Nghiên cứu các phương án xử lý kết hợp số liệu của nhiều hệ thống định vị vệ tinh trong mạng lưới GNSS

Bài báo nghiên cứu sự ảnh hưởng của việc kết hợp số liệu từ các hệ thống định vị khác nhau tới độ chính xác lời giải cạnh khi các loại máy thu có khả năng thu nhận số liệu từ nhiều hệ thống vệ tinh, nhiều kênh thu và nhiều tần số. Nghiên cứu sử dụng phần mềm Trimble Business Center 5.0 ở chế độ không can thiệp nhằm cho ra lời giải khách quan nhất. Mời các bạn tham khảo!

Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, ĐHXDHN, 2021, 15 (7V): 156–166 NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ KẾT HỢP SỐ LIỆU CỦA NHIỀU HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ VỆ TINH TRONG MẠNG LƯỚI GNSS Vũ Đình Chiềua , Vũ Ngọc Quangb,∗, Lương Ngọc Dũnga , Hà Thị Hằnga , Trần Đình Trọnga a Khoa Cầu đường, Trường Đại học Xây dựng Hà Nội, 55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam b Khoa Công trình, Trường Đại học Cơng nghệ Giao thơng Vận tải, 54 đường Triều Khúc, quận Thanh Xuân, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 20/9/2021, Sửa xong 13/10/2021, Chấp nhận đăng 27/10/2021 Tóm tắt Bài báo nghiên cứu ảnh hưởng việc kết hợp số liệu từ hệ thống định vị khác tới độ xác lời giải cạnh loại máy thu có khả thu nhận số liệu từ nhiều hệ thống vệ tinh, nhiều kênh thu nhiều tần số Nghiên cứu sử dụng phần mềm Trimble Business Center 5.0 chế độ không can thiệp nhằm cho lời giải khách quan Mẫu thử nghiệm 02 mạng lưới có quy mơ nhỏ, cạnh ngắn, xuất phổ biến công tác trắc địa xây dựng 01 mạng lớn có chiều dài cạnh từ 40 km đến 80 km với số liệu từ máy thu Trimble R8s R9s Kết nghiên cứu cho thấy cải thiện ảnh hưởng hệ thống vệ tinh đến độ xác mạng lưới, mang lại lựa chọn xử lý mạng lưới GNSS nhằm đáp ứng mục tiêu cụ thể Từ khoá: lưới khống chế; định vị; hệ thống vệ tinh; đo GNSS tĩnh; xử lý mạng lưới RESEARCH ON PROCESSING OPTIONS COMBINING DATA OF MULTI-SATELLITE POSITIONING SYSTEMS IN GNSS NETWORK Abstract Paper studies on influence of data combination from different satellite systems on the accuracy of baseline processing when many types of receiver have ability to get data from multi-satellite systems, multi-channels and frequencies The study is performed using Trimble Business Center 5.0 at default processing mode for the most objective results Testing samples are two small networks that are popular in engineering geodesy and one big scale network that has a range of baseline length from 40 km to 80 km with data from Trimble R8s and R9s Results of the study showed improvement and influence of satellite systems on elements to assess the accuracy of the networks This brings new options in the processing control network to meet specific targets Keywords: control network; positioning; satellite systems; static GNSS; network processing https://doi.org/10.31814/stce.huce(nuce)2021-15(7V)-14 © 2021 Trường Đại học Xây dựng Hà Nội (ĐHXDHN) Giới thiệu Trong lĩnh vực trắc địa phục vụ xây dựng cơng trình dạng tuyến, cơng trình xây dựng dân dụng hay lĩnh vực quan trắc phương pháp thủ công hay tự động, GPS trở nên quen thuộc trở thành phương pháp tất cấp độ, quy mơ mạng lưới mạng lưới quốc gia [1], mạng lưới GNSS phục vụ trắc địa cơng trình [2] hay tiêu chuẩn ngành cơng trình giao thơng [3] Về độ xác, lĩnh vực đo đạc dù khống chế khảo sát địa hình ∗ Tác giả đại diện Địa e-mail: quangvn@utt.edu.vn (Quang, V N.) 156 Chiều, V Đ., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng hay khống chế bố trí thi cơng cơng trình lưới khống chế hạng mục yêu cầu độ xác cao Trong thời gian dài kể từ áp dụng vào lĩnh vực đo đạc, mạng lưới khống chế cấp hạng quốc gia, khu vực đo vẽ, GPS hệ thống có vị độc tôn, xem hạt nhân hệ thống định vị toàn cầu Tuy nhiên, với phát triển khoa học công nghệ, cạnh tranh nước, khu vực quan trọng khẳng định vị chiếm lĩnh làm chủ không gian, hệ thống định vị khác đời Glonass (Nga), Galileo (Châu Âu), Bắc Đẩu (Trung Quốc), IRNSS (Ấn Độ), QZSS (Nhật Bản) Thuật ngữ “GNSS” đời thể đầy đủ ý nghĩa bao hàm toàn hệ thống định vị vận hành đầy đủ q trình hồn thiện hình thành tương lai [4] Trong đó, xuất hệ thống Bắc Đẩu toàn cầu mang tới bổ sung 30 vệ tinh vào chòm vệ tinh bầu trời [5] địi hỏi cần có nghiên