Gavin Schrock – Nhóm Kỹ thuật Công nghệ Công ty TNHH ANTHI Việt Nam tổng hợp biên soạn.

Tích hợp thiết bị định hướng IMU, với khả năng xác định hướng tới 9 trục, có độ nhạy cao tương tự như thiết bị gia tốc kế (nếu hệ thống tích hợp sử dụng các thiết bị này). Nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn thường chỉ ra rằng IMU là hợp phần có xu hướng trượt qua thời gian. Tuy nhiên, các cảm biến đo đạc vị trí và chuyển động GNSS tốc độ cao lại liên tục cập nhật thông tin định chuẩn cho IMU. Có một thực tế đối với các hệ thống bù nghiêng không cần hiệu chỉnh là, nếu người sử dụng giữ nguyên sào đo có lắp máy GNSS ổn định quá lâu, nó sẽ làm mất các thông số hiệu chỉnh đã xác lập, hoặc ngược lại là trong các trường hợp người sử dụng di chuyển sào gắn máy quá nhanh. Với kinh nghiệm thu được qua quá trình sử dụng thử nhiều loại máy thu GNSS trang bị tính năng bù nghiêng không cần hiệu chỉnh chuẩn khác nhau, với tốc độ di chuyển trên mức bình thường hoặc giữ ổn định tại một vị trí trong thời gian ngắn, thì chắc chắn thiết bị vẫn duy trì tốt các thông số hiệu chỉnh đã xác lập. Một ví dụ khác liên quan tới ảnh hưởng của môi trường trong quá trình vận hành thiết bị, đó là các khu vực đo bị che khuất bởi tán cây rậm rạp, khu vực lõi đô thị với nhiều nhà cao tầng, thung lũng … đây chính là những khu vực hoạt động mà người sử dụng nên tắt chức năng bù nghiêng tự động để thực hiện phép đo.

Thực hiện phép đo khó sử dụng tính năng bù nghiêng (ảnh trái). Tính năng bù nghiêng bắt đầu được mở rộng sang cả thiết bị không phải GNSS – gương đo bù nghiêng (ảnh phải).

MỞ RỘNG ỨNG DỤNG

Trong khi các nhà sản xuất tiếp cận giải pháp GNSS/IMU theo nhiều cách thức khác nhau, trên cơ sở chung một lý thuyết nền tảng. Một số nhà cung cấp chính đã hoàn tất quá trình phát triển và tích hợp cơ chế bù nghiêng hoàn chỉnh cho thiết bị thương mại, họ bắt đầu chào bán tính năng này cho các khách hàng OEM, và những năm gần đây chúng ta thấy kỹ thuật bù nghiêng xuất hiện trên nhiều nhãn hiệu thiết bị toàn cầu khác. Trên thị trường cũng có những nhà sản xuất mới đang đi theo hướng tiếp cận khác, không chỉ phát triển các bộ xử lý GNSS của riêng mình và các cơ chế định vị cao cấp, mà còn cả các giải pháp IMU.

Tersus GNSS là ví dụ điển hình xuất hiện trên các thị trường toàn cầu trong thời gian qua, đây là thương hiệu mới của khu vực Bắc Mỹ. Tersus GNSS bắt đầu với giải pháp OEM, sau đó tự nghiên cứu phát triển bo mạch chủ vào năm 2015, gần đây là giải pháp tích hợp GNSS+IMU cao cấp. Tersus GNSS vừa mới công bố về giải pháp với tên gọi “Giải pháp RTK đặc biệt” trong đó có hợp phần số liệu từ những thử nghiệm thiết bị bằng các phép đo sử dụng bọt thủy cân bằng và bù nghiêng tự động.

Tác giả bài báo đã tiến hành kiểm thử nhanh với thiết bị Tersus Oscar Ultimate ở nhiều góc nghiêng khác nhau trong các điều kiện môi trường đặc thù. Kết quả thu được gần đạt với những gì mà Tersus GNSS đã công bố và các phép đo so sánh với thiết bị di động của các nhà sản xuất khác. Tất cả các thiết bị này đều được đo kiểm tra độ chính xác ở nhiều góc nghiêng trên cùng một điểm đo với tọa độ đã được xác định chính xác bằng phép đo tĩnh xử lý sau (để xác định xem khi thực hiện bù nghiêng thì phép đo sẽ chịu thêm sai số là bao nhiêu). Song song với đó là so sánh đánh giá của cá nhân với các kết quả khảo nghiệm của các kỹ sư đo đạc khác đã tiến hành với chức năng bù nghiêng, kết quả là có sự hạn chế khi triển khai thực tiễn đối với chức năng mới và đặc thù này. Đây có lẽ là lý do giải thích tại sao chức năng bù nghiêng này chưa thực sự là công cụ mà các nhà đo đạc đặt toàn bộ niềm tin khi triển khai nhiệm vụ trên thực địa, đặc biệt là các nhiệm vụ đo đạc độ chính xác cao bởi sai số do chức năng bù nghiêng gây ra có khả năng làm vượt hạn sai cho phép.

Để xác định lợi thế về hiệu suất triển khai tiềm năng, tác giả đã tiến hành đo đạc địa hình trên một khu vực nhỏ trước đây đã đo bằng máy GNSS di động truyền thống, máy toàn đạc điện tử và máy quét laser 3D. Trong đó thời gian đo bằng máy toàn đạc điện tử và máy GNSS truyền thống không có tính năng bù nghiêng tương đương nhau – nhưng với máy di động GNSS sử dụng chức năng bù nghiêng chỉ mất một nửa thời gian đã hoàn thành nhiệm vụ đo địa hình toàn khu. Ngoài ra còn khá nhiều biến khác tham gia vào quá trình đo đạc xác định hiệu suất, vì thế những công bố trước đây rằng chức năng bù nghiêng có khả năng tăng hiệu quả đo đạc thực địa lên 30% (hoặc giảm thời gian đo 30%) dường như là con số thực tế. Lẽ đương nhiên, trong các ứng dụng thành lập bản đồ thống kê tài sản và tài nguyên thì tính năng bù nghiêng tự động dễ dàng thỏa mãn yêu cầu hạn sai cho phép.

Để kiểm tra sự gia tăng của sai số ở những góc nghiêng khác nhau, tác giả đã tiến hành kiểm thử trên các điểm đo có tọa độ xác định bằng phương pháp đo tĩnh (đã loại trừ sai số GNSS), với góc nghiêng dưới 5⁰ hai kết quả đo gần như không có sự khác biệt, sai số tăng lên 1cm ở góc nghiêng 15⁰, tăng lên 2cm ở góc nghiêng khoảng 45⁰ và 3cm ở góc nghiêng trên 60⁰. Tuy nhiên đây chỉ là kết quả kiểm thử của cá nhân tác giả, vì thế bất kỳ một kỹ sư đo đạc nào trước khi sử dụng tính năng bù nghiêng trên thiết bị di động của mình nên tự tiến hành các bước kiểm thử trước khi sử dụng. Cũng cần lưu ý rằng trong bộ số liệu đo địa hình mà tác giả đã triển khai nêu trên, thiết bị di động luôn cơ động trên khu vực đo và sào đo không mấy khi bị nghiêng quá 5⁰. Vì không cần thiết phải nhìn vào bọt thủy trong quá trình đo và di chuyển nên thời gian đo mỗi điểm nhanh hơn, tốc độ di chuyển cũng vậy, điểm khác biệt đó chính là hiệu suất đo đạc nhanh nhưng không gây sai số vượt hạn.

(Còn tiếp)

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