Đồ án đánh giá độ chính xác đo GPS động (PPK) trong công tác thành lập bản đồ địa hình

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
CHƯƠNG I
BẢN ĐỒ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP BẢN ĐỒ
1.1.Khái niệm chung
1.1.1.Khái niệm về Bản Đồ
Bản đồ là hình ảnh thu nhỏ của thực tế địa lý được ký hiệu hóa thể
hiện các yếu tố đặc điểm một cách có chọn lọc. Bản đồ là hình ảnh thu nhỏ
và được khái quát hóa một phần bề mặt quả đất lên mặt phẳng nằm ngang
theo phép chiếu hình bản đồ với những nguyên tắc biên tập khoa học.
Bản đồ địa hình là loại bản đồ thể hiện một khu vực trên bề mặt trái
đất trên đó bản đồ thể hiện những thành phần của thiên nhiên và kết quả hoạt
động của con người mà mắt ta có thể cảm nhận được.
Trên bản đồ phụ thuộc vào tỷ lệ, các đối tượng có trên bề mặt đất
được chọn lọc biểu diễn, các đối tượng này chứa đựng lượng thông tin và nó
phụ thuộc vào không gian, thời gian và mục đích sử dụng:
-Tính không gian xác định khu vực được tiến hành đo vẽ thành lập
bản đồ.
-Tính thời gian ghi nhận trên bản đồ hiện trạng của bề mặt trái đất ở
thời điểm tiến hành đo vẽ.
-Mục đích sử dụng chi phối nội dung và độ chính xác thành lập bản
đồ.
* Mục đích sử dụng của BĐĐH
Bản đồ địa hình có vai trò rất quan trọng trong khoa học và trong thực
tiễn bao gồm :trong xây dựng công nghiệp, dân dụng, năng lượng, giao
thông và trong các công trình khác.Bản đồ có nhiều tỷ lệ, ứng với mỗi loại tỷ
lệ lại có những mục đích sử dụng khác nhau.
1
SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
-Bản đồ tỷ lệ lớn : thường được sử dụng để thiết kế mặt bằng xây
dựng các công trình xây dựng, các thành phố, các điểm dân cư, để lập thiết
kế kỹ thuật các xí nghiệp công nghiệp và các trạm phát điện, dùng để tiến
hành thăm dò và tìm kiếm, thăm dò và tính toán trữ lượng các khoáng sản,
dùng trong công tác quy hoạch và cải tạo đồng ruộng.
-Bản đồ tỷ lệ trung bình : dùng trong công tác quy hoạch ruộng đất và
làm cơ sở để đo vẽ thổ nhưỡng, thực vật, thiết kế các công trình thủy nông,
dùng để chọn tuyến đường giao thông, để khảo sát các phương án xây dựng
thành phố.
-Bản đồ tỷ lệ nhỏ : dùng trong quy hoạch và tổ chức các vùng kinh tế,
để chọn các tuyến đường sắt, đường ôtô và kênh đào giao thông…
1.1.2.Cơ sở toán học của BĐĐH
Cơ sở toán học của BĐĐH nhằm đảm bảo độ chính xác của bản đồ,
đáp ứng yêu cầu sử dụng, đồng thời có thể ghép nhiều mảnh bản đồ lại với
nhau mà vẫn giữ được tính nhất quán.
1, Cơ sở trắc địa
Cơ sở trắc địa của bản đồ được đặc trưng bởi Elipxoid trái đất và hệ
thống mạng lưới khống chế trắc địa.
* Hiện nay các bản đồ địa hình Việt Nam được thành lập trong hệ quy
chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN 2000 với các thông số như sau :
- Elipxoid quy chiếu quốc gia là Elipxoid WGS-84.
- Vị trí Elipxoid quy chiếu quốc gia là Elipxoid-84 toàn cầu được xác
định phù hợp với lãnh thổ Việt Nam trên cơ sở sử dụng các điểm GPS cạnh
dài có độ cao thủy chuẩn phân bố trên toàn lãnh thổ.
- Điểm gốc tọa độ quốc gia : Điểm N00 đặt tại khuôn viên viện nghiên
cứu địa chính.Điểm gốc độ cao được lấy tại Hòn Dấu Hải Phòng.

* Hệ thống mạng lưới trắc địa :
2
SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
Hệ thống mạng lưới khống chế trắc địa : Là hệ thống các điểm được
chọn và đánh dấu mốc vững chắc trên mặt đất, chúng liên kết với nhau tạo
thành các mạng lưới.Mạng lưới khống chế trắc địa được xây dựng theo
nguyên tắc từ tổng thể đến cục bộ, từ độ chính xác cao đến độ chính xác
thấp.
Mạng lưới khống chế trắc địa nhà nước của Việt Nam cả về mặt
phẳng và độ cao được xây dựng theo 4 hạng tuần tự là hạng I, hạng II, hạng
III, và hạng IV.Lưới hạng I trùm phủ quốc gia, lưới hạng II được chêm vào
lưới hạng I, sau đó được chêm dày thêm bằng lưới hạng III và hạng IV.
Tùy vào yêu cầu của công việc mà lập thêm các lưới khống chế cấp
thấp hơn như : lưới giải tích, lưới đường chuyền hoặc lưới khống chế đo vẽ.
Nhưng các lưới này phải đo nối với lưới khống chế nhà nước.
Các quy định khác về cơ sở toán học phải tuân thủ theo các quy định
của quy phạm hiện hành.
2.Phép chiếu bản đồ
Bề mặt hình cầu của trái đất chỉ có thể được biểu thị đồng dạng trên
quả địa cầu, để nghiên cứu bề mặt trái đất một cách chi tiết chúng ta bắt
buộc phải sử dụng bản đồ, vấn đề cần thiết là phải biểu thị bề mặt hình cầu
của trái đất lên mặt phẳng.Việc chuyển từ mặt Elipxoid lên mặt phẳng là nhờ
phép chiếu bản đồ.
Phép chiếu bản đồ thể hiện quan hệ tọa độ các điểm trên mặt đất và
tọa độ các điểm trên mặt phẳng bằng phương pháp toán học.
Tùy thuộc vào tính chất biểu diễn hoặc mặt phẳng phụ trợ ta có các

