Công nghệ đo GPS RTK là phương pháp định vị vệ tinh theo thời gian thực, được sử dụng rộng rãi trong trắc địa, đo đạc bản đồ, địa chính, khảo sát địa hình và xây dựng. RTK cho phép kỹ thuật viên xác định tọa độ điểm ngoài thực địa với độ chính xác cao, thường đạt mức centimet trong điều kiện đo và cấu hình phù hợp.
GPS RTK là gì?
RTK là viết tắt của Real-Time Kinematic – đo động thời gian thực. Đây là kỹ thuật định vị sử dụng dữ liệu quan sát vệ tinh đồng thời với dữ liệu hiệu chỉnh để giảm các sai số ảnh hưởng đến kết quả định vị.
Trong thực tế, cụm từ “máy GPS RTK” được sử dụng rất phổ biến. Tuy nhiên, các thiết bị hiện đại thường là GNSS RTK, bởi máy có thể thu tín hiệu từ nhiều hệ thống vệ tinh khác nhau như GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou và các hệ thống được model hỗ trợ.
Nguyên lý hoạt động của công nghệ RTK
Một hệ thống RTK truyền thống thường gồm máy Base (trạm cơ sở) và máy Rover (máy di động). Base được đặt tại điểm có tọa độ xác định hoặc được thiết lập theo phương án đo; Base quan sát tín hiệu vệ tinh và cung cấp dữ liệu hiệu chỉnh cho Rover thông qua radio hoặc phương thức truyền dữ liệu phù hợp.
Rover đồng thời thu tín hiệu vệ tinh và nhận dữ liệu từ Base. Bộ xử lý sử dụng các trị đo, đặc biệt là thông tin pha sóng mang, để giải nghiệm vị trí với độ chính xác cao.
Có thể hiểu đơn giản:
Vệ tinh → Base + Rover → Dữ liệu hiệu chỉnh → Giải nghiệm RTK → Tọa độ điểm.
Ngoài cấu hình Base – Rover, hiện nay Rover còn có thể nhận hiệu chỉnh từ mạng trạm CORS/NRTK qua Internet khi dịch vụ và khu vực làm việc đáp ứng yêu cầu.
Trạng thái FIX, FLOAT và SINGLE là gì?
Khi sử dụng GNSS RTK, kỹ thuật viên thường gặp các trạng thái nghiệm sau:
FIX: nghiệm đã giải được số nguyên đa trị pha theo tiêu chí của hệ thống. Đây thường là trạng thái mong muốn trước khi ghi điểm cho các công việc RTK chính xác.
FLOAT: nghiệm pha chưa được cố định hoàn toàn. Độ chính xác thường thấp và kém ổn định hơn FIX.
SINGLE/AUTONOMOUS: máy đang định vị độc lập mà chưa sử dụng được nghiệm RTK chính xác như mong muốn.
Không nên chỉ thấy máy hiển thị tọa độ rồi lập tức lưu điểm. Người đo cần kiểm tra trạng thái nghiệm, độ chính xác ước tính, số vệ tinh, chất lượng tín hiệu và các điều kiện kiểm tra của công việc.
GPS RTK có độ chính xác bao nhiêu?
Một hệ thống GNSS RTK chuyên dụng trong điều kiện thuận lợi có thể đạt độ chính xác ở mức centimet. Tuy nhiên, không nên mặc định mọi phép đo RTK đều chính xác 1–2 cm.
Kết quả thực tế phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chất lượng máy, cấu hình vệ tinh, khoảng cách tới nguồn hiệu chỉnh, môi trường đo, vật cản, đa đường truyền, chất lượng dữ liệu hiệu chỉnh và quy trình của người vận hành.
Khu vực thông thoáng thường thuận lợi hơn những vị trí sát nhà cao tầng, dưới tán cây dày hoặc gần các bề mặt có khả năng gây phản xạ tín hiệu.
Đo RTK bằng trạm CORS
Một phương án ngày càng phổ biến là sử dụng mạng trạm CORS. Khi đó người dùng có thể không cần tự đặt một Base riêng tại công trường trong những trường hợp dịch vụ mạng đáp ứng yêu cầu.
Rover kết nối Internet, đăng nhập dịch vụ hiệu chỉnh và nhận dữ liệu theo thời gian thực.
Ưu điểm là giảm công việc thiết lập Base, tăng tính cơ động và thuận tiện khi di chuyển giữa các khu vực. Tuy nhiên, kết quả vẫn phụ thuộc vào chất lượng mạng hiệu chỉnh, kết nối dữ liệu, cấu hình thiết bị và điều kiện tại vị trí đo.
GPS RTK được dùng để làm gì?
Công nghệ RTK có phạm vi ứng dụng rộng. Trong khảo sát địa hình, kỹ thuật viên có thể đo nhanh tọa độ và cao độ của nhiều điểm đặc trưng. Trong đo đạc địa chính, RTK hỗ trợ xác định các điểm phục vụ công tác chuyên môn theo quy trình áp dụng. Trong xây dựng, máy có thể hỗ trợ cắm điểm thiết kế, kiểm tra vị trí và khảo sát hiện trạng.
RTK còn được ứng dụng trong giao thông, thủy lợi, san nền, nông nghiệp chính xác, khảo sát tuyến, mỏ, UAV trắc địa và nhiều công việc hạ tầng.
Ưu điểm của công nghệ GPS RTK
| Đặc điểm | Giá trị thực tế |
|---|---|
| Định vị thời gian thực | Có kết quả ngay ngoài hiện trường |
| Độ chính xác cao | Có thể đạt mức centimet khi điều kiện phù hợp |
| Không cần thông hướng giữa hai điểm | Thuận lợi hơn toàn đạc trong nhiều khu vực |
| Đo diện rộng | Nâng cao năng suất khảo sát |
| Đo và cắm điểm | Phục vụ cả khảo sát lẫn bố trí |
| Lưu dữ liệu số | Thuận tiện xử lý và xuất bản vẽ |
| Kết nối CORS | Có thể làm việc không cần Base riêng khi đáp ứng điều kiện |
GPS RTK khác máy toàn đạc như thế nào?
GNSS RTK có ưu thế khi làm việc ở khu vực rộng, thông thoáng và không yêu cầu thông hướng trực tiếp giữa các điểm. Trong khi đó, máy toàn đạc điện tử rất mạnh trong bố trí công trình, đo chi tiết và các khu vực mà tín hiệu vệ tinh bị che khuất.
Hai thiết bị không hoàn toàn thay thế nhau. Trong nhiều dự án, phương án hiệu quả nhất là kết hợp GNSS RTK + máy toàn đạc + máy thủy bình.
Lưu ý về cao độ khi đo GPS RTK
Một vấn đề rất quan trọng là độ cao GNSS không nên được mặc định là cao độ thủy chuẩn/cao độ thi công.
GNSS trực tiếp xác định độ cao liên quan đến ellipsoid. Để sử dụng trong hệ cao độ yêu cầu của dự án, cần có mô hình chuyển đổi, tham số hoặc phương pháp liên kết phù hợp.
Do đó, trước khi triển khai RTK cần xác định rõ hệ tọa độ, hệ cao độ, kinh tuyến trục/múi chiếu khi có liên quan, phương thức hiệu chỉnh và yêu cầu sản phẩm đầu ra.
Những yếu tố làm giảm chất lượng đo RTK
RTK hoạt động tốt nhất tại khu vực có bầu trời thông thoáng. Chất lượng có thể suy giảm khi đo dưới cây rậm, sát công trình cao tầng, dưới mái che, khu vực nhiều vật cản hoặc môi trường gây đa đường truyền.
Người vận hành cũng cần kiểm tra chiều cao sào, bọt thủy sào, thông số dự án và trạng thái FIX trước khi lưu điểm. Một thiết bị tốt nhưng nhập sai hệ tọa độ hoặc chiều cao anten vẫn có thể tạo ra kết quả sai.
Quy trình đo RTK cơ bản
Quy trình có thể tóm tắt:
Thiết lập dự án → Chọn hệ tọa độ → Kết nối Base/CORS → Kiểm tra thiết bị → Kiểm tra trên điểm đã biết khi cần → Chờ nghiệm FIX → Đo điểm → Kiểm tra chất lượng → Lưu dữ liệu → Xuất số liệu và xử lý.
Với dự án chuyên môn, quy trình cụ thể phải tuân theo yêu cầu kỹ thuật và tiêu chuẩn/quy định áp dụng cho công việc đó.
Máy GNSS RTK tại Trắc Địa An Phát
Trắc Địa An Phát cung cấp các dòng máy GNSS RTK và thiết bị trắc địa phục vụ đo địa hình, địa chính, xây dựng và khảo sát công trình. Khi lựa chọn RTK, khách hàng nên căn cứ vào môi trường làm việc, công nghệ kết nối, khả năng thu vệ tinh, phần mềm, nhu cầu Base – Rover/CORS và ngân sách đầu tư.
