ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜ -...
Transcript of ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜ -...
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
KHOA CÔNG TRÌNH
THUYẾT MINH
ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG
ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP KIỂM NGHIỆM
THIẾT BỊ KHẢO SÁT THỦY ĐẠC.
Chủ nhiệm đề tài: ĐỖ HỒNG QUÂN
Thành viên tham gia: LÊ SỸ XINH
Hải Phòng, tháng 4/2016
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu ............................................................ 1
2. Tổng quan về tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài ............................. 5
3. Mục tiêu, đối tượng, phạm vi nghiên cứu ...................................................... 6
4. Phương pháp nghiên cứu, kết cấu của công trình nghiên cứu ....................... 6
5. Kết quả đạt được của đề tài ............................................................................ 6
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG ..................................................................... 7
1.1. Giới thiệu chung về công tác khảo sát địa hình đáy biển ........................... 7
1.2. Phân loại bản đồ địa hình đáy biển. .......................................................... 13
1.3. Bản đồ giao thông hàng hải. ..................................................................... 14
1.4. Quá trình phát triển kỹ thuật đo đạc khảo sát bản đồ địa hình đáy biển. .. 15
Trong các phương pháp trên thì phương pháp khảo sát địa hình bằng máy đo
sâu hồi âm đa chùm tia là phương pháp hiện đại phổ biến và ưu việt nhất, có
năng suất cao nhất, cho kết quả hiển thị đầy đủ và chính xác nhất, là phương
pháp tiêu chuẩn chung của các tổ chức khảo sát thủy đạc quốc tế. ................. 33
CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP KIỂM NGHIỆM
THIẾT BỊ KHẢO SÁT THỦY ĐẠC.................................................................. 34
2.1. Kiểm nghiệm máy định vị ......................................................................... 34
2.1.1. Kiểm nghiệm tại điểm chuẩn được thực hiện như sau: ...................... 34
2.1.2. Kiểm nghiệm sau khi lắp máy lên tàu đo thực hiện như sau .............. 36
2.2. Kiểm nghiệm máy la bàn .......................................................................... 37
2.2.1. Kiểm nghiệm la bàn vệ tinh ................................................................ 37
2.2.2. Kiểm nghiệm la bàn đã lắp đặt trên tàu đo: ........................................ 39
2.2.3. Kiểm nghiệm máy cảm biến sóng....................................................... 39
2.2.4. Kiểm nghiệm máy đo tốc độ âm thanh ............................................... 42
2.2.5. Kiểm nghiệm máy đo sâu hồi âm đơn tia khi có máy đo tốc độ âm
thanh .............................................................................................................. 44
2.2.6. Kiểm nghiệm máy đo sâu hồi âm đơn tia khi không có máy đo tốc độ
âm thanh ........................................................................................................ 47
2.2.7. Kiểm nghiệm máy đo sâu hồi âm đa tia ............................................. 47
2.3. Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh hệ thống đo sâu bằng máy đo hồi âm đơn tia
.......................................................................................................................... 49
2.3.1. Hệ thống đo sâu bằng máy đo hồi âm đơn tia .................................... 49
2.3.2. Kiểm nghiệm độ lún đầu biến âm do chuyển động của tàu ................ 50
2.3.3. Xác định độ trễ định vị ....................................................................... 51
2.4. Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh hệ thống đo sâu bằng máy đo hồi âm đa tia 52
2.4.1. Yêu cầu đối với việc kiểm nghiệm và hiệu chỉnh hệ thống đo sâu bằng
máy đo hồi âm đa tia ..................................................................................... 52
2.4.2. Kiểm nghiệm độ lún đầu biến âm ....................................................... 52
2.4.3. Kiểm nghiệm toàn hệ thống ................................................................ 53
KẾT LUẬN ......................................................................................................... 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 57
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu
Bản đồ biển là một trong những công cụ quan trọng để thực hiện Công ước Luật
biển 1982. Bản đồ biển được sử dụng nhằm mục đích: xác định đường cơ sở dùng để
tính chiều rộng lãnh hải; xác định ranh giới các vùng biển nội thủy, xác định lãnh hải,
xác định vùng đặc quyền kinh tế và thềm lục địa; xác định vị trí các đảo nhân tạo, các
công trình trên biển, tuyến cáp hoặc dây dẫn ngầm, thể hiện các tuyến đường và cách
bố trí phân chia luồng giao thông trong lãnh hải; các khu vực an toàn, các khu bảo tồn
biển; sử dụng cho các hoạt động biển (khai thác, bảo vệ tài nguyên, giao thông hàng
hải; nghiên cứu khoa học biển; bảo vệ môi trường biển); và là cơ sở đàm phán phân
định các đường ranh giới biển, giải quyết các tranh chấp biển. Có thể nói không điều
khoản nào của Công ước Luật biển 1982 không có liên quan trực tiếp hoặc gián tiếp
đến bản đồ biển.
Các bản đồ biển (hải đồ) là một bộ phận quan trọng làm nền tảng cho việc xác
lập đường biên giới trên đất liền và trên biển. Chúng được sử dụng làm cơ sở đàm
phán cho việc xây dựng chiến lượng đàm phán phân định; là một mô hình thu nhỏ tổng
quan địa lý, địa hình trợ giúp cho nghiên cứu điều tra, chỉ dẫn sử dụng; là hồ sơ pháp
lý của đường biên giới biển tuân thủ theo đúng quy định của Công ước Luật biển 1982.
Chính vì vậy, Công ước Luật biển 1982 quy định các quốc gia ven biển có nghĩa vụ
thể hiện các đường cơ sở dùng để tính chiều dài lãnh hải được vạch ra theo đúng các
Điều 7,9 và 10 hoặc các ranh giới hình thành từ các điều đó và các đường hoạch định
ranh giới được vạch ra đúng theo các Điều 12, 15, 74, 76 và 83. Điều 84, Công ước
Luật biển 1982 quy định: trên hải đồ có tỷ lệ thích hợp để xác định được vị trí của nó.
Nếu không, thì có thể thay thế bằng một bản kê các tọa độ địa lý các điểm, có ghi rõ hệ
thống trắc địa đã được sử dụng. Quốc gia ven biển công bố theo đúng thủ tục các hải
đồ hay các bản kê các tọa độ địa lý và gửi đến Tổng thư ký Liên hợp quốc một bản để
lưu chiểu, và đối với các hải đồ và các bản kê các toạ độ vị trí của ranh giới ngoài của
thềm lục địa, thì gửi đến Tổng thư ký của Cơ quan Quyền lực quốc tế về Đáy đại
dương một bản để lưu chiểu. Như vậy quốc gia ven biển phải có nghĩa vụ xây dựng và
thường xuyên cập nhật các bản đồ biển của mình, công nhận là bản đồ quốc gia, công
2
bố theo đúng thủ tục và gửi đến Tổng thư ký Liên hợp quốc để lưu chiểu. Đây là một
nghĩa vụ quốc tế quan trọng nhằm mục đích bảo vệ quyền lợi của quốc gia ven biển và
các quốc gia khác, là cơ sở pháp lý giải thích các hoạt động của quốc gia ven biển và
các quốc gia khác trong thực thi Công ước Luật biển 1982 và là cơ sở để quản lý biển,
giải quyết các tranh chấp biển.
Bản đồ biển là tài liệu không thể thiếu cho các hoạt động bảo vệ chủ quyền, an
ninh trên biển, các lĩnh vực quản lý, khai thác tiềm năng tài nguyên biển và các hoạt
động nghiên cứu khoa học khác về biển.
Tất cả các loại bản đồ biển đều được xây dựng trên một nền chung, đó là địa hình
đáy biển - mà địa hình đó được bao phủ bởi một lớp nước, vì vậy mà nền đó được gọi
là bản đồ nền độ sâu đáy biển. Bản đồ nền độ sâu đáy biển càng được khảo sát và thể
hiện một cách chính xác, chi tiết thì ý nghĩa phục vụ cho các hoạt động nghiên cứu,
khảo sát, thể hiện các thông tin nghiên cứu khoa học khác càng có tính đắc dụng và
hiệu quả.
Thông thường các bản đồ biển với mức độ chi tiết và đầy đủ khác nhau phải thể
hiện được các yếu tố: Đường bờ (trên bản đồ biển) được biểu thị bằng các đặc điểm
đặc trưng (lồi lõm, khúc khuỷu, thẳng, cong, gồ ghề…); Thủy hệ trên phần ven biển,
Địa hình trên phần ven biển; Vùng dân cư; Hệ thống đường xá; Lớp phủ thực vật và
chất đất; Địa hình đáy biển; Chướng ngại vật hàng hải; Chất đáy; Trang thiết bị an
toàn hàng hải; Vật định; Luồng, lạch, kênh, đường hành trình trên biển; Ranh giới; Các
yếu tố khác và ghi chú.
Theo quy định quốc tế, các bản đồ biển phải đáp ứng các yêu cầu:
- Nội dung của bản đồ biển phải đáp ứng mục đích chuyên môn của từng loại hải
đồ, phải phản ánh tính điển hình và chân thực của địa lý;
- Biểu thị tính chất đường bờ biển, với một phần hợp lý của lục địa;
- Ở mức độ hiện tại (tài liệu đo đạc khảo sát phải mới);
- Rõ ràng và dễ đọc;
- Thống nhất với các bản đồ hiện hành và các tài liệu hướng dẫn hàng hải;
- Đáp ứng yêu cầu của các quy phạm hướng dẫn.
3
Ở Việt Nam, bản đồ biển xuất bản trong những năm 90 của thế kỷ 20 trở về trước
được biên tập bằng công nghệ cũ và số liệu chủ yếu (hầu hết) là lấy theo tài liệu bản
đồ của nước ngoài xuất bản từ trước 1975. Công nghệ cũ là công nghệ chuyển tải
thông tin từ các tài liệu bản đồ nước ngoài được chụp lại, cắt dán, phân sai theo hệ
thống lưới kinh vĩ tuyến (trên tỷ lệ bản đồ mới thành lập), vẽ bằng tay và chụp in. Các
bản đồ biển tài liệu đưa vào gồm nhiều loại, của nhiều quốc gia, hệ thống toạ độ, hệ
quy chiếu không thống nhất cũng như sai khác với hệ toạ độ và hệ quy chiếu quốc gia
(hệ HN-72). Trong quá trình biên tập, tuy đã được xử lý qua hiệu chỉnh toạ độ bằng
cách tính toán và đồ giải. Độ chính xác đạt được vẫn còn rất hạn chế, không đạt được
sự đồng đều trong cùng một mảnh cũng như trong cùng một khối tỷ lệ và càng không
đồng đều giữa các khối tỷ lệ khác nhau.
Trên biển Đông, theo đánh giá của Tổ chức Thủy đạc quốc tế (IHO) việc khảo
sát đo đạc và lập bản đồ biển còn nhiều hạn chế. Hiện nay nước ta mới thiết lập được
một số bản đồ biển tỷ lệ 1/2.500.000 (toàn bộ biển Đông), tỷ lệ 1/1.000.000 (phần biển
Việt Nam), tỷ lệ 1/500000, tỷ lệ 1/400000 (khu vực giữa và Nam biển Đông, ven bờ
biển TQ và Việt Nam), tỷ lệ 1/300 000 (ven biển nước ta), tỷ lệ 1/250 000 khu vực
biển Căm pu chia – Thái Lan, tỷ lệ 1/200 000, 1/100000 ven biển, khu vực Trường Sa
và các mảnh bản đồ biển tỷ lệ 1/25000 các đảo, cửa sông vụng vịnh và hải cảng.
Về độ sâu thể hiện trên bản đồ biển thời gian này phần lớn (và chủ yếu) là độ sâu
trên bản đồ biển nước ngoài. Nguồn gốc số liệu đo đạc, tính toán mặt chuẩn đều không
có lý lịch. Trong một mảnh bản đồ các độ sâu được trích từ nhiều nguồn tài liệu khác
nhau vì thế độ chính xác độ sâu thực tế cũng không đồng nhất.
Tuy có những đặc điểm trên nhưng trong quá trình sử dụng mấy chục năm qua và
qua đối chiếu so sánh với kết quả khảo sát của những năm gần đây thì độ sâu trên các
bản đồ biển này không có các sai lệch lớn. Các bản đồ biển sản xuất trong thời kỳ này
đã đáp ứng được cho công tác đi biển; làm tài liệu tham khảo và nền sử dụng cho
nhiều ngành nghiên cứu về biển sử dụng. Hệ thống bản đồ biển này hiện nay vẫn còn
được sử dụng cho công tác dẫn tàu đi trên biển và cho các lực lượng hoạt động trên
biển.
Bản đồ biển xuất bản từ những năm 1992 trở lại đây hầu hết đã được áp dụng
công nghệ biên tập mới có sử dụng máy tính điện tử để tính toán chuyển đổi hệ thống
4
toạ độ. Các số liệu toạ độ mặt bằng độ sâu được biên tập trên cơ sở các số liệu đo đạc
thực địa bằng hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu phân sai (DGPS) và máy đo sâu hồi âm
đơn tia độ chính xác cao. Hệ thống toạ độ mặt bằng được đo và quy chuẩn về đúng với
hệ thống toạ độ quốc gia (HN-72) và hệ quy chiếu Krasopsky. Mặt chuẩn để tính và
xác định độ sâu được tính toán cho từng khu vực thông qua số liệu quan trắc thuỷ triều
cho từng khu vực. Công nghệ biên tập cũ được thay thế bằng công nghệ số hoá và biên
tập bằng những chương trình biên tập chuyên dụng (Micro Station và Caris). Hiện tại
bản đồ biển được Hải quân nhân dân Việt Nam biên tập chủ yếu bằng chương trình
Micro Station.
