MỤC LỤC
MỤC LỤC................................................................................................................ 1
DANH MỤC HÌNH.................................................................................................3
DANH MỤC BẢNG................................................................................................4
MỞ ĐẦU..................................................................................................................5
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GPS...........................................6
1.1. Sự hình thành của hệ thống GPS.................................................................................6
1.2. Cấu trúc của hệ thống GPS..........................................................................................8
1.2.1. Đoạn không gian..................................................................................................8
1.2.2. Đoạn điều khiển..................................................................................................11
1.2.3. Đoạn sử dụng......................................................................................................13
1.3. Các phương pháp đo GPS.........................................................................................14
1.3.1. Đo GPS tuyệt đối................................................................................................14
1.3.2. Đo GPS tương đối..............................................................................................14
1.4. Tình hình ứng dụng công nghệ GPS trong thu thập dữ liệu không gian...................21
1.4.1. Tình hình ứng dụng GPS trên thế giới...............................................................21
1.4.2. Tình hình ứng dụng GPS ở Việt Nam................................................................22

CHƯƠNG 2. CƠ SỞ KHOA HỌC ......................................................................25
CỦA KỸ THUẬT ĐO GPS ĐỘNG XỬ LÝ SAU................................................25
2.1. Cơ sở khoa học của phương pháp đo pha GPS.........................................................25
2.1.2. Các trị đo pha phân sai.......................................................................................27
2.2. Kỹ thuật đo GPS động xử lý sau...............................................................................29
2.2.1. Nguyên tắc đo đạc..............................................................................................29
2.2.2. Quy trình đo GPS động xử lý sau.......................................................................29
2.2.3. Các nguồn sai số trong đo GPS động xử lý sau.................................................33
2.3. Khả năng ứng dụng đo GPS động xử lý sau trong đo đạc địa chính.........................36
2.3.1. Ưu và nhược điểm của kỹ thuật đo GPS động xử lý sau....................................36
2.3.2. Đánh giá về khả năng ứng dụng công nghệ GPS đo động xử lý sau trong đo đạc
địa chính.......................................................................................................................37
2.4. Vấn đề sử dụng nhiều trạm cố định trong đo GPS động xử lý sau...........................38

Hình 1.2. Sơ đồ quỹ đạo vệ tinh hệ thống GPS......................................................9
Hình 1.3. Vệ tinh GPS đang bay trên quĩ đạo quanh Trái đất.............................9
Hình 1.4. Cấu trúc tín hiệu GPS [1].....................................................................11
Hình 1.5. Mạng lưới các trạm điều khiển của hệ thống GPS từ sau năm 2005.12
Hình 1.6. Một số loại máy thu GPS của hãng Trimble.......................................14
Hình 1.7. Sơ đồ kỹ thuật đo tĩnh...........................................................................15
Hình 1.8. Sơ đồ kỹ thuật đo GPS động (Kinematic GPS)...................................18
Hình 2.1. Độ lệch pha giữa sóng từ vệ tinh và sóng do máy thu phát ra...........25
Hình 2.2. Sơ đồ tính toán các trị đo pha phân sai...............................................27
Hình 3.1. Vị trí quận Nam Từ Liêm.....................................................................39
Hình 3.2. Khu vực đo thử nghiệm........................................................................43
Hình 3.3. Sơ đồ lưới đo tĩnh..................................................................................44
Hình 3.4. Đồ thị sai số vị trí điểm theo số lượng trạm Base................................49
Hình 3.5. Đồ thị sai số độ cao theo số lượng trạm Base......................................50
Hình 3.6. Sơ đồ phân bố các điểm đo trên khu đo..............................................53
Hình 3.7. Đồ thị sai số vị trí điểm theo số lượng trạm Base với thời gian đo 2
epoch....................................................................................................................... 55
Hình 3.8. Đồ thị sai số vị trí điểm theo số lượng trạm Base với thời gian đo 3
epoch....................................................................................................................... 56
Hình 3.9. Đồ thị sai số vị trí điểm theo số lượng trạm Base với thời gian đo 5
epoch....................................................................................................................... 56
Hình 3.10. Đồ thị sai số độ cao theo số lượng trạm Base với thời gian đo 2
epoch....................................................................................................................... 57
Hình 3.11. Đồ thị sai số độ cao theo số lượng trạm Base với thời gian đo 3
epoch....................................................................................................................... 58
Hình 3.12. Đồ thị sai số độ cao theo số lượng trạm Base với thời gian đo 5
epoch....................................................................................................................... 58


DANH MỤC BẢNG

MỞ ĐẦU
Đất đai là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá của quốc gia, nơi mà con người
sinh sống, tồn tại và phát triển. Do vậy, việc quản lý Nhà nước về đất đai là một
nhiệm vụ cần thiết trong quản lý hành chính Nhà nước. Một trong những công cụ
phục vụ nhiệm vụ đó là hệ thống hồ sơ địa chính, trong đó có bản đồ địa chính.
Hiện nay, việc đo đạc thành lập bản đồ địa chính được thực hiện chủ yếu
bằng phương pháp toàn đạc điện tử. Đây là phương pháp đo đạc cho độ chi tiết cao,
độ chính xác tốt nhưng lại phải thành lập các mạng lưới khống chế tọa độ dày đặc,
các trạm đo đảm bảo thông hướng. Để đảm bảo các công việc này phải tốn nhiều
công lao động, do vậy hiệu quả công việc chưa cao. Trong những năm gần đây, hệ
thống định vị toàn cầu GPS (Global Poisitioning System) ngày càng hoàn thiện và
phát triển, được ứng dụng rộng rãi và mang độ chính xác cao. Vì thế việc ứng dụng
công nghệ GPS vào trong đo đạc bản đồ đang được sử dụng phổ biến và đem lại
những lợi thế như xác định tọa độ điểm đạt độ chính xác cao, không cần thông
hướng giữa các trạm đo, ít phụ thuộc vào các điều kiện thời tiết, cho năng suất lao
động cao. Tuy nhiên, ứng dụng công nghệ GPS trong đo đạc địa chính chủ yếu
dùng phương pháp đo tĩnh để thành lập lưới khống chế tọa độ, vì thế mà khả năng
ứng dụng cũng bị hạn chế. Vì vậy việc nghiên cứu phương pháp đo GPS động (cho
năng suất cao hơn phương pháp đo tĩnh, độ chính xác trong giới hạn cho phép)
trong đo đạc địa chính là điều cần thiết để có cơ sở khoa học triển khai ứng dụng
phổ biến ở nước ta.
Trong thực tế, khi triển khai đo động bằng GPS, người ta thường sử dụng
một hay nhiều trạm động (trạm Rover) với chỉ một trạm cố định (trạm Base) nhằm
giảm số lượng yêu cầu về máy thu. Ngày nay, khi các máy thu GPS đã có giá thành
rẻ hơn nhiều so với trước đây, nảy sinh ra vấn đề sử dụng nhiều trạm Base để làm
tăng độ tin cậy và có thể làm tăng độ chính xác của kết quả đo. Vấn đề đặt ra là khi
sử dụng nhiều trạm Base, độ chính xác của kết quả đo có cải thiện đáng kể được
hay không và nếu có thì đồ hính bố trí các trạm Base và Rover như thế nào là tốt
nhất?
Xuất phát từ những lý do này, tôi tiến hành nghiên cứu và thực hiện đề tài:

Đề xuất một số định hướng sử dụng nhiều trạm cố định trong đo GPS động
xử lý sau.
b) Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả đề tài làm cơ sở khoa học thực tiễn để các đơn vị sản xuất ứng dụng
đo GPS động xử lý sau bằng máy thu một tần số với nhiều trạm cố định trong để đo
vẽ chi tiết và thành lập lưới khống chế trong đo đạc địa chính.
7. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận văn có cấu trúc gồm 03 chương:
Chương 1. Tổng quan về công nghệ GPS
Chương 2. Cơ sở khoa học của kỹ thuật đo GPS động xử lý sau
Chương 3. Thử nghiệm đo GPS động xử lý sau với nhiều trạm cố định.
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GPS

