Kết nối độ cao geoid trên lãnh thổ và lãnh hải việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐNA CHẤT ♣ BÙI KHẮC LUYÊN KẾT NỐI ĐỘ CAO GEOID TRÊN LÃNH THỔ VÀ LÃNH HẢI VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐNA CHẤT ♣ BÙI KHẮC LUYÊN KẾT NỐI ĐỘ CAO GEOID TRÊN LÃNH THỔ VÀ LÃNH HẢI VIỆT NAM Chuyên ngành: Kỹ thuật trắc địa Mã số: 60.52.85 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: GS TSKH Phạm Hoàng Lân HÀ NỘI - 2010 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn Bùi Khắc Luyên MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG VẼ DANH MỤC HÌNH MINH HỌA GIẢI THÍCH CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU CHƯƠNG THẾ TRỌNG TRƯỜNG VÀ CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA NÓ 12 1.1 Hàm tính chất 12 1.2 Thế trọng trường Trái đất 13 1.3 Thế trọng trường chuNn nhiễu 14 1.4 Dị thường trọng lực 15 1.5 Dị thường độ cao 21 1.6 Độ lệch dây dọi 23 CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG MƠ HÌNH GEOID 25 2.1 Xây dựng mơ hình geoid phương pháp đo cao Thiên văn-trắc địa-Trọng lực 25 2.2 Xây dựng mơ hình geoid phương pháp sử dụng số liệu Trọng lực 31 2.3 Xây dựng mô hình geoid phương pháp sử dụng số liệu GPS-Thủy chuNn (GPSLevelling) 38 2.4 Xây dựng mơ hình geoid phương pháp sử dụng số liệu đo cao từ vệ tinh (Altimetry) 53 CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP KẾT NỘI ĐỘ CAO GEOID 68 3.1 Nội suy khoảng chênh geoid theo phương pháp Splines 68 3.2 Nội suy khoảng chênh geoid theo phương pháp collocation 73 CHƯƠNG TÍNH TỐN THỰC NGHIỆM 75 4.1 Mô tả khu vực thực nghiệm số liệu thực nghiệm 75 4.2 Tính khoảng chênh geoid cho khu vực thực nghiệm đất liền 82 4.3 Tính độ cao thủy chuNn cho điểm vùng biển 117 4.4 Phân tích đánh giá kết thực nghiệm 121 KẾT LUẬN 124 CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ 125 TÀI LIỆU THAM KHẢO 126 DANH MỤC BẢNG VẼ Bảng 2.1: Liên hệ sóng tải code điều biến 41 Bảng 2.2: Lịch sử phát triển vệ tinh đo cao 59 Bảng 4.1: Số liệu thực nghiệm 75 Bảng 4.2: Kết chuyển đổi tọa độ phẳng (x,y) sang tọa độ trắc địa (B,L) .84 Bảng 4.3: Kết tính tốn độ cao geoid toàn cầu .89 Bảng 4.4: Khoảng chênh geoid .95 Bảng 4.5: Kết tính toán hiệp phương sai thực nghiệm Hiệp phương sai Markov .101 Bảng 4.6: Kết nội suy khoảng chênh geoid theo phương án .103 Bảng 4.7: Kết nội suy khoảng chênh geoid theo phương án .110 Bảng 4.8: Kết nội suy khoảng chênh geoid theo phương án .115 Bảng 4.9: Tọa độ vng góc khơng gian điểm vùng biển 118 Bảng 4.10: Tọa độ trắc địa điểm vùng biển 118 Bảng 4.11: Tọa độ vng góc phẳng điểm vùng biển 118 Bảng 4.12: Nội suy khoảng chênh geoid cho điểm vùng biển theo phương án .119 Bảng 4.13: Nội suy khoảng chênh geoid cho điểm vùng biển theo phương án .119 Bảng 4.14: Độ cao geoid toàn cầu điểm vùng biển 120 Bảng 4.15: Độ cao geoid cục tính theo phương án .120 Bảng 4.16: Độ cao geoid cục tính theo phương án .120 Bảng 4.17: Độ cao thủy chuNn tính theo phương án 121 Bảng 4.18: Độ cao thủy chuNn tính theo phương án 121 Bảng 4.19: So sánh độ lệch theo phương pháp nội suy Collocation 122 Bảng 4.20: So sánh độ lệch theo phương pháp nội suy Spline 122 Bảng 4.21: So sánh kết tính tốn độ cao thủy chuNn cho điểm vùng biển theo phương pháp nội suy 122 Bảng 4.22: So sánh kết tính tốn độ cao thủy chuNn cho điểm vùng biển theo phương án sử dụng liệu 123 DANH MỤC HÌNH MINH HỌA Hình 1.1: Trọng lực .16 Hình 1.2: Đo chu kỳ dao động lắc đơn 17 Hình 1.3: Đo khoảng thời gian rơi tự vật thể .17 Hình 1.4: Quan sát vị trí cân vật nặng tác động trọng lực 18 Hình 1.5: Góc lệch pháp tuyến với mặt Spheroid bán kính điểm xét .20 Hình 1.6: Ellipsoid thực dụng .21 Hình 1.7: Dị thường độ cao 22 Hình 1.8: Độ lệch dây dọi 23 Hình 2.1: Độ lệch dây dọi TVTĐ Dị thường độ cao TVTĐ 27 Hình 2.2: Đo cao thiên văn 28 Hình 2.3: Hệ tọa độ vng góc phẳng 30 Hình 2.4: Định lý Bruns 31 Hình 2.5: Các thành phần độ lệch dây dọi 37 Hình 2.6: Quan hệ độ cao trắc địa độ cao chuNn 39 Hình 2.7: Sơ đồ phân bố vệ tinh GPS bầu trời .40 Hình 2.8: Vệ tinh GPS 42 Hình 2.9: Đoạn điều khiển 43 Hình 2.10: Đoạn sử dụng .44 Hình 2.11: Định vị GPS tuyệt đối 46 Hình 2.12: Định vị GPS vi phân 47 Hình 2.13: Sai phần bậc 48 Hình 2.14: Sai phân bậc hai 49 Hình 2.15: Sai phân bậc ba 49 Hình 2.16: Định vị tương đối động .51 Hình 2.17: Các thành phần trị đo đo cao vệ tinh 54 Hình 2.18: Ảnh hưởng địa hình đáy biển geoid phạm vi 10-1000km 56 Hình 2.19: Mơ hình geoid EGM96 56 Hình 2.20: Mơ hình geoid EGM2008 57 Hình 2.21: Vệ tinh TOPEX/POSEIDON 60 Hình 2.22: Qũy đạo lặp vệ tinh TOPEX/POSEIDON 61 Hình 2.23: Trạm kiểm định đo cao từ vệ tinh Harvest 65 Hình 2.24: Nguyên lý kiểm định đo cao từ vệ tinh .65 Hình 2.25: Vệ tinh JASON-1 67 Hình 3.1: Khoảng chênh geoid 68 Hình 4.1: Sơ đồ lưới thực nghiệm 82 Hình 4.2: Phần mềm Alltrans EGM2008 Calculator 83 Hình 4.3: Đồ thị hàm hiệp phương sai 102 Hình 4.4: Sơ đồ phân bố điểm thực nghiệm phương án 103 Hình 4.5: Sơ đồ phân bố điểm thực nghiệm phương án 110 Hình 4.6: Sơ đồ phân bố điểm thực nghiệm phương án 115 GIẢI THÍCH CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT CHAMP German CHAllenging Minisatellite Payload DORIS Doppler Orbitography Radiopositioning Integrated by Satellites EGM Earth Gravitational Model ERS European Remote-Sensing Satellite FFT Fast Fourier Transform GEOS Geodynamics Explorer Ocean Satellite GOCE European Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer GPS Global Positioning System GPSDR GPS Demonstration Receiver GRACE The US/German Gravity Recovery and Climate Experiment JMR Jason Microwave Radiometer LRA Laser Retroreflector Array NASA National Aeronautics and Space Administration NGA National Geospatial-Intelligence Agency POSEIDON Premier Observatoire Spatial Étude Intensive Dynamique Océan et Nivosphère Positioning Ocean Solid Earth Ice Dynamics Orbiting Navigator RA Radar Altimeter RF Random Field RMS Root Mean Square SA Selective Availability SLR Satellite Laser