Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả ứng dụng kỹ thuật GPS đo động xử lý sau trong đo đạc địa chính (thử nghiệm trên địa bàn thành phố hải phòng)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Văn Muôn NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ ỨNG DỤNG KỸ THUẬT GPS ĐO ĐỘNG XỬ LÝ SAU TRONG ĐO ĐẠC ĐỊA CHÍNH (THỬ NGHIỆM TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG) LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội - 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Văn Muôn NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ ỨNG DỤNG KỸ THUẬT GPS ĐO ĐỘNG XỬ LÝ SAU TRONG ĐO ĐẠC ĐỊA CHÍNH (THỬ NGHIỆM TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HẢI PHỊNG) Chun ngành: Địa Mã số: 60.44.80 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Trần Quốc Bình Hà Nội – 2012 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chƣơng TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GPS 1.1 Sự hình thành hệ thống GPS 1.2 Cấu trúc hệ thống GPS 1.2.1 Đoạn không gian 1.2.2 Đoạn điều khiển 1.2.3 Đoạn sử dụng 1.3 Các phƣơng pháp đo GPS 1.3.1 Đo GPS tuyệt đối 1.3.2 Đo GPS tƣơng đối 1.4 Tình hình ứng dụng GPS thu thập liệu khơn 1.4.1 Tình hình ứng dụng GPS giới 1.4.2 Tình hình ứng dụng GPS Việt Nam Chƣơng CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA KỸ THUẬT GPS ĐO ĐỘNG XỬ LÝ SAU 2.1 Cơ sở khoa học phƣơng pháp đo pha GPS 2.1.1 Mơ hình tốn học phƣơng pháp đo pha 2.1.2 Các trị đo pha phân sai 2.2 Kỹ thuật đo GPS động xử lý sau 2.2.1 Nguyên tắc đo đạc 2.2.2 Quy trình đo GPS động xử lý sau 2.2.3 Các nguồn sai số GPS đo động xử lý sau 2.3 Khả ứng dụng GPS đo động xử lý sau đo 2.3.1 Ƣu nhƣợc điểm kỹ thuật GPS đo động xử lý sau 2.3.2 Đánh giá khả ứng dụng GPS đo động xử lý sau đo đạc địa Chƣơng THỬ NGHIỆM THỰC TẾ VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ ỨNG DỤNG GPS ĐO ĐỘNG XỬ LÝ SAU TRONG ĐO ĐẠC ĐỊA CHÍNH TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG 3.1 Khái quát địa bàn nghiên cứu 3.1.1 Vị trí địa lý 3.1.2 Đặc điểm địa hình, địa vật 3.1.3 Tình hình đo đạc địa lập hồ sơ địa 3.2 Điều kiện thử nghiệm 3.3 Thử nghiệm lựa chọn tham số tối ƣu cho GPS đo độn 3.3.1 Ảnh hƣởng tham số đo tới kết GPS đo động xử lý sau 3.3.2 Thử nghiệm lựa chọn tham số đo tối ƣu 3.3.3 Đề xuất phƣơng thức lựa chọn tham số đo tối ƣu 3.4 Thử nghiệm ứng dụng GPS đo động xử lý sau khống chế đo vẽ 3.4.1 Yêu cầu kỹ thuật lƣới khống chế đo vẽ khả đáp ứng kỹ thuật GPS đo động xử lý sau 3.4.2 Thử nghiệm GPS đo động xử lý sau với trạm Base 3.4.3 Thử nghiệm GPS đo động xử lý sau với trạm Base 67 3.5 Thử nghiệm ứng dụng GPS đo động xử lý sau đo vẽ chi tiết nội dung đồ 73 3.6 Đề xuất số giải pháp nâng cao hiệu ứng dụng GPS đo động xử lý sau đo đạc địa 77 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc hệ thống GPS Hình 1.2 Sơ đồ quỹ đạo vệ tinh hệ thống GPS Hình 1.3 Vệ tinh GPS bay quĩ đạo quanh Trái đất Hình 1.4 Cấu trúc tín hiệu GPS Hình 1.5 Mạng lƣới trạm điều khiển hệ thống GPS từ sau năm 2005 Hình 1.6 Một số loại máy thu GPS hãng Trimble Hình 1.7 Máy thu 4600LS hệ thống Radio Link Trimtalk 900 Hình 2.1 Độ lệch pha sóng từ vệ tinh sóng máy thu phát Hình 2.2 Sơ đồ tính trị đo pha phân sai Hình 2.3 Một phần đồ địa xã Đơng Hịa Hiệp, huyện Cái Bè, tỉnh Tiền Giang hiển thị ảnh Google Earth Hình 3.1 Vị trí thành phố Hải Phịng Hình 3.2 Các khu vực đo vẽ đồ địa Hình 3.3 Khu đo thực nghiệm phƣờng Hải Thành, quận Dƣơng Kinh, Hải Phòng Hình 3.4 Khu đo thực nghiệm xã Hoàng Châu, huyện Cát Hải, Hải Phịng Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn sai số tọa độ trạm Rover thời gian đo Hình 3.6 Sự suy giảm độ xác theo khoảng cách sử dụng trạm Base B1 Hình 3.7 Sự suy giảm độ xác theo khoảng cách sử dụng trạm Base 118519 Hình 3.8 Sự suy giảm độ xác theo khoảng cách sử dụng trạm Base Đồ Sơn Hình 3.9 Sự suy giảm độ xác theo khoảng cách sử dụng trạm Base 118511 Hình 3.10 Sự suy giảm độ xác theo khoảng cách sử dụng trạm Base 118528 Hình 3.11 Sự suy giảm độ xác theo khoảng cách sử dụng trạm Base (tổng hợp 31 điểm đo) Hình 3.12 Sự suy giảm độ xác theo khoảng cách sử dụng trạm Base B1 118519 Hình 3.13 Sự suy giảm độ xác theo khoảng cách sử dụng trạm Base B1 Đồ Sơn Hình 3.14 Sự suy giảm độ xác theo khoảng cách sử dụng trạm Base 118511 118528 Hình 3.15 Sự suy giảm độ xác theo khoảng cách sử dụng trạm Base (tổng hợp 17 điểm đo) Hình 3.16 Sơ đồ phân bố điểm đo khu thử nghiệm DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Bảng tổng hợp phƣơng pháp đo GPS Bảng 2.1 Đặc tính kỹ thuật số loại máy thu GPS có khả đo động Bảng 2.2 Các số ảnh hƣởng đồ hình vệ tinh DOP Bảng 3.1 Tổng hợp kết đo đạc lập đồ địa đến tháng 10/2012 Bảng 3.2 Khái quát khu đo thử nghiệm Bảng 3.3 Bảng tọa độ điểm trạm Base Bảng 3.4 Bảng tọa độ điểm trạm Rover Bảng 3.5 Kết thử nghiệm khu đo phƣờng Hải Thành Bảng 3.6 Kết thử nghiệm khu đo xã Hoàng Châu Bảng 3.7 Yêu cầu sai số vị trí điểm khống chế đo vẽ Bảng 3.8 Bảng kết đo PPK khu đo phƣờng Hải Thành sử dụng trạm Base B1 Bảng 3.9 Bảng kết đo PPK khu đo phƣờng Hải Thành sử dụng trạm Base III 118519 Bảng 3.10 Bảng kết đo PPK khu đo phƣờng Hải Thành sử dụng trạm Base Đồ Sơn Bảng 3.11 Bảng kết đo PPK khu đo xã Hoàng Châu sử dụng trạm Base 118511 Bảng 3.12 Bảng kết đo PPK khu đo xã Hoàng Châu sử dụng trạm Base 118528 Bảng 3.13 Bảng kết đo PPK khu đo phƣờng Hải Thành sử dụng trạm Base B1 118519 Bảng 3.14 Bảng kết đo PPK khu đo phƣờng Hải Thành sử dụng trạm Base B1 Đồ Sơn Bảng 3.15 Bảng kết đo PPK khu đo xã Hoàng Châu sử dụng trạm Base 118511 118528 Bảng 3.16 Số liệu đo chi tiết kỹ thuật GPS đo động xử lý sau DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT GPS: Hệ thống định vị toàn cầu (Global Positioning System) PDOP: Độ suy giảm độ xác vị trí điểm (Posittion Dilution of Precision) RDOP: Độ suy giảm độ xác tƣơng đối (Relative Dilution of Precision) RTK: Đo động thời gian thực (Real Time Kinematic) PPK: Đo động xử lý sau (Post Processing Kinematic) UBND: Ủy ban nhân dân MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết đề tài Đất đai nguồn tài nguyên thiên nhiên, tài sản quốc gia quý báu, địa bàn để phân bố dân cƣ hoạt động kinh tế, xã hội quốc phòng, an ninh; nguồn vốn, nguồn nội lực để xây dựng phát triển bền vững quốc gia Để phục vụ tốt công tác quản lý nhà nƣớc đất đai cần phải có đồ địa sở liệu đất đai Hiện nay, cơng tác thành lập đồ địa đồ địa hình tỷ lệ lớn chủ yếu đƣợc thực phƣơng pháp toàn đạc điện tử Đây phƣơng pháp có độ xác tốt, cho phép đo vẽ mức độ chi tiết cao nhất, nhiên có yếu điểm phải dựa mạng lƣới đo vẽ dày đặc phải đảm bảo thông hƣớng trạm đo dẫn đến suất lao động hạn chế khu vực có địa hình dày đặc Những năm gần hệ thống định vị toàn cầu GPS (Global Positioning System) ngày phát triển hoàn thiện sử dụng rộng rãi, hiệu với độ xác cao đƣợc ứng dụng rộng rãi đo đạc đồ tính ƣu việt nhƣ: xác định tọa độ điểm từ điểm gốc mà không cần thông hƣớng, việc đo đạc nhanh, đạt độ xác cao, phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, kết đo đạc tính hệ tọa độ tồn cầu hệ tọa độ địa phƣơng đƣợc ghi dƣới dạng file số nên dễ dàng nhập vào phần mềm đo vẽ đồ hệ thống sở liệu Tuy nhiên, ứng dụng GPS đo đạc địa phƣơng pháp đo tĩnh dùng để thành lập lƣới khống chế tọa độ Vì vậy, việc nghiên cứu kỹ thuật đo GPS động (có suất lao động cao nhiều so với đo tĩnh) đo đạc địa cần thiết để có sở khoa học triển khai ứng dụng phổ biến nƣớc ta Xuất phát từ lý này, tiến hành nghiên cứu thực đề tài: “Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu ứng dụng kỹ thuật GPS đo động xử lý sau đo đạc địa (thử nghiệm địa bàn thành phố Hải Phòng)” Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá khả ứng dụng, từ đề xuất số giải pháp nâng cao hiệu GPS đo động xử lý sau máy thu tần số đo đạc địa sở kết thử nghiệm số khu vực thành phố Hải Phòng Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan công nghệ GPS kỹ thuật GPS đo động xử lý sau - Đánh giá khả áp dụng GPS đo động xử lý sau máy thu GPS tần số đo đạc địa - Đề xuất số giải pháp nâng cao hiệu đo đạc địa kỹ thuật GPS đo động xử lý sau: lựa chọn tham số đo tối ƣu, thành lập lƣới khống chế đo vẽ GPS đo động xử lý sau, kết hợp GPS đo động xử lý sau với phƣơng pháp toàn đạc điện tử sở thử nghiệm thực tế địa bàn thành phố Hải Phòng Phƣơng pháp nghiên cứu - Phƣơng pháp phân tích tổng hợp tài liệu: tìm hiểu sở khoa học cơng nghệ GPS, ứng dụng chúng đo đạc lập đồ địa - Phƣơng pháp so sánh: sử dụng số liệu đo đạc GPS so sánh với số liệu toàn đạc số liệu gốc để đánh giá độ xác kết thử nghiệm - Phƣơng pháp trắc địa vệ tinh: cung cấp liệu toạ độ, vị trí đối tƣợng GPS - Phƣơng pháp thống kê: sử dụng để tìm quy luật tƣợng Kết đạt đƣợc - Đánh giá khả ứng dụng GPS đo động xử lý sau đo đạc địa - Đề xuất số giải pháp nâng cao hiệu ứng dụng GPS đo động xử lý sau đo đạc địa 6.Ý nghĩa đề tài: a) Ý Ý nghĩa khoa học nghĩa khoa học đề tài làm rõ đƣợc ảnh hƣởng tham số đo tới kết đo GPS động xử lý sau, khả ứng dụng phƣơng pháp đo GPS động xử lý sau đo đạc địa Từ đề xuất số giải pháp nâng cao hiệu ứng dụng GPS đo động xử lý sau đo đạc địa b) Ý nghĩa thực tiễn Các kết đề tài tạo sở khoa học giúp cho đơn vị sản xuất đƣa phƣơng pháp GPS đo động xử lý sau vào công tác phát triển lƣới khống chế đo vẽ, đo vẽ đồ tỷ lệ lớn đo đạc cơng trình Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu kết luận, luận văn có cấu trúc gồm 03 chƣơng: Chƣơng Tổng quan công nghệ GPS Chƣơng Cơ sở khoa học kỹ thuật GPS đo động xử lý sau Chƣơng Thử nghiệm thực tế đề xuất số giải pháp nâng cao hiệu ứng dụng GPS đo động xử lý sau đo đạc địa địa bàn thành phố Hải Phịng CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHỆ GPS 1.1 Sự hình thành hệ thống GPS Từ năm 60 kỷ XX, Cơ quan Hàng không Vũ trụ (NASA) với Quân đội Hoa Kỳ tiến hành chƣơng trình nghiên cứu, phát triển hệ thống dẫn đƣờng định vị xác vệ tinh nhân tạo Hệ thống định vị dẫn đƣờng vệ tinh hệ hệ thống TRANSIT Hệ thống có vệ tinh, hoạt động theo nguyên lý Doppler Hệ thống TRANSIT đƣợc sử dụng thƣơng mại vào năm 1967 Một thời gian ngắn sau TRANSIT bắt đầu ứng dụng trắc địa Việc thiết lập mạng lƣới điểm định vị khống chế toàn cầu ứng dụng sớm hệ TRANSIT Định vị hệ thống TRANSIT cần thời gian quan trắc lâu mà độ xác đạt cỡ 1m Do vậy, công tác trắc địa - đồ hệ thống TRANSIT phù hợp với công tác xây dựng mạng lƣới khống chế cạnh dài Nó khơng thỏa mãn đƣợc ứng dụng đo đạc thông dụng nhƣ đo đạc đồ, cơng trình dân dụng Tiếp sau thành công bƣớc đầu hệ thống TRANSIT, hệ thống định vị vệ tinh hệ thứ hai đời có tên NAVSTAR-GPS (Navigtion Satellite Timing And Ranging – Global Positioning System) gọi tắt GPS Hệ thống bao gồm 24 vệ tinh phát tín hiệu, bay quanh Trái đất theo quỹ đạo xác định Độ xác định vị hệ thống đƣợc nâng cao cách đáng kể so với TRANSIT nhƣợc điểm thời gian quan trắc đƣợc khắc phục Một năm sau phóng vệ tinh thử nghiệm NTS-2 (Navigation Technology Sattellite 2), giai đoạn thử nghiệm vận hành hệ thống GPS bắt đầu với việc phóng vệ tinh GPS khối I Từ năm 1978 dến 1985 có 11 vệ tinh khối I đƣợc phóng lên quỹ đạo Hiện hầu hết số vệ tinh thuộc khối I hết hạn sử dụng Việc phóng vệ tinh hệ thứ II (khối II) bắt đầu vào năm 1989 Sau giai đoạn này, 24 vệ tinh đƣợc triển khai o quĩ đạo nghiêng 55 so với mặt phẳng xích đạo trái đất với chu kỳ 12 58 phút, độ cao xấp xỉ 12.600 dặm (20.200 km) Loại vệ tinh bổ sung hệ III (khối IIR, IIR-M II-F) đƣợc thiết kế thay cho vệ tinh khối II, có 32 vệ tinh hệ thống GPS hoạt động quỹ đạo Gần nhƣ đồng thời với hệ thống GPS Mỹ, Nga phát triển hệ thống tƣơng tự với tên gọi GLONASS (nhƣng khơng thƣơng mại hóa rộng rãi) Hiện Liên Hình 3.13 Sự suy giảm độ xác theo khoảng cách sử dụng trạm Base B1 Đồ Sơn 69 Bảng 3.15 Kết đo PPK khu đo xã Hoàng Châu sử dụng trạm Base 118511 118528 Số ĐIỂM Tên trị KN điểm đo CH15 10 30 T BÌNH BIẾT CH16 10 30 T BÌNH BIẾT CH17 10 30 T BÌNH BIẾT CH18 10 30 T BÌNH BIẾT CH21 10 30 T BÌNH BIẾT KV13 01 10 30 T BÌNH BIẾT KV13 04 70 10 30 T BÌNH BIẾT KV13 05 10 30 T BÌNH BIẾT KV13 16 10 30 T BÌNH BIẾT Hình 3.14 Sự suy giảm độ xác theo khoảng cách sử dụng trạm Base 118511 118528 Hình 3.15 Sự suy giảm độ xác theo khoảng cách sử dụng trạm Base (tổng hợp 17 điểm đo) 71 Từ kết trình bày trên, đƣa số nhận xét nhƣ sau: - Đối với khoảng cách ngắn, có chênh lệch lớn khoảng cách từ máy Rover tới trạm Base, khơng có cải thiện đáng kể độ xác, chí sai số cịn lớn so với trƣờng hợp sử dụng (một) trạm Base gần (so sánh hình 3.13 với hình 3.9 3.10) - Đối với khoảng cách lớn, việc sử dụng thêm trạm Base thứ làm giảm cách đáng kể sai số đo So sánh hình 3.12 với hình 3.6 3.8 ta thấy sai số giảm tới gần lần, từ 0,2-0.35m sử dụng trạm Base xuống 0,06-0,10 sử dụng kết hợp trạm (B1 trạm GPS Đồ Sơn) Nhƣ vậy, việc bổ sung trạm Base thứ có hiệu tốt đo đạc khoảng cách 5-10km lớn - Phân tích sơ đồ bố trí điểm hình 3.16 giải thích giảm đáng kể sai số điểm đo sử dụng trạm base Đồ Sơn B1 trạm đƣợc bố trí phía đối diện khu đo phƣờng Hải Thành, sai số tầng điện ly tầng đối lƣu đƣợc dự báo có giá trị ngƣợc triệt tiêu bình sai cạnh đáy từ trạm Các số liệu bảng 3.8 3.10 chứng minh điều này: phần lớn sai số bảng 3.8 có giá trị dƣơng, sai số bảng 3.10 có giá trị âm Nhƣ vậy, sử dụng nhiều trạm base, vấn đề quan trọng phải bố trí trạm base nằm phía đối xứng so với khu đo Hình 3.16 Sơ đồ phân bố điểm đo khu thử nghiệm 72 3.5 Thử nghiệm ứng dụng GPS đo động xử lý sau đo vẽ chi tiết nội dung đồ Với ƣu không cần thông hƣớng trạm đo, không cần thiết lập mạng lƣới khống chế đo vẽ dày đặc, không cần thiết bị đắt tiền, cần thao tác viên trình đo đạc, GPS đo động xử lý sau phƣơng pháp nên đƣợc áp dụng để đo vẽ chi tiết nội dung đồ địa khu vực có điều kiện cho phép Để đánh giá khả áp dụng GPS đo động xử lý sau đo vẽ chi tiết nội dung đồ, luận văn thử nghiệm tiểu khu khu đo phƣờng Hải Thành Tiểu khu khu đất trồng hàng năm (lúa, màu), có địa hình thơng thống Tiểu khu khu dân cƣ có địa hình bị che khuất nhiều Tại tiểu khu 1, kết thử nghiệm khả quan Việc đo vẽ đƣợc tiến hành thuận lợi với 99% điểm chi tiết đo đƣợc GPS đo động xử lý sau Việc vẽ sơ đồ gán mã điểm dễ dàng nhiều so với phƣơng pháp đo tồn đạc ngƣời đo GPS tiếp cận trực tiếp điểm đo nên cảm nhận phân bố quan hệ điểm đo tốt Tại tiểu khu 2, kết GPS đo động khơng đạt đƣợc nhƣ mong muốn Có tới 70% số điểm chi tiết đo đƣơc điểm đo khơng thơng thống khơng thể vạch lộ trình di chuyển tới điểm đo cho khơng xảy tƣợng trƣợt chu kỳ Các điểm đo GPS đo bổ sung thƣớc toàn đạc, nhiên, tỷ lệ xen kẽ phƣơng pháp, tức tỷ lệ điểm đo bổ sung, lớn nên hiệu lao động không cao Theo đánh giá tác giả, tiểu khu việc sử dụng phƣơng pháp toàn đạc nhƣ phƣơng pháp đạt hiệu cao so với sử dụng GPS đo động GPS đo động nên sử dụng để hỗ trợ đo điểm đặc thù, khó tiếp cận phƣơng pháp tồn đạc Đối với điểm chi tiết đo đƣợc GPS, vấn đề cần xem xét độ xác đáp ứng yêu cầu tỷ lệ đồ nào? Theo mục 2.17 2.20 Quy phạm đo vẽ đồ địa năm 2008, sai số trung bình vị trí điểm ranh giới đất biểu thị đồ địa số so với vị trí điểm khống chế đo vẽ gần khu vực đô thị không đƣợc vƣợt 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 73 Trong trƣờng hợp đo vẽ đất khu dân cƣ nông thôn tỷ lệ 1:500, 1:1000, 1:2000 sai số nêu đƣợc phép tới 1,5 lần; trƣờng hợp đo vẽ đất nông nghiệp tỷ lệ 1:1000 1:2000 sai số nêu đƣợc phép tới lần Sai số trung bình độ cao đƣờng bình độ, độ cao điểm đặc trƣng địa hình, độ cao điểm ghi độ cao biểu thị đồ địa (nếu có yêu cầu biểu thị) so với độ cao điểm khống chế độ cao ngoại nghiệp gần không 1/3 khoảng cao đƣờng bình độ vùng đồng không 1/2 khoảng cao đƣờng bình độ vùng đồi núi, núi cao, vùng ẩn khuất Để đánh giá độ xác điểm đo chi tiết, luận văn so sánh tọa độ đo đƣợc GPS (tại điểm đo đƣợc) với tọa độ đo máy toàn đạc điện tử tiểu khu đo nhƣ mô tả Các kết đƣợc trình bày bảng 3.16 Phân tích số liệu bảng 3.16 thấy, sai số vị trí điểm phần lớn khoảng 4cm đến 6cm, đối chiếu với tiêu kỹ thuật theo quy phạm hành độ xác kỹ thuật GPS đo động xử lý sau áp dụng để đo vẽ chi tiết đồ tỷ lệ 1/500 khu vực thơng thống Bảng 3.16 Số liệu đo chi tiết kỹ thuật GPS đo động xử lý sau Tên điểm 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 74 Tên điểm 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 183 301 302 303 304 305 75 Tên điểm 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 a b 76 3.6 Đề xuất số giải pháp nâng cao hiệu ứng dụng GPS đo động xử lý sau đo đạc địa Từ kết thử nghiệm thực tế trình bày trên, luận văn xin đề xuất số giải pháp nâng cao hiệu ứng dụng GPS đo động xử lý sau đo đạc địa nhƣ sau: + Giải pháp 1: Trƣớc tiến hành đo đạc GPS đo động xử lý sau, cần phân tích yêu cầu lựa chọn tham số đo tối ƣu để đạt đƣợc hiệu cao Cụ thể thời gian ca đo tƣơng đối ngắn (dƣới giờ) dung lƣợng nhớ máy thu tƣơng đối lớn, máy cố định, lựa chọn khoảng thời gian lần thu tín hiệu 1-2 giây Trong trƣờng hợp lại nên chọn khoảng thời gian lần thu tín hiệu giây Chế độ đo với 3-5 trị đo (15-25 giây) hợp lý cho việc đo chi tiết địa hình, góc thửa,… vừa đảm bảo độ xác vừa nhanh, hiệu cao Việc đo động xử lý sau nên thực số PDOP có giá trị dƣới + Giải pháp 2: Áp dụng GPS đo động xử lý sau thành lập lƣới khống chế đo vẽ đồ địa tỷ lệ 1:500 nhỏ Khi thiết kế lƣới khống chế đo vẽ, chiều dài cạnh đáy nhỏ 3-4km cần bố trí 01 trạm Base (tuy nhiên, để đảm bảo độ tin cậy nên sử dụng trạm Base) Với khoảng cách lớn 5km thiết phải sử dụng 02 nhiều trạm Base đảm bảo độ xác Các trạm Base cần bố trí đối xứng qua khu đo có hiệu Trong trƣờng hợp, khoảng cách từ trạm Base tới khu đo không nên vƣợt 15km + Giải pháp 3: Áp dụng GPS đo động xử lý sau để đo vẽ chi tiết nội dung đồ địa tỷ lệ 1:500 nhỏ khu vực thơng thống, địa vật che chắn có độ cao không 2-3m nhƣ khu vực đất trồng hàng năm, đất trồng lâu năm với loại thấp (chanh, cam, ) trồng, đất nuôi trồng thủy sản, đất trống, Đối với khu vực có mức độ thơng thống thấp hơn, có phƣơng án triển khai áp dụng GPS đo động xử lý sau: - Nếu mức độ thơng thống cho phép dùng