cứu xử lý kết hợp số liệu chòm tồn với xuất Ở Việt Nam, mạng lưới có chiều dài cạnh lên tới hàng trăm, hàng ngàn km thực được, sai số tương đối chiều dài cạnh lên tới phần triệu sai số vị trí điểm tiến tới mm đạt [6, 7] Cũng nghiên cứu [6, 7], tác giả nghiên cứu xử lý mạng lưới quan trắc địa động với kết hợp số liệu từ hệ thống vệ tinh GPS Glonass Đây nghiên cứu đáng lưu ý kết hợp hệ thống định vị khác chưa có Theo thời gian, máy thu GPS tần số đến GPS hai tần số trở thành máy thu GNSS tần đa tần số, đa kênh thu [8, 9] Trong trắc địa, nguyên tắc “trị đo nhiều, độ xác cao” [10] luôn mục tiêu Gần nhất, hãng CHC navigation công bố firmware vào tháng 5/2021 thu số liệu hệ thống vệ tinh tại, hay tháng 7/2021 hãng Comnav công bố tảng main K8 lên tới 1198 kênh thu Với hai, coi cách mạng nâng cấp khả đo đạc Về thời gian theo dõi vệ tinh, phân bổ vệ tinh quỹ đạo, góc nghiêng độ cao quỹ đạo hệ thống khác [11], vệ tinh GPS không cịn chiếm vị trí hạt nhân nữa, mặt số lượng thời gian theo dõi tín hiệu Trong [11] thời gian quan sát vệ tinh Bắc Đẩu quỹ đạo vệ tinh địa tĩnh dài Công tác khảo sát, đo đạc với cơng nghệ GNSS tiến hành điều kiện thời tiết, vị trí Trái đất với độ xác cao mang lại lợi ích kinh tế lớn [12, 13] Trên giới, nghiên cứu xử lý kết hợp hệ thống định vị kể đến cơng trình [14–16] với GPS Bắc Đẩu Nghiên cứu [6, 7] sử dụng phương pháp đo GNSS tĩnh, [14, 15] sử dụng phương pháp định vị điểm đơn (single point positioning-SPP) phương pháp định vị điểm xác (Precise Point Positioning-PPP) Theo [1–3], có phương pháp GNSS tĩnh cho phép sử dụng thành lập lưới khống chế GNSS, phương pháp khác chưa phép sử dụng Hiện tại, vệ tinh GPS, Glonass, Galileo Bắc Đẩu vệ tinh đảm bảo số lượng, thời gian quan sát để sử dụng vào tính tốn, bình sai mạng lưới Nghiên cứu giới hạn độ xác hệ thống ứng dụng tham khảo [17, 18] Có thể thấy xu hướng nghiên cứu xử lý hỗn hợp trị đo GNSS chiếm ưu nghiên cứu kể Đây xu hướng chung xu hợp tác tồn cầu nói chung nghiên cứu định vị khơng gian trắc địa nói riêng Với mạng lưới cạnh ngắn trung bình Việt Nam, việc nghiên cứu xử lý kết hợp số liệu hệ thống định vị chưa có Do đó, cần phải tiếp tục có nghiên cứu đánh giá độ xác định vị hệ GNSS khác kết hợp số hệ với (có thể hai, ba hay chí hệ có thể) để đánh giá ảnh hưởng chúng tới kết cuối Đồng thời, xem xét kết hợp tối ưu hệ thống tính đến độ xác thành phần sai số cạnh, sai số chênh cao, sai số mặt độ cao Đặc biệt, hệ định vị toàn cầu Bắc Đẩu triển khai toàn diện vào đầu năm 2020 157 Chiều, V Đ., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Dữ liệu phương pháp Với mục tiêu đánh giá độ xác mạng lưới sử dụng hệ thống định vị kết ghiên cứu thu cứu thu Trimble (Hình 1a) hợp chúng, nghiên sử dụngmáy số liệu đo tĩnh ba mạng lướiR8s với ba nhiệm vụ khác nhau.với Một anten mạng lưới khống chế phục vụ đo đạc, thành lập đồ địa hình, hai mạng lưới khống chế phục hợp với thành mạng khống cóđo,thời gian vụ thi cơng cơnglập trình dạng tuyến, có yếulưới tố trải dài khoảng chế cách tuyến ba mạng lướithu khống số liệu chế2.1 phụcThiết vụ mụcbịđích quan trắc địa động hệ tham chiếu hoạt động liên tục, điểm cách với Hình 1b)có anten đểtheothu sốthức liệu với thời gian ngày khoảng cách lớn, cácrời trạm dùng đo hoạt động phương liên tục Số liệu nghiên cứu thu máy thu Trimble R8s (Hình 1a) với a máy thu2.1 có khả thu liệu nhiều vệkhống tinhchế (GPS, Thiết bị tích hợp bên phùsố hợp với thành lậphệ cácthống mạng lưới có thờiGlonass, gian thu số Số liệuvà nghiên R9s(Hình cứu thu1b)có máy thu Trimble R8s để (Hình với anten hợp bên ngày h ngắn Trimble anten rời dùng thu1(a)) số liệu với tích thời gian có 440 kênh thu Máy thu trimble máy thu đáp ứng toàn phù hợp với thành lập mạng lưới khống chế có thời gian thu số liệu ngắn Trimble R9s tuần hairời để máy cóvới khảthời số liệu tinhthu (GPS, Glon 1(b)) cóCả anten dùng thuthu số liệu gian thu ngày nhiều tuần.hệ Cảthống hai đềuvệ máy (Hình [2] có Galileo, khả thu số liệu nhiều tinh (GPS, Galileo, Bắc Đẩu) vàlàcómáy 440 kênh Bắc Đẩu) vàhệcóthống 440vệkênh thu Glonass, Máy thu trimble thu thu đáp ứng Máy thu trimble máy thu đáp ứng tồn tiêu chí máy thu [2] tiêu chí máy thu [2] (a) Trimble R8s (a)Trimble R8s (b) Trimble R9s (b) Trimble R9s R9s Hình Thiết (b) bị thuTrimble số liệu đo tĩnh Hình Thiết bị thu số liệu đo tĩnh ble R8s 2.2 Dữ liệu phương pháp Hình Thiết bị thu số liệu đo tĩnh g pháp Dữ liệu toán số pháp liệu đo GNSS theo phương pháp đo tĩnh, với thời gian đo đáp ứng 2.2 Dữtrong liệu tính phương tiêu chuẩn Sử dụng định dạng số liệu chuẩn T02 hãng sau kết thúc đo đạc chuyển đổi sang định dạng rinex để xử lý mềm số liệu với Bảng phần Thông tinnàocơkhác bảnCác thông lưới tin GNSS mạng lưới thông số chế độ xử lý mạng lưới trình bày Bảng Lưới PP đo Lưới 1.1Thông tin Tĩnh PP đo Thời gian đo Thiết bị đo Chế độ xử lý Bảng Thông tin00 lưới GNSSTrimble R9s Tĩnh 24 phút Mặc định Tĩnh Thời01gian giờđo00 phút Thiết bịTrimble R8s đo Chế độ xử lý Mặc định lưới GNSS R9s R8sMặc định Mặc định Tĩnhbản 01 24 00giờ phút50 phút Trimble Trimble Bảng Tĩnh 01 00 phút Trimble R8s Mặc định đo Thời gian đo Thiết bị đo Chế độđoxử Dữ liệu tính tốn số liệu đo GNSS theo phương pháp tĩnh,lý với thời Tĩnh 01 50 phút Trimble R8s Mặc định đáp ứng tiêu chuẩn Sử dụng định dạng số liệu chuẩn T02 hãng sau kết thú h 24đoPhần 00xử phút Trimble R9s Mặc định mềm có lý phần mềmđổi Trimble Center 5.0 (TBC 5.0)lýcủa hãng với quy đạc thểlà chuyển sangBusiness định dạng rinex để xử bấttrimble kỳ phần mềm k trình chi tiết trình bày [19] Để xem xét độ xác mạng lưới sau tiến hành giải h 01 00 phút Trimble R8s Mặc Các số liệu với mạng gian thông số chếđịnh độđược xử lý mạng cạnh thông sử dụngtin hệ thống vệ tinh, mạng lưới thứ lưới nhất, có cạnhnhư dài, thời đo dài tínhđược tốn với từngbày hệ thống vệ tinh trình trongđịnh Bảng kết hợp chúng Với mạng lưới thứ hai thứ ba có h 01 50 phút Trimble R8s Mặc định thời gian đo ngắn hơn, số lượng vệ tinh hệ Glonass Galileo khơng đủ để tính tốn riêng Phần mềm xử lý phần mềm Trimble Business Center 5.0 (TBC 5.0) h 158 trimble với quy chi tiếttheo trình bày [19].đo Để xem độ nh tốn số liệu đotrình GNSS phương pháp tĩnh,xétvới thờixácgian lưới sau tiến hành giải cạnh sử dụng hệ thống vệ tinh, mạng lưới thứ n Sử dụngmạng định dạng số liệu chuẩn T02 hãng sau kết thúc đo có cạnh dài, thời gian đo dài tính tốn với hệ thống định vệ tinh Chiều, V Đ., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng nên xem xét độ xác kết hợp hệ thống Các tham số đầu vào lưới đưa vào thống định vị giốngsẽnhau gócnhư ngưỡng 10 độ, tầnđộ,suất giây xử lýhệvới hệ thống định vị giống góc ngưỡng 10 tầnlấy suấtmẫu lấy mẫu giây chíđánh giá đánh giá gồm bao gồm sốbằng, mặt bằng, số chênh cao (m) Các Các tiêu tiêu chí giá giá bao sai sốsai mặt sai sốsai chênh cao (m) hệ thống định vị giống góc ngưỡng 10 độ, tần su Các tiêu chí giá đánh giá bao gồm sai số mặt bằng, sai số chênh cao ( Kết thảo luận Kết thảo luận 3.1 Lưới thứ 3.1 Lưới thứ Kết thảo luận 3.1 Lướithứ thứ Lưới bao gồm 04 điểm (Hình 2), thu liên tục 24 đồng hồ ngày 15/04/2021 Chiều dài cạnh lớn 82 Km, cạnh nhỏ 44 Km Kết xử lý cạnh với mạng lưới thứ bao gồm cạnh, giá trị sai số thành phần cạnh tương ứng với hệ thống vệ tinh thể hình Trong đó, hệ thống định vị Galileo khơng thể cho lời Hình Sơ đồ lưới Sơ đồ lưới giải cạnh Hình fix tồn 1các cạnh lưới nên khơng thể GPS Glo Bei Sai số H(m) 0,025 Sai số H(m) Lưới thứ bao gồm 04 điểm (Hình 2), thu Lưới thứ (Hình 2), thu li liên tục 24 đồng hồ ngày 15/04/2021 đồng hồ ngày 15 Chiều dài cạnh lớn 82 km, cạnh nhỏ cạnh lớn nhất 44 km Kết xử lý cạnh với mạng nhỏ lưới thứ bao gồm cạnh, giá trị sai số lý cạnh với mạn thành phần cạnh tương ứng với hệ gồm cạnh, thống vệ tinh thể Hình Trong phần c đó, hệ thống định vị Galileo cho lời hệ thống v hình T giải cạnh fix toàn cạnh lưới nên định vị Galileo k giải cạnh fix củ Kết xử lý kết hợp hệ thống định vị vệ lưới nên k tinh xử lý theo trình tự sử dụng tất hệ thống sau loại bỏ dần hệ thống Với hệ thống Galileo, khơng đảm lời giải Hình Sơbảo đồ lưới fix tất GPS Glo Bei các cạnh trình bày nên khơng có kết hợp Galileo với hệ thống khác 0,025 Các kết trình bày Hình 0,02 0,015 0,01 0,005 BDAI VTAU 0,02 0,015 0,01 BDAI BTRE BDAI HCMC (a) Sai số phương ngang (H) 0,005 BDAI VTAU BDAI BTRE BDAI HCMC BTRE VTAU BTREHCMC HCMC VTAU (a) Sai số phương ngang (H) (a) Sai số phương ngang (H) GPS Glo Bei 0,100 Sai số V(m) BTRE VTAU 0,080 0,060 0,040 0,020 0,000 BDAI - BTRE BDAI - HCMC BTRE - VTAU BTRE- HCMC