Khảo sát và cải thiện ảnh hưởng của vận tốc sóng âm và độ nghiêng của tàu trong đo sâu hồi âm đơn tia

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA DƯƠNG MINH ÂU KHẢO SÁT VÀ CẢI THIỆN ẢNH HƯỞNG CỦA VẬN TỐC SÓNG ÂM VÀ ĐỘ NGHIÊNG CỦA TÀU TRONG ĐO SÂU HỒI ÂM ĐƠN TIA : : 605285 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 05 ăm 2014 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM Cán hướng dẫn khoa học : PGS TS NGUYỄN NGỌC LÂU (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : TS LƯƠNG BẢO BÌNH (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : TS LÊ TRUNG CHƠN (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 27 tháng 08 năm 2014 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG PGS TS ĐÀO XUÂN LỘC TRƯỞNG KHOA KTXD ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: DƢƠNG MINH ÂU MSHV: 10220384 Ngày, tháng, năm sinh: 24-08-1983 Nơi sinh: Bến Tre Chuyên ngành: Kỹ thuật Trắc địa Mã số : 605285 I TÊN ĐỀ TÀI: ‘Khảo sát cải thiện ảnh hƣởng vận tốc sóng âm độ nghiêng tàu đo sâu hồi âm đơn tia’ II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:  Thu thập liệu đo thử nghiệm  Tìm hiểu nguyên lý hoạt động hiệu chỉnh thiết bị đo vận tốc sóng âm (sound velocimeter) thiết bị cảm biến chuyển động (motion sensor) vào kết đo sâu  Xây dựng phần mềm xử lý đo sâu hồi âm đơn tia ‘HYDROTOOLS’  Xử lý liệu đo phần mềm thương mại phần mềm học viên tự xây dựng  Rút kết luận kiến nghị III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 24-06-2013 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 23-05-2014 V CÁN BỘ HƢỚNG DẪN: PGS TS NGUYỄN NGỌC LÂU Tp HCM, ngày tháng năm 20 CÁN BỘ HƢỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) TRƢỞNG KHOA….……… (Họ tên chữ ký) -   - Lời học viên xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Ngọc Lâu tận tình hướng dẫn, bảo, động viên học viên suốt trình làm luận văn Những ý kiến đóng góp khoa học Thầy giúp ích cho học viên nhiều việc tiếp cận khám phá tri thức Học viên muốn gửi lời cảm ơn đến Nguyễn Tân Sơn, giám đốc Công ty TNHH Địa Hải, có ý kiến đóng góp quý báo, đặc biệt nhiệt tình giúp đỡ mặt thiết bị để học viên hồn thành luận văn thạc sỹ Học viên xin gửi lời biết ơn chân thành đến gia đình (cha mẹ, vợ trai) tạo thuận lợi mặt thời gian, đặc biệt ln bên cạnh chia khó khăn giúp học viên có thêm động lực, niềm tin để hồn thành luận văn cách tốt đẹp Dương Minh Âu LỜI CAM KẾT Tôi xin cam kết luận văn không trùng với luận văn nước làm trước Số liệu thu thập, xử lý hồn tồn trung thực khơng chép Nếu phát có gian lận tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Học viên thực TĨM TẮT LUẬN VĂN “KHẢO SÁT VÀ CẢI THIỆN ẢNH HƯỞNG CỦA VẬN TỐC SÓNG ÂM VÀ ĐỘ NGHIÊNG CỦA TÀU TRONG ĐO SÂU HỒI ÂM ĐƠN TIA” Ngày nay, công tác đo đạc địa hình nước dùng máy đo sâu hồi âm đơn tia trở nên phổ biến Việt Nam như: đo sâu thành lập đồ sông/ biển, đo sâu phục vụ nạo vét, đo sâu phục vụ thiết kế cảng, đo sâu phục vụ xây dựng loại cơng trình thủy, … Tuy nhiên, cơng tác đo sâu ngồi hai thiết bị là: thiết bị định vị máy đo sâu