0

GIOI THIEU PHEP CHIEU 2000

49 14 0
  • GIOI THIEU PHEP CHIEU 2000

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Tài liệu liên quan

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 14/01/2021, 15:32

Kết quả chính của công trình này là: xác định hệ quy chiếu phù hợp với lãnh thổ Việt Nam bao gồm ellipsoid Krasovski định vị theo lưới vệ tinh Doppler, điểm gốc tại điểm thiên [r] (1)TS TRẦN BẠCH GIANG GIỚI THIỆU HỆ QUY CHIẾU VÀ HỆ TOẠ ĐỘ QUỐC GIA VIỆT NAM (2)Trang I MỞ ĐẦU Xác định hệ quy chiếu tức xác định gốc toạ độ hệ trục sở toạ độ để dựa vào biểu diễn tất điểm không gian Một hệ quy chiếu gọi phù hợp với phạm vi lãnh thổ xét đạt tiêu chuẩn sau: - Có độ lệch nhỏ theo nghĩa tốn học mơ hình tốn học khơng gian vật lý giới thực - Thuận tiện sử dụng thực tiễn có lưu ý tới tập qn hình thành từ lịch sử tính phổ cập giới - Dễ dàng tính tốn chuyển đổi với hệ quy chiếu sử dụng mà đặc biệt hệ quy chiếu toàn cầu hành Bài toán xác định hệ quy chiếu hệ toạ độ đưa dạng là: 1. Xác định ellipsoid quy chiếu có kích thước phù hợp (bán trục lớn a bán trục nhỏ b, bán trục lớn a độ dẹt f=(a-b)/a) định vị phù hợp không gian thông qua việc xác định toạ độ tâm ellipsoid (X0, Y0, Z0) hệ toàn cầu Đối với Ellipsoid Tồn cầu cịn phải xác định tham số vật lý: số trọng lực GM, khối lượng trái đất M, tốc độ quay trái đất ω, trọng lực thường Uo, giá trị trọng lực thường xích đạo γe cực γp 2. Xác định phép biến đổi phù hợp từ hệ quy chiếu mặt ellipsoid hệ quy chiếu mặt phẳng để thành lập hệ thống đồ quốc gia bao gồm hệ thống phân chia mảnh danh pháp tờ đồ theo tỷ lệ 3. Xử lý toán học chặt chẽ lưới điểm toạ độ bao gồm tất loại trị đo có liên quan cho đảm bảo độ xác cao (3)Trang nước Hệ quy chiếu hệ toạ độ quốc gia cịn đóng vai trị hạt nhân hệ thống quản lý hành lãnh thổ, phục vụ giải tốt vấn đề phân định quản lý biên giới quốc gia, địa giới hành cấp ranh giới đất Trong đời sống xã hội đại hệ quy chiếu hệ toạ độ quốc gia phải đáp ứng cho hoạt động ngành nhằm phát triển kinh tế nghiên cứu vật lý trái đất, quan trắc hoạt động vỏ trái đất, đảm bảo hàng hải, dẫn đường hành khơng, bố trí xây dựng cơng trình, quan trắc độ biến dạng cơng trình, quản lý mạng lưới hoạt động kinh tế theo lãnh thổ, v.v Hệ thống có vai trị quan trọng hoạt động đảm bảo an ninh - quốc phòng Hơn hoạt động cư dân cộng đồng cần tới hệ toạ độ thống đánh bắt cá, rừng, giao thông, v.v Việc xây dựng hệ quy chiếu hệ toạ độ quốc gia cần có tiếng nói chung ngành hệ thống đa mục tiêu Trong bảo vệ tổ quốc xây dựng đất nước việc xác định hệ quy chiếu hệ toạ độ thống phải trước bước Khi đặt chân đến Việt nam Pháp tiến hành việc xây dựng hệ quy chiếu hệ toạ độ quốc gia với ellipsoid Clarke, điểm gốc Hà nội, lưới chiếu toạ độ phẳng Bonne lưới điểm toạ độ sở phủ trùm Đông dương Mỹ đặt chân tới Miền Nam nước ta cũng xây dựng hệ quy chiếu hệ toạ độ quốc gia với ellipsoid Everest, điểm gốc Ấn độ, lưới chiếu toạ độ phẳng UTM lưới điểm toạ độ sở phủ trùm tồn Miền Nam Sau ngày hồ bình lập lại Việt nam (1954) Chính phủ ta định thành lập Cục Đo đạc Bản đồ Nhà nước có nhiệm vụ giai đoạn đầu xây dựng hệ quy chiếu hệ toạ độ với ellipsoid Krasovski, điểm gốc theo hệ thống Xã hội chủ nghĩa, lưới chiếu toạ độ phẳng Gauss lưới điểm toạ độ sở có độ xác cao phủ trùm tồn Miền Bắc II Q TRÌNH XÂY DỰNG HỆ QUY CHIẾU VÀ HỆ TOẠ ĐỘ QUỐC GIA VIỆT NAM (4)Trang II.1 GIAI ĐOẠN 1959 - 1975 Trong giai đoạn Cục Đo đạc - Bản đồ nước ta với giúp đỡ trực tiếp Tổng cục Trắc hội Trung quốc xây dựng lưới điểm toạ độ sở theo phương pháp tam giác đo góc truyền thống phủ trùm toàn Miền Bắc dạng lưới tam giác hạng I (mật độ khoảng 250 Km2 có điểm) lưới tam giác hạng II (mật độ khoảng 100 Km2 có điểm) Song song với lưới toạ độ, lưới độ cao hạng I hạng II xây dựng phủ trùm Miền Bắc Hệ toạ độ - độ cao có độ xác cao đáp ứng nhu cầu đòi hỏi thực tiễn phát triển kinh tế bảo vệ đất nước II.2 GIAI ĐOẠN 1975 - 1991 Sau ngày thống đất nước (1975) Cục Đo đạc Bản đồ Nhà nước tiếp tục phát triển lưới toạ độ vào tỉnh phía Nam để đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế Lưới tam giác đo góc hạng I phát triển tới Đà Nẵng lưới tam giác đo góc hạng II dọc theo tỉnh duyên hải Miền Trung Thành phố Hồ Chí Minh Để đáp ứng cung cấp toạ độ kịp thời cho ngành địa phương, lưới toạ độ phủ trùm cho miền Nam xây dựng theo lưới nhỏ gối nhau, toạ độ điểm cuối lưới trước toạ độ khởi đầu lưới sau, chí đồng Nam phải chọn điểm khởi đầu điểm gần tính chuyển từ Miền Bắc vào (điểm 64629 - Nhà thờ Hạnh Thông Tây Tp Hồ Chí Minh làm khởi đầu cho lưới toạ độ Đông Nam bộ, điểm II-06 An giang làm khởi đầu cho lưới toạ độ Tây Nam bộ) Đây tồn lịch sử đương nhiên phải trải qua, đồng thời nguyên nhân làm cho hệ thống toạ độ Hà Nội - 72 thiếu tính thống nhất, điểm có vài toạ độ tham gia vào lưới địa phương khác có độ lệch lớn tới 10m Song song với lưới điểm toạ độ, Cục Đo đạc - Bản đồ Nhà nước tiến hành xây dựng lưới điểm độ cao hạng I, hạng II nối dài từ Miền Bắc Để chỉnh lý xác lưới toạ độ quốc gia cần phải đo lưới điểm (5)Trang Trắc hội Trung Quốc giúp ta đo đạc điểm thiên văn đủ mật độ cho khu vực Miền Bắc Từ sau năm 1975 Tổng cục Trắc địa - Bản đồ Liên xô cũ tiếp tục giúp ta đo đạc đủ mật độ điểm thiên văn phủ kín khu vực phía Nam, xây dựng lưới trọng lực sở tồn quốc có đo nối với lưới quốc tế đo số lưới trọng lực chi tiết, xây dựng lưới trắc địa vệ tinh Doppler II.3 GIAI ĐOẠN 1991 - 1994 Vào năm 1991 Cục Đo đạc - Bản đồ Nhà nước định đưa công nghệ định vị toàn cầu GPS (global positioning system) vào áp dụng Việt Nam để hoàn chỉnh hệ thống toạ độ quốc gia Lưới toạ độ sở địa bàn chưa phủ lưới Tây nguyên, Sông bé, Minh hải đất liền lưới toạ độ biển tất đảo tới tận 21 đảo thuộc quần đảo Trường sa xây dựng công nghệ GPS Đến năm 1993 địa bàn nước phủ kín lưới thiên văn, trắc địa, trọng lực, vệ tinh, đủ số liệu để tính toán chỉnh lý hệ quy chiếu hệ toạ độ quốc gia Từ 1992 đến năm 1994 cơng trình tính tốn bình sai lưới thiên văn - trắc địa - vệ tinh nước tiến hành Kết cơng trình là: xác định hệ quy chiếu phù hợp với lãnh thổ Việt Nam bao gồm ellipsoid Krasovski định vị theo lưới vệ tinh Doppler, điểm gốc điểm thiên văn Láng, lưới chiếu toạ độ phẳng Gauss - Kruger sử dụng; xác định độ lệch dây dọi ξ, η dị thường độ cao ζ theo số liệu thiên văn - trắc địa - trọng lực đủ độ xác phục vụ chuyển trị đo từ mặt đất tự nhiên ellipsoid quy chiếu; kiểm tra lại toàn tập hợp trị đo toàn lưới, loại trừ sai số thơ, chuyển tồn trị đo mặt ellipsoid quy chiếu mặt phẳng; bình sai tổng thể trị đo góc, cạnh, phương vị, doppler, GPS toàn lưới mặt phẳng Gauss - Kruger theo phương pháp chia nhóm điều khiển; đánh giá độ xác toạ độ tất điểm lưới II.4 GIAI ĐOẠN 1994 - 1999 (6)Trang lựa chọn phù hợp cho giai đoạn phát triển Các định hướng sau xác định: 1 Công nghệ GPS xác định công nghệ định vị tương lai áp dụng rộng rãi hầu hết mục đích kinh tế quốc phịng, hệ quy chiếu cần xác định phù hợp với việc áp dụng cơng nghệ GPS 2 Có thể sử dụng công nghệ GPS khoảng cách dài để xây dựng lưới toạ độ sở cạnh dài có độ xác cao hạng I, mặt để kiểm tra lại độ xác trị đo truyền thống mặt khác nâng cao độ xác hệ thống điểm sở toạ độ 3 Xác định xác mối liên hệ hệ quy chiếu quốc gia với hệ quy chiếu quốc tế, tạo điều kiện thuận lợi để giải tốn tồn cầu, khu vực 4 Nghiên cứu xác định hệ toạ độ phẳng hợp lý so với hệ thống sử dụng, phù hợp với tập quán quốc tế Trong năm 1996 1997 Tổng cục Địa định đo lưới GPS cạnh dài độ xác cao phủ lên lưới toạ độ truyền thống xây dựng, lưới có tên lưới toạ độ sở cấp "0" Cuối năm 1998 đến cuối năm 1999 cơng trình xây dựng hệ quy chiếu hệ toạ độ quốc gia tổ chức nhiều hội thảo quốc gia để thảo luận kết đạt Các kết chủ yếu là: tính tốn lại tồn trị đo GPS; sử dụng trị đo GPS cấp "0" để kiểm tra trị đo mặt đất, từ phát khu vực có trị đo khơng đạt u cầu độ xác để tiến hành đo bổ sung đo lại; xây dựng điểm gốc Hà nội đo nối điểm gốc với lưới cạnh ngắn lưới (7)Trang điểm gốc Hà nội, lưới chiếu toạ độ phẳng UTM, danh pháp đồ theo hệ hành có ghi danh pháp quốc tế; bình sai tổng thể tất loại trị đo lưới hệ WGS-84 Quốc tế hệ quy chiếu Việt Nam; đánh giá độ xác toạ độ, cạnh, phương vị sau bình sai; đưa giải pháp hợp lý để chuyển toạ độ hệ thống sử dụng Cho đến tất ý kiến cá nhân quan trí với kết luận cơng trình III QUÁ TRÌNH ĐO ĐẠC LƯỚI KHỐNG CHẾ TRẮC ĐỊA QUỐC GIA VIỆT NAM III.1 GIAI ĐOẠN ĐO ĐẠC LƯỚI TAM GIÁC HẠNG I VÀ II MIỀN BẮC Mạng lưới thiên văn- trắc địa miền Bắc bao gồm 1.035 điểm tam giác hạng I II tạo thành mạng lưới kiểu dày đặc, có 339 điểm hạng I, 696 điểm hạng II, 13 cạnh đáy, 28 điểm thiên văn 13 phương vị Laplace Các tham số kỹ thuật lưới tam giác đo góc hạng I hạng II Miền Bắc sau: cạnh hạng I có chiều dài trung bình 25 km (cạnh dài 42 km, cạnh ngắn km); khoảng cách đường đáy khoảng 130 km; đo góc mạng lưới tiến hành máy kinh vĩ quang học TT-2”/6” Wild T3 theo phương pháp tổ hợp tồn nhóm; điểm hạng II bố trí chủ yếu theo phương pháp chêm lưới vào hạng I; 13 cạnh đáy có cạnh đo trực tiếp máy đo xa điện quang, cạnh lại phát triển theo lưới đường đáy từ đường đáy đo thước dây invar; điểm thiên văn bố trí hai đầu cạnh đáy, đo máy kinh vỹ thiên văn AY 2”/10” Wild-T4; trị đo chiếu lên mặt Ellipsoid quy chiếu Krasowski, sau chiếu lên mặt phẳng chiếu