(LUẬN văn THẠC sĩ) ứng dụng hệ thống định vị toàn cầu xây dựng lưới địa chính cụm 04 xã ven biển, huyện quảng xương, tỉnh thanh hóa

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

ĐỖ NGỌC VIỆT

ỨNG DỤNG HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TỒN CẦU
XÂY DỰNG LƯỚI ĐỊA CHÍNH CỤM 04 XÃ VEN BIỂN,
HUYỆN QUẢNG XƯƠNG, TỈNH THANH HÓA
Chuyên ngành:
Mã số:
Người hướng dẫn khoa học :

Quản lý Đất đai
60.85.01.03
PGS. TS. Nguyễn Khắc Thời

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016

download by :


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên
cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo
vệ lấy bất kỳ học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám
ơn, các thơng tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2016

Tác giả luận văn

Đỗ Ngọc Việt

i

download by :


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hồn thành luận văn, tơi đã nhận được
sự giúp đỡ tận tình, sự đóng góp q báu của nhiều cá nhân, tập thể.
Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tơi được bày tỏ lịng kính trọng và biết
ơn sâu sắc PGS.TS. Nguyễn Khắc Thời đã dành nhiều công sức, thời gian, tận tình
hướng dẫn, chỉ bảo tơi trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Tôi xin trân trọng cảm ơn sự góp ý chân thành của các Thầy, Cô giáo Khoa Quản
lý đất đai, Ban Quản lý đào tạo - Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tạo điều kiện
thuận lợi cho tơi trong q trình học tập, thực hiện đề tài và hồn thành luận văn.
Tơi xin trân trọng cảm ơn tập thể Lãnh đạo Sở, cán bộ, công chức Sở Tài nguyên
và Môi trường tỉnh Thanh Hóa; các cộng sự và Ban Giám đốc Cơng ty Cổ phần Tư vấn
khảo sát Trắc địa Thanh Hà đã giúp đỡ, hỗ trợ tơi trong suốt q trình thực hiện đề tài.
Tơi xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân và bạn bè đã động viên, giúp đỡ,
tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tơi trong q trình thực hiện đề tài này.
Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2016

Tác giả luận văn

Đỗ Ngọc Việt

ii

download by :


MỤC LỤC
Lời cam đoan .................................................................................................................i
Lời cảm ơn ................................................................................................................... ii
Mục lục .................................................................................................................... iii
Danh mục chữ viết tắt.................................................................................................... v
Danh mục bảng ............................................................................................................ vi
Danh mục hình ............................................................................................................vii
Trích yếu luận văn ......................................................................................................viii
Thesis abstract ............................................................................................................... x
Phần 1. Mở đầu.......................................................................................................... 1
1.1.
Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................. 1
1.2.
Mục tiêu nghiên cứu ...................................................................................... 2
1.3.
Phạm vi nghiên cứu ....................................................................................... 2
1.4.
Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài...................... 2

Phần 2. Tổng quan tài liệu ......................................................................................... 3
2.1.
Khái quát về hệ thống định vị toàn cầu GPS .................................................. 3
2.1.1.
Khái niệm về GPS ......................................................................................... 3
2.1.2.
Các thành phần của GPS................................................................................ 3
2.1.3.
Các đại lượng đo ........................................................................................... 6
2.1.4.
Nguyên lý định vị GPS .................................................................................. 8
2.1.5.
Các nguồn sai số trong định vị GPS ............................................................. 12
2.1.6.
Ưu điểm của phương pháp định vị GPS ....................................................... 14
2.1.7.
Tọa độ và hệ quy chiếu ................................................................................ 14
2.2.
Thiết kế lưới địa chính bằng cơng nghệ GPS ............................................... 15
2.2.1.
Khái niệm, nguyên tắc thiết kế lưới ............................................................. 15
2.2.2.
Cơ sở toán học của lưới địa chính ................................................................ 15
2.2.3.
Mật độ điểm khống chế ............................................................................... 18
2.2.4.
Lưới địa chính ............................................................................................. 19
2.2.5.
Cơ sở pháp lý của việc xây dựng lưới .......................................................... 19
2.3.

Ứng dụng công nghệ GPS trong trắc địa trên thế giới và Việt Nam .............. 20
2.3.1.
Trên thế giới ................................................................................................ 20
2.3.2.
Tại Việt Nam............................................................................................... 21
2.4.
Đánh giá, nhận xét chung ............................................................................ 23
Phần 3. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu ....................................................... 24
3.1.
Địa điểm nghiên cứu ................................................................................... 24
3.2.
Thời gian nghiên cứu ................................................................................... 24

iii

download by :


3.3.
3.4.
3.5.
3.5.1.
3.5.2.
3.5.3.
3.5.4.
3.5.5.
3.5.6.
Phần 4.
4.1.

Đối tượng nghiên cứu .................................................................................. 24
Nội dung nghiên cứu ................................................................................... 24
Phương pháp nghiên cứu ............................................................................. 24
Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp .......................................................... 24
Phương pháp thiết kế lưới ............................................................................ 25
Phương pháp thi cơng lưới địa chính ........................................................... 25
Phương pháp xử lý số liệu đo ...................................................................... 25
Phương pháp kiểm tra lưới .......................................................................... 25
Phương pháp phân tích, so sánh ................................................................... 25
Kết quả và thảo luận .................................................................................. 26
Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của cụm 04 xã ven biển, huyện
Quảng Xương, tỉnh Thanh Hóa .................................................................... 26
4.1.1.
Đặc điểm tự nhiên ....................................................................................... 26
4.1.2.
Đặc điểm kinh tế và xã hội .......................................................................... 28
4.2.
Xây dựng lưới địa chính cụm 04 xã ven biển, huyện Quảng Xương,
tỉnh Thanh Hóa............................................................................................ 29
4.2.1.
Quy trình xây dựng lưới địa chính ............................................................... 29
4.2.2.
Thiết kế lưới địa chính ................................................................................. 30
4.2.3.
Chọn điểm, chơn mốc địa chính................................................................... 33
4.2.4.
Tổ chức đo GPS .......................................................................................... 37
4.2.5.
Đo đạc thực địa ........................................................................................... 40
4.3.

