nguyenquangminh46
New Member
Tải Đồ án Khảo sát độ chính xác đo giả động bằng máy thu hai hệ, hai tần topcongb - 1000
Mở đầu
Sự ra đời của hệ thống định vị toàn cầu GPS (Global Positioning System) đã mang lại một diện mạo mới cho ngành trắc địa. Từ những năm 80, khi mà hệ thống định vị toàn cầu GPS được phía Mỹ cho phép khai thác trong lĩnh vực dân sự thì các ứng dụng của nó trong trắc địa có những ưu điểm hơn hẳn với công nghệ đo đạc truyền thống. Đó là khả năng đo nhanh, độ chính xác cao và đo trong mọi điều kiện thời tiết, bất kỳ thời điểm trên phạm vi toàn cầu. Sau Mỹ, Nga cũng xây dựng hệ thống định vị toàn cầu Glonass (Global Navigation satellite system) với nguyên lý hoạt động tương tự hệ thống GPS.
GPS được đưa vào nước ta sử dụng từ năm 1990 và chủ yếu phục vụ xây dựng các mạng lưới quốc gia và các lưới cạnh dài phục vụ đo vẽ bản đồ, hay đo nối toạ độ từ đất liền đến các đảo xa.
Máy thu GPS là phần cứng quan trọng trong đoạn sử dụng. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, các hãng sản xuất máy thu GPS cũng cho ra đời các máy thu thế hệ mới ngày càng gọn nhẹ, hoàn thiện hơn về chức năng sử dụng. Một số hãng chế tạo còn cho ra đời các máy thu có thể đồng thời thu các tín hiệu từ vệ tinh GPS và cả vệ tinh Glonass. Máy thu GB - 1000 của hãng Topcon (Nhật Bản) là một trong số đó.
Máy thu GPS GB - 1000 là loại máy có khả năng thu và xử lý số liệu trên hai tần số sóng mang L1, L2 của cả hai hệ thống NAVSTAR (Mỹ) và GLONASS (Nga), với khả năng này máy sẽ cho kết quả đo nhanh, độ chính xác cao đối với cạnh đáy dài. Nó có thể phục vụ cho rất nhiều mục đích khác nhau, cho nhiều ngành như: trắc địa, thuỷ văn, xây dựng
Sử dụng máy thu GPS để xây dựng các điểm chi tiết đang được ứng dụng ít trong mọi lĩnh vực trắc địa hiện nay.
Việc sử dụng máy hai tần để xây dựng các điểm chi tiết còn là một vấn đề khá mới mẻ.
Nhằm mục đích tìm hiểu để khai thác hiệu quả các chức năng sử dụng của máy GB - 1000 vào xây dựng các điểm chi tiết em xin nhận đề tài sau: “Khảo sát độ chính xác đo giả động bằng máy thu hai hệ, hai tần TOPCONGB - 1000”.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
∆δ: lµ sai sè kh«ng ®ång bé gi÷a ®ång hå cña vÖ tinh vµ cña m¸y thu
Kho¶ng c¸ch cÇn ®o vµ sè nguyªn ®a trÞ thêng kh«ng ®îc biÕt tríc mµ cÇn ph¶i x¸c ®Þnh trong qu¸ tr×nh ®o. Trong trêng hîp ®o pha cña sãng t¶i L1, cã thÓ x¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a vÖ tinh vµ m¸y thu víi ®é chÝnh x¸c cì centimet. Sãng t¶i L2 cho ®é chÝnh x¸c thÊp h¬n Ýt nhiÒu, nhng t¸c dông chñ yÕu cña nã lµ cïng víi sãng t¶i L1 t¹o ra kh¶ n¨ng lµm gi¶m ¶nh hëng ®¸ng kÓ cña tÇng ®iÖn ly, ngoµi ra nã còng lµm cho viÖc x¸c ®Þnh sè nguyªn ®a trÞ ®îc ®¬n gi¶n h¬n.
