Tính ưu việt của công nghệ GPS/GNSS

Công nghệ định vị vệ tinh ở Việt Nam đã phát triển lên mức độ cao, với việc xây dựng hệ tọa độ quốc gia thống nhất VN2000, xây dựng mô hình Geoid phủ trùm và đặc biệt là xây dựng thống trạm CORS quốc gia phủ trùm lãnh thổ (VNCORS) đã đáp ứng yêu cầu sử dụng từ lập lưới khống chế trắc địa trên phạm vi rộng lớn, nghiên cứu khoa học đến những nhiệm vụ đo đạc, thu nhận thông tin địa lý chi tiết một cách đồng bộ trên toàn lãnh thổ, tương đương với trình độ phát triển của các quốc gia tiên tiến trên thế giới. Đồng thời, với việc ứng dụng công nghệ, phát triển hạ tầng kỹ thuật, cơ quan quản lý nhà nước về ĐĐ&BĐ Việt Nam cũng đã ban hành các văn bản về quản lý kỹ thuật trong ứng dụng công nghệ GPS/GNSS, tạo nên sự quản lý thống nhất, đồng bộ đối với công trình ĐĐ&BĐ sử dụng công nghệ GPS/GNSS.

Công nghệ định vị vệ tinh là công nghệ có tính ưu việt trong đo đạc nên đã được các hãng chế tạo thiết bị chuyên dụng luôn quan tâm đặc biệt trong nghiên cứu, phát triển ứng dụng nâng cao độ chính xác, chuẩn hóa thiết bị theo hướng có độ chính xác cao nhất, rẻ nhất, người sử dụng dễ dàng tiếp cận nhất. Ai cũng có thể nhận ra rằng, công nghệ, thiết bị định vị vệ tinh GPS/GNSS hiện nay ở Việt Nam đã trở nên dễ tiếp cận cả về kinh phí cũng như khả năng làm chủ công nghệ.

Với sự phát triển công nghệ, hạ tầng kỹ thuật, quản lý như vậy, công nghệ định vị vệ tinh ở Việt Nam hiện nay đã trở thành một công nghệ “bình dân” của hàng ngàn doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực ĐĐ&BĐ, thu nhận thông tin địa lý. Trong những năm gần đây, việc ứng dụng công nghệ đo GPS/GNSS động dần phát triển nhanh, đặc biệt khi mà hệ thống VNCORS với 65 trạm phủ trùm lãnh thổ đã được đưa vào sử dụng từ cuối năm 2019 thì việc áp dụng công nghệ đo GPS/GNSS phát triển rất nhanh. Rất nhiều doanh nghiệp mua sắm thiết bị đo GPS/GNSS và theo đó nhiều công ty cung ứng thiết bị đo GPS/GNSS được mở ra và tăng trưởng nhanh. Đó là tín hiệu đáng mừng bởi ĐĐ&BĐ Việt Nam đang phát triển phù hợp với xu hướng công nghệ 4.0 của thế giới.

Hiện trạng áp dụng công nghệ GPS/GNSS trong đo đạc trực tiếp

Theo thống kê của Cục ĐĐ, BĐ&TTĐL Việt Nam, hiện nay đã có khoảng 2000 doanh nghiệp nhà nước, tư nhân đã đăng ký và được cấp phép hoạt động trong lĩnh vực ĐĐ&BĐ. Ngoài ra, số lượng các doanh nghiệp có đăng ký hoạt động ĐĐ&BĐ nhưng không đăng ký xin cấp phép hoạt động ĐĐ&BĐ tại các địa phương là chưa có thể thống kê, nhưng chắc chắn đó là con số không nhỏ. Có thể nói, các doanh nghiệp đều có xu hướng trang bị công nghệ đo đạc hiện đại, trong đó, công nghệ, thiết bị định vị vệ tinh luôn là hướng ưu tiên đầu tư hàng đầu do có điều kiện thuận lợi và tính hiệu quả của nó.

Có thể khái quát việc sử dụng công nghệ định vị vệ tinh trong ĐĐ&BĐ trực tiếp có độ chính xác cao của các doanh nghiệp Việt Nam hiện nay ở 2 lĩnh vực chính, đó là xây dựng lưới khống chế (sử dụng kỹ thuật đo tĩnh - Static Survey) và đo đạc trực tiếp thu nhận thông tin địa lý (sử dụng kỹ thuật đo động - Kinematic Survey).

Đối với kỹ thuật đo tĩnh

Với công nghệ GPS/GNSS, kỹ thuật đo tĩnh lập lưới khống chế ngay từ ban đầu đã đóng vai trò quyết định trong việc lập lưới khống chế ở phạm vi quốc gia cũng như phục vụ các công trình ở phạm vi nhỏ.

