Giáo trình Lập lưới khống chế cơ sở độ cao (Nghề Trắc địa công trình - Cao đẳng)

BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ XÂY DỰNG GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ CƠ SỞ ĐỘ CAO NGHỀ: TRẮC ĐỊA CƠNG TRÌNH TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Quảng Ninh, năm 2021 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm BÀI THIẾT KẾ LƯỚI KHỐNG CHẾ ĐỘ CAO CƠ SỎA ĐO VẼ BÌNH ĐỒ Khái quát lưới khống chế độ cao sở 1.1 Khái niệm Lưới khống chế độ cao hệ thống điểm khống chế chọn, đánh dấu mốc vững mặt đất, liên kết với tạo thành mạng lưới, đo đạc tính độ cao chúng so với mặt thuỷ chuẩn 1.2 Mục đích xây dựng lưới Lưới khống chế độ cao xây dựng nhằm làm sở trắc địa độ cao cho công tác đo vẽ đồ, bố trí cơng trình, v.v 1.3 Ngun tắc xây dựng lưới Mạng lưới khống chế độ cao xây dựng theo nhiều cấp với nguyên tắc từ tổng thể đến cục bộ, từ độ xác cao đến độ xác thấp Theo nguyên tắc này, mật độ điểm cấp tăng dần độ xác giảm dần Hiện nay, nước chọn riêng cho điểm gốc độ cao Việt Nam, dựa vào kết quan sát triều nhiều năm trạm nghiệm triều Hịn Dấu, Đồ Sơn, Hải Phịng, người ta tính mực nước biển trung bình trạm so với thuỷ trí trạm.Từ mực nước biển trung bình này, tính độ cao H điểm gốc độ cao (đặt bán đảo Đồ Sơn) Xung quanh điểm gốc độ cao có lưới điểm gốc để phục vụ cho việc lưu giữ theo dõi độ ổn định điểm gốc Từ điểm gốc, độ cao chuyền nước Như vậy, thực chất, độ cao điểm chưa tính theo “mặt khởi tính” mà tính theo “điểm khởi tính” Theo xu chung, độ cao điểm tính theo “mặt khởi tính” nước giới dùng chung mặt khởi tính Phân loại Theo quy mơ độ xác, lưới khống chế độ cao phân thành cấp hạng sau: - Lưới khống chế độ cao Nhà nước : Hạng I, II, III, IV - Lưới thủy chuẩn kỹ thuật 2.1 Lưới khống chế độ cao Nhà nước Lưới thủy chuẩn hạng I Việt nam gồm đường xây dựng từ năm 1959 đến 1964 : Hải phòng - Hà nội, Hà nội - Lạng sơn, Hà nội - Lào Cai, Hà nội - Vĩnh Linh Từ năm 1976 đến năm 1991 xây dựng thêm tuyến độ cao hạng I từ Vĩnh Linh Sài Gòn đến Minh Hải Hiện tại, nước ta có 11 đường độ cao hạng I với chiều dài 5,096 km Lưới xây dựng theo dạng tuyến (đây yếu điểm), bố trí dọc theo đường sắt, đường nhựa tuyến đường kiên cố, dọc sông lớn dọc bờ biển Lưới đo đạc máy Ni-004 mia Invar, đo hai hàng mia, đo đo Độ xác đo đạt sau: Sai số trung phương ngẫu nhiên đo chênh cao 1km: 2I =  0,1487 mm ( cho phép =  0,5 mm) Sai số trung phương hệ thống đo chênh cao km: 2I =  0,0002 mm (cho phép =  0,5 mm) Lưới khống chế độ cao hạng II phát triển sở lưới hạng I Từ năm 1959-1964, nước ta xây dựng 12 đường với tổng chiều dài 2,420 km cho khu vực miền Bắc Từ năm 1981 đến 1991 tiếp tục xây dựng cho miền Nam Hiện nay, nước ta có khoảng 43 đường độ cao hạng II với chiều dài 4,515 km Các đường độ cao hạng II tạo thành vòng khép tựa vào lưới hạng I, có số đường treo Lưới bố trí dọc đường giao thơng chính, sơng lớn Lưới đo đạc máy Ni-004, WILD N3 mia Invar, đo hàng mia, đo đo Độ xác đo đạt sau: Sai số trung phương ngẫu nhiên đo chênh cao 1km: 2II =  0,3028 mm (cho phép =  1,0 mm) Sai số trung phương hệ thống đo chênh cao 1km: 2II =  0,0031 mm (cho phép =  0,15 mm) Lưới khống chế độ cao hạng I, II