phép chiếu khác nhau như: phép chiếu đồng góc, đồng diện tích, phép chiếu
tự do, phép chiếu giữ độ dài theo một hướng nhất định, chiếu hình nón,
chiếu hình trụ giả, hình nón giả và chiếu phương vị :
a.Phép chiếu Gauss-kruger và hệ tọa độ phẳng Gauss-kruger
3
SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
NK K
'
Q

'
O
Q
C
Y
X
o
xích
dao
500 km
Hình 1.1. Phép chiếu Gauss-kruger
* Phép chiếu Gauss-kruger : Là phép chiếu hình trụ ngang đồng góc dùng để
tính tọa độ của mạng lưới trắc địa cũng như tính toán lưới tọa độ bản đồ
dùng cho bản đồ địa hình tỷ lệ lớn.
Phép chiếu chia bề mặt trái đất thành 60 múi mỗi múi
0

6
và đánh số
thứ tự từ tây sang đông tính từ kinh tuyến gốc đi qua đài thiên văn
Grennwich.Mỗi múi được chia thành hai phần đối xứng nhau qua kinh tuyến
trục
Diện tích của múi chiếu lớn hơn trên mặt cầu.Hệ số biến dạng trên
kinh tuyến giữa bằng 1 và tăng từ kinh tuyến giữa về hai kinh tuyến biên
giảm từ xích đạo về hai cực.
* Hệ tọa độ vuông góc phẳng Gauss-kruger ; Hệ tọa độ này được
xây dựng trên mặt phẳng múi
0
6
của phép chiếu Gauss-kruger .Trong đó
nhận hình chiếu của kinh tuyến gốc làm trục X còn nhận Xích Đạo làm trục
Y.
4
SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
Như vậy ; nếu tính từ điểm gốc về phía bắc X mang dấu dương, về
phía nam mang dấu âm, còn Y về phía đông mang dấu dương về phía tây
mang dấu âm
Để tính toán tránh trị số Y âm người ta quy ước điểm gốc có tọa độ
0
X
=0 và
0
Y

=500km.
500 km
O
X
Y
Hình 1.2. Hệ tọa độ vuông góc phẳng Gauss-kruger
Để tính trị số kinh độ của kinh tuyến giữa múi thứ n nào đó ta sử dụng
công thức sau :
00
36 −= n
n
λ
(1.1)
b.Phép chiếu UTM và hệ tạo độ phẳng UTM
5
SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
N
o
s
N
S
o
+
-
+
-

a )
b )
Hình 1.3. Phép chiếu UTM
*Phép chiếu UTM : Là phép chiếu hình trụ ngang đồng góc thỏa mãn
điều kiện kinh tuyến giữa là đường thẳng và trục đối xứng độ biến dạng về
chiều dài và diện tích lớn nhất ở vùng giao nhau giữa xích đạo với kinh
tuyến giữa và tại hai kinh tuyến biên.
Tỷ lệ độ dài
0
m
trên kinh tuyến trục là
0
m
=0, 9996 với múi
0
6
và
0
m
=0, 9999 với múi
0
3
.
Trong phép chiếu UTM có hai đường chuẩn có giá trị
0
m
=1 .Hai
đường này đối xứng nhau qua kinh tuyến trục và cắt xích đạo tại những điểm
cách kinh tuyến giữa một khoảng
µ

.Do đó trị số biến dạng trong phép chiếu
UTM nhỏ hơn trong phép chiếu Gauss-kruger .
*Hệ tọa độ vuông góc phẳng UTM (N, E):
Trong phép chiếu UTM hình chiếu của kinh tuyến giữa và xích đạo là
hai đường thẳng vuông góc với nhau và được chọn làm hệ trục tọa độ.Đặc
điểm của hệ tọa độ này được mô tả trong (hình I-4), trong đó M là điểm cần
xác định tọa độ O là giao điểm của hình chiếu kinh tuyến giữa O’Z và xích
6
SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
đạo O’E.
xích dao
E
M
Z
F
O '
E
M
500km
O
N
L
E '
N
M

Hình 1.4. Hệ tọa độ vuông góc UTM.
Trong cùng một hệ quy chiếu tọa độ phẳng của lưới chiếu UTM được
tính thông qua tọa độ phẳng của lưới chiếu Gauss-kruger theo công thức
sau :
GUTM
XKX .
0
=
(1.2)
000.500)000.500.(
0
−−=
GUTM
YKY
(1.3)
GUTM
γγ
=
(1.4)
Trong đó :
0
K
=0.9996 cho múi
0
6
0
K
=0.9999 cho múi
0
3