Ranging SSALT Solid State Altimeter on TOPEX SSH Sea Surface Height TMR TOPEX Microwave Radiometer TOPEX TOPography EXperiment TRSR Turbo Rogue Space Receiver WGS84 World Geodetic System 1984 DTM Digital Terrain Model MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Mơ hình Geoid đóng vai trị quan trọng việc ứng dụng công nghệ GPS để xác định độ cao Trong khu vực đất liền, mô hình Geoid thường xác định sở sử dụng phương pháp GPS - Thủy chuNn, thực chất phương pháp kết hợp sử dụng số liệu đo GPS số liệu đo thủy chuNn để xây dựng mơ hình Geoid Mơ hình Geoid xây dựng phương pháp mơ hình Geoid cục bộ, nghĩa phù hợp với Trái đất phạm vi khu vực Quốc gia Trong Đại dương mơ hình Geoid thường xây dựng phương pháp trọng lực kết hợp với phương pháp đo cao từ vệ tinh Đây mơ hình Geoid tồn cầu, nghĩa phù hợp với Trái đất phạm vi toàn cầu Khi truyền độ cao từ lục địa khu vực khơi (đại dương) gặp phải vấn đề khác biệt Geoid lục địa Geoid đại dương Trong số trường hợp, để xác định độ cao khơi, hải đảo người ta thường sử dụng phương pháp đo cao GPS để truyền độ cao sử dụng bề mặt nước biển trung bình khu vực coi trùng khít với mơ hình Geoid lục địa Thực chất hai bề mặt Geoid kể có khác biệt, đặc biệt khoảng cách lục địa khơi lớn Vấn đề xác định sai khác mô hình Geoid lục địa mơ hình Geoid Đại dương cần thiết Phần mềm ″Alltrans EGM2008 Calculator″ tiện ích cung cấp miễn phí, cho phép tính tốn độ cao geoid cho điểm Bề mặt Trái đất sở cung cấp vị trí (tọa độ) cho điểm Như với công cụ người làm trắc địa Thế giới có độ cao geoid cách dễ dàng mà không cần phải đo đạc Tuy nhiên, biết, EGM2008 mơ hình Geoid tồn cầu, nghĩa phù hợp với Trái đất phạm vi tồn cầu Những giá trị độ cao geoid tính tốn sở sử dụng phần mềm độ cao geoid tồn cầu Để sử dụng cần thiết phải chuyển đổi độ cao geoid cục (địa phương) Cụ thể hơn, có khoảng chênh độ cao geoid mơ hình Geoid tồn cầu mơ hình Geoid cục bộ, ta chuyển đổi độ cao geoid tính độ cao geoid cục Mục đích luận văn sử dụng điểm ″song trùng″ khu vực lãnh thổ, điểm đo 112 60 1394415 919390 -14 182 -196 196 -210 61 1392480 808967 296 354 -58 358 -62 62 1389721 844557 314 327 -13 328 -14 64 1374272 953801 203 199 199 66 1361292 841465 32 102 -70 105 -73 69 1342381 949019 66 275 -209 274 -208 70 1340051 789129 -193 -189 -4 -186 -7 71 1329194 956642 288 294 -6 324 -36 72 1327337 773937 -282 -304 22 -301 19 73 1321403 844449 -131 -77 -54 -80 -51 74 1320157 764568 -357 -336 -21 -337 -20 76 1314444 947456 109 303 -194 307 -198 77 1314303 818677 -169 -197 28 -199 30 79 1306732 744680 -330 -362 32 -363 33 80 1306324 910242 -254 64 -318 50 -304 81 1302909 866570 -154 -88 -66 -91 -63 84 1292536 921665 -16 83 -99 64 -80 86 1286459 852635 -139 -111 -28 -117 -22 87 1284830 720445 -232 -256 24 -254 22 88 1277734 823368 -237 -127 -110 -132 -105 89 1277688 711027 -171 -163 -8 -165 -6 90 1276628 928327 -22 11 -33 -29 91 1272981 692279 -7 -18 11 -24 17 92 1271878 834463 -95 -153 58 -154 59 93 1265317 