lưới độ cao sở cho nước Mạng lưới xây dựng theo nhiều giai đoạn (ở miền Bắc xây dựng trước năm 1975 miền Nam xây dựng sau năm 1975) Lưới độ cao hạng I, II miền Bắc bình sai chung với trị đo nguyên thuỷ (chưa hiệu chỉnh trọng lực) Độ xác sau bình sai đạt sau: * Sai số trung phương trọng số đơn vị :  =  18,36 mm * Sai số trung phương chênh cao km: m =  1,84 mm Khi bình sai sử dụng hệ độ cao Hoàng Hải (Trung Quốc) Năm 1972, toàn hệ thống độ cao chuyển đổi sang hệ độ cao Hòn Dấu (Hải Phòng) Năm 1996 Tổng cục Địa hồn thành việc bình sai tổng thể mạng lưới độ cao hạng I, II Nhà nước Trị đo đưa vào bình sai hiệu chỉnh giá trị trọng lực giá trị độ cao đưa hệ độ cao chuẩn Độ xác sau bình sai đạt sau: * Sai số trung phương trọng số đơn vị :  =  0,00286 mm * Sai số trung phương chênh cao km: m =  2,9 mm Dựa vào điểm khống chế lưới độ cao hạng I, II, bố trí lưới độ cao hạng III, IV theo đường đơn, vịng khép kín lưới có nhiều điểm nút Tuyến thủy chuẩn hạng III nối hai điểm hạng cao không dài 200 km, nối hai điểm nút không dài 100 km Với tuyến thủy chuẩn hạng IV, chiều dài tương ứng 100 km 50 km Độ xác kết đo lưới thủy chuẩn hạng III, IV đánh giá sai số khép tuyến thủy chuẩn Sai số không vượt sai số khép giới hạn Hạng III: fhgh =  10 L mm (5-104a) Hạng II: fhgh =  20 L mm (5-104b) Trong L chiều dài tuyến đo tính km 2.2 Lưới thủy chuẩn kỹ thuật Để đảm bảm mật độ điểm cho cơng tác đo vẽ đồ địa hình, cần phải chêm dày lưới thuỷ chuẩn kỹ thuật vào lưới độ cao Nhà nước Lưới thủy chuẩn kỹ thuật bố trí tựa vào điểm hạng cao có khu đo Chiều dài tuyến thuỷ chuẩn kỹ thuật nối hai điểm hạng cao không dài km đo vẽ đồ địa hình với khoảng cao đường đồng mức 0.5 m Nếu khoảng cao đường đồng mức lớn độ dài tuyến thủy chuẩn phép tăng lên Độ xác kết đo thủy chuẩn kỹ thuật thường đánh giá sai số khép tuyến đo, chúng phải nhỏ sai số giới hạn: fhgh =  50 L mm (5-104c) Khi khu đo khơng có điểm lưới độ cao Nhà nước lập lưới độ cao độc lập hạng III, IV (cho khu đo rộng) lưới thuỷ chuẩn kỹ thuật (cho khu đo hẹp) 2.3 Lưới thuỷ chuẩn hạng III, IV Lưới thuỷ chuẩn hạng III, IV có vai trị lưới độ cao sở phục vụ đo vẽ đồ địa hình khu vực rộng lớn cỡ tỉnh, thành phố khu vực xây dựng cơng trình thuỷ lợi, thuỷ điện lớn Tương tự lưới khống chế mặt bằng, lưới thuỷ chuẩn hạng III, IV phải thiết kế phòng trước tiến hành thi công Để phục vụ cho việc thiết kế phải tìm hiểu tình hình khu đo tài liệu trắc địa có khu vực, đặc biệt đồ địa hình cũ, số liệu lưới thuỷ chuẩn hạng cao có khu đo vùng lân cận Các mốc thuỷ chuẩn hạng cao phải có số liệu độ cao sơ đồ ghi mốc, đồng thời phải tiến hành tìm điểm đánh giá tình trạng thực tế mốc xem cịn sử dụng không Lưới thuỷ chuẩn hạng III thiết kế sở chêm dày vào điểm độ cao hạng I, II Lưới thuỷ chuẩn hạng IV chêm dày vào lưới thuỷ chuẩn hạng III Lưới thuỷ chuẩn gồm nhiều vịng khép kín, nhiều điểm nút Các dạng đồ hình đặc trưng gồm có: Vịng khép kín, tuyến nối hai điểm hạng cao, tuyến nối điểm hạng cao với điểm nút tuyến nối hai điểm nút Chiều dài tuyến phải nhỏ độ dài giới hạn quy định cho cấp hạng Ở khu đo chưa có điểm hạng cao Nhà nước thiết kế lưới độ cao độc lập gồm nhiều vòng khép kín, sau dùng tuyến đo dẫn độ cao từ mốc Nhà nước khu đo điểm khởi đầu lưới Các tuyến đo nên chọn dọc theo đường giao thông tương đối phẳng ngắn nhất, tránh qua vùng dân cư đông đúc, vùng có đất yếu vùng có chiết quang cục Căn vào nhiệm vụ xây dựng lưới tài liệu có (đặc biệt mốc độ cao hạng I, II) để dự kiến sơ đồ mạng lưới (dự kiến tuyến đo sơ đồ đặt mốc) đồ Tiếp theo tiến hành ước tính độ xác lưới (tính thủ cơng tay phần mềm máy tính) Nếu kết ước tính đạt yêu cầu độ xác tiến hành đem sơ đồ thiết kế thực địa xem xét kỹ vị trí đặt mốc tuyến đo, tiến hành đóng cọc tạm thời để đánh dấu vị trí đặt mốc Nếu kết ước tính đạt u cầu phải thay đổi sơ đồ lưới máy móc, quy trình đo tiến hành ước tính lại BÀI XÁC ĐỊNH LƯỚI KHỐNG CHẾ ĐỘ CAO ĐO VẼ BÌNH DỒ NGÒA THỰC ĐỊA Xác định điểm lưới khống chế độ cao đo vẽ bình đồ ngồi thực địa 1.1 Sử dụng điểm lưới khống chế mặt làm điểm độ cao đo vẽ 1.2 Bố trí tăng dày điểm lưới khống chế độ cao đo vẽ thực địa 1.2.1 Mục đích u cầu cơng tác chọn điểm lưới khống chế độ cao đo vẽ 1.2.2 Quy định chọn điểm lưới khống chế độ cao đo vẽ 1.2.3 Định hướng đồ 1.2.4 Xác định vị trí điểm 1.2.5 Đóng cọc ghi tên điểm Chơn mốc, lập ghi điểm độ cao đo vẽ bình đồ ngồi thực địa 2.1 Chơn mốc độ cao 2.2 Lập ghi điểm độ cao 2.2.1.Đặt máy kinh vĩ vị trí mốc chơn định hướng máy 2.2.2.Đo cạnh góc từ điểm độ cao tới điểm định hướng 2.2.3 Dựa vào số liệu đo để vẽ sơ họa ghi điểm lên vẽ 2.2.4 Ghi liên quan tới mốc BÀI ĐO THỦY CHUẨN LƯỚI KHỐNG CHẾ ĐỘ CAO ĐO VẼ BÌNH ĐỒ Lưới khống chế sở đo vẽ bình đồ thường lưới thủy chuẩn hạng III, IV Nhà nước, tương đương Chuẩn bị số liệu điểm cao độ bậc cao gần khu vực đo vẽ bình đồ Đo thủy chuẩn lưới khống chế độ cao đo vẽ bình đồ 2.1 Máy đo Lưới thuỷ chuẩn hạng III, IV đo máy có độ xác trung bình, máy có vít nghiêng máy tự động cân Khi lựa chọn máy cần phải xem xét thông số kỹ thuật máy, đặc biệt hai thơng số: độ phóng đại ống kính Vx giá trị khoảng chia ống thuỷ ” Bảng 5-23 giới thiệu số máy thông dụng dùng để đo lưới thuỷ chuẩn hạng III, IV: Bảng 5-23 – Các thông số kỹ thuật số máy thuỷ chuẩn Tên máy Hãng sản xuất Độ phóng đại ống kính Độ nhạy ống thuỷ dài Độ nhạy ống thuỷ tròn Ni 030 Carl-Zeiss-Jena 25 30” 8’ N2 Wild 24 30” 8’ GK 23 Kern 30 18” 6’ H3, (H-3K) Nga 30 15” 10’ Ni 025 Carl-Zeiss-Jena 20 Máy tự cân bằng, khơng có ống thuỷ dài 8’ NA2 Wild 30 nt 8’ Trước đem máy đo phải tiến hành kiểm nghiệm hiệu chỉnh máy Nội dung kiểm nghiệm máy gồm mục sau: Kiểm tra điều chỉnh làm việc bình thường ốc vít máy (vít nghiêng, ốc hãm ống kính, ốc vi động, ốc cân máy, núm điều quang, vành điều chỉnh kính mắt.v.v ) Kiểm tra chất lượng xác định tham số kỹ thuật ống kính : độ phóng đại vx, vùng ngắm , hệ số nhân khoảng cách K, số cộng C , Xác định giá trị khoảng chia ” ống thủy dài Kiểm tra điều chỉnh vị trí chuẩn màng chữ thập (chỉ đứng trục quay VV máy phải nằm mặt phẳng, cịn ngang phải vng góc với nó) định Trường hợp 3: H1, H2 điểm gốc, bốn điểm H3, H4, H5 điểm cần xác Khi đó, số trị đo cần thiết : t2 = Lập phương trình số hiệu chỉnh Ở ta xét cách lập phương trình số hiệu chỉnh trường hợp ẩn số chọn trị bình sai điểm cần xác định Với trị đo hiệu chênh cao ta thành lập phương trình số hiệu chỉnh Như