4

danh mục các bảng biểu

1. Bảng 3.1:

Mẫu bảng số liệu mô hình Geoid

44

2. Bảng 3.2:

Một số mô hình Geoid

49

3. Bảng 4.1:

Thông tin về các lới khảo sát

60

4. Bảng 4.2:

Thống kê khép tam giác lới Thừa Thiên Huế

68

5. Bảng 4.3:

Thống kê khép tam giác lới Thừa Bình Thuận

68

6. Bảng 4.4:

Thống kê khép tam giác lới Tuyên Quang

69

7. Bảng 4.5:

Sai số trung phơng đo cao trên 1 km của các lới

71

Sự phù hợp giữa 2 mô hình EGM 96 và OSU91A với vùng trung du
và vùng núi Việt Nam

8. Bảng 4.6:

Kết quả khảo sát lới Thừa Thiên Huế

73

9. Bảng 4.7:

Kết quả khảo sát lới Bình Thuận


74

10. Bảng 4.8:

Kết quả khảo sát lới Tuyên Quang

74

11. Bảng 4.9:

Bảng thống kê các chỉ tiêu theo 2 mô hình

75

Độ chính xác của giá trị h khi sử dụng mô hình Geoid cha cải tién

12. Bảng 4.10: Bảng so sánh giá trị h và hạn sai lới Thừa Thiên Huế

76

13. Bảng 4.11: Bảng so sánh giá trị h và hạn sai lới Bình Thuận

77

14. Bảng 4.12: Bảng so sánh giá trị h và hạn sai lới Tuyên Quang

77

Độ chính xác của giá trị h khi sử dụng mô hình Geoid đã đợc cải tiến
theo VN 2000

Khi dùng 1 điểm làm độ cao khởi tính

15. Bảng 4.13: Bảng so sánh giá trị h và hạn sai lới Thừa Thiên Huế

79

16. Bảng 4.14: Bảng so sánh giá trị h và hạn sai lới Bình Thuận

80

17. Bảng 4.15: Bảng so sánh giá trị h và hạn sai lới Tuyên Quang

80

18. Bảng 4.16: Các điểm không đạt độ chính xác đo cao kỹ thuật

81




5

Khi dùng 4 điểm làm độ cao khởi tính

19. Bảng 4.17: Khoảng cách từ các điểm song trùng tới điểm fix của
lới Thừa Thiên Huế
20. Bảng 4.18: Khoảng cách từ các điểm song trùng tới điểm fix của
lới Bình Thuận
21. Bảng 4.19: Khoảng cách từ các điểm song trùng tới điểm fix của

lới Tuyên Quang
22. Bảng 4.20: Bảng so sánh giá trị h của 3 lới

82
83
83
84




6

danh mục các hình vẽ, đồ thị

1. Hình 1.1: Xác định hiệu số giữa các thời điểm khi đo khoảng cách giả

14

2. Hình 2.1: Nguyên tắc xác định độ cao

32

3. Hình 2.2: Mặt Kvadigeoid

35

4. Hình 2.3: Nguyên tắc đo cao hình học

36


5. Hình 2.4: Nguyên tắc đo cao lợng giác

37

6. Hình 2.5: Phép đo cao anten

40

7. Hình 3.1: Mô hình OSU91A toàn cầu

43

8. Hình 3.2: Độ cao trắc địa và độ cao thuỷ

51

9. Hình 4.1: Mô hình Geoid EGM 96 trên lãnh thổ Việt Nam

56

10. Hình 4.2: Mô hình Geoid OSU 91A trên lãnh thổ Việt Nam

57

11. Hình 4.3(A, B): Lới GPS Thừa Thiên Huế

61

12. Hình 4.4(A, B): Lới GPS Bình Thuận


63

13. Hình 4.5(A, B): Lới GPS Tuyên Quang

65

14. Hình 4.6: Phân bố sai số khép vòng chênh cao lới T. Thiên Huế

70

15. Hình 4.7: Phân bố sai số khép vòng chênh cao lới Bình Thuận

70

16. Hình 4.8: Phân bố sai số khép vòng chênh cao lới Tuyên Quang

70




7
mở đầu

1. Tính cấp thiết của đề tài
Ngày nay, trong tất cả các lĩnh vực của đời sống xã hội đã và đang áp
dụng những thành tựu khoa học công nghệ tiên tiến trên thế giới. Trong trắc
địa cũng vậy, công nghệ GPS đã mở ra thời kỳ mới, đã thay thế công nghệ
truyền thống trong việc thành lập và xây dựng các mạng lới toạ độ các cấp.

ứng dụng công nghệ GPS cho phép chúng ta thành lập các mạng lới toạ
độ trên diện rộng, không những bao phủ toàn quốc mà còn cho phép liên kết
với các mạng lới khắp trên thế giới. Công nghệ GPS đã giúp các nhà quản lý
giải quyết đợc các bài toán vĩ mô mang tính toàn cầu.
Chúng ta ứng dụng công nghệ GPS trong hơn 10 năm qua đã giải quyết
đợc các bài toán lớn nh (xây dựng hệ VN 2000, thành lập đợc mạng lới
Địa chính cơ sở phủ trùm toàn quốc, ghép nối toạ độ VN 2000 với các hệ toạ
độ khác, xây dựng trạm DGPS ...).
Trong việc thành lập lới toạ độ các cấp, công nghệ GPS cho độ chính
xác về toạ độ đạt yêu cầu đề ra, nhng về độ cao thì vẫn cha đợc ứng dụng
rộng rãi do còn hạn chế về độ chính xác.
Với việc cha có một mặt Geoid chuẩn trên lãnh thổ Việt Nam đa vào
sử dụng, thì độ chính xác về độ cao h xác định dựa vào công nghệ GPS đạt
đợc bao nhiêu. Đó là những vấn đề mà đề tài cần phải nghiên cứu, khảo sát
để cho cái nhìn tổng quan nhất về vấn đề độ cao trong công nghệ GPS.
2. Mục đích của luận văn
Ngoài các công nghệ đo cao truyền thống thì ngày nay chúng ta đã sử
dụng công nghệ GPS kết hợp với mô hình Geoid để xác định độ cao thuỷ
chuẩn cho các điểm đo. Trong thực tế, độ chính xác của việc đo cao trắc địa H
và độ chính xác của giá trị h xác định dựa vào một mô hình Geoid toàn cầu
vẫn còn nhiều vấn đề cần xem xét.




