Luận văn thạc sĩ hus nghiên cứu sử dụng hạ tầng mạng viễn thông di động trong đo đạc địa chính bằng phương pháp đo gps động thời gian thực

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hus nghiên cứu sử dụng hạ tầng mạng viễn thông di động trong đo đạc địa chính bằng phương pháp đo, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Phạm Thành Việt
• Người hướng dẫn: PGS. Trần Quốc Bình
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên - Đại Học Quốc Gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Quản Lý Đất Đai
• Đề tài: Nghiên cứu sử dụng hạ tầng mạng viễn thông di động trong đo đạc địa chính bằng phương pháp đo GPS động thời gian thực
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG GPS TRONG ĐO ĐẠC ĐỊA CHÍNH
• 1.1. Vai trò, nội dung và yêu cầu của công tác đo đạc địa chính trong hệ thống quản lý đất đai
• 1.2. Đặc điểm kỹ thuật của đo đạc địa chính
• 1.3. Nội dung của công tác đo đạc địa chính
• 1.4. Thành lập lưới địa chính
• 1.5. Đo đạc thành lập bản đồ địa chính
• 1.6. Đo đạc chỉnh lý bản đồ địa chính
• 2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐO ĐẠC ĐỊA CHÍNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐO GPS ĐỘNG THỜI GIAN THỰC SỬ DỤNG HẠ TẦNG MẠNG VIỄN THÔNG DI ĐỘNG
• 2.1. Cơ sở khoa học của phương pháp đo GPS động thời gian thực
• 2.2. Phương pháp đo tĩnh (static)
• 2.3. Phương pháp đo tĩnh nhanh (fast static)
• 2.4. Phương pháp đo động (Kinematic)
• 2.5. Phương pháp đo giả động
• 2.6. Nguyên lý của phương pháp đo GPS động thời gian thực
• 2.7. Những vấn đề cần khắc phục trong đo đạc địa chính bằng phương pháp đo GPS động thời gian thực
• 2.8. Tiềm năng sử dụng mạng viễn thông di động trong đo GPS động thời gian thực
• 2.9. Thiết kế hệ thống đo GPS động thời gian thực sử dụng hạ tầng mạng viễn thông di động
• 2.9.1. Các thiết bị phần cứng và sơ đồ kết nối
• 2.9.2. Phần mềm và các chương trình điều khiển
• 2.9.3. Quy trình đo đạc
• 3. THỬ NGHIỆM ĐO ĐẠC ĐỊA CHÍNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐO GPS ĐỘNG THỜI GIAN THỰC TẠI HUYỆN LƯƠNG TÀI, TỈNH BẮC NINH
• 3.1. Khái quát về khu vực thử nghiệm
• 3.1.1. Vị trí địa lý
• 3.1.2. Đặc điểm địa hình, địa vật
• 3.1.3. Đặc điểm kinh tế, xã hội
• 3.2. Điều kiện và phương pháp thử nghiệm
• 3.2.1. Phương pháp thử nghiệm
• 3.2.2. Trình tự các bước tiến hành đo đạc thử nghiệm
• 3.2.2.1. Quá trình đo tĩnh để xác định tọa độ các điểm khống chế đo vẽ
• 3.2.2.2. Quá trình đo động thời gian thực sử dụng sóng radio
• 3.2.2.3. Quá trình đo động thời gian thực sử dụng hạ tầng mạng viễn thông di động
• 3.3. Kết quả thử nghiệm
• 3.3.1. Thử nghiệm so sánh phương pháp đo động thời gian thực bằng công nghệ sử dụng hạ tầng mạng viễn thông di động và sử dụng sóng radio
• 3.3.2. Thử nghiệm sử dụng phương pháp đo động thời gian thực sử dụng hạ tầng mạng viễn thông di động với vị trí đặt Base không được thuận tiện
• 3.3.3. Thử nghiệm đánh giá ảnh hưởng của chất lượng đường truyền mạng đối với đo động thời gian thực sử dụng hạ tầng mạng viễn thông di động
• 3.3.4. Thử nghiệm đánh giá ảnh hưởng của khoảng cách từ trạm Base đến Rover đối với phương pháp đo động thời gian thực sử dụng hạ tầng mạng viễn thông di động
• 3.3.5. Thử nghiệm sử dụng phương pháp đo động thời gian thực sử dụng hạ tầng mạng viễn thông di động để đo đạc các điểm chi tiết
• 3.4. Đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng mạng viễn thông di động trong đo đạc địa chính bằng phương pháp đo GPS động thời gian thực
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC 1: Kết quả đo các điểm chi tiết bằng phương pháp toàn đạc
• PHỤ LỤC 2: Kết quả so sánh các điểm chi tiết với kết quả đo bằng máy toàn đạc
• PHỤ LỤC 3: Các kết quả so sánh về thời gian khởi đo và sự suy giảm độ chính xác của các điểm khống chế
• PHỤ LỤC 4: Ví dụ về số liệu đầu ra của thiết bị

Tóm tắt

I. Tổng quan về ứng dụng hạ tầng mạng di động trong đo đạc địa chính

Nghiên cứu ứng dụng hạ tầng mạng di động trong đo đạc địa chính bằng GPS động là một lĩnh vực đang thu hút sự quan tâm lớn trong ngành quản lý đất đai. Hệ thống GPS động cho phép xác định vị trí chính xác trong thời gian thực, giúp cải thiện hiệu quả công tác đo đạc địa chính. Hạ tầng mạng di động cung cấp một giải pháp linh hoạt và tiết kiệm chi phí cho việc truyền tải dữ liệu giữa các thiết bị đo đạc. Việc áp dụng công nghệ này không chỉ nâng cao độ chính xác mà còn rút ngắn thời gian thực hiện các công việc đo đạc.

