(Luận án tiến sĩ) nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS động thời gian thực trong công tác thủy đạc phục vụ bảo đảm an toàn hàng hải trong điều kiện việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN THỊ HỒNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS ĐỘNG THỜI GIAN THỰC TRONG CÔNG TÁC THỦY ĐẠC PHỤC VỤ BẢO ĐẢM AN TOÀN HÀNG HẢI TRONG ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội - 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN THỊ HỒNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS ĐỘNG THỜI GIAN THỰC TRONG CÔNG TÁC THỦY ĐẠC PHỤC VỤ BẢO ĐẢM AN TOÀN HÀNG HẢI TRONG ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM Ngành: Kỹ thuật trắc địa – đồ Mã số: 9520503 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS ĐẶNG NAM CHINH PGS.TS TRẦN KHÁNH TOÀN Hà Nội- 2021 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nghiên cứu trình bày luận án xác, trung thực, khách quan chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu khác Tác giả luận án Nguyễn Thị Hồng ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG ix DANH MỤC CÁC HÌNH xi MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ CƠNG TÁC THỦY ĐẠC PHỤC VỤ BẢO ĐẢM AN TOÀN HÀNG HẢI 1.1 Công tác thủy đạc phục vụ bảo đảm an toàn hàng hải 10 1.1.1 Nhiệm vụ công tác thủy đạc phục vụ bảo đảm an toàn hàng hải 10 1.1.2 Một số tiêu chuẩn kỹ thuật quan trọng áp dụng công tác thủy đạc phục vụ BĐATHH 11 1.1.3 Cơ sở toán học áp dụng công tác thủy đạc phục vụ BĐATHH 22 1.2 Ảnh hưởng điều kiện tự nhiên đến công tác thủy đạc vùng ven biển Việt Nam 25 1.2.1 Thủy triều 26 1.2.2 Sóng, gió, dịng chảy 28 1.2.3 Địa hình 31 1.3 Tổng quan công nghệ GNSS động thời gian thực công tác thủy đạc 31 1.3.1 Các nghiên cứu nước 32 1.3.2 Các nghiên cứu nước 34 1.4 Tổng quan quy chiếu trị đo sâu ĐHĐB dựa mơ hình mặt biển 36 1.4.1 Kết xây dựng số mơ hình mặt biển tồn cầu giới 37 1.4.2 Kết nghiên cứu xây dựng số mơ hình mặt biển Việt Nam 38 1.5 Những vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu 42 iii CHƯƠNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GNSS CORS RTK TRONG CÔNG TÁC THỦY ĐẠC PHỤC VỤ BẢO ĐẢM AN TOÀN HÀNG HẢI TRÊN VÙNG BIỂN VEN Bờ VIỆT NAM 44 2.1 Công nghệ GNSS động thời gian thực 45 2.1.1 Nguyên lý đo GNSS Base RTK 46 2.1.2 Nguyên lý đo GNSS CORS RTK 51 2.1.3 Khả ứng dụng GNSS CORS RTK công tác khảo sát thủy đạc phục vụ BĐATHH cho vùng biển ven bờ Việt Nam 54 2.2 Tích hợp GNSS CORS RTK với công nghệ đo sâu hồi âm khảo sát địa hình nước phục vụ bảo đảm an tồn hàng hải 66 CHƯƠNG XỬ LÝ TOÁN HỌC SỐ LIỆU ĐO SÂU ĐỊA HÌNH ĐÁY BIỂN .71 TRONG CƠNG TÁC THỦY ĐẠC BẢO ĐẢM AN TOÀN HÀNG HẢI .71 3.1 Sử dụng số mơ hình mặt biển cơng tác thủy đạc phục vụ bảo đảm an toàn hàng hải 72 3.1.1 Mơ hình mặt biển trung bình mơ hình mặt biển thấp 73 3.1.2 Sử dụng mơ hình MIKE 21 Flow Model FM để xác định độ cao mực nước 80 3.2 Quy chiếu trị quan trắc mực nước 85 3.2.1 Quy chiếu trị quan trắc mực nước dựa mặt biển trung bình mặt biển thấp trạm quan trắc mực nước ven bờ 87 3.2.2 Quy chiếu trị quan trắc mực nước dựa mơ hình mặt biển 88 3.2.3 Quy chiếu độ cao mực nước mơ hình MIKE 21 FM 90 3.3 Quy chiếu trị đo sâu địa hình đáy biển 92 3.3.1 Quy chiếu độ sâu địa hình đáy biển dựa mặt biển thấp trạm quan trắc mực nước ven bờ 92 3.3.2 Quy chiếu trị đo sâu địa hình đáy biển dựa mơ hình MBTNKV170 93 3.3.3 Quy chiếu trị đo độ sâu ĐHĐB dựa MBTN mơ hình MBTNKH170 theo số liệu mực nước mơ hình MIKE 21 FM 94 CHƯƠNG ĐO THỰC NGHIỆM VÀ XỬ LÝ KẾT QUẢ 97 4.1 Nội dung thực nghiệm 97 iv 4.1.1 Nội dung thực nghiệm 97 4.1.2 Khu vực thực nghiệm 97 4.2 Thực nghiệm đánh giá độ xác đo GNSS CORS RTK GNSS Base RTK phục vụ công tác đo đạc thành lập hải đồ, bình đồ khu vực biển ven bờ luồng hàng hải 98 4.2.1 Thực nghiệm đánh giá độ xác đo GNSS CORS RTK GNSS Base RTK đất liền 98 4.2.2 Thực nghiệm đánh