ế

ể ứ

ệ ậ

ủ ế ủ

ử ế ự ộ

T năm 1990 đ n 1992 ả ệ ặ

ế

ạ ầ

ướ ọ

ữ ng trong giao thông v n t ậ ả ồ ẫ ườ ị ả ạ

ư

ế

ầ ề ầ ướ

ướ

ế

ệ ng; kinh phí xây d ng l ệ ạ

ệ ụ ụ ị

ề ờ

ướ

ế

quá trình nghiên c uứ và th nghi m đ ng d ng c ta đã rút ra k t lu n quan tr ng v công ngh GPS vào đo đ c b n đ n ề ồ ở ướ nh ng đ c đi m ch y u c a công ngh đ nh v GPS là: T đ ng hóa cao quá trình ệ ị hai đ n đo đ c ngo i nghi p và x lý tính toán k t qu đo; đ chính xác cao h n t ạ ơ ừ ế ba l n so v i công ngh truy n th ng; m r ng kh năng k thu t: đo đ c trên vài ỹ ậ ở ộ ạ ớ ng chuy n đ ng, i t a đ trên bi n; đ nh v nh ng đ i t nghìn km, xây d ng l ộ ể ố ượ ị ộ ự i... Nh vi c ng d ng đo đ c thành l p b n đ , d n đ ụ ờ ệ ứ ậ ng c a th i ti công ngh GPS mà quá trình đo đ c h u nh không ch u nh h t, ờ ế ủ ưở ệ t ki m th i gian đo nhi u l n so v i công ngh truy n th ng, không khí h u; ti ố ề ớ ậ hai đ n ph i d ng c t tiêu, phát cây thông h i gi m t ự ộ ả ự ả ba l n so v i công ngh truy n th ng; t o đi u ki n đáp ng nhanh, đ y đ , chính ủ ứ ố ớ ầ xác thông tin, ph c v k p th i yêu c u qu n lý Nhà n - xã c và phát tri n kinh t ả h i, qu c phòng, anh ninh. ộ

ệ ứ

t Nam đã có r t nhi u máy thu GPS các lo i c a các hãng khác nhau, t

ế ừ ỗ ỉ ề

ầ ố ủ ạ ủ ộ

ế

ự ứ

ừ ứ

ẽ ặ ắ

ế

ng; xây d ng các m ng l

i to đ , đ cao đ

i công trình v.v...

c phát T đó đ n nay, vi c ng d ng công ngh GPS đã có nh ng b ừ ướ tri n r t l n. T ch ch có 3 máy thu GPS 1 t n s c a hãng TRIMBLE, đ n nay ể ấ ớ ở ế Vi máy thu ừ ệ đ t trên máy bay, máy thu 2 t n s , máy đo đ ng đ n máy có đ chính xác trung ặ ng bình. Các lĩnh v c ng d ng công ngh GPS hi n nay cũng r t đa d ng, t ụ ệ ệ d ng đ xây d ng các m ng l c, đ chính xác cao, kho ng cách i to đ nhà n ướ ướ ả ạ ộ ạ ự ụ ng và xác đ nh to đ tim tuy n, đo v m t c t, tính l n; ng d ng trong d n đ ị ạ ộ ườ ớ ứ ng chuy n c p 1, 2; d n kh i l ạ ộ ộ ấ ề ườ ạ ố ượ đ ng và xác đ nh to đ đo v b n đ đ a hình đáy bi n; đo to đ đ cao các ồ ị ườ ạ ộ ộ ể i; xây d ng, đ nh v các m ng l m c qu c gi ạ ố

ướ ẽ ả ị

ạ ộ ự

ướ

2.1. Gi

i thi u h th ng đ nh v toàn c u GPS ị

ệ ố

Nguyên lý đ nh v GPS ị Nguyên lý đ nh v GPS ị

ị ị

Đ nh v t • Đo GPS t

i. Trong ph

ả ừ ệ

ị ươ ươ ơ ở ử ụ ả

ố ế

ng đ i ố c th c hi n ng đ i đ ự ố ượ ng đo là trên c s s d ng đ i l ạ ượ pha sóng t ng pháp này ươ s d ng ít nh t là hai máy thu GPS ử ụ hai đi m quan sát khác nhau đ đ t ể ặ ở xác đ nh ra hi u t a đ vuông góc ọ ị không gian (D X, D Y, D Z) hay hi u ệ D B, D L, D H) gi a ữ t a đ tr c đ a ( ị ộ ắ ọ . chúng trong h WGS 84 qu c t ố ế ệ