1.1. Vai trò của hạ tầng mạng di động trong đo đạc địa chính

Hạ tầng mạng di động đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối các thiết bị đo đạc GPS. Nó cho phép truyền tải dữ liệu nhanh chóng và hiệu quả, giúp giảm thiểu thời gian chờ đợi và tăng cường độ chính xác trong quá trình đo đạc. Việc sử dụng mạng di động cũng giúp giảm thiểu chi phí đầu tư cho các thiết bị truyền dẫn riêng biệt.

1.2. Lợi ích của việc sử dụng GPS động trong đo đạc địa chính

GPS động mang lại nhiều lợi ích cho công tác đo đạc địa chính, bao gồm khả năng xác định vị trí chính xác trong thời gian thực, giảm thiểu sai số và tăng cường hiệu quả công việc. Công nghệ này cho phép thu thập dữ liệu nhanh chóng và chính xác, từ đó hỗ trợ tốt hơn cho công tác quản lý đất đai.

II. Thách thức trong việc ứng dụng hạ tầng mạng di động cho đo đạc địa chính

Mặc dù có nhiều lợi ích, việc ứng dụng hạ tầng mạng di động trong đo đạc địa chính cũng gặp phải một số thách thức. Độ trễ trong truyền tải tín hiệu, sự ổn định của mạng và các vấn đề về phần cứng có thể ảnh hưởng đến kết quả đo đạc. Những yếu tố này cần được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của dữ liệu thu thập được.

2.1. Độ trễ tín hiệu và ảnh hưởng đến kết quả đo đạc

Độ trễ tín hiệu trong quá trình truyền tải từ trạm Base đến trạm Rover có thể gây ra sai số trong kết quả đo đạc. Việc giảm thiểu độ trễ này là rất quan trọng để đảm bảo tính chính xác của dữ liệu thu thập được.

2.2. Ảnh hưởng của sự ổn định mạng đến quá trình đo đạc

Sự ổn định của mạng di động có thể ảnh hưởng lớn đến quá trình đo đạc. Nếu mạng không ổn định, tín hiệu có thể bị gián đoạn, dẫn đến việc thu thập dữ liệu không chính xác. Do đó, việc lựa chọn nhà cung cấp dịch vụ mạng đáng tin cậy là rất quan trọng.

III. Phương pháp đo đạc địa chính bằng GPS động thời gian thực

Phương pháp đo đạc địa chính bằng GPS động thời gian thực (RTK) là một trong những phương pháp hiện đại nhất hiện nay. Phương pháp này cho phép xác định vị trí chính xác trong thời gian thực, giúp nâng cao hiệu quả công tác đo đạc. Việc sử dụng hạ tầng mạng di động để truyền tải dữ liệu giữa các thiết bị đo đạc là một giải pháp tối ưu cho các công trình lớn.

3.1. Nguyên lý hoạt động của phương pháp RTK

Phương pháp RTK hoạt động dựa trên việc sử dụng tín hiệu từ vệ tinh GPS và dữ liệu cải chính từ trạm Base. Dữ liệu này được truyền tải qua mạng di động đến trạm Rover, giúp xác định vị trí chính xác của các điểm đo đạc.

3.2. Quy trình thực hiện đo đạc bằng GPS động

Quy trình thực hiện đo đạc bằng GPS động bao gồm việc thiết lập trạm Base, thu thập dữ liệu từ vệ tinh và truyền tải dữ liệu cải chính đến trạm Rover. Sau đó, trạm Rover sẽ sử dụng dữ liệu này để xác định vị trí chính xác của các điểm cần đo đạc.

IV. Ứng dụng thực tiễn của hạ tầng mạng di động trong đo đạc địa chính

Việc ứng dụng hạ tầng mạng di động trong đo đạc địa chính đã được triển khai tại nhiều địa phương và mang lại kết quả tích cực. Các dự án đo đạc lớn đã sử dụng công nghệ này để cải thiện độ chính xác và hiệu quả công việc. Kết quả cho thấy rằng việc sử dụng mạng di động không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao chất lượng dữ liệu thu thập được.

4.1. Kết quả nghiên cứu tại huyện Lương Tài Bắc Ninh

Nghiên cứu tại huyện Lương Tài cho thấy việc sử dụng hạ tầng mạng di động trong đo đạc địa chính đã giúp cải thiện đáng kể độ chính xác và thời gian thực hiện công việc. Các số liệu thu thập được cho thấy sự khác biệt rõ rệt so với các phương pháp truyền thống.

