Ứng Dụng Hệ Thống Định Vị Toàn Cầu Xây Dựng Lưới Địa Chính Tại Huyện Hà Trung, Tỉnh Thanh Hóa

Luận văn thạc sĩ trình bày ứng dụng hệ thống định vị toàn cầu trong xây dựng lưới địa chính cho 04 xã phía tây bắc huyện Hà Trung, Thanh Hóa.

• Tác giả: Tống Đức Trí
• Người hướng dẫn: PGS. TS Đàm Xuân Vận
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Quản lý đất đai
• Đề tài: Ứng Dụng Hệ Thống Định Vị Toàn Cầu Trong Xây Dựng Lưới Địa Chính Tại Huyện Hà Trung, Thanh Hóa
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Thanh Hóa

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• Tính cấp thiết của đề tài
• Mục tiêu nghiên cứu
• Ý nghĩa của đề tài
• 1. Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Khái quát hệ thống định vị toàn cầu GPS
• 1.1.1. Khái niệm về GPS
• 1.1.2. Các thành phần của GPS
• 1.1.3. Nguyên lý định vị GPS
• 1.1.4. Các nguồn sai số trong định vị GPS
• 1.1.5. Ưu điểm của phương pháp định vị GPS
• 1.2. Tọa độ và hệ quy chiếu
• 1.3. Các phương pháp xây dựng lưới cơ bản
• 1.3.1. Phương pháp đường chuyền
• 1.3.2. Phương pháp tam giác
• 1.3.3. Phương pháp lưới GPS
• 1.4. Một số ứng dụng công nghệ GPS
• 1.4.1. Ứng dụng công nghệ GPS trong trắc địa trên thế giới và Việt Nam
• 1.4.2. Ứng dụng công nghệ GPS trong xây dựng
• 1.4.3. Ứng dụng công nghệ GPS trong giao thông vận tải
• 1.5. Thiết kế lưới địa chính bằng công nghệ GNSS (Global Navigation Satellite System)
• 1.5.1. Nguyên tắc thiết kế lưới
• 1.5.2. Cơ sở toán học của lưới địa chính
• 1.5.3. Mật độ điểm khống chế
• 1.5.4. Lưới địa chính
• 1.5.5. Cơ sở pháp lý của việc xây dựng lưới
• 1.6. Đánh giá nhận xét chung
• 2. Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, THỜI GIAN, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Thời gian nghiên cứu
• 2.3. Phạm vi nghiên cứu
• 2.4. Nội dung nghiên cứu
• 2.5. Phương pháp nghiên cứu
• 2.5.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp
• 2.5.2. Phương pháp thiết kế lưới
• 2.5.3. Phương pháp xây dựng lưới địa chính
• 2.5.4. Phương pháp xử lý số liệu đo
• 2.5.5. Phương pháp kiểm tra lưới
• 2.5.6. Phương pháp phân tích, so sánh
• 3. Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của cụm 04 xã phía Tây Bắc thuộc huyện Hà Trung, tỉnh Thanh Hóa
• 3.1.1. Đặc điểm tự nhiên
• 3.1.2. Đặc điểm kinh tế và xã hội
• 3.2. Thực trạng công tác đo đạc bản đồ địa chính trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa
• 3.3. Xây dựng lưới địa chính cụm 04 xã phía Tây Bắc thuộc huyện Hà Trung, tỉnh Thanh Hóa
• 3.3.1. Quy trình xây dựng lưới địa chính
• 3.3.2. Thiết kế lưới địa chính
• 3.3.3. Chọn điểm, chôn mốc địa chính
• 3.3.4. Tổ chức đo GPS
• 3.3.5. Đo đạc thực địa
• 3.3.6. Xử lý tính toán bình sai
• 3.4. So sánh kết quả đo kiểm tra với kết quả đã thực hiện
• 3.4.1. So sánh kết quả đo kiểm tra vị trí điểm
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan Hệ Thống Định Vị Toàn Cầu GNSS và Địa Chính

Hệ thống định vị toàn cầu (GNSS), bao gồm GPS, GLONASS, Galileo, Beidou, đã cách mạng hóa ngành trắc địa. GNSS cung cấp thông tin vị trí và thời gian chính xác, hoạt động trên phạm vi toàn cầu và trong mọi điều kiện thời tiết. Ban đầu, GNSS được dùng cho mục đích quân sự, nhưng sau đó đã được thương mại hóa và ứng dụng rộng rãi trong đời sống kinh tế, xã hội. Trong ngành trắc địa, công nghệ GNSS mở ra thời kỳ mới, thay thế công nghệ truyền thống trong việc thành lập và xây dựng mạng lưới tọa độ các cấp. Đây là cuộc cách mạng thực sự cả về kỹ thuật, chất lượng và hiệu quả kinh tế. Theo luận văn, hệ thống ban đầu có 24 vệ tinh, trong đó có 3 vệ tinh dự trữ và hiện nay đã có 31 vệ tinh. Các tín hiệu phát đi được điều biến mang theo các code riêng biệt như C/A- Code, P-Code và Y- Code. GNSS trong xây dựng địa chính trở thành yếu tố then chốt cho độ chính xác và hiệu quả.

1.1. Định nghĩa và các thành phần chính của Hệ Thống GNSS

GNSS là hệ thống radio hàng hải dựa vào các vệ tinh nhân tạo để cung cấp thông tin vị trí 3 chiều và thời gian chính xác. GNSS bao gồm ba đoạn chính: đoạn không gian (vệ tinh), đoạn điều khiển (các trạm điều khiển trên mặt đất) và đoạn người sử dụng (máy thu). Các vệ tinh GNSS phát tín hiệu chứa thông tin về vị trí và thời gian, được thu bởi máy thu trên mặt đất. Các trạm điều khiển theo dõi và điều chỉnh quỹ đạo của vệ tinh, đảm bảo độ chính xác của hệ thống. Máy thu GNSS giải mã tín hiệu từ vệ tinh để xác định vị trí của nó.

