Dựa vào bảng tổng hợp kết quả đo chi tiết của các điểm TN01, TN03, TN06, TN07 khi sử dụng số lượng các trạm Base khác nhau và thời gian đo thử nghiệm tại mỗi điểm chi tiết lần lượt là 2 epoch, 3 epoch và 5 epoch tác giả rút ra những nhận xét sau:
Việc thử nghiệm đo chi tiết với thời gian 2 epoch (10 giây), số lượng kết quả sai số vị trí điểm thu được để thành lập bản đồ địa chính với tỷ lệ 1:500 là 46,43%, cịn lại đều vượt lên đến đề-xi-mét với tỷ lệ là 53,57% chỉ phù hợp với việc thành lập bản đồ tỷ lệ nhỏ hơn như tỷ lệ 1:1000. Cụ thể như sau:
- Nếu sử dụng 1 trạm Base thì kết quả thu được thỏa mãn yêu cầu là 25%; - Nếu sử dụng 2 trạm Base kết quả này là khoảng 51%;
- Nếu sử dụng 3 trạm Base kết quả này là 73%.
Việc thử nghiệm đo chi tiết với 3 epoch (15 giây) và 5 epoch (25 giây) các kết quả thu được có sự cải thiện đáng kể, sai số vị trí điểm lớn nhất chỉ là 0.060m, cịn nhỏ nhất là 0.040m. Các kết quả thu được khi sử dụng thời gian đo là 3 epoch và 5 epoch chỉ lệch nhau hàng mi-li-mét.
Như vậy với việc thử nghiệm các thời gian đo khác nhau có thể thấy:
- Việc sử dụng thời gian đo là 2 epoch (10 giây) để đo chi tiết là khơng an tồn vì kết quả thu được không đảm bảo yêu cầu đặt ra và nhiều khi khơng tìm được vị trí của các điểm. Do đó, trong thực tế làm khơng nên đo ở thời gian này.
- Việc sử dụng thời gian đo là 3 epoch và 5 epoch, các kết quả thu được khơng lệch nhau nhiều, vì thế nên ưu tiên đo ở thời gian 3 epoch để rút ngắn được thời gian đo, chi phí nhân cơng và hiệu quả sản xuất.
Với thử nghiệm các đồ hình bố trí các trạm Base khác nhau, tác giả cũng rút ra một số nhận xét sau:
- Nếu như sử dụng lần lượt số lượng là 1 trạm Base sai số vị trí điểm dao động từ 0.051m đến 0.060m.
- Bố trí số lượng từ 2 trạm Base trở lên thì sai số vị trí điểm có sự biến đổi theo sự phân bố của các trạm Base, cụ thể:
+ Sử dụng 2 trạm là TN02 và TN04 thì sai số vị trí điểm của TN07 là 0.048m ; 0.060m với 2 trạm TN02 và TN05 và 0.060m với 2 trạm TN04 và TN05. Với các điểm khác cũng tương tự có quy luật như vậy, ngoại trừ điểm TN01 là không tuân theo quy luật khi ta thay đổi số lượng cũng như đồ hình phân bố trạm Base. Bởi điểm này nằm cạnh góc tường và bị che chắn 1 phía do bóng cây nên trong quá trình thu tín hiệu khơng được tốt. Sai số vị trí điểm của TN01 dao động từ 0.051m đến 0.059m.
- Bố trí số lượng với 3 trạm Base TN02, TN04, TN05 thì sai số vị trí của điểm TN07 là 0.045m và của TN01 là 0.053m.
Từ việc bố trí số lượng các trạm Base và đồ hình phân bố các Base có thể thấy rằng, nếu ta tăng số lượng trạm Base thì sai số của các kết quả đo được giảm dần. Với đồ hình là TN02 đối xứng với TN04 qua khu đo có điểm TN07 thì sai số vị trí của điểm TN07 là 0.048m, còn với các Base TN04 và TN05 hay TN02 và TN05 không đối xứng với nhau sai số vị trí của điểm TN07 vẫn lớn. Do vậy trong thực tế sản xuất nên bố trí các trạm Base đối xứng nhau qua khu đo và nếu nhiều hơn 2 trạm Base thì bố trí các trạm Base sao cho chúng khép với nhau một cách tương đối tạo thành tam giác cân hoặc tam giác đều thì kết quả thu được sẽ tốt hơn.
