4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
4.3.2.Thiết kế lưới GPS
Lưới GPS không khác nhiều so với các mạng lưới trắc ựịa truyền thống. Lưới GPS cũng cần ựảm bảo các yêu cầu về mật ựộ. Lưới ựược chôn trên mặt ựất nơi ổn ựịnh hoặc bố trắ trên ựỉnh các công trình vững chắc, kiên cố. Các ựiểm ựó ựược liên kết với nhau bởi các cạnh ựo (Baseline), nhờ các cạnh ựó chúng ta tắnh toán xác ựịnh tọa ựộ, ựộ cao của các ựiểm trong hệ tọa
ựộ thống nhất. Nguyên tắc thống nhất khi xây dựng lưới trắc ựịa là phải có trị ựo thừa ựể kiểm tra kết quảựo. Vì vậy, lưới GPS phải tạo thành các hình khép kắn hoặc ựược khống chế bởi các ựiểm cấp cao.
để xác ựịnh tọa ựộ, ựộ cao cho các ựiểm trong lưới GPS cần ựo nối với các ựiểm tọa ựộ Nhà nước có ựộ chắnh xác từ ựiểm ựịa chắnh cơ sở hoặc từ ựiểm hạng IV Nhà nước trở lên. Trong trường hợp lý tưởng số lượng ựiểm tọa
ựộ khởi tắnh trong mạng lưới GPS thường lớn hơn 3 [8, tr.29], [4, tr. 115]. Lưới GPS có những ựặc ựiểm khác so với lưới trắc ựịa truyền thống, ựó là ựiểm GPS không cần thông hướng giữa các ựiểm mà cần thông thoáng lên bầu trời. Yêu cầu có các cặp ựiểm thông hướng chỉựặt ra ựểựo nối phương vị
khi phát triển lưới cấp thấp hơn. Các ựiểm GPS cần tránh xa các ựịa vật gây nhiễu tắn hiệu (cách các trạm phát sóng ắt nhất 500m) [8, tr. 29].
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦ. 53
Lưới GPS có thể thiết kế dạng lưới tam giác, tứ giác hoặc ựường truyền. đồ hình lưới tốt nhất là ựồ hình tam giác và ựường chuyền chuỗi tam giác ựo tất cả các cạnh, ựối với lưới GPS ựồ hình mạng lưới không ảnh hưởng nhiều ựến ựộ chắnh xác lưới, nhưng phải chú ý ựến ựồ hình vệ tinh [3, tr. 18].
4.3.2.2. Giải pháp thiết kế cho lưới ựịa chắnh huyện Quang Bình
Trên cơ sở ựặc ựiểm khu ựo, lưới ựịa chắnh huyện Quang Bình ựo bằng công nghệ GPS ựược thiết kế có từng cặp ựiểm thông hướng với nhau, theo
ựồ hình lưới tam giác dày ựặc, ựược ựo nối (tiếp ựiểm) với ựiểm ựịa chắnh cơ
sở trở lên. Tọa ựộ, ựộ cao ựược xác ựịnh ựồng thời bằng máy thu vệ tinh GPS, sử dụng phương pháp ựịnh vị tương ựối trạng thái tĩnh.
Việc tắnh toán bình sai theo hệ tọa ựộ và ựộ cao VN-2000, múi chiếu 30, kinh tuyến trục khu vực tỉnh Hà Giang là 105030Ỗ[8, tr. 29, 77].
để thuận tiện cho việc quản lý mốc, số hiệu mốc ựược ựánh số từ 1 ựến hết trong khu ựo. Vắ dụ số hiệu mốc QB-01; trong ựó: QB là viết tắt tên huyện Quang Bình; 01 là số thứ tựựiểm.
Các chỉ tiêu kỹ thuật, ựộ chắnh xác lưới GPS sau bình sai tuân thủ các quy ựịnh nêu ở bảng 4.1, mục 4.1 của [8, tr. 29].
4.3.2.3. Thiết kế lưới ựịa chắnh khu ựo huyện Quang Bình
Dựa vào ựặc ựiểm của khu ựo; Khối lượng cần thành lập bản ựồ ựịa chắnh các loại tỷ lệ trong khu vực (tổng diện tắch ựo vẽ bản ựồựịa chắnh các loại 17.213 ha); Căn cứ các yêu cầu kỹ thuật quy ựịnh tại mục 2.12 của Quy phạm thành lập bản ựồựịa chắnh năm 2008. để ựảm bảo mật ựộ ựiểm rải ựều khu ựo phù hợp với ựặc thù ựịa hình, tiết kiệm kinh phắ, lưới ựịa chắnh huyện Quang Bình ựược thiết kế thành từng cặp ựiểm thông hướng. Mật ựộ lưới thiết kếựảm bảo từ 1 ựến 1,5 km2 có 1 ựiểm ựịa chắnh [8, tr. 17].
Trên cơ sở ựó, chúng tôi tiến hành thiết kế lưới ựịa chắnh GPS huyện Quang Bình, tỉnh Hà Giang với tổng số 167 ựiểm phủ ựều trên toàn khu ựo, với 473 cạnh và 307 tam giác; Trong ựó: ựiểm ựịa chắnh xây dựng mới là 154
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦ. 54 ựiểm; tận dụng 13 ựiểm ựịa chắnh cũ ựổ tường vây, giữ nguyên mốc và số
hiệu ựiểm cũ. Lưới ựịa chắnh huyện Quang Bình ựược ựo nối với 18 ựiểm tọa
ựộ hạng cao (ựiểm ựịa chắnh cơ sở). Tọa ựộ, ựộ cao của các ựiểm khởi tắnh
ựược thể hiện ở bảng 4.2.
Cạnh thông hướng dài nhất: 1254m (cạnh QB55 ọ QB56). Cạnh thông hướng ngắn nhất: 560m (cạnh QB80 ọ QB81). Cạnh ựo dài nhất 10.647m (cạnh QB156 ọ đCII417). Cạnh ựo ngắn nhất 312,9m (cạnh 4437 ọ QB11). Số lượng cặp ựiểm thông hướng là 83 cặp.
Sơựồ thiết kế lưới ựịa chắnh GPS ựược thể hiện ở Phụ lục 1.
Bảng 4.2. Tọa ựộ, ựộ cao các ựiểm khởi tắnh STT Tên ựiểm X (m) Y (m) h (m) Ghi chú 1 54431 2491797,624 421597,393 331,067 Xuân Minh 2 54432 2489942,427 415751,674 376,245 Tân Tiến 3 54433 2489273,008 405037,796 571,578 Nậm Qua 4 54437 2486800,231 402782,657 150,328 Nà đát 5 54449 2480207,944 409434,371 93,915 Bản Xoai 6 54450 2480419,967 413646,783 96,248 Nậm Sú 7 54451 2479537,201 418972,631 84,360 Tạ Gạo 8 54452 2479110,411 422311,408 96,417 Mác Thượng 9 54464 2474000,541 416620,290 88,019 Thôn Hạ 10 54465 2476246,272 408318,195 112,517 Thôn Thượng 11 54466 2472541,759 408348,083 135,428 Bản Khun 12 54467 2472723,619 420232,586 73,973 Tràng Sát 13 05426 2483704,733 398883,164 986,746 Núi Khao đát 14 66473 2469879,476 412801,973 134,485 Thôn Kiêu 15 66474 2467845,843 421620,904 97,683 Thôn Buông 16 66480 2465252,682 418214,162 138,542 đồi ủy ban 17 66482 2461776,969 420462,125 117,037 Trung Thành 18 66490 2458456,988 422519,033 102,178 Thôn Hạ
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦ. 55
4.3.3. Lập lịch ựo
Trước khi ựo lưới GPS phải tiến hành lập lịch cho khu ựo với thời gian
ựo ngắm ựồng thời tối thiểu trên một ựiểm trạm ựo. Lập lịch ựo là chọn thời gian ựo thắch hợp, thỏa mãn yêu cầu về số lượng vệ tinh tối thiểu, PDOP cho phép. Sử dụng modul PLAN/QUICK PLAN trong phần mềm GPSurvey 2.35
ựể xem tình trạng vệ tinh, từựó xác ựịnh thời gian ựo thắch hợp. Trình tự các bước như sau:
1. Khởi ựộng phần mềm GPSurvey 2.35 sẽ xuất hiện cửa sổ làm việc như hình 4.4 dưới ựây.
Hình 4.4. Cửa sổ làm việc của phần mềm GPSurvey (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2. Từ màn hình của GPSurvey Project chọn Plan, vào Quick Plan xuất hiện bảng chọn thời gian lập lịch (Select Date) như hình 4.5.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦ. 56
Từ bảng Select Date, chọn ngày ựo, tháng ựo nào nếu mình muốn bằng cách bấm chuột vào ngày, tháng ựo, sau ựó bấm OK.
3. Từ mành hình Edit Point chọn Keyboard ựặt tên khu ựo vào dòng tên (Name): huyen Quang Binh; vào kinh tuyến, vĩ tuyến và ựộ cao trung bình của khu ựo. Kinh ựộ (Longitude) trung bình của khu ựo huyện Quang Bình là 104040Ỗđông (E); Vĩ ựộ (Latitude) là 22020ỖBắc (N); độ cao (Height) là 200m. Sau ựó bấm OK. Tiếp tục OK. Thể hiện như hình sau:
Hình 4.6. Chọn ựịa ựiểm xác ựịnh theo tọa ựộ sơ bộ của khu vực
4. Từ màn hình Plan chọn Option, vào Auto Time ựể ựặt các thông số
cho các trạm ựo GPS như số lượng vệ tinh (Number Stats) ≥ 4 [8, tr. 36]; Vào Working Hours ựể chọn thời gian ựo (từ 7h-18h); Vào PDOP ựểựặt giá trị≤4; Vào thời gian ựo tối thiểu (Minimum observation time): 60 phút [8, tr. 36]. Rồi bấm OK. Thể hiện như hình sau:
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦ. 57
5. Từ màn hình Plan chọn Option ựể chọn múi giờ ựo, vào Time Zone sau ựó vào tên vùng ựo (Zone name: Vietnam), vào ựộ chênh lệch múi giờ của Việt Nam so với giờ GMT (Time Difference) là +7, bấm Add, sau ựó bấm OK. Thể hiện như hình sau:
Hình 4.8. Chọn múi giờựo
6. Từ màn hình Plan chọn Option vào Almanac chọn file có ựuôi *.eph. Khi lập lịch không nên sử dụng ephemeris cũ quá 1 tháng [1, tr. 116]. Sau ựó bấm OK. Thể hiện như hình sau:
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦ. 58
7. Từ màn hình Plan chọn Graphs (sơ ựồ), vào số lượng vệ tinh và ựộ
phân tản ựộ chắnh xác của vị trắ ựiểm PDOP - Position Dilution of Precision (Number SVS và PDOP). Sau khi chọn xong phần mềm sẽ ựưa ra thông báo về số lượng vệ tinh, giá trị PDOP trong từng thời gian, từựó sẽ xác ựịnh ựược khoảng thời gian tốt nhất ựể ựo lưới GPS. Phần mềm này còn cho phép lập lịch ựo trong ựiều kiện ựiểm ựo khó khăn có một số hướng bị che chắn. Các thông sốựó ựược thể hiện ở biểu ựồ hình 4.10.
