Chương 4 KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM
4.2 Thực nghiệm bố trí tâm trụ cầu bằng công nghệ GPS
Để kiểm tra tính khả thi của phương án áp dụng công nghệ GPS trong bố trí tâm trụ cầu trong luận văn đã tiến hành thực nghiệm như sau:
- Coi điểm mốc tâm sứ QT4, QT5 đã xây dựng là tâm trụ thiết kế có tọa độ là tọa độ sau bình sai của phần thực nghiệm xây dựng lưới khống chế tọa độ đã trình bày ở mục 4.1.
- Đánh dấu thêm 1 điểm mới cách điểm tâm sứ khoảng ~ 10cm. Đặt tên điểm là QT4-1 ứng với điểm gần mốc QT4 và QT5-1 với điểm gần mốc QT5.
- Thực hiện đo GPS theo kỹ thuật RTK và kỹ thuật đo tĩnh nhanh vào điểm đánh dấu QT4-1, QT5-1 và tiến hành xác định tọa độ. Lấy tọa độ điểm QT4-1, QT5-1 và tọa độ điểm mốc tâm sứ QT4, QT5 để xác định các khoảng cách QT4 đến QT4-1, QT5 đến QT5-1. So sánh khoảng cách tính được với khoảng cách đo trên thực tế bằng thước thép.
- Đối với kỹ thuật RTK thì điểm Base được chọn là điểm GPSB, Rover đo tọa độ tại các vị trí QT4-1, QT5-1.
- Đối với kỹ thuật đo tĩnh nhanh thì lưới GPS bố trí tâm trụ cầu gồm 04 điểm có đồ hình như Hình 4.7:
Hình 4.7: Sơ đồ lưới đo GPS bố trí tâm trụ bằng kỹ thuật đo tĩnh nhanh
- Để kiểm chứng độ chính xác của kỹ thuật đo tĩnh nhanh chúng tôi bố trí thời gian các ca đo là 5 phút, 10 phút, 15 phút và 20 phút để so sánh và rút ra nhận xét.
- Các kết quả thu được được trút ra bằng phần mềm của hãng Trimble và xử lý bình sai bằng phần mềm Trimble Business Center. Báo cáo được chuyển sang dạng 7 bảng và được trình bày trong Phụ lục 2 (Trang 103).
4.2.2. Kết quả thực nghiệm bằng kỹ thuật Real Time Kinematic (RTK) 4.2.2.1. Đo đạc bằng kỹ thuật RTK
1. Thiết lập trạm base
Trạm base được đặt tại điểm định tâm bắt buộc GPSB. Thiết lập các thông số trạm base bằng máy thu 2 tần GPS Trimble 5700 (Hình 4.8 và 4.9).
Thiết lập tọa độ điểm trạm Base là tọa độ điểm đã biết GPSB và cài đặt các thông số hệ tọa độ cũng như 7 tham số tính chuyển vào trạm Base.
Hình 4.8: Trạm base đo kỹ thuật RTK Hình 4.9: Thiết lập thông số trạm Base
2. Đo tọa độ điểm
Rover được gắn trên sào đo có bọt thủy cân bằng, tọa độ đo được hiển thị trực tiếp qua một thiết bị cầm tay. Thời gian đo đạc một điểm rất nhanh, từ 3-5 giây để xác định tọa độ điểm.
Các bước tiến hành đo đạc thực tế bằng Rover đã thực hiện theo quy trình đo đạc như sau:
Hình 4.10: Rover được gắn trên sào đo Hình 4.11: Cân Rover vào điểm đo
Hình 4.12: Cố định và đo tọa độ Hình 4.13: Đo liên tục 3 lần để lấy tọa độ trung bình
4.2.2.2. Kết quả thực nghiệm kỹ thuật RTK
Mỗi điểm được đo 3 lần lấy trung bình, tọa độ thu được như bảng sau:
Bảng 4.5: Tọa độ trung bình đo được bằng kỹ thuật RTK
Số Tên Tọa độ
TT điểm X(m) Y(m)
1 Base GPSB 2328554.008 581843.628 2 QT4-1 2329593.846 580429.655 3 QT5-1 2328907.009 581427.733
Như vậy dựa vào tọa độ điểm mốc sứ và tọa độ điểm đo được bằng RTK ta xác định được khoảng cách và so sánh với khoảng cách đo được bằng thước thép (Bảng 4.7).
