Sai số định vị DGPS trên biển – Nguyên nhân và phương pháp hiệu chỉnh

Sai số định vị DGPS trên biển đang có những tác động không nhỏ đến độ chính xác của các dữ liệu định vị sau khi thu thập. Nguyên nhân của tình trạng này do đâu? Phương pháp hiệu chỉnh như thế nào để cải thiện độ chính xác của dữ liệu trong khi khảo sát, đo đạc trên biển bằng các thiết bị thủy văn kết hợp cùng máy GNSS RTK? Mời bạn đọc cùng tìm cầu trả lời trong bài viết dưới đây của Việt Thanh Group nhé!

Nguyên nhân gây ra sai số định vị DGPS trên biển

Định vị toàn cầu bằng vệ tinh đã trở thành một công cụ không thể thiếu trong hàng hải hiện đại, trong đó hệ thống DGPS được sử dụng rộng rãi để cải thiện độ chính xác. Tuy nhiên, việc xác định vị trí trên biển không phải lúc nào cũng đạt đến độ chính xác hoàn hảo. Có nhiều nguyên nhân dẫn đến sai số định vị DGPS.

Tác động của khí quyển

Một trong những nguyên nhân chính gây ra sai số trong hệ thống DGPS là sự biến đổi trong khí quyển, đặc biệt là tầng điện ly. Tầng điện ly có thể làm chậm tín hiệu GPS, dẫn đến độ trễ trong việc tiếp nhận dữ liệu và khiến cho thông tin định vị không chính xác.

Khí hậu và địa hình

sai số định vị DGPS trên biển — Sai số định vị DGPS trên biển so sóng lớn gây ra

Mặc dù DGPS có khả năng bù đắp cho một số sai số, nhưng các yếu tố như thời tiết xấu, sóng biển cao, hoặc sự thay đổi đột ngột trong địa hình dưới lòng biển cũng có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của thông tin thu được.

Sự ảnh hưởng của tín hiệu vệ tinh

Tín hiệu từ vệ tinh có thể bị ảnh hưởng bởi các nguồn gây nhiễu khác nhau, chẳng hạn như thiết bị điện tử trên tàu hoặc các công trình ven biển. Điều này làm giảm chất lượng tín hiệu và dẫn đến sai số trong quá trình định vị.

Sai số trong hệ thống trạm mặt đất

DGPS sử dụng các trạm mặt đất để cung cấp dữ liệu bù, nhưng nếu các trạm này không được hiệu chỉnh chính xác hoặc có vị trí không chính xác, điều này sẽ trực tiếp ảnh hưởng đến độ chính xác của thông tin mà chúng cung cấp.

Ảnh hưởng của sai số định vị DGPS trên biển

Sai số định vị DGPS (Differential Global Positioning System) có thể sẽ gây ra nhiều ảnh hưởng nghiêm trọng, đặc biệt trong các hoạt động khảo sát trên biển. Trong đó phải kể đến một số ảnh hưởng nổi bật như:

Ảnh hưởng đến an toàn hàng hải

Sai số định vị DGPS trên biển sẽ dẫn đến tình trạng tàu thuyền không xác định được đứng vị trí, luồng đi của mình. Từ đó có thể dẫn đến những va chạm nguy hiểm trên biển như va chạm với các loại tàu thuyền khác, mắc cạn hoặc đi vào bãi đá ngầm… Đây chính là một trong những nguyên nhân dẫn đến những vụ tai nạn nghiêm trọng trên sông, biển, làm tổn hại tài sản và tính mạng con người.

Ảnh hưởng đến hoạt động khảo sát trên biển

Một trong những ảnh hưởng của Sai số định vị DGPS trên biển là ảnh hưởng lớn đến độ chính xác của kết quả khảo sát địa chất, đo sâu đáy biển bằng máy đo sâu hồi âm Hi-Target HD Max II. Khi định vị vị trí thiếu chính xác sẽ ảnh hưởng đến việc phân tích kết quả, lập bản đồ cũng như phân tích địa hình, gây ra những tác động không nhỏ đến việc nghiên cứu và ứng dụng thực tế.

Phải tiến hành khảo sát lại làm tăng chi phí

Sai số định vị DGPS trên biển làm ảnh hưởng đến kết quả sau cùng. Chính vì vậy, để đảm bảo kết quả khảo sát luôn chính xác thì bắt buộc phải thực hiện thêm những cuộc khảo sát khác hoặc thay đổi lộ trình so với ban đầu bằng máy GNSS RTK Hi-Target V500. Chính những yếu tố này đã đội giá chi phí hoạt động lên so với dự toán ban đầu. Cũng có thể các công ty chuyên khảo sát sẽ phải đầu tư thêm trang thiết bị hoặc nhân lực để khắc phục tối đa những sai sót có thể xảy ra.

Công tác giám sát môi trường biển gặp khó khăn

Giám sát môi trường biển bằng dữ liệu DGPS đòi hỏi độ chính xác tuyệt đối. Những sai số định vị DGPS trên biển sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả của chương trình giám sát, làm chậm trễ quá trình phát tín hiệu cũng như ứng phó với tình trạng biến đổi khí hậu hoặc ô nhiễm môi trường biển.

Ảnh hưởng đến việc quản lý nguồn tài nguyên biển

Sai số định vị DGPS trên biển có thể ảnh hưởng đến việc đưa ra các quyết định không chính xác về vị trí của tài nguyên trên biển, dẫn đến việc quản lý nguồn tài nguyên biển gặp sai sót, khiến cho việc khai thác không hiệu quả, làm ảnh hưởng đến trữ lượng của tài nguyên thiên nhiên.

>>>Xem thêm: Định vị GNSS trên biển sai lệch: Nguyên nhân, cách khắc phục

Các hương pháp hiệu chỉnh sai số định vị DGPS trên biển thông dụng

Nguyên nhân sai số DGPS	Đặc điểm chính	Phương pháp hiệu chỉnh
Sai số đồng hồ vệ tinh	Do tác động của thuyết tương đối ảnh hưởng đến tần số chuẩn cơ sở của đồng hồ vệ tinh (10.23MHz)	Công thức Gibson dùng để tính số hiệu chỉnh: e: Độ tâm sai a: Bán trục lớn E: Dị thường tâm sai – Sử dụng tham số hiệu chỉnh đồng hồ vệ tinh.
Sai số lịch vệ tinh	Là nguyên nhân sai số phức tạp bắt nguồn từ chuyển động nhiễu của vệ tinh nhân tạo kết hợp với nhiều yếu tố khác.	Việc tính toán nguyên nhân sai số này rất phức tạp. Thông thường sẽ áp dụng lịch vệ tinh chính xác để đảm bảo hạn chế tối đa sai số.
Sai số đa đường dẫn	Nguyên nhân sai số này là là máy thu đặt gần các bề mặt phản xạ tín hiệu GPS.	Bạn nên bố trí điểm đo thông thoáng, cách xa bề mặt phản xạ tín hiệu GPS.
Sai số do tầng khí quyển	Nguyên nhân sai số này là do ảnh hưởng của tầng đối lưu và tầng Ion	Người dùng nên sử dụng các số liệu từ các trạm quan trắc mô hình tầng điện ly. Bên cạnh đó là lập mô hình tầng khí quyển để tính ra các tham số.
Sai số đồng hồ máy thu	Nguyên nhân sai số định vị DGPS này là do đồng hồ máy thu không chính xác như đồng hồ vệ tinh…	Người dùng cần sử dụng tham số hiệu chỉnh đồng hồ máy thu.
Sai số lệch tâm pha Anten	Nguyên nhân gây ra sai số định vị DGPS trên biển này là do sai sót trong quá trình sản xuất hoặc sử dụng.	Hiệu chỉnh thiết bị dựa trên số liệu của nhà sản xuất. Bên cạnh đó luôn đặt các ca đo anten quay về một hướng cố định.
Nhiễu SA	Đây là một trong những nguồn sai số chủ động đến từ phía Mỹ nhưng hiện nay Mỹ đã bỏ nguồn ảnh hưởng này.	Lựa chọn phương pháp đo tối ưu nhất mà cụ thể là đo vi phân.
Các nguồn sai số khác	Đây là các nguyên nhân dẫn đến tình trạng sai số do sự chuyển động của các trục quay Trái Đất, sai số do chế độ thủy triều tới vận tốc và sự chuyển dịch đều của Trái Đất nên tác động tới độ chính xác của GPS.	Các nguồn sai số này cũng được tính toán và hiệu chỉnh trong các phần mềm xử lý số liệu độ chính xác cao.

Có thể khẳng định rằng, sai số định vị DGPS trên biển ảnh hưởng rất nhiều đến việc theo dõi, giám sát, quản lý các hoạt động đi lại của tàu thuyền, khai thác và sử dụng tài nguyên thiên nhiên trên biển. Nắm được những phương pháp hiệu chỉnh sai số định vị DGPS trên biển sẽ giúp nâng cao chất lượng hiệu quả công việc. Nếu quý bạn đọc đang cần tư vấn thêm về các vấn đề có liên quan hoặc cần sử dụng dịch vụ đo sâu hồi âm hãy liên hệ Việt Thanh để được hỗ trợ.