Bình sai lưới ................................................................................................ 42
4.3.1.
Nhập số liệu ................................................................................................ 43
4.3.2.
Xử lý cạnh ................................................................................................... 46
4.3.3.
Bình sai lưới ................................................................................................ 47
4.3.4.
Sơ đồ lưới GPS và đánh giá độ chính xác kết quả đo lưới GPS .................... 50
4.4.
Kiểm tra lưới địa chính ................................................................................ 52
4.4.1.
Cơng tác chọn điểm, đúc mốc, chơn mốc, xây dựng tường vây, lập
ghi chú điểm ................................................................................................ 53
4.4.2.
Công tác đo ngắm ........................................................................................ 53
4.4.3.
Tính tốn, bình sai ....................................................................................... 55
4.4.4.
Tính đồng bộ, hợp lý ................................................................................... 55
Phần 5. Kết luận và kiến nghị ................................................................................. 56
5.1.
Kết luận....................................................................................................... 56
5.2.
Kiến nghị..................................................................................................... 57
Tài liệu tham khảo ....................................................................................................... 58
Phụ lục .................................................................................................................... 60

iv

download by :


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt

Nghĩa tiếng Việt

BĐĐC

Bản đồ địa chính

DOP
ĐCCS
GPS

HDOP

Dilution of Precision
Độ mất chính xác
Địa chính cơ sở
Global Positioning System
Hệ thống định vị toàn cầu
Horizon Dilution of Precision
Độ mất chính xác theo phương ngang

Mx, My, Mh

Sai số theo phương x, y, h

Mp

Sai số vị trí điểm

PDOP

Position Dilution of Precision
Độ mất chính xác vị trí vệ tinh theo 3D

Ratio

Tỉ số phương sai

Reference
Variance

Độ chênh lệch tham khảo

Rms

Sai số chiều dài cạnh

VDOP
X, Y, h

Vertiacal Dilution of Precision
Độ mất chính xác theo phương dọc
Tọa độ X, Y, độ cao thủy chuẩn tạm thời

v

download by :


DANH MỤC BẢNG
Bảng 4.1. Số điểm thiết kế trên địa bàn khu đo ........................................................... 34
Bảng 4.2. Toạ độ các điểm gốc .................................................................................. 34
Bảng 4.3. Thiết kế ca đo............................................................................................. 39
Bảng 4.4. Chỉ tiêu kỹ thuật của máy đo GPS .............................................................. 41
Bảng 4.5. Số lượng điểm GPS đã đo .......................................................................... 50
Bảng 4.6. Kết quả đánh giá độ chính xác sau bình sai................................................. 50
Bảng 4.7. So sánh kết quả đánh giá độ chính xác đạt được với quy định hiện hành ......... 51
Bảng 4.8. Kết quả so sánh chỉ tiêu kỹ thuật của lưới địa chính cụm 04 xã với chỉ
tiêu kỹ thuật của lưới địa chính được thành lập bằng cơng nghệ GNSS....... 52
Bảng 4.9. So sánh kết quả xử lý với kết quả đo kiểm tra............................................. 54

vi

download by :


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Mơ hình hình ảnh trái đất và vệ tinh GPS .....................................................3
Hình 1.2. Cấu trúc tín hiệu GPS ...................................................................................4
Hình 1.3. Các trạm điều khiển GPS .............................................................................5
Hình 1.4. Các thành phần chính của GPS .....................................................................6
Hình 1.5. Xác định hiệu số giữa các thời điểm .............................................................6
Hình 1.6. Kỹ thuật giải đa trị tại các máy thu ...............................................................8
Hình 1.7. Kỹ thuật định vị tuyệt đối .............................................................................9

Hình 1.8. Kỹ thuật định vị tương đối .........................................................................10
Hình 4.1. Vị trí khu vực nghiên cứu ...........................................................................26
Hình 4.2. Quy cách mốc địa chính .............................................................................35
Hình 4.3. Sơ đồ chọn điểm, chơn mốc .......................................................................35
Hình 4.4. Lập lịch đo .................................................................................................37
Hình 4.5. Biểu thời gian và sai số tương ứng .............................................................38
Hình 4.6. Máy GPS 1 tần Trimble 4600LS ................................................................40
Hình 4.7. Chương trình Compass ...............................................................................43
Hình 4.8. Định dạng dữ liệu.......................................................................................44
Hình 4.9. Nhập dữ liệu ..............................................................................................44
Hình 4.10. Kiểm tra, chỉnh sửa độ cao ăng ten .............................................................45
Hình 4.11. Kiểm tra sơ đồ lưới ....................................................................................46
Hình 4.12. Đặt thơng số xử lý cạnh..............................................................................46
Hình 4.13. Xử lý cạnh (Baselines) ...............................................................................47
Hình 4.14. Bình sai cạnh 3D ........................................................................................48
Hình 4.15. Kết quả bình sai lưới ..................................................................................49
Hình 4.16. Biên tập kết quả bình sai ............................................................................49

vii

download by :


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
Tên tác giả: Đỗ Ngọc Việt
Tên luận văn: “Ứng dụng Hệ thống định vị toàn cầu xây dựng lưới địa chính cụm
04 xã ven biển, huyện Quảng Xương, tỉnh Thanh Hóa”.
Ngành: Quản lý đất đai