8

Hiện nay ở những khu vực đồi núi cao, hải đảo, việc ứng dụng công nghệ
GPS trong việc xác định độ cao là rất cần thiết (do phơng pháp đo cao thuỷ
chuẩn tại những khu vực này gặp nhiều khó khăn). Mục tiêu chủ yếu của luận

văn là dựa trên số liệu thực tế để khảo sát về độ chính xác xác định độ cao ở
vùng trung du và vùng núi, từ đó cho chúng ta cái nhìn tổng quan hơn về việc
ứng dụng công nghệ GPS để xác định độ cao; đồng thời qua kết quả khảo sát,
chúng ta sẽ có những nghiên cứu khoa học để nâng cao hơn nữa việc xác định
h dựa trên công nghệ GPS.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
Để đạt đợc các mục tiêu đề ra, luận văn cần tập trung vào các nhiệm vụ
chính sau:
- Nghiên cứu tổng quan về công nghệ GPS;
- Các vấn đề của việc ứng dụng công nghệ GPS để xác định độ cao;
- Đánh giá đợc độ chính xác của giá trị H trong một số lới ở vùng
Trung du và vùng núi Việt Nam;
- So sánh sự phù hợp của một số mô hình Geoid toàn cầu áp dụng cho
vùng Trung du và vùng núi Việt nam;
- Đánh giá độ chính xác của giá trị h khi ứng dụng mô hình Goeid toàn
cầu.
4. Phơng pháp nghiên cứu
Luận văn sử dụng các phơng pháp nghiên cứu sau:
- Phơng pháp thống kê: Thu thập, tổng hợp và xử lý các thông tin, các
tài liệu liên quan;
- Phơng pháp phân tích: Tổng hợp, xử lý logic các tài liệu, giải quyết
các vấn đề đạt ra;
- Phơng pháp so sánh: Đối chiếu với các kết quả nghiên cứu, thực tiễn
trong sản xuất để đa ra các nhận định, quy trình công nghệ phù hợp với yêu
cầu thực tiễn.




9


5. Cơ sở tài liệu của luân văn
Luận văn đợc xây dựng trên cơ sở tài liệu thu thập đợc từ các bài báo
chuyên ngành, dự án, phơng án kỹ thuật, các báo cáo khoa học về công nghệ
GPS; các kết quả nghiên cứu, kiểm tra, thẩm định các công trình về GPS của
Trung tâm Kiểm định chất lợng sản phẩm đo đạc và bản đồ - Cục Đo đạc và
Bản đồ.
6. ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Trong khi GPS đã đáp ứng đợc các yêu cầu về mặt phẳng thì càng ngày
chúng ta càng quan tâm hơn về việc ứng dụng công nghệ GPS để xác định độ
cao thuỷ chuẩn h thông qua ứng dụng một số mô hình Geoid toàn cầu nh
EGM 96, OSU 91A (do chúng ta cha công bố và cho sử dụng rộng rãi một
mô hình Geoid chuẩn cho lãnh thổ Việt Nam).
Phân tích một số lới GPS lớn ở vùng Trung du và vùng núi Việt Nam
kết hợp với việc một số điểm GPS đợc đo dẫn độ cao hình học hạng 3 sẽ cho
cái nhìn tổng quan hơn về độ chính xác của H trong công nghệ GPS, đồng thời
đánh giá đợc độ chính xác của h khi sử dụng một số mô hình Geoid toàn cầu
(với khu vực này bề mặt Geoid chịu ảnh hởng rất đáng kể của yếu tố địa
hình).
Từ những nghiên cứu khảo sát, chúng ta thêm cơ sở khi sử dụng công
nghệ GPS để xác định độ cao. Đồng thời qua đó có những nghiên cứu để có
thể ứng dụng công nghệ GPS trong việc xác định độ cao h những khu vực mà
phơng pháp đo cao hình học gặp khó khăn, nh vùng núi, hải đảo ...
7. Cấu trúc của luận văn
Luận văn dài 88 trang đánh máy, 22 bảng biểu, 16 hình vẽ và đồ thị, 12
tài liệu tham khảo. Cấu trúc của luận văn bao gồm:
Danh mục các bảng biểu;
Danh mục các hình vẽ, đồ thị;
Mở đầu;





10

Chơng 1: Công nghệ GPS và các ứng dụng ở Việt Nam;
Chơng 2. Các hệ thống độ cao và các phơng pháp đo cao;
Chơng 3: ứng dụng công nghệ GPS để xác định độ cao;
Chơng 4: Kết quả khảo sát;
Phần kết luận và kiến nghị;
Tài liệu tham khảo;
Phụ lục.
Luận văn này đợc hình thành tại Trung tâm Kiểm định chất lợng sản
phẩm đo đạc và bản đồ - Cục Đo đạc và Bản đồ, dới sự hớng dẫn của
PGS.TS Đặng Nam Chinh, Khoa Trắc địa, Bộ môn Trắc địa Cao cấp, Trờng
Đại học Mỏ Địa chất, Hà Nội.
Tôi xin bầy tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với thầy hớng dẫn, ngời đã chỉ
bảo và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Trong quá trình nghiên cứu và
viết luận văn, tôi đã nhận đợc nhiều sự giúp đỡ, đóng góp quý báu từ tập thể
cán bộ Trung tâm Kiểm định chất lợng sản phẩm đo đạc và bản đồ.
Do thời gian hạn chế, kinh nghiệm và kiến thức có hạn nên bản luận văn
này không tránh khỏi thiếu sót. Tôi rất mong nhận đợc những ý kiến đóng
góp quý báu để cho những kết quả nghiên cứu của luận văn này đợc hoàn
thiện, ứng dụng có hiệu quả hơn.
Xin chân thành cảm ơn
-----------------------





11

chơng 1. công nghệ gps v các ứng dụng ở việt nam
1.1. hệ thống định vị toàn cầu gps
1.1.1. Một số hệ thống định vị toàn cầu
- Hệ thống Transit: Đợc đa vào sử dụng từ những năm 1960 để đáp
ứng yêu cầu của đạo hàng. Nguyên lý hoạt động dựa trên hiệu ứng doppler,
gồm 6 vệ tinh bay ở độ cao 1075 km có góc nghiêng với mặt phẳng xích đạo
của trái đất xấp xỉ 900. Độ chính xác định vị với mỗi lần vệ tinh bay qua chỉ
đạt vài ba chục mét.
- Hệ thống TSICADA: Là hệ thống đạo hàng của Liên Xô đợc sử dụng
vào những năm 60 nhằm phục vụ cho mục đích quân sự, nguyên lý hoạt động
tơng tự hệ thống TRANSIT.
- Hệ thống GLONASS: Do Liên Xô chế tạo và đa vào sử dụng năm
1982 gồm 24 vệ tinh, quay trong 3 mặt phẳng quỹ đạo ở độ cao 18.840 km 19.940 km với chu kỳ quay 676 phút.
1.1.2. Hệ thống định vị toàn cầu GPS
Từ những năm 1960, Bộ quốc phòng Mỹ và cơ quan hàng không và
không gian quốc gia (NASA) đã triển khai hệ thống đạo hàng mang tên
TRANSIT. Hệ thống này đã sớm đạt đợc các u điểm của hệ thống đạo hàng
và trở thành dịch vụ dẫn đờng từ năm 1967. Hệ thống TRANSIT hoạt động
trên nguyên lý Doppler, các vệ tinh của TRANSIT phát tín hiệu ở hai tần số là
150MHz và 400MHz. Với tần số này các tín hiệu truyền từ vệ tinh dễ bị tầng
điện ly làm chậm và bị nhiễu. Việc quan sát vệ tinh TRANSIT chỉ kéo dài 20',
trong khi đó yêu cầu của định vị điểm phải quan sát vệ tinh 1-3h. Theo ớc
tính có khoảng 80.000 đơn vị dân sự đã sử dụng hệ thống TRANSIT cho đạo
hàng. Hệ thống TRANSIT kết thúc sử dụng vào năm 1996.
Hệ thống định vị toàn cầu GPS đợc viết đầy đủ là NAVSTAR GPS
(Navigation Satellite Timing and Global Positioning System). Ngày 22 tháng 2





12

năm 1978 vệ tinh đầu tiên của hệ thống định vị toàn cầu GPS đã đa lên quỹ
đạo. Từ năm 1978-1985 có 11 vệ tinh Block I đợc phóng lên quỹ đạo. Hiện
nay hầu hết số vệ tinh thuộc Block I đã hết thời hạn sử dụng. Việc phóng vệ
tinh thế hệ Block II bắt đầu vào năm 1989, sau giai đoạn này hệ thống gồm 24
vệ tinh triển khai trên 6 quỹ đạo nghiêng 55o so với mặt phẳng xích đạo trái
đất với chu kỳ 12h ở độ cao khoảng 20.200 km. Loại vệ tinh thế hệ II (Block
IIR) đợc đa lên quỹ đạo năm 1995 [10], cho đến nay có 32 vệ tinh GPS
đang hoạt động.
Trớc năm 1980 hệ thống GPS chỉ đợc sử dụng cho mục đích quân sự,
sau năm 1980 chính phủ Mỹ đã cho phép đa vào sử dụng trong các lĩnh vực
về dân sự.
1.1.3. Cấu trúc của hệ thống định vị toàn cầu GPS
Hệ thống định vị toàn cầu GPS gồm 3 bộ phận chính là:
- Đoạn không gian;
- Đoạn điều khiển;
- Đoạn sử dụng.
1.1.3.1. Đoạn không gian

Gồm các vệ tinh nhân tạo phát tín hiệu bay trên các quỹ đạo xác định
quanh trái đất, các vệ tinh bay trên 6 mặt phẳng quỹ đạo nghiêng 55o so với
mặt phẳng xích đạo trái đất, mỗi quỹ đạo có 4-5 vệ tinh.
Quỹ đạo vệ tinh gần hình tròn, ở độ cao 20.200 km, chu kỳ 12h. Mỗi vệ
tinh có trang bị tên lửa đẩy để điều chỉnh quỹ đạo và thời gian sử dụng của
mỗi vệ tinh khoảng 7,5 năm.
1.1.3.2. Đoạn điều khiển


Đoạn điều khiển gồm 5 trạm mặt đất phân bố đều quanh trái đất trong đó
có trạm chủ (Master Station) đặt tại căn cứ không quân Falcon ở Colorado
Sping, bang Colorado, USA và 4 trạm theo dõi (Monitor Station). Trạm chủ là
nơi nhận và xử lý các tín hiệu thu từ vệ tinh tại 4 trạm theo dõi.




13

Sau khi số liệu GPS đợc thu thập, xử lý, toạ độ và độ lệch đồng hồ của
từng vệ tinh đợc tính toán và hiệu chỉnh tại trạm chủ và sau đó truyền tới các
vệ tinh hàng ngày qua các trạm theo dõi.
1.1.3.3. Đoạn sử dụng

Gồm tất cả các máy móc thiết bị nhận thông tin từ vệ tinh để khai thác,
sử dụng cho mục đích và yêu cầu khác nhau nh dẫn đờng trên biển, trên
không và đất liền, phục vụ cho các công tác đo đạc ở nhiều nơi trên thế giới.
Tín hiệu vệ tinh đợc thu qua anten của máy thu. Cấu tạo anten đẳng
hớng của máy thu GPS có thể bắt tín hiệu GPS ở mọi hớng, tâm pha của
anten là điểm thu tín hiệu và là điểm xác định toạ độ. Tuỳ theo mục đích của
các ứng dụng mà các máy thu GPS có thiết kế cấu tạo khác nhau cùng với các
phần mềm xử lý và quy trình thao tác thu thập số liệu ngoài thực địa.
1.1.4. Nguyên lý định vị GPS
1.1.4.1. Các đại lợng đo

Việc định vị bằng GPS thực hiện trên cơ sở sử dụng hai dạng đại lợng
đo cơ bản, đó là đo khoảng cách giả theo các code tựa ngẫu nhiên (C/A-code
và P-code) và đo pha của sóng tải (L1, L2).
a) Đo khoảng cách giả theo C/A-code và P-code

Code tựa ngẫu nhiên đợc phát đi từ vệ tinh cùng với sóng tải. Máy thu
GPS cũng tạo ra code tựa ngẫu nhiên đúng nh vậy. Bằng cách so sánh code
thu từ vệ tinh và code của chính máy thu tạo ra có thể xác định đợc khoảng
thời gian lan truyền của tín hiệu code, từ đó dễ dàng xác định đợc khoảng
cách từ vệ tinh đến máy thu (đến tâm anten của máy thu). Do có sự không
đồng bộ giữa đồng hồ của vệ tinh và máy thu, do có ảnh hởng của môi
trờng lan truyền tín hiệu nên khoảng cách tính theo khoảng thời gian đo đợc
không phải là khoảng cách thực giữa vệ tinh và máy thu, đó là khoảng cách
giả.




