Đề tài Xây dựng lưới đường chuyền địa chính cấp 1, 2 bằng công nghệ GPS

lời nói đầu Trong giai đoạn hiện nay, cùng với sự phát triển của nền công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Song song với quá trình này là sự cải tiến thay đổi về mặt công nghệ, các tiến bộ kỹ thuật tiên tiến hiện đại, các dự án nghiên cứu ứng dụng của công nghệ mới được đẩy mạnh. Được sự hỗ trợ của nhà nước, Tổng Cục địa Chính (TCĐC) đã mạnh dạn đầu tư các trang thiết bị máy móc hiện đại cho nhiều cơ quan từ Trung ương đến địa phương. Do đó, việc nghiên cứu ứng dụng những công nghệ mới để đưa vào sản xuất là việc tất yếu. Kỹ thuật định vị toàn cầu GPS đã được sử dụng vào nước ta vào khoảng 8 á 9 năm trở lại đây, chủ yếu trong các ngành trắc địa, địa chính, bản đồ, địa chất, lâm nghiệp, nông nghiệp, hàng không, hàng hải... tuy nhiên khả năng to lớn của nó mới chỉ được khai thác rất hạn chế, về tính đa dạng, phức tạp của công nghệ hiện đại này. Đó cũng là sự kết hợp những thành tựu của nhiều bộ môn khoa học và công nghệ như: Toán học, vật lý, khí quyển, thiên văn, điện tử và tin học... Xuất phát từ yêu cầu thực tế nói trên, được sự hướng dẫn của thầy giáo Nguyễn Xuân Tùng, chúng em đã nghiên cứu đề tài tốt nghiệp “ Xây dựng lưới đường chuyền địa chính cấp 1, 2 bằng công nghệ GPS. Trong khuôn khổ đề tài có hạn chế, chúng em đã tiến hành nghiên cứu những nội dung chủ yếu sau: Chương I: Giới thiệu chung Chương II: Giới thiệu công nghệ GPS Chương III: Phần chuyên đề Chương IV: Phần thực nghiệm Kết luận và kiến nghị được rút ra từ kết quả nghiên cứu phân tích lý thuyết kết hợp với phân tích kết quả đo đạc trên thực địa. Từ đó rút ra một số ý kiến đề xuất về qui trình xây dựng lưới địa chính cấp I, II phù hợp với thực tiễn để khai thác tiềm năng của công nghệ GPS. Sau một thời gian nghiên cứu đề tài, được sự giúp đỡ của thầy giáo hướng dẫn, các thầy cô trong khoa cùng với các bạn đồng nghiệp, đến nay chúng em đã hoàn thành đề tài của mình. Nhưng do tham gia nghiên cứu có hạn, trình độ kiến thức của bản thân còn hạn chế, nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được chỉ bảo, góp ý, bổ sung của các thầy cô giáo, các bạn đồng nghiệp để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 8 năm 2000 Sinh viên: Nguyễn Gia Tỉnh CHƯƠNG I Giới thiệu chung ĐI-1 Sự ra đời của ngành địa chính và tình hình công tác địa chính 1-Sự ra đời cửa ngành địa chính. Đất đai là tài nguyên vô cùng quý giá của nhân loại, là tư liệu sản xuất đặc biệt không thể thay thế được của con người. Nó là thành phần quan trọng hàng đầu của môi trường sống, là địa bàn phân bổ các khu đân cư, xây dựng các cơ sở kinh tế, văn hoá, xã hội, an ninh, quốc phòng. Trong thời đại nền kinh tế mở cửa thế giới, với địa lý của việt nam, đất đai của nước ta ngày càng có vị trí đặc biệt trong sự nghiệp phát triển về kinh tế xã hội của đất nước. Chính từ vị trí trên, căn cứ vào các điều 17, 18 của hiến pháp năm 1992, căn cứ vào nghị quyết đại hội Đảng Cộng Sản Việt Nam toàn quốc lần thứ VII và các nghị quyết của ban chấp hành trung ương, căn cứ vào luật đất đai năm 1993, Tổng Cục Địa Chính đã được ra đời với hệ thống tổ chức hoàn thiện ở cả 4 cấp: -Trung ương: là Tổng Cục Địa Chính trên cơ sở hợp nhất và tổ chức lại từ tổng cục quản lý ruộng đất và cục đo đạc bản đồ nhà nước. -Cấp tỉnh: là sở Địa Chính trực thuộc uỷ ban nhân dân cấp tỉnh. -Cấp huyện: là phòng Địa chính trực thuộc uỷ ban nhân dân cấp huyện. -Cấp xã (phường, thị trấn ): có các bộ phận địa chính chuyên trách. 2- Khái quát về công tác địa chính. -Công tác địa chính là công tác quản lý hành chính về đất đai, quản lý hiện trạng sử dụng đất đai -Để quản lý đất đai được chặt chẽ và hiệu quả cần phải có những phương pháp quản lý khoa học và hợp lý: a-Đăng ký thống kê đất đai ban đầu, cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất. b-Theo dõi biến động đất đai +Biến động yếu tố không gian: vị trí, hình dạng, kích thước diện tích, mặt bằng thửa đất. +Thay đổi mục đích sử dụng đất. + Thay đổi chủ sử dụng đất. c-Thống kê kiểm kê đất +Nắm chắc tình hình sử dụng quỹ đất của các địa phương trên cơ sở đó để hiện chỉnh một số loại bản đồ, tài liệu cho phù hợp với thời điểm thống kê. +Đánh giá sử dụng quỹ đất và cơ cấu sử dụng đất. * Phải cập nhật được chính xác các thông tin về đất đai: +Thông tin về quy hoạch giá đất, thuế đất. +Thông tin về thuế đất. +Thông tin về pháp lý. 3- Các yêu cầu của công tác quản lý đất đai đối với ngành trắc địa bản đồ -Trên cơ sở nghiên cứu một số vấn đề về quản lý và quy hoạch lãnh thổ ta thấy công tác này đặt ra một loạt yêu cầu mà ngành trắc địa bản đồ cần phải đáp ứng đầy đủ chính xác, kịp thời. -Xây dựng hệ thống Bản đồ địa chính trên phạm vi toàn quốc. Đây là công việc khó khăn và tốn kém, phải tiến hành xây dựng lưới toạ độ địa chính trên phạm vi rộng, tiến hành đo vẽ Bản đồ địa chính với các tỷ lệ khác nhau phù hợp với từng vùng đất và từng loại đất, đảm bảo đủ 3 yếu tố: Vị trí, kích thước và diện tích từng thửa đất, cùng các yếu tố địa chính khác phục vụ cho công tác quản lý đất đai. -Xây dựng hệ thống thông tin đất đai hoàn chỉnh và hiện đại dựa trên cơ sở công nghệ tin học. Phần quan trọng nhất ở đây là lựa chọn và xây dựng các chương trình quản lý thông tin đất đai tạo dựng một cơ sử dữ liệu đầy đủ và chính xác, tổ chức quản lý và khai thác tốt hệ thống thông tin đất đai. -Thường xuyên thống kê, kiểm kê đất đai, lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất, kịp thời có các quyết định, chính sách hợp lý để khai thác hiệu quả nguồn tài nguyên và bảo vệ môi trường. -Xây dựng hệ thống bản đồ quy hoạch, bản đồ chuyên đề về nông nghiệp, lâm nghiệp, giao thông thuỷ lợi, môi trường... Trên nền thông tin địa chính, đáp ứng yêu cầu thực hiện các chiến lược, các kế hoạch phát triển kinh tế, xã hội của đất nước. ĐI-2 Lưới toạ độ địa chính 1-Khái niệm Lưới khống chế địa chính được thành lập trên các vùng lãnh thổ khác nhau nhằm mục đích chủ yếu là đo vẽ Bản đồ địa chính. Yêu cầu cơ bản nhất của Bản đồ địa chính là đảm bảo xác định chính xác diện tích các thửa đất. Muốn xác định chính xác trước hết phải xác định chính xác vị trí các điểm đặc trưng trên đường biên thửa và phải tăng độ chính xác tương hỗ vị trí điểm. Để đảm bảo yêu cầu trên, khi xây dựng lưới toạ độ địa chính phải quan tâm tới biện pháp giảm nhỏ sai số tương hỗ vị trí điểm. Lưới khống chế địa chính được tính toán trong hệ toạ độ nhà nước, dùng các điểm toạ độ nhà nước hạng cao làm điểm khởi tính. Khi xây dựng lưới toạ độ địa chính cần đo nối với điểm khống chế nhà nước. ở những khu vực chưa có điểm hạng III nhà nước hoặc điểm hạng III không đủ mật độ cần thiết làm điểm tựa cho lưới địa chính cấp thấp thì phải xây dựng lưới địa chính cơ sở hạng III. Để tăng dày mật độ điểm khốnh chế toạ độ địa chính, người ta thường bố trí thêm hai cấp khống chế địa chính cấp 1, cấp 2. Lưới thuỷ chuẩn hạng 4 và lưới thuỷ chuẩn kỹ thuật được dùng làm cơ sở khống chế độ cao phục vụ đo vẽ Bản đồ địa chính. 2-Đặc điểm lưới toạ độ nhà nước Lưới toạ độ nhà nước được xây dựng theo tuần tự từ hạng I, II, III, IV. Mật độ điểm hạng IV yêu cầu đảm bảo từ 5 á 15km2 có một điểm, chiều dài cạnh tam giác hạng IV từ 2á 5km, sai số trung phương tương đối cạnh yếu 1: 70.000. Đến nay, lưới toạ độ hạng I,II Nhà nước đã phủ trùm toàn bộ lãnh thổ, lưới hạng III, IV Nhà nước cũng đã phủ trùm ở một số vùng lãnh thổ nhất định. Việc xây dựng lưới hạng I, II được thực hiện qua nhiều giai đoạn, sử dụng nhiều phương pháp đo đạc khác nhau. Phía Bắc vĩ tuyến 17 ta đã xây dựng lưới tam giác đo góc hạng I dưới dạng lưới dày đặc, sau đó chêm điểm hạng II. Tổng số điểm hạng I là 307 điểm, số điểm hạng II là 540 điểm, cạnh tam giác hạng một trung bình là 25 km, cạnh tam giác hạng II trung bình từ 13á 16km. Mật độ điểm trung bình ở khu vực này khoảng 120km2 có một điểm. Trong đó, lưới được đo 14 cạnh đáy và 28 điểm Laplace. Độ chính xác đo góc hạng I đạt ± 0.5”, hạng II đạt ± 1”. Khu vực ven biển miền Trung từ Vĩnh Linh đến thành phố HCM đã xây dựng lưới tam giác đo góc hạng II với độ chính xác rất cao. Từ năm 1982 đến 1990 đã xây dựng lưới đường chuyền hạng 2 phủ trùm đồng bằng Nam Bộ với độ chính xác đo góc đạt 1” và sat số trung phương đo cạnh đạt 1: 80.000. Ba khu vực khó khăn là Tây Nguyên, Sông Bé và Minh Hải đã được phủ kín nhờ mạng lưới các điểm GPS với sai số trung phương đo cạnh đạt 1: 400.000. Đến 1992 mạng lưới toạ độ Nhà nước hạng I,II đã phủ trùm toàn quốc với gần 600 điểm hạng I, 1.200 điểm hạng II, 70 điểm đo thiên văn. Ngoài việc đo lưới thiên văn trắc địa, ta còn tiến hành đo lưới trọng lực ở hầu hết các vùng trên lãnh thổ và lãnh hải. Mạng lưới toạ độ Nhà nước đã được xử lý hỗn hợp tổng thể vào thời gian từ 1992 đến 1994, chúng ta đã có được một mạng lưới toạ độ hoàn chỉnh, phủ trùm toàn quốc. Ngoài mạng lưới cơ bản kể trên, trong thời gian qua ta đã sử dụng công nghệ Doppler vệ tinh và công nghệ GPS để xây dựng lưới cạnh dài phủ trùm toàn quốc và đo nối ra các hải đảo. Lưới toạ độ Nhà nước được xử lý trên bề mặt toán học Ellipxoid thực dụng Kravaxovski được định vị phù hợp với lãnh thổ và lãnh hải nước ta. Toạ độ vuông góc phẳng được tính trên múi chiếu Gauss- Kruger 6o. Muốn thống nhất lưới toạ độ địa chính với hệ thống toạ độ Nhà nước thì khi lựa chọn hệ quy chiếu cho lưới toạ độ địa chính cần lưu ý vấn đề này. Qua kết quả xây dựng và tính toán lưới hạng I, II trên toàn quốc đã có tương đối đầy đủ các điểm cách nhau khoảng 15km, sai số trung phương tương hỗ vị trí điểm kề nhau cỡ 6á 7cm, sai số trung phương tương đối chiều dài cạnh yếu đạt 1: 200.000. Một số vùng đã xây dựng hoàn thành lưới toạ độ hạng III, IV đạt sai số tương đối cạnh yếu là 1: 100.000 và 1: 70.000. Theo nhiều tài liệu đánh giá thì lưới toạ độ Nhà nước ở các vùng này đáp ứng yêu cầu đo vẽ bản đồ địa hình 1: 1.000. thậm chí cho 1: 500. Tuy nhiên các mạng lưới này không còn đủ mật độ cần thiết để đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ 1: 500 trên phạm vi rộng vì các điểm đã mất và hư hỏng nhiều. Thông thường khi đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn, người ta phải xây dựng lưới toạ độ có mật độ dày và độ chính xác cao hơn lưới hạng III,IV hiện thời. Mặt khác bản đồ địa chính lại có những yêu cầu riêng về độ chính xác vị trí kích thước và diện tích các thửa đất nên nhìn chung lưới toạ độ hạng III,IV không đáp ứng được yêu cầu về mật độ và độ chính xác làm cơ sở cho đo vẽ bản đồ địa chính tỷ lệ 1: 200 và 1:500. 3. Yêu cầu mật độ điểm toạ độ địa chính Mật độ điểm khống chế toạ độ địa chính là số điểm toạ độ được xây dựng trên một đơn vị diện tích để phục vụ cho đo vẽ bản đồ địa chính. Khi biết mật độ điểm và diện tích khu đo, ta dễ dàng tính được tổng số điểm khống chế cần xây dựng. Để xác định mật độ điểm khống chế, ta cần nghiên cứu các vấn đề sau: - Phương pháp đo vẽ bản đồ địa chính. - Tỷ lệ bản đồ địa chính cần thành lập. - Đặc điểm địa vật, địa hình khu đo. Theo quy định của quy phạm hiện hành thì mật độ điểm không chế toạ độ đia chính các cấp cần đảm bảo trung bình như sau: - Mật độ điểm từ địa chính cơ sở trở lên phải đạt từ 10á 15 km2 có một điểm đối với khu vực nông thôn, 5á10km2 có một điểm đối với khu vực đô thị. - Mật độ điểm toạ độ địa chính cấp 1 trở lên là từ 1á3km2 có một điểm đối với khu vực nông thôn và 0.4á0.5km2 có một điểm đối với khu vực đô thị. - Mật độ điểm địa chính cấp 2 trở lên tương ứng là 0.3á0.7km2 và 0.03á0.04km2 có một điểm. 4. Sơ đồ phát triển lưới toạ độ địa chính Nghiên cứu về đặc điểm lưới toạ độ Nhà nước ta thấy lưới toạ độ hạng I, hạng II phủ trùm toàn bộ lãnh thổ quốc gia, được đo đạc với độ chính xác cao, đã xử lý tổng hợp cùng các số liệu khác nên đảm bảo tính thống nhất và hệ thống cho cả nước. Mạng lưới này đủ điều kiện về mật độ và độ chính xác làm cơ sở để phát triển lưới toạ độ địa chính trên mọi vùng lãnh thổ. Lưới toạ độ hạng III,IV nhà nước đã được xây dựng ở một số vùng, nó chỉ đảm bảo mật độ và độ chính xác phục vụ đo vẽ bản đồ địa chính ở khu vực nông thôn, đất nông nghiệp, lâm nghiệp. Tuy nhiên vai trò của nó rất hạn chế vì mạng lưới này đã bị mất mát, bị phá hỏng nhiều. Mặt khác thực tế đặt ra nhu cầu phải đo vẽ bản đồ địa chính ở nhiều vùng khác nhau trong cùng một thời gian. Do vậy, lưới toạ độ địa chính phải được xây dựng phủ trùm toàn quốc. Ngày nay công nghệ GPS đã được ứng dụng rông rãi trong việc thành lập các mạng lưới trắc địa nhờ vào khả năng cho độ chính xác cao, giá thành hạ, thời gian thi công nhanh chóng và thuận lợi. Nó là yếu tố đảm bảo kỹ thuật cho việc lựa chọn phương án xây dựng lưới toạ độ địa chính. Phương án cơ bản để xây dựng lưới toạ độ địa chính được chọn hiện nay là: chêm vào các điểm hạng I và hạng II nhà nước, một mạng lưới địa chính cơ sở hạng III đo bằng công nghệ GPS, có độ chính xác đạt tiêu chuẩn hạng III nhà nước và mật độ điểm ngang với hạng IV nhà nước. Để tăng dày mật độ điểm khống chế toạ độ, thực hiện chêm dày vào lưới địa chính cơ sở hạng III bằng hai cấp khống chế toạ độ cấp thấp, đó là lưới toạ độ địa chính cấp 1 và cấp 2. Khi đo vẽ bản đồ địa chính bằng phương pháp đo ảnh hàng không thì chỉ cần xây dựng lưới toạ độ địa chính cấp 1 và cấp 2 theo khu vực cần thiết để phục vụ đo nối các điểm khống chế ngoại nghiệp của khối tam giác ảnh hàng không. Khi đo vẽ bản đồ địa chính bằng phương pháp toàn đạc cần xây dựng lưới toạ độ địa chính cấp 1, cấp 2 dải đều trên toàn khu đo. Dựa vào lưới toạ độ địa chính cấp1, cấp 2 để chêm dày lưới khống chế đo vẽ. Song song với việc xây dựng lưới toạ độ mặt bằng, cần sử dụng lưới khống chế độ cao nhằm mục đích: xác định độ cao các điểm của lưới toạ độ địa chính các cấp, phục vụ tính chuyển kết quả đo vẽ về mặt quy chiếu đã chọn. Phục vụ xác định độ cao các điểm chi tiết khi có yêu cầu thể hiện yếu tố địa hình trên bản đồ địa chính. Sơ đồ phát triển lưới độ cao phục vụ cho công tác địa chính không có gì khác biệt so với lưới độ cao thông thường, tức là sử dụng lưới độ cao nhà nước I, II, III, IV khi cần chêm dày thì phát triển thêm lưới thuỷ chuẩn kỹ thuật. 5. Các chỉ tiêu kỹ thuật theo quy phạm đối với lưới khống chế địa chính cấp 1 và cấp 2 Những chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản trong thiết kế lưới khống chế địa chính cấp 1, cấp 2 được quy định như sau: STT Các yếu tố của lưới đường chuyền Chỉ tiêu kỹ thuật Cấp 1 Cấp 2 1 Chiều dài đường chuyền không lớn hơn 4km 2,5km 2 Số cạnh không lớn hơn 10km 10km 3 Chiều dài từ điểm khởi tính đến điểm nút hoặc giữa hai điểm nút không lớn hơn 2,5km 1km 4 Chiều dài cạnh đường chuyền: - Lớn nhất - Nhỏ nhất - Trung bình 1000m 200m 400m 400m 60m 200m 5 Sai số trung phương đo góc không lớn hơn ± 5” ± 10” 6 Sai số trung phương đo cạnh không lớn hơn - Đối với cạnh dưới 500m 1/ 50.000 ± 0,012m 1/ 50.000 ± 0,012m 7 Sai số giới hạn khép góc đường chuyền (n: số góc trong đường chuyền) ± 10” ± 20” 8 Sai số khép giới hạn tương đối đường chuyền (fS/ S) 1/ 15.000 1/ 10.000 * Số lần đo của các điểm trong lưới đường chuyền địa chính cấp1, cấp 2 theo từng loại máy được quy định: STT Loại máy Số lần đo Cấp 1 Cấp 2 1 Máy có độ chính xác đo góc từ 1”ớ2” THEO 0.010 (A,B),T2,DT2, SET1,2... 4 2 2 Máy có độ chính xác đo góc từ 3”ớ5” DT5, SET3,4 (B,C)... 6 4 * Các hạn sai trong đo góc được quy định chung cho các máy có độ chính xác từ 1”ớ5” được áp dụng cho cả hai cấp. STT Các yếu tố trong đo góc Hạn sai 1 Số chênh trị giá góc giữa các lần đo 8” 2 Số chênh trị giá góc giữa các nửa lần đo 8” 3 Dao động 2C trong một lần đo (đối với máy không có bộ phận tự cân bằng) 12” 4 Sai số khép về hướng mở đầu 8” 5 Chênh giá trị hướng các lần đo đã quy “0” 8” 6 Số chênh trị đo góc “thuận”, “nghịch” trong đường chuyền cấp 2 không vượt quá 20” * Chiều dài đường độ cao hạng IV và kỹ thuật được quy định: STT Loại đường độ cao Chiều dài đường độ cao Hạng IV Kỹ thuật 1 Đường đơn 16ớ20 km 8 km 2 Giữa điểm gốc và điểm nút 9ớ15 km 6 km 3 Giữa hai điểm nút 6ớ10 km 4 km Đ I.3. các phương pháp xây dựng lưới địa chính 1. phương pháp lưới tam giác đo góc Để khống chế đo vẽ bản đồ, chúng ta cần phải có toạ độ và độ cao. Các điểm này phải phân bố đều khắp trong toàn bộ khu đo. Dựa vào các điểm địa chính cơ sở, chúng ta thiết kế sao cho các điểm tạo thành các đỉnh của tam giác và liên kết kết với nhau thành lưới tam giác. Dựa vào bản thiết kế trên bản đồ chúng ta chọn điểm ngoài thực địa, các điểm chọn phải thông hướng với nhau. Các điểm chọn phải ở những nơi có nền đất vững chắc, ổn định lâu dài. Nếu có phải dựng tiêu thì chiều cao tiêu phụ thuộc vào tình hình thực tế của chướng ngại vật, nhưng chiều cao của tia ngắm không được thấp hơn 1m. Sau khi chọn, chôn mốc, dựng tiêu tại các vị trí đã thiết kế chúng ta tiến hành đo các góc trong lưới. Các góc trong lưới được đo theo phương pháp toàn vòng, số vòng đo được áp dụng cho từng loại máy và từng cấp hạng. Các hạn sai được quy định chung cho các máy đo góc có độ chính xác từ 1”á 5” đó là các máy WIDT2, THEO. 010, SET. 2C, SET. 3C, SET. 4C... Trong khi đo nếu không may bị một hướng nào đó vướng chướng ngại vật ta có thể tiến hành đo ly tâm trạm đo. Sau khi đo xong ta tiến hành kiểm tra các lần đo, góc đo nếu các trị đo nằm trong hạn sai thì ta tiếp tục đo còn nằm ngoài hạn sai thì phải đo lại. Cứ như vậy ta tiến hành đo tất cả các điểm trong mạng lưới. *Lưới tam giác đo góc có ưu điểm: Khống chế toàn bộ khu đo, dễ đo ngắm, dễ tính toán. Lưới có nhiều trị đo thừa nên có nhiều thông số để kiểm tra kết quả và cho độ chính xác khá cao. Phương pháp lưới tam giác đo góc được sử dụng từ rất sớm, phương pháp này được coi là phương pháp chủ yếu để xây dựng lưới trắc địa cơ sở của hầu hết các nước trên thế giới những năm qua cũng như để xây dựnglưới tam giác hạng I, II, III và IV của nước ta trước đây. *Nhược điểm: Các điểm chọn phải là các đỉnh của tam giác và tương đối đều, các điểm chọn phải thông hướng với các hướng quanh nó. 2. Phương pháp tam giác đo cạnh Trước đây phương pháp đo cạnh không được áp dụng trong xây dựng lưới trắc địa. Nhưng đến nay với sự phát triển của máy đo dài, máy kinh vĩ điện tử người ta có thể tiến hành đo được tất cả các cạnh trong lưới tam giác. Một lưới tam giác được đo tất cả các cạnh thay cho đo góc được gọi là lưới tam giác đo cạnh. Lưới tam giác đo cạnh thường ít có trị đo thừa hơn lưới đo góc. Độ chính xác tính chuyền phương vị trong lưới đo cạnh cũng kém hơn trong lưới đo góc. Trong điều kiện kinh tế kỹ thuật như nhau, lưới đo góc vẫn có tính ưu việt hơn lưới đo cạnh. Để nâng cao độ chính xác của lưới đo cạnh, khi xây dựng lưới tam giác đo cạnh chúng ta nên chọn lưới có hình dạng là tam giác trung tâm hay tứ giác trắc địa để có thêm trị đo thừa. Trong phương pháp lưới tam giác đo cạnh cách chọn điểm, chôn mốc, thiết kế cách đo tương tự như lưới tam giác đo góc, chỉ khác là một phương pháp đo cạnh và một phương pháp đo góc. 3. Lưới kết hợp Lưới kết hợp là một lưới trong đó vừa có vùng đo cạnh vừa có vùng đo góc, có vùng là tam giác, có vùng là đa giác. Với phương pháp này việc chọn điểm, chôn mốc và đo ngắm rất khó khăn và phức tạp. Nếu áp dụng phương pháp này thì mức tốn kém về kinh tế sẽ rất lớn. 4. Lưới trắc địa vệ tinh GPS Cùng với sự phát triển của ngành trắc địa trên thế giới trong những thập kỷ qua. ở nước ta ngành trắc địa đã bắt đầu tiếp cận với công nghệ đo đạc vệ tinh. Đặc biệt từ năm 1991 công nghệ GPS đã được ứng dụng mạnh mẽ để thành lập lưới toạ độ các cấp. Với công nghệ mới này giúp chúng ta có thể thành lập lưới địa chính một cách nhanh chóng và thuận tiện. Lưới trắc địa vệ tinh GPS ra đời nên rất thuận lợi cho việc chọn điểm, chôn mốc đặc biệt là thời gian và kinh tế. Nó không đòi hỏi ngắm thông suốt giữa hai điểm cần xác định vị trí, không phụ thuộc vào thời tiết, không phải xây dựng cột tiêu, công tác đo ngắm và tính toán hoàn toàn có thể tự động hoá, số người tham gia tại một trạm máy ít. Khi tiến hành đo ngắm theo phương pháp tương đối phải có ít nhất là hai máy thu. Khi đo phải đảm bảo có ít nhất 4 vệ tinh trở lên, khi chọn điểm cần chú ý tầm che phủ của địa vật. 5. Phương pháp lưới đa giác (lưới đường chuyền). Phương pháp này đã được sử dụng từ rất sớm và cũng là một trong những phương pháp truyền thống. Theo phương pháp này việc thiết kế lưới trên bản đồ và việc chọn điểm ở ngoài thực địa có nhiều thuận lợi hơn với phương pháp đo góc và phương pháp đo cạnh. Các điểm chọn và chôn mốc được liên kết với nhau thành chuỗi kéo dài trong toàn bộ khu vực khống chế. Tuỳ theo tình hình cụ thể của khu đo mà chúng ta quyết định thiết kế và xây dựng lưới theo đường chuyền đa giác đơn hoặc lưới đa giác gồm nhiều nhánh tạo thành. *Ưu điểm: Phương pháp này rất linh hoạt khi khảo sát thiết kế, chọn điểm ở ngoài thực địa. Mạng lưới này có thể luồn lách được trong toàn bộ khu đo có địa hình phức tạp. Mỗi điểm trạm đo chỉ có hai hướng là chủ yếu nên điều kiện thông hướng rất dễ dàng, không phải xây dựng cột tiêu như phương pháp tam giác đo góc, đo cạnh, giảm bớt được chi phí tốn kém về kinh tế. *Nhược điểm: Khối lượng đo cạnh nhiều vì phương pháp đường chuyền chúng ta đo tất cả các góc ngoặt và đo tất cả các cạnh trong toàn bộ mạng lưới. Với phương pháp đường chuyền việc đo cạnh trước đây rất tốn kém và công phu thì mới cho chúng ta độ chính xác đo cạnh cao. Ngày nay, với sự phát triển của ngành trắc địa các máy đo dài, máy kinh vĩ điện tử ra đời có độ chính xác đo cạnh rất cao nhằm nâng cao năng suất của các đơn vị sản xuất trong việc thành lập các mạng lưới đo cạnh. CHƯƠNG II Giới thiệu công nghệ gps ĐII.1 lịch sử ra đời và phát triển của hệ thống định vị toàn cầu GPS ` ĐII.2 Cấu tạo của hệ thống định vị toàn cầu Hệ thống định vị toàn cầu GPS bao gồm ba bộ phận cấu thành, đó là đoạn không gian (Space Segment), đoạn điều khiển (Control Segment) và đoạn sử dụng (User Segment). Chúng tôi xin trình bày cụ thể về từng bộ phận cấu thành của hệ thống như sau: 1.Đoạn không gian (Space Segment) Đoạn này gồm 24 vệ tinh, trong đó có 3 vệ tinh dự trữ, quay trên 6 mặt phẳng quỹ đạo cách đều nhau và có góc nghiêng 550 so với mặt phẳng xích đạo của trái đất. Quỹ đạo của vệ tinh hầu như tròn, vệ tinh bay ở độ cao xấp xỉ 20000km so với mặt đất, chu kỳ quay của vệ tinh là 718m (xấp xỉ 12 giờ). Do vậy sẽ bay qua đúng điểm cho trước trên mặt đất mỗi ngày một lần, với cách phân bố như vậy thì tại bất kỳ thời điểm nào, ở bất kỳ vị trí nào trên trái đất cũng đều nhìn thấy 4 vệ tinh. Mỗi vệ tinh được trang bị máy phát tần số chuẩn nguyên tử chính xác cao cỡ 10-12. Máy phát này tạo ra các tín hiệu tần số cơ sở 10.23 MHz, từ đây tạo ra các sóng tải tần số L1= 1227.60 MHz, các sóng tải được điều biến bởi hai loại Code khác nhau: C/A – Code và P – Code. + C/A – Code (Coarse/ Acquisition) là Code thô / thâu tóm, nó được sử dụng cho các mục đích dân sự và chỉ điều biến sóng tải L1, C/A-Code có tần số 1,023MHz. Mỗi vệ tinh được gán một C/A – Code riêng biệt. + P – Code (Precise) là Code chính xác, nó được sử dụng cho mục đích quân sự và điều biến cả hai sóng tải L1, L2. Code này có tần số 10,23MHz, độ dài toàn phần là 267 ngày, nghĩa là chỉ sau 267 ngày P – Code mới lặp lại. Tuy vậy, người ta chia Code này thành các đoạn có độ dài 7 ngày, và gán cho mỗi vệ tinh một trong các đoạn Code như thế, cứ sau một tuần lại thay đổi nên P – Code rất khó bị giải mã để sử dụng nếu không được cho phép. Cả hai sóng tải L1và L2 còn được điều biến bởi các thông tin đạo hàng bao gồm: Ephemerit của vệ tinh, thời gian của hệ thống, số hiệu chỉnh cho đồng hồ của vệ tinh, quang cảnh phân bố vệ tinh trên bầu trời và tình trạng của hệ thống. 2. Đoạn điều khiển Đoạn này gồm 4 trạm quan sát trên mặt đất trong đó có 1 trạm điều khiển trung tâm đặt tại Colorado Springs và 4 trạm theo dõi đặt tai Hawaii (Thái Bình Dương), Ascension Island (Đại Tây Dương), Diego Garcia (ấn Độ Dương) và Kwajalein (Tây Thái Bình Dương). các trạm này tạo thành một vành đai bao quanh trái đất. Nhiệm vụ của đoạn điều khiển là điều khiển toàn bộ hoạt động và chức năng của các vệ tinh trên cơ sở theo dõi chuyển động quỹ đạo vệ tinh cũng như hoạt động của đồng hồ trên đó. Tất cả các trạm đều có máy thu GPS, và chúng tiến hành đo khoảng cách và sự thay đổi khoảng cách tới tất cả các vệ tinh có thể quan sát được, đồng thời đo các số liệu khí tượng. Tất cả các số liệu đo nhận được ở mỗi trạm đều được truyền về trạm trung tâm, trạm trung tâm xử lý các số liệu được truyền từ các trạm theo dõi về cùng với các số liệu đo của chính nó. Kết quả xử lý cho ra các Ephemerit chính xác hoá của vệ tinh và số hiệu chỉnh cho các đồng hồ trên vệ tinh. Từ trạm trung tâm các số liệu được truyền trở lại cho các trạm theo dõi để từ đó truyền tiếp lên cho các vệ tinh cùng các lệnh điều khiểu khác. Các thông tin đạo hàng và thông tin thời gian trên vệ tinh được thường xuyên chính xác hóa và chúng sẽ được cung cấp cho người sử dụng thông qua các sóng tải L1, L2. Việc chính xác hoá thông tin như thế được tiến hành 3 lần trong một ngày. 3. Đoạn sử dụng (User Segment) Đoạn sử dụng bao gồm tất cả các máy móc, thiết bị thu nhận thông tin từ vệ tinh để khai thác sử dụng cho các mục đích và yêu cầu khác nhau của khách hàng kể cả trên trời, trên biển và trên đất liền. Đó có thể là một máy thu riêng biệt hoạt động độc lập (định vị tuyệt đối) hay một nhóm gồm từ 20 máy thu trở lên hoạt động đồng thời theo một lịch trình thời gian nhất định ( định vị tương đối) hoặc hoạt động theo chế độ một máy thu đóng vai trò máy chủ phát tín hiệu vô tuyến hiệu chỉnh cho các máy thu khác (định vị vi phân). ĐII. 3 chương trình quick plan và plan Đây là phần mềm được dùng để lập chương trình đo, trong đó có xác định thời gian đo thích hợp với vị trí và điều kiện thông thoáng tại các điểm quan sát trong các đoạn đo (Session), bảo đảm các yêu cầu về độ chính xác (PDOP) cho trước... Chương trình Quick Plan và Plan được sử dụng để: - Tạo ra các đoạn đo dã ngoại (Session) - Xác định các vị trí mà ở đó có thể tiến hành quan trắc được - Mô tả tình trạng che khuất tại mỗi điểm - Thông báo về khả năng nhìn thấy của các vệ tinh ở các dạng đồ thị hoặc ở các dạng khác - Xác định thời gian quan sát tương thích với số vệ tinh cần thiết ở một điểm hoặc tất cả các điểm. 1. Sử dụng Quick Plan và Plan Để chương trình Quick Plan và Plan có thể chạy bình thường, cho ra các thông báo phù hợp với thời gian hiện tại, cần cung cấp cho nó lịch quỹ đạo vệ tinh hiện thời, lịch quỹ đạo vệ tinh được thu từ vệ tinh ở tệp *. EPH. Hộp đối thoại đầu tiên của Quick Plan có dạng như (hình 1), trong đó ta có thể chọn ngày cần lập chương trình đo, phía dưới hộp thoại này cho ta ngày Julian (từ 1 đến 365). Ta cũng có thể lập chương trình đo cho ngày thuộc tháng tiếp theo bằng cách dùng phím mềm Next month. Điểm quan sát được chọn nhờ Edit Point, trên đó ta có thể Điểm bản đồ thế giới để nhập thông tin điểm đo gồm độ vĩ (Latitude), độ kinh (Longitude), có thể chính xác hoá thông tin từ bàn phím (Key board). Đối với một số thành phố lớn trên thế giới, ta có thể nhập thông tin điểm quan sát qua phím mềm Cities Các thông tin ngày tháng, vị trí điểm quan sát đã nhập sẽ được thông báo trong hộp thông báo chung (Status Box) với các nội dung: - Điểm (Point) - Độ vĩ, độ kinh (Lat, Lon) - Ngày tháng (Date) - Ngưỡng độ cao (Threshold Elevation) - Số vệ tinh có thể quan sát (# SV able to Strack) - Vị trí và phân bố vệ tinh (Al manac) - Khoảng thời gian thông báo (Sampling Rate) Date[Julian] Selected Date Hình. 1 Today Tomorrow OK Cancel Day after tomorrow <Prev month Month Next month S M T W T F S 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Trên thanh Menu chính của chương trình gồm các chức năng sau: + File: Được sử dụng để in bản đồ, danh sách thời gian đo tối ưu, bảng thông báo tình hình vệ tinh và thoát khỏi chương trình (Exit), cụ thể là: - Print Report: in báo cáo tình hình vệ tinh - Print Graph: in biểu đồ - Print auto time: in các khoảnh thời gian đo tối ưu + Session: dùng để tạo và biên tập (thay đổi) điểm trong Session bao gồm: - New Session: tạo Session mới và tạo điểm mới trong Session - Edit Session: biên tập lại Session đã có và tạo thêm điểm mới trong Session - Edit Point: biên tập lại điểm đã có + Graphs: sử dụng để biểu diễn số liệu vệ tinh ở dạng biểu đồ theo thời gian, bao gồm: - Number of SVs and PDOP: cho hiện biểu đồ số vệ tinh và PDOP - Elevation: cho biểu đồ độ cao vệ tinh - Number of Satellites: cho biểu đồ số lượng vệ tinh - PDOP: cho biểu đồ PDOP - Sky Plot: vẽ quang cảnh bầu trời theo hệ toạ độ chân trời tại điểm quan trắc - Status: thông báo chung + View: dùng để thay đổi kích cỡ (phóng to, thu nhỏ, trượt...) + Options: sử dụng để chọn các dạng thông báo vệ tinh + Help: dùng để cho các thông báo hướng dẫn sử dụng chương trình Một trong các khả năng thực dụng của chương trình Quick Plan và Plan là mô tả tình trạng che chắn của địa vật quanh điểm đo tới sự quan trắc vệ tinh (Curtain Editor). Mô tả tình trạng che chắn ở các điểm đo, ta vào từ các hộp đối thoại: - Add new Session (thêm Session mới) - Edit Session (biên tập Session) Để mô tả tình trạng che chắn tại một điểm nào đó trong Session đang biên tập, trên hộp thoại Add new Session ta chọn điểm bằng cách đánh dấu trong danh sách điểm và ấn phím mềm Surtain, khi đó sẽ hiện cửa sổ Curtain Edit cho điểm vừa chọn (hình 2). Trong cửa sổ này, việc mô tả hiện trạng che chắn tại điểm đo được thể hiện trong hệ toạ độ chân trời. Thiên đỉnh Chân trời Phần bị che chắn Elevation mask W S E N Hình 2- Hệ toạ độ chân trời và mô tả che chắn tại điểm ĐII.4. Hệ toạ độ WGS-84 và các phương pháp đo I. Hệ toạ độ WGS-84 Do mục đích ứng dụng toàn cầu của hệ thống GPS, kết quả định vị phải được quy chiếu lên một hệ thống định vị toàn cầu, hệ thống được chọn là WGS-84 (World Goedetic System 1984). Hệ toạ độ WGS-84 do bộ quốc phòng Mỹ xây dựng năm 1984 và đưa vào sử dụng năm 1987. Ellipxoid được chọn sử dụng cho hệ thống WGS-84 là Ellipxoid GRS-80 (Geodetic Reference System 1980) được hiệp hội trắc địa và địa vật lý chấp nhận năm 1979 và được đánh giá tiếp cận tốt nhất đối với mặt Geoid toàn cầu. Ellipxoid này có những thông số: - Bán trục lớn a=6378137 m - Độ dẹt 1/a = 1/ 298,257223563 - Độ lệch tâm e=0,08181990843 O Z Y X - Tâm O của hệ trùng với tâm của trái đất - Trục OZ của hệ trùng với trục quay của trái đất - Trục OX trùng với kinh tuyến gốc và thuộc mặt phẳng xích đạo ( là giao tuyến của mặt phẳng kinh tuyến gốc và mặt phẳng xích đạo) - Trục OY trùng với mặt phẳng xích đạo và vuông góc với OX, OZ - Ba trục OX, OY, OZ tạo thành một tam diện thuận Hệ toạ độ trên là hệ tạo độ vuông góc không gian WGS-84. Mỗi điểm được biểu diễn trên hệ toạ độ bởi ba yếu tố là X,Y,Z. Hệ toạ độ WGS-84 là hệ toạ độ cơ sở của hệ thống GPS, toạ độ của vệ tinh cũng như điểm quan sát đều lấy hệ toạ độ này. II. Các phương pháp đo GPS A- Đo GPS tuyệt đối 1. Nguyên lý đo GPS tuyệt đối Đo GPS tuyệt đối là trường hợp sử dụng máy thu GPS để xác định ngay ra toạ độ của điểm quan sát trong hệ toạ độ WGS-84. Việc đo GPS tuyệt đối được thực hiện trên cơ sở sử dụng đại lượng đo là khoảng cách giả từ vệ tinh đến máy thu theo nguyên tắc giao hội không gian từ các điểm có tọa độ đã biết là các vệ tinh. Tại một trạm máy, công tác quan trắc được tiến hành đồng thời đo tới 4 vệ tinh, ta lập được một hệ gồm 4 phương trình có dạng: (Xs1 - X)2 + (Ys1 - Y)2 + (Zs1 - Z)2 = (R1 - CDt)2 (Xs2 - X)2 + (Ys2 - Y)2 + (Zs2 - Z)2 = (R2 - CDt)2 (II.4.1) (Xs3 - X)2 + (Ys3 - Y)2 + (Zs3 - Z)2 = (R3 - CDt)2 (Xs4 - X)2 + (Ys4 - Y)2 + (Zs4 - Z)2 = (R4 - CDt)2 Bằng cách đo khoảng cách giả đồng thời từ 4 vệ tinh đến máy thu ta có thể xác định được tọa độ tuyệt đối của máy thu (X,Y,Z), ngoài ra còn xác định được số hiệu chỉnh cho đồng hồ (thạch anh) của máy thu Dt. Trên thực tế, với hệ thống vệ tinh hoạt động đầy đủ như hiện nay, số lượng vệ tinh quan sát đồng thời thường là ³ 4. Khi đó lời giải đơn trị sẽ được rút ra nhờ phương pháp xử lý số liệu đo theo nguyên tắc số bình phương nhỏ nhất. 2. Đo GPS vi phân Phần lớn khách hàng sử dụng máy thu GPS thường có nhu cầu định vị với độ chính xác từ cỡ deximet đến một vài chục mét. Nhưng với chế độ can thiệp SA thì hệ thống GPS chỉ cho độ chính xác định vị hạn chế cỡ 100 mét. Để tháo gỡ sự khống chế này, giới kỹ thuật và các nhà sản xuất máy thu GPS đã đưa ra một phương pháp đo được gọi là đo GPS vi phân. Phương pháp này cần có một máy thu GPS có khả năng phát tín hiệu vô tuyến được đặt tại điểm có toạ độ đã biết (gọi là máy cố định), đồng thời có máy khác (máy di động) đặt ở vị trí cần xác định toạ độ. Cả máy cố định và máy di động cần tiến hành đồng thời thu tín hiệu từ các vệ tinh như nhau. Nếu thông tin từ vệ tinh bị nhiễu thì kết quả xác định toạ độ của cả máy cố định và máy di động cũng đều bị sai lệch. Độ sai lệch này được xác định trên cơ sở so sánh toạ độ tính ra theo tín hiệu thu được và toạ độ đã biết trước của máy cố định, và nó được máy cố định phát đi qua sóng vô tuyến để máy di động thu nhận mà hiệu chỉnh cho kết quả xác định toạ độ của mình. Ngoài cách hiệu chỉnh toạ độ, người ta còn tiến hành hiệu chỉnh cho khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu. Với cách hiệu chỉnh thứ hai đòi hỏi máy cố định có cấu tạo phức tạp và tốn kém, nhưng lại cho phép người sử dụng xử lý chủ động, linh hoạt hơn. Thực chất của đo GPS vi phân là xác định tọa độ theo nguyên tắc đo tuyệt đối vì tín hiệu thu được từ máy cố định và máy di động không được xử lý kết hợp, mà máy di động chỉ hiệu chỉnh vào kết quả theo gia số tương ứng ở tại máy cố định. B- Đo GPS tuyệt đối 1. Nguyên lý đo GPS tương đối Đo GPS tương đối là trường hợp sử dụng 2 máy thu GPS đặt ở 2 điểm quan sát khác nhau để xác định ra hiệu toạ độ vuông góc không gian (DX, DY, DZ) hay hiệu tọa độ mặt cầu (DB, DL, DH) giữa chúng trong hệ toạ độ WGS-84. Nguyên tắc đo GPS tương đối được thực hiện trên cơ sở sử dụng đại lượng đo là pha của sóng tải. Để đạt độ chính xác cao và rất cao cho kết quả đo, người ta đã tạo ra và sử dụng các sai phân khác nhau cho pha sóng tải nhằm làm giảm các nguồn sai số khác nhau như: sai số đồng hồ trên vệ tinh cũng như trong máy thu, sai số tọa độ vệ tinh, sai số số nguyên đa trị... Ta ký hiệu: pha của sóng tải từ vệ tinh j được đo tại trạm quan sát R vào thời điểm ti là Fjr (ti). Giả sử ta quan sát đồng thời hai điểm 1 và 2 lên vệ tinh j vào thời điểm ti. Khi đó ta sẽ có địa lượng pha đo được là: DFj(ti) = DFj2(ti)- DFj1(ti) (II.4.2) Biểu thức (II.4.2) là sai phân bậc 1. Trong sai phân này hầu như không còn ảnh hưởng của sai số đồng hồ trên vệ tinh. Nếu ta xét hai trạm tiến hành quan sát đồng thời hai vệ tinh j, k vào thời điểm ti, ta sẽ có sai phân bậc 2: D2Fj,k(ti) = DFk(ti)- DFj(ti) (II.4.3) Trong sai phân này hầu như không còn ảnh hưởng của sai số đồng hồ trên vệ tinh cũng như sai số của đồng hồ trong máy thu. Nếu ta xét hai trạm tiến hành quan sát đồng thời hai vệ tinh j, k vào các thời điểm ti và ti+1, ta sẽ có sai phân bậc 3: D3Fj,k(ti) = D2Fj,k(ti+1)- D2Fj,k(ti) (II.4.4) Sai phân này cho phép loại trừ các số nguyên đa trị. Trên thực tế, số vệ tinh GPS xuất hiện trên bầu trời thường nhiều hơn 4. Bằng cách tổ hợp theo từng cặp vệ tinh ta sẽ có rất nhiều trị đo để xác định ra hiệu toạ độ giữa hai điểm quan sát, khi đó số liệu đo sẽ được xử lý theo nguyên tắc số bình phương nhỏ nhất. 2. Phương pháp đo tĩnh Phương pháp đo tĩnh được sử dụng để xác định ra hiệu toạ độ (hay vị trí tương hỗ) giữa hai điểm xét với độ chính xác cao, thường là nhằm đáp ứng các yêu cầu của công tác trắc địa - địa hình. Trong trường hợp này cần có ít nhất hai máy thu GPS, một máy đặt tại điểm đã biết toạ độ, máy kia đặt ở điểm cần xác định tọa độ. Cả hai máy phải đồng thời thu tín hiệu từ một số vệ tinh chung liên tục trong một khoảng thời gian nhất định, thường là một đến ba tiếng đồng hồ. Khoảng thời gian quan sát phải kéo dài là để đủ cho đồ hình phân bố vệ tinh thay đổi mà từ đó ta có thể xác định được số nguyên đa trị của sóng tải và để có nhiều trị đo nhằm đạt được độ chính xác cao và ổn định trong kết quả quan sát. Đây là phương pháp cho phép đạt được độ chính xác cao nhất trong việc định vị tương đối bằng GPS, có thể cỡ xentimet, thậm chí milimet ở khoảng cách giữa hai điểm xét tới hàng chục và hàng trăm kilomet. Nhược điểm chủ yếu của phương pháp là thời gian đo phải kéo dài hàng giờ, do vậy năng suất đo thường không cao. 3. Phương pháp đo động Phương pháp đo động cho phép xác định vị trí tương đối của hàng loạt điểm so với điểm đã biết, trong đó tại mỗi điểm đo chỉ cần thu tín hiệu trong vòng một phút. Theo phương pháp này cần có ít nhất hai máy thu. Để xác định số nguyên đa trị của tín hiệu vệ tinh, cần có một cạnh đáy đã biết được gối lên điểm đã biết toạ độ. Sau khi đã xác định, số nguyên đa trị được giữ nguyên để tính khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu cho các điểm đo tiếp theo trong suốt chu kỳ đo. Nhờ vậy thời gian thu tín hiệu tại điểm đo không phải là một tiếng như trong phương pháp đo tĩnh, mà chỉ còn là một phút. Với cạnh đáy đã biết ta đặt một máy thu cố định ở điểm đầu cạnh đáy và cho tiến hành thu liên tục tín hiệu vệ tinh trong suốt chu kỳ đo, máy này được gọi là máy cố định. ở điểm cuối cạnh đáy ta đặt máy thu thứ hai. Hai máy thu tiến hành thu tín hiệu đồng thời trong khoảng thời gian một phút. Việc này được gọi là khởi đo (Initialization), máy thu thứ hai được gọi là máy di động. Tiếp đó cho máy di động lần lượt chuyển đến các điểm đo cần xác định, tại các điểm dừng lại để thu tín hiệu trong vòng một phút và cuối cùng trở lại điểm xuất phát là điểm cuối cạnh đáy để khép tuyến đo bằng lần thu tín hiệu thứ hai cũng kéo dài trong vòng một phút. Yêu cầu nhất thiết của phương pháp đo này là cả máy cố định và máy di động phải đồng thời thu tín hiệu liên tục từ ít nhất là 4 vệ tinh chung trong suốt chu kỳ đo. Vì vậy tuyến đo phải bố trí ở các khu vực thoáng đãng để không xảy ra tình trạng tín hiệu thu bị gián đoạn (Cycle Slip). Nếu xảy ra trường hợp này thì phải tiến hành khởi đo lại tại cạnh đáy xuất phát hoặc sử dụng một cạnh đáy khác được thiết lập dự phòng trên tuyến đo. Cạnh đáy có thể dài từ 2m đến 5km và so độ chính xác cỡ cm là đủ. Phương pháp đo động cho phép đạt độ chính xác định vị tương đối không thua kém so với phương pháp đo tĩnh. Song nó lại đòi hỏi khá ngặt nghèo về thiết bị và tổ chức đo để đảm bảo yêu cầu về đồ hình phân bố cũng như tín hiệu của vệ tinh. 4. Phương pháp đo giả động Phương pháp đo giả động cũng cho phép xác định vị trí tương đối của hàng loạt điểm so với điểm đã biết trong khoảng thời gian đo khá nhanh, nhưng độ chính xác định vị không cao bằng phương pháp đo động. Trong phương pháp này không cần làm thủ tục khởi đo, tức là không cần sử dụng cạnh đáy đã biết. Máy cố định cũng phải tiến hành thu tín hiệu vệ tinh liên tục trong suốt chu kỳ đo, còn máy di động di chuyển đến từng điểm đo, tại mỗi điểm thu tín hiệu từ 5 đến 10 phút. Sau khi đo hết lượt, máy di động quay trở về điểm xuất phát (điểm đo đầu tiên) và đo lặp lại tất cả các điểm theo đúng trình tự trước đó, nhưng phải đảm bảo sao cho khoảng thời gian giãn cách giữa hai lần đo tại mỗi điểm không ít hơn một tiếng đồng hồ. Chính trong khoảng thời gian này đồ hình phân bố vệ tinh thay đổi đủ để xác định được số nguyên đa trị, còn hai lần đo, mỗi lần kéo dài từ 5 đến 10 phút và giãn cách nhau một tiếng. Yêu cầu nhất thiết trong phương pháp này là phải có được ít nhất 3 vệ tinh chung cho cả hai lần đo tại mỗi điểm quan sát. Điều đáng chú ý là máy di động không nhất thiết phải thu tín hiệu vệ tinh liên tục trong suốt chu kỳ đo mà chỉ cần thu trong vòng 5 đến 10 phút tại mỗi điểm đo. Điều này cho phép áp dụng phương pháp cả ở khu vực có nhiều vật che chắn. Về mặt thiết kế, tổ chức đo thì chỉ nên bố trí khu vực đo tương đối nhỏ với số lượng điểm vừa phải để có thể kịp đo lặp tại mỗi điểm trước một tiếng đồng hồ và đảm bảo số lượng vệ tinh chung cho cả hai lần đo. ĐII.5. các nguồn sai số chủ yếu trong kết quả đo GPS 1. Sai số của đồng hồ Đây là sai số của đồng hồ vệ tinh, đồng hồ trong máy thu và sự không đồng bộ giữa chúng. Đồng hồ trên vệ tinh được trạm điều khiển trên mặt đất theo dõi và được hiệu chỉnh 3 lần trong một ngày. Để làm giảm sai số của đồng hồ vệ tinh và máy thu, người ta sử dụng hiệu các trị đo giữa các vệ tinh cũng như các trạm quan sát. Sai số của quỹ đạo vệ tinh Như đã biết, chuyển động của vệ tinh quanh trái đất không tuân thủ nghiêm ngặt theo định luật Kepler do có nhiều tác động nhiễu như: Tính không đồng nhất của trọng trường trái đất, ảnh hưởng của sức hút mặt trăng, mặt trời và các thiên thể khác, sức cản của khí quyển, áp lực của bức xạ mặt trời...Như vậy, chúng ta cần xác định và sử dụng vị trí tức thời của vệ tinh được xác định ra trên cơ sở sử dụng đoạn không gian và đương nhiên toạ độ của vệ tinh có chứa sai số. Bảng toạ độ vệ tinh ứng với từng thời điểm cụ thể gọi là Ephemezit (lịch vệ tinh), có hai loại Ephemezit là Ephemezit chính xác và Ephemezit đại trà. Ephemezit chính xác chỉ được cung cấp khi chính phủ Mỹ cho phép và đảm bảo định vị tuyệt đối tốt nhất là 1m. Ephemezit đại trà được cung cấp cho khách hàng qua tín hiệu vệ tinh phát đi. Ephemezit loại này cho phép định vị tuyệt đối cỡ 30m, nhưng nó còn bị nhiễu cố ý cho nên độ chính xác định vị tuyệt đối thực tế cỡ 100m. Sai số vị trí của vệ tinh ảnh hưởng hầu như trọn vẹn đến sai số xác định toạ độ của điểm quan sát đơn riêng biệt. Nhưng nó được loại trừ đáng kể trong kết quả định vị tương đối giữa hai điểm. 3. sai số do khúc xạ tầng điện ly. Tầng điện ly phân bố trong phạm vi cách mặt đất từ 50 đến 1000km. ảnh hưởng này tỷ lệ thuận với mật độ điện tử trong tầng điện ly và tỷ lệ nghịch với bình phương tần số sóng tải. Với vị trí các điểm máy thu không cách xa nhau thì ảnh hưởng này có thể coi là bằng nhau. 4. Sai số do khúc xạ tầng đối lưu Tầng đối lưu phân bố trong phạm vi từ mặt đất tới độ cao gần 50 km. Khi qua tầng đối lưu tốc độ truyền sóng biến động phức tạp hơn, tuỳ thuộc vào tình hình mặt đất (như sông hồ, sa mạc,...) và thời tiết. Trong phạm vi hẹp (nhỏ hơn 30km) thì có thể coi nguồn ảnh hưởng này là bằng nhau với các điểm trạm đo. Để giảm ảnh hưởng của tầng điện ly cũng như tầng đối lưu, người ta quy định chỉ quan sát vệ tinh ở độ cao từ 150 trở lên so với mặt phẳng chân trời. 5. Sai số do nhiễu của tín hiệu vệ tinh Hiện tượng sóng tải không truyền thẳng vào tâm ăngten máy thu mà trước đó đã bị phản xạ từ những vật thể khác, lúc này đường truyền sóng là một đường gấp khúc gây ra sai số đo cạnh. Tín hiệu phản xạ này sẽ giao thoa với tín hiệu trực tiếp từ vệ tinh tới máy thu và làm nhiễu tín hiệu thu được. Sai số này phụ thuộc vào môi trường địa hình, địa vật xung quanh điểm trạm đo và tính năng của ăngten máy thu. Trường hợp các nguồn sai số trên ảnh hưởng đến việc xác định khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu chứ chưa phải là sai số của bản thân vị trí điểm quan sát. Do vị trí điểm quan sát được xác định bởi phép giao hội khoảng cách từ vệ tinh, nên độ chính xác của nó phụ thuộc vào đồ hình phân bố vệ tinh so với điểm quan sát. Dễ hiểu là sai số vị trí giao hội sẽ lớn hơn sai số của khoảng cách giao hội. Để có được sai số vị trí điểm quan sát, ta phải đem khoảng cách giao hội nhân với một hệ số lớn hơn 1, hệ số này đặc trưng cho đồ hình giao hội, tức là đồ hình phân bố vệ tinh so với điểm quan sát và được gọi là hệ số phân tản độ chính xác (Dilution of Precision - DOP). Rõ ràng DOP càng nhỏ thì vị trí điểm quan sát được xác định càng chính xác. Hệ số DOP tổng hợp nhất là hệ số phân tản độ chính xác hình học GDOP (Geometric Dilution of Precision) vì nó đặc trưng cho cả 3 thành phần toạ độ không gian X,Y,Z và yếu tố thời gian t. Hệ số GDOP từ 2 đến 4 được coi là tốt. Ngoài ra sử dụng PDOP ( Position Dilution of Precision) hệ số phân tản độ chính xác vị trí điểm, nó bao gồm (X,Y,Z hoặc B,L,H). Dùng cho vị trí mặt phẳng HDOP (Horizontal Dilution of Precision), dùng cho độ cao VDOP (vertical Dilution of Precision) và cho thời gian TDOP (Time Dilution of Precision). Trị DOP sẽ được máy đo tính cụ thể và công bố cho từng điểm đo. Để chọn được trị DOP tối ưu, khi lập kế hoạch định vị, có thể dựa vào lịch vệ tinh để chọn vệ tinh cho từng điểm máy. ĐII.6 Chương trình tính cạnh WAVE Chương trình WAVE (Weighted Ambiguity Vecter Estimator) là chương trình dùng để tính cạnh (Baseline Processor) từ số liệu thu tín hiệu vệ tinh GPS với các phương pháp đo: -Đo tĩnh(Static) -Đo tĩnh nhanh (Fast Static) -Đo động (Kinematic) Chương trình WAVE được khởi động (Chạy ) trong GPSurvey, như là một Modul của phần mềm này. Việc tính cạnh được dùng cho cả hai dạng số liệu là Phase và Code để nhận được vector ba chiều giữa các điểm đo. I.Sử dụng chương trình WAVE Sau khi khởi động phần mềm GPSurvey và sau khi đã nhập số liệu đo từ chức năng Load, ta có thể khởi động WAVE bằng Process trên Menu chính. Sau khi khởi động WAVE, trên Menu chính có thể chọn: -File: Tạo mới một Session tính toán, đưa số liệu vào đó, ghi kết quả, in tệp văn bản (Text) và thoát (Exit). -Edid: Soạn thảo lại các thông tin dã ngoại, vào toạ độ điểm chính xác và soạn thảo xử lý lưới (chỉ đối với số liệu đã gọi vào Session tính toán). - Process: Để setup và bắt đầu tính toán số liệu. -Results: Xem kết quả tính toán và tệp ghi. -Options: Đặt chế độ làm việc cho WAVE. -Window: Cơ cấu tổ chức Microsoft Window chuẩn -Help: Trợ giúp cho người sử dụng WAVE. Chươngh trình WAVE chỉ chạy cho kết quả khi số liệu đo đã có trong Project. Như vậy trước khi chạy chương trình WAVE cần thực hiện đưa số liệu vào Project bằng GPSurvey Load và kiểm tra số liệu trong Project trong Check-in. Để sau này có thể bình sai lưới GPS bằng chương trình TRIMNET PLUS, cần đưa tất cả số liệu đo của mạng lưới vào chung một Project, sau mỗi lần chạy Baseline các vector cạnh sẽ đựơc tập hợp lại để chuẩn bị cho chương trình bình sai lưới và cho toạ độ cuối cùng. Sử lý một Session đựơc thực hiện qua 5 bước sau: 1. Chọn Process từ Menu chính của GPSurvey, vào WAVE. 2. Chọn các tệp để xử lý - các tệp này phải cùng thời gian (ngày, tháng, giờ, phút). 3. Đưa (Load) số liệu vào WAVE. 4. Chọn Process từ Menu chính của WAVE. 5. Chọn Base Line. Menu chính của WAVE: Wave - Turbonial File Edit Process Results Option Window Help Từ Menu chính của WAVE ta có thể thực hiện các lệnh sau: Đưa số liệu dạng File từ Project vào cơ sở dữ liệu để xử lý. Soạn thảo điểm và các thông tin cho điểm đó. Setup và chạy xử lý Base line. Xem tệp kết quả và tệp ghi của Session xử lý Chọn môi trường và phương thức xử lý. Cơ cấu Window. Xem các hướng dẫn trợ giúp. Trong OPTION của Menu chính có các chức năng sau: Notyfy on Completion Detailed Output: chọn khuôn dạng đầu ra cho bảng thông báo kết quả tính chi tiết. Log Activit: Mở menu phụ trên đó có thể chọn mức độ ghi thông báo chi tiết và ghi kết quả. Các kiểu chọn là:Errors (sai số ), Standart (tiêu chuẩn ), Advanced (được chấp nhận ). Time Display: Mở Menu phụ trong đó có thể chọn thời gian ghi là giờ GPS hay giờ địa phương. Solution display: mở cửa sổ phụ trên đó có thể chọn để ghi toàn bộ (All) các lời giải hay chỉ ghi lời giải tốt nhất (Best). Nhờ Edit trong Menu chính ta có thể cập nhật lại (đã cập nhật sau khi đọc số liệu vào Project) các số liệu thực địa như: Tên trạm đo. Chiều cao Anten đã cho. Loại Anten. Phương pháp đo cao Anten. II. Nhập số liệu vào WAVE Để có số liệu tính toán bước đầu tiên là vào chương trình và chuyển(Load) số liệu từ Project. Vào cơ sở dữ liệu tính toán của WAVE. Công việc này được tiến hành qua các bước: Chọn Process / Baseline từ Menu chính của GPSurvey. Đánh dấu chọn tệp số liệu, xử lý từ danh sách tệp (có thể chọn 2,3 và chọn tất cả tệp) ấn phím và Ok để thực hiện đọc số liệu các tệp đã chọn vào Session mới. III. Biên tập số liệu đã nhập (Edit) Sau khi đã đọc số liệu vào WAVE, trước khi thực hiện tính toán, có thể biên tập số liệu đã nhập như đặt trước số liệu toạ độ chính xác cho điểm (Station Posittion), đưa vào chương trình tính cạnh cũng có thể sử dụng Occupations để biên tập lại số liệu tại trạm đo như tên trạm đo, chiều cao Anten, loại Anten. Đối với số liệu đo động liên tục (Continuos Kinematic) ta sử dụng Continuos Segments để biên tập số liệu tại trạm đo. Các chức năng của Edit trên Menu chính của WAVE bao gồm chức năng của NetWork trong Edit sẽ không có tác dụng khi chưa có tác động đến Process / Setup. Khi đã tác động đến Process / Setup ta có thể biên tập lại các kết quả đo tĩnh, tĩnh nhanh và đo động. Trong đó các biên tập (Edit) với kết quả đo động phức tạp hơn đo tĩnh và đo tĩnh nhanh vì phải xử lý trạm khởi đo. để vào biên tập kết quả đo động, ta thực hiện lệnh Edit / NetWork / Kinematic, khi đó trên màn hình sẽ xuất hiện của sổ Kinematic NetWork, nhờ đó ta có thể thay đổi thứ tự tính và thay đổi cả thứ tự tính cùng dạng khởi đo. Nửa phía trên của sổ Kinematic Network có các nội dung sau: Máy 1: trạm cố định (Base) Máy 2: trạm di động (Rover). Thời gian bắt đầu và kết thúc đo. Nửa phía dưới của sổ Kinematic Network cho ta chọn và biên tập dạng khởi đo (Initialization). Để hiện của sổ biên tập khởi đo (Edit Initilization) ta sử dụng phím mềm Edit, trong cử sổ này ta chọn dạng khởi đo sau: Fixed Baseline: cạnh cố định. Static Baseline: cạnh đo tĩnh. Reo Ceupation: cạnh đã đo (đặt máy lại). Nếu chọn dạng khởi đo là Static Baseline và Reo Ceupation thì chương trình sẽ nối với cơ sở dữ liệu trong Project để thực hiện kết quả tính. Nếu chọn dạng khởi đo là Fixed Basaline thì ta gõ từ bàn phím các giá trị dx, dy, dz (trong hệ toạ độ WGS - 84) của cạnh đó. Để thêm cạnh khởi đo mới ta dùng phím mềm ADD khi đó sẽ xuất hiện cửa sổ New Initilization, trong cửa sổ này sẽ xuất hiện toàn bộ tất cả kết quả đo tĩnh hiện tại. Chọn cạnh nào đó (bằng vệt sáng) và gõ vào bàn phím các giá trị dx, dy, dz của cạnh đó (Ok nến chấp nhận và Cancel nếu không). IV. Menu xử lý (Process Menu). Trên menu chính của WAVE có menu Process, ta có thể sử dụng để tính toán kết quả đo theo chế độ tự động tức là chập nhận các tham số mặc định (default) hoặc (Conltrols). Với các chức năng như vậy ta có thể xử lý đối với: Xử lý đo tĩnh và đo tĩnh nhanh nói chung. Xử lý đo động. Đặt lại khoảng thời gian bắt đầu và kết thúc. Chọn vệ tinh. Chấp nhận tính theo các tham số mặc định. Trên Menu Process có 3 nội dung (nhánh): Setup: đặt (chọn) chế độ tĩnh. Point Position: Tính vị trí điểm. Baseline: tính cạnh. Sau khi chọn Setup sẽ xuất hiện của sổ Setup, trên đó ta có thể dùng chế độ mặc dịnh (Phím mềm default) hoặc có thể chấp nhận các tham số tùy ý nhờ phím mềm Advanced Controls. Trên cửa sổ này ta có thể đặt lại khoảng thời gian cần tính và chọn hay bỏ vệ tinh tham gia tính (phần mềm Satellites). Trên cửa sổ Setup có thể tính cạnh độc lập (Inderpendentse) cũng có thể tính tất cả các cạnh (All Baseline). Thí dụ chúng ta sử dụng 3 máy thu cùng thu tín hiệu, thì số cạnh độc lập là 2 cạnh, nếu chọn All Baseline ta sẽ nhận được kết quả tính 3 cạnh. Cần nhớ rằng, kết quả bình sai lưới có thể bị biến dạng do sự có mặt của các cạnh không độc lập, sự có mặt đó làm tăng giả tạo bậc tự do trong bài toán bình sai lưới. Đối với kết quả đo động (Kinematic), chương trình sẽ tính các số liệu đo kiểu Stop - End - Go (đi và dừng), Continuos (liên tục), Event Markers (đánh dấu sự kiện) và Force Continuos (buộc thành dạng đo liên tục). Với chức năng Advanced Controls (đặt tham số nhận) có thể thay đổi được việc lựa chọn các vệ tinh theo độ cao (thường loại bỏ các vệ tinh thấp dưới 150), số lần lặp tối đa, thời gian tối đa gián đoạn tín hiệu (Cycle Slip), lịch vệ tinh (Ephemerits). V. Đánh giá kết quả tính cạnh. Giá trị tỷ số Ratio Giá trị tỷ số Ratio là tỷ số của phương sai lời giải được chọn là tốt thứ 2 và là lời giải tốt nhất, giá trị mặc định của Ratio là 1,5. Nếu tỷ số đó nhỏ hơn 1,5 chững tỏ sự khác biệt về độ tin cậy giữa các lời giải không nhiều, khi đó sẽ không có lời giải Fixed mà chỉ có lời giải Float. Nếu tỷ số Ratio lớn hơn 1,5 tức là độ tin cậy của lời giải tốt nhất đã được khẳng định, khi đó lời giải tốt nhất sẽ là lời giải Fixed. Ratio càng lớn thì càng thể hiện lời giải tốt, có độ tin cậy cao. Có thể đặt lại giá trị mặc định của Ratio (1,5) bằng giá trị nhỏ hơn, như vậy sẽ không tốt vì có thể kết quả sẽ đưa ra lời giải Fixed mà không đáng tin cậy. Như vậy, ta đã hạ thấp chỉ tiêu lựa chọn cho lời giải Fixed. Phương sai chuẩn (Reference Variance) Phương sai chuẩn cũng là cơ sở quan trọng để đánh giá chất lượng lời giải. Đó là sai số trung phương đơn vị trọng số, nó không có thứ nguyên (không đơn vị). Trường hợp lý tưởng là giá trị phương sai xấp xỉ 1. Đối với máy thu 1 tần có thể chấp nhận phương sai trong khoảng 1 4 8 hoặc 9. Trong trưòng hợp đo động (chỉ có ít nhất 2 lần ghi số liệu) có thể chấp nhận phương sai lớn hơn khoảng 5 hoặc 6 lần. Nếu phương sai quá lớn, có thể đã bị những sai số như: Tín hiệu bị nhiễu (do cây, vật cản che chắn tín hiệu, hoặc vệ tinh quá gần chân trời). Có dấu hiệu của sai số số nguyên đa trị. Có sai số hệ thống do sử dụng máy thu một tần trên khoảng cách dài, khi đó chịu ảnh hưởng của tầng Ion. Chọn cài đặt lời giải Fixed không đúng. Biểu đồ tín hiệu của vệ tinh đã thu được (SV residual plots) Biểu đồ tín hiệu cũng cho ta nhận xét về chất lượng đo GPS, nếu tín hiệu của quá nhiều về tinh có tình trạng bị gián đoạn (Cycle Slip) thì chất lượng lời giải thường không tốt. Thường các vệ tinh gần chân trời (độ cao thấp) có tín hiệu hay bị gián đoạn. Với các vệ tinh bị gián đoạn tín hiệu nhiều lần cần lưu ý trong việc lựa chọn chúng tham gia vào việc xử lý cạnh. ĐII.7. lý thuyết bình sai lưới GPS I. cơ sở lý thuyết Công việc tính toán bình sai là công việc có khối lượng lớn và bình sai phải dựa trên cơ sở toán học chặt chẽ. Từ trước tới nay chúng ta đã biết các phương pháp bình sai: bình sai gián tiếp, bình sai điều kiện, để ứng dụng máy tính điện tử vào phương pháp bình sai thì phương pháp bình sai đó phải có tính tổng quát với mọi dạng đồ hình của lưới và phải có tính tự động hoá cao, dễ vận hành cho máy tính. Sau đây chúng tôi trình bày về cơ sở lý thuyết phương pháp bình sai chặt chẽ. Như chúng ta đã biết kết quả đo GPS nhận được là các gia số toạ độ không gian từ các cặp điểm đo, nên trị tham gia bình sai sẽ là số gia toạ độ không gian Dx, Dy, Dz. Chúng ta sử dụng các ký hiệu sau: Xi, Yi, Zi: toạ độ sau bình sai của điểm i Xj, Yj, Zj: Toạ độ sau bình sai của điểm j Xji0 Yi0,Zi0: toạ độ gần đúng của điểm i Xj0, Yj 0, Zj0: toạ độ gần đúng của điểm j dxi, dyi,dzi,dxj,dyj,dzj: số hiệu chỉnh vào toạ độ gần đúng của cặp điểm i,j. Dxij0, Dyij0, Dzij0: trị đo VDx,VDy,VDz: số hiệu chỉnh voà trị đo. DXij, DYij, DZij: trị sau bình sai. Số gia toạ độ giữa 2 điểm i,j được viết: DXij = Xj - Xi DYij = Yj - Yi DZij = Zj - Zi Trong đó: DXij = DXij0 + VDx DYij = DYij0 + VDy DZij = DZij0 + VDz Xi = Xi0 + dxi Yi = Yi0 + dyi Zi = Zi0 + dzi Xj = Xj 0+ dxj Yj = Yj 0+ dyj Zj = Zj 0+ dzj Do đó: DXij0 + VDX = - (Xi0 + dxi) + (Xj0 + dxj ) VDX= -dxi + dxj + (-Xi0 + Xj0 - DXij0) Ta ký hiệu: Lx = Xj0 - Xi0 -DXij0 (II.7.1) VDX = dxj - dxi + Lx Tương tự đối với các thành phần trị đo DY,DZ ta có: VDY = dyj - dyi + Ly VDZ = dzj - dzi + Lz Nếu trong mạn lưới GPS có n cặp điểm đo, ta sẽ có hệ phương trình số hiệu chỉnh: VDX1 = dxj - dxi + Lx1 VDY1 = dyj - dyi + Ly1 VDZ1 = dzj - dzi + Lz1 ................................. (II.7.2) VDXn = dxj - dxi + Lxn VDYn = dyj - dyi + Lyn VDZn = dzj - dzi + Lzn Đối với điểm gốc thì dx = dy = dz = 0 i,j là cặp đo thứ 1 k,t là cặp đo thứ n Ma trận hệ phương trình số hiệu chỉnh, có kích thước (3n x 3p) n: là số cặp điểm đo p: là số điểm cần xác định Hệ số phương trình số hiệu chỉnh có dạng: V = A.DX + L (II.7.2a) Trong đó: DX = { dx1, dy1, dz1, dx2, dy2, dz2, dxp, dyp, dzp}T L: là vecto số hạng tự do gồm Lxij, Lyij, Lzij. Từ hệ phương trình số hiệu chỉnh ta lập được phương trình số hiệu chỉnh có dạng: AT. P. A. DX + AT. P. L =0 (II.7.3) Trong đó P là ma trận trọng số gồm các ma trận con (3x3) Từ công thức (II.7.3) ta có: DX = - (AT. P. A)-1. AT. P. L (II.7.4) Để tính trị bình sai gia số toạ độ, cần phải tính vecto số hiệu chỉnh cho trị đo. Thay các vecto ẩn số DX và các phương trình số hiệu chỉnh (II.7.2a) cuối cùng ta được. Trị đo sau bình sai: DX = DX0 + VDx DY = DY0 + VDy DZ = DZ0 + VDz Toạ độ sau bình sai: X=X0 + dx Y=Y0 + dy Z=Z0 + dz *. Đánh giá độ chính xác: Sai số trung phương đơn vị trọng số được tính: m = N=3.n T=3.p Sai số trung phương vị trí điểm. MX = m MY = m MZ = m II.Các công thức tính chuyển hệ toạ độ Để giải quyết vấn đề trong việc tính toán và bình sai số liệu đo đạc trắc địa cũng như trong vấn đề nghiên cứu về trái đất, người ta sử dụng các hệ toạ độ: Hệ toạ độ vuông góc không gian, hệ toạ độ trắc địa, hệ toạ độ địa diện chân trời, hệ toạ độ qui hoá, hệ toạ độ cực, hệ toạ độ địa tâm... Tuy nhiên ở đây chúng tôi xin đưa ra 3 hệ toạ độ dùng cho đề tài. Hệ toạ độ vuông góc không gian (X,Y,Z), hệ toạ độ trắc địa (B,L,H) và hệ toạ độ vuông góc phẳng Gauss (x,y). Xét trong 3 hệ toạ độ đã nêu thì c bài toán chuyển đổi có sơ đồ tổng quát sau: (x,y,h) ô (B,L,H) ô (X,Y,Z) Bài toán chuyển đổi hệ toạ độ đưa ra gồm có dạng: * (B,L,H) đ (X,Y,Z) * (X,Y,Z) đ (B,L,H) * (B,L) đ (x,y) * (x,y) đ (B,L) 1. Bài toán chuyển đổi hệ toạ độ (B,L,H) đ (X,Y,Z) Công thức chuyển đổi: X = (N+H) CosB.CosL Y = (N+H) CosB.SinL Z = (N+H - N e2 ) SinB. Trong đó: - B, H, L: Là toạ độ trắc địa của điểm xét. - X, Y, Z: Là toạ độ vuông góc không gian tính được của điểm xét tương ứng. - e: Là tâm sai thứ nhất: (Với a, b là kích thước của (E) đưa vào ) - N: Là bán kính vòng thẳng đứng thứ nhất: 2. Bài toán chuyển đổi hệ toạ độ từ hệ (X,Y,Z) đ (B,L,H) Công thức chuyển đổi: Trong đó: 3. Bài toán tính chuyển hệ toạ độ (B,L) đ (x,y) x = 6367558,497.B + { [(a6. L2 + a4).L2 + 0,5]. L2.N - a0}. SinB.CosB y = [(b5L2 + b3).L2 + 1].L.N. CosB. Trong đó: N= [(0,605.Sin2B + 107,155).Sin2B + 21346,142].Sin2B + 6378245 a0 = (0,7032cos2B - 135,3277)cos2B + 32140,4046 a4 = [(0,00000076.cos2B + 0,0025269)cos2B + 0,25].cos2B - 0,0416667 a6 = [(0,00562.cos2B + 0,16358).cos2B - 0,08333].cos2B + 0,00139 b3 = (0,00112309.cos2B + 0.33333333).cos2B - 0.16666667 b5 = [(0,004043.cos2B + 0,196743)cos2B - 0,166667] cos2B + 0,008333 4. Bài toán chuyển hệ toạ độ Công thức chuyển đổi: B = Bx + {[(A8 Z2 - A6).Z2 + A4] Z2 -1}.Z2A2. L = {[( B7Z2+ B5)Z2 + B3] Z2+ 1}Z Trong đó: b = Bx = [(2382cos2b +293609)cos2b + 50221747].sinbcosb/10-11 + b. A2 = (0,003369263. cos2bx + 0,5). sinBx.cosBx. A4 = [(0,0056154- 0,0000151.cos2Bx).cos2Bx + 0,1616128].Cos2Bx + 0,25 A6 = [(0,00389. cos2Bx +0,04310)cos2Bx -0,00168]. cos2Bx + 0,125 A8 =[(0,013. cos2Bx + 0,008). cos2Bx - 0,031] cos2Bx +0,078 B3 = (0,16666667 - 0,00112309.cos2Bx). cos2Bx - 0,33333333 B5 = [(0,008783 - 0,000112. cos2Bx). cos2Bx - 0,166667]. cos2Bx +0,2 B7 = (0,1667 - 0,0361. cos2Bx) cos2Bx - 0,1429 Nx = [(0,605 sin2Bx + 107,155). sin2Bx + 21346,142]. sin2Bx + 6378245 Z = CHƯƠNG III Phần chuyên đề ĐIII.1. Thiết kế kỹ thuật lưới khống chế địa chính cấp 1, cấp 2 1. Quy định chung Lưới địa chính cấp 1, cấp 2 được thiết kế xây dựng trên phạm vi thuộc tỉnh Hà Tây. Theo quy phạm thiết kế và xây dựng lưới địa chính của tổng cục quản lý ruộng đất (nay là Tổng cục địa chính) ban hành năm 1991 thì mật độ điểm địa chính cấp 1 trở lên phải đảm bảo 3 km2 có 1 điểm đối với vùng đồng bằng và trung du, từ 0.741 km2 với lưới địa chính cấp 2. Trên cơ sở để thiết kế xây dựng lưới địa chính cấp 1, 2 bằng công nghệ GPS thì chúng ta phải dựa vào các điểm đã biết toạ độ với độ chính xác tương đương với lưới hạng III tam giác nhà nước trở lên. Lưới địa chính cấp 1, 2 được đo bằng công nghệ GPS được thiết kế theo phương pháp đường chuyền. Lưới toạ độ địa chính cấp 1, 2 được thiết kế dựa vào các văn bản pháp quy đã được ban hành như: + Quy phạm xây dựng lưới địa chính của Tổng cục quản lý ruộng đất ( nay là Tổng cục địa chính ) ban hành năm 1991. + Hướng dẫn thành lập lưới địa chính 1, 2 của Tổng cục địa chính ban hành tháng 6-1995. + Quy phạm thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:200 4 1:1000 khu vực đô thị của Tổng cục địa chính ban hành tháng 2 - 1996 (tạm thời) 2. Đồ hình thiết kế của lưới địa chính cấp 1. Sau khi nghiên cứu, khảo sát ngoài thực địa và thiết kế trên bản đồ, chúng tôi đã tổ chức lại và đánh dấu sơ bộ vị trí điểm đã thiết kế ra ngoài thực địa. Qua đó xem xét thực trạng vị trí các điểm ở toàn bộ khu đo, chúng tôi thấy đồ hình của mạng lưới được thiết kế dưới dạng đường chuyền là phù hợp nhất, vì nó rất linh hoạt có thể luồn lách được trong toàn bộ khu đo có địa hình phức tạp. Toàn bộ lưới địa chính 1 có tổng số điểm là 05 bao gồm: - Hàng xanh ` -DCI-01 - Núi múc -DCI-02 - DCI-03 Các chỉ tiêu kỹ thuật và sơ đồ lưới kèm theo được giới thiệu ở phần tính toán thực nghiệm. 3. Quy định kỹ thuật chọn điểm, chôn mốc. Chọn điểm. Các điểm địa chính cấp 1 phải chọn như thiết kế. Đối với việc thành lập lưới địa chính bằng công nghệ GPS thì ta phải chọn một số cạnh theo thiết kế và phải thông hướng với nhau, với mục đích chuyền phương vị và phát triển các cấp lưới tiếp theo. Phải chọn điểm ở nơi có nền đất ổn định, lâu dài, có khả năng khống chế tối đa diện tích khu đo và tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển lưới địa chính cấp 2. Khi chọn điểm vì một lý do khách quan mà phải thay đổi vị trí điểm so với thiết kế thì cần chú ý đến các hướng xung quanh, kết cấu đồ hình và các hướng đo nối với các điểm địa chính cấp 2. Vị trí của điểm chọn mới thay cho điểm thiết kế phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật trong quy trình, quy phạm đối với lưới đường chuyền. Chôn mốc. Mốc lưới địa chính cấp 1 được đúc bằng bê tông, trên mốc được gắn dấu sứ và có dấu thập để giúp cho đo ngắm và dọi tâm một cách chính xác. Mặt mốc ghi tên và số hiệu điểm, đầu chữ quay về hướng bắc. Khi đào hố chôn mốc phải đảm bảo đáy hố bằng phẳng, đầm chắc chắn mới được chôn mốc. Mốc được chôn chìm cách mặt đất từ 20430 cm. Mốc phải có lắp đậy để bảo vệ dấu sứ trên mốc. Theo quy định của quy phạm các mốc chôn đều lấy hướng Bắc làm chuẩn để xoay mốc sao cho các đầu chữ, các số đều phải quay về hướng Bắc để tránh nhầm lẫn về số hiệu của các điểm toạ độ. Các mốc sau khi chôn xong, đều phải chôn cọc dấu, cọc dấu được chôn cách mốc 1m về phía Bắc. Mặt chính của dấu ghi “Cọc dấu địa chính”, mặt cọc dấu được chôn về phía mốc. Cọc dấu được đúc bằng bê tông dày 1m, rộng 10cm, dưới có đế, trong có lõi sắt, chôn sâu khoảng 50460 cm. Cọc dấu giúp cho người đo ngắm đến tìm điểm một cách dễ dàng và thuận lợi. Sau khi chôn mốc xong phải vẽ sơ đồ ghi chú điểm, vẽ rõ ràng, chính xác các địa vật cố định, các yếu tố cần thiết xung quanh vị trí điểm và sơ đồ ghi chú điểm rồi cùng với chính quyền địa phương có trách nhiệm bảo vệ. Biên bản bàn giao lập theo mẫu quy phạm sử dụng lưới địa chính của Tổng cục địa chính ban hành năm 1991. 4. Thiết kế lưới địa chính cấp 2. Lưới địa chính cấp 2 được phát triển từ các điểm địa chính từ cấp 1 trở lên. Điểm khởi đầu và vòng khép của lưới địa chính cấp 2 là các điểm toạ độ có độ chính xác từ các điểm địa chính cấp1 trở lên. Lưới toạ độ địa chính cấp 2 được thiết kế dựa vào các quy định về chỉ tiêu kỹ thuật của thiết kế lưới. Lưới địa chính cấp 2 phải phủ kín toàn bộ khu đo tạo điều kiện cho việc phát triển mạng lưới đo vẽ để thành lập bản đồ địa chính. *. Quy định chọn điểm và chôn mốc + Vị trí của điểm địa chính cấp 2 phải chọn ở nơi có nền đất ổn định lâu dài, có khả năng khống chế tối đa để tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển mạng lưới đo vẽ sau này. + Sau khi chọn điểm xong phải tiến hành chôn mốc và vẽ sơ đồ ghi chú điểm, đồng thời lập biên bản bàn giao mốc cho chính quyền địa phương bảo quản theo mẫu biên bản trong quy phạm thiết kế xây dựng lưới địa chính của Tổng cục địa chính ban hành năm 1991. + Mốc địa chính cấp 2 được đúc bằng bê tông trên mặt mốc có gắn dấu sứ ở giữa do Tổng cục địa chính quy định (Phụ lục II quy phạm xây dựng lưới toạ độ địa chính ban hành năm 1991). Khi đào hố chôn mốc phải đảm bảo đáy hố được đầm chắc chắn, mặt đáy hố phải bằng phẳng mới đặt mốc xuống chôn. + Mốc được chôn chìm cách mặt đất từ 20430 cm. Mốc phải có lắp đậy để bảo vệ dấu sứ trên mốc. Theo quy định của quy phạm các mốc chôn đều lấy hướng Bắc làm chuẩn để xoay mốc sao cho các đầu chữ, các số đều phải quay về hướng Bắc để tránh nhầm lẫn về số hiệu của các điểm toạ độ. Các mốc sau khi chôn xong, đều phải chôn cọc dấu, cọc dấu được chôn cách mốc 1m về phía Bắc. Mặt chính của dấu ghi “Cọc dấu địa chính”, mặt cọc dấu được chôn về phía mốc. Cọc dấu giúp cho người đo ngắm đến tìm điểm một cách dễ dàng và thuận lợi. Sau khi chôn mốc xong phải vẽ sơ đồ ghi chú điểm, vẽ rõ ràng, chính xác các địa vật cố định, các yếu tố cần thiết xung quanh vị trí điểm và sơ đồ ghi chú điểm rồi cùng với chính quyền địa phương có trách nhiệm bảo vệ. Biên bản bàn giao lập theo mẫu quy phạm sử dụng lưới địa chính của Tổng cục địa chính ban hành năm 1991. ĐIII.2 Khả năng ứng dụng công nghệ GPS trong đo đạc xây dựng lưới địa chính Mục đích của việc lập lưới đường chuyền địa chính 1, 2 để tăng dày điểm khống chế, làm cơ sở phát triển mạng lưới đo vẽ thành lập bản đồ địa chính. Theo quy định của quy phạm hiện hành thì mật độ điểm khống chế toạ độ địa chính các cấp cần đảm bảo: Mật độ điểm từ địa chính cơ sở trở lên phải đạt từ 10415 km2 có một điểm đối với khu vực nông thôn, 5410 km2 có một điểm đối với khu vực đô thị. Toạ độ địa chính cấp 1 trở lên là 143 km2 có một điểm đối với khu vực nông thôn, 0.440.5 km2 có một điểm đối với khu vực đô thị. Toạ độ địa chính cấp 2 trở lên tương ứng là 0.340.7 km2 và 0.0340.04 có một điểm. Từ những điều kiện khó khăn của thực tế khi xây dựng lưới địa chính cấp 1, 2 cho những khu vực khó khăn, đặc biệt là những khu đô thị và khu đông dân cư thì đo đạc thành lập lưới gặp nhiều khó khăn do bị các địa vật che khuất như cây cối, nhà của, che chắn làm ảnh hưởng tới sự thông hướng của các điểm lưới. Do vậy, khi thành lập lưới trong các khu vực này bằng các máy thông thường sẽ tốn kém rất nhiều công sức. Để khắc phục tình trạng này, khi xây dựng lưới cho những khu vực khó khăn, ta nên dùng công nghệ GPS để thành lập lưới. Công nghệ GPS có các đặc điểm ưu việt hơn hẳn các công nghệ khác ở các mặt sau: - Xác định trực tiếp thành phần toạ độ không gian với độ chính xác cao. Rất linh hoạt cho việc bố trí điểm đo, có thể đo ở mọi thời điểm và mọi thời tiết. Có khả năng tự động hoá cao, cả khi đo ngoại nghiệp và xử lý nội nghiệp. Khi đo đạc thành lập lưới bằng công nghệ GPS thì đồ hình lưới ít bị ảnh hưởng tới độ chính xác, do vậy ta có thể xây dựng lưới theo một mô hình linh hoạt. Với công nghệ GPS cho phép ta đo đạc nhanh chóng, giảm bớt nhân công, giảm được giá thành, rút ngắn được thời gian thi công. Mật độ điểm không chế. Một trong những yêu cầu của điểm khống chế trắc địa là phải đảm bảo về mật độ và độ chính xác cho công tác trắc địa sau này. Do vậy, để xác định mật độ điểm khống chế cơ sở sao cho có hiệu quả nhất về mặt kinh tế và kỹ thuật là rất quan trọng đối với các cấp lưới khống chế. Để đo vẽ hết địa vật xung quanh của điểm trạm đo, các điểm trạm đo phân bố đều thì khoảng cách giữa 2 trạm đo sẽ tính được theo công thức: S = D Trong đó: D: là khoảng cách từ máy đến mia. Diện tích khống chế của một điểm sẽ là: P = Nếu gọi F là diện tích khu đo, thì số lượng điểm khống chế của khu đo là: N= Trong quy phạm đo vẽ chi tiết, thì mật độ điểm khống chế nhà nước thường được ứng dụng với mỗi loại bản đồ cần thành lập và tỷ lệ bản đồ cần thành lập. Dựa trên cơ sở đó sẽ tính được số lượng điểm khống chế nhà nước trên khu vực đo. Gọi P0 là mật độ điểm khống chế nhà nước có trong khu vực với tỷ lệ bản đồ cần thành lập. N0 là số lượng điểm khống chế nhà nước có trong khu vực. Ta có: N0 = Suy ra số lượng điểm khống chế cần xây dựng thêm là: t = N - n Trong đó: n: tổng tất cả các điểm khống chế ở tất cả các bậc cần phát triển của mạng lưới. Phương pháp chung để tính số lượng điểm khống chế của một bậc nào đó là tính phạm vi khống chế của một điểm. Sau đó tính được số lượng điểm của từng cấp, tổng số điểm của mỗi cấp tính được phải thoả mãn đẳng thức sau: n = Với ti (i=144) là thứ tự của lưới khống chế. Nguyên tắc chọn điểm và đo đạc. Điều kiện tối thiểu giữa các cặp điểm đo phải chọn xen kẽ một điểm thoáng và một điểm khó. Đảm bảo góc nhìn xung quanh điểm không bị che khuất là 1500 (thị trường từ điểm trạm đo nhìn lên trời). Trường hợp có hướng bị che khuất khi lập lịch đo phải chọn đủ số vệ tinh tối thiểu chung cho các trạm đo đồng thời có quỹ đạo không đi qua hướng đó. Không bị ảnh hưởng của các đài phát sóng điện ( tốt nhất là cách đài phát sóng điện không dưới 500 m). Vị trí của các điểm lưới cấp 1, 2 phải thuận lợi cho việc phát triển các lưới khống chế đo vẽ, điểm được chọn về nguyên tắc không cần thông hướng. Nhưng thực tế ta phải chọn cạnh đo thông nhau đôi một. Khi chọn điểm, ghi chú điểm. Khi đo chiều cao Anten, tên điểm đo, nhiệt đô, thời tiết, ngày đo, thời gian quan sát tại điểm vào sổ đo. Phương pháp thiết kế và lập kế hoạch đo. Sử dụng tệp Ephemezit không cũ quá 3 tháng. Chọn điều kiện đo tốt, để chọn điều kiện đo tốt cần sử dụng phần mềm lập kế hoạch đo (Quick Plan và Plan) để xác định thời gian trong ngày có PDOP tốt (nhỏ), đủ số vệ tinh. Chọn khoảng cách và thời gian đo sao cho các máy thu có thể đồng thời cùng quan sát được ít nhất 4 vệ tinh chung, chọn PDOP trong khoảng từ 244. Khi đặt máy tai điểm khó khăn, ta phải lập lịch cho chắc chắn, chọn các vệ tinh có góc cao từ 300 trở lên. Khảo sát trạm đo trước khi đặt máy để kiểm tra mức độ số nguyên đa trị, trong trường hợp cần thiết có thể chuyển trạm đo đến vị trí khác. Cần xác định những máy thu có cùng Session với máy thu trong điều kiện tốt. Cần tiến hành đo đủ thời gian, như vậy có thể kiểm tra được kết quả đo nhờ các cạnh đo tham gia vào các Session độc lập. Việc thiết kế mạng lưới cần đảm bảo cho toàn bộ điểm đo tạo thành ít nhất 3 cạnh độc lập liên kết với nhau. Với cách này, ngay cả trường hợp có cạnh nào đó không đạt vẫn tính được toạ độ điểm mà không cần đo lại. Trong cấu trúc lưới, các vòng khép kín nhỏ được tạo thành từ 2 hay nhiều Session, khi đo hình khép rất có ý nghĩa trong việc kiểm tra sai số thô. Xử lý kết quả đo, tính toán số liệu nhờ chương trình tính cạnh WAVE, khi xử lý các kết quả làm ở giới hạn lấy bỏ cần cân nhắc kỹ. Sử dụng phương pháp bình sai chặt chẽ để bình sai mạng lưới. Phương pháp đo. Các phương pháp ứng dụng công nghệ GPS rất đa dạng, như đo tĩnh, đo động, đo giả động. Trong phạm vi đề tài chúng tôi sử dụng phương pháp đo tĩnh (Fast Static) để thành lập lưới khống chế địa chính. Với phương pháp này sẽ cho ta đạt độ chính xác cao và đảm bảo an toàn cho trang thiết bị. Phương pháp đo tĩnh quy định thu tín hiệu đồng thời từ 4 vệ tinh trở lên. Thời gian thu tín hiệu chúng tôi đo tại mỗi điểm là một giờ. Phương pháp đo tĩnh tạo ra một cạnh có độ chính xác cỡ (±5m á 1ppm).Độ chính xác của phương pháp này sẽ phụ thuộc vào thời gian đo và điều kiện quan sát. ĐIII.3 ứng dụng phương pháp đo tĩnh để xây dựng lưới địa chính Phương pháp đo tĩnh là một dạng đo GPS tương đối, nó cho độ chính xác định vị khá cao có thể cỡ xentimet, thậm chí milimet ở khoảng cách giữa hai điểm xét tới hàng chục và hàng trăm km. Nhận thấy tính ưu việt của công nghệ và của phương pháp, trong thời gian qua chúng tôi đã thử nghiệm các thiết bị máy thu GPS 4600LS với phương pháp đo tĩnh để xác định toạ độ các điểm lưới khống chế địa chính phục vụ cho công tác đo vẽ và thành lập bản đồ địa chính. *Mục đích của chương trình: Đánh giá khả năng ứng dụng thiết bị máy thu 4600 Ls trong việc xác định toạ độ và độ cao các điểm khống chế tọa độ địa chính. Phát huy khả năng ứng dụng công nghệ GPS, nâng cao hiệu suất lao động. Đánh giá độ chính xác của công nghệ GPS so với các công nghệ truyền thống. Nghiên cứu sử dụng phần mềm chuyên dụng (GPSurvey 2.3). 1. Khu vực thực nghiệm Tỉnh Hà Tây 2. Trang thiết bị dùng trong thực nghiệm Máy thu GPS TRIMBLE 4600LS:2 cái. Bộ giá đỡ (giá 3 chân). Máy tính và phần mềm GPSurvey 2.3. 3. Giới thiệu máy thu GPS TRIMBLE 4600 LS Anten và bộ khuyếch đại Phần tàn số vô tuyến (RF) Bộ vi xử lý Nguồn năng lượng Thiết bị ghi Đầu thu hoặc bộ điều khiển và hiển thị Máy thu GPS TRIMBLE 4600 LS là dạng máy thu1 tần và được bố trí theo dạng anten tự ghi. a. Sơ đồ nguyên lý của máy thu GPS b. Bộ anten tự ghi Bộ anten tự ghi gồm: Bộ thu tín hiệu, bộ ghi tín hiệu (các bộ nhớ ), hệ thống đèn báo, cổng trút số liệu (Port1), cổng nối nguồn ắc quy ngoài (Port 2). Bộ thu tín hiệu (anten thu) được bố trí ở phía trên để thu tín hiệu và truyền tải xuống bộ nhớ. Bộ nhớ được đặt ở phía dưới anten, bộ nhớ này có dung lượng 1MB nó đủ để ghi số liệu thu từ 5 vệ tinh với tần xuất 15 giây trong 14 giờ. Máy thu GPS TRIMBLE 4600 LS tự động phân chia File số liệu thu và tạo các Session File, theo dõi máy thu đã liên hệ và thu được tín hiệu của 4 vệ tinh trở lên. Mỗi tên File được xác định rõ ràng nhờ Serial số. Thống kê số liệu GPS như sau: AaaaBbbc ở đây, AAAA là 4 chữ số cuối cùng của một Srrial (số hiệu máy thu). BBB là mã số liệu đo GPS (số thứ tự ngày trong năm). C là Session số chuỗi (0 á9; Á Z) số thứ tự File đo trong ngày. Tổ chức này cho phép lập được 36 Session File riêng biệt. Nếu như Session File lớn hơn 36 thì tất cả các File có một mã thời gian riêng biệt. Các máy thu tín hiệu, các bộ ghi lưu trữ kết quả đặt bên trong của máy là đèn xanh, đèn đỏ, đèn vàng. Khi máy hoạt động các đèn đều sáng đều thể hiện sự hoạt động của máy bình thường, còn nếu khi đèn nháy nhanh thể hiện sự hoạt động không bình thường của máy. Khi hoạt động bình thường thì máy TRIMBLE 4600 LS sẽ chuyển qua 3 giai đoạn sau: 1.Bật công tắc đèn khởi đo: khi mở công tắc máy, tất cả 3 đèn đều sáng trong 1 giây, sau đó đèn màu xanh sáng đều còn các đèn khác tắt. Đèn đỏ theo dõi vệ tinh bắt đầu nháy nhanh sau khi đã liên hệ với 3 vệ tinh trở lên thì màu đỏ nháy chậm lại, khi đó File số liệu được mở ra và đèn vàng bắt đầu sáng đều. 2.Khi bật máy thu GPS 4600 LS ghi số liệu bình thường thì đèn đỏ nháy chậm và đèn vàng nháy đều. Trong thời gian này số liệu vẫn được ghi, máy thu vẫn theo dõi vệ tinh và bộ xử lý trong khoảng thời gian mà nó cần ghi số liệu cho việc thu tần số sóng L1. 3.Khi máy thu GPS 4600 LS thu xác định số liệu của tần số sóng L1 đã ghi đủ thì đèn vàng bắt đầu nháy chậm. Thời điểm này ta có thể tắt máy nếu không thì bộ nhớ trái sẽ mở ra và tiếp tục ghi số liệu cho tới khi tắt máy. Cổng thu số liệu và điều khiển máy thu: Port 1. Số liệu thu GPS được truyền tải từ máy thu sang máy tính nhờ cáp truyền số liệu nối Port 1 của máy thu với máy tính. Để thực hiện việc trút số liệu thì máy tính phải có phần mềm chuyên dụng GPSurvey đã được cài đạt sẵn và có khoá khởi động phần mềm. Ngoài việc trút số liệu thì nó còn được dùng để điều khiển máy thu trong việc cài đặt khởi đo thông qua Controls. Cổng nguồn điện ngoài được dùng khi sử dụng nguồn ăcquy ngoài. Chúng được nối với Port 2 bằng một dây cáp điện. Nguồn ăcquy ngoài thường được dùng trong trường hợp những chương trình dài từ 4 tiếng trở lên, máy thu GPS 4600 LS dùng loại pin trung gồm 4 quả và được nắp ở trong máy nên rất gọn nhẹ và thuận tiện. ĐIII.4 Lưới thực nghiệm Trong quá trình thực nghiệm, chúng tôi đã tiến hành bố trí và thành lập lưới địa chính 1 dưới dạng đường chuyền gồm: * Lưới thực nghiệm 1 - Hàng Xanh - DCI-01 - Núi Múc - DCI-02 - DCI-03 Trong đó có 3 điểm cần xác định là: ĐCI-01, ĐCII-02, ĐCII-3 và2 điểm gốc là: Hàng xanh, Núi múc. *Lưới thực nghiệm 2 Viễn Sơn - GPS 02 Núi giếng - GPS 03 GPS 01 - GPS 04 Điểm gốc là Viễn Sơn, Núi giếng và 4 điểm cần xác định là GPS 01, GPS 02, GPS 03, GPS 04. *Lưới thực nghiệm 3 477 - DC 03 483 - DC 04 485 - DC 05 DC 01 - DC 06 DC 02 Điểm gốc là 477, 483, 485 có 6 điểm cần xác định là DC 01 DC 02, DC 03, DC 04, DC 05 DC 06 Sau khi đã tiến hành khảo sát ngoài thực địa, chọn điểm và chôn mốc bằng cọc gỗ, chúng tôi tiến hành lập lịch đo và mô tả mức độ che chắn của vệ tinh đối với điểm đo. Sau đó chúng tôi đã tiến hành đo GPS trên các điểm đã thiết kế của các lưới trên. Kết quả đo, được xử lý bằng chương trình GPSurvey (chương trình tính cạnh WAVE). Trong quá trình xử lý số liệu đo GPS chúng ta cần lưu ý các vấn đề sau: - Chọn lời giải L1-Fixed. - Chọn tỷ số phương sai giữa lời giải tốt nhất và lời giải tốt thứ nhì là Ratio>1,5. - Giá trị phương sai chuẩn nằm trong khoảng từ 1á9 đó là sai số trung phương đơn vị trọng số nhưng không có thứ nguyên. Phương sai chuẩn cũng là cơ sở để đánh giá chất lượng lời giải. 80 *Đồ hình của lưới thực nghiệm 1 H.Xanh 01 02 N.Múc 03 * Đồ hình lưới thực nghiệm 2 đc03 485 483 đc02 đc01 478 đc06 đc05 đc04 * Đồ hình lưới thực nghiệm 3 V. Sơn GPS 03 GPS 01 GPS 02 N. Giếng GPS 04 Đ III.5 Xử lý số liệu I. Bình sai lưới GPS program BINH_SAI_GIAN_TIEP_LUOI_GPS; uses crt; type D=array[1..40,1..40] of real; D1=array[1..40,1..1] of real; Var detaX,detaX1,detaY,detaY1,detaZ,detaZ1,X,Y,Z,mx,my,mz,wx,wy,wz,ws,Ts,tx:array[1..50] of real; dau,cuoi:array[1..100] of integer; dk:array[1..20,1..20] of integer; w,pvvx,pvvy,pvvz,muy:real; lx,blx,ly,lz,dtx,dty,dtz,vx,vy,vz:d1; A,b,t,dao:d; i,j,m,k,tsc,tsdcxd,dgoc,tt,sdk:integer; f1,f2:text; fvao,fra:string[10]; procedure CVMT(var c,b:d;var m,n:integer); begin writeln(f2,n,m); for i:=1 to m do for j:=1 to n do b[j,i]:=c[i,j]; end; procedure NMT(var t1,t2,t:d;var m,n,m1,n1:integer); var k:integer; begin for i:=1 to m do for j:=1 to n1 do begin t[i,j]:=0; for k:=1 to n do t[i,j]:=t[i,j]+t1[i,k]*t2[k,j]; end; end; procedure NMT1(var t1:d;var t2,t:d1;var m,n,m1,n1:integer); var k:integer; begin for i:=1 to m do for j:=1 to n1 do begin t[i,j]:=0; for k:=1 to n do t[i,j]:=t[i,j]+t1[i,k]*t2[k,j]; end; end; procedure DMT(var t,dao:d;var n:integer); var c:real; k:integer; begin For i:= 1 To n do begin For j:= n + 1 To 2 * n do begin If j=(i + n) Then t[i, j] := 1 Else t[i, j] := 0; end; end; i := 1; While i<= n do begin C := t[i,i]; For j := i To 2 * n do t[i, j] := t[i, j] / C; For k := 1 To n do begin If k i Then begin C := t[k, i]; For j := i To 2 * n do t[k, j] := t[k, j] - t[i, j] * C; End; end; i := i + 1; end; For i := 1 To n do For j := n + 1 To 2 * n do t[i, j - n] := t[i, j]; writeln(f2,n,' ',n); for i:=1 to n do for j:=1 to n do dao[i,j]:=t[i,j]; end; begin clrscr; writeln(' CHUONG TRINH BINH SAI GIAN TIEP LUOI GPS '); writeln(' NGUYEN GIA TINH - DC41 '); writeln(' ==================*================'); writeln; writeln; write('nhap ten file so lieu (*.PAS):'); readln(fvao); assign(f1,fvao); reset(f1); write('nhap ten file kq (*.PAS):'); readln(fra); assign(f2,fra); rewrite(f2); read(f1,tsc,tsdcxd,dgoc); for i:=1 to dgoc do begin read(f1,tt,X[tt],Y[tt],Z[tt]); writeln(f2,tt,X[tt],Y[tt],Z[tt]); end; { LAP PHUONG TRINH SO HIEU CHINH} for i:=1 to tsc do begin read(f1,i,dau[i],cuoi[i],detaX[i],detaY[i],detaZ[i]); if (dau[i]>tsdcxd) then begin A[i,dau[i]]:=0; A[i,cuoi[i]]:=1; end else if (cuoi[i]>tsdcxd)then begin A[i,cuoi[i]]:=0; A[i,dau[i]]:=-1; end else begin A[i,cuoi[i]]:=1; A[i,dau[i]]:=-1; end; if (cuoi[i]<=tsdcxd) then begin X[cuoi[i]]:=X[dau[i]]+detaX[i]; Y[cuoi[i]]:=Y[dau[i]]+detaY[i]; Z[cuoi[i]]:=Z[dau[i]]+detaZ[i]; end; end; readln(f1,sdk); for k:=1 to sdk do begin { for j:=1 to (tsdcxd+dgoc) do begin} j:=0; while not eoln(f1) do begin j:=j+1; read(f1,dk[k,j]); end; readln(f1); end; writeln(f2,'SAI SO KHEP VONG'); for k:=1 to sdk do begin wx[k]:=0; wy[k]:=0; wz[k]:=0; Ts[k]:=0; for j:=1 to (tsdcxd+dgoc+1) do for i:=1 to tsc do begin if (dk[k,j]=dau[i]) and (dk[k,j+1]=cuoi[i]) then begin wx[k]:=wx[k]+detax[i]; wy[k]:=wy[k]+detay[i]; wz[k]:=wz[k]+detaz[i]; Ts[k]:=Ts[k]+sqrt(sqr(detax[i])+sqr(detay[i])+sqr(detaz[i])); end; if (dk[k,j]=cuoi[i]) and (dk[k,j+1]=dau[i]) then begin wx[k]:=wx[k]-detax[i]; wy[k]:=wy[k]-detay[i]; wz[k]:=wz[k]-detaz[i]; Ts[k]:=Ts[k]+sqrt(sqr(detax[i])+sqr(detay[i])+sqr(detaz[i])); end; end; Ws[k]:=sqrt(sqr(wx[k])+sqr(wy[k])+sqr(wz[k])); Tx[k]:=Ts[k]/ws[k]; writeln(f2,ws[k]:10:3,wx[k]:10:3,wy[k]:10:3,wz[k]:10:3); writeln(f2,'tong S= ', Ts[k]:10:3); writeln(f2,'1/T = ',tx[k]:10:3); end; writeln(F2,'HE PHUONG TRINH SO HIEU CHINH'); for i:=1 to tsc do begin for j:=1 to tsdcxd do begin write(f2,A[i,j]:10:4); end; writeln(f2); end; {CHUYEN VI MA TRAN HE SO} CVMT(a,b,tsc,tsdcxd); writeln(F2,'HE PHUONG TRINH CHUAN'); NMT(b,a,t,tsdcxd,tsc,tsc,tsdcxd); for i:=1 to tsdcxd do begin for j:=1 to tsdcxd do begin write(f2,t[i,j]:7:3); end; writeln(f2); end; writeln(f2, 'HE PHUONG TRINH GANZEN'); DMT(t,dao,tsdcxd); for i:=1 to tsdcxd do begin for j:=1 to tsdcxd do begin write(f2,dao[i,j]:6:3); end; writeln(f2); end; writeln(f2,'MA TRAN SO HANG TU DO LX'); for i:=1 to tsc do begin Lx[i,1]:=X[cuoi[i]]-x[dau[i]]-detax[i]; writeln(f2,lx[i,1]:10:6); end; m:=1; NMT1(b,Lx,blx,tsdcxd,tsc,tsc,m); {TINH SO HIEU CHINH TRI GAN DUNG DETAX} NMT1(dao,blx,dtx,tsc,tsc,tsc,m); writeln(f2); writeln(f2,'SO HIEU CHINH TRI GAN DUNG CUA HOANH DO'); for i:=1 to tsdcxd do begin for j:=1 to 1 do begin write(f2,dtx[i,j]:6:3); end; writeln(f2); end; {TINH SO HIEU CHINH TRI DO X} NMT1(a,dtx,vx,tsc,tsdcxd,tsc,m); writeln(f2,'SO HIEU CHINH TRI DO DELTA X'); for i:=1 to tsc do for j:=1 to m do begin vx[i,j]:=vx[i,j]+Lx[i,j]; detaX1[i]:=detaX[i]+vx[i,j]; end; for i:=1 to tsdcxd do begin for j:=1 to 1 do begin write(f2,vx[i,j]:10:6); end; writeln(f2); end; pvvx:=0; for i:=1 to tsc do pvvx:=pvvx+sqr(vx[i,1]); muy:=sqrt(pvvx/(tsc-tsdcxd)); writeln(f2,'PVVX'); writeln(f2,pvvx:20:3,' ',muy:10:6); writeln(f2,'SAI SO VI TRI DIEM mx'); for i:=1 to tsdcxd do begin mx[i]:=muy*dao[i,i]; writeln(f2,mx[i]:10:3); end; {TOA DO SAU BINH SAI} for i:=1 to tsdcxd do begin x[i]:=x[i]-dtx[i,1]; writeln(f2,x[i]:10:3); end; for i:=1 to tsc do Lx[i,1]:=Y[cuoi[i]]-Y[dau[i]]-detay[i]; NMT1(b,Lx,blx,tsdcxd,tsc,tsc,m); NMT1(dao,blx,dty,tsdcxd,tsc,tsc,m); writeln(f2); writeln(f2,'SO HIEU CHINH TRI GAN DUNG CUA TUNG DO'); for i:=1 to tsdcxd do begin for j:=1 to 1 do begin write(f2,dty[i,j]:6:3); end; writeln(f2); end; for i:=1 to tsdcxd do begin Y[i]:=Y[i]-dty[i,1]; writeln(f2,Y[i]:10:3); end; NMT1(a,dty,vy,tsc,tsdcxd,tsc,m); writeln(f2,'SO HIEU CHINH TRI DO DELTA Y'); for i:=1 to tsc do for j:=1 to m do begin vy[i,j]:=vy[i,j]+Lx[i,j]; end; for i:=1 to tsdcxd do begin for j:=1 to 1 do begin write(f2,vy[i,j]:10:6); end; writeln(f2); end; pvvy:=0; for i:=1 to tsc do pvvy:=pvvy+vy[i,1]*lx[i,1]; muy:=sqrt(pvvy/(tsc-tsdcxd)); writeln(f2,'PVVY'); writeln(f2,pvvy:20:3,' ',muy:10:6); writeln(f2,'SAI SO VI TRI DIEM my'); for i:=1 to tsdcxd do begin my[i]:=muy*dao[i,i]; writeln(f2,my[i]:10:3); end; for i:=1 to tsc do Lx[i,1]:=Z[cuoi[i]]-Z[dau[i]]-detaz[i]; NMT1(b,Lx,blx,tsdcxd,tsc,tsc,m); NMT1(dao,blx,dtz,tsdcxd,tsc,tsc,m); writeln(f2); writeln(f2,'SO HIEU CHINH TRI GAN DUNG CUA CAO DO'); for i:=1 to tsdcxd do begin for j:=1 to 1 do begin write(f2,dtz[i,j]:6:3); end; writeln(f2); end; for i:=1 to tsdcxd do begin Z[i]:=Z[i]-dtz[i,1]; writeln(f2,Z[i]:10:3); end; NMT1(a,dtz,vz,tsc,tsdcxd,tsc,m); writeln(f2,'SO HIEU CHINH TRI DO DELTA Z'); for i:=1 to tsc do for j:=1 to m do begin vz[i,j]:=vz[i,j]+Lx[i,j]; end; for i:=1 to tsdcxd do begin for j:=1 to 1 do begin write(f2,vz[i,j]:10:6); end; writeln(f2); end; pvvz:=0; for i:=1 to tsc do pvvz:=pvvz+sqr(vz[i,1]); muy:=sqrt(pvvz/(tsc-tsdcxd)); writeln(f2,'PVVZ'); writeln(f2,pvvz:20:15,' ',muy:20:15); writeln(f2,'SAI SO VI TRI DIEM mz'); for i:=1 to tsdcxd do begin mx[i]:=muy*dao[i,i]; writeln(f2,mx[i]:10:3); end; close(f1); close(f2); end.A II. Chuyển hệ toạ độ 1.Chuyển từ B,L Z sang X,Y,Z program BLH_XYZ; var X,Y,Z,B,L,H:array [1..100] of real; i,tsd:integer; N,a,e:real; fvao,fra:string[10]; f1,f2:text; begin write('nhap ten file so lieu (*.PAS):'); readln(fvao); assign(f1,fvao); reset(f1); write('nhap ten file kq (*.PAS):'); readln(fra); assign(f2,fra); rewrite(f2); for i:=1 to tsd do begin N:=a/sqrt(1-sqr(e)*sqr(sin(B[i]))); X[i]:=(N+H[i])*cos(B[i])*cos(L[i]); Y[i]:=(N+H[i])*cos(B[i])*sin(L[i]); Z[i]:=(N+H[i]-N*sqr(e))*sin(B[i]); writeln(f2,i,X[i]:15:3,Y[i]:15:3,Z[i]:15:3); end; close(f1); close(f2); end. 2. Chuyển từ X,Y,Z sang B,L,H program XYZ_BLH; var X,Y,Z,B,L,H:array [1..100] of real; tsd,i,j:integer; R,e,a:real; fvao,fra:string[10]; f1,f2:text; begin write('nhap ten file so lieu (*.PAS):'); readln(fvao); assign(f1,fvao); reset(f1); write('nhap ten file kq (*.PAS):'); readln(fra); assign(f2,fra); rewrite(f2); readln(f1,tsd); for i:=1 to tsd do readln(f1,i,x[i],y[i],z[i]); for i:=1 to tsd do begin R:=sqrt(sqr(x[i])+sqr(y[i])); L[i]:=arctan(y[i]/x[i]); B[i]:=arctan(Z[i]/R); for j:=1 to 50 do begin {if (i=1) and(j=1) then writeln(f2,'truoc',b[j]);} B[j+1]:=arctan(Z[i]/(R-sqr(e)*cos(B[j])*a/(sqrt(1- sqr(e)*sqr(sin(B[j])))))); {if (i=1) then writeln(f2,'sau',b[j+1]);} B[i]:=B[j+1]; end; H[i]:=(R/cos(B[i]))-(a/(sqrt(1- sqr(e)*sqr(sin(B[i]))))); end; for i:=1 to tsd do writeln(f2,i:4,B[i]:10:3,L[i]:15:3,H[i]:15:3); close(f1); close(f2); end. 4.Chuyển từ B,L sang x,y program BL_xy; Var ng,e,ngatX,ngatx1,ngaty,ngaty1:real; i,j,tsd,stt:integer; N,r,B,L,x,y: array[1..50] of real; lnho,Xlon:real;{lnho=L-Lo} A0,A4,A6,a2,a8,c,a,ngat:real; fvao,fra:string[10]; f1,f2:text; begin write('nhap ten file so lieu (*.PAS):'); readln(fvao); assign(f1,fvao); reset(f1); write('nhap ten file kq (*.PAS):'); readln(fra); assign(f2,fra); rewrite(f2); readln(f1,tsd); for i:=1 to tsd do readln(f1,stt,b[i],L[i]); writeln(f2,'TOA DO XY'); e:= 0.00694380519; for i:=1 to tsd do begin a0:=1-3/4*sqr(e)+45/64*sqr(e)*sqr(e)-175/256*sqr(e)*sqr(e)*sqr(e)+11025/16384*sqr(e)*sqr(e)*sqr(e)*sqr(e); a2:=a0-1; a4:=15/32*sqr(e)*sqr(e)-175/384*sqr(e)*sqr(e)*sqr(e)+3675/8192*sqr(e)*sqr(e)*sqr(e)*sqr(e); a6:=-35/96*sqr(e)*sqr(e)*sqr(e)+735/2048*sqr(e)*sqr(e)*sqr(e)*sqr(e); a8:=315/1024*sqr(e)*sqr(e)*sqr(e)*sqr(e); c:=a/sqrt(1-sqr(e)); lnho:=L[i]-105*pi/180; ng:=a8*sqr(cos(B[i]))*sqr(cos(B[i]))*sqr(cos(B[i]))* cos(b[i])*sin(b[i]); Xlon:=(a0*B[i]+(a2+a4*sqr(cos(B[i]))+a6*sqr(cos(B[i]))*sqr(cos(B[i]))+ngat)); N[i]:=a/sqrt(1-sqr(e)*sqr(sin(B[i]))); r[i]:=N[i]*cos(B[i]); ngatX1:=120*sqr(cos(b[i]))*sqr(cos(b[i]))-330*sqr(e)*sqr(cos(b[i]))*sqr(cos(b[i]))+600*sqr(e)*sqr(sqr(cos(b[i]))); ngatX:=4*sqr(e)*sqr(cos(b[i]))*sqr(cos(b[i]))*sqr(cos(b[i]))+1/360*sqr(lnho)*sqr(lnho)*(1-60*sqr(cos(b[i]))+ngatx1); x[i]:=Xlon+sqr(lnho)/2*r[i]*sin(B[i])*(1-sqr(lnho)/12*(1-6*sqr(cos(b[i])))-9*sqr(e)*sqr(sqr(cos(b[i])))-ngatX); ngaty1:=+72*sqr(e)*sqr(sqr(sqr(cos(b[i]))))-64*sqr(e)*sqr(sqr(cos(b[i])))+128*sqr(e)*sqr(sqr(sqr(cos(b[i])))); ngaty:=sqr(lnho)*sqr(lnho)/120*(1-20*sqr(cos(b[i]))+24*sqr(cos(b[i]))*sqr(cos(b[i]))+58*sqr(e)*sqr(sqr(cos(b[i])))); y[i]:=r[i]*L[i]*(1-sqr(lnho)/6*(1-2*sqr(cos(b[i]))-sqr(e)*sqr(cos(b[i]))*sqr(cos(b[i])))+ngaty); writeln (f2,i:5,' ', x[i]:11:3,' ',y[i]:10:3); end; close(f1); close(f2); end. 4. Chuyển từ x,y sang B,l program xy_BL; var i,tsd:integer; bt,zt,x,y,B,L,Bx,Nx:array[1..100] of real; A2,A4,A6,A8,B3,B5,B7:real; fvao,fra:string[10]; f1,f2:text; begin write('nhap ten file so lieu (*.PAS):'); readln(fvao); assign(f1,fvao); reset(f1); write('nhap ten file kq (*.PAS):'); readln(fra); assign(f2,fra); rewrite(f2); readln(f1,tsd); for i:=1 to tsd do readln(f1,i,x[i],y[i]); for i:=1 to tsd do begin bt[i]:=x[i]/6367558.497; Bx[i]:=(((2382*sqr(cos(bt[i]))+293609)*sqr(cos(bt[i]))+50221747)*Sin(bt[i])*Cos(bt[i]))/0.0E-11+bt[i]; A2:=(0.003369263*sqr(cos(Bx[i]))+0.5)*Sin(Bx[i])*Cos(Bx[i]); A4:=((0.0056154-0.0000151*sqr(Cos(Bx[i])))*sqr(Cos(Bx[i]))+0.161628)*sqr(Cos(Bx[i]))+0.25; A6:=((0.00389*sqr(cos(Bx[i]))+0.04310)*sqr(cos(Bx[i]))-0.00168)*sqr(cos(Bx[i]))+0.125; A8:=((0.013*sqr(Cos(Bx[i]))+0.008)*sqr(Cos(Bx[i]))-0.031)*sqr(cos(Bx[i]))+0.078; B3:=(0.16666667-0.00112309*sqr(cos(Bx[i])))*sqr(cos(Bx[i]))-0.33333333; B5:=((0.008783-0.000112*sqr(cos(Bx[i])))*sqr(cos(Bx[i]))-0.166667)*sqr(cos(Bx[i]))+0.2; B7:=(0.1667-0.0316*sqr(cos(Bx[i])))*sqr(cos(Bx[i]))-0.1429; Nx[i]:=((0.605*sqr(sin(Bx[i]))+107.155)*sqr(sin(Bx[i]))+21346.142)*sqr(sin(Bx[i]))+6378245; zt[i]:=y[i]/Nx[i]*cos(Bx[i]); B[i]:=Bx[i]+(((A8*sqr(zt[i])-A6)*sqr(zt[i])+A4)*sqr(zt[i])-1)*sqr(zt[i])*A2; L[i]:=(((B7*sqr(zt[i])+B5)*sqr(zt[i])+B3)*sqr(zt[i])+1)*zt[i]; end; writeln(f2,'TOA DO B L'); for i:=1 to tsd do writeln(f2,B[i]:10:3,L[i]:10:3); close(f1); close(f2); end. CHƯƠNG IV Tính toán thực nghiệm ĐIV.1 Lưới thực nghiệm 1 I. Xây dựng lưới địa chính cấp 1 Lưới thực nghiệm 1 chúng tôi tiến hành đo ở khu vực Hoà Lạc tỉnh Hà Tây Lập lịch đo bằng phần mềm Quick Plan/Plan Ngày đo: 9 tháng 8 năm 2000. Chọn khoảng thiên đỉnh của vệ tinh Z = 600. Số vệ tinh tối thiểu > 7. PDOP < 4. Kinh tuyến trung ương 1050 45’ 00’. Thời gian đo tối thiểu tại mỗi điểm là 1 giờ Lịch trình đo Sau khi khảo sát , chọn điểm, chôn mốc chúng tôi tiến hành đo GPS tại tất cả các điêmtrong lưới theo lịch trình sau: - Hàng Xanhữ01. Từ 9h30’ữ10h16’ khoảng thời gian thu tín hiệu vệ tinh là 52’ - Hàng Xanhữ02. Từ 10h30’ữ11h16’ khoảng thời gian thu tín hiệu vệ tinh là 50’ - 02ữNúi Múc. Từ 9h30’ữ10h16’ khoảng thời gian thu tín hiệu vệ tinh là 57’ Núi Múcữ01. Từ 9h30’ữ10h16’ khoảng thời gian thu tín hiệu vệ tinh là 46’ Núi Múcữ03. Từ 9h30’ữ10h16’ khoảng thời gian thu tín hiệu vệ tinh là 43’ 03ữ02. Từ 9h30’ữ10h16’ khoảng thời gian thu tín hiệu vệ tinh là 47’ 03ữ01. Từ 9h30’ữ10h16’ khoảng thời gian thu tín hiệu vệ tinh là 50’ - 01ữ02. Từ 9h30’ữ10h16’ khoảng thời gian thu tín hiệu vệ tinh à 49’ 01 02 Sơ đồ mô tả che chắn vệ tinh của các điểm trong lưới N S E W N S E W N S E W N S E W N S E W H.Xanh N.Múc 03 II. Kết quả xử lý Lưới sử dụng 2 điểm gốc Bình sai lưới GPS ******* Số lượng cặp điểm đo: 5 Số lượng điểm cần xác định: 3 Số lượng điểm gốc: 2 Toạ độ khởi tính Stt X(m) Y(m) Z(m) 1 -1600585.731 5737091.743 2273724.453 2 -1593774.086 5740117.487 2271064.244 Kiểm tra sai số khép Wx, Wy, Wz 1. Vòng khép: H.Xanh - 02 - 03 - 01 - H.Xanh Sai số khép: Wx =-0.016 Wy = 0.010 Wz=-0.034 Wxyz =0.039 [s] =17270.351 fs/s = 444145.495 2. Vòng khép: H.Xanh - 02 - 03 - 05 - H.Xanh Sai số khép: Wx =-0.025 Wy =-0.006 Wz=0.035 Wxyz =0.043 [s] =16709.802 fs/s = 384769.343 3. Vòng khép: 01 - 02 - 03 - 01 Sai số khép: Wx =0.005 Wy =-0.024 Wz=0.004 Wxyz =0.025 [s] =3749.550 fs/s = 150951.217 Gia số toạ độ sau bình sai Stt Ký hiệu điểm XYZ Trị đo SHC Trị SBS 1 H.Xanh 01 dx 6126.523 -0.0413 6126.482 dy 6126.523 -0.0062 6126.517 dz -3357.779 0.0633 -3357.720 2 H.Xanh 02 dx 6540.363 -0.0159 6540.347 dy 2619.200 -0.0318 2619.168 dz -2050.542 0.0291 -2050.510 3 N.Múc 02 dx -685.147 -0.0159 -685.163 dy -1.026 -0.0318 -1.058 dz -697.534 0.0281 -697.506 4 N.Múc 03 dx 388.141 -0.0084 388.133 dy 81.044 0.0020 81.046 dz -121.973 0.0101 -121.963 5 N.Múc 01 dx 413.861 -0.0163 413.845 dy -405.538 -0.0002 -405.538 dz 1307.207 0.0273 1307.234 6 03 02 dx -1073.289 0.0055 -1073.280 dy -82.070 -0.0408 -82.111 dz -575.554 0.0090 -575.545 7 03 01 dx -659.433 -0.0039 -659.437 dy -497.584 -0.0052 -497.589 dz 731.649 0.0092 731.658 8 01 02 dx 271.282 0.0044 271.286 dy 406.544 -0.0116 406.532 dz -609.668 -0.0042 -609.672 [PVV] = 0.01319 àx = 0.022891 ày =0.020391 àz = 0.03654476129 Sai số vị trí điểm Stt KHĐ Mx(m) My(m) Mz(m) 1 01 0.007 0.006 0.011 2 02 0.007 0.006 0.011 3 03 0.01 0.009 0.016 Toạ độ sau bình sai Stt KHĐ X(m) Y(m) Z(m) 1 01 -1594459.225 5740116.467 2270367 2 02 -1594045.368 5739710.941 2271674 3 03 -1593385.940 5740198.532 2270942 Chuyển đổi X, Y, Z sang B, L, H Stt KHĐ B L H 1 H.Xanh 21o01’21”.009 105o35’18”.668 10.170 2 N.Múc 20o59’47”.573 105o31’03”.347 72.585 3 01 20o59’24”.275 105o31’26”.214 -7.063 4 02 21o00’09”.799 150o31’16”.164 -6.879 5 03 20o59’44”.171 105o30’49”.648 4.854 Toạ độ phẳng x, y ở múi chiếu 1050 Stt KHĐ X(m) Y(m) 1 H.Xanh 2325736.881 561147.519 2 N.Múc 2322837.643 553783.769 3 01 2322123.209 554446.544 4 02 2323522.409 554151.723 5 03 2322731.705 553388.418 Lưới sử dụng một điểm gốc Bình sai lưới GPS ******* Số lượng cặp điểm đo: 5 Số lượng điểm cần xác định: 4 Số lượng điểm gốc: 1 Toạ độ khởi tính Stt X(m) Y(m) Z(m) 1 -1600585.731 5737091.743 2273724.453 Kiểm tra sai số khép Wx, Wy, Wz 1. Vòng khép: Sai số khép: Wx = -0.009 Wy = 0.027 Wz= 0.004 Wxyz = 0.029 [s] = 3921.505 fs/s = 136446.610 2.Vòng khép: Sai số khép: Wx = 0.005 Wy = -0.024 Wz= 0.004 Wxyz = 0.025 [s] = 3749.550 fs/s = 150951.217 3.Vòng khép: Sai số khép: Wx = 0.013 Wy = -0.007 Wz= -0.009 Wxyz = 0.017 [s] = 2295.279 fs/s = 132739.389 4.Vòng khép: Sai số khép: Wx = -0.00 Wy = -0.020 Wz= 0.005 Wxyz = 0.021 [s] = 3189.002 fs/s = 151857.243 Gia số toạ độ sau bình sai Stt Ký hiệu điểm XYZ Trị đo SHC Trị SBS 1 H.Xanh 01 dx 6126.523 -0.0413 6126.482 dy 6126.523 -0.0062 6126.517 dz -3357.779 0.0633 -3357.720 2 H.Xanh 02 dx 6540.363 -0.0159 6540.347 dy 2619.200 -0.0318 2619.168 dz -2050.542 0.0291 -2050.510 3 N.Múc 02 dx -685.147 -0.0159 -685.163 dy -1.026 -0.0318 -1.058 dz -697.534 0.0281 -697.506 4 N.Múc 03 dx 388.141 -0.0084 388.133 dy 81.044 0.0020 81.046 dz -121.973 0.0101 -121.963 5 N.Múc 01 dx 413.861 -0.0163 413.845 dy -405.538 -0.0002 -405.538 dz 1307.207 0.0273 1307.234 6 03 02 dx -1073.289 0.0055 -1073.280 dy -82.070 -0.0408 -82.111 dz -575.554 0.0090 -575.545 7 03 01 dx -659.433 -0.0039 -659.437 dy -497.584 -0.0052 -497.589 dz 731.649 0.0092 731.658 8 01 02 dx 271.282 0.0044 271.286 dy 406.544 0.0235 406.568 dz -609.668 -0.0563 -609.724 [PVV] = 0.023204 à = 0.076 Sai số vị trí điểm Stt KHĐ Mx(m) My(m) Mz(m) 1 N.Múc 0.016 0.010 0.030 2 01 0.016 0.010 0.030 3 02 0.017 0.010 0.031 4 03 0.029 0.018 0.055 Toạ độ sau bình sai Stt KHĐ X(m) Y(m) Z(m) 1 -1601271 5737091 2273027 2 -1600857 5736685 2274334 3 -1600198 5737173 2273602 4 -1607397 5734066 2276385 Chuyển đổi X, Y, Z sang B, L, H Stt KHĐ B L H 1 H.Xanh 21o01’21”.009 105o35’18”.668 10.170 2 N.Múc 20o59’47”.573 105o31’03”.347 72.585 3 01 20o59’24”.275 105o31’26”.214 -7.063 4 02 21o00’09”.799 150o31’16”.164 -6.879 5 03 20o59’44”.171 105o30’49”.648 4.854 Toạ độ phẳng x, y ở múi chiếu 1050 Stt KHĐ X(m) Y(m) 1 N.Múc 2322837.638 553783.710 2 01 2322123.209 554446.496 3 02 2323522.407 554151.676 4 03 2322731.706 55338.363 ĐIV.2 Lưới thực nghiệm 2 I. Xây dựng lưới địa chính cấp 1 Lưới thực nghiệm 2 chúng tôi tiến hành đo ở khu vực xã Dương Liễu, Hoài Đức, Hà Tây a.Lập lịch đo bằng phần mềm Quick Plan/Plan Ngày đo: 27 tháng 8 năm 2000. Chọn khoảng thiên đỉnh của vệ tinh Z = 750. Số vệ tinh tối thiểu > 6. PDOP < 5. Kinh tuyến trung ương 1050 00’ 00’. - Thời gian đo tối thiểu tại mỗi điểm là 30 phút Lịch trình đo Sau khi khảo sát, chọn điểm, chôn mốc chúng tôi tiến hành đo GPS tại tất cả các điểm trong lưới theo lịch trình sau: - ĐC-01ữ 477. Từ 8h52’ữ 9h37’ khoảng thời gian thu tín hiệu vệ tinh là 45’ - ĐC-01ữ ĐC-02. Từ 9h54’ữ 10h35’ khoảng thời gian thu tín hiệu vệ tinh là 41’ - ĐC-02ữ 483. Từ 10h55’ữ 11h35’ khoảng thời gian thu tín hiệu vệ tinh là 40’ - 483 ữ 485 Từ 12h04’ ữ12h46’ khoảng thời gian thu tín hiệu vệ tinh là 42’ - 485ữ ĐC-03 Từ 13h20’ữ 13h57’ khoảng thời gian thu tín hiệu vệ tinh là 37’ - ĐC-03ữ ĐC-04. Từ 14h9’ữ 14h30’ khoảng thời gian thu tín hiệu vệ tinh là 21’ - ĐC-04ữĐC-05. Từ 15h40’ ữ 16h17’ khoảng thời gian thu tín hiệu vệ tinh là 37’ - ĐC05ữĐC06. Từ 16h27’ữ17h09’ khoảng thời gian thu tín hiệu vệ tinh là 42’ - ĐC06ữ477. Từ 17h20’ữ18h01’ khoảng thời gian thu tín hiệu vệ tinh là 41’ Sơ đồ mô tả che chắn vệ tinh N E S W N E S W N E S W N E S W N E S W N E S W N E S W N E S W N E S W ĐC-06 ĐC-05 ĐC-06 ĐC-01 ĐC-04 ĐC-02 ĐC-03 483 483 của các điểm trong lưới II. Kết quả xử lý3 ******* Bình sai lưới GPS Số lượng cặp điểm đo: 9 Số lượng điểm cần xác định: 6 Số lượng điểm gốc: 3 Toạ độ khởi tính Stt X(m) Y(m) Z(m) 1 -1608684.680 5732835.236 2278645.782 2 -1609286.242 5734054.177 2275191.291 3 -1606051.131 5734645.659 2275978.431 Kiểm tra Sai số khép Wx, Wy, Wz 1. Vòng khép: 477- ĐC 01- ĐC 02 - 483-485- ĐC 03- ĐC 04- ĐC 05- ĐC 06-477 Sai số khép: Wx = -0.018 Wy = 0.027 Wy= -0.040 Wxyz = 0.052 [s] = 11946.220 fs/s = 231932.651 Gia số toạ độ sau bình sai Stt Ký hiệu điểm XYZ Trị đo SHC Trị SBS 1 ĐC-01 477 dx 537.607 0.00025 537.60725 dy -248.443 -0.000247 -248.4432 dz 996.526 -0.010002 996.516 2 485 ĐC-03 dx -986.506 0.000252 -986.5057 dy -732.583 -0.000256 -732.5833 dz 1134.688 -0.010003 1134.678 3 483 485 dx 3235.111 0.00025 3235.1113 dy 591.482 -0.000256 591.48174 dz 787.14 -0.009998 787.13 4 ĐC-03 ĐC-04 dx -312.206 -0.001752 -312.2078 dy -100.205 0.001754 -100.2032 dz 33.553 0.070001 33.623001 5 ĐC-06 477 dx 19.392 -0.003801 19.388199 dy -461.912 0.005599 -461.9064 dz 1151.425 -0.000001 1151.425 6 ĐC-05 ĐC-06 dx -245.816 -0.003798 -245.8198 dy -84.289 0.005605 -84.2834 dz 50.366 0.000001 50.366001 7 ĐC-01 ĐC-02 dx -152.463 -0.003801 -152.4668 dy 128.006 0.005594 128.01159 dz -426.691 0.000001 -426.691 8 ĐC-02 483 dx 88.49 -0.0038 88.4862 dy 842.52 0.005596 842.5256 dz -2031.314 0.000002 -2031.314 9 ĐC-04 ĐC-05 dx -1108.419 0.034202 -1108.385 dy -431.44 -0.05039 -431.4904 dz 297.311 -0.000002 297.311 [PVV] = 0.009098788 àx = 0.024807 ày =0.001 àz =0.05099118650 Sai số vị trí điểm Stt KHĐ Mx(m) My(m) Mz(m) 1 ĐC-01 0.014 0.014 0.027 2 ĐC-02 0.014 0.014 0.027 3 ĐC-03 0.016 0.017 0.032 4 ĐC-04 0.024 0.026 0.048 5 ĐC-05 0.024 0.026 0.048 6 ĐC-06 0.016 0.017 0.032 Toạ độ sau bình sai Stt KHĐ X(m) Y(m) Z(m) 1 ĐC-01 -1609222.268 5733083.65 2277649.269 2 ĐC-02 -1609374.732 5733211.657 2277222.592 3 ĐC-03 -1607037.633 5733913.07 2277113.119 4 ĐC-04 -1607349.839 5733812.865 2277146.68 5 ĐC-05 -1608458.255 5733381.419 2277443.991 6 ĐC-06 -1608704.057 5733297.125 2277494.357 Chuyển đổi X, Y, Z sang B, L, H Stt KHĐ B L 1 477 21o04’13”.202 105o40’27”.354 2 483 21o02’12”.770 105o40’36”.007 3 485 21o02’40”.204 105o38’42”.590 4 ĐC-01 21o03’38”.472 105o40’42”.958 5 ĐC-02 21o03’23”.604 105o40’46”.845 6 ĐC-03 21o03’19”.767 105o39’22”.338 7 ĐC-04 21o03’20”.927 105o39’33”.688 8 ĐC-05 21o03’31”.303 105o40’14”.691 9 ĐC-06 21o03’33”.006 105o40’23”.677 Toạ độ phẳng x, y ở múi chiếu 1050 Stt KHĐ X(m) Y(m) 1 477 2331053.868 570073.098 2 483 2327300.805 570338.634 3 485 2328181.037 567060.301 4 ĐC-01 2329987.604 570528.131 5 ĐC-02 2329538.716 570642.280 6 ĐC-03 2329402.540 568202.961 7 ĐC-04 2329439.6