bị che khuất một phần bởi cây
Hình 3.5: Sơ đồ phân bố các điểm khống chế của khu đo bị che khuất một phần bởi nhà cửa
3.4. Trình tự các bƣớc tiến hành đo đạc thử nghiệm
Trình tự thực hiện tiến hành thử nghiệm nhƣ sau:
3.4.1. Quá trình đo tĩnh để xác định tọa độ các điểm khống chế đo vẽ
- Chuẩn bị 4 máy định vị vệ tinh, 4 chân, 4 đế máy.
- Thiết kế các ca đo mỗi ca đo bao gồm bốn điểm, trong hai ca đo liên tiếp nhau trùng nhau một điểm.
- Trong một ca đo mỗi máy đƣợc đặt tại một điểm tiến hành bật máy, các máy đƣợc thu tín hiệu vệ tinh đồng thời trong vịng 1 giờ sau đó tiến tắt máy và chuyển sang ca đo tiếp theo.
- Sau khi kết thúc một ngày làm việc, số liệu đƣợc trút từ thiết bị định vị chuyển qua máy tính để tiếp tục cơng việc xử lý.
3.4.2. Quá trình đo động thời gian thực sử dụng sóng radio
Với quá trình đo động thời gian thực sử dụng phƣơng pháp truyền sóng radio, các thiết bị đo ở trạm Base và Rover phải đƣợc cấu hình lại cho phù hợp với
phƣơng pháp thử nghiệm nhƣ sau:
- Tần suất thu tín hiệu là một giây;
- Tín hiệu đầu ra cho máy Base và tín hiệu đầu vào máy Rover theo chuẩn CMR; - Tần số phát sóng radio của thiết bị trạm Base và tần số thu của máy Rover phải đồng nhất một giá trị.
Trình tự thực hiện đo đạc trên trạm Base:
- Khởi động trạm Base
- Đặt antenna, định tâm antenna, đo độ cao antenna - Kết nối máy thu với sổ điện tử trên thiết bị điều khiển - Cấu hình chế độ Base radio, đặt tần số phát
- Cấu hình chế độ Base
- Bật chế độ đo RTK, vào phần đặt Base cài đặt các thông số về tọa độ điểm gốc, kiểu đo antenna, độ cao antenna
- Khởi động trạm Base (Start Base).
Trình tự thực hiện đo đạc trên trạm Rover:
- Dựng cố định antenna máy Rover trên điểm cần xác định tọa độ - Kết nối máy thu với sổ điện tử trên thiết bị điều khiển
- Cấu hình chế độ Rover radio, đặt tần số phát - Cấu hình chế độ Rover
- Khởi động chế độ RTK vào phần measure point - Cài đặt tên điểm, độ cao antenna, kiểu đo antenna - Tiến hành đo (xác định tọa độ điểm chƣa biết).
3.4.3. Quá trình đo động thời gian thực sử dụng hạ tầng mạng viễn thơng di động
Với q trình đo động thời gian thực sử dụng hạ tầng mạng viễn thông di động, các thiết bị trong hệ thống phải đƣợc kết nối với nhau thông qua hạ tầng viễn thông di động sử dụng các dịch vụ viễn thông.
Với máy Base cần thực hiện:
- Cấu hình dữ liệu đầu ra theo định dạng CMR với tần số 1 giây; - Tiến hành định tâm, đo chiều cao antenna;
- Kết nối máy Base với máy tính, mở phần mềm, nhập các giá trị tọa độ điểm gốc, chuyển dữ liệu lên Server;
Với máy Rover cần thực hiện:
- Dựng cố định antenna máy Rover trên điểm cần xác định tọa độ; - Kết nối máy thu với sổ điện tử trên thiết bị điều khiển;
- Cài đặt các tham số về độ cao antena, kinh tuyến trục, múi chiếu, tên điểm;
- Tiến hành đo xác định tọa độ các điểm chƣa biết để so sánh với tọa độ đo bằng phƣơng pháp đo tĩnh và phƣơng pháp đo động thời gian thực sử dụng sóng radio.
3.5. Kết quả thử nghiệm
3.5.1. Thử nghiệm so sánh phương pháp đo động thời gian thực bằng công nghệ sử dụng hạ tầng mạng viễn thơng di động và sử dụng sóng radio
Theo các bƣớc ở trên, các điểm khống chế đo vẽ sẽ có nhiều giá trị để so sánh. Các giá trị đó đƣợc tạo ra bằng cách đặt máy Rover nhiều lần tại các điểm khống chế trong khi máy Base lần lƣợt đƣợc đặt tại các vị trí khác nhau và sử dụng phƣơng pháp đo động thời gian thực bằng cả hai cơng nghệ đo bằng sóng radio và hạ tầng mạng viễn thông di động.
