Ứng dụng phương pháp bình sai điều kiện kèm ẩn số trong xử lý hỗn hợp lưới GNSS , thủy chuẩn và nâng cao độ chính xác mô hình Geoid

Một trong những nội dung quan trọng để đạt mục tiêu hiện đại hóa hệ thống

độ cao là tiến hành kết nối các tuyến độ cao lưới hạng I, hạng II nhà nước

với các điểm trạm GNSS CORS và các điểm trọng lực nhà nước. Hiện nay ở

nước ta đang sử dụng mô hình Geoid 2010 được xây dựng trên cơ sở mô

hình Geoid toàn cầu EGM 2008 với bổ sung số liệu của trên 30.000 điểm trọng

lực chi tiết và trên 800 điểm GPS-thủy chuẩn. Việc xử lý kết hợp số liệu GNSSthủy chuẩn và mô hình Geoid trọng lực để nâng cấp mô hình Geoid địa

phương đạt độ chính xác cao (cỡ 4÷10 cm) có thể cho phép áp dụng công

nghệ đo cao bằng vệ tinh dần thay thế công nghệ đo thủy chuẩn truyền thống

trong việc xác định độ cao đạt độ chính xác hạng III và IV là bài toán cấp thiết

của công tác trắc địa bản đồ ở nước ta. Về vấn đề xử lý số liệu nhằm nâng

cấp mô hình Geoid đã có nhiều tài liệu trong và ngoài nước đề cập. Trong các

tài liệu này, chủ yếu thảo luận vấn đề áp dụng các mô hình cho hàm nội suy

như phương pháp Collocation, hàm tuyến tính bậc 1, 2 hay hàm spline. Trong

bài báo này, mục tiêu là xem xét và đề xuất bài toán xử lý số liệu trắc địa từ

khía cạnh lý thuyết bình sai điều kiện kèm ẩn số và tính toán ma trận trọng

số đảo của các số liệu đầu vào.

Ứng dụng phương pháp bình sai điều kiện kèm ẩn số trong xử lý hỗn hợp lưới GNSS , thủy chuẩn và nâng cao độ chính xác mô hình Geoid trang 1

Trang 1

Ứng dụng phương pháp bình sai điều kiện kèm ẩn số trong xử lý hỗn hợp lưới GNSS , thủy chuẩn và nâng cao độ chính xác mô hình Geoid trang 2

Trang 2

Ứng dụng phương pháp bình sai điều kiện kèm ẩn số trong xử lý hỗn hợp lưới GNSS , thủy chuẩn và nâng cao độ chính xác mô hình Geoid trang 3

Trang 3

Ứng dụng phương pháp bình sai điều kiện kèm ẩn số trong xử lý hỗn hợp lưới GNSS , thủy chuẩn và nâng cao độ chính xác mô hình Geoid trang 4

Trang 4

Ứng dụng phương pháp bình sai điều kiện kèm ẩn số trong xử lý hỗn hợp lưới GNSS , thủy chuẩn và nâng cao độ chính xác mô hình Geoid trang 5

Trang 5

Ứng dụng phương pháp bình sai điều kiện kèm ẩn số trong xử lý hỗn hợp lưới GNSS , thủy chuẩn và nâng cao độ chính xác mô hình Geoid trang 6

Trang 6

Ứng dụng phương pháp bình sai điều kiện kèm ẩn số trong xử lý hỗn hợp lưới GNSS , thủy chuẩn và nâng cao độ chính xác mô hình Geoid trang 7

Trang 7

pdf 7 trang viethung 7040
Bạn đang xem tài liệu "Ứng dụng phương pháp bình sai điều kiện kèm ẩn số trong xử lý hỗn hợp lưới GNSS , thủy chuẩn và nâng cao độ chính xác mô hình Geoid", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Ứng dụng phương pháp bình sai điều kiện kèm ẩn số trong xử lý hỗn hợp lưới GNSS , thủy chuẩn và nâng cao độ chính xác mô hình Geoid