4.2. Các dự án thành công trong ứng dụng GPS động

Nhiều dự án thành công đã được triển khai với sự hỗ trợ của hạ tầng mạng di động, từ đó nâng cao hiệu quả công tác quản lý đất đai. Các dự án này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn cải thiện chất lượng dữ liệu địa chính.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu ứng dụng hạ tầng mạng di động trong đo đạc địa chính bằng GPS động thời gian thực đã mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành quản lý đất đai. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, việc ứng dụng các giải pháp hiện đại sẽ giúp nâng cao hiệu quả công tác đo đạc và quản lý đất đai trong tương lai.

5.1. Triển vọng phát triển công nghệ GPS trong đo đạc địa chính

Công nghệ GPS đang ngày càng phát triển, với nhiều cải tiến về độ chính xác và tốc độ truyền tải dữ liệu. Điều này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều lợi ích cho công tác đo đạc địa chính trong tương lai.

5.2. Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả ứng dụng hạ tầng mạng

Để nâng cao hiệu quả ứng dụng hạ tầng mạng di động trong đo đạc địa chính, cần có các giải pháp cải tiến về công nghệ và quy trình làm việc. Việc đào tạo nhân lực và nâng cao nhận thức về công nghệ mới cũng là yếu tố quan trọng để đảm bảo thành công.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong hệ thống quản lý đất đai tại Việt Nam, công tác đo đạc địa chính giữ vai trò nền tảng nhằm thiết lập cơ sở dữ liệu không gian và hồ sơ pháp lý phục vụ cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất cho hàng triệu thửa đất trên khắp 63 tỉnh thành. Bản đồ địa chính đòi hỏi độ chính xác mặt bằng nghiêm ngặt với sai số trung phương vị trí điểm khống chế không được vượt quá 5 cm. Tuy nhiên, các phương pháp truyền thống như đo toàn đạc điện tử tiêu tốn nhiều nhân lực và thời gian ngoại nghiệp, trong khi công nghệ định vị vệ tinh GPS động thời gian thực truyền thống sử dụng sóng radio dải tần 450 MHz đến 470 MHz lại bị giới hạn cự ly dưới 5 km và dễ mất tín hiệu do địa vật che khuất.

Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Quản lý đất đai (mã số 60850103) của tác giả Phạm Thành Việt, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Trần Quốc Bình tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội, đã giải quyết triệt để rào cản trên bằng đề tài "Nghiên cứu sử dụng hạ tầng mạng viễn thông di động trong đo đạc địa chính bằng phương pháp đo GPS động thời gian thực". Nghiên cứu được thực nghiệm hoàn chỉnh tại huyện Lương Tài, tỉnh Bắc Ninh vào năm 2015.

Đề tài mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc khi chứng minh khả năng thay thế hoàn toàn sóng vô tuyến radio bằng đường truyền GPRS và 3G để truyền tải dữ liệu cải chính vi sai giữa trạm Base và trạm Rover. Giải pháp này duy trì độ chính xác định vị mặt bằng từ 1,5 cm đến 3,8 cm, mở rộng khoảng cách đo đạc lên tới 18 km và cắt giảm hơn 40% thời gian thi công thực địa, tạo bước đột phá trong hiện đại hóa hạ tầng trắc địa địa chính.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên nền tảng lý thuyết định vị tương đối GPS và kỹ thuật xử lý pha sóng tải ở chế độ động thời gian thực (RTK - Real Time Kinematic). Về bản chất, hệ thống đo đạc khai thác sóng mang hai tần số L1 (1575,42 MHz) và L2 (1227,60 MHz) phát ra từ chùm 24 vệ tinh không gian ở độ cao quỹ đạo xấp xỉ 20.200 km, phối hợp với mạng lưới 11 trạm điều khiển mặt đất để khử triệt để sai số tầng điện ly và đối lưu. Thuật toán giải số nguyên đa trị tức thời (OTF - On-The-Fly) cho phép xác định tọa độ không gian chính xác đến từng centimet chỉ sau vài giây thu tín hiệu.

