Quá khứ - Hiện tại và Tương lai của định vị vệ tinh

Huibert-Jan Lekkerkerk

Nhóm Kỹ thuật Công nghệ Công ty TNHH ANTHI Việt Nam dịch và biên soạn.

Đo đạc sử dụng kỹ thuật định vị toàn cầu bằng vệ tinh GNSS …. Tới thời điểm này chúng ta có thể đặt câu hỏi rằng liệu ngoài kia còn có nhà đo đạc chuyên nghiệp nào chưa sử dụng các máy thu GNSS trong những nhiệm vụ hàng ngày nữa hay không? Hơn 30 năm qua, kỹ thuật đo GNSS đã trở thành kỹ thuật đo đạc định vị chủ đạo trong hầu hết mọi lĩnh vực thực tiễn. Tất nhiên vẫn còn đó một số trường hợp đặc biệt chúng ta vẫn cần tới sự hỗ trợ của các phương pháp định vị tương đối khác hoặc các thiết bị đo đạc quang học truyền thống như máy toàn đạc điện tử hay máy đo thuỷ chuẩn, nhưng ngay cả khi cần sự hỗ trợ của các thiết bị này thì vị trí đặt máy toàn đạc hay thuỷ chuẩn vẫn là các điểm khống chế đã có toạ độ chính xác được đo bởi các kỹ thuật sử dụng máy thu GNSS. Bản tin Công nghệ này sẽ khám phá sự phát triển của GNSS trong vòng một thập kỷ qua cũng như đưa ra những dự báo về tương lai của kỹ thuật đo đạc quan trọng này.

Một thập kỷ trước, khi đánh giá về các hệ thống và kỹ thuật GNSS chúng ta thường chỉ xem xét hai loại thiết bị cơ bản mà thôi. Loại thiết bị được xem xét nhiều nhất là các giải pháp đo đạc GNSS thời gian thực RTK cao cấp có giá thành trên 25.000 đô la Mỹ và loại thiết bị thứ hai là các thiết bị GNSS cầm tay sử dụng cho thu thập số liệu thông tin địa lý GIS. Sự khác nhau cơ bản giữa hai loại thiết bị này chính là mức độ chính xác của chúng – xentimet so với decimet (hoặc mét) và ăng ten thu tín hiệu của chúng. Các thiết bị GNSS RTK cao cấp đều được trang bị ăng ten thu tín hiệu kích thước lớn tích hợp luôn máy thu bên trong và thiết bị điều khiển cầm tay tách rời cho phép lắp đặt toàn bộ một hệ thống hoàn chỉnh trên một sào đo, trong khi các thiết bị GNSS sử dụng cho GIS lại được trang bị ăng ten nhỏ và mỏng, máy thu và hợp phần điều khiển được tích hợp trong cùng một thiết bị. Ngoài hai loại thiết bị nêu trên, loại thiết bị GNSS thứ ba cũng thường được xem xét đánh giá chính là các thiết bị GNSS sử dụng hướng dẫn cho xe máy thi công trên các công trường xây dựng, tuy nhiên các thiết bị GNSS này cũng cùng sử dụng thiết kế và kỹ thuật tương tự như các thiết bị GNSS RTK cao cấp đã nêu ở trên.

CÁC ỨNG DỤNG

Tất cả các loại thiết bị GNSS nêu trên vẫn còn được sử dụng đến ngày nay và nguyên lý của chúng không hề thay đổi. Các loại thiết bị GNSS RTK cao cấp vẫn có thiết kế và hình dạng giống như trước đây chỉ có điều giá thành đã hạ xuống khá nhiều. Và quan trọng hơn đó chính là phương thức cơ bản mà tất cả các nhà sản xuất đều sử dụng để xác lập các trạm máy đo RTK trước đây là một trạm cố định và một trạm di động liên kết truyền số liệu hiệu chỉnh với nhau bằng các thiết bị thu phát sóng UHF thì nay chỉ còn dưới dạng tuỳ chọn mà thôi. Với những bước tiến nhanh chóng của kỹ thuật viễn thông truyền số liệu (mạng di động 3G, 4G), ngày nay kết nối truyền số liệu giữa trạm GNSS cố định và di động được hình thành bởi chính các mạng viễn thông di động và số liệu hiệu chỉnh được truyền đi trên nền tảng Internet. Thay vì cung cấp một máy thu GNSS với bộ phát tín hiệu UHF để làm trạm cố định như trước đây, thì hiện tại các nhà sản xuất cung cấp các máy thu GNSS với tên gọi máy thu kết nối mạng và có khả năng truyền (nhận) số liệu để hình thành một lưới các trạm cố định hoạt động liên tục suốt ngày đêm CORS (Networked Continously Operating Reference Station).

Hình 1:  Một trạm tham chiếu GNSS nằm trong lưới các trạm tham chiếu cố định hoạt động liên tục CORS (Networked Continously Operating Reference Station) (Satlab).

Một điểm phát triển vượt bậc khác trên các loại thiết bị GNSS đo RTK thế hệ mới trong những năm gần đây là việc tích hợp chức năng bọt thuỷ “điện tử” với sào đo mà trong quá khứ, người sử dụng máy đo GNSS trên thực địa bắt buộc phải đặt sào đo đúng vị trí và cân bằng thẳng đứng trên điểm đo để đảm bảo sẽ thu được toạ độ và chiều cao chính xác của ăng ten thu tín hiệu lắp trên đỉnh sào, trên các máy thu tín hiệu GNSS hiện đại thường được tích hợp cảm biến nghiêng xoay như trên điện thoại di động thông minh cao cấp. Bằng cách sử dụng số đọc từ cảm biến này (kết hợp với chiều cao của ăng ten thu GNSS) vị trí điểm của ăng ten GNSS sẽ được hiệu chỉnh với điểm chân sào đo trên mặt đất ngay khi góc nghiêng của chân và đỉnh sào đo gắn ăng ten GNSS lên tới 30⁰.

(Còn tiếp)

Mọi thông tin xin liên hệ với chúng tôi qua hòm thư: info@anthi.com.vn