Ứng dụng phương pháp bình sai điều kiện kèm ẩn số trong xử lý hỗn hợp lưới GNSS , thủy chuẩn và nâng cao độ chính xác mô hình Geoid
64 Journal of Mining and Earth Sciences Vol. 61, Issue 5 (2020) 64 - 70 
Application of adjustment with contrainned codition 
in mixed GNSS, levelling control network and 
improving accuracy of the Geoid model 
Ha Ngoc Hoang * 
Faculty of Geomatics and Land Administration, Hanoi University of Mining and Geology, Vietnam 
ARTICLE INFO 
ABSTRACT 
Article history: 
Received 25th Sept. 2020 
Accepted 03rd Oct. 2020 
Available online 31st Oct. 2020 
 One of the important contents to achieve the goal of modernization of the 
height system is connect the levelling observations between national 
levelling order I, II to the national GNSS Continuous Operating Reference 
Stations and the national gravity marks. Today, Vietnamese surveyors 
commonly use Geoid model 2010 that built based on more than 3000 
gravity marks and over 800 GPS-levelling points. The processing 
combined GNSS-levelling and gravity obervations to improve the Geoid 
model for archiving accuracy from 4 to 10 centimeters, that can be 
possible to apply topographic heigh using GNSS accurately instead of 
traditional levelling is necessary for geomatics and mapping in Vietnam. 
There are some researchs in the literature aim to improving geoid model. 
In these research, the interpolation methods are mainly discussed such as 
collocation, linear function order 1, 2 or spline function. In this paper, the 
objective is to consider and propose a method of data processing using 
theothy of adjustment with contrainned codition and analyze the 
covariance matrix of the input data. 
Copyright © 2020 Hanoi University of Mining and Geology. All rights reserved. 
Keywords: 
Adjustment computations, 
Geoid model, 
GNSS, 
Height system, 
Leveling networks. 
_____________________ 
*Corresponding author 
E-mail: hoangngocha@humg. edu. vn 
DOI: 10. 46326/JMES. 2020. 61(5). 07 
 Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất Tập 61, Kỳ 5 (2020) 64 - 70 65 
Ứng dụng phương pháp bình sai điều kiện kèm ẩn số trong xử 
lý hỗn hợp lưới GNSS , thủy chuẩn và nâng cao độ chính xác mô 
hình Geoid 
Hoàng Ngọc Hà* 
Khoa Trắc địa - Bản đồ và Quản lý đất đai, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Việt Nam 
THÔNG TIN BÀI BÁO 
TÓM TẮT 
Quá trình: 
Nhận bài 25/9/2020 
Chấp nhận 03/10/2020 
Đăng online 31/10/2020 
 Một trong những nội dung quan trọng để đạt mục tiêu hiện đại hóa hệ thống 
độ cao là tiến hành kết nối các tuyến độ cao lưới hạng I, hạng II nhà nước 
với các điểm trạm GNSS CORS và các điểm trọng lực nhà nước. Hiện nay ở 
nước ta đang sử dụng mô hình Geoid 2010 được xây dựng trên cơ sở mô 
hình Geoid toàn cầu EGM 2008 với bổ sung số liệu của trên 30.000 điểm trọng 
lực chi tiết và trên 800 điểm GPS-thủy chuẩn. Việc xử lý kết hợp số liệu GNSS-
thủy chuẩn và mô hình Geoid trọng lực để nâng cấp mô hình Geoid địa 
phương đạt độ chính xác cao (cỡ 4÷10 cm) có thể cho phép áp dụng công 
nghệ đo cao bằng vệ tinh dần thay thế công nghệ đo thủy chuẩn truyền thống 
trong việc xác định độ cao đạt độ chính xác hạng III và IV là bài toán cấp thiết 