hồi âm đo sâu vùng có nhiều sóng, gió, dịng chảy mạnh, … địi hỏi phải có thêm thiết bị cảm biến chuyển động (motion sensor) thiết bị đo vận tốc sóng âm (sound velocimeter) để cải thiện độ xác cơng tác đo sâu hồi âm đơn tia Đề tài học viên tập trung tìm hiểu ngun tắc tính tốn hiệu chỉnh liệu từ thiết bị cảm biến chuyển động (motion sensor) thiết bị đo vận tốc sóng âm (sound velocimeter) vào kết đo sâu sau để viết chương trình có khả xử lý liệu đo sâu hồi âm đơn tia có khả tích hợp thiết bị SUMMARY “INVESTIGATION AND IMPROVEMENT THE EFFECTS OF SOUND VELOCIMETER AND THE ATTITUDE OF THE SURVEY VESSEL IN SINGLE BEAM HYDROGRAPHIC SURVEY” Nowadays, hydrographic surveying using single beam echo sounder become popular in Viet Nam such as: defining the bathymetric map of river/ sea, serving dredging, for port designing, and building underwater construction, … However, in hydrographic survey, beside two basis equipments are: positioning equipment and single beam echo sounder, when surveying in the area that have many waves, winds, flows, … It is neccesary to have the motion sensor and sound velocimeter for improving the accuracy of single beam hydrographic survey datas Therefore, my thesis will be focus on reseaching the principles of adjusting the datas from motion sensor and sound velocimeter into the final hydrographic survey result in order to building a program that can be processing the single beam hydrographic survey with all equipments above MỤC LỤC CHƯƠNG 1: NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN 1.1 – NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN 1.1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.1.2 Mục tiêu đề tài 1.1.3 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn luận văn 1.2 – TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 1.2.1 Tình hình nghiên cứu nước 1.2.2 Tình hình nghiên cứu quốc tế CHƯƠNG 2: SÓNG ÂM & THIẾT BỊ HOẠT ĐỘNG TRÊN NGUYÊN LÝ SÓNG ÂM 2.1 – SÓNG ÂM 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 Nguyên lý hoạt động 2.2 – VẬN TỐC SÓNG ÂM 2.2.1 Tính tốn vận tốc sóng âm 2.2.2 Cơng thức xác định vận tốc sóng âm kinh điển 10 2.2.3 Kiểm nghiệm bar-check 15 2.3 – THIẾT BỊ ĐO VẬN TỐC SÓNG ÂM 18 2.3.1 Giới thiệu số thiết bị đo vận tốc sóng âm 18 2.3.2 Nguyên lý hoạt động 19 2.4 – CÁC KỸ THUẬT ĐO SÂU CƠ BẢN 24 2.4.1 Sào đo sâu 25 2.4.2 Thả dọi 26 2.4.3 Máy đo sâu hồi âm đơn tia 27 2.4.4 Máy đo sâu hồi âm đa tia 29 2.4.5 Phương pháp đo sâu hậu xử lý kiểu base-rover 30 2.4.6 Phương pháp đo sâu hậu xử lý kiểu DGPS 33 -i- 2.4.7 Phương pháp đo sâu hậu xử lý kiểu định vị điểm xác PPP 34 2.4.8 Phương pháp đo sâu áp dụng đo động thời gian thực GPS RTK 36 CHƯƠNG 3: THIẾT BỊ MOTION SENSOR VÀ NGUN TẮC TÍNH TỐN HIỆU CHỈNH DỮ LIỆU ĐO SÂU 40 3.1 – GIỚI THIỆU THIẾT BỊ MOTION SENSOR HÃNG VT TSS DMS 41 3.1.1 Lắp đặt cảm biến 43 3.1.2 Nguyên lý hoạt động 44 3.1.3 Những đặc tính mảng trực giao 49 3.1.4 Phân tích sai số roll, pitch tác động lên sai số độ sâu đo 50 3.2 – SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA TÀU KHẢO SÁT 56 3.3 – THỐNG