Đ nh v tuy t đ i ệ ố ị c th c hi n trên •Đo GPS tuy t đ i đ ệ ố ượ ng đo là kho ng c s s d ng đ i l ạ ượ ơ ở ử ụ t v tinh đ n máy thu theo cách gi ế các nguyên t c giao h i không gian t ộ ắ v tinh đã bi ạ ộ. T đó xác đ nh t to đ ế ị ệ ngay ra to đ c a đi m quan sát trong ạ ộ ủ h to đ WGS 84 qu c t , có th là ệ ạ ộ các thành ph n to đ vuông góc ạ ộ không gian (X, Y, Z) ho c các thành ặ ph n to đ tr c đ a (B, L, H).

ạ ộ ắ ị

Các ph Các ph

ng pháp đo GPS ng pháp đo GPS

ươ ươ

ạ ộ ủ

ị ệ

ặ ộ

ậ ị

ự ệ ồ

ủ ầ ộ

ể ị

ươ ề

ấ ố

ượ ố ồ

ấ ủ

ộ ệ ủ ườ

ươ

ươ

ử ụ

.

ng đ i Đo GPS t ố Th c ch t c a ph ng pháp đo là xác đ nh ươ ấ ủ hi u to đ không gian c a hai đi m đo ạ ộ đ ng th i đ t trên hai đ u c a kho ng ờ cách c n đo (Baseline). Đ chính xác c a ủ ầ c ng pháp này r t cao do lo i tr đ ph ạ ừ ượ nhi u ngu n sai s nên đ c s d ng ồ ử ụ i kh ng ch tr c trong đo đ c xây d ng l ế ắ ạ ướ đ a và công tác đo đ c b n đ các lo i t ạ ỷ ả ạ ị . Do b n ch t c a ph l ng pháp nên c n ầ ươ ệ i thi u 2 máy thu v tinh trong m t th i t ờ ệ ố đi m đo. Ph thu c vào quan h c a các ể tr m đo trong th i gian đo mà ng i ta chia ờ ạ ng đ i sau: thành các lo i đo t ố

Đo GPS tuy t đ i ệ ố Là k thu t xác đ nh to đ c a đi m ể ậ đ t máy thu tín hi u v tinh trong h to ệ ạ đ toàn c u WGS – 84. K thu t đ nh v ầ ị này là vi c tính to đ c a đi m đo nh ạ ộ ủ ờ ệ vi c gi i bài toán giao h i ngh ch không ộ ệ gian trên c s kho ng cách đo đ c t ượ ừ ơ ở ả các v tinh đ n máy thu và to đ c a ạ ộ ủ ế ệ i th i đi m đo. Do nhi u các v tinh t ờ ề ạ ệ ngu n sai s nên đ chính xác v trí đi m ể ị ộ ố c cho vi c xác đ nh th p, không dùng đ ị ượ chính xác, dùng ch y u cho vi c d n ẫ ủ ế đ ng, và các m c đích đo đ c có yêu ườ c u đ chính xác không cao. Đ i v i ộ ầ ng pháp này s d ng m t máy thu ph ươ tín hi u v tinh ệ

ng đ i ố ng đ i ố

Đo GPS t ươ Đo GPS t ươ - Đo GPS tĩnh (Static)

ử ụ

ươ

ị i. Hai ho c nhi u máy thu đ t c đ nh thu tín hi u GPS t ạ

1 gi

ng t

ng pháp chính xác nh t vì nó s d ng c hai tr đo code và i các đi m phase sóng t ặ c n đo to đ trong kho ng th i gian thông th ầ

Đây là ph ả ạ ộ

ả ệ tr lên. ờ ở

ặ ố ị ườ

Th i gian đó kéo dài đ đ t đ

ể ạ ượ ự

ổ ồ

ư

ạ ộ

ề ố ạ ộ

ậ ướ

ế ắ

ư

ế

c s thay đ i đ hình v tinh, cung c p tr ờ ị đo d và gi m đ c nhi u sai s khác nh m m c đích đ t đ chính xác cao nh t. ả ằ ượ ng đ i đ t đ chính xác c centimet dùng cho các ng d ng có đ Đo GPS tĩnh t ỡ ươ ộ i kh ng ch tr c đ a, quan tr c bi n d ng chính xác cao nh t, nh thành l p l ố ấ công trình....

- Đo GPS tĩnh nhanh (Fast static)

Ph

ư

ơ

ố ộ

ấ ố

ươ ọ

ắ ươ

ỏ ữ ệ

i nhanh đ i và tr đo code. Ph ị ạ ả ố ệ

ỉ ộ

ố ề ẽ ỗ ợ ệ

ng pháp này b n ch t gi ng nh đo GPS tĩnh nh ng th i gian đo ờ ư c s nguyên đa tr . ng n h n. G i là đo nhanh – tăng t c đ là do gi ị ượ ố ng pháp đo tĩnh Ph ng pháp đòi h i d li u tr đo pha sóng t ị ươ nhanh v i máy thu GPS 2 t n s ch có hi u qu trên c nh ng n. Th i gian đo tĩnh ầ ố ờ ệ ớ ổ ừ ‚ 30’ ph thu c vào s v tinh và đ hình v tinh. S nhi u nhanh thay đ i t 8’ ụ h n đ m b o tr đo d v i đ hình v tinh phân b đ u s h tr vi c tìm nhanh ư ớ ồ ị ơ s nguyên đa tr và gi m th i gian đ nh v . ị ả ố

ớ ầ ố

Hi n nay các hãng s n xu t đã có lo i máy thu đo tĩnh nhanh v i t n s L1 – C/A Code. Hãng Trimble đã phát tri n k thu t đo tĩnh nhanh v i máy thu 4600 LS (t n ậ ầ s L1). 4800 (t n s L1, L2) và đ c bi c c 3 t v i máy thu GPSR7 GNSS thu đ ượ ả ệ ớ ầ ố ố t n s L1, L2, L2C. ầ ố

Ph

ng pháp đo GPS gi

đ ng.

ng đ i Đo GPS t ố ng đ i Đo GPS t ố Đo GPS đ ng t c th i (Kinematic). ứ ộ

ươ ươ ờ

ươ

ả ộ

ng pháp đ

ươ

ả ộ

ố ủ

ạ ờ

ạ ộ

ớ ẫ

Ph c ti n hành v i ế ượ ươ i tr m c đ nh (Base m t máy đ t t ố ị ặ ạ ạ ộ station) và m t ho c nhi u các máy ề ặ ộ khác (Rover stations) di đ ng đ n ế các đi m c n đo to đ thu tín hi u ệ v tinh đ ng th i. Đo GPS đ ng t c ứ ộ ệ ồ i pháp nh m gi m t i th i là gi ố ằ ả ờ ng thi u th i gian đo so v i ph ươ ờ ể pháp GPS tĩnh nh ng v n đ t đ ộ ạ ư chính xác c cm.

đ ng cũng cho phép xác ng pháp đo gi Ph ng đ i c a hàng lo t đi m so v i đ nh v trí t ươ ị ị t trong kho ng th i gian đo khá đi m đã bi ế nhanh nh ng đ chính xác đ nh v không cao ư ị ị ng pháp ng pháp đo đ ng. Trong ph b ng ph ươ ộ ươ ằ này không c n làm th t c kh i đo t c là không ứ ở ủ ụ ầ c n s d ng c nh đáy đã bi t. Máy c đ nh cũng ố ị ế ạ ầ ử ụ ph i ti n hành thu tín hi u v tinh liên t c trong ả ế ụ ệ ệ su t chu kỳ đo, t i m i đi m thu tín hi u trong 5 ố – 10 phút.

tr ự ướ

Tuỳ thu c vào th i đi m x lý s ử ố ể ờ li u đo – x lý ngay t i th c đ a hay ự ị ử trong phòng sau khi đo, ng i ta ườ chia thành 2 d ng đo GPS đ ng: ộ ạ

- Đo GPS đ ng th i gian th c (GPS ờ RTK – Real Time Kinematic GPS).

- Đo GPS đ ng x lý sau (GPS PPK ử – Post Processing Kinematic GPS).