Kết quả so sánh này nhằm đánh giá đƣợc sự suy giảm độ chính xác của phƣơng pháp đo động thời gian thực sử dụng hạ tầng mạng viễn thông di động với kết quả đo tĩnh và phƣơng pháp đo động thời gian thực bằng hai công nghệ khác nhau để từ đó đánh giá đƣợc cơng nghệ đo động thời gian thực có áp dụng để xây dựng lƣới khống chế đo vẽ đƣợc không và áp dụng nhƣ thế nào cho hiệu quả nhất, đồng thời đánh giá đƣợc với phƣơng pháp đo động thời gian thực sử dụng mạng viễn thơng có bị ảnh hƣởng do tín hiệu truyền dẫn bị trễ hơn so với công nghệ sử dụng sóng radio trực tiếp.
Kết quả so sánh đo động thời gian thực bằng hai công nghệ sử dụng hạ tầng mạng viễn thơng di động và sử dụng sóng radio (so sánh với kết quả đo tĩnh) với đơn vị tính bằng mét đƣợc thể hiện trong bảng 3.4.
Từ đồ thị trên ta thấy sai số của 2 kỹ thuật đo tƣơng đối đồng nhất, nhƣ vậy có thể thấy chất lƣợng của phƣơng pháp sử dụng hạ tầng mạng viễn thông di động đảm bảo đạt đƣợc độ chính xác so với sử dụng sóng radio, tức là độ trễ do quá trình truyền dẫn dữ liệu từ máy Base đến máy Rover không làm giảm chất lƣợng của các điểm đo.
Bảng 3.4: So sánh kết quả sự suy giảm độ chính xác trong đo động thời gian thực bằng công nghệ sử dụng hạ tầng mạng viễn thơng di động và sử dụng sóng radio
Tên điểm
Đo động thời gian thực sử dụng mạng viễn thông
Đo động thời gian thực sử dụng sóng Radio Dx Dy Dz Dxy Dx Dy Dz Dxy BD-A01 -0.004 -0.004 -0.017 0.006 0.002 -0.002 0.019 0.003 BD-A02 -0.010 0.007 -0.010 0.012 0.002 -0.008 0.015 0.008 BD-A03 -0.005 0.004 -0.013 0.006 -0.007 0.007 -0.009 0.010 BD-A04 -0.004 0.007 -0.017 0.008 -0.001 0.002 0.016 0.002 BD-A05 0.002 0.004 0.002 0.004 0.001 -0.009 0.029 0.009 BD-A06 -0.015 0.019 0.022 0.024 -0.017 -0.013 -0.024 0.021 BD-A07 -0.017 0.020 0.021 0.026 0.018 0.011 0.021 0.021 BD-A08 0.015 0.012 -0.033 0.019 0.018 0.013 -0.022 0.022 BD-A09 -0.016 -0.011 -0.018 0.019 0.012 0.017 0.024 0.021 BD-A10 0.016 -0.014 0.016 0.021 0.012 0.015 -0.026 0.019 BD-A11 0.010 -0.018 0.017 0.021 0.016 -0.017 0.029 0.023 BD-A12 0.020 0.012 0.020 0.023 -0.008 -0.019 -0.016 0.021 BD-A13 0.004 0.014 -0.016 0.015 -0.004 0.011 0.018 0.012 BD-A14 0.014 0.009 -0.029 0.017 -0.008 0.013 0.022 0.015 BD-A15 -0.011 0.021 0.025 0.024 0.015 0.011 0.027 0.019 Với các điểm từ DB-A01 đến DB-A05 đƣợc bố trí ở khu vực thống nên sự suy giảm độ chính xác cả hai phƣơng pháp so với đo tĩnh đều thấp. Tuy nhiên, với các điểm khác khi có sự ảnh hƣởng của điều kiện bên ngồi (ở đây là ảnh hƣởng của vật cản che khuất) thì sự suy giảm độ chính xác của hai phƣơng pháp so với đo tĩnh đều tăng.
Với các điểm đo thiết bị đều đƣợc bật trƣớc khi đo để từ đó xác định đƣợc thời gian từ khi bật máy cho đến khi có thể tiến hành đo đạc xác định vị trí của một điểm. Khi sử dụng hai cơng nghệ trong đo động thời gian thực thì thời gian để khởi
đo một điểm đƣợc trình bày tại phần phụ lục và biểu diễn trên đồ thị theo hình 3.6.
