Tài liệu ứng dụng công nghệ gps xây dựng lưới địa chính thành phố cao bằng, tỉnh cao bằng

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM LƯU VĂN THỦY ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS XÂY DỰNG LƯỚI ĐỊA CHÍNH THÀNH PHỐ CAO BẰNG, TỈNH CAO BẰNG LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI THÁI NGUYÊN - 2017 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM LƯU VĂN THỦY ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS XÂY DỰNG LƯỚI ĐỊA CHÍNH THÀNH PHỐ CAO BẰNG, TỈNH CAO BẰNG Ngành: Quản lý đất đai Mã ngành: 60.85.01.03 LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Thế Huấn THÁI NGUYÊN - 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Nội dung đề tài này là những kết quả nghiên cứu, những ý tưởng khoa học được tổng hợp từcác công trình nghiên cứu, quá trình công tác thực nghiệm, các công trình sản xuất do tôi trực tiếp tham gia thực hiện. Tôi xin cam đoan, các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả luận văn Lưu Văn Thủy ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành được đề tài, tôi đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình và những đóng góp ý kiến quý báu của các đơn vị, các nhân đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành luận văn này. Trước hết, tôi xin cám ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Phòng Đào tạo, Khoa Quản lý tài nguyên, cùng các thầy cô giáo đã giảng dạy, truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt thời gian tôi tham gia khóa học của Trường. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Thế Huấn đã hết lòng quan tâm, trực tiếp hướng dẫn tôi trong quá trình thực hiện đề tài. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã tạo điều kiện giúp đỡ, động viên và đóng góp ý kiến cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đề tài. Học viên Lưu Văn Thủy iii MỤC LUC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................ ii MỤC LUC .................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................... vi DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................... vii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH .................................................................. viii MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài .......................................................................... 1 2. Mục tiêu của đề tài ................................................................................. 2 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................ 3 Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......................................................... 4 1.1. Khái quát chung về lưới khống chế trắc địa ......................................... 4 1.1.1. Khái niệm về lưới khống chế trắc địa ............................................ 4 1.1.2. Vai trò của lưới trắc địa mặt bằng Nhà nước ................................. 4 1.1.3. Các phương pháp xây dựng lưới trắc địa mặt bằng ........................ 4 1.1.4. Đặc điểm lưới trắc địa cơ sở của Việt Nam ................................... 5 1.2. Tổng quan về hệ thống định vị toàn cầu GPS ...................................... 7 1.2.1. Khái quát về hệ thống định vị toàn cầu .......................................... 7 1.2.2. Cơ sở khoa học ứng dụng công nghệ GPS thành lập lưới khống chế trắc địa ............................................................................................ 