của công tác trắc địa bản đồ ở nước ta. Về vấn đề xử lý số liệu nhằm nâng 
cấp mô hình Geoid đã có nhiều tài liệu trong và ngoài nước đề cập. Trong các 
tài liệu này, chủ yếu thảo luận vấn đề áp dụng các mô hình cho hàm nội suy 
như phương pháp Collocation, hàm tuyến tính bậc 1, 2 hay hàm spline. Trong 
bài báo này, mục tiêu là xem xét và đề xuất bài toán xử lý số liệu trắc địa từ 
khía cạnh lý thuyết bình sai điều kiện kèm ẩn số và tính toán ma trận trọng 
số đảo của các số liệu đầu vào. 
©2020 Trường Đại học Mỏ - Địa chất. Tất cả các quyền được bảo đảm. 
Từ khóa: 
GNSS, 
Hệ độ cao, 
Lưới độ cao, 
Mô hình Geoid, 
Tính toán bình sai. 
1. Mở đầu 
Trên Hình 1 minh họa mối quan hệ giữa độ cao 
chuẩn và độ cao ellipsoid như phương trình (1) 
ℎ = 𝐻 −  (1) 
Trong đó: h - độ cao chuẩn; H - độ cao ellipsoid
(độ cao trắc địa);  - dị thường độ cao. 
Từ phương trình (1) ta có phương trình (2): 
𝐻 −  − ℎ = 0 (2) 
Đại lượng d= H –tl - h = -F(x,y) hoặc 
d= H –tl - h = -F(B,L). 
Mô hình bình sai 1 
Có thể viết phương trình số hiệu chỉnh: 
𝑉𝑖 = 𝑎𝑖∆𝑥𝑖 + 𝑙𝑖 (3) 
Trong đó: 𝑙𝑖 = 𝐻𝑖 − 𝑖 − 𝐻𝑖
_____________________ 
*Tác giả liên hệ 
E - mail: hoangngocha@humg. edu. vn 
DOI: 10. 46326/JMES. 2020. 61(5). 07 
66 Hoàng Ngọc Hà/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 61(5), 64 - 70 
Thực tế có thể chọn mô hình 4 ẩn số (Hoàng 
Ngọc Hà, Trương Quang Hiếu, 2015; Markuze, 
Hoàng Ngọc Hà, 1991): 
𝑎𝑖 = (1 𝑐𝑜𝑠𝐵𝑖𝑐𝑜𝑠𝐿𝑖 𝑐𝑜𝑠𝐵𝑖𝑠𝑖𝑛𝐿𝑖 𝑠𝑖𝑛𝐵𝑖) 
𝑥𝑇 = (𝑥0 𝑥1 𝑥2 𝑥3) 
(4) 
Ở đây: x0, x1, x2, x3 - các hệ số của mô hình hàm 
nội suy. 
Từ n điểm GNSS có độ cao thủy chuẩn h, dị 
thường độ cao và độ cao trắc địa H, xác định hệ 
phương trình các số hiệu chỉnh: 
𝑉 = 𝐴∆𝑥 + 𝐿 (5) 
Hệ phương trình chuẩn: 
𝑅∆𝑥 + 𝑏 = 0 (6) 
Giải hệ phương trình (6) xác định được x, và 
x = x0 + x. Như vậy, ta có các hệ số của mô hình 
(4). 
Dị thường độ cao được tính toán từ các mô 
hình Geoid với các điểm không có độ cao thủy 
chuẩn: 
ℎ = 𝐻𝐺𝑁𝑆𝑆 −  + 𝐴𝑥 (7) 
Nhược điểm của mô hình bình sai nay là không 
thể hiệu chỉnh các tham số H,  và h sau bình sai. 
Mô hình bình sai 2 
Trong các tài liệu (Kotsakis và nnk, 2012; Lê 
Văn Hùng, Nguyễn Xuân Hòa, 2013) đã thảo luận 
vấn đề xử lý số liệu nhằm nâng cấp mô hình 
Geoid,trên cơ sở áp dụng các mô hình cho hàm nội 
suy như phương pháp Collocation, hàm tuyến tính 
bậc 1,2 hay hàm spline. Trong bài báo này xem xét 
bài toán xử lý số liệu trắc địa từ khía cạnh lý thuyết 
bình sai điều kiện kèm ẩn số mà các tác giả đã nêu 
ra ở (Hoàng Ngọc Hà, Markuze, 1990; Markuze, 
Hoàng Ngọc Hà, 1991; Hoàng Ngọc Hà, Trương 
Quang Hiếu, 2000; Hoàng Ngọc Hà, 2006; Leick và 
nnk. , 2015) và tính
toán ma trận trọng số đảo của các số liệu đầu vào. 
Với n điểm GNSS có độ cao H được xác định 
trong hệ tọa độ mặt đất và có độ cao thủy chuẩn, 
ta có các phương trình điều kiện với ẩn số phụ: 
𝐵𝑉 + 𝐴∆𝑥 +𝑊 = 0 
𝐵𝑛𝑥3𝑛 = ( 𝐸𝑛𝑥𝑛 − 𝐸𝑛𝑥𝑛 − 𝐸𝑛𝑥𝑛) 
𝑉𝑇 = ( 𝑉𝐻𝑛𝑥1 𝑉𝑛𝑥1 𝐸𝑛𝑥𝑛) 
(8) 
Trong đó: E - Ma trận đơn vị; Anxk - Ma trận hệ 
số. 
𝐴𝑇 = (𝑎1
𝑇 𝑎2
𝑇  𝑎𝑛
𝑇) 
𝑄𝑉 = (
𝑄𝐻
𝑄
𝑄ℎ
) 
Trong đó: x - vector ẩn số; 𝑄𝐻 , 𝑄, 𝑄ℎ - ma 
trận trọng số đảo của các vector H,  , h. 
Đạ𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑊 = 𝐻 − − ℎ
= (𝐸 − 𝐸 − 𝐸)(
𝐻

