Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GNSS xây dựng mạng lưới khống chế cơ sở ở mỏ than đèo nai

Sự kết hợp của các hệ thống GPS, GLONASS, GALILEO và COMPASSsẽ hình thành nên hệ thống định vị dẫn đường toàn cầu GNSS, nó sẽ cung cấp sốlượng vệ tinh nhiều hơn so với số lượng vệ tinh h

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG VỆ TINH DẪN ĐƯỜNG TOÀN CẦU GNSS 3

1.1 Lịch sử phát triển công nghệ GNSS 3

1.2 Khái quát hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu GNSS 4

1.2.1 GPS 4

1.2.2 GLONASS 5

1.2.3 GALILEO 5

1.3 Cơ cấu của hệ thống định vị toàn cầu GNSS 7

1.3.1 Phần không gian (space segment) 8

1.3.3: Phần người sử dụng (user segment) 12

1.4 Tọa độ và hệ quy chiếu trong công nghệ GNSS 14

1.5 Các phương pháp định vị 16

1.5.1 Đo GNSS tuyệt đối (Absolute Positioning) 16

1.5.2 Đo GNSS tương đối (Relative Positioning) 18

1.5.3 Đo GNSS vi phân DGNSS (Differential- GNSS) 18

1.6 Các nguồn sai số trong kết quả đo GNSS 20

1.6.1 Sai số do đồng hồ 20

1.6.2 Sai số quỹ đạo vệ tinh 20

1.6.3 Ảnh hưởng của tầng Ion 21

1.6.4 Ảnh hưởng của tầng đối lưu 21

1.6.5 Tầm nhìn vệ tinh và sự trượt chu kỳ 22

1.6.6 Hiện tượng đa tuyến 22

1.6.7 Sự suy giảm độ chính xác (DOPs) do đồ hình các vệ tinh 23

1.6.8 Tâm pha của anten 24

1.7 Lựa chọn phương pháp đo GNSS xây dựng lưới khống chế mặt bằng mỏ lộ thiên 25

1.7.1 Khái niệm về mạng lưới GNSS 25

1.7.2 Ưu điểm của phương pháp đo GNSS xây dựng lưới khống chế mặt bằng

25

CHƯƠNG 2: THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ CƠ SỞ BẰNG CÔNG NGHỆ GNSS 27

2.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên khu Mỏ 27

2.1.1 Lịch sử thành lập Mỏ than Đèo Nai 27

2.1.2 Đặc điểm địa hình 27

2.1.3 Đặc điểm khí hậu 27

2.1.4 Điều kiện giao thông 28

2.2 Đặc điểm địa chất 28

2.2.1 Uốn nếp 28

2.2.2 Đứt gãy 28

2.3 Khái quát mạng lưới khống chế cơ sở mặt bằng mỏ 29

2.3.1 Mục đích thành lập lưới 29

2.3.2 Đặc điểm yêu cầu thành lập lưới khống chế cơ sở mặt bằng mỏ 31

2.4 Thiết kế lưới khống chế cơ sở mặt bằng bằng công nghệ GNSS 32

2.4.1 Thiết kế đồ hình lưới 33

2.4.2 Thiết kế lưới giải tích 1 36

2.4.3 Kết cấu mốc giải tích 1 và lưới đường chuyền 2 38

2.5 Lập bảng thiết kế kỹ thuật và công tác đo ngoại nghiệp 39

2.5.1 Khảo sát khu đo 39

2.5.2 Thu thập tài liệu 40

2.5.3 Chuẩn bị máy móc và nhân lực 40

2.5.4 Lập kế hoạch đo ngoại nghiệp 40

2.5.5 Lập phương án đo nối lưới GNSS với lưới mặt đất 41

2.5.6 Viết bản thiết kế kỹ thuật 41

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN XỬ LÝ SỐ LIỆU LƯỚI GNSS 42

3.1 Quy trình sử lý lưới bằng công nghệ GNSS 42

3.2 Giới thiệu tổng quan về phần mềm xử lý Trimble Business Center 2.2 43

3.3 Cài đặt Trimble Business Center 2.2 43

3.3.1 Xây dựng hệ quy chiếu 44

3.3.2 Thiết lập mô hình Geoid 46

3.3.3 Thiết lập hệ tọa độ địa phương 46

3.3.4 Khai báo hệ tọa độ địa phương 48

3.3.5 Làm việc với Project 50

3.3.6 Nhập dữ liệu cho xử lý sau 50

3.3.7 Xử lý cạnh trong phần mềm Trimble Business Center 2.2 52

3.3.8 Gắn tọa độ cho các điểm gốc và bình sai 53

3.3.9 Biên tập 7 bảng bằng phần mềm DPSuvery 2.8 55

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO 60

PHỤ LỤC 61

Sự kết hợp của các hệ thống GPS, GLONASS, GALILEO và COMPASS

sẽ hình thành nên hệ thống định vị dẫn đường toàn cầu GNSS, nó sẽ cung cấp sốlượng vệ tinh nhiều hơn so với số lượng vệ tinh hiện có của GPS, vì vậy nângcao được độ chính xác cảu các máy thu mặt đất và cung cấp được nhiều ứngdụng hơn

Ở Việt Nam công nghệ GNSS đã được ứng dụng rộng từ những năm 1990

và đã đạt được những thành tựu to lớn

Công nghệ GNSS đã được nghiên cứu và ứng dụng trong công tác trắc địa

mỏ vào những năm cuối thế kỷ 90 Việc ứng công nghệ GNSS xây dựng mạnglưới khống chế cơ sở bề mặt mỏ với địa hình đặc biệt phức tạp đã đem lại hiệuquả lớn trong cho công tác trắc địa ở mỏ

Như vậy có thể khẳng định công nghệ GNSS đã mở ra một tương lai côngnghệ mới trong lĩnh vực trắc địa ở trên thế giới cũng như ở Việt Nam Vì vậy em

được Khoa trắc địa và Bộ môn trắc địa mỏ giao đề tài tốt nghiệp: "Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GNSS xây dựng mạng lưới khống chế cơ sở ở mỏ than Đèo Nai" nhằm ứng dụng công nghệ mới trong công tác trắc địa nói chung và

trắc địa mỏ nói riêng

Tuy nhiên do thời gian và kiến thức chuyên môn còn hạn chế, hơn nữađây là một lĩnh vực mới lần đầu tiên được đưa vào ứng dụng ở Việt Nam nênbản đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự đónggóp ý kiến của thầy cô và các bạn đồng nghiệp để bản đồ án được hoàn thiệnhơn

Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình, chu đáo của thầy

NCS Phạm Văn Chung, các thầy cô trong Bộ môn trắc địa mỏ, Khoa trắc địa

cùng toàn thể ý kiến của bạn bè đồng nghiệp đã giúp em hoàn thành cuốn đồ ánnày.

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 15 tháng 6 năm 2015

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Hiến

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG VỆ TINH

DẪN ĐƯỜNG TOÀN CẦU GNSS 1.1 Lịch sử phát triển công nghệ GNSS

Ngày nay cùng sự phát triển bùng nổ của khoa học và công nghệ, các kỹthuật đo đạc hiện đại đã ra đời và nhanh chóng được sử dụng vào thực tiễn,mang lại những hiệu quả cao Như toàn đạc điện tử đã cho phép đo góc với độchính xác tới 1", đo cạnh dài tới 7000m (gương chùm) với độ chính xác cao Cácthiết bị đo dựa trên kỹ thuật laze như máy scan laser 3D cho phép quan trắc lún

và biến dạng mặt đất một cách thuận tiện và chính xác Nhưng đáng nghi nhậnhơn cả là sự ra đời của các hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu GNSS (GlobalNavigation Satellite System) bao gồm các hệ thống định vị GPS (Mỹ), Glonass(Nga), Galileo (EU), Bắc Đẩu-Compass (Trung Quốc) chủ đạo vẫn là hệ thốngđịnh vị GPS và mới đây là Glonass

Hình 1.1: Hình ảnh thời định vị theo sóng radio

Kỹ thuật định vị vệ tinh toàn cầu này đã mở ra bước ngoặt mang tính cáchmạng trong đo đạc và bản đồ bởi những tính năng vượt trội của nó so với cácthiết bị đo kinh điển, trước hết là cho phép xác định đồng thời cả 3 thành phầntọa độ với độ chính xác cao, dễ thao tác, đo đến khoảng cách xa đến hàng nghìn

km, có thể đo đạc trong mọi điều kiện thời tiết (mưa, nắng, gió, ) và thời gianngày cũng như đêm, không đòi hỏi tầm nhìn thông hướng giữa các điểm đo.Hiện nay, nó đã trở thành một trong nhưng công cụ chủ đạo phục vụ các côngtác trong trắc địa nói chung cũng như trắc địa mỏ nói riêng: thành lập lưới khốngchế, đo vẽ địa hình, quan trắc chuyển động và biến dạng mặt đất, v.v Vớinhững điều kiện đặc thù địa hình và công việc có đôi chút khác biệt, khó khănhơn so với trắc địa thông thường thì việc ứng dụng công nghệ GNSS đã manglại hiệu quả công việc đáng kể, tăng tốc độ chính xác, giảm thiểu công tác ngoạinghiệp rất lớn

1.2 Khái quát hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu GNSS

Các hệ thống định vị toàn cầu:

Hiện nay trên thế giới có ba hệ thống vệ tinh dẫn đường: GPS,GLONASS, GALILEO Cả ba hệ thống định vị toàn cầu ngày nay được gọi tênchung làhệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu (GNSS, Global NavigationSatellite System) Phần này sẽ tóm lược một số thông tin về ba hệ thống vệ tinhnhân tạo: GPS, GLONASS và GALILEO

1.2.1 GPS

Tên gọi GPS (Global Positioning System) dùng để chỉ hệ thống định vịtoàn cầu do Bộ quốc phòng Mỹ thiết kế và điều hành Bộ Quốc phòng Mỹ

Global Positioning System) Mọi người đều có thể sử dụng GPS miễn phí Vệtinh đầu tiên của GPS được phóng vào tháng 2 năm 1978, vệ tinh gần đây nhất

là vệ tinh GPS IIR-M1 được phóng vào tháng 12 năm 2005 (Wikipedia, 2006).GPS bao gồm 24 vệ tinh (tính đến năm 1994), đã được bổ sung thành 28 vệ tinh(vào năm 2000), chuyển động trong 6 mặt phẳng quỹ đạo (nghiêng 55 độ so vớimặt phẳng xích đạo) xung quanh trái đất với bán kính 26.560km (Yasuda,2001) Hay nói cách khác độ cao trung bình của vệ tinh GPS so với mặt đất vàokhoảng 20.200km (Wikipedia, 2006)

1.2.2 GLONASS

Hệ thống GLONASS (Global Orbiting Navigation Satellite System, Hệ

НАвигационная Спутниковая Система; Global'naya NavigatsionnayaSputnikovaya Sistema) do Liên bang Xô viết (cũ) thiết kế và điều hành Ngàynay hệ thống GLONASS vẫn được Cộng hoà Nga tiếp tục duy trì hoạt động Hệthống GLONASS bao gồm 30 vệ tinh chuyển động trong ba mặt phẳng quỹ đạo(nghiêng 64.8 độ so với mặt phẳng xích đạo) xung quanh trái đất với bán kính25.510km (Yasuda, 2001).

1.2.3 GALILEO

Cả hai hệ thống GPS và GLONASS được sử dụng chính cho mục đíchquân sự Đối với những người sử dụng dân sự có thể có sai số lớn nếu như cơquan điều hành GPS và GLONASS kích hoạt bộ phận gây sai số chủ định, ví dụnhư SA của GPS Do vậy Liên hợp Âu Châu (EU) đã lên kế hoạch thiết kế vàđiều hành một hệ thống định vị vệ tinh mới mang tên GALILEO, mang tên nhàthiên văn học GALILEO, với mục đích sử dụng dân sự Việc nghiên cứu dự án

hệ thống GALILEO được bắt đầu triển khai thực hiện từ năm 1999 do 4 quốcgia Châu Âu Pháp, Đức, Italia và Anh Quốc Giai đoạn đầu triển khai chươngtrình GALILEO bắt đầu năm 2003 và theo dự kiến sẽ hoàn thành và đưa vào sửdụng trong năm 2010 (chậm hơn so với thời gian dự định ban đầu 2 năm)(Wikipedia, 2006) GALILEO được thiết kế gồm 30 vệ tinh chuyển động trong

3 mặt phẳng quỹ đạo (nghiêng 56 độ so với mặt phẳng xích đạo) xung quanhTrái Đất với bán kính 29.980 km (Yasuda, 2001)

Hình 1.2: Nhà thiên văn học Galileo Galilei (1564-1642)

Bảng 1.1: So sánh một số thông số kỹ thuật của ba hệ thống vệ tinh dẫn

đường toàn cầu (Yasuda, 2001)