Mô hình nghiên cứu tích hợp kiến trúc mạng truyền thông phân tán Client-Server qua giao thức TCP/IP. Hạ tầng viễn thông di động mặt đất bao gồm GPRS (tốc độ 56 kbps đến 114 kbps) và mạng 3G (băng thông tiêu chuẩn từ 21 Mbps đến 42 Mbps) đóng vai trò kênh truyền dẫn số liệu cải chính vi sai thay thế cho module sóng vô tuyến cục bộ. Dữ liệu từ máy Base được đóng gói theo định dạng chuẩn quốc tế CMR, CMR+ hoặc RTCM (phiên bản 2.2+ và 3.2+), sau đó trung chuyển qua máy chủ Internet đến thiết bị điều khiển Rover để trích xuất tọa độ NMEA-0183 ($GPGST, GGA) quy chiếu về hệ tọa độ quốc gia VN-2000.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng cỡ mẫu thực nghiệm gồm 12 điểm khống chế đo vẽ, 3 điểm địa chính cơ sở làm trạm Base và hơn 80 điểm đo chi tiết ranh giới thửa đất tại huyện Lương Tài, tỉnh Bắc Ninh. Phương pháp chọn mẫu phân tầng phi ngẫu nhiên được áp dụng dựa trên 3 điều kiện địa hình thực tế: khu vực không gian thông thoáng, khu vực bị che khuất một phần bởi tán cây, và khu vực bị che khuất bởi nhà cửa và công trình xây dựng. Việc phân tầng mẫu giúp kiểm chứng toàn diện độ ổn định và độ tin cậy của thuật toán định vị trong các môi trường trắc địa phức tạp.

Nguồn dữ liệu bao gồm kết quả đo tĩnh GPS độ chính xác cao (đo đồng thời trên 60 phút với số vệ tinh liên tục từ 4 trở lên, PDOP nhỏ hơn 4) làm tọa độ chuẩn gốc, kết hợp số liệu đo kiểm chứng độc lập bằng máy toàn đạc điện tử. Phương pháp phân tích thống kê sai số trung phương vị trí điểm và sai số thành phần dX, dY, dZ được lựa chọn vì đây là tiêu chuẩn pháp lý chuẩn mực của ngành trắc địa Việt Nam, cho phép đánh giá định lượng sự suy giảm độ chính xác theo khoảng cách và tốc độ mạng. Toàn bộ chuỗi dữ liệu thực nghiệm được thu thập, xử lý và phân tích hoàn tất trong năm 2015.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, độ chính xác của phương pháp RTK sử dụng hạ tầng mạng viễn thông di động hoàn toàn tương đương với phương pháp phát sóng radio truyền thống ở cự ly gần. Tại các điểm thử nghiệm khu vực thông thoáng, sai số trung phương vị trí điểm đạt từ 1,5 cm đến 2,8 cm. Tại các khu vực bị che khuất bởi nhà cửa và cây cối, sai số dao động từ 3,2 cm đến 4,8 cm, hoàn toàn đáp ứng quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về thành lập lưới khống chế đo vẽ cấp 1 (sai số dưới 5 cm) và cấp 2 (sai số dưới 7 cm).

Thứ hai, công nghệ mạng di động giải quyết triệt để giới hạn cự ly của sóng vô tuyến radio. Trong khi sóng radio bị suy giảm công suất và ngắt kết nối hoàn toàn khi vượt quá 5 km, phương pháp truyền dữ liệu 3G duy trì liên kết dữ liệu ổn định ở các khoảng cách 9 km, 16 km và 18 km từ trạm Base đến Rover. Tại cự ly tối đa 18 km, sai số vị trí mặt bằng vẫn duy trì ở mức 4,5 cm so với kết quả đo tĩnh gốc.

Thứ ba, tốc độ khởi đo và độ ổn định liên kết được tối ưu hóa rõ rệt. Nhờ băng thông mạng 3G đạt 21 Mbps, thời gian khởi đo cố định số nguyên đa trị (Fix Solution) chỉ mất từ 15 đến 35 giây, nhanh hơn khoảng 25% so với phương pháp đo radio tại các vị trí đặt máy Base không thuận tiện.

Thứ tư, năng suất đo vẽ chi tiết thửa đất tăng từ 40% đến 50% so với phương pháp đo toàn đạc điện tử. Thời gian đo bắt tọa độ cho mỗi điểm chi tiết chỉ kéo dài từ 3 đến 5 giây, đồng thời giảm trên 60% số lượng mốc khống chế đo vẽ trung gian cần chôn đắp trên thực địa.

Thảo luận kết quả

Ưu thế vượt trội của giải pháp bắt nguồn từ việc truyền tải gói dữ liệu cải chính vi sai RTCM qua giao thức mạng TCP/IP, loại bỏ hoàn toàn hiện tượng suy hao tín hiệu theo đường truyền thẳng (line-of-sight) của sóng vô tuyến UHF 450 MHz. Băng thông mạng 3G vượt xa dung lượng yêu cầu của gói tin RTCM (chỉ khoảng vài kilobyte mỗi giây), giúp loại bỏ hiện tượng trễ tín hiệu và duy trì độ chính xác định vị ổn định.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế như mạng lưới SAPOS tại CHLB Đức hay ACOS tại Vương quốc Bỉ, hệ thống Single Base qua mạng di động trong luận văn có cấu trúc tinh gọn hơn, chi phí vận hành thấp hơn nhưng vẫn bảo đảm chất lượng tương đương. Kết quả thực nghiệm được hệ thống hóa rõ nét qua bảng tổng hợp sai số tọa độ giữa đo tĩnh, máy toàn đạc và RTK-3G, cùng đồ thị phân tán biểu diễn mối quan hệ tuyến tính giữa độ tăng cự ly trạm Base (từ 9 km đến 18 km) và mức suy giảm độ chính xác vị trí điểm. Đồ thị thời gian khởi đo theo tốc độ truyền dẫn minh chứng rằng khi tốc độ mạng vượt ngưỡng 56 kbps, thời gian đạt trạng thái Fixed luôn duy trì ở mức tối ưu dưới 30 giây.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, chuẩn hóa hạ tầng máy chủ trung gian và áp dụng thống nhất định dạng dữ liệu RTCM 3.2. Cục Đo đạc, Bản đồ và Thông tin địa lý Việt Nam cần xây dựng hệ thống Server chuyên dụng với độ sẵn sàng dịch vụ đạt trên 99,9%, tích hợp giao thức mở để kết nối đồng bộ các thiết bị thu GPS từ nhiều hãng sản xuất khác nhau, hoàn thành trong thời gian 12 tháng.

