3. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
3.2.4. Tổ chức đo GPS
3.2.4.1. Lập lịch đo
Đối với máy GPS một tần, việc lập lịch đo tuân thủ theo quy định tại tiết c, mục 18.2, khoản 18, điều 9 Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT ngày 19 tháng 5 năm 2014 của Bộ Tài nguyên và Môi trường; cụ thể như sau:
- Thời gian đo ngắm đồng thời tối thiểu của ca đo: 60 phút; - Số vệ tinh tối thiểu cần quan sát: 4 vệ tinh;
- PDOP lớn nhất cho phép quan sát: 4,0; - Ngưỡng góc cao vệ tinh lớn hơn: 150;
Hòa, Hải Nhân, Hải Thanh, Phú Lâm, Phú Sơn và thị trấn Tĩnh Gia được thực hiện thông qua module Planing của phần mềm Trimble Business Center (TBC 2.0);
- Các chỉ tiêu kỹ thuật tổ chức đo GPS được quy định tại Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT ngày 19 tháng 5 năm 2014 của Bộ Tài nguyên và Môi trường.
Các bước thực hiện như sau:
Bước 1: Khởi động chương trình lập lịch và chon chức năng Planning xuất hiện cửa sổ như hình 3.5:
Hình 3.5: Cửa sổ chương trình Trimble Geomatics office
Bước 2: Sau khi chọn chức năng Planning xuất hiện cửa sổ như hình 3.6:
Hình 3.6: Cửa sổ Planning
Của sổ này cho phép người sử dụng chọn khu vực thi công (File → Station): - Chọn trên bản đồ hoặc nhập kinh độ và vĩ độ (ở đây là được nhập kinh vĩ độ); - Nhập đo cao khu đo: ở đây 6m;
chướng ngại vật có ở khu vực lập lưới GPS, ở đây nhập 150; - Chọn ngày đo (4/7/2018);
- Chọn thời gian bắt đầu đo: 7h 30' sáng;
- Chọn biểu thời gian 12 hoặc 24 giờ ngày: chọn 24h/ngày; - Chọn thời gian đo 1 ca: đây chọn 75 phút;
- Chọn múi giờ (Time zone): Việt nam ở múi UTC +7 (như hình ); Nhập xong → Apply → ok
Bước 3: Vào Lists → Intervals: Xuất biểu thời gian và sai số PDOP, xuất hiện bảng như hình 3.7:
Hình 3.7: Cửa sổ Planning (Lists Intervals)
Vào Lists → Elevation/Azimuth: Xuất biểu thời gian tương ứng với góc ngưỡng, xuất hiện bảng như hình 3.8:
Hình 3.8: Cửa sổ Planning (Lists Elevation/Azimuth)
Vào Lists → DOP values: Xuất biểu thời gian tương ứng với các sai số tương ứng, xuất hiện bảng như hình 3.9:
Hình 3.9: Cửa sổ Planning (Lists of DOP values)
- Căn cứ vào thời gian đo hợp lý của công tác lập lịch đo, hệ thống giao thông, thủy lợi của khu đo, dựa vào số lượng máy đo đểtiến hành lập ca đo.
- Các chỉ tiêu kỹ thuật tổ chức đo GPS được quy định tại Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT ngày 19 tháng 5 năm 2014 của Bộ Tài nguyên và Môi trường.
3.2.4.2 Thiết kế ca đo
Thiết kế ca đo theo phạm vi từng xã, mỗi xã đều có liên kết cạnh với xã bên tạo thành mạng lưới khép kín, thống nhất phương thức liên kết cạnh. Số lượng máy sử dụng để lập lưới là 06 máy. Các ca đo được bố trí hợp lý, thuận lợi cho công tác di chuyển máy giữa các ca đo.
Áp dụng công thức tính số lượng ca đo: n = m*s/r; Trong đó:
- s là tổng số điểm trong lưới; - r là số máy thu sử dụng để đo;
- m là số lần đặt máy lặp trung bình tại điểm (m không nhỏ hơn 2).
