Sự phát triển hệ thống trạm CORS ở Việt Nam

Cho đến nay, thế giới đã trải qua các giai đoạn lớn về phát triển công nghệ đến giai đoạn thứ tư (4.0) thì công nghệ định vị dẫn đường vệ tinh đã trở nên có vai trò to lớn trong hướng phát triển cũng như khai thác ứng dụng phục vụ các yêu cầu của con người trên toàn thế giới. Sự ra đời và phát triển của công nghệ đã mang lại cuộc cách mạng sâu sắc đối với toàn thế giới trong lĩnh vực định vị, đo đạc lưới khống chế trắc địa. Ngoài những hệ thống định vị vệ tinh của từng quốc gia đã và đang được xây dựng, hoàn thiện, các quốc gia, các tổ chức trên thế giới còn phát triển các hệ thống hỗ trợ làm cho công nghệ định vị vệ tinh trở nên hoạt động hiệu quả.

Tại Việt Nam, hệ thống trạm CORS của Việt Nam đã có những bước phát triển lâu dài, từ những trạm DGPS ban đầu phục vụ cho các nhiệm vụ riêng lẻ thì đến nay đang hoàn hiện hệ thống trạm CORS hoàn chỉnh, đúng nghĩa, phù hợp với quy hoạch phát triển chung của Việt Nam, phù hợp với xu thế phát triển chung của các quốc gia trên thế giới và các quốc gia lân cận trong khu vực. Hệ thống trạm CORS được Chính phủ Việt Nam quan tâm, phát triển có quy hoạch, định hướng.

Với tốc độ phát triển nhanh chóng của hệ thống mạng thông tin truyền thông Việt Nam đã hội tụ đủ các điều kiện cần thiết cho việc xây dựng và hình thành mạng lưới các trạm Network RTK CORS để cung cấp phương pháp đo động thời gian thực độ chính xác cao cỡ cm. Hệ thống mạng thông tin này hỗ trợ quá trình thu nhận số liệu, truyền số cải chính phân sai cho các máy thu di động với khoảng cách đủ lớn, đáp ứng các nhu cầu ứng dụng thực tiễn như đo đạc chi tiết, định vị và dẫn đường ở nước ta, đặc biệt là trong giai đoạn hiện nay khi sóng của các mạng điện thoại di động đã phủ kín trên 90% diện tích lãnh thổ. Đến nay, hệ thống điểm độ cao hạng I, II và III Nhà nước đã được xây dựng và đưa vào sử dụng từ năm 2008 gồm 6929 điểm mốc độ cao nhà nước các hạng I, II, III. Các tư liệu về độ cao quốc gia được lưu trữ bao gồm: Ghi chú điểm độ cao, sơ đồ lưới khống chế, thành quả độ cao được lưu trữ một cách có hệ thống tại Cục Đo đạc, Bản đồ và Thông tin địa lý Việt Nam trong đó: Điểm độ cao hạng I, II là 2.328 điểm và điểm độ cao hạng III là 4.601 điểm. Các mốc độ cao được xây dựng từ khoảng năm 2001 đến 2003, đến nay đã có thời gian tồn tại trên 15 năm. Ngoài các mốc bị phá hủy, không còn khả năng sử dụng do hoạt động phát triển KT-XH thì phần còn lại không ít mốc bị biến dạng lún mà trực quan không thể phát hiện, đặc biệt là ở các vùng đồng bằng châu thổ: ĐBSCL, Đồng bằng sông Hồng. Thực tiễn sự lún mốc độ cao quốc gia trên diện rộng được biết đến và trở nên nghiêm trọng khi triển khai các dự án lớn, sử dụng nhiều mốc độ cao quốc gia như dự án chống ngập tại khu vực TP. Hồ Chí Minh, ĐBSCL. Việc đo kiểm tra mốc độ cao quốc gia được tiến hành theo phương pháp đo thủy chuẩn hình học, theo tiêu chuẩn hạng II nhà nước, trên các khu vực TP. Hồ Chí Minh và các tỉnh khu vực ĐBSCL theo 3 chu kỳ. Khu vực TP. Hồ Chí Minh ngoài vùng có nền đất ổn định như khu vực Củ Chi, khu vực sân bay Tân Sơn Nhất và Quận 1, các mốc khu vực khác có nền đất yếu hiện tượng lún diễn ra phức tạp dao động từ 5 đến 20 cm. Cá biệt có khu vực độ lún đến 0.69 m.