HCMC -VTAU (b) Sai số phương đứng (V) (b) Sai số phương đứng (V) Hình Sai số phương ngang phương đứng cạnh lưới khitừng sử dụng từngvệhệtinh Hình Sai số phương ngang phương đứng cạnh lưới sử dụng hệ thống thống vệ tinh 159 Kết xử lý kết hợp hệ thống định vị vệ tinh xử lý theo trình tự sử dụng tất hệ thống sau loại bỏ dần hệ thống Với hệ thống Galileo, không đảm bảo lời giải fix tất các cạnh trình bày nên khơng có kết hợp Galileo với BTREHCMC H(m) SaiSai sốsố H(m) Kết xử lý kết hợp hệ thống định vị vệ tinh xử lý theo trình tự sử dụng tất Kết xử lý kết hợp hệ thống định vị vệ tinh xử lý theo trình tự sử dụng tất hệ thống sau loại bỏ dần hệ thống Với hệ thống Galileo, không đảm bảo lời hệ thống sau loại bỏ dần hệ thống Với hệ thống Galileo, không đảm bảo lời giải fix tất các cạnh trình bày nên khơng có kết hợp Galileo với giải fix tất các cạnh trình bày nên khơng có kết hợp Galileo với hệ thống khác Các kết trình bày Hình hệ thống khác Các kết trình bày Hình Chiều, V Đ., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng All All 0,02 0,02 G-Glo G-Glo G-Bei G-Bei Glo-Bei Glo-Bei 0,01 0,01 0 BDAI BDAI VTAUVTAU BDAI BDAI BTREBTRE BDAI BDAI HCMCHCMC BTRE BTRE VTAUVTAU BTREBTREHCMC HCMC HCMC HCMC VTAUVTAU Saisốsố V(m) Sai V(m) (a)(a) SaiSaisốsốphương ngangkhikhi hệ thống phương ngang kếtkết hợphợp hệ thống (a) Sai số phương ngang kết hợp hệ thống 0,05 0,045 0,05 0,04 0,045 0,035 0,04 0,03 0,035 0,025 0,03 0,02 0,025 0,015 0,02 0,01 0,015 0,005 0,01 0,005 All All BDAI BDAI VTAUVTAU G-Glo G-Glo BDAI BDAI BTREBTRE G-Bei G-Bei BDAI BDAI HCMCHCMC Glo-Bei Glo-Bei BTRE BTRE VTAUVTAU BTREBTREHCMC HCMC HCMC HCMC VTAUVTAU (b) Sai số phương ngang kết hợp hệ thống (b)Sai số phương đứng kết hợp hệ thống Hình Saihệ số thống phương ngang phương đứng cạnh lưới sử dụ (b)Sai số phương đứng kết hợp thống vệ Hình Sai số phương ngang phương đứng cạnh lưới sử dụng kết hợp hệ thống vệtinh tinh Kết thể hình 4, cho thấy sử dụng hệ thống để tín sai số mặt hệ thống GPS tốt Hệ thống Bắc Đẩu Kết thể Hình 3, cho thấy sử dụng hệ thống để tính tốn, giải cạnh sai kết tương đương mặt tỉ lệ có số lượng 3/6 cạnh có sai số m số mặt hệ thống GPS tốt Hệ thống Bắc Đẩu Glonass có kết tương (50%).Về mặt giá trị độ lớn, hệ Bắc Đẩu có giá trị sai số lớn đương mặt tỉ lệ có số lượng 3/6 cạnh có sai số mặt lớn (50%).Về mặt giá trị độ lớn, hệ đứng, Bắc Đẩu chiếm 50%, Glonass chiếm 33% GPS có tỉ lệ thấp n Bắc Đẩu có giá trị sai số lớn Về sai số phương đứng, Bắc Đẩu chiếm 50%, Glonass chiếm hợp lại, hệ thống GPS có kết tốt sử dụng riêng rẽ 33% GPS có tỉ lệ thấp 17% Tổng hợp lại, hệ thống GPS có kết tốt sử Kết sử dụng kết hợp hệ thống vệ tinh cho thấy có mặ dụng riêng rẽ Glonass kết nàovệ choGlonass kết Tro Kết sử dụng kết hợp hệ thống vệ tinh cho thấy bất có kỳ mặt củahợp tinh GPS-Glonass Glonass-Bắc Đẩu có ba lần sai số tương đương nh kết hợp cho kết Trong kết hợp GPS-Glonass Bắc Đẩu có sai số mặt lớn lần nhỏ Về sai số phư Glonass-Bắc Đẩu có ba lần sai số tương đương nhau, haihợp lầngiữa GPS-Bắc Đẩu có sai số mặt GPS-Glonass Glonass-Bắc Đẩu cholớn giá trị lớn Ng lần nhỏ Về sai số phương đứng, kết hợp tốt Glonass-Bắc Đẩu vệ GPS-Glonass tinh GPS cho kết đóng vai trị trung hòa giảm thiểucho sai số cho giá trị lớn Ngược lại có mặt vệ để tinh GPS kết tốt đóng vai trò trung hòa hệ thống để giảm thiểu sai số 3.2 Lưới thứ hai Lưới thứ hai bao g 5), thời gian thu t đồng thời đồng hồ ngày xử lý cạnh với mạ gồm 10 cạnh, phần bao gồm phương đứngcủa ứng với hệ t Hình trường hợp) c thể tro 3.2 Lưới thứ hai Lưới thứ hai bao gồm 05 điểm (Hình 5), thời gian thu trung bình liên tục, đồng thời máy thu 01 đồng hồ ngày 06/07/2021 Kết xử lý cạnh với mạng lưới thứ hai bao gồm 10 cạnh, giá trị sai số thành phần bao gồm phương ngang, phương đứng cạnh tương ứng với hệ thống thể Hình với kết hợp (09 trường hợp) hệ thống vệ tinh thể Hình 160 Hình5 Sơ Sơ đồ Hình đồlưới lưới2 GPS Glo Gal Bei 0,020 Sai số H(m) 0,015 0,010 Chiều, V Đ., cs / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng GPS GPS 0,020 0,020 Glo Glo Gal Gal Bei Bei SaisốsốH(m) H(m) Sai 0,005 0,015 0,015 0,000 0,010 0,010 98 - 71 98 - 70 98 - 60 60 - 71 38 - 71 38 - 60 98 - 38 70 - 71 38 - 70 0,005 0,005 (a) Sai số phương ngang (H) 98 - 71 98 - 70 98 - 60 60 - 71 38 - 71 38 - 60 98 - 38 70 - 71 38 - 70 98 - 71 98 - 70 98 - 60 60 - 71 38 - 71 38 - 60 98 - 38 70 - 71 38 - 70 0,100 0,090 0,080 0,070 0,100 0,100 0,060 0,090 0,090 0,050 0,080 0,080 0,040 0,070 0,070 0,030 0,060 0,060 0,050 0,020 0,050 0,040 0,010 0,040 0,030 0,030 0,000 0,020 Sai số số V V (m) (m) Sai Sai số V (m) 0,000 0,000 GPS Glo GPS GPS Glo Glo Gal Bei Saisốsố sốphương phươngngang ngang(H) (H) (a)(a) (a)Sai Sai phương ngang (H) 0,020 0,010 98 0,010 0,000 0,00071 98 70 98 60 60 71 Gal Gal 38 71 Bei Bei 38 60 98 38 70 71 60 70 98 38 - 38 38 - 98 98 - 70 70 - 60 60 - 3838 -98 - 98 98 - 98 - 60 - 38 71 70 60 71 60 38 71 70 71 71 71 60 38 71 70 7070 38 70 (b) Sai số phương đứng (V) (b) Sai số phương đứng (V) (b) Sai số phương phương đứng đứng (V) (V) Hình Sai số phương ngang phương đứng cạnh lưới sử dụng hệ thống Hình Sai số số phương phương ngang cạnh lưới dụng hệ 6.6.Sai phương đứng cạnh lưới 2sử sử dụngtừng từnghệ hệthống thống vệ tinh Hình 6.Hình Sai số phương ngangngang phương đứngđứng cạnh lưới 2sử dụng thống vệ tinh vệ tinh tinh 0,008 0,008 0,008 0,007 0,007 0,007 0,006 0,006 0,006 0,005 0,005 0,005 0,004 0,004 0,004 0,003 0,003 0,003 0,002 0,002 0,001 0,002 0,001 0,001 00 38 - 70 70 60 60 - 70 70 70 70 - 71 38 71 98 98 - 38 38 38 38 - 60 60 38 38 -71 71 60 60 -71 7198 98 -60 609898 7171 Sai Saisố sốH(m) H(m) Sai số H(m) All All G-Glo-Gal Glo-Gal Glo-Bei Glo-Bei Gal-Bei All G-Glo-Gal G-Glo-GalG-Glo G-Glo Glo-Gal-Bei Gal-Bei G-Gal G-Bei G-Glo Glo-Gal-Bei Glo-Gal Glo-Gal Glo-Bei Gal-Bei G-GalG-Gal G-Bei G-Bei 38 - 70 60 - 70 70 - 71 98 - 38 38 - 60 38 - 71 60 - 71 98 - 60 98 - 71 (a)Sai số (a)Sai số phương phương ngang ngang (H) (H) (a) Sai số phương ngang (H) (a)Sai số phương ngang (H) All G-Glo-Gal G-Glo Glo-Gal-Bei Glo-Gal Glo-Bei Gal-Bei G-Gal G-Bei Sai số V(m) 0,040 0,030 0,020 0,010 0,000 38 - 7060 - 7070 - 7198 - 3838 - 6038 - 7160 - 7198 - 6098 - 7098 - 71 (b) Sai số phương đứng (V) (b)Sai số phương đứng (V) Hình Sai số phương ngang phương đứng cạnh lưới khilưới kết 2hợp thống Hình Sai số phương ngang phương đứng cạnh khicác kếthệhợp cácvệhệtinh thống vệ tinh Khi sử dụng hệ thống định vị, sai số mặt hình 6(a) cho thấy hệ thống Galileo chiếm tỉ lệ lớn với 5/10 cạnh (50%), Glonass 161 3/10 cạnh (30%), GPS Beidou hệ thống có tỉ lệ 10% Về sai số phương đứng hình 6(b), hệ thống Galileo có 4/10 cạnh (40%), GPS có 3/10 cạnh (30%) Glonass có 3/10 cạnh (30%) Khi kết hợp hệ thống, Hình7a cho thấy kết hợp Glonass Galileo cho kết với 7/10 (70%) cạnh Sai số V(m) 0,030 0,020 0,010 0,000 38 - 7060 - 3838 - 6038học - 7160 - 7198 6098 dựng - 7098 - 71 Chiều, V Đ.,7070 cs.7198 / Tạp chí Khoa Cơng nghệ -Xây đứng (V) Khi sử dụng hệ thống định vị, (b)Sai saisốsốphương mặt Hình 6(a) cho thấy hệ thống Galileo chiếm Hình Sai số phương ngang phương đứng cạnh lưới hợp hệ tỉ lệ lớn với 5/10 cạnh (50%), Glonass 3/10 cạnh (30%), GPS vàkếtBeidou hệ thống có tỉ thống vệ tinh lệ 10% Về sai số phương đứng hình 6(b), hệ thống Galileo có 4/10 cạnh (40%), GPS có 3/10 cạnh Khi sửcó dụng từngcạnh hệ thống định vị, sai mặt hìnhthống, 6(a) choHình thấy hệ thống Galileo (30%) Glonass 3/10 (30%) Khi kếtsốhợp hệ 7(a) cho thấy kết hợp chiếm tỉ lệ lớn với 5/10 cạnh (50%), Glonass 3/10 cạnh (30%), GPS Beidou hệ cao Sự Glonass Galileo cho kết với 7/10 (70%) cạnh có sai số mặtmỗi thống có tỉ lệ 10% Về sai số phương đứng hình 6(b), hệ thống Galileo có 4/10 cạnh (40%), có mặt vệ tinh Glonass kết hợp GPS-Glonass, Glonass-Bắc Đẩu có tỉ lệ GPS có 3/10 cạnh (30%) Glonass có 3/10 cạnh (30%) Khi kết hợp hệ thống, Hình7a 20% 40% cho thấy kết hợp Glonass Galileo cho kết với 7/10 (70%) cạnh có sai số mặt cao Sự có mặt vệ tinh Glonass kết hợp 3.3 Lưới thứGPS-Glonass, ba Glonass-Bắc Đẩu có tỉ lệ 20% 40% Lưới thứ ba 8) bao gồm 10 điểm với 18 cạnh đo, khu đo mạng lưới khác biệt Mạng lưới3.3 thứ (Hình so với hai mạng lưới Mạng lướigồm thành đôcủathịmạng phục Mạng lưới thứ (Hình 8) bao 10 điểm với lập 18 cạnh đo, khu khu đo lướivụ nàyxây khácdựng hạ tầng giao biệt so với hai mạng lưới Mạng lưới thành lập khu thị phục vụ xâybình đồng thời thơng, có nhiều nhà cao tầng xung quanh trải dài khu đo Thời gian đo trung dựng hạ tầng giao thơng, có nhiều nhà cao tầng xung