Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Giáo dục - Đào tạo Cao đẳng - Đại học ứng dụng các trạm tham chiếu hoạt động liên tục thành lập lưới khống chế trắc đị...

Tài liệu ứng dụng các trạm tham chiếu hoạt động liên tục thành lập lưới khống chế trắc địa phục vụ dự án cải tạo suối dứa gai và bảo vệ hồ tân xã thuộc khu công nghệ cao hòa lạc, thạch thất, hà nội

.PDF
112
387
61

Mô tả:

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ỨNG DỤNG CÁC TRẠM THAM CHIẾU HOẠT ĐỘNG LIÊN TỤC THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ TRẮC ĐỊA PHỤC VỤ DỰ ÁN CẢI TẠO SUỐI DỨA GAI VÀ BẢO VỆ HỒ TÂN XÃ THUỘC KHU CÔNG NGHỆ CAO HÒA LẠC, HUYỆN THẠCH THẤT, THÀNH PHỐ HÀ NỘI CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ NGUYỄN HOÀNG ÂN HÀ NỘI, NĂM 2017 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ỨNG DỤNG CÁC TRẠM THAM CHIẾU HOẠT ĐỘNG LIÊN TỤC THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ TRẮC ĐỊA PHỤC VỤ DỰ ÁN CẢI TẠO SUỐI DỨA GAI VÀ BẢO VỆ HỒ TÂN XÃ THUỘC KHU CÔNG NGHỆ CAO HÒA LẠC, HUYỆN THẠCH THẤT, THÀNH PHỐ HÀ NỘI NGUYỄN HOÀNG ÂN CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ Mã số: 60520503 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. PHẠM THỊ HOA HÀ NỘI, NĂM 2017 i CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Cán bộ hướng dẫn chính: TS. Phạm Thị Hoa Cán bộ chấm phản biện 1: TS.Trần Hồng Quang Cán bộ chấm phản biện 2: PGS.TS Vy Quốc Hải Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Ngày 31 tháng 12 năm 2017 ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Hà Nội, tháng 12 năm 2017 Tác giả Nguyễn Hoàng Ân iii LỜI CẢM ƠN Luận văn này được hoàn thành dưới sự hướng dẫn của TS. Phạm Thị Hoa, Trưởng khoa Trắc địa và Bản đồ, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy cô giáo Khoa Trắc địa và Bản đồ, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội về sự giúp đỡ tận tình, chu đáo trong suốt quá trình tác giả học tập và nghiên cứu tại Khoa trong suốt thời gian làm luận văn. Trong quá trình làm luận văn, tác giả đã nhận được rất nhiều sự quan tâm giúp đỡ, cung cấp nhiều tài liệu khoa học, các trang thiết bị liên quan đến đề tài luận văn và dữ liệu phục vụ tính toán thực nghiệm của Công ty cổ phần công nghệ Nguyễn Kim, Công ty cổ phần dịch vụ Thương mại khảo sát Hà Đông, công ty cổ phần Khảo sát địa chính và đo đạc bản đồ Hà Nội. Tác giả xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ quý báu đó. iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................... ii LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................... iii THÔNG TIN LUẬN VĂN ...................................................................................... vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ....................................................................... vii DANH MỤC CÁC BẢNG .................................................................................... viii DANH MỤC CÁC HÌNH ....................................................................................... ix CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CORS TRONG CÔNG TÁC THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ TRẮC ĐỊA ............................3 1.1. Khái quát về công nghệ GNSS .........................................................................3 1.1.1. Các hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu ........................................................3 1.1.2. Cấu trúc chung của một hệ thống GNSS....................................................7 1.1.3. Các hệ thống tăng cường ............................................................................7 1.1.4. Nguyên lý hoạt động của hệ thống