Checklist kiểm nghiệm máy đo sâu, định vị GPS trước khi đo vẽ bản đồ đáy biển

Trước khi đưa tàu và thiết bị ra thực địa khảo sát bản đồ địa hình đáy biển, các đơn vị thi công và kỹ thuật viên phải tuân thủ nghiêm ngặt công tác kiểm nghiệm máy đo sâu cùng hệ thống định vị vệ tinh. Quy định tại Văn bản hợp nhất 102/2026/VBHN-TT-BNNMT của Bộ Nông nghiệp và Môi trường đặt ra các tiêu chuẩn kỹ thuật chi tiết nhằm loại trừ sai số thô, hạn chế nhiễu tín hiệu và chuẩn hóa tọa độ mốc đo đạc trên biển.

Yêu cầu lắp đặt thiết bị đo đạc trên tàu khảo sát

Theo điểm a khoản 4 Mục II Phụ lục số 1, việc lắp đặt các loại máy móc phục vụ công tác đo biển phải bám sát theo hồ sơ lắp đặt thiết bị đã phê duyệt. Cần phát biến của máy đo sâu hồi âm phải được bố trí chắc chắn ở mạn tàu hoặc dưới đáy tàu, vị trí ưu tiên là ở giữa thân tàu. Sau khi lắp đặt cố định, kỹ thuật viên phải đo đạc chính xác độ ngập của cần phát biến, tính từ mặt dưới của cần phát biến đến mặt nước biển, rồi nhập trực tiếp thông số này vào máy đo.

Đối với hệ thống định vị, việc lắp đặt ăng ten của máy GPS và máy DGPS đòi hỏi lựa chọn vị trí thoáng đãng trên tàu nhằm đạt khả năng thu bắt tín hiệu vệ tinh tốt nhất. Quy chuẩn kỹ thuật nghiêm cấm bố trí các ăng ten này ở gần giàn ăng ten thông tin liên lạc của tàu nhằm ngăn chặn hiện tượng can nhiễu tần số sóng điện từ.

Theo điểm a khoản 5 Điều 28, tâm ăng ten của máy định vị vệ tinh GPS phải được căn chỉnh trùng với tâm cần phát biến của máy đo sâu hồi âm theo phương thẳng đứng. Trong điều kiện cơ khí thực tế trên tàu không thể đặt trùng tâm, đội ngũ kỹ thuật bắt buộc phải xác định các yếu tố lệch tâm bằng thước vải hoặc máy kinh vĩ theo điểm a khoản 4 Mục II Phụ lục số 1. Toàn bộ thông số lệch tâm tương quan giữa ăng ten GPS, cần phát biến đo sâu và chu vi boong tàu phải được nạp đầy đủ vào phần mềm Hydro để tạo ký hiệu tàu đo và cải chính tự động trong suốt quá trình ghi nhận số liệu.

Quy trình kiểm nghiệm máy đo sâu và thiết bị đo biển theo 3 bước

Theo điểm b khoản 4 Mục II Phụ lục số 1, quy trình kiểm nghiệm thực địa trước khi sản xuất phải được tiến hành tuần tự theo danh mục kiểm tra 3 bước nghiêm ngặt sau đây:

