Ứng dụng công nghệ GPS để xác định độ cao

Óm ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: ( ) ( )BBAAAB ViViuuSR kkZZStgHH +−++++−+⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ −=− 2 1 2 1 "242 1,22,122,11,212 ρ §Ó cã hiÖu sè ®é cao th−êng, cÇn ®−a thªm hiÖu sè dÞ th−êng ®é cao t¹i ®iÓm A vµ B vµo c«ng thøc (2.14). §é cao l−îng gi¸c cã ®é chÝnh x¸c kh«ng cao v× mét sè lý do chñ yÕu sau: Do sai sè gãc ®øng, do sai sè ¶nh h−ëng cña chiÕt quang, do sai sè ®o chiÒu dµi. HiÖn nay ng−êi ta sö dông c¸c m¸y toµn ®¹c ®iÖn tö ®Ó ®o cao, thùc chÊt còng lµ ®o cao l−îng gi¸c. 2.2.3. §o cao GPS Ngµy nay c«ng nghÖ GPS ®−îc khai th¸c réng r·i trong tr¾c ®Þa, c«ng nghÖ nµy rÊt thuËn tiÖn khi x©y dùng c¸c m¹ng l−íi täa ®é nhµ n−íc lÉn c¸c m¹ng l−íi täa ®é ®Þa chÝnh do trong khi ®o kh«ng cÇn viÖc th«ng h−íng ®o. Trong ®o GPS t−¬ng ®èi ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®−îc gia sè gi÷a hai ®iÓm lµ (ΔX, ΔY, ΔZ) trong hÖ WGS 84. Tõ c¸c gia sè nµy ta cã thÓ chuyÓn thµnh c¸c gia sè ΔB, ΔL, ΔH (ë ®©y ΔH lµ hiÖu sè ®é cao tr¾c ®Þa trong hÖ WGS 84 víi Ellipsoid chän tÝnh). NÕu sö dông c¸c gia sè ΔH trªn qua tÝnh to¸n ta sÏ nhËn ®−îc ®é cao tr¾c ®Þa cña c¸c tr¹m thu tÝn hiÖu, tøc lµ ®é cao víi Ellipsoid chän tÝnh g¾n víi hÖ WGS 84. Trong ®o cao GPS, chóng ta ®Æc biÖt quan t©m tíi chiÒu cao anten ®o ®−îc. Khi ®o cao anten, ngoµi chó ý ®Õn ®é chÝnh x¸c khi ®o th× ng−êi ®o cÇn ghi cô thÓ chÝnh x¸c lo¹i anten ®ang sö dông, ph−¬ng ph¸p ®o chiÒu cao. Khi xö lý sè liÖu, dùa vµo sæ ®o, ng−êi xö lý cÇn chó ý tíi vÊn ®Ò khai b¸o ph−¬ng ph¸p ®o cao anten cña phÇn mÒm cho ®óng víi thùc tÕ. (2.14) 40 HiÖn nay trong thùc tÕ, tïy tõng lo¹i anten vµ ®Þa h×nh ®Æt m¸y, chóng ta cã nh÷ng c¸ch ®o chiÒu cao anten kh¸c nhau. Chóng ta cã thÓ ®o tõ mèc tíi mÐp anten hoÆc ®¸y anten. Tïy tõng c¸ch ®o, khi xö lý sè liÖu chóng ta sÏ cã c¸ch khai b¸o kh¸c nhau. Víi mçi lo¹i anten th× chiÒu cao biÕt tr−íc sÏ kh¸c nhau, ®©y chÝnh lµ chiÒu cao tõ ®¸y anten tíi t©m phase cña anten, chiÒu cao nµy do nhµ s¶n xuÊt x¸c ®Þnh vµ ghi ngay trªn anten. Trong c¸c phÇn mÒm xö lý sè liÖu GPS hiÖn nay, chiÒu cao biÕt tr−íc cña tõng lo¹i anten ®· ®−îc cËp nhËt, v× vËy khi khai b¸o lo¹i anten vµ ph−¬ng ph¸p ®o chiÒu cao anten th× phÇn mÒm sÏ tù ®éng hiÖu chØnh. HiÖn nay, hÇu nh− chóng ta vÉn sö dông sæ ®o GPS trong ®ã kh«ng cã phÇn khai b¸o lo¹i anten ®o vµ ph−¬ng ph¸p ®o cao anten. §©y lµ lý do khiÕn cho ng−êi xö lý sè liÖu khai b¸o ph−¬ng ph¸p ®o cao anten bÞ nhÇm g©y ra kÕt qu¶ ®o cao bÞ sai. V× vËy chóng ta cÇn ph¶i ban hµnh lo¹i sæ ®o GPS míi cho phï hîp ®Ó tr¸nh tr−êng hîp nhÇm lÉn vÒ ®o cao anten. t©m phase chiÒu cao thùc chiÒu cao ®o chiÒu cao biÕt tr−íc H×nh 2.5. PhÐp ®o cao anten 41 Ch−¬ng 3. øng dông c«ng nghÖ GPS ®Ó x¸c ®Þnh ®é cao 3.1. geoid vµ m« h×nh Geoid 3.1.1. Kh¸i niÖm vÒ mÆt Geoid Chóng ta biÕt r»ng mÆt Geoid cã vai trß quan träng trong viÖc x¸c ®Þnh ®é cao thuû chuÈn cña c¸c ®iÓm. Tõ n¨m 1873, nhµ vËt lý ng−êi §øc lµ Listing ®· ®Þnh nghÜa bÒ mÆt Geoid nh− sau: MÆt Geoid lµ mÆt thuû chuÈn, gÇn trïng víi bÒ mÆt n−íc biÓn trung b×nh víi gi¶ thiÕt kh«ng chÞu ¶nh h−ëng cña thuû triÒu lªn xuèng, ¶nh h−ëng cña giã vµ sù thay ®æi ¸p lùc khÝ quyÓn, ®−îc kÐo dµi vµo lôc ®Þa mµ t¹i mäi ®iÓm trªn bÒ mÆt ®ã lu«n vu«ng gãc víi ®−êng d©y däi. V× bÒ mÆt Geoid lµ mÆt ®¼ng thÕ träng tr−êng, mang ý nghÜa vËt lý, nã liªn quan ®Õn sù ph©n bè vËt chÊt trong lßng ®Êt, liªn quan ®Õn mèi t−¬ng t¸c vËt lý gi÷a c¸c thiªn thÓ kh¸c víi Tr¸i §Êt, do ®ã kh«ng thÓ biÓu diÔn nã b»ng c«ng thøc to¸n häc gièng nh− chóng ta ®· biÓu diÔn mÆt ellipxoid Tr¸i §Êt. 3.1.2. M« h×nh Geoid Tõ l©u, ng−êi ta ®· t×m c¸ch x¸c ®Þnh vµ thÓ hiÖn bÒ mÆt Geoid b»ng mét ph−¬ng thøc nµo ®ã, vÝ dô nh− d¹ng b¶n ®å Geoid, trªn ®ã biÓu diÔn Geoid qua c¸c ®−êng th¼ng dÞ th−êng ®é cao víi kho¶ng cao ®Òu Ên ®Þnh tr−íc. H×nh thÓ Geoid cßn thÓ hiÖn qua c¸c gi¸ trÞ ®é lÖch d©y däi, dÞ th−êng ®é cao ... TÊt nhiªn trong c¸c gi¸ trÞ ®ã ph¶i g¾n liÒn víi mét ®iÓm nhÊt ®Þnh, cã vÞ trÝ x¸c ®Þnh trong hÖ to¹ ®é quy −íc. H×nh thÓ Geoid kh«ng chØ cã gi¸ trÞ quan träng ®èi víi tr¾c ®Þa mµ nã cßn gióp cho ng−êi ta nghiªn cøu ®Çy ®ñ h¬n vÒ Tr¸i §Êt v× h×nh thÓ Geoid liªn quan mËt thiÕt ®Õn sù ph©n bè vËt chÊt trong lßng tr¸i ®Êt, sù t−¬ng t¸c lùc gi÷a c¸c vËt thÓ vò trô víi tr¸i ®Êt còng nh− tèc ®é quay cña Tr¸i §Êt quanh trôc cña nã vµ chuyÓn ®éng cña tr¸i ®Êt trªn quü ®¹o mÆt trêi. 42 HiÖn nay víi kü thuËt sè vµ kh¶ n¨ng l−u tr÷ sè liÖu cña m¸y tÝnh ®iÖn tö, ng−êi ta ®· x©y dùng m« h×nh Geoid theo kü thuËt sè. NÕu nh− trªn khu vùc cÇn nghiªn cøu, øng víi mçi ®iÓm cã to¹ ®é Bi, Li chóng ta cã gi¸ trÞ ®é cao Geoid ζi th× coi nh− chóng ta ®· cã ®−îc m« h×nh bÒ mÆt Geoid khu vùc xÐt. MËt ®é ®iÓm cµng cao th× møc ®é chi tiÕt cña Geoid cµng lín. XÐt trªn quy m« toµn cÇu, nÕu chóng ta cã sè liÖu ph©n bè ®Òu trªn kh¾p thÕ giíi th× chóng ta cã m« h×nh Geoid toµn cÇu. Trong c¸c phÇn mÒm xö lý sè liÖu hiÖn nay nh− GPSurvey 2.35; Trimble Geomatics Office cã thÓ khai th¸c ®−îc kh¸ nhiÒu m« h×nh khu vùc vµ toµn cÇu. 43 H×nh 3.1. M« h×nh OSU 91A toµn cÇu 44 Tõ khi øng dông c«ng nghÖ GPS vµo trong lÜnh vùc tr¾c ®Þa, ng−êi ta cµng thÊy tÇm quan träng cña m« h×nh Geoid. Vµ còng nhê c«ng nghÖ GPS kÕt hîp víi c¸c sè liÖu tr¾c ®Þa truyÒn thèng, chóng ta cã thªm mét ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh Geoid hiÖu qu¶, nhanh chãng vµ kh¸ chÝnh x¸c so víi c¸c ph−¬ng ph¸p tr−íc ®©y. HiÖn nay cã hai ph−¬ng ph¸p x©y dùng m« h×nh Geoid, ®ã lµ ph−¬ng ph¸p sãng (Undudation Models) vµ ph−¬ng ph¸p phÇn d− (Residual Models). M« h×nh Geoid ®−îc cÊu t¹o bëi hai phÇn, ®ã lµ c¬ së d÷ liÖu (Database) vµ thuËt to¸n néi suy (Interpolation Algorithm). 