CHƯƠNG 1. HỆ QUY CHIẾU VÀ HỆ TỌA ĐỘ TRONG TRẮC ĐỊA
1.3 Các hệ quy chiếu trắc địa khu vực (EUREF, AFREF
1.3.2 Hệ quy chiếu và khung quy chiếu của châu Âu (EUREF)
Từ năm 1947, một số quốc gia Tây Âu đề xuất kết nối chung lưới trắc địa quốc gia với nhau và xử lý chung, được gọi là mạng lưới trắc địa trung tâm Châu Âu. Để lựa chọn cơ sở gốc trắc địa cho mạng lưới này, người ta đã nghiên cứu dựa trên 173 điểm có độ vĩ thiên văn, 126 điểm có độ kinh thiên văn, 152 phương vị thiên văn trong đó có 106 điểm là điểm Laplace. Cơ sở gốc sử dụng cho mạng lưới Trung tâm Châu Âu được gọi là Cơ sở gốc Châu Âu 50 ED-50 (European Datum 1950).
ED-50 sử dụng Ellipsoid Quốc tế 1924 làm Ellipsoid quy chiếu. Lưới trắc địa trung tâm Châu Âu được xử lý tự do (không có điểm gốc), song cũng có phương án lấy điểm gốc tại Potsdam (Đức) làm điểm quy chiếu để so sánh với các cơ sở gốc trắc địa khác
Mạng lưới trắc địa trung tâm Châu Âu được chia làm 2 khối, gồm Khối Bắc và Khối Tây-Nam. ED-50 được kết nối với cơ sở gốc trắc địa Bắc Mỹ NAD-27 nhờ một cạnh dài đo bằng kỹ thuật Hiran qua phần phía Bắc của Đại Tây Dương. Tuy vậy do sự khác biệt về chính trị, nên lưới trắc địa trung tâm Châu Âu nói trên đã không kết nối với các mạng lưới trắc địa của các nước Đông Âu trong ED-50. Tình hình này kéo dài cho tới năm 1980.
Năm 1987, tại Hội nghị trắc địa quốc tế IAG ở Vancouver, người ta đã đưa ra quyết định thành lập hệ quy chiếu mới cho châu Âu là ETRF (European Terrestrial Reference System). Trong thời đại này, công nghệ GPS là công nghệ mới được úng dụng để quan trắc kết hợp với các kỹ thuật trắc địa không gian VLBI và SLR. Với các kỹ thuật này, có thể đạt độ chính xác đo chiều dài 1cm đến 2cm trên khoảng cách tới 5000km. Cũng trong thời gian này trên toàn câu có 70 trạm quan trắc SLR và 20 trạm quan trắc VLBI. Cơ quan dịch vụ chuyển động quay Trái đất (IERS) đã tổ chức các chương trình quan sát này và cho thấy tình trạng không cố định của các trạm quan sát đồng thời giám sát chuyển đông quay của Trái đất. Nhờ các số liệu quan sát trên, IERS đã thiết lập khung quy chiếu toàn cầu địa tâm chính xác nhất lúc bấy giờ là ITRF-89, trong thời gian này Hệ quy chiếu ChâuÂu ETRS-89 (European Terrestrial Reference System 1989) cũng được thiết lập và đảm bảo bởi khung quy chiếu Châu Âu EUREF-89 (European Reference Frame-1989).
Để có riêng khung quy chiếu cho châu Âu, ban đầu người ta đã xây dựng 93 điểm quan sát GPS thường trực trên các nước châu Âu EPN (Euref Permanent Network), trong đó có một số điểm cơ sở sử dụng lỹ thuật trắc địa không gian nhưng VLBI, SLR. Mạng lưới quan sát thường trực của khung quy chiếu Châu Âu EPN không ngừng phát triển. Năm 2003 đã có tới 130 trạm, phân bố trên 32 nước châu Âu. Nhờ đó có thể cung cấp tựa tức thời số liệu GPS chất lượng cao phục vụ các mục đích khoa học khác như quan trắc địa động, dự báo khí tượng… Trên hình 1.4 thể hiện tốc độ tăng trưởng của hệ thống trạm quan trắc thường trực EPN
Hình 1.4. Xu hướng tăng các trạm của EPN
Khung quy chiếu Châu Âu EUREF không chỉ phục vụ cho các nhiệm vụ khoa học trong Trắc địa cao cấp, trong nghiên cứu địa động mà còn phục vụ cho các nhiệm vụ kỹ thuật trong lĩnh vực địa tin học (Geomatics) và trong các lĩnh vực khác như định vị và dẫn đường.
Tính tới năm 2009, mạng lưới EPN đã gồm 212 trạm quan sát phân bố trên 38 nước châu Âu, trong dó có 87 trạm tham gia trong mạng toàn cầu IGS.
Để xử lý và phân tích số liệu cho mạng lưới EPN người ta hình thành 16 trung tâm phân tích số liệu, trong đó có 3 trạm cung cấp phối hợp số liệu GPS và GLONASS. Mỗi mạng lưới con được xử lý bao gồm 30 đến 60 trạm quan sát. Trên hình 1.5 là phân bố các trạm của EUREF tính tới năm 2001
Hình 1.5. Các trạm trong EUREF (năm 2001)
Mỗi trạm EPN được xủ lý ít nhất 3 trung tâm phân tích. Mỗi trạm EPN được tính vị trí (tọa độ) hàng ngày và hàng tuần cung cấp lời giải cho EUREF. Các quốc gia trong liên minh châu Âu lại dựa vào EUREF để xác định hệ tọa độ của riêng mình, ví dụ Ba Lan có hệ tọa độ ETRF-POL-92.
Trên hình 1.6 là vị trí các trạm thường trực GNSS của EUREF, các trung tâm số liệu (Data Center) và các trung tâm phân tích (Analysis Center) của EUREF tính đến năm 2009
Hiện nay giá trị 7 tham số chuyển đổi tọa độ giữa ITRF2005 với EUREF đều là 0, tuy nhiên sai số trung phương của các tham số đó cỡ 0.3cm (đối với dX, dY, dZ); là 0.1 mas đối với 3 góc xoay Euler và cỡ 0,3.10-9 đối với tỷ lệ dài dm.