1.2. C¸c ph¬ng ph¸p ®o GPS
1.2.1. §o GPS tuyÖt ®èi
a. Nguyªn lý ®o GPS tuyÖt ®èi
§o GPS tuyÖt ®èi lµ trêng hîp sö dông m¸y thu GPS ®Ó x¸c ®Þnh ngay ra to¹ ®é cña ®iÓm quan s¸t trong hÖ thèng WGS-84. §ã cã thÓ lµ c¸c thµnh phÇn to¹ ®é vu«ng gãc kh«ng gian (X, Y, Z) hoÆc c¸c thµnh phÇn to¹ ®é mÆt cÇu (B, L, H).
x
o
M
Y
X
Z
G
z
y
ViÖc ®o GPS tuyÖt ®èi ®îc thùc hiÖn trªn c¬ së sö dông ®¹i lîng ®ã lµ kho¶ng c¸ch gi¶ tõ vÖ tinh ®Õn m¸y thu theo nguyªn t¾c giao héi kh«ng gian tõ c¸c ®iÓm cã to¹ ®é ®· biÕt lµ c¸c vÖ tinh.
NÕu biÕt chÝnh x¸c kho¶ng thêi gian lan truyÒn tÝn hiÖu code tùa ngÉu nhiªn tõ vÖ tinh ®Õn m¸y thu, ta sÏ tÝnh ®îc kho¶ng c¸ch chÝnh x¸c gi÷a vÖ tinh mµ m¸y thu. Khi ®ã 3 kho¶ng c¸ch ®îc x¸c ®Þnh ®ång thêi tõ 3 vÖ tinh ®Õn m¸y thu sÏ cho ta vÞ trÝ kh«ng gian ®¬n trÞ cña m¸y thu. Song trªn thùc tÕ c¶ ®ång hå vÖ tinh vµ ®ång hå m¸y thu ®Òu cã sai sè, nªn c¸c kho¶ng c¸ch ®o ®îc kh«ng ph¶i lµ kho¶ng c¸ch chÝnh x¸c. KÕt qu¶ lµ chóng kh«ng thÓ c¾t nhau t¹i mét ®iÓm, nghÜa lµ kh«ng thÓ x¸c ®Þnh ®îc vÞ trÝ cña m¸y thu. §Ó kh¾c phôc t×nh tr¹ng nµy cÇn sö dông thªm mét ®¹i lîng ®o n÷a ®ã lµ kho¶ng c¸ch tõ mét vÖ tinh thø t. §Ó thÊy râ ®iÒu nµy ta viÕt thªm mét hÖ gåm 4 ph¬ng tr×nh d¹ng:
(1.3)
T¹i mét tr¹m m¸y, c«ng t¸c quan tr¾c ®îc tiÕn hµnh ®ång thêi nªn thµnh phÇn ∆t chØ cßn lµ ¶nh hëng cña sai sè ®ång hå m¸y thu. Do ®ã, b»ng c¸ch ®o kho¶ng c¸ch gi¶ ®ång thêi tíi 4 vÖ tinh, ta sÏ x¸c ®Þnh ®îc 4 Èn sè (X, Y, Z) lµ c¸c thµnh phÇn to¹ ®é cña m¸y thi (®iÓm xÐt) theo to¹ ®é WGS-84 vµ sai sè ®ång hå m¸y thu ∆t.
VËy lµ, b»ng c¸ch ®o kho¶ng c¸ch gi¶ ®ång thêi tõ 4 vÖ tinh ®Õn m¸y thu ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc to¹ ®é tuyÖt ®èi cña m¸y thu, ngoµi ra cßn x¸c ®Þnh thªm ®îc sè hiÖu chØnh do ®ång hå (th¹ch anh) cña m¸y thu n÷a.
Quan s¸t ®ång thêi 4 vÖ tinh lµ yªu cÇu tèi thiÓu cÇn thiÕt ®Ó x¸c ®Þnh to¹ ®é kh«ng gian tuyÖt ®èi cña ®iÓm quan s¸t. Tuy nhiªn, nÕu m¸y thu ®îc tr¹ng bÞ ®ång hå chÝnh x¸c cao th× khi ®ã chØ cßn 3 Èn sè lµ 3 thµnh phÇn to¹ ®é ®iÓm quan s¸t. §Ó x¸c ®Þnh chóng ta chØ cÇn quan s¸t ®ång thêi 3 vÖ tinh.
b. §o vi ph©n
PhÇn lín kh¸ch hµng sö dông m¸y thu GPS thêng cã nhu cÇu ®Þnh vÞ víi ®é chÝnh x¸c tõ cì ®ªximet ®Õn vµi chôc mÐt. Nhng víi chÕ ®é can thiÖp SA (Selective Availabitily) th× hÖ thèng GPS chØ cho ®é chÝnh x¸c ®Þnh vÞ h¹n chÕ cì 100m. §Ó th¸o gì sù h¹n chÕ nµy, giíi kü thuËt vµ c¸c nhµ s¶n xuÊt m¸y thu GPS ®· ®a ra mét ph¬ng ph¸p ®o ®îc gäi lµ ®o GPS vi ph©n.
