ giác 2.2 THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ

VỆ TINH

2.2.1 Nguyên lý cấu tạo hệ thống định vị toàn cầu

Hệ thống định vị toàn cầu (Global Positioning System-GPS) được quân đội Mỹbắt đầu nghiên cứu năm 1973 nhằm phục vụ cho mục đích quân sự Đầu thập kỷ

80 thế kỷ 20 Mỹ mới cho phép sử dụng GPS trong dân sự Hệ thống định vị toàncầu GPS - gọi đầy đủ là NAVSTAR GPS (Navigation Satellite Timing andRanging Global Positioning System)-được coi là một trong những thành tựukhoa học lớn lao nhất của thế kỷ 20 Cho đến nay, các quốc gia, các trung tâmkhoa học trên thế giới vẫn không ngừng nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPStrong nhiều lĩnh vực khác nhau trong đó có kỹ thuật môi trường Hệ thống định

vị toàn cầu GPS bao gồm 3 phần (đoạn) chính:

Đoạn không gian (Space segment)

Đoạn không gian bao gồm 24 vệ tinh bay ở độ cao xấp xỉ 20200 km, phân bốtrên 6 mặt phẳng quỹ đạo gần tròn, các quỹ đạo nghiêng so với mặt phẳng xíchđạo một góc 55 0 Cấu tạo như vậy là để từ bất kỳ vị trí nào trên Trái Đất, vàobất kỳ thời điểm nào trong ngày cũng đều nhìn thấy ít nhất 4 vệ tinh Trên các vệtinh đều có đồng hồ nguyên tử với độ chính xác cao (cỡ 10-12) và thiết bị tạo daođộng với tần số chuẩn 10,23MHz Các vệ tinh liên tục phát 2 tín hiệu sóng tảivới tần số:

L1 = 154 fo = 1575,42 MHz

L2 = 120 fo = 1227,60 MHz

Hình 2.2.1 Đoạn không gian

L1 và L2 thuộc giải sóng cực ngắn, nhờ thế, trên đường xuống Trái Đất, chúng ítchịu ảnh hưởng của tầng điện ly Tùy thuộc vào lĩnh vực, mục đích sử dụng và

độ chính xác yêu cầu, các tín hiệu sóng tải L1 và L2 sẽ được điều biến theo mộttrong 3 mã (code) sau đây:

C/A code (Coarse/Acquisition Code) - thường gọi là code thô, có tần số thấp(1,023 MHz) Code này chỉ điều biến sóng tải L1, chỉ khi có sự can thiệp của cáctrạm điều khiển mặt đất mới có thể điều biến cả L2

P-code (Pricision Code) - là code chính xác, tín hiệu của P-code có tần số bằngtấn số chuẩn (10,23MHz), có thể điều biến cả 2 sóng tải L1 và L2 Code này gọi

là code tựa ngẫu nhiên (Pseudorandom Noise) rất khó bị giải mã

Đoạn điều khiển (Control segment)

Là tập hợp hệ thống kỹ thuật trên mặt đất nhằm theo dõi và duy trì hoạt động hệthống Toàn bộ hệ thống điều khiển phân bố vòng quanh Trái Đất, bao gồm:

1 trạm điều khiển trung tâm MCS (Master Control Station) đặt ở ColoradoSprings (Mỹ)

4 trạm theo dõi (Monitor Tracking Station) đặt ở Hawaii, Ascencion Island,Diego Garcia và Kwajalein

3 trạm xử lý số liệu và truyền tín hiệu lên vệ tinh (uplink/dowlink antenae) đặt ởAscencion Island, Diego Garcia, Kwajale

Nhiệm vụ các trạm theo dõi và xử lý số liệu là theo dõi hoạt động các vệ tinh, xử

lý số liệu, chuyển thông tin về MCS để từ đó các thông tin đạo hàng được cungcấp cho các vệ tinh

Hình 2.2.1 Đoạn điều khiển trên mặt đất

Đoạn sử dụng (User segment)

Đoạn sử dụng bao gồm hệ thống các máy móc, thiết bị thu nhận thông tin từ vệtinh để khai thác, sử dụng ở nhiều lĩnh vực khác nhau Công nghệ GPS được sửdụng phục vụ rất nhiều mục đích: như dẫn đường các phương tiện giao thông

trên biển, trên đất liền, trên không; xác định tọa độ các đối tượng trên bề mặtđất; cảnh báo động đất, sóng thần và các tai biến thiên nhiên khác Công nghệGPS được ứng dụng mạnh mẽ và có hiệu quả trong lĩnh vực trắc địa-bản đồ, từthành lập lưới khống chế cơ sở các cấp đến đo vẽ chi tiết thành lập bản đồ địahình và mặt cắt Vì các vệ tinh GPS phát hai tín hiệu sóng tải L1 và L2 nên cácmáy thu cũng được chia làm hai loại: máy thu 1 tần số và máy thu 2 tần số Hiệnnay, trên thế giới có nhiều hãng sản xuất các thiết bị thu tín hiệu GPS phục vụcông tác trắc địa với các cấu hình, kích thước và mục đích sử dụng khác nhau,như Trimble Navigation, Ashtech (Mỹ), Sokia, Topcon (Nhật Bản), Leica (ThụySỹ), Geotronics (Thụy Điển), Sersel (Pháp), v.v Hình 2.2.3 minh họa một sốmáy thu GPS phổ biến, hiện đang được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam.