quanh trải dài khu đo Thời khoảng đồng hồ gian đo trung bình đồng thời khoảng đồng hồ Hình Sơ đồ lưới Hình Sơ đồ lưới đặc đo khu thị có mật lớn, việc sử đơn Do đặcDo điểm đo khu đôđô độnhà nhàcao caotầng tầng lớn, việc sử dụng Do đặc điểm điểmkhu khu khulà đotrong trong khu đơthị thịcó cómật mật độ nhà cao tầng lớn, việc sử dụng dụng đơn đơn lẻ lẻ hệ thống định vị lời giải fix thực với vệ tinh GPS nên kết hệ thống định vịhệđểthống cho định lờivịgiải fixrachỉ với vệ kếtnên lẻ lờithực giải fix chỉđược thực vớitinh GPS vệ tinhnên GPS kếtsẽ so sánh kết hợp chúng với Các kết Hình (a-d) so sánh với kết hợpCác giữakết chúng Các 9(a)–(d) kết Hình (a-d) so sánh khiquả kếtsẽhợp chúng quảvới Hình All All G-Glo-Gal G-Glo-Gal G-Glo G-Glo Glo-Gal-Bei Glo-Gal-Bei Glo-Gal Glo-Gal Glo-Bei Glo-Bei Gal-Bei Gal-Bei G-Gal G-Gal - - 2 - - - - - - G-Bei G-Bei SaisốsốH(m) H(m) Sai 0,08 0,08 0,07 0,07 0,06 0,06 0,05 0,05 0,04 0,04 0,03 0,03 0,02 0,02 0,01 0,01 0 - - 2 - - - - - - - - (a) Sai số phương ngang (H) (a) (H) (a)Sai Saisố sốphương phươngngang ngang (H) All G-Glo-Gal G-Glo Glo-Gal-Bei Glo-Gal Glo-Bei Gal-Bei G-Gal G-Bei All G-Glo-Gal G-Glo Glo-Gal-Bei Glo-Gal Glo-Bei Gal-Bei G-Gal G-Bei SaisốsốH(m) H(m) Sai 0,08 0,08 0,07 0,07 0,06 0,06 0,05 0,05 0,04 0,04 0,03 0,03 0,02 0,02 0,01 0,01 0 - - - - - 10 - 10 - - - - - - - - - - - 10 - 10 (b) (H) (b) Sai Saisố sốphương phươngngang ngang (H) (b) Sai số phương ngang (H) All G-Glo-Gal G-Glo Glo-Gal-Bei 162 Glo-Gal Glo-Bei Gal-Bei G-Gal G-Bei All G-Glo-Gal G-Glo Glo-Gal-Bei Glo-Gal Glo-Bei Gal-Bei G-Gal G-Bei V(m) ốsốV(m) 0,100 0,100 0,080 0,080 0,060 0,060 Sai s 0,03 0,02 0,01 - - - 10 - - - - - - 10 (b)/Sai ngang Chiều, V Đ., cs Tạpsố chíphương Khoa học Công(H) nghệ Xây dựng All G-Glo-Gal G-Glo Glo-Gal-Bei Glo-Gal Glo-Bei Gal-Bei G-Gal G-Bei - - - 4 - Glo-Bei Gal-Bei G-Gal G-Bei - - - Sai số V(m) 0,100 0,080 0,060 0,040 0,020 0,000 - 2 - - - - (c) Sai số phương đứng (V) (c) Sai số phương đứng (V) All G-Glo-Gal G-Glo Glo-Gal-Bei Glo-Gal Sai số V(m) 0,100 0,080 0,060 0,040 0,020 0,000 - - - 10 - - - 10 (d) (V) (d)Sai Saisốsốphương phươngđứng đứng (V) Sai số phương ngang phương đứng cạnh kết hợp hệ thống vệ HìnhHình Sai số phương ngang phương đứng cạnh kết hợp hệ thống vệ tinh tinh Với mức độ khó khăn lớn hơn, kết hợp vệ tinh Glonass-Galileo, Glonass-Bắc Với mức độ Galileo-Bắc khó khăn lớn kếttrường hợp cáccóvệmột tinhcạnh Glonass-Galileo, Đẩu, Đẩu, Đẩu,hơn, trongsựmỗi hợp không cho lờiGlonass-Bắc giải fix Galileo-Bắc(cạnh Đẩu,6 -7, trường hợp có cạnh khơng cho lời giải fix (cạnh 6-7, 9- -1, -1, -1 tương ứng) kết hợp vệ tinh GPS-Galileo có hai cạnh 9- - -1 tươngkhông ứng)cho rasựlờikết -1, vệ tinh GPS-Galileo có hai cạnh choxuất lời giải fix giảihợp fix (các cạnh -1) Để có nhìn chi tiết hơnkhơng số lần sai số lớn nhỏ theo hai phương đứng, ngang kết hợp hệ thống, kết Bảng thống kê 2, Số lần xuất Bảng sai số lớn nhỏ theo phương ngang Cạnh 4- - -2 2- - -3 2- - -9 2- - -1 6- - -2 2- - -7 4- - -5 8- - -4 4- - -3 3- - -5 3- - -7 9- - -10 9- - -8 9- - -4 9- - -1 6- - -3 6- - -7 2- - -10 All Cạnh 0,004 - 2 0,003 - 0,010 - 0,014 - - 0,011 - 0,006 - 0,008 - 4 0,010 - 3 0,006 - - 0,005 - 10 0,010 - 0,022 - 0,017 - - 0,009 - 0,012 10 Số0,009 lần 0,012 Số lần 0,015 max Bảng Số lần xuất sai số lớn nhỏ theo phương ngang G-Glo-Gal G-Glo Glo-Gal-Bei Glo-Gal Glo-Bei GGlo-GalGal- Gal-Bei All G-Glo-Gal 0,004 0,0060,006 0,003 0,0060,006 0,010 0,0110,011 0,014 0,0420,042 0,011 0,015 0,015 0,006 0,008 0,008 0,0080,013 0,010 0,0130,018 0,006 0,0180,010 0,005 0,0100,007 0,010 0,014 0,0070,038 0,022 0,017 0,0140,039 0,009 0,0380,014 0,012 0,0390,049 0,009 0,013 0,0140,016 0,012 0,015 0,0490,018 Glo 0,007 0,007 0,006 0,006 0,011 0,011 0,070 0,070 0,018 0,018 0,008 0,008 0,012 0,012 0,017 0,01 0,017 0,009 0,010 0,014 0,009 0,038 0,014 0,042 0,038 0,014 0,049 0,042 0,013 0,014 0,018 0,049 0,018 Bei 0,007 0,007 0,005 0,005 0,005 0,005 0,015 0,015 0,019 0,019 0,013 0,013 0,010 0,010 0,011 0,026 0,011 0,007 0,026 0,006 0,007 0,013 0,006 0,033 0,013 0,02 0,011 0,033 0,011 0,020 0,017 0,011 0,009 0,013 0,016 0,018 0,013 0,018 0,018 30,011 10 0,017 10,009 Glo-Gal Glo-Bei 0,012 0,012 0,025 0,025 0,006 0,006 0,016 0,016 0,021 0,021 0,011 0,045 