Máy định vị GPS RTK là gì ? Ứng dụng và phương pháp đo GPS RTK
Hệ thống định vị vệ tinh GPS hay còn gọi là Hệ thống định vị toàn cầu (Global Positioning System – GPS) là hệ thống xác định vị trí của một đối tượng dựa trên khoảng cách của đối tượng đó tới các vệ tinh nhân tạo trong không trung.
Tọa độ, vị trí của một đối tượng sẽ được xác định nếu xác định được khoảng cách từ điểm đó đến ít nhất 3 vệ tinh nhân tạo trong không trung.
Hệ thống định vị vệ tinh GPS có những loại nào?
Trên thế giới, có nhiều quốc gia cũng xây dựng hệ thống định vị vệ tinh, có thể kể đến như:
- GPS: Hệ thống định vị toàn cầu do Bộ Quốc Phòng Mỹ xây dựng, vận hành và quản lý
- GLONASS: Hệ thống định vị toàn cầu do Nga phát triển
- GALILEO: Hệ thống định vị toàn cầu do EU và đối tác phát triển
- BEIDOU: Hệ thống định vị riêng của Trung Quốc phủ ở châu Á và phía tây Thái Bình Dương
- COMPASS: Hệ thống định vị toàn cầu của Trung Quốc
- IRNSS: Hệ thống định vị khu vực của Ấn Độ tại Ấn Độ và phía bắc Ấn Độ Dương
- QZSS: Hệ thống định vị khu vực của Nhật Bản tại châu Á, châu Đại Dương
Các phương pháp đo máy định vị GPS
1. Định vị tuyệt đối
Định vị tuyệt đối xác định vị trí tuyệt đối của điểm quan sát trong hệ tọa độ Trái Đất. Định vị tuyệt đối được chia ra thành hai loại:
- Định vị tuyệt đối khoảng cách giả: Là loại định vị tuyệt đối có thể sử dụng trị đo khoảng cách giả theo tín hiệu code, trị đo khoảng cách giả theo pha hoặc trị đo Doppler (hiệu khoảng cách).
- Định vị tuyệt đối chính xác: Hay còn gọi là PPP (Precise Point Positioning) là kỹ thuật định vị GPS sử dụng một máy thu để xác định tọa độ không gian của điểm đặt máy trong hệ ITRF hay WGS-84 với độ chính xác cao. Tại Việt Nam, để sử dụng máy thu GPS xác định tọa độ bằng phương pháp định vị tuyệt đối chính xác, máy thu cần được cài đặt thêm hệ tọa độ VN2000, điển hình là các dòng máy định vị GPS cầm tay đến từ thương hiệu Garmin.
Có 3 loại thiết bị định vị tuyệt đối điển hình là:
- Thiết bị định vị GPS cầm tay.
- Thiết bị định vị GNSS-RTK không bắt trạm hiệu chỉnh.
- Thiết bị định vị DGPS không bắt trạm hiệu chỉnh.
Kết quả thu được từ các thiết bị định vị tuyệt đối có sai số từ vài mét đến vài chục mét. Do sai số từ các thiết bị này khá lớn, nên nó thường được sử dụng trong các công tác đo đạc không yêu cầu độ chính xác chi tiết, ví dụ như:
- Nông nghiệp: Đo diện tích đất.
- Lâm nghiệp: Đo diện tích rừng.
- Mapping: Tìm mốc tham chiếu.
- Quân đội: Phục vụ quân sự biên giới.
- Khảo sát thủy văn xa bờ: Kết hợp với máy đo sâu nhằm giảm thiểu công tác quan trắc độ cao mực nước tại các trạm nghiệm triều.
- V..v..
2. Định vị tương đối
-
Định vị tương đối xác định hiệu tọa độ (vị trí tương đối) của các cặp điểm quan sát trong hệ tọa độ Trái Đất. Định vị tương đối có thể thực hiện bằng các trị pha sóng tải và cũng có thể bằng khoảng cách giả. Trên thực tế, để có kết quả đo chính xác, người ta thường kết hợp cả 2 cách trên và đôi khi phải sử dụng cả trị đo Doppler để hỗ trợ giải nhanh số nguyên đa trị.
Định vị tương đối cho kết quả chính xác rất cao, do đó, kết quả thu được từ định vị tương đối được sử dụng trong các công tác trắc địa yêu cầu độ chính xác tỉ mỉ như: Xây dựng lưới khống chế quốc gia, các mạng lưới chuyên dụng (như nghiên cứu địa động, lưới trắc địa công trình…).
