Hướng dẫn bình sai GPS và biên tập 7 bảng từ phần mềm HGO (Hi-Target Geomatics Office)

Ở các bài trước gisgpsrs đã giới thiệu đến bạn đọc phần mềm xử lý GPS là TBC và Compass, là 2 phần mềm rất thông dụng xử lý GPS hiện tại. Hôm nay gisgpsrs sẽ giới thiệu thêm một phần mềm xử lý GPS phổ biến và dễ sử dụng nữa là phần mềm HGO (Hi-Target Geomatics Office). Bài này sẽ hướng dẫn bạn đọc sử dụng từ A-Z phần mềm xử lý GPS HGO và biên tập báo cáo ra dạng 7 bảng theo đúng quy định của Bộ TN&MT Việt Nam.

Ảnh hưởng của các yếu tố địa vật lý đến chất lượng đo GPS với khoảng cách lớn-Hết

3. Ảnh hưởng của hiện tượng triều cực Trái đất

Việc tính đến ảnh hưởng của biến dạng xoay do chuyển động cực đến toạ độ điểm GPS được đề xuất trong [50]. Sự thay đổi thế do sự chuyển động của cực Trái đất có dạng [46]:

ở đây ω - tốc độ góc quay trung bình của Trái đất; r - bán kính véc tơ địa tâm của điểm trên mặt Trái đất; θ = 90⁰ - φ, ở đây φ, λ - vĩ độ và  kinh độ của điểm GPS; m₁ và m₂ - các tham số đặc trưng cho sự chuyển động của cực Trái đất.

Ảnh hưởng của các yếu tố địa vật lý đến chất lượng đo GPS với khoảng cách lớn-Phần 2

2. Ảnh hưởng của hiện tượng triều Trái đất

Trái đất không phải là thiên thể tuyệt đối cứng. Dưới sự tác động của  mặt trăng và mặt trời, Trái đất trở thành vật thể biến dạng đàn hồi. Theo kết quả đo đạc trọng lực độ chính xác cao [48], sự chuyển dịch thẳng đứng của bề mặt Trái đất dưới tác động của mặt trăng và  mặt trời có thể  đạt tới 40-50cm trên lục địa và 10m trên các đại dương. ảnh hưởng đồng thời của  mặt trăng và mặt trời dẫn đến sự thay đổi của gia tốc lực trọng trường ở mức 0,3mgl. Coi mặt trăng hoặc mặt trời là chất điểm L. Dưới tác động của lực hấp dẫn từ chất điểm L đến tâm vật chất O, Trái đất sẽ bị xê dịch và tại điểm M trên mặt Trái đất, lực hấp dẫn sẽ thay đổi đi 1 đại lượng bằng hiệu các lực hấp dẫn tại tâm O và điểm M.

Ảnh hưởng của các yếu tố địa vật lý đến chất lượng đo GPS với khoảng cách lớn-Phần 1

Khi sử dụng các dịch vụ do tổ chức IGS cung cấp hoàn toàn có thể đạt được độ chính xác vị trí mặt bằng tương hỗ ở mức 1-3 mm và độ chính xác hiệu độ cao trắc địa cao hơn 10 mm bằng công nghệ GPS [45].

Tuy nhiên để đạt độ chính xác xác định vị trí của các điểm GPS ở mức một vài mm không thể không tính đến sự ảnh hưởng của các yếu tố địa vật lý như ảnh hưởng của tầng đối lưu, hiện tượng triều của vật thể Trái đất (Earth body Tide), sức tải thuỷ triều đại dương (Ocean Tide Loading), thuỷ triều của cực Trái đất  (Polar  Tides) và sức tải áp suất  khí quyển (Atmospheric Pressure Loading)  [46].

Ảnh hưởng của sự trượt chu kỳ đến kết quả đo GPS

Vào từng thời điểm thu được sóng mang tần số L₁ (hoặc L₂) từ một vệ tinh nào đó, thiết bị đo pha trong máy thu chỉ đo được phần lẻ của pha sóng mang (trong  đơn vị chu kỳ). Tuy nhiên, thiết bị đo pha không xác định được số nguyên đa lần bước sóng từ vệ tinh đó đến máy thu vào thời điểm đầu tiên thu được tín hiệu vệ tinh. Số nguyên lần bước sóng nêu trên được gọi là trị nguyên đa trị. Thiết bị đo pha có bộ đếm (counter) cho phép tích luỹ số các bước sóng trôi qua kể từ thời điểm đầu tiên thu được tín hiệu từ vệ tinh đó [43].

Ảnh hưởng của các yếu tố ăng ten đến kết quả đo GPS

1. Sự định hướng ăng ten và ảnh hưởng của độ lệch và sự biến thiên tâm pha của ăng ten.

Tâm vật lý của ăng ten là điểm mà các nhà sản xuất ăng ten GPS qui định. Tâm pha của ăng ten là một điểm mà tương ứng với nó thực hiện đo các tín hiệu điện từ. Về cơ bản, tâm pha không tương ứng với tâm vật lý của ăng ten. Tâm pha ăng ten máy thu lại không phải là một điểm duy nhất mà luôn thay đổi theo phương truyền sóng (antenna phase centre variation). Do đó độ lệch của tâm pha (antenna phase centre offset) so với tâm vật lý phụ thuộc vào góc nghiêng E của tín hiệu vệ tinh, phương vị của  hướng từ máy thu đến vệ tinh và cường  độ của tín hiệu vệ tinh, và khác nhau đối với các sóng mang L1, L2 [27]. Độ lệch của tâm pha phụ thuộc vào chất lượng của ăng ten do các hãng sản xuất. Độ lệch này thường được xác định trong phòng thí nghiệm [27, P. 123].

Nghiên cứu ảnh hưởng của hiện tượng đa đường truyền đến trị đo GPS

Một trong những nguồn sai số cơ bản trong các trị đo GPS là sai số do hiện tượng đa đường truyền (Multipath). Hiện tượng này xẩy ra do sự phản xạ tín hiệu từ các địa vật ở quanh máy thu. Việc nhiều tín hiệu từ một vệ tinh đi đến ăng ten máy thu sẽ gây ra sự giao thoa của các tín hiệu này. Tín hiệu vệ tinh có góc nghiêng E càng nhỏ càng nhạy cảm với hiện tượng đa đường truyền.  

Ảnh hưởng độ chính xác của lịch vệ tinh đến kết quả đo GPS

Sai số Δx trong mỗi thành phần của véc tơ cạnh có độ dài l và sai số Δx của lịch vệ tinh liên hệ gần đúng với nhau theo biểu thức sau:

  (1.3)

Trong đó: d là khoảng cách gần đúng giữa vệ tinh và bề mặt Trái đất. Trong bảng dưới đây cho chúng ta thấy sai số của véc tơ cạnh ở đơn vị m và ở phần triệu với độ dài véc tơ cạnh khác nhau và chất lượng lịch vệ tinh khác nhau được tính toán theo công thức gần đúng trên.

Các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả đo đạc và xử lý dữ liệu GPS

Việc nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả đo đạc và xử lý dữ liệu GPS độ chính xác cao cho phép hoàn thiện các quy trình đo đạc và lựa chọn các phần mềm thích hợp để xử lý tính toán dữ liệu GPS đảm bảo nhận được các véc tơ không gian (véc tơ Baseline) độ chính xác cao (ở mức cm, thậm trí dưới mm) trên các khoảng cách lớn đến 1000km hoặc hơn nữa.

Phần mềm ReportGPS biên tập báo cáo 7 bảng GPS từ TBC (Trimble Business Center), Compass và HGO

Hiện nay có rất nhiều phần mềm xử lý, bình sai GPS như TBC, Compass, TTC... Mỗi phần mềm sau khi bình sai xong sẽ cho ra các mẫu báo cáo khác nhau, và không theo chuẩn nào cả. Khi xem các file báo cáo này rất khó đánh giá chất lượng kết quả sau bình sai. Vì để thuận tiện cho việc đánh giá chất lượng kết quả sau bình sai và các file báo cáo được trình bày theo dạng bảng biểu. Tác giả đã xây dựng phần mềm ReportGPS, phần mềm hỗ trợ biên tập báo cáo kết quả sau khi bình sai từ TBC, Compass ra 7 bảng theo đúng quy định của Bộ TN&MT Việt Nam. Phần mềm biên tập báo cáo ReportGPS cho ra kết quả 7 bảng nhanh chóng, sử dụng đơn giản và gọn nhẹ.

Tải chương trình ReportGPS biên tập báo cáo 7 bảng từ TBC, Compass thì bạn tải ngay dưới

Hướng dẫn cài đặt và sử dụng phần mềm TBC (Trimble Business Center)

Từ ngày 14 tháng 9 năm 2011, tín hiệu vệ tinh thu được từ các máy thu GPS/GNSS ở Việt Nam không sử dụng được các phần mềm GPSurvey, TGO (Trimble Geomatic Office) do hãng TRIMBLE (Mỹ) phát hành để tính toán, xử lý trị đo GPS/GNSS. Đây là một sự kiện đã được báo trước, không phải hãng TRIMBLE không hỗ trợ phát triển phần mềm bình sai GPS nữa, mà là sự thay thế phát triển phần mềm cao hơn. Và phần mềm thế hệ tiếp theo của hãng là phần mềm TBC (Trimble Business Center). Phần mềm này rất thân thiện với người dùng, dễ dàng tính toán, xử lý hơn rất nhiều so với các phần mềm cũ.

Phần mềm biên tập báo cáo 7 bảng từ TBC (Trimble Business Center)

Hiện tại tác giả đã không còn phát triển thêm công cụ, chức năng cho phần mềm BaoCao_TBC, bạn hãy chuyển qua sử dụng phần mềm ReportGPS để được sử dụng các chức năng mới nhất đã tích hợp chức năng biên tập báo cáo 7 bảng từ TBC. Bạn có thể đọc giới thiệu phần mềm mới này ở đây.

Phần mềm bình sai GPS TBC (Trimble Business Center) là một phần mềm bình sai của hãng Trimble, đây là phần mềm bình sai mới của hãng Trimble. Sau khi bình sai ta cần có báo cáo kết quả ở dạng 7 bảng theo quy định của Bộ TN&MT của Việt Nam, hiểu vấn đề này cơ quan chúng tôi đã viết phần mềm tiện ích giúp biên tập báo cáo 7 bảng từ kết quả phần mềm TBC rất là nhanh chóng và gọn nhẹ.

Phần mềm biên tập báo cáo 7 bảng từ Compass

Hiện tại tác giả đã không còn phát triển thêm công cụ, chức năng cho phần mềm BaoCao_Compass, bạn hãy chuyển qua sử dụng phần mềm ReportGPS để được sử dụng các chức năng mới nhất đã tích hợp chức năng biên tập báo cáo 7 bảng từ Compass. Bạn có thể đọc giới thiệu phần mềm mới này ở đây.

Phần mềm bình sai GPS Compass là một phần mềm bình sai Trung Quốc, đây là phần mềm bình sai rất là tiện ích và đơn giản trong xử lý GPS. Sau khi bình sai ta cần có báo cáo kết quả ở dạng 7 bảng theo quy định của Bộ TN&MT của Việt Nam, hiểu vấn đề này cơ quan chúng tôi đã viết phần mềm tiện ích giúp biên tập báo cáo 7 bảng từ kết quả phần mềm Compass rất là nhanh chóng và gọn nhẹ.