Phần mềm dùng ựể tắnh toán bình sai lưới ựịa chắnh: GPSURVEY 2.35. Phần mềm này do hãng Trimble, sản xuất ựể xử lý dữ kiện ựo GPS tĩnh (Static), ựo tĩnh nhanh (Fast Static) và ựo ựộng (Kinematic). Luận văn này chỉ giới thiệu cách xử lý dữ kiện ựo GPS tĩnh. Phần mềm GPSurvey 2.35 gồm 3 module chắnh sau ựây:
Ớ Module quản lý ựiều hành
Module này có những chức năng sau:
- Tổ chức các thư mục ựể nhập, lưu trữ và xuất các file dữ kiện
- điều hành module Wave ựể tắnh cạnh và module Trimnet ựể bình sai lưới khống chế.
Các chức năng này ựược thể hiện trên menu chắnh của chương trình GPSurvey 2.35a.
Ớ Module tắnh cạnh Wave
Với module này có thể thực hiện những công việc sau ựây: - Tắnh cạnh giữa các ựiểm ựặt máy.
- Kiểm tra kết quả tắnh cạnh bằng cách tắnh sai số khép cạnh với chương trình Closures.
- Xử lý những trị ựo không ựạt yêu cầu. - Vẽ sơ ựồ lưới khống chế.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ Ớ 55
Ớ Module bình sai lưới Trimnet
Với module Trimnet có thể thực hiện những việc sau:
- Tổ chức lưới mặt phẳng và bình sai lưới trên Ellipsoid WGS-84 hay một Ellipsoid tùy chọn với ựiều kiện là có thông số kỹ thuật của Ellipsoid ấy.
- Hoặc bình sai lưới trên mặt phẳng chiếu hình với ựiều kiện phải có thông số chiếu hình. Trong chương trình Trimnet ựã có một số thông số Ellipsoid và thông số chiếu hình nhưng không có thông số Ellipsoid Kraxovski và thông số chiếu hình Gauss.
- Tắnh ựộ cao của mặt Ellipsoid so với mặt Geoid (trị N) ựể chuyển cao ựộ Ellipsoid thành cao ựộ Geoid. Tuy nhiên phải lưu ý rằng trị N ựược tắnh theo mô hình Geoid tương ứng với các Ellipsoid sử dụng ở Bắc Mỹ và mô hình Geoid OSU91A tương ứng với Ellipsoid WGS-84, không tương thắch với mặt thủy chuẩn ựang sử dụng ở nước ta.
- Bình sai tổng hợp mặt phẳng - ựộ cao trên mặt chiếu hình. - đánh giá ựộ chắnh xác sau bình sai.
- Nhập kết quả bình sai vào cơ sở dữ liệu. Trình tự các bước ựược thực hiện như sau:
4.3.5.1 Tạo Project, trút dữ liệu
Ớ Tạo Project mới
Trước khi bắt ựầu xử lý số liệu một lưới mới ta phải tạo một project mới ựể chứa lưới ựó. Cách làm như sau:
- Khởi ựộng module xử lý số liệu (thường có tên là DKM hoặc
Gpsurvey 2.35
- Vào menu Project chọn new cửa sổ Create a New Project xuất hiện
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ Ớ 56
Hình 4.7: Cửa sổ Create a New Project
- Nhập vào tên Project, người ựo và ghi chú, sau ựó chọn nút Create.
Trút số liệu
Trước khi tắnh toán ta phải trút số liệu vào project, số liệu trút vào có thể là file *.dat có trong máy thu.
- Vào menu Load chọn một trong các lựa chọn (Hình 4.8). + From Receiver nếu trút từ máy thu
+ From DAT file nếu trút từ tệp dat có trong project khác
Hình 4.8: Cửa sổ GPSurvey Project: PHUC THO
Ở ựây sẽ minh hoạ theo cách trút từ file *.dat. Sau khi chọn From DAT file cửa sổ Load xuất hiện (Hình 4.9).
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ Ớ 57
Hình 4.9: Cửa sổ Load from DAT file: Interactive
- Chọn ựường dẫn ựến file *.dat cần trút, một danh sách các file sẽ xuất hiện tại của sổ Files Found.
- Chọn các file cần trút rồi Add sang của sổ Files Selected. - Chọn nút Load Data.
- Phần mềm sẽ qua một số bước kiểm tra, nếu không có gì thay ựổi ta chỉ việc ấn phắm OK cho ựến khi của sổ Receiver Detected xuất hiện (Hình 4.10).
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ Ớ 58 - Nhập vào chiều cao anten, chọn OK. Cửa sổ xuất hiện (Hình 4.11).
- Nhập vào tên ựiểm, chọn OK.
- Tiếp tục cho ựến khi trút hết các tệp số liệu.
Hình 4.11: Cửa sổ Verify Station for Static Occupation 1
4.3.5.2 Tắnh Vet tơ cạnh (Baseline) và kiểm tra kết quả ựo [14]
Khi tắnh khái lược phải ựảm bảo các chỉ tiêu sau: -Lời giải ựược chấp nhận: Fixed
-Ratio: > 1,5
-Rms: < 0,02+0.004*S km -Reference Variance: < 30,0
-RDOP: < 0,1 (Phụ lục: C)
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ Ớ 59 nhưng không ựược phép nhỏ hơn 2,5.
được phép cắt bỏ các tắn hiệu vệ tinh thu ựược ở các vị trắ thấp so với ựường chân trời (elevation cut off) nhưng không ựược phép vượt quá 300.
Số lần lặp trong quá trình tắnh toán không ựược phép vượt quá 10 lần. được phép ựặt lại khoảng thời gian bắt ựầu hoặc kết thúc quá trình ựưa số liệu vào tắnh toán nhưng không ựược phép vượt quá 30% tổng thời gian quan trắc.
* Tắnh Baseline theo chế ựộ mặc ựịnh
- Từ cửa sổ chắnh vào menu Process chọn Baseline, module WAVE ựược khởi ựộng (Hình 4.12).
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ Ớ 60 - Chọn các file dùng ựể tắnh baseline ở cửa sổ bên trên và Add xuống cửa sổ bên dưới sau ựó chọn OK. (Các file ựã xử lý sẽ không xuất hiện, muốn xuất hiện lại thì phải ựánh dấu vào nút include processed files.)
- Vào menu Process chọn Baseline, phần mềm sẽ tự ựộng tắnh các baseline và màn hình xuất hiện: (Hình 4.13)
Hình 4.13: Cửa sổ Static Processing
- Vào menu File chọn Save ựể ghi kết quả tắnh.
* Xem kết quả tắnh Baseline
- Thoát khỏi module WAVE
- Vào menu View chọn Network map màn hình Network Map xuất hiện
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ Ớ 61
Hình 4.14: Sơ ựồ lưới Phúc Thọ * Tắnh sai số khép vòng
- Tại màn hình Network Map, vào menu Baseline chọn Closure... cửa sổ xuất hiện (Hình 4.15).
- Lần lượt chỉ chuột vào các Baseline trong vòng khép, xem thông tin về vòng khép trên của sổ.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ Ớ 62
Hình 4.15: Cửa sổ Closure 3 Baselines
- Chọn Reset nếu muốn xem vòng khép khác.
4.3.5.3 Bình sai mạng lưới GPS
Trường hợp ở nước ta kết quả ựo ựạc ựang lấy hệ tọa ựộ VN-2000 làm gốc. Người thực hiện ựề tài kiến nghị khai thác phần mềm GPSurvey 2.35a xử lý kết quả ựo GPS tĩnh với các máy thu Trimble theo các bước sau:
Bước 1: Bình sai lưới mặt phẳng trên Ellipsoid WGS-84 ựể có kinh vĩ ựộ chắnh xác
Bước 2: Tắnh ựộ cao Geoid của ựiểm lưới: dùng cao ựộ Ellipsoid sau bình sai tắnh chênh cao giữa các ựiểm lưới, rồi dựa vào ựộ cao Geoid của ựiểm ựã biết ựể tắnh ựộ cao Geoid của những ựiểm mới.
Bước 3: Sau khi ựã tắnh kinh vĩ ựộ trắc ựịa sau bình sai của ựiểm lưới ở bước 1, thì tắnh bình sai lưới trên Ellipsoid WGS-84 ựể dùng mô hình GEOID EGM-96 tắnh trị N (ựộ chênh giữa mặt Ellipsoid WGS-84 với mặt Geoid WGS- 84). Dùng trị N ựể tắnh cao ựộ Geoid WGS-84 của ựiểm lưới theo công thức:
hgeo = Hell - N
Tuy nhiên ựộ cao Geoid tắnh ựược theo công thức trên là thuộc Geoid WGS-84, cần phải ựo nối với một ựiểm có ựộ cao hệ Hòn Dấu ựể chuyển về ựộ cao hệ VN-2000.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ Ớ 63
Bước 4: Bình sai lưới trong hệ tọa ựộ phẳng theo hệ tọa ựộ VN-2000, kinh tuyến trục 108030Ỗ múi chiếu 3 ựộ.
Bước 5: Dùng chương trình do Bộ Tài nguyên và Môi trường cung cấp tắnh ra thành quả bình sai
Ớ Khi xử lý tắnh toán cần chú ý:
- Khi các khoản kiểm tra chất lượng ựã phù hợp với yêu cầu thì lấy tất cả các vectơ cạnh ựộc lập tạo thành hình khép kắn, lấy tọa ựộ 3 chiều trong hệ WGS Ờ 84 của một ựiểm làm số liệu khởi tắnh và tiến hành bình sai lưới GPS tự do. Kết quả bình sai lưới tự do sẽ cho tọa ựộ các ựiểm trong hệ tọa ựộ WGS Ờ84, số hiệu chỉnh trị ựo của 3 số gia tọa ựộ của vectơ cạnh, chiều dài cạnh và thông tin về ựộ chắnh xác vị trắ ựiểm. Quá trình này phải tắnh chuyển từ tọa ựộ vuông góc không gian X,Y,Z về tọa ựộ và ựộ cao trắc ựịa B,L,H, sau ựó chuyển về tọa ựộ vuông góc phẳng x,y.
- Có thể sử dụng tất cả các cạnh ựo kể cả các cạnh phụ thuộc ựể bình sai lưới nếu khẳng ựịnh tất cả các cạnh không có sai số thô, (sai số do ựo ựộ cao anten, sai số nhiễu tắn hiệu hoặc ựa ựường dẫn).
- Sử dụng kết quả bình sai (B.L) và mô hình GEOID EGM -96 ựể tắnh ựộ cao GEOID cho tất cả các ựiểm.
- Xử lý số liệu, tắnh toán, bình sai các ựiểm ựịa chắnh tuân theo quy ựịnh của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Thành quả tắnh toán bao gồm các thông tin:
+ Thông tin về các vectơ cạnh (baselines) DX, DY, DZ. + Sai số khép hình và sai số khép hình yếu nhất.
+ Các phương vị cạnh, chiều dài cạnh, hiệu số ựộ cao và các số hiệu chỉnh tương ứng.
+ Tọa ựộ vuông góc không gian X,Y,Z. + Tọa ựộ và ựộ cao trắc ựịa B,L,H.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ Ớ 64 + Tọa ựộ vuông góc phẳng và ựộ cao thủy chuẩn sau bình sai.
+ đánh giá sai số cạnh, sai số tương ựối cạnh và sai số phương vị cạnh sau bình sai.
Ớ đánh giá ựộ chắnh xác tọa ựộ ựiểm sau bình sai thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật như trình bày trong bảng 4.2.