ℎ
) 
𝑄𝑉 = (
𝑄𝐻
𝑄
𝑄ℎ
) 
(9) 
𝑄𝑦 = 𝐵𝑄𝐵
𝑇 
= (𝐸 − 𝐸 − 𝐸)(
𝑄𝐻
 𝑄𝜁
 𝑄ℎ
) (𝐸 − 𝐸 − 𝐸)𝑇 
= (𝑄𝐻 + 𝑄 + 𝑄ℎ) 
(10) 
Hệ phương trình (8) được giải với điều kiện: 
  = 𝑉𝑇𝑄𝑉
−1𝑉 = 𝑉𝐻
𝑇𝑄𝐻
−1𝑉𝐻 + 𝑉 𝜁
𝑇𝑄𝜁
−1𝑉𝜁
+ 𝑉ℎ
𝑇𝑄ℎ
−1𝑉ℎ = 𝑚𝑖𝑛 
Hình 1. Mối quan hệ độ cao. 
 Hoàng Ngọc Hà/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 61(5), 64 - 70 67 
Từ lý thuyết bình sai điều kiện kèm ẩn số lập 
được hàm Lagrăng: 
 = 𝑉𝑇𝑃𝑉 + 2𝐾𝑇(𝐵𝑉 + 𝐴∆𝑥 +𝑊)
= 𝑚𝑖𝑛 
(11) 
Tính các đạo hàm theo vector: 
𝜕𝜑
𝜑𝑉
= 2𝑉𝑇𝑃 − 2𝐾𝑇𝐴 = 0 (12) 
𝜕𝜑
𝜕𝛥𝑥
= −2𝐾𝑇𝐴 = 0 (13) 
Từ công thức: 
𝑉 = 𝑃−1𝐵𝑇𝐾 (14) 
𝐴𝑇𝐾 = 0 (15) 
Thay vào công thức (8) xác định được: 
{
𝑁𝐾 + 𝐴∆𝑥 +𝑊
𝐴𝑇𝑘 = 0
𝑁 = 𝐵𝑄𝐵𝑇 = 𝑄𝐻 + 𝑄 + 𝑄h
 (16) 
Trong đó: 𝑁 = 𝐵𝑄𝐵𝑇; 𝑄 = 𝑃−1 
Công thức (16) có thể viết lại dưới dạng: 
(
𝑁 𝐴
𝐴𝑇 𝑂
) (
𝐾
∆𝑥
) + (
𝑊
𝑂
) = 0 (17) 
Vector nghiệm của hệ phương trình (7) sẽ là: 
(
𝐾
𝛥𝑥
) = −𝐵𝛽
−1 (
𝑊
𝑂
) (18) 
Ở đây, ma trận 𝑁𝐴 = (
𝑁 𝐴
𝐴𝑇 𝑂
). Hệ phương 
trình (17) có thể được giải đơn giản hơn như sau. 
Từ phương trình đầu của hệ (16) có công thức: 
𝐾 = −𝑁−1𝐴∆𝑥−𝑁−1𝑊
= −𝑁−1(𝐴∆𝑥 +𝑊)
= −𝑁−1𝑊1 
(19) 
Ở đây vector: 
𝑊1 = 𝐴∆𝑥 +𝑊 (20) 
Thay thế công thức (19) vào phương trình thứ 
2 của hệ phương trình (16) sẽ nhận được: 
𝐴𝑇𝑁−1𝐴∆𝑥 + 𝐴𝑇𝑁−1𝑊 = 0 
Hay là: 
∆𝑥 = −(𝐴𝑇𝑁−1𝐴)−1𝐴𝑇𝑁−1𝑊
= −[𝐴𝑇(𝑄𝐻 + 𝑄
+ 𝑄h)
−1𝐴𝐴𝑇(𝑄𝐻 + 𝑄
+ 𝑄h)
−1𝑊 
(21) 
Vector số hiệu chỉnh V được tính theo (14) và 
(19) như sau: 
𝑉 = (
𝑉𝐻
𝑉𝜁
𝑉ℎ
) = 𝑄𝐵𝑇𝐾
= −( 
𝑄𝐻
𝑄
𝑄ℎ
)(
𝐸
−𝐸
−𝐸
)𝑁−1𝑊1
= −(
𝑄𝐻
𝑄𝜁
𝑄ℎ
)(𝑄𝐻 + 𝑄𝜁 +𝑄ℎ)
−1
𝑊1 
(22) 
Để đánh giá độ chính xác sau bình sai, cần phải 
tính ma trận trọng số đảo của vector V sau bình 
sai: 
𝑄𝑣 = 𝑇𝑄𝑤1𝑇
1 (23) 
Ở đây ma trận: 
𝑇 = (
𝑄𝐻
𝑄𝜁
𝑄ℎ
)(𝑄𝐻 + 𝑄𝜁 + 𝑄ℎ)
−1
Hoặc: 
𝑇 = (
𝑄𝐻
𝑄𝜁
𝑄ℎ
)𝑁−1 (24) 
Ma trận trọng số đảo vector x được xác định từ 
công thức (21): 
𝑄∆𝑥 = (𝐴
𝑇𝑁−1𝐴)−1 
Ký hiệu ma trận 𝑅 = 𝐴𝑇𝑁−1𝐴 thay công thức 
(21) vào công thức (20) có: 
𝑊1 = 𝐴∆𝑥 +𝑊 = (−𝐴𝑅
−1𝐴𝑇𝑁−1 + 𝐸)𝑊 
Trong đó: E - ma trận đơn vị. 