Ngồi ra, ta có thể thấy việc thu tín hiệu vệ tinh có tốt hay không tức là chỉ số PDOP nhỏ hay lớn là phụ thuộc vào số lượng vệ tinh ở máy Base và Rover cùng thu đồng thời một thời điểm. Dựa vào bảng kết quả và đồ thị ở trên ta thấy điểm TN01 ln có sai số vị trí điểm lớn dù ta có tăng số lượng trạm Base cũng như việc bố trí đồ hình lưới thuận lợi. Điều này được giải thích rằng, ở khu đo, điểm TN01và TN02 ngay sát bờ tường và bị che chắn bởi tán cây nên hầu như số lượng vệ tinh thu được từ 4 đến 5 vệ tinh nên chỉ số PDOP ln dao động từ 5.2 đến 6.8. Vì vậy mà sai số vị trí của điểm này ln nằm trong khoảng từ 0.052m đến 0.059m. Do vậy, điều kiện tốt nhất là nên chọn chỉ số PDOP nhỏ hơn 4 là tốt nhất.
So sánh hai kết quả đo của thử nghiệm thành lập lưới khống chế đo vẽ và đo chi tiết ta thấy sai số vị trí điểm của các điểm trong đo lưới có độ chính xác cao hơn trong đo chi tiết.
- Sai số vị trí điểm nhỏ nhất trong đo lưới là 0.004m và lớn nhất là 0.048m; - Sai số vị trí điểm nhỏ nhất trong đo chi tiết là 0.042m và lớn nhất là 0.060m. Điều này được giải thích là trong đo lưới thời gian đo mỗi điểm khống chế của lưới lâu hơn (36 epoch), sào đo được đặt cố định và kết quả đo được sử dụng để phát triển thêm lưới cấp thấp trong khu đo và làm cơ sở cho đo các điểm chi tiết; trong đo chi tiết ngồi u cầu về độ chính xác khơng cao bằng đo lưới thì thời gian đo ít hơn (3 epoch) và cách tiến hành cũng ảnh hưởng đến kết quả đo. Nhưng dù trong điều kiện như vậy vẫn thu được kết quả theo yêu cầu của đề tài.
Một kết quả nữa là sai số về độ cao trong quá trình thử nghiệm đo chi tiết, tác giả có nhận xét sau:
- Khi thử nghiệm với thời gian là 2 epoch thì thì sai số độ cao của các điểm nằm trong khoảng từ 0.146m đến 0.172m;
- Khi thử nghiệm với thời gian là 3 epoch thì sai số độ cao của các điểm nằm trong khoảng từ 0.114m đến 0.126m; với thời gian là 5 epoch thì kết quả này là 0.115m đến 0.127m.
Như vậy, có thể thấy khi đo PPK sử dụng thời gian 2 epoch ngồi việc sai số vị trí điểm lớn ra thì sai số về độ cao của các điểm cũng tương đối lớn. Khi ta tăng thời gian lên thì sai số này cũng không giảm thiểu đáng kể mặc dù trong quá trình thử nghiệm cũng tăng số lượng và bố trí các Base theo những đồ hình khác nhau.
Với sai số vị trí điểm thu được đều nằm trong khoảng từ 4cm đến 6cm, do đó có thể áp dụng phương pháp đo PPK với nhiều trạm cố định để thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:200, 1:500 cho những khu vực thơng thống.
Với kết quả thử nghiệm đo chi tiết khi sử dụng số lượng các trạm Base khác nhau là TN03, TN04 và TN07 với các thời gian đo là 2 epoch, 3 epoch và 5 epoch cũng tương tự như với kết quả thu được khi sử dụng các Base là TN02, TN04 và TN05. Các kết quả này được trình bày trong phần phụ lục.
3.4. Đề xuất một số giải pháp để nâng cao hiệu quả của phƣơng pháp đo GPS động xử lý sau với nhiều trạm cố định trong đo đạc địa chính
Qua việc đo thử nghiệm thành lập lưới khống chế đo vẽ và đo chi tiết bằng phương pháp PPK với nhiều trạm cố định với thời gian đo hợp lý, các kết quả đều cho độ chính xác cao. Từ các bảng số liệu và căn cứ theo đồ hình bố trí các trạm Base, tác giả thấy độ chính xác tăng dần khi ta bố trí số lượng trạm Base tăng lên. Việc bố trí các trạm Base mà đối xứng với nhau qua khu đo vẽ hoặc các trạm Base mà hợp với nhau thành những tam giác tương đối cân thì kết quả thu được đạt độ chính xác cao nhất.