0,011 0,013 0,045 0,030 0,013 0,003 0,030 0,039 0,003 0,06 0,023 0,039 0,050 0,060 0,005 0,023 0,033 0,050 0,025 0,005 0,033 10 0,025 Bei 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,004 0,008 0,008 0,010 0,019 0,019 0,020 0,012 0,015 0,012 0,009 0,008 0,011 0,009 0,011 0,026 0,011 0,027 0,007 0,026 0,007 0,007 0,007 0,006 0,013 0,016 0,007 0,033 0,033 0,028 0,013 0,019 0,011 0,033 0,011 - 0,0280,011 0,012 0,011 0,021 0,018 0,009 - 0,005 0,0111 0,021 0,0091 G-Gal G-Bei G-Gal G-Bei 0,005 0,006 0,004 0,007 0,011 0,010 0,020 0,019 0,015 0,009 0,008 0,014 0,011 0,021 0,011 0,027 0,007 0,007 0,016 0,006 0,042 0,016 0,041 0,033 0,005 0,019 0,015 0,011 0,061 0,021 0,012 0,018 0,005 0,006 0,004 0,007 0,004 0,011 0,011 0,0150,011 0,019 0,007 0,009 0,008 0,014 0,013 0,006 0,021 0,006 0,011 0,011 0,007 0,024 0,016 0,023 0,042 0,009 0,004 0,041 0,009 0,005 0,015 0,01610,021 0,004 0,004 0,011 0,015 0,011 0,007 0,008 0,013 0,006 0,006 0,011 0,024 0,023 0,009 0,004 0,009 0,015 0,016 60,015 0,061 Số lần 10 0 1 Số lần max 10 163 Chiều, V Đ., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng (các cạnh 2- - -1, 9- - -1) Để có nhìn chi tiết số lần xuất sai số lớn nhỏ theo hai phương đứng, ngang kết hợp hệ thống, kết thống kê Bảng 2, Bảng cho thấy số lần xuất sai số nhỏ theo phương ngang có số lượng nhiều sử dụng tất hệ thống định vị (10 lần), thứ hai kết hợp vệ tinh GPS-Bắc Đẩu Số lần xuất sai số lớn thuộc kết hợp vệ tinh Glonass-Galileo, GPS-Glonass Số lần xuất sai số lớn theo phương ngang có mặt vệ tinh Bắc Đẩu lần, có mặt vệ tinh Glonass 18 lần Với sai số nhỏ nhất, kết hợp hai hay ba hệ thống định vị số lần xuất sai số nhỏ có vệ tinh Glonass lần (trong lần có tham gia vệ tinh Bắc Đẩu), vệ tinh Bắc Đẩu 10 lần Bảng Số lần xuất sai số lớn nhỏ theo phương đứng Cạnh All G-Glo-Gal G-Glo Glo-Gal-Bei Glo-Gal Glo-Bei Gal-Bei G-Gal G-Bei 4- - -2 2- - -3 2- - -9 2- - -1 6- - -2 2- - -7 4- - -5 8- - -4 4- - -3 3- - -5 3- - -7 9- - -10 9- - -8 9- - -4 9- - -1 6- - -3 6- - -7 2- - -10 0,009 0,009 0,097 0,028 0,030 0,054 0,014 0,012 0,015 0,008 0,026 0,057 0,065 0,025 0,097 0,021 0,036 0,087 0,015 0,018 0,097 0,063 0,045 0,088 0,021 0,037 0,038 0,012 0,048 0,074 0,088 0,033 0,061 0,038 0,050 0,086 0,021 0,019 0,097 0,077 0,061 0,098 0,021 0,035 0,038 0,013 0,048 0,074 0,089 0,033 0,061 0,039 0,061 0,085 0,021 0,010 0,009 0,098 0,040 0,030 0,070 0,019 0,076 0,013 0,010 0,024 0,082 0,096 0,029 0,020 0.040 0,098 0,024 0,059 0,098 0,030 0,055 0,097 0,051 0,032 0,095 0,009 0,090 0,083 0,095 0,088 0,003 0,093 0,096 0,012 0,009 0,098 0,040 0,028 0,070 0,019 0,075 0,014 0,009 0,024 0,082 0,094 0,028 0,021 0,046 0,098 0,010 0,008 0,098 0,046 0,033 0,067 0,020 0,095 0,012 0,011 0,026 0,093 0,096 0,033 0,021 0,043 0,098 0,015 0,023 0,098 0,054 0,098 0,024 0,041 0,048 0,013 0,058 0,086 0,090 0,098 0,046 0,084 0,096 0,011 0,009 0,097 0,029 0,031 0,062 0,014 0,033 0,015 0,008 0,028 0,062 0,078 0,026 0,003 0,021 0,042 0,097 Số lần 1 Số lần max 1 5 Với sai số phương đứng, sử dụng tất hệ thống định vị số lần có sai số nhỏ lần, với kết hợp hai hay ba hệ thống định vị số lần có sai nhỏ có mặt vệ tinh Bắc Đẩu 11 lần, số lần (trong có lần có tham gia vệ tinh Bắc Đẩu) với vệ tinh Glonass Số lần xuất sai số lớn kết hợp hai hay ba hệ thống định vị với có mặt vệ tinh Glonass 16 lần, 11 lần với Bắc Đẩu Sự có mặt vệ tinh Glonass Galileo cho kết phương đứng Kết luận Kết giải cạnh ba mạng lưới GNSS, đại diện cho mạng lưới quan trắc liên tục có quy mơ lớn, mạng lưới phục vụ thi cơng cơng trình giao thơng mạng lưới khống chế dành cho khảo sát thành lập đồ địa hình với kết hợp vệ tinh hệ thống định vị, có số kết luận sau: Các vệ tinh GPS khơng cịn giữ vị trí “hạt nhân” thời gian theo dõi liên tục hay số lượng vệ tinh giữ vị trí “hạt nhân” chất lượng lời giải cạnh kết hợp số liệu vệ tinh 164 Chiều, V Đ., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng tính tốn mạng lưới theo phương pháp đo tĩnh giữ vai trò trung tâm kết hợp tính tốn mạng lưới GNSS vị trí khó khăn; Với khả hiển thị dài quỹ đạo, cho phép thời gian thu số liệu liên tục dài nhất, trị đo từ vệ tinh Bắc Đẩu cho kết tốt xử lý kết hợp hai hay ba hệ thống vệ tinh tính tốn lời giải cạnh mạng lưới; Sự kết hợp hệ thống định