2.1.2.3. Người sử dụng:
Phần người sử dụng bao gồm các máy thu GPS có khả năng thu nhận tín hiệu từ trạm CORS và phần mềm xử lý tích hợp. Người sử dụng có thể sử dụng trạm CORS với phương pháp đo động RTK hoặc xử lý sau PPK.
Dữ liệu có thể được truyền tới người sử dụng thường bằng:
- Tín hiệu radio; - Internet;
- Tín hiệu điện thoại di động;
- Tín hiệu sóng vơ tuyến từ vệ tinh địa tĩnh.
2.1.3. Các kỹ thuật trạm CORS hiện có
33 - Nguyên tắc hoạt động:
+ Máy thu di động gửi vị trí gần đúng đến bộ xử lý trung tâm.
+ Bộ xử lý trung tâm chọn ra 3 trạm tham chiếu xung quanh khu vực máy thu di động, dựa vào mơ hình hiệu chỉnh để tạo ra một trạm tĩnh ảo ở gần máy thu di động.
+ Trạm tĩnh ảo hoạt động như kỹ thuật để truyền dữ liệu tới các máy đo di động.
Hình 2.5: Trạm tham chiếu ảo trong cơng nghệ CORS
- Đặc điểm kỹ thuật
+ Mơ hình hóa được sai số của tầng điện ly, tầng đối lưu và quỹ đạo vệ tinh;
+ Truyền dữ liệu hai chiều;
+ Dễ dàng giám sát và quản lý các trạm di động; + Khả năng truyền dữ liệu giống kỹ thuật.
2.1.3.2. Kỹ thuật hiệu chỉnh khu vực (Flächen Korrektur Parameter – FKP)
34
chiếu để có được tham số tuyến tính mơ tả các sai số do ảnh hưởng của quỹ đạo và tầng khí quyển. Các tham số này được truyền đến trung tâm xử lý để nội suy các sai số ứng với từng khu vực khác nhau. Ngồi ra, kỹ thuật này cũng có thể sử dụng cách khác: trạm rover nhận được các tọa độ của các trạm quy chiếu từ trạm xử lý trung tâm và lựa chọn trạm tham chiếu phù hợp nhất [4].
Hình 2.6: Thơng số hiệu chỉnh khu vực [4]
- Đặc tính kỹ thuật: Truyền dữ liệu một chiều, người dùng có thể nhận
mà khơng truyền đi được nên tính bảo mật cao.
2.1.3.3. Kỹ thuật phối hợp trạm phụ trợ và trạm chính (Master Auxiliary Corrections – MAC)
- Nguyên tắc hoạt động: Trạm xử lý trung tâm phát đi trị đo của trạm
chính, cùng lúc thơng qua RTCM 3.1 (đoạn 1014 đến 1017 bit) phát đi các thông tin chênh lệch của trạm phụ trợ và trạm chính). Trạm động nhận được tín hiệu thì bắt đầu tính tốn sự hiệu chỉnh vị trí của mình, cộng vào giá trị quan sát sau đó xác định chính xác vị trí [4].
35
Hình 2.7: Kỹ thuật phối hợp trạm phụ trợ và trạm chính [4] 2.1.3.4. Hệ thống mạng lưới tham chiếu (Net Reference Station – NRS) 2.1.3.4. Hệ thống mạng lưới tham chiếu (Net Reference Station – NRS)
- Nguyên tắc hoạt động: Nguyên tắc cơ bản của NRS đến từ kỹ thuật
trạm tham chiếu ảo. Nó có tất cả đặc điểm của một trạm tham chiếu ảo, đồng thời hấp thụ ưu điểm, kỹ thuật và nâng cao một số bộ phận của FKP, MAC.
- Bao gồm các kỹ thuật sau:
+ Nâng cao kỹ thuật trạm tham chiếu ảo: Khác với kỹ thuật trạm tham chiếu ảo bình thường, NRS kết hợp các ưu điểm của FKP và MAC, tạo thành mạng lưới tam giác, lợi dụng một hoặc tồn bộ trạm tĩnh gần đó để đảm bảo tính ổn định và chất lượng số liệu [4].
