Tải bản đầy đủ

Ứng dụng công nghệ GPS và toàn đạc điện tử để xây dựng lưới khống chế phục vụ thành lập bản đồ địa chính tại huyện yên lập, tỉnh phú thọ

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN QUỐC THỊNH

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS VÀ TOÀN ĐẠC ĐIỆN
TỬ ĐỂ XÂY DỰNG LƢỚI KHỐNG CHẾ PHỤC VỤ
THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH
TẠI HUYỆN YÊN LẬP, TỈNH PHÚ THỌ

LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

Thái Nguyên, năm 2015
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

http://www.lrc.tnu.edu.vn


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM


NGUYỄN QUỐC THỊNH

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS VÀ TOÀN ĐẠC ĐIỆN
TỬ ĐỂ XÂY DỰNG LƢỚI KHỐNG CHẾ PHỤC VỤ
THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH
TẠI HUYỆN YÊN LẬP, TỈNH PHÚ THỌ

Ngành: Quản lý đất đai
Mã số ngành: 60.85.01.03

LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Lê Văn Thơ

Thái Nguyên, năm 2015
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

http://www.lrc.tnu.edu.vn


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là kết quả nghiên cứu của riêng tôi. Tất cả các số liệu
trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chƣa từng đƣợc công bố trong bất kỳ luận
văn nào khác.
Tôi xin cam đoan, các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã đƣợc chỉ rõ
nguồn gốc./.

Tác giả luận văn

Nguyễn Quốc Thịnh

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

http://www.lrc.tnu.edu.vn


ii

LỜI CẢM ƠN


Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, ngoài sự cố gắng, nỗ lực của bản thân, tôi
xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trƣờng Đại học Nông lâm Thái Nguyên, Lãnh
đạo Ban chủ nhiệm Khoa đào tạo Sau Đại học, Khoa Quản lý tài nguyên đã tận tình
truyền đạt những kiến thức quý báu và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian
học tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp.
Đặc biệt, tôi xin chân thành cảm ơn thầy TS. Lê Văn Thơ ngƣời hƣớng dẫn
khoa học tận tình, chu đáo và đã giúp đỡ rất nhiều để tôi có thể hoàn thành luận
văn này.
Tôi xin chân trọng cảm ơn sự giúp đỡ của các đồng chí lãnh đạo Sở TNMT
Phú Thọ, Phòng TNMT huyện Yên Lập đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong thời gian
điều tra số liệu và những ý kiến đóng góp quý báu cho luận văn của tôi.
Tôi xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp, gia đình đã động viên, giúp đỡ tôi trong
thời gian học và thực hiện đề tài.
Xin trân trọng cảm ơn!

Học viên

Nguyễn Quốc Thịnh

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

http://www.lrc.tnu.edu.vn


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iii
DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................ vi
DANH MỤC CÁC HÌNH ........................................................................................ vii
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
1. Đặt vất đề .............................................................................................................1
2. Mục tiêu của đề tài ...............................................................................................2
2.1. Mục tiêu tổng quát ............................................................................................2
2.2. Mục tiêu cụ thể .................................................................................................2
3. Yêu cầu của đề tài ................................................................................................2
Chƣơng 1: TỔNG QUAN VÀ CƠ SƠ KHOA HỌC .............................................3
1.1. Công tác thành lập bản đồ địa chính .................................................................3
1.1.1. Hệ thống lƣới khống chế ............................................................................3
1.1.2. Những đặc điểm địa hình của vùng trung du phía bắc cần lƣu ý khi xây
dựng lƣới khống chế trắc địa ..............................................................................5
1.2. Tổng quan về công nghệ GPS ..........................................................................6
1.2.1 . Cấu trúc hệ thống GPS ..............................................................................7
1.2.2 . Tín hiệu GPS ...........................................................................................10
1.2.3. Các trị đo GPS ..........................................................................................11
1.2.4. Các phƣơng pháp định vị GPS .................................................................12
1.2.5. Các nguồn sai số .......................................................................................16
1.2.6. Xử lý số liệu .............................................................................................19
1.2.7.Bình sai lƣới GPS ......................................................................................20
1.3. Ứng dụng Phƣơng pháp đo GPS tĩnh để thành lập lƣới khống chế................21
1.3.1. Phƣơng pháp đo tĩnh trong công nghệ GPS để thành lập lƣới khống chế
địa chính .............................................................................................................21
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

http://www.lrc.tnu.edu.vn


iv

1.3.2. Các dạng lƣới ứng dụng đo tĩnh trong công nghệ GPS để thành lập lƣới
khống chế địa chính ............................................................................................22
1.4. Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ định vị toàn cầu .........................24
1.4.1 Các hệ thống định vị vệ tinh khác .............................................................24
1.4.2. Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS trong thành lập lƣới
ở Việt Nam ........................................................................................................25
1.5. Vấn đề đặt ra trong nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS trong thành lập lƣới
khống chế địa chính tại huyện Yên Lập. ...............................................................26
Chƣơng 2: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..........................28
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu phạm vi nghiên cứu ....................................................28
2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu ...............................................................................28
2.1.2. Phạm vi Nghiên cứu .................................................................................28
2.1.3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ............................................................28
2.2. Nội dung nghiên cứu.......................................................................................28
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................28
2.3.1. Phƣơng pháp thu thập số liệu ...................................................................28
2.3.2. Phƣơng pháp thành lập lƣới .....................................................................29
2.3.2. Phƣơng pháp xử lý và phân tích số liệu ...................................................29
2.3.4. Phƣơng pháp kết hợp đo Công nghệ GPS và Toàn đạc điện tử trong thành
lập lƣới đo vẽ bản đồ địa chính ..........................................................................29
Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .................................................................31
3.1. Điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội....................................................................31
3.1.1 Điều kiện tự nhiên .....................................................................................31
3.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội .........................................................................34
3.1.3. Hiện trạng sử dụng đất huyện Yên Lập năm 2014 ...................................35
3.2. Công tác quản lý đất đai, đo đạc bản đồ địa chính tại khu vực huyện Yên Lập ..........36
3.2.1. Công tác đo đạc lập bản đồ đăng ký đất đai, lập hồ sơ địa chính, cấp giấy
CNQSD đất ở huyện Yên Lập ............................................................................36

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

http://www.lrc.tnu.edu.vn


v

3.2.2. Hiện trạng về thông tin tƣ liệu điểm tọa độ, độ cao có trong khu vực
huyện Yên Lập ...................................................................................................37
3.3. Thiết kế lƣới địa chính huyện Yên Lập ..........................................................40
3.3.1. Công tác khảo sát thiết kế lƣới .................................................................40
3.3.3. Một số tham số cơ bản Lƣới địa chính huyện Yên Lập ...........................42
3.3.4 . Công tác đo lƣới địa chính thành lập bằng công nghệ GPS ....................43
3.3.5. Kết quả Bình sai lƣới địa chính thành lập bằng công nghệ GPS .............44
3.3.6. Đánh giá độ chính xác lƣới địa chính thành lập bằng công nghệ GPS ....50
3.4. Sử dụng công nghệ GPS đo lƣới khống chế đo vẽ .........................................51
3.4.1. Sử dụng công nghệ GPS đo lƣới khống chế đo vẽ thay thế phƣơng pháp
đƣờng chuyền phục vụ đo vẽ bản đồ địa chính tại huyện Yên Lập Tỉnh Phú Thọ
............................................................................................................................51
3.3.5. Phân tích kết quả đo GPS lƣới kinh vĩ thành lập bằng công nghệ GPS...54
3.4.2. Nghiên cứu ứng dụng phƣơng án ứng dụng công nghệ GPS kết hợp với
phƣơng pháp lƣới đƣờng chuyền phục vụ thành lập lƣới đo vẽ bản đồ địa chính
............................................................................................................................54
3.5. Đánh giá kết quả kiến nghị giải pháp .............................................................59
3.5.1. Đánh giá kết quả và kiến nghị các giải pháp kỹ thuật. .............................59
3.5.2. Kiến nghị các giải pháp kỹ thuật và tổ chức từ kết quả đo GPS lƣới địa
chính, lƣới khống chế đo vẽ thành lập bằng công nghệ GPS. ............................60
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................61
1. Kết luận: .............................................................................................................61
2.Kiến nghị.............................................................................................................62
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................63

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

http://www.lrc.tnu.edu.vn


vi

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1 : Hiện trạng sử dụng đất năm 2014 ............................................................35
Bảng 3.2. Số hộ, diện tích đã cấp giấy CNQSD đất .................................................36
Bảng 3.3. Số hộ và diện tích chƣa cấp giấy CNQSD đất ..........................................36
Bảng 3.4: Các điểm toạ độ đã có trong khu đo đến năm 2013 .................................37

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

http://www.lrc.tnu.edu.vn


vii

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1.Sơ đồ quỹ đạo vệ tinh hệ thống GPS ........................................................... 8
Hình 1.2 : Sơ đồ đoạn điều khiển của hệ thống GPS [10] .......................................... 9
Hình 1.3: Sơ đồ truyền tín hiệu của Đoạn điều khiển [10] ....................................... 10
Hình 1.4: Đồ hình phân bố vệ tinh với các chỉ số DOP [10] .................................... 17
Hình 1.5. Sơ đồ đó với hai máy tối thiểu giữa hai điểm gốc ................................... 22
Hình 1.6. Sơ đồ đó với ba máy giữa hai điểm gốc ................................................. 23
Hình 1.7.Sơ đồ đó với bốn máy đo giữa hai điểm gốc ............................................. 23
Hình 18. Sơ đồ chêm điểm giữa hai và ba điểm gốc ............................................... 24
Hình 3.1. Vị trí huyện Yên lập [12] .......................................................................... 31
Hình 3.2. Sơ đồ lƣới địa chính huyện Yên Lập ........................................................ 42
Hình 3. 3 Sơ đồ Lƣới kinh vĩ Xã Hƣng Long Huyện Yên Lập ................................ 52
Hình 3.4 Lƣới khống chế đo vẽ thành lập bằng phƣơng pháp đƣờng chuyền
toàn đạc dựa trên hệ thống các điểm Lƣới Kinh vĩ bằng phƣơng pháp
GPS. ............................................................................................................. 55

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

http://www.lrc.tnu.edu.vn


1

MỞ ĐẦU
1. Đặt vất đề
Yêu cầu đặt ra đối với hệ thống quản lý đất đai là sử dụng tài nguyên đất một
cách hợp lý, sử dụng hiệu quả và đất đai đƣợc bảo vệ, nhằm đảm bảo thực hiện tốt
các mục tiêu phát triển kinh tế và công bằng xã hội. Một hệ thống quản lý đất đai
hiện đại sẽ đảm bảo quyền lợi hợp lý của Nhà nƣớc, nhà đầu tƣ và ngƣời sử dụng
đất cũng nhƣ mọi thành phần có liên quan. Hệ thống hồ sơ địa chính gồm bản đồ
địa chính và hệ thống sổ sách đi kèm phải đƣợc thiết lập rõ ràng cho từng thửa đất.
Trong giai đoạn thực hiện công nghiệp hóa, hiện đại hóa hiện nay ở nƣớc ta,
việc thiết lập, quản lý hệ thống hồ sơ địa chính số là một yêu cầu tất yếu. Hệ thống
hồ sơ địa chính đƣợc thiết lập phải là một hệ thống hồ sơ hiện đại áp dụng đƣợc
những công nghệ tin học tiên tiến, đây là một yêu cầu đòi hỏi bức thiết, nhƣng cũng
thật sự khó khăn bởi cùng lúc phải đầu tƣ một cách đồng bộ từ trình độ nghiệp vụ
của những ngƣời tác nghiệp, quản lý, hệ thống thiết bị phần cứng, phần mềm, hệ
thống dữ liệu…
Bản đồ địa chính phục vụ trƣớc hết cho nhu cầu quản lý nhà nƣớc về đất đai
nhƣ: Phục vụ kê khai đăng ký cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, thống kê đất
đai, lập kế hoạch sử dụng đất, giao đất giao rừng, giải quyết tranh chấp đất đai… có
thể nói nhu cầu về thành lập bản đồ địa chính bằng các công nghệ hiện đại đã và
đang đƣợc đặt ra rất cấp thiết. Trong quá trình thành lập bản đồ địa chính tại Phú
Thọ đã trải qua nhiều giai đoạn khác nhau, hệ thống lƣới khống chế từ lƣới địa
chính đến lƣới đo vẽ đƣợc thành lập với khá nhiều giải pháp. Giai đoạn đầu, lƣới
địa chính đƣợc phân cấp thành lƣới địa chính cơ sở và lƣới địa chính cấp I và cấp II.
Lƣới địa chính cơ sở và địa chính cấp I đƣợc thành lập bằng phƣơng pháp định vị
GPS, lƣới địa chính cấp II về cơ bản đƣợc thành lập bằng lƣới đƣờng chuyền. Giai
đoạn gần đây lƣới địa chính cấp I và cấp II đƣợc xây dựng đồng thời không phân
cấp. Đối với hệ thống lƣới đo vẽ hầu nhƣ sử dụng phƣơng pháp đƣờng chuyền, gần
đây có một số đơn vị sử dụng phƣơng pháp định vị GPS. Nhƣ vậy nhu cầu đặt ra
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

http://www.lrc.tnu.edu.vn


2

đối với Phú Thọ là cần đánh giá một cách có hệ thống về khả năng sử dụng phƣơng
pháp định vị GPS trong khu vực trung du miền núi phía Bắc, đặc biệt với khả năng
ứng dụng phƣơng pháp đo tĩnh ở các khu vực có dị thƣờng độ cao biến động. Với
những lý do này qua khoá học thạc sỹ, đƣợc sự phân công của khoa sau đại học trƣờng Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên và đƣợc sự giúp đỡ của Tiến sỹ Lê Văn
Thơ. Tôi thực hiện đề tài: “Ứng dụng công nghệ GPS và toàn đạc điện tử để xây
dựng lưới khống chế phục vụ thành lập bản đồ địa chính tại huyện Yên Lập, tỉnh
Phú Thọ”.
2. Mục tiêu của đề tài
2.1. Mục tiêu tổng quát
Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả công tác thành lập bản đồ địa chính
trên cơ sở ứng dụng công nghệ GPS tại huyện Yên Lập, tỉnh Phú Thọ phục vụ công
tác quản lý nhà nƣớc về đất đai.
2.2. Mục tiêu cụ thể
- Đánh giá thực trạng thành lập bản đồ địa chính tại huyện Yên Lập, tỉnh Phú Thọ;
- Xác định những tồn tại trong công tác thành lập bản đồ địa chính tại huyện
Yên Lập, tỉnh Phú Thọ;
- Ứng dụng công nghệ GPS nhằm nâng cao hiệu quả công tác thành lập bản đồ
địa chính tại huyện Yên Lập, tỉnh Phú Thọ.
3. Yêu cầu của đề tài
Kết quả nghiên cứu của đề tài phản ánh đúng lƣới đo địa chính bằng công
nghệ GPS tại huyện Yên Lập, tỉnh Phú Thọ.
Các đề xuất, giải pháp và biện pháp phải đƣa ra cần khách quan và phù hợp
với kết quả nghiên cứu.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

http://www.lrc.tnu.edu.vn


3

Chƣơng 1
TỔNG QUAN VÀ CƠ SƠ KHOA HỌC

1.1. Công tác thành lập bản đồ địa chính
1.1.1. Hệ thống lưới khống chế
Lƣới toạ độ địa chính
Bản đồ địa chính tỷ lệ 1:200, 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000 và 1:10000 đƣợc
thành lập ở múi chiếu 3o trên mặt phẳng chiếu hình, trong hệ tọa độ Quốc gia VN2000 và độ cao Nhà nƣớc hiện hành. Kinh tuyến gốc (00) đƣợc quy ƣớc là kinh
tuyến đi qua GRINUYT. Giá trị kinh tuyến trục phụ thuộc vào từng địa phƣơng
đƣợc quy định riêng, nhƣ tỉnh Quảng Ninh đƣợc quy định 107045’. Điểm gốc của
hệ toạ độ mặt phẳng (điểm cắt giữa kinh tuyến trục của từng tỉnh và xích đạo) có X
=0 km, Y=500 km. Điểm gốc của hệ độ cao là điểm độ cao gốc ở Hòn Dấu - Hải
Phòng [4].
1. Yêu cầu về điểm khống chế đối với lưới địa chính
Cơ sở khống chế toạ độ, độ cao trong đo vẽ bản đồ địa chính gồm:
- Lƣới tọa độ và độ cao Nhà nƣớc các hạng.
- Lƣới địa chính, lƣới độ cao kỹ thuật.
- Lƣới khống chế đo vẽ, điểm khống chế ảnh (gọi chung là lƣới khống chế đo vẽ).
Mật độ điểm khống chế tọa độ địa chính là số điểm lƣới khống chế đƣợc xây
dựng trên một đơn vị diện tích để phục vụ đo vẽ bản đồ địa chính theo một tỷ lệ xác
định. Ta có thể dễ dàng dự tính đƣợc số điểm khống chế khi biết những yếu tố sau:
- Phƣơng pháp đo vẽ bản đồ địa chính.
- Tỷ lệ bản đồ địa chính cần thành lập.
- Đặc điểm địa hình và địa vật khu đo.
Hiện nay hai phƣơng pháp cơ bản để thành lập bản đồ địa chính là phƣơng
pháp đo vẽ trực tiếp và phƣơng pháp đo ảnh hàng không. Phƣơng pháp toàn đạc là
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

http://www.lrc.tnu.edu.vn


4

phƣơng pháp cơ bản, không thể thay thế trong điều kiện đo vẽ bản đồ địa chính tỷ lệ
lớn khu vực dân cƣ đông đúc, thửa đất nhỏ, bị che khuất nhiều. Bản chất của
phƣơng pháp xác định toạ độ những điểm chi tiết bằng máy toàn đạc điện tử.
Phƣơng pháp này đòi hỏi số lƣợng điểm khống chế dải đều và dày đặc. Tỷ lệ bản đồ
càng lớn, vùng đo vẽ càng che khuất thì số lƣợng điểm càng nhiều.
+ Thành lập bản đồ địa chính bằng phƣơng pháp đo vẽ trực tiếp ở thực địa.
Để đo vẽ bản đồ tỷ lệ 1:5000 – 1:10000, trên diện tích khoảng 5 km2 có một
điểm từ địa chính trở lên.
Để đo vẽ bản đồ tỷ lệ 1:500 – 1:2000, trên diện tích từ 1 đến 1,5 km2 có một
điểm từ địa chính trở lên.
Để đo vẽ bản đồ địa chính tỷ lệ 1:200, bản đồ địa chính ở khu công nghiệp,
khu có cấu trúc xây dựng dạng đô thị, khu đất có giá trị kinh tế cao, khu đất ở đô thị
có diện tích các thửa nhỏ, đan xen nhau, trên diện tích trung bình 0,3 km2 (30 ha) có
một điểm từ địa chính trở lên.
Quy định trên áp dụng cho cả trƣờng hợp có trích đo khu dân cƣ hoặc trích đo các
thửa, các cụm thửa ở tỷ lệ lớn hơn tỷ lệ bản đồ cơ bản của khu vực.
Trƣờng hợp đặc biệt, khi đo vẽ lập bản đồ địa chính mà diện tích nhỏ hơn 30
ha đến trên 5 ha, mật độ từ điểm địa chính trở lên tối thiểu để phục vụ đo vẽ là 2
điểm [2].
2. Sơ đồ phát triển lưới địa chính
Chúng ta biết rằng lƣới toạ độ nhà nƣớc hiện nay đã đƣợc thống nhất xây
dựng trên toàn quốc, lƣới toạ độ hạng III và IV nhà nƣớc đã đƣợc xây dựng đảm
bảo mật độ cũng nhƣ độ chính xác phục vụ công tác thành lập bản đồ địa chính ở
những khu vực nông thôn, đất nông nghiệp, lâm nghiệp… Tuy nhiên, tại những
khu vực thành phố và thị xã mạng lƣới này không đáp ứng đƣợc nhu cầu do bị
mất mát và hƣ hỏng nhiều.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

http://www.lrc.tnu.edu.vn


5

Phƣơng pháp cơ bản để xây dựng lƣới hiện nay là chêm dày từ các cấp lƣới
hạng cao nhà nƣớc nhƣ hạng I và hạng II, tạo nên mạng lƣới địa chính cơ sở đạt độ
chính xác tiêu chuẩn hạng III và mật độ đạt tƣơng đƣơng hạng IV nhà nƣớc. Để
tăng dày mật độ điểm khống chế tọa độ ta chêm dày thêm vào lƣới địa chính cơ sở
lƣới toạ độ địa chính cấp 1, 2 và tiếp sau đó chêm dày các cấp lƣới thấp hơn [2].
Nhƣ vậy, việc phát triển lƣới địa chính nói chung không khác biệt với phát
triển các lƣới trắc địa khác.
Lƣới toạ độ địa chính đƣợc thành lập nhằm mục đích phục vụ đo vẽ bản đồ địa
chính, tính thống nhất về độ chính xác là yếu tố cơ bản quan trọng nhằm đảm bảo
cho bản đồ địa chính đƣợc thành lập ở những vùng khác nhau vẫn đồng đều về chất
lƣợng, đặc biệt là đảm bảo độ chính xác yếu tố cần thiết thể hiện trên bản đồ.
Lƣới địa chính đƣợc xây dựng bằng phƣơng pháp đƣờng chuyền hoặc bằng
công nghệ GPS theo đồ hình lƣới tam giác dày đặc, đồ hình chuỗi tam giác, tứ giác
để làm cơ sở phát triển lƣới khống chế đo vẽ.
1.1.2. Những đặc điểm địa hình của vùng trung du phía bắc cần lưu ý khi xây
dựng lưới khống chế trắc địa
Phú Thọ là tỉnh miền núi nằm ở phía Bắc đồng bằng Bắc Bộ, là cửa ngõ giao
lƣu giữa các tỉnh thuộc đồng bằng Bắc Bộ với các tỉnh phía Tây Bắc. Khu vực
nghiên cứu là huyện Yên Lập thuộc vùng núi phía Tây và Tây bắc. Địa hình đặc
trƣng là đồi núi và núi cao (bình quân 450m – 800m); Địa hình bị chia cắt nhiều
sông suối đi lại khó khăn. Theo phân cấp địa hình, diện tích đất đồi núi, đất dốc của
khu vực huyện Yên Lập chiếm 65% tổng diện tích tự nhiên, trong đó diện tích đất
đồi có độ dốc >150 chiếm tới trên 50%. Đây là đặc điểm quan trọng nhất đối với
việc ứng dụng công nghệ GPS. Hệ thống lƣới khống chế tất yếu phải phân bố trên
khắp khu vực. Tại những khu vực có địa hình chuyển đổi giữa đồi núi thấp sang cao
cần có những thử nghiệm đánh giá kỹ vì ở những khu vực có địa hình biến đổi có
thể ảnh hƣởng đến chất lƣợng kết quả đo. Để có thể đánh giá cần thử nghiệm. Đây
cũng là lý do chúng tôi muốn thử nghiệm và đánh giá khả năng áp dụng công nghệ
GPS ở khu vực có địa hình chuyển đổi nhƣ ở huyện Yên Lập tỉnh Phú Thọ.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

http://www.lrc.tnu.edu.vn


6

1.2. Tổng quan về công nghệ GPS
Từ những năm 60, Cơ quan hàng không và Vũ trụ (NASA) cùng với Quân đội
Hoa Kỳ đã tiến hành chƣơng trình nghiên cứu, phát triển hệ thống dẫn đƣờng và
định vị chính xác bằng vệ tinh nhân tạo. Hệ thống định vị dẫn đƣờng bằng vệ tinh
thế hệ đầu tiên là hệ thống TRANSIT. Hệ thống này có 6 vệ tinh, hoạt động theo
nguyên lý Doppler. Hệ TRANSIT đƣợc sử dụng trong thƣơng mại vào năm 1967,
một thời gian ngắn sau đó TRANSIT bắt đầu ứng dụng trong trắc địa. Việc thiết lập
mạng lƣới điểm định vị khống chế toàn cầu là những ứng dụng sớm nhất và quý
nhất của hệ TRANSIT.
Định vị bằng TRANSIT cần thời gian quan trắc rất lâu mà chính xác chỉ đạt cỡ
1m. Do vậy trong trắc địa hệ TRANSIT chỉ phù hợp với công tác xây dựng các
mạng lƣới khống chế cạnh dài. Nó không thoả mãn đƣợc các ứng dụng đo đạc phổ
biến nhƣ đo đạc đƣờng chuyền hoặc bố trí các công trình dân dụng. Tiếp sau thành
công của hệ TRANSIT. Hệ thống định vị vệ tinh thế hệ thứ hai ra đời có tên là "Hệ
thống định vị toàn cầu - NAVSTAR-GPS".
Hệ thống này bao gồm 24 vệ tinh. Độ chính xác, định vị bằng hệ thống GPS
đƣợc nâng cao về chất so với hệ TRANSIT. Nhƣợc điểm về thời gian quan trắc đã
đƣợc khắc phục. Năm 1977 Văn phòng về chính sách viễn thông của Mỹ đã kiến
nghị rằng việc triển khai đầy đủ hệ định vị toàn cầu GPS sẽ làm tăng giảm đáng kể
số hệ thống dẫn đƣờng độc lập của quân đội Mỹ, dẫn tới việc giảm chi phí đáng kể
số các hệ thống dẫn đƣờng độc lập của quân đội Mỹ, dẫn tới việc giảm chi phí dẫn
đƣờng hàng năm tới hàng tỷ USD. Điều này đã hỗ trợ đẩy mạnh chủ trƣơng triển
khai hệ thống GPS. Một năm sau khi phóng vệ tinh thử nghiệm NTS - 2
(Navigation Technology Sattellite 2), giai đoạn thử nghiệm vận hành hệ thống GPS
bắt đầu với việc phóng vệ tinh GPS mẫu "BlockI". Từ năm 1978 - 1985 có 11 vệ
tinh Block I đã đƣợc phóng vệ tinh thế hệ thứ II (Block II) bắt đầu vào năm 1989.
Hiện thời có 24 vệ tinh này đã triển khai quỹ đạo quanh trái đất với chu kỳ 12 giờ ở
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

http://www.lrc.tnu.edu.vn


7

độ cao xấp xỉ 20.200 km. Loại vệ tinh bổ sung thế hệ III (Block IIR) đƣợc thiết kế
thay những vệ tinh Block II đầu tiên bắt đầu phóng vào năm 1995. Mặc dù GPS
thiết kế ban đầu nhằm sử dụng cho mục đích quân sự, nhƣng ngày nay đã đƣợc ứng
dụng rất rộng rãi trong các hoạt động kinh tế, xã hội và đặc biệt tỏ ra rất hữu ích
trong lĩnh vực trắc địa bản đồ.
Hệ thống định vị GPS đã đƣợc công nhận rộng rãi là thiết bị tin cậy, hiệu quả
và cho kết quả đo với độ chính xác rất cao. GPS đo đƣợc cả ngày lẫn đêm, trong
mọi điều kiện thời tiết. Ƣu điểm nổi bật của GPS là không cần tầm nhìn thông giữa
các điểm đo, do vậy mà không mất thời gian và công sức để thông hƣớng. Đây là
một ƣu điểm của công nghệ GPS so với công nghệ truyền thống khi xây dựng các
mạng lƣới khống chế toạ độ bằng các phƣơng pháp tam giác hay đƣờng chuyền, có
thể nói GPS là giải pháp công nghệ cao, tránh chặt phá rừng, bảo vệ môi trƣờng…
Mặc dù những ứng dụng sớm nhất của GPS là công tác đo lƣới khống chế, hệ
thống GPS vẫn đang phát triển ngày càng hoàn thiện và ứng dụng vào mọi dạng
công tác đo đạc nhƣ đo đạc địa chính, đo đạc địa hình và các công trình kỹ thuật
dân dụng [10].
1.2.1 . Cấu trúc hệ thống GPS
GPS là một hệ thống kỹ thuật phức tạp, song theo sự phân bố không gian
ngƣời ta chia hệ thống GPS thành 3 phần gọi là Đoạn (Segment):

- Đoạn không gian
(Space Segment),
- Đoạn điều khiển
(Control Segment),
- Đoạn ngƣời sử dụng
(User Segment)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

http://www.lrc.tnu.edu.vn


8

(1) Đoạn không gian
Các chức năng chính của vệ
tinh bao gồm:
- Thu nhận và lƣu trữ dữ liệu
đƣợc truyền từ mảng điều khiển
- Cung cấp thời gian chính
xác bằng các chuẩn tần số nguyên
tử đặt trên vệ tinh
- Truyền thông tin và tín hiệu
đến ngƣời sử dụng trên một hay
hai tần số
Đoạn không gian bao gồm các vệ tinh
nhân tạo phát tín hiệu bay trên các quỹ đạo
xác định quanh trái đất. Vệ tinh đƣợc đƣa
vào bay trong 6 mặt phẳng quỹ đạo
nghiêng 55o so với mặt phẳng xích đạo trái
đất, mỗi mặt phẳng quỹ đạo có 4 hoặc 5 vệ
tinh (xem hình 1.1). Qũy đạo vệ tinh gần
hình tròn, ở độ cao 12.600 dặm (20.200
km), chu kỳ 718 phút. Mỗi vệ tinh có trang
bị tên lửa đẩy để điều chỉnh quỹ đạo, thời
hạn sử dụng khoảng 7,5 năm.

Hình 1.1.Sơ đồ quỹ đạo vệ tinh hệ
thống GPS

- Quỹ đạo vệ tinh gần hình tròn, ở độ cao 20.200km, chu kỳ 12 giờ.
- Giai đoạn bổ sung (vệ tinh thuộc khối IIR) sẽ thay thế vệ tinh khối II/IIA.
Mỗi vệ tinh có trang bị tên lửa đẩy để điều chỉnh quỹ đạo và thời hạn sử dụng
khoảng 7,5 năm.
(2) Đoạn điều khiển
- Đoạn điều khiển là các trạm mặt đất theo dõi các tín hiệu vệ tinh và gửi đi
những điều chỉnh cần thiết. Căn cứ không quân Falcon ở Colorado Spring, bang
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

http://www.lrc.tnu.edu.vn


9

Colorado, USA là nơi điều khiển vận hành hệ thống. Đoạn điều khiển bao gồm 4
trạm theo dõi vệ tinh và 3 trạm tải dữ liệu phân bố trên toàn cầu. Mỗi vệ tinh hàng
ngày bay qua một trạm theo dõi.
- Số liệu GPS đƣợc thu thập bởi các trạm theo dõi và truyền cho trạm chủ
Master Station ở Colorado Spring.
- Toạ độ của từng vệ tinh (Ephemeris) và độ lệch đồng hồ vệ tinh theo giờ
GPS đƣợc tính toán và hiệu chỉnh tại trạm chủ. Các trị số đó lại truyền nạp lên vệ
tinh hàng ngày qua các trạm điều khiển mặt đất.
Đoạn điều khiển là 5 trạm mặt đất phân bố đều quanh trái trong đó 1 trạm chủ
(Master Station) và 4 trạm theo dõi (Monitor Station). Trạm chủ đặt tại căn cứ
không quân Falcon ở Colorado Sping, bang Colorado, USA là nơi nhận, xử lý tín
hiệu thu đƣợc từ các vệ tinh tại 4 trạm theo dõi.

Hình 1.2 : Sơ đồ đoạn điều khiển của hệ thống GPS [10]
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

http://www.lrc.tnu.edu.vn


10

Sau khi số liệu GPS đƣợc thu thập, xử lý, toạ độ và độ lệch đồng hồ của từng
vệ tinh đƣợc tính toán và hiệu chỉnh tại trạm chủ và truyền tới các vệ tinh hàng ngày
qua các trạm theo dõi. (xem hình 1.1.2.2.b).

