Ứng dụng công nghệ GNSSRTKtrong thành lập bản đồ địa hình tỉ lệ 1:5000 khu bãi bồi vùng cửa sông ven biển tỉnh Thái Bình

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thiện đồ án bản thân em không ngừng học tập, tìm hiểu qua sách
báo và internet. Trong quá trình thực hiện, em đã nhận được sự giúp đỡ của các thầy
cô giáo, đặc biệt là thầy giáo Th.s Nguyễn Tiến Hiệp – người đã hướng dẫn, chỉ bảo
tận tình em trong suốt thời gian qua. Mặc dù đã rất cố gắng xong do thời gian và
kiến thức còn hạn chế nên trong nội dung đồ án chắc chắn không tránh khỏi những
thiếu sót, em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo để bài đồ án của em
được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 3 tháng 6 năm 2016
Tác giả đồ án

Trần Đăng Đạt


LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT, KÝ HIỆU TIẾNG ANH
GNSS (Global Navigation Satellite
System)
GPS (Global Positioning System)
GLONASS (Global Navigation
Satellite System)
GALILEO
COMPASS

VN – 2000
GNSS RTK( Global Navigation
Satellite Systems Real time Kinematic)
WGS 84 (World Geodetic System
1984)
Base
Rover
UTM (Universal Tranverse Mercator)
MEO (Medium Earth Orbit)
QZSS (Quasi-Zenith Satellite System)
IRNSS (Indian Regional Navigation
Satellite System)
DORRIS (Doppler Orbitography and
Radiopostioning Integrated by Satelite)
PRARE (Precise Range And RangeRate Equipment)
PDOP( Position Dilution of Precision)
TDOP( Positional Dilution of
Precision)
HDOP( Horizontal Dilution of
Precision)
VDOP (Vertical Dilution of Precision)
GDOP (Geometric Dilution of
Precision)

Hệ thống vệ tinh dẫn đường
Hệ thống định vị của Mỹ
Hệ thống định vị của Nga
Hệ thống định vị của Châu Âu
Hệ thống định vị của Trung Quốc
Hệ tọa độ quốc gia của ViệtNam

Định vị động thời gian thực
Hệ trắc địa quốc tế
Trạm động
Trạm tĩnh
Thời gian quốc tế phối hợp
Quỹ đạo trung bình
Hệ thống định vị của Nhật Bản
Hệ thống định vị của Ấn Độ
Hệ thống định vị của Pháp
Hệ thống định vị của Đức
Chỉ số phân tán độ chính xác vị trí điểm
Chỉ số phân tán độ chính xác về thời gian
Chỉ số phân tán độ chính xác về mặt phẳng
Chỉ số phân tán độ chính xác về thời gian
Chỉ số phân tán độ chính xác về hình học

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU



5

MỞ ĐẦU
Vùng bãi bồi cửa sông ven biển là vùng địa hình được chia thành hai thành
phần chính đó là phần ngập nước và phần trên cạn. Trên thực tế ranh giới này không
ổn định và có phần diện tích rộng lớn thường xuyên chịu tác động của thủy chiều và
dòng chảy của sông khi mực nước thay đổi gây ra hiện tượng bồi lập dẫn đến địa
hình liên tục thay đổi vì vậy để thành lập bản đồ khu vực này hết sức khó khăn và
phức tạp. Để thành lập bản đồ địa hình trên nền ảnh ở những khu vực này cũng hết
sức khó khăn vì ta không thể đảm bảo rằng thời điểm chụp ảnh luôn ở lúc chiều kiệt

vì vậy những vùng này ta thường thành lập bản đồ bằng phương pháp đo vẽ trực
tiếp ngoài thực địa. Công nghệ GNSS RTK với ưu điểm không cần thông hướng, độ
chính xác cao, đo nhanh, hoàn toàn có thế áp dụng vào đo đạc bản đồ địa hình tại
các khu vực này.
Hệ thống GNSS là một hệ thống định vị, đẫn đường được triển khai vào
những năm 70 của thế kỷ 20. Ban đầu nó được ứng dụng trong quân sự nhưng sau
đó nó được ứng dụng trong mọi mặt của đời sống như kinh tế, xã hội … và đặc biệt
trong ngành Trắc Địa - Bản Đồ. Với công nghệ GNSS các giai đoạn của đo đạc và
thành lập bản đồ đã được rút ngắn đi đang kể giúp giảm bớt chi phí, nhân công, thời
gian trong tổ chức sản xuất Trắc Địa Bản Đồ. Cùng với thời gian hệ thống GNSS
ngày càng phát triển hoàn thiện chính xác, hiệu quả hơn. Cùng với đó phương pháp
đo động xử lý tức thời đã định vị độ chính xác cao có thể ứng dụng trong Trắc Địa Bản Đồ.
Với mục tiêu tìm một hướng đi mới trong sản xuất Trắc Địa Bản Đồ bằng
công nghệ GNSS em đã quyết định lựa chọn đề tài: Ứng dụng công nghệ GNSS
-RTK trong thành lập bản đồ địa hình tỉ lệ 1:5000 khu bãi bồi vùng cửa sông
ven biển tỉnh Thái Bình. Đề tài này sẽ cho thấy ưu nhược điểm của phương pháp
GNSS - RTK với công nghệ truyền thống.


