CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI KẾT QUẢ ĐỊNH VỊ
3.3 Ảnh hưởng của hệ quy chiếu tính toán lưới GPS dùng để định vị
Để định vị được một Ellipsoid phù hợp cho lãnh thổ Việt Nam, trước tiên ta phải chọn một Ellipsoid phổ dụng trên thế giới để làm Ellipsoid tham khảo (giữ nguyên kích thước và các thông số của một Ellipsoid và tọa độ quy chiếu trên Ellipsoid). Vấn đề còn lại là chọn Ellipsoid nào, và triển khai một lưới tọa độ theo tọa độ quy chiếu của nó. Trước khi xây dựng hệ tọa độ VN – 2000 các nhà khoa học và quản lý đã thống nhất chọn Ellipsoid tham khảo là Ellipsoid WGS – 84. Ta đã biết Ellipsoid WGS – 84 được sử dụng cho nhiều hệ tọa độ, ví dụ như IGS, ITRF. Để phát triển lưới tọa độ phục phụ công tác định vị ta cần một điểm gốc có tọa độ trong hệ WGS – 84 (có thể là tọa độ gần đúng). Để giải quyết việc này, điểm gốc được chọn là điểm 15 (nóc nhà Tổng cục Địa chính). Để truyền được tọa độ trong hệ WGS – 84 vào điểm 15 ta lựa chọn hai phương pháp đo GPS:
- Đo tọa độ bằng phương pháp tuyệt đối. Việc đo này được thực hiện bằng cách đo liên tục 24 giờ hoặc nhiều hơn. Xử lý số liệu GPS bằng phương pháp giả ngẫu nhiên ta thu được tọa độ tuyệt đối của điểm 15
- Đo nối điểm 15 và các điểm khác trong lưới cơ sở định vị với các điểm trong hệ WGS – 84 và các điểm IGS. Theo yêu cầu từ phía Việt Nam, tổ chức IGS đã cung cấp cho ta tọa độ 5 điểm IGS và các trị đo GPS trong thời
số điểm trong lưới định vị, trong đó có điểm 15. Ghép nối các cạnh này với lưới cơ sở định vị, tính toán bình sai lưới cơ sở định vị. Trong đó có điểm N00. Như vậy bất cứ một điểm nào trong lưới cơ sở định vị đều có thể chọn làm điểm gốc.
Như đã trình bày ở trên. Điểm 15 có hai loại tọa độ được đo bằng hai phương pháp. Đến đây ta có thể chọn một trong hai tọa độ:
- Tọa độ đo tuyệt đối - Tọa độ đo tương đối
Các nhà quản lý và các nhà khoa học đã lựa chọn tọa độ đo tuyệt đối làm điểm khởi tính cho lưới định vị cơ sở. Sau tính toán bình sai, tất cả các điểm trong lưới cơ sở định vị đều có tọa độ tuyệt đối trong hệ WGS – 84. Các điểm trong lưới cơ sở định vị có thể chọn bất cứ điểm nào làm điểm gốc. Cuối cùng ta đã chọn điểm N00 làm điểm gốc tọa độ. Cần lưu ý rằng tọa độ của điểm N00 được sử dụng làm điểm gốc là tọa độ được truyền từ tọa độ đo tuyệt đối tại điểm 15 có tọa độ trong khoảng (ΔX= 0, 721m, ΔY= 1.343m, ΔH= 0, 5).
Có thể nói tọa độ các điểm trong lưới cơ sở định vị sai lệch so với tọa độ của lưới trong hệ WGS – 84 trung bình là 1,5m. Sự khác biệt về tọa độ của các điểm cơ sở định vị trong lưới cơ sở định vị có ảnh hưởng tới kết quả định vị không? Đây là vấn đề cần làm rõ. Để giải quyết vấn đề này học viên tiến hành một số thực nghiệm sau:
Để khảo sát về sự ảnh hưởng của của hệ quy chiếu tính toán lưới GPS dùng để định vị ta làm thử nghiệm dưới đây.
