CHƯƠNG 2. ĐỊNH VỊ ELLIPSOID THỰC DỤNG VÀ THIẾT LẬP DỮ LIỆU GỐC TRẮC ĐỊA QUỐC GIA
2.4.3 Lựa chọn các điểm tọa độ trên lãnh thổ Việt Nam tham gia định vị
Việc đầu tiên là xác định một lưới các điểm cơ sở phân bố đều trên lãnh thổ Việt Nam. Trường hợp lý tưởng là các điểm này thuộc lưới GPS cấp “0”
và tại các điểm đó được đo nối độ cao thủy chuẩn. Trong thực tế, điều kiện này không đạt được vì các lý do sau đây:
- Hầu hết các điểm GPS, tam giác hạng I, hạng II ở khu vực phía Bắc thường nằm trên các đỉnh núi cao cách xa đường quốc lộ.
- Các đường thủy chuẩn hạng I, hạng II, hạng III thường được xây dựng theo các tuyến giao thông.
Trong toàn lưới GPS cấp “0” chỉ chọn được 10 điểm có độ cao thủy chuẩn, số còn lại độ cao thường chủ yếu được đo bằng phương pháp lượng giác với độ chính xác rất thấp (sai số đo độ cao thủy chuẩn lượng giác thường
đạt mh = 0.5m). Nhưng thực tế qua khảo sát thì sai số độ cao lượng giác vào các điểm tam giác hạng I, hạng II ở khu vực phía Bắc là 1÷2m. Để bổ sung vào một số điểm khác có phân bố đều, phương án lựa chọn là đo nối GPS vào một số điểm thủy chuẩn hạng I và hạng II. Nhưng việc đo tọa độ của các điểm thủy chuẩn bằng phương pháp GPS cũng rất khó vì các điểm thủy chuẩn hạng I, hạng II đã thi công trong một thời gian dài đến nay các điểm này thường bị cây cối, các công trình xây dựng che khuất không đủ điều kiện để đo tọa độ GPS. Để giải quyết vấn đề này một giải pháp được đặt ra là : Từ điểm thủy chuẩn cần đo, ta chọn một điểm gần nhất có thể đủ điều kiện để đo GPS, tiến hành chôn mốc tạm thời. Từ điểm thủy chuẩn hạng cao đo một số vòng khép thủy chuẩn đến điểm xác định (mốc tạm thời). Tiến hành đo nối điểm này vào lưới GPS cấp “0” bằng công nghệ GPS. Vì vậy ta có một lưới GPS cấp “0” đã được bổ sung thêm một số điểm thủy chuẩn hạng cao. Lưới được bình sai trên hệ WGS-84, điểm khống chế được chọn là điểm N00.
Để chọn ra các điểm cơ sở định vị ta tiến hành bình sai lưới hỗn hợp, ta có tọa độ của 46 điểm trên WGS-84 và độ cao thủy chuẩn (B, L, H, h). Tuy nhiên 46 điểm trên phân bố trong vùng lãnh thổ Việt nam không đồng đều về mật độ. Vì vậy để đảm bảo phân bố đồng đều của các điểm cơ sở định vị, trên toàn bộ lãnh thổ chọn 25 điểm trong số 46 điểm nói trên đã được chọn làm điểm cơ sở định vị. Trong 25 điểm đã lựa chọn có 17 điểm nằm trong lưới GPS cấp “0” và 8 điểm là các điểm đo nối ( đã trình bày ở trên).
Thông qua việc bình sai lưới hỗn hợp bao gồm lưới GPS cấp “0”và một số baseline đo nối vào các điểm thủy chuẩn. Tọa độ của 46 điểm nói trên có độ chính xác xác định vị trí điểm tương đương với lưới GPS cấp “0”. Do tọa độ điểm gốc N00 được nhận từ phương pháp đo tuyệt đối có khác biệt với tọa độ của điểm N00 xác định bằng phương pháp đo nối vào khung ITRF cụ thể là δB = 0’’0024 (0,073m); δL
= -0’’0367 (-1,045m); δH = 1,23m. Như vậy ta có thể ước lượng rằng 25 điểm cơ sở định vị cũng có sự sai lệch so với khung ITRF tương đương như trên.