1.1. Sự hình thành của hệ thống GPS


Từ những năm 60 của thế kỷ XX, Cơ quan Hàng không và Vũ trụ (NASA)
cùng với Quân đội Hoa Kỳ đã tiến hành chương trình nghiên cứu, phát triển hệ
thống dẫn đường và định vị chính xác bằng vệ tinh nhân tạo. Hệ thống định vị dẫn
đường bằng vệ tinh thế hệ đầu tiên là hệ thống TRANSIT. Hệ thống này có 6 vệ
tinh, hoạt động theo nguyên lý Doppler. Hệ thống TRANSIT được sử dụng trong
thương mại vào năm 1967. Một thời gian ngắn sau đó thì TRANSIT bắt đầu ứng
dụng trong trắc địa. Việc thiết lập mạng lưới điểm định vị khống chế toàn cầu là
những ứng dụng sớm nhất và giá trị nhất của hệ thống TRANSIT.
Định vị bằng hệ thống TRANSIT cần thời gian quan trắc rất lâu mà độ chính
xác chỉ đạt cỡ 1m. Do vậy, trong trắc địa thì hệ thống TRANSIT chỉ phù hợp với
công tác xây dựng các mạng lưới khống chế cạnh dài. Nó không thoả mãn được
các ứng dụng trong đo đạc thông dụng như đo đạc bản đồ, các công trình dân dụng
[6].
Tiếp theo thành công của hệ thống TRANSIT, hệ thống định vị vệ tinh thế hệ

Hiện nay hệ thống GPS vẫn đang phát triển ngày càng hoàn thiện về phần
cứng (thiết bị đo) và phần mềm (chương trình xử lý số liệu), được ứng dụng rộng
rãi vào mọi dạng công tác trắc địa bản đồ, trắc địa công trình dân dụng và các công
tác định vị khác theo chiều hướng ngày càng đơn giản và hiệu quả.
1.2. Cấu trúc của hệ thống GPS
GPS là một hệ thống kỹ thuật phức tạp và theo chức năng được chia thành 3
phần (còn gọi là đoạn – segment):
- Đoạn không gian (Space Segment);
- Đoạn điều khiển (Control Segment);
- Đoạn sử dụng (User Segment).

Hình 1.1. Cấu trúc của hệ thống GPS [1]
1.2.1. Đoạn không gian
Đoạn không gian gồm tối thiểu 24 vệ tinh nhân tạo bay trên 6 mặt phẳng quỹ
đạo cách đều nhau và nghiêng 55 0 so với mặt phẳng xích đạo của Trái đất. Quỹ đạo
của vệ tinh gần như hình tròn, vệ tinh bay ở độ cao xấp xỉ 20.200 km so với mặt


đất, bán kính quỹ đạo 26.600 km. Vệ tinh GPS chuyển động trên quỹ đạo với chu
kỳ là 718 phút, mỗi một quỹ đạo có ít nhất 4 vệ tinh. Do đó, ở bất kỳ thời gian nào
và bất kỳ vị trí nào trên Trái đất trong điều kiện địa hình thông thoáng cũng có thể
quan trắc được ít nhất 4 vệ tinh GPS – điều kiện tối thiểu để có thể định vị được
không gian 3 chiều.

Hình 1.2. Sơ đồ quỹ đạo vệ tinh hệ thống GPS

Hình 1.3. Vệ tinh GPS đang bay trên quĩ đạo quanh Trái đất
Một thành phần quan trọng của đoạn không gian là tín hiệu phát từ vệ tinh
đến các máy thu. Việc phát và thu tín hiệu vệ tinh là cơ sở để đo đạc với hệ
thống GPS.

