Tính bình sai trong trắc địa chính xác với máy thu GPS

Tính bình sai trong trắc địa là một quá trình toán học quan trọng, nhằm điều chỉnh các số liệu đo đạc để đạt được sự phù hợp. Thông qua máy thủy bình người ta có thể thu thập dữ liệu phục vụ cho các công việc như tính bình sai, đo đạc, lập bản đồ.

tính bình sai trong trắc địa

Bình sai là gì? Tính bình sai đóng vai trò gì trong trắc địa?

Bình sai, hay còn gọi là “san bằng sai số”, là một quá trình toán học nhằm loại bỏ hoặc giảm thiểu ảnh hưởng của sai số trong các phép đo. Trên thực tế, mọi phép đo đều kèm theo sai số, có thể là do dụng cụ, môi trường hoặc người thực hiện.

Bình sai giúp các kỹ sư tìm ra giá trị gần đúng nhất với giá trị thực tế của đại lượng đang đo, bằng cách tính toán trung bình cộng từ nhiều lần đo và đánh giá độ tin cậy của kết quả thu được.

>>>Tham khảo máy thủy bình Leica, máy thủy bình Sokkia, máy thủy bình Satlab... Với các model nổi bật như Máy Thủy Bình Leica NA320 giúp đo chênh lệch cao độ trong việc thu thập dữ liệu để tính bình sai trong trắc địa

Cách tính bình sai trong trắc địa

Để tính bình sai trong trắc địa người đo phải đảm bảo tuân thủ theo các bước sau:

Đồ hình
Thiết kế lưới GPS
Tính toán khái lược
Tính bình sai lưới GPS

Đồ hình để tính bình sai trong trắc địa

Do độ chính xác cao của dữ liệu GPS, hình dạng lưới đo đạc có thể được đơn giản hóa đáng kể so với các phương pháp truyền thống. Cụ thể, đối với các hạng lưới nhà nước, hình dạng tam giác hoặc đa giác là hoàn toàn phù hợp. Đối với các hạng lưới thấp hơn, hình dạng lưới có thể điều chỉnh linh hoạt để phù hợp với yêu cầu độ chính xác của từng công trình.

>>>Xem thêm: Bình sai lưới GPS: Giải pháp hiệu quả cho đo đạc chính xác

Thiết kế lưới bình sai

Thiết kế lưới GPS bao gồm các bước sau:

Xác định rõ mục tiêu của việc thiết lập lưới GPS (ví dụ: xây dựng công trình, khảo sát địa hình, lập bản đồ)
Chọn hệ tọa độ phù hợp với khu vực khảo sát
Vẽ sơ đồ lưới, lựa chọn vị trí các điểm đo. Tránh đặt điểm đo gần các vật cản như nhà cao tầng, cây cối rậm rạp, trạm phát sóng để đảm bảo tín hiệu vệ tinh ổn định.
Hoàn thiện thiết kế và đánh dấu thực địa

Nhờ tính năng xác định vị trí tự động của GPS, việc xác định phương hướng giữa các điểm không còn là yêu cầu bắt buộc.

Các lưu ý khi sử dụng máy thu GPS:

Để thu thập dữ liệu GPS chính xác phục vụ cho công tác tính bình sai, việc sử dụng và bảo quản máy thu GPS là vô cùng quan trọng. Trước khi tiến hành đo, cần đảm bảo máy hoạt động ổn định bằng cách kiểm tra độ ẩm, làm quen với các phím chức năng và lắp đặt máy theo đúng hướng dẫn của nhà sản xuất.
Trong quá trình đo, người sử dụng phải liên tục theo dõi tín hiệu, ghi chép chi tiết các thông tin về điểm đo, môi trường xung quanh và các sự cố có thể xảy ra. Sau khi kết thúc công tác máy GPS cần được bảo quản cẩn thận và dữ liệu đo được chuyển vào máy tính để xử lý.

Tính toán khái lược để tính bình sai trong trắc địa

Sau khi thu thập dữ liệu từ máy thu GPS, ta tiến hành xử lý số liệu để xác định chính xác vị trí tương đối giữa các điểm đo. Quá trình này được gọi là tính toán khái lược:

Thu thập dữ liệu đo đạc từ máy thu GPS, bao gồm tọa độ ban đầu, độ cao anten, nhiệt độ, áp suất.
Nhập dữ liệu vào phần mềm xử lý chuyên dụng.
Chạy phần mềm để tính toán các lời giải FLOAT, TRIPLE và FIXED.
Đánh giá chất lượng các lời giải dựa trên các tiêu chí RDOP, RMS, F > 3 – 0.02 D cho lời giải FIXED
Lựa chọn lời giải FIXED đáp ứng tiêu chuẩn.
Xử lý các điểm đo bị nhiễu (Cycle Slips).
Đặt các tham số lọc phù hợp.