KÊ ẢNH HƯỞNG SAI SỐ HEAVE, ROLL, PITCH VÀ YAW LÊN HỆ THỐNG ĐO SÂU HỒI ÂM ĐƠN TIA CỦA QUẬN ĐỘI MỸ 60 3.4 – NGUN TẮC TÍNH TỐN HIỆU CHỈNH TỌA ĐỘ VÀ ĐỘ SÂU TỪ THIẾT BỊ CẢM BIẾN CHUYỂN ĐỘNG (MOTION SENSOR) 64 3.5 – KỸ THUẬT PATCH TEST 72 CHƯƠNG 4: PHƯƠNG PHÁP ĐỀ XUẤT XÁC ĐỊNH VẬN TỐC TRUYỀN ÂM VÀ ĐỘ RUNG LẮC CỦA TÀU 78 4.1 – ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN VẬN TỐC TRUYỀN ÂM 79 4.1.1 Phương pháp đề xuất 79 4.1.2 Khảo sát ảnh hưởng thông số công thức kinh điển 80 4.2 – ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN CHUYỂN ĐỘNG LẮC XOAY CỦA TÀU KHẢO SÁT 83 4.2.1 Một số dòng thiết bị motion sensor tiêu biểu 83 4.2.2 Các khung tọa độ 83 4.2.3 Một số phương pháp lắp đặt anten phục vụ tính tốn roll, pitch 84 4.3 – GIỚI THIỆU VỀ CHƯƠNG TRÌNH XỬ LÝ “HYDROTOOLS” 96 4.4 – LỰA CHỌN NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH 102 4.5 – CÁC CHƯƠNG TRÌNH CON VÀ CHƯƠNG TRÌNH CHÍNH 103 - ii - 4.5.1 Chương trình lấy liệu với tốc độ khác 103 4.5.2 Chương trình đồng file theo thời gian 104 4.5.3 Chương trình hiệu chỉnh roll/pitch vào liệu đo sâu 105 4.5.4 Chương trình hiệu chỉnh vận tốc sóng âm vào liệu đo sâu 105 CHƯƠNG 5: THU THẬP DỮ LIỆU VÀ XỬ LÝ 107 5.1 – THU THẬP DỮ LIỆU 108 5.1.1 Khu đo sông 108 5.1.2 Khu đo biển 111 5.2 – XỬ LÝ DỮ LIỆU VÀ SO SÁNH KẾT QUẢ 112 5.2.1 Vận tốc truyền âm 112 5.2.2 Xác định độ rung lắc tàu 115 5.3 – KHẢO SÁT ĐỘ CHÍNH XÁC PHẦN MỀM HYDROTOOLS 118 5.3.1 Nội suy liệu Hypack 118 5.3.2 Tính tốn vận tốc sóng âm công thức kinh điển 120 5.3.3 Hiệu chỉnh vận tốc sóng âm 124 5.3.4 Hiệu chỉnh roll, pitch heave vào tọa độ độ sâu 126 5.3.5 Xử lý liệu đo sâu hồi âm đơn tia 129 5.3.6 Khảo sát độ cao mực nước quan trắc mực nước RTK 134 5.4 – ĐÁNH GIÁ ĐỘ CHÍNH XÁC ĐO SÂU KẾT HỢP KIỂU ĐỊNH VỊ ĐIỂM CHÍNH XÁC PPP 135 5.4.1 Khu vực sông 136 5.4.2 Khu vực biển 137 5.5 – KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH ĐẦU DÕ HỒI ÂM VÀ ĐỐI CHIẾU VỚI GÓC XOAY ROLL, PITCH 138 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 140 6.1 – KẾT LUẬN 141 6.1.1 Các vấn đề đạt 141 6.1.2 Kết luận 143 - iii - CHƯƠNG 5: THU THẬP VÀ XỬ LÝ DỮ LIỆU Bảng 5.14: Bảng thống kê kết xử lý kiểu RTK BASE-ROVER Thống kê dX (m) -0.120 0.060 Max RTK & BASE-ROVER dY (m) -0.080 0.165 dH (m) -0.279 0.385 So sánh kiểu RTK PPP: Hình 5.55: Đồ thị độ lệch dX (m) RTK PPP Hình 5.56: Đồ thị độ lệch dY (m) RTK PPP Hình 5.57: Đồ thị độ lệch dH (m) RTK PPP HVTH: Dương Minh Âu - 133 - GVHD: PGS TS Nguyễn Ngọc Lâu CHƯƠNG 5: THU THẬP VÀ XỬ LÝ DỮ LIỆU Bảng 5.15: Bảng thống kê kết xử lý kiểu RTK PPP Thống kê RTK & PPP dY (m) -1.209 1.017 dX (m) -0.855 1.066 Max dH (m) -0.154 0.315 5.3.6 Khảo sát độ cao mực nước quan trắc mực nước RTK: Để khảo sát độ lệch tính hiệu kỹ thuật RTK phương pháp đo mực nước gần bờ, học viên tiến hành chuyển đổi cao độ anten RTK độ cao mực nước tương ứng, sau so sánh với độ cao mực nước đo phương pháp quan trắc mực nước truyền thống Kết khảo sát đây: 5.3.6.1 Dữ liệu đo sơng: Hình 5.58: Đồ thị độ lệch tính tốn độ cao mực nước RTK phương pháp quan trắc mực nước truyền thống 