Nghiên cứu khả năng ứng dụng công nghệ CORS trong đo đạc địa chính bằng phương pháp đo GPS động thời gian thực ở khu vực đồng bằng sông cửu long (thử nghiệm trên địa bàn tỉnh bạc liêu)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN *** MAI QUÝ DÂN NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CORS TRONG ĐO ĐẠC ĐỊA CHÍNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐO GPS ĐỘNG THỜI GIAN THỰC Ở KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG (THỬ NGHIỆM TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH BẠC LIÊU) Chuyên ngành: Quản lý đất đai Mã số: 60850103 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS TRẦN QUỐC BÌNH Hà Nội – 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Hà Nội, ngày 12 tháng 10 năm 2015 MAI QUÝ DÂN LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập, nghiên cứu thực luận văn, nhận giúp đỡ vô to lớn quý thầy cô, gia đình, bạn bè đồng nghiệp Tôi xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: - Quý Thầy cô Khoa Địa lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội tận tình giảng dạy giúp đỡ thời gian học tập thực đề tài - PGS.TS Trần Quốc Bình tận tình hướng dẫn giúp đỡ trình nghiên cứu thực đề tài - Phòng Sau Đại học tạo điều kiện tốt cho suốt khóa học thời gian thực đề tài - Đặc biệt gia đình, bạn bè đồng nghiệp góp ý, khuyến khích động viên, tạo điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu thực đề tài Xin chân thành cảm ơn! MAI QUÝ DÂN MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG CỦA GPS TRONG ĐO ĐẠC ĐỊA CHÍNH 11 1.1 Khái quát công nghệ GPS 11 1.1.1 Sự đời GPS 11 1.2 Các phương pháp đo đạc GPS 17 1.2.1 Phương pháp định vị độc lập 17 1.2.2 Phương pháp đo GPS phân sai (Differential GPS) 18 1.2.3 Phương pháp đo pha GPS 19 1.2.4 Phương pháp đo động thời gian thực (RTK) 19 1.3 Các ứng dụng GPS đo đạc địa 21 1.3.1 Ứng dụng thành lập lưới khống chế tọa độ 21 1.3.2 Ứng dụng đo vẽ chi tiết 22 1.3.3 Kết hợp GPS với phương pháp khác đo đạc địa 23 1.4 Các vấn đề cần giải đo đạc địa phương pháp RTK khu vực Đồng sông Cửu Long 23 1.4.1 Phân tích kết đạt số dự án đo đạc địa phương pháp RTK 23 1.4.2 Nhận dạng vấn đề định hướng khắc phục 26 CHƯƠNG 2: GIẢI PHÁP SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ CORS TRONG ĐO ĐẠC ĐỊA CHÍNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP RTK 27 2.1 Khái quát công nghệ CORS 27 2.1.1 Khái niệm công nghệ CORS 27 2.1.2 Cấu trúc trạm CORS 27 2.1.3 Các kỹ thuật trạm CORS có 30 2.1.4 Tình hình ứng dụng công nghệ CORS đo đạc đồ 35 2.2 Các phương án triển khai đo đạc địa công nghệ CORS 40 2.2.1 Đối với khu vực đo đạc tập trung 40 2.2.2 Đối với khu vực đo đạc phân tán 40 2.3 Quy trình đo đạc sử dụng công nghệ CORS đo đạc địa 41 2.3.1 Sơ đồ thực 41 2.3.2 Thiết lập trạm CORS 42 2.3.3 Đo vẽ chi tiết 46 2.3.4 Đo vẽ cập nhật biến động 49 CHƯƠNG 3: THỬ NGHIỆM ĐO ĐẠC ĐỊA CHÍNH SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ CORS TẠI TỈNH BẠC LIÊU 50 3.1 Khái quát khu vực thử nghiệm 50 3.1.1 Vị trí địa lý 50 3.1.2 Điều kiện địa hình, địa vật 51 3.1.3 Điều kiện trang thiết bị, công nghệ thông tin phục vụ xây dựng trạm CORS 51 3.2 Giải pháp triển khai 53 3.2.1 Chuyển đổi tọa độ cục cho khu vực 53 3.2.2 Tăng cường trạm CORS để nâng cao độ xác 67 3.3 Phân tích đánh giá kết thử nghiệm 69 3.3.1 Đánh giá khả đo vẽ 69 3.3.2 Đánh giá độ xác 73 3.3.3 