14

1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1
Code chuyền từ vệ tinh
1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1
Code thu đợc
1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1
Code do máy thu tạo ra


t

Hình 1.1. Xác định hiệu số giữa các thời điểm
Nếu ký hiệu toạ độ của vệ tinh là xs, ys, zs; toạ độ của điểm xét (máy thu)
là x,y,z; thời gian lan truyền tín hiệu từ vệ tinh đến điểm xét là t, sai số không
đồng bộ giữa đồng hồ trên vệ tinh và trong máy thu là t, khoảng cách giả đo
đợc là R, ta có phơng trình:


R = c(t + t ) = ( x s x) 2 + ( y s y ) 2 + ( z s z ) 2 + ct

(1.1)

trong đó c là tốc độ lan truyền tín hiệu.
Trong trờng hợp sử dụng C/A-code, theo dự tính của các nhà thiết kế hệ
thống GPS, kỹ thuật đo khoảng thời gian lan truyền tín hiệu chỉ có thể đảm
bảo độ chính xác đo khoảng cách tơng ứng cỡ 30m. Nếu tính đến ảnh hởng
của điều kiện lan truyền tín hiệu, sai số đo khoảng cách theo C/A code sẽ ở
mức 100m là mức có thể chấp nhận đợc để cho khách hàng dân sự đợc khai
thác. Song kỹ thuật xử lý tín hiệu code này đã đợc phát triển đến mức có thể
đảm bảo độ chính xác đo khoảng cách cỡ 3m, tức là hầu nh không thua kém
so với trờng hợp sử dụng P-code vốn không dành cho khách hàng đại trà.
Chính vì lý do này mà Mỹ đã đa ra giải pháp SA để hạn chế khả năng thực tế
của C/A code. Nhng ngày nay do kỹ thuật đo GPS có thể khắc phục đợc




15

nhiễu SA, Chính phủ Mỹ đã tuyên bố bỏ nhiễu SA trong trị đo GPS từ tháng 5
năm 2000.
b) Đo pha sóng tải
Các sóng tải L1,L2 đợc sử dụng cho việc định vị với độ chính xác cao.
Với mục đích này ngời ta tiến hành đo hiệu số giữa pha của sóng tải do máy
thu nhận đợc từ vệ tinh và pha của tín hiệu do chính máy thu tạo ra. Hiệu số
pha do máy thu đo đợc ta hãy ký hiệu là (0<<2).
Khi đó ta có thể viết:

=

2



( R N + ct )

(1.2)

trong đó: R là khoảng cách giữa vệ tinh và máy thu;
là bớc sóng của sóng tải;
N là số nguyên lần bớc sóng chứa trong R;
t là sai số đồng bộ giữa đồng hồ của vệ tinh và máy thu;
N còn đợc gọi là số nguyên đa trị, thờng không biết trớc mà cần
phải xác định trong thời gian đo.
Trong trờng hợp đo pha theo sóng tải L1 có thể xác định khoảng cách
giữa vệ tinh và máy thu với độ chính xác cỡ cm thậm chí nhỏ hơn. Sóng tải L2
cho độ chính xác thấp hơn nhiều, nhng tác dụng của nó là cùng với L1 tạo ra
khả năng làm giảm đáng kể tầng điện ly và việc xác định số nguyên đa trị
đợc đơn giản hơn.
1.1.4.2. Định vị tuyệt đối (point positioning)

Đây là trờng hợp sử dụng máy thu GPS để xác định ngay toạ độ của
điểm quan sát trong hệ toạ độ WGS84. Đó có thể là các thành phần toạ độ
vuông góc không gian (X,Y,Z) hoặc các thành phần toạ độ mặt cầu (B,L,H).
Hệ thống toạ độ WGS 84 là hệ thống toạ độ cơ sở của GPS, toạ độ của vệ tinh





16

và điểm quan sát đều lấy theo hệ thống toạ độ này. Nó đợc thiết lập gắn với
elipxoid có kích thớc nh sau:
a= 6378137
1/ = 298,2572 ...
Việc đo GPS tuyệt đối đợc thực hiện trên cơ sở sử dụng đại lợng đo là
khoảng cách giả từ vệ tinh đến máy thu theo nguyên tắc giao hội cạnh không
gian từ các điểm đã biết toạ độ là các vệ tinh.
Nếu biết chính xác khoảng thời gian lan truyền tín hiệu code tựa ngẫu
nhiên từ vệ tinh đến máy thu, ta sẽ tính đợc khoảng cách chính xác giữa vệ
tinh và máy thu. Khi đó 3 khoảng cách đợc xác định đồng thời từ 3 vệ tinh
đến máy thu sẽ cho ta vị trí không gian đơn trị của máy thu. Song trên thực tế
cả đồng hồ trên vệ tinh và đồng hồ trong máy thu đều có sai số, nên khoảng
cách đo đợc không phải là khoảng cách chính xác. Kết quả là chúng không
thể cắt nhau tại một điểm, nghĩa là không thể xác định đợc vị trí của máy
thu. Để khắc phục tình trạng này cần sử dụng thêm một đại lợng đo nữa, đó
là khoảng cách từ vệ tinh thứ 4, ta có hệ phơng trình:
(xs1- x)2 +(ys1- y)2 +(zs1- z)2 = (R1-ct)2
(xs2- x)2 +(ys2- y)2 +(zs2- z)2 = (R2-ct)2

(1.3)

(xs3- x)2 +(ys3- y)2 +(zs3- z)2 = (R3-ct)2
(xs4- x)2 +(ys4- y)2 +(zs4- z)2 = (R4-ct)2
Với 4 phơng trình 4 ẩn số (x, y, z, t) ta sẽ tìm đợc nghiệm là toạ độ
tuyệt đối của máy thu, ngoài ra còn xác định thêm đợc số hiệu chỉnh của
đồng hồ (thạch anh) của máy thu.
Trên thực tế với hệ thống vệ tinh hoạt động đầy đủ nh hiện nay, số

lợng vệ tinh mà các máy thu quan sát đợc thờng từ 6-8 vệ tinh, khi đó
nghiệm của phơng trình sẽ tìm theo nguyên lý số bình phơng nhỏ nhất.




17

1.1.4.3. Định vị tơng đối (Relative Positioning)

Đo GPS tơng đối là trờng hợp sử dụng hai máy thu GPS đặt ở hai điểm
quan sát khác nhau để xác định ra hiệu toạ độ vuông góc không gian (X, Y,
Z) hay hiệu toạ độ mặt cầu (B,L,H) giữa chúng trong hệ toạ độ WGS 84.
Nguyên tắc đo GPS tơng đối đợc thực hiện trên cơ sở sử dụng đại
lợng đo là pha của sóng tải. Để đạt đợc độ chính xác cao và rất cao cho kết
quả xác định hiệu toạ độ giữa hai điểm xét, ngời ta đã tạo ra và sử dụng các
sai phân khác nhau cho pha sóng tải nhằm làm giảm ảnh hởng đến các nguồn
sai số khác nhau nh: Sai số của đồng hồ vệ tinh cũng nh của máy thu, sai số
toạ độ vệ tinh, sai số số nguyên đa trị ...
Ta ký hiệu (ti) là hiệu pha của sóng tải từ vệ tinh j đo đợc tại trạm r
vào thời điểm ti, khi đó nếu hai trạm đo 1 và 2 ta quan sát đồng thời vệ tinh j
vào thời điểm ti, ta sẽ có sai phân bậc một đợc biểu diễn nh sau:
1j(ti)= 2j(ti)- 1j(ti)

(1.4)

trong sai phân này hầu nh không còn ảnh hởng của sai số đồng hồ vệ tinh.
Nếu hai trạm cùng tiến hành quan sát đồng thời hai vệ tinh j và k vào thời
điểm ti, ta có phân sai bậc hai:
2j,k(ti)= 1k(ti)- 1j(ti)


(1.5)

trong công thức này ta thấy không còn ảnh hởng của sai số đồng hộ vệ tinh
và máy thu.
Nếu xét hai trạm cùng tiến hành quan sát đồng thời hai vệ tinh j và k vào
thời điểm ti và ti+1, ta sẽ có phân sai bậc ba:
3j,k(ti)= 2j,k(ti+1)- 2j,k(ti)

(1.6)

sai phân này cho phép loại trừ sai số số nguyên đa trị.
Hiện nay hệ thống GPS có khoảng 27-28 vệ tinh hoạt động. Do vậy, tại
mỗi thời điểm ta có thể quan sát đợc số vệ tinh nhiều hơn 4. Bằng cách tổng
hợp theo từng cặp vệ tinh sẽ có rất nhiều trị đo, mặt khác thời gian thu tín hiệu
trong đo tơng đối thờng khá dài vì vậy số lợng trị đo để xác định ra hiệu




18

toạ độ giữa hai điểm là rất lớn, khi đó bài toán sẽ giải theo phơng pháp số
bình phơng nhỏ nhất.
1.1.5. Các phơng pháp đo GPS
Trong công tác khai thác và sử dụng hệ thống GPS hiện nay, tuỳ từng
tính chất công việc, độ chính xác các đại lợng cần tìm mà ngời ta sử dụng
phơng pháp đo cho phù hợp. Hiện nay trong thực tế có một số kỹ thuật đo
nh sau:
1.1.5.1. Đo cải chính phân sai DGPS (Code-based Differential GPS)


Hiện nay do nhu cầu định vị với độ chính xác cỡ dm đến vài m trong khi
đó mặc dù Chính phủ Mỹ đã khuyến cáo bỏ chế độ can thiệp SA nhng độ
chính xác của định vị tuyệt đối vẫn không dới 10m. Chính vì vậy các nhà sản
xuất đã đa ra phơng pháp đo sai phân.
Trong phơng pháp này cần một máy thu GPS đợc kết nối với một bộ
điều biến để phát tín hiệu đặt tại điểm gốc, một số máy khác (máy di động)
đặt tại vị trí các điểm cần xác định toạ độ. Cả máy cố định và máy thu cùng
thu tín hiệu vệ tinh nh nhau. Nếu thông tin từ vệ tinh bị nhiễu thì kết quả xác
định toạ độ của máy cố định và máy thu cùng bị sai lệch nh nhau. Độ sai
lệch này đợc xác định trên cơ sở so sánh toạ độ tính theo tín hiệu và toạ độ
của máy cố định đã biết trớc. Sai lệch đó đợc máy cố định phát qua sóng vô
tuyến để máy di động nhận đợc và hiệu chỉnh kết quả cho các điểm đo.
Ngoài cách hiệu chỉnh toạ độ thì ngời ta còn tiến hành hiệu chỉnh
khoảng cách từ vệ tinh tới máy thu. Cách hiệu chỉnh này đòi hỏi máy thu cố
định có cấu tạo phức tạp và tốn kém hơn, nhng cho phép ngời sử dụng, xử
lý chủ động và linh hoạt hơn.
Phơng pháp này có hai cách xử lý số hiệu chỉnh tại điểm di động:
- Phơng pháp xử lý tức thời (Real time);
- Phơng pháp xử lý sau (post processing).




19

Để đảm bảo độ chính xác cần thiết, các số hiệu chỉnh cần đợc xác định
và phát chuyển nhanh với tần suất cao, chẳng hạn để cho khoảng cách từ vệ
tinh đến máy thu đợc hiệu chỉnh đạt độ chính xác cỡ 5m thì số hiệu chỉnh
phải đợc phát chuyển đi với tần suất 15 giây một lần. Cũng với lý do này mà

phạm vi hoạt động có hiệu quả của một máy thu cố định không phải là tuỳ ý,
mà thờng hạn chế ở bán kính vài trăm km. Ngời ta đã xây dựng hệ thống
GPS vi phân diện rộng cũng nh mạng lới GPS vi phân gồm một số trạm cố
định để phục vụ nhu cầu định vị cho cả một lục địa hay đại dơng với độ
chính xác cỡ 10m. Phơng pháp định vị GPS vi phân có thể bảo đảm độ chính
xác phổ biến cỡ vài ba mét đến dm.
1.1.5.2. Đo tĩnh (Static)

Đo tĩnh (Static) hay đo tĩnh nhanh (Fast-Static) là phơng pháp đo tơng
đối, sử dụng 2 hoặc nhiều máy thu đồng thời tín hiệu trong một thời gian dài
để xác định ra hiệu toạ độ giữa các máy thu. Các trạm đo đồng thời sẽ tạo
thành các đoạn đo (session).
Đo tĩnh là phơng pháp đo có độ chính xác cao nhất, với các máy thu
GPS 1 tần và hai tần số hiện nay cho độ chính xác rất cao phục vụ cho công
tác xây dựng các mạng lới trắc địa nhà nớc, nghiên cứu địa động ...
ở khoảng cách dài từ vài chục đến vài trăm km thì ngời ta thờng sử
dụng máy đo hai tần số L1, L2 để khắc phục sai số do tầng điện ly.
1.1.5.3. Kỹ thuật đo động (Kinematic)

Ra đời từ những năm 1985 song đến những năm 1990 mới đợc áp dụng
rộng rãi nhờ có tiến bộ trong lời giải OTF. ở nớc Mỹ kỹ thuật đo động đợc
triển khai thử nghiệm từ năm 1997. Phơng pháp đo dựa trên nguyên lý định
vị tơng đối.
Cơ sở của định vị động là dựa trên sự khác nhau của trị đo giữa hai chu
kỳ đo (epoch), đợc nhận bởi một máy thu tín hiệu của chính vệ tinh nào đó




