CÔNG NGHỆ GNSS VÀ ỨNG DỤNG TRONG VIỆC THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY ĐỊNH VỊ VỆ TINH (ROVER) ỨNG DỤNG TRONG ĐO ĐẠC THÀNH LẬP BẢN ĐỒ THEO KỸ THUẬT CORS/RTK. PGS.TS Phạm Công Khải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT BÁO CÁO HỌC THUẬT HỌC KỲ NĂM HỌC 2020 – 2021 CÔNG NGHỆ GNSS VÀ ỨNG DỤNG TRONG VIỆC THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY ĐỊNH VỊ VỆ TINH (ROVER) ỨNG DỤNG TRONG ĐO ĐẠC THÀNH LẬP BẢN ĐỒ THEO KỸ THUẬT CORS/RTK Người báo cáo: PGS.TS Phạm Công Khải Đơn vị : Bộ môn Trắc địa mỏ Khoa Trắc địa – Bản đồ Quản lý đất đai Hà Nội, 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT BÁO CÁO HỌC THUẬT HỌC KỲ NĂM HỌC 2020 – 2021 CÔNG NGHỆ GNSS VÀ ỨNG DỤNG TRONG VIỆC THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY ĐỊNH VỊ VỆ TINH (ROVER) ỨNG DỤNG TRONG ĐO ĐẠC THÀNH LẬP BẢN ĐỒ THEO KỸ THUẬT CORS/RTK Phịng KHCN Bộ mơn Trắc địa mỏ Người báo cáo PGS TS Phạm Công Khải Hà Nội - 2020 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Hiện nay, giới có nhiều quốc gia xây dựng hệ thống định vị vệ tinh hệ thống GLONASS Liên bang Nga, hệ thống GALILEO Cộng đồng Châu Âu, hệ thống COMPASS Trung Quốc tạo thay đổi to lớn tương lai công nghệ định vị vệ tinh Thêm vào đó, thân hệ thống định vị GPS Mỹ có chương trình nâng cấp nhằm cải thiện nâng cao khả tích hợp độ xác số liệu mà hệ thống cung cấp Với hệ thống GNSS công tác định vị mặt đất thực theo xu thiết lập mạng lưới trạm tham chiếu hoạt động liên tục (Continuously Operating Reference Station - CORS) thay cho mạng lưới trắc địa truyền thống Một ứng dụng công nghệ GNSS CORS đo đạc thành lập đồ Tuy nhiên, máy định vị GNSS sử dụng nước ta hãng giới cung cấp với giá thành cao làm hạn chế khả ứng dụng Nhận thấy vai trò to lớn việc ứng dụng công nghệ GNSS/CORS công tác Trắc địa Việt Nam, báo cáo: “Cơng nghệ GNSS ứng dụng việc thiết kế chế tạo máy định vị vệ tinh (Rover) ứng dụng đo đạc thành lập đồ theo kỹ thuật CORS/RTK” tác giả nghiên cứu thực thời gian qua đạt kết khả quan Báo cáo trình bày việc thiết kế, phát triển máy định vị GNSS có giá thành thấp sử dụng để đo theo kỹ thuật CORS/RTK ứng dụng đo đạc thành lập đồ địa hình, địa Máy định vị GNSS phát triển gồm ăng ten, thu GNSS sổ đo điện tử sử dụng Smartphone cài đặt phần mềm tự thiết kế phát triển Bộ thu GNSS phát triển dựa cơng nghệ thiết bị hãng Drotek (Cộng hịa Pháp) Sử dụng máy định vị nghiên cứu phát triển để đo thực nghiệm vào điểm song trùng mạng lưới trắc địa thành lập công nghệ GPS cho thấy máy định vị GNSS phát triển hoàn toàn đáp ứng cho cơng tác đo đạc thành lập đồ địa hình, địa tỷ lệ lớn Tổng quan thiết bị định vị RTK theo công nghệ CORS Ngày nay, giới công nghệ khoa học kỹ thuật nói chung khoa học trắc địa nói riêng ngày phát triển Các