Từ năm 2002, các bản đồ biển biên tập mới được thống nhất thành lập trong hệ
toạ độ VN-2000, hệ quy chiếu WGS-84.
Hệ thống bản đồ biển được lập trên cơ sở số liệu đo đạc mới này bao phủ toàn bộ
vùng ven biển ở tỷ lệ 1/100 000; một số cảng, vụng vịnh, cửa sông, đảo ở tỷ lệ
1/25000, và toàn bộ khu vực quần đảo Trường Sa, DK1 ở tỷ lệ 1/200 000. Một số cụm
bãi đá thuộc quần đảo Trường Sa và bãi ngầm DK1 ở tỷ lệ 1/50 000. Các bản đồ được
thành lập trên cơ sở số hoá các bản đồ giấy trước đây, việc chuyển đổi toạ độ được
tính toán và triển đổi chính xác bởi công nghệ số và độ sâu được kiểm tra đối chiếu, bổ
sung, chỉnh lý từ số liệu khảo sát mới nhất.
Có thể đánh giá rằng các bản đồ biển được biên tập và xuất bản từ 1992 đến nay
có độ tin cậy cao, đã khắc phục được sự không đồng nhất về độ chính xác trong một
mảnh, trong một khối tỷ lệ cũng như giữa các khối tỷ lệ. Các bản đồ này tiếp tục được
chỉnh lý hoàn thiện bằng các số liệu khảo sát mới nhất và cập nhật thường xuyên trong
hệ thống số.
Hiện tại, bản đồ biển đang được chuyển hướng thành một dạng bản đồ mới - bản
đồ biển điện tử - Được biên tập bằng phần mềm CARIS theo chuẩn của Tổ chức Thuỷ
đạc quốc tế (IHO) .
Việc đo đạc thu nhận số liệu thực địa cũng đã được áp dụng nhiều tiến bộ từ công
nghệ mới. Trong lĩnh vực đo độ sâu đã thay thế hoàn toàn các thế hệ máy đo sâu đơn
tia ghi số đọc và ghi băng giấy bằng hệ thống máy đo sâu đơn tia ghi độ sâu trên đĩa
từ và băng giấy có liên kết tích hợp hiệu chỉnh do ảnh hưởng của các yếu tố đến độ
5
sâu đo và toạ độ điểm đo sâu. Công nghệ đó cho phép loại bỏ được sai sót nhầm lẫn
khi ghép toạ độ - độ sâu, đẩy nhanh được tốc độ xử lý, tính toán và nâng cao rất nhiều
độ chính xác. Hiện nay đã đang sử dụng hệ thống đo sâu hồi âm đa chùm tia để khảo
sát thu nhận độ sâu, bảo đảm việc thu nhận nhanh, đều khắp, phủ kín đáy biển cao hơn.
Trong lĩnh vực xác định toạ độ, việc ứng dụng công nghệ định vị vệ tinh được phát
triển nhanh và cho độ chính xác ngày càng cao. Các thiết bị định vị luôn được cải tiến
nâng cao tốc độ xử lý và độ chính xác… Công nghệ xử lý toạ độ theo thời gian thực
(Real Time) với khoảng cách xa và từ vệ tinh là chủ yếu. Việc ứng dụng các công
nghệ xử lý tiên tiến và sử dụng các thiết bị đo đạc mới cho phép nâng cao được năng
suất tốc độ và độ chính xác của công tác đo đạc bản đồ biển, làm cho bản đồ càng có
tính thời sự và chất lượng.
Để thực hiện được các nhu cầu kể trên, chúng ta phải theo kịp các công nghệ tiên
tiến trên thế giới về đo đạc khảo sát biển, đặc biệt là công nghệ đo sâu bằng máy đo
sâu đa chùm tia.
Trường Đại học Hàng hải là một trung tâm đào tạo nguồn nhân lực và công nghệ
lớn cho ngành hàng hải nước nhà. Đứng trước nhu cầu phát triển kinh tế biển, xây
dựng và bảo vệ chủ quyền biển đảo của đất nước, Nhà trường nói chung và Khoa
Công trình thủy nói riêng đã và đang đưa nhiều công nghệ mới vào công tác giảng dạy
và ứng dụng vào thực tế khoa học và sản xuất, trong đó có các máy khảo sát thủy đạc
hiện đại, tuy nhiên quá trình nghiên cứu sử dụng lại trông chờ vào quá trình tự nghiên
cứu của tập thể giáo viên và kỹ thuật viên của Khoa, kết hợp với quá trình đó, tôi làm
đề tài nghiên cứu khoa học “Nghiên cứu một số phương pháp kiểm nghiệm thiết bị
khảo sát thủy đạc” nhằm mục đích nghiên cứu các phương án sử dụng, kết nối các
thiết bị để khai thác vận hành tốt máy đo sâu và kiểm nghiệm độ chính xác vào công
tác giảng dạy và lao động sản xuất.
2. Tổng quan về tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài
Nghiên cứu và đề xuất một số phương pháp kiểm nghiệm thiết bị khảo sát thủy
đạc trong quá trình sử dụng và áp dụng vào quy trình và hướng dẫn sử dụng cho các
máy đo sâu hồi âm và các thiết bị đồng bộ đi kèm để cho giáo viên và sinh viên khoa
Công trình thủy sử dụng.
6
3. Mục tiêu, đối tượng, phạm vi nghiên cứu
Các máy móc thiết bị, quy trình và các công tác khảo sát địa hình bề mặt đáy
sông, biển bằng máy đo sâu hồi âm và các máy định vị đo biển.
4. Phương pháp nghiên cứu, kết cấu của công trình nghiên cứu
Sưu tầm tài liệu, biên dịch, nghiên cứu máy, nghiên cứu nguyên lý hoạt động,
vận hành, kết nối, thực hành đo khảo sát ngoài thực địa, nghiên cứu các phương pháp
kiểm nghiệm các thiết bị thủy đạc để loại trừ sai số và tăng độ chính xác khảo sát.
5. Kết quả đạt được của đề tài
- Ý nghĩa khoa học: Làm chủ trang thiết bị hiện đại, lập quy trình chuẩn để
giảng dạy, phổ biến nhân rộng kỹ thuật mới cho giáo viên và sinh viên Khoa Công
trình thủy.
- Ý nghĩa thực tiễn: Đưa máy móc trang thiết bị mới hiện đại vào khai thác vận
hành, nâng cao hiệu quả năng suất lao động, ứng dụng vào nhiều mục đích thiết thực.
7
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. Giới thiệu chung về công tác khảo sát địa hình đáy biển
Bản đồ biển là các loại bản đồ thể hiện các thông tin về đối tượng dưới đáy
biển, trong lòng nước, trên mặt biển và các yếu tố liên quan khác trên phần đất liền
ven biển; được lập thành từng hệ thống hay riêng lẻ với tỷ lệ thích hợp (từ 1/10.000 trở
xuống) phục vụ cho các hoạt động trên biển, đất liền ven biển và các hoạt động liên
quan đến biển khác.
Bản đồ biển là tài liệu không thể thiếu cho các hoạt động bảo vệ chủ quyền, an
ninh trên biển, các lĩnh vực quản lý, khai thác tiềm năng tài nguyên biển và các hoạt
động nghiên cứu khoa học khác về biển.
Tất cả các loại bản đồ biển đều được xây dựng trên một nền chung, đó là địa
hình đáy biển - mà địa hình đó được bao phủ bởi một lớp nước, vì vậy mà nền đó được
gọi là bản đồ nền độ sâu đáy biển. Bản đồ nền độ sâu đáy biển càng được khảo sát và
thể hiện một cách chính xác, chi tiết thì ý nghĩa phục vụ cho các hoạt động nghiên cứu,
khảo sát, thể hiện các thông tin nghiên cứu khoa học khác càng có tính đắc dụng và
hiệu quả.
Thông thường các bản đồ biển với mức độ chi tiết và đầy đủ khác nhau phải thể
hiện được các yếu tố: Đường bờ (trên bản đồ biển) được biểu thị bằng các đặc điểm
đặc trưng (lồi lõm, khúc khuỷu, thẳng, cong, gồ ghề…); Thủy hệ trên phần ven biển,
Địa hình trên phần ven biển; Vùng dân cư; Hệ thống đường xá; Lớp phủ thực vật và
chất đất; Địa hình đáy biển; Chướng ngại vật hàng hải; Chất đáy; Trang thiết bị an
toàn hàng hải; Vật định; Luồng, lạch, kênh, đường hành trình trên biển; Ranh giới; Các
yếu tố khác và ghi chú.
Theo quy định quốc tế, các bản đồ biển phải đáp ứng các yêu cầu:
- Nội dung của bản đồ biển phải đáp ứng mục đích chuyên môn của từng loại
hải đồ, phải phản ánh tính điển hình và chân thực của địa lý;
- Biểu thị tính chất đường bờ biển, với một phần hợp lý của lục địa;
- Ở mức độ hiện tại (tài liệu đo đạc khảo sát phải mới);
- Rõ ràng và dễ đọc;
- Thống nhất với các bản đồ hiện hành và các tài liệu hướng dẫn hàng hải;
- Đáp ứng yêu cầu của các quy phạm hướng dẫn.
Ở Việt Nam, bản đồ biển xuất bản trong những năm 90 của thế kỷ 20 trở về
trước được biên tập bằng công nghệ cũ và số liệu chủ yếu (hầu hết) là lấy theo tài liệu
bản đồ của nước ngoài xuất bản từ trước 1975. Công nghệ cũ là công nghệ chuyển tải
thông tin từ các tài liệu bản đồ nước ngoài được chụp lại, cắt dán, phân sai theo hệ
thống lưới kinh vĩ tuyến (trên tỷ lệ bản đồ mới thành lập), vẽ bằng tay và chụp in. Các
bản đồ biển tài liệu đưa vào gồm nhiều loại, của nhiều quốc gia, hệ thống toạ độ, hệ
quy chiếu không thống nhất cũng như sai khác với hệ toạ độ và hệ quy chiếu quốc gia
(hệ HN-72). Trong quá trình biên tập, tuy đã được xử lý qua hiệu chỉnh toạ độ bằng
8
cách tính toán và đồ giải. Độ chính xác đạt được vẫn còn rất hạn chế, không đạt được
sự đồng đều trong cùng một mảnh cũng như trong cùng một khối tỷ lệ và càng không
đồng đều giữa các khối tỷ lệ khác nhau.
Trên biển Đông, theo đánh giá của Tổ chức Thủy đạc quốc tế (IHO) việc khảo
sát đo đạc và lập bản đồ biển còn nhiều hạn chế. Hiện nay nước ta mới thiết lập được
một số bản đồ biển tỷ lệ 1/2.500.000 (toàn bộ biển Đông), tỷ lệ 1/1.000.000 (phần biển
Việt Nam), tỷ lệ 1/500000, tỷ lệ 1/400000 (khu vực giữa và Nam biển Đông, ven bờ
biển TQ và Việt Nam), tỷ lệ 1/300 000 (ven biển nước ta), tỷ lệ 1/250 000 khu vực
biển Căm pu chia – Thái Lan, tỷ lệ 1/200 000, 1/100000 ven biển, khu vực Trường Sa
và các mảnh bản đồ biển tỷ lệ 1/25000 các đảo, cửa sông vụng vịnh và hải cảng.
Về độ sâu thể hiện trên bản đồ biển thời gian này phần lớn (và chủ yếu) là độ
sâu trên bản đồ biển nước ngoài. Nguồn gốc số liệu đo đạc, tính toán mặt chuẩn đều
không có lý lịch. Trong một mảnh bản đồ các độ sâu được trích từ nhiều nguồn tài liệu
khác nhau vì thế độ chính xác độ sâu thực tế cũng không đồng nhất.
Tuy có những đặc điểm trên nhưng trong quá trình sử dụng mấy chục năm qua
và qua đối chiếu so sánh với kết quả khảo sát của những năm gần đây thì độ sâu trên
các bản đồ biển này không có các sai lệch lớn. Các bản đồ biển sản xuất trong thời kỳ
này đã đáp ứng được cho công tác đi biển; làm tài liệu tham khảo và nền sử dụng cho
nhiều ngành nghiên cứu về biển sử dụng. Hệ thống bản đồ biển này hiện nay vẫn còn
được sử dụng cho công tác dẫn tàu đi trên biển và cho các lực lượng hoạt động trên
biển.
Bản đồ biển xuất bản từ những năm 1992 trở lại đây hầu hết đã được áp dụng
công nghệ biên tập mới có sử dụng máy tính điện tử để tính toán chuyển đổi hệ thống
toạ độ. Các số liệu toạ độ mặt bằng độ sâu được biên tập trên cơ sở các số liệu đo đạc
thực địa bằng hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu phân sai (DGPS) và máy đo sâu hồi âm
đơn tia độ chính xác cao. Hệ thống toạ độ mặt bằng được đo và quy chuẩn về đúng với
hệ thống toạ độ quốc gia (HN-72) và hệ quy chiếu Krasopsky. Mặt chuẩn để tính và
xác định độ sâu được tính toán cho từng khu vực thông qua số liệu quan trắc thuỷ triều
cho từng khu vực. Công nghệ biên tập cũ được thay thế bằng công nghệ số hoá và biên
tập bằng những chương trình biên tập chuyên dụng (Micro Station và Caris). Hiện tại
bản đồ biển được Hải quân nhân dân Việt Nam biên tập chủ yếu bằng chương trình
Micro Station.
Từ năm 2002, các bản đồ biển biên tập mới được thống nhất thành lập trong hệ
toạ độ VN-2000, hệ quy chiếu WGS-84.
Hệ thống bản đồ biển được lập trên cơ sở số liệu đo đạc mới này bao phủ toàn
bộ vùng ven biển ở tỷ lệ 1/100 000; một số cảng, vụng vịnh, cửa sông, đảo ở tỷ lệ
1/25000, và toàn bộ khu vực quần đảo Trường Sa, DK1 ở tỷ lệ 1/200 000. Một số cụm
bãi đá thuộc quần đảo Trường Sa và bãi ngầm DK1 ở tỷ lệ 1/50 000. Các bản đồ được
thành lập trên cơ sở số hoá các bản đồ giấy trước đây, việc chuyển đổi toạ độ được
tính toán và triển đổi chính xác bởi công nghệ số và độ sâu được kiểm tra đối chiếu, bổ
sung, chỉnh lý từ số liệu khảo sát mới nhất.
Có thể đánh giá rằng các bản đồ biển được biên tập và xuất bản từ 1992 đến nay
có độ tin cậy cao, đã khắc phục được sự không đồng nhất về độ chính xác trong một
mảnh, trong một khối tỷ lệ cũng như giữa các khối tỷ lệ. Các bản đồ này tiếp tục được
9
chỉnh lý hoàn thiện bằng các số liệu khảo sát mới nhất và cập nhật thường xuyên trong
hệ thống số.
Hiện tại, bản đồ biển đang được chuyển hướng thành một dạng bản đồ mới -
bản đồ biển điện tử - Được biên tập bằng phần mềm CARIS theo chuẩn của Tổ chức
Thuỷ đạc quốc tế (IHO) .
Việc đo đạc thu nhận số liệu thực địa cũng đã được áp dụng nhiều tiến bộ từ
công nghệ mới. Trong lĩnh vực đo độ sâu đã thay thế hoàn toàn các thế hệ máy đo sâu
đơn tia ghi số đọc và ghi băng giấy bằng hệ thống máy đo sâu đơn tia ghi độ sâu trên
đĩa từ và băng giấy có liên kết tích hợp hiệu chỉnh do ảnh hưởng của các yếu tố đến
độ sâu đo và toạ độ điểm đo sâu. Công nghệ đó cho phép loại bỏ được sai sót nhầm lẫn
khi ghép toạ độ - độ sâu, đẩy nhanh được tốc độ xử lý, tính toán và nâng cao rất nhiều
độ chính xác. Hiện nay đã đang sử dụng hệ thống đo sâu hồi âm đa chùm tia để khảo
sát thu nhận độ sâu, bảo đảm việc thu nhận nhanh, đều khắp, phủ kín đáy biển cao
hơn. Trong lĩnh vực xác định toạ độ, việc ứng dụng công nghệ định vị vệ tinh được
phát triển nhanh và cho độ chính xác ngày càng cao. Các thiết bị định vị luôn được cải
tiến nâng cao tốc độ xử lý và độ chính xác… Công nghệ xử lý toạ độ theo thời gian
thực (Real Time) với khoảng cách xa và từ vệ tinh là chủ yếu. Việc ứng dụng các công
nghệ xử lý tiên tiến và sử dụng các thiết bị đo đạc mới cho phép nâng cao được năng
suất tốc độ và độ chính xác của công tác đo đạc bản đồ biển, làm cho bản đồ càng có
tính thời sự và chất lượng.
Bản đồ biển là một trong những công cụ quan trọng để thực hiện Công ước
Luật biển 1982. Bản đồ biển được sử dụng nhằm mục đích: xác định đường cơ sở
dùng để tính chiều rộng lãnh hải; xác định ranh giới các vùng biển nội thủy, xác định
lãnh hải, xác định vùng đặc quyền kinh tế và thềm lục địa; xác định vị trí các đảo nhân
tạo, các công trình trên biển, tuyến cáp hoặc dây dẫn ngầm, thể hiện các tuyến đường
và cách bố trí phân chia luồng giao thông trong lãnh hải; các khu vực an toàn, các khu
bảo tồn biển; sử dụng cho các hoạt động biển (khai thác, bảo vệ tài nguyên, giao thông
hàng hải; nghiên cứu khoa học biển; bảo vệ môi trường biển); và là cơ sở đàm phán
phân định các đường ranh giới biển, giải quyết các tranh chấp biển. Có thể nói không
điều khoản nào của Công ước Luật biển 1982 không có liên quan trực tiếp hoặc gián
tiếp đến bản đồ biển.
Các bản đồ biển (hải đồ) là một bộ phận quan trọng làm nền tảng cho việc xác
lập đường biên giới trên đất liền và trên biển. Chúng được sử dụng làm cơ sở đàm
phán cho việc xây dựng chiến lượng đàm phán phân định; là một mô hình thu nhỏ tổng
quan địa lý, địa hình trợ giúp cho nghiên cứu điều tra, chỉ dẫn sử dụng; là hồ sơ pháp
lý của đường biên giới biển tuân thủ theo đúng quy định của Công ước Luật biển 1982.
Chính vì vậy, Công ước Luật biển 1982 quy định các quốc gia ven biển có nghĩa vụ
thể hiện các đường cơ sở dùng để tính chiều dài lãnh hải được vạch ra theo đúng các
Điều 7,9 và 10 hoặc các ranh giới hình thành từ các điều đó và các đường hoạch định
ranh giới được vạch ra đúng theo các Điều 12, 15, 74, 76 và 83. Điều 84, Công ước
Luật biển 1982 quy định: trên hải đồ có tỷ lệ thích hợp để xác định được vị trí của nó.
Nếu không, thì có thể thay thế bằng một bản kê các tọa độ địa lý các điểm, có ghi rõ hệ
thống trắc địa đã được sử dụng. Quốc gia ven biển công bố theo đúng thủ tục các hải
đồ hay các bản kê các tọa độ địa lý và gửi đến Tổng thư ký Liên hợp quốc một bản để
lưu chiểu, và đối với các hải đồ và các bản kê các toạ độ vị trí của ranh giới ngoài của
thềm lục địa, thì gửi đến Tổng thư ký của Cơ quan Quyền lực quốc tế về Đáy đại
10
dương một bản để lưu chiểu. Như vậy quốc gia ven biển phải có nghĩa vụ xây dựng và
thường xuyên cập nhật các bản đồ biển của mình, công nhận là bản đồ quốc gia, công
bố theo đúng thủ tục và gửi đến Tổng thư ký Liên hợp quốc để lưu chiểu. Đây là một
nghĩa vụ quốc tế quan trọng nhằm mục đích bảo vệ quyền lợi của quốc gia ven biển và
các quốc gia khác, là cơ sở pháp lý giải thích các hoạt động của quốc gia ven biển và
các quốc gia khác trong thực thi Công ước Luật biển 1982 và là cơ sở để quản lý biển,
giải quyết các tranh chấp biển.
Để thực hiện được các nhu cầu kể trên, chúng ta phải theo kịp các công nghệ
tiên tiến trên thế giới về đo đạc khảo sát biển, đặc biệt là công nghệ đo sâu bằng máy
đo sâu đa chùm tia.
Bản đồ địa hình đáy biển là sản phẩm của việc mô tả địa hình đáy biển bằng
ngôn ngữ bản đồ, nó được dùng làm nền để thể hiện các thông tin địa lý về biển. Bản
đồ địa hình đáy biển là cơ sở cho việc thành lập các bản đồ chuyên đề biển.
Bản đồ địa hình đáy biển có thể được coi là sự kéo dài của bản đồ địa hình phần
đất liền về phía biển, vì vậy chúng tạo thành một hệ thống nhất về hệ tọa độ, hệ độ
cao, hệ qui chiếu. Bản đồ địa hình đáy biển có nội dung và cách biểu thị tương tự các
bản đồ phần đất liền phục vụ các mục đích nghiên cứu khoa học, các hoạt động kinh tế
xã hội ở vùng biển. Bản đồ địa hình đáy biển là cơ sở để thiết kế xây dựng các công
trình thủy, phát triển ngư trường, qui hoạch tuyến vận tải biển, nghiên cứu môi trường,
thăm dò và khai thác dầu khí, v.v…
13
Hình 1.1: Một số dạng bản đồ địa hình đáy biển hiện đại.
1.2. Phân loại bản đồ địa hình đáy biển.
Dựa vào tỷ lệ thì bản đồ địa hình đáy biển được phân loại làm ba nhóm lớn sau:
+ Các loại bản đồ địa hình đáy biển tỷ lệ lớn :
-Bao gồm các loại bản đồ tỷ lệ như 1/1000, 1/2000 và 1/5000. Tuỳ thuộc vào
mục đích cụ thể mà ta chọn tỷ lệ đo vẽ cho phù hợp. Ví dụ: Để thiết kế cảng biển
thường dùng bản đồ tỷ lệ 1/1000 và 1/2000; để khảo sát và thiết kế giàn khoan dùng
bản đồ tỷ lệ 1/2000; để khảo sát khu vực đánh bắt hải sản hay thăm dò khống sản dùng
bản đồ tỷ lệ 1/5000.
+ Các loại bản đồ địa hình đáy biển tỷ lệ trung bình:
- Bao gồm các loại bản đồ tỷ lệ từ 1/10.000 ¸ 1/200.000. Đây là hệ thống bản đồ
tỷ lệ cơ bản vì nó phục vụ cho nhiều ngành, nhiều đối tượng, nhiều mục đích khác
nhau.
- Bản đồ địa hình đáy biển tỷ lệ 1/10.000: Bao trùm những vùng quan trọng ven
bờ, nơi có các hoạt động kinh tế mạnh như Cẩm Phả, Hải Phòng, Cửa Lò, Sông Gianh,
Đà Nẵng, Qui Nhơn, Nha Trang, ... và các cửa sông lớn. Các bản đồ này có khoảng
sâu đều đường bình độ là 1m.
- Bản đồ địa hình đáy biển tỷ lệ 1/25.000: Được thành lập dọc theo bờ biển Việt
Nam và một số đảo như Long Vĩ, Phú Quốc, ... Các bản đồ này có khoảng sâu đều
đường bình độ là 2 m.
- Bản đồ địa hình đáy biển tỷ lệ 1/100.000: Bao trùm thềm lục địa Việt Nam,
khoảng sâu đều đường bình độ là 10 m.
- Bản đồ địa hình đáy biển tỷ lệ 1/200.000: Bao trùm vùng đặc quyền kinh tế
biển với độ sâu tới 200 m, khoảng sâu đều đường bình độ là 20m.
+ Các loại bản đồ địa hình đáy biển tỷ lệ nhỏ :
14
- Bao gồm các loại bản đồ tỷ lệ 1/500.000 và nhỏ hơn. Dựa vào yêu cầu mức độ
khái quát địa hình đối với vùng biển mà ta có thể xác định tỷ lệ thành lập là 1/500.000,
1/1.000.000, 1/2.000.000 hay 1/3.000.000. Các bản đồ này sẽ được thành lập bằng
cách biên vẽ từ bản đồ địa hình tỷ lệ lớn hơn.
1.3. Bản đồ giao thông hàng hải.
- Mục đích: Để đảm bảo an tòan cho tàu thuyền đi lại trên sông, biển và tránh bị
mắc cạn hoặc vướng vào đá ngầm…người ta tiến hành đo đạc, thu thập các thông tin
một cách cụ thể, chi tiết và chính xác để phục vụ cho các nhà hàng hải.
- Đối tượng phục vụ chủ yếu là các nhà hàng hải nhưng bản đồ giao thông thủy
cũng là những tài liệu quý phục vụ cho nghiên cứu sa bồi, xói lở và xác định lãnh hải
hay nghiên cứu phục vụ nạo vét thi công hay để phục vụ xây dựng các công trình.
Nội dung : Nội dung quan trọng nhất của bản đồ giao thông thủy là ghi rõ độ
sâu dọc theo sông, trên biển từ đó cung cấp những thông tin về lộ trình, nơi neo đậu,
vùng an tồn, vật, chướng ngại, khu đá ngầm…, các chi tiết khác nhau như địa danh,
địa giới, vùng lãnh hải, hải đăng, hải liệu, tính chất địa chất bề mặt đáy.
- Bản đồ giao thông thủy thường được thành lập với nhiều tỷ lệ khác nhau từ
1/20000 đến 1/1000. Ở những vùng thường xuyên có tàu bè qua lại và có độ sâu nông
người ta thành lập bản đồ tỷ lệ lớn, còn ở những vùng tàu bè ít qua lại thường lập bản
đồ bản đồ tỷ lệ nhỏ. Bản đồ tỷ lệ càng lớn thì độ chính xác và mức độ mô tả chi tiết
càng cao và tỉ mỉ hơn.
