Quy trình công nghệ đo và xử lý tính toán bình sai kết quả đo gps để thành lập các mạng lưới trắc địa

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS .5 I.1 GIỚI THIỆU CHUNG: 5 I.1.1 Phần điều khiển (Control Segment): 6 I.1.2. Phần không gian (Space Segment): 6 I.1.2.1 Chòm vệ tinh GPS: 6 I.1.2.2 Cấu trúc tín hiệu GPS 6 I.1.3. Phần sử dụng (User Segment): .7 I.1.3.1 Các bộ phận của một thiết bị GPS trong phần sử dụng. 7 I.1.3.2 Những bộ phận chính của máy thu GPS 8 I.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG GPS: .9 I.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ BẰNG HỆ THỐNG GPS 11 I.3.1 Phép định vị tĩnh và định vị động .11 I.3.2 Phép định vị tương đối .11 I.3.3 Phép định vị nhiều máy thu 12 I.3.4 Phép định vị động tương đối 12 I.3.5 Cấu hình hình học GPS và độ chính xác .13 I.3.6 Độ suy giảm chính xác .14 I.4. CÁC NGUỒN SAI SỐ TRONG KẾT QUẢ ĐO GPS .14 I.4.1 Sai số do đồng hồ 14 I.4.2 Sai số do quĩ đạo vệ tinh 14 I.4.3 Sai số do tầng điện ly và tầng đối lưu 15 I.4.4 Sai số do nhiễu tín hiệu: .15 I.5 CÁC ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS 16 1.5.1 Các ứng dụng trong trắc địa và bản đồ mặt đất 16 I.5.2 Các ứng dụng trong giao thông và thông tin trên mặt đất 17 I.5.3 Các ứng dụng trong trắc địa và bản đồ trên biển: 17 I.5.4 Các ứng dụng trong giao thông và hải dương học trên biển .17 I.5.5 Các ứng dụng trong trắc địa và bản đồ hàng không .18 I.5.6 Ứng dụng trong giao thông hàng không .18 I.5.7 Các ứng dụng trong thám hiểm không gian 18 I.5.8 Các ứng dụng trong việc nghỉ ngơi giải trí. 19 I.5.9 Các ứng dụng trong quân đội .19 I.6 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHỆ GPS ĐO TĨNH TRONG GIAI ĐOẠN 1990 ĐẾN NAY .19 I.6.1 Nâng cao độ chính xác đo tĩnh thông qua các biện pháp hạn chế sai số đo: .20 I.6.2 Nâng cao độ chính xác tính toán nhờ các thuật toán mới: .21 I.6.3 Nâng cao khả năng công nghệ của GPS: 22 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT KỸ THUẬT ĐO .23 VÀ XỬ LÝ TÍNH TOÁN BÌNH SAI KẾT QUẢ ĐO GPS 23 II.1 ĐỒ HÌNH VỆ TINH VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG .23 II.2 ĐỒ HÌNH LƯỚI TRẮC ĐỊA ĐO BẰNG CÔNG NGHỆ GPS .24 II.3 ĐO GPS 26 II.4 XỬ LÝ KHÁI LƯỢC CÁC TRỊ ĐO GPS (TÍNH BASELINES) .28 II.4.1 Nguyên lý tính cạnh (tính baselines) .28 II.4.2 Phần mềm tính khái lược (tính cạnh) 29 1 / 43 II.5 BÌNH SAI LƯỚI TRẮC ĐỊA ĐO BẰNG CÔNG NGHỆ GPS 33 II.6 VẤN ĐỀ XÁC ĐỊNH ĐỘ CAO ĐO BẰNG CÔNG NGHỆ GPS .35 CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ĐO VÀ XỬ LÝ TÍNH TOÁN BÌNH SAI KẾT QUẢ ĐO GPS ĐỂ THÀNH LẬP CÁC MẠNG LƯỚI TRẮC ĐỊA .36 (Theo công nghệ GPS của hãng Trimble Navigation) 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO .42 43

pdf43 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2807 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Quy trình công nghệ đo và xử lý tính toán bình sai kết quả đo gps để thành lập các mạng lưới trắc địa, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
âng cao đ chính xác v th i gian;ượ ả ế ề ồ ồ ể ộ ề ờ •Antenna đ c c i ti n đ có đ nh y cao h n và kh c ph c các sai s nhi u tínượ ả ế ể ộ ậ ơ ắ ụ ố ễ hi u do môi tr ng, đ c bi t là các nhi u do tín hi u ph n x t các v t đ tệ ườ ặ ệ ễ ệ ả ạ ừ ậ ặ quanh antenna; • Ph n m m x lý các base line đ c c i ti n đ nâng cao vi c h n ch sai s doầ ề ử ượ ả ế ể ệ ạ ế ố qu đ o v tinh, sai s c a t ng bình l u.ỹ ạ ệ ố ủ ầ ư - 19 - Các thành qu ch y u c a công ngh GPS đ c nâng cao t năm 1990 cho đ nả ủ ế ủ ệ ượ ừ ế nay nh sau: ư I.6.1 Nâng cao đ chính xác đo tĩnh thông qua các bi n pháp h n ch sai s đo:ộ ệ ạ ế ố Trong công ngh GPS có m t s ngu n sai s ch y u và các bi n pháp kh cệ ộ ố ồ ố ủ ế ệ ắ ph c đã đ c áp d ng nh sau:ụ ượ ụ ư Sai s do qu đ o v tinh:ố ỹ ạ ệ Đây là ngu n sai s khá l n nh ng tác đ ng ch y uồ ố ớ ư ộ ủ ế vào to đ tuy t đ i x lý theo ph ng pháp PseudoRange. Vì v y, thông th ng to đạ ộ ệ ố ử ươ ậ ườ ạ ộ tuy t đ i trong h WGS-84 qu c t ch có th xác đ nh đ c v i đ chính xác kho ng tệ ố ệ ố ế ỉ ể ị ượ ớ ộ ả ừ 10 m t i100 m. To đ này có vai trò r t quan tr ng trong vi c tính toán gia s to đớ ạ ộ ấ ọ ệ ố ạ ộ ∆X, ∆Y, ∆Z c a các base line. N u đ chính xác to đ tuy t đ i c a m t đ u base lineủ ế ộ ạ ộ ệ ố ủ ộ ầ tăng đ c t 100m t i 2m thì đ chính xác c a ượ ừ ớ ộ ủ ∆X, ∆Y, ∆Z có th tăng thêm đ c 1 dm.ể ượ Chính vì v y ng i ta c n có to đ g n đúng trong h WGS-84 t i c 2 m đ có đ cậ ườ ầ ạ ộ ầ ệ ớ ỡ ể ượ các base line có đ chính xác cao. Đ kh c ph c các sai s này ng i ta đã s d ng cácộ ể ắ ụ ố ườ ử ụ bi n pháp sau:ệ Có đ c l ch v tinh chính xác t i th i đi m đo: L ch v tinh chính xác có th cóượ ị ệ ạ ờ ể ị ệ ể đ c n u yêu c u NASA ho c IGS cung c p, nh ng cách này không ti n dùng vì ph iượ ế ầ ặ ấ ư ệ ả ch đ i trong th i gian không ng n.ờ ợ ờ ắ Quan tr c liên t c trong 24 gi : t c là 2 vòng qu đ o c a 32 v tính có th hi uắ ụ ờ ứ ỹ ạ ủ ệ ể ệ ch nh đ c l ch v tinh thông qua các ph n m m x lý PseudoRange m i, đ chính xácỉ ượ ị ệ ầ ề ử ớ ộ đ t đ c t i 1 m. Đ chính xác này đã đ c th nghi m t i Vi t nam và đã so sánh k tạ ượ ớ ộ ượ ử ệ ạ ệ ế qu đo to đ tuy t đ i v i k t qu lan truy n to đ theo các base line t 1 đi m g cả ạ ộ ệ ố ớ ế ả ề ạ ộ ừ ể ố to đ tuy t đ i cũng nh v i to đ đo n i v i l i IGS qu c t .ạ ộ ệ ố ư ớ ạ ộ ố ớ ướ ố ế S d ng h th ng DGPS toàn c u do OMNI STAR cung c p theo công nghử ụ ệ ố ầ ấ ệ RTCM v i các s hi u ch nh to đ đ c cung c p t h th ng các tr m đ nh v c đ nhớ ố ệ ỉ ạ ộ ượ ấ ừ ệ ố ạ ị ị ố ị toàn c u. Công ngh này cũng đã đ c th nghi m t i Vi t nam và cho đ chính xác đ tầ ệ ượ ử ệ ạ ệ ộ ạ t i 1 m nh lý thuy t đã d báo.ớ ư ế ự Sai s do môi tr ng truy n sóng:ố ườ ề Môi tr ng chuy n sóng gây nên 3 lo i sai sườ ề ạ ố ch y u trong quá trình sóng mang chuy n t v tinh t i máy thu:ủ ế ể ừ ệ ớ Sai s do t ng Ion gây ra: đây là sai s do hi n t ng khúc x tia sóng đi tố ầ ố ệ ượ ạ ừ kho ng không vũ tr vào t ng đ u tiên c a khí quy n. Sai s này không gây nh h ngả ụ ầ ầ ủ ể ố ả ưở l n t i k t qu đo trong kho ng cách ng n mà ch có ý nghĩa trên kho ng cách dài. Đớ ớ ế ả ả ắ ỉ ả ể kh c ph c ng i ta đã s d ng t n s th hai khi đo đ c trên kho ng cách dài.ắ ụ ườ ử ụ ầ ố ứ ạ ả Sai s do t ng đ i l u gây ra: đây là hi n t ng khúc x tia sóng đi trong l p khíố ầ ố ư ệ ượ ạ ớ quy n g n m t đ t. Sai s này có tác đ ng ch y u cho kho ng cách ng n mà khôngể ầ ặ ấ ố ộ ủ ế ả ắ - 20 - đáng k trên kho ng cách dài. Tr c đây ng i ta yêu c u đo nhi t đ , áp su t, đ mể ả ướ ườ ầ ệ ộ ấ ộ ẩ đ tính s hi u ch nh. Đ n nay các ph n m m đã s d ng s hi u ch nh theo mô hìnhể ố ệ ỉ ế ầ ề ử ụ ố ệ ỉ t ng đ i l u t o đ chính xác cao h n s d ng các s hi u ch nh do nhi t đ , áp su t, đầ ố ư ạ ộ ơ ử ụ ố ệ ỉ ệ ộ ấ ộ m.