6

Nội dung cơ bản được trình bày trong 3 chương:
Chương 1: Tổng quan bản đồ địa hình
Chương 2: Tổng quan hệ thống GNSS và công nghệ GNSS - RTK
Chương 3: Thực nghiệm
Hà Nội, ngày 3 tháng 6 năm 2016
Sinh viên thực hiện
Trần Đăng Đạt

7

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH
1.1. Bản đồ địa hình
1.1.1. Khái niệm bản đồ địa hình

Bản đồ địa hình là hình ảnh thu nhỏ được khái quát hóa và biểu thị bằng
những nguyên tắc toán học nhất định bề mặt trái đất lên mặt phẳng. Trên bề mặt
phẳng đó thể hiện sự phân bố hiện trạng và mối quan hệ giữa các đối tượng tự
nhiên và xã hội khác với độ chính xác và mức độ chi tiết tương đối giống nhau, các
yếu tố này phần lớn giữ được hình dạng, kích thước theo tỷ lệ bản đồ, đồng thời
giữ được tính chính xác hình học của ký hiệu và tính tương ứng địa lý của các nội
dung.
Trong thực tế, bản đồ địa hình biểu thị một dạng thông tin bất kỳ nào đó có
thể xem được, đặc biệt là với những thông tin thể hiện tính chất, trạng thái của một
đối tượng nào đó. Những tính chất cơ bản của bản đồ địa hình là tính trực quan,
tính thông tin, tính đo đạc.Bằng bản đồ địa hình người sử dụng có thể tìm ra quy
luật của sự phân bố các đối tượng và hiện tượng trên bề mặt trái đất, từ bản đồ
người ta có thể xác định được các trị số như: tọa độ, độ cao, độ dài... Các yếu tố
quan trọng khi sử dụng bản đồ địa hình là: nội dung, tỷ lệ, lưới chiếu, thời gian
thành lập, hiệu chỉnh...
1.1.2. Mục đích, yêu cầu thành lập bản đồ địa hình

a. Mục đích thành lập bản đồ địa hình
Bản đồ địa hình được dùng làm tài liệu cơ bản để thành lập các bản đồ chuyên
đề, bản đồ địa lý chung có tỉ lệ nhỏ hơn.
Bản đồ địa hình tỉ lệ 1/500 và 1/1000 để lập thiết kế kỹ thuật các xí nghiệp công
nghiệp và các trạm phát điện, dùng để tiến hành công tác thăm dò và tìm kiếm thăm
dò chi tiết, tính toán trữ lượng các khoáng sản có ích.
Bản đồ địa hình tỉ lệ 1/2000 và 1/5000 được dùng để thiết kế mặt bằng của các

thành phố và các điểm dân cư khác, được dùng trong công tác quy hoạch…


8

Bản đồ địa hình tỉ lệ 1/10000 và 1/25000 thường dùng trong công tác quy
hoạch ruộng đất, quản lý ruộng đất, khảo sát các phương án quy hoạch thành phố,
dùng để chọn các tuyến đường sắt và đường ôtô, làm cơ sở đo vẽ thổ nhưỡng thực
vật, thiết kế các công trình thủy nông…
Bản đồ địa hình tỉ lệ 1/50000 và 1/100000 được sử dụng trong lĩnh vực kinh tế
quốc dân, dùng trong công tác quy hoạch và tổ chức các vùng kinh tế, dùng để
nghiên cứu các vùng về địa chất thủy văn… Các bản đồ tỉ lệ 1/100000 là cơ sở địa
lý thành lập các bản đồ chuyên đề tỉ lệ lớn và trung bình.
b. Yêu cầu thành lập bản đồ địa hình
- Bản đồ phải được trình bày rõ ràng, dễ đọc, cho phép định hướng nhanh
chóng ngoài thực địa.
- Các yếu tố thể hiện trên bản đồ cần phải đầy đủ, chính xác, mức độ chi tiết
của bản đồ được xác định dựa vào mục đích sử dụng của bản đồ và đặc điểm của
khu vực đó.
- Có đầy đủ các đặc điểm và tính chất chung của bản đồ địa lý
1.1.3.

Các yếu tố cơ bản của bản đồ địa hình
Các yếu tố cơ bản của bản đồ địa hình là: Địa vật định hướng, thuỷ hệ, các
điểm dân cư, mạng lưới đường giao thông và đường dây liên lạc, dáng đất, lớp phủ
thực vật và đất, ranh giới phân chia hành chính – chính trị. Tất cả các đối tượng nói
trên được thể hiện trên bản đồ địa hình với độ chi tiết cao và được ghi chú các đặc
trưng chất lượng và số lượng. Khi sử dụng bản đồ địa hình thì việc định hướng có ý
nghĩa quan trọng, do vậy các địa vật định hướng cũng là yếu tố tất yếu của nội dung
bản đồ địa hình.

- Địa vật định hướng
Đó là những đối tượng của khu vực, nó cho phép ta xác định vị trí nhanh
chóng và chính xác trên bản đồ (ví dụ: các toà nhà cao, nhà thờ, cột cây số,…). Các
địa vật định hướng cũng còn bao gồm cả một số địa vật không nhô cao so với mặt