1. Bước 1: Kiểm nghiệm thiết bị đo sâu và tốc độ truyền âm: Đơn vị thi công xác định tốc độ âm thực tế tại khu đo bằng máy đo tốc độ âm chuyên dụng hoặc sử dụng sào kiểm tra (check bar). Kỹ thuật viên tiến hành điều chỉnh dần trị số tốc độ âm đưa vào máy đo sâu cho đến khi kết quả đo kiểm tra trùng khớp với giá trị lý thuyết, tức là độ sâu đo được bằng đúng độ sâu bề mặt tấm check bar. Thao tác này phải thực hiện lặp lại nhiều lần để tìm ra tốc độ âm làm việc chính xác nhất. Đồng thời, kỹ thuật viên phải đối chiếu độ sâu hiển thị trên tệp số liệu với độ sâu tương ứng trên băng giấy, nếu có sai lệch phải hiệu chỉnh máy ngay để số đọc trên băng trùng khớp hoàn toàn với tệp đo sâu.
2. Bước 2: Kiểm tra độ chính xác định vị GPS trên tàu: Tại vị trí bờ nơi tàu neo đậu, đơn vị xây dựng 2 điểm mốc có tọa độ nhà nước với khoảng cách giữa hai mốc từ 100 mét đến 150 mét. Kỹ thuật viên đặt máy kinh vĩ điện tử (hoặc Total Station) tại một mốc tọa độ trên bờ, định hướng ngắm tới mốc thứ hai, tiến hành đo góc kẹp và khoảng cách tới tâm ăng ten GPS trên tàu. Các trị số góc, cạnh và tệp tọa độ GPS thu nhận trên tàu phải được đọc và in kết quả đồng thời. Việc so sánh tọa độ đo bằng Total Station với tọa độ từ máy định vị GPS là cơ sở đánh giá độ chính xác định vị. Chỉ khi độ chính xác nằm trong hạn sai của thiết kế kỹ thuật - dự toán thì mới được phép thi công.
3. Bước 3: Kiểm tra phương vị đọc trên Gyro Compass: Chọn thời điểm lặng sóng, tổ chức neo cố định tàu đứng yên tại bến cảng. Sử dụng máy Total Station kết hợp 2 điểm mốc tọa độ trên bờ để xác định chính xác phương vị tức thời của sống tàu. Cùng lúc đó, kỹ thuật viên đọc số đọc phương vị hiển thị trên la bàn con quay (Gyro Compass) của tàu, lấy số chênh lệch giữa hai phương vị này để làm căn cứ hiệu chỉnh hệ thống.

Xác định độ lệch tâm và thiết lập hệ tọa độ không gian tàu đo

Theo điểm g khoản 5 Điều 28, sau khi hoàn thành lắp đặt hệ thống lên tàu khảo sát, kỹ sư đo đạc phải đo đạc và xác định đầy đủ các yếu tố hình học và sai số lắp ráp. Danh mục đo đạc bao gồm số đo lệch tâm (offset) của các thiết bị so với trọng tâm tàu: các điểm đặc trưng hình học, kích thước, hình dáng, hướng mũi tàu; điểm gắn ăng ten định vị vệ tinh; ăng ten la bàn vệ tinh; vị trí cảm biến máy cải chính sóng; điểm đặt đầu biến âm (transducer) của máy đo đa tia và vị trí vạch mớn nước của tàu.

Bên cạnh đó, đội ngũ thi công phải lập bảng tra sự biến thiên mớn nước của tàu theo dải tốc độ chạy tàu và theo sự tăng giảm tải trọng nhiên liệu, vật tư. Cần đo đạc chính xác độ nghiêng dọc và độ nghiêng ngang của mặt phẳng lắp bộ cảm biến cải chính sóng và đầu biến âm đa tia theo trạng thái trục tàu cân bằng, cùng độ lệch hướng lắp đặt của la bàn và cảm biến sóng.

Quy chuẩn thiết kế và kiểm soát tuyến đo sâu đáy biển

Theo quy định tại khoản 2 và khoản 4 Điều 28, mạng lưới các tuyến đo sâu và tuyến đo kiểm tra phải được thiết kế chi tiết trong Thiết kế kỹ thuật - Dự toán, đồng thời phải thỏa mãn các thông số hình học bắt buộc tùy theo chủng loại máy đo sâu hồi âm được sử dụng:

Trường hợp vận hành máy đo sâu hồi âm đa tia, theo điểm b khoản 2 Điều 28, hướng tuyến đo phải được bố trí vuông góc với chiều dốc của bề mặt địa hình đáy biển để đảm bảo độ rộng dải quét luôn nhất quán. Mật độ các tuyến đo phụ thuộc vào độ sâu thực tế và góc mở chùm tia của thiết bị, bảo đảm toàn bộ bề mặt đáy biển khu đo được quét phủ kín. Độ phủ diện tích quét giữa hai tuyến đo liền kề nhau bắt buộc không được nhỏ hơn 5% độ rộng của dải quét.