thiết bị đo đạc ngày hoàn thiện nhờ áp dụng thành tựu khoa học kỹ thuật Với phát triển công nghệ hệ thống vệ tinh dẫn đường tồn cầu (GNSS), cơng tác định vị mặt đất thực việc thiết lập mạng lưới trạm tham chiếu hoạt động liên tục (CORS) Với mạng lưới trạm CORS công tác đo đạc thành lập đồ theo chủ yếu thực theo phương thức đo động xử lý tức thời (Real Time Kinematic – RTK) Việc ứng dụng phương thức đo RTK sử dụng trạm CORS vào lĩnh vực trắc địa đem lại hiệu lớn việc thành lập đồ, rút ngắn thời gian đo đạc, giảm khối lượng công việc cho độ xác cao Hiện nay, Việt Nam mạng lưới trạm định vị vệ tinh quốc gia (VNGEONET) triển khai xây dựng làm sở hạ tầng không gian quốc gia, người sử dụng cung cấp nhiều ứng dụng, lĩnh vực đo đạc thành lập đồ Để khai thác có hiệu mạng lưới trạm định vị vệ tinh quốc gia, người sử dụng cần máy định vị GNSS thực cơng tác đo đạc thu thập số liệu thực địa, không phụ thuộc vào thời tiết thời gian đo Các máy định vị GNSS có thị trường Việt Nam thường hãng sản xuất thiết bị đo đạc giới chế tạo Trimble (Mỹ), Leica (Thụy Sĩ), Topcon (Nhật Bản), South (Trung Quốc) v.v Tuy nhiên máy định vị thường có giá bán cao, điều làm cho người sử dụng khó tiếp cận, làm giảm tính ứng dụng cơng nghệ Vì vậy, mục tiêu nghiên cứu thiết kế, phát triển máy định vị vệ tinh GNSS mang nhãn hiệu Việt Nam có giá thành thấp, đo theo kỹ thuật CORS/RTK, đảm bảo yêu cầu độ xác, đáp ứng cho nhu cầu người sử dụng Việt Nam công tác đo đạc thành lập đồ địa hình, địa Hiện nay, nhiều hãng sản xuất máy thu GNSS chuyển sang sản xuất bảng mạch OEM để cung cấp cho người sử dụng tự phát triển thiết bị định vị, phục vụ cho mục đích khác Ở giới có nhiều nghiên cứu tập trung vào việc phát triển thiết bị giải pháp đo có hiệu cao, giá thành thấp Chẳng hạn như, việc phát triển đánh giá trạm tham chiếu ảo để định vị RTK nghiên cứu (G.R Hu and et al., 2003) nhằm khai thác liệu trạm CORS, nâng cao độ xác trạm động Rover Việc phát triển ứng dụng kỹ thuật định vị RTK-GPS tác giả (Jinsang Hwang and et al., 2012) nghiên thành công phần cứng phần mềm cài đặt điện thoại thông minh Việc nghiên cứu phát triển thiết bị định vị cảm biến có độ nhạy cao điều kiện đo không thuận lợi tác giả (Trajkovski and et al., 2010) thực thành công Việc tích hợp định vị GPS với cảm biến INS tác giả (Lee, H.K, 2010) thực để đo động xác với cạnh sở dài Các phương pháp tối ưu tích hợp RTK-GPS với gia tốc kế tác giả (Hwang and et al., 2012) phát triển để xác định dịch chuyển cơng trình Một nghiên cứu gần đây, tác giả (Parluhutan Manurung and et al., 2019) Indonesia nghiên cứu phát triển thu GNSS cho máy thu di động (Rover), đo theo kỹ thuật CORS-RTK có giá thành hợp lý Ở Việt Nam, thời gian gần có số cơng trình nghiên cứu phát triển thu GNSS sử dụng quan trắc liên