Thông tin tài liệu
Đồ án tốt nghệp - Trường Đại học Mỏ - Địa chất Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học mỏ - địa chất khoa trắc địa - môn trắc địa cao cấp - - Đồ án tốt nghiệp Đề tài : đo cao GPS ứng dụng vùng mỏ cẩm phả - quảng ninh Phùng Thế Tùng Lớp Trắc địa K44 Sông Đà LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghệp - Trường Đại học Mỏ - Địa chất Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: PGS TS Đặng Nam chinh Phùng Thế Tùng Lớp: Trắc địa - K44 - SĐ Hà Nội - 2005 Phùng Thế Tùng Lớp Trắc địa K44 Sông Đà LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghệp - Trường Đại học Mỏ - Địa chất Mở đầu Công nghệ GPS đà đưa vào ứng dụng công tác trắc địa nước ta từ năm 1990 Trong gần 15 năm khai thác sử dụng công nghệ GPS, cho thấy GPS công cụ tiện lợi công tác xây dựng mạng lưới khống chế mặt bằng, song độ xác,xác định độ cao số hạn chế nguyên nhân khác Chúng ta biết rằng, độ cao hiệu độ cao xác định công nghệ GPS độ cao hiệu độ cao trắc địa, tính bề mặt Ellipxoid quy chiÕu WGS-84 Trong thùc tÕ chóng ta l¹i sư dụng độ cao hiệu độ cao thủy chuẩn, xác định so với mặt Geoid Kvadigeoid Như để chuyển độ cao hiệu độ cao trắc địa hiệu độ cao thủy chuẩn cần phải biết độ cao Geoid (Undulation) hiệu độ cao Geoid, song vấn đề đơn giản biến đổi uốn nếp bề mặt Geoid lại phụ thuộc vào cấu trúc vật chất bên lòng trái đất Để nghiên cứu geoid đòi hỏi phải có nhiều số liệu khác số liêu trọng lực, thiên văn, trắc địa v v Có thể thấy phạm vi hẹp, biến đổi bỊ mỈt Geoid so víi bỊ mỈt Ellipxoid cã thĨ coi biến đổi tuyến tính, xây dựng công thức đơn giản để tính toán hiệu chỉnh vào độ cao trắc địa hay hiệu độ cao trắc địa để nhận độ cao thủy chuẩn hiệu độ cao thủy chuẩn Với phương pháp nêu trên, đà thực đề tài tốt nghiệp "Đo cao GPS ứng dụng vùng mỏ Cẩm Phả - Quảng Ninh" Đề tài góp phần đưa ứng dụng GPS vào vùng mỏ Cẩm Phả Quảng Ninh vùng than quan trọng nước Mặc dù vùng Cẩm Phả Quảng Ninh có diện tích không lớn, song sản lượng than khai thác hàng năm chiếm 50% sản lượng than Tổng Công ty than ViƯt Nam Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c địa K44 Sông Đà LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghệp - Trường Đại học Mỏ - Địa chất Trong trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp, em đà nhận giúp đỡ, bảo tận tình PGS TS Đặng Nam Chinh, bảo thầy, cô giáo Tuy nhiên thời gian trình độ có hạn, nội dung đồ án tốt nghiệp em không tránh khỏi khiếm khuyết Em mong nhận đóng góp ý kiến thầy, cô giáo bạn đồng nghiệp Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn, thầy, cô giáo môn TĐCC khoa trắc địa đà giúp đỡ bảo em để có kết ngày hôm Hà Nội, ngày tháng năm 2005 Sinh viên Phùng Thế Tùng Phùng Thế Tùng Lớp Trắc địa K44 Sông Đà LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com §å án tốt nghệp - Trường Đại học Mỏ - Địa chất Chương I Khái quát chung công nghệ GPS 1.1 Cấu trúc hệ thống GPS Từ năm 1960 cïng víi sù tiÕn bé cđa kü tht ®iƯn tư, chế tạo tên lửa lý thuyết định vị vệ tinh, người ta đà xây dựng hệ thống định vị vệ tinh Trước có hệ thống định vị toàn cầu, Mỹ đà xây dựng hệ thống định vị vệ tinh khu vực (thuộc lÃnh thổ Mỹ) hệ thống Starfix, Ominitrac châu Âu có hệ thống định vị vệ tinh Euteltrancs gồm vệ tinh địa tĩnh Từ năm1967 - 1969 Mỹ đà bắt đầu nghiên cứu đề án TIMATION đà đưa lên quỹ đạo đồng 20 vệ tinh hoạt động độ vĩ từ 60 độ vĩ bắc đến 60 độ vĩ Nam Dưới chủ trì quốc phòng Mỹ hai đề án 621B Timation đà phối hợp lại hình thành nên hệ thống định vị toàn cầu GPS Hệ thống định vị toàn cầu GPS viết đầy đủ NAVSTAR GPS (Navigation Satellite Timing and Ranging Global Positioning System) Ngµy 22 tháng 02 năm 1978 vệ tinh hệ thống định vị toàn cầu GPS đà đưa lên quỹ đạo Từ ngày 8/12/1993 quỹ đạo hƯ thèng GPS ®· ®đ 24 vƯ tinh Víi hƯ thống định vị GPS vấn đề thời gian, tốc độ, vị trí giải nhanh chóng, xác phạm vi toàn cầu thời điểm Hệ thống định vị toàn cầu GPS bao gồm phận cấu thành, là: + Phần không gian + Phần điều khiển + Và đoạn sử dụng Phùng Thế Tùng Lớp Trắc địa K44 Sông Đà LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com §å án tốt nghệp - Trường Đại học Mỏ - Địa chất Phần không gian (Space Segment) Đoạn không gian bao gồm vệ tinh chuyển động mặt phẳng quỹ đạo độ cao khoảng 20.200km Mặt phẳng quỹ đạo nghiêng với mặt phẳng xích đạo trái đất góc 550 Vệ tinh GPS chuyển động quỹ đạo gần tròn với chu kỳ 718 phút Theo thiÕt kÕ, hÖ thèng gåm cã 24 vÖ tinh quỹ đạo có vệ tinh, với phân bố vệ tinh quỹ đạo vậy, thời gian vị trí quan trắc trái đất quan trắc vệ tinh GPS Chương trình đưa vệ tinh GPS lên quỹ đạo đà chia làm khối (Block) sau: Khối I, II, II-A, II-R II-F Tính đến năm 1998 vƯ tinh cđa khèi I cïng víi c¸c vƯ tinh khối II II-A làm việc Năng lượng cung cấp cho hoạt động thiết bị vệ tinh lượng pin mặt trời Các vệ tinh GPS có trọng lượng khoảng 1600kg phóng khoảng 800kg quỹ đạo Theo thiết kế tuổi thọ vệ tinh khoảng 7,5 năm Các vệ tinh khối sau có trọng lượng lớn có tuổi thọ dài vệ tinh trước ®ã ThÝ dơ vƯ tinh khèi I chØ cã träng lượng 845kg song vệ tinh khối II có trọng lượng 1500kg đến khối II-R vệ tinh có trọng lượng 2000kg Tuổi thọ vệ tinh kéo dài từ 7,5 năm đến 10 năm Mỗi vệ tinh thuộc khối I (block I) trang bị đồng hồ nguyên tử, đồng hồ thuộc loại Censium đồng hồ thuộc loại Rubidium Thêm vào vệ tinh trang bị thêm tạo giao động thạch anh xác Người ta sử dụng đồng hồ không với mục đích dự phòng mà để tạo sở giám sát thời gian cung cấp xác Hệ thống giám sát thời gian đà thực vệ tinh GPS thuộc khối II khối II-R Đồng hồ nguyên tử rubium có độ ổn định chút so với đồng hồ nguyên tư Censium thêi gian dµi, sai lƯch cì 10-12 Việc hiệu chỉnh tần số đồng hồ vệ tinh thực từ mặt đất nhờ trạm điều khiển Trên vệ tinh GPS thuộc khối II, người ta đà nâng cấp thiết bị Phùng Thế Tùng Lớp Trắc địa K44 Sông Đà LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghệp - Trường Đại học Mỏ - Địa chất ®ång hå Censium HƯ thèng gi¸m s¸t c¸c ®ång vƯ tinh chức đoạn điều khiển Các số hiệu chỉnh gửi lên vệ tinh sau truyền tới máy thu với thông tin ephemeris Tất đồng hồ hệ thống GPS hoạt động tần số 10,23MHz, mà (Code) tín hiệu tần số sóng tải dựa tần số đồng hồ sở chuẩn Tất vệ tinh GPS có thiết bị tạo dao động với tần số chuẩn sở f0=0,23MHz Tần số tần số chuẩn đồng hồ nguyên tử với độ xác cỡ 10-12 từ tần số sở f0 thiết bị tạo tần số sóng tải L1 