Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS để xác định chuyển dịch vỏ trái đất trên khu vực đứt gãy Lai Châu-Điện Biên - Các kết quả xử lý dữ liệu đo GPS trên đới đứt gãy Lai Châu - Điện Biên trong giai đoạn từ 2/2002 đến 2/2004

Bé tµi nguyªn vµ m«i tr−êng

ViÖn nghiªn cøu ®Þa chÝnh

C¸c kÕt qu¶ xö lý d÷ liÖu ®o gps trªn

®íi ®øt g·y lai ch©u - ®iÖn biªn trong

giai ®o¹n tõ 2/2002 ®Õn 2/2004

§Ò tµi cÊp Bé tµi nguyªn vµ m«i tr−êng tõ n¨m 2002 ®Õn

n¨m 2004 “Nghiªn cøu øng dông c«ng nghÖ GPS ®Ó x¸c ®Þnh chuyÓn

dÞch vá tr¸i ®Êt trªn khu vùc ®øt g∙y Lai Ch©u - §iÖn Biªn“

6207-1

21/11/2006

Hµ Néi - 2004

2

PhÇn më ®Çu

Trong khu«n khæ ®Ò tµi nghiªn cøu khoa häc cÊp Tæng côc ®Þa chÝnh tõ 2002 ®Õn

2004 “Nghiªn cøu øng dông c«ng nghÖ GPS ®Ó x¸c ®Þnh chuyÓn dÞch vá tr¸i ®Êt trªn

khu vùc ®øt g∙y Lai Ch©u - §iÖn Biªn“, nhãm nghiªn cøu ®Ò tµi ®· x©y dùng m¹ng

l−íi ®Þa ®éng häc Lai Ch©u - §iÖn Biªn gåm 5 ®iÓm DON1, LEM1, NGA1, HAM1 vµ

TAU2. C¸c ®iÓm nµy ®−îc bè trÝ hai bªn c¸nh cña ®øt g·y vµ ®−îc ch«n trong ®¸ gèc

theo chØ dÉn cña c¸c chuyªn gia ®Þa chÊt ViÖn ®Þa chÊt thuéc Trung t©m khoa häc tù

nhiªn vµ c«ng nghÖ Quèc gia.

§iÓm DON1 cã vÜ ®é B¾c 21 07'54" o

vµ kinh ®é §«ng 103 03'04" O

thuéc B¶n

NËm Dßn, X· NËm Hµng, HuyÖn M−êng Lay, TØnh Lai Ch©u. §iÓm HAM1 cã vÜ ®é

B¾c 21 55'27" o

vµ kinh ®é §«ng 103 14'13" O

thuéc b¶n M−êng Anh, X· Pa Ham, HuyÖn

M−êng Lay, TØnh Lai Ch©u. §iÓm LEM1 cã vÜ ®é B¾c 21 47'30" o

vµ kinh ®é §«ng

103 01'43" O

thuéc B¶n NËm Chim, X· Huæi Lµng, HuyÖn M−êng Lay, TØnh Lai Ch©u.

§iÓm NGA1 cã vÜ ®é B¾c 22 16'04" o

vµ kinh ®é §«ng 103 14'33" O

thuéc B¶n Thµ Giµng

Ch¶i, X· Tµ Ng¶o, HuyÖn SÝn Hå, TØnh Lai Ch©u. §iÓm TAU2 cã vÜ ®é B¾c 21 29'42" o

vµ kinh ®é §«ng 103 06'08" O

thuéc B¶n Nµ Ng¸m, X· Nµ TÊu, HuyÖn §iÖn Biªn, TØnh

Lai Ch©u.

Theo ®Ò c−¬ng nghiªn cøu cña ®Ò tµi, m¹ng l−íi ®Þa ®éng häc Lai Ch©u - §iÖn

Biªn ®−îc ®o trong 3 chu kú. Mçi chu kú ®o bao gåm 4 ca ®o 24h, trong mçi ca ®o tiÕn

hµnh thu tÝn hiÖu vÖ tinh ®ång thêi trªn tÊt c¶ 5 ®iÓm cña m¹ng l−íi. C¬ sá cña viÖc sö

dông ca ®o 24h ®· ®−îc tr×nh bµy trong môc 4, $5.1, Ch−¬ng 5 cña B¸o c¸o toµn diÖn ®Ò

tµi. C¸c m¸y thu ®−îc sö dông lµ c¸c m¸y thu hai tÇn sè lo¹i TRIMBLE 4000 SSE,SSI

víi 4 anten thu tÝn hiÖu vÖ tinh lo¹i COMPACT L1/L2 W/GR.PL vµ 1 anten MICRO

CENTERED L1/L2 W/GR.PL.

C¸c thµnh viªn ®Ò tµi tham gia ®o c¸c chu kú 1,2 vµ 3 bao gåm: PGS. TSKH. Hµ

Minh Hoµ; PGS. T.S. TrÇn §×nh T«; T.S. D−¬ng ChÝ C«ng; T.S. Vy Quèc H¶i; K.S. §inh

V¨n Kh¸nh; K.S. NguyÔn Quang Xuyªn; K.S. NguyÔn TuÊn HiÕu; K.S. §Æng V¨n Tµi;

K.S. TrÇn Ngäc Nam; K.S. Tèng V¨n Th«ng; K.S. T¨ng Ngäc TuÊn vµ K.S. NguyÔn

Minh T©n.

Chu kú 1 ®o ®¹c GPS ®é chÝnh x¸c cao ®−îc tiÕn hµnh tõ b¾t ®Çu tõ 15h40m

chiÒu ngµy 23/02/2002 vµ kÕt thóc vµo lóc 15h chiÒu ngµy 27/02/2002. Mçi ca ®o b¾t

®Çu tõ 15h40m chiÒu (Giê Hµ Néi) cña mét ngµy vµ kÕt thóc vµo 15h chiÒu (Giê Hµ

Néi) cña ngµy h«m sau.

Trong chu kú 2 mçi ca ®o b¾t ®Çu tõ 12h30m tr−a (Giê Hµ Néi) cña mét ngµy

vµ kÕt thóc vµo 12h tr−a (Giê Hµ Néi) cña ngµy h«m sau. Chu kú 2 ®o ®¹c GPS ®é

chÝnh x¸c cao ®−îc tiÕn hµnh tõ b¾t ®Çu tõ 12h30m ngµy 20/02/2003 vµ kÕt thóc vµo lóc

12h ngµy 24/02/2003.

Trong kho¶ng thêi gian gi÷a chu kú 1 vµ chu kú 2 ®· xÈy ra hai hiÖn t−îng tai

biÕn ®Þa chÊt trªn khu vùc ®øt g·y Lai Ch©u - §iÖn Biªn. Ngµy 14/08/2002 t¹i b¶n Pa

Ham, x· Pa Ham, huyÖn M−êng Lay, tØnh Lai Ch©u ( c¸ch ®iÓm Ham1 kho¶ng 1 km vÒ

phÝa T©y B¾c) xÈy ra mét trËn lò quÐt nghiªm träng cuèn ®i mét nöa b¶n Pa Ham.

Vµo lóc h m s 2 05 15 s¸ng ngµy 30 /12/2002 ®· xÈy ra trËn ®éng ®Êt c−êng ®é 4,2 ®é RÝch

Te t¹i khu vùc Lai Ch©u - §iÖn Biªn. T©m ®éng ®Êt c¸ch thÞ x· §iÖn Biªn Phñ 12 km vÒ

3

h−íng T©y. C¸c sù kiÖn nªu trªn sÏ ®−îc l−u ý khi ph©n tÝch c¸c vect¬ chuyÓn dÞch gi÷a

hai chu kú ®o lÆp 1 vµ 2 khu vùc ®íi ®øt g·y Lai Ch©u - §iÖn Biªn.

Trong chu kú 3, ca ®o 1 ®−îc b¾t ®Çu tõ 11h30m tr−a ngµy 27/02/2004 ®Õn 6h30m

s¸ng ngµy 28/02/2004, cßn ba ca ®o tiÕp theo b¾t ®Çu tõ 7h05m s¸ng ngµy h«m tr−íc

®Õn 6h30m s¸ng ngµy h«m sau. Chu kú 3 ®o ®¹c GPS ®é chÝnh x¸c cao ®−îc tiÕn hµnh

tõ 27/02/2004 vµ kÕt thóc vµo lóc 6h30m s¸ng ngµy 02/03/2004.

S¬ ®å l−íi GPS ®Þa ®éng häc trªn ®øt g·y Lai Ch©u - §iÖn Biªn

Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®iÓm thuéc m¹ng l−íi GPS Lai Ch©u - §iÖn Biªn ®−îc

ph¶n ¸nh trong b¶ng d−íi ®©y.

0 20km

Don 1

nga 1

Ham 1

lem 1

tau 2

•

•

•

•

•

4

ViÖc nghiªn cøu chuyÓn dÞch cña vá tr¸i ®Êt ®ßi hái ph¶i thùc hiÖn ®o ®¹c GPS

®é chÝnh x¸c rÊt cao ë møc mét vµi mm theo mét quy tr×nh ®o ®¹c chÆt chÏ. Nhãm

nghiªn cøu cña ®Ò tµi ®· tham kh¶o qui tr×nh ®o ®¹c GPS cña c¸c n−íc tiªn tiÕn vµ

nghiªn cøu c¸c thµnh tùu míi nhÊt cña c«ng nghÖ GPS ®Ó x©y dùng quy tr×nh ®o ®¹c

GPS ®é chÝnh x¸c cao trªn m¹ng l−íi ®Þa ®éng häc. Quy tr×nh nªu trªn ®−îc tr×nh bµy

trong Tµi liÖu “Quy tr×nh ®o GPS vµ h−íng dÉn sö dông c¸c phÇn mÒm xö lý d÷ liÖu

®o GPS ®é chÝnh x¸c cao ®Ó nghiªn cøu chuyÓn dÞch cña vá tr¸i ®Êt” thuéc ®Ò tµi

nghiªn cøu nµy.

§Ó xö lý d÷ liÖu ®o ®¹c GPS ®é chÝnh x¸c cao cÇn sö dông c¸c phÇn mÒm t−¬ng

øng cã c¸c chøc n¨ng c¬ b¶n sau:

- sö dông sãng mang tÇn sè L3 ®Ó lo¹i bá ¶nh h−ëng cña tÇng ®iÖn ly;

- cã c¸c c«ng cô ph¸t triÓn ®Ó kiÓm tra vµ söa ch÷a c¸c ®é tr−ît chu kú;

- sö dông lÞch vÖ tinh chÝnh x¸c vµ c¸c d÷ liÖu ®Þa vËt lý trong qu¸ tr×nh xö lý

phase;

- cã kh¶ n¨ng sö dông m« h×nh khÝ quyÓn chuÈn ®Ó tÝnh ®é trÔ tÇng ®èi l−u

ph−¬ng thiªn ®Ønh vµ sö dông hµm ¸nh x¹ ®Ó tÝnh sè c¶i chÝnh do ¶nh h−ëng cña tÇng

®èi l−u. Ngoµi ra, trong ph−¬ng tr×nh trÞ ®o phase cã sö dông Èn phô ®Ó tÝnh ®Õn ¶nh

h−ëng ch−a ®−îc tÝnh ®Õn cña tÇng ®èi l−u do sù gÇn ®óng cña m« h×nh khÝ quyÓn ®−îc

sö dông;

- cã tÝnh ®ªn m« h×nh anten m¸y thu trong qu¸ tr×nh hiÖu chØnh trÞ ®o phase do

®é lÖch vµ sù biÕn thiªn cña t©m phase so víi t©m vËt lý cña anten;

- cã tÝnh ®Õn ®é lÖch cña t©m anten ph¸t so víi träng t©m cña vÖ tinh.

C¸c phÇn mÒm cã c¸c chøc n¨ng c¬ b¶n trªn lµ phÇn mÒm BERNESE (Thuþ Sü)

vµ modul phÇn mÒm GUST (GPS Using Sequential Technique) thuéc phÇn mÒm ECME￾GPS (Earth Crustall Movement Estimation by GPS technology) ®−îc x©y dùng trong

khu«n khæ ®Ò tµi nµy. Modul phÇn mÒm GUST ®−îc ph¸t triÓn trong ®Ò tµi nµy nh»m

môc ®Ých n©ng cao n¨ng lùc khoa häc cña c¸c nhµ tr¾c ®Þa ViÖt Nam trong viÖc x©y

dùng c¸c phÇn mÒm xö lý d÷ liÖu ®o GPS trong t−¬ng lai. Víi môc ®Ých thùc nghiÖm,

modul GUST ®−îc sö dông ®Ó xö lý kÕt qu¶ ®o GPS chu kú 1 vµ so s¸nh víi kÕt qu¶ tÝnh

to¸n theo phÇn mÇm BERNESE. KÕt qu¶ so s¸nh gi÷a phÇn mÒm BERNESE vµ modul

GUST tr×nh bµy ë môc 3 - phÇn thø nhÊt cña tµi liÖu nµy. §Ó x¸c ®Þnh c¸c vect¬ chuyÓn

dÞch (kh«ng gian, ngang, ®øng) trong giai ®o¹n tõ 2/2002 ®Õn 2/2004, nhãm nghiªn cøu

chØ sö dông c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n c¸c baseline theo phÇn mÒm BERNESE.

Tªn ®iÓm §iÓm ®èi Kho¶ng c¸ch ( m )

DON1

HAM1

LEM1

NGA1

HAM1

LEM1

NGA1

TAU2

LEM1

NGA1

TAU2

NGA1

TAU2

TAU2

29.254

37.702

24.896

70.706

26.372

37.328

50.239

57.178

33.746

86.834

5

C¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n trong tµi liÖu nµy sÏ cã 3 PhÇn. C¸c PhÇn thø nhÊt, thø hai

vµ thø ba cña tµi liÖu nµy bao gåm c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n c¸c vect¬ baseline, tÝnh chuyÓn

täa ®é kh«ng gian chÝnh x¸c trong ITRF2000 tõ 3 ®iÓm cña m¹ng l−íi IGS lªn ®iÓm gèc

DON1 cña m¹ng l−íi ®Þa ®éng häc Lai Ch©u - §iÖn Biªn; c¸c kÕt qu¶ b×nh sai m¹ng

l−íi ®Þa ®éng häc Lai Ch©u - §iÖn Biªn vµ c¸c kÕt qu¶ tÝnh chuyÓn c¸c thµnh phÇn cña

c¸c vect¬ baseline thµnh c¸c vect¬ baseline ph¼ng vµ c¸c hiÖu ®é cao tr¾c ®Þa trong 3

chu kú ®o lÆp trong giai ®o¹n tõ 2/2002 ®Õn 2/2004.