Hình 3.6: So sánh độ chính xác của phương pháp đo động thời gian thực sử dụng hạ tầng mạng viễn thơng di động và sử dụng sóng radio tại các điểm thử nghiệm
Hình 3.7: Đồ thị so sánh thời gian khởi đo của phương pháp đo động thời gian thực sử dụng hạ tầng mạng viễn thơng di động và sử dụng sóng radio
Từ đồ thị trên hình 3.7 giá trị thời gian để tại một điểm từ lúc bật máy đến lúc kết thúc quá trình khởi đo để có thể tiến hành đo là nhƣ nhau trong hai công nghệ đo. Nhƣ vậy, trong phạm vi có thể đo đạc đƣợc bằng cơng nghệ đo động thời gian thực sử dụng sóng radio thì sử dụng hệ thống hạ tầng mạng viễn thông di động
0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 Sai số (m ) Tên điểm
Mạng viễn thơng Sóng radio
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Th ị i gian (s ) Tên Điểm
cũng đảm bảo độ chính xác và thời gian khởi đo là nhƣ nhau.
3.5.2. Thử nghiệm sử dụng phương pháp đo động thời gian thực sử dụng hạ tầng mạng viễn thơng di động với vị trí đặt Base khơng được thuận tiện
Ở phần thử nghiệm trƣớc, chúng ta thấy khi các điểm Rover đƣợc đặt tại nơi có vị trí khơng thuận tiện thì sự suy giảm độ chính xác bị ảnh hƣởng rô rệt, tuy nhiên với điểm đặt Base tại vị trí khơng thuận tiện thì có ảnh hƣởng nhƣ thế nào đến thời gian khởi đo và sự suy giảm độ chính xác của các điểm Rover?
Hình 3.8: Đồ thị so sánh độ chính xác đo động thời gian thực sử dụng hạ tầng mạng viễn thơng khi sử dụng các vị trí đặt Base khác nhau
Để đánh giá đƣợc kết quả này, tác giả đã đặt trạm Base tại vị trí khơng đƣợc thuận tiện, với độ che khuất tại vị trí này trong cả q trình lấy số liệu tác giả quan sát thì thiết đặt làm trạm Base bị chỉ thu đƣợc tín hiệu tốt của 6 vệ tinh. Từ đó lấy kết quả để so sánh sự suy giảm độ chính xác và thời gian khởi đo nhằm tìm hiểu vị trí của điểm đặt Base ảnh hƣởng nhƣ thế nào đến chất lƣợng đo đạc.
Từ đồ thị trên ta thấy khi đặt Base tại vị trí khơng đƣợc thuận tiện và bị che khuất thì sự suy giảm độ chính xác so với khi Base đƣợc đặt ở vị trí thơng thống là khơng lớn và các giá trị của nó vẫn nằm trong phạm vi cho phép để tiến hành lấy số liệu. Tuy nhiên khi để ý đến thời gian mà một điểm mà thiết bị Rover tiến hành khởi đo để đạt giá fix thì ta thấy đƣợc sự khác biệt. Kết quả về thời gian khởi đo và đồ thị so sánh đƣợc thể hiện tại phần phụ lục. 0,000 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025 0,030 0,035 Sai số (m ) Tên điểm
Nhƣ vậy, thời gian khởi đo một điểm khi vị trí đặt Base khơng đƣợc thuận tiện sẽ có giá trị lớn hơn rất nhiều khi Base đƣợc đặt ở vị trí thống. Từ đó, với vị trí đặt Base ở vị trí khơng đƣợc thuận tiện sẽ khơng ảnh hƣởng nhiều đến độ chính xác đo đạc tuy nhiên thời gian để tiến hành khởi đo sẽ bị ảnh hƣởng lớn.
Hình 3.9: Đồ thị so sánh thời gian khởi đo trong đo động thời gian thực sử dụng hạ tầng mạng viễn thơng di động khi sử dụng các vị trí đặt Base khác nhau
3.5.3. Thử nghiệm đánh giá ảnh hưởng của chất lượng đường truyền mạng đối với đo động thời gian thực sử dụng hạ tầng mạng viễn thơng di động
Nhƣ đã nói ở trên, Bắc Ninh là một tỉnh đồng bằng tƣơng đối thuận tiện trong giao thông và triển khai cơ sở hạ tầng mạng viễn thông di động. Khi thử nghiệm thì đƣờng truyền của mạng viễn thông luôn đạt băng thông 3G với tốc độ lý thuyết là 7,2 Mbps. Tuy nhiên, với các khu vực có hạ tầng mạng viễn thơng di động chất lƣợng kém hơn thì có ảnh hƣờng đến kết quả khảo sát. Để tìm hiểu vấn đề này, tác giả đã tiến hành đặt Base ở vị trí thống, và cài đặt thiết bị để giảm băng thơng đƣờng truyền xuống cịn 2,5G với tốc độ lý thuyết là 144kbit/s. Tiến hành đo đạc các mốc tác giả đạt đƣợc kết quả nhƣ trong bảng phần phụ lục
Để đánh giá đƣợc thời gian khởi đo khi khoảng cách tăng dần trong ba lần di chuyển Base tác giả có kết quả đo tại phần phụ lục và giá trị so sánh đƣợc hiển thị tại hình 3.11.