16 1.2.3. Lịch sử phát triển của công nghệ GPS và ứng dụng công nghệ GPS trong xây dựng lưới khống chế chắc địa mặt bằng......................... 17 1.3. Những vấn đề đặt ra trong nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS trong thành lập lưới địa chính ở thành phố Cao Bằng. .............................. 20 Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................ 22 2.1. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu ......................................................... 22 iv 2.2. Nội dung nghiên cứu ......................................................................... 22 2.2.1. Vị trí, điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội....................................... 22 2.2.2. Đánh giá tình hình sử dụng đất và tư liệu trắc địa, bản đồ khu vực nghiên cứu ...................................................................................... 22 2.2.3. Thiết kế, xây dựng mốc, đo đạc, tính toán bình sai và đánh giá độ chính xác lưới địa chính thành phố Cao Bằng bằng công nghệ GPS . 22 2.2.4. Đánh giá ưu điểm, hạn chế và khả năng ứng dụng của công nghệ GPS trong việc xây dựng lưới địa chính trên địa bàn tỉnh Cao Bằng........... 23 2.3. Phương pháp nghiên cứu và xử lý số liệu .......................................... 23 2.3.1. Quy trình kỹ thuật xây dựng lưới địa chính bằng công nghệ GPS ...... 23 2.3.2. Phương pháp điều tra thu thập số liệu .......................................... 24 2.3.3. Phương pháp đo GPS tĩnh ........................................................... 24 2.3.4. Phương pháp xử lý và phân tích số liệu: ...................................... 26 2.3.5. Phương pháp đánh giá khả năng ứng dụng của công nghệ GPS ... 26 2.3.6. Phương pháp chuyên gia.............................................................. 27 Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ...................................................... 28 3.1. Vị trí, điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội............................................. 28 3.1.1. Vị trí địa lý .................................................................................. 28 3.1.2. Đặc điểm tự nhiên ....................................................................... 28 3.1.3. Điều kiện kinh tế, xã hội .............................................................. 29 3.2. Đánh giá tình hình sử dụng đất và tư liệu trắc địa, bản đồ khu vực nghiên cứu ................................................................................................ 30 3.2.1. Tình hình sử dụng đất trên địa bàn thành phố Cao Bằng.............. 30 3.2.2. Hệ thống các điểm tọa độ cấp Nhà nước, địa chính cấp I, II ........ 34 3.2.3. Các tư liệu bản đồ hiện có ........................................................... 34 3.3. Ứng dụng công nghệ GPS xây dựng lưới địa chính thành phố Cao Bằng ..... 37 3.3.1. Các văn bản pháp quy.................................................................. 37 3.3.2. Yêu cầu về kỹ thuật xây dựng lưới địa chính bằng công nghệ GPS........ 37 v 3.3.3. Thiết kế lưới GPS cho khu đo thành phố Cao Bằng ..................... 41 3.3.4. Chọn điểm, đúc mốc, chôn mốc và xây tường vây....................... 43 3.3.5. Đo đạc, tính toán, bình sai lưới GPS ............................................ 46 3.4. Những ưu điểm và hạn chế trong công tác xây dựng lưới địa chính bằng công nghệ GPS khu đo thành phố Cao Bằng .................................... 83 3.5. Khả năng ứng dụng công nghệ GPS xây dựng lưới địa chính trên địa bàn tỉnh Cao Bằng .............................................................................. 88 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................................ 89 1. Kết luận ................................................................................................ 89 2. Đề nghị ................................................................................................. 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 91 vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BĐĐC: Bản đồ địa chính DOP: Dilution of Precision Hệ số phân tản độ chính xác GPS: Globa Positionning System Hệ thống định vị toàn cầu GDOP: Geometric Dilution of Precision Hệ số phân tản độ chính xác hình học HDOP: Horizon Dilution of Precision Độ mất mất chính xác theo phương ngang PDOP: Position Dilution of Precision Hệ số phân tản độ chính xác vị trí điểm Ratio: Tỉ số phương sai Rms: Sai số chiều dài cạnh RINEX: Receiver INdependent EXchange format Chuẩn dữ liệu trị đo GNSS UTM: Universal Transverse Mercator Lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc VDOP: Vertiacal Dilution of Precision Độ mất chính xác theo phương dọc VN-2000: Hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia của ViệtNam X, Y, h: Tọa độ X, Y, Độ cao thủy chuẩn tạm thời Mx, My, Mh: Sai số theo phương x, y, h Mp: Sai số vị trí điểm vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Thời gian đo hợp lý với điều kiện khi hậu bình thường . .............. 25 Bảng 3.1. Diện tích, cơ cấu các loại đất chính của Thành phố ...................... 32 Bảng 3.2 . Thống kê các loại bản đồ địa chính ............................................. 35 Bảng 3.3. Tọa độ, độ cao các điểm khởi tính ................................................ 42 Bảng 3.4. Thống kê các cặp điểm thông hướng ............................................ 42 Bảng 3.5. Bố trí các ca đo trong mạng lưới GPS thành phố Cao Bằng.......... 51 Bảng 3.6. Đánh giá chất lượng lưới địa chính so với các tiêu chuẩn kỹ thuật. ....... 83 Bảng 3.7. Tổng hợp kết quả điều tra khi so sánh 02 phương pháp thành lập lưới bằng công nghệ GPS và phương pháp truyền thống. ........ 84 Bảng 3.8. So sánh hạng mục công việc và một số yếu tố khác giữa hai phương pháp thành lập lưới địa chính............................................ 84 viii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1. Cấu trúc của hệ thống định vị toàn cầu................................................ 8 Hình 1.2. Sơ đồ đồ chêm điểmgiữa hai và ba điểm gốc .................................... 17 Hình 2.1. Quy trình kỹ thuật xây dựng lưới địa chính bằng công nghệ GPS. .......... 23 Hình 3.2. Quy cách mốc, tường vây điểm địa chính ......................................... 45 Hình 3.3. Sơ đồ đo thực nghiệm lưới địa chính thành phố Cao Bằng ................ 46 Hình 3.4. Cửa sổ chính của phần mềm GPSurvey............................................. 47 Hình 3.5. Bảng chọn thời gian lập lịch đo......................................................... 47 Hình 3.6. Chọn địa điểm xác định theo tọa độ sơ bộ của khu đo ....................... 48 Hình 3.7. Chọn các thông số cho trạm đo GPS ................................................. 48 Hình 3.8. Chọn múi giờ đo ............................................................................... 49 Hình 3.9. Chọn loại lịch sử dụng ...................................................................... 49 Hình 3.10. Sơ đồ tín hiệu vệ tinh và giá trị PDOP ............................................ 50 Hình 3.11. Máy định vị vệ tinh 1 tần số Hi-Target V30X ................................. 52 Hình 3.12. Tạo tên công việc ............................................................................ 54 Hình 3.13. Cài đặt các thông số ........................................................................ 54 Hình 3.14. Chọn dạng dữ liệu đầu vào .............................................................. 55 Hình 3.15. Nhập số liệu đầu vào ....................................................................... 56 Hình 3.16. Đồ hình lưới đo ............................................................................... 56 Hình 3.17. biên tập số liệu ................................................................................ 57 Hình 3.18. Cài đặt các thông số cho điểm đo .................................................... 57 Hình 3.19. Tạo Project làm việc ....................................................................... 58 Hình 3.20. Bảng Coordinate System Settings ................................................... 59 Hình 3.21. Cửa sổ nhập dữ liệu ........................................................................ 60 Hình 3.22. Cửa sổ load các điểm đo ................................................................. 60 Hình 3.23. Cài đặt các module của Gpsurvey ................................................... 61 Hình 3.24. Cửa sổ làm việc của Gpsurvey ........................................................ 61 Hình 3.25. Cửa sổ cài đặt các thông số ............................................................. 62 ix Hình 3.26. Cửa sổ tạo Project ........................................................................... 62 Hình 3.27. Cửa sổ load dữ liệu ......................................................................... 63 Hình 3.28. Cửa sổ load dữ liệu ......................................................................... 63 Hình 3.29. Cài đặt các thông số tính toán bình sai ............................................ 64 Hình 3.30. Quá trình Load dữ liệu .................................................................... 65 Hình 3.31. Quá trình Load dữ liệu .................................................................... 65 Hình 3.32. Quá trình Load dữ liệu .................................................................... 65 Hình 3.33. Quá trình Load dữ liệu .................................................................... 66 Hình 3.34. Quá trình Load dữ liệu .................................................................... 66 Hình 3.35. Quá trình Load dữ liệu .................................................................... 67 Hình 3.36. Load dữ liệu tính sơ bộ cạnh ........................................................... 68 Hình 3.37. Cửa sổ giao diện Wave ................................................................... 68 Hình 3.38. Cửa sổ cài đặt các thông số ban đầu ................................................ 68 Hình 3.39. Các vệ tinh đã thu tín hiệu trong ca đo ............................................ 69 Hình 3.40. Bảng điều khiển chủ định ................................................................ 70 Hình 3.41. Cài đặt thông số trong Quality ........................................................ 70 Hình 3.42. Bỏ cài đặt hiệu chỉnh độ ẩm ............................................................ 71 Hình 3.43. Giao diện chọn các cạnh cần tính .................................................... 72 Hình 3.44. Chọn cạnh cần tính ......................................................................... 72 Hình 3.45.Cài đặt điểm cần tính cạnh ............................................................... 72 Hình 3.46. Quá trình tính cạnh ......................................................................... 73 Hình 3.47. Lựa chọn các kết quả cần xem ........................................................ 73 Hình 3.48. Tóm lược thông tin trạm đo ............................................................ 74 Hình 3.49. Kiểm tra đồ hình lưới ...................................................................... 75 Hình 3.50. Modules bình sai lưới...................................................................... 76 Hình 3.51. Cửa sổ làm việc DPSurvey 2.8 ........................................................ 80 Hình 3.52. Biên tập kết quả bình sai ................................................................. 81 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Trong giai đoạn hiện nay, Việt Nam cùng với sự phát triển của nền công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước và hội nhập quốc tế. Song song với quá trình này là sự cải tiến thay đổi về mặt công nghệ, các tiến bộ khoa học kỹ thuật tiên tiến hiện đại, các dự án nghiên cứu ứng dụng của công nghệ mới được đẩy mạnh, chính vì vậy sự ra đời của hệ thống định vị toàn cầu GPS (Global Positioning System) đã mang lại một diện mạo mới cho các lĩnh vực ứng dụng công nghệ GPS nói chung và ngành trắc địa nói riêng. Từ những năm 80, khi mà hệ thống định vị toàn cầu GPS được phía Mỹ cho phép khai thác trong lĩnh vực dân sự thì các ứng dụng của nó trong trắc địa có những ưu điểm hơn hẳn với công nghệ đo đạc truyền thống. Đó là khả năng đo nhanh, độ chính xác cao và đo trong mọi điều kiện thời tiết, bất kỳ thời điểm trên phạm vi toàn cầu. Sau Mỹ, Nga, Liên minh Châu Âu, Trung Quốc và Ấn Độ cũng đã xây dựng hệ thống định vị toàn cầu với nguyên lý hoạt động tương tự hệ thống GPS. GPS được đưa vào nước ta sử dụng từ năm 1990 và chủ yếu phục vụ xây dựng các mạng lưới quốc gia và các lưới cạnh dài phục vụ đo vẽ bản đồ, hoặc đo nối toạ độ từ đất liền đến các đảo xa. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, các hãng sản xuất máy thu GPS cũng cho ra đời các máy thu thế hệ mới ngày càng gọn nhẹ, hoàn thiện hơn về tính năng sử dụng. Với khả năng này máy sẽ cho kết quả đo nhanh, độ chính xác cao đối với cạnh đáy dài. Nó có thể phục vụ cho rất nhiều mục đích khác nhau, cho nhiều ngành như: trắc địa, thuỷ văn, xây dựng, an ninh - quốc phòng… Hiện nay ở nước ta việc xây dựng lưới địa chính theo công nghệ GPS đang dần thay thế các phương pháp truyền thống chi phí rất tốn kém và rất khó khăn trong việc thực hiện. Do đó công nghệ GPS đóng vai trò rất quan trọng trong việc 2 xây dựng lưới khống chế cũng như các dạng lưới khác phục vụ từ khảo sát thiết kế đến thi công các công trình. Thành phố Cao Bằng là trung tâm chính trị, kinh tế, văn hóa, xã hội của tỉnh Cao Bằng, với tổng diện tích tự nhiên 10.762 ha, bao gồm 11 đơn vị hành chính xã, phường. Trong những năm qua được sự quan tâm của UBND tỉnh và các nghành, các cấp bộ mặt đô thị của Thành phố có nhiều thay đổi, khu Trung tâm hành chính tỉnh, các khu đô thị thực hiện theo quy hoạch, các công trình phục vụ mục đích kinh tế, văn hóa, xã hội và an ninh - quốc phòng được đầu tư xây dựng góp phần tạo nên một diện mạo mới cho Thành phố. Tuy nhiên sự phát triển đó đã kéo theo sự biến động lớn về đất đai trên địa bàn thành phố. Hệ thống bản đồ địa chính của thành phố đo vẽ năm 1995-1996 theo công nghệ cũ, đã biến động lớn không còn phù hợp với hiện trạng sử dụng đất hiện nay, không đáp ứng được yêu cầu quản lý đô thị thành phố Cao Bằng. Vì vậy, việc xây dựng hệ thống lưới địa chính có độ chính xác nhằm mục đích thành lập mới bản đồ địa chính cho toàn thành phố Cao Bằng là một yêu cầu bức thiết được đặt ra. Xuất phát từ yêu cầu thực tế và khả năng ứng dụng của các máy thu GPS, được sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Thế Huấn, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Ứng dụng công nghệ GPS xây dựng lưới địa chính thành phố Cao Bằng, tỉnh Cao Bằng”. 2. Mục tiêu của đề tài 2.1. Mục tiêu tổng quát Xây dựng lưới địa chính bằng công nghệ GPS phục vụ cho công tác thành lập bản đồ địa chính của thành phố Cao Bằng, tỉnh Cao Bằng. 2.2. Mục tiêu cụ thể Đánh giá tài liệu, tư liệu trắc địa bản đồ tại khu vực cần thành lập lưới địa chính. Thiết kế, xây dựng lưới địa chính thành phố Cao Bằng bằng công nghệ GPS. Trên cơ sở kết quả nghiên cứu đánh giá ưu điểm, hạn chế và khả năng ứng dụng của công nghệ GPS trong việc xây dựng lưới địa chính trên địa bàn tỉnh Cao Bằng 3 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Ý nghĩa khoa học: Sử dụng công nghệ GPS xây dựng lưới địa chính thành phố Cao Bằng, qua đó đánh giá khả năng ứng dụng của công nghệ GPS trong công tác xây dựng lưới địa chính trên địa bàn tỉnh Cao Bằng. Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu có thể ứng dụng để xây dựng lưới địa chính trên địa bàn tỉnh Cao Bằng nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao, đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, qua đó thay thế phương pháp xây dựng lưới địa chính theo phương pháp truyền thống. 4 Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Khái quát chung về lưới khống chế trắc địa 1.1.1. Khái niệm về lưới khống chế trắc địa Lưới khống chế trắc địa là hệ thống các điểm có mốc cố định ngoài thực địa, được liên kết với nhau theo một quy luật toán học nhất định, tọa độ và độ cao của chúng được tính xuất phát từ một điểm gốc được chọn làm điểm khởi tính. Hệ thống các điểm đó được gọi là lưới khống chế trắc địa. Lưới khống chế trắc địa gồm 2 loại gồm lưới khống chế mặt bằng và lưới khống chế độ cao. Lưới khống chế mặt bằng xác định tọa độ mặt phằng X,Y. Lưới khống chế độ cao cao xác định độ cao H. Lưới không chế được xây dựng theo nguyên tắc từ tổng thể đến chi tiết, từ độ chính xác cao đến độ chính xác thấp. Lưới khống chế là cơ sở để đo vẽ các loại bản đồ và cung cấp tài liệu cho nghiên cứu khoa học [11]. 1.1.2. Vai trò của lưới trắc địa mặt bằng Nhà nước Lưới trắc địa mặt bằng Nhà nước có những vai trò sau: Nghiên cứu chi tiết hình dáng kích thước, thể trọng trường của trái đất và những thay đổi của chúng theo thời gian. Thiết lập hệ tọa độ thống nhất trên phạm vi toàn quốc nhằm đáp ứng nhu cầu về phát triển kinh tế, văn hóa, xã hội bảo đảm an ninh - quốc phòng. Làm cơ sở để phát triển lưới khống chế cấp thấp phục vụ cho các mục đích như đo vẽ các loại bản đồ, định hướng các nghiên cứu khoa học và kỹ thuật về trái đất, địa động học, biến đổi khí hậu, bảo vệ tài nguyên môi trường, [10]. 1.1.3. Các phương pháp xây dựng lưới trắc địa mặt bằng Gồm những phương pháp sau: Lưới tam giác đo góc: đồ hình cơ bản là hình tam giác, tứ giác trắc địa và đa giác trung tâm; đo tất cả các góc do đó có nhiều trị đo thừa. Độ chính xác cao và 5 đồng đều. Tuy nhiên có nhược điểm phải thông hướng nhiều điểm và độ chính xác phục thuộc vào đồ hình lưới. Lưới tam giác đo cạnh: Đồ hình cơ bản là tứ giác trắc địa và đa giác trung tâm, đo tất cả các cạnh, chỉ đo nối phương vị đủ để bình sai, ưu điểm là độ chính xác ít phụ thuộc vào đồ hình lưới. Nhược điểm là ít trị đo thừa, không có điều kiện kiểm tra trị đo ngoài thực địa. Lưới đường chuyền: gồm các điểm nối với nhau tạo thành đường gấp khúc, nhiều đường chuyền liên kết với nhau tạo thành điểm nút; đo góc ngoặt và cạnh; có ưu điểm là dễ chọn điểm, độ lớn của góc ngoặt không bị hạn chế. Tuy nhiên hạn chế của nó là ít trị đo thừa, kết cấu hình học không chặt chẽ bằng lưới tam giác đo góc. Lưới trắc địa vệ tinh: Được xác định bằng cách đo khoảng cách từ điểm ngắm đến vệ tinh bằng máy đo khoảng cách lazer, các điểm không cần thông hướng, khoảng cách từ các điểm từ vài km đến hàng ngàn km, có thể định vị điểm trên mặt đất bất cứ lúc nào, bất cứ nơi đâu nêu thu được tín hiệu vệ tinh tốt [10]. 1.1.4. Đặc điểm lưới trắc địa cơ sở của Việt Nam Lưới trắc địa Nhà nước được hình thành và phát triển qua nhiều giai đoạn và các phương pháp đo khác nhau gồm: Lưới tam giác đo góc hạng I, II miền Bắc: được xây dựng từ năm 1959; hạng I có 339 điểm, chiều dài cạnh trung bình là 25 km, ngắn nhất 9 km, dài nhất 42 km, có 13 cạnh gốc bố trí cách nhau 130 km; Hạng II có 1.696 điểm, có chiều dài cạnh trung bình là 14 km, ngắn nhất là 5km, dài nhất là 27 km. Trên cơ sở của lưới này người ta công bố hệ tọa độ HN-72 [10]. Xây dựng lưới tọa độ miền trung và miền Nam: Lưới tam giác hạng I Bình Trị Thiên: Được xây dựng từ 1977-1983 gồm 25 điểm lưới, trong đó 3 điểm đo trùng với điểm thiên văn trắc địa miền Bắc và 22 điểm lập mới, chiều dài cạnh từ 20 km đến 25km [10]. Lưới tam giác hạng II miền trung: Được xây dựng từ năm 1983-1989; tổng số điểm xây dựng là 351 điểm có chiều dài cạnh từ 10-15 km, được bố trí 16 cạnh đáy. Trên hai đầu các cạnh đáy có đo 26 điểm thiên văn và 13 phương vị thiên 6 văn. Lưới đã được tính toán theo 4 khu như sau: khu 1 bao gồm các khu đo từ 1 đến 5 với 236 điểm dựa trên 2 điểm khởi tính của lưới tam giác hạng I Bình-TrịThiên, 5 cạnh đáy, 1 phương vị thiên văn; khu 2 là lưới Đắc Lắc - Lâm Đồng gồm 67 điểm và 10 điểm đã xử lý thuộc khu 1; khu 3: là lưới Gia Lai - Kon Tum gồm 82 điểm và 6 điểm đã xử lý thuộc khu 2; khu 4 là lưới Đồng Nai - Vũng Tàu gồm 37 điểm và 16 điểm đã xử lý ở các khu trước, lưới được bình sai ghép với lưới đường chuyền Đông Nam bộ gồm 50 điểm [6]. Lưới đường chuyền hạng II Nam Bộ: Lưới khống chế trắc địa khu vực Đồng bằng Nam Bộ được thiết kế dưới dạng đường chuyền hạng II. Lưới đường chuyền hạng II Tây Nam bộ gồm 124 điểm được đo đạc trong 2 năm 1988-1989, lưới đường chuyền hạng II Đông Nam bộ gồm 50 điểm được đo đạc trong các năm 1989-1990. Từ năm 1991-1993 Cục Đo đạc và Bản đồ Nhà nước đã dùng công nghệ GPS cạnh ngắn để xây dựng lưới tọa độ tương đương với lưới hạng II ở đây bao gồm: Lưới Minh Hải có 15 điểm, chiều dài cạnh trung bình là 25 km, ngắn nhất 10 km, dài nhất 40 km. Lưới Sông Bé có 34 điểm, chiều dài cạnh trung bình là 27 km, ngắn nhất 13 km, dài nhất 42 km. Lưới Tây Nguyên có 65 điểm, chiều dài cạnh trung bình là 30 km, ngắn nhất 10 km, dài nhất 45 km [6]. Lưới Doppler vệ tinh: Từ năm 1987-1988 nước ta cũng bắt đầu ứng dụng công nghệ này để đo nối các mạng lưới tọa độ trên đất liền với nhau và nối đất liền với các đảo. Lưới này có 14 điểm trên đất liền và 4 điểm ngoài các đảo lớn. Dựa vào lưới Doppler vệ tinh Cục Đo đạc và Bản đồ Nhà nước đã tiến hành định vị lại Ellipsoid Kvasovski, bình sai lại lưới tọa độ hạng I, II nhà nước, tiến tới xây dựng hệ tọa độ quốc gia mới thay thế cho hệ tọa độ HN-72 [10]. Hoàn thiện lưới tọa độ nhà nước cấp "0" hạng I, II, III và xây dựng hệ tọa độ VN-2000: 7 Năm 1995, xây dựng lưới tọa độ cấp "0" bằng công nghệ GPS gồm 69 điểm phù chùm toàn lãnh thổ nước ta. Trong đó có 56 điểm trùng với các điểm tọa độ hạng I, II và 13 điểm mới. Năm 1997, tiến hành đo GPS tuyệt đối ở 8 điểm cấp "0" phân bố đề trên toàn lãnh thổ để kiểm tra chất lượng lưới cấp "0" và có cơ sở tạo lập mối liên hệ giữa tọa độ nhà nước và quốc tế. Năm 1998, đo bổ sung vào lưới cấp "0" 40 điểm đo nối độ cao thủy chuẩn hạng I, II phân bổ trên toàn lãnh thổ nhằm phục vụ cho việc định vị Ellipsoid thực dụng và xây dựng mô hình Geoid của Việt Nam. Xây dựng điểm gốc tọa độ Quốc gia mới là điểm N00 (trong hệ tọa độ VN2000). Từ năm 1998 Việt Nam quyết định dùng hệ tọa độ vuông góc phẳng UTM thay cho hệ tọa độ Gauss-Kruger. Đây là những điểm chủ yếu trong hệ tọa độ VN2000, vì vậy lưới tọa độ nhà nước ta cũng gọi là lưới thiên văn - trắc địa - Doppler - GPS. Ngày 12/7/2000 Thủ tướng Chính phủ đã ban hành quyết định về áp dụng hệ tọa độ quốc gia VN-2000 và công bố sử dụng thống nhất trên toàn quốc. Từ năm 1994 đến năm 2003 để phục vụ cho công tác đo vẽ lập bản đồ địa chính, các tỉnh, thành phố đã xây dựng lưới tọa độ địa chính cơ sở bằng công nghệ GPS có độ chính xác tương đương với tam giác hạng III Nhà nước. Lưới có 12.631 điểm phủ chùm 64 tỉnh thành, cạnh dài từ 3-5km [10]. 1.2. Tổng quan về hệ thống định vị toàn cầu GPS 1.2.1. Khái quát về hệ thống định vị toàn cầu 1. Khái niệm: Hệ thống định vị GPS (Global Positioning System): là hệ thống xác định vị trí dựa trên vị trí của các vệ tinh nhân tạo. Trong cùng một thời điểm, tọa độ của một điểm trên mặt đất sẽ được xác định nếu xác định được khoảng cách từ điểm đó đến ít nhất ba vệ tinh. Hệ thống luôn sẵn sàng trên phạm vi toàn cầu và hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết. 8 Hệ thống định vị toàn cầu GPS được thiết kế và quản lý và vận hành bởi Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ nhưng chính phủ Hoa Kỳ cho phép sử dụng miễn phí trên toàn thế giới [14]. 2. Cấu trúc của hệ thống GPS Gồm 3 thành phần chính là: Đoạn không gian (Space Segment), Đoạn điều khiển (Contro, Segment) Đoạn người sử dụng (User Segment). Hình 1.1. Cấu trúc của hệ thống định vị toàn cầu Đoạn không gian (Space Segmen): gồm 27 vệ tinh chạy bằng năng lượng mặt trời (24 vệ tinh hoạt động và 3 vệ tinh dự phòng) nằm trên 6 mặt phằng quỹ đạo nghiêng 550 xoay quanh trái đất. Chúng cách mặt đất 20.200 km, bán kính quỹ đạo 26.600 km. Chúng chuyển động ổn định và quay hai vòng quỹ đạo trong khoảng thời gian gần 24 giờ với vận tốc 7 nghìn dặm một giờ. Các vệ tinh trên 9 quỹ đạo được bố trí sao cho các máy thu GPS trên mặt đất có thể nhìn thấy tối thiểu 4 vệ tinh vào bất kỳ thời điểm nào. Mỗi vệ tinh được trang bị máy phát tần số chuẩn nguyên tử chính xác cao cỡ 10-12. Máy phát này tạo ra các tín hiệu tần số cơ sở 10.23 MHz, từ đây tạo ra các sóng tải tần số L1= 1227.60 MHz, các sóng tải được điều biến bởi hai loại Code khác nhau: C/A – Code và P – Code. + C/A – Code (Coarse/ Acquisition) là Code thô/ thâu tóm, nó được sử dụng cho các mục đích dân sự và chỉ điều biến sóng tải L1, C/A-Code có tần số 1,023MHz. Mỗi vệ tinh được gán một C/A – Code riêng biệt. + P – Code (Precise) là Code chính xác, nó được sử dụng cho mục đích quân sự và điều biến cả hai sóng tải L1, L2. Code này có tần số 10,23MHz, độ dài toàn phần là 267 ngày, nghĩa là chỉ sau 267 ngày P - Code mới lặp lại. Tuy vậy, người ta chia Code này thành các đoạn có độ dài 7 ngày, và gán cho mỗi vệ tinh một trong các đoạn Code như thế, cứ sau một tuần lại thay đổi nên P – Code rất khó bị giải mã để sử dụng nếu không được cho phép. Cả hai sóng tải L1 và L2 còn được điều biến bởi các thông tin đạo hàng bao gồm: Ephemerit của vệ tinh, thời gian của hệ thống, số hiệu chỉnh cho đồng hồ của vệ tinh, quang cảnh phân bố vệ tinh trên bầu trời và tình trạng của hệ thống [6]. Đoạn điều khiển (Control Segmen): Gồm trạm điều khiển chính Colorado Springs (đặt tại Colorado, Mỹ) và 4 Trạm giám sát tạo thành vành đai bao quanh trái đất gồm các trạm: 1. Acsension Island(Đại Tây Dương) 2. Diego Garcia (Ấn Độ dương). 3. Kawjalein (Thái Bình Dương) 4. Hawai (Thái Bình Dương) 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 như hoạt