Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Gia Tỉnh - Địa Chính - K41
lời nói đầu
Trong giai đoạn hiện nay, cùng với sự phát triển của nền công nghiệp
hoá, hiện đại hoá đất nớc. Song song với quá trình này là sự cải tiến thay đổi
về mặt công nghệ, các tiến bộ kỹ thuật tiên tiến hiện đại, các dự án nghiên cứu
ứng dụng của công nghệ mới đợc đẩy mạnh. Đợc sự hỗ trợ của nhà nớc, Tổng
Cục địa Chính (TCĐC) đã mạnh dạn đầu t các trang thiết bị máy móc hiện đại
cho nhiều cơ quan từ Trung ơng đến địa phơng. Do đó, việc nghiên cứu ứng
dụng những công nghệ mới để đa vào sản xuất là việc tất yếu.
Kỹ thuật định vị toàn cầu GPS đã đợc sử dụng vào nớc ta vào khoảng 8
ữ 9 năm trở lại đây, chủ yếu trong các ngành trắc địa, địa chính, bản đồ, địa
chất, lâm nghiệp, nông nghiệp, hàng không, hàng hải tuy nhiên khả năng to
lớn của nó mới chỉ đợc khai thác rất hạn chế, về tính đa dạng, phức tạp của
công nghệ hiện đại này. Đó cũng là sự kết hợp những thành tựu của nhiều bộ
môn khoa học và công nghệ nh: Toán học, vật lý, khí quyển, thiên văn, điện tử
và tin học
Xuất phát từ yêu cầu thực tế nói trên, đợc sự hớng dẫn của thầy giáo
Nguyễn Xuân Tùng, chúng em đã nghiên cứu đề tài tốt nghiệp Xây dựng lới
đờng chuyền địa chính cấp 1, 2 bằng công nghệ GPS.
Trong khuôn khổ đề tài có hạn chế, chúng em đã tiến hành nghiên cứu
những nội dung chủ yếu sau:
Chơng I: Giới thiệu chung
Chơng II: Giới thiệu công nghệ GPS
Chơng III: Phần chuyên đề
Chơng IV: Phần thực nghiệm
Kết luận và kiến nghị đợc rút ra từ kết quả nghiên cứu phân tích lý
thuyết kết hợp với phân tích kết quả đo đạc trên thực địa. Từ đó rút ra một số ý
1
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Gia Tỉnh - Địa Chính - K41
kiến đề xuất về qui trình xây dựng lới địa chính cấp I, II phù hợp với thực tiễn
để khai thác tiềm năng của công nghệ GPS.

4 cấp:
-Trung ơng: là Tổng Cục Địa Chính trên cơ sở hợp nhất và tổ chức lại từ
tổng cục quản lý ruộng đất và cục đo đạc bản đồ nhà nớc.
-Cấp tỉnh: là sở Địa Chính trực thuộc uỷ ban nhân dân cấp tỉnh.
-Cấp huyện: là phòng Địa chính trực thuộc uỷ ban nhân dân cấp huyện.
-Cấp xã (phờng, thị trấn ): có các bộ phận địa chính chuyên trách.
2- Khái quát về công tác địa chính.
-Công tác địa chính là công tác quản lý hành chính về đất đai, quản lý
hiện trạng sử dụng đất đai
-Để quản lý đất đai đợc chặt chẽ và hiệu quả cần phải có những phơng
pháp quản lý khoa học và hợp lý:
a-Đăng ký thống kê đất đai ban đầu, cấp giấy chứng nhận quyền sử
dụng đất.
b-Theo dõi biến động đất đai
+Biến động yếu tố không gian: vị trí, hình dạng, kích thớc diện tích, mặt
bằng thửa đất.
+Thay đổi mục đích sử dụng đất.
+ Thay đổi chủ sử dụng đất.
c-Thống kê kiểm kê đất
+Nắm chắc tình hình sử dụng quỹ đất của các địa phơng trên cơ sở đó
để hiện chỉnh một số loại bản đồ, tài liệu cho phù hợp với thời điểm thống kê.
+Đánh giá sử dụng quỹ đất và cơ cấu sử dụng đất.
4
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Gia Tỉnh - Địa Chính - K41
* Phải cập nhật đợc chính xác các thông tin về đất đai:
+Thông tin về quy hoạch giá đất, thuế đất.
+Thông tin về thuế đất.
+Thông tin về pháp lý.
3- Các yêu cầu của công tác quản lý đất đai đối với ngành trắc địa
bản đồ