Gauss; tính tốn bình sai tiến hành mặt phẳng Gauss, lưới hạng I chia thành khu có độ gối phủ hàng điểm để tính tốn bình sai, khu bình sai riêng theo phương pháp điều kiện (8)Trang Mạng lưới đo đạc từ 1960-1964, tính tốn bình sai xong năm 1966 Trên sở mạng lưới Nhà nước Việt nam công bố Hệ toạ độ Hà Nội-1972 Như Hệ toạ độ Hà nội-1972 bao gồm đặc trưng sau: + Ellipsoid quy chiếu Krasovski, mặt chiếu phẳng Gauss - Kruger; + Điểm gốc toạ độ tính chuyền từ hệ thống Trung quốc sang tại điểm, lưới không định vị chặt chẽ; + Mô hình Geoid hệ thống xây dựng theo phương pháp thiên văn - trắc địa, độ xác không cao, chưa đảm bảo chất lượng cao xử lý tốn học, tính tốn độ lệch dây dọi dị thường độ cao chưa có số liệu trọng lực tham gia; + Đây không hệ quy chiếu địa phương quốc gia mà hệ quy chiếu chưa định vị chặt chẽ hệ toạ độ nước xã hội chủ nghĩa cũ III.2 GIAI ĐOẠN ĐO ĐẠC LƯỚI TAM GIÁC HẠNG I BÌNH -TRỊ-THIÊN (9)Trang III.3 GIAI ĐOẠN ĐO ĐẠC LƯỚI TAM GIÁC HẠNG II MIỀN TRUNG Năm 1983, với tham gia chuyên gia Liên xô (cũ) Cục Đo đạc Bản đồ Nhà nước định phương án xây dựng mạng lưới tam giác hạng II dầy đặc thay cho việc xây dựng mạng lưới tam giác hạng I dày đặc chêm lưới tam giác hạng II Tổng số 351 điểm tam giác hạng II xây dựng khu vực miền Trung từ vĩ độ 10030’ đến 16o25’ Chiều dài cạnh từ 10-15 km, góc đo máy kinh vỹ Wild-T3 OT-02 Sai số trung phương đo góc tính theo Phererơ đạt nhỏ 1”00 Lưới đo đạc từ năm 1983 đến 1989 theo khu đo: Khu Bình-Trị -Thiên đến Bắc Nghĩa Bình (1983-1984); Khu Nghĩa Bình (1984-1985); Khu Nghĩa Bình-Phú khánh (1986); Khu Bình-Phú Khánh-Thuận Hải (1987); Khu Thuận Hải-Lâm Đồng (1988); Khu Đắc Lắc-Lâm đồng (1989); Khu Gia Lai-Kon Tum (1990-1991); Khu Đồng Nai-Vũng Tàu (1992) Lưới tam giác hạng II miền Trung bố trí 16 cạnh đáy đo máy đo xa điện quang AGA-600 với độ xác mS/S <1/300.000 Trên hai đầu cạnh đáy có đo 26 điểm thiên văn 13 phương vị thiên văn Lưới tính tốn theo 4 khu sau: khu bao gồm khu đo từ đến với 236 điểm dựa điểm khởi tính lưới tam giác hạng I Bình-Trị-Thiên, cạnh đáy, phương vị thiên văn; khu lưới Đắc Lắc - Lâm đồng gồm 67 điểm 10 điểm xử lý thuộc khu 1; khu 3: lưới Gia Lai - Kon Tum gồm 82 điểm điểm xử lý thuộc khu 2; khu lưới Đồng nai - Vũng tàu gồm 37 điểm 16 điểm xử lý khu trước, lưới bình sai ghép với lưới đường chuyền Đông Nam gồm 50 điểm III.4 GIAI ĐOẠN ĐO ĐẠC LƯỚI ĐƯỜNG CHUYỀN HẠNG II NAM BỘ Lưới khống chế trắc địa khu vực Đồng Nam thiết kế dạng đường chuyền hạng II Lưới đường chuyền hạng II Tây Nam gồm 124 điểm được đo đạc năm 1988-1989, lưới đường chuyền hạng II Đông Nam gồm (10)Trang DKM-3 Wild-T3, khoảng 10 đến 15 cạnh bố trí đo phương vị thiên văn, cạnh đo máy AGA-600 DI-20 Thiết bị đo góc, cạnh, phương vỵ tham số kỹ thuật lưới tương tự lưới đường chuyền hạng II Tây Nam Toạ độ khởi tính lưới tam giác hạng II miền Trung chọn theo nguyên tắc: khu lấy theo toạ độ bình sai khu trước Riêng khu Đồng nai - Vũng tàu tính tốn chung với lưới đường chuyền hạng II Đơng Nam có toạ độ khởi tính tính chuyển từ hệ Indian Datum (UTM) sang hệ HN-72 (Gauss) điểm Nhà thờ Hạnh thông Tây Lưới đường chuyền hạng II Tây Nam có toạ độ khởi tính tính chuyển từ hệ Indian Datum sang hệ HN-72 điểm II-06 (An Giang) III.5 GIAI ĐOẠN ĐO ĐẠC LƯỚI DOPPLER VỆ TINH Trong năm 1987 - 1988 hợp tác với Tổng cục Trắc địa Bản đồ Liên Xô (cũ), Cục Đo đạc Bản đồ Nhà Nước xây dựng mạng lưới DOPPLER vệ tinh nhằm mục đích: thiết lập tồn lãnh thổ hệ thống toạ độ thống nhất; hai phủ toạ độ cho vùng biển; ba nâng cấp độ xác cho mạng lưới; năm định vị hệ quy chiếu Quốc gia sáu tạo khả liên hệ với hệ thống toạ độ quốc tế Lưới doppler vệ tinh gồm 14 điểm đất liền điểm đảo Lưới đo máy thu Doppler kiểu CMA Canađa máy thu kiểu JMR Mỹ theo phương pháp “translocation” đồng thời điểm Số lượng lần vệ tinh bay qua (pass) đồng thời cạnh đất liền từ 23 tới 160, biển từ tới 39 Sai số vị trí điểm sau bình sai: nhỏ điểm TP Hồ Chí Minh mB = ±0”006, mL = ±0”005, mh = ±0.10m, lớn điểm Phú quốc mB = ±0”012, mL = ±0”038, mh = ±0.84m III.6 GIAI ĐOẠN ĐO LƯỚI GPS CẠNH NGẮN MINH HẢI, SÔNG BÉ, TÂY NGUYÊN (11)Trang 10 truyền thống Công nghệ GPS áp dụng với loại máy thu tần số 4000ST tần số 4000SST hãng TRIMBLE Khu Minh Hải gồm 15 điểm, điểm trùng với lưới đường chuyền hạng II Tây Nam Bộ; khu Sơng Bé gồm 37 điểm, điểm trùng với lưới tam giác hạng II Đắc Lắc - Lâm Đồng, Đồng Nai - Vũng Tầu Đông Nam bộ; khu Tây Nguyên gồm 65 điểm, điểm trùng với lưới tam giác hạng I Bình Trị Thiên, hạng II Quảng Nam - Đà Nẵng - Nghĩa Bình Các trị đo quan trắc theo phương pháp đo tĩnh (static) baseline với thời gian quan trắc từ 2,5 tới 3,0 Việc tính toán baseline thực phần mềm TRIMVEC + theo chế độ tính bán tự động III.7 GIAI ĐOẠN ĐO LƯỚI GPS CẠNH DÀI TRÊN ĐẤT LIỀN VÀ TRÊN BIỂN Năm 1992 lưới trắc địa biển xây dựng công nghệ GPS với máy thu GPS tần số 4000SST Lưới gồm 36 điểm, điểm thuộc lưới tam giác, đường chuyền dọc theo bờ biển, điểm đảo lớn độc lập 18 điểm quần đảo Trường sa Trên đất liền giai đoạn 1992 - 1993 xây dựng lưới GPS cạnh dài tương tự gồm 10 điểm trùng với điểm lưới mặt đất Lưới cạnh dài coi giai đoạn thử nghiệm công nghệ để xây dựng lưới GPS cấp “0” sau Cả lưới GPS cạnh dài đất liền lưới GPS biển tạo thành lưới cạnh dài chung phủ trùm nước (trên đất liền biển) Lưới có cạnh ngắn 160 km dài 1.200 km Độ xác lưới nói chung cao so với công nghệ truyền thống chưa thật cao so với công nghệ GPS (2 tần số) đạt III.8 GIAI ĐOẠN ĐO ĐẠC LƯỚI GPS CẤP "0" (12)Trang 11 với lưới toạ độ khu vực giới; tạo điều kiện đổi mới, phát triển công nghệ xây dựng lưới toạ độ Việt Nam; cuối năm 1995 Tổng cục Địa định xây dựng lưới toạ độ cấp “0” Quốc gia công nghệ GPS cạnh dài (2 tần số) độ chính xác cao Lưới cấp “0” gồm 69 điểm, 56 trùng với điểm toạ độ hạng I II đo Lưới đo tổ hợp máy GPS tần số 4000 SST 4000 SSE Chiều dài cạnh trung bình điểm kề 70 km; cạnh dài Hà Nội - Tp Hồ Chí Minh, tồn lưới tạo nên kết cấu vững đồ hình Các trị đo quan trắc thời gian thời điểm có lợi độ xác Trong thời gian thi cơng lưới GPS cấp “0” đặt vấn đề xác định điểm gốc trắc địa quốc gia vị trí thuận lợi để bảo vệ sử dụng lâu dài Điểm gốc lựa chọn trước hệ Hà nội - 72 điểm đài thiên văn Láng khơng cịn phù hợp lý sau bị nhiều nhà cao tầng vây quanh gần đài phát vơ tuyến truyền hình, khơng có lợi cho ứng dụng công nghệ GPS Điểm gốc lựa chọn khn viên Viện Nghiên cứu Địa chính, đủ điều kiện để trở thành gốc toạ độ, gốc độ cao, gốc thiên văn Điểm gốc đo nối với điểm hạng I cấp "0" xung quanh III.9 GIAI ĐOẠN ĐO ĐẠC HOÀN CHỈNH LƯỚI TOẠ ĐỘ QUỐC GIA Nhằm mục đích hồn chỉnh Hệ Quy chiếu Hệ Toạ độ Quốc gia xuất nhu cầu cần đo đạc bổ sung số trị đo sau:  Đo toạ độ tuyệt đối hệ WGS-84 Quốc tế Để tạo mối liên hệ toạ độ địa phương với hệ Quốc tế cần thiết phải đo toạ độ (13)Trang 12  Đo bổ sung số điểm thuỷ chuẩn hình học vào lưới GPS cấp "0" Để đáp ứng nhu cầu định vị ellipsoid quy chiếu địa phương xây dựng mô hình Geoid cần có mật độ đủ lớn điểm GPS có độ cao thuỷ chuẩn nối với lưới GPS cấp “0” Tổng số gồm 40 điểm độ cao bố trí tồn lãnh thổ nối với lưới cấp “0” GPS tần số với quan trắc Ngoài số lưới GPS cạnh ngắn chứa điểm thuỷ chuẩn nối với lưới cấp "0" Tổng hợp lại dạng đo có hệ thống điểm GPS có độ cao thuỷ chuẩn có đủ khả giải toán định vị ellipsoid quy chiếu xây dựng mơ hình Geoid  Đo bổ sung phần lưới chưa hoàn chỉnh Trong trình kiểm tra số liệu mặt đất tính tốn bình sai tồn lưới phát nhiều sai số thô Các sai số dạng độ xác đo khơng đạt u cầu có nhầm lẫn điểm đo trường hợp điểm đo loại lưới phải trùng Các trường hợp phải đo bổ sung bao gồm: điểm cấp “0” khu vực Anh Sơn; nối GPS đường chuyền điểm II-150 TP Hồ Chí Minh; bổ sung số điểm dọc tuyến giáp giới lưới GPS cạnh ngắn Tây Nguyên lưới tam giác hạng II Nghĩa Bình; đo lại điểm tam giác thuộc lưới tam giác hạng II khu vực Bình Thuận IV ĐỊNH VỊ ELLIPSOID VÀ BÌNH SAI TỔNG THỂ LƯỚI TOẠ ĐỘ QUỐC GIA TRÊN ELLIPSOID KRASOVSKI (GIAI ĐOẠN 1992-1994) Năm 1992 Cục Đo đạc - Bản đồ Nhà nước định tiến hành chỉnh lý toán học số liệu thiên văn - trắc địa - trọng lực - vệ tinh để xác định hệ quy chiếu phù hợp bình sai tồn lưới toạ độ quốc gia Đơn vị thực Trung tâm Lưu trữ Tư liệu Đo đạc - Bản đồ đặt đạo trực tiếp Ban Chỉ đạo cấp Cục gồm thành viên Ban Chỉ đạo tổ chức thực nhiệm vụ sau: (14)Trang 13  Tính tốn độ lệch dây dọi dị thường độ cao điểm toạ độ phục vụ chuyển trị đo mặt ellipsoid quy chiếu  Đánh giá trạng loại lưới khống chế trắc địa quốc gia thực tính tốn bình sai lưới hỗn hợp lưới Thiên văn - Trắc địa - Vệ tinh Quốc gia hệ quy chiếu Nhiệm vụ bắt đầu triển khai vào năm 1992 kết thúc vào đầu năm 1994 gồm bước cụ thể sau đây: IV.1 XỬ LÝ CÁC TRỊ ĐO CỦA LƯỚI TOẠ ĐỘ QUỐC GIA PHỤC VỤ CHUẨN BỊ SỐ LIỆU CHO CHỈNH LÝ TOÁN HỌC TỔNG THỂ Trong q trình xử lý số liệu nói chung cơng việc xem xét lại tồn tập hợp liệu, loại bỏ sai số thô liệu xác định tập hợp liệu đủ tin cậy để đáp ứng mục đích xử lý Các trị đo đưa vào xem xét bao gồm:  Toàn tài liệu đo ngoại nghiệp 1035 điểm tam giác thuộc lưới tam giác hạng I hạng II miền Bắc (đo giai đoạn 1960-1966), có 339 điểm tam giác hạng I 696 điểm tam giác hạng II  Toàn tài liệu đo ngoại nghiệp thuộc lưới tam giác hạng I hạng II miền Trung (đo giai đoạn 1977-1992), có 22 điểm tam giác hạng I 428 điểm tam giác hạng II  