CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÔNG NGHỆ ĐỊNH VỊ ĐỘNG THỜI GIAN THỰC
3.2. THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN KỸ THUẬT CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA
3.2.1. Thiết kế phương án sử dụng RTK GNSS
* Khi đo động xử lý tức thời (RTK) cần có các thiết bị sau:
- Tại trạm chủ :
+ 01 máy thu GPS (có chức năng đo động) ; + Chân máy, đế có dọi tâm ;
+ Nguồn điện (pin hoặc acquy);
+ Máy phát (Radio- Link).
- Tại trạm động : + 01 máy thu GPS;
+ 01 bộ điều khiển đo (TDC1 hoặc TSC1...vv);
+ 01 sào đo kèm bọt thuỷ chuẩn;
+ Cáp nối bộ điều khiển đo và máy thu;
+ Nguồn điện (pin hoặc acquy);
+ Máy thu (Radio- Link).
3.2.1.2. Các thao tác đo GPS động
Khi đó có các thiết bị cần thiết, có thể tổ chức đo động để xác định toạ độ, độ cao của các vị trí máy động (trạm Rover) trên cơ sở toạ độ, độ cao đó biết của trạm tĩnh (trạm Base).
Do yêu cầu đo GPS động là phải liên tục theo dõi ít nhất 4 vệ tinh, do đó cần phải khảo sát khu đo để xác định điều kiện đo có đảm bảo hay không.
Trong khi đo có thể xảy ra hiện tượng “mất tín hiệu’’ và có thể phải khởi đo lại.
Cần tránh đường đo (di chuyển máy thu di động) dưới các tán cây, dưới các vật che chắn tín hiệu như nhà, tường gạch cột điện...vv… Nói chung tiến hành đo động trong các khu đô thị đông đúc, công trình dầy đặc là khó thực hiện.
- Chuẩn bị điểm trạm tĩnh
Điểm được chọn làm điểm trạm tĩnh là điểm khống chế trong mạng lưới toạ độ nhà nước (I, II, III, IV) hoặc lưới chêm dầy (cấp 1, cấp 2). Tại điểm trạm tĩnh cần đảm bảo thông thoáng tốt để thuận lợi cho việc thu tín hiệu từ 4 vệ tinh trong suốt thời gian đo động. Điểm trạm tĩnh không nên chọn quá xa khu đo, tốt nhất
nên cách khu đo không quá 10 km. Một điểm trạm tĩnh có thể dùng chung cho nhiều trạm động.
Đo động xử lý tức thời (RTK) cần phải biết trước toạ độ độ cao của điểm trạm tĩnh và một số điểm khác phân bố quanh khu đo để làm thủ tục định chuẩn (cabliration).
Thủ tục định chuẩn thực chất là công việc chuẩn bị trước để giúp trạm đo động chuyển đổi ngay ở thực địa toạ độ xác định được trong hệ WGS – 84 về hệ toạ độ thực dụng (VN – 2000).
Để định chuẩn, người ta thường sử dụng 4 điểm bố trí xung quanh khu đo (cũng có thể dùng nhiều hơn 4 điểm, tối đa là 20 điểm), tại các điểm này đồng thời xác định toạ độ - độ cao trong hệ thực dụng và xác định toạ độ - độ cao trong hệ WGS – 84.
Nhờ các điểm định chuẩn mới có thể tính được các tham số chuyển đổi toạ độ giữa hệ WGS – 84 về hệ thực dụng. Các tham số này sẽ được sử dụng đối với các điểm đo động để tính chuyển toạ độ điểm đo sang hệ toạ độ thực dụng ngay tại thực địa.
Hình 3.1. Khởi động trạm chủ Công tác khởi động trạm chủ (Base)
Trạm chủ sẽ được khởi động trước khi thực hiện thủ tục khởi đo trạm
TSC1 ...) nối với máy thu bằng cáp chuyên dụng. Cần xác định trước tần suất (epoch interval) ghi tin hiệu, nơi ghi tín hiệu, góc ngưỡng chọn vệ tinh...vv...
Các tham số này sẽ được cài đặt trước trong bộ điều khiển đo.
Thực hiện các thao tác khởi động trạm chủ bằng lệnh - Start base receiver. Khi nào trên màn hình bộ điều khiển đo thông báo : Base started tức là trạm chủ đó khởi động xong. Có thể tháo bộ điều khiển đo ra khỏi máy chủ nếu chọn ghi số liệu vào bộ nhớ máy thu.
- Thủ tục khởi đo trạm động (Rover)
Nếu tiến hành đo động máy động thường được gắn trên sào đo. Máy thu trạm động được gắn liên tục với bộ điều khiển đo bằng cáp chuyên dùng.
Trước khi thực hiện đo hàng loạt điểm phải thực hiện thủ tục khởi đo tại điểm đầu tiên. Có thể thực hiện thủ tục khởi đo theo hai phương pháp sau :
- Đặt máy động tại điểm đó biết (Known point) - Đặt máy động tại điểm chưa biết (Unknown point)
Thực hiện đo động tức thời (RTK), công việc khởi đo phức tạp hơn vì phải thực hiện thủ tục định chuẩn.
- Thực hiện đo động
Hình 3.2. Kiểm tra tọa độ trạm động trước khi đo
Máy thu di động được gắn trên sào đo, với chiều cao anten cố định (khoảng 1,8 m). Tại mỗi điểm đo ta dừng lại thu tín hiệu vệ tinh trong khoảng
thời gian ít nhất là gấp 2 lần tần suất ghi tín hiệu.
Tại điểm đo cần chú ý màn hình của bộ điều khiển đo, để đảm bảo trạng thái của máy thu:
- Nếu thông báo là “Roving’’ cho phép di chuyển máy thu.
- Nếu thông báo “Point details” (not static yet) có thể tạm dừng ghi các số liệu cần thiết của điểm đo như tên điểm, độ cao anten ...vv…
- Nếu thông báo “Static” thì phải giữ máy đứng yên trong thời gian thu tín hiệu (vài giây).
Việc thay đổi thông báo được thực hiện bằng phím OK trên bộ điều khiển đo.
Trong phương pháp đo động tức thời, tín hiệu ở trạm chủ được bộ phát radio chuyển đến máy động để xác định luôn ra vectơ cạnh, và từ đó xác định ngay toạ độ điểm trạm động ở thực địa.
Khi đo động cần lưu ý tới các thông báo trên bộ điều khiển đo, trong đó chú ý tới MODE khi di chuyển (màn hình ROVING).
- FINE: Là đang thực hiện ở chế độ tốt.
- COARSE: Là chế độ kém (đang trong tình trạng mất khoá tín hiệu …).
- Kết thúc đo động.
Sau khi thực hiện thu tín hiệu tại tất cả các điểm đo, người đo sẽ kết thúc đo bằng lệnh “End Surver”. Mọi số liệu đo đó được ghi sẽ lưu lại trong bộ nhớ máy thu hoặc bộ nhớ của thiết bị điều khiển đo. Công việc xử lý sẽ là công việc tiếp theo và được thực hiện trong phòng.
- Các tham số cài đặt
Trong phương pháp đo dừng và đi, thời gian dừng máy tại điểm đo chỉ từ vài giây đến vài phút, tuỳ thuộc vào tần suất ghi tín hiệu (ký hiệu là ∆t, ít nhất phải thu được 2 số liệu).
Đo động khác với đo tĩnh là số trị đo ít. Trong đo tĩnh số trị đo có đến hàng trăm, hàng ngàn giá trị, nhưng đo động số trị đo chỉ vài ba giá trị, chính vì thế không thể sử dụng số dư của phân sai kép để đánh giá độ chính xác sau
phương pháp ước lượng sai số đo cạnh động (Kinematic Bseline).
Trong phương pháp đo động dừng và đi, ngay lúc đi (di chuyển) máy GPS vẫn tiếp tục theo dõi và ghi tín hiệu với tần suất đó cài đặt. Chính vì thế bộ nhớ của máy thu GPS hay bộ nhớ của bộ điều khiển sẽ chỉ chứa được một lượng tín hiệu trong một khoảng thời gian hạn chế.
Nếu ta cài đặt chế độ ghi dầy (tần suất ghi ngắn) thì bộ nhớ sẽ chúng bị đầy song thời gian dừng đo lại được rút ngắn, ngược lại nếu ta đặt chế độ ghi thưa (tần suất ghi dài) thì bộ nhớ cho phép kéo dài đựơc thời gian đo, song điểm đo lại phải dừng lại lâu hơn. Đây chính là vấn đề cần cân nhắc ghi cài đặt tần suất ghi. Thông thường, nếu khoảng cách giữa các điểm đo dài và khó đi lại thì người ta thường kéo dài tần suất ghi. Tần suất ghi tín hiệu của các trạm chủ và trạm động phải cài đặt như nhau.
Hiện nay có một số bộ điều khiển đo khác nhau như TDC – 1, TSC1, TSCe … có dung lượng bộ nhớ từ 640 Kb đến 4 Mb. Tuy nhiên không phải tất cả bộ nhớ được dành cho ghi số liệu mà bộ nhớ có thể ghi số liệu sẽ ít hơn (ký hiệu là M) và được quy định như sau:
- Đối với loại 640 Kb có thể ghi được 40 Kb - Còn với loại 4 Mb có thể ghi được 3414 Kb
Ngoài ra lượng thông tin ghi vào bộ nhớ phụ thuộc vào máy thu là 1 tần hay 2 tần, đồng thời phụ thuộc vào số lượng vệ tinh quan trắc được. Nếu sử dụng máy thu 2 tần thì lượng thông tin cần ghi sẽ lớn hơn khi sử dụng máy thu 1 tần. Người ta đưa ra công thức tính lượng thông tin cho mỗi tri đo (ký hiệu là I) như sau:
- I1 = 33 + (nx30) đối với máy thu 1 tần (L1) - II1 = 33 + (nx43) đối với máy thu 2 tần (L1/L2)
3.2.1.3. Mô tả thiết bị
Kệ máy Máy trạm chủ
Pin Ốc nối
Máy trạm động Pin máy
Hình 3.3. Máy và phụ kiện
Cáp trút dữ liệu đo Anten thu tín hiệu radio
Ốc nối Sào anten 2m Hình 3.4. Máy động và phụ kiện
Bộ phát Datalink Cáp nối từ máy tới Datalink
Anten phát tín hiệu Radio Cáp nối nguồn
Sổ đo được gắn trên thân máy động Cáp trút dữ liệu vào máy tính Hình 3.5. Bộ phát Radio Datalink
Giá bắt thiết thị điều kiển
(Sổ đo) Bút cảm ứng
Hình 3.6. Các thiết bị kèm theo
Ác quy Sạc ắc quy Sạc pin