Theo ph¬ng ph¸p nµy chØ cÇn cã mét m¸y thu GPS cã kh¶ n¨ng ph¸t tÝn hiÖu v« tuyÕn ®îc ®Æt t¹i ®iÓm cã to¹ ®é ®· biÕt (gäi lµ m¸y cè ®Þnh), ®ång thêi cã m¸y kh¸c (gäi lµ m¸y di ®éng) ®Æt ë vÞ trÝ cÇn x¸c ®Þnh to¹ ®é, ®ã cã thÓ lµ ®iÓm cè ®Þnh hoÆc ®iÓm di ®éng. C¶ m¸y cè ®Þnh vµ di ®éng cÇn tiÕn hµnh ®ång thêi thu tÝn hiÖu tõ c¸c vÖ tinh nh nhau. NÕu th«ng tin tõ vÖ tinh bÞ nhiÔu, th× kÕt qu¶ x¸c ®Þnh to¹ ®é cña c¶ m¸y cè ®Þnh vµ m¸y di ®éng còng ®Òu bÞ sai lÖch. §é sai lÖch nµy, ®îc x¸c ®Þnh trªn c¬ së so s¸nh to¹ ®é tÝnh ra theo tÝn hiÖu thu ®îc vµ to¹ ®é biÕt tríc cña m¸y cè ®Þnh vµ ®îc xem lµ nh nhau cho c¶ m¸y cè ®Þnh vµ di ®éng. Nã ®îc m¸y cè ®Þnh ph¸t ®i qua sãng v« tuyÕn ®Ó m¸y di ®éng thu nhËn mµ hiÖu chØnh cho kÕt qu¶ x¸c ®Þnh to¹ ®é cña m×nh.
Ngoµi c¸ch hiÖu chØnh cho to¹ ®«h, ngêi ta cßn tiÕn hµnh hiÖu chØnh cho kho¶ng c¸ch tõ vÖ tinh ®Õn m¸y thu. C¸ch hiÖu chØnh thø hai nµy ®ßi hái m¸y thu cè ®Þnh cã cÊu t¹o phøc t¹p vµ tèn kÐm h¬n, nhng l¹i cho phÐp ngêi sö dông xö lý chñ ®éng, linh ho¹t h¬n.
Ph¬ng ph¸p ®o GPS vi ph©n cã thÓ cã hai c¸ch xö lý sè hiÖu chØnh t¹i ®iÓm di ®éng:
- Ph¬ng ph¸p xö lý ®ång thêi (Real time)
- Ph¬ng ph¸p hËu xö lý (Post-procesing)
§Ó ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c, c¸c m¸y di ®éng kh«ng nªn ®Æt qu¸ xa m¸y cè ®Þnh, ®Ó ®¶m b¶o gi¸ trÞ nhiÔu lµ nh nhau. §ång thêi, sè liÖu c¶i chÝnh vi ph©n cÇn ph¶i x¸c ®Þnh vµ chuyÓn ph¸t nhanh víi tÇn suÊt cao. §é chÝnh x¸c cña ph¬ng ph¸p nµy ®¹t tíi mÐt thËm chÝ vµi ®ªximet.
1.2.2. §o GPS t¬ng ®èi
a. Nguyªn lý cña ®o GPS t¬ng ®èi
§o GPS t¬ng ®èi lµ trêng hîp sö dông hai m¸y thu GPS ®Æt ë hai ®iÓm quan s¸t kh¸c nhau ®Ó x¸c ®Þnh ra hiÖu to¹ ®é vu«ng gãc kh«ng gian (∆X, ∆Y, ∆Z) hay hiÖu to¹ ®é mÆt cÇu (∆B, ∆L, ∆H) gi÷a chóng trong hÖ to¹ ®é WGS-84.