Định vị tương đối cũng được chia thành hai loại:
- Định vị tương đối tĩnh (Static Relative Positioning): Cả hai máy thu tín hiệu đều đặt cố định tại các điểm đo trong một thời gian đủ dài và cùng thu tín hiệu (thường phải mất từ 30 phút trở lên, nếu sử dụng 3 máy thu đồng thời thời gian thu tín hiệu sẽ được rút ngắn đi một nửa so với 2 máy). Phương pháp này thường được áp dụng để đo đạc các mạng lưới trắc địa cũng như các mạng lưới chuyên dụng phục vụ công tác đo xác định độ chuyển dịch, quan trắc.
- Định vị tương đối động (Kinematic Relative Positioning): Một máy thu được đặt cố định tại điểm đã biết tọa độ, cao độ, gọi là trạm cơ sở (trạm Base), máy thứ hai có thể di chuyển trong quá trình đo, gọi là trạm động (Rover). Thời gian thu tín hiệu khi sử dụng phương pháp đo này thường chỉ mất một vài giây đến một vài phút. Độ chính xác của kết quả thu được thấp hơn phương pháp định vị tương đối tĩnh.
- Định vị theo thời gian thực (Real Time Kinematic (RTK)): Một máy thu tín hiệu trực tiếp từ vệ tinh, cho kết quả chính xác cao trong thời gian vài giây. Đây đang được coi là giải pháp tối ưu trong khảo sát xây dựng.
Kết quả thu được từ máy định vị vệ tinh có sai số thấp: Sai số ở mức Centimet (cm) đối với phương pháp đo tương đối động và sai số ở mức Milimet (mm) đối với phương pháp đo tương đối tĩnh. Với kết quả có độ chính xác cao, các thiết bị định vị tương đối thường được sử dụng trong các công tác đo đạc yêu cầu độ chính xác chi tiết, ví dụ như:
- Đo khảo sát thủy đạc gần bờ (cảng biển, nạo vét luồng…).
- Khảo sát địa hình như: Thành lập đường đồng mức….
- Khảo sát địa chính như: Nhà đất, ranh thửa, đất đai…
- Thi công (bố trí tọa độ thiết kế): Máy công trình, điện gió, bờ kè, xe tự lái…
- Dẫn mốc lưới tọa độ khống chế trong thi công xây dựng, quan trắc công trình…
Tùy theo nhu cầu sử dụng mà người dùng lựa chọn thiết bị định vị vệ tinh phù hợp. Những thiết bị định vị có nhiều chức năng đo, độ chính xác cao thường sẽ đi đôi với giá thành cao hơn.
Phương pháp đo máy định vị vệ tinh GPS RTK sử dụng 01 đầu máy để thiết lập, đo và xử lý điểm đo nhanh chóng. Phương thức định vị RTK đang phổ biến hiện nay tại thị trường Việt Nam. Sự linh hoạt, tiết kiệm chi phí và nhân lực, độ chính xác cao giúp doanh nghiệp giảm áp lực về kinh tế và nhân lực. Máy định vị RTK hàng đầu như Máy định vị RTK Satlab Freyja , Máy định vị RTK comnav T300SE, V200, ....
Ứng dụng của Hệ thống định vị vệ tinh GPS
1. Khoa học quân sự
2. Hàng không, vận tải biển
3. Quản lý, giám sát, điều hành vận tải đường bộ
4. Khảo sát trắc địa và môi trường
5. Công nghệ di động
6. Thiết bị thông minh, tìm kiếm cứu nạn
NHỮNG HẠN CHẾ CỦA GPS
Nhờ vào sự hoạt động 24/24 của GPS và sự phát triển của công nghệ, người dùng có thể dễ dàng bị kẻ gian (hacker) theo dõi quá trình đi lại của mình mà không hề hay biết, cũng tương tự cách mà cha mẹ theo dõi con cái mình bằng cách cho chúng đeo thiết bị có hỗ trợ GPS như đồng hồ thông minh.
Các dòng máy định vị GPS RTK GNSS phổ thông trên thi trường:
Máy định vị vệ tinh GPS RTK Satlab Thụy Điển: Satlab Freyja, Satlab SL900 , Satlab SL800 , Satlab SL700 , Satlab SL 600 , Satlab TR7 ...
Máy định vị vệ tinh GPS RTK Esurvey : Esurvey E300 Pro , E800 , Esurvey E600
Máy định vị vệ tinh GPS RTK Foif F90
Máy định vị vệ tinh GPS RTK Ruide : R90I , R6
Máy định vị vệ tinh GPS RTK South G1C
Máy định vị vệ tinh GPS RTK Trimble - Mỹ : Trimble R8S, Trimble R4S ...