Biểu ựồ (hình 4.10) cho thấy trong ngày 30/3/2011, số lượng vệ tinh nhiều nhất và phân bốựều trên bầu trời từ 8h30Ỗ sáng ựến 5h30Ỗ chiều, tương
ựương với PDOP là nhỏ nhất (PDOP ≤ 4).
Hình 4.10. Sơựồ tắn hiệu vệ tinh và giá trị PDOP
4.3.4. Tổ chức ựo
Trong ựo GPS, ựịnh vị tương ựối cho ựộ chắnh xác cao, phương pháp
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦ. 59
tác ựo lưới ựịa chắnh huyện Quang Bình.
* Trong ựo GPS tĩnh, cần lưu ý ựến công tác bố trắ các thời ựoạn ựo (Session hay gọi là ca ựo) là khoảng thời gian quan trắc chung của các máy thu ựược gọi là ựộ dài ca ựo (Session). đối với lưới GPS, ựộ dài mỗi ựoạn ựo phụ thuộc vào chiều dài cạnh (Baseline). Khoảng thời gian ựo hợp lý cho trường hợp quan trắc từ 4 vệ tinh trở lên trong ựiều kiện thời tiết bình thường
ựược thể hiện ở bảng 4.3 [1, tr. 119]. Bảng 4.3. Thời gian ựo STT Chiều dài cạnh (km) độ dài ca ựo Ờ Session (phút) 1 0 - 1 10 - 30 2 1 - 5 30 - 60 3 5 - 10 60 - 90 4 10 - 20 90 - 120
Thời gian ựo phụ thuộc vào chiều dài cạnh, ựể ựảm bảo ựộ chắnh xác
ựối với việc ựo lưới ựịa chắnh huyện Quang Bình, tỉnh Hà Giang thì thời gian
ựo mỗi cạnh ựược kéo dài 60 phút ựảm bảo Quy phạm [8, tr. 36].
Trong ựo mạng lưới GPS tĩnh gồm nhiều ựiểm, việc tổ chức sắp xếp trình tự ựo của các thời ựoạn ựo là một bước hết sức quan trọng. Số lượng session tối thiểu ựược tắnh theo công thức sau: n =
q r q s − − [1, tr. 120].
Trong ựó: n là số lượng session (ca ựo) tối thiểu (trường hợp n là số
thập phân thì làm tròn thành số nguyên lớn hơn gần kề); s là số ựiểm ựo trong mạng lưới; r là số máy thu GPS (r>q); q là số lần trung bình ựặt máy tại mỗi ựiểm ựo (q≥1). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nếu ký hiệu m là số lần ựặt máy lặp tại các ựiểm ựo thì số lượng Session tối thiểu trong lưới ựược tắnh theo công thức n =
r s
m. [1, tr. 120]. Xét một phân khu ựo thuộc lưới GPS của khu ựo huyện Quang Bình
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦ. 60
làm vắ dụ gồm 10 ựiểm ký hiệu: 54451, QB 93, QB 94, QB 95, QB 96, QB 97, QB 104, QB 105, QB 106 và 54452 . Mạng lưới ựược ựo bằng 4 máy thu GPS là A, B, C và D (hình 4.11).
Nếu áp dụng phương pháp ựo Ộcóc nhảyỢ với một lần ựặt máy, ta tắnh
ựược số lượng ca ựo (Session) tối thiểu là: 3 1 4 1 10 = − − = n .
Trường hợp các ựiểm ựo phải ựược ựặt máy 2 lần thì ta sẽ tắnh ựược số
Session (ca ựo) cần thiết là: 5 4 10 . 2 = = n .
Hình 4.11. Vắ dụ các Session thuộc lưới GPS huyện Quang Bình
Tổ chức các Session (ca ựo) trong một mạng lưới như ở ựồ hình trên
ựược tắnh toán nhưở trong bảng sau.
Bảng 4.4. Tổ chức các Session trong mạng lưới GPS
Máy thu Session a b c d e
A QB 93 QB 94 QB 96 QB 93 QB 104
B QB 94 QB 95 QB 106 QB 95 QB 105
C 54451 QB 106 QB 97 QB 96
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦ. 61
Theo cách tổ chức như trên, chúng ta có thể lập kế hoạch ựo gồm thời gian bắt ựầu, thời gian kết thúc của các sesion và trình tự di chuyển máy thu giữa các Session cho thuận lợi nhất.
Máy GPS ựược sử dụng ựểựo lưới ựịa chắnh huyện Quang Bình là máy thu GPS 9600 (của hãng SOUTH, Trung Quốc).
Hình 4.12. Máy thu GPS 9600 Ờ Trung Quốc
* Thao tác ựo ở thực ựịa, tại mỗi ựiểm trạm ựo ựều phải thực hiện các thao tác như sau:
- Dọi tâm và cân bằng máy chắnh xác.
- Dùng thước ựo chiều cao ăng ten 2 lần (tắnh từ tâm mốc lên ựến chỗ
phần ăng ten có dây thép ngoắc thước) với ựộ chắnh xác ựến 1mm.
- Bật máy thu (trong ựo tĩnh, hầu hết ựều sử dụng chế ựộ ựo tự ựộng, nên thủ tục khởi ựộng chỉ là bật máy thu). Thường xuyên theo dõi tắn hiệu ựèn chỉ thị tình trạng hoạt ựộng của máy thu.
- Khi ựo GPS cần lưu ý một số vấn ựề sau:
+ Ghi chép ựầy ựủ các nội dung như tên ựiểm ựo, chiều cao ăng ten, thời gian bắt ựầu ựo, thời gian kết thúc ựo và các ghi chú khác;
+ Trong một số trường hợp cần ựạt ựộ chắnh xác cao, tại các ựiểm ựo người ta phải quan trắc các yếu tố khắ tượng và ghi chép lại. Các yếu tố khắ
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦ. 62 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
tượng cần quan trắc là nhiệt ựộ, ựộ ẩm, áp suất không khắ. Nói chung yếu tố
khắ tượng hầu như không nâng cao ựộ chắnh xác ựối với những cạnh ngắn; + Cần dừng ựo khi trời có cơn giông bão, có sấm chớp. Tia chớp nháy có thể làm hỏng máy thu, trường hợp này cần tắt máy và tháo rời ăng ten.
4.3.5. Xử lý số liệu
4.3.5.1. Trút số liệu và nhập số liệu vào Project của khu ựo
Số liệu sau khi ựo về mỗi ngày cần trút ngay ựể tránh ựầy bộ nhớ. Với mỗi loại máy thu ựều có phần mềm riêng ựể trút.
Với máy thu GPS 9600, sử dụng phần mềm South Gps Processor của hãng ỘSOUTH_Nam PhươngỢ ựể trút số liệu từ máy thu vào máy vi tắnh. Cần thực hiện các bước thao tác như sau:
- Cài ựặt phần mềm South_Nam Phuong.
Ngoài màn hình Desktop chọn biểu tượng South Gps Processor.lnk
Hoặc vào theo: Start/programs/South Gps Processor/South Gps Processor.
1. Tạo Project làm việc
- Vào Project/New khi ựó màn hình sẽ xuất hiện giao diện sau:
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦ. 63
+ Project: đểựặt tên khu ựo (Quang binh). + Builder: đặt tên người thực hiện (Ky). + Supervisor: đặt tên người kiểm tra. + Coordinate: Chọn WGS-1984. - Vào Setup ựểựặt các thông số sau:
+ Chọn một Icon bất kỳ trong Coordinate System list, chọn New, sau
ựó thao tác như sau:
+ đặt tên cho hệ thông số của mạng lưới của khu ựo trong Name
(Quang binh 2010).
+ Chọn Ellipsoidựặt là WGS84.