Lắp đặt trạm thu tín hiệu GNSS tần suất cao (50 Hz) tại HUMG phục vụ quan trắc tầng điện ly khu vực Hà Nội

Thỏa thuận được ký ngày 04 tháng 04 năm 2023 bởi đại diện của GFZ là GS. TS Susanne Buiter - Giám đốc điều hành khoa học và TS Stefan Schwartze - Giám đốc điều hành hành chính; và đại diện cho Trường Đại học Mỏ địa chất là GS. TS Trần Thanh Hải - Hiệu trưởng Nhà trường và PGS. TS Lê Đức Tình - Trưởng khoa Trắc địa - Bản đồ và Quản lý đất đai.

Theo thỏa thuận hợp tác, hệ thống trạm thu tín hiệu GNSS tần suất cao (50 Hz) đã được lắp đặt tại nóc nhà B, Khu A, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, bao gồm: 01 antenna có khả năng thu tín hiệu các hệ thống vệ tinh toàn cầu GPS, GLONASS, GALILEO, 01 hộp kỹ thuật (bao gồm máy thu, tiny PC, bộ định tuyến VPN, …), 01 bộ cảm biến khí tượng, và các dây cáp kết nối. Toàn bộ hệ thống sẽ được kết nối mạng và có thể điều khiển tại chỗ hay từ xa (CHLB Đức). Mục tiêu chính của trạm là để quan trắc bầu khí quyển, cụ thể là tầng điện ly tại khu vực Hà Nội. Với tần suất ghi dữ liệu 0.01 giây (so với trạm CORS thông thường là 30 giây), có thể giúp tính toán các thông số nhấp nháy điện ly (hiện tượng tín hiệu vệ tinh bị tán xạ hoặc bị mất khi gặp các dao động bất thường tỷ lệ nhỏ trong mật độ điện tử ở tầng điện ly), một trong những nguồn gây sai số phức tạp nhất đối với các công nghệ đo trắc địa không gian sử dụng sóng điện từ. Từ dữ liệu đo GNSS liên tục tại trạm cũng có thể tính ra tổng hàm lượng điện tử (TEC), thông số quan trọng nhất của tầng điện ly được sử dụng phổ biến trong nghiên cứu thời tiết vũ trụ (Space Weather Research). Với bộ cảm biến khí tượng (Meteorology Sensor) đính kèm, các thông tin về khí tượng tại khu vực phía tây - bắc Hà Nội (Quận Bắc Từ Liêm) như nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, tốc độ gió, hướng gió, … có thể được cung cấp tức thời (real-time). Từ các thông tin này có thế xác định được tổng lượng hơi nước, yếu tố cơ bản trong công tác dự báo thời tiết. Ngoài ra, có thể kết hợp dữ liệu đo tại trạm với các trạm CORS khác có trong khu vực để phục vụ cho công tác quan trắc biến dạng bề mặt đất bao gồm cả chuyển dịch mảng kiến tạo và trồi, sụt lún bề mặt đất.

Thỏa thuận hợp tác này là kết quả sau chuyến thăm và làm việc của giáo sư Harald Schuh - nguyên chủ tịch Hiệp hội trắc địa quốc tế (IAG), giám đốc Trắc địa của GFZ - tới HUMG vào tháng 4 năm 2019. Dự án hợp tác được triển khai dưới sự điều hành của giáo sư Jens Wickert - Giám đốc dự án nghiên cứu về Khí quyển trong sự thay đổi toàn cầu của GFZ (Atmosphere in Global Change). Đây là dự án hợp tác đầu tiên giữa HUMG và GFZ và đánh dấu một cơ sở để hai bên hướng tới việc tăng cường trao đổi và hợp tác trong lĩnh vực khoa học và công nghệ trong tương lai.

Giáo sư Harald Schuh trình bày báo cáo khoa học tại Khoa Trắc địa - Bản đồ và Quản lý đất đai (tháng 04 năm 2019)

GFZ, viết tắt của Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Trái đất (GeoForschungsZentrum), là một trung tâm nghiên cứu hàng đầu về Khoa học Trái đất tại Châu Âu. Tại GFZ, các nhà nghiên cứu tiến hành nghiên cứu toàn diện về Trái đất và không gian xung quanh, bao gồm cả cấu trúc lõi bên trong lòng đất đến bề mặt đất và bầu khí quyển quanh Trái đất, cũng như hệ thống các hành tinh trong Hệ Mặt Trời. Sứ mệnh của GFZ là tăng cường sự hiểu biết về hệ thống và bản chất của quy trình vận hành Trái đất cùng sự thay đổi và các tác động của chúng đến con người và hệ sinh thái toàn cầu. GFZ được biết đến là một trong những trung tâm nghiên cứu Trắc địa hàng đầu thế giới. Hiện tại, GFZ đang điều hành hoặc liên kết với hàng trăm trạm GNSS trên toàn cầu. Các dự án và đóng góp nổi bật của GFZ bao gồm xây dựng mô hình trọng trường toàn cầu Geoid (còn được biết đến với tên gọi Potsdam Potato), các dự án trọng lực vệ tinh như CHAMP, GRACE, GRACE-FO, GOCE, và nhiều dự án khác. GFZ hiện đang tập trung vào việc phát triển các dự án vệ tinh kích thước nhỏ, quỹ đạo thấp và chi phí thấp, nhằm đảm bảo quan trắc toàn cầu liên tục và đạt được độ chính xác cao nhất có thể. Ngoài ra, GFZ cũng đang nghiên cứu kết hợp các công nghệ đo trắc địa không gian như VLBI, LLR/SLR, DORIS và GNSS, cùng với ứng dụng của khoa học máy tính, trí tuệ nhân tạo và học máy, nhằm tạo ra các sản phẩm trắc địa ngày càng chính xác hơn, trong đó có mục tiêu xây dựng khung quy chiếu toàn cầu ITRF với độ chính xác 1 mi-li-mét về tọa độ, vốn là một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất của ngành trắc địa cao cấp trên toàn cầu ngày nay.

Thiết bị khoa học được tài trợ bởi GFZ, CHLB Đức

Sau khi thỏa thuận hợp tác giữa GFZ và HUMG được ký kết, GFZ đã tài trợ không hoàn lại các thiết bị phần cứng và phần mềm cho Trường Đại học Mỏ - Địa chất. Ngay sau khi tiếp nhận thiết bị, đơn vị được giao trực tiếp quản lý là Khoa Trắc địa - Bản đồ và Quản lý đất đai đã cử cán bộ tìm hiểu, lắp đặt hệ thống để kết nối trạm vào mạng lưới quan trắc toàn cầu của GFZ. Lãnh đạo Khoa đã đề ra kế hoạch, phương hướng khai thác trạm nhằm phục vụ công tác đào tạo và nghiên cứu khoa học, chuyển giao công nghệ của Khoa và Nhà trường. Dự án được hoàn thành sau khi HUMG và GZF đã tổ chức nhiều buổi thảo luận trực tuyến, dự kiến sẽ có các buổi hội thảo tiếp theo giữa hai bên để bàn về hướng khai thác trạm cũng như các hợp tác mở rộng khác trong tương lai.

Trạm quan trắc khí quyển Trái đất được lắp đặt tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Dự án hợp tác khoa học đầu tiên giữa HUMG và GFZ hứa hẹn mang lại những bước tiến đáng kể và mở ra tầm nhìn xa hơn trong tương lai, đặc biệt là trong các lĩnh vực nghiên cứu về tầng khí quyển Trái đất, định vị và dẫn đường, cũng như quan trắc chuyển dịch bề mặt đất. Điều này sẽ đóng góp quan trọng vào việc nâng cao chất lượng đào tạo, nghiên cứu khoa học và chuyển giao công nghệ tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất. Hợp tác này cũng là nền tảng quan trọng để Khoa Trắc địa - Bản đồ và Quản lý đất đai xác định kế hoạch xây dựng và mở rộng hệ thống các trạm CORS (Continuous Operating Reference Stations) riêng của HUMG trong tương lai. Điều này sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc nghiên cứu và ứng dụng trắc địa, định vị và quan trắc chính xác với sự hỗ trợ và trao đổi kinh nghiệm từ GFZ. Mục tiêu là xây dựng một hệ thống trạm CORS có kết cấu ổn định, độ bao phủ rộng, mật độ điểm hợp lý nhằm đáp ứng mục tiêu cung cấp dữ liệu và thông tin chính xác về vị trí và biến đổi bề mặt địa hình, bầu khí quyển tại các vùng quan trọng trong lãnh thổ Việt Nam.