Nguyªn t¾c ®o GPS t¬ng ®èi ®îc thùc hiÖn trªn c¬ së sö dông ®¹i lîng ®o pha lµ pha cña sãng t¶i. §Ó ®¹t ®îc ®é chÝnh x¸c cao vµ rÊt cao cho kÕt qu¶ x¸c ®Þnh hiÖu to¹ ®é (hay vÞ trÝ t¬ng hç) gi÷a hai ®iÓm xÐt, ngêi ta ®· t¹o ra vµ sö dông c¸c sai ph©n kh¸c nhau cho pha sãng t¶i nh»m lµm gi¶m ¶nh hëng cña c¸c nguån sai sè kh¸c nhau nh: sai sè cña ®ång hå trªn vÖ tinh còng nh trong m¸y thu, sai sè cña to¹ ®é vÖ tinh, sè nguyªn ®a trÞ…
Ta ký hiÖu pha (chÝnh x¸c h¬n lµ hiÖu pha) cña sãng t¶i tõ vÖ tinh J ®îc ®o t¹i tr¹m quan s¸t r vµo thêi ®iÓm ti, ta sÏ cã sai ph©n bËc mét ®îc lËp nh sau:
fJ1(ti)
1
fJ2(ti)
J
fJ1(ti)
2
∆fJ(ti)= fJ2(ti) - fJi(ti) (1.4)
Trong sai ph©n nµy hÇu nh kh«ng cßn ¶nh hëng cña sai sè ®ång hå trªn vÖ tinh.
NÕu xÐt 2 tr¹m tiÕn hµnh quan s¸t ®ång thêi hai vÖ tinh J, k vµo thêi ®iÓm ti, ta sÏ cã sai ph©n bËc 2:
1
2
k
j
∆2fJ,k(ti)= ∆fk(ti) -∆fJ(ti) (1.5)
Trong sai ph©n nµy, hÇu nh kh«ng cã ¶nh hëng cña sai sè ®ång hå trªn vÖ tinh còng nh sai sè cña ®ång hå trong m¸y thu.
NÕu xÐt hai tr¹m tiÕn hµnh quan s¸t ®ång thêi hai vÖ tinh J, k vµo c¸c thêi ®iÓm ti, ti+1, ta sÏ cã sai ph©n bËc 3:
1
j(ti)
2
j(ti+1)
k(ti)
k(ti+1)
∆3fJ,k= ∆2fk(ti+1) -∆fJ.k(ti)
Sai ph©n nµy cho phÐp lo¹i trõ c¸c sè nguyªn ®a trÞ. B»ng c¸ch tæ hîp theo tõng cÆp vÖ tinh (sè vÖ tinh thêng xuÊt hiÖn nhiÒu h¬n 4) ta sÏ cã rÊt nhiÒu trÞ ®o. Lêi gi¶i ®¬n trÞ sÏ ®îc xö lý theo nguyªn lý sè b×nh ph¬ng nhá nhÊt.
b. §o tÜnh (Static)
Ph¬ng ph¸p ®o tÜnh ®îc sö dông ®Ó x¸c ®Þnh hiÖu to¹ ®é (vÞ trÝ t¬ng hç) gi÷a hai ®iÓm xÐt víi ®é chÝnh x¸c cao, thêng lµ nh»m ®¸p øng c¸c yªu cÇu cña c«ng t¸c tr¾c ®Þa - ®Þa h×nh. Trong trêng hîp nµy cÇn cã 2 m¸y thu, mét m¸y ®Æt ë ®iÓm ®· biÕt to¹ ®é, cßn m¸y kia ®Æt ë ®iÓm cÇn x¸c ®Þnh. C¶ hai m¸y ph¶i ®ång thêi thu tÝn hiÖu tõ mét sè vÖ tinh chung liªn tôc trong mét kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh, thêng lµ tõ mét ®Õn vµi ba tiÕng ®ång hå. Sè vÖ tinh chung tèi thiÓu cho c¶ hai tr¹m quan s¸t lµ 3, nhng thêng ®îc lÊy lµ 4 ®Ó ®Ò phßng trêng hîp thu tÝn hiÖu vÖ tinh bÞ gi¸n ®o¹n. Kho¶ng thêi gian quan s¸t ph¶i kÐo dµi lµ ®ñ ®Ó cho ®å h×nh ph©n bè vÖ tinh thay ®æi mµ tõ ®ã ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc sè nguyªn ®a trÞ cña sãng t¶i vµ ®ång thêi lµ ®Ó cã nhiÒu trÞ ®o nh»m ®¹t ®é chÝnh x¸c cao vµ æn ®Þnh cho kÕt qu¶ quan s¸t.
Trong ®o tÜnh, cÇn lu ý ®Õn c«ng t¸c bè trÝ c¸c ca ®o. Kho¶ng thêi gian quan tr¾c cña c¸c m¸y thu ®îc gäi lµ ®é dµi ca ®o.Kho¶ng quan tr¾...