Ở Việt Nam cũng như trên thế giới, đây là công nghệ đo đạc mới, sớm được sử dụng xây dựng lưới khống chế trắc địa bởi tính ưu việt tuyệt đối so với các phương pháp truyền thống có trước. Trải qua hơn 30 năm sử dụng, đến nay, khi mà hệ thống lưới khống chế quốc gia đã được xây dựng, các dự án lớn tầm quốc gia trên diện rộng không còn nhiều thì công nghệ này chủ yếu chỉ còn được sử dụng trong việc khôi phục một số điểm mốc tọa độ quốc gia bị hỏng và sử dụng cho các dự án, công trình xây dựng độc lập trong các lĩnh vực như giao thông, thủy điện quy hoạch, địa chính,…

Hiện nay, do số lượng công trình cần lập lưới khống chế sử dụng kỹ thuật đo tĩnh ít dần đi, khiến cho các kỹ thuật viên có xu hướng quan tâm, nghiên cứu, sử dụng kỹ thuật này ngày một ít đi, trong khi mối quan tâm mới, nhiều hơn, có thể gọi là xu hướng sử dụng lại là kỹ thuật đo động thời gian thực RTK (Real time Kinematic) và kỹ thuật đo động xử lý sau PPK (Post Processing Kinematic) trong đo đạc chi tiết lập bản đồ địa hình, địa chính.

Với hệ thống trạm VNCORS đã được đưa vào sử dụng thì kỹ thuật đo tĩnh có thể đạt được tầm cao mới. Giờ đây, để đo lưới khống chế cho công trình, người sử dụng có thể không cần đến việc đo nối vào hệ thống các mốc tọa độ quốc gia các cấp đã được xây dựng trên toàn Việt Nam như trước đây vẫn làm mà được phép sử dụng số liệu đo liên tục 24/7 tại các trạm VNCORS làm số liệu đo tại những điểm đo nối tọa độ gốc quốc gia.

Với công nghệ trạm ảo (VRS), người sử dụng kỹ thuật đo tĩnh đo lưới khống chế tọa độ, độ cao cho công trình bất kỳ còn có thể không cần đặt máy đo vào các điểm gốc tọa độ quốc gia mà xin cấp số liệu đo ảo (VRS) tại các điểm gốc này từ hệ thống. Việc sử dụng công nghệ trạm ảo VRS sẽ rất có ý nghĩa khi mà hệ thống mốc tọa độ quốc gia bị mất, bị vô hiệu hóa bởi các hoạt động kinh tế, xã hội.

Một dịch vụ mang tính công nghệ cao hơn nữa đó là người sử dụng còn có thể sử dụng dịch vụ xử lý số liệu đo, tính toán bình sai lưới khống chế đo tĩnh của mình một cách tự động, trực tuyến bằng cách tải số liệu đo của mình lên cổng dịch vụ của hệ thống VNCORS để hệ thống xử lý tự động và trả về cho người sử dụng kết quả tọa độ trong hệ tọa độ VN2000 hoặc hệ tọa độ quốc tế. Đó là một dịch vụ mang tính kỹ thuật mới, nâng cao tầm công nghệ và tính hiệu quả của hệ thống VNCORS đã xây dựng của Việt Nam.

Có một xu hướng là ngay cả khi thiết kế công trình đo bản đồ địa hình khu vực nhỏ, người ta cũng có hướng loại bỏ công đoạn lập lưới khống chế cho khu đo mà sử dụng kỹ thuật đo động để đo toàn khu đo với mục tiêu đo đạc nhanh, giảm chi phí. Điều này mang lại hiệu quả kinh tế nhưng lại mang đến một thực tế là không có được một hệ thống mốc khống chế tọa độ, độ cao cho giai đoạn sau. Cũng có trường hợp vẫn làm mốc khống chế nhưng không đo theo kỹ thuật đo tĩnh mà thay vào đó đã đo tọa độ, độ cao bằng kỹ thuật đo động. Điều này để lại khó khăn tiềm ẩn cho giai đoạn sau của dự án.

Trên thực tế, người sử dụng kỹ thuật đo GPS/GNSS tĩnh lập lưới khống chế trong các doanh nghiệp ở Việt Nam hiện nay còn gặp khó khăn trong việc truyền độ cao thủy chuẩn với độ chính xác cao do mô hình Geoid địa phương của Việt Nam chưa được phổ biến rộng rãi.

Một hạn chế nữa trong ứng dụng kỹ thuật đo tĩnh đó là, người sử dụng chưa tiếp cận được sự hỗ trợ của hệ thống VNCORS, một mặt do người sử dụng chưa quen sử dụng và mặt khác trên thực tế vẫn còn một số chức năng cung cấp file số liệu đo tĩnh tại các trạm CORS, file trạm ảo VRS chưa được kích hoạt.