9

đất nhưng dễ dàng nhận biết (ví dụ như: ngã 3, ngã 4 đường sá, các giếng ở ngoài
vùng dân cư…).
- Thuỷ hệ
Các yếu tố thuỷ hệ được biểu thị tỉ mỉ trên bản đồ địa hình. Trên bản đồ biểu
thị các đường bờ biển, bờ hồ, bờ của các con sông lớn được vẽ bằng 2 nét. Các
đường bờ nước được thể hiện trên bản đồ theo đúng đặc điểm của từng kiểu đường
bờ.
Trên bản đồ biểu thị tất cả các con sông có chiều dài từ 1cm trở lên. Ngoài ra
còn thể hiện các kênh đào, mương máng, các nguồn nước tự nhiên và nhân tạo.
Đồng thời còn phải thể hiện các thiết bị thuộc thuỷ hệ (như các bến cảng, cầu cống,
trạm thủy điện, đập,…).
Sự biểu thị các yếu tố thuỷ hệ còn được bổ sung bằng các đặc trưng chất lượng
và số lượng (độ mặn của nước, đặc điểm và độ cao của đường bờ, độ sâu và độ rộng
của sông, tốc độ nước chảy).
Trên bản đồ sông, suối, kênh, mương được thể hiện dưới dạng đường, nguyên
tắc biểu thị phải tuân theo các quy định tại quy phạm đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ
1/500, 1/1000, 1/2000, 1/5000 của Cục Đo đạc và Bản đồ Việt Nam các quy định cụ
thể được thể hiện dưới bảng 1.1.
Bảng 1.1. Đo vẽ kênh, mương theo tiêu chuẩn quy định
Tỉ lệ bản đồ

Kênh mương Kênh mương rộng Kênh mương từ 2 Kênh mương

rộng trên 5m
từ 3 đến 5m
đến 3m
đến 2m

1:500

Vẽ 2 nét theo tỉ lệ

1:1000

Vẽ 2 nét theo tỉ lệ

1:2000

Vẽ 2 nét theo tỉ lệ

1:5000

Vẽ 2 nét theo tỉ lệ

Nét đơn 0,4 mm

Nét đơn 0,2
mm


10

- Các điểm dân cư

Các điểm dân cư là một trong những yếu tố quan trọng nhất của bản đồ địa
hình. Các điểm dân cư được đặc trưng bởi kiểu cư trú, số người và ý nghĩa hành
chính – chính trị của nó. Theo kiểu cư trú, phân ra thành các nhóm: các thành phố,
các điểm dân cư kiểu thành phố (khu công nhân, khu phố ven đường sắt, nơi nghỉ
mát), các điểm dân cư nông thôn (thôn, ấp, nhà độc lập,…). Kiểu điểm dân cư được
thể hiện trên bản đồ địa hình bằng kiểu chữ ghi chú tên của nó.
Khi thể hiện các điểm dân cư trên bản đồ địa hình thì phải giữ được đặc trưng
của chúng về quy hoạch, cấu trúc.
Trên các bản đồ tỷ lệ 1:5000 có thể biểu thị được tất cả các vật kiến trúc theo
kích thước của chúng, đồng thời thể hiện đặc trưng của vật liệu xây dựng, độ rộng
của các đường phố cũng được thể hiện theo tỷ lệ bản đồ.
Trên bản đồ tỷ lệ 1:10.000 các điểm dân cư được biểu thị bằng ký hiệu quy
ước các ngôi nhà và các vật kiến trúc riêng biệt nhưng trong đó đã có sự lựa chọn
nhất định. Trong một số trường hợp phải thay đổi kích thước mặt bằng và độ rộng
của đường phố.
Trên các bản đồ tỷ lệ từ 1:25.000 đến 1:100.000 thì sự biểu thị không phải chủ
yếu là các vật kiến trúc riêng biệt mà là các ô phố, trong đó đặc trưng chất lượng
của chúng cũng được khái quát. Trên bản đồ tỷ lệ 1:100.000 thì các ngôi nhà trong
các ô phố không được thể hiện; sự biểu thị các đường phố với độ rộng quy định (0.5
– 0.8mm) có ảnh hưởng làm giảm diện tích của các ô phố trên bản đồ.
- Mạng lưới đường giao thông và đường dây liên lạc
Trên các bản đồ địa hình thì mạng lưới đường sá được thể hiện tỉ mỉ về khả
năng giao thông và trạng thái của đường. Mạng lưới đường sá được thể hiện chi tiết
hoặc khái lược là tuỳ thuộc vào tỷ lệ của bản đồ. Cần phải phản ánh đúng đắn mật
độ của lưới đường sá, hướng và vị trí của các con đường, chất lượng của chúng.
Đường được phân ra thành: đường sắt, đường rải mặt và đường đất.
Các đường sắt được phân chia theo: độ rộng của đường ray, theo số đường ray,
trạng thái của đường, dạng đầu máy xe lửa.

11

Trên đường sắt phải biểu thị các nhà ga, các vật kiến trúc và các trang thiết bị
khác thuộc đường sắt (tháp nước, trạm canh, các con đường ngầm, các đoạn đường
đắp cao, cầu, cống,…).
Trên các bản đồ tỷ lệ 1:10.000 và lớn hơn biểu thị tất cả các con đường; trên
các bản đồ tỷ lệ 1:25.000 thì biểu thị có chọn lọc các con đường trên đồng ruộng và
trong rừng ở những nơi mà đường sá có mật độ cao. Ở các tỷ lệ nhỏ hơn thì sự lựa
chọn và khái quát cao hơn.
- Dáng đất
Dáng đất trên bản đồ địa hình được biểu thị bằng các đường bình độ. Những
yếu tố dáng đất mà đường bình độ không thể hiện được thì được biểu thị bằng các
ký hiệu riêng (Ví dụ: vách đứng). Ngoài ra, trên bản đồ địa hình còn ghi chú điểm
độ cao.
Khoảng cao đều của các đường bình độ trên bản đồ được quy định ở bảng
1.2 theo thông tư 68 quy định kỹ thuật đo đạc trực tiếp địa hình phục vụ thành lập
bản đồ địa hình tỷ lệ 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000.
Bảng 1.2. Quy Định khoảng cao đều của các đường bình độ trên bản đồ
Độ dốc địa hình

