...Nguyễn Thị Vân Anh.pdf tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vực ki...
TRƯỜNG ĐẠII H HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG NG HÀ NỘI N KHOA TRẮC ĐỊA – BẢN ĐỒ SINH VIÊN VIÊN: NGUYỄN THỊ VÂN ANH NGHIÊN C CỨU TÌM HIỂU, SỬ DỤNG PHẦN MỀM M CRNET Đ ĐỂ XỬ LÝ DỮ LIỆU MẠNG TRẠM CORS Hà Nội - 2015 TRƯỜNG ĐẠII H HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG NG HÀ NỘI N KHOA TRẮC ĐỊA – BẢN ĐỒ SINH VIÊN: NGUY NGUYỄN THỊ VÂN ANH NGHIÊN C CỨU TÌM HIỂU, SỬ DỤNG PHẦN MỀM M CRNET Đ ĐỂ XỬ LÝ DỮ LIỆU MẠNG TRẠM CORS Chuyên ngành: K Kỹ thuật Trắc địa – Bản đồ Mã ngành: D520503 NGƯỜI HƯỚ ỚNG DẪN : TS TRẦN HỒNG QUANG Hà Nội - 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân Các số liệu, kết trình bày luận văn thật chưa công bố cơng trình khác Hà Nội, ngày 12 tháng năm 2015 Sinh viên Nguyễn Thị Vân Anh LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập rèn luyện trường, đạo, giảng dạy thầy cô trường thầy cô khoa Trắc Địa - Bản Đồ, trường Đại học Tài Nguyên Môi Trường Hà Nội Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô tận tình giảng dạy giúp đỡ em nghiên cứu hoàn thành đồ án Bằng nỗ lực, cố gắng thân đặc biệt giúp đỡ tận tình, chu đáo T.S Trần Hồng Quang với hướng dẫn tận tình Th.S Lưu Hải Âu CN Đặng Xuân Thuỷ Viện Khoa Học Đo Đạc Bản Đồ, em hoàn thành đồ án thời hạn Do thời gian làm đồ án có hạn vốn kiến thức cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô bạn sinh viên để đồ án em hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn T.S Trần Hồng Quang, Th.S Lưu Hải Âu CN Đặng Xuân Thuỷ Viện Khoa Học Đo Đạc Bản Đồ thầy cô khoa Trắc Địa – Bản Đồ trường Đại Học Tài Nguyên Môi Trường Hà Nội tạo điều kiện giúp đỡ em thời gian qua Em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ GPS 1.1 Khái niện hệ thống định vị GPS 1.2 Nguyên lý phương pháp định vị 1.2.1 Nguyên lý 1.2.2 Các phương pháp xác định trị đo 11 1.3 Các phương pháp định vị 13 1.3.1 Phương pháp định vị tuyệt đối 13 1.3.2 Phương pháp định vị tương đối tĩnh 15 1.3.3.Phương pháp định vị tương đối động 16 1.3.4.Phương pháp định vị cải vi phân (DGPS) 16 1.3.5 Phương pháp định vị đo động thời gian thực 17 1.4 Các nguồn sai số 17 1.4.1.Sai số liên quan tới vệ tinh 17 1.4.2 Sai số phụ thuộc vào lan truyền tín hiệu 19 1.4.3 Sai số liên quan đến máy thu 21 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ MẠNG TRẠM CORS RTK 24 2.1 Cấu trúc mạng trạm CORS RTK 25 2.1.1 Khối trạm CORS 25 2.1.2 Khối trung tâm xử lý liệu 28 2.1.3 Khối người dùng 34 2.2 Các ứng dụng mạng lưới trạm CORS 34 2.3 Một số mạng lưới CORS RTK giới 35 CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG VÀ VẬN HÀNH MẠNG CÁC TRẠM CORS RTK CỦA HÃNG CHC 36 3.1 Cấu trúc mạng trạm CORS RTK CHC 37 3.1.1 Khối trạm CORS 38 3.1.2 Khối trung tâm xử lý liệu 40 3.1.3 Khối người dùng 40 3.2.Giới thiệu phần mềm CRNet 44 3.2.1.Giới thiệu chung 44 3.2.2 Thực nghiệm thực địa 47 3.2.3 Quy trình xử lý giới thiệu cách vận hành phần mềm trung tâm 53 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73 KẾT LUẬN 73 KIẾN NGHỊ 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ CORS Continuously Giải nghĩa Operating Trạm quy chiếu Reference Stations DGPS hoạt động liên tục Differential Global GPS phân sai Positioning System GNSS Global Navigation Satellite Hệ thống vệ tinh dẫn System đường toàn cầu GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu NAVSTAR Navigation System Using Hệ thống dẫn đường Timing and Ranging phương pháp đo thời gian khoảng cách (tên ngắn gọn GPS) RINEX Receiver Independent Chuẩn liệu đo trao đổi Exchange máy GPS khác RTCM The Radio Technical Uỷ ban kỹ thuật sóng điện Commission For Maritime từ dịch vụ biển Services RTK Real Time Kinematic UTM Universal Đo động thờ gian thực Transverse Phép chiếu hình trụ ngang Mercator đồng góc VRS Virtual Reference stations Trạm quy chiếu ảo WGS84 World 1984 Geodetic System Hệ trắc địa quốc tế 1984 DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ Bảng 1 Các thông số phần không gian số hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu Bảng 1.2 Các nguồn sai số liên quan đến vệ tinh 17 Bảng 1.3 nguồn Sai số phụ thuộc vào lan truyền tín hiệu 19 Bảng 1.4 Các nguồn Sai số liên quan đến máy thu 22 Bảng 3.1 Các thông số kỹ thuật cảm biến N71 38 Bảng 3.2 Các thông số kỹ thuật CHC X91 41 Bảng 3.3 Các thông số kỹ thuật điều khiển X91 42 Sơ đồ 1: Quy trình xử lý liệu phần mềm CRNet 53 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sơ đồ liên quan ba phần GNSS (GPS)( nguồn: lịch sử hệ thống định vị toàn cầu, Vietsciences- Nguyễn Đứ Hùng 20/03/2006) Hình 1.2 Chuyển động vệ tinh nhân tạo xung quanh trái đất (nguồn:http://vietbao.vn/O-to-xe-may/GPS-Tien-ich-lon-trong-thiet-binho/61002570/376/) Hình 1.3 Hệ thống (segmens) kiểm tra hoạt động GPS (OCS) Hình 1.4.Một số thiết bị thu tín hiệu GNSS phục vụ dẫn đường, khảo sát đo đạc Hình 1.5 Cấu trúc hệ thống GLONASS Hình 1.6 Bài tốn giao hội cạnh khơng gian 10 Hình 1.7 Nguyên lý định vị vệ tinh dựa tốngiao hội cạnh khơng gian 10 Hình 1.8 Bài tốn xác định tọa độ điểm cơng nghệđịnh vị vệ tinh 11 Hình 1.9 Kỹ thuật so trùng mã để xác địnhthời gian truyền sóng 12 Hình 1.10 Trị đo khoảng cách từ vệ tinh tới máy thu theo pha sóng tải 13 Hình 1.11 Phương pháp định vị tuyệt đối 14 Hình 1.12 Phương pháp định vị tương đối tĩnh 15 Hình 1.13 kỹ thuật đo DGPS 16 Hình 2.1 Mạng trạm CORS RTK 24 Hình 2.2 Cấu tạo trạm CORS 25 Hình 2.3 Máy cảm biến hoạt động với máy tính riêng 26 Hình 2.4.Một số máy cảm biến GPS Net 26 Hình 2.5 Xử lý liệu mạng trạm CORS 30 Hình 2.6 Nguyên lý trạm quy chiếu ảo 31 Hình 2.7 Sơ đồ mạng VRS 31 Hình 2.8 Rover truyền vị trí VRS (dạng NMEA) đến máy chủ mạng 31 Hình 2.9 Máy chủ mạng truyền liệu hiệu chỉnh RTCM cho vị trí VRS 31 Hình 2.10 Tham số hiệu chỉnh vùng 32 Hình 2.11 Nguyên lý MAC 33 Hình 2.12 Hệ thống trạm CORS Mỹ 35 Hình 2.13 Hệ thống CHLB Đức 36 Hình 3.1 Mạng lưới trạm CORS hãng CHC 37 Hình 3.2 Máy cảm biến N71 38 Hình 3.3 Anten GNSS Choke Ring 39 Hình 3.4 Rover CHC X91 41 Hình 3.5 Điều khiển CHC X91 phần mềm Lanstar Field 43 Hình 3.6 Giao diện phần mềm CRNet 44 Hình 3.7 Các modul phần mềm 45 Hình 3.8 Thiết lập thông số trạm CORS 46 Hình 3.9 Sơ đồ bố trí trạm CORS 47 Hình 3.10 Sơ đồ lưới đo điểm đo với giãn cách 70 Km 48 Hình 3.11 Máy thu tín hiệu X91 GNSS vàthiết bị cầm tay (rover) 49 Hình 3.12 Kết nối Bluetooth 49 Hình 3.13 Cài đặt thơng số 50 Hình 3.14 Cài đặt thông số cho job 51 Hình 3.15 Các bước trút số liệu 52 Hình 3.16 Toạ độ xác trạm base 54 Hình 3.17 Thu ghi liệu từ trạm CORS 54 Hình 3.18 Tính thơng số 55 Hình 3.19 Các điều kiện thoả mãn 55 Hình 3.20 Bảng kiểm tra chất lượng liệu 56 Hình 3.21 Giao diện phần mềm CRNet 57 Hình 3.22 IP tĩnh Router 57 Hình 3.23 Mở cổng nhận liệu Router 58 Hình 3.24 Thiết lập thơng tin trạm CORS 58 Hình 3.25 Thiết lập thơng số cho thiết bị thu Antenna 59 Hình 3.26 Thiết lập loại kết nối cổng cho liệu vào 59 Hình 3.27 Đồ hình vệ tinh trạm CORS1 60 Hình 3.28 Chọn trạm CORS để kết nối lưới tham chiếu liên tục 60 Hình 3.29 Trạng thái Float cạnh mạng 61 Hình 3.30 Trạng thái Fixed cạnhtrong mạng lưới tham chiếu 61 Hình 3.31.Cách thêm trạm 62 Hình 3.32 ThêmTrạmDialog 62 Hình 3.33 Giao diện xóa trạm 63 Hình 3.34 Xóa trạm 63 Hình 3.35 Giao diện cài đặt cấu hình N71 64 Hình 3.36 Cấu hình cổng để nhận liệu truyền liệu GNNS server 65 Hình 3.36A Dữ liệu vệ tinh vào từ cổng 5017 máy tính 65 Hình 3.36B Dữ liệu vệ tinh truyền trung tâm xử lý liệu (server)theo địa IP tĩnh server 118.70.184.23 theo cổng 10000 65 Hình 3.37 Tín hiệu thu từ trạm CORS ngày đầu 66 Hình 3.38 Tín hiệu thu từ trạm CORS ngày 66 Hình 3.39 Trạng thái fixed cạnh tam giác 70 km 67 Hình 3.40 Trạng thái float rover tam giác 70 km 67 Hình 3.41 Trạng thái fixed rover tam giác 70 km 68 Hình 3.42 Bảng Kết đo VRS Real Time điểm địa sở 68 Hình 3.43 Bảng đánh giá sai số vị trí điểm đo mạng CORS RTK theo giải pháp VRS(Kết lấy từ điều khiển) 69 Hình 3.44 Toạ độ trạm ảo 70 Hình 3.45 Kết vận hành hệ thống mạng lưới trạm CORS 70 Hình 3.46 Thể chất lượng vệ tinh 71 Hình 3.47 Bình đồ vệ tinh 72 MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết đề tài Trong mạng trạm CORS, phần mềm xử lý liệu mạng thành phần quan trọng nhất, từ liệu thu nhận trạm CORS, phần mềm tính tốn, bình sai liệu, tính số hiệu chỉnh để cung cấp cho máy di đọn xác định vị trí xác cm Bên cạnh phần mềm thương mại xử lý liệu mạng hãng tiếng giới (GPSNet hãng Trimble, i-MAC Leica GeoSystem….) có nhiều hãng giới phát triển phần mềm xử lý liệu mạng trạm CORS cung cấp cho thị trường với chi phí khơng q lớn đáp ứng độ xác cao … Việc nghiên cứu phần mềm loại để áp dụng điều kiện nước ta thực cần thiết dễ sử dụng, có tính hiệu kinh tế đáp ứng điều kiện thực tế nước ta 2.Mục tiêu ý nghĩa chọn đề tài • Mục tiêu đề tài - Nghiên cứu, tìm hiểu mạng trạm CORS phần mềm xử lý liệu mạng CRNet hãng CHC - Đo, xác định vị trí phương pháp đo RTK đánh giá độ xác mạng trạm CORS hãng CHC • Ý nghĩa đề tài - Nâng cao hiểu biết lý thuyết thực hành mạng trạm CORS hãng CHC để phổ biến áp dụng điều kiện nước ta Nội dung nghiên cứu - Tìm hiểu chung hệ thống định vị GPS mạng trạm CORS RTK - Tìm hiểu cơng nghệ xây dựng vận hành mạng trạm CORS RTK phần mềm CRNet hãng CHC - Đo đạc thực địa để đánh giá độ xác đo RTK theo giải pháp trạm tham chiếu ảo (VRS) - Đánh giá công nghệ khả áp dụng vào điều kiện Việt Nam Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Phạm vi khu vực thực nghiệm: huyện Thường Tín - Đối tượng: xử lý liệu mạng trạm CORS phần mềm CRNet Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Phương pháp khảo sát kế thừa kết đề tài, dự án, chương trình liên quan đến mạng trạm CORS RTK thực nước nước - Phương pháp thu nhập,xử lý số liệu phần tích thống kê Bố cục đồ án Luận văn bao gồm phần lời nói đầu, chương, phần kết luận kiến nghị Chương I: Tổng quan hệ thống định vị GPS Chương II: Giới thiệu mạng trạm CORS RTK Chương III: Giới thiệu công nghệ xây dựng vận hành mạng trạm CORS RTK hãng CHC ... ĐẠII H HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG NG HÀ NỘI N KHOA TRẮC ĐỊA – BẢN ĐỒ SINH VIÊN: NGUY NGUYỄN THỊ VÂN ANH NGHIÊN C CỨU TÌM HIỂU, SỬ DỤNG PHẦN MỀM M CRNET Đ ĐỂ XỬ LÝ DỮ LIỆU MẠNG TRẠM CORS Chuyên... bày luận văn thật chưa công bố cơng trình khác Hà Nội, ngày 12 tháng năm 2015 Sinh viên Nguyễn Thị Vân Anh LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập rèn luyện trường, đạo, giảng dạy thầy cô trường... MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ GPS 1.1 Khái niện hệ thống