Ứng dụng công nghệ GNSS RTK trong thành lập bản đổ địa chính tỉ lệ 11000 khu vực đất sản xuất nông nghiệp xã xuân quang, huyện tam nông, tỉnh phú thọ

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT, KÝ HIỆU TIẾNG ANH GNSS Global Navigation Satellite System Hệ thống vệ tinh dẫn đường GPS Global Positioning System Hệ thống định vị của Mỹ GLONASS Global N

LỜI CAM ĐOAN

Trong đồ án này đã có sự tham khảo các tài liệu trong nước và ngoài nước,

đã được ghi chú, chú thích đầy đủ Tôi xin đảm bảo đây là kết quả của quá trình nghiên cứu do chính bản thân tôi thực hiện

Hà Nội, ngày 5 tháng 6 năm 2015

Tác giả đồ án Trần Văn Trình

MỤC LỤC

Trang phụ bìa

Lời cam đoan

Mục lục

Danh mục các kỳ hiệu, các chữ viết tắt

Danh mục các bảng

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

LỜI CAM ĐOAN 1

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH 3

1.1.Bản đồ địa chính 3

1.1.1.Khái niệm bản đồ địa chính 3

1.1.2.Mục đích, yêu cầu thành lập bản đồ địa chính 4

1.1.3.Các yếu tố cơ bản của bản đồ địa chính 4

1.1.4.Nội dung của bản đồ địa chính 6

1.1.5.Cơ sở toán học của bản đồ địa chính 7

1.1.6.Yêu cầu độ chính xác của bản đồ địa chính 11

1.1.7.Ký hiệu bản đồ địa chính 13

1.2.Khái quát quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa chính 14

1.2.1.Các phương pháp thành lập bản đồ địa chính 14

1.2.2.Quy trình thành lập bản đồ địa chính bằng phương pháp đo vẽ trực tiếp ở thực địa 15 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN HỆ THỐNG GNSS VÀ CÔNG NGHỆ GNSS

2.1.5 Các phương pháp đo GNSS 36

2.2 Công nghệ GNSS RTK 38

2.2.1 Khái niệm GNSS RTK 38

2.2.2 Kỹ thuật đo GNSS RTK 38

2.2.3 Thiết bị đo GNSS RTK 40

2.2.4 Ưu, nhược điểm của kỹ thuật đo GNSS RTK 40

2.2.5 Khả năng ứng dụng công nghệ GNSS RTK trong đo đạc 41

Chương 3: THỰC NGHIỆM 42

3.1 Khái quát khu đo 42

3.1.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên 42

3.1.2 Đặc điểm kinh tế xã hội 43

3.1.3 Hiện trạng tư liệu hiện có 44

3.1.4 Thuận lợi, khó khăn 45

3.2 Quy trình thực nghiệm 46

3.2.1 Xây dựng lưới khống chế bằng công nghệ GNSS đo tĩnh (Static) 46

3.2.2 Xác định ranh giới mốc giới 54

3.2.3 Đo đạc bằng công nghệ GNSS RTK 55

3.2.4 Phun điểm, số hóa bản đồ 76

3.2.5 Số hóa, biên tập bản đồ 80

3.2.6 Bản đồ hoàn chỉnh 86

3.2.7 Ưu việt của công nghệ GNSS RTK so với công nghệ truyền thống 90

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 91

TÀI LIỆU THAM KHẢO 93

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT, KÝ HIỆU TIẾNG ANH

GNSS (Global Navigation Satellite

System)

Hệ thống vệ tinh dẫn đường

GPS (Global Positioning System) Hệ thống định vị của Mỹ

GLONASS (Global Navigation

Satellite System)

Hệ thống định vị của Nga

GALILEO

COMPASS

VN – 2000

GNSS RTK( Global Navigation

Satellite Systems Real time Kinematic)

WGS 84 (World Geodetic System

1984)

Base

Rover

BĐĐC

UTM (Universal Tranverse Mercator)

MEO (Medium Earth Orbit)

QZSS (Quasi-Zenith Satellite System)

IRNSS (Indian Regional Navigation

Satellite System)

DORRIS (Doppler Orbitography and

Radiopostioning Integrated by Satelite)

PRARE (Precise Range And

Range-Rate Equipment)

PDOP( Position Dilution of Precision)

TDOP( Positional Dilution of

Precision)

Hệ thống định vị của Châu Âu

Hệ thống định vị của Trung Quốc

Hệ tọa độ quốc gia của ViệtNam Định vị động thời gian thực

Hệ trắc địa quốc tế

Trạm động Trạm tĩnh Bản đồ địa chính Thời gian quốc tế phối hợp Quỹ đạo trung bình