Khoảng cao đều cơ bản (m) đối với các tỷ lệ
bản đồ
1:500

1:1000

1:2000

1:5000

Vùng đồng bằng có độ dốc nhỏ
hơn 2°

0,25
0,5

0,25
0,5

0,5
1,0

0,5
1,0

Vùng đồi thấp có độ dốc từ 2°
đến 6°

0,5

0,5
1,0

0,5
1,0
2,5

1,0
2,5

1,0

1,0

2,5

2,5
5,0

1,0

1,0

2,5

2,5
5,0

Vùng có độ dốc 6° đến 15°
Vùng có độ dốc trên 15°

Trên các bản đồ địa hình cần phải thể hiện chính xác và rõ ràng các dạng địa
hình có liên quan đến sự hình thành tự nhiên của dáng đất như các dãy núi, các đỉnh
núi, yên núi, thung lũng, các vách nứt, rãnh sói, đất trượt… và các dạng có liên
quan với sự hình thành nhân tạo như chỗ đắp cao, chỗ đào sâu,… Sử dụng bản đồ


12

có thể thu nhận được những số liệu về độ cao, về độ dốc với độ chính xác cao, đồng

thời phải đảm bảo phản ánh đúng đắn sự cắt xẻ ngang và cắt xẻ đứng của bề mặt.
- Lớp phủ thực vật và đất
Trên các bản đồ địa hình biểu thị các loại rừng, bụi cây, vườn cây, đồn điền,
ruộng, đồng cỏ, cát, đất mặn. đầm lầy,… Ranh giới của các khu thực phủ và của các
loại đất thì được biểu thị bằng các đường 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 hoạ; thể hiện rõ
ràng những chỗ ngoặt có ý nghĩa định hướng. Các đầm lầy được phân biệt biểu thị
các đầm lầy qua được, các đầm lầy khó qua và các đầm lầy không qua được, ghi độ
sâu của đầm lầy. Rừng được phân biệt biểu thị: Rừng già, rừng non, rừng rậm, rừng
thưa, rừng bị cháy, rừng bị đốn,… ghi rõ độ cao trung bình của cây, đường kính
trung bình và loại cây.
Khi biên tập thực vật và loại đất thì phải tiến hành lựa chọn và khái quát. Việc
chọn lọc thường dựa theo tiêu chuẩn kích thước, diện tích nhỏ nhất của các đường
viền được thể hiện lên bản đồ.
- Ranh giới phân chia hành chính – chính trị
Ngoài đường biên giới quốc gia, trên các bản đồ địa hình còn phải biểu thị các
địa giới của các cấp hành chính. Cụ thể là trên các bản đồ có tỷ lệ 1:50.000 và lớn
hơn thì biểu thị từ địa giới xã trở lên, trên bản đồ tỷ lệ 1:100.000 thì không biểu thị
địa giới xã. Các đường ranh giới phân chia hành chính – chính trị đòi hỏi phải thể
hiện rõ ràng, chính xác.
1.1.4. Nội dung của bản đồ địa hình

Bản đồ địa hình gồm phần đồ họa chính, khung tọa độ và các chỉ dẫn. Nội
dung chính thiên về mục đích quân sự và quản lý lãnh thổ, nên các địa vật ảnh
hưởng tới tác chiến được ưu tiên thể hiện.


13

- Phần đồ họa chính, hay tự thân của bản đồ, biểu diễn đồ họa địa
hình theo đường đồng mức, ranh giới quốc gia và hành chính, khu dân cư, mạng
lưới giao thông, mức độ và loại thực vật che phủ đất, các khối nhà hay công trình
xây dựng,... Các vách dốc như núi đá vôi thì thường có ký hiệu riêng và ghi chú.
Trên biển và vùng nước thì có đường đồng mức đáy, các tuyến đường thủy, luồng
lạch, loại vật liệu đáy và thực vật đáy nếu có, cũng như các chướng ngại. Một số ký
hiệu địa vật có thể to hơn kích thước thật theo tỷ lệ bản đồ. Các tên hay ký hiệu chữ
thì cỡ chữ đại diện cho mức quan trọng cần quan tâm.
- Lưới tọa độ thường không có dạng chữ nhật, do biểu diễn theo hình chiếu.
Bản đồ tỷ lệ nhỏ cho vùng rộng lớn thì độ biến dạng càng lớn. Khung bản đồ
thường cắt theo lưới tọa độ, nhưng khi cần trình bày cho đẹp, ví dụ bản ghép toàn
bộ quốc gia, thì cắt hình chữ nhật.
- Rìa bản đồ, là tên mảnh, các thông tin biên tập, tỷ lệ, các chỉ dẫn bằng văn
bản hay hình vẽ, và vị trí ghép với các mảnh khác
1.1.5. Cơ sở toán học của bản đồ địa hình

Cơ sở toán học của bản đồ địa hình gồm: phép chiếu, tỷ lệ, lưới tọa độ, sự
phân mảnh đánh số, bố cục bản đồ, điểm khống chế trắc địa.
- Phép chiếu bản đồ và lưới tọa độ
Phép chiếu bản đồ là phép chiếu biểu diễn mặt cong trái đất lên mặt phẳng bản đồ.
Yêu cầu của phép chiếu là độ biến dạng phải nhỏ và phân bố đều để nâng
cao độ chính xác. Hình dạng kinh vĩ tuyến phải đơn giản để dễ xác định tọa độ các
điểm trên bản đồ, phù hợp với lưới chiếu của bản đồ, thuận tiện cho việc chuyển vẽ
các yếu tố nội dung. Ngoài ra đối với bản đồ địa hình phải không có biến dạng về
góc, dễ chia mảnh và đánh số mảnh, dễ dàng trong tính toán.
Ở nước ta trước đây các bản đồ được thành lập theo phép chiếu Gauss–
Kruger nhưng hiện nay là phép chiếu UTM. Có Elipxoid quy chiếu quốc gia là
Elipxoid WGS-84 toàn cầu được xác định (định vị) phù hợp với lãnh thổ Việt Nam
trên cơ sở sử dụng các điểm GPS cạnh dài có độ cao thủy chuẩn phân bố đều trên
lãnh thổ. Khi thành lập bản đổ ở khu vực nhỏ và độc lập, người ta thường sử dụng

14

hệ tọa độ vuông góc và được quy ước gôc của hệ tọa độ này là ở gốc Tây Nam, trục
X theo hướng Bắc, trục Y theo hướng Đông. Hiện nay nước ta chính thức sử dụng
hệ VN-2000 với các tham số chính sau:
+ Elipxoid WGS-84 có kích thước: bán trục lớn a = 6378137.0m
Độ dẹt α = 1: 298.257223563
+ Điểm gốc tọa độ quốc gia là điểm N0 đặt tại Viện Nghiên Cứu Địa Chính
thuộc Tổng Cục Địa Chính.
+ Ngoài ra hệ tọa độ Nhà nước còn sử dụng hệ tọa độ phẳng UTM quốc tế.
Thực chất của hệ tọa độ này là trong cùng một hệ quy chiếu được tính thông qua hệ
tọa độ phẳng của phép chiếu Gauss-Kruger ứng với từng múi chiếu 60 hoặc múi 30
của mặt phẳng Elipxoid theo công thức:
XUTM = K0*XG
YUTM = K0*(YG – 500000) + 500000
TUTM = TG
MUTM = K0*MG
Trong đó: K0 = 0.9996 dùng cho múi chiếu 60
K0 = 0.9999 dùng cho múi chiếu 30
Với XUTM, YUTM là tọa độ của lưới chiếu UTM
XG, YG là tọa độ phẳng của lưới chiếu Gauss-Kruger
MUTM, MG là tỷ lệ biến dạng chiều dài tương ứng của lưới chiếu UTM và
Gauss-Kruger.
Lưới tọa độ: Lưới tọa độ địa lý (còn gọi là lưới kinh vĩ tuyến) dùng để xác
định tọa độ địa lý của các điểm trên bản đồ (φ, α), hình dạng của nó phụ thuộc vào
đặc điểm của lưới chiếu. Lưới tọa độ đề các (còn gọi là lưới tọa độ phẳng) dùng để
xác định tọa độ (x,y) của các điểm, lưới của nó là các đường thẳng song song vuông
góc với nhau. Kinh tuyến chính là trục X, xích đạo là trục Y, gốc tọa độ là điểm giao

nhau của hai trục trên và gốc này có giá trị khởi đầu là (0, 500). Để tránh giá trị âm
nên người ta dời trục Y về phía Tây 500km vì thế khi tính và triển điểm phải tính Y
bảnđồ = Y + 500 km.


15

- Tỷ lệ bản đồ
+ Tỷ lệ bản đồ xác định mức độ thu nhỏ của bề mặt trái đất khi biểu thị lên
bản đồ. Trị số cảu tỷ lệ chung nhất thiết phải chỉ rõ trên bản đồ. Có 3 phương pháp
thể hiện tỷ lệ:
Tỷ lệ số: Thể hiện bằng một phân số mà tử số là 1, còn mẫu số cho thấy
mức độ thu nhỏ của mặt đất. Tỷ lệ này viết dưới dạng 1/10.000 hay 1/100.000...
Tỷ lệ chữ: Nêu rõ một đơn vị chiều dài trên bản đồ tương ứng với độ dài là
bao nhiêu đó ở ngoài thực địa.
Thước tỷ lệ: Là hình vẽ có thể dùng nó đo trên bản đồ. Thước tỷ lệ là thẳng
hay xiên cho phép đo với độ chính xác cao hơn.
Về hệ thống tỷ lệ bản đồ địa hình ở nước ta dùng dãy tỷ lệ như hầu hết các
nước khác trên thế giới, gồm các tỷ lệ sau: 1/100.000, 1/50.000, 1/25.000, 1/10.000,
1/5000 và lớn hơn.
- Chia mảnh và đánh số
Việc chia mảnh ,đặt phiên hiệu và tên mảnh bản đồ địa hình thực hiện theo
thông tư 973/2001 TT- TCĐC ngày 20/6/2001 của tổng cục Địa Chính nay là Bộ
Tài Nguyên Và Môi Trường về “ Hướng dẫn áp dụng hệ quy chiếu và hệ tọa độ
quốc gia VN-2000 .
Bản đồ địa hình tỷ lệ 1: 25.000 nằm trong hệ thống bản đồ địa hình cơ bản của
Việt Nam nên sự phân mảnh và đánh số hiệu được quy định cụ thể như sau :
Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1: 50.000 chia thành 4 mảnh bản đồ tỷ lệ 1: 25.000,
mỗi mảnh có kích thước 7’30” x7’30” ký hiệu bằng a, b, c ,d theo thứ tự từ trái
sang phải , từ trên xuống dưới.

Hệ thống UTM quốc tế không phân chia các mảnh bản đồ tỷ lệ 1: 25.000 và
lớn hơn.
Phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1: 25.000 gồm phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:
25.000 chứa mảnh bản đồ tỷ lệ 1: 25.000 đó, gạch nối và sau đó là ký hiệu của
mảnh bản đồ tỷ lệ 1: 25.000 trong mảnh bản đồ tỷ lệ 1: 50.000
Ví dụ mảnh bản đồ tỷ 1: 25.000 có phiên hiệu F-48-68 –D-d


16

Hình 1.1. Sơ đồ phân mảnh và đặt phiên hiệu bản đồ
1.1.6. Yêu cầu độ chính xác của bản đồ địa hình
Độ chính xác bản đồ là chỉ số đặc trưng cho độ chính xác các trị số số lượng
trên bản đồ bằng các dụng cụ lý tưởng và trong những điều kiện lý tưởng. Nếu độ
chính xác của bản đồ quá thập thì nó không đáp ứng được yêu cầu sử dụng, ngược
lại nếu quy định độ chính xác quá cao sẽ gây khó khăn cho công tác hiện chỉnh và
tăng giá thành sản phẩm.
Người ta thường đánh giá độ chính xác của bản đồ địa hình theo ba yếu tố cơ
bản, đó là độ chính xác vị trí mặt bằng và độ cao điểm khống chế trắc địa, độ chính
xác vị trí mặt bằng của các điểm địa vật và cuối cùng là độ chính xác biểu diễn địa
hình bằng đường đồng mức.
Trên các bản đồ tỷ lớn và trung bình thì sai số trung bình của vị trí điểm địa
vật biểu thị trên bản đồ gốc so với vị trí điểm khống chế đo vẽ gần nhất (điểm
khống chế mặt bằng) không được vượt quá quy định (tính theo tỷ lệ bản đồ cần
thành lập) là 0.5 mm khi thành lập bản đồ ở vùng đồng bằng hoặc vùng đồi và 0.7
mm khi thành lập bản đồ ở vùng núi cao. Khi thành lập bản đồ ở vùng đã xây dựng
cở bản, xây dựng theo quy hoạch và xây dựng nhà nhiều tầng thì sai số trung bình
của vị trí tương quan giữa các điểm địa vật quan trọng (như các công trình chính,
các toà nhà...) không được vượt quá 0.4 mm.

17

- Sai số trung bình về độ cao của đường bình độ, độ cao của các điểm đặc
trưng địa hình và điểm ghi chú độ cao biểu thị trên bản đồ gốc so với độ cao của
điểm khống chế đo vẽ gần nhất (điểm khống chế độ cao) không được vượt quá quy
định theo thông tư 68 quy định kỹ thuật đo đạc trực tiếp địa hình phục vụ thành lập
bản đồ địa hình tỷ lệ 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000.
Bảng 1.3. Sai số trung bình về độ cao đường bình độ (khoảng cao đều)
Độ dốc địa
hình

Sai số trung phương đo vẽ dáng đất (khoảng cao đều
cơ bản) đối với các tỷ lệ bản đồ
1:500

1:1000

1:2000

1:5000

Từ 0° - 2°

1/4

1/4

1/4

1/4

Từ 2° - 6°

1/3

1/3

1/3

1/3

Từ 6° - 15°

1/3

1/3

1/2

1/2

1/2

1/2

1/2

Lớn hơn 15°

Trong trường hợp đo vẽ bản đồ tỷ lệ 1/500, 1/1000 ở vùng có độ dốc trên
100, đo vẽ bản đồ tỷ lệ từ 1/2000 đến bản đồ tỷ lệ 1/25000 ở vùng có độ dốc 150 thì
số đường bình độ phải phù hợp với độ cao xác định tại chổ thay đổi độ dốc và phải
phù hợp với độ cao của các điểm đặc trưng địa hình. Đối với các khu vực ẩn khuất,
đầm lầy, bãi cát không ổn định…các sai số nói trên tăng thêm 1.5 lần.
- Sai số giới hạn của vị trí điểm địa vật, của độ cao đường bình độ, độ cao
của điểm ghi chú độ cao, độ cao điểm đặc trưng địa hình quy định là 2lần sai số
nêu trên. Khi kiểm tra, sai số lớn nhất không được vượt quá sai số giới hạn. Số
lượng sai số có giá trị bằng sai số giới hạn không được vượt quá 10% tổng số các
trường hợp kiểm tra. Các sai số trong mọi trường hợp không được mang tính chất
hệ thống
- Sai số vị trí của điểm tăng dày so với vị trí của điểm khống chế đo vẽ ngoại
nghiệp gần nhất không được vượt quá quy định sau: về mặt phẳng (tính theo tỷ lệ
bản đồ cần thành lập) thì ± 0.1mm đối với vùng đồng bằng và vùng đồi núi,
±0.15mm đối với vùng núi và núi cao. Về độ cao, các giá trị nêu ở bảng 1.3
(lấy khoảng cao đều của đường bình độ làm đơn vị).


18

- Sai số giới hạn của điểm tăng dày quy định là 2 lần sai số trung bình nói trên.
Khi kiểm tra, sai số lớn nhất về vị trí của điểm tăng dày không vượt quá sai số giới
hạn và số lượng sai số có giá trị bằng sai số giới hạn không vượt quá: Về mặt
phẳng là 5% tổng số các trường hợp. Về độ cao là 5% tổng số các trường hợp ở
vùng quang đãng và 10% tổng số các trường hợp ở vùng ẩn khuất, đầm lầy, bãi cát
không ổn định... Trong mọi trường hợp các sai số nói trên không được mang tính hệ
thống. Dưới đây là quy định của các đường bình độ trên bản đồ được quy định theo
quy phạm thành lập bản đồ của Cục Đo Đạc và Bản Đồ Việt Nam như sau:
Bảng 1.4. Tỷ lệ bản đồ Khoảng cao đều (m) Nhỏ nhất Trung bình Lớn nhất

Ngoài các điểm đặc trưng địa hình bản đồ phải có các điểm ghi chú độ cao. Số
lượng điểm đặc trưng địa hình và ghi chú điểm độ cao trên 1dm2 bản đồ không ít
hơn 10 điểm khi đo vẽ ở vùng núi, núi cao và 15 điểm khi đo vẽ ở vùng đồi và
vùng đồng bằng.
Trong các trường hợp đặc biệt như khi đo vẽ ở vùng dân cư dày đặc, vùng có
địa hình biến đổi đều và có quy luật...thì số lượng điểm nêu trên cũng được giảm
bớt nhưng cũng không ít hơn 8 điểm khi đo vẽ ở vùng núi, núi cao và 10 điểm khi
đo vẽ ở vùng đồng bằng, vùng đồi. Quy định này phải được nêu rõ trong thiết kế
kỷ thuật của khu đo.


19

1.2.
Khái quát quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa hình
1.2.1. Các phương pháp thành lập bản đồ địa hình

- Thành lập bản đồ địa hình bằng đo vẽ trực tiếp ngoài thực địa
- Thành lập bản đồ địa hình từ ảnh hàng không
- Thành lập bản đồ địa hình từ bản đồ địa hình tỉ lệ lớn hơn
Mỗi phương pháp đo thành lập bản đồ địa hình cơ sở đòi hỏi các điều kiện và
phương tiện kỹ thuật khác nhau.Việc lựa chọn phương pháp đo, thành lập bản đồ
địa hình cho từng khu vực phải căn cứ vào đặc điểm về địa hình, loại đất, kinh tế xã
hội, trang thiết bị máy móc của đơn vị, nguồn nhân lực… Đảm bảo yêu cầu kỹ thuật
thành lập bản đồ cho các công đoạn. Kết quả cuối cùng là bộ bản đồ địa hình được
vẽ trên giấy, hoặc bộ bản đồ số được lưu trên máy tính
1.2.2. Quy trình thành lập bản đồ địa hình bằng phương pháp đo vẽ trực tiếp ở thực

địa.
a. Quy trình thành lập bản đồ

- Khảo sát, thiết kế, xây dựng luận chứng kinh tế – kỹ thuật.
- Xây dựng lưới khống chế trắc địa làm cơ sở tọa độ để vẽ chi tiết, đảm bảo
cho việc xác định vị trí của bản đồ trong hệ tọa độ nhà nước, bao gồm các công
việc: gắn mốc ngoài thực địa trên các điểm đã thiết kế, đo nối tọa độ của các điểm
với các điểm cấp cap đã có tọa độ trong hệ tọa độ nhà nước, tính toán bình sai kết
quả đo, chuyển tọa độ của các điểm lưới lên bản vẽ.
- lưới khống chế đo vẽ
- Đo đạc chi tiết ngoài thực địa: đặt máy đo đạc lần lượt tại vị trí các điểm của
lưới khống chế đo vẽ để tiến hành đo vẽ chi tiết các đối tượng xung quanh điểm đặt
máy. Các kết quả đo cùng dữ liệu có liên quan được tự động ghi vào bộ nhớ của
máy.


20

- Nhập số liệu máy tính, tiền xử lý kết quả đo, xác định tọa độ của các điểm đo
chi tiết, phân lớp đối tượng, dựng hình (nối các đối tượng dạng đường và ranh giới
các đối tượng vùng). Kiểm tra chất lượng đo, đo bù hoặc đo bổ sung nếu đo sai
hoặc thiếu.
- Biên tập bản đồ: biên tập nội dung, biên vẽ ký hiệu, ghi chú và thực hiện các
trình bày cần thiết theo quy định, quy phạm.
- Kiểm tra, sửa chữa bản vẽ, hoàn thiện hồ sơ, nghiệm thu sản phẩm đo đạc
thực địa và bản gốc đo vẽ.
b. Ưu điểm, nhược điểm
- Ưu điểm: phản ánh trung thực, chính xác, chi tiết các đối tượng nội dung
bản đồ cần thể hiện.
- Nhược điểm: chụi ảnh hưởng nhiều bởi thời tiết, khí hậu, điều kiện địa lý
khu vực đo vẽ, năng suất lao động không cao do đó chỉ thực hiện công việc đo vẽ
trên khu vực có diện tích nhỏ.

21

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN HỆ THỐNG GNSS VÀ CÔNG NGHỆ
GNSS RTK
2.1. Tổng quan hệ thống GNSS
Trên quỹ đạo có những vệ tinh nhân tạo với nhiệm vụ là xác định vị trí của các
đối tượng trên mặt đất. Bất cứ ai, một vật gì trên toàn cầu mang theo một máy thu
đặc biệt thì nhờ hệ thống vệ tinh này có thể biết khá chính xác hiện tại mình đang ở
vị trí nào trên mặt đất. Người ta gọi đây là Hệ Thống Vệ Tinh Dẫn Đường Toàn Cầu
GNSS (Global Navigation Satellite Systems). Hiện nay trên thế giới có bốn hệ
thống vệ tinh dẫn đường: GPS và GLONASS, GALILEO, COMPASS hệ thống
định vị toàn cầu ngày nay được gọi tên chung là Hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn
cầu (GNSS, Global Navigation Satellite System)

Hình 2.1. Phương pháp GNSS RTK thu tín hiệu hệ thống GNSS


22

Một hệ GNSS hoàn chỉnh gồm ba phần cơ bản là đoạn không gian, đoạn điều
khiển mặt đất, đoạn người sử dụng:
- Đoạn không gian là các vệ tinh bay quanh trái đất với quỹ đạo và độ cao nhất
định đã được quy định. Các vệ tinh này bố trí sao cho một máy thu tại một thời
điểm bát kỳ, một vị trí bất kỳ luôn nhìn thấy 4 vệ tinh.
- Đoạn điều khiển mặt đất là các trung tâm điều khiển, các trạm giám sát đặt
trên trái đất. Mục đích trong phần này là kiểm soát vệ tinh đi đúng hướng theo quỹ
đạo và thông tin thời gian chính xác.
- Đoạn người sử dụng là thiết bị nhận tín hiệu vệ tinh GNSS và người sử dụng
thiết bị này.

2.1.1. Các hệ thống GNSS cơ bản
a. Hệ thống Global Positioning System ( GPS )

Hệ thống định vị toàn cầu ( GPS) được xây dựng và phát triển từ năm 1973.
Năm 1994, hệ thống hoàn thành theo thiết kế. Bộ quốc phòng Mỹ là cơ quan quản
lý, bảo trì và vận hành GPS. Với GPS người dùng có thể xác định nhanh chóng dữ
liệu dẫn đường bao gồm vị trí, vận tốc và thời gian tại bất kỳ điểm nào trên mặt đất,
mà không phụ thuộc vào thời tiết, thời gian.


23

Hình 2.2. Hệ thống GPS
b. Hệ thống GLONASS

Hệ thống Glonass do cơ quan phát triển không gian ( RSA) và Bộ Quốc Phòng
Liên Xô trước đây ( nay là Cộng Hòa Liên Bang Nga) triển khai cùng thời gian với
hệ thống GPS của Mỹ. Tất cả các vệ tinh được đưa lên quỹ đạo từ trung tâm vũ trụ
Baikonur Cosmodrome ở Kazakhtan. Vệ tinh đầu tiên được đưa lên quỹ đạo tháng
10/1982. Ngày 24/9/1993 Glonass chính thức đưa vào sử dụng. Theo thiết kế ban
đầu, cấu hình dự tính là 24 vệ tinh sẽ hoàn thành năm 1997. Hệ thống định vị
Glonass được xây dựng và phát triển để thay thế hệ thống Dopler Tsikada phục vụ
dẫn đường và nghiên cứu về Trái Đất. Cấu trúc của hệ thống Glonass cũng gồm ba
phần: đoạn vệ tinh, đoạn kiểm tra mặt đất và đoạn người sử dụng.

Hình 2.3. Các vệ tinh hệ thống GLONASS


24

25

c. Hệ thống GALILEO

Hệ thống Galieo là hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu do Liên Minh Châu
Âu và tổ chức hàng không Châu Âu xây dựng và phát triển, phục vụ các mục đích
dân sự. Galileo có nhiều điểm thiết kế giống GPS, là hệ thống bổ sung và hoàn toàn
tương thích với GPS.
d.

Hệ thống COMPASS
Compass là hệ thống định vị dẫn đường do Trung Quốc thiết kế, phát triển. Hệ
thống được triển khai trong hai giai đoạn. Giai đoạn đầu thiết kế, xây dựng hệ thống
vệ tinh thử nghiệm dẫn đường Beidou – 1 và trên cơ sở Beidou – 1 giai đoạn hai sẽ
xây dựng hệ thống vệ tinh dẫn đường Compass.
Hệ thống dẫn dường COMPASS
Trên cơ sở Beidou – 1, Trung Quôc tiến hành xây dựng hệ thống vệ tinh dẫn
đường toàn cầu (CNSS) gọi là Compass. Hệ thống đầy đủ gồm 5 vệ tinh địa tĩnh và
30 vệ tinh hoạt động ở quỹ đạo trung bình (MEO).

e.

Một số hệ thống dẫn đường khu vực
- Hệ thống dẫn đường của Nhật Bản
Hệ thống vệ tinh dẫn đường khu vực của Nhật cũng bao gồm đoạn vệ tinh,
đoạn điều khiển mặt đất và đoạn người sử dụng. Vệ tinh hoạt động trên quỹ đạo
đồng bộ trái đất, quỹ đạo hình elip có góc nghiêng lớn gần thiên đỉnh nên gọi chính
xác là hệ thống vệ tinh gần thiên đỉnh, (QZSS). Hệ thống phù hợp với các khu vực
địa hình núi cao hay trong thành phố có nhiều nhà cao tầng, phương tiện di động

khó nhận được tín hiệu GPS, nhất là tín hiệu từ các vệ tinh địa tĩnh. Hệ thống mặt
đất của QZSS có trạm kiểm tra, trạm quan trắc và các trạm vệ tinh giám sát vệ tinh.