Hình 2.2.3 Máy thu GPS a) Trimble (Mỹ); b) Topcon (Nhật Bản) 2.2.2 Các phương pháp định vị GPS

1 Định vị GPS tuyệt đối

Định vị GPS tuyệt đối được thực hiện theo nguyên tắc giao hội không gian trên

cơ sở sử dụng đại lượng đo là khoảng cách giả từ vệ tinh đến máy thu trên mặtđất Sở dĩ gọi là khoảng cách giả, bởi vì khoảng cách từ vệ tinh đến máy thuđược xác định không thể tránh khỏi các sai số:

 Sai số đồng hồ vệ tinh.

 Sai số đồng hồ máy thu

 Sai số do tín hiệu lan truyền trong môi trường điện ly và khí quyển.Khoảng cách đã xác định không phải khoảng cách thực giữa vệ tinh và máy thu-gọi là khoảng cách giả Tại một trạm trên mặt đất, tiến hành đồng thời đokhoảng cách đến 4 vệ tinh, có 4 phương trình được lập ở dạng:

2 Định vị GPS tương đối

Nguyên lý chung của phương pháp định vị tương đối là xác định vị trí tương đốicủa một hoặc nhiều điểm so với một điểm cố định Từ các tín hiệu GPS sẽ xácđịnh được số gia toạ độ không gian giữa điểm cố định và các điểm cần xác định.

Phương pháp đo tĩnh (Static positioning):

Phương pháp đo tĩnh trong định vị GPS tương đối là trường hợp sử dụng tốithiểu hai máy thu GPS, một máy đặt tại điểm đã biết toạ độ, máy kia đặt điểmcần xác định toạ độ Kết quả sẽ xác định được số gia toạ độ không gian(X,Y,H) giữa 2 điểm đó Hai máy đồng thời liên tục thu tín hiệu từ các vệtinh chung trong một khoảng thời gian nhất định Tuỳ thuộc vào khoảng cáchgiữa 2 điểm, độ chính xác yêu cầu; tuỳ thuộc vào loại máy thu (1 hay 2 tần số),thời gian thu tín hiệu cũng khác nhau, có thể từ 30’ đến 3 giờ Nhiều kết quảnghiên cứu cho thấy rằng: trong giới hạn hàng chục km, phương pháp đo tĩnhcho độ chính xác cao (cỡ centimet và milimet)

Hình 2.2.5 Định vị GPS tương đối tĩnh

Phương pháp đo động (Kinematic positioning):

Nội dung phương pháp đo động là xác định vị trí tương đối của nhiều điểm sovới một điểm cố định, đã biết toạ độ Quy trình đo được bắt đầu từ một cạnh đáy(baseline) Có ít nhất hai máy thu được sử dụng Một máy đặt tại điểm đầu củacạnh đáy (base), máy kia- ở điểm cuối, gọi là máy di động (rover) Hai máyđồng thời thu tín hiệu trong thời gian hai phút, gọi là khởi đo (Initialization) đểxác định số nguyên đa trị của tín hiệu vệ tinh Sau khi khởi đo, máy di động lầnlượt chuyển đến các điểm cần xác định Tại mỗi điểm, thời gian thu tín hiệu rấtngắn (khoảng 15 giây đến 1 phút) và cuối cùng quay trở lại điểm xuất phát

(điểm đặt máy di động khi khởi đo) Một yêu cầu quan trọng đối với phươngpháp đo động là cả máy cố định và máy di động phải đồng thời liên tục thu tínhiệu từ ít nhất 4 vệ tinh trong suốt chu kỳ đo Do vậy, tuyến đo cần chọn ở khuvực thông thoáng để tín hiệu thu không bị gián đoạn (Cycle Slip) Định vị GPStương đối động có thể được chia ra làm 2 phương pháp chính:

- Định vị tương đối động xử lý tức thời (RTK)

- Định vị tương đối động xử lý sau (PPK)

Tùy vào yêu cầu đo vẽ và điều kiện cụ thể, trong các phương pháp trên, kỹ thuậtđịnh vị cũng có thể khác nhau:

- Phương pháp dừng và đi (stop and go).

- Phương pháp liên tục (continuous).

- Phương pháp đánh dấu đối tượng (Events makers).

Hình 2.2.6 Định vị GPS tương đối động

3 Định vị GPS vi phân

Theo phương pháp này cần có tối thiểu 2 máy thu GPS Một máy đặt tại mộtđiểm cố định đã biết toạ độ gọi là trạm tham chiếu (reference station) và mộtmáy (di động) đặt tại điểm cần xác định toạ độ Cả 2 máy cùng đồng thời thu tínhiệu từ các vệ tinh như nhau và số vệ tinh không nhỏ hơn 4

Giả sử rằng thông tin từ vệ tinh bị nhiễu, thì toạ độ của cả máy di động và máy

cố định được xác định đều có sai số như nhau và đó chính là hiệu số giữa toạ độtức thời theo tín hiệu GPS với toạ độ gốc đã biết trước của điểm máy cố định

Các tham số đã biết tại trạm cố định là cơ sở để tính các số hiệu chỉnh Cácthông tin về số hiệu chỉnh sẽ được chuyển tới máy di động đang đồng thời đotrong khu vực bằng sóng vô tuyến (radio link), nhằm kịp thời hiệu chỉnh các kếtquả toạ độ của mình Công tác xử lý số hiệu chỉnh tại điểm di động có thể thựchiện bằng hai phương pháp:

- Phương pháp xử lý tức thời (real-time).