tục chuyển dịch biến dạng công trình theo thời gian thực (Phạm Cơng Khải nnk., 2018) Tuy nhiên, việc thiết kế phát triển thiết bị định vị GNSS dùng để đo RTK theo công nghệ trạm CORS chưa nghiên cứu hồn chỉnh Vì báo trình bày nghiên cứu để phát triển máy định vị GNSS đáp ứng cho nhu cầu đo RTK phục vụ cho việc đo đạc thành lập đồ Nguyên lý đo RTK Rover theo cơng nghệ trạm CORS Tín hiệu vệ tinh GNSS ăngten (1) thu nhận, truyền thu GNSS Net S8+ thông qua dây cáp chuyên dụng, tín hiệu vệ tinh giải mã qua modem (3) máy tính chủ (4) Thơng qua máy tính chủ kết nối với đường truyền Internet với địa IP tĩnh cố định, phân cấp quản lý, tùy theo đối tượng người sử dụng hai phần mềm kèm: NRS-Station (phục vụ tính tốn số liệu, phân bổ số liệu trạm thu tĩnh) NRS-Server cung cấp thông tin sai phân cho điểm đo di động, xử lý số liệu mạng lưới đo động RTK, đồng thời hiệu chỉnh số nguyên đa trị toàn mạng, thiết lập mơ hình cải (gồm cải sai số tầng đối lưu, tầng điện ly, quỹ đạo vệ tinh) Các số liệu trạm CORS thu liên tục với tần suất giây, 15 giây 30 giây tùy vào yêu cầu người sử dụng thiết đặt phần mềm NRS-Station Số liệu lưu trữ thư mục định máy chủ theo chuẩn định dạng tệp RINEX Việc đo đạc theo công nghệ trạm CORS thường thực theo phương thức đo động thời gian thực (Real Time Kinematic - RTK) Sử dụng máy thu GNSS hai tần số, kết nối với mạng viễn thông để truyền số liệu thông qua phần mềm chuyên dụng cài đặt sổ đo điện tử (Fieldbook) Tọa độ trạm động gửi máy chủ theo định dạng chuẩn liệu NMEA (National Marine Electronics Association) hiệp hội điện tử hàng hải quốc gia (Mỹ) Tại máy chủ phần mềm NRS-Server tính tốn xác định số cải cho trạm động xác định tọa độ xác cho trạm động gửi trở lại cho trạm động Rover theo định dạng liệu RTCM lưu giữ số tay trạm động Rover Tọa độ trạm động Rover tính theo cơng thức: XRover=XRover(t)+δx(t); YRover=YRover(t)+δy(t); (1) ZRover=ZRover(t)+δz(t) đó: XRover, YRover, ZRover - Các thành phần toạ độ trạm động cần xác định hệ toạ độ trạm CORS; XRover(t), YRover(t), ZRover(t) - Các thành phần toạ độ định vị tuyệt đối trạm Rover thời điểm t; δx(t), δy(t), δz(t) số hiệu chỉnh xác định theo công thức: δx(t)=XCORS - XCORS(t); δy(t)=YCORS - YCORS(t); (2) δz(t)=ZCORS - ZCORS(t) Trong đó: XCORS,YCORS, ZCORS - Các thành phần toạ độ biết trạm CORS; XCORS(t), YCORS(t), ZCORS(t) - Các thành phần toạ độ định vị tuyệt đối trạm CORS thời điểm t Sơ đồ nguyên lý hoạt động trạm CORS thể hình Hình Sơ đồ nguyên lý đo RTK Rover theo công nghệ trạm CORS Cơ chế truyền dẫn số liệu cải RTCM số liệu trị đo NMEA thực theo giao thức NTRIP (Network Transport of RTCM via Internet Protocol) mạng IP (Hình 2) Hình Sơ đồ truyền dẫn số liệu trạm CORS theo giao thức NTRIP Tín hiệu vệ tinh GNSS ăng ten thu nhận sau truyền đến