Thành lập lưới khống chế phục vụ đo vẽ bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000 đến 1:5000 khu vực xã Xuân Quang, huyện Tam Nông, tỉnh Phú Thọ

MỤC LỤC
PHỤ LỤC


DANH MỤC BẢNG BIỂU


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1. Chọn góc mở tại điểm đo GPS


LỜI MỞ ĐẦU
Trong thời kì công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước, cùng với sự phát triển không
ngừng của đất nước là nhu cầu quản lí và sử dụng đất đai ngày càng cao. Hiện nay để đáp ứng
yêu cầu của các cơ quan chức năng có thẩm quyền về quản lí đất đai của khu vực xã Xuân
Quang cũng như của quốc gia. Do đó các bản đồ đo vẽ ngày xưa không được coi là có độ
chính xác cao vì hầu hết dùng đến phương pháp toàn đạc với độ chính xác thấp. Nên với yêu
cầu quản lý chặt chẽ qua thông tư của chính phủ chúng ta cần phải thiết lập lại những tấm bản
đồ có độ chính xác cao để giúp đỡ cho sự phát triển hạ tầng cũng như phát triển kinh tế xã hội
của xã Xuân Quang.Vì vậy việc xây dựng các mạng lưới địa chính có độ chính xác và đảm
bảo làm cơ sở cho việc thành lập bản đồ địa chính phục vụ cho việc quản lý đất đai cũng như
xây dựng cơ sở hạ tầng, khu công nghiệp có ý nghĩa vô cùng quan trọng.
Vì thế nên em đã tìm hiểu và thực hiện đề tài :
“Thành lập lưới khống chế phục vụ đo vẽ bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000 đến 1:5000
khu vực xã Xuân Quang, huyện Tam Nông, tỉnh Phú Thọ”
Nội dung đồ án gồm 3 chương :

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LƯỚI KHỐNG CHẾ ĐỊA CHÍNH
CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ ĐỊA CHÍNH
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM

4


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thiện được bản đồ án này, em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cô giáo
ThS. Phạm Thị Thu Hương - Giảng viên bộ môn trắc địa cơ sở đã tận tình hướng dẫn, bảo
ban, chỉ dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện đồ án này. Em cũng xin chân thành
cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Trắc địa – Bản đồ cùng toàn thể bạn bè đã đóng góp, góp
ý cho em để em có thể thực hiện đầy đủ, hoàn thiện hơn bản đồ án này. Do kiến thức còn hạn
chế, kinh nghiệm bản thân còn thiếu nên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót về nội dung
cũng như hình thức. Em rất mong được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy, cô giáo, các anh chị em
đồng nghiệp để kiến thức của em ngày một hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày…tháng…năm 2015
Sinh viên
Nguyễn Hoàng Long

5


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LƯỚI KHỐNG CHẾ ĐỊA CHÍNH
1.1 Khái niệm và phân loại
1.1.1 Khái niệm
Lưới khống chế địa chính được thành lập trên các vùng lãnh thổ khác nhau nhằm mục
đích chủ yếu là đo vẽ bản đồ địa chính tỷ lệ 1:5000, 1:2000, 1:1000 ở các vùng nông thôn, và
1:500, 1:200 ở các vùng đô thị. Yêu cầu cơ bản nhất của bản đồ địa chính là đảm bảo xác định
chính xác diện tích các thửa đất, do vậy phải xác định chính xác các điểm đặc trưng trên
đường biên thửa và phải tăng độ chính xác tương hỗ vị trí điểm.
Lưới khống chế địa chính được tính toán trong hệ tọa độ Nhà Nước, dùng các điểm tọa
độ nhà nước hạng cao làm điểm khởi tính. Khi xây dựng lưới tọa độ địa chính cần đo nối với

các điểm khống chế Nhà Nước. Để tăng dày mật độ điểm khống chế tọa độ địa chính, người
ta thường bố trí thêm 2 cấp khống chế mặt bằng, đó là lưới tọa độ địa chính cấp 1 và cấp 2.
Khi đo vẽ bản đồ địa chính ở khu vực đã có lưới toạ độ Nhà nước thì lấy các điểm toạ
độ Nhà nước hạng I, II làm cơ sở để phát triển lưới địa chính cơ sở. Từ lưới địa chính cơ sở
này ta phát triển ra các lưới cấp thấp hơn đó là lưới khống chế địa chính và lưới khống chế đo
vẽ.
Phương pháp xây dựng lưới khống chế tọa độ địa chính là sử dụng công nghệ định vị
toàn cầu GPS để xây dựng lưới khống chế địa chính cơ sở, và phương pháp đường truyền để
xây dựng lưới địa chính cấp 1 và cấp 2. Lưới thủy chuẩn hạng 4 và lưới thủy chuẩn kỹ thuật
được dùng làm cơ sở khống chế độ cao phục vụ đo vẽ bản đồ địa chính.
1.1.2 Phân loại lưới toạ độ địa chính
Lưới tọa độ quốc gia bao gồm: Lưới tọa độ cấp 0, lưới tọa độ hạng I, lưới tọa độ hạng II
và lưới tọa độ hạng III. Lưới tọa độ hạng I là mạng lưới hiện đang tồn tại nhưng không xây
dựng lại do vậy chỉ đưa ra các quy định kỹ thuật cụ thể cho lưới tọa độ cấp 0, hạng II và hạng
III.