Để có cơ sở pháp lý về triển khai hoạt động của hệ thống VNCORS, Bộ TN&MT đã ban hành Thông tư số 03/2020/TT-BTNMT từ tháng 5/2020, trong đó, quy định về việc cung cấp các thông tin, số liệu, dịch vụ của hệ thống VNCORS. Đây là văn bản quy phạm pháp luật rất quan trọng cho việc áp dụng công nghệ định vị vệ tinh, đặc biệt là liên quan đến hệ thống VNCORS.

Trong thời gian tới, với sự hỗ trợ tốt của hệ thống VNCORS quốc gia, người sử dụng sẽ được thừa hưởng những tiện ích tốt hơn trong khai thác sử dụng công nghệ mới, mang lại hiệu quả về kỹ thuật, kinh tế trong các công trình đo đạc.

Đối với kỹ thuật đo động

Công nghệ định vị vệ tinh với sự phát triển của hệ thống thiết bị, phần mềm xử lý mới đã cho phép người sử dụng có thể đo đạc nhanh (thời gian đo cỡ một vài giây), đạt độ chính xác cao cỡ centimet, trên phạm vi rộng lớn, trong điều kiện che khuất nhẹ (dưới tán cây, rừng cây thưa) đã làm cho kỹ thuật đo động được sử dụng ngày càng phổ biến. Đặc biệt là, khi hệ thống trạm CORS Việt Nam do Cục ĐĐ, BĐ&TTĐL Việt Nam cung cấp dịch vụ đo động sử dụng hệ thống trạm CORS (NRTK) miễn phí thì các đơn vị hoạt động ĐĐ&BĐ đồng loạt đăng ký, sử dụng kỹ thuật đo động NRTK của hệ thống trạm CORS Việt Nam trong các công trình đo đạc của mình như một trào lưu kỹ thuật mới. Độ chính xác và phạm vi đo đạc của dịch vụ NRTK của hệ thống VNCORS đã công bố như sau: Với những thông số về phạm vi đo, độ chính xác đo đạc tọa độ, độ cao rất ấn tượng, kỹ thuật đo động của hệ thống VNCORS đã nhanh chóng được người sử dụng quan tâm, nghiên cứu, mua sắm thiết bị đo và triển khai áp dụng.

Đến tháng 7/2021 đã có khoảng 1200 tài khoản (user) đã đăng ký sử dụng dịch vụ đo động trong hệ thống VNCORS do Cục ĐĐ, BĐ&TTĐL Việt Nam quản lý. Hàng ngày, có khoảng từ 250 đến 300 máy đo hoạt động trên toàn quốc. Ngoài việc sử dụng kỹ thuật đo động NRTK của Cục ĐĐ, BĐ&TTĐL Việt Nam, có nhiều đơn vị, cá nhân còn sử dụng dịch vụ cung cấp giải pháp đo động RTK, PPK của một số doanh nghiệp khác ở Việt Nam, hoặc tự tổ chức đo động trong những điều kiện riêng. Điều này, làm cho bức tranh về sử dụng kỹ thuật đo động trong đo đạc chi tiết ở Việt Nam hiện nay rất đa dạng.

Tuy nhiên, thực tế sử dụng kỹ thuật đo động NRTK do Cục ĐĐ, BĐ&TTĐL Việt Nam quản lý, người sử dụng còn gặp phải những vướng mắc, phổ biến như sau: Áp dụng không đúng dịch vụ: do không xác định đúng giải pháp đo động sẽ áp dụng: VRS, MAX, iMAX hay SB của hệ thống với vị trí địa lý khu đo ở những khu vực ngoài vùng có khoảng cách trạm CORS <80 km, người sử dụng sẽ không đo được hoặc đo được với thời gian đo lâu, kết quả đo có độ chính xác thấp, khó kiểm soát. Điều này mang lại nhiều rủi ro về độ chính xác, đặc biệt là khi ĐĐ&BĐ ở tỷ lệ lớn 1:200, 1:500. Đã có những người sử dụng do không nắm rõ điều này, sử dụng dịch vụ không phù hợp ở những khu vực trạm CORS thưa, khu vực cách xa trạm CORS nên đã có những nhận xét đại loại như: Tín hiệu đo yếu, đo lâu, độ chính xác thấp,… Tuy nhiên, về cơ bản, với độ chính xác yêu cầu của bản đồ độ địa chính hiện hành thì độ chính xác kỹ thuật đo động nói chung và dịch vụ đo động NRTK của Cục ĐĐ, BĐ&TTĐL Việt Nam nói riêng đáp ứng tốt cho đo chi tiết ở mọi tỷ lệ từ 1:200 đến 1:10.000.

VŨ TIẾN QUANG
Hội Trắc địa - Bản đồ - Viễn thám Việt Nam
Nguồn: Tạp chí Tài nguyên và Môi trường số 17 (Kỳ 1 tháng 9) năm 2024