Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất Khoa Trắc Địa Lời mở đầu Cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật đem lại nhiều bớc tiến nhảy vọt phát triển xã hội Con ngời bớc đa thiết bị kỹ thuật đại vào ứng dụng sống để giải phóng dần sức lao động Một ứng dụng thành công ngời đa hệ thống định vị toàn cầu GPS vào ứng dụng an ninh quốc phòng, phát triển kinh tế xã hội đặc biệt lĩnh vực trắc địa đồ Hệ thống định vị toàn cầu GPS (Global Positioning System) hệ thống định vị, dẫn đờng sử dụng vệ tinh nhân tạo đợc Bộ Quốc Phòng Mỹ triển khai từ năm đầu thập kỷ 70 kỷ XX Lúc đầu hệ thống đợc sử dụng cho mục đích quân sự, nhng tính u việt hệ thống mà đợc ứng dụng cách rộng rãi hoạt động kinh tế, xã hội đặc biệt ngành trắc địa đồ Đây thực cách mạng kỹ thuật, chất l ợng nh hiệu kinh tế phạm vi toàn giới nói chung Việt Nam nói riêng Cùng với xu hớng phát triển xã hội, công nghệ GPS ngày đợc phát triển hoàn thiện theo chiều hớng xác hơn, đơn giản hiệu Vì để chứng minh tìm hiểu tính ứng dụng thực tiễn cao công nghệ GPS lĩnh vực trắc địa đồ nói chung ngành trắc địa ảnh nói riêng chọn đề tài: Khả ứng dụng công nghệ GPS công tác tăng dày khống chế ảnh Nhằm mục đích nêu rõ tính u việt hệ thống GPS việc xác định tọa độ tâm chụp máy chụp ảnh, xác định tọa độ điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp phục vụ công tác tăng dày điểm khống chế ảnh Với mục đích nêu trên, cấu trúc đồ án gồm có nội dung nh sau: Lời mở đầu Chơng I : Những vấn đề công tác tăng dày điểm khống chế ảnh Chơng II : Hệ thống định vị toàn cầu GPS Chơng III : ứng dụng công nghệ GPS công tác tăng dày điểm khống chế ảnh Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Bá Duy - Trắc địa A - K46 Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất Khoa Trắc Địa Chơng IV : Công tác thực nghiệm Kết luận Qua trình thu thập tài liệu, học hỏi kinh nghiệm, tiếp thu ý kiến Công ty Đo đạc ảnh địa hình, thực đồ án nhng thời gian có hạn, kiến thức thân nhiều hạn chế, thiếu kinh nghiệm thực tế nên chắn nội dung đồ án nhiều thiếu sót Rất mong đợc góp ý thầy cô giáo, nhà chuyên môn bạn đồng nghiệp Qua xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Nguyễn Trờng Xuân, thầy cô giáo khoa trắc địa tập thể cán kỹ thuật Công ty Đo đạc ảnh địa hình giúp hoàn thiện đồ án Hà Nội, tháng năm 2006 Sinh viên thực Nguyễn bá Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Bá Duy - Trắc địa A - K46 Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất Khoa Trắc Địa Chơng I Những vấn đề công tác tăng dày điểm khống chế ảnh 1.1 Vị trí nhiệm vụ công tác tăng dày điểm khống chế ảnh Trong công tác đo vẽ ảnh hàng không điểm khống chế sở cho việc xác định vị trí không gian hệ tọa độ trắc địa chùm tia mô hình lập thể đợc xác định từ ảnh bay chụp, nguyên tố định hớng ảnh hàng không thờng không đợc xác định phơng pháp vật lý bay chụp với độ xác yêu cầu Các điểm khống chế ảnh nói điểm địa vật đợc đánh dấu vị trí ảnh đo đồng thời đợc xác định tọa độ chúng hệ tọa độ trắc địa Tuy nhiên, tất điểm khống chế ảnh phải tiến hành đo đạc xác định thực địa khối lợng công việc trời tăng lên lớn Vì phơng pháp đo ảnh ngời ta dựa tính chất hình học ảnh đo nguyên lý mối quan hệ ảnh đo, mô hình lập thể miền thực địa để xây dựng phơng pháp đo đạc phòng nhằm xác định tọa độ trắc địa điểm khống chế ảnh thay cho phần lớn công tác đo đạc trời Công tác đợc gọi công tác tăng dày khống chế ảnh Trắc địa ảnh Công tác tăng dày khống chế ảnh có vị trí then chốt toàn trình đo vẽ ảnh nh đợc biểu thị sơ đồ quy trình công nghệ tổng quát phơng pháp đo ảnh (Hình 1.1) Từ sơ đồ thấy: Công tác tăng dày điểm khống chế ảnh khâu quan trọng toàn quy trình công nghệ đo vẽ ảnh Nhiệm vụ công tác tăng dày khống chế ảnh xác định tọa độ trắc địa điểm khống chế đo vẽ ảnh đợc chọn đánh dấu vị trí thích hợp ảnh đo nhằm làm sở cho việc liên kết đối tợng đo vẽ phòng với miền thực địa Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Bá Duy - Trắc địa A - K46 Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất Khoa Trắc Địa Đối tượng đo vẽ Công tác đo nối KC Công tác bay chụp ảnh Công tác điều vẽ Công tác tăng dày khống chế ảnh Các trình xử lý đo vẽ ảnh phòng Phương pháp đo ảnh đơn Đo vẽ ảnh quang Phương pháp đo ảnh lập thể Đo vẽ ảnh giải tích Đo vẽ ảnh số Các kết đo vẽ Hình 1.1 Sơ đồ quy trình công nghệ tổng quát phơng pháp đo ảnh 1.2 Các yêu cầu công tác tăng dày điểm khống chế ảnh 1.2.1 Những yêu cầu điểm khống chế ảnh tăng dày Những điểm khống chế ảnh đợc xác định phơng pháp phòng gọi điểm khống chế ảnh tăng dày Điểm khống chế ảnh tăng dày điểm rõ nét đợc đánh dấu ảnh đợc xác định tọa độ trắc địa phơng pháp phòng Điểm khống chế ảnh tăng dày sở cho công tác định hớng tuyệt đối chùm tia mô hình lập thể trình đo vẽ ảnh phòng Vì điểm khống chế ảnh tăng dày cần thỏa mãn yêu cầu độ xác, số lợng điểm vị trí điểm ảnh đo Yêu cầu độ xác điểm khống chế ảnh tăng dày Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Bá Duy - Trắc địa A - K46 Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất Khoa Trắc Địa Để đảm bảo độ xác công tác đo vẽ ảnh, độ xác điểm khống chế ảnh cần cao độ xác nội dung đồ cần thành lập cấp Trong phơng pháp đo vẽ ảnh đơn lập thể, nội dung đồ đợc đo vẽ trực tiếp từ ảnh đo đợc định hớng hệ tọa độ trắc địa sở điểm khống chế ảnh đợc tăng dày Vì độ xác điểm khống chế tăng dày cần phải cao độ xác nội dung đồ cần thành lập cấp Trên sở này, tuỳ theo yêu cầu cụ thể độ xác đồ mà xác định độ xác điểm khống chế ảnh tăng dày Thông thờng yêu cầu đợc quy định quy phạm đo vẽ đồ ảnh hàng không (Bảng 1.1) Sai số giới hạn điểm khống chế ảnh tăng dày đợc phép hai lần sai số trung bình ghi bảng trên, với số lần xuất tối đa không 5% trờng hợp Đối với độ cao điểm khống chế ảnh tăng dày vùng ẩn khuất cho phép số lần xuất tối đa không 10% Sai số trung bình cho phép tọa độ Bảng1.1 độ cao điểm khống chế ảnh Sai số trung bình Sai số trung bình độ cao Vùng đo vẽ mặt phẳng Vùng đồng Vùng đồi 0.35 mm 0.35 mm (tính theo khoảng cao đờng bình độ) 0.5 - m 2m 2.5 m 5m 10 m 1/5 1/4 1/4 1/4 1/3 Vùng núi 0.50 mm 1/3 1/3 Trong phơng pháp đo ảnh giải tích, độ xác nội dung đo vẽ định độ xác đoán nhận điểm ảnh Với tiến kỹ thuật chụp ảnh đo ảnh nay, độ xác đạt đến 0.01 mm Do độ xác điểm khống chế ảnh phải cao độ xác nói Vì vậy, sai số trung bình cho phép vị trí mặt phẳng điểm khống chế ảnh tăng dày đ ợc tính theo công thức sau : Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Bá Duy - Trắc địa A - K46 Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất Khoa Trắc Địa m P 10 5.ma ( m) (1.1) đó: ma mẫu số tỷ lệ ảnh Nếu ý đến quan hệ tỷ lệ ảnh tỷ lệ đồ theo công thức Gruber, tức là: ma = C mbd , độ xác mặt phẳng điểm khống chế ảnh tăng dày phải thoả mãn yêu cầu sau : m P 10 5.C mbd (1.2) Trong công thức trên, C hệ số kinh tế hay gọi hệ số Gruber Hiện nhờ tiến kỹ thuật công tác chụp ảnh đo ảnh, hệ số C đợc xác định khoảng từ 200 - 300 thành lập đồ tỷ lệ trung bình từ 250 - 400 cao đo vẽ đồ tỷ lệ lớn Trong phơng pháp đo ảnh giải tích đo ảnh số, sai số độ cao trung bình điểm khống chế ảnh tăng dày cho phép : mh 0.1 H0 1000 (1.3) đó: H độ cao bay chụp trung bình ảnh hàng không Nếu ý đến quan hệ độ cao bay chụp với tỷ lệ ảnh tỷ lệ đồ, công thức (1.3) đợc viết thành : mh 0.01% f k C mbd (1.4) Yêu cầu số lợng phơng án bố trí điểm Số lợng phơng án bố trí điểm khống chế đo vẽ ảnh đo phơng pháp đo vẽ ảnh định Trong phơng pháp đo vẽ ảnh phối hợp, lấy ảnh đơn làm sở Thì số lợng phơng án bố trí ảnh phải thoả mãn yêu cầu công tác nắn ảnh Với phơng pháp nắn ảnh đối điểm máy nắn ảnh quang ảnh đo cần phải có điểm khống chế, nằm góc diện tích đo vẽ Ngoài để kiểm tra độ xác nắn ảnh, thờng ảnh đợc bố trí thêm điểm thứ ảnh (Hình 1.2) Phơng án bố trí điểm tối u số lợng vị trí điểm khống chế nắn ảnh nh hình 1.2 Điểm khống chế ảnh Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Bá Duy - Trắc địa A - K46 Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất Khoa Trắc Địa ảnh đơn Hình 1.2 Phơng pháp bố trí điểm khống chế nắn ảnh chụp ảnh chuẩn Trong trờng hợp số lợng điểm khống chế ảnh tăng dày dải ảnh toàn khu đo đợc tính theo công thức: N T = 3i + (1.5) N KH = K (2i + 1) + i + : (1.6) i số ảnh ; K số dải ảnh Đối với phơng pháp đo vẽ ảnh lập thể, điểm khống chế ảnh sở cho công tác định hớng mô hình lập thể Do đó, mô hình phải có điểm khống chế Để tăng độ xác kiểm tra công tác định hớng, thờng bố trí điểm khống chế ảnh góc mô hình lập thể nh hình 1.3 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Bá Duy - Trắc địa A - K46 Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất Khoa Trắc Địa Mô hình lập thể Điểm khống chế ảnh Hình 1.3 Phơng án bố trí điểm khống chế ảnh phơng pháp đo ảnh lập thể ảnh chụp tiêu chuẩn Trong trờng hợp số lợng điểm khống chế ảnh dải ảnh toàn khối đợc tính theo công thức: N T = 2i (1.7) N KH = i ( K + 1) (1.8) Yêu cầu vị trí điểm điểm khống chế ảnh Các điểm khống chế tăng dày phục vụ cho công tác đo vẽ phòng đợc bố trí nh phơng án nói trên, cần phải đợc chọn vị trí có điều kiện sau : - Không đợc sát mép ảnh dới 1cm vào dấu đặc biệt ảnh (nh đờng ép phẳng, bọt nớc, đồng hồ) dới 1mm - Không đợc cách vị trí tiêu chuẩn cho trờng hợp bố trí điểm 1cm - Phải có khả sử dụng chung cho ảnh kề dải bay dải bay bên cạnh Trong trờng hợp độ phủ ảnh không tiêu chuẩn, điểm khống chế chọn riêng cho dải bay, nhng phải nằm đờng thẳng góc với cạnh đáy ảnh kẻ từ Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Bá Duy - Trắc địa A - K46 Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất Khoa Trắc Địa điểm ảnh cách điểm ảnh không nhỏ cạnh đáy ảnh phơng án bố trí nh hình 1.2 1.3 Tại vị trí tiêu chuẩn nói trên, điểm khống chế ảnh tăng dày phải đợc chọn địa vật có hình ảnh rõ nét, dễ đoán nhận có khả châm chích xác vị trí ảnh kề Những địa vật nh thờng : - Giao điểm vật thể hình tuyến có góc cắt gần 90 - Góc mảng ruộng, mảnh đất hay mảnh thực vật bé có hình dạng rõ rệt độ tơng phản lớn - Các địa vật riêng lẻ đặc biệt (nh dấu mốc nhân tạo v.v) Hình 1.4 Ví dụ loại địa vật đợc chọn làm điểm khống chế ảnh tăng dày 1.2.2 Những yêu cầu điểm khống chế ngoại nghiệp Những điểm khống chế đợc bố trí thực địa tọa độ chúng đợc xác định phơng pháp đo đạc trời, đồng thời vị trí chúng đợc đánh dấu ảnh đo có mặt lới khống chế tăng dày đợc gọi điểm khống chế ảnh Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Bá Duy - Trắc địa A - K46 Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất Khoa Trắc Địa ngoại nghiệp Toàn công tác bố trí điểm, đo đạc đánh dấu vị trí điểm ảnh đo đợc gọi công tác đo nối khống chế ảnh Để phục vụ cho công tác tăng dày điểm khống chế ảnh phòng điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp có loại sau đây: - Điểm khống chế tổng hợp tức điểm khống chế ảnh đợc xác định tọa độ mặt phẳng độ cao - Điểm khống chế mặt phẳng - Điểm khống chế độ cao Tuyến bay chặn a) b) c) Hình 1.5 Các phơng án bố trí điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp a) Phơng án bố trí điểm KC ảnh ngoại nghiệp cho lới dải bay; b) Phơng án bố trí điểm KC ảnh ngoại nghiệp tối thiểu cho lới khối; c) Phơng án bố trí điểm KC ảnh ngoại nghiệp tối thiểu cho lới khối có sử dụng tọa độ tâm chụp xác định DGPS Những điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp dù đợc xác định phơng pháp phải thoả mãn yêu cầu độ xác, khối lợng vị trí điểm sau đây: Đồ án tốt nghiệp 10 Nguyễn Bá Duy - Trắc địa A - K46 Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất Khoa Trắc Địa Bảng 4.1: Sai số tồn sau bình sai điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp Tên Loại điểm Khống chế điểm 9901 9902 9903 9904 9905 9906 9907 9908 9909 9910 9911 9912 9913 9914 9915 9916 9917 9918 9919 9920 9921 9922 9923 9924 9925 Control Control Control Control Control Control Control Control Control Control Control Control Control Control Control Control Control Control Control Control Control Control Control Control Control XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ Z XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ Đồ án tốt nghiệp Sai số tồn sau bình sai X(m) Y(m) Z(m) 0.309 -0.444 -0.451 -0.332 -0.040 0.058 -0.761 0.100 -0.235 -0.971 -0.027 -0.557 0.200 -0.81-01 -1.060 -0.425 -0.916 -0.475 0.364 0.660 0.390 0.194 -0.103 0.986 0.256 -0.329 0.683 -0.022 0.098 -0.512 -0.996 1.099 -0.570 -0.722 -0.148 -0.240 -0.071 -0.309 1.147 1.254 -0.202 1.224 0.062 0.122 0.081 0.836 -0.182 -0.250 0.722 0.476 -0.222 0.057 -0.411 1.381 0.035 -0.686 -1.454 -0.008 0.075 0.483 -0.600 0.518 0.733 -0.551 1.089 0.023 0.006 0.821 0.195 -0.199 -0.039 0.354 -0.768 71 Nguyễn Bá Duy - Trắc địa A - K46 Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất Khoa Trắc Địa Bảng 4.2 Chênh lệch trung bình lớn gia số tọa độ tâm chụp xác định ABGPS phơng pháp bình sai khối tam giác ảnh không gian truyền thống Loại sai số Sai số trung phơng loại bỏ tâm ảnh đầu tuyến X(m) Y(m) Z(m) 0.637 0.619 0.396 Theo kết độ lệch trung bình gia số tọa độ tâm chụp tính toán theo phơng pháp tăng dày truyền thống gia số tọa độ tâm chụp xác định GPS độ lệch đủ nhỏ để không ảnh hởng đến kết khối tăng dày cho mục đích thành lập đồ tỷ lệ 1:10 000, với yêu cầu độ xác vị trí điểm 0.20mm.M BĐ sai số độ cao 1/3 khoảng cao 2m 4.2.6 Kết sử dụng tọa độ tâm chụp để tăng dày khối tam giác ảnh không gian Công tác tính toán bình sai khối tam giác ảnh không gian khu thử nghiệm Vĩnh Phúc-Thái Nguyên đợc chia làm phơng án theo đồ hình bố trí điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp - ĐH1: Sử dụng tuyến bay chặn điểm khống chế tổng hợp góc khối có sử dụng tâm chụp - ĐH2: Không sử dụng tuyến bay chặn bố trí điểm khống chế tổng hợp góc khối, điểm khống chế độ cao đầu dải bay, có sử dụng tâm chụp - ĐH3: Không sử dụng tuyến bay chặn bố trí điểm khống chế tổng hợp góc khung điểm khống chế độ cao bố trí so le đầu dải bay có sử dụng tọa độ tâm chụp - ĐH4: Không sử dụng tuyến bay chặn, sử dụng dải điểm khống chế tuyến bay (treo đầu khối ảnh ) có sử dụng tọa độ tâm chụp Kết bình sai khối tam giác ảnh theo ĐH Đồ án tốt nghiệp 72 Nguyễn Bá Duy - Trắc địa A - K46 Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất Khoa Trắc Địa Hình 4.3: Sơ đồ khối ảnh có tuyến bay chặn đợc bố trí điểm khống chế tổng hợp góc khối : Điểm khống chế tổng hợp : Điểm kiểm tra : Điểm tâm ảnh Các thông số kỹ thuật khối ảnh nh sau: Số ảnh: 86 Điểm khống chế tổng hợp: Điểm kiểm tra: 21 Trị đo d: 16741 Sigma(àm): 7, Sai số trung phơng điểm khống chế (m): 0, 144 0, 023 0, 021 Sai số trung phơng điểm kiểm tra (m): 0, 105 0, 642 1, 237 Mean Std Dev (m): 0, 159 0, 175 0, 323 RMS Inmage (àm): 4, 4, Bảng 4.3: Sai số tồn sau bình sai điểm khống chế Đồ án tốt nghiệp 73 Nguyễn Bá Duy - Trắc địa A - K46 Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất Khoa Trắc Địa ngoại nghiệp điểm kiểm tra khối ảnh theo ĐH Tên Loại điểm Khống chế điểm 9901 9905 9921 9925 9902 9903 9904 9906 9907 9908 9909 9910 9911 9912 9913 9914 9915 9916 9917 9918 9919 9920 9922 9923 9924 Control Control Control Control Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ Sai số tồn sau bình sai X(m) Y(m) Z(m) -0.218 0.039 0.036 0.090 -0.004 -0.014 0.162 -0.020 -0.015 -0.035 -0.015 -0.006 -0.882 0.561 0.785 0.482 1.235 -0.947 -0.504 0.109 0.205 -1.713 0.181 -1.713 -0.057 1.102 2.052 0.636 0.612 -0.858 1.391 0.215 -1.727 -0.891 0.254 -1.896 1.433 -0.501 0.093 -1.695 0.770 -1.384 0.316 -0.595 1.296 0.132 1.274 -1.292 -0.491 0.504 -1.397 0.456 0.256 -0.696 -0.270 0.244 -1.137 0.837 -0.136 -1.990 -0.540 1.018 -0.798 -0.616 -0.231 1.187 1.740 0.551 -0.664 1.609 0.468 -0.825 2.398 -0.155 -0.016 2.398 Giá trị sai số lớn 1.274 2.052 Kết bình sai khối tam giác ảnh theo ĐH Hình 4.4: Sơ đồ khối ảnh không sử dụng dải bay chặn với điểm khống chế tổng hợp góc khối điểm khống chế độ cao đầu tuyến bay Đồ án tốt nghiệp 74 Nguyễn Bá Duy - Trắc địa A - K46 Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất Khoa Trắc Địa : Điểm khống chế tổng hợp : Điểm khống chế độ cao : Điểm kiểm tra : Điểm tâm ảnh Các thông số kỹ thuật khối ảnh nh sau: Số ảnh: 69 Điểm khống chế tổng hợp: Điểm khống chế độ cao: Điểm kiểm tra: 15 Trị đo d: 15801 Sigma(àm): 5.3 Sai số trung phơng điểm khống chế (m): 0.013 0.009 0.050 Sai số trung phơng điểm kiểm tra (m): 0.965 0.761 1.241 Mean Std Dev (m) : 0.138 0.166 0.262 RMS Inmage (àm): 3.5 3.4 Bảng 4.4: Sai số tồn sau bình sai điểm khống chế ngoại nghiệp điểm kiểm tra khối ảnh theo ĐH Tên Loại điểm Sai số tồn sau bình sai X(m) Y(m) Z(m) Khống chế điểm Đồ án tốt nghiệp 75 Nguyễn Bá Duy - Trắc địa A - K46 Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất Khoa Trắc Địa 9901 9905 9906 Control Control Control XYZ XYZ XYZ -0.014 0.013 9910 Control Z 0.017 9911 9915 9916 9920 9921 9925 9902 9903 9904 9907 9908 9909 9912 9913 9914 9917 9918 9919 9922 9923 9924 Control Control Control Control Control Control Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check Z Z Z Z XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ Giá trị sai số lớn 0.000 -0.004 0.007 -0.016 -0.042 -0.013 0.013 -0.762 -1.267 -1.591 0.114 0.064 0.163 -1.228 0.247 1.356 -0.441 0.582 -0.362 0.524 1.611 1.507 0.015 -0.010 0.060 0.470 1.065 0.767 -0.203 -0.287 -0.598 -0.857 -0.548 -1.076 -0.902 1.330 0.110 -1.076 0.566 -0.084 0.073 0.073 0.044 -0.044 -0.028 0.252 -0.518 -1.732 0.259 1.271 1.050 -1.607 1.251 1.330 -0.389 -0.959 -1.183 -2.333 -1.215 -1.302 1.611 1.330 -2.333 Kết bình sai khối tam giác ảnh theo ĐH Hình 4.5: Sơ đồ khối ảnh không sử dụng dải bay chặn, với điểm khống chế tổng hợp bốn góc khối điểm khống chế độ cao đợc bố trí so le đầu tuyến bay Đồ án tốt nghiệp 76 Nguyễn Bá Duy - Trắc địa A - K46 Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất Khoa Trắc Địa : Điểm khống chế tổng hợp : Điểm khống chế độ cao : Điểm kiểm tra : Điểm tâm ảnh Các thông số kỹ thuật khối ảnh nh sau: Số ảnh: 69 Điểm khống chế tổng hợp: Điểm khống chế độ cao: Điểm kiểm tra: 18 Trị đo d: 17905 Sigma(àm): 5.3 Sai số trung phơng điểm khống chế (m): Sai số trung phơng điểm kiểm tra (m): 0.153 0.104 0.056 0.802 1.052 1.293 Mean Std Dev (m) : 0.143 0.162 RMS Inmage (àm): 4.3 0.299 4.1 Bảng 4.5: Sai số tồn sau bình sai điểm khống chế ngoại nghiệp điểm kiểm tra khối ảnh theo ĐH Tên Loại điểm Khống chế Sai số tồn sau bình sai X(m) Y(m) Z(m) điểm Đồ án tốt nghiệp 77 Nguyễn Bá Duy - Trắc địa A - K46 Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất 9901 9905 9906 9915 Control Control Control Control 9916 9921 9925 9902 9903 9904 9907 9908 9909 9910 9911 9912 9913 9914 9917 9918 9919 9920 9922 9923 9924 Control Control Control Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check Khoa Trắc Địa XYZ XYZ Z Z Z XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ -0.014 0.009 Giá trị sai số lớn 0.004 -0.006 -0.007 -0.023 -0.029 0.125 0.001 0.004 -0.816 -1.205 -1.921 0.070 0.125 -0.305 -0.013 1.179 -1.229 -0.390 0.452 -0.383 0.665 -0.294 -0.505 0.898 0.788 1.593 0.028 -0.025 0.567 0.906 1.347 1.284 0.229 -0.175 0.270 0.622 -0.055 -0.248 0.581 -0.504 -0.327 1.874 -0.833 -1.341 -0.377 -1.446 -0.040 -0.016 -0.011 -0.159 -0.806 -2.071 0.092 1.622 1.176 -2.223 -0.448 -0.819 2.050 2.093 1.154 0.653 0.413 0.381 -1.426 -1.590 -0.341 -1.921 1.874 -2.223 Kết bình sai khối tam giác ảnh theo ĐH Hình 4.6: Sơ đồ khối ảnh không sử dụng dải bay chặn, sử dụng dải điểm khống chế tuyến bay, có toạ độ tâm chụp Đồ án tốt nghiệp 78 Nguyễn Bá Duy - Trắc địa A - K46 Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất Khoa Trắc Địa : Điểm khống chế tổng hợp : Điểm khống chế độ cao : Điểm kiểm tra : Điểm tâm ảnh Các thông số kỹ thuật khối ảnh nh sau: Số ảnh: 69 Điểm khống chế tổng hợp: Điểm khống chế độ cao: Điểm kiểm tra: 15 Trị đo d: 15801 Sigma(àm): 5.3 Sai số trung phơng điểm khống chế (m): Sai số trung phơng điểm kiểm tra (m): 0.452 0.105 0.527 0.832 0.816 Mean Std Dev (m): 0.165 RMS Inmage (àm): 3.5 1.448 0.193 0.277 3.4 Bảng 4.6: Sai số tồn sau bình sai điểm khống chế ngoại nghiệp điểm kiểm tra khối ảnh theo ĐH Tên Loại điểm Khống chế Sai số tồn sau bình sai X(m) Y(m) Z(m) điểm Đồ án tốt nghiệp 79 Nguyễn Bá Duy - Trắc địa A - K46 Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất Khoa Trắc Địa 9901 9905 9906 9910 Control Control Control Control 9911 9915 9916 9920 9921 9923 9902 9904 9905 9907 9909 9910 9912 9914 9915 9917 9919 9920 9922 9924 9925 Control Control Control Control Control Control Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check Check XYZ XYZ XYZ Z Z Z Z Z XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ XYZ Giá trị sai số lớn 0.291 -0.348 -0.131 0.089 -0.182 -0.324 -0.489 0.620 -0.524 0.582 0.085 -0.392 1.455 0.538 0.836 0.447 -1.136 1.583 0.303 -0.680 -0.500 -1.021 -0.175 0.927 -0.627 0.116 -0.073 0.309 1.135 0.283 1.004 -0.154 0.268 -0.227 -0.249 0.187 -0.601 1.729 -1.771 0.816 0.006 -0.165 -0.580 0.908 0.799 -0.219 -0.378 -0.156 -0.578 -2.664 -1.932 -0.486 1.015 0.649 -1.466 1.888 2.117 0.201 -0.528 1.374 -1.957 -0.874 -1.273 1.583 1.771 -2.664 Sai số trung phương (m) 4.2.7 Độ tin cậy khối tăng dày sử dụng tọa độ tâm chụp Hình 4.7: Biểu đồ so sánh sai số trung phơng điểm khống chế kiểm tra tồn sau bình sai theo ĐH1 ĐH2 Sai số trung phương điểm kiểm tra tồn sau bình sai 1.6 1.4 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 ĐH Đồ án tốt nghiệp ĐH X80 Y ĐH ĐH Z Nguyễn Bá Duy - Trắc địa A - K46 Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất Khoa Trắc Địa Nhận xét: - Sử dụng tọa độ tâm chụp đề bình sai khối tam giác ảnh không gian đồ hình cho kết khả quan cho việc thành lập đồ tỷ lệ 1:10000 với khoảng cao 10m 5m (đối chiếu với hạn sai quy phạm độ xác mặt tồn sau bình sai điểm kiểm tra 0.25xM bd độ xác độ cao nhỏ 1/3 khoảng cao bản) - Nhìn vào biểu đồ ta thấy khối ảnh không sử dụng tuyến bay chặn có điểm khống chế tổng hợp góc khối điểm khống chế độ cao đợc bố trí đầu dải bay có độ xác tơng đơng với trờng hợp có dải bay chặn hai đầu tuyến bay (khối chuẩn) - Đối với khối có sử dụng tâm chiếu hình để bình sai độ xác khối bị suy giảm tuyến ảnh bị treo (điểm khống chế không đợc bố trí đầu tuyến bay) Đây u điểm lớn khối ảnh có sử dụng tâm chụp, dẫn đến khả ứng dụng cho vùng khó khăn cho công tác đo nối khống chế ngoại nghiệp Khi đa vào sản xuất đòi hỏi phải có thêm thử nghiệm phải đa đợc quy định kỹ thuật chặt chẽ - Các sai số thống kê bảng cha lột tả đợc cách xác độ xác khối ảnh đợc bình sai có sử dụng tọa độ tâm chụp, tất điểm khống chế ngoại nghiệp đợc chọn trích vào điểm địa vật tự nhiên nên khả xác định xác vị trí chúng nội nghiệp hạn chế Tuy nhiên kết thực nghiệm cho kết sát với thực tế sản xuất Đồ án tốt nghiệp 81 Nguyễn Bá Duy - Trắc địa A - K46 Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất Đồ án tốt nghiệp Khoa Trắc Địa 82 Nguyễn Bá Duy - Trắc địa A - K46 Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất Khoa Trắc Địa Kết luận kiến nghị Qua thời gian nghiên cứu tài liệu, tham quan thực tế sản xuất, học hỏi kinh nghiệm, với hớng dẫn thầy giáo PGS - TS Nguyễn Trờng Xuân tập thể cán kỹ thuật công ty Đo đạc ảnh địa hình thuộc Bộ Tài nguyên Môi trờng hoàn thành đồ án: Khả ứng dụng công nghệ GPS công tác tăng dày khống chế ảnh Từ kết thực đồ án, rút kết luận sau: Về kỹ thuật: - Qua lý thuyết thực tế sản xuất nớc ta nay, tọa độ tâm chụp hoàn toàn xác định công nghệ GPS với độ xác đảm bảo độ xác tăng dày khống chế ảnh phục vụ cho đo vẽ đồ tỷ lệ 1:10.000 với khoảng cao đờng đồng mức 5m lớn - ứng dụng phơng pháp tam giác ảnh không gian có khả đo vẽ nhanh khả thi khu vực điều kiện để đo vẽ ngoại nghiệp (khu rừng núi hiểm trở, khó khăn, khu vực biên giới, khu vực quân sự) - Việc xác định tọa độ tâm chụp hoàn toàn khả thi hầu hết đồ hình bay chụp ảnh hàng không - Khi đồ hình có tuyến bay chặn đờng biên khối ảnh khả liên kết đồ hình chặt chẽ giảm thiểu đợc số lợng điểm khống chế ngoại nghiệp cho phép liên kết khối mô hình tốt - Khi tuyến bay chặn việc thay tuyến chặn hai hàng điểm khống chế độ cao dọc theo đờng biên khối cho hiệu cao độ xác đảm bảo Về hiệu kinh tế: - Hiệu kinh tế bật phơng pháp khối tam giác ảnh không gian GPS yêu cầu số lợng điểm khống chế ngoại nghiệp tối thiểu - Phơng pháp tam giác ảnh không gian GPS rút ngắn nhiều thời gian thành lập đồ so với phơng pháp truyền thống nên tiết kiệm đợc nhiều thời gian công sức giá thành việc thành lập đồ Đồ án tốt nghiệp 83 Nguyễn Bá Duy - Trắc địa A - K46 Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất Khoa Trắc Địa Kiến nghị: - Tiếp tục nghiên cứu thử nghiệm ứng dụng toạ độ tâm chụp xác định GPS vào thành lập đồ tỷ lệ 1/10000 nhỏ - Tìm giải pháp đánh giá kết đo GPS tâm chụp sau ca bay chụp để có sở cho việc thiết kế tăng dày (có sử dụng hay không tọa độ tâm chụp khối tăng dày) cho loại tỷ lệ đồ - Có thể mua phần mềm có khả xử lý đợc số liệu GPS tần số (các phần mềm tính toán tọa độ tâm chụp nớc ta xử lý đợc tín hiệu sóng mang L1) nh máy thu phải đợc đặt chế độ thu tín hiệu hai tần số nâng cao đợc độ xác tọa độ tâm chụp - Để nâng cao độ xác tọa độ tâm chụp nâng tần số thu tín hiệu lên 2Hz lớn (hiện nớc ta đặt tần số thu tín hiệu 1Hz) - Để ứng dụng tọa độ tâm chụp (đợc xác định với độ xác cao) vào thành lập đồ tỷ lệ lớn cần xây dựng mô hình Geoid xác bao trùm lãnh thổ Việt Nam - Nên sử dụng điểm dấu mốc ảnh làm điểm khống chế (nhất với khu bay chụp cho mục đích thành lập đồ tỷ lệ lớn) thay chọn chích sau bay chụp vào điểm tự nhiên nh nay, số điểm khống chế ngoại nghiệp tăng dày sử dụng toạ độ tâm chụp xác định GPS nên việc làm dấu mốc khả thi Hơn sử dụng điểm dấu mốc độ xác nh độ tin cậy khối tăng lên nhiều Đồ án tốt nghiệp 84 Nguyễn Bá Duy - Trắc địa A - K46 Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất Khoa Trắc Địa Tài liệu tham khảo [1] PGS - TS Đỗ Ngọc Đờng, PGS - TS Đặng Nam Chinh, Bài giảng công nghệ GPS , Hà Nội 2003 [2] Kim Ngọc Hà, Nghiên cứu ảnh hởng vị trí điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp đến độ xác toạ độ điểm tăng dày phơng pháp tam giác ảnh GPS , Hà Nội 2000 [3] GS - TSKH Trơng Anh Kiệt, Trắc địa ảnh Phần công tác tăng dày khống chế ảnh , Hà Nội 2000 [4] GS - TSKH Trơng Anh Kiệt, Trắc địa ảnh Phần sở đo ảnh , Hà Nội 2001 [5] GS - TSKH Trơng Anh Kiệt, Xây dựng lới tam giác ảnh không gian giải tích theo chùm tia đơn , Tuyển tập công trình khoa học, Đại học Mỏ - Địa chất, Tập VI, Hà Nội 1983 [6] GS - TSKH Trơng Anh Kiệt, Nghiên cứu độ xác tính kinh tế cấu trúc lới tam giác ảnh không gian khối , Tuyển tập công trình khoa học, Đại học Mỏ - Địa chất, Tập IX, Hà Nội 1985 [7] GS - TSKH Trơng Anh Kiệt, Khả nâng cao độ xác hiệu kinh tế kỹ thuật công tác tăng dày khống chế ảnh nớc ta , Tạp chí Trắc địa Bản đồ số đặc biệt, năm 1990 [8] GS - TSKH Trơng Anh Kiệt, Khả ứng dụng GPS trắc địa ảnh , Tuyển tập công trình khoa học, Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội 10/1999 [9] PGS - TSKH, Phan Văn Lộc, Trắc địa ảnh Phần phơng pháp đo ảnh lập thể , Hà Nội 2001 [10] Lê Minh, Các phơng pháp đo GPS động, Tổng cục Địa 1998 [11] PGS - TS Nguyễn Trờng Xuân, Một số biện pháp xử lý ảnh hởng sai số hệ thống công tác tăng dày khống chế ảnh hiệu kinh tế kỹ thuật chúng , Luận án PTS Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 1996 [12] PGS - TS Nguyễn Trờng Xuân, Phát loại trừ sai số thô lới tam giác ảnh không gian giải tích , Tuyển tập công trình khoa học, Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội 10/1999 [13] PGS - TS Phạm Vọng Thành, Trắc địa ảnh Phần sở chụp ảnh chụp ảnh hàng không , Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội [14] Wellsd, Sổ tay định vị GPS , (Ngời dịch Lê Văn Hng), Nhà xuất KH -KT, Thành phố Hồ Chí Minh, 1997 [15] Tổng cục Địa chính, Quy phạm thành lập đồ địa hình tỷ lệ 1/10.000, 1/25.000, 1/50.000 , Hà Nội 1998 [16] Cục đo đạc Bản đồ Nhà nớc, Quy phạm thành lập đồ địa hình tỷ lệ : 1/500, 1/1.000, 1/5.000, 1/10.000, 1/25.000 Đồ án tốt nghiệp 85 Nguyễn Bá Duy - Trắc địa A - K46