- Phương pháp xử lý sau (post-processing).

Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy rằng: Để nâng cao độ chính xác định vị viphân, các máy thu di động không nên đặt quá xa máy cố định

Hình 2.2.7 Định vị GPS vi phân 2.2.3 Ứng dụng công nghệ GPS thành lập lưới khống chế trắc địa

Hiện nay, các loại máy thu GPS đang được sử dụng rộng rãi ở nhiều nước trênthế giới cũng như ở Việt Nam, nhằm phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau,một trong những ứng dụng của GPS trong lĩnh vực trắc địa là thành lập mạnglưới khống chế tọa độ phẳng Việc xây dựng lưới khống chế được tiến hànhbằng phương pháp định vị tương đối tĩnh Phương pháp này cho phép xác địnhvéc-tơ cạnh giữa điểm cần xác định tọa độ và điểm đã biết tọa độ với độ chínhxác cao mà không cần có sự thông hướng giữa các điểm đó Nhờ ưu điểm cho

độ chính xác cao, lại không phụ thuộc vào sự thông hướng giữa các điểm,phương pháp GPS đã thay đổi cơ bản quy trình công nghệ thành lập lưới khốngchế truyền thống theo nguyên tắc “từ cao đến thấp, từ toàn diện đến cục bộ”.Quy trình công nghệ thành lập lưới khống chế trắc địa bằng công nghệ GPS baogồm các bước sau đây:

1 Thiết kế lưới

Khi thiết kế trên bản đồ, cần lưu ý, sao cho các điểm được chọn thực sự có vaitrò cần thiết, phục vụ cho công tác trắc địa tại khu vực đo vẽ Mật độ điểm tronglưới tuỳ thuộc vào yêu cầu thực tế Khi thành lập mạng lưới khống chế bằngcông nghệ GPS, độ chính xác mạng lưới ít chịu ảnh hưởng của kết cấu đồ hình,

do vậy, cho phép chiều dài các cạnh trong lưới có sự chênh lệch lớn: cạnh dài tới5-7 km; ngược lại, cạnh ngắn có thể là 200 - 300 m Như vậy, trong mạng lướiGPS không tồn tại các điểm trung gian với mục đích cân đối đồ hình lưới Nhờthế, khối lượng thi công mạng lưới giảm đáng kể, tiết kiệm được thời gian, côngsức và cho hiệu quả kinh tế cao

2 Khảo sát, chọn điểm

Ngoài thực địa, vị trí điểm phải có tầm nhìn bao quát, được bố trí trên nền đất

đá ổn định, có thể tiếp cận và thao tác đo đạc dễ dàng, có khả năng tồn tại lâudài Các điểm trong lưới GPS không cần thiết phải thông hướng ngang, nhờthế, việc chọn điểm được thực hiện nhanh chóng Tuy nhiên, khi chọn điểmcho lưới GPS cần lưu ý thoả mãn một số yêu cầu sau:

- Điểm đo cần thông thoáng, không bị che chắn bởi địa hình hay địa vật quanh

đó, tiện lợi cho quá trình thu tín hiệu Trường hợp tốt nhất là góc mở lên bầu trờicủa anten máy thu γ ≥ 1500 (hình 2.2.8)

Hình 2.2.8 Góc mở lên bầu trời tại một trạm đo GPS

- Không bố trí điểm gần các vật dễ gây phản xạ tín hiệu, các trạm thu phát sóng

và các đường điện cao áp để tránh hiện tượng gây nhiễu tín hiệu, hiện tượng đađường dẫn

- Nên bố trí mốc tại những vị trí dễ tiếp cận, thuận tiện cho việc đặt máy, địnhtâm máy và đo chiều cao anten

Mốc của điểm GPS được xây dựng theo đúng quy cách của mốc trong lưới tamgiác cùng cấp, theo quy định của quy phạm Mặt mốc cần ghi rõ số hiệu mốc,thời gian thi công, đơn vị thi công, v.v… Mốc có thể được đúc sẵn bằng bê tông,lõi sắt hoặc lõi sứ có khắc tâm mốc, cũng có thể đổ mốc ngay ngoài thực địa

3 Công tác đo đạc

Trong phép đo tĩnh, cần tối thiểu hai máy thu GPS Thời gian thu tín hiệu phụthuộc vào số lượng vệ tinh, yêu cầu về độ chính xác và chiều dài các cạnh trongmạng lưới Cạnh càng dài thời gian thu tín hiệu càng lớn Bảng 4.3 là khoảngthời gian đo cho các cạnh khi thu tín hiệu từ 4-5 vệ tinh trong điều kiện khítượng bình thường

Bảng 2.1 Thời gian thu tín hiệu GPS

Chiều dài cạnh [km] Thời gian đo [phút]

0-1

1-5

5-10

10-3030-6060-90Trước khi thu tín hiệu, cần phải cài đặt các tham số cho máy thu như: tần suấtthu tín hiệu, số lượng vệ tinh quan sát, thời gian đo, v.v Kết quả đo đạc được

tự động ghi trong bộ nhớ trong của máy hoặc thẻ nhớ Công tác xử lý số liệuđược tiến hành nhờ các phần mềm chuyên dụng

Trong lĩnh vực trắc địa ứng dụng, hai phương pháp định vị GPS được ứng dụngphổ biến đó là: Định vị tương đối tĩnh để xây dựng mạng lưới khống chế các cấp vàđịnh vị tương đối động để đo vẽ chi tiết thành lập bản đồ So với các phương pháptruyền thống, công nghệ GPS cho độ chính xác cao, giảm thời gian và công sức

2.3 Công nghệ GNSS trong việc xây dựng lưới trắc địa

Phương pháp tam giác được sử dụng để xây dựng mạng lưới khống chế trắcđịa của các quốc gia theo nguyên tắc từ tổng thể đến cục bộ, từ độ chính xác caođến độ chính xác thấp Chính vì vậy, mạng lưới này được chia thành các cấphạng khác nhau, chúng khác nhau về độ chính xác, khoảng cách giữa các điểm,quá trình xây dựng và đo đạc Với các quốc gia có diện tích nhỏ, mạng lưới tamgiác ở cấp có độ chính xác cao nhất thường được xây dựng dưới dạng mạng lướitam giác liên tục Ở các nước có diện tích rộng lớn ví dụ như Nga, Canada,Trung Quốc, Mỹ, mạng lưới tam giác thường được xây dựng theo các khóa tamgiác kết nối thành một mạng lưới lớn, được thiết kế theo những nguyên tắc nhấtđịnh phù hợp với đặc điểm của mỗi quốc gia

Việc thiết lập lưới khống chế theo phương pháp truyền thống chủ yếu dựatrên các phép đo góc Từ những năm 1950, công nghệ đo khoảng cách pháttriển, lưới tam giác đo góc được chuyển sang các dạng lưới đo cả góc lẫn cạnh,thường dưới dạng tam giác đo góc - cạnh hoặc dạng đa giác đo góc - cạnh Do

hạn chế tầm hoạt động của các thiết bị đo và do độ cong Trái đất, thông thườngcạnh của lưới hạng cao không vượt quá 30 km với quy trình đo rất phức tạp vàviệc đo đạc thực tế rất khó khăn, tốn kém Chính vì vậy mà lưới khống chế trắcđịa thường phải có cấu trúc và phát triển theo các cấp hạng Giữa điểm của lướitọa độ hạng cao, người ta bố trí một lưới khống chế trắc địa dạng chêm dày hạngthấp hơn, chỗ nào cần dùng thì chêm dày trước Cứ như vậy, qua khoảng 8 cấplưới người ta mới có được lưới đo vẽ cấp thấp nhất phục vụ đo chi tiết điểm địahình, địa vật.

Theo công nghệ xây dựng lưới khống chế trắc địa như vậy thì không thể cókhả năng xây dựng các lưới khống chế trắc địa trên phạm vi toàn cầu, gần nhưmỗi quốc gia hoặc mỗi vùng lãnh thổ có một lưới khống chế trắc địa riêng, bảođảm điều kiện phù hợp với điều kiện tự nhiên ở đó Theo công nghệ truyềnthống về xây dựng lưới khống chế trắc địa, không có khả năng xây dựng lưới ởdạng không gian 3 chiều (3D) Trên thực tế, việc thiết lập lưới khống chế trắcđịa bằng công nghệ truyền thống còn gặp rất nhiều bất lợi Các phép đo góc, đocạnh đều có yêu cầu thông hướng giữa 2 điểm đo trực tiếp nên độ dài cạnh luôn

bị giới hạn Tại các điểm của lưới đều phải xây dựng tiêu, phát cây để bảo đảmđiều kiện thông hướng Việc lựa chọn vị trí điểm còn phải bảo đảm đồ hình lướichặt chẽ để đảm bảo độ chính xác cao, trong điều kiện địa hình cụ thể, nhiệm vụnày cũng không hề đơn giản Mặt khác, việc đo đạc còn phụ thuộc rất nhiều vàothời tiết, quy trình đo nghiêm ngặt Tất cả những điều này dẫn đến việc thi công

đo đạc luôn gặp khó khăn, thời gian rất dài và phải chi phí rất cao

Từ cuối những năm 1970, sự xuất hiện của công nghệ trắc địa vệ tinh, đặcbiệt hệ thống vệ tinh Doppler đã tạo nên cơ hội áp dụng định vị vệ tinh vào đođạc mặt đất Vào giữa những năm 1980, hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu GPS

đã được Mỹ cho phép sử dụng vào mục đích đo đạc dân sự, tạo nên cuộc đổimới công nghệ trắc địa rất quan trọng Hệ thống định vị GPS đã tạo nên khảnăng công nghệ xác định vị trí khá cao, cho cả đối tượng tĩnh và đối tượng động,cho cả tọa độ tuyệt đối và gia số tọa độ Nhiều nhà khoa học trắc địa đã nghĩ tớikhái niệm "trắc địa không lưới", tức là có thể xác định tọa độ bất kỳ tại vị trí nào trên Trái đất theo vệ tinh mà không cần tới lưới trắc địa mặt đất.

Song song với sự phát triển GPS của Mỹ, Liên xô cũ cũng đã phát triển hệthống định vị và dẫn đường bằng vệ tinh riêng của mình mang tên GLONASS.Trong khoảng mươi năm gần đây, Châu Âu đã bắt đầu khởi động hệ thống định

vị và vệ tinh dẫn đường riêng, khá hiện đại mang tên Galileo và Trung Quốccũng khởi động hệ thống Beidou (Bắc Đẩu) Như vậy, trên thế giới đã hìnhthành 4 hệ thống định vị và dẫn đường bằng vệ tinh toàn cầu và có thể còn nhiềunước khác cũng sẽ có hệ thống riêng của mình Chính vì vậy mà người ta đãthay khái niệm GPS vẫn hay sử dụng trước đây bằng khái niệm "Hệ thống vệtinh dẫn đường toàn cầu" (GNSS - Global Navigation Satellite System)

GNSS đã mở ra khả năng vô cùng to lớn cho công tác trắc địa mặt đất Trướchết, hệ thống GNSS hoạt động trên phạm vi toàn cầu trong hệ tọa độ địa tâm nào

đó (WGS - 84, PZ - 90 hay ITRF), có gốc tọa độ được chọn ở tâm Trái đất Toàn

bộ các phép đo và các thành quả có thể biểu diễn trong một hệ tọa độ toàn cầu.Việc thiết lập lưới khống chế bao trùm toàn bộ hành tinh là hoàn toàn khả thi vàcác cộng đồng quốc tế đã hình thành tổ chức GNSS quốc tế (International GNSSService) Không những vậy, hệ thống tọa độ được xác định trong không gian 3chiều có nghĩa là vị trí mỗi điểm được biểu diễn theo 3 chiều không gian (X, Y,Z) hoặc (B, L, H) Với việc bổ sung và kết hợp các trị đo trọng lực và thủychuẩn, người ta đã thiết lập được mô hình Geoid toàn cầu để đưa độ cao hìnhhọc H về độ cao thủy chuẩn h Đây là khả năng tạo nên những bước phát triểnmới về công nghệ đo cao Hơn nữa, công nghệ GNSS luôn có ưu việt về thờigian thi công nhanh, ít phụ thuộc thời tiết, không cần thông hướng trên cạnh đo,không cần dựng cột tiêu và phát cây thông hướng, giá thành rất thấp

Một thế mạnh không thể phủ nhận của công nghệ GNSS là đo đạc trênkhoảng cách rất xa và có độ chính xác rất cao về tổng thể, công nghệ đáp ứngtất cả các yêu cầu về độ chính xác của các nhiệm vụ trắc địa thường ngày bằngcách lựa chọn quy trình đo đạc cũng như xử lý số liệu một cách phù hợp Vớicác nhiệm vụ yêu cầu độ chính xác cao, với quy trình thích hợp có thể đạt đượcsai số vị trí điểm cỡ mm trên cạnh đo hàng ngàn km

Bên cạnh các thế mạnh trên, việc ứng dụng GNSS yêu cầu kỹ năng tương đốiđơn giản, mức độ tự động hóa cao, dễ đào tạo chuyển giao công nghệ

Với hàng loạt ưu thế nêu trên, công nghệ GNSS đã trở thành công nghệ chủyếu dần dần thay thế các công nghệ đo đạc truyền thống trong việc xây dựng

mạng lưới trắc địa

2.3.1 Xây dựng lưới tọa độ mang tính toàn cầu.

Một trong những đặc điểm lớn nhất của GNSS là tính toàn cầu Hệ hoạtđộng trong hệ quy chiếu và tọa độ toàn cầu Ý tưởng về hệ tọa độ thống nhấttoàn cầu đã hình thành từ lâu, song hiện thực hóa vấn đề không đơn giản, đòi hỏicông nghệ mới có tính toàn cầu và độ chính xác cao

Về nguyên lý, việc thiết lập hệ tọa độ xuất phát từ việc chọn gốc tọa độ vàhướng của các trục Theo định nghĩa, hệ tọa độ toàn cầu có gốc được chọn tạitâm trái đất Theo các phương pháp truyền thống, tâm Trái đất được xác địnhvới sai số vài trăm mét Với sự phát triển của công nghệ trắc địa không gian, tâmTrái đất ngày càng được xác định với độ chính xác cao hơn Theo Montag,G.Gendt và P.Wilson (1966), gốc của hệ tọa độ địa tâm toàn cầu được xác địnhvới độ tin cậy cỡ 10mm Hướng của các trục tọa độ với sự hợp tác tổ chức quốc

tế, dưới sự điều hành của IAG (International Association of Geodesy) với sựhợp tác của cơ quan quốc tế về chuyển động quay Trái đất (International EarthRotation Service I IERS) được xác định bằng nhiều công nghệ khác nhau.Thành quả của quá trình này là các ITRF có độ chính xác ngày càng cao, đượcthể hiện qua các tham số tính chuyển từ ITRF00 đến ITRF08 gần như khôngđáng kể

Tính toàn cầu còn được thể hiện ở phần ứng dụng Với hệ GPS, ở bất kỳ vịtrí nào, ở bất kỳ thời điểm nào trên Trái đất cũng có thể thu được tín hiệu từ ítnhất 4 vệ tinh Với sự bảo đảm này mới có thể triển khai được lưới tọa độ toàncầu

Yếu tố hiệu quả cũng đóng một vai trò quan trọng Hiệu quả được hiểu từgóc độ tài chính và thời gian So với các công nghệ khác như công nghệ đo góc,cạnh, VLBI, Doppler, thì công nghệ GNSS có ưu thế hơn hẳn về mặt kinh phíthực hiện Thị trường máy thu đã có bước phát triển nhanh chóng, giá thành hạ,khả năng tự động hóa và tin học hóa cao, thúc đẩy việc thiết lập các trạm đo.Bên cạnh đó, việc ứng dụng GNSS không quá phức tạp, việc chuyển giao côngnghệ và thực hiện trong thời gian ngắn

