1. Trang Chủ
  2. Khoa học tự nhiên
  3. Đề tài tốt nghiệp Đo cao GPS vỡ ứng dụng trên vùng mỏ Cẩm Phả - Quảng Ninh.

Đề tài tốt nghiệp Đo cao GPS vỡ ứng dụng trên vùng mỏ Cẩm Phả - Quảng Ninh.

Công nghệ GPS đã đợc đa vỡo ứng dụng trong công tác trắc địa ở nớc ta từ những năm 1990. Trong gần 15 năm khai thác sử dụng công nghệ GPS, cho thấy GPS lỡ một công cụ hết sức tiện lợi trong công tác xây dựng các mạng lới khống chế mặt bằng, song về độ chính xác,xác định độ cao còn một số hạn chế do những nguyên nhân khác nhau. §å ¸n tèt nghÖp - Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt   Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Tr­êng ®¹i häc má - ®Þa chÊt khoa tr¾c ®Þa - bé m«n tr¾c ®Þa cao cÊp ---  --- §å ¸n tèt nghiÖp

Thể loại Tài liệu miễn phí Khoa học tự nhiên

Số trang 68

Ngày tạo 8/30/2018 12:52:01 AM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 0.53 M

Tên tệp

Tải Đề tài tốt nghiệp Đo cao GPS vỡ ứng dụng trên vùng... (.pdf)

Xem mẫu

  1. §å ¸n tèt nghÖp - Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt   Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Tr­êng ®¹i häc má - ®Þa chÊt khoa tr¾c ®Þa - bé m«n tr¾c ®Þa cao cÊp ---  --- §å ¸n tèt nghiÖp §Ò tµi : ®o cao GPS vµ øng dông trªn vïng má cÈm ph¶ - qu¶ng ninh   1 Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ
  2. §å ¸n tèt nghÖp - Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt Gi¸o viªn h­íng dÉn: Sinh viªn thùc hiÖn: PGS. TS. §Æng Nam chinh Phïng ThÕ Tïng Líp: Tr¾c ®Þa - K44 - S§ Hµ Néi - 2005 2 Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ
  3. §å ¸n tèt nghÖp - Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt Më ®Çu C«ng nghÖ GPS ®· ®­îc ®­a vµo øng dông trong c«ng t¸c tr¾c ®Þa ë n­íc ta tõ nh÷ng n¨m 1990. Trong gÇn 15 n¨m khai th¸c sö dông c«ng nghÖ GPS, cho thÊy GPS lµ mét c«ng cô hÕt søc tiÖn lîi trong c«ng t¸c x©y dùng c¸c m¹ng l­íi khèng chÕ mÆt b»ng, song vÒ ®é chÝnh x¸c,x¸c ®Þnh ®é cao cßn mét sè h¹n chÕ do nh÷ng nguyªn nh©n kh¸c nhau. Chóng ta biÕt r»ng, ®é cao hoÆc hiÖu ®é cao x¸c ®Þnh b»ng c«ng nghÖ GPS lµ ®é cao vµ hiÖu ®é cao tr¾c ®Þa, tÝnh trªn bÒ mÆt Ellipxoid quy chiÕu WGS-84. Trong thùc tÕ chóng ta l¹i sö dông ®é cao vµ hiÖu ®é cao thñy chuÈn, x¸c ®Þnh so víi mÆt Geoid hoÆc Kvadigeoid. Nh­ vËy ®Ó chuyÓn ®é cao hoÆc hiÖu ®é cao tr¾c ®Þa vÒ hiÖu ®é cao thñy chuÈn chóng ta cÇn ph¶i biÕt ®­îc ®é cao Geoid (Undulation) hoÆc hiÖu ®é cao Geoid, song ®©y kh«ng ph¶i lµ vÊn ®Ò ®¬n gi¶n v× sù biÕn ®æi uèn nÕp cña bÒ mÆt Geoid l¹i phô thuéc vµo cÊu tróc vËt chÊt bªn trong lßng tr¸i ®Êt. §Ó nghiªn cøu geoid ®ßi hái ph¶i cã nhiÒu sè liÖu kh¸c nhau nh­ sè liªu träng lùc, thiªn v¨n, tr¾c ®Þa v v... Cã thÓ thÊy r»ng trªn mét ph¹m vi hÑp, sù biÕn ®æi cña bÒ mÆt Geoid so víi bÒ mÆt Ellipxoid cã thÓ coi lµ biÕn ®æi tuyÕn tÝnh, do ®ã chóng ta cã thÓ x©y dùng c¸c c«ng thøc ®¬n gi¶n ®Ó tÝnh to¸n hiÖu chØnh vµo ®é cao tr¾c ®Þa hay hiÖu ®é cao tr¾c ®Þa ®Ó nhËn ®­îc ®é cao thñy chuÈn vµ hiÖu ®é cao thñy chuÈn. Víi ph­¬ng ph¸p nªu trªn, chóng t«i ®· thùc hiÖn ®Ò tµi tèt n ghiÖp "§o cao GPS vµ øng dông trªn vïng má CÈm Ph¶ - Qu¶ng Ninh". §Ò tµi trªn sÏ gãp phÇn ®­a øng dông GPS vµo vïng má CÈm Ph¶ - Qu¶ng Ninh lµ vïng than quan träng cña c¶ n­íc. MÆc dï vïng CÈm Ph¶ - Qu¶ng Ninh cã diÖn tÝch kh«ng lín, song s¶n l­îng than khai th¸c hµng n¨m chiÕm trªn 50% s¶n l­îng than cña Tæng C«ng ty than ViÖt Nam. 3 Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ
  4. §å ¸n tèt nghÖp - Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt Trong qu¸ tr×nh hoµn thµnh b¶n ®å ¸n tèt nghiÖp, em ®· nhËn ®­îc sù gióp ®ì, sù chØ b¶o tËn t×nh cña PGS. TS. §Æng Nam Chinh, vµ sù chØ b¶o cña c¸c thÇy, c« gi¸o. Tuy nhiªn do thêi gian vµ tr×nh ®é cã h¹n, néi dung cña b¶n ®å ¸n tèt nghiÖp cña em kh«ng tr¸nh khái nh÷ng khiÕm khuyÕt. Em rÊt mong nhËn ®­îc sù ®ãng gãp ý kiÕn cña c¸c thÇy, c« gi¸o vµ c¸c b¹n ®ång nghiÖp. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n thÇy gi¸o h­íng dÉn, c¸c thÇy, c« gi¸o trong bé m«n T§CC vµ trong khoa tr¾c ®Þa ®· gióp ®ì vµ chØ b¶o em ®Ó ®­îc cã kÕt qu¶ nh­ ngµy h«m nay. Hµ Néi, ngµy..... th¸ng..... n¨m 2005 Sinh viªn Phïng ThÕ Tïng 4 Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ
  5. §å ¸n tèt nghÖp - Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt Ch­¬ng I. Kh¸i qu¸t chung vÒ c«ng nghÖ GPS 1.1. CÊu tróc hÖ thèng GPS Tõ nh÷ng n¨m 1960 cïng víi sù tiÕn bé cña kü thuËt ®iÖn tö, chÕ t¹o tªn löa vµ lý thuyÕt ®Þnh vÞ vÖ tinh, ng­êi ta ®· x©y dùng ®­îc c¸c hÖ thèng ®Þnh vÞ vÖ tinh ®Çu tiªn. Tr­íc khi cã hÖ thèng ®Þnh vÞ toµn cÇu, Mü ®· x©y dùng hÖ thèng ®Þnh vÞ vÖ tinh khu vùc (thuéc l·nh thæ Mü) nh­ hÖ thèng Starfix, Ominitrac. ë ch©u ¢u cã hÖ thèng ®Þnh vÞ vÖ tinh Euteltrancs gåm c¸c vÖ tinh ®Þa tÜnh. Tõ n¨m1967 - 1969 Mü ®· b¾t ®Çu nghiªn cøu ®Ò ¸n TIMATION vµ ®· ®­a lªn c¸c quü ®¹o ®ång bé 20 vÖ tinh ho¹t ®éng ë c¸c ®é vÜ tõ 60 ®é vÜ b¾c ®Õn 60 ®é vÜ Nam. D­íi sù chñ tr× cña bé quèc phßng Mü c¶ hai ®Ò ¸n 621B vµ Timation ®· ®­îc phèi hîp l¹i vµ h×nh thµnh nªn hÖ thèng ®Þnh vÞ toµn cÇu GPS. HÖ thèng ®Þnh vÞ toµn cÇu GPS ®­îc viÕt ®Çy ®ñ lµ NAVSTAR GPS (Navigation Satellite Timing and Ranging Global Positioning System). Ngµy 22 th¸ng 02 n¨m 1978 vÖ tinh ®Çu tiªn cña hÖ thèng ®Þnh vÞ toµn cÇu GPS ®· ®­îc ®­a lªn quü ®¹o. Tõ ngµy 8/12/1993 trªn 6 quü ®¹o cña hÖ thèng GPS ®· ®ñ 24 vÖ tinh. Víi hÖ thèng ®Þnh vÞ GPS vÊn ®Ò vÒ thêi gian, tèc ®é, vÞ trÝ ®­îc gi¶i quyÕt nhanh chãng, chÝnh x¸c trªn ph¹m vi toµn cÇu trong bÊt kú thêi ®iÓm nµo. HÖ thèng ®Þnh vÞ toµn cÇu GPS bao gåm 3 bé phËn cÊu thµnh, ®ã lµ: + PhÇn kh«ng gian + PhÇn ®iÒu khiÓn + Vµ ®o¹n sö dông 5 Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ
  6. §å ¸n tèt nghÖp - Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt 1. PhÇn kh«ng gian (Space Segment) §o¹n kh«ng gian bao gåm c¸c vÖ tinh chuyÓn ®éng trªn 6 mÆt ph¼ng quü ®¹o ë ®é cao kho¶ng 20.200km. MÆt ph¼ng quü ®¹o nghiªng víi mÆt ph¼ng xÝch ®¹o tr¸i ®Êt mét gãc 550. VÖ tinh GPS chuyÓn ®éng trªn quü ®¹o gÇn nh­ trßn víi chu kú lµ 718 phót. Theo thiÕt kÕ, hÖ thèng gåm cã 24 vÖ tinh mçi quü ®¹o cã 4 vÖ tinh, víi sù ph©n bè vÖ tinh trªn quü ®¹o nh­ vËy, trong bÊt kú thêi gian nµo vµ ë bÊt kú vÞ trÝ quan tr¾c nµo trªn tr¸i ®Êt còng cã thÓ quan tr¾c ®­îc Ýt nhÊt 4 vÖ tinh GPS. Ch­¬ng tr×nh ®­a c¸c vÖ tinh GPS lªn quü ®¹o ®· ®­îc chia lµm c¸c khèi (Block) nh­ sau: Khèi I, II, II-A, II-R vµ II-F. TÝnh ®Õn n¨m 1998 chØ cßn 3 vÖ tinh cña khèi I cïng víi c¸c vÖ tinh cña khèi II cïng II-A lµm viÖc. N¨ng l­îng cung cÊp cho ho¹t ®éng cña c¸c thiÕt bÞ trªn vÖ tinh lµ n ¨ng l­îng pin mÆt trêi. C¸c vÖ tinh GPS cã träng l­îng kho¶ng 1600kg khi phãng vµ kho¶ng 800kg trªn quü ®¹o. Theo thiÕt kÕ tuæi thä cña c¸c vÖ tinh kho¶ng 7,5 n¨m. C¸c vÖ tinh cña c¸c khèi sau cã träng l­îng lín h¬n vµ cã tuæi thä còng dµi h¬n c¸c vÖ tinh tr­íc ®ã. ThÝ dô vÖ tinh khèi I chØ cã träng l­îng lµ 845kg song vÖ tinh khèi II cã träng l­îng lµ 1500kg vµ ®Õn khèi II-R vÖ tinh cã träng l­îng lµ 2000kg. Tuæi thä cña vÖ tinh ®­îc kÐo dµi tõ 7,5 n¨m ®Õn trªn 10 n¨m. Mçi vÖ tinh thuéc khèi I (block I) ®­îc trang bÞ 4 ®ång hå nguyªn tö, 2 ®ång hå thuéc lo¹i Censium vµ 2 ®ång hå thuéc lo¹i Rubidium. Thªm vµo ®ã mçi vÖ tinh ®­îc trang bÞ thªm bé t¹o giao ®éng th¹ch anh rÊt chÝnh x¸c. Ng­êi ta sö dông 4 ®ång hå kh«ng chØ víi môc ®Ých dù phßng mµ cßn ®Ó t¹o ra mét c¬ së gi¸m s¸t thêi gian vµ cung cÊp giê chÝnh x¸c nhÊt. HÖ thèng gi¸m s¸t thêi gian ®· ®­îc thùc hiÖn ®èi víi c¸c vÖ tinh GPS thuéc khèi II vµ khèi II-R. §ång hå nguyªn tö rubium cã ®é æn ®Þnh kÐm h¬n mét chót so víi ®ång hå nguyªn tö Censium trong thêi gian dµi, sai lÖch cì 10-12. ViÖc hiÖu chØnh tÇn sè ®ång hå trªn vÖ tinh cã thÓ thùc hiÖn tõ mÆt ®Êt nhê c¸c tr¹m ®iÒu khiÓn. Trªn c¸c vÖ tinh GPS thuéc khèi II, ng­êi ta ®· n©ng cÊp thiÕt bÞ bëi 3 6 Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ
  7. §å ¸n tèt nghÖp - Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt ®ång hå Censium. HÖ thèng gi¸m s¸t c¸c ®ång vÖ tinh lµ mét trong c¸c chøc n¨ng cña ®o¹n ®iÒu khiÓn. C¸c sè hiÖu chØnh nµy ®­îc göi lªn vÖ tinh vµ sau ®ã truyÒn tíi c¸c m¸y thu cïng víi th«ng tin trong ephemeris. TÊt c¶ c¸c ®ång hå cña hÖ thèng GPS ho¹t ®éng ë tÇn sè 10,23MHz, c¸c m· (Code) tÝn hiÖu vµ tÇn sè sãng t¶i ®­îc dùa trªn tÇn sè ®ång hå c¬ së chuÈn. TÊt c¶ c¸c vÖ tinh GPS ®Òu cã thiÕt bÞ t¹o dao ®éng víi tÇn sè chuÈn c¬ së lµ f0=0,23MHz. TÇn sè nµy cßn lµ tÇn sè chuÈn cña ®ång hå nguyªn tö víi ®é chÝnh x¸c cì 10-12. tõ tÇn sè c¬ së f0 thiÕt bÞ sÏ t¹o ra 2 tÇn sè sãng t¶i L1 vµ L2 . L1 = 154 f0 = 1575.42MHz cã b­íc sãng 1 = 19,032cm L2 = 120 f0 = 1227.60MHz cã b­íc sãng 2 = 24,42cm C¸c sãng t¶i L1, L2 thuéc d¶i sãng cùc ng¾n víi tÇn sè lín nh­ vËy c¸c tÝn hiÖu sÏ Ýt bÞ ¶nh h­ëng cña tÇng ®iÖn` ly (tÇng Ion) vµ tÇng ®èi l­u v× møc ®é lµm chËm tÝn hiÖu do tÇng ®iÖn ly tû lÖ nghÞch víi b×nh ph­¬ng cña tÇn sè. §Ó phôc vô cho c¸c môc ®Ých vµ ®èi t­îng kh¸c nhau, c¸c tÝn hiÖu ph¸t ®i ®­îc ®iÒu biÕn mang theo c¸c code riªng biÖt, ®ã lµ C/A code, P -code vµ Y- code (code cã thÓ lµ dÞch m·). C/A code (coarse/ Acquisition code) lµ code th« cho phÐp dïng réng r·i. C/A code mang tÝnh chÊt code tùa ngÉu nhiªn. TÝn hiÖu mang code nµy cã tÇn sè chuÈn lµ (10,23MHz) t­¬ng øng víi b­íc sãng 293m. C/A code chØ ®iÒu biÕn sãng t¶i L1, sãng nÕu cã sù can thiÖp cña c¸c tr¹m ®iÒu khiÓn trªn mÆt ®Êt cã thÓ chuyÓn sang c¶ L2. Chu kú cña C/A code lµ 1mili gi©y, trong ®ã chøa 10,23 bite (1023 chip), mçi mét vÖ tinh ph¸t ®i C/A code kh¸c nhau. P-code (Precision code) lµ code chÝnh x¸c, ®iÒu biÕn c¶ sãng t¶i L1 vµ L2, cã ®é dµi cì 1014 bite (vµo cì 38 tuÇn lÔ) vµ lµ code tùa ngÉu nhiªn PRN - code (Pseudorandom noise). TÝn hiÖu cña P-code cã tÇn sè ®óng b»ng tÇn sè chuÈn f0=(10,23MHz). T­¬ng øng víi b­íc sãng 29,3m. Mçi vÖ tinh sö dông 7 Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ
  8. §å ¸n tèt nghÖp - Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt mét ®o¹n code nµy (t­¬ng øng víi ®é dµi 1 tuÇn lÔ, gäi lµ "code tuÇn lÔ"). Code tùa ngÉu nhien lµ c¬ së ®Ó ®Þnh vÞ tuyÖt ®èi kho¶ng c¸ch gi¶, ®ång thêi dùa vµo ®ã cã thÓ nhËn biÕt sè hiÖu vÖ tinh. P-code ®­îc dïng cho môc ®Ých qu©n sù (cña Mü) vµ chØ ®­îc dïng cho môc ®Ých kh¸c khi phÝa Mü cho phÐp. Y-code lµ code bÝ mËt ®­îc phñ lªn P-code gäi lµ kü thuËt AS (Anti - Spoofing) chØ cã c¸c vÖ tinh thuéc khèi II (sau n¨m 1989) míi cã kh¶ n¨ng nµy. Ngoµi c¸c tÇn sè trªn, c¸c vÖ tinh GPS cßn cã thÓ trao ®æi víi c¸c tr¹m ®iÒu khiÓn trªn mÆt ®Êt qua c¸c tÇn sè 1783,74MHz vµ 2227,5MHz ®Ó truyÒn c¸c th«ng tin ®¹o hµng vµ c¸c lÖnh ®iÒu khiÓn tíi vÖ tinh. Ng­êi ta ­íc l­îng ®é chÝnh x¸c ®Þnh vÞ ®¹t cì 1% b­íc sãng cña tÝn hiÖu. Nh­ vËy ngay khi sö dông code th« C/A ®Ó ®Þnh vÞ th× cã thÓ ®¹t tíi ®é chÝnh x¸c cì 3m. ChÝnh v× thÕ phÝa Mü chñ ®éng lµm nhiÔu tÝn hiÖu ®Ó h¹ thÊp ®é chÝnh x¸c x¸c ®Þnh tuyÖt ®èi. Kü thuËt lµm nhiÔu nµy gäi lµ SA (Selective Availability). Do nhiÔu SA, kh¸ch hµng chØ cã thÓ dÞch vÞ tuyÖt ®èi víi ®é chÝnh x¸c 50 ®Õn 100m. Tõ ngµy 20/5/2000 Mü ®· bá chÕ ®é nhiÔu SA. 2. PhÇn ®iÒu khiÓn (Control Segment) §o¹n ®iÒu khiÓn ®­îc thiÕt lËp ®Ó duy tr× ho¹t ®éng cña toµn bé hÖ thèng ®Þnh vÞ nµy. Tr¹m ®iÒu khiÓn trung t©m (Master Control station - viÕt t¾t lµ MCS) ®­îc ®Æt t¹i c¨n cø kh«ng qu©n Mü gÇn Colorado Springs. Tr¹m ®iÒu khiÓn trung t©m nµy cã nhiÖm vô chñ yÕu trong ®o¹n ®iÒu khiÓn, cËp nhËt th«ng tin ®¹o hµng truyÒn ®i tõ vÖ tinh. Cïng phèi hîp ho¹t ®éng víi tr¹m ®iÒu khiÓn trung t©m lµ hÖ thèng ho¹t ®éng kiÓm tra (Operational Control System - viÕt t¾t lµ OCS) bao gåm c¸c tr¹m theo dâi (monitoring stations) phÇn bè quanh tr¸i ®Êt, ®ã lµ c¸c tr¹m Colorado Springs, Hawai, Assension Islands, Diego Garcia, Kwajalein. C¸c tr¹m nµy theo dâi liªn tôc tÊt c¶ c¸c vÖ tinh cã thÓ quan s¸t ®­îc, c¸c sè liÖu quan s¸t ®­îc ë c¸c tr¹m nµy ®­îc chuyÓn vÒ tr¹m ®iÒu khiÓn trung t©m MCS, t¹i ®©y viÖc tÝnh to¸n sè liÖu chung ®­îc thùc hiÖn vµ cuèi cïng c¸c 8 Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ
  9. §å ¸n tèt nghÖp - Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt th«ng tin ®¹o hµng cËp nhËt ®­îc chuyÓn lªn c¸c vÖ tinh, ®Ó sau ®ã tõ vÖ tinh chuyÓn ®Õn c¸c m¸y thu ng­êi sö dông. Nh­ vËy vai trß cña ®o¹n ®iÒu khiÓn rÊt quan träng v× nã kh«ng chØ theo dâi c¸c vÖ tinh mµ cßn liªn tôc cËp nhËt ®Ó chÝnh x¸c hãa c¸c th«ng tin ®¹o hµng, b¶o ®¶m ®é chÝnh x¸c cho c«ng t¸c ®Þnh vÞ b»ng hÖ thèng GPS. C¬ b¶n quan b¶n ®å thuéc bé quèc phßng Mü (DMA) ®· phèi hîp víi mét sè n­íc kh¸c, x©y dùng m¹ng l­íi theo dâi hÖ thèng GPS trªn toµn cÇu, nh­ c¸c n­íc Achentina, Australia, Ba ranh, Equador, Anh... nhê sù phèi hîp mang l­íi quan tr¾c réng d·i nµy DMA sÏ x¸c ®Þnh ®­îc epheinerit chÝnh x¸c. Nhê ®ã c¬ quan tr¾c ®Þa quèc gia Mü (NGS) sÏ ®¸p øng cung cÊp cho c¸c c¬ quan qu©n sù sö dông lÞch vÖ tinh chÝnh x¸c trong ®Þnh vÞ GPS. GÇn ®©y sè l­îng tr¹m quan tr¾c GPS t¨ng lªn. NhiÒu c¬ quan tr¾c ®Þa b¶n ®å cña c¸c c¬ quan kh¸c nhau, nhiÒu viÖn nghiªn cøu, c¸c tr­êng ®¹i häc vµ nhiÒu nhãm nghiªn cøu ë mäi n¬i trªn thÕ giíi ®· cã ®­îc c¸c tr¹m quan tr¾c, quan tr¾c GPS vµ sö dông nã nh­ "s©n sau" ®Ó ®­îc sö dông GPS víi ®é chÝnh x¸c cao. Tr­íc hÕt ph¶i kÓ ®Õn nh÷ng cè g¾ng cña tæ chøc hîp t¸c quèc tÕ vÒ l­íi GPS - CIGNET (Cooperative International GPS Network) vµ nh÷ng kÕt qu¶ ®· ®¹t ®­îc cña c¬ quan øng dông GPS trong nghiªn cøu ®Þa ®éng lùc - IGS ®¹t ®­îc cña c¬ quan øng dông GPS trong nghiªn cøu ®Þa ®éng lùc - IGS (International GPS Service for Geod - dynamics), b¾t ®Çu ho¹t ®éng tõ 01/01/1994. 3. §o¹n sö dông (User Segment) §o¹n sö dông bao gåm c¸c m¸y thu GPS, m¸y ho¹t ®éng ®Ó thu tÝn hiÖu vÖ tinh GPS phôc vô cho c¸c môc ®Ých kh¸c nhau nh­: dÉn ®­êng trªn biÓn, trªn kh«ng, trªn ®Êt liÒn, vµ phôc vô c«ng t¸c ®o ®¹c ë nhiÒu n¬i trªn thÕ giíi. Trong viÖc khai th¸c sö dông c«ng nghÖ GPS ng­êi ta cã thÓ kÕt nèi c¸c thiÕt bÞ thu tÝn hiÖu GPS víi mét sè thiÕt bÞ thu ph¸t kh¸c ®Ó thùc hiÖn c¸c kü thuËt ®o ®éng, thêi gian thùc (Real time kinematic - RTK), ®o vi ph©n DGPS (Differential - GPS), ®o vi ph©n diÖn réng WADGPS (Wide - Area - 9 Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ
  10. §å ¸n tèt nghÖp - Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt Differential - GPS). Trong kü thuËt WADGPS cßn sö dông vÖ tinh viÔn th«ng th­¬ng m¹i (Commercial communication satellite) nh­ lµ ph­¬ng tiÖn trung gian ®Î truyÒn sè c¶i chÝnh vi ph©n cho c¸c tr¹m ®o. M¸y thu GPS lµ phÇn cøng quan träng trong ®o¹n sö dông. Nhê c¸c tiÕn bé khoa häc kü thuËt trong lÜnh vùc ®iÖn tö, viÔn th«ng vµ kü thuËt th«ng tin tÝn hiÖu sè, c¸c m¸y thu GPS ®· ngµy mét hoµn thiÖn. Ngµnh chÕ t¹o m¸y thu GPS lµ ngµnh "kü thuËt cao". Mét sè h·ng chÕ t¹o cßn cho ra c¸c lo¹i m¸y cã thÓ ®ång thêi thu tÝn hiÖu tõ c¸c vÖ tinh GPS vµ c¶ vÖ tinh GLONASS. HiÖn nay ®· cã nhiÒu lo¹i m¸y thu cã kh¶ n¨ng ®o ë chÕ ®é thêi gian thùc (Real time). D¹ng m¸y thu phæ biÕn hiÖn nay lµ d¹ng m¸y thu ®a kªnh c¸c lo¹i m¸y thu nµy th­êng cã tõ 8 ®Õn 12 kªnh, mçi kªnh sÏ ®éc lËp theo dâi vµ thu tÝn hiÖu tõ mét vÖ tinh. 1.2. C¸c nguyªn lý ®Þnh vÞ GPS 1. §Þnh vÞ tuyÖt ®èi §Þnh vÞ GPS tuyÖt ®èi lµ tr­êng hîp sö dông m¸y thu GPS ®Ó x¸c ®Þnh ngay ra täa ®é cña ®iÓm quan tr¾c trong hÖ thèng to¹ ®é WGS - 84. §ã cã thÓ lµ c¸c thµnh phÇn to¹ ®é vu«ng gãc kh«ng gian (X, Y, Z) hoÆc lµ c¸c thµnh phÇn mÆt cÇu (B, L, H). HÖ thèng to¹ ®é WGS - 84 còng lµ hÖ thèng to¹ ®é c¬ së cña hÖ thèng GPS. Nã ®­îc thiÕt lËp g¾n liÒn víi Ellipsoid cã kÝch th­íc: a = 6378137m 1/ = 289.257223563 §Ó x¸c ®Þnh to¹ ®é cña mét ®iÓm trong hÖ WGS - 84, chóng ta chØ cÇn quan s¸t 3 vÖ tinh lµ ®ñ. Tuy nhiªn trong thùc tÕ ®ång hå m¸y thu kh«ng ®ång bé víi ®ång hå vÖ tinh t¹o nªn sai sè ®é lÖch ®ång hå. Do vËy ®Ó gi¶i ra to¹ ®é cña ®iÓm quan s¸t cÇn quan s¸t tíi tèi thiÓu 4 vÖ tinh. §iÒu nµy còng cã lîi ë chç lµ ta cã thÓ chän c¸ch xö lý hËu kú nÕu quan s¸t Ýt nhÊt 4 vÖ tinh. Tïy theo ph­¬ng ph¸p ®o, c¸ch sö dông trÞ ®o mµ ta cã c¸c ph­¬ng ph¸p ®Þnh vÞ tuyÖt ®èi kh¸c nhau. * Ta chia theo ph­¬ng ph¸p ®Þnh vÞ: 10 Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ
  11. §å ¸n tèt nghÖp - Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt - §Þnh vÞ tuyÖt ®èi tr¹ng th¸i tÜnh - §Þnh vÞ tuyÖt ®èi tr¹ng th¸i ®éng. * Ta chia theo c¸ch sö dông trÞ ®o: - §Þnh vÞ tuyÖt ®èi kho¶ng c¸ch gi¶. - §Þnh vÞ tuyÖt ®èi b»ng pha sãng t¶i. NÕu t¹i vÞ trÝ quan tr¾c ta thu tÝn hiÖu tõ c¸c vÖ tinh, ta lËp ®­îc c¸c ph­¬ng tr×nh x¸c ®Þnh to¹ ®é ®iÓm lµ: Trong ®ã:  i j   i  C i j t  j (1.2.1) X  X i t   Y j  Yi t   Z j  Z i t  j (1.2.2) i  2 2 2 j Víi (X, Y, Z)j : täa ®é cña vÖ tinh (X, Y, Z)i : täa ®é cña m¸y thu v3 v2 v4 3 2 4 v1 1 H×nh I.1. §Þnh vÞ tuyÖt ®èi ®o kho¶ng c¸ch gi¶ Nguyªn t¾c giao héi kho¶ng gi¶ ®­îc m« t¶ nh­ sau: Trong tr­êng hîp sè vÖ tinh quan s¸t ®­îc lín h¬n 4 ta sÏ gi¶i ®­îc 4 Èn sè theo ph­¬ng ph¸p sè b×nh ph­¬ng nhá nhÊt nhê hÖ ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh. Vi j   i  C . i j t    i j j (1.2.3) Hay ë d¹ng tuyÕn tÝnh:  (X j  X 0 ) Y j  Y0i Z j  Z0 i i dZ i  C . i j t   li j (1.2.4) Vi  dX i  dYi  j  ij  ij  ij 11 Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ
  12. §å ¸n tèt nghÖp - Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt j Trong ®ã: li j   i   i j j: thø tù cña vÖ tinh i: thø tù cña m¸y thu Kho¶ng c¸ch gi¶ code t¹i thêi ®iÓm t ®­îc biÓu diÔn bëi biÓu thøc sau: Ri(t) = i(t) + c.(t) (1.2.5) Trong ®ã: Ri(t) kho¶ng c¸ch gi¶ ®o ®­îc gi÷a vÞ trÝ quan tr¾c vµ vÖ tinh i i(t) lµ kho¶ng c¸ch h×nh häc gi÷a vÖ tinh i vµ ®iÓm quan s¸t c lµ vËn tèc truyÒn sãng (vËn tèc ¸nh s¸ng) (t) lµ sai sè ®ång hå §é sai ®ång hå (t) bao gåm tæng hîp sai sè cña ®ång hå vÖ tinh vµ ®ång hå m¸y thu xÐt trong hÖ thèng giê GPS. NÕu bá qua sai sè ®ång hå vÖ tinh, tøc lµ dS = 0, vµ l­u ý tíi (1.2.5) ta cã: (t) = -t (1.2.6) ë ®©y ta coi ®ång hå cña c¸c vÖ tinh ®ång bé víi nhau vµ ch¹y ®óng giê GPS. Trªn thùc tÕ mçi vÖ tinh cã mét sè hiÖu chØnh ®ång hå riªng. Nh­ ®· nãi ë trªn. NÕu chóng ta cã gi¸ trÞ gÇn ®óng cña vÞ trÝ ®iÓm quan tr¾c lµ X 0p; Y0p; Z0p ta cã thÓ khai triÓn tuyÕn tÝnh vÕ ph¶i cña ph­¬ng tr×nh (1.2.6). Trong ®ã thay cho c¸c Èn sè XP, YP, ZP lµ c¸c Èn sè dxP, dyP, dzP víi quan hÖ: XP = X0P + dxP YP = Y0P + dyP ZP = Z0P + dzP (1.2.7) Sau khi ¸p dông khai triÓn Taylor vµ gi÷ l¹i sè h¹ng bËc nhÊt cña dxP, dyP, dzP ta ®­îc ph­¬ng tr×nh: X i t   X P Y i t   YP0 Z i t   Z P 0 0 R i t    0 t    dz P  c. t dxP  .dy P  1  0 t   0 t   0 t  i i i (1.2.8) trong ®ã: X t   X   Y t   Y   Z t   Z   0 t   02 02 02 i i i i P P P Chóng ta ký hiÖu: 12 Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ
  13. §å ¸n tèt nghÖp - Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt li  R i t    0 t  i X i t   X P 0 ax   i  0 t  i Y i t   X P (1.2.9) 0 a iy    0 t  i Z i t   Z P 0 az   i  0 t  i Theo ký hiÖu trªn, víi 4 vÖ tinh chóng ta cã 4 ph­¬ng tr×nh viÕt ë d¹ng ma trËn nh­ sau: l = A.x (1.2.10) trong ®ã: a 1  c l1  dx P  1 a1 aY X Z 2  l  dy   c 2 2 aX a a A 3 l  x P (1.2.11) 2 Y Z ; ; a X  c l3  dz P  3 3 a a 4     Y Z  1   c a X 4 4 l 4    a a Y Z Tõ hÖ ph­¬ng tr×nh (1.2.10) cã thÓ gi¶i ®­îc vect¬ Èn sè x gåm 4 Èn sè cÇn x¸c ®Þnh trong bµi to¸n ®Þnh vÞ tuyÖt ®èi kho¶ng c¸ch gi¶. Trong tr­êng hîp, sè l­îng vÖ tinh quan s¸t ®ång thêi t¹i thêi ®iÓm t nhiÒu h¬n 4 (ký hiÖu sè vÖ tinh quan s¸t lµ n; n  4), c¸c Èn sè sÏ ®­îc gi¶i ra theo nguyªn lý sè b×nh ph­¬ng nhá nhÊt. Trong tr­êng hîp nµy ta cã hÖ ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh: v = A.x - l (1.2.12) trong ®ã: a 1  c dX P  v1  l1  1 a1 aY X Z 2  dY  v  l   c 2 2 a aY aZ A X x P v   2 ; l   2 (1.2.13) ; ;  ... ...  dZ P  ...  ...  ... ... n       t   c a X n n v n  l n    aY aZ Trong tr­êng hîp nµy nÕu coi c¸c kho¶ng c¸ch gi¶ ®o ®­îc lµ cïng ®é chÝnh x¸c th× hÖ ph­¬ng tr×nh chuÈn cã d¹ng: ATA.x - AT.l = 0 (1.2.14) VÐc t¬ Èn sè x sÏ nhËn ®­îc tõ kÕt qu¶ gi¶i hÖ ph­¬ng tr×nh chuÈn: x = (ATA)-1 ATl (1.2.15) 13 Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ
  14. §å ¸n tèt nghÖp - Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt Sai sè trung ph­¬ng ®¬n vÞ träng sè ®­îc tÝnh theo c«ng thøc quen thuéc: vv (1.2.16)  n4 §Ó ®¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c c¸c Èn sè, sö dông ma trËn nghÞch ®¶o cña ma trËn hÖ sè ph­¬ng tr×nh chuÈn, ký hiÖu lµ Q: Q = (ATA)-1 (1.2.17) T­¬ng øng víi thø tù c¸c Èn sè ta cã thÓ viÕt c¸c phÇn tö cña ma trËn Q nh­ sau: Q X , X Q X ,t  Q X ,Y Q X ,Z Q QY ,t  QY ,Y QY , Z Q  (1.2.18) X ,Y Q X ,Z Q Z ,t  QY , Z QZ , Z    Q X ,t QY ,t Q Z ,t Qt ,t  Víi ký hiÖu nh­ trªn ta sÏ tÝnh ®­îc sai sè vÞ trÝ ®iÓm ®Þnh vÞ tuyÖt ®èi trong kh«ng gian theo c«ng thøc: (1.2.19) M P   . Q X , X  QY ,Y  QZ , Z Ng­êi ta ký hiÖu PDOP  QX , X  QY ,Y  QZ , Z (1.2.20) PDOP lµ ®é ph©n t¶n ®é chÝnh x¸c cña vÞ trÝ ®iÓm (Position Dilution of Precision). Nh­ vËy PDOP lµ møc ®o chÊt l­îng h×nh häc cña lêi gi¶i bµi to¸n ®Þnh vÞ tuyÖt ®èi. PDOP kh«ng cã ®¬n vÞ, gi¸ trÞ PDOP cµng nhá th× chÊt l­îng h×nh häc cña lêi gi¶i cµng tèt. Khi vÖ tinh nhiÒu vµ ph©n bè ®Òu trªn bÇu trêi theo ph­¬ng vÞ vµ gãc cao th× PDOP sÏ nhá. Sai sè x¸c ®Þnh sè hiÖu chØnh ®ång hå i(t) ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: (1.2.21) mT   . QT ,T Ng­êi ta ký hiÖu TDOP  QT ,T (1.2.22) TDOP lµ ®é ph©n t¶n ®é chÝnh x¸c ®èi víi thêi gian (Time Ditution of Precision). 14 Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ
  15. §å ¸n tèt nghÖp - Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt Ngoµi ra ng­êi ta cßn ®­a ra kh¸i niÖm ®é ph©n t¶n ®é chÝnh x¸c h×nh häc lµ GDOP (Geometric Dilution of Precision), víi gi¸ trÞ GDOP ®­îc tÝnh: (1.2.23) GDOP  Q X , X  QY ,Y  QZ , Z  QT ,T Nh­ vËy trong hÖ to¹ ®é kh«ng gian ®Þa t©m XYZ chóng ta ®· cã c¸c kh¸i niÖm vÒ GDOP, PDOP, TDOP. NÕu xÐt ®Õn vÞ trÝ ®iÓm ®Þnh vÞ P trong hÖ to¹ ®é kh«ng gian ®Þa diÖn x, y, z, (N, E, U) ta cã c¸c kh¸i niÖm sau: HDOP lµ ®é ph©n t¶n ®é chÝnh x¸c vÞ trÝ mÆt b»ng (Horizontal Dilution of Precision). (1.2.24) DHOP  q x , x  q y , y VDOP lµ ®é ph©n t¶n ®é chÝnh x¸c vÒ ®é cao (Vertical Dilution of Precision). (1.2.25) VDOP  q z , z Còng t­¬ng tù nh­ PDOP, c¸c gi¸ trÞ GDOP, HDOP, VDOP, TDOP ®Òu lµ møc ®o chÊt l­îng h×nh häc cña c¸c lêi gi¶i. C¸c gi¸ trÞ q11, q22, q33 lµ c¸c phÇn tö trªn ®­êng chÐo cña ma trËn q, ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: qx, x qx, z  qx, y   (1.2.26) q  R QP R  q x , y T q y, y q y,z   qx, z qz,z  q y,z   trong ®ã: R lµ ma trËn xoay  sin B. cos L  sin L cos B. cos L  R    sin B. sin L cos L cos B. sin L  (1.2.27)    cos B sin B    0 QP lµ ma trËn con (3 x 3) cña ma trËn Q (1.2.18) Q X , X Q X ,Z  Q X ,Y   (1.2.28) QP   Q X ,Y QY ,Y QY , Z  Q X ,Z QZ , Z  QY , Z   Do tÝnh chÊt trùc giao cña ma trËn xoay R cho nªn: 15 Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ
  16. §å ¸n tèt nghÖp - Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt (1.2.29) Q X , X  QY ,Y  Q Z , Z  q x , x  q y , y  q z , z  PDOP Trong ®ã Qjj nhËn ®­îc trong qu¸ tr×nh b×nh sai b»ng c¸ch nghÞch ®¶o ma trËn hÖ sè trong hÖ ph­¬ng tr×nh chuÈn Q = N-1 = (ATA)-1 (1.2.30) Trong thùc tÕ, ta nhËn ®­îc trÞ sè DOP nhá khi c¸c vÖ tinh ph©n bè ®Òu vµ xuÊt hiÖn víi sè l­îng lín trªn bÇu trêi. 2. §Þnh vÞ t­¬ng ®èi §o GPS t­¬ng ®èi lµ tr­êng hîp sö dông 2 m¸y thu GPS ®Æt ë hai ®iÓm quan s¸t kh¸c nhau ®Ó x¸c ®Þnh ra hiÖu täa ®é vu«ng gãc kh«ng gian (X, Y, Z) hay hiÖu to¹ ®é mÆt cÇu (B, L, H) gi÷a chóng trong hÖ WGS - 84. Trong ph­¬ng ph¸p ®Þnh vÞ nµy chÞu ¶nh h­ëng cña nhiÒu nguån sai sè: sai sè cña ®ång hå vÖ tinh vµ ®ång hå m¸y thu, sai sè cña to¹ ®é vÖ tinh, sai sè x¸c ®Þnh sè nguyªn lÇn chu kú. Trong sè c¸c biÖn ph¸p n©ng cao ®é chÝnh x¸c th× viÖc lÊy sai ph©n ®Ó khö c¸c nguån sai chung tá ra rÊt hiÖu qu¶. Tïy theo c¸ch lÊy hiÖu gi÷a chóng mµ ta cã c¸c lo¹i s¶n phÈm kh¸c nhau nh­: sai ph©n bËc 1, sai ph©n bËc 2 vµ sai ph©n bËc 3. Thùc chÊt cña ®Þnh vÞ t­¬ng ®èi lµ x¸c ®Þnh cña ®iÓm ch­a biÕt so víi ®iÓm ®· biÕt kh¸c, th­êng lµ ®iÓm cè ®Þnh. Hay nãi lµ ®Þnh vÞ t­¬ng ®èi lµ x¸c ®Þnh vÐc t¬ gi÷a 2 ®iÓm, th­êng gäi lµ "baseline". Ký hiÖu:  : lµ hiÖu sè gi÷a hai m¸y thu  : lµ hiÖu sè gi÷a hai vÖ tinh   : lµ hiÖu sè gi÷a hai thêi ®iÓm ®o Khi lÊy sai ph©n bËc mét gi÷a hai m¸y thu ®Õn cïng mét vÖ tinh j vµo thêi®iÓm ti.  J t i    2j t i    1j t i  (1.2.31) th× sai sè cña ®ång hå m¸y thu sÏ ®­îc lo¹i bá. Khi lÊy sai ph©n bËc hai: dïng hai m¸y thu, tiÕn hµnh quan s¸t ®ång thêi hai vÖ tinh j vµ k ë thêi ®iÓm ti. J,K (ti) = K(ti) - j(ti) (1.2.32) 16 Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ
  17. §å ¸n tèt nghÖp - Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt Trong sai ph©n nµy c¶ hai lo¹i sai sè ®ång hå vÖ tinh vµ sai sè ®ång hå m¸y thu ®Òu bÞ lo¹i bá. NÕu xÐt hai tr¹m quan s¸t ®ång thêi hai vÖ tinh vµo hai thêi ®iÓm t i, ti+1 ta cã sai ph©n bËc ba. j,k = j,k(ti+1) - j,k(ti) (1.2.33) C¶ ba lo¹i sai sè ®ång hå m¸y thu, sai sè ®ång hå vÖ tinh vµ sai sè x¸c ®Þnh sè nguyªn lÇn chu kú b­íc sãng ®Òu ®­îc lo¹i bá. Tuy vËy trong thùc tÕ ng­êi ta Ýt dïng sai ph©n bËc ba mµ dïng sai ph©n bËc hai nhiÒu h¬n (hiÖu pha kÐp). Do khi lÊy sai ph©n bËc ba (hiÖu pha 3 bËc) mét sè yÕu tè vÒ t×nh tr¹ng vÖ tinh sÏ bÞ mÊt ®i. §Þnh vÞ t­¬ng ®èi cho kÕt qu¶ tèt nÕu quan tr¾c ®­îc thùc hiÖn ®ång thêi t¹i hai ®iÓm tham chiÕu vµ diÓm cÇn x¸c ®Þnh. 1.3. C¸c nguån sai sè trong ®Þnh vÞ GPS Nh­ chóng ta ®· biÕt bÊt kú lo¹i m¸y nµo dï hiÖn ®¹i ®Õn ®©u còng kh«ng thÓ ®o ®ac chÝnh x¸c tuyÖt ®èi ®­îc. V× thÕ trong ®Þnh vÞ GPS cã thÓ ph©n sai sè lµm 3 nhãm nh­ sau: 1. Nhãm thø nhÊt liªn quan ®Õn vÖ tinh. 2. Nhãm thø hai liªn quan ®Õn sù lan truyÒn tÝn hiÖu trong kh«ng gian. 3. Nhãm thø ba liªn quan ®Õn m¸y thu. Ta biÕt r»ng tÝn hiÖu sãng ®iÖn tõ, th­êng bÞ sai lÖch (nhanh, chËm) vµ bÞ nhiÔu (noise). Kho¶ng c¸ch gi¶ theo code vµ kho¶ng c¸ch gi¶ theo pha th­êng bÞ ¶nh h­ëng cña nhiÔu mang tÝnh hÖ thèng hoÆc ngÉu nhiªn. Vµ c¸c nguån sai sè nµy ®­îc thèng kª nh­ sau: - Do vÖ tinh: do sù sai lÖch ®ång hå, sai sè quü ®¹o g©y ra. - Do lan truyÒn tÝn hiÖu: do sù chiÕt quang tÇng Ion, chiÕt quang tÇng ®èi l­u g©y ra. - Do m¸y thu: do sù lÖch t©m pha anten, sai lÖch ®ång hå m¸y thu, hiÖn t­îng ®a ®­êng dÉn (Multipath). 17 Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ
  18. §å ¸n tèt nghÖp - Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt Mét sè nguån sai sè hÖ thèng cã thÓ ®­îc m« h×nh hãa vµ lµm gi¶m trong kÕt qu¶ quan tr¾c. Mét sè lo¹i kh¸c cã thÓ ®­îc lo¹i bá nhê xö lý thÝch hîp khi phèi hîp c¸c trÞ ®o (hiÖu pha...). - Ngoµi ra ng­êi ®o còng cã thÓ g©y ra c¸c sai sè nh­ sai sè do ®Þnh t©m, sai sè do ®o cao anten vµ cã tr­êng hîp ®Æt m¸y thu nhÇm ®iÓm v.v... 1.4. C¸c øng dông cña GPS 1.4.1. øng dông trong tr¾c ®Þa Nh÷ng øng dông ®Çu tiªn cña c«ng nghÖ GPS trong tr¾c ®Þa lµ ®o ®¹c c¸c m¹ng l­íi tr¾c ®Þa mÆt b»ng. Ta biÕt r»ng ®o t­¬ng ®èi tÜnh cho ®é chÝnh x¸c cao v× thÕ ph­¬ng ph¸p nµy dïng ®Ó ®o c¸c m¹ng l­íi tr¾c ®Þa. - Tr­íc hÕt lµ øng dông GPS vµo c«ng t¸c x©y dùng l­íi khèng chÕ mÆt b»ng. - Vµ sau ®ã lµ øng dông GPS vµo c«ng t¸c ®o vÏ ®Þa chÝnh, ®o vÏ chi tiÕt b¶n ®å ®Þa h×nh, b¶n ®å ®Þa chÝnh tû lÖ lín vµ tû lÖ trung b×nh. ë ph­¬ng ph¸p nµy ®o b»ng GPS ®éng ta kh«ng cÇn bè trÝ ®iÓm khèng chÕ ®o vÏ nh­ c¸c ph­¬ng ph¸p truyÒn thèng, v× tr¹m BASE cã thÓ ®Æt t¹i ®iÓm cã to¹ ®é vµ ®é cao c¸ch khu ®o d­íi 10km. Nh­ vËy hoµn toµn cã thÓ bá qua c¸c m¹ng l­íi GII, GT-2, §C-I, §C-2. TiÕt kiÖm ®­îc kinh phÝ x©y dùng l­íi chªm dµy vµ c¶ thêi gian thùc hiÖn c«ng viÖc lËp l­íi. - GÇn ®©y ng­êi ta ®· ®­a GPS phôc vô c«ng t¸c tr¾c ®Þa c«ng tr×nh, ®o lËp c¸c m¹ng l­íi c¬ së tr¾c ®Þa c«ng tr×nh vµ l­íi thi c«ng c«ng tr×nh. Do tÝnh chÊt cña tõng c«ng tr×nh vµ yªu cÇu riªng cña khu c«ng nghiÖp, cã lo¹i cÇn ®é chÝnh x¸c cao, lo¹i cÇn trung b×nh, vµ lo¹i cÇn ®é chÝnh x¸c thÊp. GPS cã thÓ lËp l­íi ®Ó chuyÓn trôc c«ng tr×nh lªn cao, víi ®é chÝnh x¸c cao. Trong tr­êng hîp nµy sö dông c¸c l­íi GPS c¹nh ng¾n ®Ó chuyÓn trôc theo ph­¬ng ph¸p to¹ ®é - hoµn nguyªn. - GPS ¸p dông ®Ó ®o c¸c m¹ng l­íi quan tr¾c biÕn d¹ng vµ chuyÓn dÞch c«ng tr×nh. C«ng t¸c nµy yªu cÇu ®é chÝnh x¸c cao nhÊt, møc ®é tin cËy vµo sè 18 Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ
  19. §å ¸n tèt nghÖp - Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt liÖu ®o biÕn d¹ng chuyÓn dÞch phô thuéc vµo ®é chÝnh x¸c ®o vµ ph­¬ng ph¸p xö lý sè liÖu ®o. - GPS ¸p dông trong ®o vÏ thµnh lËp c¸c mÆt c¾t vµ ®o tÝnh khèi l­îng. 1.4.2. C¸c øng dông GPS trong ®êi sèng C«ng nghÖ GPS lµ c«ng nghÖ ®Þnh vÞ hiÖn ®¹i kh«ng nh÷ng chØ dïng trong ngµnh tr¾c ®Þa mµ nã cßn ®­îc øng dông réng r·i trong cuéc sèng ngµy nay nh­: - §Þnh vÞ phôc vô dÉn ®­êng tÇu thuyÒn trªn biÓn, c¸c m¸y bay, tªn löa trong kh«ng trung. - §Þnh vÞ phôc vô t×m kiÕm cøu n¹n. - Phôc vô du lÞch, ®i l¹i trªn sa m¹c, trong rõng... - §Þnh vÞ phôc vô c«ng t¸c th¨m dß kh¶o s¸t ®Þa chÊt. v.v... 19 Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ
  20. §å ¸n tèt nghÖp - Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt Ch­¬ng II. C¸c ph­¬ng ph¸p ®o cao 2.1. C¸c hÖ thèng ®é cao §é cao, thÊp ë trong thùc tÕ g¾n liÒn víi lý thuyÕt thÕ träng tr­êng. Gi¸ trÞ thÕ träng tr­êng ®ãng vai trß quan träng ®Ó chuyÓn trÞ chªnh cao ®o ®­îc ®­a vÒ mét hÖ thèng ®é cao ®¬n trÞ. C¸c hÖ thèng ®é cao cã c¸c tªn gäi nh­ sau: HÖ thèng ®é cao chÝnh, ®é cao th­êng, ®é cao tr¾c ®Þa, hÖ thèng ®é cao ®éng häc. 2.2. HÖ thèng ®é cao chÝnh HÖ thèng ®é cao chÝnh (Orthometric Height) ®­îc x©y dùng trªn c¬ së mÆt Geoid, vµ nã cã c«ng thøc sau: WN N dw 1   gdh (2.1.1) H N g N g gm WM M WM, WN : ThÕ träng tr­êng thùc t¹i mÆt ®¼ng thÕ gèc vµ mÆt ®¼ng thÕ ®i qua ®iÓm xÐt. g : gi¸ trÞ träng lùc thùc gmN : gi¸ trÞ trung b×nh cña träng lùc thùc däc theo ®­êng d©y däi t¹i ®iÓm N. HgN: kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm xÐt tíi mÆt Geoid theo ®­êng d©y däi. Nã cho ta biÕt vÞ trÝ Geoid víi mÆt ®Êt thùc t¹i ®iÓm xÐt. §Ó tÝnh ®­îc ®é cao chÝnh ®ßi hái ph¶i biÕt gi¸ trÞ träng lùc trung b×nh däc theo ®­êng søc trªn ®o¹n MN lµ gNm, gnN chØ lµ gi¸ trÞ tÝnh ®­îc dùa vµo gi¶ thiÕt vÒ cÊu tróc vËt chÊt trong lßng tr¸i ®Êt. V× vËy, ®é cao chÝnh kh«ng mang ý nghÜa thùc tiÔn (v× ®­îc x¸c ®Þnh kh«ng chÆt chÏ). C¸c ®iÓm trªn cïng mét mÆt ®¼ng thÕ cã ®é cao chÝnh gÇn b»ng nhau (chªnh lÖch nhá), tuy vËy nã còng lµ mét hÖ thèng ®é cao cã ý nghÜa lín khi nghiªn cøu mÆt Geoid cña tr¸i 20 Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược