CHUYỂN DỊCH NGANG CÔNG TRÌNH
3.3. MỘT SỐ BIỆN PHÁP NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH NGANG CÔNG TRÌNH BẰNG CÔNG NGHỆ GPS
3.3.2. Thực hiện tốt công tác đo đạc ngoại nghiệp
Để nâng cao độ chính xác quan trắc chuyển dịch ngang bằng công nghệ GPS thì khi đo ngoại nghiệp cần thực hiện các biện pháp sau đây:
3.3.2.1. Vấn đề định tâm khi đo GPS cạnh ngắn
Trong đo GPS cạnh ngắn, sai số định tâm làm giảm độ chính xác tương hỗ giữa hai điểm đặt máy do ảnh hưởng đến sai số chiều dài và sai số phương vị của cạnh đo. Để khắc phục ảnh hưởng của sai số này thì cần phải áp dụng phương pháp định tâm bắt buộc bằng cách chế tạo các bệ máy có gắn bộ phận định tâm chuyên dụng, ứng dụng cho từng dạng công trình cụ thể bởi quan trắc biến dạng bằng công nghệ GPS thường yêu cầu độ chính xác đo cạnh cao.
3.3.2.2. Nâng cao độ chính xác đo chiều cao anten
Khi xử lý số liệu đo GPS, thành phần độ cao anten tham gia trực tiếp vào quá trình tính toán giải cạnh và có ảnh hưởng đến độ chính xác xác định toạ độ và độ cao của các điểm đo GPS. Ảnh hưởng của sai số độ cao anten δH đến sai số vị trí không gian của điểm GPS được xác định theo công thức:
δX = cos B cos L δH
δY = cos B sin L δH (3.24)
δZ = sin B δH
Trong đó B và L: vĩ độ và kinh độ trắc địa của điểm đo GPS
Như vậy, cần tiến hành đo chiều cao anten cẩn thận, luôn thay đổi và kiểm tra giá trị chiều cao anten giữa các vòng đo đồng bộ. Độ chính xác đo chiều cao anten mh được xác định theo công thức sau [11] :
mh≤ 0.332. mr . Cosec E (3.25) Trong đó mr là độ chính xác đo giả khoảng cách r
mr =100λ (3.26)
với λ là chiều dài bước sóng máy thu GPS; E là góc của phương truyền tín hiệu từ vệ tinh đến tâm anten thu so với đường chân trời.
Để đảm bảo độ chính xác kết quả đo GPS cần phải dựa vào thiết bị máy thu GPS hiện có và vị trí vệ tinh để có giải pháp đo chiều cao anten thích hợp.
Trong trắc địa công trình, khi sử dụng máy thu GPS 1 tần số thì cần phải sử dụng thước thép chuyên dụng để đo chiều cao anten với độ chính xác mh≤ 1 mm
Hình 3.5: Sơ đồ biểu diễn mối quan hệ giữa chiều cao anten h và r Trong hình (3.5) M là tâm mốc; N là tâm pha của anten máy thu; r là khoảng cách giả từ vệ tinh đến tâm pha anten vào thời điểm thu tín hiệu.
E r
ρ
M
N Đường chân trời
Vệ tinh
3.3.2.3. Độ lệch và sự biến thiên của tâm pha anten
Tâm vật lý của anten là điểm mà các nhà sản xuất anten GPS quy định.
Tâm pha của anten là một điểm mà tương ứng với nó thực hiện đo các tín hiệu điện từ. Về cơ bản tâm pha không tương ứng với tâm vật lý của anten. Tâm pha của máy thu lại không phải là một điểm duy nhất mà luôn thay đổi theo phương truyền sóng. Do đó độ lệch của tâm pha anten với tâm vật lý phụ thuộc vào góc nghiêng E của tín hiệu vệ tinh, phương vị của hướng từ máy thu đến vệ tinh và cường độ của tín hiệu vệ tinh. Sự biến thiên của tâm pha anten có thể là 1-2cm và rất khó mô hình hoá sự biến thiên này do sự khác nhau của các kiểu anten [9]
Để nâng cao độ chính xác kết quả đo GPS trong đo khoảng cách lớn người ta thường sử dụng mô hình tâm pha để hiệu chỉnh những sự khác biệt giữa tâm vật lý và tâm pha. Mô hình này bao gồm các số hiệu chỉnh (độ lệch và sự biến thiên) phụ thuộc vào góc E và phương vị của tín hiệu đối với mỗi loại tần số sóng tải. Để xây dựng mô hình này mỗi anten cần được kiểm nghiệm tương đối với một anten ổn định nhất được giả sử là không có sai số [9].
Trong điều kiện công tác trắc địa công trình, do đặc điểm cạnh ngắn, nên để khắc phục ảnh hưởng của sự không trùng tâm phase anten và tâm vật lý của anten cần thực hiện một số biện pháp sau:
- Chú ý định hướng anten tại mỗi trạm đo (định hướng về phương Bắc ) - Tiến hành kiểm nghiệm anten trước các mùa đo nhằm phát hiện sự sai lệch tâm pha anten.
3.3.2.4. Sử dụng lịch sao quảng bá để lựa chọn đồ hình vệ tinh và thời gian thu tín hiệu hợp lý.
Sử dụng phần mềm Quick Plan ta sẽ xác định được đồ hình vệ tinh tại các thời điểm quan sát và do đó có thể lựa chọn được thời điểm thu tín hiệu vệ tinh một cách có lợi nhất, sao cho độ chính xác kết quả đo đạt tốt nhất. Khi sử dụng
phần mềm Quick Plan ta sẽ lựa chọn ngày đo GPS trên bảng lịch của năm.
Hình 3.6: Cửa sổ chọn ngày đo GPS
Sau đó chọn khu vực đo theo kinh độ và vĩ độ gần đúng của khu vực
Hình 3.7: Cửa số chọn khu vực đo GPS
Đặt các điều kiện để lựa chọn thời gian quan sát của vệ tinh theo của sổ sau
Hình 3.8: Cửa sổ đặt các tham số kỹ thuật đo GPS
Ví dụ :
- Chọn số vệ tinh cần quan sát đồng bộ ≥ 6 vệ tinh - Hệ số PDOP < 4
- Thời gian quan sát 30 phút
- Khoảng thời gian lựa chọn bắt đầu đo từ 6h đến 21 giờ ngày 8/4/2006 Khi đó ta sẽ có khoảng thời gian quan sát tốt nhất theo bảng
Hình 3.9: Cửa số xác định khoảng thời gian hợp lý đo GPS Và số vệ tinh quan sát trong ngày theo thông báo chung là
Hình 3.10: Cửa số thông báo các điều kiện kỹ thuật tại thời điểm đo
Như vậy theo kết quả tính toán trong phần mềm Quick Plan thì thời gian đo GPS tốt nhất trong ngày 8/4/2006 có hai thời điểm đo
- Từ 6 h30 phút đến 8h 30 phút - Từ 11h 30 phút đến 19 h 30 phút