Thiết kế ca đo theo phạm vi từng xã, mỗi xã đều có liên kết cạnh với xã bên tạo thành mạng lưới khép kín, thống nhất phương thức liên kết cạnh. Số lượng máy sử dụng để lập lưới là 06 máy. Các ca đo được bố trí hợp lý, thuận lợi cho công tác di chuyển máy giữa các ca đo.
Áp dụng công thức tính số lượng ca đo: n = m*s/r; Trong đó:
- s là tổng số điểm trong lưới; - r là số máy thu sử dụng để đo;
- m là số lần đặt máy lặp trung bình tại điểm (m ≥ 2).
Theo bảng số liệu trên căn cứ tình hình thi công thực tế, để xây dựng được lưới địa chính cho cụm 7 xã, thị trấn Nguyên Bình, Hải Hòa, Hải Nhân, Hải Thanh, Phú Lâm, Phú Sơn và thị trấn Tĩnh Gia, tôi đã thiết kế 12 ca đo cho 56 điểm GPS mới và 6 điểm gốc địa chính cơ sở; trong đó:
- Gọi A, B, C, D, E, F là các máy thu (06 máy); - m là số lần đặt máy (m ≥ 2)
Bảng 3.5: Thiết kế ca đo Session Máy thu A B C D E F 1 TG-09 TG-26 TG-27 TG-07 TG-08 220431 2 TG-09 TG-26 TG-27 TG-31 TG-28 220446 3 TG-31 TG-28 TG-29 TG-30 TG-44 220446 4 TG-30 TG-29 TG-41 TG-42 TG-49 TG-28 5 TG-41 TG-44 TG-42 TG-45 TG-46 220419 6 TG-45 TG-46 TG-41 TG-44 TG-48 220419 7 TG-42 220419 TG-47 TG-48 TG-45 TG-41 8 TG-47 TG-48 TG-45 TG-46 TG-49 TG-50 9 TG-49 TG-50 TG-15 TG-17 TG-32 TG-39 10 TG-32 TG-39 TG-17 TG-38 TG-40 TG-43 11 TG-40 TG-43 TG-36 TG-37 TG-55 TG-56 12 TG-36 TG-37 TG-21 TG-23 TG-54 TG-55 13 TG-53 TG-54 220416 TG-24 TG-25 TG-37 14 TG-24 TG-25 TG-51 TG-52 TG-22 TG-23 15 TG-22 TG-23 TG-11 TG-12 TG-23 TG-24 16 TG-11 TG-12 TG-06 TG-05 TG-13 TG-14 17 TG-20 TG-21 TG-18 TG-19 TG-35 220413 18 TG-10 220413 TG-34 TG-18 TG-01 TG-02 19 TG-01 TG-02 TG-03 TG-04 220408 TG-10 20 TG-03 TG-04 220431 220408 TG-01 TG-15 21 TG-15 TG-16 TG-37 TG-38 TG-04 220413 22 TG-15 TG-17 220431 TG-16 TG-38 TG-50
3.2.5. Đo đạc thực địa
3.2.5.1. Máy móc và các thiết bị
Trong quá trình thi công, chúng tôi sử dụng 06 máy định vị GPS 1 tần Trimble 4600LS, máy có một số chức năng sau:
- Đo đạc thành lập lưới khống chế tọa độ từ hạng II trở xuống.
- Đo đạc xác định độ cao với độ chính xác tương đương thủy chuẩn kỹ thuật. - Đo đạc chi tiết thành lập bình đồ, bản đồ địa hình, địa chính.