Theo công thức tính trọng số đảo của hàm số 
có: 
𝑄𝑤1 = (−𝐴𝑅
−1 + 𝐸)𝑁(−𝑁−1𝐴 𝑅−1𝐴𝑇 + 𝐸) 
= (−𝐴𝑅−1𝐴𝑇 +𝑁)(−𝑁−1𝐴𝑅−1𝐴𝑇 + 𝐸) 
= 𝐴𝑅−1𝐴𝑇1𝐴𝑅−1𝐴𝑇 −𝑁−1𝐴𝑅−1𝐴𝑇 + 𝐴𝑅−1𝐴𝑇
+ 𝑁 = 𝑁 − 𝐴𝑅−1𝐴𝑇 
Như vậy công thức: 
𝑄𝑤1 = 𝑁 − 𝐴𝑅
−1𝐴𝑇 (25) 
Từ các kết quả tính toán theo công thức (21), 
vector x dùng để tính đo ̣ cao chính đói với các 
68 Hoàng Ngọc Hà/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 61(5), 64 - 70 
điểm không có độ cao thủy chuẩn. 
𝑉𝐻𝑖, 𝑉𝜁 , 𝑉ℎ𝑖 sử dụng để hiệu chỉnh các giá trị Hi, 
i, hi tại các điểm GNSS và lưới độ cao. 
Cần lưu ý rằng, trong bình sai hỗn hợp các đại 
lượng có tính chất khác nhau, thay vì sử dụng ma 
trận trọng số đảo nên dùng ma trận tương quan, 
được xác định theo định nghĩa: 
𝐶 = 𝜎2𝑄 
𝐶𝑉 = (
𝐶𝐻
 𝐶
 𝐶ℎ
) 
Trong đó: σ - Độ lệch chuẩn; Q - ma trận trọng 
số đảo. Trong thực tế đại lượng σ được thay thế 
bằng sai số trung phương trọng số đơn vị. Ma trận 
Q được xác định từ kết quả bình sai riêng rẽ các 
mạng lưới trắc địa. Như vậy, để tối ưu hóa công 
việc tính toán các công thức từ (15) đến (25), các 
ma trận 𝑄𝐻 , 𝑄, 𝑄h được thay thế bằng ma trận 
𝐶𝐻 , 𝐶, 𝐶ℎ. 
2. Tính toán thực nghiệm 
Để minh họa cho thuật toán đã trình bày ở trên, 
tác giả tiến hành tính toán với số liệu được đo thực 
nghiệm với sơ đồ như Hình 2. Các điểm 1, 2, 3, 4, 5 
là những điểm nằm trong mạng lưới GNSS và thủy 
chuẩn. Các số liệu độ cao Geoid  và C. . được lấy 
từ mô hình Geoid hoặc được tính toán từ các số 
liệu đo trọng lực. Việc tính toán  được trình bày 
trong các tài liệu (Lê Văn Hùng, Nguyễn Xuân Hòa, 
2013; Kotsakis và nnk., 2012). Việc xác định C để 
đưa vào tính toán có thể xác định độ lệch chuẩn 
thực nghiệm. 
Bình sai riêng rẽ lưới độ cao và lưới GNSS được 
tính toán trên Ellipsoid WGS-84 đã được định vị 
để xác định các vector h, vector độ cao trắc địa H 
và các ma trận Ch và CH. Các số liệu để đưa vào tính 
toán được đưa ở Bảng 1. 
Ma trận A được thành lập như ma trận (*). 
𝐴 =
(
1 𝑐𝑜𝑠𝐵1𝑐𝑜𝑠𝐿1 𝑐𝑜𝑠𝐵𝑖𝑠𝑖𝑛𝐿1 𝑠𝑖𝑛 𝐵1
1 𝑐𝑜𝑠𝐵2𝑐𝑜𝑠𝐿2 𝑐𝑜𝑠𝐵𝑖𝑠𝑖𝑛𝐿2 𝑠𝑖𝑛𝐵2
1 𝑐𝑜𝑠𝐵3𝑐𝑜𝑠𝐿3 𝑐𝑜𝑠𝐵3𝑠𝑖𝑛𝐿3 𝑠𝑖𝑛𝐵3
1 𝑐𝑜𝑠𝐵4𝑐𝑜𝑠𝐿4 𝑐𝑜𝑠𝐵𝑖𝑠𝑖𝑛𝐿4 𝑠𝑖𝑛𝐵3
1 𝑐𝑜𝑠𝐵4𝑐𝑜𝑠𝐿4 𝑐𝑜𝑠𝐵𝑖𝑠𝑖𝑛𝐿4 𝑠𝑖𝑛𝐵4)
 (*) 
Từ số liệu trong Bảng 1, sẽ tính được các thành 
phần ma trận A và vector W trong Bảng 2. 
Ma trận: 
𝑁 = 𝐶𝐻 + 𝐶 + 𝐶h 
Trong đó: 
𝐶𝐻 = 𝜎𝐻
2𝑄𝐻; 𝐶 = 𝜎
2𝑄 ; 𝐶ℎ = 𝜎ℎ
2𝑄ℎ 
Theo mô hình tính toán có: 
CH = 25. E; 𝐶 = 125. E; Ch =100. E 
Nhận được ma trận (**). 
Tính nghiệm x theo công thức (21), vậy: 
𝑿 = (
−350404
−86358,9
313792,2
129945,4
) (26) 
Vector W1 trong công thức (20) được xác định 
như công thức (27): 
𝑊1 = (𝐴𝑥 + 𝑤) = 
(
0,011995702
−0,01206639
0,001384377
−0,001370179
5,64605𝐸 − 05)
 (27) 
𝐴𝑇𝑁−1𝐴 = 4. 10−3
= (
5 −1,26847437
−1,26847437 0,321805453
4,491972028 1,792529391
−1,13959027 −0,454755521
4,491972028 −1,139590274
1,792529391 −0,454755521
4,035562542 1,610398375
1,610398375 0,642632325
)−𝐴𝑇𝑁−1𝑊
= 4. 10−3 (
0,358
−0,09082
0,321625
0,128346
) 
(**) 
Hình 2. Sơ đồ các điểm chung GNSS và thủy chuẩn. 
 Hoàng Ngọc Hà/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 61(5), 64 - 70 69 
Thực hiện công thức (22) tính được vector các 
số hiệu chỉnh V: 
𝑉𝑇 = ( 𝑉ℎ1𝑉ℎ2𝑉ℎ𝑛𝑉𝑛𝑉ℎ𝑛𝑉𝑛) (28) 
Từ công thức (23), ta có các tham số Bảng 3. 
Từ kết quả tính toán các ma trận tương quan ở 
trên dễ dàng nhận thấy, sau khi bình sai tổng thể 
các thành phần đường chéo dùng để tính sai số 
trung phương các đại lượng Hi, hi, i đều nhỏ hơn 
giá trị trước bính sai, ưu điểm của thuật toán là cho 
phép tiến hành xác định ma trận trọng số đảo sau 
bình sai tổng thể của các đại lượng đưa vào bình 
sai,cụ thể là H, h và . Tác giả cũng đã áp dụng 
thuật toán để thử nghiệm với 19 điểm vùng Tây 
nguyên với số liệu lấy từ tài liệu của Lê Văn Hùng, 
Nguyễn Xuân Hòa (2013) và có kết quả là làm tăng 
độ chính xác các giá trị  và có thể dùng để nâng 
cấp mô hình Geoid địa phương. 
Tên 
điểm 
Tọa đo ̣ phảng Tọa đo ̣ trác địa 
Đo ̣ cao 
trác địa 
Đo ̣ cao 
Geoid 
Đo ̣ cao thủy 
chuản 
X (m) Y (m) B (0 ‘ “) L (0 ‘ “) H (m) N (m) H (m) 
1 2323837,548 579648,236 21 0 26,08232 105 45 58,18666 -20,157 -28,156 7,977 
2 2324052,727 580277,877 21 0 32,98045 105 46 20,02539 -20,909 -28,148 7,211 
3 2323878,279 579770,245 21 0 27,38768 105 46 2,41827 -20,871 -28,154 7,198 
4 2323932,544 579780,075 21 0 29,15061 105 46 2,76768 -20,983 -28,155 7,047 
5 2324169,145 580230,307 21 0 36,77332 105 46 18,39762 -20,707 -28,152 7,347 
Ma tra ̣n A Vector W 
1 -0,25365 0,898414 0,35848 -0,022 
1 -0,25374 0,89838 0,35853 -0,028 
1 -0,24843 0,842034 0,47881 -0,085 
1 -0,24869 0,83766 0,48629 -0,125 
1 - 0,30477 0,79908 0,51825 -0,098 
TT Các tham số 
1 𝑄𝑊1 =
(
121,7523596 20,30600433 −111,325858 −33,59547132 15,19614
5,095216293 −27,2525548 3,734761623 −2,7352
137,4972685 7,489646814 0,649983
42,24054219 −14,5437
8,438036)
2 𝐶𝐻 =
(
121,7523596 0,203060043 −1,11325858 −0,335954713 0,151961
0,050952163 −0,27252555 0,037347616 −0,02735
1,374972685 0,074896468 0,0065
0,422405422 −0,14544
0,08438 )
3 𝐶 =
(
60,87617981 10,15300216 −55,6629288 −16,79773566 7,598071
2,547608146 −13,6262774 1,867380812 −1,3676
68,74863425 3,744823407 0,324991
21,12027109 −7,27186
4,219018)
4 𝐶ℎ =
(
48,70094385 8,122401731 −44,5303431 −13,43818853 6,078457
2,038086517 −10,9010219 1,493904649 −1,09408
54,9989074 2,995858726 0,259993
16,89621687 −5,81749
3,375215)
Bảng 1. Dữ liệu đầu vào. 
Bảng 2. Thành phần ma trận A và vector W. 
Bảng 3. Ma trận tương quan sử dụng để đánh giá độ chính xác các tham số. 
70 Hoàng Ngọc Hà/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 61(5), 64 - 70 
Để tính độ cao chuẩn của các điểm chỉ đo GNSS 
và không đo nối thủy chuẩn, áp dụng công thức: 
ℎ𝑗 = 𝐻𝑗 − 𝑗 + 𝑎𝑗𝑥 (29) 