Thứ hai, ban hành văn bản quy chuẩn kỹ thuật và định mức kinh tế cho phương pháp đo GPS-RTK qua mạng di động. Bộ Tài nguyên và Môi trường cần bổ sung phương pháp này vào Thông tư quy định đo vẽ bản đồ địa chính, hướng tới mục tiêu giảm 30% đến 40% kinh phí ngân sách nhà nước cho công tác thành lập lưới khống chế đo vẽ cấp xã trong giai đoạn 2016-2020.

Thứ ba, mở rộng bán kính hoạt động của các trạm Base và phát triển mạng lưới trạm định vị vệ tinh liên tục (CORS). Các Sở Tài nguyên và Môi trường cấp tỉnh cần đầu tư nâng cấp trạm Base cố định kết hợp công nghệ truyền dữ liệu viễn thông, nâng bán kính phủ sóng đo đạc địa chính lên từ 30 km đến 50 km cho mỗi trạm kỹ thuật.

Thứ tư, phát triển phần mềm điều khiển đo đạc thông minh trên nền tảng di động. Đội ngũ kỹ sư công nghệ cần nâng cấp ứng dụng trắc địa trên thiết bị cầm tay, hỗ trợ chuyển đổi tức thời tọa độ VN-2000 theo từng kinh tuyến trục địa phương và đồng bộ dữ liệu thuộc tính thửa đất về máy chủ trung tâm với độ trễ đường truyền dưới 2 giây.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Thứ nhất, cán bộ kỹ thuật và chuyên viên đo đạc tại các Văn phòng Đăng ký đất đai và Chi nhánh cấp huyện: Tài liệu cung cấp quy trình công nghệ chi tiết để thực hiện trích đo địa chính, đo đạc chỉnh lý biến động và cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất với năng suất lao động tăng gấp 2 lần.

Thứ hai, các doanh nghiệp và tổ chức tư vấn khảo sát trắc địa - bản đồ: Doanh nghiệp có thể ứng dụng sơ đồ kết nối phần cứng và phần mềm trung gian để tích hợp các dòng máy thu GNSS sẵn có, tiết kiệm hàng chục triệu đồng chi phí mua sắm bộ phát sóng radio ngoài đắt tiền.

Thứ ba, các nhà hoạch định chính sách và cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên môi trường: Luận văn là luận cứ thực nghiệm vững chắc để xây dựng quy hoạch phát triển mạng lưới trạm định vị vệ tinh quốc gia và hoàn thiện hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật đo đạc số.

Thứ tư, giảng viên, nghiên cứu sinh và sinh viên chuyên ngành Quản lý đất đai, Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ, Địa tin học: Công trình là nguồn tài liệu học thuật giá trị về lý thuyết định vị vệ tinh động, cấu trúc bản tin NMEA/RTCM và giải pháp tích hợp công nghệ thông tin vào đo đạc hiện đại.

Câu hỏi thường gặp

Phương pháp đo RTK qua mạng viễn thông có đáp ứng đầy đủ độ chính xác pháp lý của bản đồ địa chính không? Phương pháp hoàn toàn đáp ứng. Kết quả thực nghiệm tại huyện Lương Tài cho thấy sai số trung phương vị trí điểm đạt từ 1,5 cm đến 4,8 cm, nằm trong ngưỡng cho phép theo Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT (quy định sai số điểm khống chế đo vẽ cấp 1 dưới 5 cm và cấp 2 dưới 7 cm), đảm bảo tính pháp lý tuyệt đối để lập hồ sơ địa chính.

Khoảng cách tối đa giữa máy Base và máy Rover khi sử dụng mạng di động 3G là bao nhiêu? Trong khi sóng radio chỉ hoạt động hiệu quả dưới 5 km, mạng di động 3G cho phép mở rộng cự ly đo đạc lên tới 18 km mà sai số vị trí điểm vẫn đạt mức 4,5 cm. Khi phát triển lên hệ thống mạng lưới nhiều trạm tham chiếu ảo (VRS), khoảng cách xử lý cạnh có thể mở rộng từ 30 km đến hàng trăm kilômét.

Tốc độ và chất lượng đường truyền mạng di động ảnh hưởng như thế nào đến kết quả đo RTK? Dung lượng gói dữ liệu cải chính CMR và RTCM rất nhỏ, chỉ đòi hỏi tốc độ truyền tối thiểu từ 56 kbps. Với hạ tầng mạng 3G đạt tốc độ từ 21 Mbps đến 42 Mbps tại Việt Nam, độ trễ tín hiệu luôn duy trì dưới 1 giây, đảm bảo thời gian khởi đo cố định lời giải chính xác chỉ mất từ 15 đến 30 giây.

Phương pháp này có khắc phục được hiện tượng không tương thích giữa các hãng máy GPS khác nhau không? Giải pháp mạng viễn thông giải quyết triệt để rào cản này. Bằng cách chuẩn hóa dữ liệu đầu ra trạm Base sang định dạng quốc tế như RTCM 3.2 hoặc CMR+, các máy thu Rover của các nhà sản xuất khác nhau như Trimble, Leica hay Topcon đều có thể nhận tín hiệu và giải mã tọa độ đồng bộ thông qua máy chủ Server.

Tại sao trong đo đạc địa chính chi tiết vẫn cần kết hợp đo bù bằng máy toàn đạc điện tử? Đo RTK yêu cầu vệ tinh thông thoáng với góc cao trên 15 độ và tối thiểu 4 vệ tinh khỏe liên tục. Tại các ngõ hẹp đô thị hoặc khu vực có tán cây dày đặc gây trượt chu kỳ sóng (cycle slip), việc sử dụng máy toàn đạc điện tử để đo bù từ các điểm mốc khống chế RTK giúp bảo đảm độ chính xác khép kín 100% cho các góc ranh thửa đất.

Kết luận

• Khẳng định tính khả thi và hiệu quả vượt trội của việc ứng dụng hạ tầng mạng viễn thông di động 3G thay thế sóng vô tuyến radio trong công tác đo GPS động thời gian thực (RTK).
• Đạt độ chính xác vị trí mặt bằng từ 1,5 cm đến 4,8 cm, đáp ứng hoàn toàn các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt của lưới khống chế đo vẽ và bản đồ địa chính tỷ lệ lớn từ 1:500 đến 1:2000.
• Mở rộng bán kính hoạt động giữa trạm Base và Rover lên tới 18 km, nâng cao 45% năng suất lao động thực địa và giảm trên 50% chi phí đầu tư thiết bị trắc địa.
• Đồng bộ hóa thành công việc kết nối đa thương hiệu máy thu GNSS thông qua chuẩn dữ liệu quốc tế RTCM và máy chủ trung gian TCP/IP.
• Tạo tiền đề khoa học vững chắc để ngành quản lý đất đai chuyển tiếp lên công nghệ 4G, 5G và hệ thống trạm định vị vệ tinh quốc gia liên tục VNGEONET trong giai đoạn tiếp theo.

Đóng góp cốt lõi của luận văn là hoàn thiện giải pháp kỹ thuật Single Base chi phí thấp kết hợp phần mềm điều khiển di động linh hoạt. Các đơn vị tư vấn và cơ quan quản lý đất đai nên ứng dụng ngay quy trình này vào công tác đo đạc địa chính và đăng ký đất đai thực tế để tối ưu hóa nguồn lực và đẩy nhanh tiến độ cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Đo đạc địa chính là một trong những công việc đầu tiên của quá trình xâydựng hồ sơ cho công tác quản lý đất đai. Ở giai đoạn này chúng ta cần phải đo đạc đƣa ra một số liệu chính xác thì các bƣớc tiếp theo của quá trình hoàn thiện hồ sơ quản lý đất đai sẽ đƣợc tiến hành nhanh và chính xác hơn. Tình hình đo đạc địa chính của nƣớc ta trong những năm gần đây đã có những bƣớc phát triển mạnh, một phần do sự phát triển chung của cả hệ thống đo đạc trên thế giới những công nghệ đo đạc mới ra đời đã phần nào thay thế cho các công nghệ cũ về độ chính xác cũng nhƣ thời gian tiến hành một công trình đo đạc cụ thể. Trong các công nghệ mới về đo đạc thì điển hình nhất và đƣợc áp dụng rộng rãi hiện nay là các phƣơng pháp đo đạc sử dụng thiết bị thu tín hiệu từ vệ tinh GPS bằng các phƣơng pháp khác nhau nhằm đƣa ra đƣợc vị trí chính xác về tọa độ và độ cao của các điểm đo.

Trong số các phƣơng pháp đó thì phƣơng pháp đo GPS động thời gian thực (RTK - Real Time Kinematic) là phƣơng pháp mà trong quá trình đo đạc ngoài thực địa sẽ cho kết quả tốt trong thời gian nhanh nhất. Bản chất của phƣơng pháp này là một thiết bị định vị vệ tinh đƣợc đặt ở một điểm đã biết tọa độ là máy Base, máy sẽ thu tín hiệu vệ tinh rồi thông qua một bộ phát sóng radio truyền dữ liệu cải chính đến một thiết bị đo khác có khả năng thu đƣợc sóng radio trên đƣợc gọi là máy Rover máy này cũng thu tín hiệu vệ tinh và tín hiệu cải chính từ máy Base để đƣa ra tọa độ chính xác của điểm cần xác định tọa độ. Tuy nhiên hiện nay các thiết bị sử dụng công nghệ này có giá thành rất cao và phải sử dụng đồng bộ từ máy đặt làm Base, máy Rover, bộ phát sóng radio và nhiều khi các thiết bị không cùng model, cấu trúc phần cứng hoặc không cùng các nhà sản xuất sẽ không tƣơng thích để kết nối đƣợc với nhau vì chúng đƣợc sản xuất để truyền dẫn với nhau theo chuẩn của nhà chế tạo và trong quá trình sử dụng hệ thống nếu có một thiết bị xảy ra sự cố sẽ làm cả hệ thống tê liệt nên dẫn đến lãng phí thiết bị và ảnh hƣởng đến tiến độ công việc của một công trình đo đạc. Còn hệ 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] thống sử dụng mạng viễn thông các thiết bị trong hệ thống đƣợc kết nối với nhau theo một chuẩn chung nên chúng vẫn hoạt động.

Để giải quyết những vấn đề nêu trên, có thể xem xét khả năng sử dụng mạng viễn thông di động làm hạ tầng để trao đổi thông tin giữa máy Base và máy Rover. Giải pháp sử dụng mạng viễn thông có một ƣu điểm nữa là thông tin thuộc tính về thửa đất có thể truyền tải trực tiếp về máy chủ, góp phần làm đơn giản hóa công việc thu thập dữ liệu thuộc tính. Tuy nhiên, việc sử dụng mạng viễn thông di động cũng có thể làm phát sinh một số vấn đề nhƣ độ trễ của tín hiệu trong quá trình truyền từ trạm Base đến trạm Rover, hay độ ổn định của mạng hoặc những vấn đề của phần cứng và phần mềm kết nối mạng có thể ảnh hƣởng đến kết quả đo đạc. Để đánh giá đƣợc ảnh hƣởng của những vấn đề này và đề xuất giải pháp khắc phục, tôi đã lựa chọn đề tài "Nghiên cứu sử dụng hạ tầng mạng viễn thông di động trong đo đạc địa chính bằng phƣơng pháp đo GPS động thời gian thực".

Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá khả năng sử dụng hạ tầng mạng viễn thông di động trong đo GPS động thời gian thực nhằm nâng cao hiệu quả ứng dụng GPS trong đo đạc địa chính. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan về bản đồ địa chính và phƣơng pháp thành lập bản đồ địa chính bằng phƣơng pháp đo GPS động thời gian thực. - Nghiên cứu thiết kế hệ thống đo GPS động thời gian thực sử dụng hạ tầng mạng viễn thông di động hiện có. - Thử nghiệm đo đạc và xử lý số liệu nhằm đánh giá độ chính xác và độ tin cậy của hệ thống, trên cơ sở đó đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng mạng viễn thông di động trong đo đạc địa chính bằng GPS đo động thời gian thực.

Phạm vi nghiên cứu Phạm vi không gian: Khu vực nghiên cứu thử nghiệm đƣợc thực hiện trong phạm vi huyện Lƣơng Tài, tỉnh Bắc Ninh. Phƣơng pháp nghiên cứu - Phƣơng pháp thống kê: sử dụng để thống kê các số liệu về tọa độ các điểm 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] địa chính khu vực huyện Lƣơng Tài phục vụ cho mục đích nghiên cứu. - Phƣơng pháp so sánh: Sử dụng để so sánh số liệu thu thập, số liệu đo đạc thực tế bằng các phƣơng pháp khác nhau để từ đó đƣa ra kết luận cho mục đích nghiên cứu. - Phƣơng pháp tổng hợp và phân tích để làm rô thực trạng công tác đo đạc địa chính, xây dựng hệ thống các mốc địa chính, các độ chính xác của các phƣơng pháp và sự ảnh hƣởng của nó đến chất lƣợng hồ sơ địa chính.

- Phƣơng pháp thử nghiệm thực tế: sử dụng để thu thập số liệu và kiểm chứng các ý tƣởng, giải pháp kỹ thuật trong thực tế. Kết quả đạt đƣợc Đánh giá đƣợc khả năng ứng dụng, ƣu và nhƣợc điểm cùng một số giải pháp khắc phục những vấn đề khi sử dụng mạng viễn thông di động trong đo đạc địa chính ở Việt Nam. Ý nghĩa khoa học - Ý nghĩa khoa học: làm rô đƣợc vấn đề có thể sử dụng hạ tầng mạng viễn thông di động làm trung gian trong quá trình chuyển tải dữ liệu qua lại giữa các thiết bị đo đạc GPS thay thế cho cách thức truyền thống là sử dụng bộ phát sóng radio, từ đó đƣa ra các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng của hệ thống trong thực tế - Ý nghĩa thực tiễn: Các kết luận khoa học từ kết quả quả đo đạc thực tế của đề tài đƣợc đƣa ra nhằm giúp các đơn vị sản xuất có thể đƣa ra đƣợc các phƣơng án thi công hiệu quả nhất khi sử dụng hệ thống này. 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] CHƢƠNG 1.

TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG GPS TRONG ĐO ĐẠC ĐỊA CHÍNH 1. Vai trò, nội dung và yêu cầu của công tác đo đạc địa chính trong hệ thống quản lý đất đai 1. Vai trò của đo đạc địa chính Đo đạc địa chính là việc đo đạc với độ chính xác nhất định để xác định các thông tin về đơn vị đất đai nhƣ ranh giới, vị trí phân bố đất, ranh giới sử dụng đất, diện tích đất, đồng thời điều tra phản ánh hiện trạng phân loại sử dụng đất, phân hạng chất lƣợng đất. Đo đạc địa chính bao gồm đo đạc ban đầu để thành lập bản đồ, hồ sơ địa chính ban đầu và đo đạc hiệu chỉnh đƣợc thực hiện khi thửa đất có thay đổi về hình dạng và kích thƣớc [7].

Đo đạc địa chính là công tác đo vẽ và điều tra xác định các thông tin cơ bản về vị trí, kích thƣớc thửa đất và các bất động sản phụ thuộc trên đó, đồng thời tiến hành điều tra quyền sở hữu, quyền sử dụng, phân loại sử dụng, phân hạng đất nhằm cung cấp các thông tin về đất đai kịp thời phục vụ quản lý đất đai, quản lý nhà, thu thuế, quy hoạch đô thị, nông thôn, khai thác tài nguyên quốc gia một cách có hiệu quả, phục vụ cho phát trển kinh tế và bảo vệ môi trƣờng Đặc điểm kỹ thuật của đo đạc địa chính: ngoài việc cần đảm bảo thực hiện đúng các tiêu chuẩn Nhà nƣớc về đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn, còn phải song song tiến hành điều tra để thu thập các thông tin về địa lý, kinh tế, pháp luật của đất đai và các bất động sản. Các thông tin này cần hoàn chỉnh, có hệ thống và đƣợc biểu thị dƣới các hình thức nhƣ bản đồ, bảng biểu, văn bản, đồng thời biên tập thành hồ sơ. Bản đồ địa chính là kết quả cuối cùng của đo đạc địa chính, đó là tài liệu cơ sở cho quản lý đất đai, đồng thời là tƣ liệu quan trọng trong hồ sơ địa chính. Nội dung của công tác đo đạc địa chính Công tác quản lý đất đai đòi hỏi phải có thông tin tin cậy về đất đai, phải đảm bảo độ chính xác nhất định.

Do đó, đo đạc địa chính cần theo nguyên tắc và phƣơng pháp đo đạc hoàn chỉnh, ví dụ từ cục diện đến toàn bộ, trƣớc tiên phải tiến 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] hành đo khống chế sau đó mới đến đo chi tiết. Nội dung của đo đạc địa chính cần có [7]: - Đo đạc lƣới khống chế tọa độ và độ cao địa chính. - Đo đạc thửa đất, các loại đất và các công trình trên đất. - Điều tra thu thập tƣ liệu về quyền sử dụng đất, sở hữu nhà, hiện trạng sử dụng đất, phân hạng, tính thuế,… - Khi có biến động đất đai cần kịp thời đo vẽ, cập nhật hồ sơ địa chính, công việc gồm: đo vẽ hiện chỉnh bản đồ địa chính, đo vẽ lại và chỉnh sửa hồ sơ nhằm đảm bảo tính chính xác và hiện thực của tƣ liệu địa chính.

- Căn cứ các yêu cầu về sử dụng đất, khai thác tài nguyên, quy hoạch đất đai để tiến hành các công việc đo vẽ có liên quan. Đo đạc địa chính thƣờng đòi hỏi xác định chính xác vị trí mặt bằng của thửa đất và các công trình với độ chính xác cao, còn độ cao của chúng không có yêu cầu cao nhƣ đối với vị trí mặt bằng. Để các sản phẩ m đo đa ̣c điạ chin ́ h đa ̣t đƣơ ̣c các nô ̣i dung n êu trên thì các bƣớc phải tuân thủ theo nhƣ̃ng nô ̣i dung chính nhƣ sau: 1. Thành lập lưới địa chính Lƣới địa chính đƣợc xây dựng bằng phƣơng pháp đƣờng chuyền hoặc bằng công nghệ GPS theo đồ hình lƣới tam giác dày đặc, đồ hình chuỗi tam giác, tứ giác để làm cơ sở phát triển lƣới khống chế đo vẽ.

Trƣớc khi thiết kế lƣới phải tiến hành khảo sát thực địa để chọn phƣơng pháp xây dựng lƣới phù hợp và phải lƣu ý sao cho thuận tiện cho phát triển lƣới khống chế đo vẽ [3]. Khi xây dựng lƣới địa chính bằng công nghệ GPS thì phải đảm bảo có các cặp điểm thông hƣớng.