36
Hình 2.8: Nâng cao kỹ thuật trạm tham chiếu ảo [4]
+ Kỹ thuật DEEP – NRS: Khi có ba trạm tĩnh trở lên, hệ thống sẽ xây dựng tất cả các đoạn chuẩn phù hợp với điều kiện, làm tăng độ che phủ của lưới tam giác trong khu vực. Dựa vào khoảng cách của các đoạn chuẩn trong khóa tam giác để lựa chọn một tam giác tốt nhất cung cấp dịch vụ cho trạm động. Đến khi trạm tam giác này khơng cịn phù hợp thì có thể thay thế bằng trạm tam giác khác, đảm bảo cho việc sử dụng ổn định.
Hình 2.9: Kỹ thuật DEEP – NRS [4]
2.1.4. Tình hình ứng dụng cơng nghệ CORS trong đo đạc bản đồ
2.1.4.1. Ứng dụng công nghệ CORS trên thế giới
37
một mở rộng. Đến nay, có hơn 200 tổ chức, cá nhân, viện nghiên cứu đã thiết lập trên 1800 trạm tham chiếu trên khắp lãnh thổ. Cơ quan Trắc địa Mỹ (NGS) chịu trách nhiệm quản lý hệ thống này và cung cấp thông tin trạm CORS cho người sử dụng.
Hình 2.10: Sơ đồ phân bố trạm bố trạm CORS tại Mỹ (Nguồn http://www.gps.gov/systems/augmentations/) (Nguồn http://www.gps.gov/systems/augmentations/)
Tại Trung Quốc, cùng với việc thành lập hệ thống vệ tinh định vị Bắc Đẩu, Trung Quốc cũng tiến hành xây dựng hệ thống trạm CORS cho toàn lãnh thổ. Mỗi tỉnh thành tại Trung Quốc có trung bình khoảng 40 trạm CORS đang được sử dụng. Độ chính xác khi đo đạc đạt được tới cm bằng phương pháp đo động [4].
Hình 2.11: Sơ đồ phân bố các trạm CORS tại Trung Quốc [4]
Tại Australia, năm 1994, một số bang đã tiến hành xây dựng các trạm CORS trên cơ sở hệ tọa độ quốc gia GDA94 (Geocentric Datum of Australia).
38
Từ đó đến nay, chính quyền tại nhiều bang tiếp tục xây dựng các trạm CORS khác để phục vụ mục đích trắc địa cơ bản và các mục đích đạo hàng khác. Đến nay, Australia đã thành lập được trên 100 trạm CORS trên phạm vi tồn lãnh thổ với độ chính xác 0,5m cho phương pháp DGPS và 2cm cho kỹ thuật RTK.
Hình 2.12: Sơ đồ phân bố trạm CORS tại Australia
(Nguồn http://www.ga.gov.au/ausgeonews/ausgeonews200809/auscope.jsp).
Một số nước khu vực Đông Nam Á như Indonesia, Malaysia, Thái Lan, Singapore, ... đã ứng dụng công nghệ CORS trong nhiều lĩnh vực như đo đạc bản đồ, định vị dẫn đường, hàng hải. Cụ thể:
- Tại Thái Lan đã thành lập trạm CORS đầu tiên từ năm 1996. Đến nay,
trên toàn lãnh thổ quốc gia này đã xây dựng được 33 trạm CORS do nhiều tổ chức quản lý khác nhau, có chức năng cung cấp dịch vụ RTK và PPK độ chính xác cao.
- Tại Indonesia: Mạng lưới CORS đầu tiên của Indonesia được thành lập
vào năm 1996 bởi Bakosurtanal (Indonesian National Coordinating Agency for Suveying and Mapping) và tiếp tục được mở rộng thêm từ đó. Đến nay, quốc gia này đã thành lập được trên 51 trạm CORS do Bakosurtanal quản lý. Nhiều tổ chức, cá nhân cũng tham gia thành lập nhiều trạm CORS khác phục vụ cho mục đích riêng.
39
Hình 2.14: Sơ đồ phân bố trạm CORS tại Thái Lan [4] 2.1.4.2. Sự phát triển hệ thống trạm CORS tại Việt Nam 2.1.4.2. Sự phát triển hệ thống trạm CORS tại Việt Nam
Cho đến nay, hệ thống trạm CORS của Việt Nam đã có những bước phát triển khá lâu dài, từ những trạm DGPS ban đầu phục vụ cho các nhiệm vụ riêng lẻ thì đến nay đang hoàn thiện hệ thống trạm CORS hoàn chỉnh đúng nghĩa, phù hợp với quy hoạch phát triển chung của Việt Nam, phù hợp vớ xu thế phát triển chung của các quốc gia trên thế giới và các quốc gia lân cận trong khu vực.
Mơ hình ban đầu các trạm CORS ở Việt Nam là các trạm DGPS đơn lẻ trên lãnh thổ Việt Nam gồm có:
- Bộ Tài nguyên và Môi trường đang quản lý 06 trạm DGPS. Ngồi việc
cung cấp tín hiệu cải chính phân sai chủ yếu cho các ứng dụng đo biển, các trạm còn phục vụ cho việc đo tĩnh. Các trạm DGPS không được kết nối thành một hệ thống.
- Bộ Quốc phòng quản lý 06 trạm DGPS, bao gồm: 03 trạm đã hoạt động
(Phú Quốc, Đà Nẵng, Móng Cái), 01 trạm hoạt động vào năm 2011 (Đảo Trường Sa Lớn), 02 trạm mới xây dựng (Của Lò, Cam Ranh). Các trạm này được thiết kế kết nối thành hệ thống, sẵn sang hoạt động theo giả pháp mạng DGPS/RTK.
40
Cũng như các quốc gia khác, hệ thống trạm CORS cũng được chính phủ Việt Nam quan tâm, phát triển có quy hoạch, định hướng. Cho đến nay, hệ thống trạm CORS đã có 2 lần được quy hoạch:
- Quy hoạch năm 2010:
Ngày 16 tháng 11 năm 2010, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã được phê duyệt “Quy hoạch mạng lưới trạm định vị toàn cầu bằng vệ tinh trên lãnh thổ Việt Nam” và giao cho Cục Đo đạc và Bản đồ Việt Nam tổ chức thực hiện. Quy hoạch đã xác định:
Mạng lưới 25 trạm GPS thường trực, phủ trùm lãnh thổ Việt Nam với khoảnh cách giữa các trạm liền kề từ 150-200 km/trạm xử lý Trung tâm và mạng lưới 38 trạm RTK CORS ở các khu kinh tế phát triển đáp ứng đo RTK độ chính xác cm.
- Quy hoạch hệ thống trạm CORS năm 2016:
Để đảm bảo cho sự phát triển đồng bộ hệ thống trạm quan trắc ngành Tài nguyên và Môi trường năm 2016, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã xây dựng Quy hoạch mạng lưới quan trắc tài nguyên và môi trường quốc gia giai đoạn 2016 - 2025, tầm nhìn đến năm 2030 và được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt theo Quyết định số 90/QĐ-TTg, ban hành ngày 12 tháng 01 năm 2016, trong đó hệ thống trạm CORS gồm 65 điểm, được quy hoạch tích hợp trong khn viên các trạm khí tượng thủy văn trong tổng thể hệ thống trạm quan trắc môi trường của Bộ Tài nguyên và Môi trường.
Cũng như các cuốc gia đang phát triển trên thế giới, việc tiến đến xây dựng hệ thống trạm CORS cho Việt Nam là xu hướng tất yếu của công nghệ định vị, mang lại nhiều lợi ích quốc gia. Với Dự án đầu tư xây dựng mạng lưới đinh vị toàn cầu bằng vệ tinh trên lãnh thổ của Việt Nam, hệ thống trạm đang được xây dựng và sẽ hồn thiện vào năm 2019. Đây chính là việc xây dựng hạ tang cơ sở quan trọng bậc nhất của ngành Đo đạc bản đồ để có được hạ tầng đo đạc hiện đại, cung cấp dự liệu, dịch vụ, số liệu độ chính xác cao phục vụ cho tất cả các ứng dụng xác định vị trí và dẫn đường thời gian thực
41
dựa trên nền công nghệ thông tin viễn thông, internet đã phát triển mạnh nhưa ngày nay. Đến nay, Cục đo đạc, bản đồ thông tin địa lý Việt Nam đã xây dựng và đưa vào hoạt động thử nghiệm 17/65 trạm CORS tại khu vực đồng bằng Bắc bộ. sơ đồ vị trí sau:
Hình 2.15: Sơ đồ vị trí 17 trạm CORS đã xây dựng tại Việt Nam
Các trạm do Cục Đo đạc và Bản đồ Nhà nước quản lý chủ yếu cung cấp dữ liệu DGPS phục vụ hàng hải và thành lập bản đồ độ chính xác thấp thơng qua các trạm phát radio công suất lớn (bán kính khoảng 700-1000 km ngồi biển, 200-300 km trong đất liền). Ngoài ra, các trạm cũng cung cấp dữ liệu phục vụ đo động xử lý sau PPK nhưng khơng phổ biến.
42
Hình 2.16: Sơ đồ phân bố một số trạm CORS tại Việt Nam
Ngoài các trạm do Nhà nước xây dựng và quản lý, một số tổ chức cũng đã xây dựng mạng CORS phục vụ mục đích riêng. Ví dụ như:
- Trạm CORS của trường Đại học Mỏ Địa chất xây dựng: chủ yếu phục
vụ mục đích nghiên cứu. Ngồi ra, cịn ứng dụng đo RTK, PPK cho các khu vực xung quanh với bán kính dưới 20km.
43
Hình 2.17: Trạm CORS (SOUTH) của Trường Đại học Mỏ - Địa chất Địa chất
- Ngoài ra, một số dự án đo đạc địa chính, một số đơn vị thi cơng cũng
áp dụng công nghệ CORS để đẩy nhanh tiến độ công việc đo đạc.
2.2. Các phƣơng án triển khai đo đạc địa chính bằng cơng nghệ
CORS
2.2.1. Đối với các khu vực đo đạc tập trung
2.2.1.1. Giải pháp triển khai trạm CORS
Tùy theo diện tích, quy mơ khu vực cần đo đạc, lựa chọn xây dựng trạm CORS:
- Đối với khu vực có bán kính khu đo nhỏ (quy mô từ 01 huyện trở
xuống) thiết lập trạm CORS đơn (01 trạm tham chiếu và 01 trạm xử lý trung tâm).
- Đối với khu vực có bán kính khu đo lớn (quy mơ từ 02 huyện trở lên
hoặc trên địa bàn nhiều tỉnh) thiết lập trạm CORS gồm nhiều trạm tham chiếu và 01 trạm xử lý trung tâm.
Dữ liệu từ trạm tham chiếu được chuyển về trạm xử lý trung tâm bằng đường truyền mạng diện rộng WAN. Dữ liệu hiệu chỉnh từ trạm xử lý trung tâm tới các máy đo di động: bằng GPRS hoặc 3G.
44
Xử lý dữ liệu tại các máy đo di động: xử lý theo phương pháp đo RTK.
2.2.1.2. Giải pháp chuyển đổi tọa độ khu vực đo vẽ
Khi thiết lập trạm CORS, cần xác định hệ số chuyển đổi khu vực từ hệ WGS-84 sang hệ VN-2000. Đo đạc xác định tọa độ các điểm ĐCCS phân bố trong khu đo và khu vực lân cận trên hệ WGS-84 và xác định hệ số tính chuyển tọa độ cho khu vực trên cơ sở tọa độ trên hệ VN-2000 và WGS-84 của các điểm này.
2.2.1.3. Giải pháp đo chi tiết
Trong quá trình đo vẽ, cần lựa chọn các phương án đo đạc sau:
- Nếu vị trí điểm đo chi tiết đảm bảo điều kiện đo theo công nghệ CORS:
đo đạc bằng công nghệ CORS theo các thông số cài đặt.
- Nếu vị trí điểm đo chi tiết khơng đảm bảo theo công nghệ CORS: dùng
kết hợp công nghệ CORS với các phương pháp đo đạc khác.
2.2.2. Đối với khu vực đo đạc phân tán
2.2.2.1. Giải pháp triển khai trạm CORS
Tùy thuộc vào quy mơ, diện tích cần đo vẽ, điều kiện hạ tầng cơng nghệ thông tin tại khu vực để xác định:
- Vị trí đặt trạm tham chiếu: Nếu khu vực cần đo vẽ đảm bảo điều kiện
hạ tầng thì lựa chọn vị trí đặt trạm tại khu vực đo vẽ. Nếu điều kiện hạ tầng khơng đảm bảo, có thể di dời trạm ra khu vực lận cận khu vực đo vẽ (trong khoảng 10-15 km);
- Quy mô thiết kế trạm đo: Tùy thuộc kinh phí, thời gian thi cơng để lựa
chọn phương án xây dựng trạm CORS cho phù hợp. Cụ thể:
+ Nếu khu vực phân tán rộng (bán kính khoảng 30 km trở lên), yêu cầu thời gian thi cơng nhanh thì có thể thiết kế, xây dựng nhiều trạm tham chiếu kết hợp với 01 trạm xử lý trung tâm.
+ Nếu khu vực phân tán rộng (bán kính khoảng 30 km trở lên) nhưng thời gian thi cơng dài thi có thể bố trí xây dựng từng trạm tham chiếu kết hợp với trạm xử lý trung tâm để tiết kiệm kinh phí. Sau khi đo xong mỗi khu vực
45
Công tác chuẩn bị Thiết lập trạm CORS
Đo vẽ chi tiết Xây dựng phương án đo kết hợp
sẽ chuyển trạm tham chiếu sang vị trí khác.
+ Nếu khu đo phân tán khơng lớn (bán kính dưới 30 km) thì thiết kế trạm xử lý trung tâm kết hợp luôn với trạm CORS.
2.2.2.2. Giải pháp chuyển đổi tọa độ khu vực đo vẽ
Để xác định hệ số tính chuyển tọa độ từ hệ WGS-84 sang hệ VN-2000, tiến hành đo đạc xác định tọa độ các điểm ĐCCS phân bố trong khu đo và khu vực lân cận trên hệ WGS-84 hoặc hệ tọa độ đã xác lập cho trạm CORS. Trên cơ sở tọa độ VN-2000 và tọa độ đo đạc tính tốn của các điểm này tiến hành tính tốn xác định các hệ số tính chuyển.
2.2.2.3. Giải pháp đo chi tiết
Giải pháp đo vẽ chi tiết như đối với khu vực đo vẽ tập trung.
2.3. Quy trình đo đạc sử dụng công nghệ CORS trong đo đạc địa
chính
2.3.1. Sơ đồ thực hiện
Quy trình đo đạc sử dụng cơng nghệ CORS như sau:
Hình 2.18: Sơ đồ q trình đo đo đạc sử dụng cơng nghệ CORS
2.3.2. Thiết lập trạm CORS
2.3.1.1. Xác định vị trí xây dựng trạm CORS
Tùy theo diện tích, quy mơ khu vực cần đo đạc:
- Xác định số lượng trạm tham chiếu: Nếu khu vực cần đo đạc có bán
kính dưới 30km có thể thiết kế 01 trạm tham chiếu. Khu vực có diện tích lớn hơn thiết kế bổ sung trạm tham chiếu.
46
có thể thiết kế vị trí trạm xử lý trung tâm tại khu vực đo vẽ. Nếu diện tích lớn hơn thì thiết lập tại nơi thuận tiện cho xử lý dữ liệu từ các trạm tham chiếu gửi