Mã số: 62.85.01.03

Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
1. Mục đích nghiên cứu:
Thiết kế và thi cơng xây dựng mạng lưới khống chế địa chính 4 xã ven biển làm
cơ sở phát triển lưới đo vẽ chi tiết phục vụ cơng tác thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ lớn.
Tính tốn bình sai và đánh giá độ chính xác của các kết quả đo toàn lưới.
2. Phương pháp nghiên cứu
a. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp
Tiến hành thu thập các số liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của khu đo;
các điểm tọa độ, độ cao Nhà nước trong khu đo; tư liệu bản đồ địa hình, bản đồ hiện
trạng sử dụng đất phục vụ cho công tác thiết kế lưới địa chính trên khu vực đo thuộc 4
xã ven biển.
b. Phương pháp thiết kế lưới
Căn cứ các loại tư liệu bản đồ và các điểm khống chế cấp cao hơn đã có trên khu
vực đo, tiến hành khảo sát thực địa và thiết kế phương án tổ chức lưới khống chế địa
chính phủ trùm trên diện tích 4 xã ven biển. Trên cơ sở thiết kế sẽ lựa chọn phương án
tối ưu để thi cơng đo ngồi thực địa.
c. Phương pháp thi cơng lưới địa chính
Phương pháp thi cơng xây dựng lưới địa chính phải đảm bảo tuân thủ theo quy
định hiện hành của Bộ Tài nguyên và Môi trường, gồm các nội dung công việc: Thiết
kế lưới, chọn điểm, đổ, chôn mốc; đo đạc các yếu tố trong lưới bằng phương pháp đo
GPS tĩnh.
d. Phương pháp xử lý số liệu đo
Sau khi đo GPS tiến hành trút số liệu bằng modul Data Transfer, số liệu sau khi
trút có định dạng *.DAT.
Việc xử lý số liệu đo được thực hiện bằng phần mềm Compass của hãng Huace
X20 phát triển; Biên tập 7 bảng GPS sử dụng phần mềm DPSurvey 2.8.

viii

download by :


đ. Phương pháp kiểm tra lưới
Phương pháp này rất quan trọng, việc kiểm tra lưới được thực hiện theo quy định
tại Thông tư số 05/2009/TT-BTNMT ngày 01 tháng 06 năm 2009 của Bộ Tài nguyên và
Môi trường, gồm các hạng mục cơng việc: kiểm tra kích thước mốc, quy cách mốc,
công tác nghiệm thu kết quả đo,...
e. Phương pháp phân tích, so sánh
Trên cơ sở kết quả cơng tác ứng dụng cơng nghệ GPS để xây dựng lưới địa chính
cho cụm 04 xã: Quảng Hải, Quảng Lưu, Quảng Lộc và Quảng Thái, huyện Quảng
Xương, tỉnh Thanh Hóa; tiến hành tổng hợp, phân tích, so sánh, đánh giá độ chính xác
lưới GPS đã xây dựng với các quy định thành lập bản đồ địa chính được quy định tại
Thơng tư số 25/2014/TT-BTNMT ngày 19 tháng 5 năm 2014 của Bộ Tài nguyên và
Môi trường.
3. Kết quả và kết luận
- Đã thiết kế và tổ chức đo lưới địa chính bằng 6 máy thu GPS 1 tần Trimble
4600LS với 12 ca đo và gồm 21 điểm GPS cần xác định nối đến 3 điểm gốc; cạnh dài
nhất là 2574,66 m (cạnh QX11 và QX18), ngắn nhất là 332,45 m (cạnh QX13 và
QX15).
- Kết quả đo đạc được xử lý tính tốn bằng phần mềm Compass của hãng Huace
X20. Kết quả được biên tập thành 7 bảng chuẩn theo quy định của Bộ Tài nguyên và
Môi trường bằng phần mềm DPSurvey 2.8. Kết quả đánh giá độ chính xác sau bình sai
cho thấy:
+ Sai số vị trí điểm vị trí điểm yếu nhất đạt ± 0,6 cm;
+ Sai số khép tương đối tam giác: 1/151.116;
+ Sai số trung phương tương đối cạnh: 1/75626;
+ Sai số trung phương tuyệt đối cạnh dưới 400m: ± 0,010 m;
+Sai số trung phương phương vị: 3,52”;
+ Ratio: đạt từ 1.6 -:- 913,1.

- Kết quả đo đạt yêu cầu về độ chính xác theo quy phạm hiện hành của Bộ Tài
ngun và Mơi trường.
- Xây dựng lưới địa chính bằng cơng nghệ định vị tồn cầu đạt độ chính xác cao,
mang lại hiệu quả kinh tế cao nên khả năng ứng dụng cơng nghệ định vị tồn cầu trong
việc xây dựng lưới địa chính tồn huyện Quảng Xương, tỉnh Thanh Hóa là khả thi hơn
các phương pháp truyền thống.

ix

download by :


THESIS ABSTRACT
Author: Do Ngoc Viet
Thesis title: "Application of Global Positioning System administration building
clusters grid 04 coastal communes, Quang Xuong district, Thanh Hoa province".
Sector: Land Management

Code: 62.85.01.03

Training Facility Name: Vietnam National University of Agriculture (VNUA)
1. Purpose:
Design and construction control network 4 communal coastal land administration
as a basis for developing detailed grid mapping service of cadastral mapping large
proportion The real cost adjustment and assess the accuracy of the measurement results
throughout the grid.
2. Research Methods:
a. Methods of collecting secondary data
Collecting data on natural conditions, economic - of the measuring social; the
point coordinates and elevation of the State in the measure; materials topographic maps,

maps of land use in service for design work on the regional cadastral grid measured in 4
coastal communes.
b. Methods design mesh
Based on the type of map material and the higher-level control points have on the
area measured, conducting field surveys and organizational design plan cadastral
control network covering 4 communes on coastal areas. Based on the design will choose
the optimal scheme for measuring the field of construction.
c. Mesh construction method cadastral
Construction methods cadastral grid to ensure compliance with current regulations
of the Ministry of Natural Resources and Environment, including the content of work:
Design grid, select the point, pour, mold buried; measuring the elements in the grid with
static GPS measurements.
d. Methods of measurement data processing
After venting GPS measurements conducted by module Data Transfer data and
figures after venting * .DAT format.
The measured data processing is performed by software firm Compass Huace X20
development; Editorial 7 table used GPS coordinates from DPSurvey 2.8 software.