>>Máy Toàn Đạc Điện Tử Leica TS06 Plus có khả năng đo góc, khoảng cách, và cao độ nhằm xây dựng lưới điểm và thực hiện tính bình sai.

Tính bình sai lưới GPS trong trắc địa

Sau khi tính toán khái lược, việc tiếp theo là tiến hành bình sai toàn lưới. Tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của hệ quy chiếu, ta lựa chọn phương pháp bình sai phù hợp. Dưới đây là quy trình chung cho hai loại bình sai chính:

Bình sai mặt phẳng:

Bước 1: Xây dựng lưới GPSNET: Nhập thông tin các điểm đo và cạnh đo vào phần mềm.
Bước 2: Chọn hệ tọa độ phù hợp và nhập tọa độ điểm khởi tính. Hệ tọa độ cũng như datum phù hợp với khu vực khảo sát
Bước 3: Thực hiện bình sai: Chọn một điểm trong lưới làm điểm khởi tính, nhập tọa độ chính xác của điểm này. Gán trọng số cho từng cạnh đo để phản ánh độ tin cậy của chúng, các cạnh đo có độ chính xác cao sẽ được gán trọng số lớn hơn. Sau đó phần mềm sẽ giải các phương trình điều kiện để tìm ra các giá trị điều chỉnh cho tọa độ của các điểm, tiến hành bước này cho đến khi đạt độ chính xác đạt sai số trung phương trọng số đơn bị bằng 1
Bước 4: Lập báo cáo kết quả theo mẫu quy định.

>>>Xem thêm: Bình sai lưới tự do

Bình sai độ cao:

Bước 1: Xây dựng lưới GPSNET và định nghĩa hệ quy chiếu: Giống như trong bình sai mặt phẳng, ta cần xây dựng một mô hình số của lưới đo trên máy tính và xác định hệ tọa độ và datum phù hợp. Điều này giúp đảm bảo tính thống nhất và chính xác của kết quả tính toán.
Bước 2: Chuyển đổi sang lưới mặt đất: Bước này rất quan trọng vì nó giúp chúng ta chuyển đổi các tọa độ từ hệ tọa độ elipsoid (hệ tọa độ của vệ tinh GPS) sang hệ tọa độ địa tâm (hệ tọa độ liên quan đến mặt đất).
Bước 3: Nhập dữ liệu độ cao: Nhập các giá trị độ cao đã đo được tại các điểm khởi tính vào phần mềm. Thông thường, sẽ có hai loại độ cao độ cao trắc địa (H) và độ cao thủy chuẩn (h). Độ cao trắc địa là độ cao tính từ tâm Trái Đất đến điểm đo, còn độ cao thủy chuẩn là độ cao tính từ mặt biển trung bình.
Bước 4: Đặt trọng số và thực hiện bình sai: Tương tự như bình sai mặt phẳng, ta sẽ gán trọng số cho từng giá trị đo độ cao để phản ánh độ tin cậy của chúng. Sau đó, phần mềm sẽ thực hiện các phép tính toán để tìm ra các giá trị điều chỉnh cho độ cao của các điểm, sao cho tổng bình phương các sai số đạt giá trị nhỏ nhất.
Bước 5: Kiểm tra và đánh giá kết quả thu được

>>>Xem thêm: DỊCH VỤ CHO THUÊ MÁY GPS RTK, MÁY TOÀN ĐẠC VÀ THIẾT BỊ ĐO ĐẠC KHÁC GIÁ TỐT NHẤT

Máy thu GPS là công cụ không thể thiếu trong quá trình tính bình sai trắc địa. Nhờ khả năng xác định chính xác tọa độ ba chiều của các điểm đo, máy thu GPS cung cấp dữ liệu đầu vào chính xác cho quá trình tính toán. Dữ liệu này được sử dụng để xây dựng lưới điểm, tính toán các đại lượng hình học và cuối cùng là thực hiện quá trình bình sai. Nhờ đó, kết quả tính bình sai trở nên chính xác hơn, đảm bảo độ tin cậy cao cho các bản đồ, bản vẽ và các công trình xây dựng.

Việt Thanh Group hiện đang cung cấp các loại máy thu GPS như: Máy Định Vị GPS Cầm Tay Garmin Montana 700, Máy Định Vị GPS Cầm Tay Garmin eTrex 22x, Máy Định Vị GPS Cầm Tay Garmin 79S nếu quý khách có nhu cầu hay cần tư vấn thêm về dịch vụ của Việt Thanh xin vui lòng liên hệ website Việt Thanh Group để biết thêm nhiều ưu đãi và thông tin sản phẩm của chúng tôi.