thu thơng qua cáp truyền liệu (NTRIP Source), liệu từ thu truyền đến máy chủ qua modem đường truyền internet (NTRIP Server), modem mở cổng địa IP truyền máy chủ trung tâm, máy chủ trung tâm có đường truyền internet riêng, mở cổng trùng với cổng trạm CORS (NTRIP Caster), modem máy chủ trung tâm phải mở tất cổng trùng với cổng trạm CORS Máy chủ trung tâm có nhiệm vụ truyền số liệu cải đến cho trạm động Rover NTRIP Client Các kỹ thuật đo RTK theo công nghệ mạng lưới trạm CORS Ba phương pháp sử dụng phổ biến trạm CORS để cung cấp hiệu chỉnh hay liệu hiệu chỉnh cho người sử dụng Ba giải pháp chủ yếu để truyền thông cung cấp liệu hiệu chỉnh đến người sử dụng phát triển là: Giải pháp trạm quy chiếu ảo (VRS- Virtural Reference Station), Giải pháp cung cấp tham số hiệu chỉnh khu vực FKP (Flachen-KorrekturParameter) giải pháp trạm Chính- Phụ (MAC- Master Auxiliary Concept) 3.1 Kỹ thuật trạm tham chiếu ảo (Virtual Reference Station – VRS) 3.1.1 Nguyên tắc hoạt động Là đánh giá nhanh chóng, thiết lập DGNSS điển hình bao gồm trạm tham chiếu mà từ liệu thơ (hoặc điều chỉnh) gửi đến người nhận rover (tức là, người sử dụng) Sau người dùng tạo độ lệch pha sóng mang (hoặc sửa liệu thơ họ) thực việc xử lý liệu cách sử dụng điều chỉnh khác biệt Để triển khai ý tưởng trạm qui chiếu ảo VRS, cần ba trạm CORS kết nối với máy chủ mạng theo đường truyền trực tuyến tốc độ cao Đầu tiên, máy Rover xác định vị trí gần truyền tới Trung tâm xử lý số liệu trạm CORS theo chuẩn liệu NMEA gọi GGA Phần mềm trạm chủ xử lý truyền số liệu cải cho trạm động Rover theo định dạng chuẩn liệu RTCM Việc truyền dẫn liệu từ máy Rover tới trung tâm thực giải pháp qua Internet theo theo giao thức NTRIP (Networked Transport of RTCM via Internet Protocol) (hình 3) Hình Nguyên lý truyền số liệu trạm tham chiếu ảo VRS Sau nhận vị trí gần rover, máy chủ (Trung tâm xử lý) kiểm tra, tính tốn truyền số liệu hiệu chỉnh RTCM đến máy rover Ngay nhận liệu hiệu chỉnh RTCM, rover tính lời giải DGPS cập nhật vị trí truyền vị trí tới trung tâm xử lý Vị trí biệt trạm CORS sử dụng để tính số cải DGPS dạng số cải tọa độ, gọi phương pháp vị trí (Position Method) số cải vào khoảng cách giả, gọi phương pháp hiệu chỉnh trị đo hay Hình Kỹ thuật phối hợp trạm phụ trợ trạm 4.Thiết kế phát triển thu GNSS 4.1 Các thành phần máy định vị vệ tinh GNSS Hiện thị trường có nhiều máy định vị vệ tinh, loại máy có đặc điểm chức khác để phù hợp với yêu cầu người sử dụng Theo cấu tạo, máy chia làm hai loại máy tần số máy hai tần số Máy tần số thu tín hiệu tần số L1 Máy thu hai tần số thu đầy đủ tín hiệu hai tần số L1 L2, điều giúp cho máy hai tần số có phạm vi hoạt động rộng độ xác cao máy tần số Các máy định vị vệ tinh hai tần số gồm có thành phần ăng ten thu tín hiệu vệ tinh, thu số liệu