Ứng dụng công nghệ GPS xây dựng lưới địa chính phục vụ công tác đo đạc bản đồ địa chính cấp xã, huyện vũ thư, tỉnh thái bình

i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - - BÙI NGỌC THẠCH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS XÂY DỰNG LƯỚI ĐỊA CHÍNH PHỤC VỤ CÔNG TÁC ĐO ĐẠC BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH CẤP XÃ, HUYỆN VŨ THƯ, TỈNH THÁI BÌNH Chuyên ngành: Quản lý đất đai Mã số ngành: 60.85.01.03 LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đàm Xuân Vận PHÒNG QLĐTS ĐH KHOA QLTN Thái Nguyên, 2016 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị Nội dung đề tài kết nghiên cứu, ý tưởng khoa học tổng hợp từ công trình nghiên cứu, công tác thực nghiệm, công trình sản xuất trực tiếp tham gia thực Tôi xin cam đoan, thông tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Thái Nguyên, ngày 03 tháng 11 năm 2016 Tác giả Bùi Ngọc Thạch ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: Ban giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, khoa quản lý tài nguyên, thầy cô giảng dạy, truyền đạt kiến thức cho suốt thời gian tham gia khóa học Trường PGS TS Đàm Xuân Vận hết lòng quan tâm, trực tiếp hướng dẫn trình thực đề tài Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè giúp đỡ, động viên đóng góp ý kiến cho suốt trình học tập hoàn thành đề tài Thái Nguyên, ngày 03 tháng 11 năm 2016 Tác giả Bùi Ngọc Thạch iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu chung Mục tiêu cụ thể Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Khái quát hệ thống định vị toàn cầu GPS 1.1.1 Khái niệm GPS 1.1.2 Các thành phần GPS 1.1.3 Nguyên lý định vị GPS 1.1.4 Các nguồn sai số định vị GPS 13 1.2.1 Khái niệm, nguyên tắc thiết kế lưới 16 1.2.2 Cơ sở toán học lưới địa 16 1.2.3 Mật độ điểm khống chế 19 1.3 Công tác thành lập đồ địa 20 1.3.1 Hệ thống lưới khống chế 20 1.3.2 Lưới tọa độ địa đảm bảo độ xác diện tích đất 27 1.3.3 Công tác thành lập đồ địa 27 1.4 Tình hình ứng dụng công nghệ GPS thành lập lưới khống chế 29 1.4.1 Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS thành lập lưới giới 29 1.4.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS thành lập lưới Việt Nam 31 Chương ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 34 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 34 iv 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 34 2.2 Nội dung nghiên cứu 34 2.2.1 Khái quát đặc điểm điều kiện tự nhiên, KTXH huyện Vũ Thư 34 2.2.2 Thực trạng công tác đo đạc thành lập đồ địa huyện Vũ Thư 34 2.2.3 Ứng dụng công nghệ GPS để xây dựng lưới địa phục vụ việc đo vẽ đồ địa tỷ lệ lớn huyện Vũ Thư, tỉnh Thái Bình (sơ đồ thiết kế, thiết bị đo, phương pháp đo, xử lý số liệu đo, mật độ điểm…) 34 2.2.4 So sánh hai phương pháp đo động thời gian thực công nghệ GPS đo lưới kinh vĩ thay lưới kinh vĩ máy toàn đạc điện tử 34 2.2.5 Đánh giá đề xuất giải pháp khả ứng dụng công nghệ GPS việc xây dựng lưới địa tỉnh Thái Bình 34 2.3 Phương pháp nghiên cứu 34 2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu 34 2.3.2 Phương pháp đo đạc thực nghiệm 35 2.3.3 Phương pháp