Toàn tài liệu đo ngoại nghiệp thuộc lưới đường chuyền hạng II khu vực miền Nam (đo giai đoạn 1984-1989), có 174 điểm thuộc lưới đường chuyền hạng II Đông Nam Bộ Tây Nam Bộ  Tài liệu đo Dopler vệ tinh gồm 19 điểm giai đoạn 1989-1992  Các tài liệu đo thiên văn, đường đáy toàn quốc giai đoạn 1960-1992  Các tài liệu đo GPS cạnh dài toàn quốc thực giai đoạn 1992 - 1993  Các tài liệu đo GPS khu vực Minh Hải, Sông Bé, Tây Nguyên (15)Trang 14 hạng II), 15 điểm khu Minh Hải (trong điểm trùng với lưới đường chuyền hạng II) Quá trình xử lý trị đo ngoại nghiệp để lựa chọn trị đo hữu ích tiến hành riêng cho loại lưới sau đây: IV.1.1 Xử lí tài liệu ngoại nghiệp lưới tam giác đo góc miền Bắc IV.1.2 Xử lí tài liệu ngoại nghiệp lưới tam giác đo góc miền Trung Lưới tam giác hạng II miền Trung đo đạc ngoại nghiệp từ 1977 đến 1992 bao gồm nhiều khu đo gối nhau, có điểm tới trạm đo nên tính tốn khái lược phải kết hợp số liệu cũ để tiến hành bình sai trạm đo Lưới tam giác khu vực miền Trung chia làm khu nhỏ để tính tốn kiểm tra số liệu tính tốn khái lược Chất lượng kết bình sai khu thống kê bảng đây: Bảng IV.1.1: Chất lượng lưới tam giác hạng II miền Trung bình sai sơ KHU ĐO Sai số trung phương trọng số đơn vị Sai số trung phương đo hướng Sai số trung phương đo phương vị Sai số trung phương đo cạnh đáy Khu 0”93 0”93 0”05 0.007 m Khu 1”04 1”04 0”05 0.008 m Khu 1”03 1”03 0”05 0.007 m Khu 10 0”90 0”90 0”05 0.005 m III.1.3 Xử lí tài liệu ngoại nghiệp lưới đường chuyền hạng II miền Nam Tài liệu ngoại nghiệp khu vực miền Nam lưới đường chuyền hạng với tổng số 174 điểm, 50 điểm thuộc lưới Đông Nam Bộ 124 điểm thuộc lưới Tây Nam Bộ Hai lưới kiểm tra tài liệu ngoại nghiệp sau hoàn thành đo đạc ngoại nghiệp Kết độ xác sau bình sai sơ tồn lưới sau: (16)Trang 15  Sai số trung phương đo hướng 0”92;  Sai số trung phương phương vị 0”46;  Sai số trung phương đo cạnh 0.046 m;  Sai khép góc, phương vỵ, toạ độ nhỏ hạn sai cho phép IV.1.4 Xử lí tài liệu ngoại nghiệp lưới GPS Cho đến năm 1994 có lưới GPS cạnh ngắn Tây nguyên, Sông bé, Minh hải lưới GPS cạnh dài đất liền biển Trị đo lưới dạng baseline xử lý riêng biệt phần mềm Trimvec + hãng Trimble Navigation Dựa vào điểm trùng lưới GPS lưới mặt đất (các lưới mặt đất có toạ độ khái lược tính tốn trên) chuyển baseline thành trị đo mặt ellipsoid quy chiếu mặt phẳng Gauss - Kruger Sau xử lý khái lược baseline, baseline biểu diễn véc-tơ gia số toạ độ vuông góc khơng gian (∆X, ∆Y, ∆Z) Việc chuyển baseline thành trị đo ellipsoid quy chiếu mặt phẳng thực theo trình tự sau: 1 Dựa vào toạ độ (B, L, H) điểm lưới GPS có toạ độ khái lược lưới mặt đất (điểm trùng lưới) để tính toạ độ khái lược (X, Y, Z), thành phần H cần tính gần tới vài mét khơng có ảnh hưởng đáng kể chiếu trị đo ellipsoid 2 Từ toạ độ khái lược (X, Y, Z) điểm tính toạ độ khái lược (Xi, Yi, Zi) tất điểm lưới thông qua véc-tơ baseline (∆Xij, ∆Yij, ∆Zij) 3 Từ toạ độ (Xi, Yi, Zi) véc-tơ baseline (∆Xij, ∆Yij, ∆Zij) tính toạ độ khái lược (Bi, Li) trị đo cạnh Sij, phương vị Aij điểm i j tương đương trị đo mặt đất 4 Tiếp tục tính toạ độ khái lược (xi, yi) trị đo cạnh sij, (17)Trang 16 Toàn trị đo GPS cạnh ngắn lưới Tây nguyên, Sông bé, Minh hải chấp nhận đưa vào bình sai tổng thể Đối với lưới GPS cạnh dài đất liền biển lựa chọn số trị đo có độ phù hợp cao xác định thơng qua việc tính thử nghiệm số phương án IV.1.5 Xử lí tài liệu ngoại nghiệp lưới Doppler vệ tinh Như giới thiệu lưới Doppler vệ tinh quan trắc với độ xác khơng đồng Tồn lưới xử lý toán học hệ toạ độ quốc tế WGS-72 khơng có véc-tơ đo mà có toạ độ sau bình sai Khảo sát số véc-tơ gia số toạ độ (∆Xij, ∆Yij, ∆Zij) cạnh đo có độ chính xác cao tính cạnh Sij, phương vị Aij điểm i j, coi số liệu gốc bình sai hỗn hợp tồn lưới IV.2 XỬ LÝ TỐN HỌC CHO BƯỚC CHUẨN BỊ BÌNH SAI TỔNG THỂ LƯỚI THIÊN VĂN - TRẮC ĐỊA - VỆ TINH Quá trình thực bao gồm việc kiểm tra chất lượng trị đo kết hợp với tính tốn khái lược bình sai sơ lưới mặt đất vệ tinh bao gồm tam giác hạng I, tam giác hạng hạng II, đường chuyền hạng II, GPS cạnh ngắn, GPS cạnh dài, Doppler Tổng kết lại yếu tố tham gia bình sai toàn lưới hỗn hợp thống kê bảng sau: Bảng IV.2.1: Các trị đo tham gia bình sai lưới hỗn hợp Yếu tố Tổng số Số chấp nhận Số bị loại bỏ Lý loại bỏ Điểm 1737 1737 Toạ độ thiên văn 68 66 Mất mốc Phương vỵ thiên văn 34 31 Sai khép vượt hạn khơng tìm thấy số liệu gốc Cạnh đáy 31 25 Cạnh đường chuyền 220 212 Hướng tam giác 9140 9140 Hướng đường chuyền 492 492 (18)Trang 17 Baseline GPS k/c dài Doppler 86 20 Khơng phù hợp độ xác Trước tiến hành tính tốn bình sai tổng thể cần phải nghiên cứu xác định yếu tố sau : 1 - Xác định ellipsoid quy chiếu phép chiếu toạ độ phẳng - Xác định điểm gốc toạ độ 3 - Xác định trọng số nhóm trị đo - Xác định phương pháp bình sai Trong phần trình bầy chi tiết nội dung IV.2.1 Định vị ellipsoid quy chiếu xác định điểm gốc toạ độ Việc xác định điểm gốc toạ độ Quốc gia liên quan đến việc định vị ellipsoid quy chiếu Vấn đề lựa chọn ellipsoid quy chiếu Cục đo đạc đồ Nhà nước định ellipsoid Krasovski định vị phù hợp với lãnh thổ Việt Nam (Quyết định số 92/QĐ ngày 27-5-1992) Phương án định vị ellipsoid quy chiếu GS TS Phạm Hoàng Lân đề xuất thực sở sử dụng điểm Doppler vệ tinh Tồn q trình định vị ellipsoid thực theo bước sau : 1 Dựa vào kết toạ độ 15 điểm Doppler (trừ điểm đảo điểm Pleiku chưa có lưới GPS cạnh ngắn), tiến hành xác định tham số định vị ellipsoid Krasovski ellipsoid chung trái đất Bài toán định vị sử dụng tổng bình phương dị thường độ cao 15 điểm Doppler đạt giá trị nhỏ nhất: ∑15 ζ 1 2 = (IV.2.1) Nghiệm toán cho kết qủa sau:  Các yếu tố định vị trong: X0 = -160,69 m ; Y0 = -137,91 m ; Z0 = -133,648 m  Các yếu tố định vị ngoài: ∆ξ= 2"96; ∆η= - 6"21 ; ∆ζ= -20.62 m  Sai số trọng số đơn vị: M0 = 2.09  Sai số xác định yếu tố định vị ngoài: M∆ξ= 0"23; M∆η= 0"58 ; M∆ζ=0.97 (19)Trang 18  Điểm gốc trắc địa Quốc gia: Điểm Đài Khí tượng Láng (Hà nội), số hiệu 10405 2 Xác định toạ độ điểm gốc trắc địa Quốc gia: Về nguyên tắc tất 15 điểm Doppler trùng tâm với điểm mặt đất đạt độ xác cao nhiều lần trị đo lưới mặt đất sau định vị có thể xác định giá trị toạ độ điểm gốc trắc địa điểm 10405 (Đài Khí tượng Láng) Tại 15 điểm Doppler sau chuyển toạ độ hệ quy chiếu định vị quy tâm điểm lưới mặt đất có độ lệch so với toạ độ điểm lưới hỗn hợp sau bình sai, độ lệch có độ lớn cỡ sai số phương pháp vệ tinh Doppler, cụ thể độ lệch trung bình ∆Btb = -0"057, ∆Ltb = +0"0789 Độ lệch phân phối theo ngun tắc trung bình sau tính lại độ lệch điểm gốc trắc địa Quốc gia Cơng việc tính tốn cụ thể thực dựa cơng thức tính toạ độ trắc địa (B, L, H) theo toạ độ vng góc khơng gian (X, Y, Z), tính toạ độ vng góc khơng gian (X, Y, Z) theo toạ độ trắc địa (B, L, H) Cuối có số hiệu chỉnh toạ độ điểm gốc trắc địa Quốc gia là:      − = ∆ − = ∆ − = ∆ m 194 H 019 " L 029 " B o o o 3 Sau định vị ellipsoid quy chiếu tiến hành xác định toạ độ trắc địa ellipsoid Krasovski 15 điểm Dopler toạ độ trắc địa 66 điểm thiên văn Tại điểm định vị (tức 15 điểm Dopler phủ trùm lãnh thổ) có dị thường độ cao ζ nhỏ, biến động khoảng ± 3.68 m, cụ thể là: ζmax = +3.68 m điểm Hà nội; ζmin = -3.68 m điểm Đồng hới IV.2.2 Tính độ lệch dây dọi dị thường độ cao điểm lưới toạ độ Việc tính toán độ lệch dây dọi dị thường độ cao điểm lưới toạ độ nhằm phục vụ tính chuyển trị đo hệ quy chiếu xác định Phần việc (20)Trang 19 Toàn số liệu trọng lực mặt đất có, với số liệu trọng lực theo mơ hình trọng trường trái đất sở có kích thước 5’X5’ phủ kín lãnh thổ độ cao trung bình cho kích thước 5’X5’ theo đồ địa hình tỉ lệ 1:50000 UTM phủ trùm nước kiểm tra kỹ sử dụng làm số liệu để tính tốn giá trị độ lệch dây dọi trọng lực theo chương trình YKL giá trị dị thường độ cao theo chương trình GEOID (các chương trình Liên xơ cũ) Kết chương trình tính tốn cho giá trị ξ, η, ζ trọng lực 5’X5’ nói 2 Nội suy giá trị độ lệch dây dọi dị thường độ cao trọng lực cho điểm hạng I hạng II Nhà nước thực chương trình máy tính sở giá trị ξ, η, ζ trọng lực 5’X5’ nói 3 Tính tốn nội suy độ lệch dây dọi dị thường độ cao thiên văn - trắc địa thực phương pháp nội suy thiên văn - trọng lực truyền thống Tại 66 điểm thiên văn tính ξ, η thiên văn - trắc địa ký hiệu ξtv-tđ, ηtv-tđ Đồng thời điểm có ξ, η trọng lực ký hiệu ξtl, ηtl Giá trị độ lệch δξ = ξtv-tđ - ξtl δη = ηtv-tđ - ηtl có quy luật biến đổi tuyến tính giữa điểm thiên văn, từ nội suy tuyến tính để tìm giá trị δξ, δη cho tất điểm mặt đất Tính tốn dị thường độ cao thiên văn - trắc địa thực theo phương pháp đo cao thiên văn - trọng lực Giá trị ζtv-tđ tính theo tích phân số thơng qua giá trị ξtv-tđ ηtv-tđ điểm mặt đất tính Cơng thức tích phân có dạng: dn g ds ) A sin A cos ( P o P o o P ∫ ∫ γ ∆ − η + ξ − ζ = ζ (IV.2.2) trong đó: A phương vị, ∆g dị thường trọng lực, γ giá trị trọng lực thường, ds vi phân chiều dài, dn vi phân pháp tuyến Tính tốn cụ thể thực chương trình máy tính giá trị (ζ, ξ, (21)Trang 20 IV.2.3 Xác định hệ toạ độ phẳng Theo định Cục Đo đạc - Bản đồ Nhà nước, tiếp tục sử dụng lưới chiếu Gauss - Kruger để xây dựng hệ toạ độ phẳng quốc gia Hệ thống múi chiếu, chia mảnh đồ danh pháp đồ không thay đổi so với quy định trước Phương án bình sai tổng thể toàn lưới hỗn hợp thiên văn - trắc địa - vệ tinh kiến nghị thực hệ thống toạ độ phẳng Vì tồn số liệu đo đạc được tính chuyển bề mặt ellipsoid Krasovski định vị sau tính chuyển mặt phẳng Gauss - Kruger IV.2.4 Xác định trọng số đo hướng, cạnh phương vị bình sai tổng thể lưới Thiên văn - Trắc địa - Vệ Tinh Trong toàn lưới Thiên văn - Trắc địa - Vệ Tinh bao gồm 9632 trị đo hướng hạng I hạng II lưới mặt đất, 212 trị đo cạnh hạng II, 13 cạnh đáy hạng I, 12 cạnh đáy hạng II, 31 phương vị thiên văn, 20 cạnh dài Doppler GPS (hai tần số), 279 cạnh GPS (1 tần số) 1 Tính trọng số cho hướng đo Việc xác định trọng số cho hướng đo hạng I, hạng II hướng trùng hạng I II tính theo sai số đo hướng sau: Hướng hạng I: mI = 0”7; Hướng hạng II: mII = 1”0; Hướng trùng hạng I hạng II: mI-II = 61 " m m 1 II I + = 2 Tính trọng số cho cạnh đo Trọng số đo cạnh tính theo độ xác trị đo cạnh đường chuyền máy đo khoảng cách AGA Sai số tương đối trung bình đạt ms/s = 1/200.000, với cạnh đường truyền trung bình khoảng 10 km, sai số cạnh tuyệt đối trung bình đạt 0,05 m 3 Tính trọng số cho cạnh đáy Trọng số cạnh đáy tính dựa sai số đo cạnh tương đối ms/s = (22)Trang 21 4 Tính trọng số cho phương vị Trọng số phương vị thiên văn tính theo sai số đo phương vỵ thiên văn Về lý thuyết thực tiễn, phương vỵ thiên văn lưới đạt sai số đo mα=0”5 5 Tính trọng số cho cạnh phương vỵ trị đo GPS Sau xử lý baseline có sai số đo tương ứng Từ sai số đo gia số toạ độ tính sai số ms, mα m∆H theo sai số đo gia số toạ độ Mặt khác sai số đo kiểm tra lại bình sai lưới GPS độc lập Từ chọn trọng số theo sai số đo ms, mα cạnh 6 Tính trọng số cho cạnh đo DOPPLER Hiện có giá trị cạnh đo Doppler sau bình sai lưới Doppler độc lập Chúng ta khơng có giá trị cạnh đo sai số đo tương ứng Các cạnh Doppler đưa vào số liệu gốc sau thực tính tốn thử nghiệm để lựa chọn cạnh đo có độ xác cao IV.3 BÌNH SAI TỔNG THỂ LƯỚI THIÊN VĂN - TRẮC ĐỊA - VỆ TINH IV.3.1 Lựa chọn phương pháp bình sai Cục đo đạc đồ Nhà nước chấp nhận cho sử dụng phương pháp bình sai chia khu Helmert mở rộng PGS TS Hoàng Ngọc Hà PTS Bùi Quang Trung chủ trì thực Cơng việc bình sai tổng thể lưới Thiên văn - Trắc địa - Vệ tinh tiến hành từ tháng 11 - 1992 đến tháng - 1994 IVI.3.2 Các phương án bình sai Trong trình nghiên cứu tiến hành bình sai thử nghiệm theo phương án sau:  Phương án 1: Chỉ bình sai riêng lưới gồm trị đo mặt đất  Phương án 2: Bình sai lưới gồm trị đo mặt đất trị đo Doppler-GPS cạnh dài (23)Trang 22 hướng đo (qui đổi hướng theo tài liệu tính Trung tâm Tư liệu Đo đạc - Bản đồ)  Phương án 4: Bình sai tổng thể lưới gồm trị đo mặt đất, trị đo Doppler & GPS cạnh dài, trị đo GPS cạnh ngắn tham gia với tư cách hướng đo (qui đổi hướng theo tài liệu tính Liên hiệp Khoa học Sản xuất Trắc địa - Bản đồ)  Phương án - Phương án thức: Bình sai tổng thể lưới Thiên văn - Trắc địa - Vệ tinh gồm trị đo mặt đất, trị đo Doppler & GPS cạnh dài, trị đo GPS cạnh ngắn tham gia với tư cách trị đo cạnh phương vỵ IV.3.3 Phương án bình sai thức Phương án bình sai thức chia khối mô tả bảng IV.3.2 sau đây: Bảng IV.3.2: Chi tiêu kỹ thuật chia khối phương án bình sai thức Số TT khối Tổng số điểm Tổng số hướng đo Tổng số cạnh đo Tổng số phương vị 1 209 1363 2 241 1625 3 193 1295 4 173 1086 5 246 1392 6 314 1736 20 7 194 367 300 116 8 59 161 161 9 107 768 38 39 (24)Trang 23 Điểm gốc toạ độ bình sai điểm Đài khí tượng Láng có số hiệu 10405 Tống số điểm tham gia bình sai 1737 điểm Quá trình bình sai thực máy tính có độ xác cao phương pháp tính lặp để giải phương trình chuẩn tìm nghiệm phương trình chuẩn Điều kiện chấp nhận nghiệm độ lệch toạ độ lần giải thứ n thứ n-1 nhỏ 1% milimét (||Xn - Xn-1|| < 10 -5 ) Kết bình sai phương án sau:  Sai số trung phương đo hướng hạng I đạt 0”63  Sai số trung phương đo hướng hạng II đạt 0”90  Sai số trung phương đo phương vị đạt 0”45  Sai số trung phương đo cạnh hạng II đạt 0,066 m Phân bố số hiệu chỉnh hướng đạt quy luật phân bố chuẩn Sau bình sai tồn sai số trung phương đo hướng, đo cạnh, đo phương vị đạt hạn sai cho phép Tất điểm đánh giá sai số vị trí điểm Mx, My, M so với tọa độ điểm gốc 10405 - Hà nội (Đài khí tượng Láng) Sai số vị trí điểm yếu mạng lưới điểm 04921 (điểm ngã ba biên giới Việt Nam - Trung Quốc - Lào): Mx=0,407 m; My=0,431 m; M=0,592 m Khu vực miền Trung có sai số vị trí điểm khoảng 0,1 m - 0,3 m; khu vực Minh Hải (cực Nam đất nước) có sai số vị trí điểm khoảng 0,1 m - 0,2 m IV.4 MỘT SỐ NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN VỀ KẾT QUẢ BÌNH SAI TỔNG THỂ LƯỚI THIÊN VĂN- TRẮC ĐỊA GIAI ĐOẠN 1992-1994 IV.4.1 Kiểm tra kết bình sai lưới GPS hạng III Trong thời gian sau năm 1994 Tổng cục Địa cho thi cơng hàng loạt lưới địa sở (tương đương hạng III) công nghệ GPS Các lưới đạt độ xác nội tốt lưới có nhiều điểm trùng với điểm toạ độ hạng I hạng II Về mặt thực tiễn sử dụng lưới địa sở đo (25)Trang 24 hành so sánh toạ độ bình sai lưới với toạ độ quốc gia điểm trùng Kết tính độ lệch toạ độ thống kê bảng IV.4.1 đây: Bảng IV.4.1: Độ lệch toạ độ so với số lưới GPS hạng III Lưới địa chính sở ∆∆∆∆B (mét) ∆∆∆∆L (mét) Số giá trị ∆∆∆∆Bmin ∆∆∆∆Bmax Số giá trị ∆∆∆∆Lmin ∆∆∆∆Lmax - + - + Cần thơ 13 -0,28 +0,11 -0,46 +0,13 Đắc lắc -0,04 +0,40 -0,69 +0,10 Hàm tân -0,93 +0,40 -0,84 +1,06 Long an 10 -0,34 +0,27 12 -0,21 +0,33 Nam hà -0,05 +0,08 -0,18 +0,15 Quảng Nam 11 16 -0,20 +0,40 18 -0,16 +0,31 Tp H.C.Minh -0,50 +0,38 -0,15 +0,88 Nhìn vào bảng thấy độ lệch toạ độ khu vực miền Bắc nhỏ, điều cho thấy chúng yên tâm với kết đo mặt đất lưới miền Bắc Độ lệch toạ độ số khu vực miền Trung miền Nam đáng kể Đắc lắc, Hàm tân, Tp Hồ Chí Minh, điều cho thấy cần có biện pháp kiểm tra kỹ lưỡng kết đo lưới GPS lưới mặt đất hạng II ta triển khai sau ngày miền Nam giải phóng IV.4.2 Kết luận Từ mô tả, phân tích so sánh phần rút số kết luận sau đây: Phương pháp xử lý toán học đạt giai đoạn phù hợp, kết hợp lý, cần ghi nhận cơng cụ xử lý kết hợp lưới mặt đất với lưới vệ tinh cịn chưa đủ mạnh, phân tích trọng số nhóm trị đo chưa sâu sắc, phân tích độ xác sau bình sai chưa tồn diện (26)Trang 25 phải đứng trước nhu cầu ngành kết nối số liệu với quốc tế ngày cao thực tiễn ứng dụng rộng khắp công nghệ GPS Như cần thảo luận thêm phương án lựa chọn hệ quy chiếu Ellipsoid WGS-84 (Quốc tế định vị Việt Nam) lưới chiếu toạ độ phẳng trụ ngang tổng quát Phương pháp tính toán độ lệch dây dọi dị thường độ cao theo phương pháp thiên văn - trắc địa - trọng lực hồn cảnh nước ta cịn thiếu nhiều số liệu trọng lực cho kết tốt, đủ độ xác để tính chuyển trị đo hệ quy chiếu mới; cần nghiên cứu giải pháp tốt để tính dị thường độ cao có tập hợp lớn điểm GPS có độ cao thuỷ chuẩn (có dị thường độ cao thực) Các trị đo mặt đất phần lưới miền Bắc có độ xác cao, hồn tồn đủ độ tin cậy; trị đo mặt đất phần lưới miền Trung miền Nam có độ tin cậy khơng đồng đều, số vị trí có độ tin cậy yếu Việc tìm kiếm biện pháp khác để gia cố độ xác lưới mặt đất nhu cầu thực tiễn nhằm làm cho hệ thống toạ độ quốc gia có độ xác cao Các trị đo GPS tham gia vào lưới toạ độ quốc gia, đánh dấu bước phát triển công nghệ đo lưới Việt nam giai đoạn độ xác cịn nhiều hạn chế so với mặt công nghệ GPS nay, việc xử lý hỗn hợp lưới mặt đất lưới GPS lần tiến hành nước ta, nên cịn thiếu cơng cụ hữu hiệu nhằm khai thác triệt để mạnh công nghệ GPS Để hoàn chỉnh hệ quy chiếu hệ toạ độ quốc gia nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển kỷ sau, cần nghiên cứu giải pháp hữu hiệu nhằm nâng cao độ xác tồn hệ thống, đảm bảo mối liên hệ thuận lợi với hệ toạ độ quốc tế khu vực, đáp ứng nhu cầu phát triển công nghệ đo đạc - đồ (27)Trang 26 VN-2000 (GIAI ĐOẠN 1995-1999) V.1 XỬ LÝ SỐ LIỆU LƯỚI TOẠ ĐỘ QUỐC GIA TRÊN HỆ QUY CHIẾU WGS-84 QUỐC TẾ Vấn đề đặt phần tiến hành xử lý toán học Hệ Toạ độ Quốc gia Hệ Quy chiếu Quốc tế WGS-84 Nội dung cụ thể bao gồm toán sau: 1 Dựa vào trị đo GPS cạnh dài lưới cấp "0" tiến hành đánh giá lại chất lượng loại trị đo thực hiện, định loại bỏ trị đo có chất lượng thấp đo bổ sung trị đo mới, định tập hợp trị đo tham gia vào xử lý số liệu 2 Xác định mối liên hệ Hệ Toạ độ Quốc gia với Hệ Quy chiếu Quốc tế WGS-84 3 Tính tốn dị thường độ cao độ lệch dây dọi (ξ, η, ζ) Hệ Quy chiếu WGS-84 Quốc tế 4 Chuyển trị đo từ mặt đất tự nhiên Hệ Quy chiếu WGS-84 Quốc tế, tính tốn toạ độ gần đúng, chuẩn bị phương án tính tốn bình sai 5 Bình sai theo phương pháp phù hợp để chỉnh lý Lưới Trắc địa Quốc gia gồm nhiều thể loại trị đo 6 Phân tích độ xác yếu tố Lưới Trắc địa Quốc gia V.1.1 Phân tích độ xác đo, loại trừ sai số thô, định đo bổ sung lựa chọn trị đo đủ tiêu chuẩn tham gia bình sai Lưới Toạ độ Quốc gia Việt Nam dạng lưới hỗn hợp tạo thành từ nhiều lưới khác theo tính chất trị đo theo khu vực địa lý, triển khai thời gian dài nhiều thể loại cơng nghệ khác Chính lý nên phải tiến hành kiểm tra lại trị đo lưới thành phần cách bình sai riêng lưới hệ quy chiếu phù hợp bình sai có kết hợp với lưới cấp "0" để: phát sai số thô cần loại, hai đánh giá độ tin cậy lưới thành phần đưa phương án đo bổ sung, ba xác định (28)Trang 27 Việc kiểm tra trị đo lưới mặt đất truyền thống tiến hành triệt để Giai đoạn tính tốn bình sai 1992 - 1994 tiến hành rà sốt lại tất trị đo, kiểm tra sai khép điều kiện hình học, bình sai riêng lưới thành phần mặt phẳng Gauss Quá trình loại bớt số trị đo không đạt yêu cầu độ xác Giai đoạn tính tốn 1997 - 1999 tiến hành trước