vị có tham gia trị đo từ vệ tinh GPS hay Bắc Đẩu tham gia vào tính tốn cho kết tốt mặt sai số mặt độ cao; Sự kết hợp trị đo từ vệ tinh Glonass Galileo với trị đo từ vệ tinh hệ thống khác có kết nhất, với mạng lưới có yêu cầu yếu tố độ cao phép thực công nghệ GNSS, phương pháp đo tĩnh tiêu chuẩn nên cân nhắc sử dụng trị đo từ vệ tinh hệ thống Lời cảm ơn Các tác giả cảm ơn Công ty cổ phần thiết bị khoa học công nghệ Tường Anh cung cấp số liệu đo liên tục mạng lưới cạnh dài để phục vụ tính tốn Tài liệu tham khảo [1] QCVN 06/2009 Quy định quy chuẩn kỹ thuật quốc gia xây dựng lưới tọa độ Bộ Tài Nguyên Môi Trường, Việt Nam [2] TCVN 9401:2012 Kỹ thuật đo xử lý số liệu GPS trắc địa cơng trình Viện Khoa Học Công Nghệ, Bộ Xây Dựng, Việt Nam [3] TCN 263 (2020) Quy trình khảo sát đường tơ Bộ Giao Thông Vận Tải, Việt Nam [4] Langley, R B., Teunissen, P J G., Montenbruck, O (2015) Introduction to GNSS: GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo and Other Global Navigation Satellite Systems Second edition, Springer Handbooks NovAtel Inc, Calgary, Alberta, Canada [5] Yang, Y., Mao, Y., Sun, B (2020) Basic performance and future developments of BeiDou global navigation satellite system Satellite Navigation, 1(1) [6] Vy, Q H (2014) Xử lý số liệu hỗn hợp gps/glonass Tạp chí Các Khoa học Trái Đất, 36:14–20 [7] Hải, V Q (2013) So sánh kết xử lý số liệu GPS GLONASS Tạp chí Các Khoa học Trái Đất, 35:60–65 [8] Nik, S A., Petovello, M G (2008) Multichannel dual frequency GLONASS software receiver Proceedings of the 21st International Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation (ION GNSS 2008), 1719–1729 [9] Nik, S A., Petovello, M G (2010) Implementation of a Dual-Frequency GLONASS and GPS L1 C/A Software Receiver Journal of Navigation, 63(2):269–287 [10] Kennie, T J M (1989) Engineering Surveying Civil Engineer’s Reference Book, fourth edition, Elsevier, 6/1–6/29 [11] Li, X., Zhang, X., Ren, X., Fritsche, M., Wickert, J., Schuh, H (2015) Precise positioning with current multi-constellation Global Navigation Satellite Systems: GPS, GLONASS, Galileo and BeiDou Scientific Reports, 5(1) [12] Charles, D G., Paul, R W F (2015) Elementary surveying - introduction to geomatics Aging, Albany, NY [13] Chen, H.-C., Huang, Y.-S., Chiang, K.-W., Yang, M., Rau, R.-J (2009) The performance comparison between GPs and BeiDou-2/compass: A perspective from Asia Journal of the Chinese Institute of Engineers, 32(5):679–689 [14] Cai, C., Gao, Y., Pan, L., Dai, W (2014) An analysis on combined GPS/COMPASS data quality and its effect on single point positioning accuracy under different observing conditions Advances in Space Research, COSPAR, 54(5):818–829 165 Chiều, V Đ., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng [15] Ma, X., Yu, K., He, X., Montillet, J.-P., Li, Q (2020) Positioning Performance Comparison Between GPS and BDS With Data Recorded at Four MGEX Stations IEEE Access, 8:147422–147438 [16] Abdulmajed, R I., Abbak, R A (2017) Accuracy comparison between GPS only and GPS plus GLONASS in RTK and static methods Asian Journal of Science and Technology, 8:6697–6703 [17] Lohan, E S., Borre, K (2016) Accuracy limits in multi-GNSS IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 52(5):2477–2494 [18] Sơn, P V H., Khởi, N V T (2021) Ứng dụng công nghệ định vị GPS smart phone để quản lý an toàn lao động quản lý xây dựng Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng (KHCNXD) - ĐHXDHN, 15(2V):155–170 [19] Department of Transport and Main Road (2019) Trimble Business Center v5.0 Processing and Adjusting GNSS Survey Control Networks Queensland 166 ... khơng có kết hợp Galileo với BTREHCMC H(m) SaiSai s? ?số H(m) Kết xử lý kết hợp hệ thống định vị vệ tinh xử lý theo trình tự sử dụng tất Kết xử lý kết hợp hệ thống định vị vệ tinh xử lý theo trình... Sai số phương ngang kết hợp hệ thống (b)Sai số phương đứng kết hợp hệ thống Hình Saihệ số thống phương ngang phương đứng cạnh lưới sử dụ (b)Sai số phương đứng kết hợp thống vệ Hình Sai số phương. .. Nam, việc nghiên cứu xử lý kết hợp số liệu hệ thống định vị chưa có Do đó, cần phải tiếp tục có nghiên cứu đánh giá độ xác định vị hệ GNSS khác kết hợp số hệ với (có thể hai, ba hay chí hệ có thể)