tổng hợp viết báo cáo 37 2.3.4 Phương pháp xử lý số liệu, đánh giá kết 37 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 38 3.1 Khái quát đặc điểm điều kiện tự nhiên, KTXH huyện Vũ Thư 38 3.1.1 Vị trí địa lý 38 3.1.2 Đặc điểm tự nhiên 39 3.1.2.1 Địa hình 39 3.1.2.2 Khí hậu 39 3.1.2.3 Chế độ thuỷ văn 41 3.1.2.4 Đất 41 3.1.2.5 Hệ thống giao thông 42 3.1.2.6 Yếu tố địa 43 3.1.3 Dân cư, kinh tế, xã hội 43 3.1.3.1 Dân số lao động 43 3.1.3.2 Kinh tế 44 3.1.3.3 Xã hội 45 3.2 Thực trạng công tác đo đạc thành lập đồ địa huyện Vũ Thư 47 3.2.1 Tình hình tư liệu đồ phục vụ khảo sát, thiết kế lưới 47 3.2.2 Đánh giá độ xác lưới địa 48 v 3.3 Ứng dụng công nghệ GPS để xây dựng lưới địa phục vụ việc đo vẽ đồ địa tỷ lệ lớn huyện Vũ Thư, tỉnh Thái Bình 50 3.3.1 Kết khảo sát thiết kế mạng lưới địa thành lập lưới địa huyện Vũ Thư Lập Công nghệ GPS 50 3.3.2 Các yêu cầu kỹ thuật qui trình tính toán bình sai lưới GPS 52 3.3.3 Kết tính bình sai lưới 52 3.4 So sánh hai phương pháp đo động thời gian thực công nghệ GPS đo lưới kinh vĩ thay lưới kinh vĩ máy đạc điện tử 61 3.4.1 Sử dụng công nghệ GPS đo động thời gian thực đo điểm lưới khống chế đo vẽ xã Duy Nhất 61 3.4.2 Sử dụng công nghệ toàn đạc điện tử đo điểm lưới khống chế đo vẽ xã Duy Nhất, huyện Vũ Thư, tỉnh Thái Bình 63 3.4.3 Kết so sánh hai phương pháp đo động thời gian thực công nghệ GPS đo lưới kinh vĩ thay lưới kinh vĩ máy toàn đạc điện tử 64 3.4.4 Đánh giá ưu điểm, hạn chế việc Ứng dụng GPS đo động thời gian thực đề xuất số giải pháp xây dựng lưới kinh vĩ 64 3.5 Đánh giá đề xuất giải pháp khả ứng dụng công nghệ GPS việc xây dựng lưới địa tỉnh Thái Bình 66 3.5.1 Đánh giá độ xác 66 3.5.2 Đề xuất quy trình giải pháp ứng dụng công nghệ GPS việc xây dựng lưới địa tỉnh Thái Bình 67 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 69 Kết luận 69 Đề nghị 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 PHỤ LỤC vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ BĐĐC : Bản đồ địa DOP : Dilution of Precision (Độ xác) GPS : Global Positioning System (Hệ thống định vị toàn cầu) GCNQSD : Giấy chứng nhận quyền sử dụng HDOP : Horizon Dilution of Precision (Độ xác theo phương ngang) PDOP : Position Dilution of Precision (Độ xác vị trí vệ tinh theo 3D Ratio) Ratio : Tỉ số phương sai Reference Variance : Độ chênh lệch tham khảo RSM RSM : Sai số chiều dài cạnh VDOP : Vertiacal Dilution of Precision (Độ xác theo phương dọc) X, Y, h : Tọa Độ X, Y, độ cao thủy chuẩn tạm thời Mx, My, Mh : Sai số theo phương x, y h Mp : Sai số vị trí điểm vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Các tiêu kỹ thuật độ xác lưới địa 24 Bảng 1.2 Chỉ tiêu kỹ thuật lưới đường chuyền 26 Bảng 3.1 Một số yếu tố khí hậu huyện Vũ Thư năm 2015 41 Bảng 3.2: Dân số lao động huyện Vũ Thư năm 2012 – 2015 43 Bảng 3.3 Tổng giá trị sản xuất theo ngành qua số năm 45 Bảng 3.4: Tọa độ độ cao điểm gốc 49 Bảng 3.5: Bảng trị đo gia số tọa tiêu sai số 53 Bảng 3.6: Bảng sai số khép hình 54 Bảng 3.7: Bảng trị đo, số hiệu chỉnh trị bình sai góc phương vị 55 Bảng 3.8: Bảng tọa độ vuông góc không gian sau bình sai 56 Bảng 3.9: Bảng tọa độ trắc địa sau bình sai 57 Bảng 3.10: Bảng thành tọa độ phẳng độ cao bình sai 58 Bảng 3.11: Bảng chiều dài cạnh, phương vị sai số tương hỗ 59 Bảng 3.12: Kết lưới kinh vĩ đo GPS động 62 Bảng 3.13: Kết so sánh phương pháp đo 64 viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Mô hình hình ảnh trái đất vệ tinh GPS Hình 1.2: Cấu trúc tín hiệu GPS Hình 1.3: Các trạm điều khiển GPS Hình 1.4: Các thành phần GPS Hình 1.5: Xác định hiệu số thời điểm Hình 1.6: Kỹ thuật giải đa trị máy thu Hình 1.7: Kỹ thuật định vị tuyệt đối 10 Hình 1.8: Kỹ thuật định vị tương đối 12 Hình 3.1 Vị trí địa lý huyện Vũ Thư, tỉnh Thái Bình 38 Hình 3.2 Sơ đồ lưới địa cụm xã huyện Vũ Thư 51 Hình 3.3 Sơ đồ lưới kinh vĩ đo công nghệ GPS 62 Hình 3.4 Sơ đồ lưới kinh vĩ đo máy toàn đạc điện tử 63 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Phát triển ứng dụng khoa học công nghệ lĩnh vực sống, xã hội coi đường nhanh để rút ngắn thời gian thực nghiệp công nghiệp hóa, đại hóa đất nước Đây vấn đề toàn Đảng, toàn dân quan tâm, mà khoa học công nghệ ngày mở rộng với phát triển kinh tế tri thức thời đại mới, thời kỳ hội nhập Hệ thống đồ địa hồ sơ địa địa bàn huyện Vũ Thư, tỉnh Thái Bình trước thành lập theo hệ toạ độ HN-72, độ xác tài liệu đồ tuân thủ theo quy định Quy phạm Tổng cục Địa ban hành năm 1991 Hiện nay, yêu cầu đặt công tác quản lý đất đai sử dụng tài nguyên đất cách hợp lý hiệu nhằm đảm bảo tốt mục tiêu phát triển kinh tế công xã hội, tài nguyên đất bảo vệ tốt Vì vậy, xây dựng hệ thống quản lý đất đai đại nhiệm vụ cần thiết nhằm bảo vệ môi trường Một hệ thống quản lý đất đai đại đảm bảo quyền lợi hợp lý nhà nước, nhà đấu tư người sử dụng đất thành phần có liên quan Hệ thống hồ sơ địa gồm đồ địa hệ thống sổ sách địa kèm phải thiết lập cho đất Người sử dụng đất cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất điều kiện tối thiểu để đưa pháp luật đất đai vào sống, khắc phục tình trạng vi phạm pháp luật đất đai, sử dụng đất không hiệu gây lãng phí cho xã hội Để thực công tác đo đạc bổ xung, chỉnh lý cập nhật đồ địa việc cần tiến hành xây dựng mạng lưới khống chế từ điểm Địa sở xuống điểm địa cấp I, cấp II, từ thành lập lưới đo vẽ tiến hành chi tiết đo đồ Ngày lưới địa cấp I cấp II xây dựng đồng thời không phân cấp (gọi chung lưới địa chính) hệ thống lưới đo vẽ sử dụng phương pháp đường chuyền, gần có số đơn vị sử dụng phương pháp định vị GPS Như nhu cầu đặt cần xây dựng hệ thống lưới khống chế thống toàn khu vực, điểm lưới thiết kế trải 59 * Kết đánh giá chiều dài cạnh, phương vị sai số tương hỗ Bảng 3.11: Bảng chiều dài cạnh, phương vị sai số tương hỗ HỆ TỌA ĐỘ PHẲNG UTM Đ Đầu Đ Cuối C Dài ELLIPSOID QUI CHIẾU: VN-2000 ms ms/s (m) Phương vị ma dh mdh (° ' ") (") (m) (m) 129489 1DN-22 557.803 0.002 1/ 228393 76 04 23 0.84 -0.552 0.006 129489 1DN-61 868.377 0.002 1/ 478802 128 02 41 0.40 -0.360 0.004 129489 1DN-74 863.390 0.002 1/ 362288 151 24 52 0.61 -0.436 0.007 129489 1DN-75 662.584 0.004 1/ 174416 169 23 05 1.14 -0.372 0.010 129489 1DN-76 776.597 0.004 1/ 197375 187 05 56 0.94 0.589 0.010 129489 VT-152 619.048 - - 114 25 43 - -0.647 - 129489 VT-155 933.713 - - 184 52 21 - -0.195 - VT-142 1DN-01 1071.426 0.004 1/ 282942 269 25 01 0.62 3.811 0.007 VT-142 1DN-14 484.221 0.003 1/ 166308 83 05 56 1.19 0.011 0.006 VT-142 1DN-16 176.200 0.003 1/ 59866 118 40 53 3.17 -0.031 0.006 VT-142 1DN-18 162.483 0.004 1/ 41623 193 04 50 5.37 0.046 0.008 VT-142 1DN-19 387.468 0.004 1/ 89872 252 02 22 2.20 0.653 0.008 VT-142 VT-153 1232.208 - - 257 33 43 - 3.660 - VT-143 1DN-25 258.645 0.003 1/ 77416 314 11 47 2.49 0.527 0.008 VT-143 1DN-26 257.282 0.003 1/ 80720 351 12 14 3.56 0.679 0.009 0.013 1/ 81193 1104001 2.55 -1.174 0.036 VT-159 VT-160 1034.301 Bảng 3.11 kết đánh giá độ xác lưới sau bình sai như: Sai số trung phương tương đối chiều dài cạnh, Sai số trung phương phương vị cạnh, Sai số trung phương chênh cao 60 KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ ĐỘ CHÍNH XÁC Sai số trung phương trọng số đơn vị: Sai số vị trí điểm: - Nhỏ nhất: - Lớn nhất: Sai số tương đối cạnh: - Nhỏ nhất: - Lớn nhất: Sai số phương vị: - Nhỏ nhất: - Lớn nhất: Sai số chênh cao: - Nhỏ nhất: - Lớn nhất: Chiều dài cạnh: - Nhỏ nhất: - Lớn nhất: - Trung bình: M0 = mpmin = mpmax = ms/smin = ms/smax = mamin = mamax = mdhmin = mdhmax = Smin = Smax = Stb = 1.00 0.009m 0.025m (Điểm: VT-116) (Điểm: VT-149) 1/664622 1/51092 (Cạnh: VT-142_129578, S = 4427.6m) (Cạnh: VT-151_129490, S = 466.8m) 0.31" 4.31" (VT-142_129578) (VT-128_VT-118) 0.017m 0.046m (129489_VT-142) (VT-118_VT-117) 466.843m 6274.335m 1787.352m (VT-151_129490) (VT-149_129569) Nhận xét: Từ kết bình sai so với tiêu sai số quy phạm ban hành cho ta thấy lưới địa cụm xã huyện Vũ Thư, tỉnh Thái Bình đạt kết tốt Lưới địa xây dựng công nghệ GPS đạt độ xác cao, mang lại hiệu kinh tế, thay cho phương pháp xây dựng lưới địa truyền thống (như phương pháp tam giác đo góc, phương pháp đường chuyền) Hiện tiến hành đo đạc, tính toán, xử lý số liệu đo 37 điểm địa đạt được độ xác sau: Sai số trung phương trọng số đơn vị: Sai số vị trí điểm: - Nhỏ nhất: mpmin = - Lớn nhất: mpmax = Sai số tương đối cạnh: - Nhỏ nhất: ms/smin = - Lớn nhất: ms/smax = Sai số phương vị: - Nhỏ nhất: mamin = - Lớn nhất: mamax = Sai số chênh cao: M0 = 1.00 0.009m 0.025m (Điểm: VT-116) (Điểm: VT-149) 1/664622 1/51092 (Cạnh: VT-142_129578, S = 4427.6m) (Cạnh: VT-151_129490, S = 466.8m) 0.31" 4.31" (VT-142_129578) (VT-128_VT-118) - Mỗi vệ tinh trang bị máy phát tần số chuẩn nguyên tử xác cao cỡ 10 -12 Máy phát tạo tín hiệu tần số sở 10,23 MHz từ tạo sóng tải tần số L1=1575,42 MHz L2=1227,60 MHz Để giảm ảnh hưởng tầng điện ly người ta sử dụng hai tần số - Để phục vụ cho mục đích đối tượng khác nhau, tín hiệu phát điều biến mang theo code riêng biệt là: C/A- Code, P-Code Y- Code + C/A-Code (Coarse/Acquisition Code) code thô sử dụng rộng rãi C/A Code có tính chất code tựa ngẫu nhiên Tín hiệu mang code có tần số thấp (1.023 MHz) C/A Code điều biến sóng tải L1 + P-Code (Precision Code) code xác sử dụng cho mục đích quân Mỹ dùng cho mục đích khác phía Mỹ cho phép PCode điều biến hai sóng tải L1, L2 code tựa ngẫu nhiên + Y-Code Code bí mật phủ lên P-Code nhằm chống bắt chiếc, gọi kỹ thuật AS (Anti Spoosing), có