một mã ngẫu nhiên, nhưng trong thực tế được phát sinh ra theo một thuật toán phức
tạp mà ta có thể biểu diễn một cách đơn giản dưới dạng hàm số G = G(PRN) với
PRN là số nguyên có giá trị từ 1 đến 36. Với mỗi một giá trị của PRN sẽ có một giả
ngẫu nhiên. Mỗi vệ tinh GPS được gán một giá trị PRN riêng và do đó nó có mã giả
ngẫu nhiên riêng [1]. Có hai loại mã giả ngẫu nhiên là:
- C/A-code (viết tắt của từ “clear/access code” hay “coare/acquisition code”),
được phát đi ở tần số 1.023Mhz và có chu kỳ lặp lại là 1ms (cứ 1ms thì mã C/Acode lại lặp lại). Chỉ có sóng tải L1 là được điều biến bởi C/A-code, tức là mã này
chỉ có trong sóng L1.
- P-code (viết tắt của từ “private code” hay “precide code”), được phát đi ở
tần số 10.23Mhz và có chu kỳ lặp lại là 266.4 ngày. Số 266.4 ngày này được chia
thành các khoảng 7 ngày (1 tuần) và mỗi khoảng được gán với 1 vệ tinh. Như vậy,
P-code của mỗi vệ tinh sẽ lặp lại sau 1 tuần. P-code được truyền bởi cả 2 sóng tải
L1 và L2. Khi chế độ A/S (Anti Spoofing) được bật thì P-code mã hoá thành Ycode và người dùng dân sự không sử dụng được.
- Các thông báo định vị (Navigation message) chứa các thông tin dự báo về:
+ Lịch vệ tinh;
+ Các hệ số của mô hình dùng để hiệu chỉnh sai số đồng hồ của vệ tinh;
+ Trạng thái của vệ tinh (đang hoạt động, ngừng hoạt động, sửa chữa,…);
+ Các thông số của mô hình mô tả ảnh hưởng của tầng điện ly.
Các thông tin dự báo trên được các trạm điều khiển cung cấp lên vệ tinh rồi
truyền xuống các máy thu của người sử dụng trong các thông báo định vị. Các
thông báo định vị được phát đi từng bít một (0 hay 1) cứ sau 20 chu kỳ lặp lại của


mã C/A-code. Toàn bộ một thông báo định vị dài 1500bit và để truyền tải một
thông báo như vậy cần 30s [10].

Hình 1.4. Cấu trúc tín hiệu GPS [1]

1.2.2. Đoạn điều khiển
Đoạn điều khiển bao gồm các thiết bị để điều khiển vệ tinh, theo dõi trạng thái

Từ tháng 8 năm 2005, 6 trạm điều khiển của NGA (National GeospatialIntelligence Agency – Cơ quan tình báo địa không gian Mỹ) đã được thêm vào phần
điều khiển của GPS, nâng tổng số trạm điều khiển lên thành 11 trạm. Với số lượng


trạm điều khiển như vậy, mỗi một vệ tinh luôn luôn có thể được nhìn thấy từ ít nhất
là 2 trạm điều khiển và kết quả xác định vị trí của vệ tinh sẽ được chính xác hơn.
Trong thời gian tới sẽ có thêm 5 trạm điều khiển nữa của NGA được bổ sung và khi
đó mỗi vệ tinh luôn luôn có thể được nhìn thấy từ tối thiểu 3 trạm điều khiển [1].
Sau khi số liệu GPS được thu thập, xử lý, tọa độ và độ lệch của đồng hồ của
từng vệ tinh được tính toán và hiệu chỉnh tại trạm chủ và truyền tới các vệ tinh hàng
ngày thông qua các trạm theo dõi.
1.2.3. Đoạn sử dụng
Đoạn sử dụng bao gồm các máy thu tín hiệu vệ tinh và phần mềm tính toán
xử lý số liệu. Máy thu tín hiệu GPS có thể đặt cố định trên mặt đất hay có thể gắn
trên các phương tiện chuyển động như đi bộ, ôtô, tàu điện, tàu thủy, tên lửa, vệ tinh
nhân tạo,…tùy theo mục đích sử dụng.
Các thiết bị của đoạn sử dụng rất đa dạng bởi chúng phục vụ cho rất nhiều
ứng dụng khác nhau của GPS. Các thiết bị này thường được phân loại theo loại trị
đo mà chúng có thể thực hiện được, đó là [1]:
+ Các máy thu GPS để định vị trong mục đích dân sự, chúng sử dụng
phương pháp đo mã C/A-code ở tần số L1;
+ Các máy thu GPS để định vị trong các mục đích quân sự, chúng sử dụng
phương pháp đo mã C/A-code và P-code ở cả 2 tần số L1 và L2;
+ Các máy đo pha một tần số (L1);
+ Các máy đo pha 2 tần số L1 và L2.
Trong số 4 loại máy trên thì có hai loại sau được sử dụng trong đo đạc địa
chính vì chúng cho độ chính xác rất cao, tới vài milimét.


Hình 1.6. Một số loại máy thu GPS của hãng Trimble

gian đo phụ thuộc vào số lượng vệ tinh, đồ hình vệ tinh, chiều dài cạnh đáy, loại
máy thu (1 tần số hay là 2 tần số), yêu cầu về độ chính xác,…Cần chú ý là trong quá
trình đo phải có tối thiểu 4 vệ tinh cùng được nhìn thấy từ base receiver và remote
receiver.

Hình 1.7. Sơ đồ kỹ thuật đo tĩnh
Sau khi đo đạc xong ngoài thực địa, dữ liệu được trút vào máy tính để xử lý
bằng các phần mềm chuyên dụng. Kết quả xử lý sẽ là lời giải của các cạnh đáy ở
nhiều mức độ khác nhau:
- Fixed solution: tìm thấy được (giải được) số nguyên chu kỳ;
- Float solution: không giải được số nguyên chu kỳ;


- Iono free solution: đã khử được ảnh hưởng của tầng điện ly, chỉ áp dụng
với kết quả đo ở 2 tần số L1, L2. Tùy theo việc số nguyên chu kỳ có tìm thấy không
mà có 2 loại lời giải “Iono free fixed solution” hay “Iono free float solution”.
Tùy thuộc vào chiều dài cạnh đáy (baseline) mà có các yêu cầu đối với kết
quả xử lý [1]:
- Đối với cạnh ngắn (< 15-20km), bắt buộc phải tìm được số nguyên chu kỳ
mới đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy. Tức là yêu cầu phải đạt được Fixed
solution.
- Đối với cạnh đáy dài (> 20km) thì lời giải “Iono free fixed solution” là lời
giải tốt nhất. Tuy nhiên, nếu cạnh đáy (> 30km) thì lời giải “Iono free float
solution” cũng chấp nhận được nhưng cần kiểm tra cẩn thận kết quả đo đạc và nhất
thiết phải bình sai lưới để đảm bảo độ tin cậy.
- Đối với cạnh đáy rất dài (> 200km nếu sử dụng lịch vệ tinh dự báo, hay >
2000km nếu sử dụng lịch vệ tinh chính xác) thì “Iono free float solution” là lời giải
tốt nhất với điều kiện là thời gian đo phải đủ lâu, từ vài giờ trở lên.
Chú ý rằng với các máy thu 1 tần số L1, chỉ có thể đo được các cạnh đáy
ngắn (< 15 – 20km), bởi vậy lời giải “fixed solution” là yêu cầu bắt buộc khi sử

15 giây tùy thuộc vào tần suất ghi tín hiệu. Theo phương pháp này chỉ cần có ít nhất
2 máy thu. Để xác định được số nguyên chu kỳ của tín hiệu vệ tinh cần phải có một
cạnh đáy đã biết, tức là nối 2 điểm đã biết tọa độ. Sau khi đã xác định được số
nguyên chu kỳ thì nó được giữ nguyên để tính khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu
cho các điểm đo tiếp sau trong suốt ca đo. Nhờ vậy, thời gian thu tín hiệu tại điểm
đo chỉ vài chục giây, không phải thời gian dài như phương pháp đo tĩnh.
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 được gọi là
máy cố định (base station). Ở điểm cuối cạnh đáy, ta đặt máy thu thứ hai cho nó thu
tín hiệu vệ tinh đồng thời với máy cố định trong vòng từ 20 đến 60 giây. Công việc
này gọi là khởi đo (initialization). Tiếp đó cho máy di động lần lượt chuyển đến các
điểm đo cần xác định, tại mỗi điểm đo dừng lại để thu tín hiệu trong một vài phút và
cuối cùng trở về điểm xuất phát là điểm cuối cạnh đáy để khép tuyến đo bằng lần
thu tín hiệu thứ hai cũng kéo dài trong một phút tại điểm này.
Yêu cầu nhất thiết của phương pháp đo động là cả máy cố định và máy di
động đều phải đồng thời thu tín hiệu từ ít nhất là 4 vệ tinh chung trong suốt ca đo.
Vì vậy tuyến đo phải được bố trí ở khu vực thoáng đãng để không xảy ra tình trạng
thu tín hiệu bị gián đoạn (gọi là trượt chu kỳ - cycle slip). Nếu xảy ra trường hợp
này là phải tiến hành khởi đo lại tại cạnh đáy xuất phát hoặc sử dụng một cạnh đáy
khác được thiết lập dự phòng trên tuyến đo. Cạnh đáy có thể dài từ 2m đến 5km và
có độ chính xác cỡ centimét là đủ. Trong phương pháp đo động, có thể dùng các kỹ
thuật đo khác nhau như: đo liên tục (continuous), hoặc “dừng và đi” (Stop and Go)
hoặc kiểu đo đánh dấu sự kiện (Event Markers) [4],…Trong đó kỹ thuật đo “dừng
và đi” được dùng nhiều trong đo chi tiết để thành lập bản đồ địa hình, bản đồ địa
chính, đo vẽ mặt cắt địa hình, đo bao các khu vực để kiểm kê diện tích đất sử dụng.


Hình 1.8. Sơ đồ kỹ thuật đo GPS động (Kinematic GPS)
Tuỳ thuộc vào thời điểm xử lý số liệu đo (xử lý ngay thực địa hay xử lý
trong phòng sau khi đo) mà người ta chia làm 2 dạng:

xác định vị không bằng phương pháp đo động. Trong phương pháp này không cần
làm thủ tục khởi đo, tức là không cần sử dụng cạnh đáy đã biết. Máy cố định cũng
phải tiến hành thu tín hiệu vệ tinh liên tục trong suốt chu kỳ đo, còn máy di động
được chuyển đến từng điểm đo, tại mỗi điểm thu tín hiệu trong vòng 5-10 phút.
Sau khi đo hết lượt, máy đo động quay trở về điểm xuất phát (điểm đo đầu
tiên) và đo lặp lại tất cả các điểm theo đúng trình tự trước đó, nhưng phải bảo đảm
sao cho khoảng thời gian dãn cách giữa 2 lần đo tại mỗi điểm không ít hơn một
tiếng đồng hồ. Chính trong khoảng thời gian này đồ hình phân bố vệ tinh thay đổi
đủ để xác định số nguyên đa trị, còn 2 lần đo, mỗi lần kéo dài 5-10 phút và giãn
cách nhau một tiếng đồng hồ có tác dụng tương đương như phép đo tĩnh kéo dài
trong một tiếng. Yêu cầu nhất thiết cho phép đo này là phải có được ít nhất là 4 vệ
tinh chung cho cả 2 lần đo tại mỗi điểm quan sát [6].
Điều đáng chú ý là máy di động không nhất thiết phải thu tín hiệu liên tục
trong suốt cả chu kỳ đo mà chỉ thu trong vòng 5-10 phút tại mỗi điểm đo, nghĩa là
có thể tắt máy trong lúc di chuyển từ điểm nọ sang điểm kia. Điều này cho phép áp
dụng phương pháp ở cả những khu vực có nhiều vật che khuất. Về mặt thiết kế, tổ
chức đo thì chỉ nên bố trí khu vực đo tương đối nhỏ so với lượng điểm vừa phải để
có thể kịp đo lặp tại mỗi điểm sau một tiếng đồng hồ và bảo đảm số lượng vệ tinh
chung cho cả 2 lần đo phải có ít nhất được 4 vệ tinh.
1.3.2.5. Đo GPS cải chính phân sai (DGPS – Differential GPS)
Là phương pháp đo GPS sử dụng kỹ thuật định vị tuyệt đối sử dụng trị đo
code có độ chính xác đo tọa độ 0.5-3m. Nội dung của phương pháp đo là dùng 2
trạm đo trong đó 1 trạm gốc (Base station) có tọa độ biết trước và 1 trạm đo tại các
điểm cần đo tọa độ (Rover station). Trên cơ sở độ lệch về tọa độ đo so với tọa độ
thực tại trạm gốc để hiệu chỉnh vào kết quả đo tại trạm động theo nguyên tắc đồng
ảnh hưởng. Yêu cầu quan trọng khi đo phân sai là trạm tĩnh hay trạm động đều phải
thu tín hiệu đồng thời, cùng số vệ tinh. Có hai phương pháp đo cải chính phân sai
[1]:
- Cải chính vào cạnh: sử dụng cạnh tính theo trị đo code của trạm tĩnh đến
từng vệ tinh và tìm độ lệch so với khoảng cách thực của nó trên cơ sở tọa độ điểm