5.3.6.2 Dữ liệu đo biển: Hình 5.59: Đồ thị độ lệch tính tốn độ cao mực nước RTK phương pháp quan trắc mực nước truyền thống HVTH: Dương Minh Âu - 134 - GVHD: PGS TS Nguyễn Ngọc Lâu CHƯƠNG 5: THU THẬP VÀ XỬ LÝ DỮ LIỆU 5.4 – ĐÁNH GIÁ ĐỘ CHÍNH XÁC ĐO SÂU KẾT HỢP KIỂU ĐỊNH VỊ ĐIỂM CHÍNH XÁC PPP: Ưu điểm phương pháp PPP khả định vị không cần sử dụng trạm base để cung cấp số cải chỉnh mà sử dụng máy thu có khả cung cấp trị đo pha Tuy nhiên, nhược điểm phương pháp để có tọa độ sau xử lý xác phải đợi thời gian sau có lịch vệ tinh xác để kết xử lý tin cậy Tuy nhiên, phương pháp lại có cách vận hành đơn giản độ xác gần ngang với máy thu DGNSS Để khảo sát độ xác phương pháp PPP, học viên tiến hành tính tốn sai số phương pháp PPP so với phương pháp RTK khẳng định độ xác  Độ lệch tọa độ X:  X  X RTK  X PPP /BASE&ROVER (5.3)  Độ lệch tọa độ Y: Y  YRTK  YPPP /BASE&ROVER (5.4) Với: XRTK, XPPP/BASE&ROVER tọa độ thành phần X sau xử lý công nghệ RTK PPP hay BASE&ROVER tương ứng YRTK, YPPP/BASE&ROVER tọa độ thành phần Y sau xử lý công nghệ RTK PPP hay BASE&ROVER tương ứng  Độ lệch sai số tọa độ: m XY   2X  Y2 (5.5)  Độ lệch chuẩn theo trục tọa độ X, Y:    n m X  X n    n m  Y Y (5.6) n  Độ lệch chuẩn tọa độ phương pháp RTK PPP: M P  m2 X  m2Y (5.7) Để đánh giá tỷ lệ thành lập đồ đáy sông, học viên sử dụng công thức: m  1.2M (5.8) Với: m sai số trung phương M mẫu số tỷ lệ đồ HVTH: Dương Minh Âu - 135 - GVHD: PGS TS Nguyễn Ngọc Lâu CHƯƠNG 5: THU THẬP VÀ XỬ LÝ DỮ LIỆU 5.4.1 Khu vực sơng: Hình 5.60: Đồ thị tỷ lệ % sai số thành phần X (m) RTK PPP Hình 5.61: Đồ thị tỷ lệ % sai số thành phần Y (m) RTK PPP HVTH: Dương Minh Âu - 136 - GVHD: PGS TS Nguyễn Ngọc Lâu CHƯƠNG 5: THU THẬP VÀ XỬ LÝ DỮ LIỆU 5.4.2 Khu vực ngồi biển: Hình 5.62: Đồ thị tỷ lệ % sai số thành phần X (m) RTK PPP Hình 5.63: Đồ thị tỷ lệ % sai số thành phần Y (m) RTK PPP Bảng 5.16: Bảng tổng hợp sai số vị trí điểm mặt kỹ thuật RTK PPP Khu đo Trong sơng Ngồi biển Độ lệch chuẩn theo trục tọa độ X (m) Y (m) 0.497 0.546 0.530 0.601 HVTH: Dương Minh Âu - 137 - Độ lệch chuẩn tọa độ MP (m) 0.738 0.802 GVHD: PGS TS Nguyễn Ngọc Lâu CHƯƠNG 5: THU THẬP VÀ XỬ LÝ DỮ LIỆU Để đánh giá độ lệch chuẩn tọa độ phương pháp PPP RTK phù hợp thành lập độ đáy sông/ biển với tỷ lệ bao nhiêu, học viên lập bảng tính theo cơng thức (5.8) sau: Bảng 5.17: Bảng tổng hợp sai số tương ứng tỷ lệ đồ thành lập Tỷ lệ BĐ SSTP 1:500 1.2 x 0.5 = 0.6 (m) 1:1000 1.2 x = 1.2 (m) 1:2000 1.2 x = 2.4 (m) 1:5000 1.2 x = 6.0 (m) Dựa vào bảng 5.16 5.17, kết luận sai số phương pháp PPP so với phương pháp RTK đạt khoảng nhỏ sai số cho phép việc thành lập đồ tỷ lệ 1/1000 5.5 – KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH ĐẦU DỊ HỒI ÂM VÀ ĐỐI CHIẾU VỚI GĨC XOAY ROLL, PITCH: Theo cơng bố trang web hãng sản xuất máy đo sâu hồi âm Odom Hydrographic (Mỹ) địa chỉ: http://www.odomhydrographic.com/content/transducers/ Ta thấy đầu dò sử dụng cho máy đo sâu hồi âm Odom Hydrotrac thuộc loại đầu dị có mã hiệu SMB200-3 Đây loại máy đo sâu đầu dò sử dụng rộng rãi nhiều quan có chức đo sâu hồi âm Việt Nam dùng