GNSS, sổ đo điện tử phụ kiện kèm theo (hình 6) Ăng ten Bộ thu GNSS Sổ đo điện tử 11 Hình Máy định vị vệ tinh GNSS Hiện nay, hãng chế tạo sản xuất máy định vị hai tần số với hai chức đo tĩnh đo động xử lý tức thời RTK Các thành phần máy định vị vệ tinh GNSS gồm có thành phần ăng ten thu tín hiệu vệ tinh, thu giải mã tín hiệu GNSS, sổ đo điện tử 4.2 Thiết kế hệ thống phần cứng cho thu GNSS Nền tảng công nghệ để thiết kế phát triển thu GNSS bảng mạch thu tín hiệu vệ tinh Hiện giới có nhiều hãng sản xuất bảng mạch để phát triển thiệt bị định vị vệ tinh Trimble (Mỹ), Hemisphere (Mỹ), Drotek (Pháp), Tersus (Đài loan), NovAtel (Canada) v.v…Việc lựa công nghệ thiết bị để thiết kế phát triển thu GNSS cho máy định vị RTK phụ thuộc vào yêu cầu công tác đo đạc, tính năng, tác dụng, độ xác giá thành sản phẩm Trong nghiên cứu công nghệ thiết bị sử dụng để phát triển máy định vị GNSS hãng Drotek Drotek hãng sản xuất thiết bị điện tử có bảng mạch cho ứng dụng lĩnh vực định vị vệ tinh Bảng mạch lựa chọn có mã sản phẩm DP0601 RTK ZED-F9P GNSS (hình 3ª) Nó thu tín hiệu vệ tinh hệ thống GNSS gồm GPS, GLONASS, BEIDOU, Galileo QZSS Các bảng mạch sử dụng để thiết kế phát triển thu GNSS cho Rover gồm có module (hình 7) a) b) c) d) e) Hình Một số module để phát triển thu GNSS cho máy định vị vệ tinh 12 Tên module để phát triển thu GNSS cho máy định vị vệ tinh thể bảng Bảng Các module để phát triển thu số liệu GNSS TT Tên thiết bị Bo mạch thu tín hiệu vệ tinh GNSS Module xử lý liệu Arduino Module thu nhận tín hiệu Max232 Module lưu trữ truyền dẫn liệu Module kết nối không dây Bluetooth Bo mạch thu tín hiệu vệ tinh GNSS Bo mạch thu tín hiệu vệ tinh GNSS sử dụng để thiết kế thu có mã sản phẩm DP0601 RTK ZED-F9P hãng Drotek (Cộng hòa Pháp) chế tạo Đây bo mạch thu tín hiệu vệ tinh GNSS với tần số L1/L2 để phát triển thu GNSS sử dụng đo động xử lý tức thời (Real Time KinemeticRTK) hiệu Với thiết kế nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ mức tiêu thụ điện nhỏ, phù hợp để phát triển Rover để đo theo kỹ thuật CORS/RTK Sai số mặt 10mm+1ppm độ cao 15mm+1ppm (https://store-drotek.com/891-rtk-zed-f9p-gnss.html) Module xử lý liệu Arduino UNO R3 Đây module điều khiển trung tâm có nhiệm vụ điều khiển module khác hoạt động, mã code nạp trực tiếp lên vi xử lý Atmega 328 Trong giao thức truyền dẫn tín hiệu, Atmega328 có nhiệm vụ nhận liệu tính tốn trả module kết nối lệnh, liệu từ tạo thành vòng kết nối liên tục phụ thuộc vào Module thiết kế với chân analog, 13 chân digital, 6/13 chân digital tích hợp Bảng mạch chạy vùng điện áp trực tiếp DC từ 7V đến 20V, chíp Atmega 328 dịng chíp mới, họ AVR, hoạt động bit, điện áp 5V, cường độ dịng 0,2 mA, tồn Board có mức tiêu thụ điện 2,5 W Module thu nhận tín hiệu max232 Module thu nhận tín hiệu