Khái niệm về lưới khống chế Trắc Địa
Lưới trắc địa là hệ thống các điểm được làm bằng dấu sứ hoặc đinh có khác dấu chữ thập gắn vào các trụ bằng bê tông, liên kết với nhau theo một quy luật toán học nhất định, thông qua các trị đo góc, chiều dài, góc phương vị, từ một điểm có tọa độ có thể tính ra tọa độ các điểm khác trong lưới [qua quá trình xử lý toán học các kết quả đo]
Lưới trắc địa mặt bằng hạng cao nhà nước có nhiệm vụ như sau:
- Nghiên cứu chi tiết hình dáng kích thước, thể trọng trường của trái đất và những thay đổi của chúng theo thời gian.
- Thiết lập hệ tọa độ thống nhất trên phạm vi toàn quốc nhằm thỏa mãn các yêu cầu xây dựng kinh tế và quốc phòng.
- Lưới trắc địa các cấp làm cơ sở xây dựng lưới khống chế đo vẽ các loại bản đồ địa hình, địa chính các loại tỷ lệ trong phạm vi Quốc gia, định hướng cho các công tác nghiên cứu khoa học và kỹ thuật về trái đất như địa chất, địa động, bảo vệ tài nguyên và môi trường.
Thành lập lưới khống chế bằng công nghệ GPS
Ứng dụng công nghệ GPS trong công tác lập Lưới khống chế mặt bằng cho thời gian đo đạc nhanh, tránh được sai sót,nhầm lẫn trong quá trình đo, đem lại độ chính xác cao.
Cũng như các mạng lưới trắc địa khác, để xây dựng lưới GPS phải qua bước thiết kế lưới. Nói chung, công tác thiết kế lưới GPS đơn giản hơn thiết kế các mạng lưới truyền thống do không yêu cầu quá chặt về đồ hình lưới và không yêu cầu thông hướng giữa các điểm.
Trong thành lập lưới bằng công nghệ GPS thì chỉ cần thông hướng giữa một số cặp điểm trong mạng lưới để phát triển các cặp hạng lưới tiếp theo.
Yêu cầu chọn điểm trong lập lưới khống chế bằng công nghệ GPS
Tại mỗi điểm GPS, ta cần xem xét, khảo sát cụ thể từng vị trí theo các yếu tố sau:
- Các vật cản xung quanh điểm đo có góc cao không quá [hoặc có thể là ] để tránh cản tín hiệu GPS.
- Không quá gần các bề mặt phản xạ như cấu kiện kim loại, các hàng rào, mặt nước…. vì chúng có thể gây hiện tượng đa đường dẫn.
- Không quá gần các thiết bị điện [Như trạm phát sóng, đường dây cao áp…] có thể gây nhiễu tín hiệu.
Thiết kế ca đo
Sau khi thiết kế đồ hình lưới chúng ta sẽ tiến hành thiết kế ca đo
Thiết kế ca đo [Session] là khâu quan trọng để thi công lưới đạt được các yêu cầu kinh tế- kỹ thuật. Với số lượng điểm đã xác định [bao gồm các điểm cần xác định và các điểm khởi tính] và tùy thuộc vào số lượng máy thu GPS sử dụng, chúng ta sẽ có phương án tạo các ca đo phù hợp. Có thể thiết kế ca đo trên sơ đồ [hay bản đồ] đã có vị trí sơ bộ của các mốc.
Để tính số ca đo ta sẽ áp dụng theo công thức sau:
n=[m.S]/r
Trong đó:
- S là tổng số điểm trong lưới.
- r là số máy thu sử dụng để đo.
- m là số lần đặt máy lặp trung bình tại điểm.
- Để thiết kê các ca đo cần có sơ đồ vị trí các mốc lưới, gồm cả mốc mới [cần xác định] và mốc khởi tính [mốc gốc]. Căn cứ vào số lượng máy thu để thiết kế các ca đo theo trình tự, từ ngoài vào trong và phải bảo đảm theo yêu cầu kỹ thuật.
- Sau khi đã thiết kế ca đo xong thì chúng ta sẽ tiến hành đo đạc lưới ngoài thực địa. Sau khi đo đạc lưới ngoài thực địa sau đó chúng ta sẽ tiến hành trút số liệu vào máy tính để sử dụng các phần mềm để tiến hành bình sai mạng lưới. Một trong những phần mềm đó là phần mềm Trimble Business Center[TBC], Toptool, HGO,… Sau khí xử lý số liệu GPS bằng phần mềm chúng ta sẽ tiến hành biên tập làm cơ sở để báo cáo.
- Hiện tại chúng tôi đang cung cấp dịch vụ:
- – Lập lưới khống chế mặt bằng bằng máy toàn đạc điện tử hoặc công nghệ GPS.