vệ tinh thuộc khối từ sau năm 1989 có khả Hình 1.2: Cấu trúc tín hiệu GPS (Theo tài liệu Ahmed El-Rabbany (2007), Introduction to GPS) [15] 62 tĩnh, khởi động trạm động khởi đo, đo điểm thực địa xong ta trút số liệu qua Bluetooth dùng phần mềm ATIVESYNC để chuyền số liệu Hình 3.3 Sơ đồ lưới kinh vĩ đo công nghệ GPS Bảng 3.12: Kết lưới kinh vĩ đo GPS động Base:1 2251484.687 583621.385 Trạm Trạm máy chủ 2251327.463 582887.157 4.585 129490 Kq đo lần 1(fix điểm gốc) 2251327.464 582887.156 4.586 129490 Kq đo lần 2251305.287 582654.216 4.910 KV1 Kq đo lần 2251305.289 582654.218 4.907 KV1 Kq đo lần 2251318.885 582375.777 5.187 KV2 Kq đo lần 2251330.487 582172.579 6.500 KV3 Kq đo lần … 2251334.029 581978.610 ……… KV4 Kq đo lần 14 2251316.389 581774.255 5.480 KV5 Kq đo lần 15 2251346.626 581574.107 4.585 KV6 Kq đo lần Nhận xét: Từ kết đo GPS động thời gian thực lưới khống chế đo vẽ huyện Vũ Thư, tỉnh Thái Bình cho ta thấy độ xác lần đo đạt tới milimét kết thực tế so sánh với lưới đường chuyền độ xác lưới nằm hạn sai cho phép Lưới thi công nhanh dễ làm đòi hỏi cặp cạnh thông hướng nên mang lại hiệu kinh tế cao 63 3.4.2 Sử dụng công nghệ toàn đạc điện tử đo điểm lưới khống chế đo vẽ xã Duy Nhất, huyện Vũ Thư, tỉnh Thái Bình Sử dụng máy đo lưới đường chuyền kinh vĩ máy NTS-312R+ hãng South Trung Quốc, máy toàn đạc điện tử TS02 hãng Leica Thụy sỹ loại máy có độ xác tương đương Sau sử dụng phần mềm AdNet để bình sai tính toán Hình 3.4 Sơ đồ lưới kinh vĩ đo máy toàn đạc điện tử Nhận xét: Từ kết bình sai lưới đường chuyền kinh vĩ cho thấy sai số như: sai số vị trí điểm, sai số trung phương tương đối chiều dài cạnh sai số trung phương phương vị cạnh yếu nằm hạn sai cho phép, trình thi công đòi hỏi cặp cạnh liền kề phải thông hướng nên vất vả cho công tác chọn điểm tốn nhân lực chi phí 64 3.4.3 Kết so sánh hai phương pháp đo động thời gian thực công nghệ GPS đo lưới kinh vĩ thay lưới kinh vĩ máy toàn đạc điện tử Bảng 3.13: Kết so sánh phương pháp đo Sè Tªn Mx My Mp KV1 2251305.279 582654.228 2251305.286 582654.217 -0.007 0.011 0.013 KV2 2251318.881 582375.771 2251318.887 582375.776 -0.006 -0.005 0.008 KV3 2251330.487 582172.579 2251330.485 582172.576 0.002 0.003 0.004 KV4 2251334.039 0.011 0.001 0.011 KV5 2251316.369 581774.245 2251316.388 581774.257 -0.019 -0.012 0.022 KV6 2251346.626 581574.107 2251346.628 581574.109 -0.002 -0.002 0.003 TT ®iÓm X ®o GPS Y ®o GPS 581978.61 X ®o Y ®o 2251334.028 581978.609 Theo yêu cầu sai số vị trí điểm sau bình sai: ≤ ± 0.07 m thực tế kết sau bình sai, sai số vị trí điểm: Lớn : (KV1-5) mp = 0.022(m) Nhỏ : (KV1-6) mp = 0.003(m) 3.4.4 Đánh giá ưu điểm, hạn chế việc Ứng dụng GPS đo động thời gian thực đề xuất số giải pháp xây dựng lưới kinh vĩ Phân tích kết đo lưới kinh vĩ công nghệ GPS Theo yêu cầu sai số vị trí điểm sau bình sai: ≤ ± 0.07 m thực tế kết sau bình sai, sai số vị trí điểm: - Lớn : (KV1-7) mp = 0.023(m) - Nhỏ : (KV1-1) mp = 0.003(m) Từ kết so sánh độ xác yêu cầu kết đạt cho thấy Lưới đo vẽ xã Duy Nhất có kết tốt so với yêu cầu Đây ưu điểm phương pháp thành lập lưới địa công nghệ GPS 65 Phân tích kết đo