hết việc xử lý lại trị đo vệ tinh GPS thực trước năm 1997 thuật toán "Wave Processor" với toạ độ gần hệ WGS-84 Quốc tế nhằm nâng cao độ xác so với thuật tốn Trimvec + trước Sau tiếp tục tiến hành rà soát lại lần sai số khép điều kiện hình học, bình sai riêng lưới thành phần mặt ellipsoid, tính tốn bình sai kết hợp với lưới GPS cấp "0" Việc đưa thành phần lưới cấp "0" vào kiểm tra phát thêm số trị đo có độ xác yếu cần loại bỏ Sau tính tốn bổ sung kiểm tra lưới riêng biệt, việc phân tích sai số đo cịn lặp lại lần trình bình sai lưới hỗn hợp, lúc quyết định loại trị đo trị đo phá vỡ độ ổn định tồn lưới Các kết sau rút từ q trình tính tốn kiểm định nói trên:  Xác định sai số đo hợp lý cho nhóm trị đo mặt đất để giải tốt tốn trọng số bình sai lưới hỗn hợp  Xác định toạ độ khái lược điểm lưới Hệ Quy chiếu WGS-84 Quốc tế  Loại bỏ trị đo, phần lưới có độ tin cậy thấp cần đo bổ sung V.1.2 Liên hệ toạ độ với hệ thống WGS - 84 Quốc tế Để tìm mối liên kết điểm toạ độ địa phương với hệ Quy chiếu WGS-84 Quốc tế chương trình thực theo cách: đo GPS độc lập theo 24 quan trắc số điểm lưới cấp “0”, hai tiến hành đo nối toạ độ số điểm lưới cấp “0” với lưới toạ độ quốc tế a. Đo toạ độ tuyệt đối WGS-84 Quốc tế (29)Trang 28 hoạt động hệ thống định vị toàn cầu, vệ tinh quan trắc 2 vịng quỹ đạo (24 giờ) tính số hiệu chỉnh quỹ đạo tốt mà khơng cần tới lịch vệ tinh xác Quan trắc vệ tinh 24 cho phép thu tín hiệu đầy đủ 32 vệ tinh vệ tinh xuất lần Độ xác khoảng mét hoàn toàn đủ để làm điểm khởi tính gần cho baseline nhằm nâng cao độ xác giới thiệu Trong toàn lưới tiến hành đo toạ độ tuyệt đối điểm phân bố toàn lãnh thổ (2 điểm Hà nội, Hải ninh, Lào cai, Đồng hới, Đà nẵng, Nha trang, Tp Hồ Chí Minh) Từ trị đo tuyệt đối tính toạ độ tương đối có độ xác cao điểm, có thể xác định toạ độ tuyệt đối điểm gốc với độ xác tới m b. Tính tốn toạ độ tuyệt đối đo nối với lưới IGS Quốc tế Để phục vụ cho hoạt động chung, nước kiến nghị nhu cầu (30)Trang 29 0"0079 (≈0,237 m), kinh độ -0"0414 (≈-1,181 m), độ cao 1,166m; độ lệch hoàn toàn phù hợp với sai số trung phương đo tuyệt đối ước tính 1m Toạ độ hệ WGS-84 Quốc tế nước ta sử dụng: để tăng cường độ xác cho cơng nghệ GPS, hai giải toán liên hệ toạ độ cần thiết dẫn đường hàng không, hàng hải, hoạch định biên giới, v.v., ba đáp ứng nhu cầu giải tốn tồn cầu bảo vệ mơi trường, kiểm sốt tài ngun thiên nhiên, nghiên cứu bề mặt trái đất, v.v V.1.3 Tính tốn độ lệch dây dọi (ξξξξ, ηηηη) dị thường độ cao ζζζζ hệ WGS-84 Quốc tế Để tính chuyển trị đo truyền thống (góc, hướng, cạnh, phương vỵ) từ mơ hình vật lý mơ hình tốn học cần biết tham số ξ, η, ζ mặt Geoid (mặt đẳng trường trọng lực trùng với mặt nước biển trung bình) Hơn tham số độ cao Geoid ζ có độ xác cao cịn hữu ích việc đo cao thuỷ chuẩn công nghệ GPS (31)Trang 30 mốc nội suy 367 điểm biết ∆ζ thực Mơ hình xây dựng theo phương pháp cho thấy tốt mơ hình EGM-96 kể giá trị ζ đạo hàm riêng Một phương pháp nội suy khác áp dụng phương pháp "sóng" (undulation): nội dung phương pháp nội suy collocation trực tiếp giá trị ζ vào mốc nội suy 367 điểm biết ζ thực; phương pháp không ý tới mơ hình Geoid tiên nghiệm Phương pháp "sóng" cho kết mơ hình tương tự phương pháp "phần dư", độ lệch phương pháp: |δζ| < 1,0 m, |δξ| < 2"0, |δη| < 2"5 Chúng ta sử dụng phương pháp để tính giá trị độ cao Geoid Việt Nam Giá trị độ lệch dây dọi ξ, η tính theo phương pháp thực chưa đủ độ xác áp dụng cho khu vực miền núi Để tính tốn giá trị độ lệch dây dọi ξ, η cần áp dụng phương pháp truyền thống mang tên: nội suy thiên văn - trắc địa - trọng lực Giá trị nội suy theo hàm Spline vào mốc nội suy 66 điểm thiên văn (tại biết giá trị thực ξ, η) Bài toán nội suy đạt độ xác khoảng 2", đủ để tính chuyển trị đo truyền thống ellipsoid quy chiếu V.1.4 Bình sai lưới toạ độ quốc gia hệ quy chiếu WGS-84 Quốc tế Lưới thiên văn - trắc địa - vệ tinh hỗn hợp Việt nam đến thời điểm lưới có độ phức tạp cao mặt xử lý toán học Việc lựa chọn phương pháp bình sai dựa vào tiêu chuẩn sau đây: 1 Phương pháp lựa chọn bình sai nhiều hệ quy chiếu khác không gian chiều, ellipsoid quy chiếu bất kỳ, số hệ toạ độ phẳng thường gập 2 Phương pháp bình sai hỗn hợp nhiều loại trị đo khác nhau, có độ xác đo khác (32)Trang 31 Phương pháp bình sai tiếp nhận mơ hình Geoid để hiệu chỉnh trị đo mặt đất (tốt có thuật tốn xây dựng mơ hình Geoid) 5 Q trình tính tốn khái lược phải đầy đủ cơng đoạn 6 Phương pháp bình sai phải có khả loại sai số thơ, đánh giá chất lượng đo xác định trị đo không đủ điều kiện tham gia vào trình bình sai 7 Phương pháp bình sai phải có khả phân tích độ xác để ước lượng sai số đo nhóm trị đo, tức có khả ước lượng phương sai trị đo 8 Phương pháp lựa chọn phải có khả bình sai lưới lớn theo phương pháp bình phương nhỏ 9 Phương pháp bình sai phải có cơng cụ đánh giá độ xác sau bình sai đại lượng lưới Việc tính tốn thực trước hết thuật tốn chương trình TrimNet+ hãng Trimble xử lý trị đo sơ cấp GPS Quá trình bình sai thực với kết sau: 1 Bình sai riêng lưới GPS cấp "0", kết cho độ xác tốt: mS/S đạt từ 1/2.300.000 tới 1/1.000.000.000; mα đạt từ 0"001 tới 0"100; sai số toạ độ điểm lớn 0,013m độ cao, 0,005 m vỹ độ 0,012 m kinh độ; giá trị số hiệu chỉnh có phân bố chuẩn rõ; ảnh hưởng sai số hệ thống sai số thô không đáng kể 2 Chỉnh lý toán học lưới hỗn hợp GPS cấp "0" - mặt đất hệ Quy chiếu WGS-84 Quốc tế với phương án hiệu chỉnh trị đo ellipsoid quy chiếu, phương án có tính đến sai số hệ thống trị đo vệ tinh mặt đất (phương vị chiều dài cạnh), phương án lựa chọn gốc (1 điểm gốc, điểm đo nối với lưới IGS làm gốc, tất điểm cấp "0" làm gốc), kết đạt sau:  Tập hợp trị đo tốt ellipsoid trị đo tính chuyển theo ζ (33)Trang 32  Các thành phần hệ thống trị đo mặt đất vệ tinh có giá trị hồn tồn khơng đáng kể, δα=0”02 δs/S=1/800.000; bình sai thức khơng cần xác định thành phần hệ thống nói  Các phương án bình sai cho ước lượng sai số đo "hậu nghiệm" giống sở tiếp nhận sai số đo "tiên nghiệm" xác định phần phân tích trị đo  So sánh kết bình sai theo phương án chọn toạ độ gốc khác khơng làm thay đổi kết bình sai; kết cho phép kết luận độ xác cao trị đo GPS cấp "0" tính tương đương mặt thực tiễn phương án; xét lý thuyết phương án bình sai với điểm N00 làm gốc phù hợp mơ hình xử lý số liệu  Các số hiệu chỉnh có phân bố chuẩn rõ ràng, tính chuẩn trị đo hướng phần lưới hạng II miền Trung đường chuyền Nam có yếu  Độ xác sau bình sai lưới hỗn hợp GPS - mặt đất thống kê bảng sau: Loại trị đo mαααα mS/S max max Lưới GPS Cấp "0" 0"160 0"001 1/1.500.000 1/1.000.000.000 Lưới GPS cạnh ngắn 0"320 0"001 1/580.000 1/650.000.000 Cạnh đáy phương vị thiên văn 0"360 0"150 1/290.000 1/910.000 Tam giác hạng I 0"610 0"140 1/230.000 1/1.450.000 Tam giác hạng II 1"230 0"220 1/124.000 1/980.000 Đường chuyền hạng II 0"940 0"270 1/180.000 1/330.000 Sai số vị trí điểm lớn nhất: (mB)max= 0.201m, (mL)max= 0.215m, (mP)max= 0.295m  Phân tích sai số trung phương đại lượng chiều dài cạnh, phương vị (34)Trang 33  Sai số vị trí điểm lớn toàn lưới hỗn hợp đạt giá trị 30 cm số điểm thuộc khu vực phía tây - nam Tây nguyên, tây - bắc Bắc Nam Sai số phân tích thành thành phần, thành phần tổng thể truyền toạ độ qua lưới cấp “0” thành phần cục truyền toạ độ từ điểm cấp “0” gần đến điểm xét qua lưới mặt đất  Việc xác định xác hệ Toạ độ WGS-84 Quốc tế cho lưới toạ độ sở Nhà nước Việt nam cần thiết, mặt cung cấp cơng cụ hồn chỉnh cho ứng dụng công nghệ GPS, mặt khác mở rộng khả hoà nhập với khu vực quốc tế Hai biện pháp để xác định toạ độ tồn cầu đưa vào thực hiện: đo toạ độ GPS tuyệt đối số điểm hai đo nối lưới quốc gia với lưới IGS quốc tế Kết cho thấy nên sử dụng kết đo toạ độ tuyệt đối số liệu thức hệ Toạ độ Quốc tế Hàng năm kể từ năm 1996, năm có tham số động để tính chuyển toạ độ hệ Quốc gia hệ Quốc tế Tuỳ theo mục đích sử dụng cấp toạ độ Quốc tế có độ xác phù hợp Đây biện pháp bảo vệ số liệu hệ Toạ độ quốc gia V.2 LỰA CHỌN HỆ QUY CHIẾU HỢP LÝ CHO VIỆT NAM V.2.1 Phân tích chung lựa chọn hệ quy chiếu quốc gia Cho tới Việt nam có tới hệ quy chiếu toạ độ lựa chọn: Hệ Quy chiếu Pháp sử dụng cho Đông dương với Ellipsoid Quy chiếu Clarke, điểm gốc Hà nội, lưới chiếu toạ độ phẳng Bonne (giả nón đứng, đồng diện tích); Hệ Quy chiếu Mỹ cho Nam Á với Ellipsoid Quy chiếu Everest, điểm gốc Ấn Độ, lưới chiếu toạ độ phẳng UTM (trụ ngang cắt ellipsoid, đồng góc); Hệ Quy chiếu (35)Trang 34 Chấp nhận tiếp tục Hệ Quy chiếu Hà Nội - 72 có ưu điểm: giữ tập quán kỹ thuật quen thuộc vòng 40 năm hai tiếp tục sử dụng hệ thống đồ phạm vi miền Bắc mà không cần gia công thêm Mặt khác, việc sử dụng hệ Quy chiếu Hà nội - 72 gập phải số nhược điểm: Hệ Quy chiếu chưa định vỵ phù hợp với Việt Nam, độ cao Geoid trung bình lên tới khoảng 30 m gây nên biến dạng không cần thiết chiếu yếu tố từ mặt đất tự nhiên ellipsoid quy chiếu, hai Hệ Quy chiếu Hà nội - 72 chưa đo nối xác với hệ Quy chiếu Quốc tế nên gập khó khăn việc ứng dụng cơng nghệ định vị tồn cầu độ xác cao việc thống nhất giải vấn đề khu vực toàn cầu, ba Ellipsoid Quy chiếu Krasovski không sử dụng phổ cập giới, bốn Hệ thống Toạ độ phẳng Gauss-Kruger gây biến dạng lưới chiếu lớn Hệ thống Toạ độ Phẳng Quốc tế UTM Một đặc điểm quan trọng cần nói tới Hệ Quy chiếu Hà Nội - 72 hệ thống nhất, tồn lưới toạ độ chưa xử lý tốn học chung, khu vực có gốc toạ độ có độ lệch lên tới 10 m so với hệ thống chung Như không thay đổi hệ quy chiếu phải xử lý tốn học thống phải chuyển đồ tỷ lệ lớn 1/5.000 hệ thống chung Nhằm xác định hệ quy chiếu hợp lý cho Việt Nam cần thống số nguyên tắc để lựa chọn:  Đảm bảo tính phù hợp với lãnh thổ nước ta;  Đảm bảo độ xác cao khả có thể;  Đáp ứng cho nhiều mục tiêu dân quân khác (bản đồ, dẫn đường, nghiên cứu trái đất, v.v.);  Đảm bảo tính phù hợp chuyển đổi với hệ quy chiếu quốc tế khu vực;  Đảm bảo tính bảo mật số liệu toạ độ Nhà nước; (36)Trang 35 Cơng trình tiến hành so sánh lựa chọn số phương án sau đây: PHƯƠNG ÁN ƯU ĐIỂM NHƯỢC ĐIỂM Phương án 1:  Toạ độ gốc: HN-72  Ellipsoid: Krasovski 1 Không thay đổi tập quán sử dụng 2 Giữ nguyên đồ tỷ lệ 1/100000 nhỏ 1 Không phải hệ địa phương phù hợp 2 Khó hồ nhập với hệ thống quốc tế khu vực Hạn chế độ xác xử lý GPS 4 Khó trợ giúp công nghệ 5 Phải chỉnh lý lại hệ thống toạ độ 6 Phải chỉnh lý lại đồ 1/50000 lớn Phương án 2:  Toạ độ gốc: Định vị  Ellipsoid: Krasovski 1 Là hệ thống địa phương có tính phù hợp cao 2 Đảm bảo tính bảo mật tốt 1 Phải chỉnh lý lại lưới toạ độ loại đồ 2 Hạn chế độ xác xử lý GPS 3 Phức tạp hoà nhập với lưới quốc tế khu vực Khó khăn áp dụng cơng nghệ Phương án 3:  Toạ độ gốc: Quốc tế  Ellipsoid: 1 Hoà nhập tốt với hệ thống quốc tế khu vực 2 Độ xác cao thực cơng nghệ 1 Không phải hệ địa phương phù hợp (37)Trang 36 WGS-84 GPS 3 Trợ giúp tốt công nghệ 3 Khó bảo mật hệ thống toạ độ Phương án 4:  Toạ độ gốc: Định vị  Ellipsoid: WGS-84 1 Là hệ thống địa phương có tính phù hợp cao 2 Có điều kiện hoà nhập với hệ thống quốc tế khu vực 3 Đảm bảo tính bảo mật tốt Độ xác cao thực cơng nghệ GPS 5 Có trợ giúp cơng nghệ 1 Phải chỉnh lý lại lưới toạ độ loại đồ 2 Thêm số cơng việc hồ nhập với lưới quốc tế khu vực 3 Thêm số công việc áp dụng công nghệ Để đảm bảo tính bảo mật hệ thống toạ độ quốc gia cần lựa chọn phương án 4, đồng thời có cơng thức tính chuyển xác để chuyển đổi sang phương án cần thiết V.2.2 Định vị ellipsoid quy chiếu phù hợp Việt nam Định vị ellipsoid quy chiếu việc xác định vị trí ellipsoid phù hợp theo nghĩa với bề mặt Geoid địa phương để quy chiếu trị đo toạ độ Tính phù hợp thường hiểu theo nghĩa độ lệch ellipsoid quy chiếu Geoid địa phương nhỏ nhất, thường có dạng: ∑ = = ζ K 1 i 2 i Như vậy toán định vị ellipsoid quy chiếu tìm vị trí ellipsoid điều kiện cực tiểu hàm mục tiêu dạng tổng bình phương dị thường độ cao (38)Trang 37 sử dụng vào nhiều mục đích khác trắc địa địa vật lý, công trình sử dụng để định vị hệ quy chiếu (định vị ellipsoid quy chiếu) chuyển trị đo mặt đất hệ quy chiếu Để định vị cần có tập hợp điểm sở định vị phân bố trên lãnh thổ Việt Nam, phải có trị đo GPS nối với lưới cấp "0" trị đo thuỷ chuẩn nối với lưới độ cao Trong số 367 điểm GPS có độ cao thuỷ chuẩn nói lựa chọn 25 điểm có độ xác cao đủ điều kiện trở thành điểm sở định vị Bài toán định vị Ellipsoid Quy chiếu WGS-84 phù hợp với lãnh thổ Việt Nam giải theo phương pháp: phương pháp phi tuyến, sử dụng trường vơ hướng ellipsoid để xác định hàm mục tiêu phương pháp tuyến tính, sử dụng công thức vi phân toạ độ trắc địa (B, L, H) theo toạ độ vng góc khơng gian (X, Y, Z) để xác định hàm mục tiêu Kết tính tốn cụ thể cho thấy giá trị nghiệm phương pháp chênh mm, độ lệch hồn tồn sai số tính tốn Điều cho thấy kết định vị hoàn toàn tin cậy kiểm tra phương pháp khác Từ kết định vị Ellipsoid Quy chiếu WGS-84 Việt Nam rút kết luận:  Sử dụng 25 điểm sở định vị (tại có toạ độ khơng gian X, Y, Z xác định theo GPS có độ cao thuỷ chuẩn) phân bố lãnh thổ đảm bảo độ xác cần thiết để xác định ellipsoid quy chiếu  Phân tích kết định vị Ellipsoid Quy chiếu WGS 84 khẳng định ellipsoid có kích thước phù hợp với lãnh thổ Việt nam, độ cao cực đại Geoid 3,310 m, trung bình 1,614 m  Hai phương pháp định vị thực cho kết trùng hợp hoàn toàn Hệ Quy chiếu định vị mang tên Hệ Quy chiếu VN-2000 V.2.3 Lựa chọn lưới chiếu toạ độ phẳng phù hợp cho Việt nam (39)Trang 38 nước thành phần hệ Quy chiếu Quốc gia sử dụng vào mục đích chuyển hệ thống toạ độ hệ thống đồ mặt phẳng Nước ta đất nước có dạng chạy dài theo kinh tuyến nên việc lựa chọn lưới chiếu trụ ngang đồng góc làm lưới chiếu toạ độ phẳng phù hợp Trong số lưới chiếu có loại sử dụng phổ biến lưới chiếu UTM Gauss-Kruger loại cải tiến từ lưới chiếu Sau xác định lưới chiếu phù hợp cần xem xét việc phân chia mảnh đồ đặt danh pháp (tên gọi) mảnh theo hệ thống thống Trong trường hợp Việt Nam lựa chọn lưới chiếu toạ độ phẳng số phương án sau đây: 1 Sử dụng lưới chiếu phẳng Gauss-Kruger giữ nguyên cách chia múi, phân mảnh đặt danh pháp đồ dùng thức 2 Sử dụng lưới chiếu UTM giữ nguyên cách chia múi, phân mảnh đặt danh pháp đồ dùng thức 3 Cải tiến lưới chiếu, cách chia múi, phân mảnh đặt danh pháp đồ sở hệ thống sử dụng theo hướng: mở rộng múi chiếu để toàn phần lục địa Việt nam nằm múi chiếu cho đồ tỷ lệ trung bình, hai đưa hệ thống múi chiếu hợp lý cho đồ tỷ lệ lớn kể đồ địa hình địa chính, ba thiết kế hệ thống danh pháp đồ phù hợp Theo hướng đề xuất cần nghiêm túc xem xét hình thành múi chiếu 8o lưới chiếu UTM để phần đất liền đảo ven bờ ta nằm múi chiếu Sau phân tích phương án theo nhiều mặt có liên quan, cơng trình kết luận lưới chiếu hợp lý cho Việt Nam hệ UTM Quốc tế, danh pháp đồ theo hệ thống hành có ghi danh pháp quốc tế Cuối việc lựa chọn hệ quy chiếu hợp lý cho Việt nam đạt kết luận mặt nguyên tắc là: “Hệ quy chiếu cho Việt nam cần phải hệ phù hợp nhất với lãnh thổ đảm bảo công cụ để chuyển xác sang hệ quốc tế có (40)Trang 39 chuẩn mực quốc tế, phải đảm bảo tính bảo mật quốc gia có khả hồ nhập với quốc tế cần thiết” Kết luận lựa chọn cụ thể là: Ellipsoid quy chiếu - WGS-84; Giá trị toạ độ điểm gốc - xác định theo kết định vị phù hợp với lãnh thổ Việt Nam; Hệ thống toạ độ phẳng - Lưới chiếu nón đứng đồng góc vỹ tuyến chuẩn cho đồ 1/1.000.000, lưới chiếu trụ ngang đồng góc UTM với múi chiếu 6o ko=0,9996 cho đồ tỷ lệ từ 1/10.000 tới 1/500.000, Lưới chiếu trụ ngang đồng góc UTM với múi chiếu 3o ko=0,9999 cho đồ tỷ lệ từ 1/2.000 tới 1/5.000, chia mảnh danh pháp đồ hệ thống hành có thích thêm danh pháp theo hệ quốc tế V.3 XỬ LÝ TOÁN HỌC LƯỚI TOẠ ĐỘ QUỐC GIA TRÊN HỆ VN-2000 Sau chỉnh lý toàn lưới Toạ độ Quốc gia hệ WGS-84 Quốc tế, nguyên tắc kết thúc toán hệ thống Toạ độ Quốc tế lựa chọn hệ thống Toạ độ Quốc gia Trong phần lựa chọn hệ thống toạ độ địa phương phù hợp cho Việt Nam Khi hệ thống Toạ độ Quốc gia xác định sau định vị Ellipsoid Quy chiếu, khơng cần bình sai lại mà cần tính chuyển toạ độ từ Hệ thống Quốc tế Hệ thống Quốc gia thông qua tham số tính chuyển xác định từ toạ độ điểm sở định vị Nhưng để có hệ thống Toạ độ Quốc gia đạt độ xác cao, việc tính tốn bình sai lại lưới toạ độ hệ Quy chiếu Quốc gia cần thiết Trên sở kết so sánh với toạ độ tính chuyển từ hệ Quốc tế để có kết luận độ tin cậy lưới toạ độ kiểm tra lại kết tính tốn (41)Trang 40 V.3.1 Xây dựng mơ hình geoid ellipsoid quy chiếu quốc gia Sau định vị Ellipsoid Quy chiếu Quốc gia cần phải xây dựng mơ hình Geoid địa phương để tính tốn dị thường độ cao phục vụ chuyển trị đo mặt đất Ellipsoid Quy chiếu định vị Phương pháp xây dựng mơ hình khơng khác cách thức thực phần Phương pháp sử dụng phương pháp "sóng" (undulation), dựa 367 điểm GPS có độ cao thuỷ chuẩn Độ lệch dây dọi tính toán theo phương pháp nội suy thiên văn - trắc địa - trọng lực dựa vào hàm Spline với giá trị độ lệch dây dọi thực 66 điểm thiên văn V.3.2 Chỉnh lý toán học lưới thiên văn - trắc địa - vệ tinh (lưới hỗn hợp GPS - mặt đất) hệ quy chiếu VN-2000 Cơng việc phần hồn tồn tương tự q trình tính tốn bình sai hệ WGS-84 Quốc tế Trước hết, tập hợp trị đo chuyển Hệ Quy chiếu VN-2000 theo giá trị ξ, η, ζ tính tốn nội suy Phương án bình sai lưới hỗn hợp thực theo phần mềm TrimNet+, tiếp nhận trực tiếp trị đo GPS nguyên thuỷ Kết độ xác sau bình sai đưa bảng sau: Loại trị đo mαααα mS/S max max Lưới GPS cấp "0" 0"050 0"001 1/3.000.000 1/950.000.000 Lưới GPS cạnh ngắn 0"320 0"001 1/580.000 1/650.000.000 Cạnh đáy phương vị thiên văn 0"360 0"150 1/290.000 1/910.000 Tam giác hạng I 0"610 0"140 1/230.000 1/1.450.000 Tam giác hạng II 1"230 0"220 1/124.000 1/980.000 Đường chuyền hạng II 0"940 0"260 1/180.000 1/328.000 Sai số vị trí điểm lớn nhất: (mB)max= 0.198m, (mL)max= 0.212m, (mP)max= 0.290m (42)Trang 41 Phân bố số hiệu chỉnh bình sai lưới hỗn hợp hệ VN-2000 hoàn toàn tương tự kết bình sai hệ WGS-84 Quốc tế Tương tự, sai số trung phương yếu tố lưới hỗn hợp bình sai VN-2000 đạt hồn tồn tương tự kết bình sai hệ WGS-84 V.3.3 So sánh kết bình sai hệ VN-2000 với toạ độ tính chuyển từ kết bình sai hệ WGS-84 Quốc tế VN-2000 Để kiểm tra kết tính tốn cần tính chuyển toạ độ từ hệ WGS-84 Quốc tế Hệ Quốc gia VN-2000 so sánh với kết bình sai Kết tính tốn đưa trong bảng sau: Độ chênh toạ độ VN-2000 bình sai & VN-2000 chuyển từ WGS-84 quốc tế 7 tham số xác định từ định vị 7 tham số xác định từ bình sai lưới hỗn hợp 7 tham số xác định từ bình sai lưới cấp "0" |∆B|max 0"0017≈0,051m 0"0013≈0,039m 0"0017≈0,051m |∆L|max 0"0029≈0,082m 0"0030≈0,085m 0"0030≈0,085m |∆H|ma x Cấp "0" 0,0126 m 0,0020 m 0,0180 m Mặt đất 2,212 m 2,203 m 2,215 m Từ so sánh thấy kết tính tốn hồn tồn phù hợp với lý thuyết, chứng tỏ tính đắn trình xử lý số liệu V.3.4 Tính tốn