tâm tới biện pháp giảm nhỏ sai số tơng hỗ vị trí điểm. Lới khống chế địa chính
đợc tính toán trong hệ toạ độ nhà nớc, dùng các điểm toạ độ nhà nớc hạng cao
làm điểm khởi tính. Khi xây dựng lới toạ độ địa chính cần đo nối với điểm
khống chế nhà nớc.
ở những khu vực cha có điểm hạng III nhà nớc hoặc điểm hạng III không
đủ mật độ cần thiết làm điểm tựa cho lới địa chính cấp thấp thì phải xây dựng lới
địa chính cơ sở hạng III. Để tăng dày mật độ điểm khốnh chế toạ độ địa chính,
ngời ta thờng bố trí thêm hai cấp khống chế địa chính cấp 1, cấp 2.
Lới thuỷ chuẩn hạng 4 và lới thuỷ chuẩn kỹ thuật đợc dùng làm cơ sở
khống chế độ cao phục vụ đo vẽ Bản đồ địa chính.
2-Đặc điểm lới toạ độ nhà nớc
Lới toạ độ nhà nớc đợc xây dựng theo tuần tự từ hạng I, II, III, IV. Mật
độ điểm hạng IV yêu cầu đảm bảo từ 5 ữ 15km
2
có một điểm, chiều dài cạnh
tam giác hạng IV từ 2ữ 5km, sai số trung phơng tơng đối cạnh yếu 1:
70.000.
Đến nay, lới toạ độ hạng I,II Nhà nớc đã phủ trùm toàn bộ lãnh thổ, lới
hạng III, IV Nhà nớc cũng đã phủ trùm ở một số vùng lãnh thổ nhất định.
Việc xây dựng lới hạng I, II đợc thực hiện qua nhiều giai đoạn, sử dụng nhiều
phơng pháp đo đạc khác nhau.
Phía Bắc vĩ tuyến 17 ta đã xây dựng lới tam giác đo góc hạng I dới dạng
lới dày đặc, sau đó chêm điểm hạng II. Tổng số điểm hạng I là 307 điểm, số
điểm hạng II là 540 điểm, cạnh tam giác hạng một trung bình là 25 km, cạnh
tam giác hạng II trung bình từ 13ữ 16km. Mật độ điểm trung bình ở khu vực
này khoảng 120km
2
có một điểm. Trong đó, lới đợc đo 14 cạnh đáy và 28
điểm Laplace. Độ chính xác đo góc hạng I đạt 0.5, hạng II đạt 1.
Khu vực ven biển miền Trung từ Vĩnh Linh đến thành phố HCM đã xây

lới toạ độ Nhà nớc ở các vùng này đáp ứng yêu cầu đo vẽ bản đồ địa hình 1:
1.000. thậm chí cho 1: 500. Tuy nhiên các mạng lới này không còn đủ mật độ
cần thiết để đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ 1: 500 trên phạm vi rộng vì các điểm
đã mất và h hỏng nhiều. Thông thờng khi đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn, ngời ta phải
xây dựng lới toạ độ có mật độ dày và độ chính xác cao hơn lới hạng III,IV
hiện thời. Mặt khác bản đồ địa chính lại có những yêu cầu riêng về độ chính
xác vị trí kích thớc và diện tích các thửa đất nên nhìn chung lới toạ độ hạng
III,IV không đáp ứng đợc yêu cầu về mật độ và độ chính xác làm cơ sở cho đo
vẽ bản đồ địa chính tỷ lệ 1: 200 và 1:500.
3. Yêu cầu mật độ điểm toạ độ địa chính
Mật độ điểm khống chế toạ độ địa chính là số điểm toạ độ đợc xây dựng
trên một đơn vị diện tích để phục vụ cho đo vẽ bản đồ địa chính. Khi biết mật độ
điểm và diện tích khu đo, ta dễ dàng tính đợc tổng số điểm khống chế cần xây
dựng. Để xác định mật độ điểm khống chế, ta cần nghiên cứu các vấn đề sau:
- Phơng pháp đo vẽ bản đồ địa chính.
- Tỷ lệ bản đồ địa chính cần thành lập.
- Đặc điểm địa vật, địa hình khu đo.
7
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Gia Tỉnh - Địa Chính - K41
Theo quy định của quy phạm hiện hành thì mật độ điểm không chế toạ
độ đia chính các cấp cần đảm bảo trung bình nh sau:
- Mật độ điểm từ địa chính cơ sở trở lên phải đạt từ 10ữ 15 km
2
có một
điểm đối với khu vực nông thôn, 5ữ10km
2
có một điểm đối với khu vực đô thị.
- Mật độ điểm toạ độ địa chính cấp 1 trở lên là từ 1ữ3km
2
có một điểm