ẩ Sai s nhi u tín hi u do môi tr ng: sai s này có 2 ngu n gây ra: m t là do cácố ễ ệ ườ ố ồ ộ ngu n phát sóng ng n quanh máy thu gây ra nh các đài truy n hình và hai là do sóng GPSồ ắ ư ề ph n x t các v t th đ t quanh antenna. Đ kh c ph c sai s này ng i ta đã c i ti nả ạ ừ ậ ể ặ ể ắ ụ ố ườ ả ế các antenna có đ nh y cao h n, có kh năng ch ng nhi u và đ t thêm các b l c trongộ ậ ơ ả ố ễ ặ ộ ọ ph n m m (c firmware và software).ầ ề ả Sai s do đ ng h máy thu:ố ồ ồ Đ chính xác đ ng h và đ ng b th i gian gi a đ ngộ ồ ồ ồ ộ ờ ữ ồ h v tinh và đ ng h máy thu có ý nghĩa r t quan tr ng trong vi c nâng cao đ chính xácồ ệ ồ ồ ấ ọ ệ ộ k t qu đo GPS. T t nhiên c i ti n đ ng h máy thu là m t vi c có th làm ngay đ c,ế ả ấ ả ế ồ ồ ộ ệ ể ượ ví d nh l p đ t các đ ng h nguyên t nh trên v tinh, nh ng nh v y không ai ch pụ ư ắ ặ ồ ồ ử ư ệ ư ư ậ ấ nh n đ c giá thành máy thu. Ng i ta ch có th c i ti n các đ ng h th ch anh trongậ ượ ườ ỉ ể ả ế ồ ồ ạ máy thu đ có kh năng n đ nh h n trong giai đo n đã đ ng b v i đ ng h v tinh.ể ả ổ ị ơ ạ ồ ộ ớ ồ ồ ệ Đ n nay các ngu n sai s nói trên đã đ c kh c ph c đáng k , t o đ c các baseế ồ ố ượ ắ ụ ể ạ ượ line có đ chính xác cao h n nhi u so v i giai đo n 1990. Các tr đo GPS c nh dài đã nângộ ơ ề ớ ạ ị ạ đ c đ chính xác t c 1/20.000.000 vào giai đo n 1990 đ n 1/200.000.000 nh hi nượ ộ ừ ỡ ạ ế ư ệ nay đ t đ c.ạ ượ I.6.2 Nâng cao đ chính xác tính toán nh các thu t toán m i:ộ ờ ậ ớ Ph ng pháp x lý s li u góp ph n r t quan tr ng trong vi c lo i tr các sai sươ ử ố ệ ầ ấ ọ ệ ạ ừ ố đo. Ng i ta t p trung vào 2 gi i pháp sau đây:ườ ậ ả Trong x lý s li u GPS ng i ta quan tâm t i hi u các tr đo có th có đ c đử ố ệ ườ ớ ệ ị ể ượ ể lo i tr sai s , trong đó có hi u b c nh t là hi u tr đo gi a các th i đi m thu tín hi uạ ừ ố ệ ậ ấ ệ ị ữ ờ ể ệ c a 1 v tinh, hi u b c hai là hi u tr đo gi a các v tinh và hi u b c 3 là hi u tr đo gi aủ ệ ệ ậ ệ ị ữ ệ ệ ậ ệ ị ữ các đi m m t đ t. S d ng hi u b c m y đ có m t l i gi i base line ch a sai s đo ítể ặ ấ ử ụ ệ ậ ấ ể ộ ờ ả ứ ố nh t là m t quá trình đ t nhi u ti n b theo th i gian. Hãng GPS hàng đ u TRIMBLE đãấ ộ ạ ề ế ộ ờ ầ đ a ra ph n m m TRIMVEC+ cho x lý các base line trong giai đo n 1990 - 1994, đ nư ầ ề ử ạ ế 1995 h đã thay th b ng ph n m m Wave Processor có hi u qu cao h n nhi u.ọ ế ằ ầ ề ệ ả ơ ề V n đ l c nhi u là m t k thu t ph c t p trong x lý s li u v tinh, theo th iấ ề ọ ễ ộ ỹ ậ ứ ạ ử ố ệ ệ ờ gian ng i ta đã đ a ra các b l c hoàn ch nh h n đ sao cho trong tr đo ch còn nhi uườ ư ộ ọ ỉ ơ ể ị ỉ ễ ng u nhiên. Trong ph n m m m i GPSurvey c a hãng TRIMBLE đã đ a đ c vào nhi uẫ ầ ề ớ ủ ư ượ ề b l c m i t o hi u qu đáng k trong x lý các base line.ộ ọ ớ ạ ệ ả ể ử - 21 - I.6.3 Nâng cao kh năng công ngh c a GPS:ả ệ ủ Trong vi c thành l p các l i tr c đ a chúng ta ch quan tâm t i ph ng pháp đoệ ậ ướ ắ ị ỉ ớ ươ tĩnh. Nh trên gi i thi u, ph ng pháp này đã cho chúng ta m t đ chính xác GPS hi nư ớ ệ ươ ộ ộ ệ nay cao h n t i 10 l n cho đo t ng đ i và 100 l n cho đo tuy t đ i so v i đ chính xácơ ớ ầ ươ ố ầ ệ ố ớ ộ đ t đ c trong kho ng 5 năm tr c đây. Ngoài ra công ngh GPS đã đ c phát tri n choạ ượ ả ướ ệ ượ ể nhi u lo i hình đo đ c khác n a đ áp d ng cho nhiêù m c tiêu khác nhau nh :ề ạ ạ ữ ể ụ ụ ư • RTK cho đo đ ng v i th i gian th c gi a tr m tĩnh và tr m đ ng đ t đ c độ ớ ờ ự ữ ạ ạ ộ ạ ượ ộ chính xác t i 1 cm cho m c tiêu l p b n đ t l l n;ớ ụ ậ ả ồ ỷ ệ ớ • RTCM cho đo đ ng v i s hi u ch nh to đ đ c g i t tr m tĩnh t i tr mộ ớ ố ệ ỉ ạ ộ ượ ử ừ ạ ớ ạ đ ng đ t đ c đ chính xác c 1 m cho m c tiêu l p b n đ t l trung bình;ộ ạ ượ ộ ỡ ụ ậ ả ồ ỷ ệ • MSK cho đo đ ng t ng t nh RTK cho kho ng cách dài (t i 5000 km) đ tộ ươ ự ư ả ớ ạ đ chính xác c 1 m;ộ ỡ • M t s ph ng pháp Postprocessing Kinematic cho đ chính xác c 1 dm .ộ ố ươ ộ ỡ - 22 - CH NG 2: C S LÝ THUY T K THU T ĐO ƯƠ Ơ Ở Ế Ỹ Ậ VÀ X LÝ TÍNH TOÁN BÌNH SAI K T QU ĐO GPSỬ Ế Ả II.1 Đ HÌNH V TINH VÀ NH H NG C A MÔI TR NG.Ồ Ệ Ả ƯỞ Ủ ƯỜ Máy thu GPS nh n tín hi u tr c ti p t v tinh, v y t i đi m đo c n có m tậ ệ ự ế ừ ệ ậ ạ ể ầ ộ kho ng tr ng v i kho ng thiên đ nh phù h p v i vi c xu t hi n 4 v tinh đ ng th iả ố ớ ả ỉ ợ ớ ệ ấ ệ ệ ồ ờ thông h ng t i máy thu trong th i gian đo. N u kho ng tr ng trên không có v t gì cheướ ớ ờ ế ả ố ậ khu t thì ch t l ng tín hi u hoàn toàn s ch. Tín hi u có th b đ t quãng ho c nhi uấ ấ ượ ệ ạ ệ ể ị ứ ặ ễ n u trong kho ng tr ng b tán cây bao ph ho c mây che khu t. N u mây che khu t làế ả ố ị ủ ặ ấ ế ấ lo i mây không mang m a thì tín hi u nh n đ c v n đ m b o ch t l ng t t. Các tánạ ư ệ ậ ượ ẫ ả ả ấ ượ ố cây bao ph c n d n d p đ có m t đ quang t i đa. N u các đi m đo không ph i làủ ầ ọ ẹ ể ộ ộ ố ế ể ả nh ng đi m cũ thì ta có th xê d ch đi m đ n m t v trí quang đãng h n.ữ ể ể ị ể ế ộ ị ơ M t nh c đi m n a c a vi c b trí đi m GPS trên m t đ t là không đ c b tríộ ượ ể ữ ủ ệ ố ể ặ ấ ượ ố g n các trung tâm phát sóng m nh, kho ng cách ph i l n h n 500 m. N u c n thi t ph iầ ạ ả ả ớ ơ ế ầ ế ả b trí đi m t i đó chúng ta ph i đo vào lúc đài phát không làm vi c.ố ể ạ ả ệ Đ đ t đ c đ chính xác cao khi đo GPS ph i ch n thu tín hi u các v tinh có để ạ ượ ộ ả ọ ệ ệ ồ hình phân b đ u trên b u tr i xung quanh đi m đ t máy thu. ố ề ầ ờ ể ặ Đ hình v tinh t t là đ hình trình bày hình 1. Đ hình hình 2 là đ hình x u.ồ ệ ố ồ ở ồ ở ồ ấ Hình 1 Hình 2 Môi tr ng r ng h n xung quanh đi m đo ph i nói t i toàn b b u khí quy n.ườ ộ ơ ể ả ớ ộ ầ ể Nh ta đã bi t, b u khí quy n đ c chia thành 3 l p: t ng đ i l u, t ng bình l u và t ngư ế ầ ể ượ ớ ầ ố ư ầ ư ầ ion. T ng bình l u không gây nh h ng t i vi c truy n tín hi u trong khí quy n. T ngầ ư ả ưở ớ ệ ề ệ ể ầ đ i l u và t ng ion có nh h ng tr c ti p làm cong tia tín hi u trong khí quy n. T ngố ư ầ ả ưở ự ế ệ ể ầ ion gây nên đ cong tia tín hi u do khúc x khi tia truy n t trên không vào b u khíộ ệ ạ ề ừ ầ quy n. N u kho ng cách đo trên m t đ t không xa nhau thì các tia b khúc x đ u vàể ế ả ặ ấ ị ạ ề không gây nh h ng t i gia s t a đ các đi m m t đ t. Vì v y đ đo gi a các đi mả ưở ớ ố ọ ộ ể ặ ấ ậ ể ữ ể m t đ t có kho ng cách dài, chúng ta ph i s d ng máy thu 2 t n s . Vi c thu song songặ ấ ả ả ử ụ ầ ố ệ 2 t n s L1 và L2 cho phép ta lo i đ c đ chi t quang không đ ng nh t gi a các tia xaầ ố ạ ượ ộ ế ồ ấ ữ nhau. T ng đ i l u cũng gây cho ta tr ng i l n trong vi c đo đ c v i đ chính xác cao.