7
SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
(
UTM
X
,
UTM
Y
) là tọa độ phẳng của lưới chiếu UTM.
(
G
X
,
G
Y
) là tọa độ phẳng của lưới chiếu Gauss-kruger.
UTM
γ
và
0
γ
là góc lệch kinh tuyến tương ứng của lưới chiếu UTM và lưới chiếu
Gauss-kruger.
3.Tỷ lệ bản đồ
Tỷ lệ bản đồ là mức độ thu nhỏ của bề mặt trái đất khi biểu thị trên
bản đồ. Trị số của tỷ lệ chung nhất thiết phải được chỉ rõ trên bản đồ có ba

phương pháp thể hiện tỷ lệ.
- Tỷ lệ số : thể hiện bằng một phân số mà tử là 1 còn mẫu số thay
cho mức độ thu nhỏ của mặt đất.Tỷ lệ này được viết dưới dạng
1:10 000 hoặc 1/10 000.
- Tỷ lệ chữ : nêu rõ một đơn vị trên bản đồ tương ứng với độ dài là
bao nhiêu đó ngoài thực địa.
- Thước tỷ lệ : là hình vẽ có thể dùng nó để đo trên bản đồ.Thước tỷ
lệ là thẳng hay xiên cho phép đo độ chính xác cao hơn.
Về hệ thống tỷ lệ bản đồ ở nước ta bao gồm các tỷ lệ sau :
1/1.000 000 , 1/100 000, 1/50 000, 1/25 000, 1/10 000……,
1/2000 và lớn hơn.
4.Khung và lưới
Khung bản đồ bao gồm khung trong và khung ngoài, khung trong giới
hạn diện tích đo vẽ khung ngoài dùng để trang trí.
Lưới trên bản đồ có 2 loại lưới tọa độ địa lý hoặc lưới tọa độ vuông
góc.trên bản đồ địa hình thường sử dụng lưới tọa độ vuông góc.
5.Hệ thống ký hiệu quy ước
8
SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
Là toàn bộ những ghi chú quy ước dùng trên bản đồ một tỷ lệ nhất
định của ý nghĩa nội dung và đặc tính sử dụng, hệ thống ký hiệu quy ước
phải tuân theo quy phạm của nhà nước.
Ký hiệu bản đồ là những hình vẽ được quy ước chung để biểu diễn
cho những địa vật về mặt chất lượng cũng như số lượng.
Trên bản đồ địa hình, khu vực được biểu diễn bằng một hệ thống ký
hiệu quy ước cùng với chữ ghi các địa danh và các giải thích ngắn gọn.Ký

hiệu cho biết hình dạng, vị trí không gian và những đặc tính của địa vật.
Chúng rất dễ nhận thấy và dễ nhớ. Các địa vật cùng loại thường được biểu
diễn bằng những ký hiệu có những nét giống nhau.Màu sắc, kích thước và
đặc điểm trình bày ký hiệu cũng có một ý nghĩa nhất định.
Trong bản đồ học, người ta phân ký hiệu ra làm ba loại là ký hiệu theo
tỷ lệ, ký hiệu phi tỷ lệ và ký hiệu nửa tỷ lệ.
-Ký hiệu theo tỷ lệ là những ký hiệu được sử dụng để biểu diễn những
đối tượng có kích thước lớn.
- Ký hiệu phi tỷ lệ là những ký hiệu được sử dụng để biểu diễn những
địa vật có kích thước quá bé, không thể biểu diễn các đường nét của chúng
theo tỷ lệ bản đồ. Đó là những biểu tượng hình học nhỏ hay những hình vẽ
đơn giản của những đối tượng mà chúng tượng trưng. Một điểm nào đó trên
hình vẽ sẽ được gắn tọa độ để chỉ đúng vị trí thực địa của địa vật ấy ngoài
thực địa
- Ký hiệu nửa tỷ lệ dùng để biểu thị những đối tượng chạy dài như
sông, suối, đường, ranh giới. Ký hiệu nửa tỷ lệ là loại ký hiệu chỉ giữ được
tỷ lệ theo chiều dài đối tượng. Chiều rộng của nó thường được biểu diễn
tăng lên so với thực tế.
Ngoài các nét vẽ-ký hiệu, trên bản đồ địa hình còn có thể thấy các chữ
ghi địa danh , tên điểm dân cư, các chữ số độ cao, số dân, các chỉ số của
9
SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
rừng các chữ ghi này được trình bày bằng các màu sắc khác nhau, cỡ chữ to
nhỏ khác nhau. Toàn bộ chữ ghi trên bản đồ giúp việc chuyền đạt thông tin
về nội dung bản đồ nên cũng được coi là một ký hiệu. Để có những trữ
lượng thông tin lớn, chữ ghi trên bản đồ được trình bày theo khuôn mẫu