Bảng4.2: Các chỉ tiêu kỹ thuật trong xây dựng lưới GPS [2]
STT Các chỉ tiêu kỹ thuật độ chắnh xác không quá
1 Sai số vị trắ ựiểm ≤ 5 cm
2 Sai số trung phương tương ựối cạnh ≥ 1:50.000 3 Sai số khép tương ựối tam giác ≥ 1: 50.000 4 Sai số trung phương tuyệt ựối cạnh dưới 400m ≤ 0,012m 5 Sai số trung phương phương vị ≤ 5Ợ 6 Sai số trung phương phương vị cạnh dưới
400 mét
≤ 10 Ộ
7 RMS
≤ (0.02 + 0.004 x D) (D là chiều dài cạnh ựo tắnh bằng Km)
8 Ratio ≥ 1.5
9 Sai số khép hình chênh cao lưới ựịa chắnh
≤ ổ75 mm x √ [S] [S] là tổng chiều dài khép hình ựó tắnh bằng km
Ớ Bình sai tự do lưới GPS trên hệ tọa ựộ WGS -84
- Khởi ựộng chương trình bình sai
+ Từ menu chắnh của chương trình vào menu Adjust, chọn Network, cửa sổ xuất hiện (Hình 4.16). Chọn GPS Network Modulee
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ Ớ 65
Hình 4.16: Cửa sổ TRIMNET Plus Network Adjustment
- Xây dựng lưới GPS từ các Baseline
+ Chọn Build Network From trimvec Directory
- Bình sai với trọng số mặc ựịnh
+ Chọn Network Adjustment
Ớ Bình sai trên hệ tọa VN-2000
- Chọn Ellipsoid tham chiếu
+ Chọn Datum Definition, chọn Change Datum, chọn Ellipsoid - Chọn hệ tọa ựộ
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ Ớ 66 + Chọn Change Coordinate Sestem
+ Chọn User - defined Projection Library
Nhập thông số hệ tọa ựộ VN-2000 cho thành phố Hà Nội, cụ thể Latitude of origin : N000
Central meridian : E 105 Sale along central meridian: 0.9999 False Northing : 0
False Easting : 500000 - Bình sai
+ Bình sai tự do
Chọn Adjustment Menu, chọn Adjust Network, chương trình sẽ tự ựộng bình sai, xác ựịnh các Ellip sai số vv...
+ Bình sai có ựiểm gốc
Chọn Adjustment Menu, chọn Coordinate Fix Status, nhập vào tọa ựộ, ựộ cao ựiểm gốc, ựánh dấu các yếu tố ựã fexied vào cột FIX rồi ấn Enter.
Chọn Adjust Network.
+ Bình sai có lựa chọn trọng số
Chọn Adjustment Menu, chọn Weighting Strategy, chọn GPS Observations, chọn Scalar.
Tại dòng Currert Strategy: chọn all gps solution
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ Ớ 67
Ớ Xem kết quả bình sai
- Chọn Displays, chọn Adjustment Results
+ Chọn Statistical Summary ựể xem tóm tắt kết quả bình sai. Tại dòng:
Chi - SquareTest (α = 95%) =...
Nếu ta thấy chữ PASS thì việc bình sai ựã ựạt, nếu thấy chữ FALL thì việc bình sai chưa ựạt yêu cầu, cần bình sai lặp lại.
+ Chọn Coordinate Adjustment ựể xem tọa ựộ bình sai Kết quả tọa ựộ bình sai gồm 6 cột:
* POINT : điểm * NAME: Tên ựiểm
* OLD COORDS : Tọa ựộ trước bình sai * ADJUST : Số hiệu chỉnh bình sai * NEW COORDS : Tọa ựộ sau bình sai * 1.00σσσσ : Sai số
Mỗi ựiểm gồm 6 hàng:
* Hàng 1 : Tên ựiểm * Hàng 2 (Y) : Tọa ựộ x * Hàng 3 (X) : Tọa ựộ y
* Hàng 4 (ELL HT) : độ cao trắc ựịa * Hàng 5 (ORTHO HT) : độ cao thường * Hàng 6 (GEOID HT) : Dị thường ựộ cao
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ Ớ 68 POINT NAME OLD COORDS ADJUST NEW COORDS 1.00ă
1 104461
Y= 2339347.1230 +0.0000 2339347.1230 FIXED X= 563280.9180 +0.0000 563280.9180 FIXED ELL HT= 16.7580 +0.0000 16.7580 FIXED
ORTHO HT= 0.0000 +0.0000 0.0000 NOT KNOWN 2 104463
Y= 2338787.6310 +0.0000 2338787.6310 FIXED X= 557424.1950 +0.0000 557424.1950 FIXED ELL HT= 15.4020 +0.0000 15.4020 FIXED
ORTHO HT= 0.0000 +0.0000 0.0000 NOT KNOWN 3 104467
Y= 2337497.1870 +0.0000 2337497.1870 FIXED X= 553711.1030 +0.0000 553711.1030 FIXED ELL HT= 9.8130 +0.0000 9.8130 FIXED
ORTHO HT= 0.0000 +0.0000 0.0000 NOT KNOWN 4 104474
Y= 2332188.6600 +0.0000 2332188.6600 FIXED X= 561757.6440 +0.0000 561757.6440 FIXED ELL HT= 6.7390 +0.0000 6.7390 FIXED
ORTHO HT= 0.0000 +0.0000 0.0000 NOT KNOWN 5 104488
Y= 2325685.1770 +0.0000 2325685.1770 FIXED X= 567506.5760 +0.0000 567506.5760 FIXED ELL HT= 11.5230 +0.0000 11.5230 FIXED
ORTHO HT= 0.0000 +0.0000 0.0000 NOT KNOWN 6 CD01
Y= 2339044.5978 +0.0000 2339044.5978 0.000188m X= 557193.8866 -0.0001 557193.8865 0.000161m ELL HT= 15.4846 +0.0000 15.4846 0.000443m ORTHO HT= 0.0000 +0.0000 0.0000 NOT KNOWN 7 CD02
Y= 2339243.9141 +0.0001 2339243.9142 0.000313m X= 558146.3792 +0.0002 558146.3794 0.000343m ELL HT= 14.8471 +0.0020 14.8491 0.002953m ORTHO HT= 0.0000 +0.0000 0.0000 NOT KNOWN 8 CD03
Y= 2338943.2703 +0.0005 2338943.2709 0.000918m X= 558565.1448 +0.0001 558565.1449 0.000938m ELL HT= 13.8845 +0.0019 13.8864 0 .003985m ORTHO HT= 0.0000 +0.0000 0.0000 NOT KNOWN 9 HM01
Y= 2336529.6391 +0.0019 2336529.6410 0.001539m X= 563344.9620 +0.0000 563344.9620 0.001546m ELL HT= 7.4823 +0.0086 7.4909 0.010720m ORTHO HT= 0.0000 +0.0000 0.0000 NOT KNOWN
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ Ớ 69 Tọa ựộ sau bình sai ựược ghi trong file:
GPSURVEY\PROJECT\TÊN PRORJECT\NETADJ\Coords.log có thể mở file này bằng các phần mềm khác.
( Phụ Lục: D )
Ớ Chạy kết quả bình sai
Sử dụng 4 file sau: OBSE_TXT.EXE; CLOSEM_V.EXE; OCBLW84.EXE; TRAN2000.EXE; GP_VN200.EXE. Chạy các file này, nhập thông số ựể tạo ra thành quả 7 bảng bình sai theo quy ựịnh của Bộ Tài nguyên và Môi trường gồm:
- Bảng trị ựo gia số tọa ựộ và các chỉ tiêu sai số. - Bảng sai số khép hình.
- Bảng trị ựo, số hiệu chỉnh và trị bình sai góc phương vị, trị bình sai cạnh, trị bình sai chênh cao (hệ tọa ựộ trắc ựịa WGS-84).
- Bảng tọa ựộ vuông góc không gian sau khi bình sai. - Bảng tọa ựộ trắc ựịa sau bình sai.
- Bảng thành quả tọa ựộ phẳng và ựộ cao bình sai (hệ tọa ựộ phẳng VN- 2000).
- Bảng chiều dài cạnh, phương vị và sai số tương hỗ.