I. Tổng Quan Nghiên Cứu Trạm Tham Chiếu CORS Yên Định Thanh Hóa
Nghiên cứu và phát triển các trạm tham chiếu CORS hoạt động liên tục đóng vai trò then chốt trong việc nâng cao độ chính xác và hiệu quả của công tác đo đạc địa chính. Các trạm này cung cấp dữ liệu quan trọng cho việc xác định tọa độ mốc địa giới hành chính một cách chính xác và tin cậy. Trên thế giới, nhiều quốc gia đã triển khai rộng rãi hệ thống trạm CORS để phục vụ các mục đích khác nhau, từ xây dựng lưới khống chế trắc địa đến quản lý đất đai. Tại Việt Nam, việc xây dựng và ứng dụng trạm tham chiếu CORS còn đang trong giai đoạn phát triển, nhưng đã cho thấy tiềm năng to lớn trong việc cải thiện chất lượng và hiệu quả của công tác đo đạc bản đồ. Luận văn này tập trung vào việc ứng dụng trạm tham chiếu hoạt động liên tục để xác định tọa độ các mốc địa giới hành chính tại huyện Yên Định, Thanh Hóa, nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của phương pháp này trong điều kiện thực tế.
1.1. Lịch Sử Phát Triển Trạm Tham Chiếu Hoạt Động Liên Tục
Sự phát triển của trạm tham chiếu hoạt động liên tục (CORS) gắn liền với sự tiến bộ của công nghệ GNSS. Từ những năm 1980, các hệ thống định vị vệ tinh như GPS của Hoa Kỳ và GLONASS của Nga bắt đầu được sử dụng rộng rãi trong công tác đo đạc. Tuy nhiên, độ chính xác của các hệ thống này còn hạn chế do ảnh hưởng của nhiều yếu tố như sai số quỹ đạo vệ tinh, sai số tầng điện ly và tầng đối lưu. Để khắc phục những hạn chế này, các nhà khoa học đã phát triển các trạm tham chiếu đặt cố định trên mặt đất, có chức năng thu thập dữ liệu GNSS liên tục và cung cấp thông tin hiệu chỉnh cho các máy thu di động. Các trạm CORS đầu tiên được xây dựng vào những năm 1990, và từ đó đến nay, số lượng và chất lượng của các trạm CORS đã không ngừng được nâng cao.
1.2. Tình Hình Ứng Dụng Trạm Tham Chiếu CORS Tại Việt Nam
Tại Việt Nam, việc ứng dụng dữ liệu từ các trạm tham chiếu CORS còn khá mới mẻ. Hiện nay, Bộ Tài nguyên và Môi trường đang có kế hoạch xây dựng 65 trạm GNSS CORS trên lãnh thổ Việt Nam. Để phục vụ cho mục đích xây dựng hệ quy chiếu, hệ tọa độ quân sự, 07 trạm DGNSS/CORS của Bộ Quốc phòng đã được xây dựng và đưa vào hoạt động. Ngoài ra, còn có các trạm của một số đơn vị như: 03 trạm của Viện Vật lý địa cầu; 01 trạm tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất và 05 trạm cho một số đơn vị ở Miền Nam… Việc xác định tọa độ các mốc địa giới hành chính bằng công nghệ GNSS được quy định tại Thông tư số 48/2014/TT-BTNMT ngày 22/8/2014 của Bộ Tài nguyên và Môi trường.
II. Công Nghệ Trạm Tham Chiếu CORS và Giải Pháp Ứng Dụng
Công nghệ trạm tham chiếu hoạt động liên tục (CORS) là một hệ thống phức tạp bao gồm các trạm GNSS đặt cố định trên mặt đất, trung tâm xử lý dữ liệu và hệ thống truyền thông. Các trạm GNSS thu thập dữ liệu từ các vệ tinh định vị và truyền về trung tâm xử lý dữ liệu. Tại đây, dữ liệu được xử lý để tạo ra các thông tin hiệu chỉnh, giúp nâng cao độ chính xác của việc xác định vị trí. Các thông tin hiệu chỉnh này có thể được cung cấp cho người dùng theo thời gian thực hoặc sau khi xử lý. Có nhiều giải pháp công nghệ khác nhau để ứng dụng dữ liệu của các trạm tham chiếu CORS, tùy thuộc vào yêu cầu về độ chính xác và thời gian.
2.1. Công Nghệ Hiệu Chỉnh Thời Gian Thực RTK và Ứng Dụng
Công nghệ hiệu chỉnh thời gian thực (RTK) cho phép xác định vị trí với độ chính xác cao trong thời gian thực. Máy đo nhận số cải chính truyền tới từ hệ thống để chính xác hóa tọa độ nhận được. Số cải chính được phát rất đa dạng, bao gồm: số cải chính vị trí, số cải chính khoảng cách (trị đo), mô hình cải chính (các sai số quỹ đạo vệ tinh, tầng khí quyển),... Công nghệ này thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao và thời gian thực, chẳng hạn như đo đạc địa chính, xây dựng và giao thông.
2.2. Công Nghệ Xử Lý Sau Post Processing và Ưu Điểm
Công nghệ xử lý sau (Post-Processing) cho phép xác định vị trí với độ chính xác rất cao sau khi dữ liệu đã được thu thập. Ngược lại với công nghệ hiệu chỉnh thời gian thực, trong công nghệ xử lý sau, việc xử lý dữ liệu không thực hiện ngay tại thời điểm đo. Công nghệ này thường được áp dụng khi cần xác định vị trí độ chính xác cao. Công nghệ xử lý sau áp dụng cho cả đo tương đối tĩnh và đo tương đối động độ chính xác cao. Công nghệ này thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao nhất, chẳng hạn như nghiên cứu khoa học và xây dựng lưới khống chế trắc địa.
2.3. Ứng Dụng CORS Trong Xác Định Địa Giới Hành Chính
Nhằm xác định tọa độ của các mốc địa giới hành chính, dữ liệu của các trạm tham chiếu hoạt động có thể được khai thác theo các hướng chính: Các trạm tham chiếu hoạt động liên tục đóng vai trò như là các điểm khống chế Nhà nước trong công nghệ đo tĩnh. Sử dụng mạng lưới đo động thời gian thực NRTK nhằm xác định tọa độ của các điểm mốc địa giới hành chính với các công nghệ hiệu chỉnh thời gian thực độ chính xác cao như VRS, FKP,…
III. Ứng Dụng Trạm Tham Chiếu Xác Định Mốc Địa Giới Yên Định
Luận văn này tập trung vào việc ứng dụng trạm tham chiếu hoạt động liên tục để xác định tọa độ các mốc địa giới hành chính tại huyện Yên Định, Thanh Hóa. Khu vực nghiên cứu có địa hình phức tạp và điều kiện thời tiết thay đổi, gây khó khăn cho công tác đo đạc. Để đánh giá tính khả thi và hiệu quả của phương pháp này, một mạng lưới các mốc địa giới hành chính đã được thiết lập và đo đạc bằng công nghệ GNSS. Dữ liệu từ các trạm tham chiếu CORS gần khu vực nghiên cứu được sử dụng để xử lý và xác định tọa độ của các mốc địa giới hành chính.
3.1. Giới Thiệu Khu Vực Thực Nghiệm Yên Định Thanh Hóa
Khu vực thực nghiệm thuộc huyện Yên Định, tỉnh Thanh Hóa. Lưới ĐGHC huyện Yên Định, tỉnh Thanh Hóa được xây dựng gồm 8 điểm ĐGHC có số hiệu POI1, POI2, POI3, POI4, POI5, POI6, POI7 và POI8. Phần thực nghiệm nhằm xác định tọa độ các mốc địa giới hành chính trên cơ sở khai thác dữ liệu của trạm tham chiếu hoạt động liên tục.
3.2. Kỹ Thuật Đo Đạc Xác Định Mốc Địa Giới Hành Chính
Các trạm GNSS CORS quốc gia sẽ được khai thác với vai trò là các điểm gốc trong thực nghiệm của luận văn. Tọa độ các điểm mốc địa giới hành chính cần được đảm bảo yêu cầu là sai số trung phương vị tọa độ, độ cao sau bình sai lần lượt không vượt quá 0,3 mét và 0. Theo quy định, thời gian đo mỗi ca không dưới 60 phút. Tuy nhiên, do khoảng cách giữa các trạm tham chiếu liên tục tới khu thực nghiệm khá lớn nên thời gian của mỗi ca đo đã được kéo dài tới 150 phút.
3.3. Xử Lý Dữ Liệu Mạng Lưới GNSS và Đánh Giá Kết Quả
Để có điều kiện đánh giá, so sánh kết quả ứng dụng trạm tham chiếu hoạt động liên tục so với phương án đo GNSS tĩnh có sử dụng điểm địa chính cơ sở làm điểm gốc của lưới, phần xử lý số liệu được thực hiện theo 2 phương án: Phương án 1: Lưới được bình sai với thời gian ca đo là 60 phút. Số liệu gốc của lưới là tọa độ và độ cao Nhà nước của các điểm 208411và 208408. Phương án 2: Lưới được bình sai cùng với số liệu đo cùng thời điểm của 3 trạm tham chiếu hoạt động liên tục BDRS, NARS, DNRS. Số liệu gốc của lưới là tọa độ và độ cao của điểm BDRS, NARS và DNRS.
IV. Đánh Giá Kết Quả Ứng Dụng Trạm Tham Chiếu CORS Yên Định
Kết quả nghiên cứu cho thấy việc ứng dụng trạm tham chiếu hoạt động liên tục để xác định tọa độ các mốc địa giới hành chính tại huyện Yên Định, Thanh Hóa là hoàn toàn khả thi và mang lại hiệu quả cao. Độ chính xác của việc xác định tọa độ đáp ứng được yêu cầu của công tác đo đạc địa chính. Ngoài ra, phương pháp này còn giúp tiết kiệm thời gian và chi phí so với các phương pháp truyền thống.
4.1. So Sánh Độ Chính Xác Tọa Độ Giữa Các Phương Án
Độ chính xác tọa độ và độ cao của lưới thực nghiệm khi bình sai theo phương án 1 hay phương án 2 đều đáp ứng yêu cầu về độ chính xác trong việc xác định tọa độ các điểm địa giới hành chính theo quy định. Lưới thực nghiệm khi bình sai theo phương án 1 cho sai số trung phương về tọa độ và độ cao tốt nhỏ lưới khi bình sai theo phương án 2.
4.2. Ưu Điểm Vượt Trội Của Phương Pháp Sử Dụng Trạm CORS
Khi lưới được triển khai thực hiện theo phương án 2 thì các máy thu GNSS không cần phải đặt tại các trạm tham chiếu. Như vậy, ngoài việc không phải đi tìm điểm gốc hiện còn tồn tại trên khu vực thực nghiệm thì số lượng máy thu GNSS phục vụ cho công tác đo đạc lưới thực nghiệm sẽ giảm. Điều này sẽ tiết kiện được thời gian, nhân lực và chi phí dẫn đến hiệu quả kinh tế mang lại sẽ cao hơn.
V. Kết Luận và Kiến Nghị Về Ứng Dụng Trạm Tham Chiếu CORS
Luận văn đã thành công trong việc ứng dụng trạm tham chiếu hoạt động liên tục để xác định tọa độ các mốc địa giới hành chính tại huyện Yên Định, Thanh Hóa. Kết quả nghiên cứu cho thấy phương pháp này có nhiều ưu điểm so với các phương pháp truyền thống, đặc biệt là về độ chính xác, thời gian và chi phí. Tuy nhiên, để ứng dụng rộng rãi phương pháp này, cần có thêm nhiều nghiên cứu và thử nghiệm, cũng như các quy định kỹ thuật cụ thể.
5.1. Đề Xuất Nghiên Cứu Thêm Về Đo Nối Độ Cao Bằng GNSS
Cần có thêm nhiều nghiên cứu, thử nghiệm về việc ứng dụng sản phẩm của các trạm tham chiếu hoạt động liên tục cho các loại hình công việc khác nhau trong lĩnh vực trắc địa bản đồ, đặc biệt đối với việc đo nối độ cao bằng phương pháp GNSS.
5.2. Kiến Nghị Ban Hành Quy Định Kỹ Thuật Về Sử Dụng CORS
Cơ quan quản lý Nhà nước sớm ban hành các quy định kỹ thuật về việc sử dụng dữ liệu các trạm tham chiếu hoạt động liên tục, tạo điều kiện thuận lợi cho các cơ quan, đơn vị có sở sở pháp lý để sử dụng nguồn dữ liệu này trong việc giải quyết các nhiệm vụ chuyên ngành.