3.1.2.1. C¬ së d÷ liÖu Còng nh− c¸c lo¹i d÷ liÖu kh¸c, d÷ liÖu Geoid ph¶i ®−îc tËp trung l¹i tõ nh÷ng nguån d÷ liÖu, nguån th«ng tin kh¸c nhau vµ chuyÓn ®æi thµnh d¹ng sè liÖu chuÈn cã Fomat quy ®Þnh. Sè liÖu Geoid ®−îc l−u trong bé nhí m¸y tÝnh vµ ®−îc truy cËp theo mét quy ®Þnh chÆt chÏ víi tr×nh ®é hîp lý. VÝ dô mçi ®iÓm cã to¹ ®é B,L ta cã ®é cao Geoid lµ ζ. TËp hîp c¸c ®iÓm ®ã ta cã b¶ng sè liÖu: B¶ng 3.1. MÉu b¶ng sè liÖu m« h×nh Geoid TT B L ζ (m) 1 B1 L1 ζ1 2 B2 L2 ζ2 3 B3 L3 ζ3 ... ... ... ... n Bn Ln ζn Tuú tõng m« h×nh Geoid, sè l−îng ®iÓm cã thÓ nhiÒu hay Ýt. NÕu lµ m« h×nh Geoid toµn cÇu th× sè l−îng ®iÓm cã d¹ng nh− b¶ng trªn cã thÓ lªn tíi hµng v¹n ®iÓm. 45 §Ó cã m« h×nh Geoid hay dÞ th−êng ®é cao c¸c ®iÓm ζi ng−êi ta ph¶i sö dông mét sè ph−¬ng ph¸p nh− sau a. Sö dông sè liÖu träng lùc TiÕn hµnh ®o träng lùc trªn ph¹m vi réng lín, dùa vµo ®ã tÝnh dÞ tr−êng träng lùc Δg vµ sö dông c«ng thøc Stockes ®Ó tÝnh dÞ th−êng ®é cao träng lùc tuyÖt ®èi. b. Sö dông kÕt qu¶ ®o cao thiªn v¨n tr¾c ®Þa TiÕn hµnh ®o thiªn v¨n, x¸c ®Þnh vÜ ®é ϕ vµ kinh ®é λ t¹i c¸c ®iÓm cña m¹ng l−íi tr¾c ®Þa, tõ ®ã sÏ x¸c ®Þnh ®−îc ®é lÖch d©y däi. Tõ ®é lÖch d©y däi ta sÏ x¸c ®Þnh ®−îc hiÖu dÞ th−êng ®é cao theo nguyªn t¾c ®o cao thiªn v¨n, trªn c¬ së ®ã sÏ x¸c ®Þnh ®−îc dÞ th−êng ®é cao cho c¸c ®iÓm ®o. Trong tr−êng hîp nµy chóng ta x¸c ®Þnh ®−îc dÞ th−êng ®é cao thiªn v¨n - tr¾c ®Þa. Ph−¬ng ph¸p ®o cao thiªn v¨n ®ßi hái ph¶i ®o thiªn v¨n víi mËt ®é lín, hÕt søc tèn kÐm. §Ó kh¾c phôc nh−îc ®iÓm nµy ng−êi ta ®−a ra ph−¬ng ph¸p ®o cao thiªn v¨n - Träng lùc. Trong ph−¬ng ph¸p nµy chØ cÇn ®o cao thiªn v¨n t¹i c¸c ®iÓm ®Çu vµ cuèi tuyÕn. Gi¸ trÞ ®é lÖch d©y däi cña c¸c ®iÓm trong tuyÕn sÏ ®−îc néi suy nhê sè liÖu träng lùc vµ sè liÖu thiªn v¨n tr¾c ®Þa. c. Sö dông kÕt qu¶ ®o GPS vµ ®o cao h×nh häc Víi nguyªn t¾c ®o GPS t−¬ng ®èi, chóng ta lËp ®−îc c¸c m¹ng l−íi GPS kh«ng gian, tõ ®ã sÏ x¸c ®Þnh ®−îc ®é cao tr¾c ®Þa cña c¸c ®iÓm l−íi trong hÖ thèng to¹ ®é WGS - 84, víi ellipxoid (Datum) cã kÝch th−íc vµ h×nh d¹ng tuú chän (tù ®Þnh nghÜa). NÕu c¸c ®iÓm l−íi cã ®é cao ®−îc x¸c ®Þnh b»ng thuû chuÈn h×nh häc vµ chØnh lý vÒ ®é cao chÝnh (orthometrical), khi ®ã chóng ta nhËn ®−îc c¸c gi¸ trÞ ®é cao Geoid theo c«ng thøc: NÕu ®é cao thuû chuÈn ®−îc chØnh lý vÒ hÖ thèng ®é cao th−êng, ta x¸c ®Þnh ®−îc dÞ th−êng ®é cao theo c«ng thøc ghHN −= ( 3.1) 46 trong ®ã: H lµ ®é cao tr¾c ®Þa, cßn gäi lµ ®é cao ellipxoid; hg lµ ®é cao chÝnh; hγ lµ ®é cao th−êng; N gäi lµ ®é cao Geoid; ζ gäi lµ dÞ th−êng ®é cao. §é cao Geoid x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (3.1) hay dÞ th−êng ®é cao x¸c ®Þnh theo (3.2) cã thÓ gäi chung lµ dÞ th−êng ®é cao thuû chuÈn-GPS. DÞ th−êng ®é cao nµy phô thuéc vµo h×nh d¹ng, kÝch th−íc vµ ®Þnh vÞ ellipxoid chän tÝnh l−íi GPS. HiÖn nay ng−êi ta th−êng sö dông tæng hîp c¸c sè liÖu tr¾c ®Þa, träng lùc vµ sè liÖu ®o vÖ tinh ®Ó x©y dùng c¸c m« h×nh Geoid khu vùc hoÆc toµn cÇu. 3.1.2.2. ThuËt to¸n néi suy Sè liÖu m« h×nh Geoid kh«ng thÓ x¸c ®Þnh dÇy ®Æc ®Ó bÊt kú ®iÓm ®o nµo còng cã s½n gi¸ trÞ dÞ th−êng ®é cao. Trªn thùc tÕ, sè l−îng ®iÓm ®· biÕt dÞ th−êng ®é cao lµ h÷u h¹n, v× vËy ®Ó cã ®−îc dÞ th−êng ®é cao cho bÊt kú mét ®iÓm nµo ®ã chóng ta ph¶i dùa vµo thuËt to¸n néi suy. VÝ dô, cho tr−íc mét sè ®iÓm ®· cã gi¸ trÞ dÞ th−êng ®é cao t−¬ng øng, h·y x¸c ®Þnh dÞ th−êng ®é cao cña ®iÓm k kh«ng trïng víi c¸c ®iÓm nªu trªn, cã vÞ trÝ to¹ ®é lµ xk, yk . Cã kh¸ nhiÒu c¸ch tÝnh (−íc l−îng) gi¸ trÞ dÞ th−êng ®é cao theo tËp hîp gi¸ trÞ ®· biÕt cho tr−íc nh− ph−¬ng ph¸p xÊp xØ hµm, ph−¬ng ph¸p song tuyÕn (bilinear), ph−¬ng ph¸p song b×nh ph−¬ng (biquadratic), ph−¬ng ph¸p b×nh ph−¬ng (quadratic), Ph−¬ng ph¸p colocation, ph−¬ng ph¸p spline v.v... VÒ thuËt to¸n néi suy cña c¸c ph−¬ng ph¸p trªn, chóng ta cã thÓ t×m hiÓu trong [9], ë ®©y xin giíi thiÖu tãm t¾t vÒ 3 ph−¬ng ph¸p néi suy. γζ hH −= ( 3.2) 47 a. ThuËt to¸n song tuyÕn §©y lµ ph−¬ng ph¸p néi suy mÆt ph¼ng, nÕu vÞ trÝ c¸c ®iÓm ®−îc x¸c ®Þnh trong hÖ to¹ ®é XOY, gi¸ trÞ dÞ th−êng ®é cao cÇn néi suy lµ hµm tuyÕn tÝnh d¹ng: trong ®ã: a0, a1, a2 lµ c¸c tham sè x¸c ®Þnh. §Ó x¸c ®Þnh ®−îc 3 tham sè a0, a1, a2 trªn cÇn Ýt nhÊt lµ 3 ®iÓm song trïng. NÕu trªn ph¹m vi nhá, sè ®iÓm song trïng lín h¬n 3, c¸c tham sè ®ã cã thÓ ®−îc x¸c ®Þnh theo ph−¬ng ph¸p sè b×nh ph−¬ng nhá nhÊt. Ph−¬ng ph¸p néi suy nµy chØ sö dông khi khu vùc néi suy hÑp. b. ThuËt to¸n song b×nh ph−¬ng ThuËt to¸n song b×nh ph−¬ng hay cßn gäi lµ thuËt to¸n néi suy bËc hai C«ng thøc néi suy lµ hµm cña täa ®é cã d¹ng: trong ®ã c¸c tham sè a0, a1, a2, a4, a5 ®· ®−îc x¸c ®Þnh. §Ó x¸c ®Þnh ®−îc 5 tham sè a0, a1, a2, a4, a5 trªn cÇn Ýt nhÊt lµ 5 ®iÓm song trïng. Trong tr−êng hîp sè ®iÓm song trïng lín h¬n 5 c¸c tham sè sÏ ®−îc x¸c ®Þnh theo nguyªn lý sè b×nh ph−¬ng nhá nhÊt. c. ThuËt to¸n Spline Ph−¬ng ph¸p néi suy cña thuËt to¸n trªn thùc hiÖn theo c«ng thøc: trong ®ã: ϕj, λj lµ to¹ ®é cña ®iÓm cÇn néi suy ψi,j lµ kho¶ng c¸ch cÇn gi÷a c¸c cÆp ®iÓm i,j ®−îc tÝnh nh− sau: iii YaXaa 210 ++=ζ (3.3) 2 5 2 43210 iiiiiii YaXaYXaYaXaa +++++=ζ (3.4) jjjijii n i i a λτϕττψψζ 321,2, 1 ln +++=∑ = (3.5) 2 )( sincoscos 2 )( sin 2 sin 22,2 ijji ijji λλϕϕϕϕψ −+−= (3.6) 48 c¸c hÖ sè ai, τ1, τ2, τ3 lµ nghiÖm cña ph−¬ng tr×nh: ThuËt to¸n néi suy cña mçi m« h×nh ®−îc ghi trong tÖp ®Þnh nghÜa *.DEF ThuËt to¸n néi suy ghi trong tÖp ®ã lµ thuËt to¸n mÆc ®Þnh (default). Ngoµi ra cã thÓ sö dông thuËt to¸n kh¸c víi thuËt to¸n ®· mÆc ®Þnh. VÝ dô m« h×nh OSU 91A cã thuËt to¸n mÆc ®Þnh lµ Spline, chóng ta cã thÓ sö dông thuËt to¸n song b×nh ph−¬ng hoÆc song tuyÕn ®Ó néi suy. 3.2. Ph©n lo¹i m« h×nh geoid §Ó ph©n lo¹i m« h×nh Geoid ng−êi ta c¨n cø vµo c¸c chØ tiªu nh− ®é lín cña m« h×nh hoÆc ph−¬ng ph¸p x©y dùng m« h×nh. 3.2.1. Ph©n lo¹i theo quy m« (®é lín vÒ diÖn tÝch) cña m« h×nh Khi c¨n cø vµo ®é lín ®Ó ph©n lo¹i th× chóng ta sÏ cã m« h×nh toµn cÇu vµ m« h×nh cña tõng khu vùc. M« h×nh khu vùc ®−îc x©y dùng ®Ó phôc vô cho c¸c môc ®Ých ®o ®¹c kh¶o s¸t ë mét khu vùc nhÊt ®Þnh v× vËy th−êng cã ®é chÝnh x¸c vµ chi tiÕt h¬n m« h×nh toµn cÇu. ⎥⎥ ⎥⎥ ⎥⎥ ⎥⎥ ⎥⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢⎢ ⎢⎢ ⎢⎢ ⎢⎢ ⎢⎢ ⎢ ⎣ ⎡ = ⎥⎥ ⎥⎥ ⎥⎥ ⎥⎥ ⎥⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢⎢ ⎢⎢ ⎢⎢ ⎢⎢ ⎢⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎥⎥ ⎥⎥ ⎥⎥ ⎥⎥ ⎥⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢⎢ ⎢⎢ ⎢⎢ ⎢⎢ ⎢⎢ ⎢ ⎣ ⎡ 0 0 0 . . . . . 000... 000... 0001...11 1... ..................... ..................... 1... 1... 2 1 3 2 1 2 1 21 21 21 2222221 1111211 nn n n nnnnnn n n a a a CCC CCC CCC ζ ζ ζ τ τ τ λλλ ϕϕϕ λϕ λϕ λϕ (3.7) 49 B¶ng 3.2. Mét sè m« h×nh Geoid TT M« h×nh Ph¹m vi ϕmax ϕmin (®é) λmax λmin (®é) dϕ dλ (®é) nϕ nλ thuËt to¸n néi suy 1 OSU 91A Toµn cÇu 90 -90 360 0 0.25 0.25 721 1440 Spline 2 EGM 96 Toµn cÇu 90 -90 360 0 0.25 0.25 721 1441 Spline 3 DMA 10 Toµn cÇu 90 -90 360 0 10 10 19 37 gpsmls 4 DMA Toµn cÇu 90 -90 180 -180 0.50 0.50 361 721 Bilinear 5 ALASKA 94 Khu vùc 72 51 -128 -179 0.05 0.10 421 511 Biquadratic 6 GEOID 96 se Khu vùc 38 24 -66 -89 0.033 0.033 421 691 Biquadratic trong ®ã: ϕ: VÜ ®é; λ: Kinh ®é; dϕ: Kho¶ng gi·n c¸ch vÜ ®é; dλ Kho¶ng gi·n c¸ch kinh ®é; nϕ : Sè m¾t l−íi « vu«ng theo vÜ ®é; nλ : Sè m¾t l−íi « vu«ng theo kinh ®é. 3.2.2. Ph©n lo¹i theo ph−¬ng ph¸p x©y dùng m« h×nh Cã hai c¸ch thiÕt lËp m« h×nh Geoid, ®ã lµ ph−¬ng ph¸p sãng (Undulation) vµ ph−¬ng ph¸p phÇn d− (Residual). 3.2.2.1. M« h×nh d¹ng sãng M« h×nh d¹ng sãng tù t¹o cã thÓ phôc vô cho m¹ng l−íi tr¾c ®Þa, nÕu nh− kh«ng cã s½n mét m« h×nh Geoid sö dông ®−îc. Khi chóng ta cã ®ñ sè l−îng 50 ®iÓm ®· cã ®é cao chÝnh x¸c, chóng ta cã thÓ tù t¹o ra mét m« h×nh Geoid riªng. Cßn nÕu ®· cã mét m« h×nh Geoid kh¶ dông (Useful imported Geoid Model) th× cã thÓ c¶i tiÕn m« h×nh nµy b»ng c¸ch hiÖu chØnh (b×nh sai) tiÕp theo mét lÇn n÷a thµnh m« h×nh Geoid d¹ng sè d− (Residual Model). Mét m« h×nh Geoid kh¶ dông sÏ chøa nh÷ng th«ng tin bæ trî cho qu¸ tr×nh xö lý sè liÖu m¹ng l−íi tr¾c ®Þa. NÕu cã mét m¹ng l−íi GPS réng lín, cã sù ph©n bè ®iÓm hîp lý vµ ®−îc ®o víi ®é chÝnh x¸c rÊt cao th× cã thÓ t¹o dùng ®−îc mét m« h×nh Geoid d¹ng sãng cã c¬ së v× c¸c sè liÖu quan tr¾c ®ã chøa nhiÒu th«ng tin h¬n lµ tõ m« h×nh Geoid ®· nhËp. TÝnh kh¶ dông cña m« h×nh Geoid d¹ng sãng chØ giíi h¹n trong vïng x¸c ®Þnh bëi ®−êng bao cña m¹ng l−íi, viÖc tÝnh to¸n ngo¹i suy m« h×nh sãng ë bªn ngoµi cho c¸c gi¸ trÞ ®Òu kh«ng ®¸ng tin cËy. NÕu nh− l−îng th«ng tin ®Ó t¹o ra m« h×nh Geoid d¹ng sãng kh«ng ®ñ, th× cã thÓ sö dông c¸c th«ng tin ®ã cïng víi m« h×nh Geoid nguyªn thuû vµ c¶i tiÕn nã b»ng c¸ch hiÖu chØnh tiÕp theo mét lÇn n÷a thµnh m« h×nh d¹ng sè d−. Muèn x©y dùng m« h×nh Geoid cho mét m¹ng l−íi réng lín theo kiÓu m« h×nh sãng tù t¹o, ph¶i tèn thêi gian ®Ó nghÞch ®¶o ma trËn cã kÝch th−íc t¨ng theo luü thõa cña kÝch th−íc m¹ng l−íi. Mét m« h×nh ®· ®−îc t¹o ra cã thÓ l−u gi÷ vµo ®Üa. Khi cÇn chuyÓn m« h×nh nµy sang th− môc (c«ng viÖc) kh¸c th× cã thÓ xuÊt m« h×nh sãng thµnh d¹ng l−íi (grid). ViÖc chuyÓn ®æi tõ m« h×nh d¹ng sãng sang m« h×nh Geoid ®−îc thùc hiÖn nhanh chãng (lËp tøc). Tõ sè liÖu ®Ó t¹o ra m« h×nh, ta lu«n cã thÓ xuÊt ra 2 lo¹i ®é cao t¹i cïng mét ®iÓm ®ã lµ ®é cao tr¾c ®Þa H vµ ®é cao chÝnh h. HiÖu sè gi÷a ®é cao H vµ ®é cao h chÝnh lµ ®é cao Geoid (dÞ th−êng ®é cao). §Ó ®¶m b¶o ®é ch¾c ch¾n cho b×nh sai l−íi, th−êng cÇn ph¶i cã 3 ®iÓm ®· biÕt tr−íc ®é cao tr¾c ®Þa H vµ ®é cao chÝnh h. Trong tr−êng hîp nh− vËy m¹ng l−íi ®· cã ®−îc mét sè mèc cã ®é tin cËy cao. CÇn l−u ý kh«ng thÓ lÊy 51 ®é cao tr¾c ®Þa thay cho ®é cao chÝnh v× xÐt trªn ph¹m vi réng bÒ mÆt Geoid cã xu thÕ nghiªng ®i. Trong ®iÒu kiÖn cho phÐp, nªn bè trÝ sè ®iÓm gèc (fixed) nhiÒu h¬n 3. 3.2.2.2. M« h×nh d¹ng phÇn d− M« h×nh d¹ng phÇn d− ®−îc dùa trªn m« h×nh nguyªn thuû ®· c¶i tiÕn. Mét m« h×nh nguyªn thuû cã thÓ lµ m« h×nh ®· nhËp hoÆc m« h×nh d¹ng sãng. Khi t¹o tÖp DCO cho mét m« h×nh nguyªn thuû, chóng ta cã thÓ b¾t ®Çu tiÕp viÖc hiÖu chØnh mét lÇn hay nhiÒu lÇn ®Ó cã mét m« h×nh phÇn d−. 3.3. øng dông c«ng nghÖ GPS vµ m« h×nh geoid ®Ó x¸c ®Þnh ®é cao Nh− chóng ta ®· biÕt, khi ®Þnh vÞ GPS sÏ thu ®−îc (X,Y,H) hoÆc (ΔX, ΔY, ΔH) tuú theo kiÓu ®Þnh vÞ. C¸c trÞ ®o cao tr¾c ®Þa (H) sÏ kÕt hîp víi c¸c gi¸ trÞ dÞ th−êng ®é cao t¹i ®iÓm ®ã (ζ) cho chóng ta gi¸ trÞ ®é cao chÝnh (h). V× vËy trong c«ng nghÖ GPS, muèn x¸c ®Þnh ®−îc gi¸ trÞ ®é cao h cña c¸c ®iÓm ®o th× ngoµi trÞ ®o GPS cã chøa c¸c gi¸ trÞ H chóng ta cßn cÇn cã mét mÆt Geoid tin cËy n»m trong khu vùc ®ã. Ký hiÖu ®é cao tr¾c ®Þa t¹i ®iÓm A lµ HA , khi ®ã ®é cao thñy chuÈn t¹i ®iÓm A sÏ tÝnh ®−îc nh− sau: H×nh 3.2. §é cao tr¾c ®Þa vµ ®é cao thuû chuÈn B A ζA ζB hB HA HBhA Geoid Ellipsoid 52 AAA Hh ζ−= (3.8) trong ®ã: ζA lµ dÞ th−êng ®é cao t¹i ®iÓm A (gäi t¾t lµ ®é cao Geoid hoÆc lµ dÞ th−êng ®é cao, kho¶ng c¸ch nµy ®−îc tÝnh tõ mÆt Ellipsoid chän tÝnh tíi mÆt Geoid hoÆc mÆt Kvadigeoid). NÕu xÐt gi÷a hai ®iÓm A vµ B trªn mÆt ®Êt ta cã hiÖu ®é cao: BABABA Hh ,,, ζΔ−Δ=Δ (3.9) trong ®ã ΔHA,B lµ hiÖu sè ®é cao tr¾c ®Þa; ΔζA,B lµ hiÖu sè dÞ th−êng ®é cao gi÷a hai ®iÓm A,B. C«ng thøc (3.8) vµ c«ng thøc (3.9) lµ c«ng thøc c¬ b¶n dïng ®Ó x¸c ®Þnh ®é cao thuû chuÈn theo c«ng nghÖ GPS. Tõ c«ng thøc (3.8) ta cã: 22 AAA mmm Hh ζ+= (3.10) Tõ c«ng thøc (3.9) ta cã: 22 ,,, BABABA mmm h ζΔΔΗΔ += (3.11) Tõ (3.10) vµ (3.11) ta thÊy cã hai nguån sai sè ¶nh h−ëng tíi viÖc x¸c ®Þnh ®é cao, hiÖu ®é cao thñy chuÈn. Do ®ã chóng ta cÇn ph¶i quan t©m tíi c¶ hai nguån sai sè trªn. - Sai sè do ®o cao GPS: Trong ®o GPS, cã nhiÒu yÕu tè ¶nh h−ëng tíi ®é chÝnh x¸c ®o cao. Khi ®o, chóng ta cÇn quan t©m tíi c¸c vÊn ®Ò sau: + M¸y thu GPS ( m¸y mét tÇn hay hai tÇn); + Thêi ®iÓm thu tÝn hiÖu; + Thêi gian thu tÝn hiÖu; + §Þnh t©m anten; + §o cao anten. - Sai sè do viÖc sö dông m« h×nh Geoid: ViÖc sö dông m« h×nh Geoid ¶nh h−ëng nhiÒu tíi ®é chÝnh x¸c cña ®é cao thñy chuÈn. Tïy tõng m« h×nh 53 mµ ®é chÝnh x¸c kh¸c nhau. §é chÝnh x¸c cña m« h×nh phô thuéc vµo c¸c yÕu tè sau: + Sè liÖu träng lùc; + Sè liÖu thiªn v¨n; + Sè liÖu ®é cao thñy chuÈn c¸c ®iÓm song trïng. 