Đánh giá hiệu kinh tế kỹ thuật 73 3.4 Đề xuất số giải pháp nâng cao hiệu ứng dụng CORS đo đạc địa 74 3.4.1 Giải pháp công nghệ 74 3.4.2 Giải pháp nhân lực 76 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 PHẦN PHỤ LỤC 80 PHỤ LỤC 1: SƠ ĐỒ VỊ TRÍ CÁC ĐIỂM ĐỊA CHÍNH KHU VỰC THÀNH PHỐ BẠC LIÊU SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN 81 PHỤ LỤC 1: SƠ ĐỒ VỊ TRÍ CÁC ĐIỂM ĐỊA CHÍNH KHU VỰC HUYỆN VĨNH LỢI SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN DANH MỤC HÌNH Hình Sơ đồ phân bố vệ tinh GPS 12 Hình Sơ đồ thành phần hệ thống GPS 13 Hình Sơ đồ cấu trúc tín hiệu GPS 15 Hình Các trạm điều khiển mặt đất 16 Hình Sơ đồ giao hội không gian từ 03 vệ tinh 17 Hình Sơ đồ phương pháp đo RTK 20 Hình Sơ đồ cấu trúc trạm CORS 28 Hình Trạm tham chiếu mặt đất 29 Hình Trạm tham chiếu đặt nhà cao tầng 29 Hình 10 Sơ đồ trạm xử lý trung tâm 30 Hình 11 Trạm tham chiếu ảo công nghệ CORS 31 Hình 12 Thông số hiệu chỉnh khu vực 32 Hình 13 Kỹ thuật phối hợp trạm phụ trợ trạm 33 Hình 14 Nâng cao kỹ thuật trạm tham chiếu ảo 34 Hình 15 Kỹ thuật DEEP – NRS 34 Hình 16 Sơ đồ phân bố trạm bố trạm CORS Mỹ 35 Hình 17 Sơ đồ phân bố trạm CORS Trung Quốc 36 Hình 18 Sơ đồ phân bố trạm CORS Australia 36 Hình 19 Sơ đồ phân bố trạm CORS Thái Lan 37 Hình 20 Sơ đồ phân bố số trạm CORS Việt Nam 38 Hình 21 Trạm CORS Trường Đại học Mỏ - Địa chất 39 Hình 22 Sơ đồ trạm CORS Công ty TNHH MTV Tài nguyên Môi trường Miền Nam lập 39 Hình 23 Sơ đồ quy trình đo đạc sử dụng công nghệ CORS 42 Hình 24 Sơ đồ tính toán vị trí trạm CORS với mạng lưới điểm IGS lân cận 43 Hình 25 Sơ đồ lắp đặt trạm CORS 44 Hình 26 Sơ đồ quy trình đo vẽ chi tiết công nghệ CORS 46 Hình 27 Sơ đồ vị trí khu vực thực nghiệm 50 Hình 28 Trạm tham chiếu CORS khu vực thực nghiệm 52 Hình 29 Trạm xử lý trung tâm TP Hồ Chí Minh 52 Hình 30 Sơ đồ đo nối điểm phục vụ tính chuyển tọa độ 54 Hình 31 Sơ đồ khu vực thử nghiệm thành phố Bạc Liêu 63 Hình 32 Sơ đồ vị trí trạm tham chiếu 67 Hình 33 Khu vực khu dân cư trung tâm 70 Hình 34 Khu vực dân cư lại 71 Hình 35 Khu vực canh tác lúa nuôi trồng thủy sản 72 DANH MỤC BẢNG Bảng Số liệu tính toán tọa độ điểm từ http://www.ga.gov.au 43 Bảng Các tiêu tính cạnh lưới tính chuyển 54 Bảng Sai số khép hình lưới tính chuyển 55 Bảng Giá trị sai số điểm mạng lưới xác định tọa độ WGS-84 điểm BL01 56 Bảng Kết số Ambiguity Resolution mạng lưới xác định tọa độ điểm tham chiếu BL01 57 Bảng Kết tọa độ điểm ĐCCS hệ WGS-84 58 Bảng So sánh tọa độ khu đo tập trung 60 Bảng So sánh chiều dài cạnh khu đo tập trung 61 Bảng Bảng tọa độ WGS-84 điểm tính chuyển khu đo phân tán 63 Bảng 10 So sánh tọa độ khu đo phân tán 65 Bảng 11 So sánh chiều dài cạnh khu đo phân tán 66 Bảng 12 So sánh tọa độ sử dụng 02 trạm tham chiếu 68 Bảng 13 So sánh chiều dài cạnh sử dụng 02 trạm tham chiếu 68 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT A/S: Anti Spoofing C/A: Coarse/Acquisition CORS: Continuosly Operating Reference Stations DGPS: Differential Global Positioning System ĐCCS: Địa sở FKP: Flächen Korrektur Parameter GDOP: Geometry Dilution of Precision GLONASS Global Orbiting Navigation Satellite System GNSS: Global Navigation Satellite System GPRS: General Packet Radio Service GPS: Global Positioning System GIS: Geomatic Information System HDOP: Horizotal Dilution of Precision IGS: International GNSS Service IP: Internet Protocol IRNSS: Indian Regional Navigation Satellite System MAC: Master Auxiliary Corrections OTF: On the fly P code: Precision code PDOP: Position Dilution of Precision PPK Post-processed Kinematic RTK Real Time Kinematic SA Selective Availability TBC Trimble Bussiness Center TDOP Time Dilution of Precision VDOP Vertical Dilution of Precision VLAP Vietnam Land Administration Project VRS Virtual Reference Station WAN Wide area network WGS-84 World Geodetic System 1984 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bộ Tài nguyên Môi trường, Quy định đồ địa Cục Đo đạc Bản đồ Việt Nam (2010), Dự án Hoàn chỉnh hệ quy chiếu quốc gia Trần Quốc Bình (2012), Bài giảng Trắc địa vệ tinh (hệ thống định vị toàn cầu – GPS), Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội Bùi Trung Dũng (2013), Báo cáo học thuật môn Trắc địa Công trình, Trường Đại học Mỏ Địa chất Hà Nội Đỗ Ngọc Đường (1996), Cơ sở trắc địa vệ tinh, Trường Đại học Mỏ Địa chất Hà Nội Phạm Hoàng Lân (1997), Công nghệ GPS, Trường Đại học Mỏ Địa chất Hà Nội Trần Hồng Quang (2013), GNSS Hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu, Nhà xuất Tài nguyên – Môi trường Bản đồ Việt Nam Công ty TNHH MTV Tài nguyên Môi trường miền Nam, Báo cáo xây dựng trạm CORS Tổng cục địa (1999), Báo cáo khoa học xây dựng hệ quy chiếu hệ tọa độ quốc gia 10 Đặng Hùng Võ (2009), Nghiên cứu sở khoa học xây dựng hạ tầng kỹ thuật thông tin địa lý phục vụ hợp tác giải số vấn đề khoa học Trái đất lãnh thổ Việt Nam, khu vực toàn cầu Tiếng Anh 11 Trimble Navigation Limited (2003), GPS Server User Guide 12 Trimble Navigation Limited (2003), GPSNet User Guide 13 Trimble Navigation Limited (2003), GPSBase User Guide 14 Tomas Soler, Book “CORS and OPUS for Engineers”, Journal of Surveying Engineering National Geodetic Survey 15 David Well (1986), Guide to GPS Positioning 79 [...]... Đỗ Ngọc Đường (1996), Cơ sở trắc địa vệ tinh, Trường Đại học Mỏ Địa chất Hà Nội 6 Phạm Hoàng Lân (1997), Công nghệ GPS, Trường Đại học Mỏ Địa chất Hà Nội 7 Trần Hồng Quang (2013), GNSS Hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu, Nhà xuất bản Tài nguyên – Môi trường và Bản đồ Việt Nam 8 Công ty TNHH MTV Tài nguyên và Môi trường miền Nam, Báo cáo xây dựng trạm CORS 9 Tổng cục địa chính (1999), Báo cáo khoa... (2009), Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng hạ tầng kỹ thuật thông tin địa lý phục vụ hợp tác giải quyết một số vấn đề cơ bản về khoa học Trái đất trên lãnh thổ Việt Nam, khu vực và toàn cầu Tiếng Anh 11 Trimble Navigation Limited (2003), GPS Server User Guide 12 Trimble Navigation Limited (2003), GPSNet User Guide 13 Trimble Navigation Limited (2003), GPSBase User Guide 14 Tomas Soler, Book CORS and... LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 1 Bộ Tài nguyên và Môi trường, Quy định về bản đồ địa chính 2 Cục Đo đạc Bản đồ Việt Nam (2010), Dự án Hoàn chỉnh hệ quy chiếu quốc gia 3 Trần Quốc Bình (2012), Bài giảng Trắc địa vệ tinh (hệ thống định vị toàn cầu – GPS) , Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội 4 Bùi Trung Dũng (2013), Báo cáo học thuật bộ môn Trắc địa Công trình, Trường Đại học Mỏ Địa chất... Guide 13 Trimble Navigation Limited (2003), GPSBase User Guide 14 Tomas Soler, Book CORS and OPUS for Engineers”, Journal of Surveying Engineering National Geodetic Survey 15 David Well (1986), Guide to GPS Positioning 79