max232 thiết bị chuyển tín hiệu RS232 (Recommeded Standard 232) thành tín hiệu logic TTL (Transistor-Transistor 13 Logic) để tạo giao tiếp thiết bị dùng chuẩn RS232 thiết bị dùng chuẩn TTL Đặc điểm module có độ xác cao, độ tin cậy bảo toàn liệu, tốc độ xử lý cao, dòng điện tiêu thụ độ trễ tín hiệu nhỏ Module Bluetooth Module Bluetooth có chức kết nối SmartPhone với thu để truyền số liệu đo thông số hai thiết bị với Bộ thu GNSS sau thiết kế phát triển chế tạo hoàn chỉnh với model KX-RTK 100-R (hình 8) a) b) a)Chưa hồn thiện b)Đã hồn thiện Hình Bộ thu GNSS KX-RTK100-R 4.3.Thiết kế xây dựng phần mềm điều khiển 14 Phần mềm viết ngôn ngữ C# môi trường Android điện thoại thông minh (SmartPhone) Phần mềm có chức quản lý cơng việc đo, cài đặt tham số tính chuyển tọa độ, cài đặt thông số trạm CORS, quản lý tệp số liệu đo Phần mềm có tên RTK KX Rover (hình 9) Hình Giao diện phần mềm RTK KX Rover cài đặt điện thoại thông minh Đánh giá độ xác máy định vị KX-RTK100-R Phương pháp để đánh giá độ xác máy định vị vệ tinh GNSS phát triển sử dụng hai máy định vị đo vào điểm mạng lưới khống chế xác định tọa độ xác Mạng lưới khống chế dùng để đánh giá độ xác máy định vị KX-RTK100-R thành lập cơng nghệ GPS (hình 10a) bình sai phần mềm TBC 3.5 Sử dụng hai máy đo KX-RTK100-R tự phát triển máy S82 South đặt vào 15 điểm mạng lưới đo theo phương thức RTK, sử dụng trạm CORS đơn Leica lắp đặt khuôn viên trường đại học Mỏ-Địa chất a) Mạng lưới đo thực nghiệmb)Đo máy S82 c)Đo máy KX-RTK100-R Hình 10 Đo thực nghiệm đánh giá độ xác máy KX-RTK100-R Từ tọa độ điểm mạng lưới xác định hai máy đo S82 máy KX-RTK100-R, dựa vào tọa độ biết điểm xác định sai lệch tọa độ mặt hai loại máy thể (bảng 2) (Bảng 3) 16 Bảng Sai lệch tọa độ mặt đo máy KX-RTK100-R Tọa độ gốc (m) No Điểm XBASE YBASE Tọa độ đo máy KX ROVER RTK 100-R (m) Sai lệch tọa độ (m) XRTK YRTK δX δY Sai số vị trí Khoảng cách mặt MP từ trạm CORS (m) đến điểm đo (km) KH-1 2331078.161 580952.520 2331078.153 580952.529 -0.008 0.009 0.012 1.01 KH-4 2328976.440 580430.385 2328976.428 580430.371 -0.012 -0.014 0.018 1.30 KH-3 2330112.400 581855.510 2330112.386 581855.494 -0.014 -0.016 0.021 1.51 KH-6 2326970.116 580887.986 2326970.135 580888.008 0.019 0.022 0.029 3.35 KH-2 2333147.615 582109.681 2333147.640 582109.708 0.025 0.027 0.037 3.37 KH-5 2327466.300 582693.099 2327466.273 582693.068 -0.027 -0.031 0.041 3.66 KH-7 2326251.236 582094.451 2326251.208 582094.486 -0.028 0.035 0.045 4.38 KH-8 2324291.465 581377.192 2324291.429 581377.231 -0.036 0.039 0.053 6.07 KH-10 2323870.602 579504.400 2323870.559 579504.354 -0.043 -0.046 0.063 6.46 10 KH-9 2323643.828 581962.164 2323643.781 581962.213 -0.047 0.049 0.068 6.82 Bảng Sai lệch tọa độ mặt đo máy S82 South No Điểm Tọa độ gốc (m) Tọa độ đo máy