54 ch−¬ng 4. kÕt qu¶ kh¶o s¸t 4.1. môc ®Ých vµ ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu 4.1.1. Môc ®Ých nghiªn cøu Ngµy nay, c«ng nghÖ GPS ®−îc sö dông réng r·i trong viÖc thµnh lËp c¸c m¹ng l−íi to¹ ®é nhµ n−íc, c«ng nghÖ GPS ®· ®¸p øng ®−îc ®é chÝnh x¸c vÒ mÆt ph¼ng nh−ng vÒ ®é cao cho ®Õn nay vÉn lµ ®Ò tµi ®Ó nghiªn cøu. Khi cÇn thµnh lËp c¸c l−íi ®é cao chóng ta th−êng sö dông ph−¬ng ph¸p ®o cao h×nh häc víi c¸c m¸y thuû chuÈn quang c¬ vµ ®iÖn tö, nh−ng ph−¬ng ph¸p nµy tèn rÊt nhiÒu c«ng nhÊt lµ ë khu vùc ®åi nói ®i l¹i khã kh¨n. Trong t−¬ng lai, nÕu chóng ta øng dông ®−îc c«ng nghÖ GPS vµo viÖc x¸c ®Þnh ®é cao c¸c ®iÓm víi ®é chÝnh x¸c h¹ng 3 hoÆc h¹ng 4 th× sÏ më ra thêi kú míi, khi ®ã chóng ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®−îc ®é cao thuû chuÈn phñ kÝn nh÷ng khu vùc mµ ph−¬ng ph¸p ®o cao h×nh häc gÆp nhiÒu trë ng¹i. Tõ c«ng thøc h=H-N : §é chÝnh x¸c cña cña viÖc x¸c ®Þnh h theo c«ng nghÖ GPS phô thuéc vµo hai yÕu tè [1]: - §é chÝnh x¸c ®é cao tr¾c ®Þa H (®é chÝnh x¸c cña trÞ ®o cao GPS); - §é chÝnh x¸c cña viÖc x¸c ®Þnh m« h×nh Geoid khu vùc (N). Trªn thùc tÕ, m« h×nh Geoid riªng cña ViÖt Nam hiÖn nay vÉn ch−a c«ng bè. V× vËy khi x¸c ®Þnh h chóng ta th−êng sö dông mét sè m« h×nh toµn cÇu nh− (EGM 96, OSU 91A). Trªn c¬ së sè liÖu c¸c m¹ng l−íi GPS ®· cã ë vïng Trung du vµ miÒn nói trong ®ã cã mét sè ®iÓm GPS ®−îc ®o dÉn ®é cao thuû chuÈn h¹ng 3, chóng ta sÏ ph©n tÝch vµ thùc hiÖn ®−îc mét sè c«ng viÖc sau: - §¸nh gi¸ ®−îc ®é chÝnh x¸c cña trÞ ®o H x¸c ®Þnh b»ng c«ng nghÖ GPS ë vïng Trung du vµ vïng nói ViÖt Nam; - So s¸nh ®−îc sù phï hîp gi÷a hai m« h×nh Geoid EGM 96 vµ OSU 91A ¸p dông cho vïng trung du vµ vïng nói ViÖt Nam; 55 - §¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c cña hai ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh h theo phÇn mÒm GPSurvey 2.35 (theo m« h×nh EGM 96 nguyªn thuû vµ m« h×nh EGM 96 ®∙ c¶i tiÕn); - §¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c cña gi¸ trÞ h ë khu vùc Trung du vµ vïng nói cña ViÖt Nam. 56 57 58 4.1.2. Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu 4.1.2.1. §é chÝnh x¸c cña trÞ ®o H Víi sè liÖu cña 3 khu vùc ®· cã ë vïng trung du vµ vïng nói, dùa vµo c¸c trÞ ®o chªnh cao ΔH, chóng ta sÏ ph©n tÝch 3 m¹ng l−íi ®é cao H cña 3 khu vùc. So s¸nh víi quy ph¹m sÏ cã nh÷ng kÕt qu¶ thùc tÕ vÒ trÞ ®o H. 4.1.2.2. Gi¸ trÞ h x¸c ®Þnh th«ng qua c«ng nghÖ GPS C¸c l−íi GPS nªu trªn ®· ®−îc thiÕt kÕ ®o vµo mét sè ®iÓm h¹ng cao nhµ n−íc ®Ó cã to¹ ®é gèc lµm khëi tÝnh vÒ mÆt ph¼ng. Ngoµi ra trong mçi l−íi cßn ®−îc ®o dÉn thªm ®é cao h¹ng 3 tíi mét sè ®iÓm b»ng ph−¬ng ph¸p h×nh häc. Sö dông phÇn mÒm GPSurvey 2.35, Geotools vµ hai m« h×nh EGM96, OSU 91A víi mét ®iÓm fix ®é cao gèc ®· cã. So s¸nh ®é cao gèc c¸c ®iÓm cßn l¹i vµ ®é cao h tÝnh tõ ch−¬ng tr×nh, chóng ta sÏ cã kÕt qu¶ cÇn kh¶o s¸t. 4.2. mét sè th«ng tin vÒ sè liÖu kh¶o s¸t 4.2.1. §Æc ®iÓm ®Þa h×nh vµ thùc phñ c¸c khu vùc kh¶o s¸t 4.2.1.1. L−íi Tuyªn Quang Thuéc khu vùc nói cao biªn giíi phÝa b¾c cã ®é dèc lín, ®Þa h×nh phøc t¹p chia c¾t bëi c¸c dÉy nói cao, ch¹y dµi theo h−íng b¾c-nam vµ ®«ng-nam, ®Þa h×nh tho¶i dÇn tõ b¾c xuèng nam. Tiªu biÓu c¸c dÉy nói khu vùc nµy cã dÉy nói Putakha cao h¬n 2274m, dÉy nói T©y C«n LÜnh cao 2418m, ngoµi ra cßn nhiÒu vïng nói cao hiÓm trë nh− Nµ Hang, Hµm Yªn. Xen kÏ c¸c dÉy nói cao lµ c¸c lung lòng nhá, hÑp vµ dèc chia c¾t bëi c¸c con s«ng: S«ng L«, G©m... t¹o nªn ®Þa h×nh khu ®o phøc t¹p, cÊu tróc ®Þa h×nh nói cao lµ phæ biÕn vµ chiÕm phÇn lín diÖn tÝch tù nhiªn toµn khu vùc. Thùc phñ: Khu ®o gåm 1/3 lµ diÖn tÝch rõng tù nhiªn, cßn l¹i lµ ®åi nói thÊp víi rõng míi ®−îc trång. 4.2.1.2. L−íi Thõa Thiªn HuÕ Thuéc khu vùc B¾c Trung bé, ®Þa h×nh phøc t¹p: Vïng ®ång b»ng, ®ång b»ng xen kÏ ®åi nói. §Þa h×nh cao dÇn theo h−íng T©y Nam víi ®é cao trung 59 b×nh tõ 0.5m ®Õn 201m so víi mÆt n−íc biÓn. Nöa phÝa ®«ng b¾c khu ®o gåm c¸c ph−êng néi thµnh, nöa phÝa nam khu ®o lµ khu vùc ®ång b»ng xen kÏ ®åi nói thÊp. Thùc phñ ë khu vùc nµy kh«ng dÇy ®Æc víi vïng nói gåm c¸c khu rõng rång cã chiÒu cao thÊp. 4.2.1.3. L−íi B×nh ThuËn Thuéc khu vùc miÒn Trung víi vïng ®ång b»ng vµ ®åi nói thÊp ë phÝa ®«ng vµ vïng nói cao hiÓm trë cã ®Þa h×nh phøc t¹p ë phÝa t©y. Thùc phñ vïng nµy t−¬ng ®èi dÇy ®Æc. ë c¸c khu vùc rõng nói cao c©y cèi rËm r¹p cã nhiÒu c©y cã chiÒu cao 10 ®Õn 30m v× vËy g©y khã kh¨n trong viÖc ®o ng¾m vµ th«ng h−íng. Víi ®Þa h×nh 3 khu vùc trªn th× víi l−íi Thõa Thiªn HuÕ vµ B×nh ThuËn tuy ®Þa h×nh phøc t¹p vµ thùc phñ dÇy ®Æc nh−ng vÉn cã thÓ ®¶m b¶o cho viÖc ®o ng¾m GPS, ¶nh h−ëng cña ®Þa h×nh vµ thùc phñ tíi tÝn hiÖu vÖ tinh lµ kh«ng qu¸ lín. Nh−ng riªng khu vùc l−íi Tuyªn Quang, ®©y lµ khu vùc cã ®Þa h×nh phøc t¹p, chªnh cao lín, thùc phñ dÇy ®Æc v× thÕ ¶nh h−ëng tíi c¸c trÞ ®o GPS lµ rÊt nhiÒu. 60 4.2.2. Th«ng tin vÒ c¸c l−íi kh¶o s¸t B¶ng 4.1 L−íi GPS Stt Th«ng tin vÒ l−íi TT. HuÕ B×nh ThuËn Tuyªn Quang 1 Tæng sè ®iÓm 123 169 223 2 Tæng sè baseline 334 437 611 3 Lo¹i m¸y ®o 4000SE, SSE 4000SE, SSE 4000SE, SSE 4 RMS: max min 0.02 0.004 0.018 0.004 0.036 0.005 5 Ratio : max min 58.3 3.0 76.7 1.7 96.0 1.7 6 Re_var : max min 27.187 1.361 29.884 1.427 42.342 2.581 7 Sè vßng khÐp tam gi¸c 213 271 386 8 fs/[S] (max) 1/106794 1/111915 1/57261 9 T/g ®o tèi thiÓu 1 ®iÓm 2h 2h 2h 10 chiÒu dµi c¹nh: Smin Smax Stb 1173 m 11888 m 3272 m 1402 m 13433 m 4326 m 1984 m 18149 m 5571 m 11 Sè ®iÓm gèc khëi tÝnh vÒ mÆt ph¼ng 4 9 13 12 Sè ®iÓm ®o nèi ®é cao h¹ng 3 15 13 15 61 H×nh 4.3A. L−íi Thõa Thiªn HuÕ (fix 1 ®iÓm ®é cao gèc) §iÓm gèc täa ®é §iÓm GPS cã ®o nèi thuû chuÈn h¹ng 3 §iÓm fix ®é cao 62 H×nh 4.3B. L−íi Thõa Thiªn HuÕ (fix 4 ®iÓm ®é cao gèc) §iÓm gèc täa ®é §iÓm GPS cã ®o nèi thuû chuÈn h¹ng 3 §iÓm fix ®é cao 11 km 16 km 7 km 14 km 17 km 15 km 63 §iÓm gèc täa ®é §iÓm GPS cã ®o nèi thuû chuÈn h¹ng 3 §iÓm fix ®é cao H×nh 4.4A. L−íi B×nh ThuËn ( fix 1 ®iÓm ®é cao gèc) 64 §iÓm gèc täa ®é §iÓm GPS cã ®o nèi thuû chuÈn h¹ng 3 §iÓm fix ®é cao H×nh 4.4B. L−íi B×nh ThuËn ( fix 4 ®iÓm ®é cao gèc) 24 km 24 km 50 km 37 km 15 km 65 H×nh 4.5A. L−íi Tuyªn Quang (fix 1 ®iÓm ®é cao gèc) §iÓm gèc täa ®é §iÓm GPS cã ®o nèi thuû chuÈn h¹ng 3 §iÓm fix ®é cao 66 H×nh 4.5B. L−íi Tuyªn Quang (fix 4 ®iÓm ®é cao gèc) §iÓm gèc täa ®é §iÓm GPS cã ®o nèi thuû chuÈn h¹ng 3 §iÓm fix ®é cao 37 km 64 km 28 km 37 km 91 km 67 km 67 4.3. ®é chÝnh x¸c cña ®é cao tr¾c ®Þa trong ®o cao GPS Trong ®o cao GPS ta cã 2 c«ng thøc c¬ b¶n: h=H-N (4.1) Δh=ΔH-ΔN (4.2) Víi c¸c l−íi GPS ®· cã, sè liÖu chªnh cao tr¾c ®Þa cña c¸c c¹nh ®o (ΔHij) sÏ ®−îc tæng hîp dùa trªn c¸c file th«ng tin vÒ c¹nh. Sau ®ã dùa vµo 2 ph−¬ng ph¸p ®Ó ®¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c vÒ c¸c trÞ ®o cao tr¾c ®Þa. 4.3.1. Dùa vµo khÐp vßng chªnh cao cña c¸c tam gi¸c V× c¸c l−íi GPS dïng ®¸nh gi¸ vµ nghiªn cøu lµ l−íi tam gi¸c, tõ c¸c chªnh cao cña c¸c c¹nh ®o (ΔHij) ta sÏ tÝnh ®−îc sai sè chªnh cao c¸c vßng khÐp tam gi¸c. Víi 3 l−íi GPS cã th«ng sè nh− b¶ng (4.1) gåm: - L−íi GPS B×nh ThuËn (vïng trung du); - L−íi GPS Thõa Thiªn HuÕ (vïng ®ång b»ng vµ mét phÇn trung du); - L−íi GPS Tuyªn Quang (vïng nói). Ta cã thÓ ¸p dông quy ph¹m ®o thuû chuÈn nhµ n−íc víi vïng nói chung cho 3 l−íi. Theo quy ph¹m [3] th× sai sè khÐp vßng thuû chuÈn h¹ng 3 ë vïng nói lµ L12 , h¹ng 4 lµ L25 vµ kü thuËt lµ L50 (Trong ®ã: L lµ chiÒu dµi vßng khÐp cã ®¬n vÞ lµ km). 4.3.1.1. L−íi Thõa Thiªn HuÕ gåm 213 tam gi¸c khÐp chªnh cao, trong ®ã fΔH (max) =0.094 m. Trong sè 213 tam gi¸c khÐp chªnh cao cã: - 49 tam gi¸c v−ît h¹n sai khÐp vßng h¹ng 3 ( L12 ); - Kh«ng cã tam gi¸c nµo v−ît h¹n sai khÐp vßng h¹ng 4 ( L25 ). 68 B¶ng 4.2 STT Kho¶ng chia (mm) Sè vßng khÐp STT Kho¶ng chia (mm) Sè vßng khÐp 1 fΔH <-50 9 7 0< fΔH ≤10 40 2 -50≤ fΔH <-40 9 8 10< fΔH ≤20 23 3 -40≤ fΔH <-30 14 9 20< fΔH ≤30 15 4 -30≤ fΔH <-20 14 10 30< fΔH ≤40 10 5 -20≤ fΔH <-10 30 11 40< fΔH ≤50 7 6 -10≤ fΔH ≤0 26 12 fΔH >50 16 4.3.1.2. L−íi B×nh ThuËn gåm 271 tam gi¸c khÐp chªnh cao, trong ®ã fΔH(max)=0.121 m. Trong sè 271 tam gi¸c khÐp chªnh cao cã: - 42 tam gi¸c v−ît h¹n sai khÐp vßng h¹ng 3 ( L12 ); - 2 tam gi¸c v−ît h¹n sai khÐp vßng h¹ng 4 ( L25 ). B¶ng 4.3 STT Kho¶ng chia (mm) Sè vßng khÐp STT Kho¶ng chia (mm) Sè vßng khÐp 1 fΔH <-50 15 7 0< fΔH ≤10 47 2 -50≤ fΔH <-40 10 8 10< fΔH ≤20 22 3 -40≤ fΔH <-30 6 9 20< fΔH ≤30 14 4 -30≤ fΔH <-20 17 10 30< fΔH ≤40 16 5 -20≤ fΔH <-10 40 11 40< fΔH ≤50 7 6 -10≤ fΔH ≤0 63 12 fΔH >50 14 4.3.1.3. L−íi Tuyªn Quang gåm 386 tam gi¸c khÐp chªnh cao, trong ®ã fΔH (max)=0.222 m. Trong sè 386 tam gi¸c khÐp chªnh cao cã: - 142 tam gi¸c v−ît h¹n sai khÐp vßng h¹ng 3 ( L12 ); 69 - 67 tam gi¸c v−ît h¹n sai khÐp vßng h¹ng 4 ( L25 ); - 3 tam gi¸c v−ît h¹n sai khÐp vßng kü thuËt ( L50 ). B¶ng 4.4 STT Kho¶ng chia (mm) Sè vßng khÐp STT Kho¶ng chia (mm) Sè vßng khÐp 1 -200< fΔH 2 11 0< fΔH ≤20 82 2 -200≤ fΔH <-160 7 12 20< fΔH ≤40 32 3 -160≤ fΔH <-140 4 13 40< fΔH ≤60 8 4 -140≤ fΔH <-120 7 14 60< fΔH ≤80 11 5 -120≤ fΔH <-100 15 15 80< fΔH ≤100 15 6 -100≤ fΔH <-80 8 16 100< fΔH ≤120 16 7 -80≤ fΔH <-60 10 17 120< fΔH ≤140 11 8 -60≤ fΔH <-40 25 18 140< fΔH ≤160 3 9 -40≤ fΔH <-20 47 19 160< fΔH ≤200 8 10 -20≤ fΔH ≤0 74 20 fΔH >200 1 70 10 20 30 40 -10-20-30-40-50 H×nh 4.6. S¬ ®å ph©n bè sai sè khÐp vßng chªnh cao l−íi Thõa Thiªn HuÕ 500 fΔΗ P H×nh 4.7. S¬ ®å ph©n bè sai sè khÐp vßng chªnh cao l−íi B×nh ThuËn 0 10 20 30 40 50-50 -40 -30 -20 -10 P fΔH H×nh 4.8. S¬ ®å ph©n bè sai sè khÐp vßng chªnh cao l−íi Tuyªn Quang 0 20 40 60 80 100 120 140 180 160 -20-40-60- 120 - 100 -80- 140 - 160 - 180 fΔΗ P 71 NhËn xÐt: Tõ c¸c thèng kª vµ s¬ ®å ph©n bè sai sè khÐp vßng chªnh cao cña 3 l−íi trªn ta nhËn thÊy: - Víi c¸c l−íi GPS (cã c¸c th«ng sè vÒ l−íi nh− b¶ng 4.1 - t−¬ng ®−¬ng l−íi §Þa chÝnh c¬ së(§CCS)) th× ®é chÝnh x¸c vÒ ®o cao tr¾c ®Þa t−¬ng ®−¬ng h¹ng 4 víi khu vùc trung du vµ miÒn nói thÊp. Nh−ng víi vïng nói cao th× ®é chÝnh x¸c vÒ ®o cao tr¾c ®Þa chØ ®¹t ®−îc ®é cao kü thuËt; - Sù ph©n bè dÊu (-) vµ (+) cña c¸c sai sè khÐp vßng chªnh cao t−¬ng ®èi ®ång ®Òu nhau; - Sai sè khÐp vßng chªnh cao tam gi¸c cña c¸c l−íi GPS tu©n theo quy luËt ph©n bè chuÈn cña sai sè ngÉu nhiªn. 4.3.2. Dùa vµo sai sè trung ph−¬ng ®o cao trªn 1 km ( kmmΗ ) Tõ c¸c chªnh cao c¸c c¹nh ®o (ΔHij) cña 3 l−íi trªn (l−íi Thõa Thiªn HuÕ gåm 334 trÞ ®o chªnh cao, l−íi B×nh ThuËn gåm 437 trÞ ®o chªnh cao, l−íi Tuyªn Quang gåm 611 trÞ ®o chªnh cao) ta sÏ lËp ®−îc m¹ng l−íi ®é cao. Dùa trªn nguyªn lý sè b×nh ph−¬ng nhá nhÊt ®Ó tÝnh to¸n [6]. Chóng ta ¸p dông bµi to¸n b×nh sai gi¸n tiÕp víi mét ®iÓm gèc bÊt kú cã ®é cao tuú ý vµ lùa chän träng sè cña trÞ ®o ΔHij lµ Pij = 1/Lij (trong ®ã Lij lµ chiÒu dµi cña c¸c c¹nh GPS cã ®¬n vÞ lµ km). ta cã tn PVV T −=μ tõ ®ã thu ®−îc μ=Η kmm (mm) (μ lµ sai sè trung ph−¬ng ®o cao trªn 1 km). Víi sè liÖu vµ ph−¬ng ph¸p nh− trªn, sau khi ch¹y ch−¬ng tr×nh b×nh sai ta sÏ cã kÕt qu¶ nh− sau: B¶ng 4.5 ChØ tiªu sai sè ST T Tªn L−íi km mΗ tÝnh (mm) kmmΗ (4) kmmΗ (kt) ®é cx ®o cao ®¹t ®−îc 1 L−íi GPS T. Thiªn HuÕ 13.5 ≈ h¹ng 4 2 L−íi GPS B×nh ThuËn 10.8 h¹ng 4 3 L−íi GPS Tuyªn Quang 20.8 12.5 mm 25 mm Kü thuËt (4.3) 72 4.3.3. KÕt luËn Sau khi sö dông 2 ph−¬ng ph¸p kh¶o s¸t víi 3 l−íi GPS nªu trªn, chóng ta ®i ®Õn kÕt luËn nh− sau: §é chÝnh x¸c vÒ ®o cao tr¾c ®Þa trong c¸c m¹ng l−íi GPS (víi c¸c th«ng sè vÒ l−íi nh− b¶ng 4.1- t−¬ng ®−¬ng §CCS) ®¹t ®−îc ®é chÝnh x¸c cña ®é cao h¹ng 4 víi c¸c l−íi ë vïng trung du vµ miÒn nói thÊp; ë nh÷ng vïng nói cao hiÓm trë (vïng T©y B¾c) th× ®é chÝnh x¸c chØ ®¹t ®−îc ®é cao kü thuËt. Tõ nh÷ng nhËn xÐt trªn cã thÓ kh¼ng ®Þnh ®é chÝnh x¸c cña ®é cao thuû chuÈn x¸c ®Þnh theo c«ng nghÖ GPS ë vïng trung du vµ vïng nói ViÖt Nam (víi c¸c th«ng sè cña l−íi nh− b¶ng 4.1 - t−¬ng ®−¬ng §CCS) kh«ng thÓ ®¹t ®é chÝnh x¸c tèt h¬n h¹ng 4 . 4.4. ®é chÝnh x¸c x¸c ®Þnh ®é cao víi viÖc sö dông c¸c m« h×nh geoid toµn cÇu 4.4.1. §¸nh gi¸ sù phï hîp gi÷a 2 m« h×nh EGM 96 vµ OSU91A víi vïng trung du vµ vïng nói ViÖt Nam Tõ c«ng thøc (3.8) ta cã thÓ viÕt cô thÓ nh− sau: )84()84( WGSAWGSAA Hh ζ−= Trong ®ã: HA(WGS84) lµ ®é cao tõ ®iÓm A tíi mÆt ellipsoid WGS84 quèc tÕ ζA(WGS84) lµ ®é cao tõ mÆt Geoid tíi mÆt ellipsoid WGS84 quèc tÕ Tõ ch−¬ng tr×nh GPSurvey 2.35, c¨n cø vµo gi¸ trÞ mÆt b»ng vµ thuËt to¸n néi suy, ch−¬ng tr×nh tù ®éng t¹o ra tÖp *.DCO (Data Collector Observation File). TÖp nµy chøa c¸c gi¸ trÞ ®é cao Geoid, c¸c gi¸ trÞ nµy sÏ tham gia vµo qu¸ tr×nh b×nh sai vµ kÕt qu¶ sÏ cho ta ®é cao thuû chuÈn c¸c ®iÓm trong m¹ng l−íi. Víi 3 l−íi GPS ®· cã, b×nh sai c¸c l−íi trªn víi tÊt c¶ c¸c ®iÓm gèc to¹ ®é ®−îc fix (X,Y) vµ mét ®iÓm fix ®é cao h (víi l−íi Thõa Thiªn HuÕ lµ ®iÓm 331438, l−íi B×nh ThuËn lµ ®iÓm 925456, l−íi Tuyªn Quang lµ ®iÓm 79448), (4.4) 73 xem h×nh (4.3A, 4.4A, 4.5A). Sö dông 2 m« h×nh trªn ®Ó x¸c ®Þnh ®é cao thuû chuÈn cho c¸c ®iÓm. Sau ®ã so s¸nh ®é lÖch gi÷a ®é cao tÝnh ®−îc vµ ®é cao gèc h¹ng 3 ®Ó ®¸nh gi¸ sù phï hîp cña tõng m« h×nh. KÕt qu¶ sau b×nh sai cña c¸c l−íi vÒ mÆt ph¼ng lµ rÊt tèt (mp<0.07m), víi kÕt qu¶ nh− trªn cã thÓ thÊy ®−îc vÒ mÆt b»ng c¸c l−íi trªn cã ®é chÝnh x¸c t−¬ng ®−¬ng §CCS. V× môc tiªu cña ®Ò tµi lµ kh¶o s¸t vÒ ®é cao, v× vËy ë ®©y kh«ng ®−a ra chi tiÕt c¸c kÕt qu¶ vÒ mÆt ph¼ng mµ c¸c l−íi ®¹t ®−îc. B¶ng 4.6. KÕt qu¶ kh¶o s¸t l−íi Thõa Thiªn HuÕ Δh STT Tªn ®iÓm hgèc - h EGM96 hgèc - h OSU91A 1 331412 -0.267 -0.223 2 331426 0.037 0.041 3 331435 -0.479 -0.437 4 331441 -0.454 -0.413 5 331446 0.082 0.078 6 331448 -0.842 -0.754 7 331450 -0.619 -0.564 8 331451 -0.550 -0.505 9 331456 -0.022 -0.024 10 331457 0.026 0.022 11 331459 -0.397 -0.365 12 331463 -0.009 -0.011 13 331466 -0.150 -0.140 14 331467 -0.151 -0.150 74 B¶ng 4.7. KÕt qu¶ kh¶o s¸t l−íi B×nh ThuËn Δh STT Tªn ®iÓm hgèc - h EGM96 hgèc - h OSU91A 1 925461 1.496 1.434 2 925462 0.766 0.773 3 925463 0.910 0.908 4 925467 1.170 1.158 5 925478 0.185 0.245 6 925517 1.193 1.166 7 925520 0.197 0.235 8 926420 1.576 1.508 9 926428 1.794 1.712 10 926429 1.861 1.769 11 937434 0.278 0.374 12 937439 -0.116 -0.026 B¶ng 4.8. KÕt qu¶ kh¶o s¸t l−íi Tuyªn Quang Δh STT Tªn ®iÓm hgèc - h EGM96 hgèc - h OSU91A 1 66484 -1.377 -1.363 2 67417 -0.131 -0.096 3 67430 -0.176 -0.203 4 67436 -0.237 -0.287 5 79430 0.308 0.407 6 79446 -0.058 -0.092 7 79456 -0.242 -0.264 8 79460 -0.809 -0.752 9 79479 -0.349 -0.336 10 79487 0.312 0.365 11 91532 0.224 0.286 12 91540 0.300 0.391 13 91546 0.285 0.398 14 91549 0.593 0.784 75 Chóng ta ®¸nh gi¸ chÊt l−îng cña viÖc øng dông c¸c m« h×nh theo mét sè chØ tiªu sau: - §é lÖch δtb trung b×nh : - Gi¸ trÞ chªnh chÖch lín nhÊt vµ nhá nhÊt δmax = max(δi) δmin = min(δi) - §é lÖch trung ph−¬ng (mδ) trong ®ã: δi = ⏐hgèc - h Geoid ⏐, n lµ sè l−îng ®iÓm so s¸nh. Tõ c¸c chØ tiªu trªn, dùa vµo sè liÖu trong c¸c b¶ng (4.6; 4.7; 4.8) ta cã b¶ng thèng kª sau: B¶ng 4.9. B¶ng thèng kª c¸c chØ tiªu theo 2 m« h×nh L−íi T. Thiªn HuÕ L−íi B×nh ThuËn L−íi Tuyªn QuangST T YÕu tè so s¸nh EGM 96 OSU 91A EGM 96 OSU 91A EGM 96 OSU 91A 1 δtb 0.292 0.266 0.962 0.942 0.386 0.430 2 δmax 0.842 0.754 1.861 1.769 1.377 1.363 3 δmin 0.009 0.011 0.116 0.026 0.058 0.092 4 mδ 0.389 0.352 1.147 1.109 0.507 0.538 Tõ b¶ng thèng kª trªn ta thÊy víi vïng trung du vµ ®åi nói thÊp th× m« h×nh OSU 91A tèt h¬n m« h×nh EGM 96, nh−ng víi vïng nói cao th× m« h×nh EGM 96 tèt h¬n . Nh−ng sù kh¸c biÖt trªn lµ kh«ng lín. V× vËy chóng ta cã thÓ sö dông mét trong hai m« h×nh cho vïng Trung du vµ vïng nói. Theo tµi liÖu [9] th× ®· sö dông m« h×nh EGM 96 trong viÖc x©y dùng hÖ to¹ ®é VN 2000. n n i tb ∑ = 1 δ δ [ ] n m δδδ = (4.5) (4.6) (4.7) 76 4.4.2. §¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c cña gi¸ trÞ h khi sö dông m« h×nh Geoid ch−a c¶i tiÕn. Tõ nh÷ng nhËn xÐt trªn, trong phÇn nµy chóng ta sÏ chØ sö dông m« h×nh EGM 96 ®Ó dïng vµo viÖc ®¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c cña gi¸ trÞ h. VÉn dïng h ®Ó lµm ®iÓm fix (víi l−íi Thõa Thiªn HuÕ lµ ®iÓm 331438, l−íi B×nh ThuËn lµ ®iÓm 925456, l−íi Tuyªn Quang lµ ®iÓm 79448), xem h×nh (4.3A, 4.4A, 4.5A). Sau khi tÝnh ®−îc Δh (®é lÖch gi÷a trÞ ®o vµ trÞ b×nh sai), ta sÏ so s¸nh víi quy ph¹m [3] (h¹ng 4 lµ L25 vµ kü thuËt lµ L50 ), trong ®ã L lµ kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm fix tíi ®iÓm cÇn tÝnh. B¶ng 4.10. B¶ng so s¸nh gi¸ trÞ Δh vµ h¹n sai l−íi Thõa Thiªn HuÕ Fgh (mm) STT Tªn ®iÓm hgèc - h EGM96 (mm) S (km) h4 Kt 1 331412 -267 10.928 83 165 2 331426 37 5.288 57 115 3 331435 -479 11.851 86 172 4 331441 -454 13.400 92 183 5 331446 82 1.749 33 66 6 331448 -842 23.812 122 244 7 331450 -619 17.935 106 212 8 331451 -550 15.573 99 197 9 331456 -22 5.230 57 114 10 331457 26 4.577 53 107 11 331459 -397 15.571 99 197 12 331463 -9 7.427 68 136 13 331466 -150 12.018 87 173 14 331467 -151 8.470 73 146 Trong sè 14 ®iÓm dïng ®Ó so s¸nh ta thÊy cã 4 ®iÓm gi¸ trÞ h ®¹t ®−îc ®é chÝnh x¸c h¹ng 4; 5 ®iÓm ®¹t ®é chÝnh x¸c kü thuËt. 77 B¶ng 4.11. B¶ng so s¸nh gi¸ trÞ Δh vµ h¹n sai l−íi B×nh ThuËn Fgh (mm) STT Tªn ®iÓm hgèc - h EGM96 (mm) S (km) h4 Kt 1 925461 1496 37.822 154 307 2 925462 766 16.391 101 202 3 925463 910 19.548 111 221 4 925467 1170 26.485 129 257 5 925478 185 7.417 68 136 6 925517 1193 27.633 131 263 7 925520 197 4.786 55 109 8 926420 1576 40.958 160 320 9 926428 1794 47.222 172 344 10 926429 1861 49.880 177 353 11 937434 278 27.978 132 264 12 937439 -116 36.176 150 301 Trong sè 12 ®iÓm dïng ®Ó so s¸nh ta thÊy cã 1 ®iÓm gi¸ trÞ h ®¹t ®−îc ®é chÝnh x¸c h¹ng 4; 1 ®iÓm ®¹t ®é chÝnh x¸c kü thuËt. B¶ng 4.12. B¶ng so s¸nh gi¸ trÞ Δh vµ h¹n sai l−íi Tuyªn Quang Fgh (mm) STT Tªn ®iÓm hgèc - h EGM96 (mm) S (km) h4 Kt 1 66484 -1377 67.273 205 410 2 67417 -131 43.232 164 329 3 67430 -176 36.609 151 303 4 67436 -237 33.220 144 288 5 79430 308 12.010 87 173 6 79446 -58 8.558 73 146 7 79456 -242 18.319 107 214 78 8 79460 -809 30.199 137 275 9 79479 -349 22.945 120 240 10 79487 312 18.037 106 212 11 91532 224 23.289 121 241 12 91540 300 27.542 131 262 13 91546 285 35.589 149 298 14 91549 593 36.866 152 304 Trong sè 14 ®iÓm dïng ®Ó so s¸nh ta thÊy cã 2 ®iÓm gi¸ trÞ h ®¹t ®−îc ®é chÝnh x¸c h¹ng 4; 6 ®iÓm ®¹t ®é chÝnh x¸c kü thuËt. Qua thèng kª kÕt qu¶ trong c¸c b¶ng (4.10, 4.11, 4.12) ta thÊy ®é chÝnh x¸c cña gi¸ trÞ h x¸c ®Þnh theo c«ng nghÖ GPS sö dông m« h×nh Geoid EGM 96 ch−a c¶i tiÕn ë vïng trung du vµ vïng nói ViÖt Nam kh«ng ®¹t ®−îc ®é chÝnh x¸c cña ®o cao kü thuËt. 4.4.3. §¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c cña gi¸ trÞ h khi sö dông m« h×nh Geoid ®· ®−îc c¶i tiÕn theo VN 2000 4.4.3.1. Khi dïng 1 ®iÓm lµm ®é cao khëi tÝnh Trong phÇn nµy ta vÉn sö dông ch−¬ng tr×nh GPSurvey 2.35 vµ m« h×nh Geoid EGM 96. B×nh sai víi tÊt c¶ c¸c ®iÓm to¹ ®é mÆt ph¼ng vµ mét ®iÓm gèc ®é cao. Nh−ng kh¸c víi phÇn trªn lµ trong phÇn mÒm ta dïng gi¸ trÞ H lµm ®iÓm fix. Tõ c«ng thøc (3.8) ta cã )2000()2000( VNAAVNA hH ζ+= trong ®ã HA(VN2000) lµ ®é cao tõ ®iÓm A tíi mÆt ellipxoid WGS 84 ®· ®Þnh vÞ cho phï hîp víi ViÖt Nam (VN 2000); ζA(VN2000) lµ ®é cao tõ mÆt Geoid EGM 96 tíi mÆt ellipxoid WGS 84 ®· ®Þnh vÞ cho phï hîp víi ViÖt Nam (VN 2000). Tõ ch−¬ng tr×nh GPSurvey, c¨n cø vµo gi¸ trÞ mÆt b»ng vµ thuËt to¸n néi suy, ta sÏ loat ra ®−îc file ®é cao Geoid (Network.txt). Dïng c¸c file (4.8) 79 (Network.txt) kÕt hîp víi file to¹ ®é cña c¸c ®iÓm trªn WGS 84, sö dông phÇn mÒm Geotool chóng ta sÏ thu ®−îc gi¸ trÞ hiÖu chØnh ζA(VN2000) cña c¸c ®iÓm theo VN 2000. Tõ gi¸ trÞ ζA(VN2000) thu ®−îc ta x¸c ®Þnh ®−îc HA(VN2000) cña c¸c ®iÓm gèc ®é cao theo c«ng thøc (4.8). Sö dông c¸c ®iÓm gèc ®é cao HA(VN2000) vµo ch−¬ng tr×nh b×nh sai GPSurvey 2.35 sÏ cho kÕt qu¶ gi¸ trÞ HA(VN2000) cña c¸c ®iÓm cßn l¹i trong l−íi, gi¸ trÞ nµy sÏ kÕt hîp víi gi¸ trÞ ζA(VN2000) theo c«ng thøc (4.8) ta sÏ thu ®−îc trÞ hA cña c¸c ®iÓm cÇn kh¶o s¸t. Víi 3 l−íi dïng kh¶o s¸t, vÉn dïng c¸c ®iÓm fix ®é cao nh− sau (víi l−íi Thõa Thiªn HuÕ lµ ®iÓm 331438, l−íi B×nh ThuËn lµ ®iÓm 925456, l−íi Tuyªn Quang lµ ®iÓm 79448), xem h×nh (4.3A, 4.4A, 4.5A). Ta cã kÕt qu¶ kh¶o s¸t. B¶ng 4.13. B¶ng so s¸nh gi¸ trÞ Δh vµ h¹n sai l−íi Thõa Thiªn HuÕ Fgh (mm) ζ (m) STT Tªn ®iÓm hgèc - h EGM96 (mm) h4 Kt WGS 84 VN 2000 1 331412 78 83 165 -14.8471 -2.4706 2 331426 100 57 115 -14.5903 -2.4932 3 331435 -107 86 172 -14.7240 -2.3139 4 331441 -75 92 183 -14.6910 -2.2729 5 331446 20 33 66 -14.4192 -2.4453 6 331448 -192 122 244 -14.8336 -2.1381 7 331450 -138 106 212 -14.7294 -2.2056 8 331451 -133 99 197 -14.6939 -2.2357 9 331456 -81 57 114 -14.3555 -2.3783 10 331457 -90 53 107 -14.3311 -2.4118 11 331459 -43 99 197 -14.6072 -2.2134 12 331463 -74 68 136 -14.3196 -2.3478 13 331466 18 87 173 -14.4593 -2.2524 14 331467 -138 73 146 -14.3672 -2.3161 Trong sè 14 ®iÓm dïng ®Ó so s¸nh ta thÊy cã 5 ®iÓm gi¸ trÞ h ®¹t ®−îc ®é chÝnh x¸c h¹ng 4; 14 ®iÓm ®¹t ®é chÝnh x¸c kü thuËt. 80 B¶ng 4.14. B¶ng so s¸nh gi¸ trÞ Δh vµ h¹n sai l−íi B×nh ThuËn Fgh (mm) ζ (m) STT Tªn ®iÓm hgèc - h EGM96 (mm) h4 Kt WGS 84 VN 2000 1 925461 245 154 307 03.4579 1.6163 2 925462 139 101 202 02.5283 1.3085 3 925463 175 111 221 02.6717 1.3602 4 925467 208 129 257 02.9602 1.4192 5 925478 -22 68 136 01.7861 0.9593 6 925517 228 131 263 03.0297 1.4837 7 925520 -10 55 109 01.8810 1.0572 8 926420 192 160 320 03.5786 1.6261 9 926428 201 172 344 03.8138 1.6307 10 926429 162 177 353 03.9184 1.6556 11 937434 -241 132 264 01.6327 0.4927 12 937439 -523 150 301 01.0856 0.2898 Trong sè 12 ®iÓm dïng ®Ó so s¸nh ta thÊy cã 3 ®iÓm gi¸ trÞ h ®¹t ®−îc ®é chÝnh x¸c h¹ng 4; 11 ®iÓm ®¹t ®é chÝnh x¸c kü thuËt. B¶ng 4.15. B¶ng so s¸nh gi¸ trÞ Δh vµ h¹n sai l−íi Tuyªn Quang Fgh (mm) ζ (m) STT Tªn ®iÓm hgèc - h EGM96 (mm) h4 Kt WGS 84 VN 2000 1 66484 915 205 410 -29.9834 1.4029 2 67417 604 164 329 -29.3943 0.4820 3 67430 750 151 303 -29.5678 0.5184 4 67436 684 144 288 -29.6763 0.4588 5 79430 67 87 173 -29.5075 -0.6613 6 79446 107 73 146 -29.8016 -0.5053 81 7 79456 98 107 214 -29.9536 -0.4770 8 79460 -163 137 275 -30.1447 -0.3863 9 79479 -144 120 240 -29.9841 -0.6573 10 79487 -94 106 212 -29.7161 -1.0267 11 91532 -215 121 241 -29.7331 -1.0977 12 91540 -307 131 262 -29.6993 -1.1976 13 91546 -182 149 298 -29.7277 -1.1897 14 91549 -287 152 304 -29.5789 -1.4389 Trong sè 14 ®iÓm dïng ®Ó so s¸nh ta thÊy cã 3 ®iÓm gi¸ trÞ h ®¹t ®−îc ®é chÝnh x¸c h¹ng 4; 9 ®iÓm ®¹t ®é chÝnh x¸c kü thuËt. Tõ nh÷ng nhËn xÐt trong 3 b¶ng ( 4.13, 4.14, 4.15), ta thèng kª ®−îc c¸c ®iÓm kh«ng ®¹t ®−îc ®é chÝnh x¸c ®o cao kü thuËt: B¶ng 4.16. C¸c ®iÓm kh«ng ®¹t ®é chÝnh x¸c ®o cao kü thuËt L−íi T. Thiªn HuÕ L−íi B×nh ThuËn L−íi Tuyªn Quang STT Tªn ®iÓm S (km) Tªn ®iÓm S (km) Tªn ®iÓm S (km) 1 937439 36 66484 67 2 67417 43 3 67430 36 4 67436 33 5 TÊt c¶ c¸c ®iÓm ®Òu ®¹t ®é chÝnh x¸c ®o cao kü thuËt. Smax=23 km 91540 27 Tõ b¶ng thèng kª 4.16 nhËn thÊy, víi c¸c ®iÓm song trïng dïng ®Ó ®¸nh gi¸ cña 3 l−íi trªn th× nh÷ng ®iÓm kh«ng ®¹t ®é chÝnh x¸c ®o cao kü thuËt c¸ch ®iÓm fix gi¸ trÞ lµ > 25 km. 82 NhËn xÐt: Khi chóng ta ch−a cã mét m« h×nh Geoid riªng ®Ó sö dông, t¹m thêi sö dông m« h×nh EGM 96 trong c¸c ch−¬ng tr×nh b×nh sai th×: - Dïng gi¸ trÞ ®é cao Geoid ®· ®−îc hiÖu chØnh theo VN 2000 víi viÖc fix ®é cao H sÏ cho kÕt qu¶ c¸c gi¸ trÞ h tèt h¬n; - Víi viÖc sö dông m« h×nh Geoid EGM 96 ®· c¶i tiÕn theo VN 2000, ®é chÝnh x¸c vÒ gi¸ trÞ ®é cao thuû chuÈn x¸c ®Þnh theo c«ng nghÖ GPS (víi c¸c th«ng sè vÒ l−íi nh− b¶ng 4.1- t−¬ng ®−¬ng §CCS) ®¹t ®−îc ®é chÝnh x¸c kü thuËt víi c¸c l−íi ë vïng trung du vµ ®åi nói thÊp, cßn vïng nói cao th× chØ cã kho¶ng 70% gi¸ trÞ h ®¹t ®−îc ®é chÝnh x¸c ®é cao kü thuËt. Nh−ng víi mËt ®é kho¶ng 50 km cã mét ®iÓm gèc ®é cao thuû chuÈn, th× ®é chÝnh x¸c vÒ gi¸ trÞ ®é cao thuû chuÈn cña tÊt c¶ c¸c ®iÓm x¸c ®Þnh ®−îc sÏ ®¹t ®−îc ®é chÝnh x¸c ®o cao kü thuËt. 4.4.3.2. Khi dïng 4 ®iÓm lµm ®é cao khëi tÝnh VÉn kh¶o s¸t nh− phÇn 4.4.3.1, nh−ng trong phÇn nµy chóng ta sÏ dïng 4 ®iÓm cã ®é cao gèc lµm ®iÓm fix, c¸c ®iÓm nµy ®−îc chän sao cho ®Òu trªn toµn m¹ng l−íi, kho¶ng c¸ch tõ c¸c ®iÓm song trïng cßn l¹i tíi ®iÓm gÇn nhÊt trong 4 ®iÓm ®−îc fix tèi ®a kho¶ng 25 km. Trong l−íi Thõa Thiªn HuÕ sÏ chän c¸c ®iÓm (331412, 331438, 331451, 331463). L−íi B×nh ThuËn gåm c¸c ®iÓm (925467, 925520, 926420, 937434). L−íi Tuyªn Quang gåm c¸c ®iÓm (66484, 67430, 79448, 91540). Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®iÓm fix cña c¸c l−íi xem h×nh (4.3B, 4.4B, 4.5B). B¶ng 4.17. Kho¶ng c¸ch tõ c¸c ®iÓm song trïng tíi ®iÓm fix cña l−íi Thõa Thiªn HuÕ S (km) STT Tªn ®iÓm 331412 331438 331451 331463 1 331426 8 5 18 13 2 331435 11 12 5 13 3 331441 13 13 2 13 4 331446 12 2 17 7 5 331448 22 24 8 22 6 331450 17 18 2 16 83 7 331456 15 5 14 2 8 331457 15 5 17 4 9 331459 17 16 3 13 10 331466 17 12 7 8 11 331467 16 8 12 3 B¶ng 4.18. Kho¶ng c¸ch tõ c¸c ®iÓm song trïng tíi ®iÓm fix cña l−íi B×nh ThuËn S (km) STT Tªn ®iÓm 925467 925520 926420 937434 1 925456 26 5 41 28 2 925461 12 36 3 48 3 925462 10 15 25 32 4 925463 7 18 21 34 5 925478 27 3 41 21 6 925517 2 26 13 40 7 926428 21 45 7 55 8 926429 23 48 9 57 9 937439 52 33 65 15 B¶ng 4.19. Kho¶ng c¸ch tõ c¸c ®iÓm song trïng tíi ®iÓm fix cña l−íi Tuyªn Quang S(km) STT Tªn ®iÓm 66484 67430 79448 91540 1 67417 47 15 43 71 2 67436 36 8 33 59 3 79430 73 38 12 33 4 79446 64 38 9 27 5 79456 63 42 18 29 6 79460 62 48 30 36 7 79479 71 50 23 23 8 79487 83 54 18 10 9 91532 86 59 23 5 10 91546 95 71 36 10 11 91549 101 73 37 11 Sau khi b×nh sai, ®èi chiÕu kÕt qu¶ tÝnh c¸c ®iÓm gèc cßn l¹i víi sè liÖu ®é cao gèc h¹ng 3 ta sÏ thu ®−îc kÕt qu¶ sau: 84 B¶ng 4.20. B¶ng so s¸nh gi¸ trÞ Δh cña 3 l−íi L−íi Thõa Thiªn HuÕ L−íi B×nh ThuËn L−íi Tuyªn Quang STT Tªn ®iÓm hgèc - h EGM96 (mm) Tªn ®iÓm hgèc - h EGM96 (mm) Tªn ®iÓm hgèc - h EGM96 (mm) 1 331426 32 925456 -75 67417 -175 2 331435 -28 925461 24 67436 178 3 331441 29 925462 -55 79430 45 4 331446 30 925463 -23 79446 97 5 331448 17 925478 39 79456 106 6 331450 19 925517 -11 79460 -163 7 331456 -3 926428 48 79479 -35 8 331457 -37 926429 10 79487 141 9 331459 114 937439 -122 91532 84 10 331466 175 91546 215 11 331467 -35 91549 164 Tõ b¶ng thèng kª 4.21 nhËn thÊy khi dïng 4 ®iÓm ®é cao lµm ®iÓm fix th× c¸c ®iÓm cßn l¹i dïng ®Ó so s¸nh sÏ cã ®é lÖch Δh (gi÷a gi¸ trÞ gèc vµ gi¸ trÞ tÝnh) tèt h¬n rÊt nhiÒu khi dïng mét ®iÓm. Tõ kÕt qu¶ nµy cã thÓ nhËn thÊy trong c¸c m¹ng l−íi GPS nh− trªn chóng ta cã g¾ng bè trÝ nhiÒu ®iÓm gèc ®é cao ®Òu trªn c¶ l−íi víi mËt ®é kho¶ng 50 km cã mét ®iÓm khëi tÝnh vÒ ®é cao th× gi¸ trÞ h x¸c ®Þnh ®−îc sÏ cho ®é tin cËy rÊt cao. 85 phÇn kÕt luËn vμ kiÕn nghÞ 1. KÕt luËn Víi sù ph¸t triÓn nhanh chãng vµ øng dông triÖt ®Ó khoa häc c«ng nghÖ vµo ®o ®¹c b¶n ®å, c«ng nghÖ GPS ®· ®¸p øng ®−îc rÊt nhiÒu c«ng viÖc víi chÊt l−îng tèt h¬n c«ng nghÖ truyÒn thèng ®ång thêi tiÕt kiÖn c«ng søc vµ tiÒn cña. Trong c«ng viÖc thµnh lËp m¹ng l−íi täa ®é c¸c cÊp, c«ng nghÖ GPS ®· ®¸p øng hÇu hÕt c¸c yªu cÇu chÊt l−îng vÒ mÆt ph¼ng, nh−ng vÒ ®é cao do cßn mét sè h¹n chÕ, v× vËy hiÖn nay ch−a ®−îc øng dông nhiÒu. Khi sö dông c«ng nghÖ GPS ®Ó x¸c ®Þnh ®é cao thñy chuÈn cho c¸c ®iÓm th× chóng ta cÇn ph¶i quan t©m tíi c¶ hai gi¸ trÞ ¶nh h−ëng lµ: §é chÝnh x¸c cña viÖc x¸c ®Þnh gi¸ trÞ H b»ng c«ng nghÖ GPS vµ ®é chÝnh x¸c cña m« h×nh Geoid ®−îc chän. C¸c vÊn ®Ò trong ®o cao anten quyÕt ®Þnh nhiÒu tíi ®é chÝnh x¸c cña viÖc x¸c ®Þnh ®é cao tr¾c ®Þa. C¸c lo¹i sæ ®o GPS thiÕu ghi chó vÒ lo¹i anten vµ ph−¬ng ph¸p ®o cao ®· lçi thêi, cÇn ®−îc thay thÕ. Víi c¸c m¹ng l−íi tam gi¸c cã c¸c chØ tiªu kü thuËt nh− ®· tr×nh bÇy (®é chÝnh x¸c vÒ mÆt ph¼ng t−¬ng ®−¬ng §CCS) ®−îc nghiªn cøu trong ®Ò tµi nµy nhËn thÊy: - ViÖc dïng m« h×nh EGM 96 vµ OSU 91A lµ t−¬ng ®−¬ng nhau vÒ ®é chÝnh x¸c cho khu vùc trung du vµ miÒn nói; - §é chÝnh x¸c ®o cao tr¾c ®Þa ®¹t ®−îc h¹ng 4 víi khu vùc trung du vµ ®åi nói thÊp, víi khu vùc nói cao th× chØ ®¹t ®−îc ®é chÝnh x¸c ®o cao kü thuËt; - Chªnh cao ®Þa h×nh ¶nh h−ëng rÊt nhiÒu ®Õn ®é chÝnh x¸c cña ®o cao GPS vµ m« h×nh Geoid; 86 - Khi sö dông m« h×nh EGM 96 ch−a c¶i tiÕn trong viÖc x¸c ®Þnh ®é cao thñy chuÈn cho ®é chÝnh x¸c kh«ng ®¹t ®−îc ®é cao kü thuËt; - Víi viÖc dïng m« h×nh EGM 96 ®· ®−îc chØnh lý (theo VN 2000) th× ®é chÝnh x¸c x¸c ®Þnh ®é cao thñy chuÈn khu vùc trung du vµ miÒn nói ®¹t ®−îc ®é chÝnh x¸c ®o cao kü thuËt víi mËt ®é ®iÓm gèc ®é cao kho¶ng 50 km cã mét ®iÓm. 2. KiÕn nghÞ Tõ c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu trªn cã mét sè kiÕn nghÞ nh− sau: Trong khi chóng ta ch−a cã mét m« h×nh Geoid quèc gia ®−îc c«ng bè vµ sö dông th× trong tÝnh to¸n b×nh sai x¸c ®Þnh ®é cao thñy chuÈn cho c¸c ®iÓm GPS, chóng ta nªn ¸p dông ph−¬ng ph¸p b×nh sai fix H (®· hiÖu chØnh m« h×nh EGM 96 theo VN 2000), c¸c ch−¬ng tr×nh chuyÓn ®æi vµ hiÖu chØnh dÞ th−¬ng ®é cao ®· ®−îc Côc §o ®¹c vµ B¶n ®å ban hµnh. §Ó n©ng cao ®é chÝnh x¸c ®o cao tr¾c ®Þa ë nh÷ng khu vùc chªnh cao ®Þa h×nh lín th× nh÷ng ®iÓm GPS lu«n ph¶i thiÕt kÕ t¹i n¬i ®¶m b¶o ®−îc sù th«ng tho¸ng vÒ ®Þa h×nh vµ thùc phñ. Ng−êi ®o vµ xö lý tÝnh to¸n ph¶i chó ý h¬n n÷a ®Õn c«ng t¸c ®o chiÒu cao anten m¸y thu vµ c¸c lùa chän cña phÇn mÒm trong vÊn ®Ò vÒ chiÒu cao anten. §ång thêi chóng ta cÇn thiÕt ph¶i ban hµnh lo¹i sæ ®o GPS míi, trong ®ã cã phÇn khai b¸o lo¹i anten vµ ph−¬ng ph¸p ®o cao anten ®Ó ng−êi xö lý sè liÖu kh«ng bÞ nhÇm lÉn. §Ó ®¶m b¶o cho viÖc x¸c ®Þnh ®é cao thñy chuÈn ®¹t ®−îc ®é chÝnh x¸c h¹ng 4 (víi c¸c th«ng sè vÒ l−íi t−¬ng ®−¬ng §CCS hoÆc thÊp h¬n) th× ngoµi c¸c chó ý khi ®o vµ tÝnh to¸n chóng ta cÇn cã mËt ®é ®iÓm gèc ®é cao phï hîp (kho¶ng 25 km cã mét ®iÓm) vµ ®ång thêi cã mét m« h×nh Geoid quèc gia ®−îc x©y dùng dùa trªn sè liÖu ®é cao, träng lùc. 87 tμi liÖu kham kh¶o 1. §Æng Nam Chinh (2004), "C«ng thøc néi suy ®é cao Geoid cã xÐt tíi ¶nh h−ëng cña ®é cao ®Þa h×nh", TuyÓn tËp b¸o c¸o héi nghÞ khoa häc tr¾c ®Þa b¶n ®å vµ qu¶n lý ®Êt ®ai lÇn thø nhÊt, Hµ Néi. 2. §Æng Nam Chinh (2001), "So s¸nh m« h×nh Geoid EGM96 vµ OSU 91A", TuyÓn tËp c¸c c«ng tr×nh khoa häc tËp 33, Tr−êng §¹i Häc Má §Þ ChÊt, HN. 3. Côc §o ®¹c vµ B¶n ®å nhµ n−íc (1988), Quy ph¹m thµnh lËp l−íi ®é cao Nhµ n−íc h¹ng 1,2,3,4, Hµ néi. 4. §ç Ngäc §−êng, (1996), C¬ së tr¾c ®Þa vÖ tinh, Bµi gi¶ng dïng cho cao häc ngµnh tr¾c ®Þa, Tr−êng §¹i häc Má §Þa chÊt, Hµ Néi. 5. TrÇn B¹ch Giang (2004), "Giíi thiÖu L−íi to¹ ®é quèc gia h¹ng III, b¶n ®å ®Þa h×nh tû lÖ 1/50000 phñ trïm toµn quèc vµ c¸c tr¹m GPS Quèc gia", T¹p chÝ Tµi nguyªn vµ M«i tr−êng, (sè ®Æc biÖt). 6. Hoµng Ngäc Hµ, Tr−¬ng Quang HiÕu (1999), C¬ së xö lý sè liÖu tr¾c ®Þa, NXB Giao th«ng vËn t¶i, Hµ Néi. 7. Lª V¨n H−ng (1997), Sæ tay ®Þnh vÞ GPS ®−îc viÕt d−íi sù l·nh ®¹o cña David Wells, NXB Khoa häc vµ Kü thuËt, TP Hå ChÝ Minh. 8. Ph¹m Hoµng L©n (1997), C«ng nghÖ GPS, Bµi gi¶ng dïng cho cao häc ngµnh tr¾c ®Þa, Tr−êng §¹i Häc Má §Þa ChÊt, Hµ Néi. 9. Tæng côc §Þa chÝnh (1999), B¸o c¸o khoa häc X©y dùng hÖ quy chiÕu vµ hÖ thèng ®iÓm to¹ ®é quèc gia, Hµ Néi. 10. Alfred Leick (1995), GPS Satellite Surveying, Orono-Maine. 11. Konrad Pirwitz (1999), XX Zgomadzenie Generalne CERCO, Przeglad Geodezyjny. 12. N.V.Iakovlep (1989), Tr¾c ®Þa cao cÊp (tiÕng Nga), NXB Nhedrad, Moskva.