2.4.4 Kết quả định vị Ellipsoid thực dụng cho hệ VN – 2000
Bài toán định vị Ellipsoid quy chiếu WGS-84 phù hợp với lãnh thổ Việt Nam là giải bài toán cực trị hàm mục tiêu Ф = 2( )
1
, ,
k i i
dX dY dZ z
ồ= = min (2.2) để tìm ra giá trị véc tơ dịch tâm Ellipsoid [dX dY dZ]T dựa vào 25
điểm cơ sở định vị trong hình.
Hình 2.2: Sơ đồ 25 điểm cơ sở định vị.
Tuy nhiên cần đảm bảo trục của Ellipsoid quy chiếu địa phương sau định vị phải song song với trục của Ellipsoid quy chiếu WGS-84, tức là 3 góc xoay Euler bằng không.
Bài toán định vị này được giải theo 2 phương pháp:
- Phương pháp phi tuyến: sử dụng trường vô hướng Ellipsoid để xác định hàm F(dX dY dZ, , ).
- Phương pháp tuyến tính: sử dụng công thức vi phân của tọa độ trắc địa (B, L, H) theo tọa độ vuông góc không gian (X, Y, Z) để xác định hàmF(dX dY dZ, , ).
Sau định vị ta có kết quả tọa độ điểm gốc N00:
BN00 = 210 02’ 46’’.776690 LN00 = 1050 46’ 54’’.456678 HN00 = 7.2668 m.
Giá trị dị thường độ cao của các điểm cơ sở định vị sau định vị:
Bảng 2.8: Giá trị ζ sau định vị Ellipsoid quy chiếu tại 25 điểm cơ sở định vị.[5]
STT Tên điểm Ζ
1. 29402 -2.9087
2. 43343 -2.0427
3. 87529 0.3013
4. 93542 1.8787
5. 9624 -2.8405
6. BH-LS13 0.8696
7. BH-LS51A 0.7939
8. BH-TH137 -0.6567
9. BMT-NH13A 2.4686
10. DB-BP34 1.8658
11. DD-HN5 -1.4793
12. DL-DG12B 1.5656
13. HQ-PB8 -0.3713
14. II-150 0.1438
15. II-27 -0.7381
16. II-49 -0.3096
17. II-87 -0.5754
18. MX-DC3 0.3831
19. N00 -1.7466
20. NK-ND15 3.3101
21. PLC-CDR6 1.2067
22. TT-KT18 1.5522
23. VL-HT220 0.5752
24. VL-HT301 -1.5372
25. VL-HT326 -1.6990
Từ bảng kết quả định vị Ellipsoid quy chiếu WGS-84 phù hợp với lãnh thổ Việt Nam có thể khẳng định Ellipsoid quy chiếu này có kích thước khá phù hợp với lãnh thổ Viêt Nam. Độ cao cực đại của Geoid trên Ellipsoid là 3.310m và trung bình là 1.614m. Khu vực từ Sapa - Phong Thổ - Lai Châu lên phía Tây chưa có một tuyến thủy chuẩn nào vì vậy không thể bổ sung độ cao thủy chuẩn vào các điểm cấp “0” ở khu vực đó. Như vậy giá trị về dị thường độ cao của khu vực này sẽ không thỏa mãn giá trị dị thường độ cao như kết quả định vị. Giá trị ζ ở khu vực này vào khoảng 5m thậm chí lên tới 7m (Báo cáo kết quả tính toán lưới GPS hạng 3 khu vực Sơn La, Lai Châu, Lào Cai, Yên Bái, Hà Giang).
CHƯƠNG 3