ể ể ừ ể

ể ắ ể

ng pháp c

ả ở

Sau khi đo h t l t máy di đ ng quay tr v ế ượ ở ề đi m xu t phát (đi m đo đ u tiên) và đo l p l i ể ấ ể ặ ạ t c các đi m theo đúng trình t t c đó, ể ấ ả nh ng ph i đ m b o sao cho kho ng th i g ờ ian ả ả ả ả ư dãn cách gi a hai l n đo t i m i đi m là t m t ể ầ ữ ừ ộ ạ đ ng h tr lên. Đi u đáng chú ý là máy di gi ồ ở ề ờ ồ v đ ng không nh t thi t ph i thu tín hi u t ệ ừ ệ ả ế ấ ộ tinh liên t c trong su t chu kỳ đo mà ch c n thu ỉ ầ ố ụ i m i đi m đo, nghĩa là trong vòng 5 – 10 phút t ạ có th t đi m n t máy trong lúc v n chuy n t ọ ậ sang đi m kia. Đi u này cho phép áp d ng ề ph khu v c có nhi u v t che ươ khu t. ấ

C u hình hình h c GPS và C u hình hình h c GPS và

ọ ọ

ấ ấ

ộĐ chính xác Đ chính xác

ng c a c u hình hình h c v tinh đ

nh h

ọ ệ

ưở

ủ ấ

ể ệ

ượ

ằ c tính b ng t s gi a đ chính xác đ nh v ị

c th hi n b ng các suy gi m chính ượ ằ

ỉ ố ữ ộ

o

Ả xác DOP (Dilution of Precision) và đ = DOP. s ặ s và đ chính xác đo, ho c: ộ Trong đó s

ị ố

o là đ chính xác c a tr s đo (đ tán x tiêu chu n)

là đ chính xác đ nh v (đ tán x tiêu chu n trong m t tr s t a đ ) ộ ị ố ọ ộ

ị ộ

ườ

Các tr s DOP th ị ố VDOP. s HDOP. s PDOP. s TDOP. s THDOP. s GDOP. s

ng dùng nh t là: o là đ chính xác tiêu chu n trong cao đ . ộ o là đ chính xác v trí m t ph ng 2D. ị o là đ chính xác v trí không gian 3D. ị o là đ chính xác tiêu chu n trong th i gian. ờ o là đ chính xác m t ph ng và th i gian. ặ ờ

o là đ chính xác v trí không gian 3D và th i gian.

s

Các lo i sai s trong đo Các lo i sai s trong đo

GPSGPS

ố ố

ạ ạ

 Sai s do v tinh

ệ ố

 Sai s do môi tr ố

 Sai s do máy thu

ng ườ

 Sai s do đ ng h

 Sai s do quĩ đ o v tinh

ố ồ ồ

 Sai s do t ng đi n ly và t ng đ i l u ố ư ệ

ệ ạ ố

 Sai s do nhi u tín hi u ệ

ầ ầ ố

ễ ố

 Sai s do ng ố

i đo ườ

2.2 Gi 2.2 Gi

i thi u máy thu GPS i thi u máy thu GPS

ớ ớ

ệ ệ

 Hi n nay trên th tr

ng Vi ị ườ ệ ệ t Nam có r t nhi u lo i máy thu GPS nh : ư ạ ề ấ

Trimble(M ); Leica(Th y Sĩ); Topcon(Nh t); South(Trung Qu c)…. ụ ậ ố ỹ

Các hãng máy này đ u có các lo i máy đo 1 t n, 2 t n… Nh ng thông ư ề ầ ầ ạ

i làm d ng và ph bi n, ph n m m d s d ng, quen thu c v i ng ụ ễ ử ụ ổ ế ề ầ ộ ớ ườ

tr c đ a t i Vi c ị ạ ắ ệ t Nam là hãng Trimble(M ). Đây là lo i máy đã đ ỹ ạ ượ

ng d ng đ u tiên t i Vi t Nam đ thành l p m ng l i t a đ c p ứ ụ ầ ạ ệ ể ậ ạ ướ ọ ộ ấ

 Các lo i máy thu GPS c a Trimble ph c v công tác tr c đ a hi n có

c v i đ chính xác r t cao. h ng cao nhà n ạ ướ ớ ộ ấ

ủ ụ ụ ệ ắ ạ ị

bán trên th tr ng Vi t Nam nh : Trimble R3 System; Trimble R4 ị ườ ệ ư

System; Trimble R5 System; Trimble R6 System; Trimble R7 System;