Download miễn phí Đồ án Khảo sát độ chính xác đo giả động bằng máy thu hai hệ, hai tần topcongb - 1000
Mở đầu
Sự ra đời của hệ thống định vị toàn cầu GPS (Global Positioning System) đã mang lại một diện mạo mới cho ngành trắc địa. Từ những năm 80, khi mà hệ thống định vị toàn cầu GPS được phía Mỹ cho phép khai thác trong lĩnh vực dân sự thì các ứng dụng của nó trong trắc địa có những ưu điểm hơn hẳn với công nghệ đo đạc truyền thống. Đó là khả năng đo nhanh, độ chính xác cao và đo trong mọi điều kiện thời tiết, bất kỳ thời điểm trên phạm vi toàn cầu. Sau Mỹ, Nga cũng xây dựng hệ thống định vị toàn cầu Glonass (Global Navigation satellite system) với nguyên lý hoạt động tương tự hệ thống GPS.
GPS được đưa vào nước ta sử dụng từ năm 1990 và chủ yếu phục vụ xây dựng các mạng lưới quốc gia và các lưới cạnh dài phục vụ đo vẽ bản đồ, hay đo nối toạ độ từ đất liền đến các đảo xa.
Máy thu GPS là phần cứng quan trọng trong đoạn sử dụng. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, các hãng sản xuất máy thu GPS cũng cho ra đời các máy thu thế hệ mới ngày càng gọn nhẹ, hoàn thiện hơn về chức năng sử dụng. Một số hãng chế tạo còn cho ra đời các máy thu có thể đồng thời thu các tín hiệu từ vệ tinh GPS và cả vệ tinh Glonass. Máy thu GB - 1000 của hãng Topcon (Nhật Bản) là một trong số đó.
Máy thu GPS GB - 1000 là loại máy có khả năng thu và xử lý số liệu trên hai tần số sóng mang L1, L2 của cả hai hệ thống NAVSTAR (Mỹ) và GLONASS (Nga), với khả năng này máy sẽ cho kết quả đo nhanh, độ chính xác cao đối với cạnh đáy dài. Nó có thể phục vụ cho rất nhiều mục đích khác nhau, cho nhiều ngành như: trắc địa, thuỷ văn, xây dựng
Sử dụng máy thu GPS để xây dựng các điểm chi tiết đang được ứng dụng ít trong mọi lĩnh vực trắc địa hiện nay.
Việc sử dụng máy hai tần để xây dựng các điểm chi tiết còn là một vấn đề khá mới mẻ.
Nhằm mục đích tìm hiểu để khai thác hiệu quả các chức năng sử dụng của máy GB - 1000 vào xây dựng các điểm chi tiết em xin nhận đề tài sau: “Khảo sát độ chính xác đo giả động bằng máy thu hai hệ, hai tần TOPCONGB - 1000”.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
nguyªn lÇn bíc sãng λ∆δ: lµ sai sè kh«ng ®ång bé gi÷a ®ång hå cña vÖ tinh vµ cña m¸y thu
Kho¶ng c¸ch cÇn ®o vµ sè nguyªn ®a trÞ thêng kh«ng ®îc biÕt tríc mµ cÇn ph¶i x¸c ®Þnh trong qu¸ tr×nh ®o. Trong trêng hîp ®o pha cña sãng t¶i L1, cã thÓ x¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a vÖ tinh vµ m¸y thu víi ®é chÝnh x¸c cì centimet. Sãng t¶i L2 cho ®é chÝnh x¸c thÊp h¬n Ýt nhiÒu, nhng t¸c dông chñ yÕu cña nã lµ cïng víi sãng t¶i L1 t¹o ra kh¶ n¨ng lµm gi¶m ¶nh hëng ®¸ng kÓ cña tÇng ®iÖn ly, ngoµi ra nã còng lµm cho viÖc x¸c ®Þnh sè nguyªn ®a trÞ ®îc ®¬n gi¶n h¬n.
1.2. C¸c ph¬ng ph¸p ®o GPS
1.2.1. §o GPS tuyÖt ®èi
a. Nguyªn lý ®o GPS tuyÖt ®èi
§o GPS tuyÖt ®èi lµ trêng hîp sö dông m¸y thu GPS ®Ó x¸c ®Þnh ngay ra to¹ ®é cña ®iÓm quan s¸t trong hÖ thèng WGS-84. §ã cã thÓ lµ c¸c thµnh phÇn to¹ ®é vu«ng gãc kh«ng gian (X, Y, Z) hoÆc c¸c thµnh phÇn to¹ ®é mÆt cÇu (B, L, H).
x
o
M
Y
X
Z
G
z
y
ViÖc ®o GPS tuyÖt ®èi ®îc thùc hiÖn trªn c¬ së sö dông ®¹i lîng ®ã lµ kho¶ng c¸ch gi¶ tõ vÖ tinh ®Õn m¸y thu theo nguyªn t¾c giao héi kh«ng gian tõ c¸c ®iÓm cã to¹ ®é ®· biÕt lµ c¸c vÖ tinh.
NÕu biÕt chÝnh x¸c kho¶ng thêi gian lan truyÒn tÝn hiÖu code tùa ngÉu nhiªn tõ vÖ tinh ®Õn m¸y thu, ta sÏ tÝnh ®îc kho¶ng c¸ch chÝnh x¸c gi÷a vÖ tinh mµ m¸y thu. Khi ®ã 3 kho¶ng c¸ch ®îc x¸c ®Þnh ®ång thêi tõ 3 vÖ tinh ®Õn m¸y thu sÏ cho ta vÞ trÝ kh«ng gian ®¬n trÞ cña m¸y thu. Song trªn thùc tÕ c¶ ®ång hå vÖ tinh vµ ®ång hå m¸y thu ®Òu cã sai sè, nªn c¸c kho¶ng c¸ch ®o ®îc kh«ng ph¶i lµ kho¶ng c¸ch chÝnh x¸c. KÕt qu¶ lµ chóng kh«ng thÓ c¾t nhau t¹i mét ®iÓm, nghÜa lµ kh«ng thÓ x¸c ®Þnh ®îc vÞ trÝ cña m¸y thu. §Ó kh¾c phôc t×nh tr¹ng nµy cÇn sö dông thªm mét ®¹i lîng ®o n÷a ®ã lµ kho¶ng c¸ch tõ mét vÖ tinh thø t. §Ó thÊy râ ®iÒu nµy ta viÕt thªm mét hÖ gåm 4 ph¬ng tr×nh d¹ng:
(1.3)
T¹i mét tr¹m m¸y, c«ng t¸c quan tr¾c ®îc tiÕn hµnh ®ång thêi nªn thµnh phÇn ∆t chØ cßn lµ ¶nh hëng cña sai sè ®ång hå m¸y thu. Do ®ã, b»ng c¸ch ®o kho¶ng c¸ch gi¶ ®ång thêi tíi 4 vÖ tinh, ta sÏ x¸c ®Þnh ®îc 4 Èn sè (X, Y, Z) lµ c¸c thµnh phÇn to¹ ®é cña m¸y thi (®iÓm xÐt) theo to¹ ®é WGS-84 vµ sai sè ®ång hå m¸y thu ∆t.
VËy lµ, b»ng c¸ch ®o kho¶ng c¸ch gi¶ ®ång thêi tõ 4 vÖ tinh ®Õn m¸y thu ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc to¹ ®é tuyÖt ®èi cña m¸y thu, ngoµi ra cßn x¸c ®Þnh thªm ®îc sè hiÖu chØnh do ®ång hå (th¹ch anh) cña m¸y thu n÷a.
Quan s¸t ®ång thêi 4 vÖ tinh lµ yªu cÇu tèi thiÓu cÇn thiÕt ®Ó x¸c ®Þnh to¹ ®é kh«ng gian tuyÖt ®èi cña ®iÓm quan s¸t. Tuy nhiªn, nÕu m¸y thu ®îc tr¹ng bÞ ®ång hå chÝnh x¸c cao th× khi ®ã chØ cßn 3 Èn sè lµ 3 thµnh phÇn to¹ ®é ®iÓm quan s¸t. §Ó x¸c ®Þnh chóng ta chØ cÇn quan s¸t ®ång thêi 3 vÖ tinh.
b. §o vi ph©n
PhÇn lín kh¸ch hµng sö dông m¸y thu GPS thêng cã nhu cÇu ®Þnh vÞ víi ®é chÝnh x¸c tõ cì ®ªximet ®Õn vµi chôc mÐt. Nhng víi chÕ ®é can thiÖp SA (Selective Availabitily) th× hÖ thèng GPS chØ cho ®é chÝnh x¸c ®Þnh vÞ h¹n chÕ cì 100m. §Ó th¸o gì sù h¹n chÕ nµy, giíi kü thuËt vµ c¸c nhµ s¶n xuÊt m¸y thu GPS ®· ®a ra mét ph¬ng ph¸p ®o ®îc gäi lµ ®o GPS vi ph©n.
Theo ph¬ng ph¸p nµy chØ cÇn cã mét m¸y thu GPS cã kh¶ n¨ng ph¸t tÝn hiÖu v« tuyÕn ®îc ®Æt t¹i ®iÓm cã to¹ ®é ®· biÕt (gäi lµ m¸y cè ®Þnh), ®ång thêi cã m¸y kh¸c (gäi lµ m¸y di ®éng) ®Æt ë vÞ trÝ cÇn x¸c ®Þnh to¹ ®é, ®ã cã thÓ lµ ®iÓm cè ®Þnh hoÆc ®iÓm di ®éng. C¶ m¸y cè ®Þnh vµ di ®éng cÇn tiÕn hµnh ®ång thêi thu tÝn hiÖu tõ c¸c vÖ tinh nh nhau. NÕu th«ng tin tõ vÖ tinh bÞ nhiÔu, th× kÕt qu¶ x¸c ®Þnh to¹ ®é cña c¶ m¸y cè ®Þnh vµ m¸y di ®éng còng ®Òu bÞ sai lÖch. §é sai lÖch nµy, ®îc x¸c ®Þnh trªn c¬ së so s¸nh to¹ ®é tÝnh ra theo tÝn hiÖu thu ®îc vµ to¹ ®é biÕt tríc cña m¸y cè ®Þnh vµ ®îc xem lµ nh nhau cho c¶ m¸y cè ®Þnh vµ di ®éng. Nã ®îc m¸y cè ®Þnh ph¸t ®i qua sãng v« tuyÕn ®Ó m¸y di ®éng thu nhËn mµ hiÖu chØnh cho kÕt qu¶ x¸c ®Þnh to¹ ®é cña m×nh.
Ngoµi c¸ch hiÖu chØnh cho to¹ ®«h, ngêi ta cßn tiÕn hµnh hiÖu chØnh cho kho¶ng c¸ch tõ vÖ tinh ®Õn m¸y thu. C¸ch hiÖu chØnh thø hai nµy ®ßi hái m¸y thu cè ®Þnh cã cÊu t¹o phøc t¹p vµ tèn kÐm h¬n, nhng l¹i cho phÐp ngêi sö dông xö lý chñ ®éng, linh ho¹t h¬n.
Ph¬ng ph¸p ®o GPS vi ph©n cã thÓ cã hai c¸ch xö lý sè hiÖu chØnh t¹i ®iÓm di ®éng:
- Ph¬ng ph¸p xö lý ®ång thêi (Real time)
- Ph¬ng ph¸p hËu xö lý (Post-procesing)
§Ó ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c, c¸c m¸y di ®éng kh«ng nªn ®Æt qu¸ xa m¸y cè ®Þnh, ®Ó ®¶m b¶o gi¸ trÞ nhiÔu lµ nh nhau. §ång thêi, sè liÖu c¶i chÝnh vi ph©n cÇn ph¶i x¸c ®Þnh vµ chuyÓn ph¸t nhanh víi tÇn suÊt cao. §é chÝnh x¸c cña ph¬ng ph¸p nµy ®¹t tíi mÐt thËm chÝ vµi ®ªximet.
1.2.2. §o GPS t¬ng ®èi
a. Nguyªn lý cña ®o GPS t¬ng ®èi
§o GPS t¬ng ®èi lµ trêng hîp sö dông hai m¸y thu GPS ®Æt ë hai ®iÓm quan s¸t kh¸c nhau ®Ó x¸c ®Þnh ra hiÖu to¹ ®é vu«ng gãc kh«ng gian (∆X, ∆Y, ∆Z) hay hiÖu to¹ ®é mÆt cÇu (∆B, ∆L, ∆H) gi÷a chóng trong hÖ to¹ ®é WGS-84.