ầ ố ư ở ạ ớ ệ ạ ớ ộ Quy lu t c a t ng đ i l u đ c mô t trong các mô hình khí quy n. Mô hình đ c sậ ủ ầ ố ư ượ ả ể ượ ử 23 / 43 d ng trong công ngh GPS là mô hình c a Hopfield. Trong mô hình này, chúng ta ph iụ ệ ủ ả ti n hành đo nhi t đ , áp su t, đ m t i các đi m đ t máy thu. Sau khi tính các s hi uế ệ ộ ấ ộ ẩ ạ ể ặ ố ệ ch nh chúng ta đ t đ c đ chính xác c 0.5cm. Đ lo i tr cao nh t nh h ng c aỉ ạ ượ ộ ỡ ể ạ ừ ấ ả ưở ủ t ng đ i l u chúng ta có th ch n th i gian đo thích h p theo t ng mùa. T i các th iầ ố ư ể ọ ờ ợ ừ ạ ờ đi m này Gradient các tham s c a t ng đ i l u b ng 0. V n đ tác đ ng c a môiể ố ủ ầ ố ư ằ ấ ề ộ ủ tr ng t i các tr đo v tinh đ c th hi n các lo i nhi u khác nhau trong tr đo. Cácườ ớ ị ệ ượ ể ệ ở ạ ễ ị lo i nhi u này có 2 d ng:ạ ễ ạ 1. Máy thu đ c tr đo b gián đo nượ ị ị ạ 2. Máy thu nh n sai các tham s c a tr đo.ậ ố ủ ị Đ lo i nhi u lo i 1 chúng ta có th dùng ph ng pháp n i suy đ liên t c hóaể ạ ễ ạ ể ươ ộ ể ụ dãy tr đo. Riêng nh ng nhi u lo i 2 chúng ta ph i dùng các công c tính toán th ng kê đị ữ ễ ạ ả ụ ố ể lo i b . Hi n nay ng i ta v n dùng công th c l c c a Kalmann. Đi u này có nghĩa làạ ỏ ệ ườ ẫ ứ ọ ủ ề nhi u lo i 2 ph i đ c lo i b , nh ng lo i b nh th nào cho h p lý l i là toàn b v nễ ạ ả ượ ạ ỏ ư ạ ỏ ư ế ợ ạ ộ ấ đ c a ph n m m ph c v ch nh lý s li u.ề ủ ầ ề ụ ụ ỉ ố ệ II.2 Đ HÌNH L I TR C Đ A ĐO B NG CÔNG NGH GPS.Ồ ƯỚ Ắ Ị Ằ Ệ Khi xây d ng l i tr c đ a, công ngh GPS đ c ng d ng nh m t ph ng phápự ướ ắ ị ệ ượ ứ ụ ư ộ ươ đo có u th h n h n các ph ng pháp truy n th ng. Tuy nhiên đ hình l i tr c đ a vư ế ơ ẳ ươ ề ố ồ ướ ắ ị ề c b n v n áp d ng các đ hình truy n th ng. Do nh ng u vi t c a ph ng pháp côngơ ả ẫ ụ ồ ề ố ữ ư ệ ủ ươ ngh GPS m t s tiêu chu n c a đ hình l i có th đ n gi n h n. D i đây là cácệ ộ ố ẩ ủ ồ ướ ể ơ ả ơ ướ d ng đ hình thông d ng:ạ ồ ụ a. Đ hình l i tam giác dày đ cồ ướ ặ - Đ hình l i tam giác dày đ c đo n i t t c các c nh có th ồ ướ ặ ố ấ ả ạ ể (hình 3), - Đ hình l i tam giác dày đ c ch đo n i các c nh tam giác ồ ướ ặ ỉ ố ạ (hình 4), b. Đ hình l i t giác (hình 5)ồ ướ ứ , c. Đ hình l i đ ng chuy n ồ ướ ườ ề - Đ hình l i đ ng chuy n d ng chu i tam giác đo n i t t c các c nh cóồ ướ ườ ề ạ ỗ ố ấ ả ạ th ể (hình 6), - Đ hình l i đ ng chuy n d ng tam giác n i nhau t i 1 đ nh ồ ướ ườ ề ạ ố ạ ỉ (hình 7), - Đ hình l i đ ng chuy n d ng chu i t giác ồ ướ ườ ề ạ ỗ ứ (hình 8), - 24 - - Đ hình l i đ ng chuy n d ng c nh đ n ồ ướ ườ ề ạ ạ ơ (hình 9), Hình 3 Hình 4 Hình 5 Hình 6 Hình 7 Hình 8 Hình 9 Qua th c t áp d ng các d ng đ hình trên có th nh n xét nh sau:ự ế ụ ạ ồ ể ậ ư 1. L i tr c đ a đo b ng công ngh GPS có th thi t k d i d ng l i tamướ ắ ị ằ ệ ể ế ế ướ ạ ướ giác, t giác ho c đ ng chuy n.ứ ặ ườ ề 2. Đ hình l i t t nh t là đ hình tam giác và đ ng chuy n chu i tam giác đoồ ướ ố ấ ồ ườ ề ỗ t t c các c nh.ấ ả ạ 3. Th t các lo i đ hình theo m c đ gi m d n đ chính xác nh sau:ứ ự ạ ồ ứ ộ ả ầ ộ ư - Đ hình l i tam giác dày đ c đo n i t t c các c nh có th ;ồ ướ ặ ố ấ ả ạ ể - Đ hình l i đ ng chuy n d ng chu i tam giác đo n i t t c các c nh cóồ ướ ườ ề ạ ỗ ố ấ ả ạ th ;ể - Đ hình l i tam giác dày đ c ch đo n i các c nh tam giác;ồ ướ ặ ỉ ố ạ - Đ hình l i t giác;ồ ướ ứ - Đ hình l i đ ng chuy n d ng chu i tam giác ch đo n i các c nh tamồ ướ ườ ề ạ ỗ ỉ ố ạ giác; - 25 - - Đ hình l i đ ng chuy n d ng chu i t giác ch đo n i các c nh t giác;ồ ướ ườ ề ạ ỗ ứ ỉ ố ạ ứ - Đ hình l i đ ng chuy n d ng tam giác n i nhau t i 1 đ nh;ồ ướ ườ ề ạ ố ạ ỉ - Đ hình l i đ ng chuy n d ng c nh đ n,ồ ướ ườ ề ạ ạ ơ 4. Có th áp d ng các d ng đ hình trên đây đ thi t k l i, nh ng th i gianể ụ ạ ồ ể ế ế ướ ư ờ đo ph i l n h n th i gian đo t i thi u theo th t ng c l i và l u ý các đi m kh i tínhả ớ ơ ờ ố ể ứ ự ượ ạ ư ể ở ph i đo n i ít nh t v i 3 đi m khác.ả ố ấ ớ ể 5. Th i gian đo càng l n thì đ chính xác càng tăng. Trong đi u ki n Vi t Nam,ờ ớ ộ ề ệ ệ th i gian đo t i thi u đ i v i các c nh d i 5 km nên là 90 phút, các c nh trên 5 km -ờ ố ể ố ớ ạ ướ ạ 180 phút. 6. Chênh l ch đ dài các c nh n i các đi m li n k không đ c quá l n (theoệ ộ ạ ố ể ề ề ượ ớ kinh nghi m không nên l n h n 1,5 l n chi u dài c nh trung bình).ệ ớ ơ ầ ề ạ 7. Góc k p gi a các c nh không nh h ng l n đ n đ chính xác c a l i,ẹ ữ ạ ả ưở ớ ế ộ ủ ướ nh ng không nên thi t k góc k p quá nh . ư ế ế ẹ ỏ II.3 ĐO GPS. Trong ph n này s ti n hành nghiên c u, phân tích th i đi m và th i gian đo GPS.ầ ẽ ế ứ ờ ể ờ Vi t Nam có v trí đ a lý vĩ đ th p, do đó h u nh ht i đi m nào cũng có đ t iệ ị ị ở ộ ấ ầ ư ờ ể ủ ố thi u 4 v tinh GPS bay qua, tuy nhiên v i th i gian đo t i thi u đ i v i các c nh cóể ệ ớ ờ ố ể ố ớ ạ chi u dài khác nhau nh đã nh n xét trên, không ph i th i đi m nào k t qu đo GPSề ư ậ ở ả ờ ể ế ả cũng đ t các yêu c u. Đ d dàng trong vi c tính c nh và đ t k t qu cao nh t tr c khiạ ầ ể ễ ệ ạ ạ ế ả ấ ướ đo GPS c n ph i l p l ch đo đ ch n kho ng th i gian đo t i u phù h p v i s th i gianầ ả ậ ị ể ọ ả ờ ố ư ợ ớ ố ờ đo t i thi u.ố ể Vi c l p l ch đo có th ti n hành theo ch ng trình trong b ph n m m x lý kèmệ ậ ị ể ế ươ ộ ầ ề ử theo các lo i máy GPS khác nhau (đ i v i các lo i máy thu c a hãng Intergraph là ch ngạ ố ớ ạ ủ ươ trình MISSION PLANNING). N i dung l p l ch đo là xác đ nh k ho ch đo h p lý nh tộ ậ ị ị ế ạ ợ ấ v i t ng v trí trên trái đ t và t ng th i đi m. Ch ng trình l p l ch đo cho ta các bi u đớ ừ ị ấ ừ ờ ể ươ ậ ị ể ồ v t t c các ch tiêu c a v tinh GPS đ l a ch n. Các bi u đ chính đ c trình bàyề ấ ả ỉ ủ ệ ể ự ọ ể ồ ượ trong các hình 10 đ n hình 17.ế Hình 10:Các v tinh GPS trên b u tr iệ ầ ờ trong 24 giờ Hình 11: S l ng v tinh trongố ượ ệ t ng th i đi mừ ờ ể Hình 13: Đ cao các v tinh so v i đi mộ ệ ớ ể đ t máy thu ặ Hình 14:Đ chính xác v trí v tinh ộ ị ệ Hình 15:Đ chính xác m t ph ng ộ ặ ẳ - 26 - Hình 16: Đ chính xác đ cao v tinhộ ộ ệ Hình 17:Đ chính xác hình h c ộ ọ T các bi u đ trên đây, chúng ta có th th y r ng đ i v i v trí đ a lý c a Vi từ ể ồ ể ấ ằ ố ớ ị ị ủ ệ Nam th i đi m đo GPS t t nh t là vào ban đêm t kho ng 19 gi đ n n a đêm và t 4ờ ể ố ấ ừ ả ờ ế ử ừ đ n 7 gi sáng, bu i chi u t kho ng 14 đ n 16 gi . Cũng trong các kho ng th i gianế ờ ổ ề ừ ả ế ờ ả ờ trên có s v tinh bay qua l n nh t (trên 8 v tinh).ố ệ ớ ấ ệ Đ i v i h u h t các lâ i máy thu đo GPS có th ti n hành theo m t trong 2 ki u:ố ớ ầ ế ọ ể ế ộ ể 1. Đo nhanh (Quick Start): là ch đ b t máy và máy s thu ngay tín hi u c a cácế ộ ậ ẽ ệ ủ v tinh đang có trên b u tr i. Ch đ này không đòi h i m t s chu n b tr c nào khác.ệ ầ ờ ế ộ ỏ ộ ự ẩ ị ướ 2. Đo theo ch ng trình đ t tr c ( Pre-Planned Start)ươ ặ ướ là ch đo đ c chu n bế ượ ẩ ị tr c. Đo theo ch ng trình có 2 lo i: theo gi đ nh tr c cho m i ngày và theo gi cùngướ ươ ạ ờ ị ướ ỗ ờ ngày đ nh tr c. Lo i th nh t th ng dành cho vi c đo trên nh ng đi m g c đ t cị ướ ạ ứ ấ ườ ệ ữ ể ố ặ ố đ nh còn lo i th 2 th ng dùng đ đo trên nh ng đi m dã ngo i. ch đ đo theoị ạ ứ ườ ể ữ ể ạ ở ế ộ ch ng trình chúng ta có th đ t tr c tên đi m đo, ghi chú đi m, th i gian b t đ u đo,ươ ể ặ ướ ể ể ờ ắ ầ th i gian k t thúc đo, đ cao v tinh b t đ u thu tín hi u, s hi u nh ng v tinh máy c nờ ế ộ ệ ắ ầ ệ ố ệ ữ ệ ầ nh n tín hi u.