số lượng phương trình số hiệu chỉnh số trị chênh cao đo lưới Khi lập phương trình số hiệu chỉnh cho hiệu chênh cao đo có ba trường hợp xảy ra: - Điểm đầu điểm cuối đoạn đo nhữngđiểm cần xác định - Điểm đầu điểm cần xác định, điểm cuối điểm gốc - Điểm cuối điểm cần xác định, điểm đầu điểm gốc Phương trình số hiệu chỉnh cho ba trường hợp khác nhau, sau ta xem xét cách lập cho trường hợp cụ thể Trường hợp 1: Điểm đầu điểm cuối đoạn đo điểm cần xác định hik Giả sử có hiệu chênh cao đo (hik) hai điểm cần xác định độ cao I K (hình 5-39) Gọi vik số hiệu chỉnh cho trị đo hik, i Hi Hk độ cao sau bình sai hai mốc I K, Hình 5-39 Chênh cao đo hai điểm cần xác định H0i H0k trị gần độ cao mốc I K, dH1, dH2là số hiệu chỉnh tương ứng Ta lập phương trình thể mối quan hệ trị bình sai: hik + vik = Hk - Hi Thay trị bình sai trị gần cộng số hiệu chỉnh ta có: hik + vik = (H0k+ dHk) - (H0i +dHi)  vik = dHk -dHi +lik (5-134) Trong lik số hạng tự và: lik = H0k - H0i - hik Phương trình (5-134) phương trình số hiệu chỉnh cho chênh cao hik Trường hợp 2: Điểm đầu điểm cần xác định, điểm cuối điểm gốc Giả sử I điểm cần xác định, K điểm gốc (hình 5-40) Khi dHk = nên (5-134) trở thành: 25 k vik = -dHi + lik (5-135) Với lik = Hk - H0i - hik hik i k Hình 5-40 Chênh cao đo diểm cần xác định(điểm đầu) điểm gốc(điểm cuối) Trường hợp 3: Điểm cuối điểm cần xác định, điểm đầu điểm gốc Giả sử K điểm cần xác định, I điểm gốc (Hình 5-41) Khi dHi = nên (5-134) trở thành: vik = dHk +lik (5-136) Với lik = H0k - Hi - hik hik i k Hình 5-41 Chênh cao đo điểm gốc(điểm đầu) Nhận xét: điể ần xác định(điể ố - Các phương trình số hiệu chỉnh ba trường hợp : (5-134), (5-135), (5136) có dạng tuyến tính - Khi thành lập phương trình số hiệu chỉnh khơng phải khai triển Taylor nên khơng có ảnh hưởng độ cao gần đến kết qủa bình sai lưới Do đó, khơng cần thiết chọn độ cao gần cho gần với trị xác xuất mà chọn giá trị độ cao gần tuỳ ý, khác xa so với trị bình sai Cụ thể, mạng lưói độ cao vùng phẳng chọn độ cao gần cho tất mốc (hoặc độ cao trung bình lưới) Đối với độ cao vùng núi, lấy đô cao gần mốc số hiệu chỉnh d H cho mốc lớn, tính cần lưu ý đến sai số tính tốn Ví dụ : Cho mạng lưới độ cao hình 5-42, đó, MC–1, MC–2.1, MC–2.2, MC–3 điểm gốc, H1, H2, H3, H4 điểm cần xác định Lưới gồm có trị đo hiệu chênh cao h1, h2, h3, , h9 Lập phương trình số hiệu chỉnh cho lưới 26 Hình 5-42: Đồ hình lưới độ cao Giải: + Chọn ẩn số độ cao điểm cần xác định + Số lượng ẩn số t = + Số lượng phương trình số hiệu chỉnh số trị đo + Các hệ số phương trình trình bày bảng 5-27: Bảng 5-30 – Các hệ số phương trình số hiệu chỉnh dH1 dH2 v1 +1 v2 -1 v3 v4 +1 v5 -1 v6 -1 li Trọng số P l1 1/L1 +1 l2 1/L2 -1 l3 1/L3 l4 1/L4 l5 1/L5 +4 l6 1/L6 -1 l7 1/L7 +1 l8 1/L8 -1 l9 1/L9 dH3 +1 v7 v8 dH4 -1 v9 Bước Lập giải hệ phương trình chuẩn Từ phương trình số hiệu chỉnh trên, lập giải hệ phương trình chuẩn để giải số hiệu chỉnh dH cho độ cao gần mốc Bước Tính số hiệu chỉnh cho chênh cao đo Từ số hiệu chỉnh dH tính số hiệu chỉnh cho chênh cao đo, cuối tiến hành đánh giá độ xác mạng lưới 27 Bước Đánh giá độ xác Sai số trung phương trọng số đơn vị tính theo cơng thức sau: = [ pvv] n−t (5-137) Sai số