chế toạ độ cấp thấp, đó là lới toạ độ địa chính cấp 1 và cấp 2.
Khi đo vẽ bản đồ địa chính bằng phơng pháp đo ảnh hàng không thì chỉ
cần xây dựng lới toạ độ địa chính cấp 1 và cấp 2 theo khu vực cần thiết để phục
vụ đo nối các điểm khống chế ngoại nghiệp của khối tam giác ảnh hàng không.
Khi đo vẽ bản đồ địa chính bằng phơng pháp toàn đạc cần xây dựng lới
toạ độ địa chính cấp 1, cấp 2 dải đều trên toàn khu đo. Dựa vào lới toạ độ địa
chính cấp1, cấp 2 để chêm dày lới khống chế đo vẽ.
Song song với việc xây dựng lới toạ độ mặt bằng, cần sử dụng lới khống
chế độ cao nhằm mục đích: xác định độ cao các điểm của lới toạ độ địa chính
các cấp, phục vụ tính chuyển kết quả đo vẽ về mặt quy chiếu đã chọn. Phục vụ
8
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Gia Tỉnh - Địa Chính - K41
xác định độ cao các điểm chi tiết khi có yêu cầu thể hiện yếu tố địa hình trên
bản đồ địa chính.
Sơ đồ phát triển lới độ cao phục vụ cho công tác địa chính không có gì
khác biệt so với lới độ cao thông thờng, tức là sử dụng lới độ cao nhà nớc I, II,
III, IV khi cần chêm dày thì phát triển thêm lới thuỷ chuẩn kỹ thuật.
5. Các chỉ tiêu kỹ thuật theo quy phạm đối với lới khống chế địa
chính cấp 1 và cấp 2
Những chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản trong thiết kế lới khống chế địa chính
cấp 1, cấp 2 đợc quy định nh sau:
STT Các yếu tố của lới đờng chuyền
Chỉ tiêu kỹ thuật
Cấp 1 Cấp 2
1 Chiều dài đờng chuyền không lớn hơn 4km 2,5km
2 Số cạnh không lớn hơn 10km 10km
3 Chiều dài từ điểm khởi tính đến điểm
nút hoặc giữa hai điểm nút không lớn
hơn
2,5km 1km

1/ 15.000 1/ 10.000
9
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Gia Tỉnh - Địa Chính - K41
* Số lần đo của các điểm trong lới đờng chuyền địa chính cấp1, cấp 2
theo từng loại máy đợc quy định:
STT Loại máy
Số lần đo
Cấp 1 Cấp 2
1
Máy có độ chính xác đo góc từ 12
THEO 0.010 (A,B),T2,DT2, SET1,2
4 2
2
Máy có độ chính xác đo góc từ 35
DT5, SET3,4 (B,C)
6 4
* Các hạn sai trong đo góc đợc quy định chung cho các máy có độ
chính xác từ 15 đợc áp dụng cho cả hai cấp.
STT Các yếu tố trong đo góc Hạn sai
1 Số chênh trị giá góc giữa các lần đo 8
2 Số chênh trị giá góc giữa các nửa lần đo 8
3 Dao động 2C trong một lần đo (đối với máy
không có bộ phận tự cân bằng)
12
4 Sai số khép về hớng mở đầu 8
5 Chênh giá trị hớng các lần đo đã quy 0 8
6 Số chênh trị đo góc thuận, nghịch trong đ-
ờng chuyền cấp 2 không vợt quá
20
2