G1: 1602+Kx0.5625

MHz G2: 1246 + Kx0.5625

MHz

K = –7~24 G2 = G1x7/9

E1: 1589.742 MHz E2: 1561.098 MHz E5: 1202.025 MHz E6: 1278.75 MHz C1: 5019.86 MHz

0.511 Mcps 5.11 Mcps

E1, E2: 2.046 Mcps E5: 10.23/1.023 Mcps E6: 20.46 Mcps

Sai số chủ định SA (đã bỏ 2000) Không có Không có

Thông điệp dẫn đường (Navigation messages)

BPSK: 50 bps

QBSKE1, E2, C: 300 bpsE5: 330 bps

E6: 2500 bps

-Dữ liệu hiệu chỉnh

điện từ

-1.3 Cơ cấu của hệ thống định vị toàn cầu GNSS

Hệ thống định vị toàn cầu được cấu tạo thành ba phần ( Phần không gian– space segment, phần điều khiển – control segment và phần người sử dụng –user segment)

Hình1.3: Sơ đồ liên quan giữa ba phần của hệ thống định vị toàn cầu

1.3.1 Phần không gian (space segment)

Phần không gian của GNSS bao gồm 24 vệ tinh nhân tạo (được gọi làsatellite vehicle, tính đến thời điểm 1995) Quỹ đạo chuyển động của vệ tinhnhân tạo xung quanh trái đất là quỹ đạo tròn, 24 vệ tinh nhân tạo chuyển độngtrong 6 mặt phẳng quỹ đạo Mặt phẳng quỹ đạo vệ tinh GNSS nghiêng so vớimặt phẳng xích đạo một góc 55 độ Hình 1.4 minh họa chuyển động của vệ tinhGNSS xung quanh trái đất

Từ khi phóng vệ tinh GNSS đầu tiên được phóng vào năm 1978, đến nay

đã có bốn thế hệ vệ tinh khác nhau Thế hệ đầu tiên là vệ tinh Block I, thế hệ thứhai là Block II, thế hệ thứ ba là Block IIA và thế hệ gần đây nhất là Block IIR.Thế hệ cuối của vệ tinh Block IIR được gọi là Block IIR-M Những vệ tinh thế

hệ sau được trang bị thiết bị hiện đại hơn, có độ tin cậy cao hơn, thời gian hoạt

động lâu hơn Vệ tinh thế hệ đầu Block I được cho trong Hình 1.5 Vệ tinh đầutiên của thế hệ mới Block IIR-M1 (mới được phóng vào năm 2005) được chotrong Hình 1.6.

Hình 1.4: Chuyển động vệ tinh nhân tạo xung quanh trái đất

Hình 1.5: Vệ tinh NAVSTAR

Một số thông số vệ tinh thế hệ GPS Block I:

Vệ tinh GPS chạy bằng năng lượng mặt trời Vệ tinh được trang bị pinmặt trời để chạy cả khi không có năng lượng mặt trời Mỗi vệ tinh có bộ nâng

đỡ loại tên lửa để duy trì vệ tinh trong quỹ đạo chính xác Mỗi vệ tinh được xâydựng có thể tồn tại và hoạt động trong khoảng 10 năm Việc thay thế và phóng

vệ tinh lên quỹ đạo được duy trì thường xuyên Một vệ tinh GPS nặng khoảng

2000 pounds (909 kg) và cao 17 feet (khoảng 5 mét) có bảng nhận năng lượngmặt trời trải rộng Năng lượng phát sóng chỉ khoảng 50 watts hoặc nhỏ hơn

Một số thông số vệ tinh thế hệ GPS IIR-M1 (thế hệ mới):

Vệ tinh thế hệ mới nhất GPS IIR-M1 có khối lượng 1132.75kg Vệ tinh

tinh GPS IIR-M1 cho trong Hình 1.6

Hình1.6: GPS IIR-M1 launchedinSep2005

1.3.2 Phần điều khiển (control segment)

Phần điều khiển là để duy trì hoạt động của toàn bộ hệ thống GPS cũngnhư hiệu chỉnh tín hiệu thông tin của vệ tinh hệ thống GPS Phần điều khiển có

5 trạm quan sát có nhiệm vụ như sau:

Hình 1.7: Các trạm điều khiển và kiểm tra

- Giám sát và điều khiển hệ thống vệ tinh liên tục

- Quy định thời gian hệ thống GPS

- Dự đoán dữ liệu lịch thiên văn và hoạt động của đồng hồ trên vệ tinh

- Cập nhật định kỳ thông tin dẫn đường cho từng vệ tinh cụ thể

Có một trạm điều khiển chính (Master Control Station) ở ColoradoSprings bang Colarado của Mỹ và 4 trạm giám sát (monitor stations) và ba trạmăng ten mặt đất dùng để cung cấp dữ liệu cho các vệ tinh GPS Bản đồ tronghình 1.7 minh họa vị trí các trạm điều khiển hệ thống GPS Gần đây có thêmmột trạm phụ ở Cape Cañaveral (bang Florida, Mỹ) và một mạng quân sự phụ(NIMA) được sử dụng để đánh giá đặt tính và dữ liệu thời gian thực

1.3.3 Phần người sử dụng (user segment)

Phần người sử dụng là khu vực có phủ sóng mà người sử dụng dùng ăngten và máy thu tín hiệu từ vệ tinh và có được thông tin vị trí, thời gian và vận tốc

di chuyển Để có thể thu được vị trí, ở phần người sử dụng cần có ăng ten vàmáy thu GPS (GPS receivers) Nguyên lý thu ở phần người sử dụng được minhhọa trong các Hình 1.8.a và 1.8.b.

Máy thu GNSS: Nhằm có vị trí, vận tốc và thông tin thời gian thì chúng tacần có máy thu GNSS (GPS) Hình 1.8.a minh họa một máy thu GPS tổng quát.Các chức năng của từng phần như sau Rizos 1999

cấu điện tử của máy thu

Bộ tần số vô tuyến và bộ xử lý máy tính: Bộ tần số vô tuyến gồm các cơcấu điện tử xử lý tín hiệu Các loại máy thu khác nhau về kỹ thuật xử lý tín hiệu

Có một bộ xử lý mạnh không những thực hiện việc tính toán như táchemphemerides và xác định độ cao, phương vị của vệ tinh v.v Mà còn điềukhiển truy theo và đo trong các mạch số hiện đại, và trong một số trường hợpthực hiện xử lý tín hiệu số Hình 1.8.b chỉ cho biết nhiệm vụ của bộ tần số vô tuyến và

bộ xử lý máy tính.

Hình 1.8.a: Generic GPS receiver (Rizos, C, 1999)

Hình 1.8.b: Nhiệm vụ của bộ tần số vô tuyến và vi xử lý (Peter H Dana, 1995)Giao diện bộ điều khiển: Bộ điều khiển cho phép người vận hành giaotiếp với bộ vi xử lý Kích thước và kiểu loại khác nhau lớn giữa các máy thukhác nhau, loại nhỏ như loại cầm tay có phím mềm xung quanh một màn hìnhLCD gắn trong hộp máy thu.

Bộ lưu dữ liệu: Trong trường hợp máy thu GPS định dùng cho mục đíchchuyên môn như đo đạc dữ liệu, đo được phải được lưu theo cách nào đó để xử

lý dữ liệu sau Trong trường hợp ứng dụng ITS như đo chuyển động của phươngtiện thì chỉ cần ghi lại tọa độ và vận tốc đo được từ GPS Nhiều thiết bị lưu trữ

dữ liệu được dùng trong quá khứ bao gồm cả máy thu băng từ, đĩa mềm và băngmáy tính v.v Nhưng ngày nay hầu hết các máy thu đều có sử dụng bộ nhớcứng (RAM) hoặc các thẻ nhớ tháo rời được

Bộ cấp nguồn: Ngày nay các máy thu GPS di chuyển được cần nguồnđiện thấp Xu hướng áp dụng sử dụng nhiều nguồn điện khác nhau có hiệu quảhơn là một xu hướng mạnh và hầu hết các máy thu GPS hoạt động bằng một sốnguồn bao gồm pin NiCad hoặc Lithium gắn trong, ác quy bên ngoài như ác quy

xe ô tô hoặc nguồn điện chính

Có nhiều loại máy thu GPS trên thị thường từ loại cầm tay cho tới loạimáy thu GPS dùng cho hệ thống hàng hải, ví dụ như máy thu GPS của hãngGarmin Ltd trong Hình 1.9 hoặc máy thu GPS cầm tay của Hãng InterWorldElectronics trong Hình 1.10

Hình 1.9: Máy thu GPS StreePilotIII (Courtesy of Garmin Ltd)

Hình 1.10: Máy thu GPS cầm tay (Courtesy of Interworld Electronics)

1.4 Tọa độ và hệ quy chiếu trong công nghệ GNSS

Từ năm 1980 Bộ quốc phòng Mỹ đã đưa ra ý tưởng xây dựng một hệ quychiếu quốc tế thống nhất cho toàn trái đất Đến năm 1984 hệ quy chiếu quốc tếkhá hoàn thiện WGS-84 đã được thừa nhận trên cơ sở các nghiên cứu tổng hợp

số liệu toàn cầu do liên đoàn quốc tế Trắc địa quốc tế đề xuất, Gs Ts Moritz chủtrì, đây là hệ quy chiếu cho trái đất kiểu truyền thống bao gồm elipsoid quychiếu, tọa độ quy chiếu, các hằng số của trái đất, và mô hình trường trọng lựctrái đất

Hình 1.11: Xác định hệ quy chiếu WGS- 84Elipsoid được chọn làm hệ toạ độ định vị toàn cấu là GRS-80 (GeodeticReference System 1980), mặt quy chiếu này được hệ định vị GPS sử dụng gọi là

Hệ Trắc Địa Giới 1984 (WGS - 84) Hệ toạ độ này dùng ellipsoid địa tâm xácđịnh bởi bán trục lớn a =6378137.0m và nghịch đảo độ dẹt 1/f= 298.257223563

Hệ quy chiếu WGS-84 còn xác định mô hình độ cao Geoid Mô hình độcao Geoid EGM-96 được thiết lập trên cơ sở mô hình trường trọng lực trái đất,các điểm cần tính được nội suy theo các giá trị tại nút lưới theo phương phápcollccation có độ chính xác từ 1m đến 2m

Bảng 1.2: Các tham số của hệ thống quy chiếu WGS-84Kính thước Ellipsoid quy chiếu

Mô hình Geoid EGM-96 Mô hình với lưới 15 ’ x 15 ’ độ chính xác độ

cao Geoid tại nút lưới là 0.5 đến 1.0 mĐẳng thức sau là biểu thức biến đổi đơn giản độ cao từ hệ tọa độ ellipsoidWGS 84 về độ cao hệ tọa độ địa phương bằng cộng thêm độ chênh Geoid-Ellipsoid tại điểm đo

H=h+N (1.1)

Trong đó:

+ H là độ cao tính đến mặt ellipsoid – là độ cao có thể đo chính xác đượcbằng công nghệ GPS

+ h là độ cao thủy chuẩn, được sử dụng thực tế

+ N là độ chênh lệch 2 bề mặt Geoid và ellipsoid tại điểm đó

1.5 Các phương pháp định vị

Định vị là việc xác định vị trí điểm cần đo Tuỳ thuộc vào đặc điểm cụ thểcủa việc xác định toạ độ người ta chia thành 2 loại hình định vị cơ bản: Định vịtuyệt đối và định vị tương đối

1.5.1 Đo GNSS tuyệt đối (Absolute Positioning)

Đo GNSS tuyệt đối là trường hợp sử dụng một máy hu GNSS để xác địnhtọa độ của các điểm quan sát trong hệ thống tọa độ WGS-84, là các thành phầntọa độ vuông góc không gian (X,Y,Z) hoặc các thành phần tọa độ mặt cầu(B,L,H) Hệ thống tọa độ WSG-84 là hệ thống tọa độ cơ sở của hệ thống GNSS,tọa độ của vệ tinh cũng như của điểm quan sát đều được lấy trong hệ tọa độ này.WGS-84 được thiết lập gắn với Ellipsoid có kích thước như sau:

Bán trục lớn: a=6378137m, Bán trục bé: b=6356752,3m

Độ dẹt: α=1/298,2572Việc đo GNSS tuyệt đối được thực hiện trên cơ sở sử dụng đại lượng đo

là khoảng cách giả vệ tinh đến anten máy thu theo nguyên tắc giao hội khônggian từ các điểm đã biết tọa độ là các vệ tinh

Về nguyên tắc, nếu biết chính xác khoảng thời gian lan truyền tín hiệu,code tựa ngẫu nhiên từ về tinh đến máy thu ta sẽ tính được khoảng cách chínhxác giữa vệ tinh và máy thu, khi đó máy thu chỉ cần thu tín hiệu của 3 vệ tinh thì

ta có thể xác định được tọa độ không gian của máy thu Song trên thực tế cảđồng hồ vệ tinh và đồng hồ trong máy thu đều có sai số nên các khoảng cách đođược không phải là khoảng cách chính xác mà là khoảng cách giả được tính theocông thức ( ) Từ ba khoảng cách giả ta lập được hệ 3 phương trình mà 4 ẩn số

(tọa độ vuông góc XYZ hoặc tọa độ mặt cầu BLH của điểm quan sát và sai số

do đồng bộ đồng hồ vệ tinh và đồng hồ máy thu ∆t) do đó không xác định được

vị trí không gian điểm quan sát Để khắc phục tình trạng này cần phải thu tínhiệu đồng thời từ 4 vệ tinh, tức là phải thu thêm tín hiệu của vệ tinh thứ 4 Khi

đó ta lập được hệ phương trình tương ứng 4 cho 4 vê tịnh:

(X1-X)² + (Y1-Y)² + (Z1-Z)² = (R1-c ∆t)²

(X2-X)² + (Y2-Y)² + (Z2-Z)² = (R2-c ∆t)² (1.2) (X3-X)² + (Y3-Y)² + (Z3-Z)² = (R3-c ∆t)²

(X4-X)² + (Y4-Y)² + (Z4-Z)² = (R4-c ∆t)²

Trong đó: Ri- là khoảng cách giả từ máy thu đến vị tinh thứ i

Xi,Yi, Zi - tọa độ không gian thứ i

X,Y, Z- Tọa độ không gian điểm đặt anten

∆t- sai số do đồng hồ trên vệ tinh và trong máy thu

c - vận tốc lan truyền tín hiệu

Vậy bằng cách đo khoảng cách giả đồng thời từ máy thu đến 4 vệ tinh ta

có thể xác định được tọa độ tuyệt đối của máy thu, ngoài ra còn có thể xác địnhđược số hiệu chỉnh vào đồng hồ máy thu Thực tế với hệ thống vệ tinh hoạt độngđầy đủ như hiện nay, số lượng vệ tinh quan sát được thường là từ 6 đến 8 vệtinh, có khi lên tới 10 vệ tinh Khi đó lời giải đa trị sẽ được rút ra theo nguyêntắc số bình phương nhỏ nhất Độ chính xác của phương pháp định vị tuyệt đối là5-10 m, nếu dùng Ephemeris do chính phủ Mỹ cung cấp thì độ chính xác lên tới1m Trên thực tế độ chính xác của phương pháp này chỉ đến 100m do chính phủ

Mỹ dùng hệ thống làm nhiễu SA Để khắc phục nhược điểm này người ta đã đưa

ra phương pháp định vị vi phân và định vị tương đối để nâng cao độ chính xác

1.5.2 Đo GNSS tương đối (Relative Positioning)

Nguyên tắc đo: Sử dụng hai máy thu GNSS đặt ở hai điểm quan sát khácnhau để xác định ra hiệu tọa độ vuông góc không gian (∆X, ∆Y,∆Z) hay hiệu tọa

độ mặt cầu (∆B,∆L,∆H) giữa chúng trong hệ tọa độ WGS-84

Hình1.12: Đo GNSS tương đốiNguyên tắc đo GNSS: Được thực hiện trên cơ sơ sử dụng đại lượng đo làpha sóng tải Để đạt được độ chính xác cao và rất cao cho kết quả xác định hiệutọa độ (hay vị trí tương hỗ) giữa hai điểm xét cần thực hiện quan trắc đồng thờitại hai điểm Người ta đã tạo và sử dụng các sai phân khác nhau cho pha tảinhằm làm giảm ảnh hưởng của các nguồn sai số khác nhau như: sai số đồng hồtrên vệ tinh cũng như trên máy thu, sai số tọa độ vệ tinh, sai số nguyên đa trị.

1.5.3 Đo GNSS vi phân DGNSS (Differential- GNSS)

Theo phương pháp này cần có một máy thu GNSS có khả năng phát tínhiệu vô tuyến được đặt tại điểm có tọa độ đã biết (thường gọi là máy cố định),đồng thời có một máy khác (máy di động) đặt ở vị trí cần xác định tọa độ, có thể

là điểm cố định trên bề mặt đất hay điểm di động như máy bay, oto, tàuthủy Cả máy cố định và máy di động cần thiết thu tín hiệu đồng thời từ các vệtinh như nhau Nếu thông tin từ vệ tinh bị nhiễu thì kết quả xác định tọa độ củamáy cố định và máy di động đều bị sai lệch Độ sai lệch này được xác định dựatrên cơ sở so sánh tọa độ tính được theo tín hiệu đã thu và tọa độ sẵn có của máy

cố định và từ đó có thể coi là độ sai lệch tọa độ với máy di động Nó được máy

cố định phát đi qua sóng vô tuyến để máy di động thu nhận và hiệu chỉnh kếtquả xác định tọa độ của máy

Ngoài cách hiệu chỉnh cho tọa độ người ta còn tiến hành hiệu chỉnh chokhoảng cách từ vệ tinh đến máy thu Cách này đòi hỏi máy thu cố định có cấutạo phức tạp và tốn kém hơn nhưng lại cho phép người sử dụng xử lý chủ động,linh hoạt hơn

Để đảm bảo độ chính xác cần thiết, các số hiệu chỉnh cần được xác vàphát, chuyển nhanh với tần số cao Chẳng hạn, để cho khoảng cách từ vệ tinhđến máy thu được hiệu chỉnh đạt độ chính xác cỡ 5m, số hiêu chỉnh phải đượcphát chuyển với tần số 15 giây/1 lần Cũng với lý này phạm vi hoạt động củamột máy thu cố định rất hạn chế với bán kính khoảng 50 đến 70 km Người ta đãxây dựng các hệ thống GNSS vi phân diện rộng cũng như mạng lưới GNSS viphân gồm một trạm cố định để phục vụ nhu cầu định vị cho cả một lục địa hayđại dượng với độ chính xác cỡ 10m Phương pháp định vị GNSS vi phân có thểđảm bảo độ chính xác phổ biến cỡ vài ba mét hoặc hơn thế nữa, tới decimet ứngvới tầm hoạt động cỡ vài chục km.

Hệ thống truyền phát số cải chính đóng vai trò quan trọng trong hệ thốngđịnh vị vi phân Đây là hệ thống hỗ trợ mặt đất trong đo DGNSS Một số quốcgia hay khu vực đã xây dựng hệ thống này như hệ thống tăng cường diện rộngWAAS của Mỹ, hệ thống đạo hàng địa tĩnh phủ trùm Châu Âu EGNOS củaChâu Âu và hệ thống tăng cường đa năng MSAS của Nhật Bản

Kỹ thuật định vị vi phân GNSS về cơ bản có thể chia làm 2 loại là GNSS

vi phân cục bộ (diện hẹp) và GNSS vi phân diện rộng Đặc điểm của kỹ thuậtGNSS vi phân diện hẹp là cung cấp cho người dử dụng GNSS vi phân tổng hợp

số cải chính cho trị đo chứ không cung cấp số cải chính cho từng nguồn sai số.Phạm vi tác dụng của nó khá hẹp trong vòng 150km Còn đặc điểm của kỹ thuậtGNSS vi phân diện rộng là tính riêng từng nguồn sai số chủ yếu trong định viGNSS và phát tín hiệu vi phân cho người sử dụng, phạm vi tác dụng của nótương đối lớn, thường trên 1000m

+ Định vị vi phân được phân thành 3 kiểu:

+ Định vị GNSS vi phân diện hẹp

+ Định vị GNSS vi phân diện rộng

+ Định vị GNSS vi phân tăng cường

1.6 Các nguồn sai số trong kết quả đo GNSS

Cũng như bất kỳ một phương pháp đo đạc khác, việc định vị bằng hệthống GNSS chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác nhau

1.6.1 Sai số do đồng hồ

Đây là sai số của đồng hồ trên vệ tinh, đồng hồ trên máy thu và sự khôngđồng bộ của chúng Đồng hồ trên vệ tinh được trạm điều khiển trên mặt đất theodõi và do đó nếu phát hiện có sai lệch trạm này sẽ phát tín hiệu chỉ thị thông báo

số cải chính cho máy thu GNSS biết để sử lý Để làm giảm ảnh hưởng của sai sốđồng hồ của cả vệ tinh và máy thu, người ta sử dụng hiệu các trị đo giữa các vệtinh cũng như giữa các trạm quan sát

1.6.2 Sai số quỹ đạo vệ tinh

Tọa độ điểm đo GPS được tính dựa vào vị trí đã biết của vệ tinh Người ta

sử dụng phải dựa vào lịch thông báo tọa độ vệ tinh mà theo lịch tọa độ vệ tinh cóthể bị sai số (Hình 1.13)

Hình 1.13: Sai số do quỹ đạo vệ tinh

Do vậy nếu sử dụng quỹ đạo vệ tinh chính xác có thể đạt kết quả định vịtốt hơn Có hai phương án nhằm hoàn thiện thông tin quỹ đạo vệ tinh:

- Sử dụng những trạm mặt đất có vị trí chính xác làm những điểm chuẩn

để tinh chỉnh quỹ đạo vệ tinh dành cho công tác đo đạc đặc biệt

- Thu nhận lịch vệ tinh chính xác từ Dịch vụ địa học GPS Quốc tế (TheInternational GPS Service for Geodynamics – IGS)

Cơ quan IGS sử dụng một mạng lưới gồm 70 trạm theo dõi tinh chỉnh quỹđạo vệ tinh Hệ thống này cho thông tin quỹ đạo ưu việt hơn so với lịch vệ tinhthông báo của hệ thống GPS chỉ có 5 trạm theo dõi vệ tinh.

1.6.3 Ảnh hưởng của tầng Ion

Tín hiệu vệ tinh trước khi đến máy thu phải xuyên qua môi trường khônggian gồm các tầng khác nhau Tầng ion là lớp chứa các hạt tích điện trong bầukhí quyển ở độ cao từ 50 – 1000 km, tầng ion có tính chất khúc xạ đối với songđiện từ, chiết suất của tầng ion tỷ lệ với tần số song điện từ truyền qua nó Dovậy trị đo của máy thu 2 tần số cho phép giảm ảnh hưởng tán sắc của tầng ion

phải dựa vào các tham số mô hình phát đi trong thông báo vệ tinh, tuy nhiên chỉgiảm được khoảng 50% ảnh hưởng tầng ion

Với máy thu 2 tần số ảnh hưởng tầng ion, trị đo giải trừ do đó việc định vị

có độ chính xác cao hơn, nhất là đối với việc đo cạnh dài

1.6.4 Ảnh hưởng của tầng đối lưu

Hình 1.14: Sai số do tầng đối lưu và điện lyTầng đối lưu có độ cao đến 8km so với mặt đất là tầng làm khúc xạ đốivới tín hiệu GPS do chiết suất biến đổi do vậy số cải chính mô hình khí quyểnphải được áp dụng đối với trị đo của máy một tần số và cả máy hai tần số, chiếtsuất của tầng đối lưu sinh ra độ chậm pha tín hiệu, được chia thành hai loại ướt

và khô, ảnh hưởng của chiết suất khô được tạo thành mô hình loại trừ nhưng ảnhhưởng của chiết suất ướt là nguồn sai số khó lập mô hình và loại bỏ trong trị đoGNSS

1.6.5 Tầm nhìn vệ tinh và sự trượt chu kỳ

Điểm quan trọng nhát khi đo GNSS là phải thu được tín hiệu ít nhất 4 vệtinh tức là phải có tầm nhìn thông tới các vệ tinh đó

Tín hiệu GNSS là sóng cực ngắn trong phổ điện từ, nó có thể xuyên quamây mù, song không thể truyền qua được tán cây hoặc các vật cản che chắn Dovậy tầm nhìn vệ tinh thông thoáng có tầm quan trọng đặc biệt đối với công tác

đo GNSS

Khi sử dụng trị đo pha cần phải đảm bảo thu tín hiệu vệ tinh trực tiếp, liêntục nhằm xác định số nguyên lần bước sóng khởi đầu Tuy nhiên có trường hợpngay cả khi vệ tinh vẫn nhìn thấy nhưng máy thu vẫn bị gián đoạn thu tín hiệu,trường hợp đó có một số chu kỳ không xác định đã trôi qua mà máy thu vẫnkhông đếm được khiến cho số nguyên lần bước sóng thay đổi và làm sai kết quảđịnh vị Do đó cần phải phát hiện và xác định sự trượt chu kỳ trong tín hiệuGNSS Một số máy thu có thể nhận biết sự trượt chu kỳ và thêm vào số hiệuchỉnh tương ứng khi xử lý số liệu Mặt khác khi tính toán xử lý số liệu GNSS cóthể dùng sai phân bậc ba để nhận biết và xử lý trượt chu kỳ

1.6.6 Hiện tượng đa tuyến

Hình1.15: sai số do hiện tượng đa đường truyền

Đó là những tín hiệu từ vệ tinh không đến thẳng anten máy thu mà đậpvào bề mặt phản xạ nào đó xung quanh rồi mới đến máy thu Như vậy kết quả

đo không đúng, để tránh hiện tượng này anten phải có tầm nhìn vệ tinh thôngthoáng với góc ngẩng cao hơn 150 Việc chọn góc ngẩng như thế này nhằmgiảm ảnh hưởng bất lợi của chiết quang khí quyển và hiện tượng đa tuyến

Hầu hết anten GNSS gắn bản dạng phẳng, tròn che chắn tín hiệu phản xạ

từ dưới mặt đất lên

1.6.7 Sự suy giảm độ chính xác (DOPs) do đồ hình các vệ tinh

Việc định vị GNSS là việc giải bài toán giao hội nghịch không gian dựavào điểm gốc là vệ tinh và các khoảng cách tương ứng đến máy thu GNSS

Hình1.16: Khoảng cách từ vệ đến máy thu GNSSTrường hợp tối ưu khi thu tín hiệu vệ tinh GNSS là vệ tinh cần phải có sựphân bố hình học cân đối trên bầu trời xung quanh điểm đo Chỉ số mô tả đồhình vệ tinh gọi là hệ số phân tán độ chính xác- hệ số DOP (Delution ofPrecision) Chỉ số DOP là số nghịch đảo thể tích của khối tỷ diện tạo thành giữacác vệ tinh và máy thu Chỉ số này chia ra thành các loại sau:

+ PDOP chỉ số phân tán độ chính xác về vị trí (Positional DOP)

+ TDOP là chỉ số phân tán độ chính xác về thời gian (Teme DOP)

+ HDOP là chỉ số phân tán độ chính xác về mặt phẳng (Horizontal DOP)+ V DOP là chỉ số phân tán độ chính xác về độ cao (Vertical DOP)

+ G DOP là chỉ số phân tán độ chính xác về hình học (Geometric DOP)

Đồ hình phân bố vệ tinh được thiết kế sao cho chỉ số PDOP đạt xấp xỉ 2,5với xác xuất 90% thời gian Đồ hình vệ tinh đạt yêu cầu với chỉ số P DOP < 6.

1.6.8 Tâm pha của anten

Tâm pha là một điểm nằm bên trong anten, là nơi tín hiệu GNSS biến đổithành tín hiệu trong mạch điện tử Các trị đo khoảng cách được tính vào điểmnày Điều này có ý nghĩa quan trọng, ở nhà máy chế tạo anten đã được kiểmđịnh sao cho tâm pha trùng với tâm hình học của nó, tuy nhiên tâm pha thay đổi

vị trí phụ thuộc vào đồ hình vệ tinh, ảnh hưởng này có thể kiểm định trước khi

đo hoặc sử dụng mô hình tâm pha ở giai đoạn tính xủ lý Quy định cần phải tuântheo là khi đặt anten cần dóng theo cùng một hướng và tốt nhất là sử dụng cùngmột loại anten cho cùng một ca đo Các nguồn lỗi và biện pháp khắc phục đượctổng hợp trong bảng 1.3

Bảng 1.3: Các nguồn lỗi và biện pháp khắc phục anten

1.Phụ thuộc vệ tinh

Đồng hồ vệ tinh Sai phân bậc một

2 Phụ thuộc đường tín hiệu

Số đa trị nguyên Xác định đơn trị, sai phân bậc ba

Trượt chu kỳ Tránh vật cản, sai phân bậc ba

Đa tuyến Tránh phản xạ, ngưỡng góc cao

3 Phụ thuộc máy thu

Chiều cao angten Đo hai lần khi đo độ cao angten

Cấu hình máy thu Chú ý khi lắp đặt

Tâm pha angten Angten chuẩn đặt quay về một

hướng Nhiễu điện từ Tránh bức xạ điện từ

Tọa độ quy chiếu Khống chế chính xác, tin cậy

Chiều dài cạnh Bố trí cạnh ngắn

1.7 Lựa chọn phương pháp đo GNSS xây dựng lưới khống chế mặt bằng

mỏ lộ thiên

1.7.1 Khái niệm về mạng lưới GNSS

Lưới khống chế GNSS là mạng lưới khống chế trắc địa không gian đượcxây dựng trên hệ thống tọa độ WGS-84 (World Geodetic System -84), nói chungkhông khác nhiều với mạng lưới truyền thống (tam giác, đa giác ) Lưới khống

chế GNSS gồm các điểm được chôn trên mặt đất hoặc bố trí trên đỉnh các côngtrình vững chắc, kiên cố (sân thượng nhà cao tầng) Các điểm cửa lưới khốngchế được liên kết với nhau bằng các trị đo cạnh và phương vị Các trị đo được

đo trong các thời đo (Session) với thời gian thu tín hiệu được quy định để đảmbảo độ chính xác đo cạnh theo yêu cầu của mạng lưới GNSS, nhờ đó chúng ta sẽtính toán xác định tọa độ, độ cao của các điểm trong hệ thống độ cao thống nhất

1.7.2 Ưu điểm của phương pháp đo GNSS xây dựng lưới khống chế mặt bằng

Với công nghệ GNSS cho phép giảm thiểu thời gian và công sức khi xâydựng điểm khống chế Công nghệ này không phụ thuộc vào đồ hình của mạnglưới, có thể thi công mạng lưới rộng khắp toàn khu vực mỏ và không nhất thiếtphải hạ cấp nhiều lần, với độ chính xác cao đáp ứng nhiệm vụ đo đạc bản đồ vàtính khối lượng khai thác mỏ

Qua những kết quả nghiên cứu ứng dụng xây dựng mạng lưới trắc địa chothấy so với phương pháp truyền thống, công nghệ GNSS có nhiều ưu điểm sauđây:

+ Xác định trực tiếp các thành phần tọa độ không gian với độ chính xáccao Và kết quả đo cho ta vecto cạnh với các thông số thành phần: chiều dàicạnh nghiêng D, phương vị trắc địa A, và hiệu độ cao trắc địa (∆X, ∆Y, ∆Z)trong hệ WGS-84 Còn các phương pháp đo đạc truyền thống ta chỉ đo đượcchiều dài cạnh đo

+ Không cần dựng tiêu, thông hướng nên công tác chọn điểm nhanh Vìcác điểm đo GNSS chỉ cần thông hướng thiên đỉnh (Z=0°-75°) Việc chọn điểmthông hướng với bầu trời sẽ dễ hơn chọn điểm thông hướng với hướng ngangnày và làm giảm đi rất nhiều khó khăn

+ Các đoạn thiết kế chọn điểm đơn giản dễ thực hiện trên bản đồ

+ Kết quả đo đạc nhìn chung không phụ thuộc nhiều vào thời tiết

+ Có khả năng tự động hóa cao, cả khi đo ngoại nghiệp và xử lý nộinghiệp

+ Đồ hình mạng lưới không nhất thiết phải tuân thủ theo quy phạm mạnglưới đo góc (cạnh) trước đây

+ Với công nghệ GNSS cho phép đo đạc nhanh chóng giảm bớt nhâncông, rút ngắn thời gian thi công.

+ Với địa hình phức tạp như các mỏ than, các điểm không nhất thiết phảixây dựng trên các đỉnh núi cao như trước đây

Với những ưu điểm trên nhìn chung việc ứng dụng công nghệ GNSS vàocác công tác trắc địa ở vùng mỏ là hoàn toàn hợp lý

Do công tác định vị tuyệt đối không đủ độ chính xác để thỏa mãn các yêucầu của công tác trắc địa nói chung và công tác thành lập lưới khai thác khoángsản nói riêng, chỉ có định vị tương đối mới có thể đáp ứng được các yêu cầu này

Căn cứ yêu cầu độ chính xác cũng như tiến độ thi công Để xây dựng lướikhống chế mặt bằng ở vùng mỏ, chúng ta chọn phương pháp đo tĩnh nhanh vớicác đồ hình dạng liên kết cạnh, điểm kết hợp là phù hợp hơn cả

CHƯƠNG 2 THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ CƠ SỞ BẰNG CÔNG NGHỆ GNSS 2.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên khu Mỏ

2.1.1 Lịch sử thành lập Mỏ than Đèo Nai

Mỏ than Đèo Nai được hình thành từ những năm thế kỷ XX Trước năm

1954, mỏ do thực dân Pháp quản lý và khai thác Sau khi giải phóng miền bắc

mỏ than Đèo Nai là một công trường của xí nghiệp than Cẩm Phả Ngày 30tháng 8 năm 1960 mỏ được thành lập lại và trở thành một xí nghiệp thuộc Công

ty than Cẩm Phả Tháng 5 năm 1996 mỏ Đèo Nai trở thành một doanh nghiệphoạch toán độc lập thuộc Tổng công ty than khoáng sản Việt Nam Vinacomin

Mỏ than Đèo Nai có diện tích gần 5.5km² được giới hạn bởi tọa độ:

Bảng 2.1: Tọa độ giới hạn mỏ

+ Phía Bắc được giới hạn bởi đứt gãy A

+ Phía Nam được giới hạn bởi đứt gãy B

+ Phía Đông, phía Nam giáp Phường Cẩm Sơn, Phường Cẩm Phú

+ Phía Tây giáp với khu Lộ Trí mỏ than Thống Nhất

2.1.2 Đặc điểm địa hình

Mỏ than Đèo Nai là một mỏ than khai thác lộ thiên, công trường chủ yếu

là các gương tầng khai thác từ phía Tây Nam về phía Tây Bắc, điểm cao nhất ởphía Tây Bắc +420m, điểm thấp nhất ở phía Đông -90m Địa hình thấp dần từTây sang Đông Địa hình mỏ than Đèo Nai không còn nguyên thủy mà đã bịkhai thác hầu hết các khu vực

2.1.3 Đặc điểm khí hậu

Khu mỏ nằm trong vùng than Cẩm Phả nên khí hậu khu mỏ mang tínhchất chung là nhiệt đới gió mùa Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 10, mùa khô từtháng 11 đến tháng 3 năm sau Nhiệt độ không khí hàng tháng thay đổi từ 11,8°cđến 32.6°c, trung bình từ 23 đến 25°c Lượng mưa hàng năm thay đổi từ1106,68 mm đến 2834,7 mm trung bình là 2040 mm, lượng mưa phân phối hàngtháng là không đều

2.1.4 Điều kiện giao thông

Mỏ than Đèo Nai được liên hệ với các trung tâm công nghiệp bằng hệthống đường bộ, đường sắt Đường sắt từ mỏ than Đèo Nai đến cảng Cửa Ông

có chiều dài khoảng 8-10 km Đường bộ của mỏ chủ yếu dựa vào quốc lộ 18Anối liền Móng Cái- Cẩm Phả- Hòn Gai- Hải Dương- Hà Nội

Trên mỏ có hệ thống đường giao thông ô tô tương đối hoàn chỉnh Hệthống đường được chia làm 2 loại: đường cố định và đường tam thời

Đường cố định là đường liên lạc từ văn phòng mỏ lên khai trường, đường

từ bãi thải đến vị trí đầu hào mở vỉa

Đường tạm thời là đường trên các tầng khai thác, nó thường bị mất đi do

sự phát triển ngang của mỏ

Hệ thống giao thông của mỏ tương đối thuận lợi trong việc vận chuyển vàtiêu thụ than

2.2 Đặc điểm địa chất

2.2.1 Uốn nếp

Mỏ Đèo Nai có 2 nếp uốn chính là nếp lồi trung tâm và nếp lõm phíanam Nếp lồi trung tâm: có trục chạy theo hướng Tây Nam- Đông Bắc, gócdốc của hai cánh thay đổi từ 30°+40°, hai cánh của nếp lồi bị chặn bởi đứt gãyA2 ở phía Bắc và đứt gãy gầu A3 ở phái Nam

Nếp lõm phía Nam: (Nếp lõm công trình chính)

Trục của nếp lõm chạy theo phương gần vĩ tuyến và bị chặn bởi đứt gãy

K, cánh phía Nam có độ dốc trung bình 20°+30°

Cánh phía Bắc có độ dốc trung bình 35°+40°, nếp lõm mở rộng về phíaĐông và bị chặn bởi đứt gãy K

2.2.2 Đứt gãy

Các đứt gãy được chia thành hai hệ thống chính: hệ thống phát triển theophương kinh tuyến và hệ thống phát triển theo phương vĩ tuyến

• Hệ thống đứt gãy theo phương kinh tuyến:

Đứt gãy nghịch K: ở phía đông mỏ là ranh giới phân chia mỏ Đèo Nai vàCộc Sáu