Các phương pháp xác định độ cao GPS phổ biến trong các ứng dụng khảo sát

Dữ liệu độ cao chính xác cũng quan trọng như định vị ngang trong nhiều dự án khảo sát và kỹ thuật.,chuyển đổi độ cao từ vệ tinh thành các giá trị độ cao có thể sử dụng thường đòi hỏi các phương pháp xử lý bổ sung.

Trong công việc khảo sát thực tế, một số phương pháp thường được sử dụng để xác định độ cao từ các phép đo GPS.Dữ liệu tham chiếu có sẵn, và quy mô của dự án.

Dưới đây là một số phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất.

Một trong những cách tiếp cận truyền thống liên quan đến việc sử dụng bản đồ tách geoid hoặc bản đồ đường viền bất thường chiều cao.

Các nhà khảo sát đầu tiên có được giá trị phân tách địa hình hoặc độ cao bất thường cho một vị trí nhất định từ bản đồ đường viền. Các giá trị này sau đó có thể được kết hợp với độ cao elipsoidal có nguồn gốc từ GPS để tính toán:

• Chiều cao theo phương pháp chỉnh hình
• Chiều cao bình thường

Mặc dù quá trình này tương đối đơn giản, nhưng cần lưu ý một số cân nhắc thực tế.

Bản đồ đường viền được sử dụng phải tương ứng với cùng một hệ thống tham chiếu tọa độ như các quan sát GPS.

Nếu mô hình độ cao và các phép đo GNSS dựa trên các hệ thống tọa độ khác nhau, có thể xảy ra lỗi tính toán.

Chất lượng độ cao cuối cùng bị ảnh hưởng nặng nề bởi độ chính xác của bản đồ đường viền.

Ngay cả khi dữ liệu định vị GNSS rất chính xác, thông tin đường viền không chính xác hoặc độ phân giải thấp có thể làm giảm độ tin cậy của kết quả cuối cùng.

Vì lý do này, phương pháp bản đồ đường viền thường chỉ phù hợp khi có dữ liệu tham chiếu độ cao đáng tin cậy.

Một mô hình địa hình có thể được coi là một phiên bản kỹ thuật số của cách tiếp cận dựa trên đường viền.

Thay vì đọc bằng tay các giá trị từ bản đồ, các mô hình Trái đất toán học được sử dụng để ước tính độ tách geoid trên một khu vực.

Một số mô hình địa hình quốc tế đã được sử dụng trong lịch sử, bao gồm:

• OSU91A
• Các mô hình trong loạt EGM
• Mô hình địa hình khu vực

Các mô hình này đơn giản hóa chuyển đổi độ cao và cải thiện hiệu quả trong quá trình xử lý dữ liệu.

Tuy nhiên, một thách thức thực tế là các mô hình toàn cầu không phải lúc nào cũng hoạt động tốt ở mọi khu vực.

Các điều kiện địa hình địa phương và đặc điểm địa chất thường yêu cầu các mô hình địa hình cụ thể hoặc khu vực của quốc gia để đạt được kết quả tốt hơn.

Vì lý do này, nhiều quốc gia duy trì các giải pháp địa phương hóa của riêng họ cho các ứng dụng chính xác cao hơn.

Trong các dự án thực tế, đặc biệt là cho công việc khảo sát địa phương, việc lắp đặt độ cao thường được sử dụng.

Việc điều chỉnh độ cao dựa trên quan sát rằng trong các khu vực tương đối nhỏ, sự bất thường về chiều cao thường theo các mô hình không gian có thể dự đoán được.

Sử dụng các điểm tham chiếu đã biết và các kỹ thuật điều chỉnh toán học, các nhà khảo sát có thể ước tính:

• Sự bất thường về chiều cao
• Chiều cao theo phương pháp chỉnh hình
• Độ cao bình thường

Phương pháp này về cơ bản thiết lập một mối quan hệ toán học giữa độ cao elipsoidal có nguồn gốc từ GPS và các giá trị độ cao được biết đến.

Phụ hợp độ cao về cơ bản là một cách tiếp cận hình học.

Kết quả là, nó thường hoạt động tốt nhất ở các khu vực mà sự bất thường về chiều cao thay đổi dần dần, chẳng hạn như:

• Địa hình phẳng
• Thung lũng
• Khu vực hỗ trợ thấp

Dưới điều kiện thuận lợi, độ chính xác phù hợp thường có thể ở trong phạm vi vài cm đến một decimeter.

Trong địa hình núi non hoặc biến động cao, hiệu suất có thể giảm đáng kể vì những thay đổi độ cao trở nên phức tạp hơn và khó mô hình hóa hơn.

Chất lượng của mô hình gắn phụ thuộc rất nhiều vào các điểm tham chiếu được sử dụng.

Các giá trị bất thường chiều cao được biết thường được thu được bằng cách kết hợp:

• Đo độ chính xác cho chiều cao bình thường
• Quan sát GPS cho chiều cao hình elipsoid

Trong các hoạt động thực tế trên chiến trường, các nhà khảo sát thường:

• Thiết lập các điểm GPS tại các vị trí chuẩn
• Kết nối các quan sát GNSS với các mạng xếp bằng

Để phù hợp hơn với hiệu suất, các điểm tham chiếu nên:

• Phân phối đều
• Bao gồm toàn bộ khu vực khảo sát khi có thể
• Vòng quanh mạng GNSS thay vì tập hợp ở một vị trí

Phân phối điểm kém có thể dẫn đến kết quả phù hợp không ổn định.

Số lượng các điểm được biết đến cần thiết phụ thuộc vào mô hình gắn được sử dụng.

Các ví dụ điển hình bao gồm:

Đối với các dự án lớn hơn, một mô hình phù hợp duy nhất có thể không đại diện đầy đủ cho toàn bộ khu vực khảo sát.

Trong những tình huống này, các nhà khảo sát thường chia dự án thành một số khu vực nhỏ hơn.

Mỗi khu vực được trang bị độc lập bằng cách sử dụng các điểm kiểm soát địa phương.

Các điểm kiểm soát biên giới có thể được chia sẻ giữa các khu vực lân cận để duy trì tính nhất quán.

Cách tiếp cận phân vùng này thường cung cấp kết quả tốt hơn cho các mạng GPS quy mô lớn, đặc biệt là khi các đặc điểm địa hình khác nhau đáng kể trên khu vực dự án.

Xác định độ cao từ các phép đo GPS không chỉ đơn giản là đọc tọa độ từ một thiết bị thu.

Quá trình này đòi hỏi các phương pháp chuyển đổi thích hợp và xem xét cẩn thận địa hình, dữ liệu tham chiếu và yêu cầu của dự án.

Cho dù sử dụng bản đồ đường viền, mô hình địa hình hoặc kỹ thuật phù hợp, việc chọn phương pháp thích hợp có thể cải thiện đáng kể độ chính xác độ cao và hiệu quả khảo sát tổng thể.

Khi công nghệ GNSS tiếp tục phát triển, việc kết hợp dữ liệu định vị chất lượng cao với các mô hình độ cao đáng tin cậy vẫn là một yếu tố quan trọng trong việc đạt được kết quả khảo sát chính xác.