vòng, số vòng đo đợc áp dụng cho từng loại máy và từng cấp hạng. Các hạn
sai đợc quy định chung cho các máy đo góc có độ chính xác từ 1ữ 5 đó là
các máy WIDT2, THEO. 010, SET. 2C, SET. 3C, SET. 4C
Trong khi đo nếu không may bị một hớng nào đó vớng chớng ngại vật
ta có thể tiến hành đo ly tâm trạm đo. Sau khi đo xong ta tiến hành kiểm tra
các lần đo, góc đo nếu các trị đo nằm trong hạn sai thì ta tiếp tục đo còn nằm
ngoài hạn sai thì phải đo lại. Cứ nh vậy ta tiến hành đo tất cả các điểm trong
mạng lới.
*Lới tam giác đo góc có u điểm:
Khống chế toàn bộ khu đo, dễ đo ngắm, dễ tính toán. Lới có nhiều trị
đo thừa nên có nhiều thông số để kiểm tra kết quả và cho độ chính xác khá
cao.
Phơng pháp lới tam giác đo góc đợc sử dụng từ rất sớm, phơng pháp này
đợc coi là phơng pháp chủ yếu để xây dựng lới trắc địa cơ sở của hầu hết các
nớc trên thế giới những năm qua cũng nh để xây dựnglới tam giác hạng I, II,
III và IV của nớc ta trớc đây.
*Nhợc điểm:
Các điểm chọn phải là các đỉnh của tam giác và tơng đối đều, các điểm
chọn phải thông hớng với các hớng quanh nó.
2. Phơng pháp tam giác đo cạnh
Trớc đây phơng pháp đo cạnh không đợc áp dụng trong xây dựng lới
trắc địa. Nhng đến nay với sự phát triển của máy đo dài, máy kinh vĩ điện tử
ngời ta có thể tiến hành đo đợc tất cả các cạnh trong lới tam giác. Một lới tam
giác đợc đo tất cả các cạnh thay cho đo góc đợc gọi là lới tam giác đo cạnh.
Lới tam giác đo cạnh thờng ít có trị đo thừa hơn lới đo góc. Độ chính
xác tính chuyền phơng vị trong lới đo cạnh cũng kém hơn trong lới đo góc.
11
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Gia Tỉnh - Địa Chính - K41
Trong điều kiện kinh tế kỹ thuật nh nhau, lới đo góc vẫn có tính u việt hơn lới
đo cạnh.

chuyền đa giác đơn hoặc lới đa giác gồm nhiều nhánh tạo thành.
*Ưu điểm:
Phơng pháp này rất linh hoạt khi khảo sát thiết kế, chọn điểm ở ngoài
thực địa. Mạng lới này có thể luồn lách đợc trong toàn bộ khu đo có địa hình
phức tạp. Mỗi điểm trạm đo chỉ có hai hớng là chủ yếu nên điều kiện thông h-
ớng rất dễ dàng, không phải xây dựng cột tiêu nh phơng pháp tam giác đo góc,
đo cạnh, giảm bớt đợc chi phí tốn kém về kinh tế.
*Nhợc điểm:
12
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Gia Tỉnh - Địa Chính - K41
Khối lợng đo cạnh nhiều vì phơng pháp đờng chuyền chúng ta đo tất cả
các góc ngoặt và đo tất cả các cạnh trong toàn bộ mạng lới. Với phơng pháp đ-
ờng chuyền việc đo cạnh trớc đây rất tốn kém và công phu thì mới cho chúng
ta độ chính xác đo cạnh cao. Ngày nay, với sự phát triển của ngành trắc địa
các máy đo dài, máy kinh vĩ điện tử ra đời có độ chính xác đo cạnh rất cao
nhằm nâng cao năng suất của các đơn vị sản xuất trong việc thành lập các
mạng lới đo cạnh.
13
§å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn Gia TØnh - §Þa ChÝnh - K41
CH¦¥NG II
Giíi thiÖu c«ng nghÖ gps
14
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Gia Tỉnh - Địa Chính - K41
II.1 lịch sử ra đời và phát triển của
hệ thống định vị toàn cầu GPS
`
II.2 Cấu tạo của hệ thống định vị toàn cầu
Hệ thống định vị toàn cầu GPS bao gồm ba bộ phận cấu thành, đó là
đoạn không gian (Space Segment), đoạn điều khiển (Control Segment) và
đoạn sử dụng (User Segment). Chúng tôi xin trình bày cụ thể về từng bộ phận

2. Đoạn điều khiển
Đoạn này gồm 4 trạm quan sát trên mặt đất trong đó có 1 trạm điều
khiển trung tâm đặt tại Colorado Springs và 4 trạm theo dõi đặt tai Hawaii
(Thái Bình Dơng), Ascension Island (Đại Tây Dơng), Diego Garcia (ấn Độ D-
15
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Gia Tỉnh - Địa Chính - K41
ơng) và Kwajalein (Tây Thái Bình Dơng). 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 các vệ tinh trên cơ sở theo dõi chuyển động quỹ đạo vệ tinh cũng nh
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 đợc, đồng thời đo các số liệu khí tợng. Tất cả các số liệu đo nhận
đợc ở mỗi trạm đều đợc truyền về trạm trung tâm, trạm trung tâm xử lý các số
liệu đợc 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 hoá của vệ tinh và số hiệu chỉnh
cho các đồng hồ trên vệ tinh. Từ trạm trung tâm các số liệu đợc truyền trở lại
cho các trạm theo dõi để từ đó truyền tiếp lên cho các vệ tinh cùng các lệnh
điều khiểu khác. Các thông tin đạo hàng và thông tin thời gian trên vệ tinh đợc
thờng xuyên chính xác hóa và chúng sẽ đợc cung cấp cho ngời sử dụng thông
qua các sóng tải L1, L2. Việc chính xác hoá thông tin nh thế đợc tiến hành 3
lần trong một ngày.
3. Đoạn sử dụng (User Segment)
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 (định vị tuyệt đối) hay một nhóm gồm từ 20 máy
thu trở lên hoạt động đồng thời theo một lịch trình thời gian nhất định ( định
vị tơng 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 (định vị vi phân).

- Điểm (Point)
- Độ vĩ, độ kinh (Lat, Lon)
- Ngày tháng (Date)
- Ngỡng độ cao (Threshold Elevation)
- Số vệ tinh có thể quan sát (# SV able to Strack)
- Vị trí và phân bố vệ tinh (Al manac)
- Khoảng thời gian thông báo (Sampling Rate)
17
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Gia Tỉnh - Địa Chính - K41
S M T W T F S
1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13
14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27
28 29 30
Trên thanh Menu chính của chơng trình gồm các chức năng sau:
+ File: Đợc sử dụng để in bản đồ, danh sách thời gian đo tối u, bảng
thông báo tình hình vệ tinh và thoát khỏi chơng trình (Exit), cụ thể là:
- Print Report: in báo cáo tình hình vệ tinh
- Print Graph: in biểu đồ
- Print auto time: in các khoảnh thời gian đo tối u
+ Session: dùng để tạo và biên tập (thay đổi) điểm trong Session
bao gồm:
18
Date[Julian] Selected Date
Hình. 1
Today
Tomorrow
OK
Cancel

19
Thiên đỉnh
Chân trời
Phần bị che chắn
Elevation mask
W
S
E
N
Hình 2- Hệ toạ độ chân trời và mô tả che chắn tại điểm
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Gia Tỉnh - Địa Chính - K41
II.4. Hệ toạ độ WGS-84 và các phơng pháp đo
I. Hệ toạ độ WGS-84
Do mục đích ứng dụng toàn cầu của hệ thống GPS, kết quả định vị phải
đợc quy chiếu lên một hệ thống định vị toàn cầu, hệ thống đợc chọn là WGS-
84 (World Goedetic System 1984). Hệ toạ độ WGS-84 do bộ quốc phòng Mỹ
xây dựng năm 1984 và đa vào sử dụng năm 1987.
Ellipxoid đợc chọn sử dụng cho hệ thống WGS-84 là Ellipxoid GRS-80
(Geodetic Reference System 1980) đợc hiệp hội trắc địa và địa vật lý chấp
nhận năm 1979 và đợc đánh giá tiếp cận tốt nhất đối với mặt Geoid toàn cầu.
Ellipxoid này có những thông số:
- Bán trục lớn a=6378137 m
- Độ dẹt 1/ = 1/ 298,257223563
- Độ lệch tâm e=0,08181990843
- Tâm O của hệ trùng với tâm của trái đất
- Trục OZ của hệ trùng với trục quay của trái đất
- Trục OX trùng với kinh tuyến gốc và thuộc mặt phẳng xích đạo ( là
giao tuyến của mặt phẳng kinh tuyến gốc và mặt phẳng xích đạo)
- Trục OY trùng với mặt phẳng xích đạo và vuông góc với OX, OZ
- Ba trục OX, OY, OZ tạo thành một tam diện thuận