kiểm định theo thuật tốn bình sai khác Để có độ tin cậy chắn cần phải tính tốn bình sai theo vài thuật tốn nữa, kết bình sai trùng xác nhận độ tin cậy Trong cơng trình tiến hành tính thêm với phương án bình sai lưới sở Nhà nước: phương án I tính theo thuật tốn chia khối mang tên khối điều khiển, phương án sử dụng để chỉnh lý lưới Thiên văn - Trắc địa - Vệ tinh nước ta giai đoạn 1992 - 1994; phương án II sử dụng thuật tốn kinh điển Choleski khơng chia nhóm (43)Trang 42 dạng trị đo mặt đất: khoảng cách Sij phương vị Aij mặt Ellipsoid Quy chiếu hệ VN-2000 Cả phương án bình sai thực tập hợp trị đo ước lượng sai số đo (cùng trọng số đo) Tồn toạ độ bình sai theo thuật tốn Choleski lệch so với thuật tốn TrimNet+ khơng 0,2 m; hầu hết toạ độ bình sai theo thuật toán khối điều khiển lệch so với thuật tốn TrimNet+ khơng q 0,2 m (có 34 điểm có độ lệch từ 0,2 m tới 0,3 m điểm có độ lệch tới 0,4 m) Độ lệch hồn tồn tích luỹ sai số tính tốn khác thuật tốn Như kết luận độ tin cậy cao kết xử lý toán học hệ thống toạ độ V.3.5 Kiểm tra kết xử lý số liệu lưới toạ độ sở quốc gia thơng qua việc bình sai lưới địa sở Hiện lưới địa sở phủ trùm tồn quốc Trừ lưới Ninh bình đo thiết bị Ashtech, lưới địa sở đo cơng nghệ GPS Trimble Nói chung đánh giá lưới địa sở thực tốt có độ tin cậy cao Các lưới địa sở có nhiều điểm trùng với lưới sở Nhà nước, để kiểm tra q trình tính tốn tính tốn bình sai lưới địa sở với điểm gốc chọn số điểm trùng với lưới sở Nhà nước, độ lệch toạ độ hai lưới điểm trùng lại sử dụng để đánh giá chất lượng đo đạc tính tốn bình sai lưới Căn vào kết tính tốn bình sai lưới địa sở so sánh với toạ độ sau bình sai lưới hỗn hợp, đưa số kết luận:  Các tiêu độ xác sau bình sai lưới địa sở ms/s, mα, mB, mL đạt tiêu cao  Độ lệch toạ độ lưới Nhà nước lưới địa sở khoảng (44)Trang 43 nhân từ lưới địa sở Bắc Thái từ lưới sở Nhà nước Trong thời gian cần phải tính tốn xử lý lại lưới địa sở Bắc thái  Kết so sánh toạ độ nói cho phép kết luận lưới Thiên văn - Trắc địa - Vệ tinh (tức lưới hỗn hợp GPS - mặt đất) có xử lý tính tốn với độ tin cậy cao V.4 TÍNH CHUYỂN TOẠ ĐỘ GIỮA HỆ QUY CHIẾU MỚI VN-2000 VÀ CÁC HỆ QUY CHIẾU ĐANG SỬ DỤNG Việc tính chuyển toạ độ từ hệ thống sử dụng Hệ Quy chiếu VN-2000 phần quan trọng mang tính thực tiễn cao Đây khơng phải vấn đề khó lý thuyết mà cần có giải pháp khơng gây tốn phức tạp triển khai Tại Việt Nam sử dụng hệ quy chiếu khác nhau: Hệ Nam Mỹ, Hệ Hà nội - 72, Hệ WGS-84 Quốc tế Chúng ta phải đưa công cụ biện pháp triển khai việc chuyển hệ thống Hệ VN-2000 Về mặt lý thuyết tốn tính chuyển toạ độ phân tích thành trường hợp sau đây: 1. Tính chuyển toạ độ cho lưới trắc địa: Giải cách bình sai lại lưới theo hệ toạ độ 2 Tính chuyển toạ độ cho đồ thông tin hệ thống toạ độ: Sử dụng phương pháp hồi quy để xác định hệ số công thức khai triển chuỗi để tính chuyển toạ độ theo cặp toạ độ đo đồ 3 Tính chuyển toạ độ theo số điểm đo nối hệ thống: Sử dụng công thức vi phân toạ độ V.4.1 Tính chuyển toạ độ hệ VN-2000 WGS-84 quốc tế (45)Trang 44 Lưới Cơ sở Toạ độ Quốc gia lưới toạ độ không gian chiều dựa sở lưới GPS cấp "0" Lưới đưa hệ Quy chiếu địa phương Ellipsoid quy chiếu WGS-84 định vị phù hợp Việt Nam Lưới GPS cấp "0" nối với hệ Quy chiếu WGS-84 Quốc tế qua giai đoạn sau:  Đo nối với lưới IGS Quốc tế theo số liệu đo lưới cấp "0" năm 1996, số 71 điểm cấp "0" chọn điểm phối hợp tính với trị đo IGS thời gian  Đo toạ độ tuyệt đối theo chế độ quan trắc GPS 24 liên tục điểm  Trong năm 1997, 1998, 1999 năm sau đo nối với lưới khu vực Châu Á - Thái Bình dương lưới IGS thơng qua việc đo hàng năm tại điểm N00 (Hà Nội), N02 (Điện Biên), N01 (Hải Phòng), N03 (Đà Nẵng), N04 (Vũng Tầu) V.4.2 Tính chuyển toạ độ hệ Indian (Nam á) hệ Hà nội - 72, Giữa hệ Indian WGS-84 quốc tế Hệ Quy chiếu Indian (Nam Á) Mỹ sử dụng trước có ý nghĩa lớn tư liệu trắc địa - đồ Việt Nam, Đông dương Đông Nam Á Hiện sử dụng nhiều đồ Mỹ sản xuất theo Hệ Quy chiếu Việc tính chuyển toạ độ Hệ Indian hệ Hà Nội - 72 giải thời gian sau ngày thống đất nước sở công thức vi phân toạ độ trắc địa, Cục Đo đạc - Bản đồ Nhà nước thực đo nối toạ độ Quảng Trị Việc tính chuyển Hệ Indian hệ WGS-84 thể dạng công thức vi phân toạ độ vng góc khơng gian, việc đo nối toạ độ Cục Bản đồ Quân đội Mỹ thực V.4.3 Tính chuyển toạ độ hệ VN-2000 Hà nội - 72  Việc tính chuyển toạ độ từ hệ Hà nội -72 sang hệ VN-2000 việc (46)Trang 45 việc chuyển đổi toạ độ phải chia nhiều trường hợp khác tuỳ thuộc vào độ xác yêu cầu khu vực cần tính chuyển Sau xác định hệ thống toạ độ VN-2000 phải chuyển toạ độ từ hệ Hà nội - 1972 sang hệ thống Bài toán đặt dạng: 1 Tính chuyển toạ độ cho lưới toạ độ: dạng tính chuyển địi hỏi độ xác cao, giải tốn có trường hợp:  Đối với lưới toạ độ hạng III IV đạt tiêu chuẩn phải tiến hành bình sai lại dựa vào toạ độ gốc thuộc lưới hỗn hợp bình sai  Đối với lưới toạ độ hạng thấp bình sai lại việc lưu trữ trị đo cho phép, khơng có điều kiện tính chuyển theo cơng thức 2 Tính chuyển toạ độ cho loại đồ: dạng tính chuyển địi hỏi độ xác phù hợp với tỷ lệ đồ, giải toán có trường hợp sau:  Bản đồ dạng số tính chuyển cơng thức đưa dạng công cụ phần mềm làm đồ số  Bản đồ giấy số hố tính chuyển cơng thức kết hợp với q trình số hố  Bản đồ giấy tiếp tục sử dụng theo hệ Hà nội - 1972 khơng có nhu cầu liên hệ với toạ độ hệ mới; trường hợp có nhu cầu sử dụng hệ toạ độ thực kẻ thêm lưới ô vuông theo hệ toạ độ lên đồ sử dụng  Tính chuyển hệ thống góc khung đồ theo công thức dạng phần mềm máy tính phục vụ sản xuất đồ tồn ngành (47)Trang 46 Điều quan trọng phải biết xác mối liên hệ (cơng thức tính chuyển toạ độ) giữa hệ thống để cần thiết tự chuyển đổi Vấn đề cịn lại cần giải xác định cơng thức tính chuyển toạ độ hệ thống HN-72 VN-2000 tình trạng lưới toạ độ hệ Hà nội - 72 bị chia thành nhiều lưới nhỏ có gốc toạ độ khác Với đặc thù toán cần phân chia thành nhiều trường hợp tùy thuộc vào mục đích cần tính chuyển, tức phục thuộc vào độ xác địi hỏi Mặt khác việc tính tốn cần đảm bảo yếu tố thống toàn hệ thống Như vậy, tuỳ theo tỷ lệ đồ điều kiện cụ thể lưới toạ độ hệ Hà Nội - 72 khu vực xác định độ rộng phạm vi tính chuyển cho phù hợp cách phân chia cụ thể đưa bảng sau: TỶ LỆ BẢN ĐỒ SỐ KHU VỰC MÔ TẢ KHU VỰC ĐỘ CHÍNH XÁC 1/50.000 và nhỏ hơn 1 Cả nước 5m 1/25.000 3 1 Từ phía Bắc đến vỹ tuyến 16o Từ vỹ tuyến 16o đến vỹ tuyến 12o Từ vỹ tuyến 12o đến phía Nam 0,8 m 1,5 m 2,0 m 1/10.000 1/5.000 70 Theo địa bàn tỉnh kết hợp với phạm vi lưới toạ độ thành phần lưới hỗn hợp 0,1 m 1/2.000 1/1.000 và lớn hơn Sẽ có quy định riêng dựa vào việc tính chuyển lưới hạng thấp kèm theo (48)Trang 47 VI KẾT LUẬN 1 Vấn đề xây dựng Hệ Quy chiếu Hệ Toạ độ Quốc gia việc thiết phải làm giai đoạn để đáp ứng đòi hỏi thực tế phát triển kinh tế - xã hội đảm bảo an ninh - quốc phòng Cơng trình đặt vấn đề tìm cách giải cho đảm bảo tốt kỹ thuật, hiệu cao sử dụng tiết kiệm kinh tế 2 Lưới toạ độ Nhà nước ta xây dựng từ 1959 tới 1992 phủ trùm nước lưới hỗn hợp gồm nhiều loại trị đo, thực thời gian dài Lưới GPS cấp "0" có độ xác cao, sử dụng để kiểm tra chất lượng trị đo mặt đất đảm bảo chức tăng cường độ xác cho lưới mặt đất kết nối với hệ Quy chiếu Quốc tế Các lưới GPS cấp "0" cạnh ngắn xử lý lại đạt độ xác cao kết xử lý giai đoạn trước Đến sau phân tích độ xác trị đo kết luận chất lượng trị đo đảm bảo yêu cầu kỹ thuật lưới toạ độ hạng I II sau đo bổ sung thay một số trị đo có chất lượng khơng đảm bảo Riêng lưới biển có nhiều trị đo khơng đảm bảo độ xác hạng II nên đưa vào lưới hạng III 3 Q trình tính tốn xử lý toán học lưới toạ độ Quốc gia tiến hành trước hết hệ Qui chiếu WGS-84 Quốc tế dựa vào điểm đo GPS tuyệt đối theo chế độ quan trắc liên tục 24 Mơ hình Geoid dựa vào mơ hình tồn cầu EGM-96 kết hợp với tập hợp 367 điểm GPS có độ cao thuỷ chuẩn để tính tốn dị thường độ cao kết tính độ lệch dây dọi theo phương pháp nội suy thiên văn - trắc địa - trọng lực hoàn tồn đủ độ xác để hiệu chỉnh trị đo hệ quy chiếu yêu cầu Quá trình xử lý cho thấy chất lượng trị đo GPS cấp "0" cao, trị đo mặt đất hoàn toàn đáp ứng yêu cầu kỹ thuật đặt Lưới Toạ độ Quốc gia đo nối với lưới toạ độ quốc tế thông qua điểm đo toạ độ tuyệt đối việc đo nối với lưới IGS (49)Trang 48 hệ thống danh pháp đồ hành Việt Nam có thích danh pháp quốc tế Việc định vị ellipsoid quy chiếu thử nghiệm với vài nghiên cứu cho Ellipsoid Krasovski Phương án định vị cuối thực theo thuật toán khác thu kết thống 5 Bình sai lưới hỗn hợp thiên văn - trắc địa - vệ tinh (GPS - mặt đất) nước ta hệ Quy chiếu Quốc gia VN-2000 nghiên cứu theo nhiều phương án khác Phương án lựa chọn tập hợp trị đo mặt đất chuyển Ellipsoid WGS-84 định vị theo dị thường độ cao tính từ mơ hình Geoid độ lệch dây dọi tính theo phương pháp nội suy thiên văn - trắc địa - trọng lực; tồn lưới hỗn hợp bình sai chung với điểm gốc N00 Hà nội Toạ độ lưới sau bình sai khơng có sai khác đáng kể với toạ độ điểm sở định vị Phương án bình sai cuối thực theo thuật toán khác nhau: thuật toán chương trình bình sai TRIMNET+ Mỹ, thuật tốn khối điều khiển thuật tốn Choleski kinh điển khơng chia khối Kết bình sai theo thuật tốn thống nhất, thể sai số tính toán phạm vi cho phép 6 Việc tính chuyển toạ độ hệ quy chiếu hành xem xét đầy đủ, tạo thuận lợi cho triển khai thực tế khơng địi hỏi chi phí kinh phí tốn
- Xem thêm -