GPS lưới kinh vĩ thành lập phương pháp đường chuyền toàn đạc - Theo yêu cầu sai số trung phương góc phương vị ≤ 10” thực tế kết sai số trung phương góc phương vị lớn canh: (KV5-KV6) ma = 4.32” - Theo yêu cầu sai số vị trí điểm sau bình sai: ≤ ± 0.07 m thực tế kết sai số sai số vị trí điểm sau bình sai lớn nhất: (điểm: KV3)mp = 0.010m - Theo yêu cầu sai số cạnh đo ≤ 1/10.000 Trên thưc tế sai số trung phương cạnh đo lưới cạnh: (cạnh KV3-KV4) mS/S = 1/ /59305 Từ kết bình sai lưới đường chuyền kinh vĩ cho thấy sai số như: sai số vị trí điểm, sai số trung phương tương đối chiều dài cạnh sai số trung phương phương vị cạnh yếu nằm hạn sai cho phép * Ưu điểm, hạn chế việc Ứng dụng GPS đo động thời gian thực Ưu điểm - Không cần thông hướng máy cố định máy di động mà cần thông hướng cặp điểm với nên thuận tiện cho công tác thiết kế lưới - Tất số liệu đo đạc dạng số, cho kết thực địa - Khả tự động hóa cao, kỹ thuật viên cần thực vài thao tác đơn giản trình đo đạc thực địa - Độ xác cao, đặc biệt có sai số trung phương vị trí điểm tốt hơn, đồng (so với phương pháp toàn đạc) - Thời gian thi công không kéo dài nên mang lại hiệu kinh tế cao Hạn chế - Mặc dù không cần thông hướng máy cố định máy di động không gian phía máy phải thông thoáng - Người đo phải tiếp cận trực tiếp đến điểm đo nên khó thực đo đạc khu vực có địa hình, địa vật phức tạp nguy hiểm - Các thiết bị đo nặng cồng kềnh không thuận tiện cho việc di chuyển so với sử dụng gương phương pháp toàn đạc 66 Đề xuất giải pháp thực Những điểm cần lưu ý sử dụng công nghệ GPS xây dựng lưới khống chế: - Khảo sát chọn điểm cần đánh giá trình xây dựng phương án kỹ thuật đo sử dụng công nghệ GPS xây dựng lưới khống chế - Sử dụng công nghệ GPS đo, tính đánh giá chất lượng lưới - Xử lý kết đo cạnh sơ trường để loại kết đo không đạt tiêu chuẩn kỹ thuật kịp thời bỏ sung thấy cần thiết - Phân tích sai số trung phương vị trí điểm lưới để đánh giá 3.5 Đánh giá đề xuất giải pháp khả ứng dụng công nghệ GPS việc xây dựng lưới địa tỉnh Thái Bình 3.5.1 Đánh giá độ xác - Sai số trung phương vị trí mặt phẳng điểm khống chế đo vẽ so với điểm khởi tính sau bình sai không 0,10 mm tính theo tỷ lệ đồ thành lập Sai số biểu thị điểm góc khung đồ, giao điểm lưới kilômét, điểm tọa độ quốc gia, điểm địa chính, điểm có tọa độ khác lên đồ địa dạng số quy định không (không có sai số) - Trên đồ địa dạng giấy sai số độ dài cạnh khung đồ không vượt 0,2 mm, đường chéo đồ không vượt 0,3 mm, khoảng cách điểm tọa độ điểm góc khung đồ (hoặc giao điểm lưới kilômét) không vượt 0,2 mm so với giá trị lý thuyết - Sai số vị trí điểm ranh giới đất biểu thị đồ địa dạng số so với vị trí điểm khống chế đo vẽ gần không vượt quá: + cm đồ địa tỷ lệ 1/200 + cm đồ địa tỷ lệ 1/500 + 15 cm đồ địa tỷ lệ 1/1000 + 30 cm đồ địa tỷ lệ 1/2000 + 150 cm đồ địa tỷ lệ 1/5000 + 300 cm đồ địa tỷ lệ 1/10 000 67 - Đối với khu vực nông thôn có độ dốc địa hình 10o sai số nêu phép tăng 1,5 lần - Sai số tương hỗ vị trí điểm ranh giới đất biểu thị đồ địa dạng số so với khoảng cách thực địa đo trực tiếp đo gián tiếp từ trạm máy không vượt 0,2 mm theo tỷ lệ đồ, không vượt cm thực địa cạnh đất có chiều dài m - Đối với khu vực có độ dốc địa hình 10o, điểm chi tiết xử lý tiếp biên sai số tương hỗ vị trí điểm nêu phép tăng 1,5 lần Vị trí điểm mốc địa giới hành xác định với độ xác điểm khống chế đo vẽ 3.5.2 Đề xuất quy trình giải pháp ứng dụng công nghệ GPS việc xây dựng lưới địa tỉnh Thái Bình - Trước tiến hành đo đạc công nghệ GPS, cần phân tích yêu cầu lựa chọn tham số đo để đạt hiệu cao Nếu thời gian ca đo tương đối ngắn (dưới giờ) dung lượng nhớ máy thu tương đối lớn, máy cố định, lựa chọn khoảng thời gian lần thu tín hiệu 1-5 giây Trong trường hợp lại nên chọn khoảng thời gian lần thu tín hiệu giây Chế độ đo với 3-5 trị đo (10-15 giây) hợp lý cho việc đo chi tiết vừa đảm bảo độ xác vừa nhanh hiệu cao - Ứng dụng công nghệ GPS thành lập lưới khống chế đo vẽ đồ địa tỷ lệ 1:1000 nhỏ Khi thiết kế lưới khống chế, chiều dài cạnh đáy nhỏ 2-3km cần bố trí 01 trạm Base (tuy nhiên, để đảm bảo độ tin cậy nên sử dụng trạm Base) Với khoảng cách lớn 4km thiết phải sử dụng 02 nhiều trạm Base đảm bảo độ xác, trạm Base cần bố trí đối xứng qua khu đo có hiệu Trong trường hợp, khoảng cách từ trạm Base tới khu đo không nên vượt 4km - Có thể sử dụng bước sau quy trình sử dụng công nghệ GPS kiểm tra, đánh giá ổn định lưới địa chính: 68 - Khảo sát, đánh giá xây dựng phương án kỹ thuật đo sử dụng công nghệ GPS kiểm tra, đánh giá ổn định lưới địa chính; - Sử dụng công nghệ GPS đo kiểm tra, đánh giá ổn định lưới địa chính; - Xử lý kết đo cạnh; - Lần lượt tính bình sai lưới sử dụng 01 điểm sở làm điểm gốc khởi tính, thay điểm cở sở làm điểm gốc khởi tính; - Phân tích sai số trung phương vị trí điểm lưới thay điểm cở sở làm điểm gốc khởi tính, tìm điểm sở ổn định ổn định; - Sử dụng cặp điểm làm điểm gốc khởi tính, phân tích biến động sai số trung phương vị trí điểm Tăng dần số điểm gốc, loại điểm ổn định thành điểm lưới cấp thấp để bình sai; - Phân tích nguyên nhân ổn định để đưa giải pháp khắc phục - Ứng dụng công nghệ GPS để đo vẽ chi tiết nội dung đồ địa tỷ lệ 1:1000 nhỏ khu vực thông thoáng, địa vật che chắn có độ cao không 2-3m khu vực đất trồng hàng năm, đất trồng lâu năm với loại thấp trồng, đất nuôi trồng thủy sản, đất trống, Đối với khu vực có mức độ thông thoáng thấp triển khai ứng dụng GPS đo động để đo chi tiết ứng dụng GPS đo động phương pháp đo chính, điểm không đo GPS dùng phương pháp toàn đạc phương pháp phụ để đo bù 69 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Qua nghiên cứu “Ứng dụng công nghệ GPS xây dựng lưới địa phục vụ công tác đo đạc đồ địa cấp xã huyện Vũ Thư, tỉnh Thái Bình” Có thể kết luận: - Ứng dụng công nghệ GPS để xây dựng mạng lưới địa xã thuộc huyện Vũ Thư có kết tốt nhiều so với yêu cầu Công tác đo đạc, tính toán, xử lý số liệu cho 30 điểm địa phạm vi xã thuộc huyện Vũ Thư hoàn thành sai số đạt độ xác nằm hạn sai cho phép Phương pháp xây dựng lưới địa công nghệ GPS đạt độ xác cao, mang lại hiệu kinh tế, thay cho phương pháp xây dựng lưới địa truyền thống (như phương pháp tam giác đo góc, phương pháp đường chuyền) - Đo đạc, tính toán, xử lý số liệu cho điểm lưới kinh vĩ thuộc phạm vi xã