Khu vực Chiều dài đường chuyền (m) cho từng tỷ lệ bản đồ
1:500 1:1.000 1:2.000 1:5.000
Đồng bằng 400 800 1600 4000
Vựng nỳi 1200 2400 6000
- Chiều dài đường chuyền từ điểm gốc đến điểm nỳt và giữa 2 điểm nỳt khụng quỏ 2/3 chiều dài đường chuyền đơn ở bảng 1.4.
- Cạnh của đường chuyền kinh vĩ cố gắng bố trớ gần bằng nhau, cạnh dài nhất <400m, ngắn nhất khụng quỏ 20m, số điểm trong đường chuyền ≤ 30.
- Sai số tương đối khộp đường chuyền khụng vượt quỏ 1/2000.
- Sai số khộp gúc trong đường chuyền, hoặc trong cỏc vũng khộp khụng quỏ:
f=40” n (n: là số gúc trong đường chuyền).
- Độ cao cỏc điểm lưới đo vẽ được xỏc định bằng đo độ cao kinh vĩ, độ cao lượng giỏc. Sai số khộp độ cao fh=100 Lmm (L: chiều dài đường chuyền).
- Cỏc điểm của lưới khống chế đo vẽ phải đúng cọc gỗ, đinh, hoặc sơn, đảm bảo tồn tại vững chắc trong quỏ trỡnh đo vẽ.
1.3.1.4. Đo vẽ chi tiết
- Đo vẽ chi tiết được tiến hành bằng phương phỏp cực. Trong quỏ trỡnh đo vẽ cần xỏc định đo vẽ đủ nội dung bản đồ:
+ Địa vật kinh tế, cỏc điểm dõn cư.
+ Hệ thống giao thụng và cỏc thiết bị phụ thuộc. + Hệ thống thuỷ hệ và cỏc đối tượng liờn quan. + Dỏng đất (địa hỡnh).
+ Ranh giới, tường rào, thực vật.
+ Địa danh và cỏc ghi chỳ cần thiết khỏc.
- Khi đo vẽ chi tiết phải xỏc định hướng trạm đo đến 2 điểm đó biết, trong quỏ trỡnh đo phải thường xuyờn kiểm tra định hướng, sai lệch khụng quỏ 1’ 5.
- Trong quỏ trỡnh đo vẽ chi tiết cần xỏc định được cỏc điểm đặc trưng địa hỡnh như: Đường phõn thuỷ, đường tụ thuỷ, điểm cao nhất, điểm thấp nhất, nơi thay đổi độ dốc, điểm mực nước sụng, hồ lớn ...
- Đo vẽ chi tiết địa hỡnh và địa vật được tiến hành đồng thời. Trờn cơ sở độ cao của từng điểm đo chi tiết, tiến hành nội suy vẽ đường bỡnh độ. Cụng việc này phải làm hàng ngày sau khi đo vẽ xong ngoài thực địa để kiểm tra trỏnh nhầm lẫn.
1.3.1.5. Xử lý số liệu đo ngoại nghiệp
Trỳt số liệu:
- Dựng chương trỡnh của mỏy kinh vĩ để trỳt số liệu từ mỏy kinh vĩ sang mỏy tớnh, kết quả ta được file số liệu dạng: *.GSI (đối với cỏc loại mỏy TC của hóng Leica).
- Tớnh ra tọa độ, độ cao của cỏc điểm đo chi tiết bằng phần mềm chuyờn dựng. - Trong quỏ trỡnh đo chi tiết ngoài thực địa phải cú sổ để ghi nhớ cỏc trạm mỏy, điểm định hướng trỏnh nhầm lẫn khi xử lý nội nghiệp.
- Dựng sổ đo và sơ hoạ để kiểm tra lại file số liệu. Trường hợp sai cú thể can thiệp trực tiếp vào số liệu gốc và đặt tờn file mới.
Triển điểm đo chi tiết lờn bản vẽ và nối vẽ, biờn tập:
- Trờn cơ sở file số liệu đo chi tiết (tờn điểm, tọa độ, độ cao) dạng *.txt ta tiến hành triển điểm lờn bản vẽ, lỳc này trờn bản vẽ sẽ thể hiện vị trớ điểm đo
chi tiết và giỏ trị đo cao của điểm đo (file 3D dựng để tớnh toỏn nội suy dỏng địa hỡnh bằngphần mềm MGE). Việc nội suy địa hỡnh cũn cú thể dựng phần mềm Surfer hay cỏc phần mềm tương tự khỏc.