GNSS..................................................9 1.1.5. Các ứng dụng của hệ thống GNSS ...........................................................11 1.2. Khái quát về công nghệ CORS và khả năng ứng dụng ..................................15 1.2.1. Khái quát về công nghệ CORS ................................................................15 1.2.2. Ứng dụng trạm CORS ..............................................................................17 1.2.3. Vai trò của trạm CORS ............................................................................18 1.3. Tổng quan về ứng dụng công nghệ CORS trong công tác thành lập lưới khống chế trắc địa ở Việt Nam ..............................................................................19 CHƯƠNG 2. QUY TRÌNH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CORS THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ TRẮC ĐỊA..........................................................................21 2.1. Xây dựng hệ thống trạm CORS ......................................................................21 2.1.1. Mô hình hoạt động của hệ thống trạm CORS ..........................................21 2.1.2. Cấu trúc của trạm CORS ..........................................................................23 2.1.3. Đặc điểm chung của hệ thống trạm CORS ..............................................24 2.1.4. Các lợi ích của hệ thống trạm GNSS CORS ............................................26 2.1.5. Giới thiệu mạng các trạm CORS tại một số nước trên thế giới ...............27 v 2.1.6. Vấn đề xây dựng mạng lưới trạm CORS ở Việt Nam .............................33 2.2. Đo lưới khống chế bằng công nghệ CORS.....................................................40 2.3. Xử lý số liệu ...................................................................................................43 CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CORS ĐO ĐẠC LƯỚI KHỐNG CHẾ TRẮC ĐỊA PHỤC VỤ DỰ ÁN CẢI TẠO SUỐI DỨA GAI VÀ BẢO VỆ HỒ TÂN XÃ THUỘC KHU CÔNG NGHỆ CAO HÒA LẠC, HUYỆN THẠCH THẤT, HÀ NỘI .............................................................44 3.1. Giới thiệu chung về khu vực thực nghiệm .....................................................44 3.2. Sơ đồ lưới khống chế trắc địa, yêu cầu độ chính xác xác định vị trí điểm .........49 3.3. Thực nghiệm thành lập lưới đo vẽ cấp 2 bằng công nghệ CORS và đánh giá hiệu quả đạt được ...................................................................................................51 3.3.1. Thực nghiệm xác định tọa độ điểm của lưới đo vẽ cấp 2 bằng công nghệ RTK với máy thu GPS RTK COMNAV T300 ...................................................51 3.3.2. Thực nghiệm xác định tọa độ điểm của lưới đo vẽ cấp 2 bằng công nghệ RTK với máy thu Trimble R8S ..........................................................................55 3.3.3. Đánh giá kết quả xác định tọa độ điểm của lưới đo vẽ cấp 2 bằng công nghệ RTK ...........................................................................................................64 3.3.4. Kết luận về khả năng áp dụng công nghệ RTK xác định tọa độ điểm lưới đo vẽ cấp 2 ..........................................................................................................70 3.4. Đề xuất giải pháp ứng dụng công nghệ CORS tại Việt Nam .........................71 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................72 PHẦN PHỤ LỤC vi THÔNG TIN LUẬN VĂN Họ và tên học viên : Nguyễn Hoàng Ân Lớp : CH1TĐ Cán bộ hướng dẫn 1 : TS. Phạm Thị Hoa Khóa: 01 Tên đề tài: Ứng dụng các trạm tham chiếu hoạt động liên tục thành lập lưới khống chế trắc địa phục vụ dự án cải tạo suối Dứa Gai và bảo vệ hồ Tân