Hình 3.6 : Biểu đồ kết quả 2 phương án thử nghiệm
3.3 Phân tích kết quả thử nghiệm và đánh giá khả năng ứng dụng
Trên cơ sở kết quả đo thực nghiệm trên hai khu đo khác nhau là kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè và xã Ninh Gia, có thể nhận xét về độ chính xác đo RTK sử dụng ba giải pháp truyền số cải chính như sau:
- Sai số toạ độ điểm từ 1 - 3cm với bán kính đo khoảng 10km, và khơng phụ thuộc vào cách thức truyền số cải chính. Với sai số như vậy, hồn tồn có thể sử dụng phương pháp đo RTK để lập lưới khống chế đo vẽ, và đo chi tiết bản đồ tỷ lệ lớn từ 1/1000 đến 1/5000 (Thông tư số 25/2014/BTNMT ngày 19/5/2014 của Bộ Tài nguyên và Môi trường yêu cầu sai số của điểm khống chế đo vẽ nhỏ hơn 0.1mm và của điểm chi tiết nhỏ hơn 0.2mm trên bản đồ).
- Khi đo RTK tại khu vực thành phố ở vùng đồng bằng (những nơi có độ dốc địa hình thấp, chất lượng mạng điện thoại di động và 3G tốt) thì số lần ghi tín hiệu để đạt kết quả FIXED tại một điểm đo khơng ảnh hưởng rõ rệt đến độ chính xác của điểm. Nhưng khi đo RTK tại khu vực miền núi, cao nguyên thì thì số lần ghi tín hiệu để đạt kết quả FIXED tại một điểm đo có ảnh hưởng đến độ chính xác của điểm tùy thuộc vào chất lượng sóng di động và dịch vụ 3G.
- Khơng có sự khác nhau rõ nét về độ chính xác giữa kết quả đo giữa các loại máy đo của các hãng sản xuất vì chúng có cùng ngun lý đo đạc.
- Giải pháp lặp radio là giải pháp đơn giản, chi phí thấp cả về đầu tư thiết bị
lẫn vận hành. Người sử dụng chỉ cần mua thêm một vài bộ radio có chức năng lặp là có thể vận hành giải pháp. Trên thị trường hiện nay có nhiều hãng sản xuất radio loại này, có thể kể ra như: Pacific Crest, Satel,... Giá thành của một bộ radio như vậy vào khoảng 2.000USD, người sử dụng chỉ phải tiền đầu tư thiết bị một lần và không phải trả bất kỳ khồn phí nào nữa trong q trình sử dụng sau này. Ưu điểm của giải pháp này là một trạm base có thể làm việc không hạn chế với các trạm rover và không địi hỏi người đo ngồi thực địa có chun mơn cao, nhưng nhược
điểm là nó chỉ hoạt động tốt ở khu vực thành phố hoặc đồng bằng (những nơi có độ dốc địa hình nhỏ). Bằng những thực nghiệm khác nhau ở những nơi khác nhau chỉ ra rằng đo RTK sử dụng radio truyền số cải chính chỉ khả thi khi độ dốc địa hình khu đo khoảng 3 – 5%.
- Giải pháp sử dụng điện thoại di động là giải pháp khó triển khai, q trình kết nối, khởi đo phức tạp địi hỏi người đo ngồi thực địa phải có cơ bản về tiếng Anh, kiến thức công nghệ viễn thông và trắc địa. Đây là giải pháp phải trả phí trong quá trình đo đạc lớn nhất trong ba giải pháp. Người sử dụng ngoài trả tiền đầu tư thiết bị lần đầu, còn phải trả thêm tiền cước điện thoại hàng tháng cho mỗi số di động sử dụng để đo đạc. Bằng thực tế thì số tiền phải trả cho mỗi một số di động vào khoảng 1,5 triệu đồng/tháng. Giải pháp này ưu điểm là không bị giới hạn về khoảng cách cũng như chênh cao địa hình nhưng nhược điểm là địi hỏi khu đo phải có sóng điện thoại di động. Một nhược điểm nữa là số lượng máy rover để đo đạc đồng thời bị hạn chế. Một máy GPS hai tần số hiện nay thường có một cổng Bluetooth và 3 cổng kết nối, như vậy chỉ có thể gắn (kết nối) được 4 máy điện thoại di động với máy thu GPS tại trạm base, điều này có nghĩa là một trạm base chỉ phục vụ được tối đa 4 máy rover.
Bằng những thực nghiệm ở những nơi khác nhau chỉ ra rằng những nơi có sóng điện thoại mạnh thì số lần ghi số liệu tối thiểu ít hơn những nơi có sóng điện thoại yếu. Số cột sóng trên máy di động tốt nhất để đo RTK là từ mức 3/5 trở lên.
- Giải pháp sử dụng internet là giải pháp tồn diện có thể ứng dụng trong nhiều dạng cơng việc đo đạc khác nhau. Phí phải trả trong q trình đo đạc ít hơn khi sử dụng điện thoại di động, chỉ vào khoảng 100 - 200 ngàn đồng/1tháng/1sim 3G nhưng giải pháp này đòi hỏi kinh đầu tư trang thiết bị ban đầu rất lớn. Cụ thể, ngoài các máy GPS giống với hai giải trên thì để triển khai giải pháp này người ta phải trang bị thêm một máy tính chủ có phần mềm quản lý điều khiển các máy thu GPS cố định và phần mềm phân tích và tính tốn số cải chính RTK. Hai bộ phần mềm này hiện nay khá đắt, giá vào khoảng 50.000 USD. Phần mềm điều khiển GPS có thể quản lý một trạm cố định duy nhất hoặc một mạng lưới gồm nhiều trạm cố
định. Một mạng lưới gồm nhiều trạm cố định có ưu điểm là làm tăng phạm vi, chất lượng (độ chính xác) đo RTK vì số cải chính được tính từ cả mạng lưới, nhưng chi phí đầu tư ban đầu tăng lên rất nhiều. Do vậy, phải xem xét, tính tốn số lượng trạm cố định phù hợp, đủ đáp ứng yêu cầu công việc.
Giải pháp này cũng không bị giới hạn về khoảng cách, chênh cao địa hình, và số lượng máy thu di động nhưng nó đỏi hỏi khu đo phải có dịch vụ 3G. Trong thực tế hiện nay, đôi khi xảy ra hiện tượng nghẽn dịch vụ 3G do có quá nhiều người sử dụng, nhất là tại các thành phố lớn, điều này cũng làm ảnh hưởng tới độ chính xác (chất lượng) cũng như thời gian đo RTK.
Từ những phân tích, đánh giá trên ta có bảng so sánh tổng hợp 3 giải pháp truyền số cải chính trong đo RTK như sau:
Bảng 3.8: Bảng so sánh ba giải pháp truyền số cải chính
Các giải pháp Mô tả Sử dụng thiết bị lặp sóng radio Sử dụng điện thoại di động Sử dụng internet
Mức độ phức tạp triển khai thiết bị Thấp Cao Trung bình
Yêu cầu về chuyên môn nhân lực Vừa Cao Cao
Thời gian để triển khai thiết bị 10 - 15’ 15 - 20’ 10 - 15’
Phạm vi đo Hạn chế Không hạn chế Khơng hạn chế
Chi phí đầu tư thiết bị Thấp Trung bình Cao
Chi phí phải trả trong sản xuất Khơng cần Cao Trung bình
Độ chính xác đo Tốt Tốt Tốt
Thời gian đo Nhanh Nhanh Chậm hơn
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Từ những phân tích, đánh giá kết quả thử nghiệm tại hai khu đo kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè và xã Ninh Gia, bằng thực tế tại các dự án đo đạc địa chính mà tác giả trực tiếp tham gia có thể khẳng định cơng nghệ đo RTK có sử dụng các giải pháp truyền số cải chính: lặp sóng radio, điện thoại di động, internet hồn tồn khả thi để áp dụng trong đo đạc nói chung và đo đạc địa chính nói riêng tại Việt Nam.
Việc sử dụng các giải pháp truyền số cải chính này khi đo RTK đã làm tăng thêm ứng dụng, phát huy những ưu điểm của cơng nghệ GPS. Đó là: Tăng năng suất lao động, giảm thời gian thực địa với khả năng đo chi tiết ở khoảng cách lớn, ít khi phải chuyên trạm base; Tăng độ tin cậy của số liệu đo cả về định lượng (toạ độ, độ cao) và định tính (tính chất của điểm đo); Đạt hiệu quả kinh tế cao do không cần lập lưới khống chế cơ sở, lưới đo vẽ khi đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn đã làm giảm khá lớn kinh phí, giảm tối đa nhân cơng và thời gian thi cơng ngồi thực địa.
Đo RTK có sử dụng giải pháp sử dụng các giải pháp truyền số cải chính hồn tồn khả thi để đo vẽ chi tiết nội dung bản đồ địa chính tỷ lớn (có tỷ lệ từ 1:1000 đến 1:5000) ở những khu vực thơng thống, các địa vật che chắn có độ cao từ 2 - 5m như khu vực đất trồng cây hàng năm, đất trồng cây lâu năm với các loại cây thấp (chanh, cam,..) hoặc cây mới trồng, đất nuôi trồng thủy sản, đất trống,....
Đối với những khu vực có mức độ thơng thống thấp hơn, có 2 phương án triển khai áp dụng đo RTK:
- Nếu mức độ thơng thống cho phép dùng RTK đo được khoảng 70 - 80% số điểm chi tiết trở lên thì có thể sử dụng RTK là phương pháp đo chính, phương pháp tồn đạc là phương pháp phụ, dùng để đo bù những điểm không đo bằng GPS được.
- Ở các khu vực cịn lại (kém thơng thống hơn) thì phải sử dụng phương pháp toàn đạc như phương pháp chính trong đo vẽ chi tiết. RTK hỗ trợ đo lưới khống chế đo vẽ.
Trên cơ sở những phân tích, đánh giá, tác giả xin đưa ra một số kiến nghị: + Phổ biến công nghệ RTK sử dụng các giải pháp truyền số cải chính rộng rãi đến các công ty trắc địa bản đồ và các cơ quan có chức năng đo đạc khác.
+ Khi chọn lựa mua thiết bị người sử dụng cần tìm hiểu kỹ về thiết bị (phần cứng, phần mềm, các chương trình ứng dụng, khả năng tích hợp với thiết bị ngoại vi,...) để mua các loại máy thu GPS có tích hợp sẵn thiết bị ở bên trong nó để có thể thực hiện thu số cải chính theo cả ba cách ở trên. Điều này giúp người sử dụng có thể linh hoạt lựa chọn hoặc kết hợp các giải pháp truyền số cải chính tùy thuộc vào điều kiện thực tế khu đo nhằm giảm chi phí sản xuất, tăng hiệu quả đo đạc.
+ Đo RTK sử dụng thiết bị lặp radio là giải pháp đơn giản, chi phí thấp cả về đầu tư thiết bị lẫn vận hành. Do đó, kiến nghị các chuyên gia, các nhà sản xuất radio tiếp tục nghiên cứu, cải tiến để giải pháp lặp đơn giản hơn nữa. Cụ thể là hiện nay radio tại trạm GPS cố định phát dữ liệu TX1 ở tần số R1. Radio tại trạm lặp sẽ thu dữ hiệu này cũng ở tần số R1, sau đó lại phát đi dữ liệu TX2 ở tần số R2. Sẽ đơn giản hơn nữa cho người đo ngoài thực địa nếu radio tại trạm lặp thu và phát dữ liệu ở cùng một tần số (tức là thu ở tần số R1 và phát ra cũng ở tần số R1). Việc cải tiến này hồn tồn là khả thi vì hiện nay đã có một số hãng sản xuất wifi đã làm được việc này. Công nghệ này gọi là Bridge (cầu nối).
+ Đo RTK sử dụng điện thoại để truyền số cải chính phải trả phí trong q trình đo đạc cao hơn hai giải giáp cịn lại, việc phải trả cho mỗi một số di động vào khoảng 1,5 triệu đồng/tháng trong khi các mạng di động hiện nay gần như đã phủ kín tồn quốc và giá cước di động lại đang có xu hướng ngày một giảm, theo tác giả đây vẫn là một giải pháp hay và hiệu quả trong lĩnh vực đo đạc. Do đó, kiến nghị các chuyên gia và các nhà sản xuất tiếp tục nghiên cứu hoặc cùng nhau nghiên cứu để tăng số lượng máy điện thoại di động kết nối với máy thu GPS tại trạm base (hiện nay các máy GPS mới chỉ kết nối được tối đa với 4 máy điện thoại di động) để tăng số lượng máy rover.
+ Hiện nay tại Việt Nam mới chỉ có một vài tổ chức, cá nhân đo RTK sử dụng internet để truyền số cải chính ở mức độ, qui mô đơn giản (mới chỉ sử dụng một trạm GPS cố định). Do vậy, để mở rộng phạm vi, quy mơ, nâng cao độ chính xác RTK, cũng như có những nghiên cứu, đánh giá về giải pháp nảy, kiến nghị Cục Đo đạc và Bản đồ Việt Nam đẩy nhanh tiến độ dự án xây dựng hệ thống các trạm cố định phân bố trên toàn lãnh thổ Việt Nam (dự kiến hoàn thành vào năm 2020).
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng Việt:
1. Trần Quốc Bình (2012), Bài giảng Trắc địa vệ tinh, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, tr. 10, 36, 37.
2. Phạm Hồng Lân (1997), Cơng nghệ GPS, Bài giảng cao học ngành trắc địa – Trường Đại học Mỏ Địa chất, Hà Nội.
3. Đặng Hùng Võ (2001). Application of GPS Technology In Vietnam and Stratergic Development for the Future, DSMM/UN/USA Workshop on the
Use of Global Navigation Satellite Systems – Malaysia, August 2001.
Tài liệu tiếng Anh:
4. Atinc Pirti, Mehmet Ali Yucel, Kutalmis Gumus. Testing Real Time Kinematic GNSS (GPS and GPS/GLONASS) Methods in Obstructed and Unobstructed Site., 2013.
5. El-Rabbani A. Introduction to GPS: the Globle Positioning System. Artech House Inc., 2002.
6. Leica Geosystems. Guide to Reference Stations and Network., 2008
7. Timo Allison. RTK Integer Ambiguity Resolution, Trimble User
Conference., 1998.
8. Trimble Ltd. 5700 user manual., 1997.
9. Website: www.sdcm.ru/smglo/zones?version=eng&sist=sum&site=extern. 10. Wentzel, Brian Donahue and Ron Berg. Guidelines for RTK/RTN GNSS
��������������������������������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������������������������� �����������������������������������������������������