Trimble R8 System (có catalog và báo giá kèm theo)

ỹ ỹ

ầ ầ

ả ả

ậ ậ

ề ấ ỹ ỉ

ậ (Total Station) và g ươ ạ ả

2.3 Yêu c u k thu t kh o sát công trình giao 2.3 Yêu c u k thu t kh o sát công trình giao thông thông  L ng chuy n c p 2 (ĐC2) v i các ch tiêu k thu t ghi trong đ ng ph n ạ chi u có chân c đ nh.

i đ ớ ướ ườ c đo đ c b ng máy toàn đ c đi n t ượ ệ ử ế ằ ố ị

– - đ chính xác đo góc : 5". ộ

– - đ chính xác đo dài : ( 5mm+3ppm x D). ộ

- chi u dài c nh c a l ỏ ơ ơ ớ

ạ T t nh t là t ấ ề ố i không nh h n 80 m và không l n h n 350 m. ủ ướ 150m đ n 250m. ế ừ

£ - đ chính xác đo góc : m – ộ

£ - đ chính xác đo c nh : ms/s 10". – ạ ộ

ng đ i đ ng chuy n: 1: 5000. - sai s khép t ố ươ ố ườ 1: 5000. ề : [ S] £

fx : sai s khép gia s to đ theo tr c x. ố ạ ộ ụ ố

fy : sai s khép gia s to đ theo tr c y. ố ạ ộ ụ ố

S : chi u dài gi a 2 đi m GPS h ng IV. ữ ể ề ạ

£ - sai s khép góc : 20" (n là s góc đo) ố ố

£ - sai s v trí đi m: 50mm ố ị ể

ầ ầ

ậ ậ

ả ả

ỹ ỹ

2.3 Yêu c u k thu t kh o sát công trình giao 2.3 Yêu c u k thu t kh o sát công trình giao thông thông Theo quy trình TCN-263-2000 kh o sát đ

ng ô tô thì công tác đo đ c c n th c hi n:

ạ ầ

ườ

ộ ấ

ậ ố

ấ ấ ủ ườ

ầ ư

ặ ủ

ư

ế

i v.v... do v y bình đ cao đ tuy n đ

ề ả ắ

ụ ộ

ư

ế

Đ i v i đ ng làm m i có c p k thu t 60 - 80 và đ ng th i thu c c p qu n lý I - II ồ ố ớ ườ ng cao t c theo TCVN 5729-1997. Đ i v i đ ng hi n - III; cũng nh các c p c a đ ố ớ ườ ệ ư quy t đ nh có ho c không kh o sát theo to đ . ạ ộ Đ ng h u do C p quy t đ nh đ u t ế ị ườ ữ ế ị quan tr ng c a qu c gia, công trình đ ng có liên các c p này ch y u là các tr c l ườ ố ụ ộ ọ ủ ế quan đ n quy ho ch xây d ng cũng nh các công trình dân d ng hi n h u c a nhi u ữ ủ ạ ng ph i g n ngành khác nh thu đi n, thu l ườ ỷ ợ vào h to đ X,Y, và đ cao qu c gia. ố

ỷ ệ ộ

ệ ạ ộ

c yêu c u này c n xây d ng h th ng l

ệ ố

ướ

i kh ng ch m t b ng trên toàn ế ặ ằ

Đ đ t đ tuy n g m:

ể ạ ượ ồ ế

- L

ướ

i kh ng ch m t b ng h ng IV. ế ặ ằ

- L

ng chuy n c p 2.

i đ ướ ườ

ề ấ

- L

i đ cao h ng IV.

ướ ộ

- L

ướ ộ

i đ cao c p k thu t. ấ

ế ặ ằ

ượ

ướ ệ

c th c hi n b ng công ngh GPS ho c công ặ ệ chi uế Gauss quy ệ

L ố ngh đo đ c thông th ỉ ạ đ nh trong Quy ph m t m th i c a T ng c c Đ a chính ban hành năm 1996 ổ ị

ự ng v i các ch tiêu đ chính xác trong h quy ị

i kh ng ch m t b ng h ng IV đ ườ ạ

ớ ờ ủ

ỹ ỹ

ầ ầ

ậ ậ

ả ả

i kh ng ch đ cao h ng IV đ c xây d ng theo tiêu chu n c p nhà ế ộ ượ ạ ố ẩ ấ ự

2.3 Yêu c u k thu t kh o sát công trình giao 2.3 Yêu c u k thu t kh o sát công trình giao thông thông  L ướ c.ướ n

ự ặ

Các m c cao đ này ho c xây d ng đ c l p ho c s d ng chung v i các Đi u 7-32. Các m c đ ộ ặ ử ụ ề ở ớ ố

ng pháp đo cao hình h c ộ ậ ộ ố i kh ng ch m t b ng h ng IV m c c a l ạ ế ặ ằ ố ủ ướ ố cao h ng IV đ c ti n hành đo theo ph ươ ượ ạ ế ọ

h

£ – 20 (mm). Sai s khép cao đ ph i tho mãn yêu c u : f ả ầ ả ộ ố

ng đo tính b ng km) ( L là chi u dài đ ề ườ ằ

 L

i đ cao c p k thu t s d ng h m c ĐC2 và đo theo ph ng pháp ậ ử ụ ệ ố ỹ ươ ướ ộ

ấ đo cao hình h c. ọ

Sai s khép cao đ ph i tho mãn yêu c u: ả ả ộ ố

* Đ i v i mi n núi:

* Đ i v i đ ng b ng: 30 (mm). ố ớ ồ ằ

50 (mm). ầ – – ố ớ ề

( L là chi u dài đ ng đo tính b ng km). fh £ fh £ ằ ề ườ

Trong tr ườ ả ặ ạ ợ ố

hcp £

ị sai s khép cao đ cũng không đ t quá f 10 – ng h p đ a hình quá d c (1km ph i đ t >25 tr m máy ) thì: c v ượ ượ ố ộ

ng đo). (trong đó n là s tr m máy trong đ ố ạ ườ

ớ ư

ệ ư ủ ề ậ

ấ ầ ậ ứ

ự ậ ủ ả i hi u qu kinh t ạ ắ ả ệ ế ấ ả ự ị

 V i nh ng tính năng c a các máy thu GPS Trimble nh R3; R4; R5; ữ c đ c p trong catalog cũng nh các th c nghi m R6; R7; R8 đã đ ượ c các yêu c u k thu t c a công ta nh n th y hoàn toàn đáp ng đ ỹ ượ tác kh o sát công trình giao thông. Đ chính xác cao, gi m chi phí th c đ a, rút ng n th i gian thi công, đem l r t cao ờ  Trong s các máy thu GPS trên thì R3 r t phù h p cho công tác kh o c nh ng tính năng ng

ố ấ ả ợ

ậ ướ

ượ ữ ứ ở

ố ủ

ố ớ ộ ạ ẩ

h ng III tr xu ng ế ọ ọ ừ ạ ng đ ươ ươ ế ử ụ

ị ể ạ

t thành l p b n đ đ a hình t l

l n, khu v c ít b che ự

ỉ ệ ớ

ồ ị

ế

ả ự

ng đào đ p…

ố ượ

i kh ng ch t a t a t - Đo đ c thành l p l - Đo đ c xác đ nh đ cao v i đ chính xác t ng th y chu n k ỹ ộ thu t (có th đ t th y chu n h ng III, IV n u s d ng thu t toán phù ủ ậ h p)ợ - Đo đ c chi ti ạ khu t b i các công trình xây d ng và tán cây. ấ ở - Đo đ c xác đ nh m t c t đ a hình, tính toán kh i l ặ ắ ị ạ  Khi k t h p máy thu GPS R3 v i máy toàn đ c đi n t

sát công trình giao thông b i vì R3 có đ d ng nh : ư ụ ạ ạ

là s k t h p ự ế ợ ệ ử ạ ớ

ụ ể ứ ả ế ợ ệ

ề ớ

ể ư ụ ầ

hoàn thi n đ ng d ng vào đo đ c kh o sát công trình giao thông. ạ  Chi phí đ mua máy R3 r h n r t nhi u so v i R4; R5; R6; R7; R8. ẻ ơ ấ Ví d nh máy thu GPS R3 r h n máy thu GPS R4: 8,35 l n và r ẻ ơ ẻ h n máy thu GPS R5: 10,97 l n ầ ơ