Xã thuộc khu công nghệ cao Hòa Lạc, huyện Thạch Thất, thành phố Hà Nội. Về lý thuyết, Luận văn đã nghiên cứu tổng quan về ứng dụng công nghệ CORS trong công tác thành lập lưới khống chế trắc địa. Về thực nghiệm, Luận văn đã thử nghiệm đo đạc lưới đo vẽ cấp 2 phục vụ dự án cải tạo suối Dứa Gai và bảo vệ hồ Tân Xã thuộc khu công nghệ Cao Hòa Lạc – huyện Thạch Thất, thành phố Hà Nội bằng công nghệ CORS RTK với 02 giải pháp thiết bị (máy Comnav T300 và máy Trimble R8s). Kết quả so sánh tọa độ với giá trị tương ứng từ công nghệ đo tĩnh cho thấy máy Trimble R8S hoàn toàn đáp ứng được yêu cầu thành lập lưới đo vẽ cấp 2 bằng công nghệ CORS RTK. vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Viết đầy đủ Giải nghĩa Continuously Operating Reference Hệ thống tham chiếu hoạt động System liên tục Differential Global Positioning Định vị vi phân thời gian thực System sử dụng trị đo code FTP File Transfer Protocol Giao thức chuyển nhượng tập tin GNSS Global Navigation Satellite System GDGPS Global DGPS DGPS cung cấp trên toàn cầu FKP Flächen Korrectur Parameter Hiệu chỉnh các tham số khu vực Locally Optimized Định vị chính xác theo thời gian thực Differential GPS sử dụng các trạm DGPS khu vực IGS International GPS Service Tổ chức GPS quốc tế NRTK Network Real Time Kinematic Lưới đo động thời gian thực RTK Real Time Kinematic Đo động thời gian thực VRS Virtural Reference Station Trạm tham chiếu ảo WADGPS Wide Area DGPS GPS vi phân diện rộng GCDGPS Globally Corrected DGPS DGPS cung cấp trên toàn cầu PDGPS Precise DGPS Giải pháp DGPS chính xác LADGPS Local Area DGPS DGPS diện hẹp, cục bộ NDGPS Nationwide Differential GPG DGPS diện rộng quốc gia Viết tắt CORS DGPS LODG Hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Một số thông tin của các trạm DGNSS/CORS............................... 37 Bảng 3.1. So sánh kết quả thu bằng máy Trimble R8s theo độ dài ca đo ...... 62 Bảng 3.2. Tọa độ đo được bằng máy Comnav T300 theo công nghệ RTK... 63 Bảng 3.3. Tọa độ đo được bằng máy Trimble R8s theo công nghệ RTK ...... 65 Bảng 3.4. Chênh lệch tọa độ đo được bằng máy Comnav T300 theo công nghệ RTK với kết quả đo tĩnh ......................................................................... 66 Bảng 3.5. Chênh lệch tọa độ đo được bằng máy Trimble R8s theo công nghệ RTK với kết quả đo tĩnh .................................................................................. 68 ix DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Vùng dịch vụ của dự án IRNSS ....................................................... 6 Hình 1.2. Minh họa hiệu quả của hệ thống QZSS ............................................ 7 Hình 1.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống tăng cường mặt đất ................... 9 Hình 1.4. Định vị tuyệt đối.............................................................................. 10 Hình 1.5. Định vị tương đối ............................................................................ 10 Hình 1.6. Sơ đồ khái quát trạm CORS ............................................................ 16 Hình 1.7.Trạm CORS ...................................................................................... 17 Hình 1.8. Ứng dụng trạm CORS ..................................................................... 18 Hình 1.9. Cấu trúc và nguyên lý hoạt động trạm CORS ................................ 18 Hình 2.1. Sơ đồ vị trí điểm Mạng lưới CORS của Mỹ ................................... 28 Hình 2.2. Tổ chức Hạ tầng mặt đất GNSS của Hungary ................................ 29 Hình 2.3. Mạng lưới các trạm CORS đang hoạt động ở Hungary .................. 30 Hình 2.4. Vị trí lắp đặt ăng ten và ảnh đường chân trời anten ........................ 30 Hình 2.5. Cấu trúc một trạm CORS trong hệ thống MASS............................ 31 Hình 2.6. Sự phân bố mạng lưới trạm MASS ............................................... 32 Hình 2.7. Một trạm MyNRTKet được xây dựng kiên cố................................ 33 Hình 2.8. Vị trí xây dựng và lắp đặt các trạm Geodetic CORS ...................... 35 Hình 2.9. Vị trí các trạm Network RTK CORS của Dự án ............................ 36 Hình 2.10. Sơ đồ bố trí các trạm DGNSS/CORS ........................................... 38 Hình 2.11. Công nghệ CORS RTK với giao thức 3G..................................... 42 khu công nghệ cao Hoà Lạc ............................................................................ 45 Hình 3.1. Bản đồ quy hoạch tổng mặt bằng sử dụng đất khu công nghệ cao Hoà Lạc .......................................................................................................... 45 Hình 3.2. Hồ Tân Xã ....................................................................................... 47 Hình 3.3. Sơ đồ lưới đo vẽ cấp 2..................................................................... 49 Hình 3.4. Máy đặt tại các điểm gốc ................................................................ 50 x Hình 3.5. Hệ thống trạm CORS GNSS Kolida+S8 ........................................ 52 Hình 3.6. Máy thu GPS RTK COMNAV T300.............................................. 52 Hình 3.7. Đo đạc tại điểm T15 với Comnav T300 ......................................... 54 Hình 3.8. Đo đạc tại điểm T25 với Comnav T300 ......................................... 54 Hình 3.9. Trạm CORS công ty HDS ............................................................... 55 Hình 3.10. Trimble Zephyr Geodetic 2 Antenna ............................................ 56 Hình 3.11. Trimble Net R9 ............................................................................. 56 Hình 3.12. Máy thu Trimble R8s .................................................................... 58 Hình 3.13. Lắp đặt thiết bị tại điểm gốc GPS13 ............................................. 59 Hình 3.14. Kết nối với trạm CORS ................................................................. 60 Hình 3.15. Một số hình ảnh thực nghiệm bằng máy Trimble R8s ................. 61 Hình 3.16. Chênh lệch tọa độ đo được bằng máy Comnav T300 theo công nghệ RTK với kết quả đo tĩnh ................................................................ 67 Hình 3.17. Chênh lệch tọa độ đo được bằng máy Trimble R8S ..................... 69 Theo công nghệ RTK với kết quả đo tĩnh ....................................................... 69 Hình 3.18.Tại điểm T56 (độ che phủ lớn) ...................................................... 70 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài CORS là tên viết tắt của cụm từ “Continuously Operating Reference Station”. Công nghệ CORS ra đời từ sự giao thoa của công nghệ định vị vệ tinh, công nghệ tin học, công nghệ mạng. Hệ thống thiết bị ứng dụng công nghệ CORS (gọi tắt là hệ thống CORS) có thể tự động cung cấp các thông tin về trị đo, các loại số hiệu chỉnh, thông tin hiện thời và các thông tin liên quan khác về kết quả thu tín hiệu vệ tinh tại thời điểm trước đó hoặc ngay hiện tại cho nhiều đối tượng sử dụng khác nhau, với những nhu cầu khác nhau và ở các mức độ khác nhau. Trạm tham chiếu hoạt động liên tục (CORS) được xuất hiện lần đầu ở Mỹ và hiện nay đang được phát triển mạnh mẽ ở nhiều quốc gia trên thế giới. Ở Việt Nam, hệ thống trạm CORS đã được quan tâm phát triển từ rất sớm tuy nhiên do khó khăn về nguồn kinh phí nên cho đến nay vẫn chưa hoàn thiện. Thời gian gần đây, Bộ Tài nguyên và Môi trường và Cục Bản đồ - Bộ Tổng tham mưu đang tập trung đẩy mạnh tiến độ các dự án xây dựng và vận hành hệ thống này. Dự báo, khi hệ thống trạm CORS đi vào hoạt động, công tác đo đạc nói chung và công tác xây dựng lưới khống chế nói riêng sẽ có sự thay đổi căn bản về công nghệ. Nhằm góp phần định hướng ứng dụng công nghệ CORS trong xây dựng lưới khống chế, luận văn lựa chọn đề tài nghiên cứu “Ứng dụng các trạm tham chiếu hoạt động liên tục thành lập lưới khống chế trắc địa phục vụ dự án cải tạo suối Dứa Gai và bảo vệ hồ Tân Xã thuộc khu công nghệ Cao Hòa Lạc, huyện Thạch Thất, thành phố Hà Nội”. Do điều kiện thực tiễn đang thiếu hụt hạ tầng trạm CORS hoàn chỉnh nên phần thực nghiệm của luận văn không sử dụng công nghệ NRTK mà chỉ sử dụng công nghệ RTK kết hợp với công nghệ truyền thông tin hiệu chỉnh thông qua mạng 3G. 2 2. Mục tiêu của đề tài Đánh giá hiệu quả ứng dụng các trạm tham chiếu hoạt động liên tục thành lập lưới khống chế trắc địa phục vụ dự án cải tạo suối Dứa Gai và bảo vệ hồ Tân Xã thuộc khu công nghệ Cao Hòa Lạc, huyện Thạch Thất, thành phố Hà Nội. 3. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp tổng hợp kế thừa + Thu thập tài liệu đã có liên quan tới các phương pháp và nội dung của luận văn như: các số liệu, tài liệu chuyên môn, đề tài khoa học có liên quan đã được công bố, các nguồn thông tin khác như tạp chí, các bài báo… + Phân tích, tổng hợp các kết quả nghiên cứu, các tư liệu liên quan đến nội dung của luận văn. - Phương pháp đánh giá và khai thác công nghệ: Nhằm đánh giá, so sánh độ chính xác của phương pháp nghiên cứu với các phương pháp thông thường khác. - Phương pháp chuyên gia: Xin ý kiến góp ý của giáo viên hướng dẫn, các nhà khoa học, các đồng nghiệp về các vấn đề trong nội dung luận văn. 4. Nội dung nghiên cứu Nội dung nghiên cứu của luận văn được trình bày theo cấu trúc sau đây: Chương 1: Tổng quan về ứng dụng công nghệ CORS trong công tác thành lập lưới khống chế trắc địa. Chương 2: Quy trình ứng dụng công nghệ CORS thành lập lưới khống chế trắc địa. Chương 3: Thực nghiệm ứng dụng công nghệ CORS đo đạc lưới khống chế trắc địa phục vụ dự án cải tạo suối Dứa Gai và bảo vệ hồ Tân Xã thuộc khu công nghệ Cao Hòa Lạc – huyện Thạch Thất, thành phố Hà Nội. 3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CORS TRONG CÔNG TÁC THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ TRẮC ĐỊA 1.1. Khái quát về công nghệ GNSS GNSS được cấu thành như một nhóm hay một hệ thống của quỹ đạo vệ tinh kết hợp với thiết bị ở mặt đất. Trong cùng một thời điểm, ở một vị trí trên mặt đất nếu xác định được khoảng cách đến bốn vệ tinh (tối thiểu) thì sẽ tính được tọa độ của vị trí đó. GNSS hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết, mọi nơi trên trái đất và 24 giờ một ngày. Mỹ là nước đầu tiên phóng lên và đưa vào sử dụng hệ vệ tinh dẫn đường này. Mỹ đặt tên cho hệ thống này là hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu GPS (Global Positioning System), ban đầu là để dùng riêng cho quân sự, về sau mở rộng ra sử dụng cho dân sự trên phạm vi toàn cầu, bất kể quốc tịch và miễn phí. Hiện nay, các hệ thống GNSS được sử dụng phổ biến gồm có: hệ thống định vị dẫn đường sử dụng vệ tinh là GPS (Global Positioning System) do Mỹ chế tạo và hoạt động từ năm 1994, GLONASS (GLobal Orbiting Navigation Satellite System) do Nga chế tạo và hoạt động từ năm 1995, và hệ thống GALILEO mang tên nhà thiên văn học GALILEO do Liên minh châu Âu (EU) chế tạo và dự kiến được đưa vào sử dụng trong năm 2010. Nguyên lý hoạt động chung của ba hệ thống GPS, GLONASS và GALILEO cơ bản là giống nhau. Ngoài ba hệ thống GNSS trên còn có các hệ thống khác như COMPASS (Trung Quốc), IRNSS (Ấn Độ) và QZSS (Nhật Bản). 