- Nối vẽ chi tiết cỏc điểm đo phải trờn cơ sở bản vẽ sơ hoạ tại thực địa, việc nối vẽ phải tiến hành thường xuyờn sau mỗi ngày đo nhằm trỏnh sai sút.
- Biờn tập bản đồ.
1.4.2. Thành lập bản đồ bằng phương phỏp phối hợp
Quy trỡnh thành lập
- Thành lập bản đồ địa hỡnh bằng phương phỏp phối hợp là kết hợp giữa cụng đoạn thành lập bản đồ bằng ảnh hàng khụng và đo vẽ trực tiếp ngoại nghiệp. Phương phỏp này thường sử dụng trong trường hợp khi thi cụng vựng bằng phẳng, cú địa vật phức tạp, dõn cư dày đặc, cú nhiều nhà cao tầng hay do chụp ảnh sút hoặc cỏc vựng ẩn khuất trờn nền ảnh.
Hỡnh 1.2. Quy trỡnh hành lập bản đồ bằng phương phỏp phối hợp
Bay chụp ảnh hàng khụng
Khống chế ảnh ngoại nghiệp
Tăng dày khống chế ảnh
Tạo mụ hỡnh số địa hỡnh
Lập trực ảnh
Biờn tập nội dung bản đồ
- Đo vẽ bổ sung ngoại nghiệp - Điều vẽ ảnh ngoại nghiệp Đo vẽ nội nghiệp
Trong phần này chỉ nờu phần đo vẽ bổ sung ngoại nghiệp và điều vẽ ảnh ngoại nghiệp.
Đo vẽ bổ sung ngoại nghiệp
- Tại cỏc khu vực trờn bỡnh đồ ảnh bị che khuất khụng thể đo vẽ ở nội nghiệp cần phải tiến hành đo vẽ chi tiết địa vật, địa hỡnh ngoại nghiệp bằng phương phỏp toàn đạc. Trong quỏ trỡnh đo vẽ phải xỏc định độ cao cỏc điểm, biểu thị dỏng đất bằng đường bỡnh độ và ký hiệu, đo vẽ bự cỏc địa vật khụng cú trờn nền ảnh.
- Nếu khu đo chưa cú mạng lưới khống chế đo vẽ thỡ phải tiến hành thành lập mạng lưới cơ sở, lưới khống chế đo vẽ.
- Đối với việc xỏc định vị trớ cỏc điểm độ cao đo vẽ tốt nhất chọn vào địa vật cú hỡnh ảnh rừ nột trờn ảnh. Nếu khụng cú hỡnh ảnh rừ nột trờn ảnh thỡ vị trớ của chỳng xỏc định bằng 1 trong cỏc phương phỏp sau:
+ Giao hội từ cỏc điểm khống chế trắc địa hoặc cỏc điểm địa vật rừ nột. + Đo khoảng cỏch từ ớt nhất 3 địa vật cú hỡnh ảnh rừ rệt.
+ Nếu điểm phải tỡm nằm trờn địa vật hỡnh tuyến thỡ đo khoảng cỏch đến 2 điểm đó biết trờn đường thẳng đú.
+ Kộo dài hướng và xỏc định cỏc điểm trước và kiểm tra bằng giao hội nghịch đến cỏc điểm đó biết.
- Vị trớ cỏc điểm độ cao chi tiết phải chọn vào cỏc điểm đặc trưng của địa hỡnh như: đường phõn thuỷ, đường tụ thuỷ, đỉnh nỳi, ngó 3, ngó 4 đường ...
- Mật độ điểm độ cao chi tiết phải đảm bảo đối với từng loại bản đồ. Vựng đồng bằng cho phộp tăng điểm ghi chỳ độ cao thay cho việc vẽ bỡnh độ phụ.
- Việc điều vẽ trong phương phỏp phối hợp được tiến hành trờn bỡnh đồ ảnh, cú thể tiến hành điều vẽ hoàn toàn ở ngoại nghiệp hoặc ở ngoại nghiệp chỉ chỉnh lý bổ sung thành quả đó điều vẽ ở nội nghiệp.
- Nếu địa vật cú hỡnh ảnh ở trờn nền ảnh mà khụng cũn tồn tại ở ngoài thực địa thỡ phải gạch bỏ.
- Tất cả cỏc mảnh bỡnh đồ ảnh sau khi điều vẽ phải được tiếp biờn với nhau.
CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ CễNG NGHỆ ĐỊNH VỊ VỆ TINH
2.1.CÁC HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ VỆ TINH
Từ những năm 60 của thế kỷ trước, cơ quan hàng khụng và vũ trụ của Mỹ, Nga đó tiến hành cỏc chương trỡnh nghiờn cứu, phỏt triển hệ thống dẫn đường và định vị bằng vệ tinh nhõn tạo. Hệ thống định vị dẫn đường bằng vệ tinh thế hệ đầu tiờn là hệ thống TRANSIT(Mỹ) và SIKADA(Nga). Một thời gian ngắn sau đú cỏc hệ thống định vị trờn bắt đầu ứng dụng trong trắc địa, tuy nhiờn độ chớnh xỏc đạt được của cỏc hệ thống trờn là khụng cao.
Theo thời gian hệ thống đinh vị vệ tinh ngày càng được phỏt triển và hoàn thiện cả về thiết bị thu phỏt cũng như phần mềm xử lý số liệu. Trong ngành trắc địa, phạm vi sử dụng của cụng nghệ định vị vệ tinh cũng được mở rộng và đạt kết quả cao ở nhiều loại hỡnh cụng việc. Đối với chuyờn ngành trắc địa cụng trỡnh, cụng nghệ định vị vệ tinh cú tiềm năng rất lớn để giải quyết cỏc cụng việc: định vị cụng trỡnh, xõy dựng cỏc mạng lưới trắc địa chuyờn dựng chớnh xỏc cao, quan trắc biến dạng cụng trỡnh…
Cho đến nay cỏc hệ thống định vị vệ tinh cú tiềm năng ứng dụng hiệu quả trong trắc địa là NAVSTAR– GPS (Mỹ), GLONASS (Nga), Galileo (Cộng đồng chõu Âu). Cỏc hệ thống định vị nờu trờn cú nguyờn lý cấu trỳc chung, bao gồm 3 thành phần (được gọi là đoạn): đoạn khụng gian, đoạn điều khiển và đoạn sử dụng.
2.1.1. Hệ thống định vị toàn cầu GPS (Global Positioning System)
Hệ thống định vị toàn cầu GPS cú tờn đầy đủ là Navigation Satellite And Ranging Global Positioning System (NAVSTAR GPS) được bắt đầu triển khai từ những năm 1970 do quõn đội Mỹ chủ trỡ. Vào năm 1978 vệ tinh đầu tiờn được phúng lờn quỹ đạo và đến 8/12/1993 trờn 6 quỹ đạo đó cú đủ 24
vệ tinh. Ban đầu nhiệm vụ chủ yếu của hệ thống là xỏc định tọa độ khụng gian và tốc độ chuyển động của tàu vũ trụ, mỏy bay, tàu thủy và cỏc chuyển động trờn đất liền, phục vụ cho bộ quốc phũng Mỹ và cỏc cơ quan dõn sự của Mỹ. Vào đầu thập kỷ 80, hệ thống GPS đó chớnh thức cho phộp sử dụng rộng rói trờn thế giới. Từ đú cỏc nhà khoa học của nhiều nước đó nghiờn cứu phỏt triển cụng nghệ GPS để đạt được những thành quả cao nhất trong việc phỏt huy nguồn tiềm năng to lớn này. Hướng nghiờn cứu chủ yếu đi vào cỏc lĩnh vực:
- Chế tạo mỏy thu tớn hiệu.
- Xõy dựng phần mềm xử lý tớn hiệu đỏp ứng cho nhiều mục đớch. - Thiết lập và phỏt triển cụng nghệ ứng dụng trong cỏc chuyờn ngành. Ở Việt Nam, cụng nghệ GPS đó cú mặt từ đầu những năm 90 của thế kỷ trước, chủ yếu được nghiờn cứu ứng dụng để thành lập lưới tọa độ quốc gia và lưới địa chớnh cơ sở. Trong những năm gần đõy, cụng nghệ GPS bắt đầu được nghiờn cứu ứng dụng trong một số lĩnh vực của trắc địa cụng trỡnh.
Hệ thống định vị toàn cầu GPS gồm 3 bộ phận: Đoạn khụng gian (Space Segment), đoạn điều khiển (Control Segment) và đoạn sử dụng (Use Segment). Phần số đụng (User Segment) Phần điều khiển (Control Segment) Cỏc trạm giỏm sỏt (Monitor Stations) Phần khụng gian (Space Segment)
2.1.1.1. Đoạn khụng gian (Space Segment)
Mụ tả cấu trỳc của cỏc quỹ đạo vệ tinh, số lượng vệ tinh trờn một mặt phẳng quỹ đạo, cỏc loại tớn hiệu được phỏt đi từ vệ tinh.
Gồm 24 vệ tinh quay trờn 6 mặt phẳng quỹ đạo cỏch đều nhau và cú gúc nghiờng 55o so với mặt phẳng xớch đạo của trỏi đất. Quỹ đạo của vệ tinh hầu như là trũn và ở độ cao khoảng 20.200 km. Chu kỳ quay của vệ tinh là 518 phỳt, như vậy vệ tinh sẽ bay qua đỳng điểm cho trước trờn mặt đất một ngày một lần.
Hỡnh 2.2: Quỹ đạo vệ tinh
Việc bố trớ này nhằm mục đớch để sao cho tại mỗi thời điểm và mỗi vị trớ trờn trỏi đất mỏy thu đều cú thể quan sỏt được ớt nhất 4 vệ tinh.
Mỗi vệ tinh được trang bị mỏy phỏt tần số chuẩn nguyờn tử cú độ chớnh xỏc cao cỡ 10-12. Mỏy phỏt này tạo ra cỏc tớn hiệu tần số cơ sở là 10,23 MHZ, và từ đõy tạo ra cỏc súng tải tần số L1 = 1575,42 MHZ và L2 = 1227,60 MHZ. Người ta sử dụng tần số tải để làm giảm ảnh hưởng của tầng điện ly.
Cỏc súng tải được điều biến bởi 2 loại code là: C/A - code và P - code:
- C/A - code (Coarse/Acquisition code): là code thụ, được sử dụng cho
mục đớch dõn sự và chỉ điều biến súng tải L1. Code này được tạo bởi một chuỗi cỏc chữ số 0 và 1 được sắp xếp theo quy luật tựa ngẫu nhiờn với tần số 1,023MHZ tức là bằng 1/10 tần số cơ sở và được lặp lại sau mỗi một miligiõy. Mỗi vệ tinh được gỏn cho một C/A - code riờng biệt.
- P - code (precice code): là code chớnh xỏc, được sử dụng cho cỏc mục
L2. Code này được tạo bởi nhiều chuỗi cỏc chữ số 0 và 1 sắp xếp theo quy luật tựa ngẫu nhiờn với tần số 10,23 MHZ; độ dài toàn phần của code là 267 ngày, nghĩa là chỉ sau 267 ngày P- code mới lặp lại. Tuy vậy, người ta chia code này thành cỏc đoạn cú độ dài 5 ngày và gỏn cho mỗi vệ tinh một trong cỏc đoạn code như thế, cứ sau một tuần lại thay đổi. Bằng cỏch này P - code rất khú bị giải mó để sử dụng nếu khụng được phộp.
Cả hai súng tải L1 và L2 cũn được điều biến bởi cỏc thụng tin đạo hàng bao gồm: tọa độ theo thời gian của vệ tinh (ephermeris), thời gian của hệ thống, số hiệu chỉnh cho đồng hồ của vệ tinh, đồ hỡnh phõn bố vệ tinh trờn bầu trời và tỡnh trạng của hệ thống.
Ngoài hai súng tải L1 và L2 phục vụ mục đớch định vị cho người sử dụng, cỏc vệ tinh cũn dựng hai súng tần số 1783,74 MHZ và 2227,5 MHZ để trao đổi thụng tin với cỏc trạm điều khiển trờn mặt đất.
2.1.1.2. Đoạn điều khiển (Control Segment)
Mụ tả mạng lưới trắc địa vũ trụ bao gồm cỏc trạm quan sỏt vệ tinh với mục đớch xỏc định chớnh xỏc quỹ đạo chuyển động của cỏc vệ tinh, truyền cỏc thụng tin điều khiển và cỏc dữ liệu cần thiết lờn vệ tinh. Gồm cỏc trạm quan sỏt trờn mặt đất, trong đú cú một trạm điều khiển trung tõm đặt tại Colorado Springs (Căn cứ khụng quõn Mỹ); 4 trạm theo dừi đặt tại Hawaii (Thỏi Bỡnh Dương), Ascension Island (Đại Tõy Dương), Diego Garcia (Ấn Độ Dương) và Kwajalein (Tõy Thỏi Bỡnh Dương) tạo thành một vành đai bao quanh trỏi đất.
Cỏc trạm này điều khiển toàn bộ hoạt động và chức năng của cỏc vệ tinh trờn cơ sở theo dừi chuyển động quỹ đạo của vệ tinh và hoạt động của đồng hồ trờn đú. Tất cả cỏc trạm đều cú mỏy thu GPS để tiến hành đo khoảng cỏch và sự thay đổi khoảng cỏch tới tất cả cỏc vệ tinh cú thể quan sỏt được,
đồng thời đo cỏc số liệu khớ tượng. Cỏc số liệu đo nhận được ở cỏc trạm điều khiển tự động được truyền về trạm trung tõm. Tại trạm trung tõm, cỏc số liệu thu nhận từ cỏc trạm được xử lý kết hợp với số liệu đo của chớnh nú, kết quả cho ra cỏc ephemerit chớnh xỏc húa của vệ tinh và số hiệu chỉnh cho cỏc đồng hồ trờn vệ tinh. Cỏc số liệu đó xử lý này được tự động truyền từ trạm trung tõm trở lại cỏc trạm quan sỏt, từ đú truyền tiếp lờn cỏc vệ tinh.
Như vậy cỏc thụng tin đạo hàng và thụng tin thời gian trờn vệ tinh thường xuyờn được chớnh xỏc húa và được cung cấp cho người sử dụng thụng qua cỏc súng tải L1 và L2.Việc chớnh xỏc húa thụng tin được tiến hành 3 lần trong một ngày.
Hỡnh 2.3: Nguyờn lý điều khiển của hệ thống GPS
Mạng lưới cỏc trạm kiểm soỏt và điều khiển nờu trờn là mạng lưới chớnh thức để xỏc định lịch vệ tinh, phỏt tớn hiệu và cỏc số cải chớnh đồng hồ vệ tinh, hệ thống này do Bộ quốc phũng Mỹ quản lý. Lưới trắc địa đặt trờn 4 trạm điều khiển được xỏc định bằng phương phỏp giao thoa đường đỏy dài (VLBI). Trạm trung tõm làm nhiệm vụ tớnh toỏn lại tọa độ của cỏc vệ tinh theo số liệu của 4 trạm theo dừi thu được từ vệ tinh. Cỏc số liệu sau tớnh toỏn được gửi từ trạm trung tõm tới 3 trạm hiệu chỉnh số liệu, từ đú gửi tiếp lờn vệ tinh.
2.1.1.3. Đoạn sử dụng (User segment)
Đoạn khai thỏc sử dụng bao gồm cỏc loại mỏy thu tớn hiệu vệ tinh được đặt trờn mỏy bay, tàu thủy hoặc trờn mặt đất, cỏc phần mềm xử lý tớn hiệu vệ tinh. Đoạn sử dụng bao gồm tất cả cỏc mỏy múc, thiết bị thu nhận thụng tin từ vệ tinh để khai thỏc sử dụng cho cỏc mục đớch và yờu cầu khỏc nhau của khỏch hàng, kể cả trờn trời, trờn biển và trờn đất liền. Cú thể là một mỏy thu riờng biệt, hoạt động độc lập hay một nhúm gồm từ 2 mỏy thu trở lờn hoạt động đồng thời theo một lịch trỡnh thời gian nhất định hoặc hoạt động theo chế độ một mỏy thu đúng vai trũ mỏy chủ phỏt tớn hiệu vụ tuyến để hiệu chỉnh cho cỏc mỏy thu khỏc.
Cỏc thiết bị thu phục vụ cho cụng tỏc trắc địa gồm 2 nhúm mỏy:Cỏc mỏy thu một tần số (L1);Cỏc mỏy thu hai tần số (L1, L2).
Cỏc mỏy thu một tần số phự hợp cho đo cỏc cạnh cú chiều dài nhỏ hơn 10 km và chỉ thu được tớn hiệu trờn súng tải tần số L1. Cỏc tớnh năng định vị