Đang tải... (xem toàn văn)
Trong giai đoạn hiện nay, trước sự phát triển như vũ bão của khoa học công nghệ, việc áp dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật tiên tiến vào trong tất cả các lĩnh vực của đời sống xã hội là một tất yếu khách quan. Trong trắc địa cũng vậy, công nghệ GPS đã mở ra một kỷ nguyên mới, đã thay thế công nghệ truyền thống trong việc thành lập và xây dựng các mạng lưới toạ độ các cấp. Ứng dụng công nghệ GPS cho phép chúng ta thành lập các mạng lưới toạ độ trên diện rộng, không những bao phủ toàn quốc mà còn cho phép liên kết với các mạng lưới trên thế giới. Công nghệ GPS đã giúp các nhà quản lý giải quyết được bài toán vĩ mô mang tính toàn cầu.
1 LỜI MỞ ĐẦU Trong giai đoạn hiện nay, trước sự phát triển như vũ bão của khoa học công nghệ, việc áp dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật tiên tiến vào trong tất cả các lĩnh vực của đời sống xã hội là một tất yếu khách quan. Trong trắc địa cũng vậy, công nghệ GPS đã mở ra một kỷ nguyên mới, đã thay thế công nghệ truyền thống trong việc thành lập và xây dựng các mạng lưới toạ độ các cấp. Ứng dụng công nghệ GPS cho phép chúng ta thành lập các mạng lưới toạ độ trên diện rộng, không những bao phủ toàn quốc mà còn cho phép liên kết với các mạng lưới trên thế giới. Công nghệ GPS đã giúp các nhà quản lý giải quyết được bài toán vĩ mô mang tính toàn cầu. Chúng ta ứng dụng công nghệ GPS trong hơn 10 năm qua đã giải quyết được các bài toán lớn như (xây dựng hệ VN2000, thành lập được mạng lưới Địa chính cơ sở phủ trùm toàn quốc, ghép nối toạ độ VN2000 với các hệ toạ độ khác, xây dựng trạm DGPS…). Khi xây dựng khu đô thị, công tác trắc địa đóng vai trò rất quan trọng , phục vụ cho công tác quy hoạch và công tác bố trí công trình. Nhằm tìm hiểu vân đề này, em nhận đề tài: “ Thiết kế lưới khống chế cơ sở khu đô thị Vân Canh – Hoài Đức – Hà Nội ứng dụng công nghệ GPS ”. Đồ án gồm 3 chương: 2 Chương I: Khái quát về công nghệ GPS Chương II: Thiết kế lưới khống chế cơ sở khu đô thị Vân Canh – Hoài Đức – Hà Nội Chương III: Hạch toán kinh tế. 3 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trong quá trình nghiên cứu, em đã nhận được sự hướng dẫn nhiệt tình của TS. Lê Minh Tá và các thầy cô giáo trong bộ môn trắc địa cao cấp, cũng như các thầy cô giáo trong khoa Trắc địa – Trường Đại học Mỏ-Địa Chất. Mặc dù đã có nhiều cố gắng, nhưng do trình độ còn hạn chế nên bản đồ án này không thể tránh khỏi những sai sót, rất mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo và sự đóng góp của các bạn đồng nghiệp để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn. 4 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 1 MỤC LỤC 4 CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ GPS 6 I.1. CẤU TRÚC VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG GPS 7 I.1.1. Đoạn không gian 7 1.1.2. Đoạn điều khiển 9 1.1.3. Đoạn sử dụng 9 1.2. CÁC NGUYÊN LÝ ĐỊNH VỊ 10 1.2.1. Các đại lượng đo 10 1.2.2. Định vị tuyệt đối (Point Positioning) 13 1.2.3. Định vị tương đối (Relative Positioning) 14 I.