Xử lý số liệu GLONASS phục vụ nghiên cứu địa động lực

Việc áp dụng hai (hoặc nhiều hơn) hệ thống định vị toàn cầu mang lại nhiều lợi ích thiết thực. Trong thời gian gần đây, bên ngoài hệ thống GPS, GLONASS đã được phát triển, để đáp ứng các yêu cầu khảo sát, điều hướng, do đó việc xử lý dữ liệu GLONASS đã trở nên cần thiết. Trong bài báo này, một số dữ liệu GLONASS của các trang web IGS đã được xử lý bởi phần mềm Bernese. Kết quả xử lý đạt được độ chính xác thỏa đáng với sai số tương đối khoảng 1:50 000 000. Thành công này tạo tiền đề cho việc áp dụng các hệ thống (hệ thống GLONASS và Galileo trong tương lai trước mắt) cho các công trình ở quy mô không gian lớn với độ chính xác cao.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xử lý số liệu GLONASS phục vụ nghiên cứu địa động lựcT¹p chÝ C¸c khoa häc vÒ tr¸i ®Êt32(4), 343-34712-2010Xö Lý Sè LIÖU GLONASSPHôC Vô NGHI£N CøU §ÞA §éNG LùCVY QUèC H¶II. Më §ÇUV¨n liÖu thÕ giíi th−êng ®Ò cËp vÒ ba hÖ ®ÞnhvÞ toµn cÇu (Global Positionning System - GPS)chñ yÕu. HÖ NAVSTAR GPS do Mü qu¶n lý, hÖGLONASS do Liªn X« (cò) thiÕt lËp vµ hÖ Gallieos¾p ®−îc céng ®ång ch©u ¢u ®−a vµo ho¹t ®éng. Cho®Õn nay, do quy m« còng nh− −u thÕ th−¬ng m¹i, c¸cøng dông chñ yÕu triÓn khai trªn hÖ NAVSTARGPS, v× vËy hÖ ®Þnh vÞ toµn cÇu th−êng ®−îc hiÓulµ NAVSTAR GPS vµ ®−îc gäi t¾t lµ GPS. HÖGLONASS ®−îc thiÕt lËp tõ nh÷ng n¨m 1970. Saumét thêi gian gÆp nhiÒu trë ng¹i (kinh tÕ, æn ®ÞnhchÝnh trÞ) tõ n¨m 2000 trë l¹i ®©y hÖ nµy ®−îc cñngcè vµ ph¸t triÓn. HÖ Galileo ®· ®−îc triÓn khai tÝchcùc, dù kiÕn 2010 ®−a vµo ho¹t ®éng.VÒ c¬ b¶n, c¸c hÖ ®Òu chia lµm ba ®o¹n (segment) :®o¹n ®iÒu khiÓn, ®o¹n kh«ng gian vµ ®o¹n sö dông ;viÖc ho¹t ®éng do n−íc (tæ chøc) së h÷u ®iÒu hµnhvµ tÊt nhiªn ng−êi sö dông phô thuéc lín vµo viÖc®iÒu hµnh ®ã. V× vËy, c¸c n−íc vµ c¸c tæ chøc cèg¾ng thiÕt lËp vµ ph¸t triÓn hÖ ®Þnh vÞ toµn cÇu choriªng m×nh (ngoµi hÖ GPS hÖ GLONASS, hÖ Galileocßn cã c¸c hÖ cña Trung Quèc, Ên §é,...). Víi vaitrß ng−êi sö dông, viÖc øng dông ®ång thêi nhiÒuhÖ ®Þnh vÞ mang l¹i nhiÒu lîi Ých : 1. TiÕt kiÖm kinhphÝ : cïng mét tæ hîp thiÕt bÞ thu ®−îc khèi l−îngsè liÖu lín h¬n ; 2. N©ng cao hiÖu qu¶ øng dông :kÕt qu¶ xö lý tÝn hiÖu hai hÖ cã thÓ bæ sung, hç trîkiÓm tra ®é tin cËy, cã thÓ rót ng¾n ®é dµi ca ®on©ng cao ®é chÝnh x¸c ; 3. H¹n chÕ viÖc phô thuécvµo ®éc quyÒn cña bÊt kú hÖ nµo.Trªn thÕ giíi, ®Ó ®¸p øng nhu cÇu trªn, trong thêigian gÇn ®©y, c¸c h·ng s¶n xuÊt thiÕt bÞ thu tÝn hiÖu®· tung ra thÞ tr−êng c¸c m¸y thu kh«ng chØ thu®−îc tÝn hiÖu GPS mµ cßn cã thÓ ghi tÝn hiÖu cña c¸chÖ kh¸c [4] (tr−íc m¾t lµ tÝn hiÖu cña hÖ GLONASS,tiÕp theo cã thÓ lµ Galileo). Mét sè tæ chøc quèc tÕ(IGS - International GPS Service : tæ chøc dÞch vôGPS quèc tÕ), còng nh− c¸c n−íc ®· sö dông c¸cthiÕt bÞ nµy cho thu thËp c¸c sè liÖu cña m×nh.