Bảng 4.6: Khoảng cách điểm đánh dấu đến mốc sứ đo bằng thước thép
Khoảng cách QT4 đến QT4-1: 77(mm) Khoảng cách QT5 đến QT5-1: 86(mm) Ta lập được bảng tính toán và so sánh như sau:
Bảng 4.7: Khoảng cách tính bằng tọa độ RTK
STT Tên X(m) Y(m) Tên X(m) Y(m) Khoảng
cách (m) 1 QT4 2329593,846 580429,655 QT4-1 2329593,914 580429,606 0,084 2 QT5 2328907,009 581427,733 QT5-1 2328907,028 581427,815 0,084
Bảng 4.8: So sánh khoảng cách thực tế thước thép và tính từ tọa độ RTK
STT Tên
Khoảng cách
Sai lệch (mm) Thước thép
(mm)
Tính theo tọa độ (mm)
1 QT4 -> QT4-1 77 84 7
2 QT5 -> QT5-1 86 84 -2
4.2.3. Kết quả thực nghiệm bằng kỹ thuật đo tĩnh nhanh
Sau khi đo đạc và xử lý số liệu bằng phần mềm Trimble Business Center ta có được các kết quả bình sai lưới GPS được trình bày ở phần phụ lục 2, trong đó bảng tọa độ sau bình sai của các ca đo như sau:
1. Ca đo 5 phút
Bảng 4.9: Tọa độ sau bình sai lưới bố trí tâm trụ ca đo 5 phút
Số Tên Tọa độ Độ cao Sai số vị trí điểm
TT điểm X(m) Y(m) h(m) (mx) (my) (mh) (mp)
1 GPSA 2331117,538 580192,329 31,939 0,001 0,001 0,005 0,001 2 GPSB 2328554,008 581843,628 25,000 --- --- --- --- 3 QT4-1 2329593,847 580429,652 12,670 0,002 0,002 0,006 0,003 4 QT5-1 2328907,011 581427,732 12,526 0,003 0,004 0,009 0,005 2. Ca đo 10 phút
Bảng 4.10: Tọa độ sau bình sai lưới bố trí tâm trụ ca đo 10 phút
Số Tên Tọa độ Độ cao Sai số vị trí điểm
TT điểm X(m) Y(m) h(m) (mx) (my) (mh) (mp)
1 GPSA 2331117,538 580192,329 31,938 0,001 0,001 0,004 0,001 2 GPSB 2328554,008 581843,628 25,000 --- --- --- --- 3 QT4-1 2329593,845 580429,650 12,671 0,002 0,002 0,005 0,003 4 QT5-1 2328907,015 581427,727 12,526 0,002 0,002 0,006 0,003
3. Ca đo 15 phút
Bảng 4.11: Tọa độ sau bình sai lưới bố trí tâm trụ ca đo 15 phút
Số Tên Tọa độ Độ cao Sai số vị trí điểm
TT điểm X(m) Y(m) h(m) (mx) (my) (mh) (mp)
1 GPSA 2331117,538 580192,329 31,940 0,001 0,001 0,006 0,001 2 GPSB 2328554,008 581843,628 25,000 --- --- --- --- 3 QT4-1 2329593,845 580429,651 12,670 0,002 0,003 0,007 0,004 4 QT5-1 2328907,013 581427,727 12,530 0,002 0,003 0,008 0,004 4. Ca đo 20 phút
Bảng 4.12: Tọa độ sau bình sai lưới bố trí tâm trụ ca đo 20 phút
Số Tên Tọa độ Độ cao Sai số vị trí điểm
TT điểm X(m) Y(m) h(m) (mx) (my) (mh) (mp)
1 GPSA 2331117,538 580192,329 31,935 0,001 0,001 0,007 0,001 2 GPSB 2328554,008 581843,628 25,000 --- --- --- --- 3 QT4-1 2329593,844 580429,650 12,672 0,002 0,003 0,008 0,004 4 QT5-1 2328907,014 581427,727 12,526 0,003 0,003 0,009 0,004
Sử dụng tọa độ thu được tính ra khoảng cách và so sánh với khoảng cách đo được bằng thước thép ta có:
Bảng 4.13: So sánh khoảng cách đo được bằng kỹ thuật tĩnh nhanh và khoảng cách đo bằng thước thép
Ca đo Tên cạnh
Khoảng cách
Sai lệch (mm) Thước thép
(mm)
Tĩnh nhanh (mm)
5 phút QT4 -> QT4-1 77 81 4
QT5 -> QT5-1 86 85 -1
10 phút QT4 -> QT4-1 77 82 5
QT5 -> QT5-1 86 89 3
15 phút QT4 -> QT4-1 77 82 5
QT5 -> QT5-1 86 89 3
20 phút QT4 -> QT4-1 77 83 6
QT5 -> QT5-1 86 89 3
4.2.4. Nhận xét
Từ các kết quả khảo sát thực nghiệm tổng hợp bố trí tâm trụ cầu bằng kỹ thuật RTK và tĩnh nhanh có thể rút ra một số nhận xét sau:
1. Sai lệch vị trí tọa độ đo bằng phương pháp đo tĩnh nhanh (sai số thực) so với khoảng cách đo bằng thước thép (trị thực) lớn nhất là 6mm, nhỏ nhất chỉ là 1mm (Bảng 4.13), hoàn toàn đáp ứng độ chính xác cần thiết bố trí tâm trụ cầu (≤±2cm).
2. Việc ứng dụng kỹ thuật RTK vào bố trí tâm trụ hoàn toàn khả thi vì đạt được độ chính xác cần thiết (Bảng 4.8), thời gian đo đạc nhanh chóng, công tác đo đạc thuận lợi, dễ dàng.
3. Kỹ thuật đo tĩnh nhanh đáp ứng được các yêu cầu về độ chính xác bố trí tâm trụ ngay cả khi thời gian đo chỉ từ 5 đến 10 phút. Điều này có tính thực tiễn cao khi trong điều kiện hạn chế máy móc thiết bị ta vẫn có thể thực hiện bố trí tâm trụ bằng các máy thu GPS 1 tần có sẵn.