- Đo đạc xác định mặt cắt địa hình, tính toán khối lượng đào đắp,…
Hình 3.10: Máy GPS 1 tần Trimble 4600LS
Bảng 3.6: Chỉ tiêu kỹ thuật của máy đo GPS Tên máy Đo pha sóng tải Độ chính xác định vị Độ chính xác định vị
đo tĩnh, đo tĩnh nhanh Độ chính xác đo động
4600LS L1 – C/A Code - Mặt bằng: ±5 mm + 1 ppm (≤10 km); - Độ cao: ±10 mm + 2 ppm (≤10 km); - Góc phương vị: ± (1" + 5"/chiều dài cạnh đáy tính bằng km); - Đo động xử lý sau (Kinematic Survey - Postprocessed); Các chế độ: Continuous, Stop-&- go. - Độ chính xác: + Mặt bằng: ±1 cm + 1 ppm; + Độ cao: ±2 cm + 1ppm. - Thời gian đo tại 1 điểm: Continuous: 1 lần đo Stop & go: 2 epochs trở lên với 5 hay nhiều hơn vệ tinh. - Tần số ghi tín hiệu nhanh nhất: 1 Hz.
3.2.5.2. Đo đạc thực địa
a. Công tác chuẩn bị
Trước khi tiến hành đo, công tác kiểm tra, kiểm nghiệm máy, thiết bị đo thực thực hiện theo quy định tại Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT ngày 19 tháng 5 năm 2014 của Bộ Tài nguyên và Môi trường; cụ thể như sau:
- Kiểm tra sự hoạt động của các phím chức năng bao gồm cả phím cứng và phím mềm.
- Kiểm tra việc truyền dữ liệu từ máy thu sang máy tính.
- Kiểm tra sự ổn định của quá trình thu tín hiệu thông qua việc đo thử máy (không dưới 60 phút). Vị trí đặt máy để thử phải là nơi quang đãng; khi đo thời tiết
tốt, đảm bảo cho việc thu tín hiệu vệ tinh là tốt nhất. - Sử dụng ăn ten đi kèm theo máy thu.
- Chuẩn bị phương tiện đi lại, để di chuyển máy đúng lịch đo.
- Chuẩn bị nguồn điện, ác quy hoặc pin đủ dùng, có dự trữ, pin có chất lượng tốt. - Chuẩn bị phương tiện liên lạc (bộ đàm hoặc điện thoại di động… ).
- Chuẩn bị sổ đo, bút ghi chép, sơ đồ lưới và lịch đo đã lập cho các ca đo. - Người đo cần có đồng hồ để phối hợp thời gian.
- Chuẩn bị áo mưa cho người, túi che mưa cho máy,…
b. Thao tác thực hiện tại mỗi điểm trạm đo
- Dọi tâm và cân bằng máy chính xác, sai số dọi tâm không quá 2 mm.
- Đo chiều cao anten 2 lần vào khoảng trước và sau khi tắt máy với độ chính xác đến 1 mm.
- Nhập tên điểm trạm đo vào máy, đối với máy chưa nhập được trực tiếp thì phải nhập ngay khi trút số liệu sang máy tính.
- Ghi các thông tin về máy đo, điểm đo, chiều cao máy, thời gian bật, thời gian tắt vào trong sổ đo GPS. Đây là cơ sở để người xử lý tính toán bình sai có thể phát hiện ra sai sót trong quá trình nhập tên điểm hay chiều cao máy.
- Không che ô cho máy và đứng gần máy.
- Theo dõi liên tục hoạt động của máy trong quá trình đo.
c. Quy định File đo
File đo, ID, lần đo được xác định và nhập vào máy, tên file dữ liệu trong máy thu có định dạng là: AAAABBBC.
Trong đó:
- AAAA là bốn số cuối cùng trong số hiệu (S.N) của máy;
- BBB: Là ngày GPS (ngày Lulian): ngày 1 tháng 1 = 001, ngày 2 tháng 1 = 002,.., ngày 31 tháng 12 = 365;
- C: Dãy số hiệu phiên đo (0-9, A-Z). Ví dụ: 55753654, trong đó:
- 5575: chỉ bốn số cuối cùng trong số hiệu (S.N) của máy; - 365: là ngày thứ 365 trong năm;
- 4: là ca đo thứ 4 trong ngày.