20


chuyển đến. Sự thay đổi đó tơng đơng với sự thay đổi khoảng cách địa diện
đến vệ tinh.
Kết quả của định vị động là xác định đợc các điểm trên đờng đi của
máy thu di động so với máy thu cố định. Trạm máy cố định đợc gọi là trạm
tham khảo (reference)hay còn gọi là trạm BASE. Máy thu đặt tại trạm này
phải đảm bảo cố định trong suốt thời gian đo động. Máy thu di động gọi là
trạm ROVER, đợc di động trên các điểm đo cần xác định toạ độ (trên đất
liền, trên không trung, trên biển). Trong thời gian đo, cả hai máy phải đảm
bảo thu đợc liên tục ít nhất 4 vệ tinh. Định vị động có thể sử dụng đối với trị
đo khoảng cách giả hoặc trị đo pha sóng tải hoặc phối hợp cả hai loại trên.
Trong các trờng hợp việc sử dụng pha sóng tải có độ chính xác cao hơn.
Định vị động cần thực hiện thủ tục khởi đo trên mặt đất nhờ cặp điểm
biết toạ độ. Cặp điểm này thờng đợc xác định trớc nhờ đo tĩnh hoặc tĩnh
nhanh. Ngoài ra có thể khởi đo nhờ kỹ thuật OTF. Trong quá trình đo, vì lý do
nào đó số vệ tinh thu đợc ít hơn 4, sẽ bị mất khởi đo, trong trờng hợp này
phải thực hiện lại thủ tục khởi đo.
Khoảng cách từ trạm base đến trạm rover không đợc quá xa, đối với
máy thu một tần TRIMBLE 4600LS chỉ cho phép khoảng cách tối đa là 10km.
Thời gian dừng máy tại điểm đo thờng chỉ cần kéo dài từ vài giây đến vài
phút sao cho đủ ghi ít nhất 2 số liệu đo, thời gian này phụ thuộc vào chế độ
mà ngời đo cài đặt. Một thiết bị khác đi cùng với chế độ đo động là bộ điều
khiển đo (Survey Controller).
Phơng pháp đo động cũng đợc thực hiện theo hai chế độ là đo động xử
lý sau (Post Processing Kinematic- viết tắt là PPK) và đo động thời gian thực
(Real Time Kinematic- viết tắt là RTK). Trong phơng pháp PPK, toạ độ sẽ
đợc tính toán xử lý trong phòng do vậy không cần đến Radio Link, nhng với
RTK thì thiết bị đó không thể thiếu đợc, nó đóng vai trò trong việc truyền đi
tín hiệu chứa các số hiệu chỉnh về toạ độ từ trạm máy base.





21

1.1.5.4. Kỹ thuật đo giả động (Pseudo-Kinematic)

Phơng pháp đo giả động cho phép xác định vị trí tơng đối của hàng
loạt điểm so với điểm đã biết trong khoảng thời gian đo khá nhanh, nhng độ
chính xác định vị không cao bằng phơng pháp đo động. Trong phơng pháp
này không cần làm thủ tục khởi đo, tức là không cần sử dụng cạnh đáy đã biết.
Máy cố định cũng phải tiến hành thu tín hiệu trong suốt chu kỳ đo, máy di
động đợc chuyển tới các điểm cần xác định và mỗi điểm thu tín hiệu 5-10
phút.
Sau khi đo hết lợt máy di động quay trở về điểm xuất phát và đo lặp lại
tất cả các điểm theo đúng trình tự nh trớc, nhng chú ý phải đảm bảo
khoảng thời gian dãn cách giữa hai lần đo tại mỗi điểm không ít hơn 1 tiếng
đồng hồ. Yêu cầu nhất thiết của phơng pháp này là phải có ít nhất 3 vệ tinh
chung cho cả hai lần đo tại mỗi điểm quan sát.
Điều đáng chú ý nhất trong phơng pháp này là máy di động không cần
thu tín hiệu vệ tinh liên tục trong suốt chu kỳ đo nh phơng pháp đo động, tại
mỗi điểm đo máy chỉ đo 5-10 phút sau đó có thể tắt máy trong lúc di chuyển
đến điểm khác. Điều này cho phép áp dụng cả ở những khu vực có nhiều vật
che khuất.
1.1.6. Các nguồn sai số trong định vị GPS
1.1.6.1. Sai số do độ sai lệch đồng hồ

Sai số do sự không đồng bộ giữa đồng hồ vệ tinh và máy thu gây ra sai số
rất lớn trong kết quả đo GPS, đặc biệt là trong định vị tuyệt đối.
Các vệ tinh đợc trang bị đồng hồ nguyên tử có độ chính xác cao, tính

đồng bộ về thời gian giữa các đồng hồ vệ tinh đợc giữ trong khoảng 20 nano
giây. Còn các máy thu GPS đợc trang bị đồng hồ thạch anh chất lợng cao (1
phần 104) đặt bên trong.




22

Chúng ta biết rằng vận tốc truyền tín hiệu khoảng 3.108 m/s, nếu sai số
đồng hồ thạch anh là 10-4 s thì sai số khoảng cách tơng ứng là 30km, nếu
đồng hồ nguyên tử sai 10-7s thì khoảng cách sai 30m.
Với ảnh hởng nh trên, ngời ta đã sử dụng nguyên tắc định vị tơng
đối để loại trừ ảnh hởng của sai số đồng hồ.
1.1.6.2. Sai số quỹ đạo vệ tinh

Chúng ta đã biết vệ tinh chuyển động trên quỹ đạo xung quanh trái đất
chịu nhiều sự tác động nh ảnh hởng của sự thay đổi trọng trờng trái đất,
ảnh hởng của sức hút mặt Trăng, mặt Trời ... Các ảnh hởng trên sẽ tác động
tới quỹ đạo của vệ tinh, khi đó vệ tinh sẽ không chuyển động hoàn toàn tuân
theo đúng 3 định luật Kepler. Sai số quỹ đạo vệ tinh ảnh hởng gần nh trọn
vẹn tới kết quả định vị tuyệt đối, song đợc khắc phục về cơ bản trong định vị
tơng đối hoặc vi phân.
Để biết đợc vị trí của vệ tinh trên quỹ đạo thì ngời sử dụng có thể căn
cứ vào lịch vệ tinh. Tuỳ thuộc vào mức độ chính xác của thông tin, lịch vệ tinh
đợc chia làm 3 loại là:
- Lịch vệ tinh dự báo (Almanac): Phục vụ cho lập lịch và xác định quang
cảnh nhìn thấy của vệ tinh tại thời điểm quan sát, lịch vệ tinh này có sai số cỡ
vài km;
- Lịch vệ tinh quảng bá (Broadcast ephemeris): Đợc tạo lập dựa trên 5

trạm quan sát thuộc đoạn điều khiển của hệ thống GPS, hiện nay khi chế độ
nhiễu SA đã đợc bỏ thì lịch vệ tinh quảng bá có sai số cỡ từ 2-5 m;
- Lịch vệ tinh chính xác: Đợc lập dựa trên cơ sở các số liệu quan trắc
trong mạng lới giám sát và đợc tính toán nhờ một số tổ chức khoa học, loại
lịch này cho sai số nhỏ hơn 0.5m.
1.1.6.3. ảnh hởng điều kiện khí tợng

Tín hiệu vệ tinh đến máy thu đi qua một quãng đờng lớn hơn 20.000
km, trong đó có tầng điện ly từ độ cao 50 km tới độ cao 500 km và tầng đối




