Các phương pháp đo GPS

Một phần của tài liệu Bài giảng Công nghệ trong đo đạc địa chính (Trang 38 - 40)

a. Đo GPS tuyệt đối

Đo GPS tuyệt đối là sử dụng máy thu GPS để xác định tọa độ của điểm đặt máy quan sát trong hệ thống tộa độ WGS-84. Thành phần tọa độ có thể là X, Y, Z trong hệ tọa độ vuông góc không gian địa tâm hoặc B, L, H trong hệ tọa độ mặt cầu.

Khi vị trí các vệ tinh trên quỹ đạo đã biết một cách chính xác, chỉ cần máy thu xác định được khoảng cách từ nó tới 3 vệ tinh, sẽ xác định đươc tọa độ của điểm quan sát theo phương pháp giao hội cạnh.

Tuy nhiên trong công thức tính khoảng cách giả R còn chứa một ẩn số chưa xác định là t. Vì vậy để giải bài toán, cần tối thiểu 4 khoảng cảch giả từ máy thu tới 4 vệ tinh để lập 4 phương trình:

39 Với hệ thông vệ tinh GPS như hiện nay, tại một điểm bất kỳ trên mặt đất thường có thể quan sát từ 4 đến 8 vệ tinh, có trường hợp có tới 10 vệ tinh trên bầu trời. Khi đó sẽ sử dụng phương pháp số bình phương nhỏ nhất để xử lý số liệu tìm ra tọa độ các điểm và đánh giá độ chính xác kết quả.

Phương pháp đo GPS tuyệt đối thường cho độ chính xác kém, sai số tọa độ cỡ hàng chục mét. Khắc phục nhược điểm này bằng cách sử dụng đồng thời hai máy thu, định vị theo phương pháp vi phân. Một máy cơ sở đặt cố định tại điểm đã biết tọa độ, các máy khác di chuyển đến đo tại điểm cần xác định. Máy cơ sở đo tọa độ điểm rồi so sánh với tọa độ đã biết để xác định số cải chính cạnh thô. Nếu khu đo không lớn, có thể coi môi trường trong khu là đồng nhất thì số cải chính cạnh thô ở máy cố định có thể được truyền tới các máy di động để tính số cải chính cho từng điểm quan sát.

b. Đo GPS tương đối

Đo GPS tương đối là trường hợp sử dụng 2 máy thu đặt ở 2 điểm khác nhau để xác định hiệu tọa độ của chúng là X, Y, Z hoặc B, L, H trong hệ tọa độ WGS-84.

Để thu được hiệu tọa độ với độ chính xác cao, cần sử dụng nguyên lý đo hiệu pha sóng tải. Nếu tại 2 điểm quan sát trong cùng một thời điểm thu tín hiệu của một hoặc hai vệ tinh, sẽ tạo ra được phân sai bậc 1, bậc 2 và bậc 3 của pha sóng tải. Trong các phân sai này sẽ khử bớt ảnh hưởng của các nguồn sai số khác nhau như sai số đồng hồ vệ tinh, sai số đồng máy thu hồ máy thu, sai số tọa độ vệ tinh,...

Giả sử hai máy thu A và B cùng quan sát một vệ tinh J tại cùng một thời điểm ti, khi đó lập được 2 phương trình dạng phân sai bậc một (có dạng Φ = 2𝜋

𝜆 (𝑅 − 𝑁. 𝜆 + 𝑐. Δ𝑡) và hiệu sai phân bậc nhất:

40 Nếu ở 2 trạm máy A và B quan sát 2 vệ tinh J và K tại cùng một thời điểm ti, sẽ lập được phân sai bậc 2:

Nếu ở 2 trạm máy A và B cùng quan sát 2 vệ tinh J và K tại 2 thời điểm ti và tj, khi đó có phân sai bậc 3 trên cơ sở phân sai bậc 2 tại 2 thời điểm:

Trong phân sai bậc 2 sẽ khử tiếp ảnh hưởng của sai lệch đồng hồ 2 máy thu. Phân sai bậc 3 cho phép loại trừ số nguyên đa trị.

Thông thường trong thời điểm quan sát có từ 4 đến 8 vệ tinh cùng xuất hiện trên bầu trời. Bằng cách tổ hợp từng cặp vệ tinh sẽ có rất nhiều trị đo. Mặt khác khi đo tương đối cần phải quan sát vệ tinh trong khoảng thời gian dài từ 30 phút đến vài ba giờ, khi đó số trị đo dùng để xác định hiệu tọa độ 2 điểm là rất lớn, xử lý số liệu theo phương pháp số bình phương nhỏ nhất sẽ thu được X, Y, Z có độ chính xác cao và nhận được ma trận hiệp phương sai tương ứng.

Trên cơ sở nguyên lý đo GPS tương đối, phương pháp đo tĩnh với việc sử dụng 2 máy thu để xác định hiệu tọa độ từng cặp điểm với độ chính xác cao, sai số cỡ centimet, thậm chí tới miỉimet, đáp ứng được yêu cầu xây dựng lưới tọa độ địa chính. Ngoài ra có thể sử dụng phương pháp GPS đo động để xác định vị trí tương đối của hàng loạt điểm so với trạm máy cơ sở đặt tại điểm cố định đã biết tọa độ.

Một phần của tài liệu Bài giảng Công nghệ trong đo đạc địa chính (Trang 38 - 40)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(64 trang)