MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÔNG TÁC THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH DƯỚI NƯỚC 1 1.1. CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT TRONG VIỆC THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH TỶ LỆ LỚN 1 1.1.1 Yêu cầu về độ chính xác trong việc thành lập lưới khống chế 1 1.1.2 Độ chính xác biểu diễn địa hình địa vật của bản đồ 2 1.2. NHỮNG ĐẶC TRƯNG CHÍNH TRONG ĐO VẼ BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH DƯỚI NƯỚC Ở NƯỚC TA 4 CHƯƠNG 2: KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ GNSS TRONG ĐO ĐẠC THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH DUỚI NƯỚC KHU VỰC ĐÊ LIÊN MẠC – SÔNG HỒNG 7 2.1 Cấu trúc của hệ thống GPS 7 2.1.1. Đoạn không gian (Space segment) 7 2.1.2. Đoạn điều khiển (Controll segment) 8 2.1.3. Đoạn sử dụng (User segment) 8 2.2. Các đại lượng đo GPS 9 2.2.1. Đo khoảng cách giả theo pha sóng tải 9 2.2.2 Đo khoảng cách giả theo mã (Code) 10 2.2.3 Đo khoảng cách giả theo tần số Doppler 10 2.3. Các nguồn sai số trong đo GPS 11 2.3.1. Ảnh hưởng của tầng Ion 11 2.3.2. Ảnh hưởng của tầng đối lưu 11 2.3.3. Sai số quỹ đạo vệ tinh 12 2.3.4. Sai số do đồng hồ vệ tinh 12 2.3.5. Sai số của đồng hồ máy thu GPS 12 2.3.6. Hiện tượng đa đường dẫn (Multipath) 13 2.3.7. ảnh hưởng của bình đồ vệ tinh. 13 2.4. Các phương pháp đo GPS 13 2.4.1. Đo GPS tuyệt đối 13 2.4.2. Đo GPS vi phân (DGPS) 15 2.4 Sơ đồ nguyên lý đo DGPS 16 2.4.3. Phương pháp đo GPS hiệu chỉnh toàn cầu Gc GPS 17 2.5 Cơ sở khống chế mặt bằng 22 2.5.1 Lựa chọn số lượng cấp khống chế và đồ hình lưới 22 2.5.2 Đo lưới bằng phương pháp truyền thống 22 2.5.3 Đo lưới bằng công nghệ GPS theo phương pháp định vị tương đối trạng thái tĩnh 24 2.6Khống chế cao độ 26 2.6.1 Các hệ thống cao độ 26 2.6.2 Các phương pháp đo cao truyền thống 28 2.6.3 Đo cao GPS và nội suy dị thường độ cao 28 2.7 Đo vẽ chi tiết 35 2.7.1. Các phương pháp truyền thống 35 2.7.2. Nội dung phương pháp đo GPS 37 2.7.3. Tổ chức đo đạc bản đồ địa hình dưới nước 39 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM 51 3.1. Mục đích và phương pháp thực nghiệm 51 3.1.1 Mục đích của nội dung thực nghiệm 51 3.1.2 Phương pháp thực nghiệm. 51 3.2 Kết quả thực nghiệm 53 3.2.1 Kiểm tra độ chính xác của việc đo GPS động PPK trong việc thành lập lưới khống chế cao toạ độ và đo vẽ chi tiết. 54 3.2.2 Đo vẽ bản đồ địa hình dưới nước bằng công nghệ GPS theo phương pháp đo động PPK. 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 69 Tài liệu tham khảo 71 Phụ lục 1: Kết quả bình sai tuyến đường chuyền thực nghiệm đo bằng máy toàn đạc điện tử 72
DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC CHỮ VIÊT TẮT GNSS - Global Navigation Satellite System – Hệ thống dẫn đường vệ tinh NAVTAR GPS - Navigation Satellile And Ranging Global Positioning system – Hệ thống định vị toàn cầu DOP - Dilution Of Precision - Chỉ số phân tán độ xác NPHs -Network processing hubs – Mạng chủ xử lý tức thời MỤC LỤC MỞ ĐẦU Như biết, sông có vai trò, vị trí quan trọng, gắn bó mật thiết ảnh hưởng to lớn đến phát triển kinh tế - xã hội, bảo đảm quốc phòng, an ninh, bảo vệ môi trường nước ta Sau 20 năm thực công đổi lãnh đạo Đảng, tiềm lực kinh tế biển đất nước ta không ngừng lớn mạnh, phát triển với tốc độ nhanh cú đóng góp quan trọng vào nhịp độ tăng trưởng kinh tế - xã hội đất nước theo hướng công nghiệp hoá, đại hoá Để tiếp tục phát huy tiềm sông kỷ XXI, Đảng ta đưa nhiều chiến lược với mục tiêu tổng quát đến năm 2020, phấn đấu đưa nước taphát huy tiềm tối đa từ sông ngòi ,góp phần quan trọng nghiệp công nghiệp hóa, đại hóa, làm cho đất nước giàu mạnh.Vì vậy, việc thành lập đồ địa nước vấn đề cấp thiết thiết thực nhằm phục vụ công tác quản lí nhà nước sông ngòi Trong thời đại công nghệ phát triển, việc ứng dụng công nghệ GPS kết hợp với số phương pháp đo sâu truyền thống để thành lập đồ địa hình nước trở nên phổ biến.Cũng vậy, em lựa chọn nghiên cứu thực đồ án ‟ Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GNSS khảo sát thành lập đồ địa hình nước khu vực đê Liên Mạc-Sông Hồng ” với nội dung gồm chương: Chương 1: Tổng quan công tác thành lập đồ địa hình nước Chương 2: Khả ứng dụng công nghệ GNSS khảo sát việc thành lập đồ địa hình nước khu vực đê Liên Mạc – Sông Hồng Chương 3: Thực nghiệm Mục tiêu đề tài: Tìm hiểu tầm quan trọng việc sử dụng công nghệ GNSS đo đạc khảo sát thành lập đồ địa hỡnh nước Trên sở lý thuyết số liệu thực tế thành lập đồ địa hỡnh nước khu vực đê Liên Mạc – Sông Hồng Các phương pháp nghiên cứu chủ yếu : - Thu thập liệu từ nguồn internet, đồ, giáo trình liên quan đến đề tài - Tổng hợp phân tích - Chuyên gia thực nghiệm Để hoàn thiện đồ ỏn cố gắng nỗ lực thân, em nhận hướng dẫn tận tình chu đáo thầy giáo ThS Nguyễn Xuân Thủy Do trình độ nhiều hạn chế thời gian làm đồ án có hạn, lại lĩnh vực mẻ nên cố gắng tránh khỏi thiếu sót Em mong muốn có nhiều góp ý , bảo cỏc thầy cô bạn sinh viên trường để em rút nhiều kinh nghiệm công việc sau Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo ThS Nguyễn Xuân Thủy thầy cô giáo môn Trắc địa cao cấp công trình trang bị cho em kiến thức chuyên ngành giúp đỡ em thời gian qua Em xin chân thành cảm ơn ! CHƯƠNG TỔNG QUAN CÔNG TÁC THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH DƯỚI NƯỚC 1.1 CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT TRONG VIỆC THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH TỶ LỆ LỚN Trong trắc địa công trình, tùy thuộc vào giai đoạn thiết kế; mức độ phức tạp địa hình, địa vật; nhiệm vụ thiết kế hạng mục công trình mà thường đo vẽ đồ tỷ lệ 1/200, 1/500, 1/1000, 1/2000, 1/5000 (ta gọi chung đồ tỷ lệ lớn) với khoảng cao khác (h = 0.25m, 0,5m, 1m, 2m) Độ xác đồ phụ thuộc vào độ xác việc thành lập lưới khống chế mặt bằng, cao độ; độ xác biểu thị địa hình địa vật biểu thị dáng đất (đo vẽ chi tiết) 1.1.1 Yêu cầu độ xác việc thành lập lưới khống chế a Về khống chế mặt Theo [4], Sai số giới hạn vị trí điểm lưới khống chế đo vẽ so với điểm lưới cấp cao không vượt 0.2mm vùng quang đãng 0.3mm vùng rậm rạp, tính theo tỷ lệ đồ Trong trường hợp tổng quát, sai số vị trí điểm yếu cấp khống chế thứ “i” tính theo công thức: mi = m p k i −1 + k + k + + k 2( n −1) (1.1) b Về khống chế độ cao Hiện trắc địa công trình thường áp dụng tiêu kỹ thuật sau: Bảng 1.1 Các tiêu kỹ thuật xây dựng lưới khống chế độ cao[9] Chỉ tiêu kỹ thuật Chiều dài lớn tuyến (Km) - Giữa điểm gốc - Giữa điểm nút Khoảng cách lớn mốc (Km) - Khu vực xây dựng - Khu vực chưa xây dựng Hạng II Hạng III Hạng IV 40 10 15 2 0.2 0.8 0.2÷0.5 0.5÷2 L Sai số khép giới hạn tuyến (L chiều dài tuyến, tính Km) (mm) L 10 (mm) L 20 (mm) 1.1.2 Độ xác biểu diễn địa hình - địa vật đồ a Độ xác đo vẽ địa hình(dáng đất) Trong trắc địa công trình, yếu tố địa hình có ý nghĩa lớn, yếu tố định cho việc lựa chọn tuyến, chọn điểm xây dựng công trình; sở để thiết kế tính toán khối lượng Theo [4], sai số trung bình đo vẽ dáng đất so với điểm khống chế độ cao gần tính theo khoảng cao [4] Bảng 1.2 Sai số trung bình đo vẽ dáng đất so với khoảng cao tỷ lệ đồ Sai số trung bình đo vẽ dáng đất so với khoảng cao Độ dốc địa hình o o Từ đến Từ 2o đến 6o Từ 6o đến 15o Lớn 15o 1:500 ¼ 1/3 1/3 tỷ lệ đồ 1:1000 1:2000 1:5000 1/4 1/4 1/4 1/3 1/3 1/3 1/3 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 Sai số độ cao điểm đặc trưng địa hình không vượt 1/3 giá trị khoảng cao Khi kiểm tra thực địa, để kiểm tra sai số biểu diễn địa hình đồ ta dung công thức sau: ∆H mH = n (1.2) Trong đó: n : số lượng điểm kiểm tra ∆H mH : hiệu số độ cao đo kiểm tra độ cao đo nội suy đồ : Sai số trung bình đo vẽ dáng đất kiểm tra mH Sau so sánh với giá trị cho phép để xác định độ xác biểu diễn địa hình đồ Theo [4] giá trị chênh lệch cho phép điểm kiểm tra không vượt lần mH , số lượng điểm có giá trị giá trị chênh lệch cho phép không 10% tổng số điểm kiểm tra b Độ xác biểu diễn địa vật: Theo [4], sai số trung bình vị trí mặt phẳng địa vật cố định, chủ yếu so với điểm khống chế đo vẽ gần không vượt 0.5mm đồ; địa vật thứ yếu không vượt 0.7mm Khi kiểm tra thực địa để kiểm tra sai số biểu diễn địa vật đồ ta dung công thức sau: Chênh lệch vị trí mặt tính theo công thức: ∆ Pi = ∆x + ∆y (1.3) ∆x, ∆y chênh lệch giá trị tọa độ theo trục X trục Y điểm kiểm tra điểm đồ giải đồ ∆ 2Pi mmb = n (1.4) n : số lượng điểm kiểm tra mmb : Sai số trung bình vị trí mặt phẳng địa vật mmb Sau so sánh với giá trị cho phép để xác định độ xác biểu diễn địa vật đồ Giá trị chênh lệch tọa độ cho phép điểm kiểm tra không vượt mmb lần , số lượng điểm có giá trị giá trị chênh lệch cho phép không 10% tổng số điểm kiểm tra 1.2 NHỮNG ĐẶC TRƯNG CHÍNH TRONG ĐO VẼ BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH DƯỚI NƯỚC Ở NƯỚC TA Bản đồ địa hình thành lập theo nhiều phương pháp với trang thiết bị máy móc công nghệ khác Ở nước ta, áp dụng hai biện pháp chủ yếu đo vẽ ảnh đo vẽ trực tiếp Đối với trắc địa công trình cần thành lập loại đồ tỷ lệ lớn; qua trải nghiệm từ nhiều năm đo vẽ đồ trực tiếp mang lại hiệu cao Đo vẽ đồ trực tiếp thực địa bao gồm hai bước thành lập hệ thống khống chế cao tọa độ đo vẽ chi tiết Tuy nhiên việc đo vẽ đị hình vùng song Hồ ven biển tồn nhiều hạn chế Những hạn chế rút trình sản xuất thực tiễn Khi ta đo vẽ địa hình khu cực theo phương pháp toàn đạc máy toàn đạc điện tử gặp phải khó khăn sau: • Đối với việc thành lập lưới khống chế mặt Đặc điểm lưới khống chế mặt phục vụ đo vẽ địa hình cho khu vực đồ hình dạng tuyến với điểm bố trí dọc theo bờ Việc đo lưới - thường gặp phải khó khăn sau: Do yêu cầu thông hướng mà đồ hình lưới bố trí khó, có trường hợp phải bố trí cạnh ngắn, điều làm ảnh hưởng đến độ xác thành lập lưới khó đảm - bảo quy trình quy phạm Việc đo lưới phải tốn nhiều thời gian công sức Đối với điểm đường chuyền cấp 1chungs ta phải đo góc vòng theo hai chiều đảo thuận ống kính, đo cạnh theo hai chiều thuận nghịch; ca đo cần có người thực • Đối với việc thành lập lưới khống chế độ cao Chúng ta phải dẫn độ cao tới tất điểm tuyến khống chế mặt bằng.Để đảm bảo độ xác khống chế thực tế áp dụng việc dẫn độ cao thủy chuẩn hình học Thực theo phương pháp thường gặp - phải khó khăn sau: Thông thường dọc theo bờ sông, hồ hệ thống giao thông không thuận lợi, công tác dẫn tuyến gặp nhiều khó khăn công việc lại có nhiều trường hợp phải chui rúc, luồn lách bố trí cạnh đo ngắn, từ làm tăng số - lượng trạm đo, ảnh hưởng lớn đến tiến độ công việc độ xác đo lưới Việc thủy chuẩn vượt sông trường hợp thường xuyên gặp phải, để thực điều thường gặp nhiều khó khăn có trường hợp không thực phải dẫn vòng nhiều thời gian công sức • Đối với đo việc đo vẽ chi tiết Đối với địa hình vùng sông hồ ven biển, diện tích đo vẽ thường bao gồm hai phần, phần bờ phần nước Trong khuôn khổ đề tài nghiên cứu này, chúng em tập trung đề cập đến phần đo vẽ địa hình nước Trong thực tế sản xuất nay, công tác đo vẽ địa hình nước thường gặp phải khó - khăn: Việc bắt tín hiệu gương khó khăn (Vì thuyền chòng chành sóng, gió, dòng - chảy…) Việc đo độ sâu với thời điểm máy bắt tín hiệu gương khó Nếu không đo độ sâu thời điểm thuyền bị trôi nơi khác - vị trí điểm đo sâu vị trí dựng gương không khớp Khi máy gương cách xa điều kiện nước việc liên lạc - người đo người gương gặp nhiều khó khăn Đối với địa hình sông, hồ thường xuyên gặp phải trường hợp tia ngắm bị vướng, - phải chuyển máy nhiều trạm phạm vi hẹp Đối với vùng ven biển, khả đo khoảng cách máy hạn chế, trường hợp phạm vi đo vẽ vượt tầm đo máy thực Bên cạnh đó, gần bờ có nhiều thực phủ, bờ biển nông tàu đo vào được, khả thông hướng máy toàn đạc bị hạn chế nhiều Những khó khăn ảnh hưởng nhiều đến chất lượng sản phẩm, tốn nhiều thời gian ảnh hưởng lớn đên tiến độ thực công việc Từ đặc điểm nêu thúc người làm công tác trắc địa phải nghiên cứu để tìm giải pháp hợp lý cho việc đo vẽ địa hình nước vùng sông hồ ven biển 10 Bảng 3.9 Tính toán yêu cầu độ xác vị trí điểm khống chế thành lập theo cấp phục vụ đo vẽ đồ tỷ lệ lớn Độ xác vị trí điểm yêu cầu Đường chuyền Đường chuyền Khống chế đo vẽ Tỷ lệ đồ (giải tích) cấp (giải tích) cấp (mm) (mm) (mm) 1/200 20 11 1/500 50 28 14 1/1000 100 55 28 1/2000 200 111 55 1/5000 500 277 139 • Xem số liệu bảng 3.1 số liệu gốc, từ kết đối chiếu thể bảng 3.6 (cột 2, 4, 5), so sánh với bảng 3.9 bảng 1.2 ta có nhận xét: - Khi đo động thời gian 6” đáp ứng độ xác thành lập lưới khống chế mặt đến cấp với tỷ lệ đo vẽ từ 1/1000 trở xuống, tỷ lệ lớn đảm bảo đến cấp - Khi đo động thời gian 2’ độ xác vị trí điểm đảm bảo lập đến cấp đồ tỷ lệ 1/500 trở xuống, đảm bảo cấp hoàn toàn - Phương pháp đo động phạm vi khống chế 2.8km đạt độ xác cao, đáp ứng yêu cầu thể dáng địa hình tỷ lệ đồ • Xem xét kết đối chiếu bảng 3.6 (cột 6, 7) ta thấy để nâng cao độ xác đo động kéo dài thời gian thu tín hiệu vệ tinh, nhiên tỷ lệ thời gian thu độ xác giảm dần tăng thời gian thu, đo động không nên tăng thời gian thu tín hiệu dài, tốt phạm vi 2’ • Xem xét kết đối chiếu bảng 3.8 thấy xử lý kết đo GPS động, việc lựa chọn vị trí điểm gốc độ cao để FIX quan trọng, ảnh hưởng lớn đến độ xác cao độ điểm đo Chúng ta cần xây dựng điểm khống chế độ cao nằm gần khu đo để đảm bảo độ xác xây dựng lưới đo cao GPS việc đo vẽ chi tiết 67 Hình 3.5 Lựa chọn điểm Fix cao độ, toạ độ GPsurvey 2.35 3.2.2 Đo vẽ đồ địa hình nước công nghệ GPS theo phương pháp đo động PPK Công tác chuẩn bị - Kiểm tra thị sát thực địa: Thực địa đoạn sông Hồng qua cửa sông Nhuệ, đoạn sông có vận tốc dòng chảy vừa phải, có độ sâu lòng sông trung bìng khoảng 8m, lòng sông rộng thoáng đãng phù hợp cho việc đo GPS động - Máy móc thiết bị: Bao gồm mộ máy thu tín hiệu vệ tinh Trimble R3 phụ kiện kèm (chân máy, sào gương, thước đo ), máy toàn đạc điện tử (dùng để kiểm tra), máy đo sâu hồi âm cầm tay, sổ, bút - Chuẩn bị thuyền đo dụng cụ gắn cần ăng ten lên mạn thuyền Đo vẽ đồ địa hình nước tỷ lệ 1/1000, h = 0.5m công nghệ GPS động theo phương pháp Stop and go Để thực việc đo vẽ địa hình nước, cần gắn ăng ten máy đo sâu lên thuyền đo Trước hết, gắn máy đo sâu vào cần ăng ten cho đầu đo sâu ngang với chân sào; sau gắn cần ăng ten lên mạn thuyền Lưu ý gắn ăng ten lên thuyền cần để thuyền theo trạng thái tự nhiên, dùng sào dây chằng cho cần ăng ten thẳng đứng (điều chỉnh bọt thuỷ), buộc ăng ten thật chắn vào mạn thuyền Đưa thuyền vào khu đo, tuỳ thuộc theo tốc độ dòng chảy mà điều khiển thuyền chạy theo tuyến dọc ngang khu đo Tuỳ theo tỷ lệ đồ cần thành lập độ phức tạp địa hình đáy sông mà bố trí tuyến đo thưa hay dày Trường dợp bình thường, bố trí khoảng cách tuyến đo = 1.5÷2cm x M (mẫu số tỷ lệ đồ) Trường hợp dòng chảy yếu vừa, nên bố trí tuyến cắt ngang 68 sông nhằm tăng độ xác biểu diễn địa hình đáy sông Trường hợp nước chảy xiết, nên đưa thuyền lên phía thượng lưu thả trôi, dùng sào chống điều khiển thuyền dừng chạy, điều chỉng khoảng cách tuyến đo Khi thuyền đến vị trí điểm đo, dừng thuyền, kiểm tra bọt thuỷ sào ăng ten tiến hành thu tín hiệu khoảng thời gian tương ứng với trị đo GPS (đối với máy Trimble R3 5”/1 epoch) Việc xác định độ sâu tiến hàng song song với thu tín hiệu GPS, giá trị đo sâu ghi vào sổ Thường xuyên đối chiếu tên điểm đo máy thu GPS sổ đo sâu Kết đo GPS động PPK xử lý phòng phần mềm GPsurvey 2.35, cho kết toạ độ độ cao (đến chân sào ăng ten) điểm chi tiết Chuyển kết sang phần mềm Microsoft Excel, lấy cao độ chân gương trì giá trị độ sâu để tìm cao độ đáy sông điểm chi tiết Sau có tệp cao toạ độ điểm đo, lập đồ địa hình phần mềm chuyên dụng, thực nghiệm lập phần mềm KSVN Công ty TLT Hình 3.6 Xử lý số liệu đo phần mềm GPsurvey 2.35 69 Hình 3.7 Bản đồ địa hình đáy sông Hồng Kiểm tra độ xác thành lập đồ địa hình nước công nghệ GPS động theo phương pháp Stop and go Để kiểm tra độ xác việc lập đồ nước công nghệ GPS động tiến hành đo song trùng 15 điểm chi tiết đáy sông phương pháp đo, phương pháp đo GPS động Stop and go phương pháp đo máy toàn đạc điện tử Gắn gương vào sào ăng ten cho tâm gương gần trùng với tâm ăng