ậ ệ Khi s d ng ch đ đo theo ch ng trình (PRE - LANNED START) trên máy thuử ụ ế ộ ươ chúng ta c n ph i đ t tr c tên tr m đo và th i gian đo thích h p (xác đ nh theo ch ngầ ả ặ ướ ạ ờ ợ ị ươ trình MISSION PLANNING). Sau khi k t thúc đo chúng ta trút tr đo t máy thu vào máy tính b ng ch ng trìnhế ị ừ ằ ươ trút s li u t ng ng (DOWNLOAD DATA) . ố ệ ươ ứ Đ i v i các lo i máy thu c a Hãng Trimble Navigation tr đo bao g m các t p h pố ớ ạ ủ ị ồ ậ ợ (files): T.EPH, T.MES, T.ION, T.DAT (T là tên t p h p). T p h p T.EPH là t p h p ch aậ ợ ậ ợ ậ ợ ứ l ch v tinh, t p h p T.MES ch a nh ng thông tin b sung, t p h p T.ION ch a tham sị ệ ậ ợ ứ ữ ổ ậ ợ ứ ố v t ng ion c a khí quy n còn t p h p T.DAT ch a s li u đo bao g m pha ề ầ ủ ể ậ ợ ứ ố ệ ồ ϕ và th iờ gian t. Đ i v i lo i máy thu c a Hãng Ashtech tr đo g m 3 t p h p có ký hi u đ u là B,ố ớ ạ ủ ị ồ ậ ợ ệ ầ E và S. T p h p B, E t ng đ ng v i T.DAT, T.EPH, còn t p h p S ch a các s li uậ ợ ươ ươ ớ ậ ợ ứ ố ệ khí t ng. Đ có th tính c nh b ng các ph n m m khác nhau, khi trút s li u nênượ ể ể ạ ằ ầ ề ố ệ chuy n các t p h p tr đo v d ng RINEX.ể ậ ợ ị ề ạ - 27 - II.4 X LÝ KHÁI L C CÁC TR ĐO GPS (TÍNHỬ ƯỢ Ị BASELINES) II.4.1 Nguyên lý tính c nh (tính baselinesạ ) Tín hi u v tinh GPS máy thu nh n đ c bao g m: s hi u ch nh đ ng h vệ ệ ậ ượ ồ ố ệ ỉ ồ ồ ệ tinh, gi qu c t UTC, mô hình t ng đi n ly, l ch và tình tr ng ho t đ ng c a các v tinhờ ố ế ầ ệ ị ạ ạ ộ ủ ệ đ xác đ nh v trí c a v tinh v.v…ể ị ị ủ ệ B ng các d li u trên và th i gian đo đ c gi a th i đi m v tinh phát tín hi u vàằ ữ ệ ờ ượ ữ ờ ể ệ ệ th i đi m máy thu nh n đ c tín hi u ta có th tính đ c kho ng cách t máy thu (tâmờ ể ậ ượ ệ ể ượ ả ừ ăng-ten) đ n v tinh kho ng cách này đ c g i là gi c ly (pseudo-range). Mô hình trế ệ ả ượ ọ ả ự ị đo GPS đ c bi u di n d i d ng[4]:ượ ể ễ ướ ạ p = ρ + c(dt-dT) + dion + dtrop (8) Trong đó: - p là c ly quan tr c,ự ắ - ρ đ c xác đ nh thông qua hàm c a to đ tr m đo và to d vượ ị ủ ạ ộ ạ ạ ộ ệ tinh, - c(dt-dT) là đ l ch đ ng h v tinh và máy thu,ộ ệ ồ ồ ệ - dion + dtrop là các s hi u ch nh t ng đi n ly và đ i l u.ố ệ ỉ ầ ệ ố ư Nguyên lý c a vi c tính c nh đo GPS trong l i tr c đ a là gi i ph ng trình vec-ủ ệ ạ ướ ắ ị ả ươ t :ơ ∆Rij = Rj - Ri (9) Trong đó ∆Rij là tr t a quan tr c c a hi u to đ có hi p ph ng sai là Cị ự ắ ủ ệ ạ ộ ệ ươ ∆R. Theo nguyên lý trên vi c tính c nh (ệ ạ tính baselines) đ c th c hiên theo các b cượ ự ướ sau đây: B c th nh t là xác đ nh t a đ tuy t đ i c a các đi m đ u c nh. Đ làm vi cướ ứ ấ ị ọ ộ ệ ố ủ ể ầ ạ ể ệ này, chúng ta s d ng ph ng trình đo (1) và gi i ra các t a đ xử ụ ươ ả ọ ộ p, yp, zp, v i đ chính xácớ ộ c 10 m.ỡ B c ti p theo là xác đ nh sai s t a đ gi a các đi m m t đ t. Trong b c nàyướ ế ị ố ọ ộ ữ ể ặ ấ ướ chúng ta có th s d ng công th c (6) đ thi t l p h th ng ph ng trình đo d i d ng:ể ử ụ ứ ể ế ậ ệ ố ươ ướ ạ V= a1x1 + a2x2 + L (10) Trong đó: x1 - Vector t a đ các tr m m t đ t.ọ ộ ạ ặ ấ x2 - Vector tham s mô t các mô hình nh h ng h th ng.ố ả ả ưở ệ ố αP(t), βs(t) và γp, A1, A2 - Các ma tr n h s .ậ ệ ố - 28 - V - Vector s hi u ch nh.ố ệ ỉ L - Vector s h ng t do.ố ạ ự Đ gi i h th ng (8) chúng ta s d ng ph ng pháp sai phân. N i dung c aể ả ệ ố ử ụ ươ ộ ủ ph ng pháp là tìm ma tr n D tr c giao v i ma tr n Aươ ậ ự ớ ậ 2 và nhân 2 v c a (8) v i D.ế ủ ớ Chúng ta có: DV = DA1x1 - DL (11) hay V = A1x1 - L (12) Trong đó V = DV, A1 = DA1, L=DL n u L trong (8) là các tr đo có cùng đ chínhế ị ộ xác thì h (9) s có ph ng trình chu n:ệ ẽ ươ ẩ (A1TDT (DDT)-1DA1)X1 = (ATDT(DDT)-1D)L (13) Ma tr n D đ c g i là ma tr n sai phân và yêu c u ph i có d ng đ y (đ ma tr nậ ượ ọ ậ ầ ả ạ ầ ể ậ DDT có d ng ng c). V n đ đ t ra là ph i xác đ nh đ c ma tr n sai phân D. Vi c nàyạ ượ ấ ề ặ ả ị ượ ậ ệ s đ c gi i quy t n u chúng ta l u ý t i các tr đo t nhi u đi m m t đ t t i v tinh ẽ ượ ả ế ế ư ớ ị ừ ề ể ặ ấ ớ ệ ở nhi u th i đi m khác nhau.ề ờ ể Theo h ng này chúng ta phân ra 3 lo i toán t sai phân:ướ ạ ử 1. Toán t ử ∇ - hi u tr đo gi a 2 v tinh và m t tr m m t đ t, toán t này lo i trệ ị ữ ệ ộ ạ ặ ấ ử ạ ừ nh h ng h th ng c a tr m đo ả ưở ệ ố ủ ạ αp(t). 2. Toán t ử ∆ - hi u tr đo gi a 2 tr m m t đ t và 1 v tinh, toán t này lo i trệ ị ữ ạ ặ ấ ệ ử ạ ừ nh h ng h th ng c a v tinh ả ưở ệ ố ủ ệ βs(t). 3. Toán t ử δ - hi u tr đo gi a 2 th i đi m li n nhau gi a 1 v tinh và 1 tr m m tệ ị ữ ờ ể ề ữ ệ ạ ặ đ t, toán t này lo i tr nh h ng h th ng h ng s ấ ử ạ ừ ả ưở ệ ố ằ ố γsp. Các toán t sai phân này g i là sai phân b c 1 (single difference). Tích c a các lo iử ọ ậ ủ ạ toán t sai phân b c 1 chúng ta có toán t sai phân b c 2 (double difference).ử ậ ử ậ 1. ∇∆ và ∆∇ lo i t nh h ng c a ạ ừ ả ưở ủ αp(t) và βs(t). 2. δ∇ và ∇δ lo i t nh h ng c a ạ ừ ả ưở ủ αp(t) và γs(t). 3. δ∇ và ∇δ lo i tr nh h ng c a ạ ừ ả ưở ủ βs(t) γs(t) tích h n h p c a 3 lo i toán t saiỗ ợ ủ ạ ử phân b c 1 ta có toán t sai phân b c 3 (triple difference). Các toán t này có d ng ậ ử ậ ử ạ δ∆∇, ∆δ∇, δ∇∆, ∇δ∆, ∆∇δ, ∇∆δ đ u lo i tr c 3 nh h ng h th ng ề ạ ừ ả ả ưở ệ ố αp(t), βs(t) và γ. II.4.2 Ph n m m tính khái l c (tính c nhầ ề ượ ạ ) Theo nguyên lý trình bày trên đây, có nhi u ph n m m đ c xây d ng đ x lý sề ầ ề ượ ự ể ử ố li u đo GPS. H u h t các ph n m m đ c cung c p kèm theo máy thu GPS. Trong khuônệ ầ ế ầ ề ượ ấ - 29 - kh đ tài này ch nghiên c u th nghi m các ph n m m x lý s li u đo GPS đ thànhổ ề ỉ ứ ử ệ ầ ề ử ố ệ ể l p l i tr c đ a. ậ ướ ắ ị S khác nhau c a các h th ng ph n m m tính c nh ch th hi n ch ch n lo iự ủ ệ ố ầ ề ạ ỉ ể ệ ở ỗ ọ ạ toán t sai phân nào cho phù h p. Ví d ch ng trình c a Remondi (1984) ch n lo i toánử ợ ụ ươ ủ ọ ạ t sai phân b c 1: ử ậ ∇, ch ng trình c a Vanicek (1985) ch n toán t sai phân b c 2: ươ ủ ọ ử ậ ∆∇, còn ch ng trình c a Eren (1987) ch n toán t sai phân b c 3: ươ ủ ọ ử ậ δ∆∇. Đ i v i các t p h p tr đo hoàn toàn lý t ng (không b nhi u) thì chúng ta có thố ớ ậ ợ ị ưở ị ễ ể t đ ng hóa t đ u đ n cu i. R t đáng ti c là t p h p tr đo nói trên có nhi u, trongự ộ ừ ầ ế ố ấ ế ậ ợ ị ễ tr ng h p này chúng ta ph i dùng ch đ không t đ ng. Trong ch đ này ng i tínhườ ợ ả ế ộ ự ộ ế ộ ườ ph i có nhi u kinh nghi m đ quy t đ nh lo i b s li u b đ t đo n, quy t đ nh s l nả ề ệ ể ế ị ạ ỏ ố ệ ị ứ ạ ế ị ố ầ l p v.v... Đi u quan tr ng nh t là b ng nh ng kinh nghi m đã có chúng ta có th tìmặ ề ọ ấ ằ ữ ệ ể nhanh chóng đ c l i gi i th a mãn các tiêu chu n đã đ t ra ph n trên. Đ s ch c a sượ ờ ả ỏ ẩ ặ ở ầ ộ ạ ủ ố li u càng l n thì quá trình tính toán càng nhanh. Đ s ch càng th p thì tính toán càng lâuệ ớ ộ ạ ấ và th p t i m c nào đ y thì s không tìm th y l i gi i th a đáng.ấ ớ ứ ấ ẽ ấ ờ ả ỏ Vi t Nam hi n nay các máy thu GPS s d ng cho m c đích xây d ng l i tr cỞ ệ ệ ử ụ ụ ự ướ ắ đ a ch y u là máy thu c a Hãng Trimble Navigation, do đó trong ph n d i đây s trìnhị ủ ế ủ ầ ướ ẽ bày k t qu th nghi m đ rút ra các ch tiêu x lý s li u đo GPS b ng 2 ph n m mế ả ử ệ ể ỉ ử ố ệ ằ ầ ề c a Hãng Trimble Navigation: TRIMVEC PLUS và WAVE.ủ Ph n m m TRIMVEC PLUSầ ề Ph n m m TRIMVEC PLUS là m t b ch ng trình g m 2 ch ng trình: ầ ề ộ ộ ươ ồ ươ • TRIM640: Là ch ng trình dùng đ x lý t ng c nh đ n - Xác đ nh ra m tươ ể ử ừ ạ ơ ị ộ vector gi a 2 đi m trong không gian.ữ ể • TRIMMBP: Là ch ng trình có th x lý nhi u c nh trong không gian - Xácươ ể ử ề ạ đ nh ra các vector gi a nhi u đi m trong không gian.ị ữ ề ể C hai ch ng trình có thao tác t ng đ i gi ng nhau nh ng l i cho ra các k tả ươ ươ ố ố ư ạ ế qu khác nhau. Ngoài ra, TRIM640 có ch y nhanh h n đôi chút so v i TRIMMBP. Trongả ạ ơ ớ th c t ng i ta th ng s d ng TRIM640 trong các tr ng h p ki m tra ch t l ng đoự ế ườ ườ ử ụ ườ ợ ể ấ ượ ngo i nghi p.ở ạ ệ S d ng ph n m m TRIMVEC PLUS ta có th tính toán các đ i l ng sau đây:ử ụ ầ ề ể ạ ượ PSEUDO - RANGE: Cho phép tính toán t a đ tuy t đ i c a t ng đi m.ọ ộ ệ ố ủ ừ ể TRIPLE SOLUTION: Cho ta l i gi i theo ph ng pháp s d ng sai phân b c 3ờ ả ươ ử ụ ậ δ∆∇. L i gi i này có đ chính xác không cao khi kho ng cách ng n. L i gi i có xác su tờ ả ộ ả ắ ờ ả ấ t t h n v i kho ng cách l n h n 50 km. L i gi i này có tên là l i gi i TRIPLE.ố ơ ớ ả ớ ơ ờ ả ờ ả - 30 - FLOAT SOLUTION: Cho ta l i gi i theo ph ng pháp s d ng sai phân b c 2ờ ả ươ ử ụ ậ ∆∇. L i gi i có xác su t t t h n v i kho ng cách nh h n 50 km. L i gi i này mang tênờ ả ấ ố ơ ớ ả ỏ ơ ờ ả FLOAT. FIXED SOLUTION: Cho ta l i gi i theo ph ng pháp s d ng sai phân b c 2 ờ ả ươ ử ụ ậ ∆∇. L i gi i này khác v i nh ng l i gi i TRIPLE và FLOAT là có thêm ph n ki m đ nh tiêuờ ả ớ ữ ờ ả ầ ể ị chu n Fisher gi a các nhóm tr đo đ kh ng đ nh đ tin c y c a l i gi i. L i gi i nàyẩ ữ ị ể ẳ ị ộ ậ ủ ờ ả ờ ả mang tên FIX. Trong tr ng h p các tr đo không b nhi u thì các l i gi i hoàn toàn trùng nhau.ườ ợ ị ị ễ ờ ả Đó là tr ng h p lý t ng. Th c t tr đo luôn luôn có nhi u nh ng m c đ khác nhauườ ợ ưở ự ế ị ễ ở ữ ứ ộ vì lý do này các l i gi i khác nhau. Vì l i gi i FIX có kh năng phân tích ph ng sai đờ ả ờ ả ả ươ ể ki m đ nh ch t l ng theo tiêu chu n Fisher, nên l i gi i này có đ tin c y l n nh t. L iể ị ấ ượ ẩ ờ ả ộ ậ ớ ấ ờ gi i FIX đ a ra các tham s v đ chính xác l i gi i: RDOP (Relative Dillution ofả ư ố ề ộ ờ ả Position - đ n v chu kỳ/mét), RMS (Root Mean Square - đ n v chu kỳ, m t chu kỳ=19ơ ị ơ ị ộ cm), ∑ (ph ng sai c a v trí đi m t ng h ), RATIO - đ tin c y c a l i gi i, F - chu nươ ủ ị ể ươ ỗ ộ ậ ủ ờ ả ẩ Fisher. Thông th ng, các l i gi i FLOAT và TRIPLE n u s d ng ph i th c hi n thôngườ ờ ả ế ử ụ ả ự ệ qua vi c x lý bán t đ ng. ệ ử ự ộ K t qu tính c nh c n đ t các ch tiêu sau đây:ế ả ạ ầ ạ ỉ • Ratio c n ph i l n h n 3.0;ầ ả ớ ơ • RDOP < 0.1; • RMS là sai s xác đ nh chi u dài c nh, yêu c u RMS ph i th a mãn các tiêu chu nố ị ề ạ ầ ả ỏ ẩ trong b ng 9.ả B ng 9: Ch tiêu RMSả ỉ Kho ng cách (km)ả RMS 00 - 10 0.020 - 0.060 10 - 20 0.060 - 0.090 20 - 30 0.090 - 0.115 30 - 40 0.115 - 0.140 40 - 60 0.140 - 0.170 ∑ là sai s t ng h v trí đi m, 2 lo i sai s này ph i nh h n sai s yêu c u c aố ươ ỗ ị ể ạ ố ả ỏ ơ ố ầ ủ m ng l i c n đo.ạ ướ ầ Chu n Fisher F là m t đ i l ng th a mãn đi u ki n F>3-0.02D km. Khi các tiêuẩ ộ ạ ượ ỏ ề ệ chu n trên đã đ c th a mãn thì l i gi i FIX đ c coi là có đ tin c y 99,99%. Trongẩ ượ ỏ ờ ả ượ ộ ậ - 31 - nh ng tr ng h p các tiêu chu n trên b vi ph m t 1 t i 1.5 l n giá tr chu n đã cho thìữ ườ ợ ẩ ị ạ ừ ớ ầ ị ẩ các l i gi i FIX c n ph i đ c cân nh c (đ tin c y có th gi m t i m c 90%). Lúc nàyờ ả ầ ả ượ ắ ộ ậ ể ả ớ ứ ta có th cân nh c gi a l i gi i FLOAT và FIX (v i kho ng cách 50 km) ho c gi a l iể ắ ữ ờ ả ớ ả ặ ữ ờ gi i TRIPLE và FIX (v i kho ng cách 50 km). Vi c cân nh c này đ c quy t đ nh thôngả ớ ả ệ ắ ượ ế ị qua sai s các vòng khép t a đ . N u các tiêu chu n c a l i gi i FIX, FLOAT và TRIPLEố ọ ộ ế ẩ ủ ờ ả b vi ph m quá 1.5 l n giá tr chu n đã cho thì l i gi i coi nh b lo i b , t c là ph i đoị ạ ầ ị ẩ ờ ả ư ị ạ ỏ ứ ả l i.ạ Ngoài ra c n l u ý các ch tiêu sau đây:ầ ư ỉ • RMS c n ph i nh h n 0.05 cho các c nh có chi u dài nh h n 10km ho c 0.08ầ ả ỏ ơ ạ ề ỏ ơ ặ cho các c nh có chi u dài đ n 20km.ạ ề ế • S khác bi t các thành ph n dx, dy, dz gi a l i gi i FLOAT và l i gi i FIXEDự ệ ầ ữ ờ ả ờ ả c n ph i nh h n 10 cm đ i v i các c nh nh h n 10km.ầ ả ỏ ơ ố ớ ạ ỏ ơ • Đ i v i các c nh có chi u dài l n h n 20km tr đo ph i đ c đo t i thi u 90 phút,ố ớ ạ ề ớ ơ ị ả ượ ố ể đ ng th i ph i có ít nh t 4 ho c 5 v tinh liên t c.ồ ờ ả ấ ặ ệ ụ • N u rms l n h n 0.05 đ i v i c nh có chi u dài nh h n 10km c n ph i ti nế ớ ơ ố ớ ạ ề ỏ ơ ầ ả ế hành x lý l i b ng ph ng pháp bán t đ ng.ử ạ ằ ươ ự ộ • Đ i v i các c nh dài khi l i gi i FIX không đ t đ c thì nên s d ng l i gi iố ớ ạ ờ ả ạ ượ ử ụ ờ ả float. • Đ i v i các c nh có chi u dài l n h n 60km c n x lý bán t đ ng và s d ng l iố ớ ạ ề ớ ơ ầ ử ự ộ ử ụ ờ gi i TRIPLE. ả • Thông th ng khi tính c nh đi m đ u c nh c n có to đ trong h WGS-84 v iườ ạ ể ầ ạ ầ ạ ộ ệ ớ đ chính xác c 100m (đ i v i c nh ng n) và 10m (đ i v i c nh dài). To đ nàyộ ỡ ố ớ ạ ắ ố ớ ạ ạ ộ nh n đ c thông qua th c đ n tính PSEUDO-RANGE c a ch ng trình. K t qu tínhậ ượ ự ơ ủ ươ ế ả c nh t t nh t đ t đ c khi to đ đi m đ u c nh có đ chính xác c 1-2 m, đ ngạ ố ấ ạ ượ ạ ộ ể ầ ạ ộ ỡ ồ th i các c nh trong l i đ c tính lan truy n. Yêu c u này hoàn toàn th c hi n đ cờ ạ ướ ượ ề ầ ự ệ ượ vì m ng l i h ng I, II c a ta đã đ c bình sai theo h WGS-84 qu c t và to đ B,ạ ướ ạ ủ ượ ệ ố ế ạ ộ L và H có sai s c 1-2 m so v i các đi m trong h to đ qu c t IGS.ố ỡ ớ ể ệ ạ ộ ố ế Ph n m m WAVEầ ề WAVE - Weighted Ambiguity Vector Estimator, là m t ch ng trình có ch c năngộ ươ ứ x lý tr đo GPS trong b ph n m m GPSURVEY. WAVE ch y trong môi tr ngử ị ộ ầ ề ạ ườ Windows có kh năng x lý các tr đo tĩnh (Static), đo tĩnh nhanh (FastStatic) ho c các trả ử ị ặ ị đo đ ng. Các tr đo phase và tr đo code đ c s d ng đ t o ra các vector có đ chínhộ ị ị ượ ử ụ ể ạ ộ xác cao gi a 2 đi m trong không gian. Đi m n i b t c a nó là có th x lý các tr đo l n,ữ ể ể ổ ậ ủ ể ử ị ớ đ ng th i x lý t t c các v tinh, trong khi TRIMMBP ch x lý đ c t i đa là 9 v tinh.