L2 L1 = 154 f0 = 1575.42MHz cã bíc sãng 1 = 19,032cm L2 = 120 f0 = 1227.60MHz cã bíc sóng = 24,42cm Các sóng tải L1, L2 thuộc dải sóng cực ngắn với tần số lớn tín hiệu bị ảnh hưởng tầng điện` ly (tầng Ion) tầng đối lưu mức độ làm chậm tín hiệu tầng điện ly tỷ lệ nghịch với bình phương tần số Để phục vụ cho mục đích đối tượng khác nhau, tín hiệu phát điều biến mang theo code riêng biệt, C/A code, P-code Ycode (code dịch mÃ) C/A code (coarse/ Acquisition code) code thô cho phép dùng rộng rÃi C/A code mang tÝnh chÊt code tùa ngÉu nhiªn TÝn hiệu mang code có tần số chuẩn (10,23MHz) tương ứng với bước sóng 293m C/A code điều biÕn sãng t¶i L1, sãng nÕu cã sù can thiƯp trạm điều khiển mặt đất chuyển sang L2 Chu kỳ C/A code 1mili giây, chứa 10,23 bite (1023 chip), vệ tinh phát C/A code khác P-code (Precision code) code xác, điều biến sóng tải L1 L2, có độ dài cỡ 1014 bite (vào cỡ 38 tuần lễ) code tựa ngẫu nhiªn PRN code (Pseudorandom noise) TÝn hiƯu cđa P-code cã tần số tần số chuẩn f0=(10,23MHz) Tương ứng với bước sóng 29,3m Mỗi vệ tinh sử dụng Phùng Thế Tùng Lớp Trắc địa K44 Sông Đà LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghệp - Trường Đại học Mỏ - Địa chất đoạn code (tương ứng với độ dài tuần lễ, gọi "code tuần lễ") Code tựa ngẫu nhien sở để định vị tuyệt đối khoảng cách giả, đồng thời dựa vào nhận biết số hiệu vệ tinh P-code dùng cho mục đích quân (của Mỹ) dùng cho mục đích khác phía Mỹ cho phép Y-code code bí mật phủ lên P-code gọi kỹ tht AS (Anti Spoofing) chØ cã c¸c vƯ tinh thc khối II (sau năm 1989) có khả Ngoài tần số trên, vệ tinh GPS trao đổi với trạm điều khiển mặt đất qua tần số 1783,74MHz 2227,5MHz để truyền thông tin đạo hàng lệnh điều khiển tới vệ tinh Người ta ước lượng độ xác định vị đạt cỡ 1% bước sóng tín hiƯu Nh vËy sư dơng code th« C/A để định vị đạt tới độ xác cỡ 3m Chính phía Mỹ chủ động làm nhiễu tín hiệu để hạ thấp độ xác xác định tuyệt đối Kỹ thuật làm nhiễu gọi SA (Selective Availability) Do nhiễu SA, khách hàng dịch vị tuyệt độ xác 50 đến 100m Từ ngày 20/5/2000 Mỹ đà bỏ chế độ nhiễu SA Phần điều khiển (Control Segment) Đoạn điều khiển thiết lập để trì hoạt động toàn hệ thống định vị Trạm điều khiển trung tâm (Master Control station - viết tắt MCS) đặt không quân Mỹ gần Colorado Springs Trạm điều khiển trung tâm có nhiệm vụ chủ yếu đoạn điều khiển, cập nhật thông tin đạo hàng truyền từ vệ tinh Cùng phối hợp hoạt động với trạm điều khiển trung tâm hệ thống hoạt động kiểm tra (Operational Control System viết tắt OCS) bao gồm trạm theo dõi (monitoring stations) phần bố quanh trái đất, trạm Colorado Springs, Hawai, Assension Islands, Diego Garcia, Kwajalein Các trạm theo dõi liên tục tất vệ tinh quan sát được, số liệu quan sát trạm chuyển trạm điều khiển trung tâm MCS, việc tính toán số liệu chung thực cuối Phùng Thế Tùng Lớp Trắc địa K44 Sông Đà LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghệp - Trường Đại học Mỏ - Địa chất thông tin đạo hàng cập nhật chuyển lên vƯ tinh, ®Ĩ sau ®ã tõ vƯ tinh chun ®Õn máy thu người sử dụng Như vai trò đoạn điều khiển quan trọng không theo dõi vệ tinh mà liên tục cập nhật để xác hóa thông tin đạo hàng, bảo đảm độ xác cho