x

download by :


đ. Methods testing grid
This method is very important, the test is performed grids under the provisions of
Circular No. 05/2009/TT - year BTNMT 01 May 06, 2009 of the Ministry of Natural
Resources and Environment, including work items: review Check size mold, mold
specifications, and acceptance of the results,...
e. Methods of analysis, comparison
Based on the results of applied work to develop GPS technology for cluster 04

mesh cadastral communes of Quang Hai, Quang Luu Quang Loc and Quang Thai,
Quang Xuong district, Thanh Hoa province; conducted synthesis, analysis, comparison,
evaluation precision GPS network was built with the regulations established cadastral
maps are prescribed in Circular No. 25/2014/TT - year BTNMT May 19 2014 of the
Ministry of Natural Resources and Environment.
3. Results and conclusions
- Designed and cadastral organizations measured by net 6 1 frequency 4600LS
Trimble GPS receiver with 12 cases including 21 points and GPS measurements to
determine the 3-point connection to the original. 2574,66 m longest edge (QX11 and
QX18 edge), the shortest is 332,45 m (QX13 and QX15 edge).
- The results of measurements are processed by software calculates its Compass
Huace X20. Results are edited to a standard 7 tables prescribed by the Ministry of
Natural Resources and Environment DPSurvey 2.8 software. Evaluation results after
adjustment accuracy shows:
+ Error location weakest point reached ± 0,6 cm;
+ Close relative error triangle: 1/151 116;
+ The relative error middle edge: 1/75626;
+ Absolute error the next medium under 400m: ± 0.010 m;
Mid-way + azimuth error: 3.52 ";
+ Ratio: reach between 1.6 - - 913.1.
- The test results meet the requirements of accuracy according to the current
regulations of the Ministry of Natural Resources and Environment.
- Construction cadastral grid by global positioning technology to reach high
accuracy, bring high economic efficiency should be able to apply global positioning
technology in the construction of cadastral grid Quang Xuong district, province Thanh
Hoa is feasible than the traditional method.

xi

download by :

PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Điều 53, Hiến pháp Nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam năm 2013
quy định: “Đất đai, tài nguyên nước, tài nguyên khoáng sản, nguồn lợi ở vùng
biển, vùng trời, tài nguyên thiên nhiên khác và các tài sản do Nhà nước đầu tư,
quản lý là tài sản công thuộc sở hữu toàn dân do Nhà nước đại diện chủ sở hữu
và thống nhất quản lý”; Trong số 15 nội dung quản lý nhà nước về đất đai được
quy định tại Điều 22 Luật đất đai 2013, nhiệm vụ: “Khảo sát, đo đạc, lập bản đồ
địa chính, bản đồ hiện trạng sử dụng đất và bản đồ quy hoạch sử dụng đất; điều
tra, đánh giá tài nguyên đất; điều tra xây dựng giá đất” được đặt ở vị trí thứ 3.
Hệ thống định vị toàn cầu GPS là hệ thống định vị, dẫn đường sử dụng các
vệ tinh nhân tạo được Bộ Quốc phòng Mỹ triển khai từ những năm đầu thập kỷ
70. Ban đầu, hệ thống này được dùng cho mục đích qn sự nhưng sau đó đã
được thương mại hóa, từ năm 1980 hệ thống định vị tồn cầu GPS đã được sử
dụng vào mục đích dân sự. Ngày nay, trong nhiều lĩnh vực của đời sống kinh tế,
xã hội đã và đang áp dụng công nghệ GPS.
Trong ngành trắc địa, công nghệ GPS đã mở ra thời kỳ mới, thay thế công
nghệ truyền thống trong việc thành lập và xây dựng dựng mạng lưới tọa độ các
cấp. Đối với ngành trắc địa bản đồ thì đây là cuộc cách mạng thực sự cả về kỹ
thuật, chất lượng cũng như hiệu quả kinh tế trên phạm vi toàn thế giới nói chung
và Việt Nam nói riêng.
Hệ thống định vị tồn cầu GPS đã được cơng nhận và sử dụng rộng rãi, tin
cậy, hiệu quả trong trắc địa bản đồ bởi tính ưu việt như: có thể xác định tọa độ
của các điểm từ điểm gốc khác mà không cần thơng hướng; tính tự động hóa
trong đo đạc và xử lý kết quả đo; độ chính xác đo đạc ít phụ thuộc vào điều
kiện thời tiết (có thể đo trong mọi điều kiện thời tiết); việc xác định tọa độ các
điểm nhanh chóng, chính xác cao, ở bất kỳ vị trí nào trên trái đất; có thể thực
hiện trong mọi điều kiện địa hình mà khơng cần tầm nhìn thông hướng giữa các

điểm đo; tiết kiệm thời gian, chi phí thấp; đáp ứng yêu cầu thay thế một số dạng
công việc mà phương pháp trắc địa truyền thống không thực hiện được như: đo
hải đảo; đo địa hình đáy biển; đo mặt cắt các sông lớn, đặc biệt là đo khoảng
cách dài.

1

download by :


Vùng ven biển huyện Quảng Xương, tỉnh Thanh Hóa có rất nhiều lợi thế để
phát triển kinh tế thông qua việc nâng cao công tác quản lý đất đai trên địa bàn.
Tuy nhiên, hệ thống bản đồ giải thửa, bản đồ địa chính trước đây vừa thiếu, lại đo
đạc đã lâu, công nghệ cũ, không đồng bộ và không được chỉnh lý biến động
nên thiếu độ chính xác dẫn đến công tác quản lý đất đai trên địa bàn gặp rất nhiều
khó khăn. Do đó, nhu cầu bức thiết trong quản lý đất đai của các xã vùng ven
biển là phải thành lập được BĐĐC có độ chính xác cao, muốn có được điều đó
cần phải xây dựng lưới địa chính.
Để mở rộng khả năng sử dụng cơng nghệ GPS, góp phần đưa cơng nghệ
vào sản xuất, nâng cao hiệu quả kinh tế trong đo đạc, tôi tiến hành nghiên cứu
đề tài:
“Ứng dụng Hệ thống định vị toàn cầu xây dựng lưới địa chính cụm 04 xã
ven biển, huyện Quảng Xương, tỉnh Thanh Hóa”.
1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Tìm hiểu điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội cụm 04 xã ven biển huyện
Quảng Xương, tỉnh Thanh Hóa, gồm: xã Quảng Hải, xã Quảng Lưu, xã Quảng
Lộc và xã Quảng Thái.
Thiết kế, thi công, đo đạc các đại lượng đo trong lưới khống chế bằng thiết
bị máy GPS 1 tần số 4600LS của hãng Trimble theo quy định hiện hành; bình
sai, đánh giá độ chính xác và kiểm tra lưới GPS đã thi công.