giá độ xác đo GNSS CORS RTK GNSS Base RTK tích hợp với máy đo sâu hồi âm 108 4.3 Xây dựng mơ hình MIKE 21 Flow Model FM cho khu vực thực nghiệm 119 4.3.1 Số liệu phục vụ xây dựng mơ hình: 119 4.3.2 Xây dựng tốn tính mực nước khu vực biển Hải Phòng 119 4.4 Tính tốn thực nghiệm quy chiếu trị đo mực nước dựa MBTB trạm QTMN dựa mơ hình MBTBKV98 MBTNKV170 123 4.4.1 Số liệu phục vụ tính tốn thực nghiệm 123 4.4.2 Tính tốn thực nghiệm 123 4.5 Tính tốn thực nghiệm quy chiếu trị đo sâu ĐHĐB 124 4.5.1 Tính tốn thực nghiệm quy chiếu trị đo sâu ĐHĐB dựa MBTB trạm quan trắc mực nước dựa mơ hình MBTNKV170 124 4.5.2 Đánh giá độ xác 124 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 134 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 136 TÀI LIỆU THAM KHẢO 138 PHỤ LỤC 148 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT STT 10 11 12 13 14 15 16 17 vi STT 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 154 6910 6911 6912 6913 6914 6915 6916 6917 6918 6919 6920 6921 6922 6923 6924 6925 6926 6927 6928 6929 6930 9001 15 9002 15 9003 15 9004 15 9005 15 9006 15 9007 15 9008 15 9009 15 9010 15 155 9011 9012 9013 9014 9015 9016 9017 9018 9019 9020 9021 9022 9023 9024 9025 9026 9027 9028 9029 9030 9031 9032 9033 9034 9035 9036 9037 9038 9039 9040 9041 9042 156 9043 15 9044 15 9045 15 9046 15 9047 15 9048 15 9049 15 9050 15 11101 17 11102 17 11103 17 11104 17 11105 17 11106 17 11107 17 11108 17 11109 17 11110 17 11111 17 11112 17 11113 17 11114 17 11115 17 11116 17 11117 17 11118 17 11119 17 11120 17 11121 17 11122 17 11123 17 157 11124 11125 11126 11127 11128 11129 11130 11131 11132 11133 11134 11135 11136 11137 11138 11139 11140 158 Phụ lục 2: Kết đo tích hợp cơng nghệ đo GNSS Base RTK với máy đo sâu hồi âm luồng hàng hải Lạch Huyện STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 159 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 3401 3402 3403 3404 3405 3406 160 3407 3408 3409 3410 3411 3412 3413 3414 3415 3416 3417 3418 3419 3420 3421 3422 3423 3424 3425 3426 3427 3428 3429 3430 3431 3432 3433 3434 3435 3436 3437 3438 161 3439 3440 3441 3442 3443 3444 3445 3446 3447 3448 3449 3450 6828 6829 6830 6831 6832 6833 6834 6835 6836 6837 6838 6839 6840 6841 6842 6843 6844 6845 6846 162 6847 6848 6849 6850 6851 6852 6853 6854 6855 6856 6857 6858 6859 6860 6861 6862 6863 6864 6865 6866 6867 6868 6869 6870 6871 6872 6873 6874 6875 6876 6877 6878 163 Ngày 22/12/2019 6880 6881 6882 6883 6884 6885 6886 6887 6888 6889 6890 6891 6892 6893 6894 6895 6896 6897 6898 6899 6900 6901 6902 6903 6904 6905 6906 6907 6908 6909 6910 164 6911 6912 6913 6914 6915 6916 6917 6918 6919 6920 6921 6922 6923 6924 6925 6926 6927 6928 6929 6930 9001 9002 9003 9004 9005 9006 9007 9008 9009 9010 9011 165 9012 9013 9014 9015 9016 9017 9018 9019 9020 9021 9022 9023 9024 9025 9026 9027 9028 9029 9030 9031 9032 9033 9034 9035 9036 9037 9038 9039 9040 9041 9042 9043 166 9044 9045 9046 9047 9048 9049 9050 11101 11102 11103 11104 11105 11106 11107 11108 11109 11110 11111 11112 11113 11114 11115 11116 11117 11118 11119 11120 11121 11122 11123 11124 167 11125 11126 11127 11128 11129 11130 11131 11132 11133 11134 11135 11136 11137 11138 11139 11140 ... QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG TÁC THỦY ĐẠC PHỤC VỤ BẢO ĐẢM AN TOÀN HÀNG HẢI 1.1 Công tác thủy đạc phục vụ bảo đảm an toàn hàng hải 10 1.1.1 Nhiệm vụ công tác thủy đạc phục vụ bảo đảm. .. quan đến việc ứng dụng công nghệ GNSS động thời gian thực (RTK) công tác thủy đạc phục vụ bảo đảm an toàn hàng hải điều kiện Việt Nam - Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GNSS CORS RTK cơng tác thủy. .. luận án tiến sĩ: ? ?Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS động thời gian thực công tác thủy đạc phục vụ bảo đảm an toàn hàng hải điều kiện Việt Nam? ?? thể tính cấp thiết, thời sự, có giá trị khoa học thực