GPS đo đƣợc khoảng 75-80% số điểm chi tiết trở lên sử dụng GPS đo động xử lý sau nhƣ phƣơng pháp đo chính, phƣơng pháp toàn đạc phƣơng pháp phụ, dùng để đo bù điểm không đo GPS đƣợc - Ở khu vực cịn lại (kém thơng thống hơn) phải sử dụng phƣơng pháp tồn đạc nhƣ phƣơng pháp đo vẽ chi tiết GPS đo động hỗ trợ để đo điểm (hoặc cụm điểm) khó dẫn tọa độ cọc phụ đƣờng chuyền toàn đạc 77 (ví dụ nhƣ điểm góc vƣờn xã Đơng Hịa Hiệp, huyện Cái Bè, tỉnh Tiền Giang trình bày chƣơng 2) + Giải pháp 4: Trên khu vực thành phố Hải Phòng, nên tận dụng khả trạm thu DGPS Đồ Sơn để làm trạm Base Các khu vực nằm bán kính dƣới 15km sử dụng trạm Đồ Sơn làm trạm Base để đo vẽ chi tiết thành lập lƣới khống chế đo vẽ Nếu thành lập lƣới khống chế đo vẽ cần bố trí thêm trạm base phía đối diện khu đo (ví dụ nhƣ trạm B1 khu đo phƣờng Hải Thành) + Giải pháp 5: Để nâng cao hiệu đo đạc GPS đo động xử lý sau, trạm DGPS Đồ Sơn Trung ƣơng xây dựng, thành phố Hải Phòng nên xem xét đầu tƣ kinh phí (khoảng 5-10 tỷ đồng) xây dựng thêm trạm DGPS huyện Vĩnh Bảo, An Lão, Thủy Nguyên, Cát Hải Trung tâm thành phố để đảm bảo mật độ trạm Base phục vụ đo động Để giảm giá thành, trạm DGPS không cần thiết phải phát số liệu đo liên tục sóng radio nhƣ trạm Đồ Sơn mà cần cung cấp tín hiệu mạng Internet với độ trễ định thời gian Với trạm bổ sung nhƣ vậy, đơn vị sản xuất cần sử dụng 01 máy thu GPS tần số tiến hành đo động xử lý sau toàn địa bàn thành phố 78 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ GPS đo động xử lý sau kỹ thuật đo có suất lao động cao yêu cầu thấp thiết bị GPS, phù hợp với hồn cảnh kinh tế điều kiện kỹ thuật Việt Nam GPS đo động xử lý sau đáp ứng yêu cầu độ xác đồ địa tỷ lệ 1:500 nhỏ GPS đo động xử lý sau đƣợc sử dụng để thành lập lƣới khống chế đo vẽ khu vực có mức độ thơng thống tốt, sử dụng để đo vẽ chi tiết nội dung đồ địa Nếu áp dụng kỹ thuật viên với máy Rover đo đƣợc khoảng 400-500 điểm chi tiết / ngày, gần tƣơng đƣơng với tổ đo ngƣời theo phƣơng pháp truyền thống (đo góc, cạnh máy tồn đạc điện tử) Sai số tọa độ mặt GPS đo động xử lý sau máy thu tần số tƣơng đối ổn định mức dƣới 2,5cm khoảng cách Base - Rover dƣới 4km Ở khoảng cách lớn hơn, sai số tăng nhanh tới mức 30-40cm Để giảm sai số xuống tới mức 10cm khoảng cách lớn, cần sử dụng thêm nhiều trạm Base Trƣờng hợp có nhiều trạm Base chúng cần đƣợc bố trí đối xứng so với khu đo để đảm bảo độ xác cao Trên sở kết thử nghiệm khu đo phƣờng Hải Thành (quận Dƣơng Kinh) xã Hoàng Châu (huyện Cát Hải), luận văn đề xuất giải pháp nâng cao hiệu GPS đo động xử lý sau, giải pháp lựa chọn tham số đo tối ƣu, giải pháp ứng dụng GPS đo động xử lý sau thành lập lƣới khống chế đo vẽ đo vẽ chi tiết nội dung đồ địa chính, giải pháp tận dụng khả trạm DGPS Đồ Sơn giải pháp phát triển mạng lƣới trạm DGPS địa phƣơng thành phố Hải Phịng Qua q trình thực luận văn, tác giả xin đƣa số kiến nghị sau: - Các đơn vị đo đạc nên trọng đến vấn đề ứng dụng GPS đo động xử lý sau, thành lập lƣới khống chế đo vẽ Hiện nay, hầu hết đơn vị đo đạc có máy thu GPS tần số nên việc triển khai GPS đo động xử lý sau thích hợp - Phƣơng pháp GPS đo động xử lý sau có từ nhiều năm nhƣng thực tế chƣa có quy phạm, quy định kỹ thuật phƣơng pháp Các quan quản lý nhà nƣớc cần sớm xây dựng ban hành văn quy trình, quy định kỹ thuật phƣơng pháp làm sở pháp lý cho việc triển khai ứng dụng cơng trình đo đạc đồ địa phƣơng ngành 79 - UBND thành phố Hải Phòng nên xem xét xây dựng mạng lƣới trạm DGPS địa phƣơng nhƣ luận văn đề xuất để tạo nên hạ tầng kỹ thuật thuận lợi cho việc đo đạc GPS địa bàn thành phố 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Trần Quốc Bình Bài giảng Trắc địa vệ tinh Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, 2007 Bộ Tài nguyên Môi trƣờng Quy phạm thành lập đồ địa tỷ lệ 1:200, 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000 1:10000, ban hành theo Quyết định số 08/2008/QĐ-BTNMT, Hà Nội, 2008 Bộ Tài nguyên Môi trƣờng Thông tƣ số 21/2011/TT-BTNMT việc sửa đổi, bổ sung số nội dung Quy phạm thành lập đồ địa tỷ lệ 1:200, 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000 1:10000 Hà Nội, 2011 Đỗ Ngọc Đƣờng, Đặng Nam Chinh Bài giảng Công nghệ GPS Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội, 2003 Lê Văn Huấn Nghiên cứu đánh giá ảnh hƣởng tần suất khoảng thời gian thu tín hiệu tới độ xác đo GPS động xử lý sau máy thu tần số Luận văn Thạc sỹ Khoa học Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, 2008 Phạm Hồng Lân Bài giảng Cơng nghệ GPS (dùng cho học viên cao học ngành trắc địa) Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội, 1997 Sở TN & MT Hải Phòng (2012), Đề án tăng cường lực quản lý nhà nước đất đai, Hải Phịng Tài liệu tiếng nƣớc ngồi El-Rabbani A Introduction to GPS: the Global Positioning System Artech House Inc., 2002 Jan Van Sickle GPS for Land Surveyor Ann Arbor Press Inc., 2001, 284pp 10 Leick A GPS Satellite Surveying John Wiley, 1995 11 Rizos C Principles and Practice of GPS Surveying, Lecture Notes University of New South Wales, SNAP laboratory 12 Trimble Ltd Mapping System General Reference 1994 13 Trimble Ltd Trimble Survey Controller 1999 14 Trimble Ltd Trimble Geomatics Office: WAVE Baseline Processing User Guide Sunnyvale, CA, 2001 15 Trimble Ltd Trimble Geomatics Office: Network Adjustment User Guide Sunnyvale, CA, 2001 81 ... hƣởng tham số đo tới kết đo GPS động xử lý sau, khả ứng dụng phƣơng pháp đo GPS động xử lý sau đo đạc địa Từ đề xuất số giải pháp nâng cao hiệu ứng dụng GPS đo động xử lý sau đo đạc địa b) Ý nghĩa... Nguyễn Văn Muôn NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ ỨNG DỤNG KỸ THUẬT GPS ĐO ĐỘNG XỬ LÝ SAU TRONG ĐO ĐẠC ĐỊA CHÍNH (THỬ NGHIỆM TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG) Chuyên ngành: Địa Mã số: 60.44.80... công nghệ GPS Chƣơng Cơ sở khoa học kỹ thuật GPS đo động xử lý sau Chƣơng Thử nghiệm thực tế đề xuất số giải pháp nâng cao hiệu ứng dụng GPS đo động xử lý sau đo đạc địa địa bàn thành phố Hải Phịng