Richard A. Snay và Tomas Soler ANTHI Việt Nam tổng hợp dịch và biên soạn

Nâng cấp NSRS

Gần đây NGS đã hoàn thành nhiệm vụ bình sai số liệu đo GPS thu từ gần 70.000 điểm khống chế được xây dựng trong vòng 20 năm qua. Quá trình bình sai thực hiện trong hệ NAD83 (NSRS 2007) giúp cố định các tọa độ vị trí 3D đã công bố NAD83 (CORS96) để cho ra kết quả là lời giải mà tất cả các tọa độ vị trí đều gắn chặt với khung tham chiếu NAD83 (CORS96).Một điểm nữa, lưới CORS Hoa Kỳ cũng đóng góp phần quan trọng vào nhiệm vụ trọng yếu trong việc xây dựng NSRS.Tới thời điểm hiện tại tọa độ vị trí của 70.000 điểm khống chế trên lãnh thổ Hoa Kỳ đã được gắn kết chặt chẽ với khung tham chiếu NAD83 (CORS96).

Đánh giá độ chính xác trong quan trắc GPS

Khả năng quan trắc thu nhận và cấp phát số liệu GPS liên tục từ các trạm tham chiếu cố định CORS trên toàn lãnh thổ Hoa Kỳ đã tạo ra một nền tảng kỹ thuật có khả năng giải thích và trả lời cho rất nhiều câu hỏi liên quan tới các phương pháp ứng dụng GPS trong quá khứ, hiện tại và tương lai, đồng thời giúp chúng ta hiểu rõ hơnnhững yếu tố khoa học có liên quan. Ví dụ như quá trình nghiên cứu về độ chính xác của các phép đo GPS liên quan tới vị trí, khoảng cách và thời gian quan trắc giữa các trạm đo liên tiếp nhau (Quá trình nghiên cứu thực hiện trên 19 trạm CORS, 11 cạnh độ kết nối từng cặp của 19 trạm với nhau với chiều dài mỗi cạnh thay đổi từ 20km đến 300km. Số liệu GPS của mỗi cạnh được phân chia thành 10 phiên đo 24 giờ không trùng lặp. Cũng cùng số liệu này sau đó được chia nhỏ thành 20 phiên đo 12 giờ không trùng lặp, lần lượt được chia nhỏ tiếp thành 30 phiên đo 8 giờ không trùng lặp, 40 phiên đo 6 giờ không trùng lặp và cuối cùng là 60 phiên đo 4 giờ không trùng lặp).

Nghiên cứu nhiễu đa đường (Multipath)

Đối với các ăng ten thu tín hiệu GPS, nhiễu đa đường gây ra những sai số nghiêm trọng ảnh hưởng tới độ chính xác các phép đo trong thực tiễn. Hiện tượng nhiễu đa đường xuất hiện do việc các tín hiệu GPS đến được ăng ten thu từ hai hoặc nhiều đường tới khác nhau, hiện tượng nhiễu tín hiệu này có nguyên nhân lớn nhất do việc tín hiệu GPS thay vì đi thẳng từ vệ tinh tới ăng ten thu lại bị va đập và phản xạ từ bề mặt của các đối tượng xung quanh (như nhà cao tầng, tán cây, mặt nước …) làm sai lệch chỉ số khoảng cách khi tín hiệu tới được ăng ten thu GPS. Việc hiểu thấu đáo những ảnh hưởng của nhiễu đa đường vô cùng quan trọng trong việc xác định sai số mang tính hệ thống, từ đó xác định chính xác ảnh hưởng của nhiễu đa đường cho từng trạm CORS, chủng loại ăng ten để có phương pháp hiệu chỉnh tối ưu nhất. Theo đó các nhà khoa học Hoa Kỳ đã tiến hành một công trình nghiên cứu chuyên sâu về nhiễu đa đường trên hơn 390 trạm thuộc lưới CORS Hoa Kỳ. Công trình nghiên cứu này đã xác định được những vị trí có mức nhiễu đa đường thấp nhất và cao nhất, so sánh việc kết hợp ăng ten với máy thu GPS để tìm ra cặp tối ưu, xác định mô hình trạm CORS tối ưu để ít bị ảnh hưởng của nhiễu đa đường nhất. Quá trình nghiên cứu này kéo dài trong thời gian 1 năm, một trong những kết luận quan trọng loại ăng ten đa tần số được trang bị vòng cảm kháng (GPS Choke Ring) là loại ăng ten có khả năng loại nhiễu đa đường tốt nhất đồng thời nghiên cứu cũng chỉ ra rằng nhiễu đa đường phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện địa hình, địa vật của từng vị trí xây dựng trạm CORS trên thực tiễn.

Nghiên cứu chuyển dịch

Nghiên cứu chuyển dịch có lẽ là một trong số những ứng dụng rất quan trọng và thiết thực trong tất cả các ứng dụng của lưới CORS. Thực tiễn cho thấy số liệu quan trắc thu từ các trạm CORS liên tục trong nhiều năm, sau đó tiếp tục được xử lý bình sai và gắn kết tất cả các trạm CORS tạo thành lưới thống nhất có liên kết chặt chẽ thì bất kỳ một chuyển dịch nhỏ xảy ra ở bất kỳ vị trí ăng ten nào cũng đều được hệ thống phát hiện ra ngay lập tức.

Gan và Prescott năm 2001 đã phân tích số liệu quan trắc thu được từ năm 1996 đến năm 2000 đối với 62 trạm CORS phân bố ở khu vực trung tâm và rìa phía đông Hoa Kỳ. Các kết quả phân tích cho thấy không có những chuyển dịch ngang đáng kể nào diễn ra trong giai đoạn này, ngoại trừ chuyển dịch ở khu vực thung lũng sông Mississippi.

Sella và các đồng nghiệp năm 2002 đã sử dụng số liệu GPS từ lưới CORS kết hợp với số liệu từ các trạm quan trắc khác phân bố trên toàn thế giới để tạo ra mô hình chuyển dịch toàn cầu REVEL nhằm xác định mức độ chuyển dịch của 19 mảng kiến tạo và các khối lục địa trong giai đoạn từ năm 1993 đến năm 2000.

Xác định sự thay đổi của mực nước biển

Các giá trị biến thiên chuyển dịch theo chiều thẳng đứng tại các vị trí trạm CORS lắp đặt gần các trạm nghiệm triều có thể được sử dụng để xác định trị tuyệt đối sự thay đổi của mực nước biển trên cơ sở khung tham chiếu mặt đất quốc tế ITRF (International Terrestrial Reference Frame). Phương pháp phân tích này trước đây không thực hiện được khi các trạm CORS chưa được triển khai xây dựng ở các khu vực ven biển. Gần đây thông qua công trình nghiên cứu của Snay và đồng nghiệp (năm 2007) liên quan tới 37 trạm nghiệm triều phân bố dọc bờ biển Hoa Kỳ và Canada, tất cả các trạm nghiệm triều này đều có vị trí lắp đặt ở khoảng cách dưới 40 km  từ vị trí lắp đặt trạm CORS, quá trình nghiên cứu, phân tích và đánh giá sự thay đổi của mực nước biển kết hợp số liệu nghiệm triều và số liệu GPS quan trắc trong thời gian từ 3 đến 11 năm.

Sau khi định chuẩn số liệu thủy triều lịch sử với các giá trị kết quả phân tích tốc độ chuyển dịch theo chiều thẳng đứng của các trạm CORS, kết quả thể hiện giá trị tuyệt đối của sự thay đổi mức nước biển tương đương với 1.80 ± 0.18 mm/năm dọc theo đường bờ biển nam Alaskan. Việc các giá trị thủy triều khu vực bờ biển nam Alaskan thay đổi chậm có thể đến từ nguyên nhân tan chảy của các khối băng ở vùng cực. Theo thời gian, sự tham gia vào quá trình phân tích đánh giá và xác định mức độ thay đổi mực nước biển của số liệu CORS sẽ càng nhiều hơn bởi số liệu các trạm CORS phân bố gần các trạm nghiệm triều cũng tăng lên, chính điều này làm cho các số liệu tham gia vào quá trình phân tích đánh giá đầy đủ và chuẩn hơn so với thời điểm hiện tại, đây là điểm cần hết sức lưu ý đối với các Quốc gia sẽ tiến hành xây dựng hệ thống lưới các trạm CORS trong tương lai, đặc biệt là các Quốc gia sở hữu đường bờ biển dài.

(Còn nữa)

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