nhất định về cỡ chữ, kiểu chữ, độ nghiêng và màu sắc của chữ.
Nguyên tắc ghi chú trên bản đồ phải tuân theo nguyên tắc đầu chữ
quay lên, ngoài ra ghi chú đường phố sẽ ghi theo hướng đường phố.
6.Phân mảnh đánh số
Phụ thuộc vào bản đồ và lãnh thổ cần thành lập mỗi mảnh bản đồ của
bản đồ nhiều mảnh được ký hiệu theo hệ thống nhất định dưới dạng tên ghi
chú bổ sung cho tên chung của mảnh.
Từ mảnh bản đồ 1:1 000 000 chia thành 144 bản đồ 1:100 000 có kích
thước
ω
∆
=20’ và
λ
∆
=30’ được đánh số hiệu bằng chữ Ả Rập từ 1, 2, 3…,
144.
Chia bản đồ 1:100 000 thành 4 mảnh 1:50 000 có kích thước
ω
∆
=10’
và
λ
∆
=15’ và được ký hiệu là A, B, C và D
Từ mảnh 1:50 000 chia thành 4 mảnh 1:25 000 có kích thước
ω
∆
=5’
và
λ

∆
=7’30” và được ký hiệu là a, b, c và d
Từ mảnh 1:25 000 được chia thành 4 mảnh 1:10 000 có kích thước
ω
∆
=2’30” và
λ
∆
=3’45” và được ký hiệu là 1, 2, 3 và 4
Từ mảnh 1:10 000 chia thành 384 mảnh 1:5000 có kích thước là
ω
∆
=1’15” và
λ
∆
=1’15” và được đánh số hiệu bằng chữ số Ả Rập từ 1, 2, …,
384
1.1.3.Những tính chất cơ bản của BĐ ĐH
- Tính trực quan của bản đồ : bản đồ cho ta khả năng bao quát và tiếp
thu nhanh chóng những yếu tố chủ yếu và quan trọng nhất của nội dung bản
đồ. Nó phản ánh chi tiết các đối tượng được biểu thị. Bằng bản đồ người sử
10
SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
dụng có thể tìm ra quy luật của sự phân bố các đối tượng và hiện tượng trên
bề mặt trái đất.
- Tính đo được : đây là một tính chất quan trọng của bản đồ . Tính

chất này có liên quan chặt chẽ với cơ sở toán học của bản đồ. Căn cứ và tỷ lệ
và phép chiếu của bản đồ, căn cứ vào các thang bậc của các ký hiệu quy ước
người sử dụng bản đồ có khả năng xác định được rất nhiều các trị số khác
nhau như : tọa độ, biên độ, khoảng cách , diện tích, thể tích, phương hướng
và nhiều trị số khác.
- Tính thông tin :đó là khả năng lưu trữ và truyền đạt cho người sử
dụng những tin tức các nhau về các đối tượng và các hiện tượng
1.1.4.Nội dung của BĐĐH
1. Cơ sở toán học
Địa vật định hướng là những đối tượng cho phép ta xác định vị trí
nhanh chóng và chính xác trên bản đồ thường được biểu thị bằng các đối
tượng phi tỷ lệ trên thực tế là những địa vật dễ nhận biết hoặc nhô cao so với
mặt đất.
Các điểm thuộc lưới khống chế cơ sở được biểu thị với mức độ chi
tiết và độ chính xác phụ thuộc vào tỷ lệ cũng như mức độ sử dụng của bản
đồ.
Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/10 000 và lớn hơn các điểm khống chế trắc địa
có chôn mốc cố định phải được biểu thị lên bản đồ.
Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/25 000 đến 1/100 000 biểu thị các điểm của
mạng lưới trắc địa nhà nước hạng I, II, III và IV, các điểm đường chuyền và
các điểm thủy chuẩn.
2. Các điểm dân cư và các đối tượng kinh tế, văn hóa xã hội
Các điểm dân cư là một trong những yếu tố quan trọng nhất của bản
đồ địa hình. Tỷ lệ bản đồ địa hình càng lớn thì mức độ càng chi tiết, các
11
SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG

điểm dân cư được đặc trưng bởi kiểu cư chú, số người và ý nghĩa hành chính
– chính trị của nó. Khi thể hiện các điểm dân cư trên bản đồ phải giữ được
đặc trưng về quy hoạch, cấu trúc.
Trên các bản đồ tỷ lệ lớn thì sự biểu thị các điểm dân cư càng tỉ mỉ,
phạm vi dân cư phải biểu thị khép kín bằng các ký hiệu tương ứng, nhà trong
vùng dân cư phải biểu thị tính chất (chịu lửa, kém chịu lửa), quy mô (lớn,
nhỏ, số tầng).
Các công trình công cộng phải biểu thị tính chất kinh tế, xã hội, văn
hóa của chúng như nhà máy, trụ sở ủy ban, bưu điện…
3. Thủy hệ và các công trình liên quan
Các yếu tố thủy hệ được biểu thị tỉ mỉ, trên bản đồ địa hình biểu thị
các đường bờ biển, bờ hồ, song, ngòi, mương, kênh, rạch,…Các đường bờ
nước được thể hiện trên bản đồ theo đúng đặc điểm của từng kiểu bờ. Đồng
thời còn phải thể hiện các thiết bị phụ thuộc thủy hệ như các bến cảng, trạm
thủy điện, đập…
Sự biểu thị các yếu tố thủy hệ còn được bổ sung bằng các đặc trưng
chất lượng như độ mặn của nước, độ sâu và rộng của sông, tốc độ dòng
chảy…
4. Mạng lưới đường giao thông
Trên các bản đồ địa hình mạng lưới đường được thể hiện tỉ mỉ về khả
năng giao thông và trạng thái của đường. Mạng lưới đường được thể hiện
chi tiết và khái lược tùy thuộc vào tỷ lệ của bản đồ, cần phải phản ánh đúng
mật độ của lưới đường, hướng và vị trí của các con đường, chất lượng của
chúng. Khi lựa chọn phải xét đến ý nghĩa của đường. Phải biểu thị những
con đường đảm bảo mối liên hệ giữa các điểm dân cư với nhau, các ga xe
lửa, các bến tàu, sân bay…
12
SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
Trên các bản đồ tỷ lệ lớn phải biểu thị tất cả các con đường như :
đường sắt, đường ôtô, đường nhựa, đường đất lớn – nhỏ, đường mòn, chú ý
biểu thị vị trí hạ hoặc nâng cấp đường, cầu cống, cột cây số…
13
SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
5. Lớp phủ thực vật – thổ nhưỡng
Trên các bản đồ địa hình biểu thị các loại rừng, vườn cây, đồn điền,
ruộng, đồng cỏ, tài nguyên, cát, đất mặn, đầm lầy…Ranh giới các khu thực
phủ và các loại đất được biểu thị bằng các đường nét đứt hoặc dãy các dấu
chấm, ở diện tích bên trong đường viền thì vẽ các ký hiệu quy ước đặc trưng
cho từng loại thực vật hoặc đất. Ranh giới của các loại thực vật và đất cần
được thể hiện chính xác về phương diện đồ họa, thể hiện rõ ràng những chỗ
ngoặt có ý nghĩa định hướng.
6. Ranh giới
Bản đồ địa hình khi thể hiện ranh giới, địa giới hành chính thì ngoài
biên giới quốc gia còn thể hiện đầy đủ địa giới hành chính của các cấp. Các
đường ranh giới phân chia hành chính cần phải thể hiện rõ ràng chính xác
theo địa giới hành chính, theo các tài liệu của Nhà Nước. Các mốc địa giới
khi đo vẽ phải xác định chính xác và vẽ đúng vị trí. Đường ranh giới hành
chính cấp cao được thay thế cho đường ranh giới hành chính cấp thấp và
được khép kín.
Ranh giới thực vật và các địa vật khác được phân ra làm hai loại, loại
chính xác và loại không chính xác thể hiện bằng ký hiệu tương ứng.
Các đường ranh giới phân chia hành chính – chính trị đòi hỏi phải thể

hiện rõ ràng, chính xác và theo đúng quy định trong quy phạm.
7. Dáng đất
Dáng đất trên bản đồ địa hình được biểu thị bằng các đường bình độ
và các điểm độ cao. Ngoài đường bình độ và độ cao ra còn sử dụng rất nhiều
các ký hiệu khác bổ trợ để mô tả rõ hơn đặc điểm của các phần tử và dạng
tiểu địa hình như đèo hố, gò, vách sụt, vách đá, bãi đá, ngọn đá. Như vậy
bằng việc sử dụng các ký hiệu mô tả được các kiểu địa hình khác nhau như :
Địa hình đồi núi, địa hình bằng phẳng, địa hình cát, địa hình đầm lầy…
14
SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
Quy định chung trên một tờ bản đồ chỉ có một khoảng cao đều, trong
trường hợp địa hình có đột biến như núi và đồng bằng kề nhau, chen nhau
thì cho phép trên một mảnh bản đồ có hai loại khoảng cao đều.
1.1.5. Độ chính xác của nội dung bản đồ địa hình
- Sai số trung phương của điểm khống chế mặt phẳng ảnh so với điểm
khống chế nhà nước gần nhất không vượt quá 0,2 mm theo tỷ lệ bản đồ ở
vùng quang đãng, và 0,3 mm trên bản đồ ở vùng ẩn khuất.
- Sai số giới hạn của điểm khống chế độ cao đo vẽ sau bình sai so với
độ cao của mốc độ cao gần nhất không vượt quá 1/5 khoảng cao đều cơ bản
ở vùng đồng bằng và 1/3 khoảng cao đều ở vùng rừng núi.
- Sai số trung bình vị trí mặt phẳng các địa vật cố định, chủ yếu so với
điểm khống chế đo vẽ gần nhất 0,5 mm trên bản đồ, đối với địa vật thứ yếu
không quá 0,7 mm.
- Trong thành phố và khu công nghiệp sai số tương hỗ giữa các địa vật
cố định, quan trọng không được lớn hơn 0,4 mm.
- Sai số trung bình đo vẽ dáng đất so với điểm khống chế độ cao gần

nhất, tính theo khoảng cao đều cơ bản không vượt quá 1/4 khoảng cao đều
đối với vùng bằng phẳng và 1/3 khoảng cao đều so với vùng rừng núi.
1.2 Các phương pháp thành lập bản đồ địa hình
Từ tính chất đa dạng của các thể loại bản đồ mà việc phân loại các
phương pháp thành lập bản đồ phải mang tính tổng quát cao. Dưới đây là mô
hình các phương pháp thành lập bản đồ thông dụng nhất.
15
SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG

Hình 1.5. Các phương pháp thành lập bản đồ địa hình.
16
SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY
Các Phương pháp thành lập bản đồ
Đo vẽ trực tiếp
ngoài thực địa
Đo vẽ bằng ảnh chụp Biên tập từ
bản đồ tỷ lệ lớn
Phương
pháp
bàn
đạc
Phương
pháp
toàn
đạc
Phương

pháp đo
GPS
động
Phương
pháp đo
ảnh đơn
Phương
pháp đo
ảnh lập
thể
Phương
pháp
phối
hợp
trên
nền ảnh
nắn
quang
cơ
Phương
pháp
phối
hợp
ảnh nắn
và kỹ
thuật số
hóa
Phương
pháp đo
ảnh

tương
tự
Phương
pháp đo
ảnh giải
tích
Phương
pháp đo
ảnh số
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
1.2.1. Phương pháp đo vẽ trực tiếp
1. Phương pháp bàn đạc
Đo vẽ bản đồ bằng phương pháp bàn đạc là sử dụng bàn đạc vừa tiến
hành đo và vẽ bản đồ trực tiếp ngoài thực địa, khi đo xong ngoài thực địa thì
bản vẽ cũng hoàn thành cơ bản, công tác trong phòng chỉ còn tiến hành tu
sửa chỉnh lí và can vẽ. Do đo vẽ ngay ngoài thực địa nên bản vẽ mô tả được
đầy đủ dáng địa hình, địa vật của khu vực. Nhưng phương pháp bàn đạc cho
năng suất lao động thấp, chính vì vậy phương pháp này hiện không còn được
sử dụng trong sản xuất.
2. Phương pháp toàn đạc
Hình 1.6. MáyTC -305 và máy Nikon-DTM330
Thiết bị dùng để đo vẽ là các loại máy kinh vĩ quang cơ hoặc là máy
toàn đạc điện tử. Công tác đo vẽ chi tiết được tiến hành từ các trạm đo, các
trị số đo được ghi vào sổ đo hoặc được lưu trong bộ nhớ của máy như máy
Set 2a,2b,2c,Nikon,TC,TCR hay Topcon… và vẽ sơ họa hình học của các
điểm chi tiết. Việc tính toán và biên tập bản đồ thông qua các phần mềm xử
lý số liệu, đo vẽ chuyên dụng.

Đây là phương pháp truyền thống và được sử dụng rộng rãi nhất đảm
bảo độ chính xác rất cao cho từng điểm đo, rất tiện lợi cho việc thành lập
bản đồ lớn và cực lớn. Bên cạnh những ưu điểm đó thì phương pháp còn tồn
17
SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
tại những nhược điểm nhất định như : thời gian làm việc ngoài trời kéo dài,
chịu ảnh hưởng lớn của thời tiết, hạn chế tầm thông hướng, năng suất lao
động không cao, và đặc biệt là hạn chế khả năng ứng dụng các thành tựu của
khoa học kỹ thuật.
3. Phương pháp đo GPS động.
Với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật phương pháp đo GSP động đã
được áp dụng vào công tác thành lập bản đồ địa hình trực tiếp bằng phương
pháp ngoài trời. Phương pháp này cho phép xác định vị trí tương đối của
hàng loạt điểm với các điểm đã biết, trong đó tại mỗi điểm đo chỉ cần thu tín
hiệu trong 1 phút. Theo phương pháp này thì phải cần ít nhất là hai máy thu (
một máy đặt cố định gọi là trạm Base còn một máy di động lần lượt đến các
điểm đo cần xác định) và một cạnh đã biết tọa độ(tại đó đặt trạm Base). Việc
xử lý số liệu được thực hiện hoàn toàn trong phòng với sự hỗ trợ của máy
tính và các phần mềm chuyên dụng như GPSurvey, TGO…
1.2.2. Phương pháp đo vẽ bằng ảnh chụp.
Được áp dụng ở những khu vực rộng lớn. Trong phương pháp này
phân ra làm hai phương pháp nhỏ là đo ảnh đơn và đo ảnh lập thể.
-Phương pháp đo ảnh đơn áp dụng ở vùng bằng phẳng là chủ yếu, nó
được áp dụng để đo vẽ địa hình khi mà độ chính xác đo độ cao của phương
pháp lập thể khó thỏa mãn.
-Đo ảnh lập thể có khả năng khái quát địa hình tốt nhất so với các

phương pháp khác. Ngày nay nhờ các thiết bị hiện đại như đo vẽ ảnh toàn
năng giải tích và trạm đo ảnh số mà phương pháp lập thể thỏa mãn tất cả các
loại bản đồ có tỷ lệ 1:1000 trở xuống. Do đo vẽ trên mô hình nên phương
pháp lập thể hầu như hạn chế đến mức tối đa ảnh hưởng của thời tiết và địa
hình. Có thể nói phương pháp này luôn được áp dụng các thành tựu khoa
18
SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
học mới vào sản xuất để giải phóng con người khỏi lao động vất vả, tăng
năng suất lao động giảm giá thành phẩm.
19
SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
Chương II
GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ GPS
2.1. KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ GPS
2.1.1. LỊCH SỬ PHÁP TRIỂN CỦA HỆ THỐNG GPS
Từ những năm 1960 cùng với sự tiến bộ của kỹ thuật điện tử, chế tạo
tên lửa và lý thuyết định vị vệ tinh, người ta đã xây dựng được các hệ thống
định vị vệ tinh đầu tiên. Trước khi có hệ thống định vị toàn cầu Mỹ đã dùng
hệ thống định vị vệ tinh khu vực (thuộc lãnh thổ Mỹ) như hệ thống STAR-
FIX OMINITRACS, Ở châu Âu có hệ thống định vị vệ tinh Euteltracs gồm
các vệ tinh địa tĩnh.
Trước năm 1960, Bộ quốc phòng Mỹ và cơ quan hàng không NASA