Trong phương án định vị với bộ số liệu 25 điểm được coi là chuẩn ta tiến hành thay đổi giá trị tọa độ của các điểm cơ sở định vị bằng cách cộng
độ 25 điểm cơ sở định vị mới thống kê trong: Phụ lục 12 Kết quả sau định vị: Phụ lục 13
3.3.2 Nhận xét thực nghiệm 3
Từ kết quả định vị Ellipsoid sau khi đã làm lệch tọa độ 25 điểm cơ sở định bằng cách cộng vào tọa độ vuông góc không gian của các điểm cơ sở định vị 100m (làm lệch một cách hệ thống tọa độ các điểm cơ cở định vị), ta lập bảng so sánh với kết quả định vị Ellipsoid được coi là chuẩn như sau:
Bảng 3.4: Bảng so sánh kết quả thực nghiệm 3 với kết quả 25 điểm định vị được coi là chuẩn
Phương án 25 điểm Kết quả
định vị Các giá trị
định vị Đúng Sai
192.99884 93.00112
dX(m) 99.99772
39.28242 -60.72062
dY(m) 100.00304
111.22088 11.2206
Độ dịch tâm Ellipsoid
dZ(m) 100.00028
21 2 46.776690 21 2 46.776723 B(0 ‘ ‘’)
-0.000033
105 46 54.456678 105 46 54.456630 L(0 ‘ ‘’)
0.000048
7.2668 7.2634
H(m)
0.0034
-1.7472 -1.7472
Tọa độ điểm gốc N00
Ζ(m)
0
1.613848735 1.613855619
TB bình phương
ζ
Mo -0.000007
Từ bảng kết quả so sánh trên ta nhận thấy:
- Trong kết quả định vị trên đây ta đã dịch chuyển tọa độ các điểm trong lưới cơ sở định vị đi một khoảng ΔX= 100m, ΔY= 100m, ΔZ=100m
dZ’. Nhận thấy sự liên hệ giữa dX’; dY’; dZ’ với dX, dY, dZ của kết quả định vị được coi là chuẩn như sau
100 100 100
' ' '
+
ằ +
ằ +
ằ dZ dZ
dY dY
dX dX
- Trong cả ba phương án định vị nói trên khi thay đổi giá trị tọa độ của các điểm cơ sở định vị thì tọa độ và dị thường độ cao của các điểm cơ sở sau định vị sai khác rất nhỏ so với kết quả khi số liệu của các điểm cơ sở định vị không bị thay đổi.
- Kết quả của thử nghiệm trên đây gợi ý một đề xuất như sau: Giả sử một điểm gốc tọa độ có tọa độ trước định vị là A(XA, YA, ZA) và sau định vị là A’(X’A, Y’A, Z’A), nếu cần chuyển dịch toàn bộ hệ thống định vị này tới một điểm B(XB, YB, ZB) ta chỉ cần tìm số gia (DX,DY,DZ)
A B
A B
A B
Z Z Z
Y Y Y
X X X
-
= D
-
= D
-
= D
Ta tính ba đại lượng dịch tâm mới dX’, dY’, dZ’
Z dZ dZ
Y dY dY
X dX dX
D +
=
D +
=
D +
=
' ' '
Ta cộng ba đại lượng dX’, dY’, dZ’ vào tọa độ sau định vị của tất cả các điểm. Ta được tọa độ định vị trong hệ thống mới.
- Theo kết quả này cho thấy, nếu chỉ đáp ứng cho mục đích định vị Ellipsoid có thể sử dụng hệ ban đầu (xử lý lưới GPS) là bất kỳ hệ nào, không nhất thiết phải là hệ WGS-84, như vậy không cần đo nối lưới GPS với các điểm IGS (quốc tế).
dụng với hệ quốc tế, có thể giải quyết nhiệm vụ này sau khi định vị Ellipsoid thực dụng, tuy nhiên lại cần đo nối để giải lưới GPS cạnh dài được chính xác.