23

lu từ độ cao 50km đến mặt đất. Khi tín hiệu đi qua các tầng này có thể bị
thay đổi (tán xạ) phụ thuộc vào mật độ điện tử tự do trong tầng điện ly và tình
trạng hơi nớc, nhiệt độ và các bụi khí quyển trong tầng đối lu.
Ngời ta ớc tính rằng, do ảnh hởng của tầng điện ly, khi định vị tuyệt
đối có thể bị sai số cỡ 12m, còn ảnh hởng của tầng đối lu có thể gây sai số
cỡ 3m.
Các vệ tinh GPS phát tín hiệu ở tần số cao (sóng cực ngắn) do đó ảnh
hởng của tầng điện ly đã đợc giảm nhiều, tuy vậy cần lu ý tới đặc tính của
sóng cực ngắn là truyền thẳng và dễ bị che chắn.
ảnh hởng của tầng điện ly tỷ lệ với bình phơng tần số, vì thế khi sử
dụng máy thu 2 tần sẽ khắc phục đợc ảnh hởng này.
Tuy vậy, ở khoảng cách ngắn (<10km) tín hiệu tới 2 máy coi nh đi
trong cùng môi trờng, sai số sẽ đợc loại trừ trong các công thức tính hiệu
toạ độ, do vậy ta nên sử dụng máy 1 tần trong khi đó nếu sử dụng máy hai tần
có thể bị nhiễu làm kết quả kém chính xác.

Để khắc phục ảnh hởng của tầng đối lu, ngời ta quy định chỉ sử dụng
tín hiệu vệ tinh có góc cao trên 15o (hoặc trên 10o).
Hiện nay ngời ta đang sử dụng một số mô hình khí quyển, trong đó có
mô hình của Hopfield đợc dùng rộng rãi.
1.1.6.4. Sai số do nhiễu tín hiệu

Tín hiệu vệ tinh tới máy thu có thể bị nhiễu do một số nguyên nhân sau:
- Tín hiệu bị phản xạ từ các vật (kim loại, bê tông) gần máy thu;
- Tín hiệu bị nhiễu do ảnh hởng của các tín hiệu sóng điện từ khác;
- Máy thu GPS đặt gần các đờng dây tải điện cao áp;
- Tín hiệu bị gián đoạn do các vật che chắn tín hiệu.
Để khắc phục sai số nhiễu tín hiệu, khi thiết kế điểm đo cần bố trí xa các
trạm phát sóng , các đờng dây cao thế... không bố trí máy thu dới các rặng
cây.




24

1.1.6.5. Sai số do ngời đo

Ngời đo có thể phạm các sai lầm nh trong đo chiều cao anten, dọi
điểm định tâm không tốt, đôi khi ghi nhầm chế độ đo cao anten. Để tránh các
sai số này thì ngời đo GPS cần thận trọng trong định tâm và đo chiều cao
anten.
Cần chú ý là sai số do đo chiều cao anten không những ảnh hởng tới độ
cao của điểm đo mà còn ảnh hởng tới vị trí mặt bằng.
Trong khi thu tín hiệu không nên đứng vây quanh máy thu, không che ô
cho máy.

1.1.7. Các ứng dụng GPS trên thế giới
Với khả năng đảm bảo độ chính xác định vị hàng chục mét đến vài ba
mét (định vị tuyệt đối), thậm chí đến cỡ cm và mm (định vị tơng đối) trên
phạm vi toàn cầu trong mọi điều kiện thời tiết vào bất cứ lúc nào, hệ thống
GPS đã và đang đợc ứng dựng ngày càng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực hoạt
động của con ngời.
1.1.7.1. Trên sông, biển

a. Hoạt động Giao thông trên thuỷ
- Đạo hàng trên biển cả, ven bờ, ra vào cảng;
- Đạo hàng trên sông ngòi, kênh rạch;
- Theo dõi, giám sát giao thông trên biển.
b. Khai thác dầu khí
- Phục vụ khai thác: Đo vẽ thuỷ đạc, đo địa chấn, đo vẽ khu vực dự báo
có dầu, đo vẽ phục vụ lắp đặt đờng ống;
- Định vị tầu khoan, thiết bị hồi âm;
- Xác định các khu vực tích tụ dầu, các bồn chứa dầu.
c. Đo vẽ thuỷ đạc: Đo vẽ hải đồ chính xác, đo vẽ bản đồ địa hình đáy
biển, phát hiện các vật cản nguy hiểm cho hàng hải.
1.1.7.2. Trên đất liền và trên không




25

- Đạo hàng và định vị các phơng tiện giao thông vận tải trên bộ;
- Các dịch vụ an toàn cứu hộ;
- Theo dõi hoạt động của đờng sắt;
- Dẫn đờng bay, điều khiển cất cánh, hạ cánh tại các sân bay .vv..

1.1.7.3. Trong trắc địa và một số công tác khác.

Đo đạc địa chính: ứng dụng trong việc thành lập bản đồ địa chính theo
công nghệ PPK hoặc RTK.
Lập lới khống chế trắc địa: ứng dụng thành lập các mạng lới có độ
chính xác cao (nh lới nhà nớc I,II) tới độ chính xác thấp hơn nh lới địa
chính I,II, lới khống chế ảnh...
Theo dõi biến dạng cục bộ: Nhằm theo dõi lún do khai thác mỏ hoặc biến
dạng công trình.
Theo dõi biến dạng toàn bộ: Nh hoạt động kiến tạo của địa tầng, sự trôi
dạt của các lục địa...
1.2. lới GPS
1.2.1. Khái niệm về lới GPS
Lới GPS gồm các điểm đợc chôn trên mặt đất nơi ổn định hoặc bố trí
trên đỉnh các công trình vững chắc, kiên cố. Các điểm đợc liên kết với nhau
bởi các cạnh đo, nhờ các cạnh đo chúng ta sẽ tính toán xác định toạ độ, độ cao
của các điểm trong một hệ thống toạ độ thống nhất.
Một đặc điểm của lới GPS là không cần thông hớng giữa các điểm vẫn
có thể đo cạnh đợc. Với lới GPS, đồ hình lới ít ảnh hởng tới độ chính xác
của lới.
1.2.2. Chọn điểm và thiết kế đo GPS
1.2.2.1. Chọn điểm GPS

Chọn điểm GPS là một nội dung quan trọng trong thiết kế lới GPS.
Ngoài một số yêu cầu về mật độ điểm, về kết cấu hình học của mạng lới, các




26


điểm GPS cần phải đảm bảo một số yêu cầu riêng mang tính đặc thù của công
nghệ này.
Để thiết kế lới GPS và chọn điểm phải có đợc các bản đồ địa hình từ tỷ
lệ 1/10000 đến 1/100000 khu vực cần lập lới. Ngoài ra cũng có thể sử dụng
các loại bản đồ giao thông để phục vụ cho mục đích này. Tất cả các điểm đo
dự kiến cần đợc triển vị trí lên bản đồ cùng với các điểm gốc đã biết.
Khi thiết kế và chọn điểm GPS cần lu ý tới các điều cơ bản sau:
- Các vật cản xung quanh điểm đo có góc cao không quá 150 ( hoặc có
thể là 200) để tránh cản tín hiệu GPS;
- Không quá gần các bề mặt phản xạ nh cấu kiện kim loại, các hàng rào,
mặt nớc ..vv.., vì chúng có thể gây hiện tợng đa đờng dẫn;
- Không quá gần các thiết bị điện (nh trạm phát sóng, đờng dây cao
áp..) có thể gây nhiễu tín hiệu.
Các mốc GPS cần chôn ở những vị trí có nền đất ổn định (điều kiện địa
chất ổn định và không có nguy cơ bị phá hoại, bồi lấp mốc .vv..) và tránh khả
năng nhầm lẫn mốc. Điểm GPS nên bố trí nơi thông thoáng lên thiên đỉnh và
gần đờng giao thông.
1.2.2.2. thiết kế đo GPS

Trong thiết kế đo GPS, tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng số liệu đo mà nội
dung thiết kế đo có thể khác nhau, song thờng bao gồm các nội dung cơ bản
sau:
- Thiết kế mạng lới GPS (đo tĩnh), hoặc xây dựng phơng án đo động;
- Lập kế hoạch đo: Bao gồm các công việc chuẩn bị máy móc, trang thiết
bị; lựa chọn thời gian đo thích hợp (lịch đo); khảo sát thực địa và lên kế hoạch
chuyển máy giữa các thời đoạn đo.
Một nguyên tắc khi thiết kế lới là phải có trị đo thừa để kiểm tra kết quả
đo, chính vì vậy mạng lới GPS phải tạo thành các hình khép kín, hoặc đợc
khống chế bởi các điểm cấp cao. Sai số khép hình phản ánh chất lợng của các





27

cạnh đo và các sai số định tâm, đo cao anten, đồng thời kiểm tra phát hiện sai
số thô nh đạt nhầm điểm, nhầm lẫn trong đo cao anten .vv..
Một lới GPS cần xác định trong hệ toạ độ nhà nớc, tốt nhất cần kết nối
ít nhất với 3 điểm của lới nhà nớc. Nếu trong khu đo có nhiều điểm toạ độ,
độ cao nhà nớc thì cần tận dụng đo nối triệt để khi thiết kế lới. Nếu khu đo
không có điểm độ cao nhà nớc hoặc điểm độ cao không đo GPS đợc thì
phải đo dẫn độ cao nhà nớc vào các điểm GPS, tuỳ từng mức độ của công
trình mà ta dẫn nhiều hay ít độ cao thuỷ chuẩn vào các điểm đo, nhng khi
thiết kế cố gắng phân đều các điểm gốc về toạ độ và độ cao trên toàn mạng
lới thì độ tin cậy sẽ cao.
Để bảo đảm thành công cho công tác đo GPS cần tiến hành lập kế hoạch
đo, cụ thể là xác định thời gian tối u. Khi lập lich vệ tinh tốt nhất là sử dụng
file đo không quá 1 tháng.
1.3. Một số ứng dụng công nghệ GPS tại việt nam
1.3.1. Thành lập mạng lới khống chế toàn quốc
Từ năm 1991 đến năm 1993 Cục đo đạc và bản đồ nhà nớc đã kịp thời
ứng dụng công nghệ GPS để phủ lới toạ độ tại các khu vực khó khăn: Minh
Hải, Sông Bé, Tây Nguyên với máy 1 tần số 4000ST và 2 tần số 4000SST với
tổng số điểm là 117 điểm tạo thành mạng lới dầy đặc. Năm 1992 đã xây
dựng lới trắc địa biển gồm 36 điểm trong đó có 9 điểm thuộc lới tam giác
đờng chuyền dọc bờ biển [9].
Cuối năm 1995 Tổng Cục Địa chính đã quyết định xây dựng lới toạ độ
cấp "O" quốc gia gồm 96 điểm trong đó có 68 điểm thiết kế trùng với các
điểm toạ độ hạng I,II đã đo trớc đây [9].

Năm 1997 Tổng Cục Địa chính đã sử dụng công nghệ GPS để đo nối toạ
độ với lới IGS quốc tế gồm 4 điểm là: Guam, Đài Loan, Lhasa (Tây Tạng),
Shao (Thợng Hải) [9].




28

Từ năm 1994, khi công tác đo đạc thành lập bản đồ địa chính trở thành
nhiệm vụ hết sức cấp bách, Tổng cục địa chính (cũ) đã phê duyệt dự án xây
dựng mạng lới tọa độ hạng III phủ trùm toàn quốc dầy hơn mạng lới hạng
III cũ và đợc xây dựng bằng công nghệ định vị toàn cầu GPS, đợc gọi là
mạng lới Địa chính cơ sở.
Trong thời gian từ năm 1994 đến 1996 đã hoàn thành đợc mạng lới
hạng III phủ trùm 20 tỉnh thành phố với trên 5000 điểm.
Từ năm 1999 đến 2003 đã hoàn thành việc xây dựng mạng lới hạng III
phủ trùm trên 40 tỉnh thành phố còn lại.
Lới tọa độ hạng III đợc đo bằng công nghệ GPS với các máy thu tín
hiệu vệ tinh 1 và 2 tần số nh (máy 4000ST,SST,SE của hãng TRIMBLE
NAVIGATION).
Nh vậy hiện nay mạng lới tọa độ hạng III đã phủ trùm 64 tỉnh thành
phố trong cả nớc với tổng số điểm là 12631. Mạng lới trên đã đợc bình sai
tổng thể với độ chính xác của các lới đạt đợc: ms/s 1/100000; mp0.07 m;
m2".
Thành quả bình sai trên đã hoàn chỉnh và đa vào khai thác sử dụng.
1.3.2. Định vị Ellipsoid Quy chiếu Quốc gia VN 2000
Bài toán định vị Ellipsoid Quy chiếu Quốc gia là bài toán xác định tọa độ
tâm của Ellipsoid quy chiếu WGS 84 sao cho thỏa mãn điều kiện cực tiểu hàm
mục tiêu:

K

= i2 ( X O , YO , Z O ) = min
i =1

trong đó XO,YO,Zo là tọa độ tâm của Ellipsoid Quy chiếu WGS-84;
i=Hi-hi là dị thờng độ cao tại các điểm định vị;
Hi là độ cao trắc địa xác định bằng công nghệ GPS;
hi là độ cao thủy chuẩn xác định bằng thủy chuẩn hình học.

(1.7)