Sau đó sử dụng các chức năng làm việc với Job của phần mềm để tạo mới hoặc mở một Job đã có. Khi tạo mới Job, cần xác định hệ tham chiếu không gian cho Job dưới dạng bộ tham số chuyển đổi hoặc sử dụng phương pháp quy chuẩn.
� Bước 2: Nhập toạ độ các điểm khống chế.
Tọa độ các điểm khống chế được nhập từ chức năng Key in → Point, các thông số cần nhập bao gồm: tên điểm khống chế, mã điểm, 3 tọa độ, loại điểm (control point).
Bước 3: Cài đặt trạm base:
Thực hiện bằng chức năng Survey → RTK (hình 2.5). Các hoạt động có thể thực hiện được bao gồm:
Hình 2.5: Màn hình với các chức năng chính cho đo đạc ngồi thực địa. - Start base receiver: Khởỉ động máy base.
- Measure points: Đo chi tiết.
- Continous topo: Đo chế độ đo liên tục.
- Stakeout: Cắm điểm có toạ độ cho trước ra thực địa. - GPS site calibration: Thủ tục quy chuẩn hệ toạ độ. - End survey: Kết thúc trạm đo.
Thủ tục khởi động trạm cố định như sau: Định tâm, cân bằng máy thu GPS trên điểm đã chọn, nối máy đo trạm cố định với ắc quy, với bộ phát tín hiệu radio và TSC2 qua cáp mềm, nhập vào số hiệu điểm khống chế chọn làm base, nhập chiều cao máy.
� Bước 4: Khởi đo tại máy rover.
Khởi đo là một kỹ thuật quan trọng nhất của việc đo GPS động. Bằng thủ tục này phần mềm cài đặt trên bộ điều khiển TSC2 sẽ xác định nhanh được số nguyên lần bước sóng của từng vệ tinh đến máy base và máy rover. Nếu máy base và máy rover liên tục thu được (khố được) tín hiệu của các vệ tinh này thì TSC2 sẽ ln có được số nguyên lần bước sóng từ các máy thu đến các vệ tinh và do đó chỉ cần một trị đo thơi cũng đủ để tính được toạ độ chính xác của điểm đo khác sau đó.
Thủ tục khởi đo được thực hiện như sau: Nối TSC2 với máy thu rover, vào chức năng Survey → RTK → Start survey, sau đó chọn phương pháp khởi đo (New point: khởi đo trên 1 đường đáy mới bằng phương pháp đo tĩnh; Known point: khởi đo từ điểm đã biết toạ độ có trong TSC2 và có trên thực địa; Init bar: khởi đo trên thanh khởi động có chiều dài xác định, định hướng theo hướng Bắc), tiếp theo nhập chiều cao ăng ten và bắt đầu quá trình khởi đo cho đến khi màn hình hiện lên "RTK= FIXED".
2.1.2.4 Đo đạc ngồi thực địa
Khi TSC2 thơng báo ở chế độ "FIXED" thì được phép đo chi tiết ở bất cứ vị trí nào. Với đo RTK chỉ cần đo 1 đến 3 trị đo (số lần ghi tín hiệu) tại mỗi điểm đo. Lúc này tốc độ đo chi tiết chỉ phụ thuộc vào sự di chuyển của người đo để tiếp cận điểm đo. Người đo sẽ dễ dàng thao tác đo toàn bộ những điểm cần đo trên khu đo
như khi đo bằng các phương pháp truyền thống. Việc mã hoá điểm đo được tiến hành thuận lợi với bàn phím của TSC2 có đầy đủ chữ cái, số, và các ký tự đặc biệt. Một thuận lợi lớn của việc mã hoá điểm đo khi đo GPS động là máy và người đo tiếp cận trực tiếp điểm đo. Việc mã hoá điểm đo sẽ phụ thuộc vào phần mềm vẽ bản đồ. Khi mất tín hiệu vệ tinh, hoặc khơng thu được số cải chính RTK, TSC2 trở về trạng thái "RTK = FLOAT".
Trong trường hợp mất tín hiệu vệ tinh, người ta phải dừng việc đo đạc để khởi đo lại. Việc khởi đo lúc này có thể tiến hành theo lựa chọn "Known point" - tức là dùng 1 điểm đo truớc đó ghi trong TSC2 nhưng cịn tồn tại chính xác trên thực địa để khởi đo. Với cách này thời gian khởi đo rất nhanh, chế độ "FIXED" đạt được chỉ sau vài giây.
Trường hợp khơng thu được số cải chính RTK, nguyên nhân chủ yếu là do phạm vi hoạt động của radio. Để giải quyết hạn chế này người ta sử dụng giải pháp lặp radio. Việc triển khai giải pháp lặp ngoài thực địa chỉ cần vài thao tác đơn giản sau khi đã có những chuẩn bị chu đáo trong phịng từ trước. Để cài đặt một trạm lặp radio ngoài hiện trường người ta chỉ phải làm các bước đơn giản sau:
- Bước 1: Thay đổi tần số phát đang phát của radio tại trạm GPS cố định bằng các phím trên radio.
- Bước 2: Thiết lập trạm lặp radio bằng cách sử dụng một radio (loại có chức năng lặp - repeater) đặt tại khu vực sẽ đo đạc sao cho có thể thu được tín hiệu phát đi từ radio đặt tại trạm GPS cố định. Radio tại trạm lặp này được cung cấp nguồn điện và anten thu phát sóng phù hợp. Dùng các phím trên radio thay đổi tần số thu trùng với tần số phát của radio tại trạm cố định và thay đổi tần số phát trùng với tần số thu của radio tại máy rover. Đến đây ta đã thiết lập xong trạm lặp, và tiếp tục đo đạc bình thường.
2.2 Giải pháp sử dụng Điện thoại di động
2.2.1 Ý tưởng công nghệ
Ngày nay, điện thoại di động thường được sử dụng đàm thoại, truyền tin, truyền dữ liệu qua GSM. Phạm vi và chất lượng sóng điện thoại ngày càng được các nhà mạng mở rộng và cải thiện với giá cước ngày càng giảm.
Khi kết nối với một máy điện thoại di động khác, điện thoại di động thiết lập một liên kết không dây khá vững chắc, ổn định mà ở đó thơng tin (dữ liệu) có thể trao đổi trực tiếp với nhau. Một điện thoại di động chỉ liên kết, trao đổi thông tin với duy nhất một điện thoại di động khác. Kiểu kết nối này có ưu điểm là khơng bị giới hạn bởi khoảng cách nhờ có mạng lưới viễn thơng dày đặc.
Vì vậy, trong lĩnh vực đo đạc nói chung và đo địa chính nói riêng điện thoại di động đã trở thành một trong những phương tiện để truyền số cải bên cạnh phương pháp sử dụng radio trước đây.
2.2.2 Sơ đồ và qui trình triển khai
2.2.2.1 Sơ đồ triển khai
Tại trạm base các điện thoại di động được gắn với máy thu GPS thông qua cáp chuyên dụng hoặc bluetooth để phát đi số cải chính RTK. Mỗi điện thoại di động di động có gắn một sim điện thoại (số di động). Tại máy rover, một sim di động điện thoại khác cũng được gắn vào máy thu GPS hoặc trong bộ điều khiển. Để thu số cải chính RTK từ trạm base, thiết bị di động gắn tại máy rover sẽ gọi đến một trong những số di động đã được gắn tại trạm base theo mơ hình một - một như đã mô tả ở trên.
2.2.2.2 Công tác chuẩn bị
- Công tác chuẩn bị giống với đo RTK sử dụng giải pháp lặp.
- Thiết bị để triển khai đo đạc bản đồ địa chính bằng RTK sử dụng giải pháp điện thoại di động trong khuôn khổ đề tài này là các máy thu hai tần số GS10, các thiết bị đi kèm, các module điện thoại di động của hãng Leica hoặc các điện thoại đi động có bluetooth.
2.2.2.3 Thiết lập trạm đo
Máy GPS của Hãng Leica sử dụng bộ điều khiển CS10, điều khiển mọi thao tác đo đạc ngoài hiện trường. Thao tác để thiết lập trạm đo gồm các bước như sau:
� Bước 1: Tạo Job (tạo file số liệu đo).
Hình 2.7: Màn hình cơ bản của bộ điều khiển CS10. � Bước 2: Cài đặt trạm base. � Bước 2: Cài đặt trạm base.
Sau khi định tâm, cân bằng máy trên điểm đã chọn, thực hiện kết nối bộ điều khiển CS10 với máy GPS bằng bluetooth hoặc bằng cáp. Trong phần mềm điều
khiển, vào chức năng Go to Work → Go to base menu để thiết lập trạm base, lựa chọn thiết bị sử dụng để phát số cải chính RTK là "Modems/GSM" có gắn một sim điện thoại. Một số loại thiết bị tiêu biểu như: Telit GSM (GFU28), Siemens phone, Sony Ericsson,… Ngồi ra, cịn cần nhập chiều cao anten, loại anten của máy thu GPS cố định, cũng như tọa độ điểm đặt máy base.
� Bước 3: Khởi đo tại máy rover
Thủ tục khởi đo được thực hiện như sau: Kết nối bộ điều khiển CS10 với máy thu GPS rover bằng bluetooth hoặc bằng cáp. Từ màn hình cơ bản của phần mềm điều khiển, chọn "Instrument", chọn "GPS setting", sau đó chọn "RTK rover wizard", cuối cùng chọn "Dial-up (phone number)" để nhập số điện thoại di động tại máy base, bao gồm:
- Dial-up name: Nhập tên bất kỳ (ví dụ: RTK).
- Number: Nhập số điện thoại gắn tại trạm base (ví dụ số: 0902422488). - Chọn Protocol: ISDN V.110.
Nhập chiều cao ăng ten và bắt đầu quá trình khởi đo. Quá trình khởi đo kết thúc khi màn hình hiện thị 3DCQ hoặc 2DCQ chỉ cịn một vài cm.
2.2.2.4 Đo đạc ngồi thực địa
Từ màn hình cơ bản trên bộ điều khiền CS10 chọn "Go to Work", sau đó chọn "Survey", xuất hiện màn hình đo RTK như sau:
Với bộ điều khiển CS10 thì chất lượng điểm đo thể hiện ngay trên màn hình. Người đo có thể quan sát và biết ngay được sai số của điểm đo thông qua giá trị 3DCQ hoặc 2DCQ. Từ đó đưa ra quyết định về thời gian đo tại một điểm.
Trong thực tế, khi đo đạc trên phạm vi rộng, người ta thường tăng số lượng máy rover lên bằng cách gắn thêm máy điện thoại di động tại trạm GPS cố định. Với máy GPS GS10 của Leica có 03 cổng kết nối và 1 kết nối bluetooth (tổng cộng 4 cổng giao tiếp) thì số lượng máy rover tối đa có thể sử dụng được là 04 máy.
2.3 Giải pháp sử dụng Internet
2.3.1 Ý tưởng công nghệ
Trong thời đại công nghệ thông tin ngày nay, khái niệm GSM, GPRS đã trở nên quen thuộc đối với những người sử dụng điện thoại di động. GSM là hệ thống truyền thơng di động tồn cầu sử dụng hồn tồn kỹ thuật tín hiệu số. GPRS là hệ thống mạng được phát triển dựa trên nền tảng của mạng GSM. Công nghệ GPRS cung cấp những ứng dụng Internet vô tuyến hấp dẫn cho số lượng lớn người sử dụng. GPRS là bước quan trọng, là nền tảng để phát triển các mạng thông tin thế hệ ba hiện nay (3G), và sắp tới là thế hệ bốn (4G).
Các điện thoại di động hoặc các thiết bị điện tử khác có thiết bị 3G có thể truy cập các trang web bằng cách nhập các địa chỉ web (địa chỉ IP) vào các trình duyệt web.
Ý tưởng truyền số cải chính trong đo RTK sử dụng internet cũng liên quan đến địa chỉ IP và truy cập web.
2.3.2 Sơ đồ và qui trình triển khai
2.3.2.1 Sơ đồ triển khai
Sơ đồ triển khai hệ thống đo đạc RTK sử dụng internet để truyền số cải chính được thể hiện trên hình 2.9.
Hình 2.9: Sơ đồ hoạt động của hệ thống truyền dữ liệu GPS bằng internet. Các máy thu GPS tại các trạm cố định bật liên tục. Số liệu thô được ghi Các máy thu GPS tại các trạm cố định bật liên tục. Số liệu thô được ghi thường xuyên vào bộ nhớ máy thu. Một phần mềm điều khiển GPS chạy trên máy tính chủ (máy server) sẽ điều khiền các máy thu GPS và tải số liệu thô về máy chủ. Tùy vào tính chất cơng việc thực tế, số liệu thơ có thể được tải về máy chủ liên tục hoặc khơng liên tục, khoảng thu có thể cài đặt là 1 giây, 5 giây, 30 giây,…
Trên máy chủ, ngoài phần mềm điều khiển GPS cịn có một phần mềm phân tích và tính tốn số cải chính RTK. Sử dụng số liệu thơ, phần mềm phân tích tính tốn số cải chính RTK, sau đó được truyền tới các máy đo di động. Hoặc phần mềm điều khiển GPS sẽ chuyển các file số liệu thô thành các file có định dạng RINEX (định dạng chuẩn chung cho các loại máy GPS), sau đó nén các file này lại. Các tập tin RINEX sau khi nén được đẩy lên một máy chủ FTP sử dụng địa chỉ IP để những máy đo RTK dễ dàng truy cập lấy dữ liệu, sau đó tính tốn ra số cải chính RTK rồi áp dụng chúng (các máy thu GPS thế hệ mới hiện nay đều làm được việc này).
Máy chủ server kết nối với tất cả các máy thu GPS tại các trạm cố định qua Internet. Một mạng lưới gồm có một hoặc nhiều trạm cố định. Trong trường hợp chỉ có một trạm cố định duy nhất, máy server sẽ kết nối online với máy thu GPS để tải số liệu thơ liên tục khơng ngừng.
Hình 2.10: Sơ đồ hoạt động với một trạm cố định.
Các trạm cố định nên được xây dựng kiên cố chắc chắn ở những chỗ thơng thống và được cung cấp nguồn điện ổn định. Để đảm bảo độ chính xác khi đo RTK, khoảng cách giữa các trạm cố định nên bố trí vào khoảng dưới 30km [6].
Các máy thu GPS tại các trạm cố định có thể xuất dữ liệu ra theo định dạng RTCM tiêu chuẩn (V2.1/ 2.2/ 2.3/ 3.0) hoặc các định dạng khác (CMR, CMR+,…) để truyền tới máy tính chủ.
Người ta sử dụng giao thức NTRIP, một giao thức mới được nghiên cứu và phát triển bởi Cục Trắc địa và Bản đồ Đức, để kiểm soát quyền truy cập dữ liệu cũng như tính cước phí. Với giao thức NTRIP, tất cả các thông tin và dữ liệu đều đi qua một cổng IP duy nhất tại máy chủ. Máy thu di động chỉ có thể có được dữ liệu nếu họ được phép (được cung cấp các địa chỉ IP). NTRIP có thể được sử dụng để phân phối dữ liệu ở bất kỳ định dạng nào.
Để có được số cải chính RTK thích hợp nhất, máy thu GPS di động truyền thơng tin vị trí của nó đến máy chủ. Sử dụng thơng tin vị trí này, phần mềm phân tích sẽ tính tốn ra vị trí trạm cố định gần nhất với máy thu GPS di động. Số cải chính RTK sẽ được tính tốn dựa vào dữ liệu thu từ trạm cố định này.
2.3.2.2 Công tác chuẩn bị
- Công tác chuẩn bị giống như đo RTK sử dụng hai giải pháp đã mô tả ở các mục trước.
- Thiết bị để triển khai đo đạc bản đồ địa chính bằng RTK sử dụng giải pháp internet trong khuôn khổ đề tài chỉ giới hạn nghiên cứu mạng lưới với một trạm base (do hạn chế về thiết bị). Các máy thu GPS là máy thu hai tần số V30 và các thiết bị đi kèm của hãng Hi-Target (hình 2.12).
2.3.2.3 Thiết lập trạm đo
Mọi thao tác đo đạc trên thực địa cũng được tiến hành trên bộ điều khiển có tên gọi là Qmini. Những thao tác cần thiết để thiết lập trạm đo gồm các bước sau:
� Bước 1: Tạo Project (tạo file số liệu đo).
Khởi động bộ điều khiển Qmini, chọn "Hi-RTK Road" chờ cho màn hình xuất hiện:
Hình 2.13: Màn hình cơ bản của bộ điều khiển Qmini.
Chọn "Project" để tạo Project mới. Tại đây tạo Project mới bằng cách nhập tên vào ô trống "File:". Chọn "Projecttion" nếu quy chuẩn hệ toạ độ từ WGS84 về hệ tọa độ địa phương.
� Bước 2: Cài đặt trạm base.
Kết nối bộ điều khiển Qmini với máy thu GPS bằng bluetooth. Sau đó dùng chức năng GPS → Connect GPS → SetBase → Position để nhập tọa độ trạm base.
Một số lưu ý khi nhập tọa độ trạm base:
- Ta có thể chọn tọa độ từ bộ nhớ (đã nhập từ trước) ở mục Lib/File. - Chiều cao Anten phải đo chính xác, chiều cao là chiều dài cạnh xiên. - Chọn NEZ để nhập tọa độ ở VN2000.
- Tọa độ NEZ được nhập vào phải đúng hoặc gần đúng với tọa độ thực tế máy thu tính ra được khi thu vệ tinh. Có thể kiểm tra tọa độ đó bằng cách nhấp vào
nút Average (tính trung bình tọa độ của máy thu). Nếu nhập tọa độ sai thì RTK sẽ hoạt động không đúng.
Chọn "DataLink" để nhập địa chỉ IP.
Hình 2.14: Màn hình nhập địa chỉ IP và góc ngưỡng.
- DataLink: Chọn Built in Wireless --- GPRS.
- APN: v-wap (nếu sử dụng mạng Viettel), m-wap (Mobifone). - IP: Địa chỉ IP server.
- Port: Mặc định theo mỗi server. - Net: ZHD.
- Area ID: 0020xxx (ba số cuối thay đổi tùy ý). - Group ID: từ 1-255.
Một số lưu ý khi đặt ID: