Ứng dụng công nghệ GNSS trong kinh tế, xã hội & quân sự như thế nào?

GNSS là một công nghệ định vị, dẫn hướng hiện đại, mang lại nhiều lợi ích thiết thực cho kinh tế, xã hội và cả quân sự. 6 ứng dụng công nghệ GNSS mà Đất Hợp chia sẻ dưới đây sẽ giúp bạn hiểu thêm về khả năng hoạt động của công nghệ này.

Ứng dụng công nghệ GNSS trong xây dựng các mạng lưới trắc địa

Hiện nay, nhiều nước trên thế giới đã coi GNSS (hay GPS) là công nghệ chủ yếu trong xây dựng các mạng lưới trắc địa. Tại Việt Nam, GNSS cũng được ứng dụng từ rất sớm. Có thể kể đến như:

• Năm 1991 – 1992: Công nghệ GNSS đã được áp dụng để xây dựng một số mạng lưới Hạng II ở những vùng khó khăn như vùng Minh Hải, Tây Nguyên… Tiếp sau đó, GNSS cũng đã được sử dụng để xây dựng lưới trắc địa biển, kết nối đất liền với các đảo xa trong một hệ thống tọa độ chung.
• Năm 1995 – 1997: Xây dựng được mạng lưới GPS cấp “0” có chiều dài cạnh trung bình cỡ 120 km. Đây là mạng lưới “xương sống”, làm cơ sở để hoàn chỉnh mạng lưới thiên văn – trắc địa của nước ta, phục vụ cho các mục đích nghiên cứu khoa học và thiết lập hệ quy chiếu VN2000.
• Năm 1994 – 2003: Xây dựng các mạng lưới địa chính cơ sở tương đương lưới Hạng III quốc gia cho các địa phương trong cả nước. Không những thế, có những ưu điểm nổi bật so với công nghệ đo góc cạnh cũ, công nghệ GNSS (hay công nghệ GPS) đã nhanh chóng được sử dụng phổ biến ở các đơn vị đo đạc. Nhiều mạng lưới cấp thấp cũng đã được đo bằng công nghệ GNSS thay thế mạng lưới tương đương GT-1, GT-2 hoặc các đường chuyền cùng cấp.

Bên cạnh đó, ứng dụng công nghệ GNSS trong xây dựng các mạng lưới trắc địa còn được phục vụ cho: Xây dựng nhà máy, khu công nghiệp, công trình đầu mối thủy điện, cầu vượt sông, hầm xuyên núi…

Năm 2009, Bộ Tài Nguyên – Môi Trường đã ban hành Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 04:2009/BTNMT về xây dựng lưới tọa độ, trong đó đã coi công nghệ GPS là công nghệ chủ đạo trong công tác xây dựng lưới tọa độ nhà nước các Cấp, Hạng.

Ứng dụng công nghệ GNSS trong trắc địa công trình

Trong trắc địa công trình, ứng dụng công nghệ GNSS có thể được chia thành hai lĩnh vực chính:

– Đo các mạng lưới cơ sở trắc địa công trình và lưới thi công công trình

Các công trình xây dựng có quy mô lớn cần xây dựng lưới cơ sở trắc địa công trình như: Công trình giao thông, đường hầm xuyên núi có chiều dài lớn; công trình cầu vượt; công trình thủy lợi, hầm thủy điện; công trình sân bay, cảng biển…

Theo quy định chung, các mạng lưới cơ sở trắc địa công trình phải được đo nối với hệ tọa độ nhà nước và cao độ các điểm lưới phải theo điểm lưới trong hệ thống độ cao nhà nước. Độ chính xác của mạng lưới cơ sở trắc địa công trình phụ thuộc vào tính chất, đặc điểm và yêu cầu riêng của từng công trình hoặc khu công nghiệp.

Ví dụ, ở Khu công nghiệp Dung Quất, công nghệ GNSS đã được áp dụng để xây dựng mạng lưới cơ sở trắc địa công trình. Dựa trên lưới này, người ta đã xây dựng các mạng lưới thi công cho các hạng mục công trình dưới dạng lưới đường chuyền đo góc cạnh. Các mạng lưới này phục vụ cho việc đo bố trí các hạng mục công trình, phục vụ lắp đặt các thiết bị lớn như đường ống, cắm tim cọc các công trình…

Đối với các công trình nhỏ hơn và riêng lẻ, thay vì lập lưới cơ sở trắc địa công trình tốn khá nhiều thời gian và chi phí, ta có thể lập lưới thi công công trình và đo nối với điểm tọa độ, độ cao nhà nước. Có thể ứng dụng công nghệ GNSS để đo các mạng lưới thi công với chiều dài các cạnh từ 100m đến 1000m. Lưới thi công có thể xây dựng ở dạng lưới tam giác và cũng cho phép xây dựng ở dạng lưới đa giác.

– Đo các mạng lưới quan trắc biến dạng và chuyển dịch công trình

Trong các dạng đo đạc, đo biến dạng công trình đòi hỏi yêu cầu độ chính xác cao nhất. Mức độ tin cậy của số liệu đo biến dạng, chuyển dịch phụ thuộc vào độ chính xác đo và phương pháp xử lý dữ liệu đo.

Ứng dụng công nghệ GNSS trong quan trắc biến dạng và chuyển dịch công trình có thể kể đến như:

• Sử dụng phương pháp đo GPS động liên tục với tần suất ghi tín hiệu cỡ 0.5s – 1s hoặc nhỏ hơn để quan trắc dao động của cầu dây văng do tác động của ngoại lực hoặc quan trắc dao động của nhà cao tầng do tác động của áp lực gió.
• Sử dụng GPS trong quan trắc chuyển vị ngang các công trình, đặc biệt là ở các công trình công nghiệp và nhà cao tầng, do trong quá trình xây dựng hoặc sử dụng có thể bị biến dạng hoặc chuyển vị, hoặc do ảnh hưởng của lún lệch dẫn đến nghiêng công trình.

Ứng dụng công nghệ GNSS trong trắc địa bản đồ

Trong trắc địa bản đồ, công nghệ GNSS được ứng dụng chủ yếu dựa trên phương pháp đo GPS động với nguyên lý định vị tương đối. Khác với đo tĩnh, đo động sử dụng một máy thu đặt cố định (được gọi là trạm cơ sở hay trạm tĩnh), máy còn lại được phép di chuyển trong khi đo (được gọi là trạm động).

Độ chính xác của phương pháp đo động thấp hơn đo tĩnh nhưng tốc độ đo khá nhanh do thời gian thu tín hiệu tại mỗi điểm chỉ khoảng vài giây đến vài phút tùy vào tần suất ghi lựa chọn.
Ứng dụng của GPS đo động trong trắc địa bản đồ có thể kể đến như:

• Đo chi tiết thành lập bản đồ: Với thời gian thu thập dữ liệu nhanh chóng, GPS đo động hoàn toàn có thể ứng dụng để đo vẽ bản đồ địa hình, bản đồ địa chính tỷ lệ lớn (từ tỷ lệ 1:500 trở xuống). Khoảng cách đo giữa trạm tĩnh và trạm động có thể lên đến 30km (tối ưu hơn so với đo chi tiết bằng máy toàn đạc – khoảng cách giữa máy và gương chỉ vài trăm mét).

• Đo vẽ mặt cắt địa hình: Trong khảo sát phục vụ xây dựng công trình giao thông (đường bộ, đường sắt…), xây dựng đường điện hay các công trình có định dạng tuyến khác, thường phải đo vẽ thành lập các mặt cắt dọc hoặc mặt cắt ngang. Nếu điều kiện địa hình cho phép (không quá rậm rạp) có thể ứng dụng phương pháp đo GPS động để đo vẽ thành lập các mặt cắt với độ chính xác của các điểm trên mặt cắt tương đương với điểm chi tiết trên bản đồ địa hình tỷ lệ 1:500.
• Chuyển thiết kế ra thực địa: Đây là một dạng thường gặp của trắc địa công trình. Kỹ thuật đo GPS động tức thời (RTK) giúp xác định nhanh chóng các điểm có tọa độ đã cho ở thực địa. Tọa độ tức thời của điểm đo RTK sẽ giúp xác định vị trí điểm thiết kế trên thực địa. Phương pháp này đặc biệt thích hợp đối với các công trình trên biển (giàn khoan, cầu cảng…) hoặc những nơi mà khả năng đo đạc bằng các phương pháp truyền thống bị hạn chế.
• Kiểm tra nghiệm thu bản đồ địa hình, địa chính: Ưu điểm của phương pháp này là giúp kiểm tra nhanh các điểm chi tiết trên bản đồ, thường là điểm địa vật hoặc điểm địa hình (với sai số trung phương cho phép – vị trí điểm mặt bằng đo bằng GPS động từ 2 – 4 cm và về độ cao trong khoảng từ 4 – 8 cm).

Ứng dụng công nghệ GNSS trong đo cao

Trong thực tế, có nhiều trường hợp khó có thể thực hiện đo cao hình học như vùng núi cao, đầm lầy, đo qua sông, qua eo biển… Trong những trường hợp này, phương pháp đo cao GNSS sẽ giải quyết được khó khăn trong công tác đo cao.

Để đo cao bằng GNSS, bạn cần dẫn độ cao bằng thủy chuẩn hình học từ mốc độ cao nhà nước đến một số mốc trong lưới GNSS hoặc bố trí một số điểm GNSS trùng vào mốc thủy chuẩn nhà nước.

Qua nghiên cứu và thực nghiệm, phương pháp đo cao bằng GNSS chưa đảm bảo độ tin cậy 100% trên tất cả các khu vực và trên mọi điều kiện địa hình, do đó Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về xây dựng lưới độ cao ban hành năm 2008 chưa coi đo cao GNSS là phương pháp có thể thay thế cho đo cao hình học hạng IV.

Ứng dụng công nghệ GNSS trong nghiên cứu địa động

Nghiên cứu địa động là một trong các nhiệm vụ của trắc địa cao cấp. Sử dụng công nghệ GNSS có thể đo chính xác các khoảng cách dài đến hàng ngàn km bằng các máy thu tín hiệu GPS gọn nhẹ.

Tại Việt Nam, từ năm 1990 đến nay, GPS đã được ứng dụng trong quan trắc hoạt động của đới đứt gãy sông Hồng, nghiên cứu đứt gãy Lai Châu – Điện Biên, đứt gãy sông Mã và tham gia nghiên cứu địa động lực Biển Đông…

GNSS cũng được sử dụng để quan trắc chuyển dịch biến dạng mặt đất do khai thác khoáng sản hoặc các hiện tượng trượt lở đất do tác động ngoại sinh. Trong một số trường hợp người ta phối hợp GNSS và toàn đạc điện tử để quan trắc chuyển dịch biến dạng mặt đất trên phạm vi cục bộ.

Ứng dụng công nghệ GNSS trong quân sự

Hai ứng dụng lớn của công nghệ GNSS trong quân sự có thể kể đến là:

– Định vị, dẫn đường cho các phương tiện quân sự

Ứng dụng phổ biến nhất của GNSS trong quân sự là định vị, dẫn đường cho các phương tiện quân sự khác nhau như: Tàu chiến trên biển và đại dương, máy bay trong không gian, xe tăng trên mặt đất… Máy thu GPS cầm tay kết hợp cùng với máy đo khoảng cách laser và la bàn giúp người trinh sát nhanh chóng xác định tọa độ mục tiêu của đối phương để báo cáo ngay cho các đơn vị hỏa lực phối hợp chiến đấu.

– Dẫn đường cho các tên lửa đạn đạo và tên lửa hành trình

GNSS còn có vai trò quan trọng trong dẫn đường cho các tên lửa đạn đạo và tên lửa hành trình với tầm hoạt động có thể lên đến hàng ngàn km. Sử dụng hệ thống dẫn đường bằng GPS kết hợp với INS giúp giảm giá thành của vũ khí (bom, tên lửa…) hơn so với dẫn đường bằng tín hiệu vô tuyến, bằng laser hay bằng hệ thống quán tính INS.

Có thể thấy công nghệ GNSS đóng vai trò vô cùng quan trọng trong quân sự và chiến tranh hiện đại. Nhờ có công nghệ này, hiệu quả phá hủy mục tiêu quân sự của vũ khí được phát huy tối đa, giảm thiểu tổn thất về người. Chính vì thế, các nước lớn trên thế giới như Mỹ, Nga, Trung Quốc, EU… đều xây dựng hệ thống định vị vệ GNSS tinh riêng, đồng thời sử dụng kỹ thuật bảo mật để chủ động trong khai thác công nghệ vệ tinh phục vụ mục đích quân sự, quốc phòng.

Ứng dụng công nghệ GNSS trong xây dựng mạng lưới trắc địa, trắc địa công trình hay trắc địa bản đồ là những ứng dụng phổ biến nhất tại Việt Nam. Liên hệ ngay HOTLINE 0903 825 125 để được tư vấn về các thiết bị định vị vệ tinh GNSS hiện đại, phù hợp nhất với nhu cầu công việc của bạn.

“Đất Hợp – Dẫn đầu xu thế công nghệ trong ngành trắc địa bản đồ”.

>>> Xem thêm: Ứng dụng GNSS trong Khảo sát, Thành lập bản đồ và GISTìm hiểu về Định vị vệ tinh và Thiết bị định vị vệ tinh