794383 -192 -204 12 -209 17 94 1265064 680692 186 75 111 68 118 95 1263634 671780 255 102 153 95 160 98 1261023 658227 261 109 152 103 158 101 1247435 839033 -340 -168 -172 -159 -181 103 1246550 765467 -286 -218 -68 -218 -68 104 1245734 621791 -20 11 -31 13 -33 113 105 1243891 906217 -34 -207 173 -206 172 107 1240171 869864 -48 -163 115 -161 113 109 1230971 675441 -41 184 -225 184 -225 110 1228610 849136 -56 -63 -64 111 1224281 640867 97 -13 110 -7 104 112 1215467 658177 -27 110 -137 118 -145 113 1214411 681063 65 240 -175 241 -176 115 1210026 703974 176 211 -35 211 -35 117 1208947 762689 -247 -141 -106 -139 -108 118 1207821 825203 -353 14 -367 12 -365 120 1202596 697613 216 272 -56 272 -56 122 1200159 810427 -120 -71 -49 -73 -47 124 1198742 776091 -298 -165 -133 -161 -137 126 1197457 568112 125 -117 123 -115 127 1196398 601835 67 19 48 24 43 129 1195752 551295 -13 131 -144 129 -142 130 1193844 689586 -236 328 -564 325 -561 131 1192022 638798 150 35 115 47 103 132 1191566 714213 199 202 -3 204 -5 133 1191407 744692 12 -16 28 -16 28 134 1186942 676324 306 340 -34 336 -30 135 1180304 508382 -168 113 -281 118 -286 136 1178769 629568 146 58 88 69 77 137 1173898 682434 211 399 -188 391 -180 138 1170220 525051 -109 168 -277 164 -273 139 1169086 742011 148 10 138 10 138 140 1168156 655195 320 264 56 262 58 141 1167817 552358 323 219 104 215 108 142 1167533 491413 -59 95 -154 99 -158 144 1160200 619686 78 95 -17 99 -21 150 1147801 487442 30 61 -31 61 -31 114 151 1145383 650661 182 180 182 152 1145297 672364 197 291 -94 289 -92 153 1144076 562793 220 240 -20 239 -19 154 1139835 552412 202 217 -15 216 -14 155 1136763 461079 -118 11 -129 -125 156 1135178 601035 -31 185 -216 185 -216 157 1134826 478794 120 14 106 11 109 158 1133985 606310 -339 160 -499 161 -500 160 1123939 645782 86 20 66 30 56 161 1121594 563375 284 229 55 225 59 164 1114663 649041 161 -45 206 -35 196 165 1114133 627170 -65 -66 -70 166 1110929 507957 -48 -80 32 -76 28 169 1100140 513299 27 -117 144 -112 139 170 1096248 643827 105 -137 242 -134 239 171 1095917 576580 381 198 183 190 191 172 1088859 526255 -192 -137 -55 -131 -61 173 1084026 590556 232 96 136 89 143 174 1081528 551476 96 -60 156 -58 154 175 1080959 625034 -36 -116 80 -106 70 176 1080265 534628 -115 -148 33 -142 27 177 1076438 563094 213 -23 236 -25 238 178 1074462 613378 -112 -79 -33 -69 -43 179 1072425 598932 -56 -19 -37 -19 -37 181 1058233 565545 -242 -121 -121 -119 -123 183 1055621 602168 -140 -121 -19 -121 -19 184 1047117 524089 -292 -146 -146 -148 -144 186 1041977 518845 -68 -112 44 -117 49 188 1024230 522181 -101 -34 -67 -38 -63 189 1023465 559385 -120 -169 49 -164 44 190 1021093 549936 -354 -121 -233 -118 -236 115 192 1014250 518122 -95 10 -105 -101 Phương án 3: Ơ lưới có kích thước 25km×25km Diem goc Diem tinh Hình 4.6: Sơ đồ phân bố điểm thực nghiệm phương án Bảng 4.8: Kết nội suy khoảng chênh geoid theo phương án STT x (m) y (m) ∆ζ (mm) (1) (2) 1780230 (3) 836633 (4) -36 Collocation Spline ∆ζNS ∆ζ-∆ ∆ζNS ∆ζNS ∆ζ-∆ ∆ζNS (mm) (mm) (mm) (mm) (5) (6) (7) (8) -161 125 -217 181 116 1713420 886139 243 221 22 221 22 14 1657446 793318 -328 -234 -94 -236 -92 15 1655826 918726 256 32 224 65 191 18 1630300 935087 262 126 136 163 99 22 1604587 847683 -177 -51 -126 -55 -122 25 1591234 833939 -124 -75 -49 -75 -49 28 1553380 865546 94 93 92 29 1549232 835995 161 69 92 60 101 31 1546658 913646 -51 -38 -13 -19 -32 36 1525287 949051 259 281 -22 275 -16 40 1502988 835550 105 51 54 59 46 41 1495626 863848 -54 -14 -40 -11 -43 52 1429680 854666 404 393 11 398 55 1418108 884456 344 328 16 319 25 61 1392480 808967 296 350 -54 356 -60 64 1374272 953801 203 233 -30 215 -12 71 1329194 956642 288 56 232 112 176 72 1327337 773937 -282 -330 48 -324 42 80 1306324 910242 -254 -30 -224 -29 -225 83 1295259 732640 -344 -289 -55 -292 -52 88 1277734 823368 -237 -83 -154 -94 -143 89 1277688 711027 -171 -171 -164 -7 94 1265064 680692 186 168 18 166 20 97 1261968 837805 -193 -211 18 -207 14 100 1254660 918789 -172 -192 20 -147 -25 105 1243891 906217 -34 -245 211 -204 170 109 1230971 675441 -41 58 -99 64 -105 111 1224281 640867 97 -84 181 -73 170 116 1209527 834690 47 -275 322 -276 323 121 1201675 688220 299 196 103 198 101 122 1200159 810427 -120 -240 120 -253 133 117 123 1199566 583043 91 39 52 31 60 130 1193844 689586 -236 264 -500 262 -498 136 1178769 629568 146 159 -13 159 -13 137 1173898 682434 211 416 -205 397 -186 146 1155392 572942 214 228 -14 222 -8 147 1154722 492827 87 -32 119 -29 116 148 1153970 543129 227 198 29 190 37 155 1136763 461079 -118 151 -269 181 -299 158 1133985 606310 -339 -45 -294 -43 -296 159 1125514 492949 -18 53 -71 42 -60 160 1123939 645782 86 129 -43 125 -39 161 1121594 563375 284 210 74 222 62 168 1103207 632322 -77 10 -87 16 -93 169 1100140 513299 27 -140 167 -131 158 176 1080265 534628 -115 -125 10 -128 13 177 1076438 563094 213 95 118 90 123 178 1074462 613378 -112 -97 -15 -85 -27 183 1055621 602168 -140 -175 35 -165 25 186 1041977 518845 -68 -264 196 -261 193 188 1024230 522181 -101 -194 93 -193 92 189 1023465 559385 -120 -318 198 -311 191 191 1014678 531354 -16 -215 199 -217 201 4.3 Tính độ cao thủy chu n cho điểm vùng biển 4.3.1 Dữ liệu vùng biển a Dữ liệu vùng biển Trên sở liệu thực nghiệm trên, chúng tơi tiến hành tính tốn độ cao thủy chuNn cho điểm vùng biển Dữ liệu vùng biển bao gồm điểm: Quảng Nam, Vũng Tàu Cơn Đảo Tọa độ vng góc không gian địa tâm điểm thể bảng đây: 118 Bảng 4.9: Tọa độ vuông góc khơng gian điểm vùng biển Tên điểm (1) X Y Z (m) (m) (m) (2) (3) (4) CDao -1798210.9 6044089.5 953922.9 QNam -1890362.1 5838864.5 1730524.0 VTau -1849664.5 5995283.4 1143314.2 b Tính đổi tọa độ vng góc khơng gian địa tâm (X,Y,Z) thành tọa độ trắc địa (B,L,H) Tọa độ vng góc khơng gian địa tâm (X,Y,Z) bảng 4.9 tính đổi thành tọa độ trắc địa (B,L,H) sử dụng phương pháp lặp Borkowsky [9] Bảng 4.10: Tọa độ trắc địa điểm vùng biển Tên điểm B L H (độ phút giây) (độ phút