ten, đo chiều cao ăng tan chiều cao gương Cả hai phương pháp sử dụng máy đo sâu hồi âm cầm tay để xác định độ sâu đáy sông Đặt máy toàn đạc điểm P1 bờ sông, định hướng đến điểm P2 (P1 P2 điểm có cao toạ độ xác định) Đưa thuyền vào điểm kiểm tra sông, dừng thuyền tiến hành đo đồng thời theo phương pháp, Máy thu GPS thu tín hiệu 5”, máy toàn đạc đọc góc, khoảng cách chênh cao Kết đo trình bày phần phụ lục 70 Bảng 3.10 So sánh kết đo chi tiết GPS động máy toàn đạc điện tử Tên GPS động PPK Toàn đạc điện tử Chênh lệch X Y h X Y h mp mh điểm K.tra1 2333489.145 580020.958 -6.360 2333489.126 580020.971 -6.350 0.023 -0.010 K.tra2 2333493.083 580022.338 -6.442 2333493.065 580022.351 -6.475 0.022 0.033 K.tra3 2333478.120 579994.285 -4.940 2333478.104 579994.271 -4.922 0.021 -0.018 K.tra4 2333474.183 579995.952 -5.554 2333474.167 579995.955 -5.561 0.016 0.007 K.tra5 2333466.108 579968.740 -4.548 2333466.123 579968.726 -4.537 0.021 -0.011 K.tra6 2333452.960 579933.457 -4.621 2333452.964 579933.435 -4.639 0.022 0.018 K.tra7 2333450.158 579906.131 -4.739 2333450.176 579906.143 -4.725 0.022 -0.014 K.tra8 2333433.981 579869.735 -6.625 2333433.994 579869.747 -6.634 0.018 0.009 K.tra9 2333525.066 580015.093 -3.582 2333525.053 580015.082 -3.592 0.017 0.010 K.tra10 2333494.560 579975.333 -3.965 2333494.554 579975.347 -3.967 0.015 0.002 K.tra11 2333485.798 579962.387 -4.056 2333485.777 579962.393 -4.050 0.022 -0.006 K.tra12 2333477.197 579937.103 -3.883 2333477.181 579937.124 -3.866 0.026 -0.017 K.tra13 2333476.739 579910.135 -3.252 2333476.746 579910.118 -3.240 0.018 -0.012 K.tra14 2333470.072 579875.589 -2.748 2333470.091 579875.574 -2.761 0.024 0.013 K.tra15 2333468.734 579857.632 -2.272 2333468.738 579857.611 -2.263 0.021 -0.009 Bảng 3.11 Tổng hợp so sánh kết kiểm tra độ xác đo vẽ chi tiết địa hình nước công nghệ GPS động Nội dung so sánh Chênh lệch vị trí mặt lớn (mpmax): Chênh lệch vị trí mặt nhỏ (mpmin): Chênh lệch vị trí mặt trung bình (mpTB): Chênh lệch độ cao lớn (mhmax): Chênh lệch độ cao nhỏ (mhmim): Chênh lệch độ cao trung bình (mhTB): 71 Giá trị chênh lệch ± (m) 0.026 0.015 0.021 0.033 0.002 0.013 Nhận xét thực nghiệm Việc đo vẽ địa hình nước theo công nghệ GPS động xử lý sau hiệu nhiều so với phương pháp toàn đạc máy toàn đạc điện tử thể qua điểm sau: - Đảm bảo tốt yêu cầu kỹ thuật - Rút ngắn thời gian đo khoảng lần (thông thường với điều kiện thực địa vùng thực nghiệm (diện tích khoảng 15ha, vận tốc dòng chảy tương đối mạnh), đo máy toàn đạc khoảng 12 giờ, đo thực nghiệm vòng (từ 9h30’ đến 13h20’)) Khi thao tác thục tiến độ công việc tăng lên nhiều - Không nhiều thời gian thành lập lưới khống chế Tuy nhiên việc đo vẽ địa hình nước theo công nghệ GPS động xử lý sau có vài mặt hạn chế: - Khối lượng công việc phòng nhiều - Yêu cầu người xử lý phải cẩn thận xử lý tín hiệu đo KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận 72 ứng dụng công nghệ GPS nói chung GPS động nói riêng vào lĩnh vực trắc địa công trình mang lại hiệu cao mặt kỹ thuật mặt kinh tế, từ góp phần cải thiện điều kiện làm việc người làm công tác trắc địa, thúc đẩy phát triển ngành kinh tế kỹ thuật khác góp phần vào phát triển kinh tế xã hội chung đất nước Từ kết nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm trình thực đề tài luận văn này, rút số kết luận sau: Về độ xác việc đo GPS động PPK việc thành lập lưới khống chế cao toạ độ đo vẽ chi tiết: - Độ xác khống chế mặt đảm bảo yêu cầu kỹ thuật phục vụ thành lập lưới theo cấp: Khống chế cấp 1, cấp trạm đo Khi đo khống chế, nên dùng kẹp gương để nâng cao độ xác đo lưới - Độ xác đo cao GPS nội suy theo mô hình Geoid EGM 96 phạm vi nhỏ (dưới 3km) theo đồ hình dạng tuyến đáp ứng tiêu chuẩn hạng IV nhà nước Khi phạm vi lớn sử dụng thuật toán Smith song tuyến để tính chuyển, có điểm song trùng phù hợp với đồ hình độ xác tính chuyển theo thuật toán đạt tiêu chuẩn hạng IV nhà nước - Độ xác vị trí mặt độ cao đo GPS động PPK hoàn toàn thoả mãn yêu cầu đo vẽ đồ địa hình tỷ lệ lớn Về hiệu ứng dụng công nghệ GPS động vào việc đo vẽ đồ địa hình nước tỷ lệ lớn - Với đặc điểm địa hình trải dài, bán ngập nước, ảnh hưởng dòng chảy, thuỷ triều, thực phủ mà việc sử dụng công nghệ GPS động để thành lập khống chế mặt bằng, độ cao đo vẽ chi tiết vùng sông hồ ven biển mang lại hiệu cao mặt kỹ thuật kinh tế - Trong điều kiện địa hình không thuận lợi, công nghệ GPS động khắc phục khó khăn thực theo phương pháp truyền thống chuyền toạ độ, độ cao vượt chướng ngại vật; đo vẽ chi tiết tia ngắm bị che khuất, dòng chảy mạnh, thuỷ triều lớn Để nâng cao độ xác đo vẽ tránh tính xấu xẩy ra, áp dụng GPS động vào việc thành lập lưới khống chế đo vẽ chi tiết nên bố trí trạm Base theo đồ hình phù hợp với thực địa Kiến nghị 73 Với ưu rõ rệt công nghệ GPS động việc thành lập đồ địa hình nước tỷ lệ lớn kết nghiên cứu đề tài đưa ra, xin có số kiến nghị sau: - Cần tiếp tục nghiên cứu sâu để làm rõ hiệu áp dụng công nghệ GPS động áp dụng vào việc đo vẽ địa hình nước vùng sông hồ ven biển - Cần hình thành tiêu chuẩn, quy phạm cho phép sử dụng công nghệ GPS động vào việc thành lập lưới khống chế mặt bằng, độ cao đo vẽ chi tiết đồ địa hình tỷ lệ lớn công tác trắc địa nói chung trắc địa công trình nói riêng nhằm nâng cao hiệu kinh tế thực dự án Các kết nghiên cứu luận văn khẳng định tính ưu việt công nghệ GPS nói chung GPS động nói riêng Đây kết có sở khoa học kiểm nghiệm thực tiễn Chúng mong muốn nhà trắc địa quan tâm nghiên cứu bổ sung, cải thiện mặt hạn chế để nâng cao hiệu áp dụng công nghệ GPS vào lĩnh vực đo vẽ địa hình nước vùng sông hồ ven biển 74 Tài liệu tham khảo Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn (2002), Tiêu chuẩn ngành 14 TCN 22 – 2002 (Quy phạm khống chế mặt sở công trình thuỷ lợi), Hà Nội Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn (2002), Tiêu chuẩn ngành 14 TCN 102 – 2002 (Quy phạm khống chế cao độ sở công trình thuỷ lợi), Hà Nội Bộ xây dựng (2006), TCXDVN 364:2006 (Tiêu chuẩn kỹ thuật đo xử lý số liệu GPS trắc địa công trình), Hà Nội Cục đo đạc đồ nhà nước (1990), Quy phạm đo vẽ đồ điạ hình tỷ lệ 1:500, 1:1000, 1/2000, 1/5000 (phần trời), Hà Nội Đặng Nam Chinh nnk (2008), “Xác định số hiệu chỉnh địa hình đo cao GPS vùng núi có sử dụng mô hình Geoid toàn cầu”, Tuyển tập báo cáo hội nghị khoa học Trường Đại học Mỏ - Địa chất lần thứ 18, tr.37-42, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Đặng Nam Chinh (2009), Bài giảng ứng dụng công nghệ GPS thành lập, chỉnh sử dụng đồ (sử dụng cho học viên cao học), Đại học Mỏ Địa Chất, Hà Nội Lê Trung Chơn (2003), Trắc địa biển, Nxb Đại học quốc gia T.P Hồ CHí Minh Đỗ Ngọc Đường, Đặng Nam Chinh (2007), Bài giảng Công nghệ GPS, Đại học Mỏ - Địa Chất, Hà Nội Phan Văn Hiến (chủ biên), Ngô Văn Hợi, Trần Khánh, Nguyễn Quang Phúc, Nguyễn Quang Thắng, Phan Hồng Tiến, Trần Viết Tuấn (2004), Trắc địa công trình, Nxb Giao thông vận tải, Hà Nội 10 Nguyễn Văn Hiệp (2009), Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS trắc địa công trình biển Việt Nam, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Đại học Mỏ - Địa Chất, Hà Nội 11 Phạm Hoàng Lân (1997), Bài giảng công nghệ GPS (Dùng cho học viên cao học), Đại học Mỏ - Địa Chất, Hà Nội 12 Nguyễn Quang Thắng, Trần Viết Tuấn (2009), Trắc địa công trình Biển, Đại học Mỏ - Địa Chất, Hà Nội 13 Trần Viết Tuấn (2007), Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS trắc địa công trình Việt Nam, Luận án Tiến sỹ kỹ thuật, Đại học Mỏ - Địa Chất, Hà Nội 75 Phụ lục 1: Kết bình sai tuyến đường chuyền thực nghiệm đo máy toàn đạc điện tử Kết bình sai lưới mặt phụ thuộc Tên công trình : Lưới thực nghiệm - Đê Liên Mạc Số liệu khởi tính + Số điểm gốc :2 + Số điểm lập : 10 + Số phương vị gốc : + Số góc đo : 10 + Số cạnh đo : 11 + Sai số đo góc : mβ = 2" + Sai số đo cạnh : mS = ±(2+3.ppm) mm + Độ cao mặt chiếu: Ho=0 (m) + Phép chiếu UTM 3* Bảng tọa độ điểm gốc STT Tên điểm HSH75 HSH73 X(m) 2333563.833 2332948.995 76 Y(m) 580426.325 578595.805 Bảng tọa độ sau bình sai sai số vị trí điểm STT Tên điểm X(m) Y(m) TN1 2333534.897 580300.391 TN2 2333492.431 580181.853 TN3 2333385.960 580013.518 TN4 2333078.083 579929.919 TN5 2333076.997 579815.527 TN6 2333263.531 579782.921 TN7 2333279.216 579725.276 TN8 2333206.305 579482.957 TN9 2333127.963 579213.262 10 TN10 2333043.734 578919.739 Bảng kết trị đo góc sau bình sai Số TT 10 Tên đỉnh góc Đỉnh trái Đỉnh HSH75 TN1 TN2 TN3 TN4 TN5 TN6 TN7 TN8 TN9 TN1 TN2 TN3 TN4 TN5 TN6 TN7 TN8 TN9 TN10 Mx(m) My(m) Mp(m) 0.003 0.002 0.004 0.005 0.003 0.006 0.007 0.004 0.009 0.009 0.007 0.011 0.010 0.007 0.012 0.010 0.006 0.012 0.010 0.006 0.012 0.009 0.006 0.011 0.008 0.005 0.009 0.005 0.003 0.006 Đỉnh Góc đo o ' " SHC " Góc sau BS o ' " phải TN2 TN3 TN4 TN5 TN6 TN7 TN8 TN9 TN10 HSH73 173 13 48.6 167 23 47.6 137 30 17.6 254 15 53.6 260 37 43.3 115 08 13.7 148 01 56.0 180 32 54.0 180 11 11.7 179 42 31.7 +00.0 +00.0 -00.1 -00.7 -00.6 -00.2 -00.1 -00.1 -00.1 00.0 173 13 48.6 167 23 47.6 137 30 17.5 254 15 52.9 260 37 42.7 115 08 13.5 148 01 55.9 180 32 53.9 180 11 11.6 179 42 31.7 77 Bảng kết trị đo cạnh sau bình sai Số Tên đỉnh cạnh Cạnh đo TT Điểm đầu Điểm cuối HSH75 TN1 TN1 TN2 TN2 TN3 TN3 TN4 TN4 TN5 TN5 TN6 TN6 TN7 TN7 TN8 TN8 TN9 10 TN9 TN10 11 TN10 HSH73 Bảng sai số tương hỗ Cạnh tương hỗ Điểm đầu HSH75 TN1 TN2 TN3 TN4 TN5 TN6 TN7 TN8 TN9 TN10 (m) 129.218 125.917 199.184 319.032 114.399 189.367 59.742 253.055 280.849 305.376 337.511 Elip (m) 0.000 0.000 0.000 -0.001 0.000 0.000 0.000 -0.001 -0.001 -0.001 -0.001 Điểm cuối Chiều dài (m) Phương vị o ' " TN1 TN2 TN3 TN4 TN5 TN6 TN7 TN8 TN9 TN10 HSH73 129.216 125.915 199.180 319.025 114.397 189.362 59.741 253.050 280.843 305.369 337.503 257 03 35.5 250 17 24.2 237 41 11.8 195 11 29.3 269 27 22.2 350 05 04.8 285 13 18.4 253 15 14.2 253 48 08.2 253 59 19.8 253 41 51.5 78 UTM (m) -0.003 -0.003 -0.004 -0.007 -0.002 -0.004 -0.001 -0.006 -0.006 -0.007 -0.008 ms/S 1/51700 1/50600 1/73600 1/101100 1/46400 1/67900 1/25800 1/88800 1/96000 1/102100 1/109600 SHC Cạnh (m) +0.001 +0.001 +0.001 +0.001 +0.001 0.000 +0.000 +0.001 +0.001 +0.001 +0.001 BS (m) 129.216 125.915 199.180 319.025 114.397 189.362 59.741 253.050 280.843 305.369 337.503 mα m(t.h) " (m) 04.3 03.8 03.3 02.9 02.8 02.7 02.4 02.1 02.2 02.5 03.0 0.004 0.003 0.004 0.006 0.003 0.004 0.002 0.004 0.004 0.005 0.006 Kết đánh giá độ xác Sai số trung phương trọng số đơn vị mo = 1.086 Sai số vị trí điểm yếu : (TN5) mp = 0.012(m) Sai số trung phương tương đối chiều dài cạnh yếu : (TN6-*-TN7) mS/S = 1/ 25800 Sai số trung phương phương vị cạnh yếu : (HSH75-*-TN1) mα = 04.3" 79 Phụ lục 2: Kết bình sai tuyến độ cao thuỷ chuẩn thực nghiệm thành tính toán bình sai lưới thủy chuẩn Tên công trình:Lưới thuỷ chuẩn thực nghiệm - Đê Liên Mạc I Các tiêu lưới + Tổng số điểm : 14 + Số điểm gốc :3 + Số điểm lập : 11 + Số lượng trị đo : 13 + Tổng chiều dài đo : 2.880 km II Số liệu khởi tính STT Tên điểm HSH75 HSH74 HSH73 H (m) 15.521 15.598 15.743 Ghi III Kết độ cao bình sai STT 10 11 Tên điểm TN1 TN2 TN3 P1 TN4 TN5 TN6 TN7 TN8 TN9 TN10 H(m) 14.097 15.577 15.728 5.563 15.664 15.143 15.381 15.604 15.620 15.613 15.831 SSTP(mm) 3 3 3 2 3 80 IV Trị đo đại lượng bình sai S TT 10 11 12 13 Điểm sau (i) HSH75 TN1 TN2 TN3 P1 TN4 TN5 TN6 TN7 HSH74 TN8 TN9 TN10 Điểm trước (j) TN1 TN2 TN3 P1 TN4 TN5 TN6 TN7 HSH74 TN8 TN9 TN10 HSH73 [S] (km) 0.16 0.15 0.24 0.05 0.42 0.14 0.23 0.07 0.2 0.1 0.34 0.37 0.41 Trị đo (m) -1.423 1.480 0.153 -10.165 10.103 -0.520 0.239 0.223 -0.005 0.022 -0.009 0.217 -0.090 SHC (mm) -1 -1 -1 -2 -1 -1 -1 2 V Kết đánh giá độ xác - Sai số trung phương trọng số đơn vị mo = ± 5.43 mm/Km - SSTP độ cao điểm yếu : mH(TN4) = 3.41(mm) - SSTP chênh cao yếu : m(P1 - TN4) = 3.04 (mm) 81 Trị B.Sai (m) -1.424 1.479 0.152 -10.165 10.101 -0.521 0.238 0.223 -0.006 0.022 -0.008 0.219 -0.088 SSTP (mm) 2 2 2 3 [...]