Download Khóa luận Ứng dụng công nghệ GPS để xác định độ cao miễn phí
Hiện nay trong thực tế, tùy từng loạianten và địa hình đặt máy, chúng ta
có những cách đo chiều cao anten khác nhau. Chúng ta có thể đo từ mốc tới
mép anten hay đáy anten. Tùy từng cách đo, khi xử lý số liệu chúng ta sẽ có
cách khai báo khác nhau.
Với mỗi loại anten thì chiều cao biết trước sẽ khác nhau, đây chính là
chiều cao từ đáy anten tới tâm phase của anten, chiều cao này do nhà sản xuất
xác định và ghi ngay trên anten. Trong các phần mềm xử lý số liệu GPS hiện
nay, chiều cao biết trước của từng loại anten đã được cập nhật, vì vậy khi khai
báo loại anten và phương pháp đo chiều cao anten thì phần mềm sẽ tự động
hiệu chỉnh.
Để tải bản DOC Đầy Đủ thì Trả lời bài viết này, mình sẽ gửi Link download cho
Tóm tắt nội dung:
điểm (tức là khoảng 100km tới 120km cómột điểm). Nh− ở Việt Nam chúng ta cần khoảng 22-33 điểm cơ sở định vị.
Với bài toán định vị Ellipsoid để xây dựng hệ VN2000, chúng ta đã chọn
đ−ợc 25 điểm GPS có đo nối thủy chuẩn (hạng 1, 2) phân bố đều trên lãnh thổ
làm điểm cơ sở định vị.
Sau khi tính toán bằng hai ph−ơng pháp (ph−ơng pháp phi tuyến, ph−ơng
pháp tuyến tính) đã cho kết quả nh− nhau. Ngoài ra chúng ta còn dùng 1737
điểm của toàn l−ới hỗn hợp GPS-mặt đất làm điểm cơ sở định vị (trong đó ζ
đ−ợc lấy từ EGM 96) để kiểm tra so sánh với việc dùng 25 điểm định vị ở
trên, kết quả cho thấy:
- Sử dụng 25 điểm cơ sở định vị phân đều trên lãnh thổ đảm bảo độ chính
xác cần thiết để định vị Ellipsoid quy chiếu;
- Phân tích kết quả định vị Ellipsoid Quy chiếu WG84 có thể khẳng định
ellipsoid này có kích th−ớc khá phù hợp với lãnh thổ Việt Nam. Độ cao cực
đại của Geoid trên ellipsoid WGS84 là 3.310 m, trung bình là 1.614 m [9].
1.3.3. Xây dựng mô hình Geoid đối với Ellipsoid quy chiếu quốc gia
Sau khi định vị Ellipsoid Quy chiếu quốc gia, cần xây dựng mô hình
Geoid địa ph−ơng để có thể tính toán dị th−ờng độ cao phục vụ chuyển các trị
đo mặt đất về Ellipsoid Quy chiếu đã định vị. Về thực chất mô thình Geoid
không thay đổi nh−ng chúng ta đã thay đổi Ellipsoid Quy chiếu nên có thể coi
một cách t−ơng đối là mô hình Geoid thay đổi một cách t−ơng đối so với
ellipsoid cố định. Theo hệ quy chiếu mới có thể tính đ−ợc độ cao Geoid ζ tại
những điểm GPS có độ cao thủy chuẩn. Mô hình chúng ta xây dựng gọi là
VnGeo99, mô hình này có độ lệch không lớn so với Ellipsoid quy chiếu Quốc
gia (độ lệch lớn nhất khoảng 3m).
30
Sử dụng Modul Geoid trong phần mềm TRIMNET+ cùng với mạng l−ới
GPS-TC với 367 điểm GPS có đo nối thủy chuẩn. Sau khi tính toán đạt đ−ợc
kết quả sau [9]:
- Độ lệch về độ cao Geoid địa ph−ơng giữa giá trị mô hình và giá trị thực
tại các điểm có độ cao thủy chuẩn đạt tới mức 90% nhỏ hơn 1m, giá trị lớn
nhất không v−ợt quá 2m;
- Chỉ có địa bàn tỉnh Lai châu có độ cao Geoid v−ợt quá 3m, còn lại tới
90% lãnh thổ có độ cao Geoid nhỏ hơn 3m.
1.3.4. Xây dựng các trạm DGPS
Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, sự tiến bộ v−ợt bậc
của việc khai thác sử dụng hệ thống GPS, công nghệ DGPS với thiết bị không
đắt tiền, sử dụng đơn giản với độ chính xác khoảng từ cỡ dm đến 3m thực tế
đang trở thành giải pháp hữu hiệu đối với việc đo đạc cập nhật biến động bản
đồ tỷ lệ trung bình 1/10000, phục vụ các mục đích định vị, dẫn đ−ờng, điều tra
khảo sát tài nguyên môi tr−ờng biển, đo đạc địa hình đáy biển, tìm kiếm cứu
nạn trên biển.
Hệ thống trạm GPS quốc gia đang hoạt động hiện nay gồm 3 trạm:
- Trạm GPS Đồ Sơn: Tầm phủ sóng 500 km;
- Trạm GPS Vũng Tầu: Tầm phủ sóng 700 km;
- Trạm GPS Điện Biên: Tầm phủ sóng 350 km.
Ngoài 3 trạm GPS Quốc gia trên thì hiện nay còn có 2 trạm phục vụ công
tác phân giới cắm mốc Việt - Trung là trạm Hà Giang (phủ sóng 200km) và
trạm Cao Bằng (phủ sóng 250km) [5].
Dự kiến trong thời gian tới sẽ xây dựng thêm 2 trạm tại Hà Nội và Đà
Nẵng với tầm hoạt động 700km. Khi đó chúng ta sẽ có một hệ thống các trạm
GPS phủ sóng kín toàn lãnh thổ và khu vực rộng lớn ngoài biển.
31
Ch−ơng 2
Các hệ thống độ cao vμ các ph−ơng pháp đo cao
2.1. Các hệ thống độ cao
2.1.1. Những vấn đề chung về độ cao
Trong công tác trắc địa bản đồ, để xác định vị trí của một điểm trên bề
mặt trái đất, ngoài việc xác định toạ độ mặt bằng chúng ta còn quan tâm tới độ
cao của nó trong hệ thống độ cao thống nhất. Trong hệ toạ độ không gian một
điểm bất kỳ luôn đ−ợc thể hiện bởi 3 thành phần toạ độ (X,Y,Z). Ngoài ra còn
có thể biểu diễn theo hệ toạ độ trắc địa (B,L,H), trong đó H là độ cao trắc địa
hay còn gọi là độ cao so với Ellipsoid. Đã nói đến toạ độ trắc địa là gắn với
một ellipxoid có hình dạng, kích th−ớc xác định và đ−ợc định vị so với trái
đất, chúng ta th−ờng gọi đó là ellipxoid thực dụng.
Dựa vào các hệ toạ độ giúp con ng−ời quản lý đ−ợc vị trí của các điểm
trên quy mô toàn cầu. Trong một số tr−ờng hợp ng−ời ta xây dựng các hệ toạ
độ vuông góc phẳng cho từng khu vực nhỏ trên bề mặt trái đất theo một phép
chiếu nào đó, và chấp nhận theo các biến dạng nào đó do chuyển đổi từ mặt
bậc hai (ellipxoid) sang mặt bậc nhất (mặt phẳng).
Trong thực tế của đời sống, độ cao trắc địa H hầu nh− ít đ−ợc sử dụng vì
nó chỉ mang ý nghĩa hình học thuần tuý mà không mang ý nghĩa vật lý cơ
bản. Trong khi đó phần lớn các ngành khoa học khi nghiên cứu một vấn đề gì
đó th−ờng gắn liền với các tính chất vật lý của trái đất (xây dựng, thuỷ lợi, môi
tr−ờng vv..).
Khác với toạ độ mặt bằng, lý thuyết độ cao đ−ợc xây dựng trên cơ sở thế
trọng tr−ờng và liên quan đến nó là hàng loạt các khái niệm nh− : Thế hấp
dẫn, thế ly tâm, mặt đẳng thế, giá trị trọng lực vv...
Để xác định độ cao tại các điểm trên mặt đất ng−ời ta phải tiến hành đo
cao, đây là một trong các dạng công việc đặc thù trong công tác đo đạc cơ bản
32
của trắc địa. Tuỳ theo ph−ơng pháp đo, ph−ơng pháp chỉnh lý mà độ cao có
các tên gọi khác nhau nh−: Độ cao chính, độ cao th−ờng, độ cao động học.
Ta xét bản chất của việc xác định độ cao bằng ph−ơng pháp thuỷ chuẩn
hình học. Khi các mặt đẳng thế song song với nhau thì độ cao h của điểm B so
với điểm khởi đầu 0 đ−ợc xác định bằng cách lấy tổng chênh cao từ 1,2,...,n
của các trạm thuỷ chuẩn:
Trong thực tế, khi đo thuỷ chuẩn ở khu vực nhỏ với độ chính xác cao thì
các mặt đẳng thế có thể coi là song song với nhau. Khi độ cao đ−ợc truyền
trong khoảng cách lớn thì phải tính đến ảnh h−ởng của các mặt đẳng thế
không song song với nhau do sự phân bố vật chất trong lòng trái đất. Chính vì
vậy tổng chênh cao các đ−ờng đo khác nhau thì ta nhận đ−ợc các giá trị độ cao
khác nhau.
Nh− vậy ta nhận thấy độ cao đo đ−ợc không đơn trị, để có đ−ợc độ cao
đơn trị ta có nhiều cách hiệu chỉnh độ cao đo đ−ợc, ứng với mỗi cách hiệu
chỉnh ta có một hệ thống độ cao.
∑
=
Δ=
n
i
iB hh
1
(2.1)
mặt biển Δh
Wo=const
B
C
Δh
Δh
WB=const
O
Hình 2.1. Nguyên tắc xác định độ cao
33
2.1.2. Hệ thống độ cao chính
Hệ thống độ cao chính (orthometric height) đ−ợc xây dựng dựa trên mặt
Geoid. Công thức xác định độ cao chính có dạng:
Để tính đ−ợc độ cao chính đòi hỏi phải biết giá trị trọng lực trung bình
dọc theo đ−ờng sức trên đoạn BC là gBm (hình 2.1), trên thực tế không thể biết
đ−ợc chính xác giá trị đó đ−ợc. Đây là điểm không hoàn toàn chặt chẽ trong
hệ thống độ cao chính.
Chỉ xét các n−ớc thuộc Châu Âu, những quốc gia sử dụng hệ thống độ
cao chính: Anh, Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha, Thuỵ Sỹ, ý, Hy Lạp, Đan Mạch,
Bỉ, Hà Lan, Phần Lan[11].
Đ