1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Tất cả các loại đất thuộc cụm 04 xã ven biển gồm: xã Quảng Hải, xã Quảng
Lưu, xã Quảng Lộc và xã Quảng Thái, huyện Quảng Xương, tỉnh Thanh Hóa.
1.4. NHỮNG ĐĨNG GĨP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
CỦA ĐỀ TÀI
Dựa trên cơng nghệ GPS để xây dựng lưới địa chính cụm 04 xã ven biển
huyện Quảng Xương thay thế cho phương pháp xây dựng lưới truyền thống, góp
phần đưa cơng nghệ mới vào sản xuất nhằm nâng cao độ chính xác, mang lại
hiệu quả kinh tế - kỹ thuật trong thực tế sản xuất khi xây dựng lưới khống chế đo
vẽ và là tiền đề để xây dựng lưới không chế đo vẽ toàn huyện Quảng Xương.

2

download by :


PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS
2.1.1. Khái niệm về GPS
Tên tiếng Anh đầy đủ của GPS là Navigation Satellite Timing and Ranging
Global Positioning System. Đây là một hệ thống radio hàng hải dựa vào các vệ
tinh để cung cấp thông tin vị trí 3 chiều và thời gian chính xác. Hệ thống ln sẵn
sàng trên phạm vi tồn cầu và hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết.

Hình 1.1. Mơ hình hình ảnh trái đất và vệ tinh GPS
Nguồn: Introduction to GPS (2007)

2.1.2. Các thành phần của GPS
GPS gồm 3 đoạn: đoạn không gian, đoạn điều khiển và đoạn người sử
dụng.

2.1.2.1. Đoạn không gian (Space Segment )
Hệ thống ban đầu có 24 vệ tinh, trong đó có 3 vệ tinh dự trữ. Hiện nay đã
có 31 vệ tinh bay xung quanh Trái đất trên 6 quỹ đạo gần tròn cách đều nhau, với
độ cao khoảng 20.200 km, góc nghiêng 550 so với mặt phẳng xích đạo của trái
đất. Chu kỳ quay của vệ tinh là 718 phút.
- Chức năng chính của các vệ tinh là:
+ Nhận và lưu trữ dữ liệu được gửi lên từ các trạm điều khiển.
+ Duy trì thời gian chính xác bởi đồng hồ ngun tử gắn trên vệ tinh.

3

download by :


+ Truyền thông tin và dữ liệu cho người sử dụng theo hai tần số là L1 và L2.
- Mỗi vệ tinh được trang bị máy phát tần số chuẩn nguyên tử chính xác cao
cỡ 10 -12. Máy phát này tạo ra các tín hiệu tần số cơ sở 10,23 MHz và từ đây tạo
ra các sóng tải tần số L1=1575,42 MHz và L2=1227,60 MHz. Để giảm ảnh hưởng
của tầng điện ly người ta sử dụng hai tần số.
- Để phục vụ cho các mục đích và đối tượng khác nhau, các tín hiệu phát đi
được điều biến mang theo các code riêng biệt đó là: C/A- Code, P-Code và Y- Code.
+ C/A-Code (Coarse/Acquisition Code): là code thô được sử dụng rộng rãi.
C/A Code có tính chất code tựa ngẫu nhiên. Tín hiệu mang code này có tần số
thấp (1.023 MHz). C/A Code chỉ điều biến sóng tải L1.
+ P-Code (Precision Code): là code chính xác được sử dụng cho các mục
đích quân sự của Mỹ và chỉ dùng cho các mục đích khác khi được phía Mỹ cho
phép. P-Code điều biến cả hai sóng tải L1, L2 và là code tựa ngẫu nhiên.
+ Y-Code: là Code bí mật được phủ lên P-Code nhằm chống bắt chước, gọi
là kỹ thuật AS (Anti Spoosing), chỉ có vệ tinh thuộc các khối từ sau năm 1989
mới có khả năng này.

Hình 1.2. Cấu trúc tín hiệu GPS
Nguồn: Introduction to GPS (2007)
4

download by :


2.1.2.2. Đoạn điều khiển (Control Segment)
Có 5 trạm điều khiển trên mặt đất: Hawaii (Thái Bình Dương), Colorado
Springs (Căn cứ không quân Mỹ), Ascension Island (Đại Tây Dương), Diego
Garcia (Ấn Độ Dương) và Kwajalein (Thái Bình Dương), trong đó có 1 trạm
trung tâm đặt tại Colorado Springs.
Nhiệm vụ của đoạn điều khiển là điều khiển toàn bộ hoạt động và chức
năng của các vệ tinh trên cơ sở theo dõi chuyển động quỹ đạo của các vệ tinh và
hoạt động của đồng hồ trên đó. Tất cả các số liệu đo khoảng cách, sự thay đổi
khoảng cách, các số liệu đo khí tượng ở mỗi trạm đều được truyền về trạm trung
tâm. Trạm trung tâm xử lý các số liệu được truyền từ các trạm theo dõi và số liệu
đo của chính nó để cho ra các ephemerit chính xác hoá của vệ tinh và số hiệu
chỉnh cho các đồng hồ vệ tinh. Các số liệu này được truyền trở lại cho các trạm
theo dõi và từ đó truyền tiếp lên cho các vệ tinh cùng các lệnh điều khiển khác.