Từ kết quả thu đƣợc chúng ta thấy sự suy giảm độ chính xác khi sử dụng hạ
0 5 10 15 20 25 30 35 Th ời gian (s ) Tên điểm
tầng mạng viễn thông di động với tốc độ đƣờng truyền thấp đi không bị ảnh hƣởng nhiều, tuy nhiên thời gian để khởi đo tại một điểm có tăng lên. Nhƣ vậy, với tốc độ đƣờng truyền dữ liệu tối thiểu cũng đủ để đáp ứng cho phƣơng pháp đo động thời gian thực sử dụng hạ tầng mạng viễn thơng di động.
Hình 3.10: Đồ thị so sánh độ chính xác trong đo động thời gian thực sử dụng hạ tầng mạng viễn thông di động với các tốc độ đường truyền khác nhau
Hình 3.11: Đồ thị so sánh thời gian khởi đo trong đo động thời gian thực sử dụng hạ tầng mạng viễn thông di động khi sử dụng tốc độ đường truyền khác nhau
3.5.4. Thử nghiệm đánh giá ảnh hưởng của khoảng cách từ trạm Base đến Rover đối với phương pháp đo động thời gian thực sử dụng hạ tầng mạng viễn thông di động
Với thử nghiệm ở trên, tác giả sử dụng hai Base có khoảng cách đến các điểm khống chế đo vẽ xa nhất là khoảng 3km. Để xác định đƣợc khoảng cách từ Base đến Rover mà giá trị đo đạc vẫn đƣa ra đƣợc kết quả đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và giá trị khoảng cách là tối ƣu nhất thì các điểm đặt Base đƣợc tác giả lựa chọn là
0,000 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025 0,030 Độ ch ín h xá c Tên điểm Mạng 3G Mạng 2.5G 0 5 10 15 20 25 Th ò i gian (s ) Tên điểm Mạng 3G Mạng 2.5G
các điểm địa chính cơ sở với khoảng giãn cách giảm dần. Khoảng giãn cách đầu tiên là khoảng 9 km tính từ Base là điểm địa chính cơ sở 105533 đến điểm khống chế đo vẽ xa nhất. Điểm tiếp theo có khoảng cách gần 16km Base đƣợc đặt tại điểm địa chính cơ sở 105520, và vị trí thứ 3 có khoảng cách hơn 18km đƣợc đặt tại điểm 105515. Các điểm địa chính cơ sở có số hiệu và tọa độ đƣợc nêu trong bảng 3.5 dƣới đây.
Bảng 3.5: Tọa độ các điểm địa chính cơ sở sử dụng làm trạm Base để đánh giá độ chính xác khi tăng khoảng cách Base và Rover
Hệ tọa độ VN2000 kinh tuyến trục 105030’ múi chiếu 30
Tên điểm x (m) y (m) h (m)
105515 2336002.417 582217.138 24.861
105520 2334295.441 580368.803 8.496
105533 2330160.702 575052.338 2.515
Vị trí của các điểm lấy làm Base thực hiện đo dãn khoảng cách tăng dần đƣợc thể hiện trên sơ đồ google earth theo hình 3.12.
độ chính xác khi tăng dần khoảng cách từ Base đến Rover
Sau khi tiến hành đặt Base và đo các điểm khống chế đo vẽ và so sánh với giá trị đo tĩnh tác giả có đƣợc kết quả nhƣ sau:
Bảng 3.6. Độ chính xác đo động thời gian thực sử dụng hạ tầng mạng viễn thông di động so với kết quả đo tĩnh khi khoảng cách từ Base đến Rover là 9 km, 16 km, 18 km
Tên điểm
Kết quả so sánh với giá trị đo tĩnh khi tăng khoảng cách Base đến Rover Khoảng cách 9 km Khoảng cách 16 km Khoảng cách 18 km
Dh Dxy Dh Dxy Dh Dxy
BD-A01 0.033 0.038 0.045 0.055 0.057 0.089 BD-A02 -0.037 0.042 0.030 0.057 0.061 0.104 BD-A03 0.034 0.038 0.038 0.062 -0.072 0.081 BD-A04 0.038 0.041 -0.031 0.056 0.082 0.092 BD-A05 0.031 0.041 0.033 0.062 -0.059 0.089 BD-A06 0.040 0.040 0.039 0.062 -0.066 0.094 BD-A07 0.032 0.037 0.036 0.062 0.058 0.094 BD-A08 -0.038 0.037 0.037 0.062 -0.067 0.115 BD-A09 0.031 0.039 0.036 0.059 0.270 0.311 BD-A10 0.035 0.042 0.040 0.060 0.061 0.093