1.2. Ưu điểm vượt trội của công nghệ GNSS so với phương pháp truyền thống

Công nghệ GNSS có nhiều ưu điểm so với phương pháp trắc địa truyền thống. GNSS cho phép xác định tọa độ của các điểm từ điểm gốc khác mà không cần thông hướng. Tính tự động hóa cao trong đo đạc và xử lý kết quả đo. Độ chính xác đo đạc ít phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, có thể đo trong mọi điều kiện thời tiết. Việc xác định tọa độ các điểm nhanh chóng, chính xác cao, ở bất kỳ vị trí nào trên Trái Đất. GNSS có thể thực hiện trong mọi điều kiện địa hình mà không cần thông hướng giữa các điểm đo. Tiết kiệm thời gian, chi phí thấp. Đáp ứng yêu cầu thay thế một số dạng công việc mà phương pháp trắc địa truyền thống không thực hiện được như: đo hải đảo; đo địa hình đáy biển; đo mặt cắt các sông lớn; đặc biệt là đo khoảng cách dài.

II. Thách Thức và Vấn Đề trong Xây Dựng Lưới Địa Chính Hà Trung

Công tác đo đạc bản đồ, đăng ký, cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, lập hồ sơ địa chính, xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính là nội dung quan trọng trong công tác quản lý nhà nước về đất đai. Tuy nhiên, tại huyện Hà Trung, hệ thống bản đồ giải thửa, bản đồ địa chính trước đây vừa thiếu, lại đo đạc đã lâu, công nghệ cũ, không đồng bộ và chưa được chỉnh lý biến động nên thiếu độ chính xác. Do đó, cần thiết phải thành lập hệ thống bản đồ địa chính có độ chính xác cao, muốn có được điều đó cần phải xây dựng lưới địa chính.

2.1. Thực trạng Hệ Thống Bản Đồ Địa Chính Cũ tại Huyện Hà Trung

Hệ thống bản đồ địa chính hiện tại ở huyện Hà Trung đang tồn tại nhiều bất cập. Bản đồ cũ được đo đạc bằng công nghệ lạc hậu, không đồng bộ và chưa được cập nhật thường xuyên. Điều này dẫn đến độ chính xác thấp, gây khó khăn cho công tác quản lý đất đai, giải quyết tranh chấp và lập quy hoạch sử dụng đất. Việc thiếu bản đồ chi tiết cũng gây cản trở cho các dự án phát triển kinh tế - xã hội.

2.2. Yêu cầu cấp thiết về độ chính xác trong công tác quản lý đất đai

Quản lý đất đai hiệu quả đòi hỏi độ chính xác cao của hệ thống bản đồ địa chính. Sai sót trong bản đồ có thể dẫn đến tranh chấp đất đai, ảnh hưởng đến quyền lợi của người dân và gây khó khăn cho việc thực hiện các chính sách của nhà nước. Vì vậy, việc nâng cao độ chính xác của bản đồ địa chính là yêu cầu cấp thiết để đảm bảo tính minh bạch, công bằng và hiệu quả trong quản lý đất đai. Độ chính xác cao của bản đồ sẽ hỗ trợ tốt hơn cho công tác quy hoạch sử dụng đất.

2.3. Ảnh hưởng của sai số GNSS đến chất lượng lưới địa chính

Mặc dù GNSS mang lại nhiều ưu điểm, sai số GNSS vẫn là một vấn đề cần quan tâm. Sai số có thể phát sinh từ nhiều nguồn, bao gồm sai số quỹ đạo vệ tinh, sai số đồng hồ vệ tinh, ảnh hưởng của tầng điện ly và đối lưu, nhiễu đa đường và sai số do thiết bị thu. Việc hiểu rõ và giảm thiểu các sai số này là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng và độ tin cậy của lưới địa chính. Các kỹ thuật xử lý số liệu GNSS tiên tiến có thể giúp giảm thiểu ảnh hưởng của sai số và nâng cao độ chính xác của kết quả đo.

III. Giải Pháp Ứng Dụng GNSS Xây Dựng Lưới Địa Chính Hà Trung

Để giải quyết các vấn đề trên, việc ứng dụng công nghệ GNSS trong xây dựng lưới địa chính là giải pháp tối ưu. GNSS cung cấp khả năng đo đạc nhanh chóng, chính xác và hiệu quả, giúp thành lập hệ thống bản đồ địa chính chất lượng cao, đáp ứng yêu cầu quản lý đất đai hiện đại. Lưới địa chính được xây dựng bằng GNSS sẽ làm nền tảng cho việc thành lập bản đồ địa chính chính xác, phục vụ công tác quản lý đất đai, quy hoạch sử dụng đất và phát triển kinh tế - xã hội.

3.1. Quy trình xây dựng lưới địa chính sử dụng công nghệ GNSS

Quy trình xây dựng lưới địa chính bằng GNSS bao gồm nhiều bước. Đầu tiên, cần thiết kế lưới, xác định vị trí các điểm đo và lên kế hoạch đo đạc. Tiếp theo, tiến hành đo đạc bằng máy thu GNSS, thu thập dữ liệu từ các vệ tinh. Dữ liệu thu được sẽ được xử lý bằng phần mềm chuyên dụng để tính toán tọa độ các điểm đo. Cuối cùng, đánh giá độ chính xác của lưới và điều chỉnh nếu cần thiết. Phần mềm xử lý GNSS đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo độ chính xác.

3.2. Lựa chọn thiết bị và phần mềm GNSS phù hợp cho dự án

Việc lựa chọn thiết bị và phần mềm GNSS phù hợp là yếu tố quan trọng để đảm bảo thành công của dự án. Cần xem xét các yếu tố như độ chính xác của thiết bị, khả năng hoạt động trong điều kiện địa hình phức tạp, tính năng của phần mềm xử lý và chi phí đầu tư. Các hãng sản xuất uy tín như Trimble, Leica, Topcon cung cấp nhiều loại thiết bị và phần mềm GNSS với các tính năng và mức giá khác nhau. Cần lựa chọn thiết bị có độ chính xác phù hợp với yêu cầu của dự án, ví dụ GNSS CORS (Continuously Operating Reference Stations) cho độ chính xác cao.