đã triển khai hệ thống đạo hàng mang tên TRANSIT. Hệ thống này đã sớm
đạt được các ưu điểm của một hệ thống đạo hàng hoàn chỉnh và chính thức
trở thành dịch vụ dẫn đường từ năm 1976, Hệ thống TRANSIT hoạt động
trên nguyên lý Dopler. Các vệ tinh của hệ thống này phân bố trên 6 quỹ đạo
có mặt phẳng quỹ đạo vuông góc với mặt phẳng xích đạo có độ cao 1100km.
Ở độ cao này sự chuyển động của các vệ tinh khá nhanh và chịu ảnh hưởng
khá lớn của lực hút trái đất. Các vệ tinh TRANSIT phát hai tín hiệu ở hai tần
số là150MHz và 400MHz. Ở những tần số này các tín hiệu truyền từ vệ tinh
dễ bị tầng điện ly làm chậm và dễ bị nhiễu. Để phục vụ cho nhiều công tác
khác nhau cần phải xây dựng một hệ thống định vị toàn cầu với các yêu cầu
mới như : Có thể định vị 24/24 giờ trong một ngày ở mọi nơi trên Trái Đất
và trên không gian, thời gian định vị nhanh và có độ chính xác cao.
Đứng trước yêu cầu cấp thiết đó, Bộ quốc phòng Mỹ đã giao cho
Không Quân kết hợp cùng Hải Quân nghiên cứu thiết lập một hệ thống định
vị hiện đại, có khả năng khắc phục những nhược điểm về thời gian và độ
chính xác của hệ thống TRANSIT. Đến năm 1973 sáu vệ tinh NAVASATS
20
SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
đầu tiên đã được sản xuất phóng lên quỹ đạo từ bang Kasas để phục vụ cho
chương trình thử nghiệm. Sau kết quả thử nghiệm tốt đẹp, hệ thống này tiếp
tục được xây dựng và hoàn thành vào năm 1986.
Trước năm 1980, hệ thống GPS chỉ được dùng cho mục đích quân sự
do bộ quốc phòng Mỹ quản lý từ những năm đầu thập kỷ 80, quân đội Mỹ
cho phép sử dụng hệ thống GPS cho dân sự. Các vệ tinh đầu tiên của hệ
thống được phóng lên quỹ đạo vào tháng 2 năm 1978. Toàn bộ hệ thống
được đưa vào hoạt động hoàn chỉnh vào tháng 5 năm 1994. Chi phí cho việc

thiết lập hệ thống này cỡ 12 tỷ USD. Ngày nay, GPS được ứng dụng vào
nhiều lĩnh vực khác nhau trên hầu hết các quốc gia trên thế giới.
2.1.2. Cấu trúc và nguyên lý hoạt động của hệ thống GPS
1. Đoạn không gian
Đoạn này gồm 24 vệ tinh, trong đó có 3 vệ tinh dự trữ, chuyển động
trên 6 mặt phẳng quỹ đạo cách đều nhau và có góc nghiêng 55
o
so với mặt
phẳng xích đạo của trái đất. Quỹ đạo của vệ tinh gần như tròn, vệ tinh bay ở
độ cao xấp xỉ 20.200 km so với bề mặt Trái đất chuyển động trên quỹ đạo
gần tròn với chu kỳ 718 phút. Do sự phân bố vệ tinh như vậy mà bất kỳ thời
điểm nào, ở bất cứ vị trí nào trên Trái đất cũng có thể quan trắc được ít nhất
4 vệ tinh.
21
SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
Hình 2.1. Chuyển động của vệ tinh trên quỹ đạo
Chương trình đưa các vệ tinh lên quỹ đạo được chia làm các khối
(Block). Các vệ tinh của khối sau có trọng lượng và tuổi thọ lớn hơn. Năng
lượng cung cấp cho hoạt động của các thiết bị trên vệ tinh là năng lượng pin
mặt trời.
Mỗi vệ tinh được trang bị máy phát tần số nguyên tử chính xác cao cỡ
10
-12
. Tất cả các vệ tinh GPS đều có thiết bị tạo dao động với tần số chuẩn cơ
sở là
0

f
=10,23 MHz. Dựa trên
0
f
thiết bị sẽ tạo ra hai tần số sóng tải
1
L
và
2
L
:
L1 = 1575,42 MHz (bước sóng
1
λ
=19.032cm)
L2 = 1227,60 MHz. (bước sóng
2
λ
=24.420)
Các sóng tải L1 và L2 thuộc giải sóng cực ngắn, với tần số lớn như
vậy thì các tín hiệu sẽ ít bị ảnh hưởng của tầng điện ly và tầng đối lưu.
Các sóng tải được điều biến bởi 3 loại code khác nhau:
C/A-code , P-code và Y-code
22
SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
+ C/A code là code thô / thâu tóm (Coarse / Acquisition). Nó được sử

dụng cho các mục đích dân sự và chỉ điều biến sóng tải L1. Code này được
tạo bởi một chuỗi các số 0 và 1 được sắp xếp theo quy luật tựa ngẫu nhiên
với tần số 1,023 MHz tức chỉ bằng 1/10 tần số cơ sở, và được lặp lại sau mỗi
miligiây. Mỗi vệ tinh được gắn một C/A – code riêng biệt.
+ P-code là code chính xác (Precise). Nó được sử dụng cho các mục
đích quân sự, tức là để đáp ứng yêu cầu độ chính xác cao, và điều biến cả 2
sóng tải L1 và L2. Code này được tạo bởi nhiều chữ số 0 và 1 được sắp xếp
theo qui luật tựa ngẫu nhiên với tần số 10,23 MHz; độ dài toàn phần của
code là 267 ngày, nghĩa là chỉ sau 267 ngày P-code mới lặp lại. Tuy vậy
người ta chia code này thành các đoạn có độ dài 7 ngày và gán cho mỗi vệ
tinh một trong các đoạn code như thế, cứ sau một tuần lại thay đổi. Bằng
cách này P-code rất khó bị giải mã để sử dụng nếu không được phép.
+ Y-code là code bí mật được phủ lên P-code nhằm chống bắt trước,
gọi là kỹ thuật AS (Anti Spoosing). Chỉ có các vệ tinh thuộc các khối từ sau
năm 1989 (khối 2) mới có khả năng này.
Ngoài các tần số trên , các vệ tinh GPS còn có thể trao đổi với các
trạm điều khiển mặt đất qua các tần số 1783,74 MHz và 2227,5 MHz để
truyền thông tin đạo hàng và lệnh điều khiển tới vệ tinh.
Tất cả các vệ code được khởi tạo lại sau mỗi tuần lễ GPS vào đúng
nửa đêm thứ 7 chủ nhật, như vậy tuần lễ GPS là đơn vị thời gian lớn nhất sử
dụng trong công nghệ GPS.
2. Đoạn điều khiển(control Segment)
23
SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
Hình 2.2. Vị trí đặt trạm điều khiển GPS trên mặt đất
Đoạn này gồm 4 trạm quan sát trên mặt đất trong đó có một trạm điều

khiển trung tâm đặt tại Colorado Spring và 4 trạm theo dõi đặt tại Hawai
( Thái Bình Dương) , Ascensin Island (Đại Tây Dương) Diego Garcia (Ấn
Độ Dương) và Kwajalein (Tây Thái Bình Dương). Các trạm này tạo thành
một vành đai bao quanh trái đất.
Nhiệm vụ của đoạn điều khiển là điều khiển toàn bộ hoạt động và
chức năng của vệ tinh trên cơ sở theo dõi chuyển động quỹ đạo của vệ tinh
cũng như hoạt động của đồng hồ trên đó.Tất cả các trạm đều có máy thu
GPS, và chúng tiến hành đo khoảng cách và sự thay đổi khoảng cách tới tất
cả các vệ tinh có thể quan sát được, đồng thời đo các số liệu khí tượng. Tất
cả các số liệu đo nhận được 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 về cùng
với các số liệu đo của chính nó. Kết quả xử lý cho ra các ephemerit chính
xác hóa của vệ tinh và số hiệu chỉnh cho các đồng hồ trên vệ tinh. Từ trạm
trung tâm các số liệu này được truyền trở lại cho các trạm theo dõi để từ đó
truyền tiếp lên cho các vệ tinh cùng các lệnh điều khiển khác. Như vậy là
các thông tin đạo hàng và thông tin thời gian trên vệ tinh được thường xuyên
chính xác hóa và chúng sẽ được cung cấp cho người sử dụng thông qua các
sóng tải L1 và L2. Việc chính xác hóa các thông tin như thế được thực hiện
24
SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG
3 lần trong một ngày. Các thông tin cung cấp đại trà cho khách hàng chỉ đảm
bảo độ chính xác định vị 10m, còn thông tin đảm bảo độ chính xác định vị
đến 1m chỉ có được khi có sự thỏa thuận với nhà cung cấp.
3. Đoạn sử dụng(User Segment)
Hình 2.3 Phần thiết bị sử dụng dẫn đường GPS
Đoạn sử dụng bao gồm tất cả các máy móc, thiết bị thu nhận thông tin

từ vệ tinh để khai thác sử dụng cho các mục đích và yêu cầu khác nhau của
khách hàng kể cả trên trời, trên biển và trên đất liền. Đó có thể là một máy
thu riêng biệt hoạt động độc lập (trường hợp định vị tuyệt đối) hay một
nhóm gồm từ 2 máy thu trở lên hoạt động đồng thời theo một lịch trình thời
gian nhất định ( trường hợp định vị tương đối) hoặc hoạt động theo chế độ
một máy thu đóng vai trò máy chủ phát tín hiệu vô tuyến hiệu chỉnh cho các
máy thu khác ( trường hợp định vị vi phân) . Đó còn là cả một hệ thống dịch
vụ đạo hàng GPS đa năng trên phạm vi toàn cầu hoặc ở từng khu vực đang
đuợc thiết lập ở một số nước phát triển.
2.1.3. CÁC NGUYÊN LÝ ĐỊNH VỊ BẰNG GPS
1. Định vị tuyệt đối
25
SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY