CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. CÔNG TÁC THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH 1.1 Hệ thống lưới khống chế Lưới toạ độ địa chính Bản đồ địa chính tỷ lệ 1:200, 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000 và 1:10000 được thành lập ở múi chiếu 3o trên mặt phẳng chiếu hình, trong hệ tọa độ Quốc gia VN-2000 và độ cao nhà nước hiện hành. Kinh tuyến gốc (00) được quy ước là kinh tuyến đi qua GRINUYT.
Giá trị kinh tuyến trục phụ thuộc vào từng địa phương được quy định riêng, như tỉnh Phú Thọ được quy định 104045’. Điểm gốc của hệ toạ độ mặt phẳng (điểm cắt giữa kinh tuyến trục của từng tỉnh và xích đạo) có X =0 km, Y=500 km. Điểm gốc của hệ độ cao là điểm độ cao gốc ở Hòn Dấu - Hải Phòng. Yêu cầu về điểm khống chế đối với lưới không chế các cấp : Tại thông tư số 25/2014/TT-BTNMT Cơ sở khống chế toạ độ, độ cao trong đo vẽ bản đồ địa chính gồm: - Lưới tọa độ và độ cao Nhà nước các hạng.
- Lưới địa chính, lưới độ cao kỹ thuật. - Lưới khống chế đo vẽ, điểm khống chế ảnh (gọi chung là lưới khống chế đo vẽ). Để đo vẽ hết khu đo với các chỉ tiêu đảm bảo theo quy định tại thông tư 25, ta cần xác định mật độ điểm khống chế tọa độ địa chính là số điểm lưới khống chế được xây dựng trên một đơn vị diện tích để đảm bảo phục vụ đo vẽ bản đồ địa chính theo một tỷ lệ xác định. Ta có thể dễ dàng dự tính được số điểm khống chế cần thiết khi biết những yếu tố sau: - Tỷ lệ bản đồ địa chính cần thành lập.
- Phương pháp đo vẽ bản đồ địa chính. - Đặc điểm địa hình và địa vật khu đo. - Khoảng cách tối đa quy định từ máy đến tiêu đo. Hiện nay hai phương pháp cơ bản để thành lập bản đồ địa chính là phương pháp đo ảnh hàng không và phương pháp đo vẽ trực tiếp.
Phương pháp toàn đạc là phương pháp cơ bản, không thể thay thế trong điều kiện đo vẽ bản đồ địa chính tỷ lệ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 lớn khu vực dân cư đông đúc, thửa đất nhỏ, bị che khuất nhiều. Bản chất của phương pháp là dùng phương pháp tọa độ cực xác định toạ độ những điểm chi tiết bằng máy toàn đạc điện tử. Phương pháp này đòi hỏi số lượng điểm khống chế dải đều và đủ để đo vẽ hết khu vực cần đo, với khoảng cách đo đảm bảo theo quy định. Tỷ lệ bản đồ càng lớn, vùng đo vẽ càng che khuất thì số lượng điểm càng nhiều.
+ Dùng phương pháp đo vẽ trực tiếp ở thực địa để thành lập bản đồ địa chính. Để đảm bảo đo vẽ được bản đồ tỷ lệ 1:5000 – 1:10000, trên diện tích khoảng 5 km2 thì cần phải có ít nhất một điểm từ địa chính trở lên. Để đảm bảo đo vẽ được bản đồ tỷ lệ 1:500 – 1:2000, trên diện tích từ 1 đến 1,5 km2 thì cần phải có ít nhất một điểm từ địa chính trở lên. Để đo vẽ bản đồ địa chính tỷ lệ 1:200, bản đồ địa chính ở khu công nghiệp, khu có cấu trúc xây dựng dạng đô thị, khu đất có giá trị kinh tế cao, khu đất ở đô thị có diện tích các thửa nhỏ, đan xen nhau, trên diện tích trung bình 0,3 km2 (30 ha) có một điểm từ địa chính trở lên.
Quy định trên áp dụng cho cả trường hợp có trích đo khu dân cư hoặc trích đo các thửa, các cụm thửa ở tỷ lệ lớn hơn tỷ lệ bản đồ cơ bản của khu vực. Trường hợp đặc biệt, khi đo vẽ lập bản đồ địa chính mà diện tích nhỏ hơn 30 ha đến trên 5 ha, mật độ từ điểm địa chính trở lên tối thiểu để phục vụ đo vẽ là 2 điểm. Sơ đồ phát triển lưới địa chính. Lưới toạ độ nhà nước hiện nay đã được thống nhất xây dựng trên toàn quốc, lưới toạ độ hạng III và IV nhà nước đã được xây dựng đảm bảo mật độ cũng như độ chính xác phục vụ công tác thành lập bản đồ địa chính ở những khu vực nông thôn, đất nông nghiệp, lâm nghiệp… Tuy nhiên, tại những khu vực thành phố và thị xã thì mạng lưới này không đáp ứng được nhu cầu do bị mất mát và hư hỏng nhiều.
Để đảm bảo cho công tác đo đạc lập bản đồ địa chính hiện nay là chêm dày và bổ sung thêm vào các khu vực bị hư hỏng từ các cấp lưới hạng cao nhà nước như hạng III và hạng IV, tạo nên mạng lưới địa chính cơ sở đạt độ chính xác tiêu chuẩn quy định và từ đó xây dựng lưới không chế đo vẽ. Yêu cầu độ chính xác lưới khống chế đo vẽ Lưới khống chế đo vẽ thường được thành lập theo đơn vị hành chính cấp xã phường, thị trấn. Được thành lập nhằm mục đích phục vụ đo vẽ bản đồ địa chính, Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 tính thống nhất về độ chính xác là yếu tố cơ bản quan trọng nhằm đảm bảo cho bản đồ địa chính được thành lập ở những vùng khác nhau trên một đơn vị hành chính vẫn đồng đều về chất lượng, đặc biệt là đảm bảo độ chính xác yếu tố cần thiết thể hiện trên bản đồ địa chính. Lưới khống chế đo vẽ được xây dựng bằng phương pháp đường chuyền hoặc sử công nghệ GPS theo đồ hình lưới tam giác dày đặc, đồ hình chuỗi tam giác, tứ giác để làm cơ sở đo vẽ bản đồ địa chính.
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GPS 1.1 Quá trình hình thành Tên tiếng Anh đầy đủ của GPS là: Navigation Satellite Timing and Ranging Global Positioning System. Đây là một hệ thống radio hàng hải dựa vào các vệ tinh để cung cấp thông tin vị trí 3 chiều và thời gian chính xác. Hệ thống luôn sẵn sàng trên phạm vi toàn cầu và hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết. Từ trước những năm 70 của thế kỷ trước, Cơ quan Hàng không và Vũ trụ (NASA) cùng với Quân đội Hoa Kỳ đã tiến hành chương trình nghiên cứu, ứng dụng công nghệ NSS để 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 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 của hệ thống TRANSIT. Sử dụng hệ thống TRANSIT để định vị cần thời gian quan trắc rất lâu mà độ chính xác chỉ đạt cỡ 1m. Do vậy, trong công tác trắc địa - bản đồ hệ thống TRANSIT chỉ phù hợp với công tác xây dựng các mạng lưới khống chế cạnh dài. Nó không thỏa mãn được các ứng dụng đo đạc thông dụng như đo đạc bản đồ, các công trình dân dụng.
Ngay sau sự thành công của hệ thống TRANSIT, hệ thống định vị vệ tinh thế hệ thứ hai ra đời có tên là NAVSTAR-GPS (Navigtion Satellite Timing And Ranging – Global Positioning System) gọi tắt là GPS. Hệ thống này bao gồm 24 vệ tinh phát tín hiệu, bay quanh Trái đất theo những quỹ đạo xác định. Độ chính xác Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 7 định vị bằng hệ thống này được nâng cao một cách đáng kể so với TRANSIT và đã khắc phục được nhược điểm về thời gian quan trắc. Sau khi phóng vệ tinh thử nghiệm NTS-2 (Navigation Technology Sattellite 2) được một năm, giai đoạn thử nghiệm vận hành hệ thống GPS bắt đầu với việc phóng vệ tinh GPS khối I.
Từ năm 1978 đến 1985 có 11 vệ tinh khối I đã được phóng lên quỹ đạo. Hiện nay hầu hết số vệ tinh thuộc khối I đã hết hạn sử dụng. Việc phóng vệ tinh thế hệ thứ II (khối II) bắt đầu vào năm 1989. Sau giai đoạn này, 24 vệ tinh đã được triển khai trên 6 quỹ đạo nghiêng 55o so với mặt phẳng xích đạo trái đất với chu kỳ 12 giờ 58 phút, ở độ cao xấp xỉ 12.
Loại vệ tinh bổ sung thế hệ III (khối IIR, IIR-M và II-F) được thiết kế thay cho những vệ tinh khối II, cho đến nay đã có 32 vệ tinh của hệ thống GPS hoạt động trên quỹ đạo. Đồng thời với hệ thống GPS của Mỹ, Nga cũng phát triển một hệ thống tương tự với tên gọi GLONASS (nhưng không thương mại hóa rộng rãi). Hiện nay Liên minh Châu Âu đang phát triển hệ dẫn đường vệ tinh của mình mang tên GALILEO, hiện đã có một số vệ tinh đã được đưa lên quỹ đạo và hệ thống dự kiến được đưa vào sử dụng năm 2014. Trung Quốc thì phát triển hệ thống định vị toàn cầu của mình mang tên BEIDOU (Bắc Đẩu) bao gồm 35 vệ tinh.
Ngoài ra còn một số hệ thống định vị vệ tinh khác được sử dụng ở một số nơi trên thế giới. Công nghệ GPS được ứng dụng sớm nhất trong trắc địa là đo đạc các mạng lưới trắc địa mặt bằng, năm 1983 người ta đã xây dựng mạng lưới trắc địa ở Elfel (CHLB Đức), tiếp theo đó nhiều mạng lưới khác cũng được xây dựng ở Montgomery County, Pennsylvania (Mỹ),. Ở Việt Nam, ngay từ những năm 1991- 1992 chúng ta cũng đã sử dụng công nghệ GPS để xây dựng một số mạng lưới tọa độ nhà nước hạng II ở những vùng khó khăn chưa có lưới khống chế (Minh Hải, Tây Nguyên,. Sử dụng GPS để xây dựng lưới trắc địa biển, kết nối đất liền với các hải đảo trong một hệ thống tọa độ chung.
Trong những năm 1995-1997 chúng ta đã xây dựng mạng lưới GPS cấp “0”, trên cơ sở đó thành lập hệ quy chiếu Quốc gia mới (VN-2000) cũng như việc lập lưới khống chế hạng III phủ trùm lãnh thổ (gần 30. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 8 Công nghệ GPS không ngừng phát triển và ngày càng hoàn thiện về thiết bị đo và phần mềm xử lý số liệu, đươc ứng dụng rộng rãi vào mọi dạng công tác trắc địa bản đồ, trắc địa công trình dân dụng, an ninh… ngày càng đơn giản, hiệu quả. Cấu trúc hệ thống GPS Hệ thống định vị GPS gồm 3 đoạn: đoạn không gian, đoạn điều khiển và đoạn người sử dụng.