- Z)
2
= (R
1
- Ct)
2
(Xs
2
- X)
2
+ (Ys
2
- Y)
2
+ (Zs
2
- Z)
2
= (R
2
- Ct)
2
(II.4.1)
(Xs
3
- X)
2
+ (Ys
3
- Y)

rút ra nhờ phơng pháp xử lý số liệu đo theo nguyên tắc số bình phơng nhỏ
nhất.
2. Đo GPS vi phân
Phần lớn khách hàng sử dụng máy thu GPS thờng có nhu cầu định vị
với độ chính xác từ cỡ deximet đến một vài chục mét. Nhng với chế độ can
thiệp SA thì hệ thống GPS chỉ cho độ chính xác định vị hạn chế cỡ 100 mét.
Để tháo gỡ sự khống chế này, giới kỹ thuật và các nhà sản xuất máy thu GPS
đã đa ra một phơng pháp đo đợc gọi là đo GPS vi phân.
Phơng pháp này cần có một máy thu GPS có khả năng phát tín hiệu vô
tuyến đợc đặt tại điểm có toạ độ đã biết (gọi là máy cố định), đồng thời có
máy khác (máy di động) đặt ở vị trí cần xác định toạ độ. Cả máy cố định và
máy di động cần tiến hành đồng thời thu tín hiệu từ các vệ tinh nh nhau. Nếu
thông tin từ vệ tinh bị nhiễu thì kết quả xác định toạ độ của cả máy cố định và
máy di động cũng đều bị sai lệch. Độ sai lệch này đợc xác định trên cơ sở so
sánh toạ độ tính ra theo tín hiệu thu đợc và toạ độ đã biết trớc của máy cố
định, và nó đợc máy cố định phát đi qua sóng vô tuyến để máy di động thu
nhận mà hiệu chỉnh cho kết quả xác định toạ độ của mình.
Ngoài cách hiệu chỉnh toạ độ, ngời ta còn tiến hành hiệu chỉnh cho
khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu. Với cách hiệu chỉnh thứ hai đòi hỏi máy
21
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Gia Tỉnh - Địa Chính - K41
cố định có cấu tạo phức tạp và tốn kém, nhng lại cho phép ngời sử dụng xử lý
chủ động, linh hoạt hơn.
Thực chất của đo GPS vi phân là xác định tọa độ theo nguyên tắc đo
tuyệt đối vì tín hiệu thu đợc từ máy cố định và máy di động không đợc xử lý
kết hợp, mà máy di động chỉ hiệu chỉnh vào kết quả theo gia số tơng ứng ở tại
máy cố định.
B- Đo GPS tuyệt đối
1. Nguyên lý đo GPS tơng đối
Đo GPS tơng đối là trờng hợp sử dụng 2 máy thu GPS đặt ở 2 điểm

)-
j
1
(t
i
) (II.4.2)
Biểu thức (II.4.2) là sai phân bậc 1. Trong sai phân này hầu nh không
còn ảnh hởng của sai số đồng hồ trên vệ tinh.
Nếu ta xét hai trạm tiến hành quan sát đồng thời hai vệ tinh j, k vào thời
điểm t
i
, ta sẽ có sai phân bậc 2:

2

j,k
(t
i
) =
k
(t
i
)-
j
(t
i
) (II.4.3)
Trong sai phân này hầu nh không còn ảnh hởng của sai số đồng hồ trên
vệ tinh cũng nh sai số của đồng hồ trong máy thu.
Nếu ta xét hai trạm tiến hành quan sát đồng thời hai vệ tinh j, k vào các

Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Gia Tỉnh - Địa Chính - K41
2. Phơng pháp đo tĩnh
Phơng pháp đo tĩnh đợc sử dụng để xác định ra hiệu toạ độ (hay vị trí t-
ơng hỗ) giữa hai điểm xét với độ chính xác cao, thờng là nhằm đáp ứng các
yêu cầu của công tác trắc địa - địa hình. Trong trờng hợp này cần có ít nhất
hai máy thu GPS, một máy đặt tại điểm đã biết toạ độ, máy kia đặt ở điểm cần
xác định tọa độ. Cả hai máy phải đồng thời thu tín hiệu từ một số vệ tinh
chung liên tục trong một khoảng thời gian nhất định, thờng là một đến ba
tiếng đồng hồ. Khoảng thời gian quan sát phải kéo dài là để đủ cho đồ hình
phân bố vệ tinh thay đổi mà từ đó ta có thể xác định đợc số nguyên đa trị của
sóng tải và để có nhiều trị đo nhằm đạt đợc độ chính xác cao và ổn định trong
kết quả quan sát.
Đây là phơng pháp cho phép đạt đợc độ chính xác cao nhất trong việc
định vị tơng đối bằng GPS, có thể cỡ xentimet, thậm chí milimet ở khoảng
cách giữa hai điểm xét tới hàng chục và hàng trăm kilomet. Nhợc điểm chủ
yếu của phơng pháp là thời gian đo phải kéo dài hàng giờ, do vậy năng suất đo
thờng không cao.
3. Phơng pháp đo động
Phơng pháp đo động cho phép xác định vị trí tơng đối của hàng loạt
điểm so với điểm đã biết, trong đó tại mỗi điểm đo chỉ cần thu tín hiệu trong
vòng một phút. Theo phơng pháp này cần có ít nhất hai máy thu. Để xác định
số nguyên đa trị của tín hiệu vệ tinh, cần có một cạnh đáy đã biết đợc gối lên
điểm đã biết toạ độ. Sau khi đã xác định, số nguyên đa trị đợc giữ nguyên để
tính khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu cho các điểm đo tiếp theo trong suốt
chu kỳ đo. Nhờ vậy thời gian thu tín hiệu tại điểm đo không phải là một tiếng
nh trong phơng pháp đo tĩnh, mà chỉ còn là một phút.
Với cạnh đáy đã biết ta đặt một máy thu cố định ở điểm đầu cạnh đáy
và cho tiến hành thu liên tục tín hiệu vệ tinh trong suốt chu kỳ đo, máy này đ-
ợc gọi là máy cố định. ở điểm cuối cạnh đáy ta đặt máy thu thứ hai. Hai máy
thu tiến hành thu tín hiệu đồng thời trong khoảng thời gian một phút. Việc này

phân bố vệ tinh thay đổi đủ để xác định đợc số nguyên đa trị, còn hai lần đo,
mỗi lần kéo dài từ 5 đến 10 phút và giãn cách nhau một tiếng. Yêu cầu nhất
thiết trong phơng pháp này là phải có đợc ít nhất 3 vệ tinh chung cho cả hai
lần đo tại mỗi điểm quan sát.
Điều đáng chú ý là máy di động không nhất thiết phải thu tín hiệu vệ
tinh liên tục trong suốt chu kỳ đo mà chỉ cần thu trong vòng 5 đến 10 phút tại
mỗi điểm đo. Điều này cho phép áp dụng phơng pháp cả ở khu vực có nhiều
vật che chắn. Về mặt thiết kế, tổ chức đo thì chỉ nên bố trí khu vực đo tơng đối
nhỏ với số lợng điểm vừa phải để có thể kịp đo lặp tại mỗi điểm trớc một tiếng
đồng hồ và đảm bảo số lợng vệ tinh chung cho cả hai lần đo.
24
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Gia Tỉnh - Địa Chính - K41
II.5. các nguồn sai số chủ yếu
trong kết quả đo GPS
1. Sai số của đồng hồ
Đây là sai số của đồng hồ vệ tinh, đồng hồ trong máy thu và sự không
đồng bộ giữa chúng.
Đồng hồ trên vệ tinh đợc trạm điều khiển trên mặt đất theo dõi và đợc
hiệu chỉnh 3 lần trong một ngày.
Để làm giảm sai số của đồng hồ vệ tinh và máy thu, ngời ta sử dụng
hiệu các trị đo giữa các vệ tinh cũng nh các trạm quan sát.
1. Sai số của quỹ đạo vệ tinh
Nh đã biết, chuyển động của vệ tinh quanh trái đất không tuân thủ
nghiêm ngặt theo định luật Kepler do có nhiều tác động nhiễu nh: Tính không
đồng nhất của trọng trờng trái đất, ảnh hởng của sức hút mặt trăng, mặt trời và
các thiên thể khác, sức cản của khí quyển, áp lực của bức xạ mặt trời Nh vậy,
chúng ta cần xác định và sử dụng vị trí tức thời của vệ tinh đợc xác định ra
trên cơ sở sử dụng đoạn không gian và đơng nhiên toạ độ của vệ tinh có chứa
sai số. Bảng toạ độ vệ tinh ứng với từng thời điểm cụ thể gọi là Ephemezit
(lịch vệ tinh), có hai loại Ephemezit là Ephemezit chính xác và Ephemezit đại