Chính vì các lý do trên, ngay từ các năm 1990, cộng đồng quốc tế đã đề xuất

và thống nhất thiết lập mạng lưới IGS mang tính toàn cầu, về lưới IGS, có thể

mô tả khái quát như sau:

-Đây là tập hợp các điểm được trang bị máy thu GNSS hai tần số cùng antenđáp ứng độ chính xác cao, tiến hành các ca đo liên tục ngày đêm Các số liệunày được chuyển về các trung tâm xử lý nhằm xác định tọa độ, vận tốc của điểm

đo trên các khối kiến tạo vỏ Trái đất

-Tất cả các điểm được liên kết trong một lưới và một hệ tọa độ thống nhất,trải khắp toàn cầu Lưới ngày càng được tăng dày mật độ theo thời gian, với sựtham gia của các điểm thu tín hiệu đạt tiêu chuẩn đã đề ra cho IGS

Với các đặc điểm trên, lưới IGS được coi như lưới tọa độ khống chế toàncầu Từ đây có thể khai thác số liệu đo của các điểm, tọa độ điểm, vận tốc điểm

để có thể liên kết các lưới khu vực, lưới quốc gia, lưới địa phương với hệ tọa độtoàn cầu

2.3.2.Quá trình hiện đại hóa khái niệm hệ quy chiếu trắc địa trên cơ sở sự phát triển ứng dụng công nghệ GNSS.

1.Khái niệm hệ quy chiếu, khung quy chiếu

Hệ quy chiếu là tập hợp các điều khoản, các quy ước kèm theo việc mô tả môhình cần thiết để định nghĩa gốc, định hướng các trục tọa độ cùng tỉ lệ theo sựbiến đổi thời gian Hệ quy chiếu bao gồm định nghĩa hệ tọa độ, hệ thời gian vàtham số vật lý kèm theo Trong trắc địa tồn tại hai hệ quy chiếu: hệ quy chiếuquán tính và phi quán tính

Khung quy chiếu là triển khai hệ quy chiếu vào thực tế bời tập hợp các điểm,các vật thể trong không gian, được quan trắc để xác định chính xác biến thiêntọa độ cùng các tham số vật lý của chúng theo thời gian

Tọa độ vệ tinh và máy thu phải được biểu diễn trong hệ quy chiếu được xácđịnh rõ Một định nghĩa chính xác và hệ thống xác định là rất quan trọng để đảmbảo định vị chính xác trong GNSS

Hai hệ quy chiếu chính được sử dụng nhiều nhất trong đạo hàng vệ tinh đượcgiới thiệu: Hệ quy chiếu thiên thể (Conventional Celestial Reference System -CCRS), còn gọi là Hệ tọa độ quán tính quy ước (Conventional Inertial System -CIS) và hệ quy chiếu mặt đất (Conventional Terrestrial Reference System -CTRS), còn gọi là hệ tọa độ mặt đất (Coordinated Terrestrial System - CTS)

2.Hệ thống trắc địa toàn cầu (Wold Geodetic System - WGS).

Từ 1970, trên cơ sở kết quả quan trắc vệ tinh (chủ yếu là quan trắc Doppler)

từ khoảng 1500 điểm, IUGG (Liên đoàn Địa vật lý và Trắc địa quốc tế) định

nghĩa GRS - 80 (Geodetic Reference System) GRS là hệ không gian địa tâm cóEllipsoid xấp xỉ gần đúng nhất với Trái đất, được định nghĩa bằng các thông sốhình học và vật lý Hệ thống trắc địa toàn cầu được thiết lập bởi Bộ Quốc phòngMỹ Hệ tọa độ được xác định dựa trên việc tính chuyển tọa độ của các vệ tinhDoppler Trong quá trình bình sai lưới, chỉ sử dụng các tập hợp số liệu các trạm

vệ tinh Doppler khác nhau (không dùng các kết quả quan trắc giao thoa đườngđáy dài (Very Long Baseline Interferometry - VLBI) và đo laser đến vệ tinh(Satellite Laser Ranging - SLR) Do hạn chế của kỹ thuật Doppler nên độ tin cậycủa lưới cỡ 1 - 2 m, vận tốc của các trạm được coi là không đáng kể

Từ khi công nghệ GPS phát triển, một số phần lưới được do bằng GPS vàđược đưa vào để xử lý kết quả Hệ WGS-84 dựa trên toạ độ của 10 trạm đo GPScủa Bộ Ọuốc phòng Mỹ (Department of Defense - DoD)

Sau đó, toạ độ WGS 84 (GPS) được xác định lại bằng việc sử dụng trị đotrong vài tuần từ một lưới toàn cầu gồm 32 điểm (10 điểm cũ của DoD và 22điểm của IGS) Quá trình bình sai được thực hiện trên nguyên tắc tổ hợp cả quỹđạo vệ tinh và toạ độ các điểm đo Lưới quy chiếu này được gọi là WGS-84(G730), để ghi nhận các kết quả đo GPS ở tuần thứ 730 Lưới quy chiếu đạt độchính xác 10 cm và đã sử dụng mô hinh chuyển động mảng toàn cầu NUVEL-1cho vận tốc các trạm do

Mối quan hệ giữa ITRF và GPS trở nên quan trọng hơn từ khi lưới trắc địaquốc tế IGS được thành lập IGS cung cấp cho IERS các số liệu nhằm nâng caochất lượng ITRF Từ khi bắt đầu hoạt động, các trung tâm phân tích của IGS đã

sử dụng ITRF để tính toán quỹ đạo trên một số lưới thành phần Hơn thế nữa,các số liệu IGS được tổng hợp là rất phù hợp các ITRF Đầu những năm 1990,toạ độ giữa WGS và ITRF lệch nhau cỡ 1 - 2 m Từ năm 1995 (tuần GPS 730),việc xác định lại toạ độ các trạm quan trắc WGS cho thấy độ lệch giữa 2 hệ chỉ

cỡ từ cm đến mm Qua đây có thể thấy, đối với phần lớn các nhiệm vụ trắc địatruyền thống thì hai hệ quy chiếu này là như nhau

3.Khung quy chiếu Trái đất quốc tế ITRF.

Hệ quy chiếu và khung quy chiếu Trái đất quốc tế là sản phẩm quốc tế, đóngvai trò hết sức quan trọng trong việc quá trình phát triển của trắc địa cũng nhưcác ngành khoa học về Trái đất Các hệ quy chiếu tọa độ nói trên đều được xácđịnh trên nguyên tắc tĩnh, không phụ thuộc thời gian Cộng đồng trắc địa quốc tể

đã khởi động việc xác định các hệ quy chiếu động từ giữa thập kỷ 80 của thế kỷtrước Khung quy chiếu quốc tế được xét đến khi đưa yếu tố sự thay đổi của cáctrạm quan trắc theo thời gian vào tính toán Tổ chức IERS đã thêm vào mô hìnhchuyển động kiến tạo mảng vào xác định khung quy chiếu quốc tế ITRF94, tạo

ra một khung quy chiếu 4 chiều Từ đó mở ra kế hoạch phát triển mô hình này

mà các hệ quy chiếu tọa độ trước đó không thực hiện được vì độ chính xáckhông cao nên không cho phép xác định được các chuyển dịch nhỏ Khung quychiếu Trái đất quốc tế thực chất là hệ tọa độ động học quốc tế [12] Theo thờigian, lời giải của các ITRF sau được bổ sung thêm các số liệu quan trắc củacông nghệ SLR, DORRIS, VLBI

Cho đến nay, 12 phiên bản ITRF đã được công bố, bắt đầu với ITRF88 vàgần đây nhất là ITRF2008, phiên bản sau có độ chính xác cao hơn phiên bảntrước Trên thực tế hiện nay, mỗi năm hệ này có giá trị tham số và giá trị đạohàm của tham số theo thời gian khác nhau phụ thuộc vào trạng thái trung bìnhcủa các hoạt động của Trái đất trong năm đó (được phát hiện thông qua hệ thống

đo đạc tọa độ và thời gian của hệ thống lưới tọa độ đã xác định)

Ngày nay, nhiều quốc gia đã định nghĩa lại hệ quy chiếu sao cho tương thíchvới khung quy chiếu quốc tế ITRF (bằng việc kết nối các trạm cơ sở hoặc cácđiểm khống chế hạng I đến ITRF) Điều này đặc biệt có ý nghĩa đối với các đấtnước nằm trên hoặc nằm gần ranh giới các mảng kiến tạo trải qua biến độngtheo thời gian

2.3.3.Hoạt động của lưới trắc địa toàn cầu IGS.

Từ những năm 80 của thế kỷ 20, người ta đã khẳng định rằng hệ thống định

vị toàn cầu GPS có thể giải quyết được rất nhiều bài toán trắc địa và địa độnghọc trên phạm vi quốc gia, khu vực và toàn cầu Ý tưởng về thành lập một tổchức quốc tế về GPS được hình thành tại Đại hội của Hiệp hội trắc địa quốc tế(IAG) năm 1989 Năm 1993, tổ chức GPS quốc tế (nay là tổ chức GNSS quốctế) IGS được thành lập và chính thức đi vào hoạt động từ 01 tháng 01 năm 1994.IGS là dịch vụ khoa học của Hiệp hội Trắc địa quốc tế (IAG) với sự tham giacủa hơn 200 tổ chức tại 90 quốc gia trên thế giới [83]

Nền tảng của IGS là mạng lưới trắc địa toàn cầu với các trạm GPS hai tần sốcung cấp dữ liệu đến trung tâm phân tích Tính đến tháng 9 năm 2009, mạnglưới IGS gồm 57 trạm DORIS, 421 trạm GNSS, 40 trạm SLR và 39 trạm VLBI

thường trực đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt, khắt khe về chất lượng của IGS

để duy trì một khung tham chiếu toàn cầu Các trạm cung cấp dữ liệu hàng ngày,hàng giờ hoặc trong 15 phút

Nhiệm vụ của IGS là cung cấp số liệu quan trắc GNSS hàng ngày và các kếtquả xử lý 2 tuần một lần nhằm cung cấp dữ liệu GNSS có độ chính xác cao nhất

và các sản phẩm góp phần vào việc xác định khung quy chiếu Trái đất, góc xoayTrái đất giám sát Trái đất và các nghiên cứu như định vị, dẫn đường, thời gian

và những ứng dụng khác

Hệ thống cấp bậc của các trung tâm dừ liệu trong IGS băt đâu là địa phương,vùng và các trung tâm dữ liệu hoạt động Các trung tâm này có trách nhiệm lâylại những dữ liệu RINEX của một tập đơn, tập hợp các trạm trong một vùnghoặc tất cà các trạm đó hoạt động bởi một tồ chức Các trung tâm dừ liệu toàncầu chịu trách nhiệm truyền dữ liệu đến trung tâm phân tích, tại đây dữ liệuđược phân tích đê cung cấp các sản phẩm của IGS

IGS là phần quan trọng của hệ thống quan trắc trắc địa toàn cầu (GGOS).Một nhiệm vụ trọng tâm của IGS là phục vụ xác định khung tham chiếu bề mặtTrái đất quốc tế ITRF và mở rộng lưới toàn cầu này là một khung quy chiếuphục vụ cho mục đích chung của các cơ quan bản đồ của các quốc gia Khungquy chiếu chính xác rất cần thiết cho việc quan trắc sự biến động của Trái đất vàkết nối toàn cầu thông qua dữ liệu không gian

Trong một vài năm gần đây IGS đã phát triển những khả năng cho dữ liệuthời gian thực trực tuyến từ mạng lưới mặt đất Mục tiêu đặt ra là:

-Quản lý và duy trì mạng lưới IGS thời gian thực toàn cầu bằng các trạm GNSS.-Nâng cao và phát triển các sản phẩm của IGS

-Tạo ra các sản phẩm thời gian thực mới

-Tạo ra các chuẩn và các định dạng cho dữ liệu thời gian thực

-Quan trắc quỹ đạo của vệ tinh và tình trạng của các trạm GNSS

-Phân phối các giá trị quan trắc và cung cấp các sản phẩm đến người sử dụng, hỗtrợ các mạng lưới GPS động ở dạng DGPS và RTK hoạt động

Mạng lưới thời gian thực sẽ tập hợp và phân bố dữ liệu thời gian thực và cácsản phẩm liên quan đến các vệ tinh GNSS Các sản phẩm chính là dữ liệu quantrắc đa tần số, đồng hồ vệ tinh chính xác và quỹ đạo vệ tinh đã thực hiện trongthời gian thực Mục đích quan trọng của mạng lưới này là cung cấp và đẩy mạnh

sự phát triển của các ứng dụng đo GPS trong thời gian thực.

2.4 Xây dựng mạng lưới trạm CORS và ứng dụng công nghệ

GNSS/CORS/RTK trong việc thành lập lưới khống chế trắc địa ở Việt Nam

Dự án Quy hoạch mạng lưới trạm CORS trên lãnh thổ Việt Nam đã đượcCục Đo đạc và Bản đồ Việt Nam triển khai từ năm 2011 Với quy hoạch đómạng lưới trạm CORS trên lãnh thổ Việt Nam được xây dựng với mật độ cáctrạm từ 50 đến 100km

Dự án được chia thành 3 giai đoạn Trong đó, giai đoạn 1 sẽ hình thành cơ sở

hạ tầng định vị xương sống gồm Trạm xử lý trung tâm tại Hà Nội, khoảng 12trạm đo mạng lưới trắc địa GEODETIC CORS với độ chính xác cao (làm cácđiểm cơ sở cho hệ tọa độ quốc gia, phục vụ công tác xây dựng hệ quy chiếuđộng; thu thập lưu trữ dữ liệu phục vụ cho việc hậu xử lý ngành đo đạc, khảosát, hỗ trợ thường xuyên xác định được mật độ điện tử tự do ở tầng điện ly vàtổng lượng hơi nước ở tầng đối lưu phục vụ các công tác dự báo thời tiết và anninh quốc phòng ); xây dựng bổ sung một số trạm định vị vệ tinh cố định(DGPS) phủ trùm toàn bộ lãnh hải Việt Nam, và khoảng hơn 30 trạm NRTKCORS tại hai khu vực kinh tế trọng điểm phía Bắc và phía Nam (phục vụ chohoạt động đo đạc thành lập bản đồ địa chính, bản đồ địa hình các tỷ lệ, các hoạtđộng khảo sát, thi công các công trình xây dựng, giao thông; phục vụ cho côngtác giám sát, điều khiển, dẫn đường các phương tiện hàng không, đường sắt,đường bộ, hàng hải yêu cầu độ chính xác cao…)

Giai đoạn 2, hoàn chỉnh hệ thống DGPS CORS và NRTK CORS cơ bản trên

cả nước, nâng cấp các trạm MSK DGPS trước đây và kết nối với trạm xử

lý trung tâm, kết nối một số trạm GEODETIC CORS tham gia vào mạng IGSquốc tế, xây dựng thêm một số trạm NRTK CORS tại khu vực miền Trung.Giai đoạn 3, xây dựng bổ sung các trạm NRTK CORS tại các khu vực cònlại, xây dựng khung pháp lý làm cơ sở cho việc khai thác sử dụng hiệu quả hạtầng cơ sở mạng lưới định vị dẫn đường

Hệ thống trạm máy tham khảo hoạt động liên tục (CORS) có thể địnhnghĩa là một hoặc nhiều trạm cố định, trạm GPS tham khảo hoạt động liên tục,

sử dụng mạng lưới máy tính, thông tin số liệu và hệ thống mạng hỗ trợ (LAN/WAN ), thực hiện được ở các loại máy thu, đáp ứng các yêu cầu khác nhau, các