S82 (m) 18 Sai lệch tọa độ (m) Sai số vị trí Khoảng cách mặt MP từ trạm CORS đến XBASE YBASE XRTK YRTK 2331078.16 580952.52 2331078.15 580952.52 2328976.44 580430.38 2328976.43 580430.37 KH-1 KH-4 KH-3 2330112.400 KH-6 2326970.116 KH-2 KH-5 KH-7 KH-8 KH-10 581855.51 2330112.410 581855.52 580887.98 2326970.09 580888.00 2333147.61 582109.68 2333147.63 582109.70 5 2327466.30 582693.09 2327466.27 582693.07 2326251.23 582094.45 2326251.20 582094.48 2324291.46 581377.19 2324291.42 581377.23 5 2323870.60 579504.40 2323870.56 579504.35 0 19 δX δY (m) điểm đo (km) -0.004 0.006 0.007 1.01 -0.008 -0.009 0.012 1.30 0.010 0.014 0.017 1.51 -0.021 0.022 0.030 3.35 0.020 0.021 0.029 3.37 -0.022 -0.023 0.032 3.66 -0.029 0.029 0.041 4.38 -0.040 0.043 0.059 6.07 -0.042 -0.044 0.061 6.46 10 KH-9 2323643.82 581962.16 2323643.78 581962.21 20 -0.042 0.048 0.064 6.82 Từ số liệu bảng bảng xây dựng biểu đồ biểu thị sai số mặt điểm đo hai loại máy (hình 11) Hình 11 Biểu đồ so sánh độ xác tọa độ mặt hai máy đo S82 KX- RTK100-R Nhìn vào biểu đồ hình nhận thấy sai số tọa độ mặt đo hai máy đo xấp xỉ tăng dần khoảng cách từ trạm CORS đến máy đo tăng lên Như nhận thấy sai số vị trí điểm đo kỹ thuật CORS/RTK khoảng cách từ trạm CORS đến máy đo GNSS có mối quan hệ với (Phạm Công Khải, 2019) Dựa vào số liệu bảng đo máy KX-RTK100-R, xây dựng phương trình hồi quy biểu thị mối quan hệ sai số mặt khoảng cách thể (hình 12) 20 Hình 12 Mối quan hệ sai số mặt khoảng cách Phương trình hồi quy biểu diễn mối quan hệ sai số vị trí mặt (biến phụ thuộc) khoảng cách từ trạm CORS đến máy định vị GNSS (biến độc lập), có dạng phương trình (1): MP = 0.009D + 0.0024 (1) R2 = 0.981 Trong đó: MP - sai số vị trí điểm; (m) D - khoảng cách từ trạm CORS đến trạm động Rover (km) R - Hệ số tương quan Dựa vào phương trình hồi quy (1) xác định khoảng cách lớn từ trạm CORS đến máy định vị áp dụng kỹ thuật đo CORS/RTK để đảm bảo độ xác thành lập đồ địa tỷ lệ lớn theo cơng thức (2) D PMax = ([ M P ] − 0.0024) 0.009 (2) Trong đó: DMax khoảng cách lớn từ trạm CORS đến máy định vị GNSS [MP] sai số vị trí điểm chi tiết đo kỹ thuật CORS/RTK Sai số trị trí điểm chi tiết cho phép lớn cho phép (Thông tư 68/2015/TT-BTNMT) tính theo cơng thức (3) 21 [MP] = 0.1M (mm) (3) Trong M mẫu số tỷ lệ đồ địa cần thành lập Dựa vào công thức (2) (3), xác định khoảng cách lớn từ trạm CORS đến trạm động Rover đo kỹ thuật CORS/RTK (bảng 4) Bảng Khoảng cách lớn từ trạm CORS đến trạm động Rover đo vẽ đồ địa máy KX- RTK100-R Tỷ lệ đồ 1:500 1:1000 1:2000 1:5000 Sai số vị trí điểm cho phép (m) 0.08 0.15 0.30 0.75 Khoảng cách đo lớn (km) 5.3 13.4 29.5 54.4 Như với máy KX-RTK100-R thiết kế phát triển, chế tạo hoàn toàn đáp ứng cho việc đo vẽ đồ địa tỷ lệ lớn phương thức đo CORS/RTK KẾT LUẬN 22 Trong