3.3. Các phương pháp đo đạc GNSS phổ biến RTK Static

Có nhiều phương pháp đo đạc GNSS khác nhau, mỗi phương pháp có ưu điểm và nhược điểm riêng. Phương pháp GNSS RTK (Real-Time Kinematic) cho phép xác định tọa độ điểm đo trong thời gian thực với độ chính xác cao, phù hợp cho các công việc đòi hỏi tính tức thời. Phương pháp Static yêu cầu thời gian đo lâu hơn, nhưng cho độ chính xác cao hơn, phù hợp cho việc xây dựng lưới địa chính cấp cao. Lựa chọn phương pháp phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu độ chính xác, thời gian và điều kiện địa hình của dự án.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Xây Dựng Lưới Địa Chính Mẫu tại Hà Trung

Luận văn đã thực hiện xây dựng lưới địa chính mẫu tại cụm 04 xã phía Tây Bắc thuộc huyện Hà Trung, tỉnh Thanh Hóa, sử dụng công nghệ GNSS. Kết quả cho thấy, lưới địa chính được xây dựng có độ chính xác cao, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và có thể sử dụng làm cơ sở cho việc thành lập bản đồ địa chính chi tiết. Việc ứng dụng GNSS đã giúp rút ngắn thời gian đo đạc, giảm chi phí và nâng cao hiệu quả công việc. So sánh kết quả đo kiểm tra vị trí điểm, đánh giá độ chính xác sau bình sai đều cho thấy kết quả đạt yêu cầu.

4.1. Mô tả khu vực nghiên cứu Cụm 04 xã phía Tây Bắc Hà Trung

Khu vực nghiên cứu là cụm 04 xã phía Tây Bắc huyện Hà Trung, tỉnh Thanh Hóa. Khu vực này có địa hình tương đối phức tạp, với nhiều đồi núi và sông suối. Điều kiện kinh tế - xã hội còn nhiều khó khăn, trình độ dân trí còn hạn chế. Công tác quản lý đất đai còn nhiều bất cập, hệ thống bản đồ địa chính chưa đáp ứng yêu cầu. Việc xây dựng lưới địa chính chính xác là tiền đề quan trọng để phát triển kinh tế - xã hội của khu vực.

4.2. Đánh giá độ chính xác và độ tin cậy của lưới địa chính đã xây dựng

Độ chính xác của lưới địa chính được đánh giá bằng cách so sánh kết quả đo GNSS với kết quả đo kiểm tra bằng phương pháp truyền thống. Độ tin cậy được đánh giá bằng cách phân tích sai số và kiểm tra tính nhất quán của dữ liệu. Kết quả cho thấy, lưới địa chính được xây dựng có độ chính xác cao, sai số nằm trong phạm vi cho phép và dữ liệu có tính nhất quán. Điều này chứng tỏ lưới địa chính có độ tin cậy cao và có thể sử dụng cho các mục đích quản lý đất đai.

4.3. So sánh kết quả đo GNSS với kết quả đo kiểm tra truyền thống

Việc so sánh kết quả đo GNSS với kết quả đo kiểm tra truyền thống là một bước quan trọng để đánh giá độ chính xác của lưới địa chính. Kết quả cho thấy sự tương đồng cao giữa hai phương pháp đo, chứng tỏ độ chính xác của phương pháp GNSS. Tuy nhiên, phương pháp GNSS có ưu điểm vượt trội về tốc độ đo, khả năng làm việc trong điều kiện địa hình phức tạp và khả năng tự động hóa cao, do đó có thể thay thế phương pháp truyền thống trong nhiều trường hợp.

V. Kinh nghiệm rút ra từ dự án và hướng phát triển ứng dụng GNSS

Việc ứng dụng GNSS trong xây dựng lưới địa chính tại huyện Hà Trung đã mang lại nhiều kinh nghiệm quý báu. Kinh nghiệm này có thể được áp dụng cho các dự án tương tự ở các địa phương khác. Ngoài ra, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các ứng dụng mới của GNSS trong lĩnh vực quản lý đất đai, quy hoạch đô thị, giao thông vận tải và các lĩnh vực khác. Quản lý tài nguyên đất sẽ hiệu quả hơn nhờ ứng dụng GNSS.

5.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả ứng dụng GNSS trong thực tế

Hiệu quả ứng dụng GNSS trong thực tế phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm trình độ của đội ngũ kỹ thuật, chất lượng của thiết bị và phần mềm, điều kiện địa hình và thời tiết, và sự phối hợp giữa các bên liên quan. Để nâng cao hiệu quả ứng dụng GNSS, cần đầu tư vào đào tạo nguồn nhân lực, lựa chọn thiết bị và phần mềm phù hợp, cải thiện quy trình làm việc và tăng cường sự phối hợp giữa các đơn vị.

5.2. Đề xuất giải pháp nâng cao độ chính xác và hiệu quả GNSS

Để nâng cao độ chính xác và hiệu quả của GNSS, cần áp dụng các giải pháp sau: Sử dụng trạm tham chiếu (CORS) để giảm thiểu sai số do ảnh hưởng của tầng điện ly và đối lưu. Áp dụng các kỹ thuật xử lý số liệu tiên tiến để loại bỏ nhiễu và cải thiện độ chính xác. Tăng cường kiểm tra và hiệu chuẩn thiết bị định kỳ. Đào tạo đội ngũ kỹ thuật viên chuyên nghiệp. Xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính đầy đủ và chính xác. Từ đó xây dựng được một cơ sở dữ liệu địa chính chuẩn xác.

5.3. Hướng nghiên cứu tiếp theo Kết hợp GNSS với GIS và công nghệ khác

Hướng nghiên cứu tiếp theo là kết hợp GNSS với hệ thống thông tin địa lý (GIS) và các công nghệ khác như viễn thám, UAV để tạo ra các giải pháp quản lý đất đai toàn diện và hiệu quả hơn. Việc tích hợp GNSS với GIS sẽ cho phép hiển thị thông tin vị trí, thuộc tính và lịch sử của các thửa đất trên bản đồ số, giúp người dùng dễ dàng tra cứu, phân tích và đưa ra quyết định. Kết hợp với viễn thám và UAV sẽ cung cấp thông tin chi tiết về địa hình, hiện trạng sử dụng đất và các thay đổi theo thời gian.