Hình 1.3. Các trạm điều khiển GPS
Nguồn: Introduction to GPS (2007)

2.1.2.3. Đoạn sử dụng (User Segment)
Gồm các máy thu đặt trên mặt đất, bao gồm phần cứng và phần mềm.
- Phần cứng là các máy đo có nhiệm vụ thu tín hiệu vệ tinh để khai thác, sử
dụng cho các mục đích, yêu cầu khác nhau của khách hàng.
- Phần mềm có nhiệm vụ xử lý các thơng tin để cung cấp tọa độ của máy thu.

5

download by :


Hình 1.4. Các thành phần chính của GPS
Nguồn: Introduction to GPS (2007)

2.1.3. Các đại lượng đo
Việc định vị bằng GPS thực hiện trên cơ sở sử dụng hai dạng đại lượng đo
cơ bản, đó là đo khoảng cách giả theo các code tựa ngẫu nhiên (C/A-code và Pcode) và đo pha của sóng tải L1, L2 và tổ hợp L1/L2.
2.1.3.1. Đo khoảng cách giả theo C/A-code và P-code
Code tựa ngẫu nhiên được phát đi từ vệ tinh cùng với sóng tải. Máy thu
GPS cũng tạo ra code tựa ngẫu nhiên đúng như vậy. Bằng cách so sánh code thu
từ vệ tinh và code của chính máy thu tạo ra có thể xác định được khoảng thời
gian lan truyền của tín hiệu code, từ đó xác định được khoảng cách từ vệ tinh đến
máy thu (đến tâm anten của máy thu). Do có sự khơng đồng bộ giữa đồng hồ của
vệ tinh và máy thu, do ảnh hưởng của môi trường lan truyền tín hiệu nên khoảng
cách tính theo khoảng thời gian đo được không phải là khoảng cách thực giữa vệ
tinh và máy thu, đó là khoảng cách giả.
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 được
1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1
Code do máy thu tạo ra
∆δ
∆t

Hình 1.5. Xác định hiệu số giữa các thời điểm
Nguồn: GPS Satellite Surveying (1995)

6

download by :


Nếu ký hiệu tọa độ của vệ tinh là xs, ys, zs; tọa 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 được là
R, ta có phương trình:

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

(1.1)

Trong đó, c là tốc độ lan truyền tín hiệu.
Trong trường 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 tương ứng khoảng 30 m. Nếu tính đến ảnh hưởng
của điều kiện lan truyền tín hiệu, sai số đo khoảng cách theo C/A code sẽ ở mức
100 m là mức có thể chấp nhận được để cho khách hàng dân sự được khai thác.
Song kỹ thuật xử lý tín hiệu code này đã được phát triển đến mức có thể đảm bảo
độ chính xác đo khoảng cách khoảng 3 m, tức là hầu như không thua kém so với
trường hợp sử dụng P-code vốn không dành cho khách hàng đại trà. Chính vì lý
do này mà trước đây Chính phủ Mỹ đã đưa ra giải pháp SA để hạn chế khả năng
thực tế của C/A code. Nhưng ngày nay do kỹ thuật đo GPS có thể khắc phục
được nhiễu SA, Chính phủ Mỹ đã tuyên bố bỏ nhiễu SA trong trị đo GPS từ
tháng 5 năm 2000.

2.1.3.2. Đo pha sóng tải
Các sóng tải L1, L2 được sử dụng cho việc định vị với độ chính xác cao. Với
mục đích này người ta tiến hành đo hiệu số giữa pha của sóng tải do máy thu
nhận được từ vệ tinh và pha của tín hiệu do chính máy thu tạo ra. Hiệu số pha do
máy thu đo được ta ký hiệu là Φ (0<Φ<2π).
Khi đó ta có thể viết:

Φ=

2π

λ

( R − N λ + c∆ t )

(1.2)

Trong đó:
- R là khoảng cách giữa vệ tinh và máy thu;
- λ là bước sóng của sóng tải;
- N là số nguyên lần bước sóng λ chứa trong R, N cịn được gọi là số
ngun đa trị, thường khơng biết trước mà cần phải xác định trong thời gian đo;
- ∆t là sai số đồng bộ giữa đồng hồ của vệ tinh và máy thu.

7

download by :


Trong trường 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, nhưng 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 được đơn giản hơn.

Hình 1.6. Kỹ thuật giải đa trị tại các máy thu
Nguồn: GPS Satellite Surveying (1995)

2.1.4. Nguyên lý định vị GPS
2.1.4.1. Định vị tuyệt đối (point positioning)
Là trường hợp sử dụng máy thu GPS để xác định ngay tọa độ của điểm
quan sát trong hệ tọa độ WGS-84. Đó có thể là các thành phần tọa độ vng góc
khơng gian (X,Y,Z) hoặc các thành phần tọa độ trắc địa mặt cầu (B,L,H). Hệ
thống tọa độ WGS-84 là hệ thống tọa độ cơ sở của GPS, tọa độ của vệ tinh và
điểm quan sát đều lấy theo hệ thống tọa độ này.
Việc đo GPS tuyệt đối được thực hiện trên cơ sở sử dụng đại lượng đo là
khoảng cách giả từ vệ tinh đến máy thu theo nguyên tắc giao hội cạnh không gian
từ các điểm đã biết tọa 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 được khoảng cách chính xác giữa vệ tinh và
máy thu. Khi đó 3 khoảng cách được xác định đồng thời từ 3 vệ tinh đến máy thu
sẽ cho ta vị trí khơng 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 được khơng
phải là khoảng cách chính xác. Kết quả là chúng không thể cắt nhau tại một
điểm, nghĩa là khơng thể xác định được vị trí của máy thu. Để khắc phục tình
8

download by :


trạng này cần sử dụng thêm một đại lượng đo nữa, đó là khoảng cách từ vệ tinh

thứ 4, ta có hệ phương trình:
(XS1- X)2 +(YS1- Y)2 +(ZS1- Z)2 = (R1-c∆t)2
(XS2- X)2 +(YS2- Y)2 +(ZS2- Z)2 = (R2-c∆t)2
2