trung phương độ cao mốc i tính theo cơng thức: m R =  Qii (5-138) Qii phần tử đường chéo tương ứng với ẩn d Hi ma trận nghịch đảo Q ma trận hệ số hệ phương trình chuẩn: Q = ( AT PA) 1.4 Bình sai lưới độ cao theo phương pháp điều kiện Tương tự bình sai gián tiếp, sở lí thuyết phương pháp bình sai điều kiện, bước tính tốn bình sai điều kiện đề cập giáo trình sai số Dựa chung tốn bình sai điều kiện đó, vận dụng để bình sai mạng lưới độ cao Các bước thực bình sai lưới độ cao theo phương pháp điều kiện: * Xác định số phương trình điều kiện lưới Số lượng phương trình điều kiện số trị đo thừa xác định theo công thức chung: r=n-t (5-139) Trong đó, n số chênh cao đo, t số trị đo cần thiết Trong lưới độ cao số trị đo cần thiết (t) số lượng điểm cần xác định lưới Đối với lưới độ cao số liệu gốc tối thiểu độ cao điểm Vì ta có cơng thức tính số lượng phương trình cho hai trường hợp cụ thể sau: + Lưới độ cao tự ( Số điểm khởi tính độ cao nhỏ 1) r = n - (p - 1) (5-140) + Lưới độ cao phụ thuộc ( Số điểm khởi tính độ cao > 1) r = n - (p - k) (5-141) Trong đó: p tổng số điểm lưới, k số điểm khởi tính (điểm gốc) Ví dụ : Giả sử có mạng lưới độ cao tự hình 5-43 Trong MC –2 điểm gốc, H1, H2 , H3 , H4 điểm cần xác định Trong trường hợp ta có : n = 8, p = Áp dụng công thức (5-141) ta có tổng số phương trình điều kiện : r = - (5 - 1) = 28 H3 H4 H2 MC-2 Hình 5-43: Đồ hình lưới độ cao H1 Ví dụ : Giả sử có mạng lưới độ cao tự hình 5-42 Trong MC –1, MC –2.1, MC –2.2, MC –3 điểm gốc, H1, H2 , H3 , H4 điểm cần xác định Trong trường hợp ta có : n = 9, p = áp dụng công thức (5-142) ta có tổng số phương trình điều kiện : r = - (8 - 4) = Bước Lập phương trình điều kiện số hiệu chỉnh Phương trình số hiệu chỉnh phải lập đủ đúng, phương trình phải đảm bảo tính độc lập Tính độc lập độc lập tuyến tính, tức phương trình điều kiện khơng khơng thể suy từ phương trình điều kiện khác Hay nói cách khác, phương trình khơng phải tổ hợp tuyến tính phương trình lại Trong lưới độ cao xuất hai kiểu phương trình điều kiện: - Phương trình điều kiện khép độ cao hai điểm gốc - Phương trình điều kiện khép vòng Sau ta xét cụ thể hai phương trình điều kiện này: * Phương trình điều kiện khép độ cao hai điểm gốc ý nghĩa phương trình từ độ cao gốc biết, dùng trị bình sai chênh cao đo, chuyền điểm gốc thứ hai, phải độ cao độ cao biết trước điểm Ví dụ 3: Trên hình 5-44, A, B hai điểm biết độ cao, h 1, h2, h3 chênh cao đo h1 A h2 R1 h3 R2 Hình 5-44: Đồ hình tuyến độ cao nối hai điểm gốc 29 B Gọi h’1, h’2, h’3 v1, v2, v3 tương ứng trị bình sai số hiệu chênh cao h1, h2, h3 Ta lập phương trình số hiệu chỉnh khép độ cao hai điểm gốc là: HA + h’1 + h’2 + h’3 = HB (5-142) Trị bình sai trị đo cộng số hiệu chỉnh: h’i = hi + vi (5-143) Thay (5-143) vào (5-142) ta phương trình sau: HA + (h1 + v1) + (h2 + v2) + (h3 +v3) = HB (5-144) Từ (5-144) ta có phương trình điều kiện số hiệu chỉnh sau: v1 + v2 + v3 + W = (5-145) Trong W sai số khép: W = HA + h1 + h2 + h3 - HB (5-146) * Phương trình điều kiện khép vịng h2 ý nghĩa phương trình giá trị bình sai chênh cao đo theo vịng khép kín phải h1 Ví dụ 4: h3 Lập phương trình điều kiện khép vịng cho lưới hình 5-45 Hình 5-45 Tuyến độ cao