VI. Kết Luận và Kiến Nghị Phát Triển Ứng Dụng GNSS tại Hà Trung

Việc ứng dụng GNSS trong xây dựng lưới địa chính tại huyện Hà Trung là một bước tiến quan trọng trong công tác quản lý đất đai. Kết quả nghiên cứu cho thấy, GNSS là công cụ hiệu quả để thành lập bản đồ địa chính chính xác, phục vụ các mục tiêu phát triển kinh tế - xã hội của địa phương. Cần tiếp tục đẩy mạnh ứng dụng GNSS, đồng thời giải quyết các thách thức và tận dụng các cơ hội để phát triển hệ thống quản lý đất đai hiện đại.

6.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Nghiên cứu đã chứng minh tính hiệu quả của việc ứng dụng GNSS trong xây dựng lưới địa chính tại huyện Hà Trung. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn quan trọng, giúp nâng cao độ chính xác của bản đồ địa chính, cải thiện công tác quản lý đất đai, hỗ trợ quy hoạch sử dụng đất và phát triển kinh tế - xã hội của địa phương. Đề tài cũng cung cấp kinh nghiệm quý báu cho các địa phương khác có điều kiện tương tự.

6.2. Các kiến nghị để triển khai rộng rãi công nghệ GNSS

Để triển khai rộng rãi công nghệ GNSS trong công tác quản lý đất đai, cần thực hiện các kiến nghị sau: Đầu tư vào cơ sở hạ tầng GNSS, bao gồm trạm tham chiếu và thiết bị đo đạc. Xây dựng quy trình chuẩn về sử dụng GNSS trong đo đạc địa chính. Đào tạo đội ngũ kỹ thuật viên chuyên nghiệp về GNSS. Tăng cường tuyên truyền về lợi ích của GNSS cho người dân và các cơ quan quản lý. Tạo điều kiện thuận lợi cho các doanh nghiệp cung cấp dịch vụ GNSS.

6.3. Hướng đi trong tương lai cho công tác đo đạc địa chính tại Hà Trung

Trong tương lai, công tác đo đạc địa chính tại Hà Trung cần tập trung vào các hướng sau: Xây dựng hệ thống thông tin địa lý (GIS) tích hợp với dữ liệu GNSS. Sử dụng các công nghệ mới như viễn thám, UAV để thu thập thông tin địa hình và hiện trạng sử dụng đất. Áp dụng các phương pháp đo đạc 3D để tạo ra bản đồ địa chính chi tiết hơn. Nâng cao trình độ của đội ngũ kỹ thuật viên và cán bộ quản lý đất đai. Hướng tới một hệ thống đo đạc địa chính hiện đại và hiệu quả.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Quản lý nhà nước về đất đai đòi hỏi hệ thống bản đồ địa chính phải đạt độ chính xác cao và được cập nhật biến động đồng bộ. Tại cụm 04 xã phía Tây Bắc thuộc huyện Hà Trung, tỉnh Thanh Hóa (bao gồm xã Hà Long 4.843,01 ha, xã Hà Giang 886,70 ha, xã Hà Tân 1.312,01 ha và xã Hà Tiến 1.817,24 ha), tổng diện tích tự nhiên đạt 8.858,96 ha với địa hình bán sơn địa phức tạp, chia cắt bởi hệ thống sông Lèn, sông Hoạt cùng nhiều đồi núi có thực phủ dày. Trước năm 2017, hệ thống bản đồ giải thửa và tài liệu trắc địa tại đây bộc lộ nhiều điểm hạn chế: dữ liệu đo đạc đã lâu bằng công nghệ quang cơ truyền thống, thiếu sự đồng bộ, chưa chỉnh lý biến động và sai số vị trí điểm còn lớn.

Nghiên cứu được triển khai từ tháng 7 năm 2017 đến tháng 9 năm 2018 nhằm ứng dụng Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) để thiết kế, thi công đo ngắm và xử lý bình sai mạng lưới địa chính. Mục tiêu trọng tâm là thành lập hệ thống điểm tọa độ - độ cao khống chế mặt bằng chuẩn xác, thay thế phương pháp đường chuyền truyền thống. Kết quả nghiên cứu bảo đảm sai số trung phương vị trí điểm đạt dưới 0,05 m theo tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia, đồng thời rút ngắn hơn 40% thời gian đo đạc ngoại nghiệp, tạo tiền đề toán học vững chắc cho việc đo vẽ bản đồ địa chính tỷ lệ lớn và xây dựng cơ sở dữ liệu đất đai hiện đại trên toàn địa bàn huyện Hà Trung.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên hai trụ cột lý thuyết trắc địa và định vị vệ tinh hiện đại:

• Lý thuyết định vị vệ tinh GNSS/GPS: Ứng dụng nguyên lý định vị tương đối (Relative Positioning) dựa trên việc thu nhận đồng thời tín hiệu pha sóng tải L1 (tần số 1575,42 MHz) và L2 (tần số 1227,60 MHz) giữa các máy thu. Bằng cách thiết lập các sai phân bậc một, bậc hai và bậc ba, hệ thống loại bỏ sai số đồng hồ vệ tinh, sai số đồng hồ máy thu và giải ẩn số nguyên đa trị pha sóng tải (Ambiguity Resolution) theo phương pháp số bình phương nhỏ nhất.
• Cơ sở toán học và hệ quy chiếu trắc địa Quốc gia VN-2000: Tuân thủ Thông tư số 973/2001/TT-TCĐC của Tổng cục Địa chính. Mạng lưới được biểu diễn trên Ellipsoid quy chiếu quốc gia WGS-84 định vị cho Việt Nam (bán trục lớn a = 6378137,0 m, độ dẹt f = 1:298,257223563), sử dụng phép chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM múi chiếu 3 độ với hệ số biến dạng chiều dài k0 = 0,9999 và kinh tuyến trục 105°00’ của tỉnh Thanh Hóa.

Các khái niệm chuyên ngành then chốt được chuẩn hóa gồm: hệ số suy giảm độ chính xác hình học vị trí vệ tinh (PDOP, HDOP, VDOP), véc-tơ cạnh đáy không gian (Baseline Vector) và sai số trung phương vị trí điểm (Mp).

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu và cỡ mẫu: Thu thập số liệu tọa độ, độ cao của 03 điểm mốc trắc địa quốc gia hạng III và 02 điểm độ cao hạng IV từ Trung tâm Công nghệ Thông tin - Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thanh Hóa. Mạng lưới thiết kế mới gồm 18 điểm địa chính phân bố đều trên tổng diện tích 8.858,96 ha, đáp ứng mật độ khống chế bình quân từ 100 ha đến 500 ha/điểm theo đúng quy định tại Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT.
• Phương pháp chọn mẫu và thi công ngoại nghiệp: Điểm đo được chọn tại các vị trí có nền đất ổn định, góc mở bầu trời lớn hơn 120 độ, cách xa trạm thu phát sóng trên 500 m và đường điện cao thế trên 50 m. Sử dụng tổ hợp máy thu GPS Trimble chuyên dụng đo tĩnh theo đồ hình đa giác khép kín; thời gian thu tín hiệu mỗi ca từ 45 đến 60 phút với góc ngưỡng cao vệ tinh đặt trên 15 độ.
• Phương pháp xử lý số liệu: Dữ liệu thô được xuất qua mô-đun Data Transfer và xử lý cạnh đáy, bình sai mạng lưới tự do và bình sai ràng buộc bằng phần mềm Trimble Business Center (TBC). Bảng biểu kết quả được biên tập tự động trên phần mềm HHmaps2016. Phương pháp này được lựa chọn nhằm tối ưu hóa độ chính xác, tự động hóa xử lý nội nghiệp và hạn chế tối đa sai số do con người.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

• Chất lượng hình học và tín hiệu vệ tinh đạt mức tối ưu: Trong suốt 12 ca đo ngoại nghiệp, số lượng vệ tinh quan sát đồng thời luôn đạt từ 6 đến 9 vệ tinh. Hệ số suy giảm độ chính xác vị trí PDOP trung bình dao động từ 1,8 đến 2,4 (thấp hơn nhiều so với ngưỡng giới hạn quy phạm là PDOP < 4,0). Chỉ số phương sai Ratio của tất cả các véc-tơ cạnh đáy đều đạt trên 3,0, khẳng định độ tin cậy tuyệt đối của thuật toán giải đa trị.
• Độ chính xác mặt bằng và độ cao vượt tiêu chuẩn quy định: Sau khi bình sai ràng buộc vào các điểm tọa độ quốc gia, sai số trung phương vị trí điểm Mp lớn nhất chỉ đạt 0,028 m, trung bình toàn lưới đạt 0,019 m (thấp hơn 44% so với sai số tối đa 0,050 m được cho phép theo Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT). Sai số thành phương vị Mx dao động từ 0,012 m đến 0,019 m; My dao động từ 0,014 m đến 0,022 m; sai số tương đối chiều dài cạnh trung bình đạt 1/75.000 (vượt xa chỉ tiêu kỹ thuật 1/40.000).
• Hiệu quả kinh tế - kỹ thuật vượt trội: So sánh với phương pháp đường chuyền đo góc - đo cạnh truyền thống, phương pháp đo GPS tĩnh giúp giảm 42,5% thời gian thi công thực địa và cắt giảm 35% chi phí phát quang thông hướng quang học giữa các trạm đo.
• Độ ổn định mốc và tính tương thích hệ quy chiếu: Kết quả đo kiểm tra độc lập tại các điểm nút lưới cho thấy độ lệch vị trí điểm giữa hai lần đo độc lập nhỏ hơn 0,015 m, bảo đảm tính thống nhất trong hệ quy chiếu VN-2000.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính giúp mạng lưới đạt độ chính xác cao là việc lập kế hoạch ca đo chi tiết dựa trên lịch vệ tinh dự báo (Almanac) của phần mềm Planning, giúp chọn khung giờ có hình học vệ tinh thuận lợi nhất. Vị trí 18 mốc địa chính được chôn đúc bê tông cốt thép chắc chắn theo đúng quy cách mốc chuẩn, bảo đảm tầm nhìn thông thoáng.

So với các nghiên cứu trắc địa truyền thống ở khu vực trung du, việc đo GPS không đòi hỏi thông hướng trực tiếp giữa các điểm lân cận đã khắc phục hoàn toàn rào cản chia cắt địa hình đồi núi tại huyện Hà Trung. Sai số trong đo GPS phân bố đồng đều, không bị tích lũy theo chiều dài tuyến như phương pháp đường chuyền quang cơ. Các kết quả sai số trung phương vị trí điểm (Mx, My, Mh, Mp), tỷ số phương sai và ma trận hiệp phương sai được hệ thống hóa trực quan qua bảng tổng hợp bình sai và sơ đồ mạng lưới đồ hình tam giác liên kết, đáp ứng đầy đủ hồ sơ nghiệm thu theo Thông tư số 49/2016/TT-BTNMT.

Đề xuất và khuyến nghị

• Ban hành quy trình chuẩn hóa công nghệ định vị vệ tinh: Đề nghị Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thanh Hóa xây dựng và ban hành hướng dẫn áp dụng đồng bộ công nghệ GNSS tĩnh và công nghệ đo động thời gian thực (RTK/VRS) cho 100% các dự án đo đạc thành lập bản đồ địa chính trên địa bàn tỉnh trong giai đoạn 2019-2021.
• Quản lý và bảo vệ hạ tầng mốc trắc địa: Ủy ban nhân dân huyện Hà Trung chỉ đạo Phòng Tài nguyên và Môi trường phối hợp cùng Ủy ban nhân dân 04 xã (Hà Long, Hà Giang, Hà Tân, Hà Tiến) tổ chức bàn giao, bảo vệ và kiểm tra định kỳ 06 tháng/lần đối với 18 mốc địa chính đã chôn, bảo đảm giữ nguyên trạng phục vụ đo vẽ chi tiết lâu dài theo Nghị định số 45/2015/NĐ-CP.
• Đào tạo nâng cao năng lực cán bộ kỹ thuật: Tổ chức các khóa tập huấn chuyên sâu về phần mềm xử lý dữ liệu vệ tinh tiên tiến (Trimble Business Center, phần mềm bình sai trắc địa chuyên dụng) cho 100% cán bộ địa chính cấp huyện và các đơn vị tư vấn đo đạc trước năm 2022.
• Tích hợp cơ sở dữ liệu không gian đất đai: Khẩn trương sử dụng tọa độ 18 điểm địa chính chuẩn làm khung khống chế để đo vẽ bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000, 1:2000, phấn đấu hoàn thành cấp mới và cấp đổi Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất cho trên 95% số thửa đất của 4 xã trong vòng 12 tháng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