Ở đây vector x được tính trong công thức (26). 
3. Kết luận và kiến nghị 
Từ kết quả nghiên cứu lý thuyết và tính toán 
thực nghiệm nhận thấy, thuật toán bình sai hỗn 
hợp lưới thủy chuẩn, GNSS và số liệu từ mô hình 
Geoid hoặc đo trọng lực dựa trên cơ sở phương 
pháp bình sai điều kiện kèm ẩn số, với sự phát 
triển các công thức (21÷25) đã được chứng minh 
cho phép bình sai chặt chẽ và sử dụng được kết 
quả bình sai riêng rẽ các lưới GNSS và thủy chuẩn. 
Thuật toán này có thể phục vụ công tác tính toán 
bình sai lưới trắc địa nhằm phục vụ việc hiện đại 
hóa hệ thống độ cao ở nước ta. 
Thuật toán trên có thể ứng dụng trong trường 
hợp xử lý bài toán với số liệu là độ cao trắc địa, độ 
cao chính và độ cao Geoid. 
Tài liệu tham khảo 
Hoàng Ngọc Hà, (2006). Bình sai tính toán lưới 
Trắc địa và GPS. Nhà xuất bản Khoa học Kỹ
thuật, Hà Nội. 
Hoàng Ngọc Hà, Trương Quang Hiếu, (2000). Cơ 
sở toán học xử lý số liệu trắc địa. Nhà xuất bản 
Giao thông vận tải. 
Kotsakis, C., Katsambalos, K., Ampatzidis, D., 
(2012). Estimation of the zero-height 
geopotential level in a local vertical datum 
from inver-sion of co-located GPS, levelling 
and geoid heights: a case study in the Hellenic 
islands. Journal of Geodesy 86(6), 423-439. 
Lê Văn Hùng, Nguyễn Xuân Hòa, (2013). Kết hợp 
mô hình trọng trường toàn cầu EGM2008 và đo 
cao GPS thủy chuẩn nhằm nâng cao độ chính 
xác của kết quả đo cao GPS. Tạp chí Khoa học 
Công nghệ Xây dựng số 3+4. 
Leick, A. , Rapoport, L., & Tatarnikov, D., (2015). 
GPS satellite surveying. John Wiley & Sons. 
Markuze Y. U. I. , Hoàng Ngọc Hà, (1991). Bình sai 
các mạng lưới không gian mặt đất và vệ tinh, 
Nhà xuất bản Nhedra Matxcơva. Sách chuyên 
khảo (Tiếng Nga). 
Markuze Y. I., (1990). Cơ sở bình sai tính toán bình 
sai. Nhà xuất bản Nhedra Moscow. 

File đính kèm:

  • pdfung_dung_phuong_phap_binh_sai_dieu_kien_kem_an_so_trong_xu_l.pdf