- – Cho thuê thiết bị khảo sát địa hình
- Một số đồ hình lưới khống chế đã lập bằng công nghệ GPS
Lưới GPS hạng IV- Tuyến luồng Cái Mép -Thị Vải – Bà Rịa – Vũng Tàu
Lưới GPS hạng IV- Quy hoạch trung tâm nghề cá Hải Phòng
Lưới GPS hạng IV- Sân bay Quốc tế Cam Ranh
Lưới GPS cấp 2 – Dự án nạo vét Kênh Vàm Lẻo – Bạc Liêu
Và nhiều công trình lớn, nhỏ khác…
Thiết bị thu GPS sử dụng lập lưới khống chế
04 Máy thu GPS 2 tần số Pentax G3100-R1
03 Máy thu GPS 2 tần số Hi-Target V30
10:55 ICT Thứ hai, 12/09/2022
Thứ hai - 18/01/2016 16:05
Sự suy giảm độ chính xác theo khoảng cách khi sử dụng 1 trạm Base 092407
1. Giới thiệu Hệ thống định vị toàn cầu GPS [Global Positioning System] ngày càng phát triển và được sử dụng hiệu quả với độ chính xác cao, đặc biệt trong đo đạc bản đồ bởi các tính ưu việt như: có thể xác định tọa độ của các điểm từ các điểm gốc mà không cần thông hướng; việc đo đạc nhanh, đạt độ chính xác cao, ít phụ thuộc vào điều kiện thời tiết; kết quả đo đạc có thể tính trong hệ tọa độ toàn cầu hoặc hệ tọa độ địa phương và được ghi dưới dạng file số nên dễ dàng nhập vào các phần mềm đo vẽ bản đồ, hoặc các hệ thống cơ sở dữ liệu. Tuy nhiên, ứng dụng chính của GPS trong đo đạc địa chính vẫn là phương pháp đo tĩnh dùng để thành lập lưới khống chế tọa độ. Vì vậy, việc nghiên cứu các kỹ thuật đo GPS động [có năng suất lao động cao hơn nhiều so với đo tĩnh] trong đo đạc địa chính là rất cần thiết để có cơ sở khoa học triển khai ứng dụng phổ biến ở nước ta. Mục đích nghiên cứu: ứng kỹ thuật GPS đo động thời gian thực trong công tác thành lập bản đồ địa chính, từ đó đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả của kỹ thuật đo GPS động thời gian thực bằng các máy thu 2 tần số trong đo đạc địa chính trên cơ sở kết quả thử nghiệm tại một số khu vực của huyện Tam Đảo.
2. Phương pháp nghiên cứu
+ Nội dung: - Thử nghiệm lựa chọn tham số tối ưu trong kỹ thuật GPS đo động thời gian thực [thử nghiệm tại xã Đại Đình, huyện Tam Đảo]; - ứng dụng GPS đo động thời gian thực thành lập lưới khống chế đo vẽ và đo vẽ chi tiết bản đồ địa chính; - So sánh, đánh giá độ chính xác của lưới đo vẽ bằng công nghệ GPS đo động thời gian thực với công nghệ đo lưới bằng máy toàn đạc điện tử. + Phương pháp tiến hành: Phương pháp điều tra thu thập tài liệu; phương pháp phân tích và tổng hợp tài liệu; phương pháp so sánh; phương pháp trắc địa vệ tinh; phương pháp chuyên gia.
3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận
3.1. Thử nghiệm lựa chọn tham số tối ưu trong kỹ thuật GPS đo động thời gian thực
3.1.1. Điều kiện thử nghiệm Đo GPS động thời gian thực bản chất là đo GPS tương đối, cho phép xác định được chính xác cạnh đáy nối từ điểm trạm gốc đến điểm cần đo tại trạm động không gian 3 chiều, tức là xác định được chính xác gia số phương vị và chênh cao.
3.1.2.Thử nghiệm lựa chọn tham số đo tối ưu
Ngoài yêu cầu về độ chính xác cao thì một trong những mục tiêu hướng đến trong công nghệ đo GPS RTK [phương pháp đo GPS động thời gian thực] là thời gian đo, tốc độ đo và dẫn đến hiệu quả kinh tế. Bản thân phương pháp GPS RTK đã cho phép đo nhanh hơn nhiều phương pháp đo GPS tĩnh, nhưng thực tế vẫn cần tốc độ đo nhanh hơn mà vẫn đảm bảo độ chính xác. Với thử nghiệm này, tác giả muốn tìm hiểu một điều rất quan trọng đó là khi đo GPS RTK có cần thiết phải đo nhiều thời gian hơn, nhiều trị đo hơn để đạt độ chính xác cao hơn không và qua đó chỉ ra thời gian đo [số trị đo] tối thiểu cho 1 điểm đo để vẫn đạt độ chính xác cỡ 2 cm. Để có được số liệu về vấn đề này, tác giả đã đo với nhiều chế độ đo với số trị đo khác nhau tại cùng một điểm để so sánh về độ chính xác. Trong thực nghiệm, tác giả đo ở chế độ đo: 1 trị đo, 2 trị đo, 4 trị đo, 6 trị đo. Trong quá trình đo thực địa, các trạm đo tĩnh, đo động đều đảm bảo thu tín hiệu trong điều kiện tốt nhất, số lượng vệ tinh luôn lớn hơn 5, giá trị PDOP [Positional DOP - chỉ số phân tán độ chính xác về vị trí, chỉ số càng nhỏ thì độ chính xác càng cao] luôn nhỏ hơn 3. Máy Rover [máy thu tín hiệu động] được đặt trên giá cố định để loại bỏ sai số khi dùng sào đo do người đo rung tay trong quá trình đo điểm. Qua các kết quả thu được và phân tích, có thể đưa ra một số nhận xét sau: - Các chế độ đo 1, 2, 4 và 6 trị đo cho kết quả tọa độ giống nhau, sai khác nhau chỉ ở hàng milimét đối với tọa độ x, y [tại một điểm đo] và centimet đối với độ cao H [tại một điểm đo]. - Khi thời gian đo tăng, sai số về mặt bằng có xu hướng giảm, trong khi đó sai số về độ cao xu hướng giảm không thể hiện rõ. - Chế độ đo với 1 trị đo [5 giây] là hợp lý nhất cho việc đo chi tiết ranh giới, góc thửa… vừa đảm bảo độ chính xác, vừa nhanh, hiệu quả cao.3.2. Thử nghiệm ứng dụng GPS đo động thời gian thực trong thành lập lưới khống chế đo vẽ
3.2.1. Yêu cầu kỹ thuật của lưới khống chế đo vẽ và khả năng đáp ứng của kỹ thuật GPS đo động thời gian thực Theo Quy phạm đo vẽ bản đồ địa chính năm 2008, thì: - Yêu cầu về độ chính xác mặt bằng: Mọi đối tượng được biểu diễn trên bản đồ theo tọa độ và độ cao của nó. Sai số trung bình vị trí mặt phẳng của điểm khống chế đo vẽ sau bình sai so với điểm khống chế toạ độ từ điểm địa chính trở lên gần nhất không quá 0,10 mm tính theo tỷ lệ bản đồ thành lập; - Yêu cầu về độ chính xác độ cao: Sai số trung bình về độ cao của điểm khống chế đo vẽ [nếu có yêu cầu thể hiện địa hình] sau bình sai so với điểm độ cao kỹ thuật gần nhất không quá 1/ 10 khoảng cao đều đường bình độ cơ bản. Như vậy, so sánh các yêu cầu về sai số nói trên với độ chính xác của phương pháp GPS đo động thời gian thực có thể thấy, phương pháp này tiềm năng áp dụng cho thành lập lưới khống chế đo vẽ trong những điều kiện thuận lợi. Các thử nghiệm dưới đây sẽ minh chứng cho nhận định này.
3.2.2. Thử nghiệm GPS đo động thời gian thực với 1 trạm Base
Trong phần thử nghiệm này, khoảng cách từ trạm Base đến các điểm đo kỹ thuật rất đa dạng, dao động từ 800 m đến 7.000 m. Tổng số điểm đo kiểm tra toàn khu vực gồm 40 điểm với 4 lần đo tại mỗi điểm, tổng số trị đo lên tới 160 điểm. Từ những kết quả thu được có thể đưa ra một số nhận xét sau: - Sai số vị trí điểm có xu hướng tăng dần, gần như tỉ lệ thuận với khoảng cách Base [từ máy cố định] đến máy động [Rover]; - Với khoảng cách trạm Base - Rover dưới 6 km, sai số vị trí điểm đạt giá trị nhỏ hơn 0.020 m và rất ổn định ở tất cả các điểm đo kiểm tra; - Sai số tăng nhanh, tới 0.020 - 0.030 m khi khoảng cách Base - Rover lớn hơn 6 km. Điều này có thể lý giải bởi sự khác biệt rõ nét của ảnh hưởng của tầng điện ly đối với trạm Base và trạm Rover trên khoảng cách lớn và tần số phát sóng của Radio link [là hệ thống máy thu phát tín hiệu].3.3. Thử nghiệm ứng dụng GPS đo động thời gian thực trong đo vẽ chi tiết
Với ưu thế không cần thông hướng giữa các trạm đo, không cần thiết lập mạng lưới khống chế đo vẽ dày đặc, không cần các thiết bị đắt tiền, và chỉ cần một thao tác viên trong quá trình đo đạc, GPS đo động thời gian thực là phương pháp nên được áp dụng để đo vẽ chi tiết nội dung bản đồ địa chính ở những khu vực có điều kiện cho phép. Để đánh giá khả năng áp dụng GPS đo động thời gian thực trong đo vẽ chi tiết nội dung bản đồ, đề tài đã đo thử nghiệm tại 2 tiểu khu của khu đo xã Đại Đình. Tiểu khu 1 là khu đất trồng cây hàng năm [lúa, màu], có địa hình khá thông thoáng, tiểu khu 2 là khu dân cư có địa hình bị che khuất khá nhiều. Tại tiểu khu 1, các kết quả thử nghiệm rất khả quan. Việc đo vẽ được tiến hành thuận lợi với 99% các điểm chi tiết đều có thể đo được bằng GPS đo động thời gian thực. Việc vẽ sơ đồ hoặc gán mã điểm dễ dàng hơn nhiều so với phương pháp đo toàn đạc vì người đo GPS tiếp cận trực tiếp các điểm đo nên cảm nhận về phân bố và quan hệ giữa các điểm đo rất tốt. Tại tiểu khu 2, các kết quả GPS đo động không đạt được như mong muốn. Có tới 70% số điểm chi tiết không thể đo được do điểm đo không thông thoáng hoặc không thể vạch lộ trình di chuyển tới điểm đo sao cho không xảy ra hiện tượng trượt chu kỳ. Các điểm không thể đo bằng GPS có thể đo bổ sung bằng thước hoặc toàn đạc, tuy nhiên tỷ lệ xen kẽ giữa các phương pháp [tức là tỷ lệ điểm đo bổ sung] khá lớn nên hiệu quả lao động không cao. Theo đánh giá của tác giả, tại tiểu khu 2, việc sử dụng phương pháp toàn đạc như phương pháp chính sẽ đạt hiệu quả cao hơn so với sử dụng GPS đo động thời gian thực. GPS đo động thời gian thực chỉ nên sử dụng để hỗ trợ đo những điểm đặc thù, khó tiếp cận bằng phương pháp toàn đạc. Để đánh giá độ chính xác của các điểm đo chi tiết, tiến hành so sánh tọa độ đo được bằng GPS [tại những điểm có thể đo được] với tọa độ đo bằng máy toàn đạc điện tử tại 2 tiểu khu đo như đã mô tả ở trên. Phân tích cho thấy, sai số vị trí điểm phần lớn ở khoảng 2 cm đến 6 cm, đối chiếu với các chỉ tiêu kỹ thuật theo quy phạm hiện hành về độ chính xác thì kỹ thuật GPS đo động thời gian thực có thể áp dụng để đo vẽ chi tiết bản đồ tỷ lệ 1/ 500 ở những khu vực thông thoáng.3.4. Đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả ứng dụng GPS đo động thời gian thực trong đo đạc địa chính
4. Kết luận
GPS đo động thời gian thực có thể đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác của bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500 và nhỏ hơn. GPS đo động thời gian thực có thể được sử dụng để thành lập lưới khống chế đo vẽ và ở những khu vực có mức độ thông thoáng tốt, có thể sử dụng để đo vẽ chi tiết nội dung bản đồ địa chính. Nếu áp dụng thì 1 kỹ thuật viên với 1 máy Rover có thể đo được khoảng 800-1.000 điểm chi tiết/ ngày, tương đương với một tổ đo 3 người theo phương pháp truyền thống [đo góc, cạnh bằng máy toàn đạc điện tử]. Sai số tọa độ mặt bằng của GPS đo động thời gian thực bằng máy thu 2 tần số tương đối ổn định ở mức dưới 3 cm nếu khoảng cách Base - Rover dưới 10 km. ở các khoảng cách lớn hơn, sai số sẽ tăng nhanh. Trên cơ sở các kết quả thử nghiệm tại khu đo xã Đại Đình, huyện Tam Đảo, đề tài đã đề xuất 3 giải pháp nâng cao hiệu quả GPS đo động thời gian thực, đó là các giải pháp về lựa chọn tham số đo tối ưu, giải pháp ứng dụng GPS đo động thời gian thực trong thành lập lưới khống chế đo vẽ và đo vẽ chi tiết nội dung bản đồ địa chính .Tác giả bài viết: Nguyễn Kiều Hưng
Nguồn tin: [Trường Đại học Nông lâm Thái nguyên]
Từ khóa: giới thiệu, hệ thống, định vị, toàn cầu, ngày càng, phát triển, sử dụng, hiệu quả, đặc biệt, bản đồ, ưu việt, có thể, xác định, tọa độ, phụ thuộc, thời tiết, kết quả, dễ dàng, cơ sở, tuy nhiên, ứng dụng
Những tin mới hơn
Những tin cũ hơn