Cùng với số lượng và bố trí đồ hình các trạm Base là thời gian đo cũng cần được quan tâm. Nếu thời gian mà ngắn khi sử dụng máy thu một tần số với 1 trạm Base thì tỷ lệ kết quả thu được để thỏa mãn yêu cầu thành lập bản đồ địa chính 1:500 hoặc nhỏ hơn rất thấp. Để khắc phục nhược điểm này, ở đề tài này tác giả thử nghiệm sử dụng với nhiều trạm Base và kết quả cho cũng rất khả quan. Do đó, việc ứng dụng đo PPK bằng máy thu một tần số với nhiều trạm cố định nên được ứng dụng trong sản xuất, vấn đề là cách thức tiến hành sẽ như thế nào để đem lại hiệu quả cao nhất. Do vậy tác giả xin đề xuất một số giải pháp sau:
+ Trước khi tiến hành đo đạc bằng phương pháp đo GPS động xử lý sau với nhiều trạm cố định cần phân tích các tham số đầu vào và lựa chọn tham số tối ưu để thu được kết quả đo tốt nhất. Qua quá trình thử nghiệm, nếu đo để thành lập lưới khống chế đo vẽ, thì thời gian đo tối thiểu phải là 36 epoch (3 phút) và đo chi tiết nên chọn là 3-5 epoch (15-25 giây), vì vừa đảm bảo độ chính xác, vừa nhanh và cho hiệu quả cao. Việc đo động xử lý sau chỉ nên thực hiện với chỉ số PDOP dưới 4.
+ Áp dụng GPS động xử lý sau với nhiều trạm cố định để thành lập lưới khống chế đo vẽ cho bản đồ địa chính cho tỷ lệ 1:500 và nhỏ hơn. Khi thiết kế lưới khống chế đo vẽ, cần bố trí số lượng trạm Base từ 2 trạm trở lên, trong q trình bố trí trạm Base, nên đặt các trạm Base đối xứng nhau qua khu đo hoặc nếu nhiều hơn 2 trạm Base thì bố trí các trạm Base sao cho hợp với nhau một cách tương đối để thành tam giác đều và cân. Việc bố trí như vậy sẽ cho kết quả có độ chính xác cao nhất.
+ Áp dụng GPS động xử lý sau với nhiều trạm cố định để đo vẽ chi tiết nội dung bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500 hoặc nhỏ hơn ở những khu vực thơng thống, các địa vật che chắn không cao quá 2-3m như đất trồng cây hàng năm, đất bãi ven sông hoặc đất nuôi trồng thủy sản, đất làm muối, đất trống. Nếu những khu vực mà độ thơng thống thấp hơn nên áp dụng xen kẽ với phương pháp toàn đạc điện tử để sao
cho công việc được tiến hành thuận lợi, cho kết quả đo có độ chính xác cao và năng suất lao động cao.
+ Trong quá trình đo đạc thành lập bản đồ địa chính mà áp dụng phương pháp đo PPK với nhiều trạm cố định, nên sử dụng các điểm Địa chính cơ sở (nếu đảm bảo được mức độ thơng thống, khơng bị che chắn) gần khu vực đo làm các trạm Base để phát triển lưới khống chế đo vẽ và dùng nó làm cơ sở cho việc đo chi tiết nội dung bản đồ, vì điểm Địa chính cơ sở có độ chính xác cao về tọa độ.
+ Để nâng cao được hiệu quả tối đa của việc đo GPS nói chung và đo GPS động xử lý sau với máy thu một tần số sử dụng nhiều trạm cố định thì việc xây dựng mơ hình Geoid phù hợp với lãnh thổ để có chất lượng tốt trong việc khắc phục được sai số về độ cao các điểm đo. Từ đó khơng chỉ việc đo đạc địa chính được áp dụng mà các lĩnh vực đo đạc khác cũng áp dụng được phương pháp đo này.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Với tính năng ưu việt của phương pháp, với xu thế giá thành thiết bị công nghệ đo GPS ngày càng giảm thì việc phổ biến cơng nghệ GPS động, trong đó có đo động xử lý sau, cho các đơn vị sản xuất trắc địa, bản đồ là việc cần làm ngay khi mà các đơn vị sản xuất cũng cần phải tăng cường năng lực sản xuất trong nước cũng như tiếp cận các cơng trình đo đạc có tính chất cạnh tranh quốc tế.
Đề tài đã nghiên cứu cơ sở khoa học của phương pháp đo GPS động xử lý sau, từ đó tiến hành thử nghiệm đo đạc lưới khống chế đo vẽ và đo chi tiết bằng phương pháp đo động xử lý sau với nhiều trạm cố định sử dụng máy thu một tần số 4600LS tại khu vực đo thử nghiệm ở quận Nam Từ Liêm, thành phố Hà Nội. Phân tích kết quả thử nghiệm cho thấy:
- Trong phương pháp đo động xử lý sau, số lượng trạm cố định được sử dụng có ảnh hưởng lớn đến độ chính xác của kết quả đo đạc. Việc sử dụng 2 hoặc 3 trạm cố định có thể làm giảm đáng kể sai số đo đạc, tiệm cận sai số đo đạc bằng phương pháp đo tĩnh trong trường hợp thành lập lưới khống chế đo vẽ và đạt yêu cầu về độ chính xác của bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500 trong trường hợp đo vẽ chi tiết ở khu vực thơng thống.
- Khi sử dụng nhiều trạm cố định phương án tốt nhất là bố trí các trạm này đối xứng (khi sử dụng 2 trạm cố định) hoặc thành tam giác đều (khi sử dụng 3 trạm cố định) xung quanh khu đo.
- Mặc dù việc sử dụng nhiều trạm cố định làm tăng độ chính xác của kết quả đo nhưng khơng giúp giải quyết được về vấn đề tính thơng thống của khu đo, vì vậy ở những khu vực thơng thống , việc kết hợp sử dụng phương pháp GPS đo động với phương pháp toàn đạc điện tử là cần thiết.
Trong quá trình thực hiện luận văn, tác giả xin có một số kiến nghị sau đây: - Các đơn vị đo đạc nên chú trọng hơn nữa trong việc áp dụng phương pháp đo GPS động xử lý sau với nhiều trạm cố định bằng máy thu một tần số trong đo đạc địa chính, đặc biệt là trong khâu thành lập lưới khống chế đo vẽ.
- Để khắc phục được nhược điểm của phương pháp đo PPK khi sử dụng máy một tần số là đo đạc được trong khoảng cách dưới 5km, để hiệu quả kinh tế và thời gian đo đạc cũng như thời gian khởi đo nhanh hơn, các đơn vị sản xuất nên lựa chọn máy thu GPS hai tần số.
- Phương pháp đo GPS động xử lý sau đã có từ nhiều năm nay nhưng trên thực tế chưa có quy phạm dành riêng cho nó; các văn bản quy định về đo GPS cịn chung chung, chưa mang tính đặc thù. Vậy trong thời gian tới, tác giả hy vọng rằng các cơ quan quản lý nhà nước có những điều chỉnh để việc áp dụng phương pháp này sớm được triển khai đồng bộ và rộng rãi hơn.
- Với việc thành phố Hà Nội mở rộng địa giới hành chính, trong thời gian tới đây, thành phố cần quan tâm xây dựng các trạm DGPS ở các huyện ngoại thành để có thể sử dụng vào việc đo GPS động một cách tốt hơn và phục vụ công tác quản lý đất đai trên địa bàn thành phố.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu bằng tiếng Việt
1. Trần Quốc Bình. Bài giảng Trắc địa vệ tinh. Trường Đại học Khoa học Tự
nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, năm 2007.
2. Bộ Tài nguyên và Mơi trường. Quy phạm thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:200, 1:500, 1:1000, 1:5000, 1:10000, ban hành theo Quyết định số 08/2008/QĐ- BTNMT, Hà Nội, 2008.
3. Bộ Tài nguyên và Môi trường. Thông tư số 21/2011/TT-BTNMT về việc sửa
đổi, bổ sung một số nội dung của Quy phạm thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:200, 1:500, 1:1000, 1:5000, 1:10000. Hà Nội, 2011.
4. Đỗ Ngọc Đường, Đặng Nam Chinh. Bài giảng Công nghệ GPS. Trường Đại học Mỏ - Địa chất, 2003.
5. Lê Văn Huấn. Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của tần suất và khoảng thời
gian thu tín hiệu tới độ chính xác đo GPS động xử lý sau bằng máy thu một tần số.
Luận văn Thạc sỹ Khoa học. Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, 2008.
6. Phạm Hoàng Lân. Bài giảng Công nghệ GPS (dùng cho học viên cao học