Các phương pháp định vị trong đo đạc trắc địa hiện đại

Mọi bản vẽ thiết kế, mọi mốc giới quy hoạch, mọi cấu kiện công trình đều phụ thuộc vào việc xác định đúng vị trí của chúng trong không gian. Cùng Trắc Địa Sao Việt tìm hiểu chi tiết về các phương pháp định vị trong đo đạc trắc địa, từ những kỹ thuật quang học truyền thống đến cuộc cách mạng công nghệ vệ tinh GNSS và RTK.

Tầm quan trọng của định vị chính xác trong ngành trắc địa

Hãy tưởng tượng việc xây một cây cầu mà hai mố cầu không khớp nhau chỉ vì sai số định vị, hay một tòa nhà cao tầng bị nghiêng do mốc tọa độ ban đầu bị lệch. Đó là những thảm họa kỹ thuật mà không ai mong muốn. Công tác định vị chính xác đảm bảo rằng:

• Nền tảng của khảo sát: Mọi bản đồ địa hình, địa chính, quy hoạch đều bắt nguồn từ những điểm tọa độ được định vị chính xác.
• Đảm bảo chất lượng thi công: Từ việc định vị tim cọc móng, trục công trình đến kiểm tra vị trí lắp đặt kết cấu, tất cả đều dựa vào dữ liệu định vị.
• Cơ sở pháp lý: Trong quản lý đất đai, việc xác định đúng ranh giới thửa đất bằng các phương pháp đo tọa độ chính xác giúp giảm thiểu tranh chấp.

>> Sai số, dù chỉ vài centimet, cũng có thể tích lũy và gây ra những hậu quả nghiêm trọng, làm tăng chi phí khắc phục, kéo dài thời gian thi công và thậm chí ảnh hưởng đến sự an toàn của công trình. Do đó, việc am hiểu và áp dụng đúng các phương pháp định vị trong đo đạc là kỹ năng sống còn của mỗi kỹ sư trắc địa.

Vệc am hiểu và áp dụng đúng các phương pháp định vị trong đo đạc là vô cùng quan trọng

Phương pháp định vị trong đo đạc theo truyền thống

Phương pháp truyền thống (đo đạc quang học) dựa trên việc đo các yếu tố hình học như góc và cạnh bằng các thiết bị quang học (máy kinh vĩ, máy toàn đạc điện tử).

Các phương pháp này bao gồm:

• Phương pháp Lưới tam giác (Triangulation): Giống như vẽ một mạng lưới bằng các hình tam giác nối liền nhau. Kỹ sư chỉ cần đo thật chuẩn một cạnh đầu tiên, sau đó đo tất cả các góc của các tam giác. Từ đó, họ sẽ tính được vị trí của mọi điểm trong lưới.
• Phương pháp Đường chuyền (Traversing): Tưởng tượng bạn đi từ điểm A đến B, rồi đến C,… tạo thành một con đường. Kỹ sư sẽ đo chiều dài và góc ngoặt tại mỗi điểm đi qua. Việc này giúp xác định tọa độ của một chuỗi các điểm nối tiếp nhau.
• Phương pháp Giao hội (Intersection): Dùng để tìm vị trí một điểm ở xa mà không cần đến tận nơi. Kỹ sư sẽ đứng ở ít nhất hai vị trí đã biết, sau đó đo góc hướng về điểm cần tìm. Giao điểm của hai hướng nhìn chính là vị trí của điểm đó.

>>> Tổng kết: Các phương pháp truyền thống thường được sử dụng những nơi sóng vệ tinh không tới được như trong hầm, dưới tán cây rậm rạp hay bên trong các tòa nhà.

Phương pháp định vị trong đo đạc bằng vệ tinh (GNSS)

Sự ra đời của Hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu (GNSS) đã làm thay đổi hoàn toàn ngành trắc địa.

GNSS (Global Navigation Satellite System) là tên gọi chung cho tất cả các hệ thống định vị vệ tinh trên toàn cầu. Bao gồm GPS (Global Positioning System) của Hoa Kỳ, GLONASS của Nga, Galileo của Liên minh Châu Âu, BeiDou của Trung Quốc

Phương pháp đo tĩnh (Static Surveying)

Đây được xem là phương pháp “kinh điển” và cho độ chính xác cao nhất trong các phương pháp định vị trong đo đạc.

Nguyên lý hoạt động: Một máy thu GNSS (gọi là trạm Base) sẽ được đặt tại một điểm gốc đã biết tọa độ. Cùng lúc đó, các máy thu khác (gọi là Rover) được đặt tại các điểm cần xác định. Tất cả các máy sẽ thu tín hiệu từ các vệ tinh trong một khoảng thời gian dài, thường từ 30 phút đến vài giờ. Dữ liệu sau đó được tải về máy tính và xử lý bằng phần mềm chuyên dụng để tính toán ra tọa độ các điểm đo với độ chính xác cực cao.

Đặc điểm nổi bật:

• Độ chính xác: Rất cao, có thể đạt đến cấp milimet.
• Thời gian đo: Rất lâu, không linh hoạt.
• Ứng dụng: Chủ yếu dùng để xây dựng mạng lưới điểm khống chế tọa độ, các điểm cơ sở cho những công tác đo đạc khác.
• Ưu điểm: Độ chính xác tối ưu, đáng tin cậy nhất.
• Nhược điểm: Tốn nhiều thời gian, công sức và không phù hợp để đo chi tiết hàng trăm, hàng nghìn điểm.

Phương pháp đo tĩnh sử dụng máy thu GNSS gồm trạm Base và Rover mang lại kết quả có độ chính xác cực cao

Phương pháp đo động thời gian thực (Real-Time Kinematic – RTK)

RTK là cuộc cách mạng trong đo đạc trắc địa, mang lại hiệu suất vượt trội và là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay.

Nguyên lý hoạt động: Tương tự đo tĩnh, hệ thống RTK cũng bao gồm một trạm Base và một (hoặc nhiều) máy Rover. Tuy nhiên, thay vì chờ xử lý sau, trạm Base sẽ tính toán số cải chính (correction data) và gửi nó liên tục đến máy Rover thông qua kết nối sóng Radio (UHF) hoặc mạng di động 3G/4G (công nghệ NTRIP). Máy Rover nhận tín hiệu vệ tinh và tín hiệu cải chính này, sau đó tính toán ra tọa độ chính xác gần như ngay lập tức (real-time).

Đặc điểm nổi bật:

• Độ chính xác: Cao, đạt cấp centimet.
• Thời gian đo: Cực nhanh, chỉ vài giây cho một điểm.
• Ứng dụng: Khảo sát địa hình, bố trí điểm thi công, giám sát xây dựng, cắm mốc ranh giới.
• Ưu điểm: Tốc độ đo nhanh, hiệu suất lao động cao, có kết quả tọa độ ngay tại thực địa để kiểm tra và sử dụng.
• Nhược điểm: Phụ thuộc vào kết nối giữa Base và Rover. Dễ mất tín hiệu cải chính khi bị che khuất bởi nhà cao tầng, cây cối rậm rạp hoặc khi khoảng cách quá xa (đối với Radio) hoặc mất sóng di động.

Phương pháp đo động khắc phục được những khuyết điểm của đo tính: vẫn đảm bảo tính chính xác cao nhưng thời gian được rút ngắn lại

>>> Tham khảo các sản phẩm: Máy định vị GPS cầm tay Garmin eTrex 20x, Máy GNSS RTK Satlab Freyja

Phương pháp đo động sử lý sau (Post-Processed Kinematic – PPK)

PPK là phương pháp định vị trong đo đạc tuyệt đối chính xác, là sự kết hợp giữa tốc độ của đo động và sự tin cậy của xử lý sau, là giải pháp hoàn hảo cho những khu vực mà RTK gặp khó khăn.

Nguyên lý hoạt động: Tại thực địa, quá trình đo của PPK diễn ra giống như bạn đang đo động thông thường, cả trạm Base và máy Rover đều độc lập thu và lưu trữ dữ liệu thô từ vệ tinh. Không cần kết nối Radio hay 4G giữa hai máy. Sau khi hoàn thành công việc, dữ liệu từ cả hai máy sẽ được trút vào phần mềm trên máy tính. Phần mềm sẽ kết hợp dữ liệu này lại để tính toán và cho ra tọa độ chính xác của các điểm Rover đã đi qua.

Đặc điểm nổi bật:

• Độ chính xác: Tương đương hoặc nhỉnh hơn RTK một chút.
• Thời gian đo: Nhanh như RTK tại thực địa.
• Ứng dụng: Đặc biệt hiệu quả trong khảo sát bằng máy bay không người lái (UAV/Drone), đo đạc ở vùng sâu vùng xa, vùng đồi núi không có sóng điện thoại.
• Ưu điểm: Linh hoạt, không bị giới hạn bởi kết nối, khắc phục được nhược điểm “mất tín hiệu” của RTK.
• Nhược điểm: Không có tọa độ chính xác ngay tại hiện trường, phải tốn thêm một bước xử lý dữ liệu tại văn phòng.

Tại Trắc Địa Sao Việt, chúng tôi không chỉ cung cấp các thiết bị đo đạc tiên tiến nhất như máy GNSS RTK, máy toàn đạc điện tử từ các thương hiệu hàng đầu, mà còn mang đến giải pháp và sự tư vấn chuyên sâu. Với đội ngũ kỹ sư giàu kinh nghiệm, chúng tôi hiểu rằng mỗi dự án đều có những yêu cầu riêng. Chúng tôi cam kết đồng hành cùng bạn để lựa chọn phương pháp định vị trong đo đạc và thiết bị phù hợp nhất, đảm bảo độ chính xác tối đa và hiệu quả kinh tế cho công trình của bạn.

CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI VÀ CÔNG NGHỆ TRẮC ĐỊA SAO VIỆT

• Địa chỉ: Số nhà B20 ngõ 252 Lương Thế Vinh, phường Thanh Xuân, TP Hà Nội
• Hotline: 0912 339 513
• Website: https://maytracdiasaoviet.vn/