Đối với mạng lưới tuyến đo kiểm tra cắt ngang tuyến đo chính, các tham số hình học được phân định rõ ràng giữa hai công nghệ đo sâu:

Theo khoản 6 Điều 28, trong suốt thời gian thi công ngoài thực địa, tàu khảo sát phải giữ hướng đi đúng thiết kế, độ lệch vị trí thực tế của tuyến đo so với tuyến thiết kế không được vượt quá 100 mét. Đồng thời, theo khoản 7 Điều 28, trên mỗi tuyến đo, khoảng cách giữa hai điểm liên tiếp thực hiện đồng thời đo độ sâu và xác định vị trí không được vượt quá 200 mét. Mọi diễn biến đo đạc và định vị đều phải ghi chép trung thực vào sổ đo sâu theo khoản 8 Điều 28.

Quy định bắt buộc về chuyển đổi hệ tọa độ VN-2000

Theo khoản 9 Điều 28, toàn bộ dữ liệu tọa độ các điểm đo đáy biển thu nhận từ hệ thống định vị vệ tinh GPS hoạt động trên hệ tọa độ toàn cầu WGS-84 bắt buộc phải được tính chuyển về Hệ tọa độ Quốc gia VN-2000. Đơn vị thi công có trách nhiệm nạp các tham số chuyển đổi hệ quy chiếu vào phần mềm điều khiển đo đạc trước khi cho tàu khởi hành.

Quy trình tính chuyển tọa độ giữa hai hệ thống được áp dụng theo các văn bản chuyên ngành gồm Quyết định số 05/2007/QĐ-BTNMT ngày 27 tháng 2 năm 2007 của Bộ Tài nguyên và Môi trường và Công văn số 1123/ĐĐBĐ-CNTĐ ngày 26 tháng 10 năm 2007 của Cục Đo đạc và Bản đồ hướng dẫn sử dụng tham số tính chuyển từ WGS-84 sang VN-2000 và ngược lại. Theo điểm h khoản 5 Điều 28, các tham số chuyển đổi hệ quy chiếu này cùng với mạng lưới tuyến đo sâu thiết kế phải được kỹ thuật viên kiểm tra lại hàng ngày trước mỗi ca đo nhằm tránh mọi sai lệch hệ thống tích lũy.

Ai bị ảnh hưởng và trách nhiệm thi công thực tế

Các tổ chức, cá nhân tham gia vào quy trình thành lập bản đồ địa hình đáy biển tỷ lệ 1:100.000 chịu các ràng buộc pháp lý cụ thể như sau:

• Kỹ thuật viên đo đạc và vận hành thiết bị: Chịu trách nhiệm trực tiếp đo đạc độ ngập cần phát biến chính xác tới từng cm trước và sau ca làm việc hàng ngày theo điểm e khoản 5 Điều 28; kiểm tra tham số chuyển đổi tọa độ mỗi ngày theo điểm h khoản 5 Điều 28; theo dõi độ lệch tuyến chạy tàu dưới 100 mét theo khoản 6 Điều 28; ghi chép sổ đo sâu đầy đủ theo khoản 8 Điều 28.
• Chủ nhiệm đề án và đơn vị thi công đo vẽ: Bắt buộc tổ chức kiểm nghiệm độ chính xác của máy định vị vệ tinh GPS, máy đo sâu hồi âm và la bàn số cả trước và sau đợt sản xuất theo điểm đ khoản 5 Điều 28; đình chỉ sản xuất nếu sai số định vị thực tế vượt quá hạn sai thiết kế dự toán theo điểm b khoản 4 Mục II Phụ lục số 1.
• Bộ phận hậu cần và an toàn hàng hải: Chuẩn bị đầy đủ thủ tục cấp phép hoạt động trên biển, phương án bảo đảm an toàn lao động, điều kiện cung ứng nhiên liệu, nước ngọt và điểm neo đỗ an toàn theo điểm d khoản 3 Mục II Phụ lục số 1.

Tình huống minh họa kiểm tra thực địa tại bến neo đậu

Trong đợt chuẩn bị khảo sát tại vùng biển nước sâu, đơn vị thi công đưa tàu vào cầu cảng để tiến hành kiểm chuẩn thiết bị định vị GPS theo quy trình tại điểm b khoản 4 Mục II Phụ lục số 1. Trên dải bờ cảng, tổ đo thiết lập 2 điểm mốc tọa độ nhà nước chuẩn với khoảng cách đo đạc thực tế là 120 mét (thỏa mãn quy định từ 100 đến 150 mét).

Kỹ thuật viên đặt máy Total Station tại mốc thứ nhất, lấy hướng chuẩn sang mốc thứ hai, đo góc kẹp và chiều dài hướng tới tâm ăng ten GPS gắn trên cột tàu. Đồng thời, máy tính trên tàu tiến hành ghi nhận và in file tọa độ GPS thu được. Khi so sánh tọa độ giữa máy Total Station và hệ thống GPS, kết quả sai số vị trí nằm trong giới hạn sai số cho phép của thiết kế kỹ thuật - dự toán. Do đó, tàu khảo sát đủ điều kiện kỹ thuật để xuất phát ra khơi thực hiện các tuyến đo sâu chính thức.

Câu hỏi thường gặp về kỹ thuật đo đạc bản đồ đáy biển

Thiết bị đo sâu và định vị phải kiểm nghiệm với tần suất thế nào?

Theo điểm đ khoản 5 Điều 28, máy định vị vệ tinh GPS, máy đo sâu hồi âm và la bàn số phải được kiểm nghiệm độ chính xác ở hai thời điểm: trước khi bắt đầu và sau khi kết thúc đợt sản xuất. Riêng độ ngập cần phát biến của máy đo sâu và tham số chuyển đổi hệ quy chiếu phải kiểm tra hàng ngày trước khi đo theo điểm e và điểm h khoản 5 Điều 28.

Khi nào được phép đo vẽ đáy biển bằng sào đo thủ công?

Theo điểm b khoản 1 và khoản 10 Điều 28, sào đo chỉ được áp dụng cho vùng biển nông nơi tàu đo không thể tiếp cận được. Vị trí điểm đo khi đó được xác định bằng GPS hoặc toàn đạc điện tử, mật độ đo sâu không nhỏ hơn 30 điểm trên một dm2 bản đồ, ghi tọa độ sào đo bằng chế độ bấm tay (manual logging).

Tốc độ truyền âm thanh trong nước biển được kiểm soát ra sao?

Theo điểm đ khoản 5 Điều 28 và điểm b khoản 4 Mục II Phụ lục số 1, đơn vị đo phải xác định tốc độ truyền âm thanh thực tế tại khu đo bằng máy đo tốc độ âm hoặc sào kiểm tra check bar, sau đó nhập giá trị tốc độ âm thực tế này vào máy đo sâu hồi âm để đảm bảo giá trị đo sâu không bị méo mó.

Khuyến nghị hoàn thiện hồ sơ nghiệm thu kỹ thuật

Việc thực hiện chuẩn xác checklist kiểm chuẩn thiết bị đo sâu và định vị GPS không chỉ là giải pháp loại trừ sai số đo đạc trên biển mà còn là điều kiện pháp lý tiên quyết để hồ sơ sản phẩm được nghiệm thu. Đơn vị thi công cần đối chiếu chặt chẽ từng bước thực hiện với hồ sơ thiết kế kỹ thuật - dự toán đã được phê duyệt, lưu trữ đầy đủ băng đo sâu, tệp số liệu định vị và sổ đo sâu thực địa theo quy chuẩn.