ồ ờ ử ấ ả ệ ỉ ử ượ ố ệ - 32 - Ph n m m WAVE còn đ a ra thêm m t ch tiêu khác đ đánh giá k t qu tínhầ ề ư ộ ỉ ể ế ả c nh, đó là đ l ch tham kh o (reference variance). Qua các k t qu tính toán th nghi mạ ộ ệ ả ế ả ử ệ có th rút ra quy đ nh v ch tiêu này trong b ng 10.ể ị ề ỉ ả B ng 10: Ch tiêu Reference Varianceả ỉ Chi u dài c nhề ạ (km) Reference Variance Máy 2 t n sầ ố Máy 1 t n sầ ố 1 - 30 <5.0 <20.0 > 30 <10.0 <30.0 II.5 BÌNH SAI L I TR C Đ A ĐO B NG CÔNGƯỚ Ắ Ị Ằ NGH GPS.Ệ Nh đã trình bày trên có nhi u ph n m m đ c xây d ng đ bình sai l i tr cư ở ề ầ ề ượ ự ể ướ ắ đ a đo b ng GPS đ c cung c p kèm theo máy thu GPS, Vi t Nam hi n nay các máyị ằ ượ ấ ở ệ ệ thu GPS s d ng cho m c đích xây d ng l i tr c đ a ch y u là máy thu c a Hãngử ụ ụ ự ướ ắ ị ủ ế ủ Trimble Navigation, do đó trong ph n d i đây s trình bày k t qu th nghi m bình saiầ ướ ẽ ế ả ử ệ l i tr c đ a b ng ph n m m c a Hãng Trimble Navigation: TRIMNETướ ắ ị ằ ầ ề ủ +. Ph n m m TRIMNETầ ề + có các ch c năng chính sau đây:ứ • Xây d ng l i t k t qu tính c nh;ự ướ ừ ế ả ạ • Bình sai không gian trong h to đ tr c đ a;ệ ạ ộ ắ ị • Bình sai trong h to đ ph ng;ệ ạ ộ ẳ • Bình sai l i đo b ng ph ng pháp truy n th ng;ướ ằ ươ ề ố • Bình sai k t h p 2 lo i l i: đo b ng công ngh GPS và đo b ng ph ng phápế ợ ạ ướ ằ ệ ằ ươ truy n th ng;ề ố • Xây d ng mô hình Geoid.ự T k t qu nghiên c u th nghi m bình sai m t s m ng l i GPS có th rút raừ ế ả ứ ử ệ ộ ố ạ ướ ể trình t tính toán bình sai các m ng l i GPS nh sau:ự ạ ướ ư 1. Các c nh đo GPS đ c tính đ c l p theo ph n m m TRIMVEC PLUS (ho cạ ượ ộ ậ ầ ề ặ các ph n m m t ng ng ). Các ch tiêu RMS, RDOP và RATIO ph i đ t h n sai quiầ ề ươ ứ ỉ ả ạ ạ đ nh.ị 2. K t qu x lý t t c các c nh trong m ng l i đã đ c đ a vào bình sai khôngế ả ử ấ ả ạ ạ ướ ượ ư gian theo ph n m m TRIMNET trong h WGS-84.ầ ề ệ - 33 - 3. Chuy n t h WGS-84 v h t a đ đ a ph ng (v h t a đ Nhà n c Vi tể ừ ệ ề ệ ọ ộ ị ươ ề ệ ọ ộ ướ ệ nam). Vi c tính chuy n t a đ gi a h WGS-84 v h t a đ Nhà n c Vi t nam ti nệ ể ọ ộ ữ ệ ề ệ ọ ộ ướ ệ ế hành trên c s coi hai h tr c t a đ không gian song song v i nhau. ơ ở ệ ụ ọ ộ ớ Do đó các thông s tính chuy n đ c xác đ nh nh sau: ố ể ượ ị ư Λ Χ =         = − − − = = = ∑ ∑ ∑ ∂ ∂ ∂ Y Z Xi Ui n Y i Vi n Zi i n i n i n i n ( ) ( ) ( ) 1 1 1 W (14) 4. S d ng các đi m đã bi t các giá tr t a đ m t ph ng và giá tr đ cao tr c đ aử ụ ể ế ị ọ ộ ặ ẳ ị ộ ắ ị đã đ c xác đ nh trong b c tính chuy n H = h + N - N là đ cao Geoid, làm kh i tínhượ ị ướ ể ộ ở ti n hành bình sai l i theo ph n m m TRIMNET.ế ướ ầ ề Vi c bình sai m ng l i đ c ti n hành theo thu t toán tóm t t sau đây:ệ ạ ướ ượ ế ậ ắ A X = ∂ ∂ f Tr đo GPSị Ax + 1 = V H ph ng trình sai s v i tr ng s Pệ ươ ố ớ ọ ố N = ATPA H ph ng trình chu nệ ươ ẩ Χ ~ ( )= − −T TPA A PA 1 1 Nghi mệ r PVV T =0 ~ 2∂ Sai s chu n.ố ẩ S d ng ph n m m TRIMNETử ụ ầ ề + ta có th bình sai l i tr c đ a theo các ph ngể ướ ắ ị ươ án sau đây: 1. Bình sai trong h to đ vuông góc không gian, sau đó tính chuy n k t qu vệ ạ ộ ể ế ả ề h to đ ph ng (thông qua h to đ tr c đ a);ệ ạ ộ ẳ ệ ạ ộ ắ ị 2. Bình sai trong h to đ tr c đ a, sau đó tính chuy n k t qu v h to đệ ạ ộ ắ ị ể ế ả ề ệ ạ ộ ph ng;ẳ 3. Bình sai tr c ti p trong h to đ ph ng.ự ế ệ ạ ộ ẳ Theo các ph ng án trên có th bình sai chung c m t ph ng và đ cao ho c bìnhươ ể ả ặ ẳ ộ ặ sai m t ph ng và đ cao riêng bi t. V đ cao có th bình sai trong h đ cao tr c đ aặ ẳ ộ ệ ề ộ ể ệ ộ ắ ị - 34 - ho c trong h đ cao thu chu n, ho c bình sai c trong 2 h đ cao. Trong quá trìnhặ ệ ộ ỷ ẩ ặ ả ệ ộ bình sai ph n m m ầ ề TRIMNET+ cho phép đ t tr ng s chung cho t t c các tr đoặ ọ ố ấ ả ị ho c cho t ng tr đo riêng bi t. ặ ừ ị ệ Bình sai theo ph ng án 1 và ph ng án 2 là nh nhau.ươ ươ ư II.6 V N Đ XÁC Đ NH Đ CAO ĐO B NG CÔNGẤ Ề Ị Ộ Ằ NGH GPS.Ệ V n đ xác đ nh đ cao đo b ng công ngh GPS đ c nghiên c u chi ti t trongấ ề ị ộ ằ ệ ượ ứ ế đ tài “ề Nghiên c u th c nghi m ng d ng công ngh GPS trong đo đ cao”, ứ ự ệ ứ ụ ệ ộ do đó đâyở không trình bày k t qu nghiên c u mà s d ng các k t lu n c a đ tài nói trên trongế ả ứ ử ụ ế ậ ủ ề vi c biên so n quy đ nh k thu t, các k t lu n đó là:ệ ạ ị ỹ ậ ế ậ 1. S d ng mô hình geoid toàn c u OSU91a, t t h n là EGM96 k t h p v i cácử ụ ầ ố ơ ế ợ ớ đi m thu chu n có th xác đ nh đ cao thu chu n v i đ chính xác thuể ỷ ẩ ể ị ộ ỷ ẩ ớ ộ ỷ chu n h ng IV nhà n c vùng đ ng b ng và thu chu n k thu t vùngẩ ạ ướ ở ồ ằ ỷ ẩ ỹ ậ ở núi. 2. Đ đ t đ c đ chính xác nêu trên trong l i t i thi u ph i có 1 đi m thuể ạ ượ ộ ướ ố ể ả ể ỷ chu n v i đ chính xác thu chu n h ng III nhà n c trên kho ng cách 25ẩ ớ ộ ỷ ẩ ạ ướ ả đ n 30 km.ế 3. Đ xác đ nh đ cao v i đ chính xác nêu trên c n ti n hành bình sai đ caoể ị ộ ớ ộ ầ ế ộ trong h to đ WGS-84.ệ ạ ộ 4. K t qu xác đ nh đ cao s t t h n khi áp d ng mô hình geoid đ a ph ngế ả ị ộ ẽ ố ơ ụ ị ươ đ c xây d ng d a trên mô hình EGM96 và các đi m thu chu n có trongượ ự ự ể ỷ ẩ l i.ướ - 35 - CH NG 3: QUY TRÌNH CÔNG NGH ĐO VÀ X LÝ TÍNH TOÁN BÌNH SAI K T QUƯƠ Ệ Ử Ế Ả ĐO GPS Đ THÀNH L P CÁC M NG L I TR C Đ A Ể Ậ Ạ ƯỚ Ắ Ị (Theo công ngh GPS c a hãng Trimble Navigation)ệ ủ I. Đ CHÍNH XÁC L I GPS VÀ THI T K Đ HÌNH L I.Ộ ƯỚ Ế Ế Ồ ƯỚ 1. Đ chính xác l i GPSộ ướ Tr đo GPS đ t đ chính xác các y u t theo b ng sau:ị ạ ộ ế ố ả Kho ng cáchả ms/s mα m∆h 30 km 1/700 000 0"2 4.3 cm 20 km 1/500 000 0"4 4.0 cm 10 km 1/300 000 0"7 3.3 cm 5 km 1/250 000 0"8 2.0 cm 2 km 1/200 000 1"0 1.0 cm 1 km 1/100 000 2"0 1.0 cm Khi các tr đo GPS k t c u thành l i đ chính xác các y u t sau bình sai có th tăngị ế ấ ướ ộ ế ố ể lên h n n a tùy theo ki u đ hình.ơ ữ ể ồ 2. Đ hình l i GPS.ồ ướ Nhìn vào b ng li t kê đ chính xác trên, chúng ta có th th y s b là đ chính xácả ệ ộ ở ể ấ ơ ộ ộ c a tr đo GPS cao h n đ chính xác c a các y u t l i th c hi n theo công ngh c truy n.ủ ị ơ ộ ủ ế ố ướ ự ệ ệ ổ ề Vì v y v nguyên t c chúng ta có th đ n gi n hóa d ng đ hình c a l i.ậ ề ắ ể ơ ả ạ ồ ủ ướ Đ đ m b o an toàn, chúng ta v n ch p nh n d ng l i tam giác ho c đa giác cho cácể ả ả ẫ ấ ậ ạ ướ ặ l i h ng I, II, III, IV Nhà n c. Đ i v i các l i h ng th p h n chúng ta căn c vào yêu c uướ ạ ướ ố ớ ướ ạ ấ ơ ứ ầ đ chính xác đ t ra đ thi t k cho phù h p. Đ xác đ nh đ chính xác d báo c a l i chúngộ ặ ể ế ế ợ ể ị ộ ự ủ ướ ta dùng ch ng trình máy tính tính đ chính xác c a l i.ươ ộ ủ ướ 3. Thi t k l i GPS.ế ế ướ Đ thi t k l i GPS chúng ta th c hi n theo các b c sau:ể ế ế ướ ự ệ ướ - Thi t k s b trên b n đ theo đ chính xác yêu c u.ế ế ơ ộ ả ồ ộ ầ - Ch n đi m ngoài th c đ a ph i b o đ m các yêu c u sau:ọ ể ự ị ả ả ả ầ + Đi m không đ c đ t g n các tr m phát sóng vô tuy n m nh (n m ngoài bán kínhể ượ ặ ầ ạ ế ạ ằ 500 m). + Đi m không đ t quá sát các nhà cao t ng.ể ặ ầ + Đi m không đ c n m d i các tán lá cây quá r m.ể ượ ằ ướ ậ + Đi m ph i th a mãn các yêu c u s d ng c a l i.ể ả ỏ ầ ử ụ ủ ướ - Lên đi m l i trong thi t k chính th c.ể ạ ế ế ứ - Chôn m c ngoài th c đ a v i quy cách m c theo yêu c u c a t ng lo i công trình.ố ự ị ớ ố ầ ủ ừ ạ 36 / 43 Qua nh ng quy đ nh trên c a thi t k l i GPS, chúng ta th y lo i l i này không c nữ ị ủ ế ế ướ ấ ạ ướ ầ thông h ng gi a các đi m nên có th b qua b c phát h ng và d ng tiêu.ướ ữ ể ể ỏ ướ ướ ự II. ĐO GPS. Máy thu 4000-ST SURVEYOR là lo i máy thu GPS 1 t n s . Khi s d ng máy chúng taạ ầ ố ử ụ ph i đ m b o các yêu c u sau đây:ả ả ả ầ 1. Xem xét b ph n ch ng m phía sau máy, n u ch s quá 60 thì ph i tháo túi b t hútộ ậ ố ẩ ế ỉ ố ả ộ m đ rang l i b t ho c thay b t m i.ẩ ể ạ ộ ặ ộ ớ 2. Ng i s d ng máy ph i thu c k b ng quy trình s d ng máy thu GPS TRIMBLEườ ử ụ ả ộ ỹ ả ử ụ NAVIGATION 4000-ST (xem ph l c kèm theo).ụ ụ 3. L p đ t máy lên giá 3 chân sau khi đã cân b ng đ máy thu, l p c quy vào máy, b tắ ặ ằ ế ắ ắ ậ máy và theo dõi s ki m đ nh 8 kênh thu, ki m tra s ho t đ ng c a các phím c ng trên máy.ự ể ị ể ự ạ ộ ủ ứ 4. Theo l ch đo đã l p ph n trên, chúng ta đ a k ho ch đo vào máy thu b ng phímị ậ ở ầ ư ế ạ ằ c ng SECTION trên máy. S d ng phím c ng Control đ xóa đi các t p h p tr đo không c nứ ử ụ ứ ể ậ ợ ị ầ thi t (xem quy trình s d ng máy thu).ế ử ụ 5. T i m i đi m đo chúng ta đ t giá 3 chân, đ nh tâm và cân b ng đ máy, đ t máy lênạ ỗ ể ặ ị ằ ế ặ đ máy, kh i đ ng máy, ki m tra l i k ho ch đo đã ghi vào máy, s d ng phím c ng Controlế ở ộ ể ạ ế ạ ử ụ ứ đ đ t các ch đ thu v tinh thích h p (xem quy trình s d ng máy thu).ể ặ ế ộ ệ ợ ử ụ 6. Đ t máy thu theo ch đ đo tĩnh có ch ng trình lo i ch ng trình đi u khi n hayặ ế ộ ươ ở ạ ươ ề ể ch ng trình t đ ng tùy theo thói quen c a ng i s d ng (xem quy trình s d ng máy thu).ươ ự ộ ủ ườ ử ụ ử ụ 7. Trong quá trình máy thu ghi s li u ng i đi u khi n máy ph i làm 3 nhi m v :ố ệ ườ ề ể ả ệ ụ - Theo dõi s ho t đ ng c a máy thu, đ c bi t l u ý t i đ liên t c ghi tín hi u và khự ạ ộ ủ ặ ệ ư ớ ộ ụ ệ ả năng dòng đi n b ng t do ch m tay vào đ u c m (x lý theo quy trình s d ng máy thu).ệ ị ắ ạ ầ ắ ử ử ụ - T i đ u, gi a và cu i th i gian đo ph i ghi s li u nhi t đ , áp su t, đ m t i đi mạ ầ ữ ố ờ ả ố ệ ệ ộ ấ ộ ẩ ạ ể đo trên đ cao kho ng 2 m (m u s đo theo ph l c 2).ộ ả ẫ ổ ụ ụ - Ghi chép l i s đ ghi chú đi m, tình tr ng th i ti t, tình tr ng m c, đ a hình, đ a v tạ ơ ồ ể ạ ờ ế ạ ố ị ị ậ quanh đi m đo.ể 8. Khi k t thúc đo máy thu đ c đ a v tr s trung tâm và làm ngay các công vi c sau:ế ượ ư ề ụ ở ệ - S d ng ch ng trình DOWNLOAD-DATA đ trút s li u vào máy tính.ử ụ ươ ể ố ệ - N p ngay c quy đ n tình tr ng đ y.ạ ắ ế ạ ầ - Tính toán khái l c tr đo GPS.ượ ị III. TÍNH TOÁN KHÁI L C.ƯỢ Sau khi các máy thu GPS thu đ ng th i các tín hi u v tinh chúng ta ph i tính toán kháiồ ờ ệ ệ ả l c đ thu đ c gia s t a đ ượ ể ượ ố ọ ộ ∆X, ∆Y, ∆Z gi a các đi m đ t máy thu và ma tr n ph ng saiữ ể ặ ậ ươ t ng ng. Quá trình tính toán khái l c ph i tuân theo các quy đ nh sau:ươ ứ ượ ả ị B c 1:ướ Chu n b s li u tính gia s to đ gi a 2 đi m đo đ ng th i.ẩ ị ố ệ ố ạ ộ ữ ể ồ ờ - 37 - Trong b c này chúng ta ph i đ a vào các tham s sau:ướ ả ư ố - Tên đi m đo th nh t, đ cao ăngten máy thu, nhi t đ , áp su t, đ m t i đi m.ể ứ ấ ộ ệ ộ ấ ộ ẩ ạ ể - Tên đi m đo th hai, đ cao ăngten máy thu, nhi t đ , áp su t, đ m t i đi m.ể ứ ộ ệ ộ ấ ộ ẩ ạ ể - To đ B, L, H c a đi m ch n làm đi m đ u c nh trong h to đ WGS-84.ạ ộ ủ ể ọ ể ầ ạ ệ ạ ộ B c 2:ướ Tính các l i gi i TRIPLE, FLOAT và FIXED theo ch đ t đ ng, đ t ch đờ ả ế ộ ự ộ ặ ế ộ tính đ c l p t ng c nh.ộ ậ ừ ạ Kh i đ ng ch ng trình tính c nh (TRIMMBP, WAVE) v i các s li u vào là t p h pở ộ ươ ạ ớ ố ệ ậ ợ tr đo là hai đi m đo và các tham s ph nh đ cao anten máy thu, nh t đ , áp su t, đ m t iị ể ố ụ ư ộ ệ ộ ấ ộ ẩ ạ hai đi m đo, s li u ra là các l i gi i TRIPLE, FLOAD và FIXED ch a k t qu gia s to đ ,ể ố ệ ờ ả ứ ế ả ố ạ ộ ma tr n ph ng sai và các ch s đánh giá sai s RDOP, RMS, riêng l i gi i FIXED có thêm chậ ươ ỉ ố ố ờ ả ỉ s F. Các l i gi i này đ c ghi vào t p h p có d ng " TEN.TRP ", " TEN.FLT ", " TEN.FIX"ố ờ ả ượ ậ ợ ạ theo mã ASCII và có th in ra d i d ng văn b n.ể ướ ạ ả B c 3:ướ Ch n l a l i gi i theo các ch tiêu đánh giá sai s .ọ ự ờ ả ỉ ố Theo các ch tiêu đánh giá sai s trên ta so sánh v i m c chu nỉ ố ớ ứ ẩ RDOP < 0.1 cho c 3 l i gi iả ờ ả RMS < K cho c 3 l i gi iả ờ ả F > 3 - 0,02 D cho l i gi i FIXED ờ ả trong đó D là kho ng cách gi a 2 đi m đo tính b ng km và K là giá tr cho trong b ngả ữ ể ằ ị ả sau đây: D (km) 1 5 10 15 20 25 30 35 40 50 60 K 0.02 0 0.04 0 0.06 0 0.07 5 0.09 0 0.10 2 0.11 5 0.12 7 0.14 0 0.15 5 0.17 0 Đ l a ch n l i gi i chúng ta u tiên l i gi i FIXED t c là n u đ t c 3 tiêu chu n F,ể ự ọ ờ ả ư ờ ả ứ ế ạ ả ẩ RDOP, RMS thì ch n l i gi i này. N u l i gi i FIXED không đ t yêu c u thì ph i tính l i theoọ ờ ả ế ờ ả ạ ầ ả ạ qui trình bán t đ ng s trình bày trong b c 5. N u l i gi i FIXED c a qui trình bán t đ ngự ộ ẽ ướ ế ờ ả ủ ự ộ cũng không đ t tiêu chu n thì ta ph i ch n l i gi i FLOAT ho c TRIPLE . V i kho ng cáchạ ẩ ả ọ ờ ả ặ ớ ả nh h n 50 km ta xem xét t i l i gi i FLOAT, n u đ t tiêu chu n RMS và RDOP thì ti pỏ ơ ớ ờ ả ế ạ ẩ ế nh n, n u không đ t tiêu chu n thì ph i đo l i. V i kho ng cách l n h n 50 km ta xem xét t iậ ế ạ ẩ ả ạ ớ ả ớ ơ ớ l i gi i TRIPLE v i tiêu chu n RMS và RDOP gi ng nh l i gi i FLOAT.ờ ả ớ ẩ ố ư ờ ả B c 4:ướ Tính toán theo qui trình bán t đ ngự ộ - 38 - N u l i gi i FIXED trong qui trình tính toán t đ ng không đ t tiêu chu n F,ế ờ ả ự ộ ạ ẩ RDOP,RMS thì chúng ta ph i tính toán l i theo qui trình bán t đ ng. Qui trình này có các b cả ạ ự ộ ướ sau: a. Kh tr đo b gián đo n (CYCLE SLIPS)ử ị ị ạ M t trong nh ng nguyên nhân làm tr đo GPS không đ t tiêu chu n là do nhi u khi thuộ ữ ị ạ ẩ ễ tín hi u. Nhi u quan tr ng nh t là nhi u do môi tr ng ngo i c nh gây s gián đo n tín hi u.ệ ễ ọ ấ ễ ườ ạ ả ự ạ ệ Tình tr ng gián đo n này cũng đ c kh c ph c trong qui trình tính toán t đ ng nh ng khôngạ ạ ượ ắ ụ ự ộ ư tri t đ . Khi quá trình đo b gián đo n nhi u chúng ta có th kh c ph c tri t đ b ng ph ngệ ể ị ạ ề ể ắ ụ ệ ể ằ ươ pháp đ th trên màn hình và các quy t đ nh c th c a ng i đi u khi n máy tính. Khi đãồ ị ế ị ụ ể ủ ườ ề ể kh c ph c h t gián đo n thì đ th s báo cho ng i đi u khi n bi t.ắ ụ ế ạ ồ ị ẽ ườ ề ể ế b. Đ t các tham s l c thích h p.ặ ố ọ ợ Ngoài nhi u gián đo n tín hi u, môi tr ng còn làm tín hi u b méo. Tình tr ng méo tínễ ạ ệ ườ ệ ị ạ hi u cũng đ c kh c ph c trong qui trình tính toán t đ ng. Khi tín hi u b méo quá l n chúngệ ượ ắ ụ ự ộ ệ ị ớ ta cũng có th kh c ph c b ng qui trình tính toán bán t đ ng. Lúc này đòi h i ng i đi uể ắ ụ ằ ự ộ ỏ ườ ề khi n máy ph i có kinh nghi m nhi u đ xác đ nh các tham só l c thích h p.ể ả ệ ề ể ị ọ ợ Sau khi tính xong c nh th nh t, s d ng k t qu tính to đ c a đi m cu i c nh làmạ ứ ấ ử ụ ế ả ạ ộ ủ ể ố ạ to đ kh i tính cho c nh th 2, c nh th tính lan truy n t t c các c nh c a l i.ạ ộ ở ạ ứ ứ ư ế ề ấ ả ạ ủ ướ K t qu c a quy trình tính toán bán t đ ng cũng là các t p h p l i gi i FIXED,ế ả ủ ự ộ ậ ợ ờ ả FLOAT và TRIPLE. Đ xác đ nh l i gi i ch p nh n đ c hay không cũng ph i căn c vào cácể ị ờ ả ấ ậ ượ ả ứ ch tiêu đánh giá sai s F, RDOP, RMS đã nói trên.ỉ ố ở Quy trình tính toán bán t đ ng đòi h i kinh nghi m nhi u h n quy t c. N u chúng taự ộ ỏ ệ ề ơ ắ ế ch a có ng i s d ng ph n m m GPS có kinh nghi m thì chúng ta có th quy t đ nh đo l i.ư ườ ử ụ ầ ề ệ ể ế ị ạ IV. BÌNH SAI L I GPS.ƯỚ Sau khi tính toán khái l c xong toàn b tr đo trong l i chúng ta ti n hành bình saiượ ộ ị ướ ế toàn l i. Tùy theo yêu c u c a h quy chi u chúng ta quy t đ nh ph ng án bình sai thíchướ ầ ủ ệ ế ế ị ươ h p. Sau đây s gi i thi u các b c chính c a quy trình công ngh theo ph n m m bình saiợ ẽ ớ ệ ướ ủ ệ ầ ề c a hãng Trimble Navigation.ủ 1. Bình sai m t ph ng. ặ ẳ Đ ti n hành bình sai l i GPS chúng ta th c hi n các b c sau:ể ế ướ ự ệ ướ B c 1: xây d ng l i (GPSNET):ướ ự ướ - Đ a toàn b các t p tin tính c nh (t p tin *.ssf) vào th m c t ng ng và ch y th cư ộ ậ ạ ậ ư ụ ươ ứ ạ ự đ n xây d ng l i;ơ ự ướ - Ki m tra toàn b thông tin v l i đã đ c l p, đ c bi t là ki m tra sai s khép.ể ộ ề ướ ượ ậ ặ ệ ể ố B c 2: bình sai s b l i:ướ ơ ộ ướ - 39 - - T th c đ n xây d ng l i (GPSNET) chuy n sang th c đ n bình sai l i (Networkừ ự ơ ự ướ ể ự ơ ướ adjustment); - Đ nh nghĩa h quy chi u (Datum Definition)ị ệ ế - Đ nh nghĩa h to đ tr c đ a (geographic) ho c h to đ ph ng;ị ệ ạ ộ ắ ị ặ ệ ạ ộ ẳ - Nh p to đ c a m t đi m kh i tính n m trung tâm l i;ậ ạ ộ ủ ộ ể ở ằ ở ướ - Đ t ch đ tr ng s chung cho toàn l i (All GPS Solutions - Default), đ t ch đặ ế ộ ọ ố ướ ặ ế ộ ch bình sai m t ph ng;ỉ ặ ẳ - Ti n hành bình sai l i;ế ướ - Vào th c đ n hi n th k t qu (Display) đ ki m tra, so sánh k t qu bình sai v iự ơ ể ị ế ả ể ể ế ả ớ to đ c a các đi m kh i tính khác. Thông th ng n u đ l ch >0.3m thì xem xét đ không sạ ộ ủ ể ở ườ ế ộ ệ ể ử d ng đi m đó làm đi m kh i tính.ụ ể ể ở B c 3: bình sai l i:ướ ướ - Nh p to đ c a t t c các đi m kh i tính;ậ ạ ộ ủ ấ ả ể ở - Đ t ch đ t xác đ nh tr ng s cho t ng tr đo GPS (Each GPS Solutions -ặ ế ộ ự ị ọ ố ừ ị Alternative), đ t ch đ bình sai: bình sai m t ph ng;ặ ế ộ ặ ẳ - Ti n hành bình sai l i cho đ n lúc sai s trung ph ng tr ng s đ n v b ng 1ế ướ ế ố ươ ọ ố ơ ị ằ (Reference Factor = 1). B c 4: Biên t p k t qu đo theo m u.ướ ậ ế ả ẫ 2. Bình sai đ cao :ộ Bình sai đ cao ti n hành theo các b c sau đây:ộ ế ướ B c 1 và b c 2: ướ ướ th c hi n nh b c 1 và b c 2 ph n bình sai m t ph ng. L u ý ự ệ ư ướ ướ ầ ặ ẳ ư ở b c 2 ph i nh p đ cao tr c đ a c a đi m kh i tính và sau khi bình sai s b ti n hành ki mướ ả ậ ộ ắ ị ủ ể ở ơ ộ ế ể tra xem xét đ cao tr c đ a c a các đi m kh i tính khác. Thông th ng n u đ l ch H >0.5 mộ ắ ị ủ ể ở ườ ế ộ ệ thì xem xét đ không s d ng đi m đó làm đi m kh i tính.ể ử ụ ể ể ở B c 3: ướ T th c đ n bình sai chuy n sang th c đ n l i m t đ t (Terrestrial Networkừ ự ơ ể ự ơ ướ ặ ấ Module), vào th c đ n Geoid Module, vào ti p “Load Geoid Model” đ nh p mô hình geoid l aự ơ ế ể ậ ự ch n. Khi ch n mô hình EGM96 thì nh p tên WW15MGH, n u ch n mô hình Geoid đ aọ ọ ậ ế ọ ị ph ng ho c mô hình Geoid xây d ng riêng cho l i tr c đ a đang bình sai thì nh p tên môươ ặ ự ướ ắ ị ậ hình đó. Ti p theo vào th c đ n “Estimate Geoid Height” ch n “Creat DCO File” và “Createế ự ơ ọ Network Point Listing”; quay tr l i th c đ n tr c (Geoid Model) đ chuy n sang th c đ nở ạ ự ơ ướ ể ể ự ơ “Terrestrial Observations Module”. Vào th c đ n “Station Coordinates”, ch n “Modify Stationự ơ ọ Data”, nh p đ cao thu chu n c a 1 đi m trong l i. Quay l i th c đ n “Terrestrialậ ộ ỷ ẩ ủ ể ướ ạ ự ơ Observations Module”, ch n “Computation Utilities”, ch n ti p “Compute Network”, qauy trọ ọ ế ở - 40 - l i th c đ n “Terrestrial Observations Module” và ch n th c đ n “Network Adjustmentạ ự ơ ọ ự ơ Module”. B c 4: bình sai đ cao:ướ ộ • Nh p đ cao tr c đ a H và đ cao thu chu n h c a t t c các đi m kh i tính đã l aậ ộ ắ ị ộ ỷ ẩ ủ ấ ả ể ở ự ch n;ọ • Đ t ch đ t xác đ nh tr ng s cho t ng tr đo GPS và Geoid Model (Each GPSặ ế ộ ự ị ọ ố ừ ị Solutions - Alternative), đ t ch đ bình sai: bình sai đ cao;ặ ế ộ ộ • Ti n hành bình sai l i cho đ n lúc sai s trung ph ng tr ng s đ n v b ng 1ế ướ ế ố ươ ọ ố ơ ị ằ (Reference Factor = 1). B c 5: Biên t p k t qu đo theo m u.ướ ậ ế ả ẫ - 41 - TÀI LI U THAM KH OỆ Ả 1. Baran L. W., ...., National Control Network for Poland, FIG-XX Congress, 1994, 5 Commission. 2. Becker M., ..., Realization of the ITRF in Thailand and Malaysia by use of a combined network for geodinamics and national survey, PCGIAP-WG1 worshop, Canbera, 1998. 3. Brunner F. K., On the deformation of GPS network, FIG-XX Congress, 1994, 5 Commission. 4. David W., Guide to GPS positioning, Canadian GPS Associates, 5-1987, B n d ch c a Lêả ị ủ Văn H ng, NXB KHKT, 1997.ư 5. Dodson A. H., The Status of GPS for Height Determination, FIG-XX Congress, 1994, 5 Commission. 6. Hirsch O., Bautsch P., Geodetic Measurements at the North-Anatolian Fault-Zone near Gerede (Turkey), FIG-XX Congress, 1994, 5 Commission. 7. Kinlyside D. A., The Geocentric Datum of Australia - Transform or Readjust?, FIG-XX Congress, 1994, 5 Commission. 8. Lindstrot W., The German Reference Frame DREF 91, FIG-XX Congress, 1994, 5 Commission. 9. Seeger H., The New European Refernce Datum and it’s Relationship to wgs84, FIG-XX Congress, 1994, 5 Commission. 10. Trimble Navigation, Use’s Manual Trimvec, Trimnet+, GPServey, Geomatic Office. 11. Đ ng Hùng Võ (ch biên), Tr n B ch Giang (th ký) và nh ng ng i khác, Báo cáo khoaặ ủ ầ ạ ư ữ ườ h c xây d ng H quy chi u và H to đ qu c gia, T ng c c Đ a Chính, Hà N i, 1999.ọ ự ệ ế ệ ạ ộ ố ổ ụ ị ộ 12. Tr n B ch Giang, báo cáo k t qu đ tài “Nghiên c u th c nghi m ng d ng công nghầ ạ ế ả ề ứ ự ệ ứ ụ ệ GPS trong đo đ cao”, Hà N i, 2000.ộ ộ - 42 - - 43 -

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfQuy trình công nghệ đo và xử lý tính toán bình sai kết quả đo gps để thành lập các mạng lưới trắc địa.pdf