Xem thêm: GIOI THIEU PHEP CHIEU 2000, GIOI THIEU PHEP CHIEU 2000

Hình ảnh liên quan

Chất lượng và kết quả bình sai các khu được thống kê trong bảng dưới đ ây: - GIOI THIEU PHEP CHIEU 2000

h.

ất lượng và kết quả bình sai các khu được thống kê trong bảng dưới đ ây: Xem tại trang 15 của tài liệu.
được thống kê trong bảng sau: - GIOI THIEU PHEP CHIEU 2000

c.

thống kê trong bảng sau: Xem tại trang 17 của tài liệu.
Phương án bình sai chính th ức được chia khối như mô tả trong bảng IV.3.2 sau đây:  - GIOI THIEU PHEP CHIEU 2000

h.

ương án bình sai chính th ức được chia khối như mô tả trong bảng IV.3.2 sau đây: Xem tại trang 23 của tài liệu.
mô hình xử lý số liệ ụ - GIOI THIEU PHEP CHIEU 2000

m.

ô hình xử lý số liệ ụ Xem tại trang 33 của tài liệu.
V.3.1 Xây dựng mô hình geoid đối với ellipsoid quy chiếu quốc gia - GIOI THIEU PHEP CHIEU 2000

3.1.

Xây dựng mô hình geoid đối với ellipsoid quy chiếu quốc gia Xem tại trang 41 của tài liệu.