• Kỹ sư trắc địa và chuyên viên đo đạc bản đồ: Nắm bắt quy trình thực hành chuẩn từ thiết kế ca đo, cài đặt máy thu GPS đến kỹ thuật tính toán bình sai véc-tơ cạnh đáy trên phần mềm Trimble Business Center để áp dụng trực tiếp cho các dự án xây dựng lưới khống chế.
• Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên đất đai: Lãnh đạo và chuyên viên Sở Tài nguyên và Môi trường, Văn phòng Đăng ký đất đai, Phòng TN&MT cấp huyện sử dụng làm tài liệu tham khảo để thẩm định phương án kỹ thuật, dự toán và nghiệm thu sản phẩm đo đạc địa chính theo đúng quy định pháp luật.
• Giảng viên, học viên cao học và sinh viên ngành Quản lý đất đai, Trắc địa - Bản đồ: Khai thác làm tài liệu học tập, nghiên cứu chuyên sâu về lý thuyết định vị vệ tinh, mô hình toán học giải đa trị pha sóng tải và ứng dụng hệ quy chiếu VN-2000 trong trắc địa thực hành.
• Doanh nghiệp tư vấn quy hoạch và xây dựng hạ tầng: Tham khảo phương pháp tối ưu hóa mạng lưới tọa độ để ứng dụng vào khảo sát tuyến công trình giao thông, thủy lợi và quy hoạch nông thôn mới tại các địa bàn có địa hình phức tạp.

Câu hỏi thường gặp

• Tại sao nên ưu tiên đo GPS tĩnh thay vì phương pháp đường chuyền truyền thống khi lập lưới địa chính?
  Phương pháp đo GPS tĩnh không đòi hỏi thông hướng quang học giữa các trạm máy, cho phép đo đạc liên tục trong mọi điều kiện thời tiết với sai số vị trí điểm dưới 0,03 m. Thực tế tại 4 xã huyện Hà Trung cho thấy công nghệ này giúp giảm 42,5% thời gian ngoại nghiệp và triệt tiêu hoàn toàn sai số tích lũy của máy toàn đạc quang cơ.

• Tiêu chuẩn kỹ thuật nào quy định mật độ và độ chính xác của điểm địa chính?
  Mật độ và sai số điểm địa chính được quy định cụ thể tại Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Đối với bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000 - 1:2000, mật độ bố trí trung bình từ 100 đến 150 ha/điểm, sai số trung phương vị trí điểm sau bình sai không được vượt quá 0,05 m và phải đo nối với ít nhất 03 điểm tọa độ quốc gia hạng III trở lên.

• Phần mềm nào được ứng dụng để xử lý dữ liệu và xuất kết quả trong luận văn?
  Nghiên cứu sử dụng phần mềm thương mại chuyên dụng Trimble Business Center (TBC) để kiểm tra dữ liệu thô, giải véc-tơ cạnh đáy và bình sai mạng lưới theo phương pháp số bình phương nhỏ nhất, kết hợp phần mềm HHmaps2016 để biên tập bảng biểu tọa độ, độ cao và đánh giá sai số theo quy phạm hiện hành.

• Biện pháp nào giúp giảm thiểu sai số do tầng khí quyển và nhiễu tín hiệu khi đo GPS?
  Để hạn chế ảnh hưởng của tầng điện ly và đối lưu, kỹ thuật viên cần cài đặt góc ngưỡng cao vệ tinh từ 15 độ trở lên, chọn vị trí đặt máy có góc mở bầu trời thoáng trên 120 độ, cách xa trạm phát sóng tối thiểu 500 m. Việc sử dụng các sai phân bậc hai và bậc ba trong đo tương đối giúp triệt tiêu phần lớn sai số khí quyển và sai số đồng hồ.

• Kết quả xây dựng lưới địa chính tại 4 xã phía Tây Bắc huyện Hà Trung có ý nghĩa thực tiễn gì?
  Mạng lưới 18 điểm địa chính đã cung cấp hệ thống tọa độ gốc chuẩn xác trên diện tích 8.858,96 ha, đóng vai trò nền tảng để đo vẽ chi tiết bản đồ địa chính, phục vụ đăng ký đất đai, cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất và tích hợp dữ liệu vào hệ thống thông tin đất đai đa mục tiêu của địa phương.

Kết luận

• Ứng dụng thành công công nghệ định vị vệ tinh GPS tĩnh thiết lập hoàn chỉnh mạng lưới địa chính gồm 18 điểm khống chế trên diện tích 8.858,96 ha tại 4 xã phía Tây Bắc huyện Hà Trung.
• Độ chính xác mặt bằng đạt mức vượt trội với sai số trung phương vị trí điểm lớn nhất chỉ là 0,028 m, hoàn toàn đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật dưới 0,050 m của Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT.
• Tối ưu hóa hiệu quả kinh tế - kỹ thuật rõ rệt, tiết kiệm 42,5% thời gian đo đạc thực địa và 35% chi phí phát quang thông hướng so với phương pháp đo trắc địa truyền thống.
• Chuẩn hóa quy trình công nghệ khép kín từ khảo sát, lập lịch ca đo vệ tinh, đo tĩnh ngoại nghiệp đến bình sai tự động trên phần mềm Trimble Business Center trong hệ quy chiếu VN-2000.
• Cung cấp cơ sở toán học đáng tin cậy phục vụ đo vẽ bản đồ địa chính, đăng ký quyền sử dụng đất và xây dựng cơ sở dữ liệu đất đai số hóa cho huyện Hà Trung.

Đóng góp lớn nhất của luận văn là chứng minh tính khả thi và hiệu quả vượt trội của công nghệ GNSS tại vùng địa hình bán sơn địa. Trong giai đoạn tiếp theo, mô hình này cần được nhân rộng trên phạm vi toàn bộ 25 xã, thị trấn của huyện Hà Trung. Các cơ quan quản lý và đơn vị đo đạc hãy chủ động áp dụng ngay quy trình công nghệ định vị vệ tinh chuẩn hóa này để nâng cao chất lượng và đẩy nhanh tiến độ hiện đại hóa ngành địa chính.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Khái quát hệ thống định vị toàn cầu GPS 1. Khái niệm về GPS 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.1: Mô hình hình ảnh trái đất và vệ tinh GPS Nguồn: Ahmed El-Rabbany (2007), Introduction to GPS [15] 1. Các thành phần của GPS GPS gồm 3 đoạn: đoạn không gian, đoạn điều khiển và đoạn người sử dụng. Đoạn không gian (Space Segment) - Hệ thống ban đầu có 24 vệ tinh, trong đó có 3 vệ tinh dự trữ. Hiện nay đã có 31 vệ tinh bay xung quanh Trái đất trên 6 quỹ đạo gần tròn cách đều nhau, với độ cao khoảng 20.200 km, góc nghiêng 550 so với mặt phẳng xích đạo của trái đất.

Chu kỳ quay của vệ tinh là 718 phút. [15] - Chức năng chính của các vệ tinh là: luan.hoa 4 + Nhận và lưu trữ dữ liệu được gửi lên từ các trạm điều khiển. + Duy trì thời gian chính xác bởi đồng hồ nguyên tử gắn trên vệ tinh. + Truyền thông tin và dữ liệu cho người sử dụng theo hai tần số là L1 và L2.

- 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 và từ đây tạo ra các sóng tải tần số L1=1575,42 MHz và L2=1227,60 MHz. Để giảm ảnh hưởng của tầng điện ly người ta sử dụng hai tần số. - Để phục vụ cho các mục đích và đối tượng khác nhau, các tín hiệu phát đi được điều biến mang theo các code riêng biệt đó là: C/A- Code, P- Code và Y- Code.

+ C/A-Code (Coarse/Acquisition Code) là code thô được sử dụng rộng rãi. C/A Code có tính chất code tựa ngẫu nhiên. Tín hiệu mang code này có tần số thấp (1. C/A Code chỉ điều biến sóng tải L1.

+ P-Code (Precision Code) là code chính xác được sử dụng cho các mục đích quân sự của Mỹ và chỉ dùng cho các mục đích khác khi được phía Mỹ cho phép. P-Code điều biến cả hai sóng tải L1, L2 và là code tựa ngẫu nhiên. + Y-Code là Code bí mật được phủ lên P-Code nhằm chống bắt chiếc, gọi là kỹ thuật AS (Anti Spoosing), chỉ có vệ tinh thuộc các khối từ sau năm 1989 mới có khả năng này.2: Cấu trúc tín hiệu GPS Nguồn: Ahmed El-Rabbany (2007), Introduction to GPS [15] 1. Đoạn điều khiển (Control Segment) Có 5 trạm điều khiển trên mặt đất: Hawaii (Thái Bình Dương), Colorado Springs (Căn cứ không quân Mỹ), Ascension Island (Đại Tây Dương), Diego Garcia (Ấn Độ Dương) và Kwajalein (Thái Bình Dương), trong đó có 1 trạm trung tâm đặt tại Colorado Springs.

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 của các vệ tinh và hoạt động của đồng hồ trên đó. Tất cả các số liệu đo khoảng cách, sự thay đổi khoảng cách, các số liệu đo khí tượng ở mỗi trạm đều được truyền về trạm trung tâm. Trạm trung tâm xử lý các số liệu được truyền từ các trạm theo dõi và số liệu đo của chính nó để cho ra các ephemerit chính xác hoá của vệ tinh và số hiệu chỉnh cho các đồng hồ vệ tinh. Các số liệu này được truyền trở lại cho các trạm theo dõi và từ đó truyền tiếp lên cho các vệ tinh cùng các lệnh điều khiển khác.3: Các trạm điều khiển GPS Nguồn: Ahmed El-Rabbany (2007), Introduction to GPS [15] 1.

Đoạn sử dụng (User Segment) Gồm các máy thu đặt trên mặt đất, bao gồm phần cứng và phần mềm. - Phần cứng là các máy đo có nhiệm vụ thu tín hiệu vệ tinh để khai thác, sử dụng cho các mục đích, yêu cầu khác nhau của khách hàng. - Phần mềm có nhiệm vụ xử lý các thông tin để cung cấp tọa độ của máy thu.4: Các thành phần chính của GPS Nguồn: Ahmed El-Rabbany (2007), Introduction to GPS [15] 1. Các đại lượng đo Việc định vị bằng GPS thực hiện trên cơ sở sử dụng hai dạng đại lượng đo cơ bản, đó là đo khoảng cách giả theo các code tựa ngẫu nhiên (C/A-code và P-code) và đo pha của sóng tải L1, L2 và tổ hợp L1/L2.

Đo khoảng cách giả theo C/A-code và P-code Code tựa ngẫu nhiên được phát đi từ vệ tinh cùng với sóng tải. Máy thu GPS cũng tạo ra code tựa ngẫu nhiên đúng như vậy. Bằng cách so sánh code thu từ vệ tinh và code của chính máy thu tạo ra có thể xác định được khoảng thời gian lan truyền của tín hiệu code, từ đó xác định được khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu (đến tâm ăng ten của máy thu). Do có sự không đồng bộ giữa đồng hồ của vệ tinh và máy thu, do ảnh hưởng của môi trường lan truyền tín hiệu nên khoảng cách tính theo khoảng thời gian đo được không phải là khoảng cách thực giữa vệ tinh và máy thu, đó là khoảng cách giả.5: Xác định hiệu số giữa các thời điểm Nguồn: Alfred Leick (1995), GPS Satellite Surveying) [16] Nếu ký hiệu tọa độ của vệ tinh là xs, ys, zs; tọa độ của điểm xét (máy thu) là x,y,z; thời gian lan truyền tín hiệu từ vệ tinh đến điểm xét là t, sai số không đồng bộ giữa đồng hồ trên vệ tinh và trong máy thu là ∆t, khoảng cách giả đo được là R, ta có phương trình: R = c(t + ∆t ) = ( x s − x) 2 + ( y s − y ) 2 + ( z s − z ) 2 + c∆t (1.1) Trong đó, c là tốc độ lan truyền tín hiệu.

Trong trường hợp sử dụng C/A-code, theo dự tính của các nhà thiết kế hệ thống GPS, kỹ thuật đo khoảng thời gian lan truyền tín hiệu chỉ có thể đảm bảo độ chính xác đo khoảng cách tương ứng khoảng 30m. Nếu tính đến ảnh hưởng của điều kiện lan truyền tín hiệu, sai số đo khoảng cách theo C/A code luan.hoa 8 sẽ ở mức 100 m là mức có thể chấp nhận được để cho khách hàng dân sự được khai thác. Song kỹ thuật xử lý tín hiệu code này đã được phát triển đến mức có thể đảm bảo độ chính xác đo khoảng cách khoảng 3m, tức là hầu như không thua kém so với trường hợp sử dụng P-code vốn không dành cho khách hàng đại trà. Chính vì lý do này mà trước đây Chính phủ Mỹ đã đưa ra giải pháp SA để hạn chế khả năng thực tế của C/A code.

Nhưng ngày nay do kỹ thuật đo GPS có thể khắc phục được nhiễu SA, Chính phủ Mỹ đã tuyên bố bỏ nhiễu SA trong trị đo GPS từ tháng 5 năm 2000. Đo pha sóng tải Các sóng tải L1, L2 được sử dụng cho việc định vị với độ chính xác cao. Với mục đích này người ta tiến hành đo hiệu số giữa pha của sóng tải do máy thu nhận được từ vệ tinh và pha của tín hiệu do chính máy thu tạo ra. Hiệu số pha do máy thu đo được ta ký hiệu là Φ (0<Φ<2π).

Khi đó ta có thể viết: 2π Φ= ( R − N λ + c∆ t ) (1.2) λ Trong đó: R là khoảng cách giữa vệ tinh và máy thu; λ là bước sóng của sóng tải; N là số nguyên lần bước sóng λ chứa trong R; N còn được gọi là số nguyên đa trị, thường không biết trước mà cần phải xác định trong thời gian đo; ∆t là sai số đồng bộ giữa đồng hồ của vệ tinh và máy thu; Trong trường hợp đo pha theo sóng tải L1 có thể xác định khoảng cách giữa vệ tinh và máy thu với độ chính xác cỡ cm, thậm chí nhỏ hơn. Sóng tải L2 cho độ chính xác thấp hơn, nhưng tác dụng của nó là cùng với L1 tạo ra khả năng làm giảm đáng kể tầng điện ly và việc xác định số nguyên đa trị được đơn giản hơn.6: Kỹ thuật giải đa trị tại các máy thu Nguồn: Alfred Leick (1995), GPS Satellite Surveying) [16] 1. Nguyên lý định vị GPS 1. Định vị tuyệt đối (point positioning) Đây là trường hợp sử dụng máy thu GPS để xác định ngay tọa độ của điểm quan sát trong hệ tọa độ WGS-84.

Đó có thể là các thành phần tọa độ vuông góc không gian (X,Y,Z) hoặc các thành phần tọa độ trắc địa mặt cầu (B,L,H). Hệ thống tọa độ WGS-84 là hệ thống tọa độ cơ sở của GPS, tọa độ của vệ tinh và điểm quan sát đều lấy theo hệ thống tọa độ này. Việc đo GPS tuyệt đối được thực hiện trên cơ sở sử dụng đại lượng đo là khoảng cách giả từ vệ tinh đến máy thu theo nguyên tắc giao hội cạnh không gian từ các điểm đã biết tọa độ là các vệ tinh. Nếu biết chính xác khoảng thời gian lan truyền tín hiệu code tựa ngẫu nhiên từ vệ tinh đến máy thu, ta sẽ tính được khoảng cách chính xác giữa vệ tinh và máy thu.

Khi đó 3 khoảng cách được xác định đồng thời từ 3 vệ tinh đến máy thu sẽ cho ta vị trí không gian đơn trị của máy thu. Song trên thực tế cả đồng hồ trên vệ tinh và đồng hồ trong máy thu đều có sai số, nên khoảng cách đo được không phải là khoảng cách chính xác. Kết quả là chúng không thể cắt nhau tại một điểm, nghĩa là không thể xác định được vị trí của máy thu. Để khắc phục tình trạng này cần sử dụng thêm một đại lượng đo nữa, đó là khoảng cách từ vệ tinh thứ 4, ta có hệ phương trình: luan.3) 2 2 2 2 (XS3- X) +(YS3- Y) +(ZS3- Z) = (R3-c∆t) (XS4- X)2 +(YS4- Y)2 +(ZS4- Z)2 = (R4-c∆t)2 Với khoảng cách giả đo đồng thời từ 4 vệ tinh đến máy thu chúng ta sẽ lập được hệ phương trình dạng (1.3) với 4 ẩn số (X, Y, Z, ∆t).

Giải hệ phương trình trên chúng ta tìm được tọa độ tuyệt đối của máy thu và số hiệu chỉnh đồng hồ của máy thu. [16] Trên thực tế với hệ thống vệ tinh hoạt động đầy đủ như hiện nay, số lượng vệ tinh mà các máy thu quan sát được thường từ 6-8 vệ tinh, khi đó số lượng phương trình sẽ lớn 4 và nghiệm của phương trình sẽ tìm theo nguyên lý số bình phương nhỏ nhất.7: Kỹ thuật định vị tuyệt đối Nguồn: Alfred Leick (1995), GPS Satellite Surveying) [16] 1.