3.2.5.3. Xử lý tính toán bình sai
Các bước tiến hành xử lý tính toán bình sai trên phần mềm Trimble Business Center(TBC) thực hiện như sau:
3.2.5.3.1. Chọn hệ quy chiếu
Các bước thiết lập được tiến hành từ Tools/Coordinate System Manager từ giao diện chính của phần mềm. Cửa sổ Coordinate System Manager xuất hiện và hiển thị tất cả các hệ tọa độ có trong file Curent. Để thiết lập hệ tọa độ thực dụng VN2000, cần thực hiện các thao tác sau:
Chọn thẻ Datum Transformation, bấm chuột phải vào vùng trống ben trái và chọn Add New Datum Transformation/Seven Parameter… sẽ xuất hiện cửa sổ như hình 3.11:
Hình 3.11: Cửa sổ Coordinate System Manager.
Trong cửa sổ Datum Transformation Properties nhập VN2000 vào trường Name. Nhấn vào mũi tên và chọn Ellipsoid: World Geodetic System 1984. Nhập bảy tham số tính chuyển tọa độ từ hệ VN2000 sang hệ WGS-84 (To WGS-84), sau đó nhấn OK.
Hình 3.12: Cửa sổ Datum Transformation Properties .
- Định nghĩa hệ tọa độ vuông góc phẳng:
Trong thực tế, chúng ta thường sử dụng hệ tọa độ vuông góc phẳng. Hiện nay, ở nước ta quy định sử dụng hệ tọa độ vuông góc phẳng theo phép chiếu hình trụ ngang giữ góc UTM hoặc. Để định nghĩa một hệ tọa độ UTM, chúng ta thực hiện các thao tác sau:
Trên cửa sổ Coordinate System Manager, chọn thẻ Coordinate Systems, bấm chuột phải vào khung trống bên trái và chọn Add New Coordinate Systems Group… khi đó xuất hiện cửa sổ như hình 3.13. Nhập tên cho nhóm hệ tọa độ trong cửa sổ Coordinate Systems Group Parameters và nhấn OK.
Hình 3.13: Chọn hệ tọa độ Vuông góc UTM
Dùng chuột chọn nhóm hệ tọa độ, các múi tọa độ hiện thời (nếu có) sẽ hiển thị ở phần màn hình bên phải. Trong hình 3.14, nhấn chuột phải chọn Add New Coodinate System/Transverse Mercator.. (là phép chiếu hình trụ ngang giữ góc).
Trong hộp thoại Geoid Model người dùng chọn một mô hình Geoid phù hợp (thông thường để mặc định EGM96 hoặc chọn mô hình EMG2008). Nhấn Next để tiếp tục. Tiếp theo, sẽ xuất hiện cửa sổ, trên đó ta ghi các tham số cho múi chiếu tọa độ vuông góc phẳng UTM gồm vĩ tuyến chuẩn (Central Latitude), kinh tuyến trục (Central Longitude), hằng số cộng vào tọa độ x (False Northing), hằng số cộng vào tọa độ y (False Easting) và tỷ lệ chiều dài trên kinh tuyến trục (Scale Factor), sau đó lại Next. Cuối cùng là nhấn Finish để hoàn tất công việc thiết lập một múi chiếu.
3.2.5.3.2. Tạo Project, nhập số liệu
a. Tạo Project mới
Trước khi bắt đầu xử lý số liệu một lưới mới ta phải tạo một project mới. Đầu tiên ta khởi động phần mềm chọn file → New Project → Ok sau đó vào File → Save Project đặt tên file làm việc.
Hình 3.15: Tạo New Project.
b. Nhập dữ liệu
Lấy số liệu ở dạng *.DAT hoặc *.RINEX từ File → Import (tìm thư mục chứa file số liệu) → ok
Hình 3.16: Nhập dữ liệu đo
Sau khi nhập hết dữ liệu, hộp thoại Receiver Raw Data Check in sẽ xuất hiện như hình 3.17
Hình 3.17: hộp thoại Receiver Raw Data Check in
Ngay sau khi nhập các tệp số liệu, các cờ sẽ xuất hiện trên sơ đồ lưới nếu sai số vị trí vượt ngưỡng về dung sai mặt bằng. Để xem danh sách các cờ, co thể chọn View/Flags Pane. Có thể thay đổi dung sai trong Project/Project Settings/Computation/Point Tolerances… Cần lưu ý rằng, việc thay đổi dung sai có thể làm mất cờ nhưng thực chất không làm tăng độ chính xác.