Duy Nhất, huyện Vũ Thư, tỉnh Thái Bình kết so sánh hai phương pháp đo GPS động thời gian thực phương pháp đo truyền thống máy toàn đạc, độ xác lưới đo vẽ nằm hạn sai cho phép Kết thực tiễn thành lập lưới khống chế phục vụ đo vẽ đồ địa xã Duy Nhất cho thấy ưu việt công nghệ GPS thành lập lưới khống chế đo vẽ phương pháp GPS so với đường chuyền toàn đạc phương diện hạng mục công việc, giá thành độ xác nên khuyến khích ưu tiên xây dựng phương án thi công thành lập lưới khống chế đo vẽ phương pháp GPS Đề nghị Qua trình nghiên cứu, ứng dụng công nghệ GPS việc lập lưới địa chính, tác giả đề tài kiến nghị: - Kiến nghị lãnh đạo Sở Tài nguyên Môi trường nên khuyến khích yêu cầu đơn vị tư vấn chủ thầu công trình với phương án xây dựng thi công thành lập lưới khống chế đo vẽ phương pháp định vị GPS - Ứng dụng công nghệ GPS để xây dựng lưới địa lựa chọn hợp lý nhất, 70 cần đưa kết nghiên cứu đề tài vào thực tế, xây dựng lưới khống chế địa địa bàn huyện Vũ Thư huyện tỉnh Thái Bình • Đoạn điều khiển (Control Segment) Có trạm điều khiển mặt đất: Hawaii (Thái Bình Dương), Colorado Springs (Căn không quân Mỹ), Ascension Island (Đại Tây Dương), Diego Garcia (Ấn Độ Dương) Kwajalein (Thái Bình Dương) Nhiệm vụ đoạn điều khiển điều khiển toàn hoạt động chức vệ tinh sở theo dõi chuyển động quỹ đạo vệ tinh hoạt động đồng hồ Tất số liệu đo khoảng cách, thay đổi khoảng cách, số liệu đo khí tượng trạm truyền trạm trung tâm Trạm trung tâm xử lý số liệu truyền từ trạm theo dõi số liệu đo ephemerit xác hoá vệ tinh số hiệu chỉnh cho đồng hồ vệ tinh Các số liệu truyền trở lại cho trạm theo dõi từ truyền tiếp lên cho vệ tinh lệnh điều khiển khác [10] Hình 1.3: Các trạm điều khiển GPS [18] • Đoạn sử dụng (User Segment) Gồm máy thu đặt mặt đất, bao gồm phần cứng phần mềm - Phần cứng máy đo có nhiệm vụ thu tín hiệu vệ tinh để khai thác, sử 72 TIẾNG ANH [15] Ahmed El-Rabbany (2007), Introduction to GPS; [16] Alfred Leick (1995), GPS Satellite Surveying, University of Maine; INTERNET [17] Trimble Navigation Limited (1999), Trimble Survey Controller Https://sites.google.com/site/ducsfamilly/home/gioi-thieu/cong-nghe [18] Thuật ngữ GPS http://dinhvivetinh.daitudien.com/thuat-ngu-chuyen-mon/thuat-ngu-trong-gps-e-fg.html [19] Công ty TNHH Địa Hải, (2009), Công nghệ GPS http://www.diahai.com.vn/index.php?option=com_content&view=article &id=135&Itemid=220&lang=vi [20] Công ty TNHH thiết bị trắc địa 247 https://www.google.com/webhp?sourceid=chrome-instant&ion=1&espv= 2&ie=UTF-8#q=may%20trac%20dia%20247 58 ... đo đạc đồ địa cấp xã, huyện Vũ Thư, tỉnh Thái Bình Mục tiêu chung Ứng dụng công nghệ GPS vào xây dựng lưới địa phục vụ công tác đo đạc thành lập đồ địa cấp xã huyện Vũ Thư, tỉnh Thái Bình Mục... KTXH huyện Vũ Thư 34 2.2.2 Thực trạng công tác đo đạc thành lập đồ địa huyện Vũ Thư 34 2.2.3 Ứng dụng công nghệ GPS để xây dựng lưới địa phục vụ việc đo vẽ đồ địa tỷ lệ lớn huyện Vũ Thư, tỉnh. .. tác đo đạc thành lập đồ địa huyện Vũ Thư 34 2.2.3 Ứng dụng công nghệ GPS để xây dựng lưới địa phục vụ việc đo vẽ đồ địa tỷ lệ lớn huyện Vũ Thư, tỉnh Thái Bình (sơ đồ thiết kế, thiết bị đo,