15
1.4. Quá trình phát triển kỹ thuật đo đạc khảo sát bản đồ địa hình đáy
biển.
Hình 1.2. Bản đồ địa hình đáy biển qua các thời kỳ.
16
Hình 1.3: Các phương pháp đo sâu.
1.4.1. Phương pháp đo sâu thủ công.
Đây là phương pháp đo sâu rất đơn giản và xuất hiện từ rất lâu. Thiết bị và cách
sử dụng rất đơn giản có thể phân làm hai loại sau
- Dây dọi (Lead line): Làm bằng dây không co giãn, trên đó khắc vạch chia đơn
vị đo chiều dài và một đầu có buộc vật nặng
- Sào đo sâu (Sounding pole): Là những sào gỗ hoặc nhôm trên đó có khắc vạch
chia đơn vị đo chiều dài, một đầu có tay cầm.
Hình 1.4: Đo sâu bằng dây dọi.
19
Hình 1.7: Đo sâu bằng mia
Hình 1.8: Xác định độ sâu bằng phương pháp thủ công.
- Đo sâu bằng mia: Phương pháp đo sâu thủ công được áp dụng trong những
tình huống mà khu đo không thể thực hiện bằng phương pháp đo sâu hồi âm hoặc nếu
dùng phương pháp đo sâu hồi âm thì sẽ cho kết quả xấu. Phương pháp này đặc biệt
thích hợp khi dưới mặt nước khảo sát là đá hay bê tông, trên mái dốc của các con đê,
cập mạn tàu khảo sát (gần bờ). Vì trong những trường hợp kể trên phương pháp đo sâu
hồi âm có thể cho kết quả không chính xác. Phương pháp đo sâu thủ công được dùng
kết hợp với phương pháp đo sâu hồi âm như là một cách thức kiểm nghiệm máy hay là
một phương pháp hỗ trợ tích cực.
20
*Xác định vị trí khi đo sâu thủ công.
+ Xác định vị trí bằng phương pháp giao hội thuận
Phương pháp xác định vị trí điểm áp dụng cho khu vực gần bờ mà trên đó đã có
lưới khống chế dày đặc hoặc các điểm định hướng vị trí của tàu hay mục tiêu được xác
định bằng 3 máy kinh vĩ đặt trên ba điểm đã biết tọa độ nằm trên đất liền. Do tính biến
động của môi trường biển nên công tác xác định cần phải thực hiện một cách đồng bộ
nhờ cờ hiệu và bộ đàm. Phương pháp chỉ tác dụng trong phạm vi cách bờ từ 20-25km
với độ chính xác đạt từ 5-15m.
Hình 1.9: Nguyên lý định vị theo phương pháp giao hội thuận
- Đặt 3 máy kinh vĩ tại các điểm I, II, III để tiến hành định vị các điểm ngoài
thực địa:
- Máy tại điểm I ngắm hướng chuẩn I-II tia ngắm I2
- Máy tại điểm II ngắm hướng chuẩn II-I tia ngắm II2
- Máy tại điểm III ngắm hướng chuẩn III-I tia ngắm III2
Theo hiệu lệnh của người phất cờ đứng trên tàu người đứng máy tại các điểm I,
II, III đồng thời đọc các góc a, b, c . Khi đó người phụ trách máy đo sâu trên tàu tiến
hành đánh dấu lên băng đo sâu.
+ Xác định vị trí bằng phương pháp giao hội nghịch
Để tiến hành ít nhất trên hai hướng, giữa các điểm định hướng hay điểm khoảng
cách nằm trên bờ, thiết bị sử dụng là máy sekstan, thường được xác định đồng thời với
hai người quan sát. Phương pháp này chỉ thực hiện ở phạm vi cách bờ từ 20-25km và
độ chính xác đạt được từ 10-15m.
Để tiến hành xác định điểm 2 (hình trên) đặt máy sextant tại điểm 2 tiến hành
ngắm hướng và đọc các góc
21
Hình 1.10: Nguyên lý định vị theo phương pháp giao hội nghịch.
Thông thường mỗi đường trắc ngang xác định bằng 3 điểm: điểm đầu, điểm
giữa và điểm cuối. Trong trường hợp đường đo quá dài số lượng điểm có thể nhiều
hơn
Trong quá trình đo máy đo sâu liên tục hoạt động để xác định độ sâu đáy sông,
biển
Trong phương pháp này, độ chính xác phụ thuộc vào các góc kẹp . Giá trị này
càng lớn thì mô hình càng chính xác. Người ta cố gắng thiết kế sao cho các góc kẹp
lớn hơn 300.
+ Xác định vị trí bằng phương pháp tọa độ cực
Dùng máy toàn đạc điện tử đặt tại điểm tham chiếu trên bờ. Điểm P được định
vị bằng góc nối và cự ly S đo được. Như vậy tại mỗi thời điểm, khi người đứng tại
điểm P ra hiệu thì máy ngắm đúng vào P và fix một tín hiệu, đồng thời người tại P
cũng ghi nhận độ sâu lúc đó.
Trong phương pháp này, độ chính xác điểm P phụ thuộc vào sai số góc đo góc
và sai số đo cạnh S.
+ Quan trắc mực nước trong quá trình đo sâu
Quan trắc mực nước là xác định độ cao của mực nước kết hợp với kết quả đo
sâu ta tính được độ sâu của đáy.
22
1.4.2. Kỹ thuật đo sâu bằng máy đo sâu đơn chùm tia kết hợp giao hội định vị điểm:
Máy đo sâu đơn chùm tia là thiết bị đo độ sâu dưới nước dựa trên nguyên lý
phát một chùm tia sóng âm xuống đáy biển, sóng âm sau đó phản hồi lại và được máy
đo thu lại để tính toán xác định độ sâu mà sóng âm lan truyền.
+ Độ sâu đáy sông (biển) được xác định như hình sau:
Hình 1.11: Đo sâu bằng máy đo sâu đơn chùm tia và quan trắc mực nước
Trên hình vẽ, độ cao của mực nước gần bờ được tính theo công thức :
hw = h0 - (b - a) – c
Trong đó:
hw: độ cao của mực nước so với mặt Geoid
h0: độ cao của trạm cơ sở (mốc khống chế)
a: số đọc trên mia tại vị trí điểm cơ sở
b: số đọc trên mia tại vị trí đọc mia nước
c: số đọc mực nước tai vị trí đặt mia nước
Nguyên tắc cơ bản của việc xác định độ cao đáy sông bằng đo mực nước là giả
sử độ cao mực nước tại điểm gần bờ và độ cao mực nước tại vị trí của thuyền phải
bằng nhau. Khi đó độ cao của đáy được tính theo công thức:
h = hw – d
+ Xác định vị trí khi đo sâu thủ công:
Sử dụng các phương pháp giao hội giống như trong đo sâu thủ công.
23
1.4.3. Kỹ thuật đo sâu đơn chùm tia kết hợp định vị bằng phương pháp GPS RTK:
Đây là phương pháp dung máy đo sâu đơn chùm tia kết hợp với máy thu tín hiệu
vệ tinh GPS 2 tần số đo động thời gian thực, độ chính xác cao ở mức độ mm - cm về
mặt bằng để xác định vị trí các tuyến tàu đo.
Hình 1.12: Nguyên lý kỹ thuật đo RTK
Sơ đồ trên mô tả nguyên tắc xác định độ sâu và định vị bằng kỹ thuật RTK,
trong đó:
h: là độ chênh cao giữa hai anten trạm cơ sở và trạm động, được xác định bằng kỹ
thuật RTK với độ chính xác cm
a: là chiều cao anten của trạm cơ sở so với mốc đươc đo bằng thước với độ
chính xác khoảng 5mm
h0: là độ cao của mốc so với mặt Geoid tham khảo
f: là chiều cao anten của trạm động so với mực nước tại vị trí của thuyền được
đo bằng thước với độ chính xác cm
d: là độ cao của đáy đo được bằng máy đo sâu hồi âm
h: là độ cao đáy sông được tính theo công thức
h = hw – d
hw: là đo cao tức thời của mực nước tại thuyền ở thời điểm đo, được xác định
theo công thức
hw = h0 + a - dh – f
24
Như vậy kỹ thuật RTK cung cấp cho ta cả vị trí mặt bằng và độ cao chính xác
của anten ở thời điểm đo. Điều này giúp tránh được những khuyết điểm của quá trình
xác định độ sâu bằng đo mực nước.
+ Kỹ thuật định vị DGPS RTK (Real Time Kinematic) trong đo sâu.
Kỹ thuật đo RTK được thiết kế như ý tưởng ban đầu là nhằm đạt độ chính xác
cao nhất và đặc biệt ứng dụng trong lĩnh vực đo sâu hồi âm dùng kỹ thuật DGPS, trị
đo pha sóng tải.
Hình 1.13: Kỹ thuật định vị DGPS
+ Độ chính xác khi dùng kỹ thuật định vị DGPS thông thường
Tổng quát, trong kỹ thuật đo này, người dùng cần cài đặt máy thu GPS trên 1
trạm đã biết tọa độ và độ cao (trạm base), và máy thu còn lại được lắp đặt tại trạm di
chuyển Rover và cả 2 máy thu này cần phải nhận cùng một tín hiệu GPS tại cùng một
thời điểm.
Số nguyên đa trị N (ambiguty interger) được giải bằng cách dùng dữ liệu được gửi từ
trạm Base (trạm cơ sở - đã biết tọa độ, độ cao) tới trạm Rover (trạm di động), và việc
giải tham số đa trị này được thực hiện ngay trong khi trạm Rover di chuyển.
25
Hình 1.14: Kỹ thuật định vị DGPS RTK
+ Độ chính xác khi dùng kỹ thuật định vị DGPS RTK
Trị đo pha sóng tải DGPS RTK có khả năng cung cấp độ chính xác dưới dm
(~cm) cho trạm Rover trên tàu khảo sát ở cả hai thành phần mặt bằng và độ cao. Kỹ
thuật này có thể cung cấp cao độ của tàu khảo sát ngay thời gian thực.
Hình 1.15: Kỹ thuật định vị DGPS RTK đơn giản
- Trạm tham khảo trên bờ.
Trạm tham khảo trên bờ cần phải được định vị trên một mốc đã biết tọa độ và
cao độ. Tuy nhiên, máy thu tại trạm tham khảo phải có khả năng thu nhận tín hiệu ở cả
trị đo pha và trị đo giả cự ly của vệ tinh GPS. Trạm tham khảo sẽ tập hợp trị đo pha,
trên cả 2 tần số L1/L2 dùng kỹ thuật tương quan chéo. Bộ xử lý tại trạm tham khảo sẽ
tính toán khoảng cách giả và số hiệu chỉnh pha sóng tải, và định dạng dữ liệu theo
chuẩn phù hợp với việc truyền tải dữ liệu. Thông thường, các số hiệu chỉnh sẽ được
định dạng theo chuẩn RTCM SC-104 v.2.1 để truyền đến trạm Rover ở trên tàu.
26
- Thiết bị truyền thông
Hệ thống định vị RTK cần phải có thiết bị truyền tín hiệu với tốc độ nhỏ nhất là
4800. Sở dĩ phải cần có tốc độ cao như vậy để khử nhiều hệ thống phát tín hiệu tần số
thấp, và giới hạn tầm phủ của các hệ thống phát tín hiệu tần số cao. Thông thường, hệ
thống truyền thông UHF và VHF sẽ được dùng cho việc truyền tín hiệu trong kỹ thuật
RTK.
- Thiết bị người dùng.
Một máy vi tính để thu nhận và xử lý dữ liệu đo sâu. Hai thiết bị có cài sẵn
phần mềm tích hợp để điều khiển máy thu GPS ở trạm base và trạm rover (thông
thường ở hệ thống RTK của Topcon dùng thiết bị FC-2000, FC-200, hay FC-1000,…
để điều khiển).
Thực tế, có 3 điều quan trọng cần lưu ý trong kỹ thuật đo này :
+ Cả 2 trạm base và rover phải quan trắc cùng số vệ tinh chung.
+ Trạm base phải gửi số hiệu chỉnh về vị trí và trị đo vệ tinh của nó tới trạm
rover.
+ Trạm rover kết hợp các thông số được gửi từ trạm base với trị đo của chính
nó để tính ra tọa độ và cao độ của trạm Rover.
Ngoài ra, do đặc tính độc đáo là cho kết quả tọa độ & độ cao ngay thời gian
thực mà không cần phải qua một quá trình hậu xử lý nên nó còn được ứng dụng trong
đo địa hình trên bờ.
Hình 1.15: Kỹ thuật xác định cao độ trên tàu khảo sát.
- Kỹ thuật xác định độ cao trên tàu khảo sát
Kỹ thuật RTK cho phép di chuyển máy thu ở trạm Rover trên tàu sau khi trị
nhập nhằng (Integer Ambiguity - N) giữa vệ tinh và máy thu được giải thành công.
Tuy nhiên, với các hệ thống GPS hiện đại ngày nay (đặc biệt là máy thu 2 tần số), việc
giải đa trị thường xảy ra rất nhanh (khoảng vài giây), nên thông thường sau khi cài đặt
các thiết bị, và phát tín hiệu thì hầu như lập tức ta có được nghiệm fixed ở trạm Rover.
Vì vậy, cao độ an ten luôn luôn có được ngay thời gian thực. Khi đó, ảnh hưởng khi
27
triều lên/ xuống, hay do sóng ảnh hưởng đến cao độ an ten bị thay đổi thì với kỹ thuật
RTK đã được khắc phục triệt để.
+ Kỹ thuật đo sâu hậu xử lý
Trong đó:
• hA là chiều cao anten của trạm cơ sở so với mốc, được đo bằng thước với độ
chính xác khoảng 5mm.
• hB: Độ cao anten của trạm động (Rover) so với mặt Ellipsoid tham khảo.
• f: là chiều cao anten của trạm động so với mặt đáy đầu sensor máy hồi âm tại
vị trí của thuyền, được đo bằng thước với độ chính xác cm.
• D: là độ sâu của đáy, đo được bằng máy đo sâu hồi âm.
• HA: là độ cao của mốc so với mặt ellipsoid tham khảo (giả sử không sai số).
1.16: Nguyên lý xác định độ sâu trong kỹ thuật đo sâu hậu xử lý
• HB: là độ cao của đáy sông, được tính theo công thức: HB = HC – D
Giả thiết trên chỉ đúng ở vùng nước yên tĩnh không có tác động của sóng, gió,
dòng chảy….Trong thực tế nhiều nguyên nhân có thể gây ra sự chênh lệch mực nước
giữa trạm đo gần bờ và vị trí đo sâu như: ảnh hưởng của đoạn sông cong, đoạn sông co
hẹp hay mở rộng, tác động của gió sóng thủy triều….
Những ảnh hưởng này làm cho độ cao mực nước tại thuyền và tại bờ có khi
chênh nhau đến m.
28
1.4.4. Công nghệ đo sâu đa chùm tia.
Hình 1.17: Đo sâu bằng máy đo đa chùm tia Multibeam
Hình 1.18. Đo sâu kết hợp thiết bị quét biển Side Scan Sonar.
+ Máy đo sâu đa chùm tia tia (Multibeam echo sounder).
Nguyên lý hoạt động của máy đo sâu chùm tia dựa trên cơ sở kỹ thuật Sonar tạo
thành các dải đo vuông góc với hướng chuyển động của tàu. Tín hiệu phát bằng tia âm
thanh có góc mở dọc theo thân tàu rất nhỏ khoảng 20
những góc mở ngang lớn từ 200
đến 1400 vuông góc với hướng của tàu (hình 7-3). Tín hiệu thu nhận cũng gồm nhiều
tia (từ 20 đến 200 tia) có góc mở ngang từ 10 đến 5
0 và góc mở dọc theo hướng tàu lớn
hơn 200.
29
Hình 1-19. Sơ đồ hoạt động của hệ thống Multibeam
Hình 1-20. Mô hình đa tia trong một dải quét ngang
Độ sâu các điểm trong dải quét được xác định theo từng tia phản hồi bằng các
phương pháp tính biên độ của các tia sóng âm phản hồi hoặc độ trễ của pha tín hiệu.
- Các đặc đặc tính máy đo sâu chùm tia.
Tần số sóng âm: Là tần số của xung âm thanh phát, được thiết lập theo khả
năng đo của máy đo sâu trên nguyên lý: Tần số càng cao thì độ phân giải càng tốt, bộ
ănten nhỏ và độ sâu đo được nhỏ. Tần số càng nhỏ thì độ phân giải kém, bộ ănten lớn
và độ sâu đo được lớn.
Bảng 1-1. Qui định tần số sóng âm theo độ sâu và địa hình đo
Tần số Giá trị độ
sâu
Dạng khảo sát
12 – 18 kHz 50 đến 12
000 m
Các rãnh, bề mặt Đại dương
20 - 50 kHz 10 đến Bề mặt đáy biển, thềm lục địa
Góc mở đáy
Các thành phần
của góc mở ngang
30
R1 R3
R2
Hệ thống GPS
Side Scan Sonar
Đo sâu chùm tia Đo sâu đơn tia
Motion sensor
Gyro compass
Tín hiệu Radio link
3000 m
100 - 200
kHz
1 đến 500
m
Thềm lục địa, lãnh hải và nội thuỷ
Số lượng tia: Từ vài chục đến vài trăm tia.
Góc mở ngang của chùm tia: Từ 900 đến 150
0 .
Thời gian phát xung (T): Thường từ 1 m/s đến 10 m/s.
Diện tích bao phủ (coverage area) bằng 5 đến 7 lần độ sâu.
- Quy trình đo
Những trang thiết bị cần thiết.
+ Máy DGPS .
+ Máy đo sâu đa tia và đơn tia.
+ Máy quét biển- Side Scan Sonar.
+ Hệ thống bù (motion sensor) lắc ngang , dọc , đứng và Gyrro compass.
+ Tàu đo đạc.
+ Hệ thống máy tính nối mạng LAN.
+ Phần mềm thu thập số liệu và tích hợp thiết bị ( Phần mềm Hypack).
Hình 1-21. Sơ đồ kết nối kết các thiết bị khi đo sâu đa tia.
31
+ Các thiết bị nối kết với máy đo sâu Multibeam.
Hình 1-22. Các thiết bị nối kết với máy đo sâu và được tích hợp bằng phần mềm
qua mạng LAN
Khoảng cách giữa các tuyến là 1 cm trên bản vẽ (tương đương với 5km ngoài
thực địa). Điểm xuất phát của mỗi tuyến đo bắt đầu từ độ sâu 1.000m như vậy độ bao
phủ - foot print tại điểm đầu tuyến đo là 5 đến 7Km, độ sâu 2.500m độ bao phủ là
12.5Km đến 17.5Km, điểm cuối mỗi tuyến đo ở độ sâu 4.000m độ bao phủ là 20Km
đến 28 Km. Căn cứ vào độ phủ trên thì tại các điểm có độ sâu 1.000m độ phủ chồng
(overlap) rất nhỏ, tại các điểm có độ sâu 2.500m độ phủ chồng hơn 100%, tại các điểm
có độ sâu 4.000m độ phủ chồng trên 200%. Để đảm bảo độ phủ chồng phải đạt trên
50% cần tăng dày tuyên đó tại khu vực có độ sâu 1.000m.
Hình 1-23. Tính toán tuyến đo
+ Xử lý số liệu.
Xử số liệu đo sâu đa tia hết sức phức tạp. Độ chính xác của nó liên quan đến rất
nhiều yếu tố. Trong đó có hai yếu tố cơ bản nhất.
+ Sai số chuyển động . Liên quan đến độ lắc ngang (Roll) , lắc dọc ( Pitch), lắc
lên xuống (Heave). Các ảnh hưởng của yếu tố chuyển động này liên quan đến tình
Máy đo
sâu
Hệ thống DGPS
May đo
vận tốc âm
Phần mềm
Data
Base
Gyrro
Compass
Máy tính
32
trạng biển, kết cấu của con tàu và được đo bởi hệ thống motion sensor tích hợp trong
hệ thống Multibeam .
+ Vận tốc truyền âm trong các lớp nước. Thông thường vận tốc âm lấy trung
bình là 1500m/s. Trong thực tế vận tốc ấm lại phụ thuộc vào nhiệt độ, độ muối , áp
suất…và biến thiên theo từng lớp độ sâu vì vậy vận tốc âm đưa vào tính toán phải
được tính trung bình theo công thức:
_
v =
n
i
i
n
i
ii
h
hv
1
1 .
Trong đó:
- _
v : Vận tốc âm trung bình.
- vi : Vận tốc âm theo từng lớp nước.
- hi : Độ sâu của mỗi lớp nước.
Cần lưu ý rằng trước khi tiến hành xử lý số liệu phải cho chạy lại (reback) để
đánh dấu những phần số liệu có sự biến đổi đột xuất. Giao diện của quá trình xử lý số
liệu như sau:
Hình 1-24. Giao diện phần mềm xử lý số liệu
Kết quả xử lý số liệu đo sâu ở định dạng file theo chuẩn ASCII như *.dxf,
*.int… có thể dể dàng xuất sang các môi trường đồ hoạ để biên tập bản đồ như CAD,
MicroStation, Caris GIS.
+ Thể hiện địa hình đáy biển trong không gian 3 chiều (3 D).
Trong các phần mềm xử lý số liệu đo sâu như Caris, Hypack, dKart….đều có
phần ứng dụng DTM ( Digital Terrain Model) nhằm chuyển (convert) số liệu địa
hình đáy biển ở dạng 2D sang 3D.
Các tham số
Số liệu đã được
xử lý
Số liệu một tuyến đo
Số liệu theo định
dạng quét
Hiệu chỉnh
các sai số
33
Hình 1-25. Mô hình địa hình số trong không gian 3 chiều
Trong phần ứng dụng DTM thường dùng phương thức TIN ( Triangular
Interacting Network). Thuật toán của phương thức này là nối độ cao của các điểm lại
với nhau theo phép nội suy từ sự ảnh hưởng qua lại của 3 điểm gần kề trong tổng thể
các điểm (Hình 8), sau đó từ các tuỳ chọn mức độ sâu , phần mềm sẽ tự động nội suy
và vẽ các đường đẳng sâu. Các mức độ sâu đã chọn cũng có thể được biểu hiện bằng
các gam màu khác nhau. Trong mô hình DTM thể hiện cả mô hình các mặt cắt.
Hình 1-26. Các chức năng hiển thị mô hình địa hình số trong không gian 3 chiều
Từ việc phân tích mô hình mặt cắt dọc sẽ cho ta điểm độ dốc lớn nhất của chân
dốc thềm lục địa (Foot of Slope of continental shelf).
Trong các phương pháp trên thì phương pháp khảo sát địa hình bằng máy đo sâu
hồi âm đa chùm tia là phương pháp hiện đại phổ biến và ưu việt nhất, có năng suất
cao nhất, cho kết quả hiển thị đầy đủ và chính xác nhất, là phương pháp tiêu chuẩn
chung của các tổ chức khảo sát thủy đạc quốc tế.
Hình 8 Mô hình 3D
Thể hiện đường đẳng
sâu và các mức độ sâu
theo các màu khác nhau
34
CHƯƠNG 2
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP KIỂM NGHIỆM
THIẾT BỊ KHẢO SÁT THỦY ĐẠC
2.1. Kiểm nghiệm máy định vị
Mỗi máy định vị được kiểm nghiệm bằng một trong hai phương pháp sau:
a) Kiểm nghiệm tại điểm chuẩn;
b) Kiểm nghiệm sau khi lắp máy lên tàu đo.
2.1.1. Kiểm nghiệm tại điểm chuẩn được thực hiện như sau:
a) Đặt ăng ten định vị trên một điểm đã biết tọa độ (tương đương điểm cơ sở đo
vẽ);
b) Kết nối máy định vị với máy tính,
c) Sau khi máy định vị đã hoàn tất quá trình khởi động và đi vào hoạt động ổn
định, sử dụng một chương trình ghi số liệu định vị để ghi số liệu liên tục trong vòng 1
giờ, khoảng giãn cách giữa 2 lần ghi là 10 giây. Các số liệu định vị phải được tính
chuyển về tọa độ phẳng (X, Y, H) theo các tham số tính chuyển được quy định trong
yêu cầu kỹ thuật của dự án;
d) Lập báo cáo kết quả kiểm nghiệm sau khi đo kiểm nghiệm. Báo cáo bao gồm
các nội dung sau:
- Bảng kết quả tính các độ lệch:
DX = Xgốc - Xthu
DY = Ygốc - Ythu
DH = Hgốc - Hthu
2 2DS DX DY
- Độ chính xác định vị mặt bằng: 2DS
mn
, ( n là số lần ghi số liệu).
- Độ chính xác định vị độ cao: 2
H
DHm
n
- Lập báo cáo kết quả kiểm nghiệm máy định vị theo mẫu như sau:
35
Tên dự án:............................................................................................................
Tàu đo: ..............................................................................................................
Loại máy Ngày kiểm nghiệm
Tên máy Nơi kiểm nghiệm
Số máy Điều kiện thời tiết
Độ chính xác mặt
bằng
Hệ tọa độ
Độ chính xác độ cao Hệ cao độ
Điểm đặt
máy
KT-01 Phương pháp kiểm
nghiệm
X
Y Máy đo
H Chiều cao máy
Điểm ngắm KT-02 Chiều cao gương
X Phương vị định hướng
Y
H
Stt Thời
gian
Đo được từ điểm gốc Ghi được từ máy định vị
X Y H X Y H
1
2
3
4
....
20
Tổng số lần đo (n):
Độ lệch trung bình DX=
Độ lệch trung bình DY=
Độ lệch trung bình DH=
2Ds
2Dsm
n
36
2DH
2
H
DHm
n
Kết luận:
Chỉ tiêu Đạt Không đạt
Độ chính xác mặt bằng
Độ chính xác độ cao
Máy đạt yêu cầu
Người kiểm nghiệm
1
Ngày thực hiện:
Người kiểm nghiệm
2
Người kiểm tra
Duyệt
- Kết luận: máy đáp ứng yêu cầu để đưa vào sản xuất, nếu độ chính xác mặt bằng,
độ cao tính được không vượt quá độ chính xác nêu tại các chỉ tiêu kỹ thuật của máy;
hoặc máy không đáp ứng yêu cầu, không được đưa vào sản xuất.
2.1.2. Kiểm nghiệm sau khi lắp máy lên tàu đo thực hiện như sau
a) Tàu đo phải được neo, buộc chắc chắn tại cầu cảng nơi có các điểm cao tọa độ
gốc có độ chính xác của các điểm khống chế đo vẽ trở lên;
b) Máy định vị phải được lắp đặt đúng yêu cầu kỹ thuật;
c) Máy toàn đạc điện tử dùng để đo kiểm nghiệm phải được kiểm nghiệm, hiệu
chỉnh các nguồn sai số và phải có các tính năng kỹ thuật tối thiểu sau:
- Độ chính xác đo góc bằng 6”;
- Độ chính xác đo góc nghiêng bằng 10”;
- Độ chính xác đo cạnh bằng ±(3+3ppm)mm D (D là độ dài cạnh đo);
d) Khoảng cách từ nơi đặt máy toàn đạc điện tử để đo kiểm nghiệm tới điểm định
hướng, điểm đặt ăng ten GPS phải đảm bảo được sai số vị trí điểm đo không vượt quá
10 cm;
đ) Trước khi đo kiểm nghiệm phải kết nối và khởi động sẵn máy định vị, chương
trình ghi số liệu; đồng bộ đồng hồ của hệ thống chương trình ghi số liệu định vị với
đồng hồ của người đo;
e) Quá trình đo kiểm nghiệm được bắt đầu khi người phụ trách đo phát lệnh cho
tổ đo bằng bộ đàm hoặc ký hiệu. Trước mỗi lần phát lệnh đo, người phụ trách phải yêu
37
cầu những người tham gia chuẩn bị sẵn sàng. Khi tất cả đã sẵn sàng, người phụ trách
phát lệnh để đồng thời đo đến ăng ten GPS bằng máy toàn đạc và fix số liệu định vị
GPS. Mỗi người đo ghi số liệu đo vào sổ theo mẫu, thời điểm đo được ghi đến giây.
Trường hợp máy toàn đạc có chức năng tính tọa độ tức thời thì số liệu ghi ra là tọa độ;
g) Số lần đo kiểm nghiệm không ít hơn 20 lần, khoảng cách giữa các lần đo tối
thiểu là 3 phút;
h) Sau khi đo kiểm nghiệm, số liệu tọa độ của ăng ten tại các thời điểm đo kiểm
được lọc ra từ tệp số liệu fix tọa độ trên tàu và số liệu đo toàn đạc để đưa vào bảng tính
báo cáo kết quả kiểm nghiệm;
i) Lập báo cáo kết quả kiểm nghiệm.
2.2. Kiểm nghiệm máy la bàn
2.2.1. Kiểm nghiệm la bàn vệ tinh
a) Việc kiểm nghiệm đối với la bàn vệ tinh thực hiện bằng cách đặt 2 ăng ten của
máy lên 2 điểm đã biết hướng (hoặc đã biết tọa độ để tính được hướng chuẩn);
b) Sau khi máy hoạt động ổn định, dùng một phần mềm máy tính ghi lại số liệu
hướng do máy đưa ra liên tục trong vòng 1 giờ, khoảng giãn cách giữa 2 lần ghi là 10
giây;
c) So sánh các số liệu với hướng chuẩn;
d) Lập báo cáo kết quả kiểm nghiệm theo mẫu sau:
Loại máy Ngày kiểm nghiệm
Tên máy Nơi kiểm nghiệm
Số máy Điều kiện thời tiết
Độ chính xác Hệ tọa độ
Điểm đặt ăng ten
1
KT-01 Hệ cao độ
X Phương pháp kiểm
nghiệm
Y
Điểm đặt ăng ten
2
KT-02 Độ chính xác máy
X Hướng gốc
Y
38
S
tt
Thời
gian
Hướng
la bàn
Độ lệch
LB goc
Stt Thời
gian
Hướng la
bàn
Độ lệch
LB goc
1
2
3
4
.
..
2
0
Tổng số lần đo (n):
Độ lệch trung bình ∆α = 2
2
mn
Kết luận:
Chỉ tiêu Đạt Không đạt
Độ chính xác đo hướng
Máy đạt yêu cầu
Người kiểm nghiệm 1 Ngày thực hiện:
Người kiểm nghiệm 2
Người kiểm tra
Duyệt
- Độ lệch hướng LB goc , trong đó αLB là hướng la bàn, αgoc là hướng gốc;
- Độ chính xác la bàn: 2
mn
, trong đó n là số lần đo.
- Kết luận: máy đáp ứng yêu cầu để đưa vào sản xuất nếu có độ chính xác tính
được không vượt quá độ chính xác nêu tại các chỉ tiêu kỹ thuật của máy; hoặc máy
không đáp ứng yêu cầu, không được đưa vào sản xuất.
39
2.2.2. Kiểm nghiệm la bàn đã lắp đặt trên tàu đo:
a) Tàu phải được neo chắc chắn tại cảng, đảm bảo hướng tàu không dao động
quá 1o khi đo kiểm nghiệm;
b) Bật máy la bàn và phần mềm ghi số liệu hướng la bàn. Đồng hồ của máy tính
ghi số liệu và các đồng hồ của các cán bộ thực hiện việc kiểm nghiệm phải được đồng
bộ, chính xác tới 0,5 giây;
c) Sử dụng máy toàn đạc và mạng lưới tọa độ cơ sở trong khu vực kiểm nghiệm
với yêu cầu đảm bảo được độ chính xác phương vị của 2 điểm đo hướng tàu không
vượt quá 10’;
d) Sử dụng 2 gương đo đặt trên 2 điểm thể hiện được hướng tàu;
đ) Sau khi hệ thống ghi số liệu la bàn trên tàu hoạt động ổn định, máy toàn đạc
và các gương đo đã sẵn sàng cho việc kiểm nghiệm thì bắt đầu thực hiện quá trình đo
kiểm nghiệm dưới sự chỉ huy của tổ trưởng qua bộ đàm hoặc bằng ký hiệu;
e) Mỗi lần đo được thực hiện như sau:
- Người đo toàn đạc ngắm đến gương đặt phía mũi tàu, báo cho tổ trưởng khi đã
sẵn sàng. Tổ trưởng phát lệnh để đồng thời đo tới gương và fix số liệu hướng la bàn;
- Người đo toàn đạc chuyển nhanh hướng ngắm tới gương đặt ở đuôi tàu, báo
cho tổ trưởng khi đã sẵn sàng. Tổ trưởng phát lệnh để đồng thời đo tới gương và fix số
liệu hướng la bàn;
g) Mỗi lần kiểm nghiệm thực hiện 20 lần đo. Thời gian cho một lần đo không
quá 2 phút;
h) Kết quả đo đạc được tính bằng bảng tính như sau:
- Hướng tàu thực ở mỗi lần đo được tính qua tọa độ 2 điểm gương đuôi tàu -
mũi tàu. Hướng la bàn được tính bằng giá trị trung bình của các giá trị ghi được trong
các mốc thời gian trong mỗi lần đo;
- Độ lệch hướng mỗi lần đo tính bằng: hướng thực - hướng la bàn;
- Số cải chính tính bằng giá trị độ lệch trung bình.
2.2.3. Kiểm nghiệm máy cảm biến sóng
1. Các máy móc, thiết bị sử dụng trong kiểm nghiệm máy cảm biến sóng gồm:
a) Máy thủy chuẩn đã được kiểm nghiệm, hiệu chỉnh các hạng mục theo quy
định và phải có độ chính xác xác định chênh cao đo đi và đo về đạt từ 1mm/1km trở
lên;
b) Thước đo có vạch chia mm;
c) Bộ giá kiểm nghiệm có một mặt đế đặt máy cảm biến sóng, mặt đế này có
vạch dấu cho hướng nghiêng dọc, nghiêng ngang của máy, tâm máy. Bộ giá có các bộ
40
phận có thể làm nghiêng mặt đế theo các trục nghiêng dọc, nghiêng ngang của máy
cảm biến sóng.
2. Quy trình thực hiện kiểm nghiệm như sau:
a) Lắp máy cảm biến sóng lên mặt đế đúng tâm và theo đúng các hướng
nghiêng dọc, nghiêng ngang đã được vạch dấu;
b) Khởi động máy và kết nối máy với phần mềm kèm theo máy để ghi được các
số liệu máy đo được. Dùng máy thủy chuẩn để đặt cho giá máy ở vị trí nằm ngang.
Dùng phần mềm để đọc ra các giá trị lệch ban đầu của các bộ cảm biến (Roll, Pitch,
Heave);
c) Thay đổi độ nghiêng của đế đặt máy theo hướng nghiêng ngang theo từng độ
trên toàn dải đo nghiêng ngang của máy, dùng máy thủy chuẩn đo để xác định chính
xác độ nghiêng đó. Ghi kết quả đo độ nghiêng và giá trị nghiêng ngang vào sổ đo. Nếu
dải đo nghiêng ngang của máy nhỏ, số lần đo kiểm nghiệm (n) ít hơn 10 lần thì phải
giảm bước thay đổi độ nghiêng đế kiểm nghiệm để có số lần đo n≥10;
d) Thay đổi độ nghiêng của đế đặt máy theo hướng nghiêng dọc theo từng độ
trên toàn dải đo nghiêng dọc của máy, dùng máy thủy chuẩn đo để xác định chính xác
độ nghiêng đó. Ghi kết quả đo độ nghiêng và giá trị nghiêng dọc vào sổ đo. Nếu dải đo
nghiêng dọc của máy nhỏ, số lần đo kiểm nghiệm (n) ít hơn 10 lần thì phải giảm bước
thay đổi độ nghiêng đế kiểm nghiệm để có số lần đo n≥10;
đ) Thay đổi độ cao của máy theo từng nấc 0,2m với độ chính xác 1cm, ghi các
mực thay đổi và các số liệu đo sóng do máy đưa ra trên các mực độ cao đó ra sổ;
e) Tính sai số nghiêng ngang, nghiêng dọc và đo sóng đã đo được theo công
thức: 2
mn
, trong đó ∆ là độ lệch giữa giá trị thực tế và giá trị do máy cải chính
sóng đưa ra;
g) Lập báo cáo kết quả kiểm nghiệm theo mẫu.
Loại máy Ngày kiểm
nghiệm
Tên máy Nơi kiểm nghiệm
Số máy Điều kiện thời tiết
Độ chính xác nghiêng
ngang
Máy thủy chuẩn Ni...
Dải đo nghiêng ngang Ngày kiểm nghiệmthước
đo
Độ chính xác nghiêng
dọc
Khoảng cách giữa 2 thước đo nghiêng
ngang
Dải đo nghiêng dọc Khoảng cách giữa 2 thước đo nghiêng
dọc
Độ chính xác độ cao Độ lệch nghiêng ngang sẵn có
41
Dải đo độ cao sóng Độ lệch nghiêng dọc sẵn có
1. Kiểm nghiệm nghiêng ngang
S
tt
Số đọc
thước đo 1
Số đọc
thước đo 2
Chênh
cao
Góc
nghiêng
Góc nghiêng
ghi được
Độ lệch
1 1cal obs
1
2
3
4
.
..
2
0
Tổng số lần đo (n):
Độ lệch trung bình ∆ν1=
21
2
1
1m
n
2. Kiểm nghiệm nghiêng dọc
S
tt
Số đọc
thước đo 1
Số đọc
thước đo 2
Chênh
cao
Góc nghiêng Góc
nghiêng ghi
được
Độ lệch
2 2 2cal obs
1
2
3
4
.
..
2
0
Tổng số lần đo (n):
Độ lệch trung bình ∆ν2=
22
2
2
2m
n
3. Kiểm nghiệm đo sóng
42
Stt Độ cao máy
trên giá đo
(m)
Độ cao ghi
được
Chênh cao
thực
Chênh cao
ghi được
Độ lệch
real obsh h h
1 0
2 0.2
3 0.4
...
20
Tổng số lần đo (n):
Độ lệch trung bình ∆h=
2h
2
2
hm
n
Kết luận:
Chỉ tiêu Đạt Không đạt
Độ chính xác đo nghiêng ngang
Độ chính xác đo nghiêng dọc
Độ chính xác đo sóng
Máy đạt yêu cầu
Người kiểm nghiệm
1
Ngày thực hiện:
Người kiểm nghiệm
2
Người kiểm tra
Duyệt
Máy đạt yêu cầu nếu sai số tính được không vượt quá độ chính xác nêu tại các
chỉ tiêu kỹ thuật của máy.
2.2.4. Kiểm nghiệm máy đo tốc độ âm thanh
Quy trình kiểm nghiệm máy đo tốc độ âm thanh thực hiện như sau:
1. Dùng máy cần kiểm nghiệm đo tốc độ âm thanh trong một thùng đựng nước
tinh khiết đồng thời với việc đo nhiệt độ thùng nước đó bằng một nhiệt kế chính xác.
Ghi số liệu đo tốc độ âm, nhiệt độ nước trong vòng 15 phút với giãn cách 1 phút 1 lần
đọc số liệu.
43
2. Tính tốc độ âm thanh trong từng lần đo theo công thức :
V= 1449,2 + 4,67xT-0,0569xT2+0,00029xT3+(1,39-0,012xT)(S-
35)+0,01625xD
Trong đó:
V là vận tốc truyền âm
T nhiệt độ nước
S độ mặn, trong trường hợp này bằng không.
D độ ngập của máy đo tốc độ âm
3. Lập bảng so sánh giữa 2 tốc độ âm đo được.
Độ lệch tính theo công thức: ∆V = Vđo - Vtính
Độ chính xác được tính bằng công thức 2
n
Vm
Trong đó n là số lần đo.
4. Lập báo cáo kết quả kiểm nghiệm theo mẫu dưới. Máy đạt chất lượng nếu độ
chính xác thu được không vượt quá độ chính xác của máy đo tốc độ âm.
Loại máy Ngày kiểm nghiệm
Tên máy Nơi kiểm nghiệm
Số máy Điều kiện thời tiết
Độ chính xác
S
tt
Thời
gian
Độ ngập
máy
(Dm)
Nhiệt độ
(Toc)
Độ mặn
(S %o)
Tốc độ âm (m/s) Độ lệch
Dv (m/s) tính được ghi được
1
2
3
4
.
..
2
0
44
Công thức tính: V= 1449,2 + 4,67xT-0,0569xT2+0,00029xT
3+(1,39-
0,012xT)(S-35)+0,01625xD
Tổng số lần đo (n):
Độ lệch trung bình Dv=
2Dv
2Dvm
n
Kết luận:
Chỉ tiêu Đạ
t
Không đạt
Độ chính xác đo tốc độ âm
Máy đạt yêu cầu
Người kiểm
nghiệm 1
Ngày thực hiện:
Người kiểm
nghiệm 2
Người kiểm tra
Duyệt
2.2.5. Kiểm nghiệm máy đo sâu hồi âm đơn tia khi có máy đo tốc độ âm
thanh
1. Công tác chuẩn bị:
a) Máy đo tốc độ âm đã kiểm nghiệm đạt chất lượng kỹ thuật;
b) Đĩa kiểm nghiệm được cố định chắc chắn vào dây cáp thép không co giãn.
Trên dây cáp có các dấu khoảng cách theo từng mét tính từ mặt đĩa. Sai số của các
vạch dấu không quá 0,5 cm;
c) Xác định và cài đặt độ ngập đầu biến âm vào máy đo;
d) Vạch dấu hạ đĩa phải được đánh dấu trên tàu đo với độ chính xác 5mm so
với mặt đầu biến âm. Vạch dấu phải thuận tiện cho việc hạ đĩa kiểm nghiệm xuống
theo từng nấc đo tính từ mặt đĩa tới mặt đầu biến âm;
đ) Ghi chỉ số lệch độ sâu của máy sẵn có (nếu có) ra sổ.
2. Quy trình kiểm nghiệm thực hiện như sau:
45
a) Dùng máy đo tốc độ âm đo tốc độ âm đi qua cột nước nơi kiểm nghiệm.
Giãn cách độ sâu lấy số liệu là 0,5m;
b) Thả đĩa kiểm nghiệm xuống độ sâu nhỏ nhất máy có thể đo được, nhập số
liệu tốc độ âm đã đo được cho cột nước từ đầu biến âm tới đĩa kiểm nghiệm vào máy
đo sâu. Ghi số liệu đo được bằng máy đo sâu ra sổ;
c) Tính độ lệch độ sâu đo được bằng máy đo sâu (Dds) với độ ngập thực của đĩa
kiểm nghiệm (Ddia). Dùng độ lệch này để cải chính lại chỉ số lệch độ sâu ban đầu. Sau
bước này, độ lệch độ sâu giữa (Dds) và (Ddia) phải bằng 0. Với các máy không có mục
riêng để nhập chỉ số lệch độ sâu này vào thì độ lệch này được cộng thêm vào mục độ
ngập đầu biến âm;
d) Hạ tiếp đĩa kiểm nghiệm xuống từng nấc 2m đồng thời thay đổi tốc độ âm
thanh đã đo được cho cột nước từ đầu biến âm tới đĩa kiểm nghiệm trong máy đo sâu.
Ghi số liệu đo sâu (Dds) và độ ngập (Dng) ra sổ. Tính độ lệch độ sâu giữa (Dds) và (Dng).
∆i = Ddsi - Dngi , trong đó Ddsi - là số liệu đo sâu tại mực đo kiểm nghiệm i, Dngi - là độ
ngập của đĩa kiểm nghiệm tại mực đo kiểm nghiệm i. Bước này phải được thực hiện
cho tới độ sâu tối đa có thể thực hiện được và phải đo lặp lại nếu số lần đo (n) chưa
vượt quá 10;
đ) Tính sai số đo sâu của máy theo công thức: 2
nm
;
e) Lập báo cáo kết quả kiểm nghiệm theo mẫu Máy đạt chất lượng đưa vào sử
dụng nếu sai số thu được nằm trong giới hạn độ chính xác của máy.
Loại máy Ngày kiểm
nghiệm
Tên máy Nơi kiểm nghiệm
Số máy Điều kiện thời tiết
Độ chính xác đo
sâu
Máy đo tốc độ âm loại
Chỉ số lệch độ sâu Số máy
Độ ngập đầu biến
âm
1- Kiểm nghiệm chỉ số lệch độ sâu
Khoảng cách nhỏ nhất từ
đĩa tới đầu biến âm
Đo được bằng máy đo sâu
46
Tốc độ âm Chênh
Chỉ số lệch độ sâu đã cải
chính
2- Kiểm nghiệm máy đo sâu
S
tt
Thời gian Độ sâu đĩa Tốc độ âm Độ sâu máy
đo
Độ lệch
1
2
3
4
.
..
2
0
Tổng số lần đo (n):
Độ lệch trung bình 2d 2
d
dm
n
Kết luận:
Chỉ tiêu Đạt Không đạt
Độ chính xác đo sâu
Máy đạt yêu cầu, đưa vào sản xuất
Người kiểm nghiệm 1 Ngày thực hiện:
Người kiểm nghiệm 2
Người kiểm tra
Duyệt
47
2.2.6. Kiểm nghiệm máy đo sâu hồi âm đơn tia khi không có máy đo tốc
độ âm thanh
1. Công tác chuẩn bị:
a) Đĩa kiểm nghiệm được cố định chắc chắn vào dây cáp thép không co giãn.
Trên dây cáp có các dấu khoảng cách theo từng mét tính từ mặt bảng. Sai số của các
vạch dấu không quá 0,5 cm;
b) Xác định và cài đặt độ ngập đầu biến âm vào máy đo;
c) Vạch dấu hạ bảng phải được đánh dấu trên tàu đo với độ chính xác 5mm so
với mặt đầu biến âm. Vạch dấu phải thuận tiện cho việc hạ đĩa kiểm nghiệm xuống
theo từng nấc đo tính từ mặt bảng tới mặt đầu biến âm;
d) Ghi chỉ số lệch độ sâu của máy sẵn có (nếu có) ra sổ.
2. Quy trình thực hiện kiểm nghiệm:
a) Cài đặt tốc độ âm cho máy đo sâu ở giá trị thích hợp nhất mà ta có thể biết tại
khu vực kiểm nghiệm. Xác định và hiệu chỉnh chỉ số lệch độ sâu ban đầu của máy;
b) Hạ đĩa xuống theo nấc 2 m với độ chính xác 0,5 cm, thay đổi tốc độ âm cho
tới khi số đo độ sâu tới mặt đĩa trùng với độ sâu thực của đĩa. Ghi tốc độ âm tại độ sâu
đó ra sổ. Bước này phải được thực hiện cho tới độ sâu tối đa có thể thực hiện được và
phải điều chỉnh nấc hạ đĩa để đảm bảo số lần đo (n) nhỏ nhất là 10 lần;
c) Kéo đĩa lên từng độ sâu đã hạ đĩa với độ chính xác 0,5 cm, cài đặt tốc độ âm
đã ghi được cho từng độ sâu đó. Đọc và ghi số liệu độ sâu máy đo được ra sổ;
d) Tính độ lệch giữa 2 độ sâu lúc hạ đĩa và lúc kéo đĩa lên tại từng vạch kiểm
nghiệm theo công thức ∆i = Dix - Dil . Trong đó Dix - là độ sâu đo được tại mực độ sâu
kiểm nghiệm i khi hạ đĩa xuống. Dil - là độ sâu đo được tại mực độ sâu kiểm nghiệm i
khi kéo đĩa lên;
đ) Sai số đo sâu của máy được tính theo công thức 2
2m
n
, trong đó n là
số mực độ sâu tiến hành kiểm nghiệm;
e) Trường hợp sai số đo sâu thu được đảm bảo được tính năng kỹ thuật của máy
thì kết luận máy đảm bảo chất lượng, đưa vào sản xuất được. Nếu sai số thu được vượt
quá sai số nêu trong tính năng kỹ thuật của máy thì phải thực hiện các bước kiểm
nghiệm đã nêu từ điểm b đến điểm đ khoản này thêm 2 lần nữa. Trường hợp cả 2 lần
kiểm nghiệm sau cho kết quả sai số đo sâu thu được đảm bảo được tính năng kỹ thuật
của máy thì kết luận máy đảm bảo chất lượng, đưa vào sản xuất được. Nếu có ít nhất 1
lần nữa không đảm bảo thì kết luận máy không đủ chất lượng đưa vào sản xuất.
2.2.7. Kiểm nghiệm máy đo sâu hồi âm đa tia
1. Việc kiểm nghiệm được thực hiện cho tia ở giữa vệt.
2. Quy trình kiểm nghiệm thực hiện như sau:
48
a) Sử dụng máy đo tốc độ âm đo được tốc độ âm thanh tại nơi kiểm nghiệm,
nhập số liệu đã đo vào máy đo sâu;
b) Thả đĩa kiểm nghiệm xuống độ sâu nhỏ nhất máy có thể đo được. Độ sâu của
bảng kiểm tra được xác định với độ chính xác 0.5cm;
c) Đo độ sâu của bảng kiểm tra bằng máy đo sâu (50 Fix với giãn cách 5 giây /
1 fix);
d) Tính độ lệch độ sâu hệ thống của máy (index) bằng hiệu của độ sâu đĩa kiểm
nghiệm bằng thước (D1) với độ sâu trung bình của bảng (đo bằng máy đo sâu, sau khi
đã loại các số liệu sai thô) (D2);
đ) Nhập số hiệu chỉnh (index) đã tính theo công thức I = D1 - D2 vào máy đo
sâu. Sau bước này D1 phải bằng D2;
e) Hạ bảng kiểm tra xuống từng nấc 2 m một với độ chính xác 0,5cm cho tới hết
khả năng cho phép của điều kiện khu đo (độ sâu, dòng chảy, sóng), ở mỗi độ sâu, dùng
máy đo sâu đo 25 fix với giãn cách 5 giây; Tính độ sâu trung bình đo được sau khi loại
những số liệu độ sâu sai thô.
3. Lập báo cáo kết quả kiểm nghiệm theo mẫu sau:
Loại máy Ngày kiểm
nghiệm
Tên máy Nơi kiểm nghiệm
Số máy Điều kiện thời tiết
Độ chính xác đo
sâu
Máy đo tốc độ âm loại
Chỉ số lệch độ sâu Số máy
Độ ngập đầu biến
âm
1- Kiểm nghiệm chỉ số lệch độ sâu
Khoảng cách nhỏ nhất
từ đĩa tới đầu biến âm
Đo được bằng máy đo sâu
Tốc độ âm Chênh
Chỉ số lệch độ sâu đã cải
chính
2- Kiểm nghiệm máy đo sâu
S
tt
Thời gian Độ sâu đĩa Tốc độ âm Độ sâu máy
đo
Độ lệch
1
2
3
4
49
.
..
Tổng số lần đo (n):
Độ lệch trung bình
2d
2
d
dm
n
Kết luận:
Chỉ tiêu Đạt Không đạt
Độ chính xác đo sâu
Máy đạt yêu cầu, đưa vào sản xuất
Người kiểm nghiệm 1 Ngày thực hiện:
Người kiểm nghiệm 2
Người kiểm tra
Duyệt
a) Tính độ lệch độ sâu ∆i = Ddsi - Dngi , trong đó Ddsi - là số liệu đo sâu tại mực
đo kiểm nghiệm i, Dngi - là độ ngập của đĩa kiểm nghiệm tại mực đo kiểm nghiệm đó;
b) Tính sai số đo sâu của máy theo công thức: 2
nm
;
c) Kết luận: máy đạt chất lượng đưa vào sử dụng nếu sai số thu được nằm trong
giới hạn độ chính xác của máy.
2.3. Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh hệ thống đo sâu bằng máy đo hồi âm
đơn tia
2.3.1. Hệ thống đo sâu bằng máy đo hồi âm đơn tia
1. Hệ thống đo sâu bằng máy đo hồi âm đơn tia hoàn chỉnh gồm các máy sau
đây kết nối lại:
a) Máy định vị;
b) Máy la bàn;
c) Máy đo sâu hồi âm đơn tia;
d) Máy cảm biến sóng;
50
đ) Máy tính cài phần mềm khảo sát.
2. Sau khi lắp đặt, đo đạc các độ lệch tâm, cài đặt các tham số cần thiết phải tiến
hành kiểm nghiệm toàn bộ hệ thống để xác định được các số hiệu chỉnh cho toàn hệ
thống hoặc cho việc xử lý số liệu.
2.3.2. Kiểm nghiệm độ lún đầu biến âm do chuyển động của tàu
1. Để xác định được độ lún của đầu biến âm khi tàu chuyển động phải sử dụng
phương pháp đo thủy chuẩn hình học từ một trạm máy đặt trên bờ đến mia thủy chuẩn
đặt trên vị trí của đầu biến âm trên tàu. Nếu trong khi kiểm nghiệm mực thủy triều
thay đổi mạnh thì cần thêm 1 mia để đo tới mực nước thủy triều.
2. Vùng kiểm nghiệm phải đảm bảo:
a) Thuận lợi cho việc đo thủy chuẩn tới mia trên tàu;
b) Khi tàu đạt tốc độ ổn định cần thiết vẫn an toàn khi chạy theo hướng tiến vào
bờ;
c) Trong khu đo không có các chướng ngại ảnh hưởng tới chuyển động của tàu.
3. Quy trình đo thực hiện như sau:
a) Đưa tàu ra vùng kiểm nghiệm, thả nổi tĩnh. Đo tới mia trên tàu và mia đo
mực nước thủy triều;
b) Chạy tàu theo hướng từ bờ ra với vận tốc (số vòng quay máy) ổn định, khi
chạy tới vùng kiểm nghiệm thì đọc số đo mia trên tàu, ghi vào cột Chạy xuôi. Sau đó
quay tàu lại, chạy theo hướng vào bờ với cùng vận tốc trước đó, khi chạy tới vùng
kiểm nghiệm thì đọc số đo mia trên tàu, ghi vào cột Chạy ngược;
c) Đo tới mia đo mực nước thủy triều.
4. Các lần đo được thực hiện cho các tốc độ lần lượt là 2 Knt, 3 Knt, 4 Knt, 5
Knt, 6 Knt, 7 Knt và 8 Knt (Hải lý/giờ).
5. Số liệu đo ghi theo mẫu:
Bảng 1: Mẫu bảng kiểm nghiệm độ lún đầu biến âm
Tốc độ tàu Số đọc khi Thủy triều Lún Số hiệu chỉnh
chạy ngược chạy xuôi
Đứng yên 0.70 1.12 0.00
2 Knt 0.73 0.73 1.19 -0.10 0.10
3 Knt 0.65 0.63 1.33 -0.15 0.15
4 Knt 0.62 0.58 1.43 -0.21 0.21
5 Knt 0.58 0.58 1.50 -0.26 0.26
6 Knt 0.43 0.41 1.60 -0.20 0.20
Độ lún = H0 - (Hix - Hin)/2 + TT0 - TTi
51
Trong đó:
H0 - Số đọc kiểm lún khi tàu đứng yên
Hix - Số đọc kiểm lún khi tàu chạy xuôi với vận tốc i
Hin - Số đọc kiểm lún khi tàu chạy ngược với vận tốc i
TT0 - Số đọc trên mực nước thủy triều khi tàu đứng yên
TTi - Số đọc trên mực nước thủy triều khi tàu chạy với vận tốc i
6. Số hiệu chỉnh thu được này được đưa vào phần mềm khảo sát để tự động
hiệu chỉnh số liệu đo theo tốc độ tàu nếu phần mềm có chức năng đó. Nếu phần mềm
không có chức năng hiệu chỉnh độ lún theo tốc độ thì bảng số hiệu chỉnh này được sử
dụng cho việc xử lý số liệu sau.
2.3.3. Xác định độ trễ định vị
1. Chọn khu vực có địa hình tương đối nhẵn, dốc khoảng 10-20 độ, độ sâu dưới
100 m, thiết kế đường kiểm nghiệm chạy vuông góc với các đường bình độ, hướng
chạy theo hướng lên dốc. Mặt nghiêng cần đủ dài (500-1000m) để có được mẫu tốt và
cần đều, nhẵn (không dốc ngang, không gập gềnh);
2. Chạy đo 2 lần theo đường đã thiết kế với 2 tốc độ tàu khác nhau. Tốc độ tàu
2 lần chạy chênh nhau ít nhất 9 km/h (hình 1).
Hình 2.1. Đồ hình chạy tàu xác định độ trễ định vị theo mặt dốc
Độ trễ định vị được tính bằng công thức 2 1
xt
v v
v2 là tốc độ tàu chạy nhanh;
v1 là tốc độ tàu chạy chậm;
x là độ lệch vị trí mặt bằng giữa hai mặt cắt âm gần thiên đế.
Nếu mặt địa hình nơi kiểm nghiệm bằng phẳng thì có thể chạy trên một địa vật dễ
nhận biết (một đụn cát chẳng hạn) với đồ hình chạy tàu như mô tả ở hình 2.
Chạy
nhanh
Chạy chậm
Chạy chậm
Chạy
nhanh
52
Hình 2.2. Đồ hình chạy tàu xác định độ trễ định vị theo mặt dốc
2.4. Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh hệ thống đo sâu bằng máy đo hồi âm đa
tia
2.4.1. Yêu cầu đối với việc kiểm nghiệm và hiệu chỉnh hệ thống đo sâu
bằng máy đo hồi âm đa tia
1. Thực hiện sau khi lắp đặt hệ thống hoàn chỉnh và hoàn tất việc đo đạc xác
định được các độ lệch của các thiết bị: bộ cảm biến máy cảm biến sóng, máy la bàn,
đầu biến âm của máy đo sâu hồi âm đa tia, xác định được bảng độ lún đầu biến âm do
chuyển động của tàu. Các tham số cần thiết (hệ tọa độ, độ cao, tham số tính chuyển,
các hạn sai của định vị, đo sâu, đo hướng tàu, đo các góc nghiêng ngang, nghiêng dọc,
đo độ cao của sóng) phải được cài đặt hoàn chỉnh cho hệ thống. Phải đo được số liệu
mặt cắt tốc độ âm thanh ở khu vực đo kiểm tra và đưa vào hệ thống.
2. Việc kiểm nghiệm, hiệu chỉnh này chỉ được thực hiện khi thời tiết tốt, sóng
dưới 1m để đảm bảo được việc đo sâu chất lượng và ít bị sóng lắc nhất.
3. Máy định vị dùng trong hệ thống phải có độ chính xác mặt bằng tốt hơn ±3m.
4. Trên tàu đo phải có ít nhất một bộ máy tính có cài đặt phần mềm xử lý số liệu
kiểm nghiệm, số liệu khảo sát. Phần mềm này có các tính năng tính số hiệu chỉnh cho
độ trễ định vị, độ lệch nghiêng dọc, độ lệch hướng la bàn, độ lệch nghiêng ngang của
hệ thống qua các số liệu đo kiểm nghiệm.
5. Phải đo kiểm nghiệm ít nhất 2 cặp đường.
6. Lập báo cáo kết quả kiểm nghiệm.
2.4.2. Kiểm nghiệm độ lún đầu biến âm
Kiểm nghiệm độ lún đầu biến âm do chuyển động của tàu được thực hiện như
đối với hệ thống đo sâu đơn tia.
Chạy nhanh Chạy chậm
Địa vật đo được
khi chạy nhanh Địa vật thực
Địa vật đo được
khi chạy chậm ∆x
53
2.4.3. Kiểm nghiệm toàn hệ thống
1. Việc kiểm nghiệm toàn hệ thống được thực hiện bằng cách “đo chỉnh” để tìm ra
các sai lệch sau: độ trễ định vị (đối với các hệ thống không có thiết bị đồng bộ số liệu); độ
lệch nghiêng dọc; độ lệch phương vị và độ lệch nghiêng ngang.
2. Xác định độ trễ định vị: thực hiện như đối với hệ thống đo sâu hồi âm đơn tia.
3. Xác định độ lệch nghiêng dọc:
a) Chọn khu vực có địa hình tương đối nhẵn, dốc (càng dốc càng tốt), độ sâu
dưới 100 m, thiết kế đường kiểm nghiệm chạy vuông góc với các đường bình độ.
Chiều dài của đường chạy phải ít nhất là từ 500 đến 1000 m;
b) Chạy đo 2 lần theo đường đã thiết kế với cùng tốc độ tàu. Hướng chạy của 2
lần chạy là ngược nhau như mô tả tại hình 3;
Hình 2.3. Đồ hình chạy tàu xác định độ lệch nghiêng dọc
c) Sau khi cải chính được độ trễ định vị, độ lệch nghiêng dọc được xác định
theo công thức 1
2.p
xtg
z
, Trong đó: δθp là độ lệch nghiêng dọc cần tìm, ∆x là
độ rời của 2 mặt cắt theo 2 lần đo tại điểm có độ sâu z.
4. Xác định độ lệch phương vị:
a) Độ lệch phương vị là ảnh hưởng tích hợp của các độ lệch: hướng của la bàn,
hướng của đầu biến âm máy đo sâu so với trục tàu;
b) Để xác định được độ lệch còn lại này, phải chọn khu vực có địa vật rõ nét (ví
dụ một đụn cát chẳng hạn). Việc đo kiểm phải thực hiện bằng 2 đường đo theo 2
hướng ngược nhau sao hai vệt đo có độ chồng phủ của các tia rìa từ 10 đến 20% vệt
quét và phần chồng phủ này trùm gọn địa vật đó;
54
c) Để tránh nhiễu do độ trễ định vị và lệch nghiêng dọc tới việc xác định độ
lệch phương vị, phải cải chính các độ trễ đó trước khi thực hiện tính toán độ lệch
phương vị này;
d) Độ lệch phương vị được tính bằng công thức 1 xtg
L
theo mô tả tại
hình 4
Hình 2.4. Đồ hình chạy tàu xác định độ lệch phương vị
5. Xác định độ lệch nghiêng ngang:
a) Độ lệch nghiêng ngang này gây ra bởi độ lệch nghiêng ngang của máy cảm
biến sóng và độ lệch của đầu biến âm theo trục nghiêng ngang của tàu đo. Để đo được
độ lệch này phải chọn vùng có đáy biển bằng phẳng, đo trên một đường theo 2 chiều
ngược nhau. Tốc độ 2 lần chạy không đổi;
b) Để tránh nhiễu, hệ thống phải được cải chính độ trễ, nghiêng dọc và phương
vị đã xác định được;
c) Độ lệch nghiêng ngang này được xác định bằng cách đo khoảng dịch theo
phương đứng của các số liệu đo sâu bởi các tia rìa của các đường đo và được tính bằng
công thức 1
2.R
ztg
y
theo mô tả trên hình 5.
∆x là độ rời của
địa vật đo kiểm
theo số liệu đo
của 2 đường đo
kiểm nghiệm.
∆L là khoảng
cách giữa 2
đường đo kiểm
nghiệm.
δα là độ lệch
phương vị cần
tìm.
55
Hình 2.5. Xác định độ lệch nghiêng
ngang
δθR là độ lệch
nghiêng ngang
cần xác định
z là độ sâu;
∆z là độ lệch độ
sâu của 1 tia rìa
∆y là khoảng cách
từ tâm đường
chạy tới điểm
đo ∆z
56
KẾT LUẬN
Kết luận
Hiện nay công tác khảo sát đo đạc bản đồ địa hình đáy biển đang đứng trước
những nhiệm vụ to lớn trong xây dựng và bảo vệ vùng biển của Tổ quốc, việc áp
dụng những công nghệ khảo sát tiên tiến hiện đại là nhu cầu cấp thiết trong
giảng dạy, học tập và đưa vào thực tế sản xuất ở Việt Nam nói chung và ở
Trường Đại học Hàng hải nói riêng, đội ngũ giảng viên và kỹ thuật viên thuộc
Khoa Công trình thủy, trường Đại học Hàng hải đã nghiên cứu, từng bước làm
chủ trang thiết bị hiện đại là các máy đo sâu và máy định vị, la bàn số phục vụ
giảng dạy và sản xuất là một cố gắng lớn, khẳng định khả năng tiếp cận công
nghệ mới tiên tiến, các giảng viên, kỹ thuật viên và sinh viên đã có một hướng
dẫn sử dụng máy chi tiết, hoàn chỉnh để sử dụng.
Kiến nghị
Trong quá trình lắp đặt, kết nối và vận hành các máy đo sâu và các hệ thống
trang thiết bị đi kèm, vẫn còn hiện tượng máy hoạt động chưa ổn định trong một
số trường hợp và có hiện tượng các thiết bị định vị, la bàn số và máy đo sâu đa
tia chưa đồng bộ thời gian, điều này có thể do các trang thiết bị chưa đồng bộ
hợp lý, hoặc chưa tối ưu trong các khâu cài đặt hệ thống, nếu được sự hỗ trợ từ
các chuyên gia cao cấp từ hãng sản xuất hoặc các trung tâm khảo sát hiện đại thì
sẽ giải quyết triệt để được vấn đề, máy sẽ được cài đặt và hoàn chỉnh để hoạt
động ổn định lâu dài, mang lại hiệu quả cao nhất.
57
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Hướng dẫn sử dụng máy đo sâu đa chùm tia ESM3, hãng ODOM
Hydrographic (USA)
[2]. Hướng dẫn sử dụng phần mềm HYPACK, USA.
[3]. Quy định kỹ thuật thành lập bản đồ địa hình đáy biển, Thông tư Số: 34
/2011/TT-BTNMT, Bộ Tài nguyên Môi trường.
[4]. Quy định về đo đạc, thành lập bản đồ địa hình đáy biển bằng máy đo sâu hồi
âm đa tia, Thông tư số: 24 /2010/TT-BTNMT, Bộ Tài nguyên môi trường.