...CHƯƠNG 2 KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ GNSS TRONG ĐO ĐẠC THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH DUỚI NƯỚC KHU VỰC ĐÊ LIÊN MẠC – SÔNG HỒNG 2.1 Cấu trúc của hệ thống GPS Hệ thống định vị toàn cầu có tên đầy đủ là Navigation Satellile And Ranging Global Positioning system (NAVTAR GPS)... thành lập lưới trắc địa công trình trong thời gian ngắn và dạt hiệu quả kinh tế cao [3] Lưới GPS phải được tạo thành 1 hoặc nhiều vòng đo độc lập, tuyến phù hợp Qui định về số lượng cạnh trong vòng đo độc lập, tuyến phù hợp trong các cấp lưới GPS phải tuân theo qui định nêu trong bảng 3.2 29 Bảng 2.2 Quy định về số cạnh trong vòng độc lập hoặc tuyến phù hợp trong lưới đo GPS [3] Cấp hạng: Số cạnh trong. .. ứng dụng với hiệu quả cao trong nhiều mặt của công tác trắc địa. Nhờ công nghệ này mà việc xây dựng hệ thống khống chế trắc địa trở nên thuận lợi hơn rất nhiều.ở nước ta, trong vài thập niên trở lại đây, việc áp dụng công nghệ GPS để thành lập lưới khống chế mặt bằng ngày càng phổ biến và cho đến nay đã trở nên quen thuộc Việc thiết kế lưới GPS phải căn cứ vào yêu cầu thực tế và trên cơ sở điều tra nghiên. .. thuộc vào quy mô của khu vực đo vẽ Thông thường trong trắc địa công trình, ngoài những công trình đặc biệt có yêu cầu riêng, chúng ta thường xây dựng lưới khống chế mặt bằng từ 4 cấp khống chế trở xuống: Lưới hạng IV, lưới cấp 1, lưới cấp 2 và lưới đo vẽ Tuỳ thuộc vào đặc điểm địa hình địa vật, hình dáng khu đo và các loại máy đo mà chúng ta lựa chọn một trong hai dạng lưới cơ bản đó là lưới tam giác... phương pháp trong nhóm 2, tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể mà chúng ta có thể sử dụng một trong các phương pháp sau: a Phương pháp xác định số hiệu chỉnh địa hình sử dụng hàm của Walter H.F.Smith Trắc địa công trình xét trong phạm vi nhỏ nên có thể coi quy luật biến đổi dị thường độ cao có xét đến ảnh hưởng độ cao bề mặt địa hình được thể hiện qua biểu thức: ζ = a0+ a1x + a2y + a3H (2.39) Trong đó: ζ... việc sử dụng mô hình Geoid: Việc sử dụng mô hình Geoid ảnh hưởng nhiều tới độ chính xác của độ cao thủy chuẩn Tùy từng mô hình mà độ chính xác khác nhau Độ chính xác của mô hình phụ thuộc vào các yếu tố sau: + Số liệu trọng lực + Số liệu thiên văn + Số liệu độ cao thủy chuẩn các điểm song trùng 2 Nội suy dị thường độ cao 34 Độ cao dùng trong trắc địa công trình là độ cao thường (h) trong khi sử dụng phương... sử dụng đến đồ hình lưới đường chuyền Việc thông hướng, xây dựng các cột tiêu, bồ ngắm mất rất nhiều thời gian, công sức và chi phí sản xuất cao Khi công nghệ điện tử được áp dụng mạnh vào lĩnh vực trắc địa, các loại máy đo đã không ngừng được cải tiến, các loại máy toàn đạc điện tử độ chính xác cao ra đời Đây là một bước phát triển mạnh mẽ của ngành khoa học trắc địa, và đặc biệt là đối với trắc địa. .. triển tính độc lập của máy thu GPS, có thể đánh giá được các nhân tố như tính sẵn sang của vệ tinh và mức độ tin cậy của độ chính xác * Phần triển khai công nghệ: Hướng tới mọi lĩnh vực liên quan đến GPS như: cải tiến thiết kế máy thu, phân tích và mô hình hóa hiệu ứng của ăng ten khác 12 nhau, hiệu ứng truyền sóng và sự phối hợp của chúng trong phần mềm xử lý số liệu, phát triển các hệ thống liên kết truyền... Z (t ) − Z ] 2 j 2 i (2.12) Trong đó: X (t), Y (t); Z (t) là các thành phần vectơ vị trí địa tâm của vệ tịnh tại j j j thời điểm t Xi; Yi; Zi là toạ độ cần xác định điểm quan sát trong hệ toạ độ trái đất Sai số đồng hồ ∆δ ji(t ) sẽ được phân tích rõ hơn trong những yếu tố cấu thành Thông tin về các đồng hồ vệ tinh luôn biết và được phát đi rộng rãi theo thông tin đạo hàng dưới dạng các hệ số của đa... trắc địa công trình Việc thành lập lưới khống chế mặt bằng trở nên thuận lợi hơn rất nhiều khi việc đo cạnh gốc không còn là vấn đề lớn và việc đo đồ hình góc cạnh kết hợp giúp làm tăng độ chính xác cho kết quả đo Đồ hình lưới đường đã được thiết kế linh hoạt hơn, các dạng lưới đường chuyền được lựa chọn như một giải pháp cho sự thông hướng khó khăn Tuy nhiên, để đáp ứng được độ chính xác thành lập mạng