1.1.1. Các hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu Hệ thống định vị toàn cầu trước đây gồm có TRANSIT (Mỹ) và TSICADA (Liên Xô cũ). Tuy nhiên cả hai hệ thống này hiện nay không còn hoạt động. 4 Hiện nay trên thế giới có ba hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu: đó là GPS (Mỹ), GLONASS (Nga) và GALILEO (liên minh Châu Âu). Trong đó GPS và GLONASS đang hoạt động, GALILEO đang hoàn thiện (đã thu được tín hiệu thử nghiệm). Cả ba 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). Ngoài ba hệ thống định vị vệ tinh dẫn đường toàn cầu trên còn có các hệ thống khu vực như COMPASS (Trung Quốc), IRNSS (Ấn Độ) và QZSS (Nhật Bản). Sau đây là một số khái lược về các hệ thống này. a. Hệ thống GPS Đây là hệ thống định vị của Mỹ, sử dụng hệ toạ độ WGS-84. Hệ thống này có tên gọi đúng là NAVSTAR GPS (Navigation Satelite Timing and Ranging Global Positioning System). Hệ thống này có mục đích thiết kế ban đầu dành cho quân sự. Từ năm 1980 chính phủ Mỹ cho phép sử dụng trong dân sự nhưng với giới hạn độ chính xác định vị bằng cách gây nhiễu cố ý (SA). Từ tháng 5/2000, Mỹ đã chính thức bỏ nhiễu cố ý SA. Các vệ tinh đầu tiên của hệ thống này được phóng lên quỹ đạo vào tháng 2 năm 1978. Toàn bộ hệ thống được vào hoạt động hoàn chỉnh từ tháng 5 năm 1994. b. Hệ thống GLONASS Đây là hệ thống định vị của Nga, sử dụng hệ toạ độ PZ-90. Hệ thống GLONASS được Liên Xô cũ nghiên cứu thiết kế từ năm 1976. Vệ tinh đầu tiên của GLONASS được Liên Xô đưa lên quỹ đạo ngày 12 tháng 10 năm 1982, vào ngày 24 tháng 9 năm 1993 hệ thống chính thức được đưa vào sử dụng. Hiện tại Nga có 26 vệ tinh trong hệ thống định vị toàn cầu, 18 vệ tinh trong số đó bao quát toàn bộ lãnh thổ nước Nga. Tương tự như GPS, hệ thống này có mục đích thiết kế ban đầu dành cho quân sự. Từ năm 2001, chính phủ Nga đã cho phép khối dân sự được phép phần điều khiển và phần sử dụng. 5 c. Hệ thống GALILEO Cả hai hệ thống GPS và GLONASS được sử dụng chính cho mục đích quân sự. Trong trường hợp chiến tranh xảy ra, tín hiệu dành cho dân sự có thể bị cắt hoặc gây nhiễu. Do vậy Liên minh Âu Châu (EU) đã thiết kế và điều hành một hệ thống định vị vệ tinh mới mang tên GALILEO với mục đích dành cho dân sự và có phân quyền khai thác cho người sử dụng. Cũng giống như GPS, các dịch vụ cơ bản của hệ thống GALILEO sẽ được cung cấp miễn phí cho tất cả mọi người. Tuy nhiên, nếu người sử dụng cần độ chính xác cao với các dịch vụ chất lượng hơn nữa hoặc sử dụng cho mục đích quân sự, họ sẽ phải trả tiền. Việc nghiên cứu dự án hệ thống GALILEO được bắt đầu triển khai thực hiện từ năm 1999 do 4 quốc gia Châu Âu Pháp, Đức, Italia và Anh. Chương trình GALILEO được triển khai vào năm 2003, theo dự kiến sẽ hoàn thành và đưa vào sử dụng trong năm 2008. Tuy nhiên hệ thống đã không được hoàn thành đúng kế hoạch đề ra ban đầu. Ngày 30 tháng 11 năm 2007, 27 bộ trưởng bộ giao thông vận tải các nước thành viên của EU đã đi đến một thoả thuận sẽ đưa vào vận hành hệ thống trước năm 2013. Tuy nhiên vì một số l do khách quan, cho đến nay hệ thống này vẫn chưa hoàn thiện. d. Hệ thống COMPASS (Còn gọi là hệ thống Bắc Đẩu) Compass là hệ thống định vị của Trung Quốc. Hệ thống này được phát triển theo ba bước: - Xây dựng hệ thống thực nghiệm ban đầu gồm ba vệ tinh để để xác định tính khả thi. - Thứ hai, xây dựng hệ thống Compass phủ sóng toàn Trung Quốc trước năm 2012. - Thứ ba, lắp đặt hệ thống với phạm vi toàn cầu vào năm 2020. Hệ thống Compass của Trung Quốc tuy muộn hơn hai mươi năm nhưng về mặt kỹ thuật cũng không kém nhiều lắm và thậm chí còn có ưu thế riêng. 6 e. Hệ thống IRNSS của Ấn Độ Dự án IRNSS được chính phủ Ấn Độ thông qua từ năm 2006 với mục tiêu triển khai hệ thống vệ tinh định vị dẫn đường cho khu vực Ấn Độ và một số nước lân cận. Hình 1.1. Vùng dịch vụ của dự án IRNSS g. Hệ thống QZSS của Nhật Quasi-Zenith Satellite System (QZSS) là hệ thống định vị, dẫn đường, đo thời gian bằng vệ tinh do Nhật Bản nghiên cứu phát triển. Hệ thống này bao phủ Đông Á và Châu Đại Dương. Tuy nhiên, đây không phải là một hệ thống hoạt động độc lập mà được sử dụng kết hợp với hệ thống định vị toàn cầu GPS của Mỹ hoặc các hệ thống khác, nhằm nâng cao độ chính xác của dữ liệu định vị thu từ vệ tinh. Hệ thống QZSS còn phát tín hiệu bổ trợ để nâng cao độ chính xác của dữ liệu định vị. Với hệ thống QZSS mới này, về mặt lý thuyết sai số của tín hiệu định vị thu được sẽ giảm xuống còn 1cm, bằng khoảng 1/1000 so với hệ thống GPS dân sự hiện nay, và ngay cả khi ngồi trong nhà cũng có thể thu được tín hiệu với độ chính xác cao. 7 Hình 1.2. Minh họa hiệu quả của hệ thống QZSS 1.1.2. Cấu trúc chung của một hệ thống GNSS Cấu trúc chung của hệ thống định vị vệ tinh dẫn đường toàn cầu (GNSS) gồm ba thành phần: - Phần không gian: tất cả các vệ tinh quay Hình 2.1.Bao Cácgồm vệ tinh TRANSIT trên quỹquanh đạo trái đất trên quỹ đạo theo quỹ đạo xác định. - Phần điều khiển: Bao gồm các trạm trên mặt đất có chức năng giám sát vệ tinh trên quỹ đạo tình trạng hoạtHình động2.1. của Các vệ tinh: theoTRANSIT dõi, điều khiển, tính toán lịch vệ tinh và nạp dữ liệu lên vệ tinh. - Phần sử dụng: Bao gồm tất cả các máy thu, cách dịch vụ ứng dụng kết quả thu tín hiệu của hệ GNSS trong đời sống. 1.1.3. Các hệ thống tăng cường Để nâng cao hiệu quả về kinh tế và độ chính xác công tác định vị, trên thế giới đã thiết lập hệ thống hỗ trợ (hay hệ thống tăng cường). Hệ thống tăng cường cùng với cấu trúc cũ ( gồm ba phần: phần không gian, phần điều khiển và phần sử dụng) cấu thành một hệ thống hoạt động hoàn hảo. Hệ thống tăng 8 cường đã mở rộng các khả năng của GNSS trên các lĩnh vực như tăng độ chính xác và độ tin cậy định vị, đảm bảo khả năng sẵn sàng đáp ứng các ứng dụng khai thác, tích hợp và kinh tế. Với sự xuất hiện của hệ thống tăng cường, hệ định vị theo quan niệm cũ được chia làm hai thành phần là hệ thống cơ sở (gồm đoạn không gian, đoạn điều khiển) và người sử dụng. Hệ thống tăng cường được hiểu là tất cả các cơ sở hạ tầng được thiết lập ngoài hệ thống cơ sở, là cầu nối giữa hệ thống cơ sở và đoạn sử dụng nhằm khai thác triệt để các khả năng, các thế mạnh của công nghệ GNSS. Tóm lại, hệ thống tăng cường cung cấp các tham số, các trị đo và trị hiệu chỉnh cho người sử dụng xử lý số liệu để đạt được độ chính xác cần thiết và hiệu quả về mặt kinh tế. Theo phương thức truyền dữ liệu tới người sử dụng, hệ thống tăng cường được chia làm hai loại là hệ thống tăng cường mặt đất (GBAS) và hệ thống tăng cường không gian (SBAS). Hệ thống tăng cường trên mặt đất (Ground Based Augmentation System GBAS) là hệ thống cơ sở hạ tầng, dữ liệu số liệu hỗ trợ nhằm mở rộng khả năng cho hệ cơ sở. Lưới thụ động được thiết lập bằng phương pháp cổ điển có thể coi là giai đoạn đầu của GBAS, hỗ trợ việc tích hợp thành quả đo GNSS vào hệ tọa độ đang sử dụng. Theo thời gian, GBAS phát triển theo hướng các luới điểm đo liên tục mang tính khu vực hoặc trong phạm vi quốc gia. Hệ thống tăng cường vệ tinh (Sattelite Based Augmentation System SBAS) là hệ thống lưới giám sát và trung tâm điều khiển (phần lớn là độc lập với hệ thống cơ sở) mô hình hóa các nguồn sai số chủ yếu, từ đó gửi số liệu hiệu chỉnh lên vệ tinh địa tĩnh. Vệ tinh này có nhiệm vụ truyền các số liệu hiệu chỉnh cho các máy thu trên khu vực xác định ở mặt đất. Có ba hệ thống “đa vùng” dạng này như sau: hệ thống WAAS của Mỹ, hệ thống MSBAS của Nhật, hệ thống EGNOS của châu Âu.
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan