Quy trình công nghệ đo đạc địa chính bằng MGIS-LODG đƣợc trình bày trên hình 2.2.
a. Xây dựng các trạm CORS
LODG sử dụng nhƣ̃ng tra ̣m tham chiếu GPS đặt cố định ở những điểm có tọa độ đã biết (CORS) bố trí tại địa phƣơng để xác định rõ các tham số ảnh hƣởng đến kết quả đo GPS nhƣ : đồng hồ vệ tinh , quỹ đạo vệ tinh , tầng điê ̣n ly và tầng đối lƣu của khí quyển. Bằng cách cải thiện các tham số của mô hình khí quyển , nó xử lý nhiễu và cung cấp tín hiê ̣u chỉnh lý cho các máy đo di đô ̣ng tại các địa điểm nằ m trong ma ̣ng lƣới CORS. Kết quả là các máy đo (2 tần số) thu đƣợc to ̣a đô ̣ không gian ba chiều trong thời gian thực . Các vị trí tƣơng quan và khoảng cách giữa các tra ̣m CORS xác định chu vi của CON (CORS Optimized Network). Chi tiết kỹ thuật trong phạm vi phủ sóng và độ chính xác định vị từ máy động (rover) phụ thuô ̣c vào kích thƣớc (khu vực) của CON và mật độ của tra ̣m CORS ta ̣o ra nó . Ví dụ, muốn kết quả đo cho đô ̣ chính xác tới cm thì số lƣợng trạm CORS cần nhiều hơn so với khi yêu cầu đô ̣ chính xác dm. Tọa độ đƣợc đo trong khoảng thời gian 30 giây và đƣợc lƣu trữ trong thiết bị cầm tay đi kèm . Các thiết bị cầm tay này sẽ tự động chuyển đổi các to ̣a đô ̣ thu đƣợc tƣ̀ CORS sang hê ̣ to ̣a đô ̣ VN 2000 rồi hiển thị và lƣu la ̣i các kết quả . Khu vƣ̣c CON đƣơ ̣c khoanh vùng bởi phần mềm Fencing của ALSE nhằm cung cấp quyền sƣ̉ du ̣ng hơ ̣p pháp và xác định khu vực địa lý mà máy đo có thể hoa ̣t đô ̣ng .
Xây dựng hệ thống trạm CORS
Đo nối các trạm CORS với các điểm tọa độ nhà nƣớc, xác định tham số chuyển đổi từ ITRF2005
về VN-2000
Thu thập các hồ sơ giấy tờ liên quan, xác định ranh giới thửa đất
Lập mô tả ranh giới, mốc giới thửa đất
Đo vẽ chi tiết thửa đất bằng LODG, đo toàn đạc, thƣớc thép ở khu vực ẩn khuất
Thu thập thông tin sử dụng đất
Thành lập bản đồ gốc số trên máy tính
Biên tập bản đồ địa chính theo đơn vị hành chính cấp xã
Kê khai lập hồ sơ đăng ký cấp mới, cấp đổi giấy CNQSDĐ, lập hồ sơ địa chính
Trong những khu vực có tín hiê ̣u GPS kém dẫn đến các chỉ số GDOP /PDOP có giá trị cao, hệ thống sẽ cho kết quả trƣ̣c tiếp tƣ̀ vê ̣ tinh , và nhƣ vậy độ chính xác sẽ bi ̣ giảm rõ rệt . Trong những trƣờng hợp nhƣ vậy , để duy trì đô ̣ chính xác cao , bắt buộc phải thiết lập các điểm offset gần nhất (là các điểm có GDOP /PDOP phù hợp) tới các điểm cần đo . Sau đó, dùng các phƣơng pháp đo đạc truyền thống để chuyển các tọa độ của các điểm offset qua các điểm cần đo.
Một tra ̣m CORS bao gồm các phần:
- Ăng-ten GNSS: là thế hệ ăng -ten đờ i mới nhất có khả năng thu nhâ ̣n tín hiê ̣u tƣ̀ các hê ̣ vê ̣ tinh khác nhau nhƣ GPS, GPS+, GLONASS, GALILEO, và COMPASS.
- GNSS DF Receiver : là máy thu tín hiệu đa tần có khả năng thu nhận tín hiệu tƣ̀ các hê ̣ vê ̣ tinh nhƣ GPS, GPS+ của Mỹ và GLONASS của Nga.
- Các điểm gốc tọa độ cấp cao để bố trí các trạm CORS. Trong hệ thống LODG không cần xây dựng lƣới khống chế tọa độ cấp thấp nên chi phí cho hạng mục này đƣợc giảm đi một cách đáng kể.
- Trạm xử lý trung tâm GPC và bộ phần mềm GNSS -LODG chuyên dụng nhằm cung cấp số liê ̣u điều chỉnh và cho phép đạt đô ̣ chính xác ở mƣ́c centimet, phù hợp với yêu cầu đo đa ̣c đi ̣a chính trong thời gian thƣ̣c.
Trong một thử nghiệm của Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng, 5 trạm tham chiếu CORS đã đƣợc thiết kế và xây dựng ở tỉnh Thanh Hóa (xã Trƣờng Lâm, Triệu Dƣơng của huyện Tĩnh Gia, xã Công Bình của huyện Nông Cống) và tỉnh Nghệ An (xã Quỳnh Hồng, Quỳnh Châu của huyện Quỳnh Lƣu) tạo thành một lƣới CON có tầm hoạt động khoảng 5585km. Các trạm CORS này đảm bảo cho việc đo đạc ứng dụng LODG tại các huyện Tĩnh Gia (Thanh Hóa), Quỳnh Lƣu và Diễn Châu (Nghệ An).
LODG hoạt động trên cơ sở sử dụng số cải chính thời gian thực vào tọa độ thu đƣợc từ các thiết bị đo tại điểm cần đo tọa độ. Việc truyền số liệu cải chính thời gian thực từ trung tâm xử lý đến các máy động rover đƣợc thực hiện qua mạng điện thoại di động. Các tra ̣m CORS liên tục truyền dữ liệu về trung tâm xƣ̉ lý GPS của ALSE đă ̣t tại Trung tâm dữ liệu của Viettel , Thành phố Hồ Chí Minh . Trung tâm xƣ̉ lý này sử dụng phần mềm chuyên dụng để tính toán tối ƣu các dƣ̃ liê ̣u trong khu vƣ̣c CON, đồng thời truyền số liệu hiê ̣u chỉnh theo thời gian thƣ̣c cho các máy đo đã đăng ký sử dụng. Phần mềm Fencing sẽ xác đi ̣nh ID của tƣ̀ng máy đo , quyền vận hành hợp pháp , và thời hạn hoạt động . Dữ liệu thu đƣợc sẽ nhập vào trong phần mềm và hệ thống LODG kiểm soát hoạt động trong các dự án tùy theo ngƣời sử dụng . Số cải chính là kết quả xử lý số liệu quan trắc tín hiệu vệ tinh GPS từ 5 trạm CORS.
Các hoạt động của máy thu GPS đa tần (của hãng NovAtel) là nhận tín hiệu GPS và kết nối với trung tâm xƣ̉ lý GPC qua mạng GPRS. Các thiết bị cầm tay GPRS này đảm bảo cung cấp thông tin liên lạc thông suốt cho ngƣời dùng . Tín hiệu GPRS chỉ cần băng thông rất nhỏ để hoạt động . Máy đo khi khởi đô ̣ng nguô ̣i cần thời gian để khởi động , nhƣng khi đã hoạt động , thời gian cần để lấy to ̣a đô ̣ là dƣới một phút . Việc đi ̣nh vị này là tƣ́c thời nên dƣ̃ liê ̣u không cần xử lý sau tại văn phòng . Pin và các loại cáp đƣợc đă ̣t trong túi đeo n hỏ gọn. Kèm theo máy thu là một tru ̣ đo nho ̣n , đầu trên của tru ̣ gắn với ăng -ten GPS, đầu dƣới nho ̣n để đă ̣t cho đúng vị trí đánh dấu . Trụ có thể kéo dài ra đến 2m khi cần tầm nhìn GPS tốt hơn . Máy đo cũng đƣợc trang bị chân đôi trong trƣờng hợp cần giƣ̃ cố đi ̣nh để thu GPS khi chỉ số GDOP / PDOP cao. Một thƣớc đo thăng bằng (bong bóng ) đƣợc kèm theo để giúp giữ tru ̣ trong vị trí thẳng đứng trong thời gian lấy to ̣a đô ̣.
Một bộ máy đo công nghệ LODG gồm các thiết bị sau đây (hình 2.3):
- Túi thiết bị gồm 2 ngăn: ngăn 1 chứa máy đo và thiết bị phụ trợ, ngăn 2 chứa bình ắc quy.
- Chân máy có gắn bọt thủy. - Ăng ten và cáp.
- Gƣơng đơn toàn đạc gắn sẵn trên chân máy.
- Máy tính cầm tay PDA và đế sạc/đồng bộ dữ liệu. - Thiết bị phụ trợ: 1 bộ sạc ắc quy.
Với công nghệ LODG, đô ̣ chính xác đo đạc đồng nhất trong toàn khu vƣ̣c CON và không bi ̣ lê ̣ thuộc vào bất kỳ một tra ̣m CORS riêng biê ̣t nào . Chính vì lý do này mà chất lƣợng đo không bị ảnh hƣởng bởi khoảng cách giữa máy đ o và tra ̣m CORS nhƣ trong hầu hết các trƣờng hợp dùng giải pháp mạng RTK.
b. Đo nối các trạm CORS, xác định tham số chuyển đổi từ ITRF-2005 về hệ tọa độ VN-2000
Sau khi CORS đi vào hoạt động và kết nối với trung tâm xƣ̉ lý GPC tại Thành phố Hồ Chí Minh, cần tối thiểu là 15 ngày để thiết lập tọa độ của các tra ̣m CORS vƣ̀a đƣơ ̣c cài đă ̣t. Các tọa độ đƣợc tính bằng phần mềm JPL của GIPSY và đƣợc xử lý sau bằng cách sử dụng các mô hình chính xác , năng đô ̣ng và quỹ đa ̣o vệ tinh . Theo điều kiê ̣n bình thƣờng , các to ̣a đô ̣ tra ̣m CORS đƣợc tính có độ chính xác rất cao (tốt hơn 1cm theo cả 3 trục X, Y, Z) nhờ một cơ chế giám sát và hiệu chỉnh tọa độ theo thời gian nhằm khắc phục sự di chuyển của trạm do sƣ̣ di ̣ch chuyển của vỏ Trái đất.
Hình 2.3. Bộ thiết bị của máy động (rover).
Sau khi đã có tọa độ của các trạm CORS , cần thiết lâ ̣p mô ̣t lƣới quy chuẩn tầm ngắn bằng cách cho ̣n 4 điểm cách nhau 10-15m, sau đó đo quy chuẩn và đƣờng đáy . Tiếp theo thực hiện cùng một thử nghiệm nhƣ trên nhƣng với các điểm có khoảng cách xa hơn , và gần mép của khu vƣ̣c CON . Một lần nữa , các kết quả phải giống nhau trong đô ̣ chính xác đã quy đi ̣nh.
Để tính toán tham số chuyển đổi từ hệ quy chiếu ITRF -2005 về hệ tọa độ địa phƣơng VN-2000, cần phải sử dụng ít nhất 20 điểm ở các vị trí thoáng đãng đã có to ̣a đô ̣ trong hê ̣ VN -2000 và đƣợc phân bố đều trên toàn khu vƣ̣c CON . Các điểm đối chiếu này đƣợc chia thành hai nhóm : nhóm 1 là nhóm các điểm có độ chính xác cao nhất và phân phối đều trên toàn khu vƣ̣c CON , nhóm 2 bao gồm các điểm còn lại . Các điểm nhóm 1 để tính tham số chuyển đổi bằng cách đo tọa độ ITRF -2005 bằng máy đo LODG để có đƣợc tọa độ ITRF -2005. Nhóm 2 sẽ đƣợc sử dụng độc lập để xác minh và xác nhận tính hơ ̣p lê ̣ của hoạt động LODG và sƣ̣ tính toán chuyển đổi .
Ăng ten PDA Túi thiết bị Chân máy Cáp ăng ten Gƣơng toàn đạc (hằng số = - 38mm) Bọt thủy
c. Thao tác đo
Các thiết bị đo tại trạm rover bao gồm: - Anten thu tín hiệu vệ tinh 2 tần số;
- Thiết bị điều khiển tích hợp các phần mềm xử lý chuyên dụng;
- Thiết bị thu nhận tín hiệu cải chính thời gian thực qua đƣờng truyền sóng của mạng điện thoại di động Viettel (đƣợc tích hợp chung trong thiết bị điều khiển).
Tại mỗi điểm đo, sau khi định tâm cân máy chuẩn, khởi động chƣơng trình đo trên thiết bị điều khiển cho đến khi thiết bị báo đạt chế độ INTEGER (đã giải đƣợc số nguyên bƣớc sóng) thì tọa độ và các thông số khác nhƣ: tên điểm, thời gian đo, tọa độ trong hệ ITRF-2005 và toạ độ phẳng VN-2000 đƣợc ghi tự động vào file đo. Thời gian đo trung bình là 30 - 60 giây cho một điểm tùy thuộc vào đồ hình và số lƣợng vệ tinh. Số liệu đo hàng ngày đƣợc trút vào máy tính, sử dụng phần mềm CIDALA để chuyển về kinh tuyến trục địa phƣơng theo quy định của của Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng.
Chương 3. THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG MOBILE GIS - GPS TRONG THU THẬP DỮ LIỆU KHÔNG GIAN VỀ ĐẤT ĐAI