Trên hộp thoại Receiver Raw Data Check In cho phép kiểm tra và chỉnh sửa dữ liệu thô trong mỗi file trước khi hoàn thành nhập dữ liệu. Trên hộp thoại, có ba thẻ lựa chọn ở góc dưới bên trái gồm: Point, Antenna và Receiver.
Khi chọn Point sẽ có các thông báo về tên điểm (Point ID), tên tệp số liệu (File Name), thời gian bắt đầu thu (Star Time), thời gian kết thúc (End Time), thời gian thu tín hiệu (Duration)….
Khi chọn Antenna sẽ hiển thị loại anten (Type), điểm tính độ cao anten (Antenna Phase Center), độ cao anten (Height), tại đây cho phép kiểm tra độ cao anten, nhập vào độ cao anten (nếu chưa có) hoặc chỉnh sửa lại độ cao anten.
Khi chọn Receiver, sẽ hiển thị chủng loại máy thu sử dụng, nơi chế tạo (Manufacture), kiểu sso (Survey Mode), số hiệu máy thu (Serial Number)…
Sau khi các file dữ liệu thô được nhập vào, Plan View hiển thị tất cả cắc cạnh trong mạng lưới (màu xanh lam) . Do dữ liệu thuộc đo tĩnh, nên các cạnh phải được xử lý ở bước tiếp theo.
- Chỉnh sửa các file dữ liệu nhập: Có thể chỉnh sửa các file dữ liệu thô trong khi nhập bằng cách sử dụng hộp thoại Receiver Raw Data Check In. Cũng có thể chỉnh sửa các file kể cả khi chúng đã được nhập. Sai sót thường gặp trong quá trình đo đạc thực hiện là nhập tên điểm và nhập độ cao anten sai. Để xem danh sách các điểm trong project cần thực hiện:
+ Chọn View/Project Explorer.
+ Chọn điểm để chỉnh sửa tên điểm (nếu đã nhập sai) trong Project Explorer (nhấn Ctrl và nhấn vào mỗi điểm).
+ Chọn Point/Merge Points đánh dấu chọn điểm sai. + Trong phần Select Points đánh dấu chọn điểm sai.
+ Nhấn OK. Trong Project Explorer, bây giờ chỉ còn một Point ID cho điểm đúng. Nếu độ cao anten sai, việc chỉnh sửa được thực hiện trên hộp thoại Receiver Raw Data Check In.
c. Thay đổi cấu hình project:
- Đặt góc ngưỡng, vệ tinh:
Chọn Project → Project Setting: thẻ GPS chọn góc ngưỡng “15 độ” → All. Thẻ Glonass và Galleo chọn None và chọn OK (hình 3.18):
Hình 3.18: Hộp thoại Project Setting
- Chọn kinh tuyến trục, mô hình số độ cao cho khu đo:
Hình 3.19: Hộp thoại Select Coordinate System
Chọn Next, xuất hiện họp thoại Select Coordinate System Type
Hình 3.20: Hộp thoại Select Coordinate System Type
Chọn Next, xuất hiện hộp thoại Select Coordinate System Zone như hình 3.21, chọn VN2000, chọn kinh tuyến trục khu đo như hình 3.21:
Hình 3.21: Hộp thoại Select Coordinate System Zone
Chọn Next, xuất hiện hộp thoại Hình 3.22: Hộp thoại Select Geoid Model, chọn mô hình số độ cao GEO_2008 và chọn Finsh như hình 3.22.
Hình 3.22: Hộp thoại Select Geoid Model