ë n−íc ta c«ng nghÖ ®Þnh vÞ toµn cÇu ®−îc dunhËp vµ øng dông tõ nh÷ng n¨m 1990. Trong thêigian gÇn ®©y, mét sè ®¬n vÞ ®· trang bÞ mét sè m¸ythu c¶ hai lo¹i tÝn hiÖu GPS vµ GLONASS.ViÖc xö lý sè liÖu GPS ë n−íc ta ®· mang l¹inh÷ng thµnh c«ng nhÊt ®Þnh ; GPS ®· ®−îc øngdông trong tr¾c ®Þa, b¶n ®å. §Æc biÖt, víi c¸c thiÕtbÞ vµ phÇn mÒm m¹nh (GPSurvey, Bernese, Gamit),c«ng nghÖ GPS lµ c«ng cô kh«ng thÓ thiÕu trongnghiªn cøu chuyÓn dÞch hiÖn ®¹i nãi riªng, ®Þa®éng lùc nãi chung. Tuy vËy, viÖc xö lý sè liÖuGLONASS trªn c¬ së v¨n liÖu c«ng bè gÇn nh−ch−a ®−îc ®Ò cËp. V× vËy, viÖc t×m hiÓu, xö lý sèliÖu GLONASS vµ Gallileo (trong t−¬ng lai) thùcsù lµ nhu cÇu cÊp b¸ch ®èi víi chóng ta.VÒ c¬ b¶n, thuËt to¸n còng nh− quy tr×nh xö lýsè liÖu GLONASS t−¬ng tù nh− sè liÖu GPS, songcã kh¸c biÖt vÒ sè, d÷ liÖu hç trî. Víi quy m« kh«nggian nhá vµ ®é chÝnh x¸c kh«ng cao, ®i liÒn víim¸y thu, th«ng th−êng sÏ cã phÇn mÒm xö lý. C¸cøng dông trong nghiªn cøu ®Þa ®éng lùc th−êng cãyªu cÇu ®é chÝnh x¸c cao nhÊt cã thÓ, trªn quy m«kh«ng gian lín. Bëi vËy, dÞp nµy viÖc xö lý sè liÖuGLONASS ®−îc thùc hiÖn theo ph−¬ng thøc chuyÓn®æi sang d¹ng RINEX vµ xö lý b»ng phÇn mÒmchuyªn dông (khoa häc) ®−îc cËp nhËt c¸c sè liÖuhç trî nh»m phôc vô h−íng nghiªn cøu nµy. Quytr×nh xö lý sè liÖu nªu trªn hoµn toµn ®¸p øng yªucÇu cña c¸c øng dông th«ng th−êng.II. Sè LIÖU Vµ PH¦¥NG ¸N Xö LýKhëi ®Çu, còng nh− GPS, hÖ GLONASS ®−îcthiÕt lËp nh»m phôc vô c¸c môc ®Ých qu©n sù. DonhiÒu lý do, viÖc ph¸t triÓn hÖ thèng kh«ng ®−îcliªn tôc, cã nhiÒu gi¸n ®o¹n. §Õn n¨m 2005, toµn343hÖ thèng cã 14 vÖ tinh ho¹t ®éng vµ cã thÓ sö dôngcho tr¾c ®Þa vµ dÉn ®−êng. Theo ch−¬ng tr×nh ph¸ttriÓn GLONASS 2001-2010, ®Õn 2008 hÖ thèng cã18 vÖ tinh gåm ba lo¹i : GLONASS, GLONASS-Mvµ GLONASS-K [1, 4], khi hoµn thiÖn toµn bé hÖthèng cã 24 vÖ tinh. Kh¸c víi GPS, c¸c vÖ tinhGLONASS ph©n bè trªn ba quü ®¹o (GPS cã s¸uquü ®¹o) vµ tÝn hiÖu ®−îc truyÒn trªn c¸c tÇn sè c¬b¶n, song cã hiÖu chØnh theo sè hiÖu vÖ tinh.Trªn c¬ së c¸c quan ®iÓm nªu trªn, sè liÖu ®ocña c¸c tr¹m IGS l©n cËn n−íc ta, cô thÓ lµ c¸c®iÓm : BAKO, COCO vµ LHAZ ®−îc lùa chän vµ®−a vµo xö lý. Còng xin l−u ý, cho dï khu vùc nµycã nhiÒu ®iÓm IGS, song chØ cã c¸c ®iÓm nµy cã sèliÖu ®o GLONASS. Sè liÖu cña 5 ca ®o liªn tôc cãDOY (ngµy trong n¨m) 094, 095, 096, 097 vµ 098n¨m 2010 cña c¸c ®iÓm BAKO, COCO vµ LHAZ®· ®−îc khai th¸c (b¶ng 1).GLONASS sö dông ellipsoid PZ-90 (GLONASS)víi vai trß hÖ quy chiÕu cho toµn hÖ thèng. Ngoµithùc ®Þa, 33 ®iÓm ph©n bè chñ yÕu trªn l·nh thæ LiªnX« (cò) thiÕt lËp vµ ghi nhËn hÖ täa ®é nµy, phôc vôcho viÖc x¸c ®Þnh vÞ trÝ còng nh− cung cÊp lÞch vÖtinh qu¶ng b¸.B¶ng 1. C¸c th«ng sè sè liÖu khai th¸cT−¬ng tù nh− GPS, viÖc x¸c ®Þnh lÞch vÖ tinhchÝnh x¸c (Precise GLONASS ephemerides) cã ýnghÜa quan träng trong viÖc xö lý sè liÖu cã quym ...