1 giờ

- 1 tần số: 5mm+1ppm - Máy một tần số cho độ
2
tần
số: chính xác tốt nhất với S ≤
5mm+0.5ppm
10km

Đo tĩnh
nhanh
(Fast
static)

4

8’-30’

5-10mm+1ppm (phụ Các thủ tục đo như phương
thuộc vào thời gian đo) pháp đo tĩnh

Đo động
xử lý sau
(GPSPPK)
Đo động
thời gian
thực
(GPSRTK)
Đo
DGPS

vệ tinh, PDOP
- Dẫn đường bay, điều khiển cất cánh, hạ cánh tại các sân bay.
1.4.1.3. Ứng dụng GPS trong trắc địa
- Trong đo đạc địa chính: ứng dụng thành lập bản đồ địa chính theo phương
pháp đo PPK hoặc RTK;
- Lưới khống chế trắc địa: ứng dụng thành lập các mạng lưới có độ chính xác
cao (như lưới nhà nước hạng I, II) tới độ chính xác thấp hơn như lưới hạng I, II và
lưới khống chế ảnh;


- Theo dõi biến dạng cục bộ: nhằm theo dõi lún do khai thác mỏ hoặc biến
dạng công trình;
- Theo dõi biến dạng toàn bộ: như hoạt động kiến tạo của địa tầng, sự trôi dạt
của các lục địa.
1.4.2. Tình hình ứng dụng GPS ở Việt Nam
1.4.2.1. Ứng dụng GPS thành lập mạng lưới khống chế quốc gia
Từ năm 1991 đến năm 1993 Cục Đo đạc và Bản đồ nhà nước đã kịp thời ứng
dụng công nghệ GPS để phủ lưới tọa độ tại các khu vực khó khăn: Minh Hải, Sông
Bé, Tây Nguyên với máy thu một tần số 4000ST và máy thu hai tần số 4000SST với
tổng số điểm là 117 điểm tạo thành mạng lưới dày đặc. Năm 1992 đã xây dựng lưới
trắc địa biển gồm 36 điểm trong đó có 09 điểm thuộc lưới tam giác đường chuyền
dọc bờ biển.
Cuối năm 1995 Tổng Cục Địa chính đã quyêt định xây dựng lưới tọa độ cấp
"0" quốc gia gồm 96 điểm trong đó có 68 điểm thiết kế trùng với các điểm tọa độ
hạng I, II trước đây [9].
Năm 1997 Tổng cục Địa chính đã sử dụng công nghệ GPS để đo nối tọa độ
với lưới IGS quốc tế gồm 04 điểm là: Guam, Đài Loan, Lhasa (Tây Tạng), Shao
(Thượng Hải).
Từ năm 1994, khi công tác đo đạc thành lập bản đồ địa chính trở thành
nhiệm vụ cấp bách, Tổng cục Địa chính đã phê duyệt dự án xây dựng mạng lưới tọa
độ hạng III phủ trùm toàn quốc dày hơn mạng lưới hạng III cũ và được xây dựng

Dựa trên độ chính xác của GPS, việc ứng dụng GPS vào trong đo đạc địa
chính đã được thực hiện từ khá sớm ở nước ta. Các nghiên cứu ứng dụng GPS của
Viện Nghiên cứu Địa chính (nay là Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ) như đo vẽ
bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000 khu vực đất nông nghiệp tại xã Dục Tú, ngoại thành
Hà Nội năm 1998; đo vẽ bản đồ địa chính đất thổ canh tỷ lệ 1:2000 tại xã Mộc Bắc,
huyện Duy Tiên, tỉnh Hà Nam năm 1998; đo vẽ bản đồ địa chính đất thổ canh kết
hợp với công nghệ ảnh số tỷ lệ 1:1000 tại phường Tân Hiệp, thành phố Biên Hòa,
tỉnh Đồng Nai năm 1999.
Ngoài ra, hiện nay tình hình triển khai ứng dụng GPS trong các đơn vị sản
xuất đã được phổ biến rộng rãi và có chiều sâu. Ví dụ về một số dự án đo đạc mà
tác giả đã tìm hiểu như xây dựng lưới tọa độ địa chính tại xã Phú Mãn, huyện Quốc
Oai, thành phố Hà Nội; đo chi tiết thành lập bản đồ địa chính bằng phương pháp
RTK ở huyện Lương Tài, tỉnh Bắc Ninh; đo chi tiết thành lập bản đồ địa chính bằng
phương pháp RTK tại xã Đông Hòa Hiệp, tỉnh Tiền Giang; Đo vẽ bản đồ địa chính
tỷ lệ 1:1000 khu đo Đại học Quốc gia, huyện Thạch Thất, thành phố Hà Nội.
Các công đoạn trong đo đạc địa chính hiện nay sử dụng công nghệ GPS bao
gồm:
- Xây dựng lưới bằng công nghệ GPS: lưới địa chính được đo bằng công
nghệ GPS, khi đo sử dụng các loại máy như Trimble 4600LS, Trimble 4000SSE,…
Trong quá trình đo cũng đảm bảo các yêu cầu về thời gian đo mỗi ca đo tối thiểu là
từ 60 phút trở lên, đồng thời trị đo là tối đa; trước khi đo cũng phải lập lịch đo; đặt
góc ngưỡng vệ tinh; chiều cao anten; số hiệu điểm đo. Sau khi thu được kết quả đo
ngoài thực địa, bước tiếp theo sẽ là xử lý nội nghiệp bằng các phần mềm chuyên
dụng như TBC (Trimble Business Center), TGO (Trimble Geomatics Office),
GPSurvey,…
- Đo chi tiết bằng phương pháp PPK, RTK: phương pháp này gồm cố máy cố
định (Base) được đặt cố định trong suốt quá trình đo và máy động (Rover) di


chuyển trong quá trình đo điểm chi tiết; phương pháp này cũng yêu cầu về số lượng

∆ϕ ik (t) (tính bằng đơn vị bước sóng) giữa tín hiệu thu được và tín hiệu do chính nó

phát ra.

Hình 2.1. Độ lệch pha giữa sóng từ vệ tinh và sóng do máy thu phát ra
Nếu khoảng cách giữa vệ tinh và máy thu bằng 0 thì ∆ϕ ik (t) = 0, tuy nhiên
nếu khoảng cách này khác 0 thì độ lệch pha đo được cũng khác 0 bởi tín hiệu của vệ
tinh mất thời gian truyền từ vệ tinh tới máy thu. Khi đó [1]:
∆ϕ ik (t) = ϕ i (t) - ϕ k (t) + N ik
(2.1)
k
với ϕ i (t) là pha của tín hiệu phát ra từ máy thu và ϕ (t) là pha của tín hiệu vệ tinh
nhận được ở máy thu.