2

2

(XS3- X) +(YS3- Y) +(ZS3- Z) = (R3-c∆t)

2

(1.3)

(XS4- X)2 +(YS4- Y)2 +(ZS4- Z)2 = (R4-c∆t)2
Với khoảng cách giả đo đồng thời từ 4 vệ tinh đến máy thu chúng ta sẽ lập
được hệ phương trình dạng (1.3) với 4 ẩn số (X, Y, Z, ∆t). Giải hệ phương trình
trên chúng ta tìm được tọa độ tuyệt đối của máy thu và số hiệu chỉnh đồng hồ của
máy thu.
Trên thực tế với hệ thống vệ tinh hoạt động đầy đủ như hiện nay, số lượng
vệ tinh mà các máy thu quan sát được thường từ 6 - 8 vệ tinh, khi đó số lượng
phương trình sẽ lớn 4 và nghiệm của phương trình sẽ tìm theo nguyên lý số bình
phương nhỏ nhất.

Hình 1.7. Kỹ thuật định vị tuyệt đối
Nguồn: GPS Satellite Surveying (1995)

2.1.4.2. Định vị tương đối (Relative Positioning)
Đo GPS tương đối là trường hợp sử dụng hai máy thu GPS đặt ở hai điểm

quan sát khác nhau để xác định ra hiệu tọa độ vng góc khơng gian (∆X, ∆Y,
∆Z) hay hiệu tọa độ trắc địa mặt cầu (∆B, ∆L, ∆H) giữa chúng trong hệ tọa độ
WGS-84.
Nguyên tắc đo GPS tương đối được thực hiện trên cơ sở sử dụng đại lượng
đo là pha của sóng tải. Để đạt được độ chính xác cao và rất cao cho kết quả xác
định hiệu tọa độ giữa hai điểm xét, người ta đã tạo ra và sử dụng các sai phân
khác nhau cho pha sóng tải nhằm làm giảm ảnh hưởng đến các nguồn sai số khác

9

download by :


nhau như: Sai số của đồng hồ vệ tinh cũng như của máy thu, sai số tọa độ vệ tinh,
sai số số nguyên đa trị,...
Ta ký hiệu Φrj(ti) là hiệu pha của sóng tải từ vệ tinh j đo được 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 được biểu diễn như sau:
∆1Φj(ti)= Φ2j(ti)- Φ1j(ti)

(1.4)

Trong sai phân này hầu như khơng cịn ảnh hưởng 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:
∆2Φj,k(ti)= ∆1Φk(ti)- ∆1Φj(ti)

(1.5)

Qua cơng thức này ta thấy khơng cịn ảnh hưởng của sai số đồng hồ 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:
∆3Φj,k = ∆2Φj,k(ti+1)- ∆2Φj,k(ti)

(1.6)

Sai phân này cho phép loại trừ sai số số nguyên đa trị.
Hiện nay, hệ thống GPS có khoảng 32 vệ tinh hoạt động. Do vậy, tại mỗi
thời điểm ta có thể quan sát được 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 tương đối thường khá dài vì vậy số lượng trị đo để xác định ra hiệu tọa độ
giữa hai điểm là rất lớn, khi đó bài tốn sẽ giải theo phương pháp số bình phương
nhỏ nhất.

Hình 1.8. Kỹ thuật định vị tương đối
Nguồn: GPS Satellite Surveying (1995)

10

download by :


Định vị tương đối có các phương pháp đo cơ bản sau đây:
a. Phương pháp đo tĩnh
Phương pháp đo tĩnh được sử dụng để xác định hiệu tọa độ (hay vị trí tương
hỗ) giữa hai điểm xét với độ chính xác cao, nhằm đáp ứng yêu cầu của công tác
trắc địa. Trong trường hợp này cần có ít nhất hai máy thu, một máy đặt ở điểm đã
biết tọa độ còn máy kia đặt tại điểm cần xác định. Cả hai máy thu đồng thời thu

tín hiệu từ một số vệ tinh chung trong một khoảng thời gian nhất định, thường từ
một đến hai ba giờ đồng hồ. Số vệ tinh tối thiểu cho hai trạm quan sát là 5.
Khoảng thời gian quan sát kéo dài là để cho đồ hình phân bố vệ tinh thay đổi từ
đó ta có thể xác định được số nguyên đa trị của sóng tải và đồng thời là để có
nhiều trị đo nhằm đạt độ chính xác cao và ổn định kết quả quan sát.
Đây là phương pháp đạt được độ chính xác cao nhất trong việc định vị
tương đối bằng GPS, có thể cỡ centimet, thậm chí là milimet ở khoảng cách giữa
hai điểm xét tới hàng chục và hàng trăm kilomet. Nhược điểm của phương pháp
là thời gian đo phải kéo dài hàng giờ, do vậy năng suất đo không cao.
b. Phương pháp đo động
Phương pháp đo động cho phép xác định vị trí tương đối của hàng loạt điểm
so với điểm đã biết. Phương pháp này cần có ít nhất hai máy thu để xác định số
nguyên đa trị của tín hiệu vệ tinh, cần phải có một cạnh đáy đã biết được gối lên
điểm đã có tọa độ. Sau khi đã xác định số nguyên đa trị được giữ nguyên để tính
khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu cho các điểm đi tiếp sau trong suốt cả chu kỳ
đo. Nhờ vậy, thời gian thu tín hiệu tại điểm đo không phải là một giờ đồng hồ
như trong phương pháp đo tĩnh nữa mà chỉ còn một phút trong phương pháp này.
2.1.4.3. Định vị vi phân (Differential GPS)
Phương pháp này dùng một máy thu đặt cố định tại điểm đã biết tọa độ và
máy thu này có khả năng phát ra tín hiệu vơ tuyến, đồng thời có máy di động
khác đặt ở vị trí cần xác định tọa độ. Cả máy cố định và máy di động cần đồng
thời tiến hành thu tín hiệu từ các vệ tinh như nhau. Nếu thơng tin từ vệ tinh bị
nhiễu thì kết quả xác định tọa độ của cả máy cố định và máy di động cũng đều bị
sai lệch, độ sai lệch này được xác định trên cơ sở so sánh tọa độ tính ra theo tín
hiệu thu được từ vệ tinh và tọa độ đã biết trước của máy cố định và có thể xem là
như nhau cho cả máy cố định và máy di động. Nó được máy cố định phát đi qua
sóng vơ tuyến để máy di động thu nhận mà hiệu chỉnh cho kết quả xác định tọa
độ của mình.
11

download by :


2.1.5. Các nguồn sai số trong định vị GPS
2.1.5.1. Sai số của đồng hồ
Sai số đồng hồ gồm: đồng hồ trên vệ tinh, đồng hồ trong máy thu và sự
không đồng bộ giữa chúng gây ra sai số của đồng hồ trong kết quả đo GPS. Đặc
biệt là trong định vị tuyệt đối sai số này có giá trị tương đối lớn.
Các vệ tinh được trang bị đồng hồ nguyên tử có độ chính xác cao, tính đồng
bộ về thời gian giữa các đồng hồ vệ tinh được giữ trong khoảng 20 nano giây.
Còn các máy thu GPS được trang bị đồng hồ thạch anh chất lượng cao (10-4s) đặt
bên trong.
Chúng ta biết rằng vận tốc truyền tín hiệu khoảng 3x108m/s, nếu sai số
đồng hồ thạch anh là 10-4s thì sai số khoảng cách tương ứng là 30 m, nếu đồng hồ
nguyên tử sai 10-7s thì khoảng cách sai 3 m.
Với ảnh hưởng như trên, người ta đã sử dụng nguyên tắc định vị tương đối
để loại trừ ảnh hưởng của sai số đồng hồ.
2.1.5.2. Sai số quỹ đạo vệ tinh
Vệ tinh chuyển động trên quỹ đạo xung quanh trái đất chịu nhiều sự tác
động như ảnh hưởng của sự thay đổi trọng trường trái đất, ảnh hưởng của sức hút
mặt Trăng, mặt Trời,... các ảnh hưởng trên sẽ tác động tới quỹ đạo của vệ tinh,
khi đó vệ tinh sẽ khơng chuyển động hồn tồn tn theo đúng 3 định luật
Kepler. Sai số quỹ đạo vệ tinh ảnh hưởng gần như trọn vẹn đến kết quả định vị
tuyệt đối, song được khắc phục về cơ bản trong định vị tương đối hoặc vi phân.
Để biết được vị trí của vệ tinh trên quỹ đạo thì người sử dụng có thể căn cứ
vào lịch vệ tinh. Tùy thuộc vào mức độ chính xác của thơng tin, lịch vệ tinh được
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
khoảng vài km.

- Lịch vệ tinh quảng bá (Broadcast ephemeris): Được tạo lập dựa trên 5
trạm quan sát thuộc đoạn điều khiển của hệ thống GPS, hiện nay khi chế độ
nhiễu SA đã được bỏ thì lịch vệ tinh quảng bá có sai số khoảng từ 2 - 5 m.
- Lịch vệ tinh chính xác: Được lập dựa trên cơ sở các số liệu quan trắc trong
mạng lưới giám sát và được tính tốn nhờ một số tổ chức khoa học, loại lịch này
cho sai số nhỏ hơn 0,5 m.
12

download by :


2.1.5.3. Sai số ảnh hưởng của điều kiện khí tượng
Tín hiệu vệ tinh đến máy thu đi qua một quãng đường lớn hơn 20.000 km,
trong đó có tầng điện ly từ độ cao 50 km tới độ cao 500 km và tầng đối lưu từ độ
cao 50 km 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 nước,
nhiệt độ và các bụi khí quyển trong tầng đối lưu.
Người ta ước tính rằng, do ảnh hưởng của tầng điện ly, khi định vị tuyệt đối
có thể bị sai số khoảng 12 m, còn ảnh hưởng của tầng đối lưu có thể gây sai số
khoảng 3m.
Các vệ tinh GPS phát tín hiệu ở tần số cao (sóng cực ngắn) do đó ảnh
hưởng của tầng điện ly đã được giảm nhiều, tuy vậy cần lưu ý tới đặc tính của
sóng cực ngắn là truyền thẳng và dễ bị che chắn.
Ảnh hưởng của tầng điện ly tỷ lệ với bình phương tần số, vì thế khi sử dụng
máy thu 2 tần sẽ khắc phục được ảnh hưởng này.
Tuy vậy, ở khoảng cách ngắn (<10 km) tín hiệu tới 2 máy coi như đi trong
cùng môi trường, sai số sẽ được loại trừ trong các cơng thức tính hiệu tọa độ, do
vậy ta nên sử dụng máy một tần, trong khi đó nếu sử dụng máy hai tần có thể bị
nhiễu, làm kết quả kém chính xác.
Để khắc phục ảnh hưởng của tầng đối lưu, người ta quy định chỉ sử dụng tín

hiệu vệ tinh có góc cao trên 15o (hoặc trên 10o).
2.1.5.4. Sai số do nhiễu tín hiệu
Ăng ten của máy thu khơng chỉ thu tín hiệu đi thẳng từ vệ tinh tới mà cịn
nhận cả các tín hiệu phản xạ từ mặt đất và môi trường xung quanh. Sai số này gọi
là 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 hưởng của các tín hiệu sóng điện từ khác.
- Máy thu GPS đặt gần các đường 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 đường dây cao thế,... khơng bố trí máy thu dưới các rặng cây.

13

download by :