6


Lưới tọa độ cấp 0 là lưới có độ chính xác cao nhất, được phân bố với mật độ khoảng
10.000 km2 - 15.000km2/điểm với khoảng cách trung bình giữa các điểm từ 100km - 150km.
Lưới tọa độ hạng II là lưới tọa độ tăng dày trung gian làm cơ sở để phát triển lưới tọa độ
hạng III được phân bố với mật độ khoảng 700km 2 - 1000km2/điểm với khoảng cách trung bình
giữa các điểm từ 25km - 30km.
Lưới tọa độ hạng III là lưới tọa độ làm cơ sở để phát triển các lưới khống chế đo vẽ
được phân bố với mật độ khoảng 5km 2 - 15km2/điểm đối với khu vực đồng bằng và 25km 2 50km2/điểm đối với khu vực miền núi. Khoảng cách trung bình giữa các điểm trong lưới tọa
độ hạng III là 2km - 4km đối với khu vực đồng bằng và 5km - 7km đối với khu vực miền núi.
Lưới địa chính : lưới địa chính cơ sở, lưới địa chính cấp 1, cấp 2 thường là dạng lưới tam
giác hoặc đường chuyền chêm dày vào giữa các điểm lưới khống chế mặt bằng Nhà nước.
Lưới khống chế đo vẽ là lưới chêm dày vào mạng lưới khống chế mặt bằng Nhà nước và

lưới khu vực để đảm bảo mật độ điểm phục vụ đo vẽ bản đồ địa hình. Gồm: Lưới tam giác
nhỏ, lưới đa giác, giao hội. Mật độ điểm và độ chính xác của lưới phụ thuộc vào đặc điểm địa
hình của khu vực đo vẽ, tỷ lệ bản đồ cần đo vẽ.
Lưới khống chế khu vực: Lưới giải tích I, lưới giải tích II.
Lưới khống chế độ cao: Nhằm xác định độ cao các điểm của lưới tọa độ địa chính các
cấp , khi có yêu cầu thể hiện yếu tố địa địa hình trên bản đồ địa chính.
Lưới khống chế độ cao Nhà nước hạng I, II, III, IV. Hạng 1 có tổng chiều dài 5096 km gồ
11 đường, lưới hạng 2 có tổng chiều dài 4515 km gồm 43 đường.
Dựa vào các điểm khống chế của lưới độ cao hạng I, II, bố trí lưới độ cao hạng III, IV
theo các đường đơn, các vòng khép kín hoặc lưới có nhiều điểm nút. Tuyến thủy chuẩn hạng
III nối hai điểm hạng cao không dài quá 200 km, nối hai điểm nút không dài quá 100 km. Với
tuyến thủy chuẩn hạng IV, chiều dài tương ứng là 100 km và 50 km.
Lưới thủy chuẩn kỹ thuật: Để đảm bảm mật độ điểm cho công tác đo vẽ bản đồ địa hình,
cần phải chêm dày lưới thuỷ chuẩn kỹ thuật vào lưới độ cao Nhà nước. Khi khu đo không có điểm
lưới độ cao Nhà nước thì có thể lập lưới độ cao độc lập hạng III, IV (cho khu đo rộng) hoặc lưới
thuỷ chuẩn kỹ thuật (cho khu đo hẹp).

7


1.2 Cơ sở toán học
Cơ sở toán học là yếu tố quan trọng trong quá trình xây dựng các loại bản đồ.
Hệ quy chiếu sử dụng trong việc thiết kế lưới khống chế các cấp hạng là hệ toạ độ Quốc
Gia VN2000 hay gọi tắt là VN2000 sử dụng phép chiếu UTM ( hình trụ ngang đồng góc ). Hệ
quy chiếu tọa độ và cao độ VN-2000 được bắt đầu thành lập từ năm 1994 và được công bố kết quả
vào năm 2000 trên cơ sở được xác định bởi định nghĩa sau đây:
- Hệ quy chiếu VN-2000 là một hệ quy chiếu cao độ và tọa độ trắc địa gồm hai hệ:
+ Hệ quy chiếu cao độ là một mặt QuasiGeoid đi qua một điểm được định nghĩa là gốc
có cao độ 0.000m tại Hòn dấu, Hải phòng. Sau đó dùng phương pháp thủy chuẩn truyền dẫn
tới những nơi cần xác định khác, xa hơn. Cao độ một điểm mặt đất bất kỳ trong hệ quy chiếu

này được thể hiện bằng cao độ chuẩn H γ, theo phương dây dọi từ điểm đó đến mặt
QuasiGeoid.
+ Hệ quy chiếu tọa độ trắc địa là một mặt Ellipsoid kích thước do WGS-84 được định vị
phù hợp với lãnh thổ Việt Nam với các tham số xác định:
- Elipsoid tham chiếu là WGS-84 với kích thước
+ Bán trục dài a = 6378137 m
+ Bán trục ngắn b = 6356752 m
+ Độ dẹt α = 1:298.26
+ Vận tốc góc quay quanh trục ω = 7292115x10-11rad/s
+ Hằng số trọng trường Trái đất fM=3986005.108m3s-2
+ Múi chiếu 30
Vị trí ellipsoid quy chiếu Quốc gia: ellipsoid WGS-84 toàn cầu được định vị lại cho phù
hợp với lãnh thổ Việt Nam. Trên cơ sở sử dụng điểm GPS cạnh dài có cao độ thủy chuẩn phân
bố đều trên toàn lãnh thổ.

8


Điểm gốc toạ độ Quốc Gia đặt tại Viện Nghiên Cứu Địa chính thuộc tổng cục địa chính,
đường Hoàng Quốc Việt, Hà Nội.
Điểm gốc độ cao tại Hòn Dấu, Hải Phòng.

1.3 Tỷ lệ bản đồ
1.3.1 Sự cần thiết của việc chọn tỷ lệ bản đồ
Tỷ lệ đo vẽ trên khu đo phải căn cứ yêu cầu, nhiệm vụ của công tác quản lý đất đai, giá
trị kinh tế sử dụng đất và mức độ khó khăn của từng khu đo, tính chất qui hoạch của từng khu
vực trong đơn vị hành chính để lựa chọn tỷ lệ đo vẽ bản đồ cho phù hợp.

1.3.2 Cơ sở chọn tỷ lệ bản đồ
Tỷ lệ đo vẽ bản đồ địa chính được xác định trên cơ sở loại đất và mật độ thửa đất trung

bình trên 01 ha. Mật độ thửa đất trung bình trên 01 ha gọi tắt là Mt, được xác định bằng số lượng
thửa đất chia cho tổng diện tích (ha) của các thửa đất.
-

Tỷ lệ 1:200 được áp dụng đối với đất thuộc nội thị của đô thị loại đặc biệt có Mt ≥ 60.
- Tỷ lệ 1:500 được áp dụng đối với khu vực có Mt ≥ 25 thuộc đất đô thị, đất khu đô thị, đất
khu dân cư nông thôn có dạng đô thị; Mt ≥ 30 thuộc đất khu dân cư còn lại.
- Tỷ lệ 1:1000 được áp dụng đối với các trường hợp sau:
+ Khu vực có Mt ≥ 10 thuộc đất khu dân cư.
+ Khu vực có Mt ≥ 20 thuộc đất nông nghiệp có dạng thửa hẹp, kéo dài; đất nông nghiệp
trong phường, thị trấn, xã thuộc các huyện tiếp giáp quận và các xã thuộc thị xã, thành phố
trực thuộc tỉnh.
+ Khu vực đất nông nghiệp tập trung có Mt ≥ 40.

9


- Tỷ lệ 1:2000 được áp dụng đối với các trường hợp sau:
+ Khu vực có Mt ≥ 5 thuộc khu vực đất nông nghiệp.
+ Khu vực có Mt < 10 thuộc đất khu dân cư.
- Tỷ lệ 1:5000 được áp dụng đối với các trường hợp sau:
+ Khu vực có Mt ≤ 1 thuộc khu vực đất sản xuất nông nghiệp, đất nuôi trồng thủy sản,
đất làm muối, đất nông nghiệp khác.
+ Khu vực có Mt ≥ 0,2 thuộc khu vực đất lâm nghiệp.
- Tỷ lệ 1:10000 được áp dụng đối với các trường hợp sau:
+ Đất lâm nghiệp có Mt < 0,2.
+ Đất chưa sử dụng, đất có mặt nước có diện tích lớn trong trường hợp cần thiết đo vẽ
để khép kín phạm vi địa giới hành chính.
Các thửa đất nhỏ, hẹp, đơn lẻ thuộc các loại đất khác nhau phân bố xen kẽ trong các khu
vực quy định tại các điểm nêu trên. Điều này được lựa chọn đo vẽ cùng tỷ lệ với loại đất các

khu vực tương ứng.

1.4 Mật độ điểm khống chế
Để đo vẽ lập bản đồ địa chính bằng phương pháp đo vẽ trực tiếp ở thực địa thì mật độ điểm
khống chế tọa độ quy định như sau:
- Bản đồ tỷ lệ 1:5000, 1:10000: Trung bình 500 ha có một điểm khống chế tọa độ có độ
chính xác tương đương điểm địa chính trở lên;
- Bản đồ tỷ lệ 1:500, 1:1000, 1:2000: Trung bình từ 100 ha đến 150 ha có một điểm
khống chế tọa độ có độ chính xác tương đương điểm địa chính trở lên;
- Bản đồ địa chính tỷ lệ 1:200: Trung bình 30 ha có một điểm khống chế tọa độ có độ
chính xác tương đương điểm địa chính trở lên;
- Trường hợp khu vực đo vẽ có dạng hình tuyến thì bình quân 1,5 km chiều dài được bố trí
01 điểm tọa độ có độ chính xác tương đương điểm địa chính trở lên.
10


Trường hợp đặc biệt, khi đo vẽ lập bản đồ địa chính mà diện tích khu đo nhỏ hơn 30 ha
thì điểm tọa độ có độ chính xác tương đương điểm địa chính trở lên mật độ không quá 2 điểm.
Để đo vẽ lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:2000, 1:5000, 1:10000 bằng phương pháp ảnh hàng
không kết hợp với đo vẽ trực tiếp ở thực địa thì trung bình 2500 ha có một điểm khống chế tọa độ
có độ chính xác tương đương điểm địa chính trở lên.

Yêu cầu độ chính xác

1.5
1.5.1

Chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản chung của lưới địa chính quy định như sau:
Bảng 1.1: Chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của lưới địa chính

STT

Tiêu chí đánh giá chất lượng lưới địa chính

1
2

Trị tuyệt đối của sai số trung phương vị trí điểm sau bình sai
Sai số trung phương tương đối cạnh sau bình sai
Trị tuyệt đối sai số trung phương tuyệt đối cạnh dưới 400 m

3

sau bình sai
Trị tuyệt đối sai số trung phương phương vị cạnh sau bình sai:

4

5

Chỉ tiêu kỹ
thuật
≤ 5 cm
≤ 1:50000
≤ 1,2 cm

- Đối với cạnh lớn hơn hoặc bằng 400 m

≤ 5 giây

- Đối với cạnh nhỏ hơn 400 m
Trị tuyệt đối sai số trung phương độ cao sau bình sai:

≤ 10 giây

- Vùng đồng bằng

≤ 10 cm

- Vùng núi

≤ 12 cm

1.5.2 Yêu cầu kỹ thuật cơ bản khi lập lưới địa chính bằng công nghệ GNSS và thành quả
đo đạc, tính toán, bình sai
a. Chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của lưới địa chính khi lập bằng công nghệ GNSS quy định
như sau:
Bảng 1.2: Chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của lưới địa chính thành lập bằng công nghệ
GNSS.

11


STT

Tiêu chí đánh giá chất lượng lưới địa chính đo bằng

Chỉ tiêu

công nghệ GNSS

kỹ thuật
Đo tĩnh
≤ 10 mm + 2.D mm

1

Phương pháp đo

2

Sử dụng máy thu có trị tuyệt đối của sai số đo cạnh

3
4
5
6

Số vệ tinh khỏe liên tục
PDOP lớn nhất
Góc ngưỡng cao (elevation mask) cài đặt trong máy thu
Thời gian đo ngắm đồng thời
- Trị tuyệt đối sai số khép hình giới hạn tương đối khi
xử lý sơ bộ cạnh (fS/[S]):

(D: tính bằng km)
≥4
≤4
0
≥ 15 (15 độ)

≥ 60 phút
≤ 1:100000

Khi [S] < 5 km:
7

≤ 5 cm

- Trị tuyệt đối sai số khép độ cao dH

30 [ S ]

≤

mm

([S]: tính bằng
km)
8
9
1

Khoảng cách tối đa từ một điểm bất kỳ trong lưới đến
điểm cấp cao gần nhất
Số hướng đo nối tại 1 điểm
Số cạnh độc lập tại 1 điểm

≤ 10 km
≥3
≥2

Trong đó:
n

n

n

i =1

i =1

i =1

f S = (∑ dX ) 2 + (∑ dY ) 2 + (∑ dZ ) 2

n

[S] = ∑

dX 2 + dY 2 + dZ 2

i =1

;
Các giá trị dX, dY, dZ là các giá trị nhận được từ việc giải các cạnh (baselines) tham gia
vào vòng khép, n là số cạnh khép hình.
b. Phải sử dụng ăng ten, máy thu tín hiệu vệ tinh và phần mềm đi kèm theo máy thu, do
nhà sản xuất cung cấp và tuân thủ các yêu cầu quy định tại Thông tư này để thu tín hiệu, tính
toán xác định tọa độ và độ cao.

12


Trước khi sử dụng phải kiểm tra hoạt động của máy thu và các thiết bị kèm theo, khi hoạt
động bình thường mới được đưa vào sử dụng. Đối với máy thu đang sử dụng cần kiểm tra sự
hoạt động của các phím chức năng, kiểm tra sự ổn định của quá trình thu tín hiệu thông qua việc
đo thử, kiểm tra việc truyền dữ liệu từ máy thu sang máy tính. Đối với các máy mới, trước khi
sử dụng phải tiến hành đo thử nghiệm trên bãi chuẩn (đối với loại máy thu 1 tần số) hoặc trên
các điểm cấp 0 (đối với loại máy thu 2 tần số) và so sánh kết quả đo với số liệu đã có.
c. Trước khi đo phải lập lịch đo. Khi lập lịch đo được phép sử dụng lịch vệ tinh quảng bá
không có nhiễu cố ý SA (Selective Availabitily) để lập nhưng lịch đó không được cũ quá 01
tháng tính đến thời điểm lập lịch đo. Các tham số cần khai báo vào phần mềm lập lịch đo gồm
ngày lập lịch đo; vị trí địa lý khu đo (tọa độ địa lý xác định trên bản đồ, lấy theo trung tâm khu
đo, giá trị B, L xác định đến phút); số vệ tinh tối thiểu cần quan sát là 4; PDOP lớn nhất cho
phép quan sát là 4; khoảng thời gian tối thiểu của ca đo là 60 phút; góc ngưỡng 15 độ.
d. Trong quá trình đo lưới tọa độ ở thực địa điểm đánh dấu trên ăng ten phải được đặt quay
về hướng Bắc với sai lệch không quá 10 độ; chiều cao ăng ten được tính trung bình từ 03 lần đo
độc lập vào các thời điểm bắt đầu đo, giữa khi đo và trước khi tắt máy thu, đọc số đến mm, giữa
các lần đo không lệch quá 2 mm.
đ. Khi sử dụng các máy thu tín hiệu vệ tinh nhiều chủng loại, nhiều hãng sản xuất khác
nhau để lập cùng một lưới phải chuyển file dữ liệu đo ở từng máy sang dạng RINEX.
e. Sử dụng các phần mềm (modul) phù hợp với loại máy thu tín hiệu vệ tinh để giải tự
động véc tơ cạnh, khi tính khái lược véc tơ cạnh phải đảm bảo các chỉ tiêu sau:
- Lời giải được chấp nhận: Fixed;
- Chỉ số Ratio: > 1,5 (chỉ xem xét đến khi lời giải là Fixed);
- Sai số trung phương khoảng cách: (RMS) < 20 mm + 4.D mm (D tính bằng km).
Việc bình sai lưới chỉ được thực hiện sau khi tính khái lược cạnh và sai số khép cho toàn
bộ mạng lưới đạt chỉ tiêu kỹ thuật.
g. Khi tính khái lược cạnh nếu có chỉ tiêu kỹ thuật không đạt yêu cầu thì được phép tính

lại bằng cách thay thế điểm gốc xuất phát, lập các vòng khép khác hoặc không sử dụng điểm
13


khống chế cấp cao để phát triển lưới địa chính nếu số điểm khống chế cấp cao còn lại trong
lưới vẫn đảm bảo theo quy định. Trong trường hợp không sử dụng điểm khống chế cấp cao đó
làm điểm gốc phát triển lưới thì vẫn đưa vào bình sai như một điểm trong lưới và phải nêu rõ
trong Báo cáo Tổng kết kỹ thuật. Số liệu chỉ được đưa vào bình sai chính thức bằng phương
pháp bình sai chặt chẽ khi đã giải quyết các tồn tại phát hiện trong quá trình tính khái lược.
h. Thành quả đo đạc, tính toán và bình sai khi lập lưới địa chính bằng công nghệ GNSS
gồm:
- Bảng trị đo và số cải chính sau bình sai;
- Bảng sai số khép hình;
- Bảng chiều dài cạnh, phương vị, chênh cao và các sai số sau bình sai (sai số trung
phương vị trí điểm tọa độ, sai số trung phương tương đối cạnh, sai số trung phương phương vị
cạnh và sai số trung phương độ cao);
- Bảng tọa độ vuông góc không gian X, Y, Z;
- Bảng tọa độ và độ cao trắc địa B, L, H;
- Bảng tọa độ vuông góc phẳng và độ cao thủy chuẩn sau bình sai;
- Sơ đồ lưới địa chính sau thi công.

14


CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH THÀNH LẬP LƯỚI
KHỐNG CHẾ ĐỊA CHÍNH

2.1 Thiết kế lưới GPS
Trong thiết kế lưới GPS tùy thuộc và mục đích sử dụng số liệu đo mà nội dung
thiết kế có thể khác nhau, song thường gồm các nội dung cơ bản sau :

+ Thiết kế mạng lưới GPS trong đo tĩnh hoặc đo động.
+ Lập kế hoạch đo và công tác chuẩn bị thiết bị máy thu cùng các phụ kiện,
chuẩn bị nhận lực, phương tiện đi lại…
+ Lưới GPS nói chung không khác nhiều so với các mạng lưới trắc địa truyền
thống (lưới tam giác, đa giác,…). Lưới GPS gồm các điểm được chọn, đóng cọc trên
mặt đất nơi ổn định hoặc bố trí trên đỉnh các công trình vững chắc, kiên cố. Các điểm
đó được liên kết với nhau bởi các cạnh đo, nhờ các cạnh đo đó chúng ta sẽ tính toán
xác định được tọa độ, độ cao của các điểm trong một hệ thống tọa độ thống nhất. Lưới
GPS không cần thông hướng giữa các điểm vẫn có thể đo được cạnh đo. Yêu cầu thông
hướng giữa các điểm GPS là để đo nối phương vị khi phát triển lưới cấp thấp.
+ Nguyên tắc thống nhất khi xây dựng lưới trắc địa là phải có trị đo thừa để kiểm
tra kết quả đo, chính vì vậy mạng lưới GPS phải tạo thành các hình khép kín hoặc được
khống chế bởi các điểm cấp cao. Trong mỗi hình khép kín chúng ta sẽ kiểm tra sai số
khép tọa độ fX,fY,fZ. Sai số khép hình phản ánh chất lượng của các cạnh đo và các sai số
định tâm, đo cao anten máy thu đồng thời để kiểm tra phát hiện sai số thô như đặt
nhầm điểm,…
+ Để xác định tọa độ và độ cao cho các điểm trong lưới GPS cần đo nối với các
điểm tọa độ và độ cao nhà nước, chúng là các điểm khởi tính. Trong trường hợp lý
tưởng số lượng tọa độ điểm khởi tính trong một mạng lưới GPS thường lớn hơn 3, số
lượng điểm độ cao khởi tính thường lớn hơn 4.

15


+ Hiện nay, trong các quy định đo GPS không có yêu cầu phải ước tính độ chính
xác các mạng lưới GPS. Tuy vậy vẫn có thể thực hiện công tác này theo nguyên tắc
ước tính lưới mặt bằng trong đó coi các trị đo cạnh GPS tương đương với các trị đo
chiều dài và phương vị. Ngoài ra có thể ước tính độ chính xác lưới GPS trong hệ tọa độ
không gian địa tâm X, Y, Z.
Để thiết kế lưới GPS ta thực hiện theo các bước sau :

+ Thu thập và thống kê các tài liệu trắc địa hiện có trên khu đo như lưới tọa độ,
cao độ, bản đồ địa hình…
+ Xác định đồ hình lưới : Đồ hình tam giác, đa giác theo chỉ tiểu của các cấp
hạng quy phạm.
+ Đánh giá độ chính xác lưới thiết kế : Theo các đường đáy => lập mô hình đánh
giá sai số => Sai số trung phương vị trí điểm, sai số trung phương tương đối cạnh, sai
số trung phương phương vị cạnh trong không gian.
+ Chuyển về mặt tham chiếu (Elipsoid VN-2000, mặt phẳng chiếu UTM).
+ So sánh chỉ tiêu trong quy phạm => Kết luận về lưới thiết kế.
Thiết kế lưới nhằm mục đích thành lập bản đồ địa chính theo hệ tọa độ nhà nước.
Việc thiết kế thuộc thành phố, không sử dụng lưới chuyên dùng mà sử dụng hệ tọa độ
lưới GPS thực chất là việc xác định kích thước gốc, vị trí gốc và phương vị gốc. Hệ tọa
độ VN-2000, múi chiếu 3 và kinh tuyến trục là 105°00'00". Gần khu đo có 5 điểm địa
chính cơ sở.

Bảng 2.1: Tọa độ điểm cơ sở
Điểm

X(m)

Y

H

103408

2359995.912

548522.955

40.906

046-034

2361221.996

549666.826

15.816

046-035

2360848.416

550003.609

16.565

046-036

2360531.404

550425.146

15.703

16


046-037

2360604.196

549128.379

33.457

2.2 Khảo sát, chọn điểm
Chọn điểm đo GPS liên quan đến vấn đề thiết kế lưới GPS, ngoài một số yêu cầu
về mật độ điểm, vể kết cấu hình học của mạng lưới, các điểm GPS cần phải đảm bảo
một số yêu cầu riêng mang tính đặc thù của công nghệ GPS.
Người chọn điểm phải tìm hiểu kỹ yêu cầu, mục đích của nhiệm vụ, điều kiện tự
nhiên và xã hội của khu đo, dựa vào thiết kế kỹ thuật đã được phê duyệt để tiến hành
khảo sát, chọn điểm lưới GPS ngoài thực địa.
Vị trí điểm chọn phải đáp ứng được các yêu cầu sau :
+ Phải phù hợp với yêu cầu của thiết kế kỹ thuật, thuận lợi cho việc đo nối và cho
các công tác đo đạc tiếp theo.
+ Phải được đặt ở nơi có nền đất, đá ổn định, sử dụng được lâu dài, an toàn và
thuận tiện khi đo đạc.
+ Phải thuận tiện cho việc lắp đặt máy thu và thao tác khi đo, có khoảng không
rộng, tránh đặt dưới các dặng cây, tán cây, dưới chân các tòa nhà cao tầng… Có góc
cao không quá 15° (hoặc có thể là 20°).
+ Phải thuận lợi cho việc thu tín hiệu vệ tinh, tránh hiện tượng nhiễu tín hiệu do
quá gần các khu vực trạm phát sóng như trạm điện, trạm phát thanh, truyền hình… và
sai số đa đường dẫn do phản xạ tín hiệu từ các địa vật xung quanh điểm đo.
+ Phải cách xa nguồn phát sóng vô tuyến công suất hơn 200m và cách xa cáp
điện cao thế hơn 50m.
+ Không cần đảm bảo tầm ngắm thông cho tất cả các điểm.
+ Nếu bắt buộc phải chọn điểm ở nơi bị che khuất thì phải mô tả sự che khuất đó
trong hệ địa diện chân trời, để còn lập lịch đo và tạo điều kiện quan sát tốt nhất.

+ Tận dụng các mốc khống chế đã có sẵn nếu chúng vẫn đảm bảo các yêu cầu.

17


=> Chọn xong các điểm đạt yêu cầu ta thống nhất quyết định vị trí chính thức =>
Ra thực địa đóng cọc gỗ làm đấu.

Hình 2.. Chọn góc mở tại điểm đo GPS
2.3 Phương pháp đo
2.3.1. Thiết kế ca đo

Trước khi tiến hành đo cần sử dụng phần mềm PLAN hoặc QUICK PLAN để lập
lịch đo và cần lập bảng dự báo các vệ tinh có thể quan sát được. Trong bảng có : Số
hiệu vệ tinh, độ cao vệ tinh và góc phương vị, thời gian quan sát tốt nhất để quan sát
nhóm vệ tinh tốt nhất, hệ số suy giảm độ chính xác vị trí không gian 3 chiều. Khi xung
quanh điểm đo có nhiều địa vật che chắn phải lập lịch đo theo điều kiện che chắn thực
tế tại các điểm đo.
Tọa độ dùng để lập bảng dự báo cho các vệ tinh là độ kinh, độ vĩ trung bình của
khu đo. Thời gian dự báo nên dùng thời giant rung bình khi đo ngắm. Khi khu đo lớn
thời gian đo kéo dài thì cần lập bảng dự báo cho từng phân khu với thời gian đo khác
nhau và dùng lịch vệ tinh quảng bá có tuổi không quá 20 ngày.

18


Căn cứ vào số lượng máy thu, đồ hình lưới GPS đã thiết kế và bảng dự báo vệ
tinh. Lập bảng điều độ đo ngắm với nội dung : Thời gian đo, số liệu trạm đo, tên trạm
đo, số liệu máy thu…
Độ dài ca đo không ít hơn 20 phút với điều kiện số vệ tinh quan sát không ít hơn

6 và PDOP không lớn hơn 5. Thời gian đo có thể kéo dài thêm đối với cạnh dài hoặc
điều kiện thu tín hiệu tại điểm đo không tốt.

Bảng 2.2: Thời gian ca đo tối thiểu
Độ dài cạnh đo (km)
0–1
1–5
5 –10
10 – 20

Thời gian ca đo (phút)
20 – 30
30 – 60
60 – 90
90 – 120

19


Bảng 2.3: Yêu cầu kỹ thuật cơ bản khi đo GPS các cấp
Phương
Pháp Đo

Hạng
II

Hạng
III

Hạng

IV

Cấp 1

Cấp 2

Đo tĩnh
Tĩnh nhanh

≥ 15

≥ 15

≥ 15

≥ 15

≥ 15

Đo tĩnh
Tĩnh nhanh

≥4

≥4
≥5

≥4
≥5

≥4
≥5

≥4
≥5

Đo tĩnh
Tĩnh nhanh

≥2

≥2
≥2

≥ 1,6
≥ 1,6

≥ 1,6
≥ 1,6

≥ 1,6
≥ 1,6

≥ 90

Thời gian thu tín hiệu (phút)

Đo tĩnh
Tĩnh nhanh

≥ 60
≥ 20

≥ 45
≥ 15

≥ 45
≥ 15

≥ 45
≥ 15

Tần suất thu tín hiệu (giây)

Đo tĩnh
Tĩnh nhanh

10÷60

10÷60

10÷60

10÷60

10÷60

Hạng Mục

Góc cao của vệ tinh (°)

Số lượng vệ tinh quan trắc
dùng được
Số lần đo lặp trung bình tại
trạm

Thị trấn được thành lập lưới với cạnh giao động từ 1 km – 5 km do đó phương án
độ dài thời gian ca đo là từ 30 đến 60 phút.
2.3.2 Lập kế hoạch đo

Người làm công tác thiết kế lưới GPS phải lưu ý tới việc lập kế hoạch đo lưới vì
nó liên quan tới nhiều vấn đề quan trọng vừa mang tính lý thuyết vừa mang tính thực
tế. Các vấn đề liên quan đó là : máy sử dụng để đo, kỹ thuật quan trắc và tổ chức đo
đạc. Đo GPS khác với các phép đo truyền thống là không cần thông hướng giữa các
điểm đo vì vậy sẽ có những điểm khác biệt khi lập kế hoạch đo, thực hiện đo và xử lý
số liệu đo.
Lập kế hoạch tối ưu trong đo GPS cần xem xét tới một số tham số như : cấu hình
của vệ tinh; số lượng, chủng loại máy thu sử dụng để đo… Trái ngược với yêu cầu

20


trong thiết kế các mạng lưới tam giác đo góc, đo cạnh là cố gắng phải đảm bảo cường
độ hình học của lưới, thì đối với lưới GPS yêu cầu về đồ hình và chiều dài cạnh hầu
như không có ý nghĩa quyết định.
Đối với các mạng lưới lớn có nhiều điểm đo và máy thu tham gia đo thì việc lập
kế hoạch đo cần có sự trợ giúp của chương trình máy tính với những dữ liệu đầu vào.
Để đảm bảo thành công cho công tác đo GPS cần phải tiến hành lập kế hoạc đo,
cụ thể là xác định thời gian đo tối ưu. Khoảng thời gian tối ưu có thể sử dụng là khoảng
thời gian trong đó có số vệ tinh quan trắc đồng thời là tối đa và có PDOP không vượt
quá giá trị cho phép.

Sau khi vị trí các điểm của mạng lưới đã được triển lên bản đồ, có thể tiến hành
khảo sát ngoài thực địa. Mục đích của công tác khảo sát ngoài thực địa là nhằm xác
định lại các điều kiện đo tại từng điểm và điều kiện di chuyển máy trong lưới. Tại mỗi
điểm đo GPS người khảo sát cần đảm bảo yêu cầu góc ngưỡng từ 15° đến 20° và xung
quanh không có các vật phản xạ. Trên cơ sở khảo sát đường đi sẽ quyết định luôn cả
khoảng thời gian cần thiết để di chuyển máy giữa hai ca đo liên tiếp nhau.
2.3.3 Chuẩn bị đo

Công tác chuẩn bị bao gồm những nội dung chính sau:
+ Trước khi đo cần kiểm tra các máy thu GPS, dung lượng của pin và ắc quy, các
thiết bị kèm theo như chân máy, định tâm quang học, ốc nối, thước đo cao anten,…
+ Chuẩn bị phương tiện đi lại hợp lý để di chuyển máy đúng lịch đo như kế hoạch
đã lập.
+ Cần phải kiểm tra dung lượng bộ nhớ trong của máy hoặc đĩa từ có đủ chỗ để
dung nạp không.
+ Chuẩn bị phương tiện liên lạc, bộ đàm hoặc điện thoại di động. Chuẩn bị
phương án phối hợp nếu không liên lạc được bằng các thiết bị liên lạc (tập trung tại
một điểm thống nhất theo thời gian dự kiến).
+ Chuẩn bị sổ đo, bút, sơ đồ lưới và lịch đo đã lập cho các thời đoạn đo.
+ Cần có đồng hồ đeo tay để phối hợp thời gian đúng theo kế hoạch.
+ Chuẩn bị áo mưa, túi che mưa cho người và máy.

21


2.3.4 Các yêu cầu đo ngắm

Nên sử dụng ít nhất 3 máy thu GPS một tần số hoặc hai tần số có tham số với độ
chính xác a ≤ 5mm, b ≤ 2ppm và có định tâm quang học để đo lưới GPS.
Định tâm quang học của máy thu GPS cần được kiểm nghiệm trước khi sử dụng,

phải bảo đảm sai số định tâm trong khoảng ± 1mm.
Tổ đo phải nghiêm chỉnh tuân theo thời gian quy định trong bảng điều độ công
tác, đảm bảo quan trắc đồng bộ cùng một nhóm các vệ tinh. Khi có sự thay đổi so với
bảng điều độ cần thông báo với người phụ trách để xử lý. Tổ đo không được tùy tiện
thay đổi kế hoạch đo ngắm.
Các dây dẫn nối từ anten đến máy thu và các thiết bị phụ trợ phải được kiểm tra
kỹ lưỡng trước khi tiến hành đo tín hiệu.
Trước khi mở máy cho một ca đo phải đo chiều cao anten bằng thước chuyên
dùng đọc số đến milimet, ghi tên trạm máy, ngày tháng năm, số liệu ca đo, chiều cao
anten. Sau khi tắt máy ta đo lại chiều cao anten để kiểm tra chênh lệch chiều cao anten
giữa 2 lần đo, không được vượt quá ± 2mm và lấy giá trị trung bình ghi vào sổ đo. Nếu
như chênh lệch vượt quá hạn sai cho phép thì phải tìm hiểu nguyên nhân, đề xuất ý
kiến xử lý ghi vào cột ghi chú trong sổ đo.
Sau khi máy thu bắt đầu ghi nhận số liệu, người đo có thể sử dụng các chức năng
của bàn phím như : tìm thông tin trạm đo, số vệ tinh thu được tín hiệu, số hiệu vệ tinh,
kết quả định vị tức thời, tình trạng ghi, giữ số liệu (đối với máy thu có bàn phím điều
khiển).
Khi máy thu hiện kết quả, người đo ghi lần lượt các nội dung theo quy định trong
sổ đo. Trong trường hợp khi thời gian đo quá 60 phút thì cứ 30 phút lại ghi lại một lần.
Trong quá trình đo của một ca đo cần tránh các thao tác sau : Tắt máy thu và khởi
động lại, tiến hành tự đo thử (trừ khi xảy ra các sự cố sau : thay đổi góc cao của vệ
tinh, thay đổi tần suất thu tín hiệu, thay đổi vị trí anten, ấn nhầm phím đóng và xóa
thông tin).
Trong thời hạn đo người đo không được rời máy, phải thường xuyên theo dõi tình
trạng làm việc của máy thu, theo dõi nguồn điện, tình hình vệ tinh và ghi số liệu một
cách cẩn thận, chính xác. Đề phòng máy bị chấn động làm dịch chuyển, đề phòng
22


người và các vật thể khác gần anten che chắn tín hiệu của vệ tinh. Trong khi máy thu

đang thu tín hiệu thì không được dùng các thiết bị liên lạc ở gần máy thu. Khi có sấm
chớp, mưa to phải tắt máy, ngừng đo và thu cất anten đề phòng hỏng hóc thiết bị hay
sét đánh.
Sau mỗi ngày đo nên trút ngay số liệu vào các thiết bị lưu trữ dữ liệu tránh trường
hợp mất số liệu.
2.3.5. Công tác đo ngoại nghiệp

Công tác đo ngắm trong lưới GPS được thực hiện theo trình tự cơ bản sau:
+ Sau khi đến trạm đo phải đặt máy thu ổn định sau đó mới đặt anten.
+ Anten lắp trên giá 3 chân phải dọi tâm với sai số không quá 1mm, anten cần
được cân bằng cho bọt thủy tròn vào giữa. Khi đo trên mốc có định tâm bắt buộc thì
phải tháo nắp bảo vệ tâm mốc rồi mới lắp anten.
+ Vạch định hướng anten phải luôn luôn hướng về phía Bắc với sai số trong
khoảng ± 5°. Những chỗ khó định hướng cần đặt trước cọc định hướng để định hướng
anten trong mỗi lần đo.
+ Đo chiều cao máy rồi ghi vào sổ đo.
+ Khởi động máy thu GPS tại trạm đo rồi tiến hành thu tín hiệu ghi vào bộ nhớ
của máy.
+ Sau khi kết thúc ca đo tại trạm, ta đo lại chiều cao anten lần cuối trước khi thu
máy.
+ Kiểm tra lại sổ đo xem đã ghi đầy đủ các thông tin trong sổ đo chưa, đặc biệt
những trạm đo lặp lại cần ghi đầy đủ tất cả các ca đo cho đến khi kết thúc.

23


2.4 Xử lý số liệu đo
Xử lý số liệu đo GPS có nhiều phần mềm như HGO, Compass, TBC…
Sau đây em xin trình bày xử lý số liệu đo bằng phần mềm TBC (Trimble
Business Center)

2.4.1 Thiết lập hệ tọa độ địa phương
Hệ tọa độ địa phương là hệ tọa độ riêng thường được sử dụng ở mỗi quốc gia, mỗi
vùng và khu vực khác nhau, thậm chí mỗi công việc khác nhau. Em xin trình bày cách
thiết lập hệ tọa độ địa phương VN-2000 là hệ tọa độ quốc gia được công bố năm 2000 và
được sử dụng thống nhất trên quy mô toàn quốc. Ngoài hệ VN-2000, ở nước ta hiện nay, vì
nhiều lý do khác nhau, vẫn phải sử dụng hệ HN-72 với bản đồ GAUSS và hệ Indian với
bản đồ UTM. Mặc dù vậy, cách thức thiết lập các hệ tọa độ địa phương hoàn toàn giống
nhau. Điểm khác biệt cơ bản là các tham số.
Các bước thiết lập được tiến hành trong mô-đun Coordinate System Manager. Để
khởi động mô-đun này tiến hành như sau:
Từ màn hình Windows chọn Start/All Programs/Trimble Office/ Utilities/Coordinate
System Manager. Cửa sổ mô-đun Coordinate System Manager xuất hiện và hiển thị tất cả các
hệ toạ độ có trong file Current.
2.4.1.1 Nhập mô hình Geoid
Mô hình Geoid sẽ được sử dụng để chuyển độ cao trắc địa (H) về độ cao thủy chuẩn (h)
khi xử lý lưới GPS. Mô hình Geoid (có dạng tệp *.ggf) cần copy trước vào thư mục
C:\Documents and Settings\ All Users\ Application Data\ Trimble\ GeoData.
Trong hộp thoại Coordinate System Manager chọn thẻ Geoid Models.

24


Hình 2.2 Nhập mô hình Geoid
Bấm chuột phải và chọn Add New Model. Hộp thoại Geoid Properties xuất hiện.
Đặt tên cho mô hình geoid cần nhập trong trường Name và chọn file *.ggf tương ứng từ
danh sách File Name.
Lưu ý: Nếu không tìm thấy đường dẫn, cần tiến hành tìm thư mục Geo Data chứa các file
*.ggf với tùy chọn Search hiden files and folders.
2.4.1.2 Thiết lập hệ quy chiếu
Khi xử lý số liệu GPS, người sử dụng cần xác định tọa độ điểm GPS trong hệ quy chiếu

địa phương. Hệ quy chiếu địa phương có thể là hệ quốc gia và cũng có thể là hệ tọa độ được lựa
chọn phù hợp với công trình nào đó. Ở nước ta hiện nay đang sử dụng hệ VN-2000, trong vài
trường hợp có thể định nghĩa hệ HN-72 tương ứng với Elipsoid Krasovsky hoặc hệ Indian-54
ứng với Elipsoid Everest. Cách thức thiết lập các hệ quy chiếu địa phương hoàn toàn giống
nhau. Điểm khác biệt cơ bản là các tham số hình dạng kích thước Ellipsoid và các tham số tính
chuyển tọa độ.
Để thiết lập hệ tọa độ thực dụng VN-2000 ta tiến hành từ Tools/Coordinate System
Manager từ giao diện chính của phần mềm. Cửa sổ Coordinate System Manager xuất hiện và
hiển thị tất cả các hệ tọa độ có trong file Current.
+ Chọn thẻ Datum Transformations, bấm chuột phải vào vùng trống bên trái và chọn Add
New Datum Transformation/Seven Parameter…như hình 2.2.

25