Về nguyên nhân sụt lún của khu vực đo quan trắc, theo kết quả nghiên cứu địa chất và hoạt động KT-XH, hiện tượng lún tại ĐBSCL và TP. Hồ Chí Minh diễn ra có hai nhóm nguyên nhân chính do tự nhiên như động đất, dịch chuyển các mảng kiến tạo, quá trình nền đất cố kết tự mất nước và co nén tự nhiên của lớp trầm tích trẻ và nhóm do con người tác động như khai thác nước ngầm, quá trình đô thị hóa tăng tải trọng trên nền đất yếu, rung động do các hoạt động giao thông. Vì vậy, ứng dụng công nghệ GPS/GNSS có ý nghĩa lớn trong việc quan trắc sự lún đất nói chung và quan trắc lún mốc độ cao nhà nước (hạng I, II, III, IV) ở các vùng có nền địa chất yếu như ở các vùng đồng bằng châu thổ, các thành phố có nền đất yếu, có tốc độ xây dựng, khai thác nước ngầm cao. Điều này càng có ý nghĩa hơn khi Việt Nam đưa vào hệ thống trạm CORS - một hạ tầng cơ sở chuẩn mực, hữu hiệu để triển khai áp dụng công nghệ GPS/GNSS trong việc đo đạc độ chính xác cao, phục vụ nghiên cứu dịch động bề mặt Trái đất trong đó có quan trắc lún mốc độ cao nhà nước tại các vùng khác nhau trên toàn lãnh thổ. Các trạm CORS đều được xây dựng tiêu chuẩn, ổn định, mật độ 50-150 km, thiết bị thu tín hiệu vệ tinh tốt nhất, thu liên tục 24giờ/ngày/365 ngày sẽ tạo ra một cơ sở dữ liệu có độ chính xác cao, liên tục, đáp ứng các yêu cầu độ chính xác đo đạc cao nhất phục vụ cho các mục đích nghiên cứu khoa học trong đó có nhiệm vụ quan trắc lún mốc độ cao quốc gia. Khi công nghệ trạm CORS được áp dụng trong đo quan trắc lún mốc theo các chu kỳ nào đó, với số liệu về chênh cao trắc địa từ các trạm CORS đến điểm mốc quan trắc lún thì hoàn toàn có thể hiệu chỉnh lượng chênh về độ cao trắc địa (H) giữa 2 chu kỳ vào độ cao thủy chuẩn ban đầu của mốc để có được độ cao thủy chuẩn mới của mốc quan trắc.

Xây dựng và hoàn thiện hệ thống trọng lực Quốc gia

Khi hệ thống trạm CORS đưa vào hoạt động thu tín hiệu vệ tinh liên tục, ổn định thì cần thiết phải triển khai ngay phương án đo quan trắc đối với các mốc độ cao quốc gia tại các khu vực có tiền sử lún, cần quan trắc. Hiện nay, Bộ TN&MT đã triển khai dự án hoàn thiện lưới độ cao quốc gia, tức là chúng ta thực hiện việc xây dựng, đo mới lưới độ cao trên toàn quốc thì cần thiết kế ngay kế hoạch đo quan trắc lún mốc theo chu kỳ, trong đó, cần có kế hoạch triển khai truyền độ cao trắc địa (H) mới đến các mốc mới tại các khu vực cần quan trắc để có được độ cao trắc địa chu kỳ đầu của mốc quan trắc ngay sau khi đo độ cao thủy chuẩn bằng phương pháp đo cao hình học. Độ cao trắc địa chu kỳ đầu này của điểm mốc quan trắc sẽ được lưu giữ trong cơ sở dữ liệu cho đến khi đến chu kỳ đo quan trắc tiếp theo được triển khai để thu được độ cao trắc địa (H) mới của chu kỳ kế tiếp. Nếu chênh lệch độ cao trắc địa (H) giữa chu kỳ quan trắc mới và chu kỳ đầu lệch quá giới hạn sai số đối với cấp hạng thì cần hiệu chỉnh giá trị độ lệch đó vào độ cao thủy chuẩn đã được đo bằng phương pháp đo thủy chuẩn.

Nếu được triển khai đo quan trắc lún tại các mốc độ cao quốc gia theo các chu kỳ như vậy, chúng ta hoàn toàn có thể có được độ cao thủy chuẩn mới, chính xác theo thời gian để khắc phục hiện tượng lún mốc độ cao, phục vụ kịp thời các nhu cầu thực tế của các công trình xây dựng cần sử dụng độ cao thủy chuẩn chính xác, đồng bộ trên phạm vi rộng. Việc xác định chu kỳ đo quan trắc cần có sự tính toán, thiết kế cụ thể đối với từng khu vực ngay từ khi hệ thống mốc độ cao quốc gia được được xây dựng lại, để có thể có đủ điều kiện triển khai phương pháp ở các chu kỳ sau.

  ThS. VŨ TIẾN QUANG

          Cục Đo đạc, Bản đồ và Thông tin địa lý Việt Nam