giây) (m) (2) (3) (4) (1) CDao 39 33.31564 106 34 06.82556 3.948 QNam 15 50 51.75188 107 56 22.64706 5.651 VTau 10 23 44.14842 107 08 45.73597 2.134 c Tính đổi tọa độ trắc địa (B,L) sang tọa độ vng góc phẳng (x,y) Để phục vụ cho việc nội suy khoảng chênh geoid, tọa độ trắc địa (B,L) bảng 4.10 lại tính đổi thành tọa độ vng góc phẳng (x,y) với phép chiếu UTM, múi chiếu 60, kinh tuyến trung ương 1050 Bảng 4.11: Tọa độ vng góc phẳng điểm vùng biển Tên điểm (1) CDao x y H (m) (m) (m) (2) (3) (4) 957536.4 672586.0 3.948 119 QNam 1754297.1 814870.5 5.651 VTau 1149945.9 734957.8 2.134 4.3.2 Tính độ cao geoid cục a Nội suy khoảng chênh geoid Để nội suy khoảng chênh geoid cho điểm vùng biển, sử dụng hai phương án sau: Phương án 1: chia liệu thực nghiệm thành hai vùng đo, sử dụng liệu vùng để nội suy cho điểm xét nằm vùng đó; Phương án 2: Sử dụng tất liệu có (192 điểm) để nội suy cho điểm xét Kết tính toán thể bảng sau: Bảng 4.12: Nội suy khoảng chênh geoid cho điểm vùng biển theo phương án Tên điểm (1) ∆ζ (mm) x y (m) (m) Collocation Spline (2) (3) (4) (5) CDao 957536.4 672586.0 -30 75 QNam 1754297.1 814870.5 -255 -255 VTau 1149945.9 734957.8 84 120 Bảng 4.13: Nội suy khoảng chênh geoid cho điểm vùng biển theo phương án Tên điểm (1) ∆ζ (mm) x y (m) (m) Collocation Spline (2) (3) (4) (5) CDao 957536.4 672586.0 -34 105 QNam 1754297.1 814870.5 -255 -255 VTau 1149945.9 734957.8 82 121 120 b Tính độ cao geoid tồn cầu Độ cao geoid tồn cầu điểm vùng biển tính tốn cách sử dụng phần mềm Alltrans EGM2008 Calculator Kết thể sau: Bảng 4.14: Độ cao geoid toàn cầu điểm vùng biển Tên điểm (1) B L ζtoàn cầu (độ) (độ) (m) (2) (3) (4) CDao 8.659254341 106.568562654 0.814 QNam 15.847708858 107.939624186 -9.716 VTau 10.395596779 107.146037770 -1.537 c Tính độ cao geoid cục Độ cao geoid cục (ζcục bộ) tính toán từ khoảng chênh geoid (∆ζ) nội suy (bảng 4.13) độ cao geoid toàn cầu (ζtoàn cầu) (bảng 4.14) Kết thể sau: Bảng 4.15: Độ cao geoid cục tính theo phương án Tên điểm (1) ∆ζ (m) ζtoàn cầu ζcục (m) (m) Collocation Spline Collocation Spline (2) (3) (4) (5) (6) CDao 0.814 -0.030 0.075 0.784 0.889 QNam -9.716 -0.255 -0.255 -9.971 -9.971 VTau -1.537 0.084 0.120 -1.453 -1.417 Bảng 4.16: Độ cao geoid cục tính theo phương án Tên điểm (1) CDao ∆ζ (m) ζtoàn cầu ζcục (m) (m) Collocation Spline Collocation Spline (2) (3) (4) (5) (6) 0.814 -0.034 0.105 0.780 0.919 121 QNam -9.716 -0.255 -0.255 -9.971 -9.971 VTau -1.537 0.082 0.121 -1.455 -1.416 4.3.3 Tính độ cao thủy chu n Từ giá trị độ cao trắc địa (H) (bảng4.10) độ cao geoid cục (ζcục bộ) (bảng 4.15 4.16), chúng tơi tính độ cao thủy chuNn (hTC) Kết sau: Bảng 4.17: Độ cao thủy chuNn tính theo phương án Tên điểm (1) ζcục (m) H (m) hTC (m) Collocation Spline Collocation Spline (3) (4) (5) (6) (2) CDao 3.948 0.784 0.889 3.164 3.059 QNam 5.651 -9.971 -9.971 15.622 15.622 VTau 2.134 -1.453 -1.417 3.587 3.551 Bảng 4.18: Độ cao thủy chuNn tính theo phương án Tên điểm (1) ζcục (m) H (m) hTC (m) Collocation Spline Collocation Spline (3) (4) (5) (6) (2) CDao 3.948 0.780 0.919 3.168 3.029 QNam 5.651 -9.971 -9.971 15.622 15.622 VTau 2.134 -1.455 -1.416 3.589 3.550 4.4 Phân tích đánh giá kết thực nghiệm 4.4.1 Đối với liệu lục địa 122 Bảng 4.19: So sánh độ lệch theo phương pháp nội suy Collocation Độ lệch Collocation (mm) Phương án Phương án Phương án (100km×100km) (50km×50km) (25km×25km) (1) (2) (3) (4) Lớn 644 564 500 Nhỏ 0 Trung bình 146 97 106 Trung phương 190 135 145 (mm) Bảng 4.20: So sánh độ lệch theo phương pháp nội suy Spline Độ lệch Spline (mm) Phương án Phương án Phương án (100kmx100km) (50kmx50km) (25kmx25km) (1) (2) (3) (4) Lớn 711 561 498 Nhỏ Trung bình 164 96 104 Trung phương 213 133 142 (mm) 4.4.2 Đối với liệu vùng biển a Đối với phương án sử dụng liệu, khác phương pháp nội suy Bảng 4.21: So sánh kết tính tốn độ cao thủy chuNn cho điểm vùng biển theo phương pháp nội suy Phương pháp Phương án (m) Phương án (m) CDao QNam VTau CDao QNam VTau (2) (3) (4) (5) (6) (7) Collocation 3.164 15.622 3.587 3.168 15.622 3.589 Spline 3.059 15.622 3.551 3.029 15.622 3.550 Độ lệch (m) 0.105 0.000 0.036 0.139 0.000 0.039 (1) 123 b Đối với phương pháp nội suy, khác phương án sử dụng liệu Bảng 4.22: So sánh kết tính tốn độ cao thủy chuNn cho điểm vùng biển theo phương án sử dụng liệu Phương án Collocation (m) Spline (m) CDao QNam VTau CDao QNam VTau (2) (3) (4) (5) (6) (7) Phương án 3.164 15.622 3.587 3.059 15.622 3.551 Phương án 3.168 15.622 3.589 3.029 15.622 3.55 Độ lệch (m) -0.004 0.000 -0.002 0.030 0.000 0.001 (1) 124 KẾT LUẬN Từ kết tính tốn, phân tích, đánh giá liệu thực nghiệm, rút số kết luận sau: Phương pháp kết nối độ cao trình bày luận văn cho phép xác định độ cao thủy chuNn khu vực lãnh hải thông qua sử dụng độ cao trắc địa đo công nghệ GPS, độ cao geoid toàn cầu khoảng chênh geoid nội suy Phương pháp nội suy collocation spline cho kết nội suy tương đương nhau, nhiên phương pháp spline có ưu điểm việc nội suy thực mà khơng u cầu phải có bước tính tốn trung gian (xác định tham số hàm hiệp phương sai với phương pháp nội suy collocation) Kết nội suy phụ thuộc vào mật độ ″điểm cứng″, nghĩa kích thước lưới giảm độ xác tăng lên Tuy nhiên kích thước đủ nhỏ mức độ thay đổi khơng nhiều, cụ thể kích thước giảm từ 100km xuống 50km độ lệch trung phương giảm từ khoảng 2dm xuống cịn khoảng 1.3dm, cịn kích thước giảm từ 50km xuống 25km khác biệt khơng nhiều, vào khoảng 1cm Đối với phương án sử dụng liệu ″điểm cứng″, kết xác định độ cao thủy chuNn phương pháp khác (collocation spline) có sai lệch phụ thuộc vào vị trí điểm xét Cụ thể, điểm Cơn Đảo (điểm xa), khác biệt nằm khoảng 1dm, điểm gần Quảng Nam Vũng Tàu sai lệch tương đối nhỏ, tương ứng 0mm điểm Quảng Nam 4cm điểm Vũng Tàu Đối với phương pháp tính tốn (collocation spline) nhiên khác phương án sử dụng liệu ″điểm cứng″, kết xác định độ cao thủy chuNn có sai lệch khơng lớn, nói chung phạm vi mm, lớn 3cm điểm Côn Đảo (điểm xa) sử dụng phương pháp