Nghiên cứu khả năng ứng dụng công nghệ CORS trong đo đạc địa chính bằng phương pháp đo GPS động thời gian thực ở khu vực đồng bằng sông cửu long (thử nghiệm trên địa bàn tỉnh bạc liêu)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------***------------

MAI QUÝ DÂN

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CORS
TRONG ĐO ĐẠC ĐỊA CHÍNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP
ĐO GPS ĐỘNG THỜI GIAN THỰC Ở KHU VỰC
ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG
(THỬ NGHIỆM TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH BẠC LIÊU)

Chuyên ngành: Quản lý đất đai
Mã số: 60850103

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. TRẦN QUỐC BÌNH

Hà Nội – 2015


LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công
bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Hà Nội, ngày 12 tháng 10 năm 2015
MAI QUÝ DÂN

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn, tôi đã nhận được sự
giúp đỡ vô cùng to lớn của quý thầy cô, gia đình, bạn bè và đồng nghiệp. Tôi xin tỏ
lòng biết ơn sâu sắc đến:
- Quý Thầy cô Khoa Địa lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc
gia Hà Nội đã tận tình giảng dạy và giúp đỡ tôi trong thời gian học tập và thực hiện đề
tài.
- PGS.TS. Trần Quốc Bình đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình
nghiên cứu và thực hiện đề tài.
- Phòng Sau Đại học đã tạo điều kiện tốt cho tôi trong suốt khóa học và thời
gian thực hiện đề tài.
- Đặc biệt gia đình, bạn bè và các đồng nghiệp đã góp ý, khuyến khích động viên,
tạo điều kiện thuận lợi cho tôi nghiên cứu và thực hiện đề tài này.
Xin chân thành cảm ơn!

MAI QUÝ DÂN


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 8
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG CỦA GPS TRONG ĐO ĐẠC ĐỊA
CHÍNH ................................................................................................................. 11
1.1. Khái quát về công nghệ GPS .......................................................................... 11
1.1.1. Sự ra đời của GPS............................................................................... 11
1.2. Các phương pháp đo đạc bằng GPS ............................................................... 17
1.2.1. Phương pháp định vị độc lập............................................................... 17
1.2.2. Phương pháp đo GPS phân sai (Differential GPS) .............................. 18
1.2.3. Phương pháp đo pha GPS ................................................................... 19

1.2.4. Phương pháp đo động thời gian thực (RTK) ....................................... 19
1.3. Các ứng dụng GPS trong đo đạc địa chính ..................................................... 21
1.3.1. Ứng dụng trong thành lập lưới khống chế tọa độ ................................ 21
1.3.2. Ứng dụng trong đo vẽ chi tiết ............................................................. 22
1.3.3. Kết hợp GPS với các phương pháp khác trong đo đạc địa chính ......... 23
1.4. Các vấn đề cần giải quyết trong đo đạc địa chính bằng phương pháp RTK ở khu
vực Đồng bằng sông Cửu Long............................................................................. 23
1.4.1. Phân tích kết quả đạt được của một số dự án đo đạc địa chính bằng
phương pháp RTK ................................................................................................ 23
1.4.2. Nhận dạng vấn đề và định hướng khắc phục ....................................... 26
CHƯƠNG 2: GIẢI PHÁP SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ CORS TRONG ĐO ĐẠC
ĐỊA CHÍNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP RTK ........................................................ 27
2.1. Khái quát về công nghệ CORS ....................................................................... 27
2.1.1. Khái niệm về công nghệ CORS .......................................................... 27
2.1.2. Cấu trúc trạm CORS ........................................................................... 27
2.1.3. Các kỹ thuật trạm CORS hiện có ........................................................ 30

1


2.1.4. Tình hình ứng dụng công nghệ CORS trong đo đạc bản đồ ................. 35
2.2. Các phương án triển khai đo đạc địa chính bằng công nghệ CORS ................ 40
2.2.1. Đối với các khu vực đo đạc tập trung .................................................. 40
2.2.2. Đối với khu vực đo đạc phân tán......................................................... 40
2.3. Quy trình đo đạc sử dụng công nghệ CORS trong đo đạc địa chính................ 41
2.3.1 Sơ đồ thực hiện .................................................................................... 41
2.3.2 Thiết lập trạm CORS ........................................................................... 42
2.3.3. Đo vẽ chi tiết ...................................................................................... 46
2.3.4. Đo vẽ cập nhật biến động.................................................................... 49
CHƯƠNG 3: THỬ NGHIỆM ĐO ĐẠC ĐỊA CHÍNH SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ

CORS TẠI TỈNH BẠC LIÊU ............................................................................... 50
3.1. Khái quát về khu vực thử nghiệm ................................................................... 50
3.1.1. Vị trí địa lý ......................................................................................... 50
3.1.2. Điều kiện địa hình, địa vật .................................................................. 51
3.1.3. Điều kiện trang thiết bị, công nghệ thông tin phục vụ xây dựng trạm
CORS ................................................................................................................... 51
3.2. Giải pháp triển khai ........................................................................................ 53
3.2.1. Chuyển đổi tọa độ cục bộ cho các khu vực ......................................... 53
3.2.2. Tăng cường các trạm CORS để nâng cao độ chính xác ....................... 67
3.3. Phân tích và đánh giá kết quả thử nghiệm ...................................................... 69
3.3.1. Đánh giá về khả năng đo vẽ ................................................................ 69
3.3.2. Đánh giá về độ chính xác .................................................................... 73
3.3.3. Đánh giá về hiệu quả kinh tế và kỹ thuật............................................. 73
3.4. Đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả ứng dụng CORS trong đo đạc địa
chính ..................................................................................................................... 74
3.4.1. Giải pháp về công nghệ ...................................................................... 74

2


3.4.2. Giải pháp về nhân lực ......................................................................... 76
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................... 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 79
PHẦN PHỤ LỤC ................................................................................................. 80
PHỤ LỤC 1: SƠ ĐỒ VỊ TRÍ CÁC ĐIỂM ĐỊA CHÍNH KHU VỰC THÀNH PHỐ
BẠC LIÊU SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN ...................................................... 81
PHỤ LỤC 1: SƠ ĐỒ VỊ TRÍ CÁC ĐIỂM ĐỊA CHÍNH KHU VỰC HUYỆN VĨNH
LỢI SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN ................................................................... 1

3

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.

Sơ đồ phân bố các vệ tinh GPS .............................................................. 12

Hình 2.

Sơ đồ 3 thành phần chính của hệ thống GPS.......................................... 13

Hình 3.

Sơ đồ cấu trúc tín hiệu GPS ................................................................... 15

Hình 4.

Các trạm điều khiển mặt đất .................................................................. 16

Hình 5.

Sơ đồ giao hội không gian từ 03 vệ tinh ................................................ 17

Hình 6.

Sơ đồ phương pháp đo RTK .................................................................. 20

Hình 7.

Sơ đồ cấu trúc trạm CORS .................................................................... 28

Hình 8.

Trạm tham chiếu trên mặt đất ................................................................ 29

Hình 9.

Trạm tham chiếu đặt trên nhà cao tầng .................................................. 29

Hình 10.

Sơ đồ trạm xử lý trung tâm ................................................................ 30

Hình 11.

Trạm tham chiếu ảo trong công nghệ CORS ...................................... 31

Hình 12.

Thông số hiệu chỉnh khu vực ............................................................. 32

Hình 13.

Kỹ thuật phối hợp trạm phụ trợ và trạm chính ................................... 33

Hình 14.

Nâng cao kỹ thuật trạm tham chiếu ảo ............................................... 34

Hình 15.

Kỹ thuật DEEP – NRS....................................................................... 34

Hình 16.

Sơ đồ phân bố trạm bố trạm CORS tại Mỹ ........................................ 35

Hình 17.

Sơ đồ phân bố các trạm CORS tại Trung Quốc .................................. 36

Hình 18.

Sơ đồ phân bố trạm CORS tại Australia............................................. 36

Hình 19.

Sơ đồ phân bố trạm CORS tại Thái Lan............................................. 37

Hình 20.

Sơ đồ phân bố một số trạm CORS tại Việt Nam ................................ 38

Hình 21.

Trạm CORS của Trường Đại học Mỏ - Địa chất ................................ 39

Hình 22.

Sơ đồ các trạm CORS do Công ty TNHH MTV Tài nguyên và Môi

trường Miền Nam lập .................................................................................... 39
Hình 23.

Sơ đồ quy trình đo đạc sử dụng công nghệ CORS ............................. 42

Hình 24.

Sơ đồ tính toán vị trí trạm CORS với mạng lưới các điểm IGS lân cận ..
.......................................................................................................... 43

Hình 25.

Sơ đồ lắp đặt trạm CORS .................................................................. 44

Hình 26.

Sơ đồ quy trình đo vẽ chi tiết bằng công nghệ CORS ........................ 46

4


Hình 27.

Sơ đồ vị trí các khu vực thực nghiệm................................................. 50

Hình 28.

Trạm tham chiếu CORS tại khu vực thực nghiệm .............................. 52

Hình 29.

Trạm xử lý trung tâm tại TP Hồ Chí Minh ......................................... 52

Hình 30.

Sơ đồ đo nối các điểm phục vụ tính chuyển tọa độ ............................ 54

Hình 31.

Sơ đồ khu vực thử nghiệm tại thành phố Bạc Liêu ............................. 63

Hình 32.

Sơ đồ vị trí các trạm tham chiếu ........................................................ 67

Hình 33.

Khu vực khu dân cư trung tâm........................................................... 70

Hình 34.

Khu vực dân cư còn lại ...................................................................... 71

Hình 35.

Khu vực canh tác lúa hoặc nuôi trồng thủy sản .................................. 72

5

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1. Số liệu tính toán tọa độ điểm từ .......................... 43
Bảng 2. Các chỉ tiêu tính cạnh lưới tính chuyển .................................................. 54
Bảng 3. Sai số khép hình lưới tính chuyển .......................................................... 55
Bảng 4. Giá trị sai số các điểm trong mạng lưới xác định tọa độ WGS-84 điểm
BL01 ............................................................................................................. 56
Bảng 5. Kết quả chỉ số Ambiguity Resolution mạng lưới xác định tọa độ điểm
tham chiếu BL01 ........................................................................................... 57
Bảng 6. Kết quả tọa độ các điểm ĐCCS trên hệ WGS-84 ................................... 58
Bảng 7. So sánh tọa độ khu đo tập trung ............................................................. 60
Bảng 8. So sánh chiều dài cạnh khu đo tập trung ................................................ 61
Bảng 9. Bảng tọa độ WGS-84 các điểm tính chuyển khu đo phân tán ................. 63
Bảng 10.

So sánh tọa độ khu đo phân tán.......................................................... 65

Bảng 11.

So sánh chiều dài cạnh khu đo phân tán ............................................. 66

Bảng 12.

So sánh tọa độ khi sử dụng 02 trạm tham chiếu ................................. 68

Bảng 13.

So sánh chiều dài cạnh khi sử dụng 02 trạm tham chiếu .................... 68

6


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
A/S:

Anti Spoofing

C/A:

Coarse/Acquisition

CORS:

Continuosly Operating Reference Stations

DGPS:

Differential Global Positioning System

ĐCCS:

Địa chính cơ sở

FKP:

Flächen Korrektur Parameter

GDOP:

Geometry Dilution of Precision

GLONASS

Global Orbiting Navigation Satellite System

GNSS:

Global Navigation Satellite System

GPRS:

General Packet Radio Service

GPS:

Global Positioning System

GIS:

Geomatic Information System

HDOP:

Horizotal Dilution of Precision

IGS:

International GNSS Service

IP:

Internet Protocol

IRNSS:

Indian Regional Navigation Satellite System

MAC:

Master Auxiliary Corrections

OTF:

On the fly

P code:

Precision code

PDOP:

Position Dilution of Precision

PPK

Post-processed Kinematic

RTK

Real Time Kinematic

SA

Selective Availability

TBC

Trimble Bussiness Center

TDOP

Time Dilution of Precision

VDOP

Vertical Dilution of Precision

VLAP

Vietnam Land Administration Project

VRS

Virtual Reference Station

WAN

Wide area network

WGS-84

World Geodetic System 1984

7


TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt
1. Bộ Tài nguyên và Môi trường, Quy định về bản đồ địa chính.
2. Cục Đo đạc Bản đồ Việt Nam (2010), Dự án Hoàn chỉnh hệ quy chiếu quốc gia.
3. Trần Quốc Bình (2012), Bài giảng Trắc địa vệ tinh (hệ thống định vị toàn cầu –
GPS), Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội.
4. Bùi Trung Dũng (2013), Báo cáo học thuật bộ môn Trắc địa Công trình, Trường
Đại học Mỏ Địa chất Hà Nội.
5. Đỗ Ngọc Đường (1996), Cơ sở trắc địa vệ tinh, Trường Đại học Mỏ Địa chất Hà
Nội.
6. Phạm Hoàng Lân (1997), Công nghệ GPS, Trường Đại học Mỏ Địa chất Hà Nội.
7. Trần Hồng Quang (2013), GNSS Hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu, Nhà xuất
bản Tài nguyên – Môi trường và Bản đồ Việt Nam.
8. Công ty TNHH MTV Tài nguyên và Môi trường miền Nam, Báo cáo xây dựng
trạm CORS.
9. Tổng cục địa chính (1999), Báo cáo khoa học xây dựng hệ quy chiếu và hệ tọa độ
quốc gia.
10. Đặng Hùng Võ (2009), Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng hạ tầng kỹ thuật
thông tin địa lý phục vụ hợp tác giải quyết một số vấn đề cơ bản về khoa học Trái
đất trên lãnh thổ Việt Nam, khu vực và toàn cầu.
Tiếng Anh
11. Trimble Navigation Limited (2003), GPS Server User Guide.

12. Trimble Navigation Limited (2003), GPSNet User Guide.
13. Trimble Navigation Limited (2003), GPSBase User Guide.
14. Tomas Soler, Book “CORS and OPUS for Engineers”, Journal of Surveying
Engineering National Geodetic Survey.
15. David Well (1986), Guide to GPS Positioning.

79