Hình 1.3: Sõ ðồ truyền tín hiệu của Đoạn điều khiển [10]
(3) Đoạn ngƣời sử dụng - Các máy thu GPS
Đoạn ngƣời sử dụng hay còn gọi là đoạn sử dụng bao gồm các máy thu tín hiệu
vệ tinh và phần mềm xử lý tính toán số liệu. Máy thu tín hiệu GPS có thể đặt cố định
trên mặt đất (đo tĩnh) hay gắn trên các phƣơng tiện chuyển động nhƣ đi bộ, xe đạp, xe
cơ giới, ô tô, máy bay, tàu biển, tên lửa, vệ tinh nhân tạo… Tín hiệu vệ tinh đƣợc thu
qua anten máy thu. Cấu tạo anten đẳng hƣớng của máy thu GPS có thể bắt tín hiệu
GPS phân cực tròn ở mọi hƣớng. Tâm pha của anten là điểm thu tín hiệu và xác định
toạ độ. Tâm pha anten và tâm máy thu không nhất thiết phải trùng nhau. Tuỳ theo
mục đích của các ứng dụng mà các máy thu GPS có thiết kế cấu tạo khác nhau cùng
với phần mềm xử lý, và quy trình thao tác thu thập số liệu ở thực địa [10].
1.2.2 . Tín hiệu GPS
1.2.3.1 Tần số cơ bản
- Tần số cơ bản của tín hiệu vệ tinh GPS là fo = 10.23 MHz C/A Code:
- Tín hiệu vệ tinh GPS đƣợc mã hoá, có hai loại mã C/A Code và P-Code.
Việc sử dụng tín hiệu mã hoá cho phép các vệ tinh GPS hoạt động trên cùng tần số
mà không bị nhiễu, mỗi vệ tinh phát đi một mã giả ngẫu nhiên duy nhất. Máy thu
GPS nhận dạng đọc tín hiệu GPS không đòi hỏi công suất lớn và máy thu GPS có
thể sử dụng anten nhỏ hơn, kinh tế hơn [10].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

http://www.lrc.tnu.edu.vn


11

- Mã C/A-(Coare Acquisition) là mã giả ngẫu nhiên (PRN) đƣợc phát đi với
tần số 1.023 MHz (fo/10). Mã này lặp lại với tần suất miligiây. Phƣơng trình giải
mã C/A không bảo mật do vậy mã C/A thông dụng trong nhiều máy thu dân sự để
dẫn đƣờng và lập bản đồ. P.Code.
- P.Code là mã giả ngẫu nhiên (PRN) thứ hai, phát đi với tần số cơ bản fo =
10.23 MHz. Tín hiệu này lặp lại với tần suất 267 ngày. Chu kỳ 267 ngày chia thành
38 đoạn 7 ngày, trong đó có 6 đoạn giành riêng cho mục đích vận hành. Mỗi đoạn 7
ngày còn lại đƣợc gán mã phân biệt cho từng vệ tinh. P-Code cũng sử dụng đƣợc
trong các ứng dụng dân sự trong trƣờng hợp phƣơng trình giải mã không bảo mật.
Y.code.
Y.Code là dạng bảo mật của P-Code. Việc giải mã Y.Code chỉ thuộc về ngƣời
dùng có thẩm quyền. Vì vậy khi bên quân đội kích hoạt Y.Code thì ngƣời dùng
không thuộc quân đội sẽ không có khả năng sử dụng cả P.Code lẫn Y.Code. Việc sử
dụng Y.Code đƣợc coi là Anti-Spoofing (AS).
1.2.3.2. Phase sóng mang băng tần L.
Tín hiệu vệ tinh GPS điều biến sóng mang L chứa các thông tin quý giá về
thời gian và vị trí của vệ tinh. Mỗi vệ tinh có mã riêng phát trên 2 tần số mạng.
Bƣớc sóng L1 = 19cm với tần số là 154*fo = 1575,42 MHz.
Bƣớc sóng L2 = 24cm với tần số là 120*fo = 1227,60 MHz.
Mã sơ bộ (C/A) chỉ điều biến trên sóng mang L1.
Mã chính xác P-Code điều biến cả hai sóng mang L1 và L2 khi đƣợc bảo mật
(khoá mã) cho Y-Code [10].
1.2.3. Các trị đo GPS
Trị đo GPS là những số liệu mà máy thu GPS nhận đƣợc từ tín hiệu của vệ
tinh truyền tới. Mỗi vệ tinh GPS phát 4 thông số cơ bản dung cho việc đo đạc chia
thành 2 nhóm bao gồm:
+ Nhóm trị đo Code:

+ Nhóm trị đo pha:

-C/A.Code,

-L1-Carrier,

-P.Code.

-L2-Carrier,

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

http://www.lrc.tnu.edu.vn


12

-Tổ hợp L1/L2.
Các trị đo này có thể sử dụng riêng biệt hoặc kết hợp để xác định khoảng cách
đến từng vệ tinh. Khoảng cách gần đúng - pseudo range giữa vệ tinh và anten máy
thu có chứa sai số trong đó sai số lớn nhất do sự không đồng bộ của đồng hồ vệ tinh
và máy thu.
Vị trí của từng vệ tinh có trong thông tin quỹ đạo ephemeris do đó vị trí của
anten đƣợc xác định khi biết toạ độ vệ tinh và khoảng cách tƣơng ứng đến máy thu
bằng cách tính giao hội cạnh [10].
1.2.4. Các phương pháp định vị GPS
1. Định vị tuyệt đối
Là kỹ thuật xác định toạ độ của điểm đặt máy thu tín hiệu vệ tinh trong hệ toạ
độ toàn cầu WGS -84. Kỹ thuật định vị này là việc tính toạ độ của điểm đo nhờ
việc giải bài toán giao hội nghịch không gian dựa trên cơ sở khoảng cách đo đƣợc
từ các vệ tinh đến máy thu và toạ độ của các vệ tinh tại thời điểm đo. Do nhiều
nguồn sai số nên độ chính xác vị trí điểm thấp, không dùng đƣợc cho việc đo đạc
chính xác, dung chủ yếu cho việc dẫn đƣờng và các mục đích đạc có yêu cầu độ
chính xác không cao. Đối với phƣơng pháp này chỉ sử dụng một máy thu tín hiệu
vệ tinh.
2. Định vị tương đối
Thực chất của phƣơng pháp đo là xác định hiệu tọa độ không gian của 2 điểm
đo đồng thời đặt trên hai đầu của khoảng cách cần đo (Baseline). Độ chính xác của
phƣơng pháp rất cao do loại trừ đƣợc nhiều nguồn sai số nên đƣợc sử dụng trong
đo đạc xây dựng lƣới khống chế trắc địa và các công tác đo đạc bản đồ các tỷ lệ.
Do bản chất của phƣơng pháp nêu cần tối thiểu hai máy thu vệ tinh trong 1 thời
điểm đo. Phụ thuộc vào quan hệ của các trạm đo trong thời gian đo mà ngƣời ta
chia thành các dạng đo tƣơng đối sau:
Định vị tương đối theo phương pháp tĩnh (Static).

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

http://www.lrc.tnu.edu.vn


13

Đây là phƣơng pháp chính xác nhất vì nó sử dụng cả 2 trị đo Code và Phase
sóng tải. Hai hoặc nhiều máy thu đặt cố định thu tín hiệu GPS tại các điểm cần đo
tọa độ trong khoảng thời gian thong thƣờng từ 1 giờ trở lên.
Định vị GPS theo phương pháp đo tĩnh nhanh (Fast Static)
Phƣơng pháp này về bản chất giống nhƣ đo GPS tĩnh nhƣng thời gian đo
ngắn hơn. Gọi là đo nhanh - tăng tốc độ đo là do giải nhanh đƣợc số đa trị nguyên.
Phƣơng pháp đòi hỏi dữ liệu trị đo pha sóng tải và trị đo Code. Phƣơng pháp đo
tĩnh nhanh với máy thu GPS 2 tần số chỉ có hiệu quả trên cạnh ngắn. Thời gian đo
tĩnh nhanh thay đổi từ 8’ - 30’ phụ thuộc vào số vệ tinh và đồ hình vệ tinh phân bố
đều sẽ hỗ trợ việc tìm nhanh số đa trị nguyên và giảm thời gian định vị.
3. Định vị GPS động (Kinematic)
Phƣơng pháp đƣợc tiến hành với 1 máy đặt tại trạm cố định (base station) và
một hoặc nhiều các máy khác (rover station) di động đến các điểm cần đo toạ độ.
Đo GPS động là giải pháp đo nhằm giảm tối thiểu thời gian đo so với phƣơng pháp
GPS tĩnh nhƣng vẫn đạt độ chính xác đo khoảng cách cỡ cm. Nguyên lý đo động là
giải đƣợc số nguyên đa trị (số nguyên lần bƣớc sóng từ vệ tinh đến máy thu) đƣợc
xác định nhờ giải pháp khởi đo và đƣợc duy trì bằng cách thu tín hiệu liên tục từ tối
thiểu với 4 vệ tinh (tốt hơn là 5) trong khi đi chuyển máy thu đến điểm đo tiếp theo
và thời gian đo tại các điểm này chỉ cần một vài trị đo (epoch).
4. Định vị GPS động xử lý sau Post Processing Kinematic GPS
Đây là phƣơng pháp một loạt điểm định vị so với trạm tĩnh bằng cách di
chuyển tuần tự máy thu đến các điểm cần xác định toạ độ. Toạ độ của các điểm đo
có đƣợc sau khi xử lý số liệu trong phòng. Để có thể đo theo phƣơng pháp này cần
phải tiến hành việc khởi đo bằng cách đo tĩnh trên 1 đoạn thẳng sau đó mới đến đo
tại các điểm cần xác đinh toạ độ với thời gian ngắn tối thiểu đo 2 trị đo (2 epoch).
Nếu trong quá trình di chuyển đến điểm cần đo tín hiệu của một trong 4 vệ tinh bị
mất có nghĩa là số nguyên đa trị giải đƣợc qua phép khởi đo bị mất do đó phải khởi
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

http://www.lrc.tnu.edu.vn


14

đo lại bằng cách: Máy thu quay lại điểm đo trƣớc đó hoặc đo tĩnh trên một cạnh
mới. Với kỹ thuật này máy thu di động có năng suất lao động cao hơn nhiều rất phù
hợp cho việc phát triển lƣới khống chế cấp đƣờng chuyền.
5. Đinh vị GPS động thời gian thực (RTK)
Nguyên lý kỹ thuật đo động này tƣơng tự nhƣ trên đã trình bày, nhƣng đòi
hỏi liên kết truyền thông trị đo phase sóng mang từ trạm tĩnh đến trạm di động để
tạo thành sai phân bậc hai trong sổ điện tử (tieldbook) gắn với máy thu di động và
toạ độ của điểm đo đƣợc xác định tại thời điểm tại thực địa. Kỹ thuật đo GPS động
thời gian thực. (RTK) sử dụng trị đo phase sóng mang và trị do codes. Phƣơng pháp
đo GPS RTK đòi hỏi tần số cao là tốc độ truyền tin cao do vậy nó bị hạn chế tầm
hoạt động. RTK có hiệu quả cao khi đo đạc và cắm điểm thiết kế ở vùng thoáng
đãng nhờ lợi điếm của kỹ thuật giải số đa trị nhanh. Kỹ thuật RTK cho độ chính
xác cao cỡ cm về định vị và 0.01 m/s về tốc độ. Nó đƣợc ứng dụng trong đo đạc,
dẫn đƣờng hàng không, hàng hải và khảo sát thuỷ văn chính xác. Đối với đo đạc
mặt đất, đo toạ độ chi tiết, có thể cắm điểm ở thực địa với độ chính xác cao. Đây là
ƣu điểm quan trong đƣợc ứng dụng trong đo đạc địa hình, địa chính tỷ lệ lớn.
6. Đinh vị DGPS (đo GPS cải chính phân sai)
Là phƣơng pháp đo GPS sử dụng nguyên lý cả trị đo Cod và đo phas. Nội
dung của phƣơng pháp đo là dùng 2 trạm đo trong đó 1 trạm gốc (trạm tĩnh) có toạ
độ biết trƣớc và 1 trạm đo tại các điểm cần đo toạ độ (trạm động); trên cơ sở độ lệch
về toạ độ đo so với toạ độ thực tại trạm gốc để hiệu chỉnh vào kết quả đo tại các
trạm động.Yêu cầu quan trọng khi đo phân sai là trạm tĩnh và trạm di động phải thu
số liệu đồng thời và trạm di động phải ghi đƣợc số liệu của cùng số vệ tinh mà trạm
tĩnh cũng ghi đƣợc. Trạm tĩnh phải đặt ở điểm đã có toạ độ. Toạ độ trạm tĩnh phải
nhập qua bàn phím 1, vào phần mềm xử lý. Nếu toạ độ trạm tĩnh không chính xác
kết quả tính cải chính phân sai sẽ mắc sai số cùng độ lớn và phƣơng vị của sai số
trạm tĩnh. Có hai phƣơng pháp cải chính phân sai:Cải chính theo trị đo pseudorange
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

http://www.lrc.tnu.edu.vn


15

- Measurement Correction: Phần mềm Pfinder đọc file rover và lọc ra nhóm vệ tinh
mà máy rover dùng để định vị. Sử dụng số liệu trị đo code pseudorange trong file
base tới từng vệ tinh trong nhóm vệ tinh đó, phần mềm xác định sai số pseudorange
của từng vệ tinh so với khoảng cách thực của nó. Các sai số này đƣợc dùng để cải
chính số liệu định vị trong file rover.
- Cải chính theo vị trí - Position Correction

Phần mềm Pfinder đọc file

rover và lọc ra nhóm vệ tinh mà máy rover dùng để định vị. Nếu file số liệu trạm
base cũng tính định vị đồng thời từ nhóm vệ tinh đó, thì nó sẽ xác định đƣợc sai số
về độ vĩ, độ kinh, và độ cao giữa toạ độ đƣợc của trạm base và toạ độ thực của nó.
Các sai số đó đƣợc phần mềm cải chính tƣơng ứng vào toạ độ của trạm rover. Phụ
thuộc vào thời điểm cải chính mà ngƣời ta chia thành các phƣơng pháp đo cải chính
phân sai
a. Đo DGPS thời gian thực (Real Time DGPS): Số hiệu chỉnh phân sai phải
truyền từ trạm tĩnh tới trạm di động ngay trong khi đo. Các số cái chỉnh cạnh loại
code đƣợc trạm di động sử dụng để nâng cao độ chính xác định vị của nó và hiển thị
kết quả ngay trong khi đo. DCPS không tức thời vì phải cần có thời gian truyền số
cải chính và tính toán toạ độ. Số cải chính phân sai phải đƣợc truyền cho máy di
động dƣới hình thức viễn thông (điện tín).
Đôi khi phƣơng pháp DCPS có khó khăn do đƣờng truyền tín hiệu sóng ngắn
theo đƣờng thẳng bị hạn chế giữa máy tĩnh và máy di động. b. Đo DGPS xử lý sau:
Cũng nhƣ phƣơng pháp đo DGPS thời gian thực nhƣ số liệu cải chính không truyền
trong quá trình đo mà nhận đƣợc sau khi xử lý số liệu trong phòng.c. Đo DGPS diện
rộng: Là phƣơng pháp đo DGPS thời gian thực nhƣng sử dụng vệ tinh địa tĩnh phát
số liệu cái chính cho khu vực rộng lớn. Một số công ty thƣơng mại ngày nay truyền
đi số cải chính phân sai GPS dùng vệ tinh địa tĩnh phủ sóng trên một vùng rộng lớn
dựa vào mạng lƣới trạm thu cố định trên mặt đất. Ngƣời sử dụng phƣơng pháp
DGPS có thể mua các số cải chính này cùng với các thiết bị phần mềm, phần cứng
thích hợp để có đƣợc kết quả định vị ngay không cần phải có trạm tĩnh riêng. Hệ
thống vệ tinh Inmarsat, thiết bị Omnistar, Starfĩ là ví dụ về DGPS diện rộng sử dụng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

http://www.lrc.tnu.edu.vn


16

vệ tinh địa tĩnh để truyền số cải chính phân sai. Do độ chính xác không cao nên phƣơng pháp DGPS chỉ đƣợc sử dụng trong đo vẽ bản đồ tỷ lệ trung và nhỏ hoặc các
công tác dẫn đƣờng khác.
1.2.5. Các nguồn sai số
1.Tầm nhìn vệ tinh và sự trượt chu kỳ
Điểm quan trọng nhất khi đo GPS là phải có tầm nhìn thông tới ít nhất 4 vệ tinh.
Rõ ràng là khi sử dụng đƣợc càng nhiều vệ tinh thì kết quả định vị càng tốt hơn.
Tín hiệu GPS là sóng cực ngắn trong phổ điện từ, nó có thể xuyên qua mây
mù, song không thể truyền qua đƣợc tán cây hoặc các vật che chắn nhƣ nhà ở. Do
vậy tầm nhìn vệ tinh thông thoáng có tầm quan trọng đặc biệt đối với công tác trắc
địa GPS xây dựng các mạng lƣới khống chế toạ độ. Khi sử dụng trị đo phase cần
phải bảo đảm thu tín hiệu vệ tinh liên tục nhằm xác định số đa trị nguyên khởi đầu.
Tuy nhiên có trƣờng hợp ngay cả khi vệ tinh vẫn nhìn thấy nhƣng máy thu vẫn bị
gián đoạn thu tín hiệu, trƣờng hợp đó có một số chu kỳ không xác định đã trôi qua
mà máy thu không đếm đƣợc khiến cho số đa trị nguyên thay đổi và sai kết quả định
vị. Do đó cần phải phát hiện và xác định sự trôi (trƣợt) chu kỳ trong tín hiệu GPS.
Một số máy thu có thể nhận biết sự trƣợt chu kỳ và thêm vào số hiệu chính tƣơng
ứng. Mặt khác khi tính toán xử lý số liệu GPS có thể dùng sai phân bội ba để nhận
biết và xử lý trƣợt chu kỳ (cycle slips) [10].
2. Hiện tượng đa tuyến
Anten phải có tầm nhìn vệ tinh thông thoáng với ngƣỡng góc cao trên 150.
Việc chọn ngƣỡng góc cao l50 này nhằm giảm ảnh hƣởng bất lợi của chiết quang
của khí quyển và hiện tƣợng tia tuyến, hiện tƣợng đa tuyến phát sinh khi tín hiệu
GPS phản xạ từ các địa vật gần máy thu. Do vậy đƣờng truyền tín hiệu GPS cần
phải tránh khu vực có khả năng phản xạ nhƣ hồ nƣớc mặn, nhà cao tầng, xe cộ. Hầu
hết anten GPS phân biệt đƣợc tín hiệu phản xạ khi nó phản cực đảo. Một số anten
trắc địa có gắn bản (mâm anten) phẳng tròn các chắn tín hiệu phản xạ.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

http://www.lrc.tnu.edu.vn


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×