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO VÀ CÁC NGUỒN SAI SỐ 16 I.3.1. Đo cải chính phân sai GPS (Code – based Differential GPS) 16 I.3.2. Đo tĩnh (Static) 18 I.3.3. Kỹ thuật đo động (Kinematic) 18 I.3.4. Kỹ thuật đo giả động (Pseudo - Kinematic) 20 I.3.5. Các nguồn sai số trong định vị GPS 20 I.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP CƠ BẢN THÀNH LẬP LƯỚI 24 I.5. CÁC ỨNG DỤNG CỦA GPS TRONG TRẮC ĐỊA 29 I.5.1. Xây dựng lưới khống chế mặt bằng 29 I.5.2. GPS phục vụ đo vẽ địa chính 31 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ LƯỚI KHỐNG CHẾ CƠ SỞ KHU ĐÔ THỊ VÂN CANH- HOÀI ĐỨC- HÀ NỘI 34 II.1. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU 34 II.2. ĐẶC ĐIỂM, TÌNH HÌNH KHU ĐO 36 II.3. THIẾT KẾ LƯỚI GPS 38 II.3.1. Phương án thành lập lưới 38 II.3.2. Thiết kế đồ hình lưới 41 II.3.3. Phương án tổ chức thi công 43 CHƯƠNG III: HẠCH TOÁN KINH TẾ 46 III.1. CĂN CỨ PHÁP LÝ 46 III.2. DỰ TOÁN KINH PHÍ 47 III.2.1. Chi phí trực tiếp A 47 III.2.2. Tính chi phí chung (B) và chi phí khác (F) 51 III.2.3. Thuế giá trị gia tăng 52 III.3. CÁC BIỆN PHÁP ĐỀ PHÒNG VÀ THỰC HIỆN AN TOÀN LAO ĐỘNG 56 III.4. Các biện pháp nâng cao năng suất lao động 58 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 6 CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ GPS Từ những năm 1960, Bộ Quốc phòng Mỹ và cơ quan hàng không quốc gia (NASA) đã triển khai hệ thống đạo hành mang tên TRANSIT. Hệ thống này đã sớm đạt được các ưu điểm của hệ thống đạo hàng và trở thành dịch vụ dẫn đường từ năm 1967. Hệ thống TRANSIT hoạt động trên nguyên lý Dopper, các vệ tinh của TRANSIT phát tín hiệu ở hai tần số là 150 MHz và 400MHz. Với tần số này các tín hiệu truyền từ vệ tinh dễ bị tầng điện ly làm chậm và bị nhiễu. Việc quan sát vệ tinh TRANSIT chỉ kéo dài trong 20’, trong khi đó yêu cẩu của định vị điểm phải quan sát vệ tinh 1h-3h. Theo ước tính có khoảng 80.000 đơn vị dân sự đã sử dụng hệ thống TRANSIT cho đạo hàng. Hệ thống TRANSIT kết thúc sử dụng vào năm 1996. Hệ thống định vị toàn cầu GPS được viết đầy đủ là NAVSTAR GPS (Navigation Satellite Timing and Global Positioning System). Ngày 22 tháng 2 năm 1978 vệ tinh đầu tiên của hệ thống định vị toàn cầu GPS đã đưa lên quỹ đạo. Từ năm 1978-1985 có 11 vệ tinh Block I được phóng lên quỹ đạo. Hiện nay, hầu hết số vệ tinh thuộc Block I đã hết thời hạn sử dụng. Việc phóng vệ tinh thế hệ Block II bắt đầu vào năm 1989, sau giai đoạn này hệ thống gồm 24 vệ tinh triển khai trên 6 quỹ đạo nghiêng 55 0 so với mặt phẳng xích đạo trái đất với chu kỳ 12h ở độ cao khoảng 20.200km. Loại vệ tinh thế hệ II (Block IIR) 7 được đưa lên quỹ đạo vào năm 1995 [10], cho đến nay có 32 vệ tinh GPS đang hoạt động. Trước năm 1980 hệ thống GPS chỉ được sử dụng cho mục đích quân sự, sau năm 1980 chính phủ Mỹ đã cho phép đưa vào sử dụng trong các lĩnh vực về phi quân sự. I.1. Cấu trúc và nguyên lý hoạt động của hệ thống GPS Hệ thống định vị toàn cầu GPS gồm 3 bộ phận chính là: Đoạn không gian (Space Segment) Đoạn điều khiển (Control Segment) Đoạn sử dụng (User Segment) I.1.1. Đoạn không gian Đoạn không gian bao gồm 24 vệ tinh chuyển động trên 6 mặt phẳng quỹ đạo ở độ cao khoảng 20200km. Mặt phẳng quỹ đạo nghiêng với mặt phẳng xích đạo trái đất một góc 55 0 . Vệ tinh GPS chuyển đông trên quỹ đạo gần như tròn đều với chu kỳ 718 phút (12 giờ). Với sự phân bố vệ tinh trên quỹ đạo, như vậy trong suốt thời gian nào và bất kỳ vị trí quan sát nào trên trái đất cũng có thể quan sát được tối thiểu 4 vệ tinh. 8 Hình 1:Các vệ tinh GPS trên bầu trời trong 24 giờ Hình 2: Số lượng vệ tinh trong từng thời điểm Các vệ tinh GPS có trọng lượng khoảng 1600 kg khi phóng và khoảng 800kg trên quỹ đạo. Theo thiết kế, tuổi thọ của vệ tinh khoảng 7,5 năm. Năng lượng cung cấp cho hoạt động của các thiết bị trên vệ tinh là năng lượng mặt trời. Mỗi vệ tinh được trang bị 4 đồng hồ nguyên tử, trong đó có 2 đồng hồ loại Censium và 2 đồng hồ loại Radium có độ chính xác thời gian là 10 -12 s. Các đồng hồ này không chỉ có mục đích dự phòng mà còn tạo ra cơ sở giám sát thời gian và cung cấp giờ. Thêm vào đó, mỗi vệ tinh còn được trang bị bộ tạo dao động thạch anh với độ chính xác rất cao. Các vệ tinh GPS đều có thiết bị tạo dao động với tần số cơ sở chuẩn f 0 = 10.24 MHz. Từ tần số cơ sở thiết bị sẽ tạo ra 2 tần số sóng tải L 1 ,L 2 . L 1 = 154 f 0 = 1575.42 MHz có bước sóng λ 1 = 19.032 m L 2 = 120 f 0 = 1227.60 MHz có bước sóng λ 2 = 24.142 m 9 1.1.2. Đoạn điều khiển Đoạn điều khiển gồm 5 trạm mặt đất phân bố đều quanh trái đất trong đó có trạm chủ (Master Station) đặt tại căn cứ không quân Falcon ở Colorado Spring, bang Colorado, USA. Các trạm theo dõi tại Hawai (Thái Bình Dương), Ascension Island (Đại Tây Dương), Diego Garcia (Ấn Độ Dương) và Kwajalein (Tây Thái Bình Dương) có nhiệm vụ theo dõi liên tục tất cả các vệ tinh có thể quan sát được. Trạm chủ là nơi nhận và xử lý các tín hiệu thu từ các vệ tinh tại 4 trạm theo dõi. Sau khi số liệu GPS được thu thập, xử lý, toạ độ và độ lệch đồng hồ của từng vệ tinh được tính toán và hiệu chỉnh tại trạm chủ và sau đó truyền tới các vệ tinh hàng ngày qua các trạm theo dõi. 1.1.3. Đoạn sử dụng Gồm tất cả các máy móc thiết bị nhận thông tin từ vệ tinh để khai thác, sử dụng cho mục đích và yêu cầu khác nhau như dẫn đường trên biển, trên không và đất liền, phục vụ cho các công tác đo đạc ở nhiều nơi trên thế giới. Máy thu GPS là phần cứng quan trọng trong đoạn sử dụng. Nhờ các tiến bộ kỹ thuật trong lĩnh vực điện tử viễn thông và kỹ thuật thông tin tín hiệu số, các máy thu GPS ngày một hoàn thiện. Một số hãng chế tạo cũng cho ra đời các máy thu có thể thu đồng thời tín hiệu vệ tinh GPS và GLONASS. 10 Cùng với máy thu còn có các phần mềm phục vụ xử lý thông tin như Trimvec, Trimnet Plus, GPSurvey,…. Các phần mềm này ngày càng hoàn thiện, nâng cao độ chính xác và hiệu quả tính toán, xử lý. 1.2. Các nguyên lý định vị 1.2.1. 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 (L 1 , L 2 ). 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 cách thời gian lan truyền của tín hiệu code, từ đó dễ dàng xác định được khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu (đến tâm anten của máy thu). Do có sự không đồng bộ giữa đồng hồ của vệ tinh và máy thu, do có 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. Nếu ký hiệu toạ độ của vệ tinh là x s , y s , z s ; toạ 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 [...]... triển bền vững Nhu cầu đầu tư phát triển các khu đô thị dọc theo tuyến đường nói chung và đặc biệt khu vực dự kiến hình thành đô thị Vân Canh ngày một sôi động khu vực xã Vân Canh – Hoài Đức – Hà Nội Khu đô thị Vân Canh nhu cầu chuyển đổi đất nông nghiệp sang đất đô thị, chuyển đổi cơ cấu kinh tế từ sản xuất nông nghiệp sang dịch vụ đô thị ngày càng trở nên cấp thiết - Để tạo điều kiện phát triển kinh... dựng lưới chêm dày và tiết kiệm được thời gian thực hiện công việc lập lưới Có thể kết hợp một trạm tĩnh với nhiều máy động để tăng nhanh tốc độ đo chi tiết 33 34 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ LƯỚI KHỐNG CHẾ CƠ SỞ KHU ĐÔ THỊ VÂN CANH- HOÀI ĐỨC- HÀ NỘI II.1 Mục đích, yêu cầu Mục đích: Để tạo lập khu chức năng đô thị hai bên trục đường một cách có hiệu quả, cần phải triển khai lập quy hoạch chi tiết cho các đô thị. .. Điều này cho phép áp dụng cả ở những khu vực có nhiều vật che khu t I.4 Các phương pháp cơ bản thành lập lưới Trong trắc địa truyền thống, thiết kế đồ hình lưới khống chế là việc cực kỳ quan trọng Còn trong lưới GPS, nói chung không yêu cầu giữa các điểm phải nhìn thông nhau nên thiết kế đồ hình lưới GPS sẽ linh hoạt hơn Thiết kế đồ hình 25 lưới GPS chủ yếu tuỳ thuộc vào yêu cầu sử dụng, kinh phí, thời... lập một đô thị hoàn chỉnh về hệ thống hạ tầng xã hội, hạ tầng kỹ thuật và tổ chức không gian kiến trúc cảnh quan Việc hình thành khu đô thị mới Vân Canh là cần thiết - Để tạo thêm quỹ nhà đất để phục vụ cho nhu cầu phát triển nhà ở, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống của nhân dân địa phương 35 - Nhằm cụ thể hóa các định hướng cho việc hình thành đô thị cửa ngõ khu đô thị Hà Nội – một đô thị hiện... một đô thị hiện đại tại khu vực Vân Canh và làm cơ sở cho việc lập các dự án đầu tư xây dựng, - Tạo lập khu đô thị văn minh, hiện đại và một môi trường sinh thái hấp dẫn theo xu hướng bền vững Đặc biệt phù hợp với giao thông cảnh quan đô thị mới Vân Canh - Tạo quỹ đất xây dựng đô thị phục vụ tăng trưởng kinh tế trong khu vực, đáp ứng nhu cầu nhà ở cho khu vực cửa ngõ thủ đô Hà Nội và từng bước chuyển... GPS phục vụ đo vẽ địa chính a Xây dựng các mạng lưới địa chính Công nghệ GPS được ứng dụng rộng rãi trong công tác đo đạc địa chính Trước hết là xây dựng các mạng lưới địa chính các cấp Ở nước ta theo quy định của Tổng cục địa chính (1999), lưới khống chế địa chính các cấp được phát triển từ lưới khống chế tọa độ nhà nước hạng I, II Trước hết là lưới địa chính cơ sở 32 có độ chính xác tương đương lưới. .. thu Căn cứ vào mục đích sử dụng, thường có 4 phương thức liên kết cơ bản để thành lập lưới: liên kết điểm, liên kết cạnh, liên kết lưới, liên kết hỗn hợp cạnh – điểm Ngoài ra còn có thể liên kết hình sao, liên kết đường chuyền, liên kết chuối tam giác Liên kết điểm Liên kết dạng điểm là dạng liên kết các ca đo đồng hồ kể nhau bởi một điểm chung Cường độ đồ hình của dạng liên kết điểm là rất yếu, không... thành lập lưới GPS Liên kết lưới đường chuyền 27 Lưới GPS được tạo thành bởi sự liên kết các hình đồng bộ dạng kéo dài như đường chuyền, các cạnh độc lập tạo thành dạng khép kín, để kiểm tra độ tin cậy của điểm GPS 2 1 3 4 5 Hình 7: Lưới đường chuyền Lưới GPS dạng này được ứng dụng thích hợp khi yêu cầu độ chính xác thấp Phương thức này có thể kết hợp với phương thức liên kết điểm Liên kết hình sao Dạng... tương đương lưới hạng III nhà nước Lưới địa chính cơ sở cơ độ chính xác tương đương hạng III nhà nước Lưới địa chính cơ sở là cơ sở để phát triển tiếp các mạng lưới cấp thấp hơn (lưới địa chính cấp 1, lưới địa chính cấp 2) phục vụ cho công tác đo vẽ bản đồ địa chính và quản lý đất đai b Đo vẽ chi tiết bản đồ địa chính tỷ lệ lớn và trung bình Với kỹ thuật đo động Stop – and – Go (Dừng và đi), người ta... kết điểm Ví dụ với 3 máy thu: 11 3 2 Hình 5: Liên kết cạnh Liên kết hỗn hợp cạnh – điểm Liên kết hỗn hợp cạnh – điểm là dạng kết hợp phương thức liên kết cạnh và phương thức liên kết điểm Phương thức này có thể đảm bảo cường độ đồ hình, nâng cao độ tin cậy của lưới vừa có thể giảm khối lượng công tác ngoại nghiệp, hạ giá thành Đây là phương thức liên kết thích hợp thường được sử dụng để thành lập lưới . cho công tác quy hoạch và công tác bố trí công trình. Nhằm tìm hiểu vân đề này, em nhận đề tài: “ Thiết kế lưới khống chế cơ sở khu đô thị Vân Canh – Hoài Đức – Hà Nội ứng dụng công nghệ GPS. chương: 2 Chương I: Khái quát về công nghệ GPS Chương II: Thiết kế lưới khống chế cơ sở khu đô thị Vân Canh – Hoài Đức – Hà Nội Chương III: Hạch toán kinh tế. 3 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trong quá. THIẾT KẾ LƯỚI KHỐNG CHẾ CƠ SỞ KHU ĐÔ THỊ VÂN CANH- HOÀI ĐỨC- HÀ NỘI 34 II.1. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU 34 II.2. ĐẶC ĐIỂM, TÌNH HÌNH KHU ĐO 36 II.3. THIẾT KẾ LƯỚI GPS 38 II.3.1. Phương án thành lập lưới