Nguyªn t¾c ®o GPS t¬ng ®èi ®îc thùc hiÖn trªn c¬ së sö dông ®¹i lîng ®o pha lµ pha cña sãng t¶i. §Ó ®¹t ®îc ®é chÝnh x¸c cao vµ rÊt cao cho kÕt qu¶ x¸c ®Þnh hiÖu to¹ ®é (hay vÞ trÝ t¬ng hç) gi÷a hai ®iÓm xÐt, ngêi ta ®· t¹o ra vµ sö dông c¸c sai ph©n kh¸c nhau cho pha sãng t¶i nh»m lµm gi¶m ¶nh hëng cña c¸c nguån sai sè kh¸c nhau nh: sai sè cña ®ång hå trªn vÖ tinh còng nh trong m¸y thu, sai sè cña to¹ ®é vÖ tinh, sè nguyªn ®a trÞ…
Ta ký hiÖu pha (chÝnh x¸c h¬n lµ hiÖu pha) cña sãng t¶i tõ vÖ tinh J ®îc ®o t¹i tr¹m quan s¸t r vµo thêi ®iÓm ti, ta sÏ cã sai ph©n bËc mét ®îc lËp nh sau:
fJ1(ti)
1
fJ2(ti)
J
fJ1(ti)
2
∆fJ(ti)= fJ2(ti) - fJi(ti) (1.4)
Trong sai ph©n nµy hÇu nh kh«ng cßn ¶nh hëng cña sai sè ®ång hå trªn vÖ tinh.
NÕu xÐt 2 tr¹m tiÕn hµnh quan s¸t ®ång thêi hai vÖ tinh J, k vµo thêi ®iÓm ti, ta sÏ cã sai ph©n bËc 2:
1
2
k
j
∆2fJ,k(ti)= ∆fk(ti) -∆fJ(ti) (1.5)
Trong sai ph©n nµy, hÇu nh kh«ng cã ¶nh hëng cña sai sè ®ång hå trªn vÖ tinh còng nh sai sè cña ®ång hå trong m¸y thu.
NÕu xÐt hai tr¹m tiÕn hµnh quan s¸t ®ång thêi hai vÖ tinh J, k vµo c¸c thêi ®iÓm ti, ti+1, ta sÏ cã sai ph©n bËc 3:
1
j(ti)
2
j(ti+1)
k(ti)
k(ti+1)
∆3fJ,k= ∆2fk(ti+1) -∆fJ.k(ti)
Sai ph©n nµy cho phÐp lo¹i trõ c¸c sè nguyªn ®a trÞ. B»ng c¸ch tæ hîp theo tõng cÆp vÖ tinh (sè vÖ tinh thêng xuÊt hiÖn nhiÒu h¬n 4) ta sÏ cã rÊt nhiÒu trÞ ®o. Lêi gi¶i ®¬n trÞ sÏ ®îc xö lý theo nguyªn lý sè b×nh ph¬ng nhá nhÊt.
b. §o tÜnh (Static)
Ph¬ng ph¸p ®o tÜnh ®îc sö dông ®Ó x¸c ®Þnh hiÖu to¹ ®é (vÞ trÝ t¬ng hç) gi÷a hai ®iÓm xÐt víi ®é chÝnh x¸c cao, thêng lµ nh»m ®¸p øng c¸c yªu cÇu cña c«ng t¸c tr¾c ®Þa - ®Þa h×nh. Trong trêng hîp nµy cÇn cã 2 m¸y thu, mét m¸y ®Æt ë ®iÓm ®· biÕt to¹ ®é, cßn m¸y kia ®Æt ë ®iÓm cÇn x¸c ®Þnh. C¶ hai m¸y ph¶i ®ång thêi thu tÝn hiÖu tõ mét sè vÖ tinh chung liªn tôc trong mét kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh, thêng lµ tõ mét ®Õn vµi ba tiÕng ®ång hå. Sè vÖ tinh chung tèi thiÓu cho c¶ hai tr¹m quan s¸t lµ 3, nhng thêng ®îc lÊy lµ 4 ®Ó ®Ò phßng trêng hîp thu tÝn hiÖu vÖ tinh bÞ gi¸n ®o¹n. Kho¶ng thêi gian quan s¸t ph¶i kÐo dµi lµ ®ñ ®Ó cho ®å h×nh ph©n bè vÖ tinh thay ®æi mµ tõ ®ã ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc sè nguyªn ®a trÞ cña sãng t¶i vµ ®ång thêi lµ ®Ó cã nhiÒu trÞ ®o nh»m ®¹t ®é chÝnh x¸c cao vµ æn ®Þnh cho kÕt qu¶ quan s¸t.
Trong ®o tÜnh, cÇn lu ý ®Õn c«ng t¸c bè trÝ c¸c ca ®o. Kho¶ng thêi gian quan tr¾c cña c¸c m¸y thu ®îc gäi lµ ®é dµi ca ®o.Kho¶ng quan tr¾...