khép kín Trong lưới ta có: h1, h2, h3 chênh cao đo Gọi h’1, h’2, h’3 v1, v2, v3 tương ứng trị bình sai số hiệu chỉnh chênh cao h1, h2, h3 Phương trình điều kiện khép vịng trường hợp sau: h’1 + h’2 - h’3 =0 (5-147) Thay trị bình sai trị đo cộng số hiệu chỉnh, ta có: (h1 + v1) + (h2 + v2) - (h3 + v3) = (5-148) Từ (5-148) ta có phương trình điều kiện số hiệu chỉnh sau: v1 + v2 - v3 + W = (5-149) Trong W sai số khép: W = h1 + h2 - h3 (5-150) Ví dụ 5: Lập phương trình điều kiện cho lưới độ cao hình 5-44 30 Theo ví dụ 2, số phương trình điều kiện lưới r = Với lưới ta có nhiều cách lập phương trình điều kiện.Các phương trình điều kiện chọn theo đường đo cao khác nhau, đảm bảo tính độc lập tuyến tính đơn giản tính tốn Sau số cách lập: Cách 1: Phương trình điều kiện chọn hình (5-46), gồm có phương trình điều kiện khép điểm gốc hai phương trình điều kiện vịng khép Gọi HMC-1, HMC-2.1, HMC-2.2, HMC-3 độ cao điểm MC-1, MC-2.1, MC-2.2, MC-3 + Hai phương trình điều kiện khép điểm gốc: v1 - v4 - v5 + w1 = (5-151) - v7 + v9 + w2 = Trong đó: w1 = HMC-1 + h1 – h4 – h5 – HMC-3 w2 = HMC-2.2 – h7 + h9 – HMC-2.1 + Hai phương trình khép vịng: v2+ v5–v6+ v8 +w3 = (5-152) - v3 + v8 + v9 + w4 = Trong w3 = h1+ h5 + h8 – h6 w2 = - h3 + h + h9 Hệ số số hạng tự phương trình điều kiện (5-151) (5-152) trình bày bảng sau: Bảng 5-31 – Hệ số số hạng tự phương trình điều kiện V1 V2 V3 V4 V5 -1 -1 V6 V8 -1 +1 +1 - -1 +1 +1 +1 31 V9 W w1 V7 w2 w3 +1 w4 MC-2.1 h3 MC-1 h1 H3 h2 h9 H2 h8 h5 H4 H1 h6 h4 MC-2.2 h7 Hình 5-46 MC-3 Sơ đồ chọn phương trình điều kiện lưới Phương trình điều kiệnđộđược chọn Cách2 hình (5-47), gồm có phương trình điều kiện khép điểm gốc phương trình điều kiện vịng khép Gọi HMC-1, HMC-2.1, HMC-2.2, HMC-3 độ cao điểm MC-1, MC-2.1, MC-2.2, MC + Ba phương trình điều kiện khép điểm gốc: v1 - v4 - v5 + w1 = - v7 + v9 + w2 = (5-153) v1 + v2 + v3 + w3 = Trong w1 = HMC-1 + h1 – h4 – h5 – HMC-3 w2 = HMC-2.2 – h7 + h9 – HMC-2.1 w3 = HMC-1 + h1 + h2 + h3 – HMC-2.1 + Một phương trình khép vòng - v3 + v8 + v9 + w4 = Trong (5-154) w2 = - h3 + h8 + h9 Hệ số số hạng tự phương trình điều kiện (5-153) (5154) trình bày bảng sau: Bảng 5-32 – Hệ số số hạng tự phương trình điều kiện V1 V2 V3 V4 V5 -1 -1 V6 V7 V8 +1 W w1 -1 +1 V9 +1 +1 w2 w3 +1 +1 32 -1 w4 Hình 5-47 Sơ đồ chọn phương trình điều kiện lưới độ cao Từ phương trình phương trình số hiệu chỉnh trên, nhận thấy phương trình số hiệu chỉnh lưới độ cao có dạng tuyến tính đơn giản Hệ số phương trình điều kiện +1 -1 Bước Lập giải hệ phương trình chuẩn số liên hệ Từ phương trình số hiệu chỉnh, ta lập giải phương trình chuẩn số liên hệ theo sở lí thuyết chung trình bày giáo trình sai số Kết bước ta số liên hệ K Bước Tính số hiệu chỉnh vi Bước Tính độ cao sau bình sai cho mốc cần xác định Bước Đánh giá độ xác - Đánh giá độ xác trị đo: = [ pvv] n−t (5-155) - Đánh giá độ xác độ cao sau bình sai mốc Để đánh giá độ xác độ cao sau bình sai mốc đó, ta cần lập hàm trọng số Ví dụ, lưới độ cao hình 5-42 để đánh giá độ xác điểm H1 ta cần lập hàm trọng số: HH1 = HMC-3 + h4 Véc tơ hàm trọng số trường hợp có dạng: F = (0 0 0 0 0) Áp dụng công thức biết để tính trọng số đảo 1/Pf hàm trọng số, cuối tính sai số trung phương hàm theo công thức: mF =  PF (5-156) 33 Bình sai phần mềm máy tính Khi sử dụng phần mềm lập sẵn máy tính, q trình tính tốn thực tự động máy theo chương trình lập sẵn Nhiệm vụ nhập liệu đầu vào: Số liệu gốc, số liệu đo dạng file số liệu Với phần mềm khác nhau, mẫu file số liệu khác Việc lập mẫu file số liệu theo yêu cầu phần mềm tương ứng quan trọng, khơng nhận kết sai chương trình khơng thực Sau giới thiệu cách lập file số liệu theo phần mềm bình sai Picnet a Cấu trúc tệp liệu bình sai lưới độ cao Bảng 5-33 – Cấu trúc tệp liệu bình sai lưới độ cao Cấu trúc liệu STT Giải thích Luoi dc Hang IV Hn Tên lưới: 1dịng, khơng qúa 80 ký tự I1 i2 i3 r4 Các tham số lưới (1 dòng): I1: Tổng số chênh cao I2: Tổng số điểm cần xác định I3: Tổng số điểm gốc R4: SSTP giới hạn Km (mm) C1 Khai báo tên điểm: Tên điểm  ký tự Số dòng = Số điểm cần xác định+Số điểm gốc I1 r2 Độ cao gốc: Số dòng = Số điểm gốc I1: Số hiệu điểm gốc R2: Độ cao (m) I1 i2 i3 r4 r5 Chênh cao đo: Số dòng = Tổng số chênh cao đo I1: Số thứ tự chênh cao đo I2: Số hiệu đỉnh trái I3: Số hiệu đỉnh phải R4: Giá trị chênh cao đo (m) R5: Khoảng cách đoạn đo (m) 007001002005007 Điều kiện kiểm tra : số thứ tự điều kiện kiểm tra 010,002, số hiệu điểm điểm tương ứng Số dòng = Tổng số tuyến kiểm tra 000 Dấu hiệu kết thúc tệp số liệu 34 Tệp liệu bình sai lưới độ cao đặt tên bất kỳ, ví dụ: C.DAT thực bình sai cho ta tệp kết qủa có tên c.dc Cấu trúc tệp liệu bình sai C.DAT bảng 5-28 Ví dụ hình 5-48 ta có điều kiện kiểm tra sau: 009001002015 10 009001002003010 001002003001 15 Hình 5-48: Đồ hình lưới độ cao b Quy trình thực bình sai lưới độ cao Khai b¸o kiểu l- ới độ cao có lỗi Nhập kiểm tra liệu Bình sai l- ới độ cao Kiểm tra tệp báo lỗi (*.err) Kiểm tra tệp kết (*.DC) 35 CÂU HỎI ÔN TẬP 1.Khái niệm lưới khống chế độ cao? Phân loại lưới khống chế độ cao ? Đặc điểm lưới thuỷ chuẩn hạng I? Đặc điểm lưới thuỷ chuẩn hạng II? Để đánh giá độ xác lưới thuỷ chuẩn hạng I, II, ta dùng đại lượng đặc trưng nào? Để đánh giá độ xác lưới thuỷ chuẩn hạng III, IV lưới thuỷ chuẩn kỹ thuật, ta dùng đại lượng đặc trưng nào? Sai số khép giới hạn lưới thuỷ chuẩn hạng III, IV lưới thuỷ chuẩn kỹ thuật bao nhiêu? Lấy ví dụ minh hoạ Khi đo lưới thuỷ chuẩn hạng III, IV ta phải chọn loại máy nào? Các nội dung cần kiểm nghiệm máy trước đo Các quy định kỹ thuật đo thuỷ chuẩn hạng III, IV Các nguồn sai số đo thuỷ chuẩn hạng III, IV biện pháp khắc phục 10 Các trường hợp đặc biệt đo thuỷ chuẩn hạng III, IV 11 Khi đo thuỷ chuẩn vượt sơng gặp phải khó khăn gì? Cách khắc phục khó khăn nào? 12 Khái niệm điểm dừng tuyến đo thuỷ chuẩn? Các trường hợp phải bố trí điểm dừng? Phương pháp bố trí điểm dừng? 13 Khi bình sai lưới thuỷ chuẩn hạng III, IV phải áp dụng phương pháp bình sai chặt chẽ hay gần đúng? Tại sao? 14 Trình tự giải tốn bình sai tuyến thuỷ chuẩn phù hợp hạng III, IV 15 Trình tự giải tốn bình sai lưới thuỷ chuẩn có điểm nút hạng III, IV 16 Bình sai tuyến thủy chuẩn hạng III sau: A h1 h2 h3 L1 L2 L3 R1 R2 R3 h4 L4 B Hình 5-49: Đồ hình tuyến thủy chuẩn Trong A B hai điểm gốc; R1, R2, R3 điểm cần xác định Số liệu gốc: HA =113,245 m; HB=112,295m Số liệu đo: Bảng 5-34 – Bảng số liệu đo 36 Chênh Giá trị cao chênh đo cao đo (m) Chiều Giá trị dài đoạn chiều dài đo đoạn đo(km) h1 +0,837 S1 2,62 h2 +0,331 S2 1,48 h3 -0,783 S3 2,01 h4 -1,215 S4 3,36 17 Bình sai lưới thuỷ chuẩn hạng III sau: Bảng 5-35 - Độ cao điểm gốc Điểm A Độ cao h1 L1 điểm (m) B h2 L2 A 32,933 B 34,361 h4 C 33,566 L4 D 32,677 M h3 L3 C D Hình 5-50: Đồ hình lưới thủy chuẩn có điểm nút Bảng 5-36 – Bảng số liệu đo Chênh cao đo Giá trị chênh cao đo (m) Chiều dài đoạn đo Giá trị chiều dài đoạn đo(km) h1 +0,531 L1 26,0 h2 -0,660 L2 11,6 h3 -0,433 L3 18,7 h4 +0,793 L4 14,2 18 Cho lưới thuỷ chuẩn hạng III sau: R2 h3 h2 h1 A L1 L3 L2 R3 R1 L6 L4 h5 h6 L5 R4 Hình 5-51: Sơ đồ lưới thủy chuẩn 37 h4 B Trong A B hai điểm gốc; R1, R2, R3 , R4 điểm cần xác định Số liệu gốc: HA =125,468 m; HB=124,518m Số liệu đo: Bảng 5-37 – Bảng số liệu đo Chênh cao đo Giá trị chênh cao đo (m) Chiều dài đoạn đo Giá trị chiều dài h1 +1,531 S1 1,83 h2 +0,537 S2 3,50 h3 -1,213 S3 2,51 h4 -1,783 S4 4,36 h5 -0,838 S5 2,20 h6 -1,238 S6 2,67 đoạn đo(km) a Bình sai lưới theo phương pháp bình sai gián tiếp, bình sai điều kiện Đánh giá độ xác độ cao điểm R4, chênh cao h6 b Lập file số liệu để bình sai lưới theo chương trình bình sai Picnet 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Văn Chuyên Trắc địa đại cương Nhà xuất Xây dựng [2] Đỗ Ngọc Đường Bài giảng xây dựng lưới Đại học Mỏ - Địa chất [3] Đào Quang Hiếu, Ngô Văn Hợi ứng dụng kỹ thuật điện tử trắc địa (Bài giảng cao học), Đại học Mỏ - Địa chất Hà nội 1998 [4] Phạm Hoàng Lân Bài giảng công nghệ GPS (Bài giảng cao học) Đại học Mỏ - Địa chất Hà nội 1996 [5] Nguyễn Trọng San, Đào Quang Hiếu, Đinh Cơng Hịa Giáo trình trắc địa sở Hà nội 2002 [6] Nguyễn Trọng San, Đào Quang Hiếu, Đinh Cơng Hịa Giáo trình trắc địa sở Hà nội 2002 [7] Nguyễn Văn Sáng, 2007 Khả ứng dụng kỹ thuật đo GPS động Stop - And - Go xây dựng lưới đường chuyền cấp Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất, số 20, 10-2007, trang 69-73 [8] Cục Đo đạc Bản đồ Nhà nước, Quy phạm đo vẽ đồ địa hình tỷ lệ 1:500, 1:1000, 1:2000 1: 5000 Hà nội 1976 [9] Cục Đo đạc Bản đồ Nhà nước, Quy phạm đo vẽ đồ địa hình tỷ lệ 1:10000, 1: 25000 Hà nội 1977 [10] Tổng cục Địa chính, Quy phạm đo vẽ đồ địa hình tỷ lệ1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000, 1:10000 1:25000 Hà nội 1999 [11] Tổng cục Địa Ký hiệu đồ địa hình tỷ lệ 1:500, 1: 1000, 1:2000, 1:5000, 1:10000 1:25000 Hà nội 1999 [12] Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam : TCXDVN 364 : 2006 [13] Báo cáo xây dựng hệ quy chiếu hệ tọa độ quốc gia Hà nội 1998 39 ... bị nghiêm cấm BÀI THIẾT KẾ LƯỚI KHỐNG CHẾ ĐỘ CAO CƠ SỎA ĐO VẼ BÌNH ĐỒ Khái quát lưới khống chế độ cao sở 1.1 Khái niệm Lưới khống chế độ cao hệ thống điểm khống chế chọn, đánh dấu mốc vững mặt... điểm độ cao đo vẽ 1.2 Bố trí tăng dày điểm lưới khống chế độ cao đo vẽ ngồi thực địa 1.2.1 Mục đích u cầu công tác chọn điểm lưới khống chế độ cao đo vẽ 1.2.2 Quy định chọn điểm lưới khống chế độ. .. quy mơ độ xác, lưới khống chế độ cao phân thành cấp hạng sau: - Lưới khống chế độ cao Nhà nước : Hạng I, II, III, IV - Lưới thủy chuẩn kỹ thuật 2.1 Lưới khống chế độ cao Nhà nước Lưới thủy chuẩn