nghiên cứu tập trung vào giải vấn đề thiết kế phát triển máy định vị GNSS đo theo kỹ thuật CORS/RTK có độ xác đến centimet có giá thành thấp, đáp ứng công tác đo đạc thành lập đồ tỷ lệ lớn Một thu GNSS thiết kế phát triển chế tạo dựa tảng cơng nghệ, thiết bị hãng Drotek (Cộng hịa Pháp) phần mềm RTK KX Rover thiết kế xây dựng cài đặt thiết bị di động thông minh với chức quản lý công việc đo, cài đặt tham số tính chuyển tọa độ thông số trạm CORS, quản lý tệp số liệu đo tạo nên máy định vị hoàn chỉnh Kết đo thử nghiệm hai máy định vị khác cho thấy máy định vị GNSS phát triển đảm bảo yêu cầu độ xác đáp ứng cho công tác đo đạc thành lập đồ tỷ lệ lớn TÀI LIỆU THAM KHẢO 23 [1] G.R Hu, H.S Khoo, P.C Goh, C.L Law, 2003 Development and assessment of GPS virtual reference stations for RTK positioning Journal of Geodesy (2003) 77: 292–302 [2] Jinsang Hwang, Hongsik Yun, Yongcheol Suh, Jeongho Cho and Dongha Lee, 2012 Development of an RTK-GPS Positioning Application with an Improved Position Error Model for Smartphones Sensors 2012, 12, 1298813001 [3] Trajkovski, K.K.; Sterle, O.; Stopar, B, 2010 Study positioning with high sensitivity GPS sensors under adverse conditions Sensors 2010, 10, 8332–8347 [4] Lee, H.K, 2010 An integration of GPS with INS sensors for precise longbaseline kinematic positioning Sensors 2010, 10, 9424–9438 [5] Hwang, J.; Yun, H.; Park, S.-K.; Lee, D.; Hong, S, 2012 Optimal methods of RTK-GPS/Accelerometer integration to monitor the displacement of structures Sensors 2012, 12, 1014–1034 [6] Parluhutan Manurung, Hari Pramujo, Joshua BP Manurung, 2019 Development of GNSS Receiver for Mobile CORS with RTK Correction Services Using Cloud Server E3S Web of Conferences 94, 01010 (2019) [7] http://igs.bkg.bund.de/root_ftp/NTRIP/documentation/NtripDocumentation.pdf/ [8].National Marine Electronics Association: http://www.nmea.org [9] https://store-drotek.com/891-1023-rtk-zed-f9p-gnss.html#/105-case-without [10] Phạm Công Khải nnk, 2019 Nghiên cứu ứng dụng công nghệ quan trắc liên tục dịch chuyển biến dạng cơng trình địa bàn thành phố Hà Nội Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học cấp thành phố, mã số 01C-04/082016-3 [11] Phạm Công Khải, Trần Trọng Xuân, 2018 Nghiên cứu phát triển hệ thống quan trắc chuyển dịch biến dạng cơng trình theo thời gian thực Tạp chí cơng nghiệp mỏ số 4-2018 Trang 33-38 ISSN: 0868 – 7052 24 [12] Phạm Công Khải, 2019 Xác định khoảng cách tối ưu từ trạm CORS đến trạm di động đo vẽ đồ địa hình tỷ lệ lớn cơng nghệ CORS/RTK Tạp chí cơng nghiệp mỏ, số 2-2019 Trang 87-92 ISSN: 0868 – 7052 [13] Thông tư 68/2015/TT-BTNMT Quy định kỹ thuật đo đạc trực tiếp địa hình phục vụ thành lập đồ địa hình sở liệu địa lý tỷ lệ 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000 25