Hệ thống định vị của Nhật Bản

Hệ thống định vị của Ấn Độ

Hệ thống định vị của Pháp

Hệ thống định vị của Đức Chỉ số phân tán độ chính xác vị trí điểm Chỉ số phân tán độ chính xác về thời gian

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Các đại lượng đặc trưng của song điện từ 23

Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật WGS – 84 29

Bảng 2.3: Nguồn lỗi và biện pháp khắc phục 36

Bảng 3.1: Bảng kê tọa độ lưới 53

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Quy trình công nghệ thành lập bản đồ bằng phương pháp đo vẽ trực tiếp

ngoài thực địa 15

Hình 2.1: Phương pháp GNSS RTK thu tín hiệu hệ thống GNSS 16

Hình 2.2: Hệ thống GPS 17

Hình 2.3: Các vệ tinh hệ thống GLONASS 18

Hình 2.4: Quỹ đạo vệ tinh QZSS 20

Hình 2.5: Sơ đồ hoạt động của hệ thống DORIS 21

Hình 2.6: Trạm anten hệ thống PRARE 22

Hình 2.7: Các nguồn sai số xác định vị trí 31

Hình 2.8: Sai số do quỹ đạo vệ tinh 32

Hình 2.9: Khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu GPS 34

Hình 2.10: phương pháp đo GNSS RTK 39

Hình 3.1: Cài đặt trạm Base 56

Hình 3.2: Click vào No Devices found để vào chế độ Bluetooth 57

Hình 3.3: Chờ cho máy kết nối Bluetoth 57

Hình 3.4: Click vào Save để lưu lại cài đặt 57

Hình 3.5: Base là COM 7 và Rover là COM 8 58

Hình 3.6: Click vào 1.Project để tạo Job công việc 58

Hình 3.7: Chọn New khi tạo Job mới hoặc chọn một Job nào đó xong Open, muốn xóa Job thì bôi đen vào job cần xóa rồi chọn Delete sau đó Ok 59

Hình 3.8 : Click vào Ellip soid: Các thông số cài đặt như hình bên 59

Hình 3.9: Click vào Projection 60

Hình 3.10: Click vào Convert 60

Hình 3.17: Cài đặt chế độ đo 64

Hình 3.18: Khi góc trên của màn hình báo( như hình )lúc đó Base mới được kết nối xong và sẽ báo tín hiệu đo bằng âm thanh 65

Hình 3.19: Click vào GPS 65

Hình 3.20: Chọn Connect GPS 65

Hình 3.21: Chọn Port cho Rover: Trong phần cài đặt Bluetooth và chọn cổng COM cho Base và Rover, chọn cổng nào cho Rover thì bây giờ ta chọn Port là cổng đó, như trên ta ví dụ Rover là COM 8 thì giờ ta chọn Port bằng 8 sau đó click vào Connect : Máy sẽ báo kết nối bằng âm thanh 66

Hình 3.22: Sau đó chọn SetRover 66

Hình 3.23: Chọn Setting 67

Hình 3.24: Chọn Nodes 67

Hình 3.25: Chọn N001_RTCM30, sau đó chọn ô √ màu đỏ 68

Hình 3.26: Sau đó chọn Apply 68

Hình 3.27: Sau đó OK rồi ok 69

Hình 3.28: Khi góc trên của màn hình báo( như hình dưới )lúc đó Rover mới được kết nối xong và sẽ báo tín hiệu đo bằng âm thanh 69

Hình 3.29: Chọn Survey 70

Hình 3.30: Đây là giao diện đo RTK, khi cần lấy các điểm đo click vào hình lá cờ màu đỏ ở góc phải bên dưới màn hình máy sẽ tự động ghi lại tọa độ điểm đó 70

Hình 3.31 :Đo đạc thực nghiệm khu vực đất sản xuất 71

Hình 3.32: Kiểm tra kết quả đo GNSS RTK và đo bằng máy toàn đạc 71

Hình 3.33: Tọa độ các điểm hiển thị ngay trên màn hình làm việc máy cầm tay Qmini 72

Hình 3.34: Từ màn hình cơ bản của sổ tay chọn Project 72

Hình 3.35 Lựa chọn Job cần xử lý số liệu rồi Open sau đó OK 73

H ình 3.36: Chọn 5.Survey 73

Hình 3.37: Chọn Store Points 74

H ình 3.38: Chọn 7.Stored Points Lib 74

H ình 3.39: Tọa độ tất cả các điểm đo trong Job 75

Hình 3.40: Chọn ô dưới cùng bên phải 75

Hình 3.41: Sau đó OK 76

Hình 3.42: Rồi ok 76

H ình 3.43: Chạy phần mềm kết nối sổ tay với máy tính: 77

Hình 3.44: Số liệu chưa xử lý dưới dạng exel 77

Hình 3.45: Số liệu chưa xử lý dưới dạng txt 78

H ình 3.47: Sau đó bạn chọn file duôi *txt và cọn đường dẫn đến file sau xử lý 79

Hình 3.48: Màn hình hiện thị sau khi phun điểm 80

H ình 3.49: Số hóa các đối tượng bản đồ địa chính 80

H ình 3.50: Chuẩn hóa đối tượng 81

H ình 3.51: Cắt Mảnh bản đồ địa chính 82

Hình 3.52: Tạo khung bản đồ 83

Hình 3.53: Chọn đơn vị hành chính cho mảnh bản đồ: Bản đồ -> chọn địa giới hành chính 84

H ình 3.54:Sửa lỗi 85

H ình 3.55: Sửa lỗi chọn Bản đồ -> Topology -> sửa lỗi 85

H ình 3.56: Tạo topology: Vào cơ sơ dữ liệu bản đồ -> Topology -> tạo topology 86 Hình 3.57: Đánh số thửa: trên hộp thoại TMV.Map - Tạo topology chọn đánh số thửa, tong bảng đánh số thửa ta đánh số thửa từ 1 và chọn kiểu đánh zích zắc 86

Hình 3.58: Gán dữ liệu: trong hộp thoại TMV.Map - Tạo topology ta chọn Gán DL và điền các thông tin thuộc tính của thửa đất 87

Hình 3.59: Vẽ nhãn thửa: Bản đồ -> Xử lý bản đồ -> Vẽ nhãn thửa Ta chọn tỉ lệ bản đồ 1:1000, font chữ 154, level 13, số lẻ diện tích 1 88

H ình 3.60: Màn hình dán nhãn thửa 88

MỞ ĐẦU

Hệ thống GNSS là một hệ thống định vị, đẫn đường được triển khai vào những năm 70 của thế kỷ 20 Ban đầu nó được ứng dụng trong quân sự nhưng sau

đó nó được ứng dụng trong mọi mặt của đời sống như kinh tế, xã hội … và đặc biệt trong ngành Trắc Địa - Bản Đồ Với công nghệ GNSS các giai đoạn của đo đạc và thành lập bản đồ đã được rút ngắn đi đang kể giúp giảm bớt chi phí, nhân công, thời gian trong tổ chức sản xuất Trắc Địa Bản Đồ Cùng với thời gian hệ thống GNSS ngày càng phát triển hoàn thiện chính xác, hiệu quả hơn Cùng với đó phương pháp

đo động xử lý tức thời đã định vị độ chính xác cao có thể ứng dụng trong Trắc Địa - Bản Đồ

Công tác đo đạc bản đồ địa chính hiện nay chủ yếu bằng phương pháp toàn đạc điện tử, tuy nhiên phương pháp này chỉ áp dụng cho một khu vực nhỏ, gặp nhiều khó khăn trong đo đạc trong khu vực rừng núi, đất sản xuất nông nghiệp do yêu cầu thông hướng Không hiệu quả bằng phương pháp GNSS RTK khi do đất sản xuất nông nghiệp trong điều kiện bị che khuất tầm nhìn Với ưu điểm của phương pháp GNSS RTK như không cần thông hướng, độ chính xác cao, đo nhanh

… hoàn toàn có thế áp dụng và đo đạc bản đồ địa chính khu vực đất nông nghiệp Với mục tiêu tìm một hướng đi mới trong sản xuất Trắc Địa Bản Đồ bằng

công nghệ GNSS em đã quyết định lựa chọn đề tài: Ứng dụng công nghệ GNSS RTK trong thành lập bản đổ địa chính tỉ lệ 1:1000 khu vực đất sản xuất nông nghiệp xã Xuân Quang, huyện Tam Nông, tỉnh Phú Thọ Đề tài này sẽ cho thấy

ưu nhược điểm của phương pháp GNSS RTK với công nghệ truyền thống

Nội dung cơ bản được trình bày trong 3 chương:

Chương 1: Tổng quan bản đồ địa chính

Chương 2: Tổng quan hệ thống GNSS và công nghệ GNSS RTK

Chương 3: Thực nghiệm

Để hoàn thiện đồ án bản thân em không ngừng học tập, tìm hiểu qua sách báo

và internet Trong quá trình thực hiện, em đã nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo, đặc biệt là thầy giáo Th.s Nguyễn Tiến Hiệp – người đã hướng dẫn, chỉ bảo

tận tình em trong suốt thời gian qua Mặc dù đã rất cố gắng xong do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên trong nội dung đồ án chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo để bài đồ án của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 5 tháng 6 năm 2015

Sinh viên thực hiện

Trần Văn Trình