spline Điều cho thấy phương pháp spline phụ thuộc vào phương án sử dụng liệu ″điểm cứng″ nhiều so với phương pháp collocation 125 CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ Phạm Hồng Lân, Bùi Khắc Luyên (2005), ″Đánh giá số phương pháp nội suy dị thường độ cao mơ hình″, Tạp chí khoa học Trái đất Bùi Khắc Luyên, Nguyễn Quốc Long (2008), ″Đánh giá độ xác số phương pháp nội suy xây dựng mô hình số độ cao″, Tạp chí Trắc địa-Bản đồ Hội Trắc địa - Bản đồ - Viễn Thám Việt Nam, số năm 2008 Bùi Khắc Luyên (2008), ″Khảo sát vài phương pháp tính đổi tọa độ vng góc khơng gian địa tâm thành tọa độ trắc địa″, Tuyển tập báo cáo hội nghị khoa học lần thứ 18, Đại học Mỏ - Địa chất Nguyễn Quốc Long, Bùi Khắc Luyên, Cao Xuân Cường, Đinh Công Định (2008), ″Nâng cao khả xử lý liệu đo đạc hiệu chỉnh mơ hình số địa hình chiều với phần mềm KSVN 5.0″, Tuyển tập Hội nghị Khoa học Kỹ thuật Mỏ toàn quốc lần thứ XIX, Hội Khoa học Công nghệ Mỏ Việt Nam 126 TÀI LIỆU THAM KHẢO Phạm Hoàng Lân (1973), Trọng lực trắc địa, Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Phạm Hồng Lân (1997), Cơng nghệ GPS (dùng cho học viên cao học ngành trắc địa), Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Christopher S.Watson (2005), Satellite altimeter calibration and validation using GPS buoy technology, PhD thesis, University of Tasmania, Australia Datataker (2005), Calculation of Covariance, Datataker Pty Ltd, Australia Geoff Bohling (2005), Kriging, The university of Kansas John W Robbins (1985), Least square collocation applied to local gravimetric solutions from satellite gravity gradiometry data, the ohio state university M J Sevilla, ″A new gravimetric geoid in the Iberian Peninsula″, Instituto de Astronomía y Geodesia, Facultad de Ciencias Matemáticas, Universidad Complutense Madrid, Spain Metin Soycan, MSc Arzu Soycan, ″Surface modeling for GPS-levelling geoid determination″, Yildiz Technical University - Civil Engineering Faculty - Geodesy and Photogrammetry Engineering Division, Turkey Robert Burtch (2006), ″A comparison of methods used in rectangular to geodetic coordinate transformations″, Surveying Engineering Department, Ferris State University 10 Seelye Martin (2006), An introduction to Ocean Remote Sensing, Cambridge University, United Kingdom 11 Teodor J Blachut, Adam Chrzanowski, Jouko H Saastamoinen (1979), Urban surveying and mapping, Springer-Veriag ... chênh độ cao Geoid lãnh hải Từ kết tính tốn phần mềm Alltrans EGM2008 Calculator cho khu vực với khoảng chênh độ cao geoid nội suy ta xác định độ cao Geoid cục lãnh hải Kết hợp với kết đo cao GPS... tiễn: Luận văn đề xuất phương án kết nối độ cao lãnh thổ lãnh hải, từ cho phép xác định độ cao thủy chuNn khu vực lãnh hải mà khơng cần phải truyền độ cao Ngồi ra, kết nghiên cứu luận văn nguồn...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐNA CHẤT ♣ BÙI KHẮC LUYÊN KẾT NỐI ĐỘ CAO GEOID TRÊN LÃNH THỔ VÀ LÃNH HẢI VIỆT NAM Chuyên ngành: Kỹ thuật trắc