thiết bị đo sâu đơn tia hãng Odom Hình 5.64: Minh họa bề rộng chùm tia phát đầu dò hồi âm đơn tia HVTH: Dương Minh Âu - 138 - GVHD: PGS TS Nguyễn Ngọc Lâu CHƯƠNG 5: THU THẬP VÀ XỬ LÝ DỮ LIỆU Hình 5.65: Hình ảnh đầu dị hồi âm đơn tia sử dụng Bảng 5.18: Đặc trưng loại đầu dò Loại đầu dò SMB200-3 Bề rộng tia phát 40 Số kênh phát Tần số Độ sâu đo kênh 200KHz 200m Theo quy phạm Quân đội Mỹ, theo lý tưởng, hạn sai ảnh hưởng roll-pitch gây sai số đo sâu hạng sai giới hạn ±6cm Điều đạt trì sai số ảnh hưởng roll-pitch nhỏ 10 độ tia phát có góc phát khoảng độ Đối với dự án nước sâu, giới hạn độ khuyến cáo trì Do vậy, với loại đầu dị SMB200-3 có bề rộng tia phát độ sai số roll, pitch đo giá trị roll, pitch vượt qua ngưỡng độ (1/2 bề rộng góc phát) tiến hành hiệu chỉnh Vì vậy, với khu vực đo sông hầu hết liệu roll pitch nhỏ độ Do đó, khơng cần thiết phải sử dụng thiết bị motion sensor cho khu vực đo sơng Tuy nhiên, khu vực biển có nhiều giá trị roll, pitch lớn độ Vì thế, cần thiết phải sử dụng thiết bị motion sensor cho khu vực đo biển HVTH: Dương Minh Âu - 139 - GVHD: PGS TS Nguyễn Ngọc Lâu CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ HVTH: Dương Minh Âu - 140 - GVHD: PGS TS Nguyễn Ngọc Lâu CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Sau tiến hành nghiên cứu nguyên tắc hiệu chỉnh chuyển động lắc xoay tàu khảo sát vào kết đo sâu, ảnh hưởng vận tốc sóng âm lên kết đo sâu, tiến hành thu thập liệu thử nghiệm khu vực sơng ngồi biển xây dựng phần mềm “HYDRO TOOLS” có khả xử lý liệu đo sâu hồi âm đơn tia, có hỗ trợ xử lý hiệu chỉnh ảnh hưởng chuyển động lắc xoay vận tốc sóng âm vào kết đo sâu hồi âm đơn tia sau để có kết tọa độ độ cao điểm đáy sơng/biển cách xác Học viên rút kết luận kiến nghị sau đây: 6.1 – KẾT LUẬN: 6.1.1 Các vấn đề đạt được: Công tác đo sâu hồi âm đơn tia sử dụng từ lâu Việt Nam công tác đo đạc đồ biển, thành lập bình đồ khu vực xây dựng dự án, khảo sát luồng, khảo sát phục vụ nạo vét, khảo sát phục vụ thi công tuyến cáp, ống ngầm nước, Tuy nhiên, việc sử dụng kết hợp máy đo sâu hồi âm với thiết bị cảm biến chuyển động (motion sensor) thiết bị đo vận tốc sóng âm (sound velocimeter) vấn đề cịn mẻ Việt Nam nhằm cải thiện độ xác đo sâu hồi âm đơn tia, đặc biệt khu vực có nhiều sóng nhơ biển đại dương Chính phạm vi luận văn học viên đạt vấn đề sau đây:  Tìm hiểu chức nguyên tắc vận hành của: máy đo sâu hồi âm đơn tia Odom Hydrotrac (Mỹ), hệ thống GPS RTK Topcon Hiper hãng Topcon (Nhật Bản), thiết bị đo cảm biến chuyển động Teledyne TSS DMS-05 (Canada), thiết bị đo vận tốc sóng âm Digibar Pro (Mỹ) số thiết bị chuyên dụng cho công tác đo sâu khác  Tìm hiểu phương pháp đo kỹ thuật xử lý liệu đo sâu hồi âm đơn tia sử dụng phần mềm khảo sát thủy đồ chuyên nghiệp Hypack Max (Mỹ)  Cách sử dụng phần mềm xử lý liệu GPS tiếng như: Topcon Tools (Nhật Bản), RTKLib phiên 2.4.2 (Nhật Bản), số dịch vụ xử lý định vị điểm xác trực tuyến mạng Internet CSRS-PPP (Canada), OPUS (Mỹ), …  Tìm hiểu ngơn ngữ lập trình Matlab sử dụng rộng rãi trường đại học HVTH: Dương Minh Âu - 141 - GVHD: PGS TS Nguyễn Ngọc Lâu CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ  Tìm hiểu ngun lý tính tốn hiệu chỉnh ảnh hưởng chuyển động lắc xoay (roll pitch) tàu lên liệu đo sâu hồi âm đơn tia  Tìm hiểu cơng thức tính tốn vận tốc sóng âm kinh điển dùng nghiên cứu biển đại dương ứng dụng cơng thức tính tốn vào việc xác định vận tốc sóng âm truyền nước có liệu đầu vào nhiệt độ, độ mặn áp suất  Khảo sát khả sử dụng thiết bị cảm biến đo nhiệt độ, độ ẩm rẻ tiền việc thay thiết bị đo vận tốc sóng âm chuyên dụng đắt tiền  Khảo sát khả sử dụng công nghệ GPS để xác định chuyển động lắc xoay tàu (roll pitch) thay cho thiết bị motion sensor đắt tiền  Đề xuất số phương pháp đo sâu hồi âm đơn tia khác thay phương pháp đo sâu kết hợp kỹ thuật GPS RTK phương pháp đo sâu kết hợp quan trắc mực nước truyền thống như: phương pháp đo sâu kết hợp kỹ thuật định vị động hậu xử lý kiểu Base-Rover, phương pháp đo sâu kết hợp kỹ thuật định vị điểm xác PPP Về luận văn đáp ứng yêu cầu đề là:  Đã vận hành thu thập liệu đo sâu hồi âm đơn tia kết hợp kỹ thuật định vị GPS RTK, kỹ thuật định vị động hậu xử lý Base-Rover, kỹ thuật PPP kèm với thiết bị cảm biến chuyển động motion sensor, thiết bị đo vận tốc sóng âm Sound Velocimeter sử dụng phần mềm Hypack Max cho hai khu vực đo: sơng ngồi biển  Xây dựng phần mềm “HYDROTOOLS” có khả xử lý liệu đo sâu hồi âm đơn tia tích hợp với thiết bị đại như: motion sensor, sound velocimeter, … Ngồi ra, phần mềm cịn cung cấp mơ đun “Kiểm Nghiệm” để xử lý, tính tốn hiệu chỉnh giá trị roll pitch tính vào liệu đo sâu hồi âm sau Phần mềm cịn có khả lọc trị đo GPS nhiễu để việc tính tốn roll, pitch cơng nghệ GPS xác khả đánh giá sai số phương pháp tính tốn  Xử lý liệu đo tích hợp thiết bị kể hệ thống đo sâu hồi âm đơn tia sử dụng phần mềm đo sâu xử lý liệu chuyên nghiệp Hypack Max để có kết xác Từ xử lý liệu phần mềm học viên tự xây dựng để đối chiếu so sánh kết HVTH: Dương Minh Âu - 142 - GVHD: PGS TS Nguyễn Ngọc Lâu CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1.2 Kết luận: Việc sử dụng thiết bị cảm biến cầm tay rẻ tiền để đo giá trị (nhiệt độ, độ mặn, áp suất) để tính tốn vận tốc sóng âm thay việc sử dụng công nghệ GNSS để xác định roll, pitch thay cho thiết bị cảm biến đắt tiền tiềm Kết xử lý tính tốn phần mềm tự viết “HYDROTOOLS” phần mềm thương mại cho kết gần tương tự Tuy nhiên, phần mềm “HYDROTOOLS” cho phép xử lý liệu đo sâu hai kiểu đo không phần mềm HYPACK hỗ trợ xử lý là: kiểu định vị động hậu xử lý dạng BASE-ROVER kiểu định vị điểm xác PPP Việc đo sâu hồi âm đơn tia nhiều đơn vị sản xuất áp dụng cơng tác đo đạc thành lập bình đồ đáy sông, biển Tuy nhiên, việc sử dụng thiết bị kèm để cải thiện độ xác cho công tác đo sâu thiết bị cảm biến chuyển động (motion sensor), thiết bị đo vận tốc sóng âm (sound velocimeter) loại phần mềm thương mại Hypack Max, Hydro Pro, … mà không hiểu rõ nguyên tắc hoạt động, hiệu chỉnh xử lý liệu chúng gây sai số lớn việc xác định tọa độ độ cao điểm đáy sơng Vì vậy, luận văn cung cấp tài liệu tổng hợp phục vụ cho người nghiên cứu tìm hiểu chi tiết kỹ thuật đo sâu hồi âm đơn tia 6.1.3 Khó khăn hạn chế:  Khó khăn: Nguyên lý hoạt động thiết bị cảm biến chuyển động (motion sensor) thiết bị đo vận tốc sóng âm (sound velocimeter) phức tạp chưa có nghiên cứu chi tiết cụ thể Việt Nam, đa phần nguồn tài liệu tiếng Anh Chính điều chiếm nhiều thời gian cho học viên tìm hiểu chi tiết hai thiết bị trình xây dựng chương trình “HYDROTOOLS” Đây thiết bị đắt tiền có đơn vị Việt Nam trang bị Do vậy, nguồn thiết bị học viên có thu thập liệu phải phụ thuộc vào tình trạng thiết bị đơn vị khác cho mượn Do đó, khó để tiến hành đo thêm số khu vực khảo sát khác để có sở đánh giá khách quan Chưa có điều kiện thử nghiệm nhiều khu vực sơng ngồi biển, khu vực có độ sâu lớn (>25m) để thấy thay đổi vận tốc sóng âm xảy lớn Chưa thực kỹ thuật bar-check cách xác để có sở so sánh đối chiếu với kết tính tốn vận tốc sóng âm từ thiết bị đo vận tốc sóng âm Digibar Pro thiết bị rẻ tiền HVTH: Dương Minh Âu - 143 - GVHD: PGS TS Nguyễn Ngọc Lâu CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ  Hạn chế: Chưa thực việc khảo sát khu vực biển có nhiều sóng có độ sâu lớn điều kiện mượn thiết bị để làm thử nghiệm bị hạn chế Chưa có nhiều liệu tin cậy để tiến hành xử lý liệu nhằm khảo sát, so sánh khẳng định tính đắn kết xử lý từ phần mềm HYDROTOOLS phần mềm đo sâu thương mại HYPACK MAX 6.2 – HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI: Với phát triển khơng ngừng việc đại hóa trang thiết bị cơng nghệ lĩnh vực khảo sát địa hình nước Việt Nam có số đơn vị đầu tư hệ thống đo sâu hồi âm đa tia Khi phần mềm “HYDROTOOLS” cần nâng cấp để xử lý liệu đo sâu hồi âm đa tia tương lai Mô đun kiểm nghiệm việc ứng dụng công nghệ GNSS để tính tốn góc xoay roll pitch tàu khảo sát dựa kết xử lý phần mềm RTKLib Đây phần mềm mã nguồn mở, phần mềm chắn cịn nhiều hạn chế cộng đồng nghiên cứu lĩnh vực GNSS nghiên cứu phát triển thêm Tuy nhiên, để xử lý liệu GNSS kiểu đo “Moving-Base” khơng có phần mềm RTKLib mà cịn có số phần mềm thương mại khoa học có khả xử lý tương tự tốt mà học viên chưa có điều kiện tiếp cận nghiên cứu như: mô đun “TRACK” phần mềm xử lý GPS khoa học GAMIT (MIT – Mỹ), phần mềm xử lý GPS thương mại Waypoint GrafMov, … Hiện nay, phần mềm chạy ngơn ngữ lập trình Matlab thiếu giao tiếp hướng đối tượng (dạng giao diện Windows), cịn gây nhiều khó khăn cho người sử dụng Học viên cố gắng chuyển đổi đoạn mơ đun xử lý chương trình sang ngôn ngữ lập trinh hướng đối tượng VB.Net để giúp q trình xử lý liệu tính tốn dễ dàng nhanh chóng HVTH: Dương Minh Âu - 144 - GVHD: PGS TS Nguyễn Ngọc Lâu TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ts Lê Trung Chơn Giáo trình “Trắc địa biển” Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh [2] Ts.Nguyễn Ngọc Lâu Bài giảng GPS Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh [3] Ts.Nguyễn Ngọc Lâu Bài giảng Trắc địa cao cấp Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh [4] Ts Nguyễn Ngọc Lâu Bài giảng Tin học trắc địa Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh [5] David Wells , người dịch: PGs,Ts Lê Văn Hưng Sổ Tay Định Vị GPS Nxb Khoa Học & Kỹ Thuật, năm 1997 [6] PGs,Ts Đào Xuân Lộc Cơ sở lý thuyết xử lý số liệu đo đạc Nxb Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh [7] Ts Lê Trung Chơn Bài giảng Lưới trắc địa Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh [8] Nguyễn Tấn Lộc Trắc địa đại cương Nxb Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh [9] Huibert-Jan Lekkerkerk người khác Handbook of Offshore Surveing, Nxb Skilltrade BV, Hà Lan, naêm 2006/7 [10] U.S Army Corps of Engineers Engineering and Design: Hydrographic Surveying, Department of the Army, Washington, DC 20314-1000 [11] C.D de Jong, G Lachapelle, S Skone, I.A Elema Hydrography, Delft University Press, tái lần năm 2003, hiệu chỉnh tháng năm 2010 [12] Hypack, Inc Hydrographic Survey Software User Manual, phiên 2009a -i- [13] VT TSS Limited, DMS Series Dynamic Motion Sensor System Manual, phiên 3.xx, năm 2002 [14] Nguyễn Ngọc Lâu, Trương Ngọc Tường, Nguyễn Tân Sơn, Nguyễn Quang Nâng cao độ xác tính hiệu trình thủy đạc kỹ thuật RTK, Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học Trắc địa Bản đồ Quản lý đất đai, lần thứ I, tháng 12 năm 2004 [15] Nguyễn Ngọc Lâu, Trương Ngọc Tường Nguyễn Quang Hệ thống thủy đạc chi phí thấp, năm 2004 [16] Nguyễn Ngọc Lâu Đánh giá độ xác số dịch vụ dựa Web xử lý tự động liệu GPS, Hội nghị Khoa học Công nghệ lần 11, Đại học Bách Khoa Tp HCM, 2009 [17] Nguyeãn Ngọc Lâu, Dương Minh Âu Phương pháp xác định định hướng tàu đo sâu công nghệ GNSS, Hội nghị Khoa học Công nghệ lần 13, Đại học Bách Khoa Tp HCM, 2013 [18] Các tài liệu, báo, hình ảnh từ Internet -i- LÝ LỊCH TRÍCH NGANG -oOo Họ tên: DƢƠNG MINH ÂU Sinh ngày: 24-08-1983 Dân tộc: Kinh Quốc tịch: Việt Nam Quê quán: Bến Tre Địa thường trú: 118/29 Huỳnh Thiện Lộc, Phường Hịa Thạnh, Quận Tân Phú, Tp Hồ Chí Minh Điện thoại: 090.88.206.88 Email: duongminhbt@gmail.com I QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Bậc đào tạo Đại học Cao học Nơi đào tạo Chuyên môn Đại học Bách Khoa Tp HCM Đại học Bách Khoa Tp HCM Trắc địa – Bản đồ Kỹ thuật Trắc địa Năm tốt nghiệp 2008 II QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC: Thời gian (từ năm … đến năm) 2007 – 2009 2009 – Vị trí cơng tác Cơ quan công tác Kỹ sư Công ty Cổ phần Tư vấn Thiết kế Cảng – Kỹ thuật Biển (Portcoast) Công ty TNHH Thiết bị Xây Giám đốc dựng Bách Khoa HVTH: Dƣơng Minh Âu -i- Địa quan 92 Nam Kỳ Khởi Nghĩa, Q.1 93 Huỳnh Thiện Lộc, P Hòa Thạnh, Q Tân Phú GVHD: PGS TS Nguyễn Ngọc Lâu ... LUẬN VĂN “KHẢO SÁT VÀ CẢI THIỆN ẢNH HƯỞNG CỦA VẬN TỐC SÓNG ÂM VÀ ĐỘ NGHIÊNG CỦA TÀU TRONG ĐO SÂU HỒI ÂM ĐƠN TIA? ?? Ngày nay, công tác đo đạc địa hình nước dùng máy đo sâu hồi âm đơn tia trở nên... giá trị vận tốc sóng âm 1515m/s) Kết khảo sát sai số độ sâu ảnh hưởng sai số đo vận tốc sóng âm gây sau: Hình 2.10: Thống kê sai số độ sâu tương ứng với sai số vận tốc sóng âm đo Khảo sát sai... thiết bị đo vận tốc sóng âm 2.3.3 Độ xác số thiết bị đo vận tốc sóng âm thương mại: Thiết bị đo vận tốc sóng âm SV Xchange (Applied Microsystem): Hình 2.8: Thiết bị đo vận tốc sóng âm SV.Xchange