công tác định vị hệ thống GPS Cơ quan đồ thuộc quốc phòng Mỹ (DMA) đà phối hợp với số nước khác, xây dựng mạng lưới theo dõi hệ thống GPS toàn cầu, nước Achentina, Australia, Ba ranh, Equador, Anh nhê sù phèi hỵp mang lưới quan trắc rộng dÃi DMA xác định epheinerit xác Nhờ quan trắc địa quốc gia Mỹ (NGS) đáp ứng cung cấp cho quan quân sử dụng lịch vệ tinh xác định vị GPS Gần số lượng trạm quan trắc GPS tăng lên Nhiều quan trắc địa đồ quan khác nhau, nhiều viện nghiên cứu, trường đại học nhiều nhóm nghiên cứu nơi giới đà có trạm quan trắc, quan trắc GPS sử dụng "sân sau" để sử dụng GPS với độ xác cao Trước hết phải kể đến cố gắng tổ chức hợp tác quốc tÕ vỊ líi GPS - CIGNET (Cooperative International GPS Network) kết đà đạt quan ứng dụng GPS nghiên cứu địa động lực IGS đạt quan ứng dụng GPS nghiên cứu địa động lực - IGS (International GPS Service for Geod - dynamics), bắt đầu hoạt động từ 01/01/1994 §o¹n sư dơng (User Segment) §o¹n sư dơng bao gåm máy thu GPS, máy hoạt động để thu tín hiệu vệ tinh GPS phục vụ cho mục đích khác như: dẫn đường biển, không, đất liền, phục vụ công tác đo đạc nhiều nơi giới Trong việc khai thác sử dơng c«ng nghƯ GPS ngêi ta cã thĨ kÕt nèi thiết bị thu tín hiệu GPS với số thiết bị thu phát khác để thực kỹ thuËt ®o ®éng, thêi gian thùc (Real time kinematic - RTK), đo vi phân DGPS (Differential - GPS), đo vi ph©n diƯn réng WADGPS (Wide - Area - Phïng ThÕ Tùng Lớp Trắc địa K44 Sông Đà LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghệp - Trường Đại học Mỏ - Địa chất Differential - GPS) Trong kü tht WADGPS cßn sư dơng vƯ tinh viễn thông thương mại (Commercial communication satellite) phương tiện trung gian đẻ truyền số cải vi phân cho trạm đo Máy thu GPS phần cứng quan trọng đoạn sử dụng Nhờ tiến bé khoa häc kü tht lÜnh vùc ®iƯn tư, viễn thông kỹ thuật thông tin tín hiệu số, máy thu GPS đà ngày hoàn thiện Ngành chế tạo máy thu GPS ngành "kỹ thuật cao" Một số hÃng chế tạo cho loại máy đồng thời thu tín hiệu từ vệ tinh GPS vệ tinh GLONASS Hiện đà có nhiều loại máy thu có khả đo chế độ thời gian thực (Real time) Dạng máy thu phổ biến dạng máy thu đa kênh loại máy thu thường có từ đến 12 kênh, kênh độc lập theo dõi thu tín hiệu từ vệ tinh 1.2 Các nguyên lý định vị GPS Định vị tuyệt đối Định vị GPS tuyệt đối trường hợp sử dụng máy thu GPS để xác định tọa độ điểm quan trắc hệ thống toạ độ WGS - 84 Đó thành phần toạ độ vuông góc không gian (X, Y, Z) thành phần mặt cầu (B, L, H) Hệ thống toạ độ WGS - 84 hệ thống toạ độ sở hệ thống GPS Nó thiết lËp g¾n liỊn víi Ellipsoid cã kÝch thíc: a = 6378137m 1/ = 289.257223563 Để xác định toạ độ mét ®iĨm hƯ WGS - 84, chóng ta chØ cần quan sát vệ tinh đủ Tuy nhiên thực tế đồng hồ máy thu không đồng với đồng hồ vệ tinh tạo nên sai số độ lệch đồng hồ Do để giải toạ độ điểm quan sát cần quan sát tới tối thiểu vệ tinh Điều có lợi chỗ ta chọn cách xử lý hậu kỳ nÕu quan s¸t Ýt nhÊt vƯ tinh Tïy theo phương pháp đo, cách sử dụng trị đo mà ta có phương pháp định vị tuyệt đối khác * Ta chia theo phương pháp định vị: Phùng Thế Tùng Lớp Trắc địa K44 Sông Đà 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghệp - Trường Đại học Mỏ - Địa chất Phụ lục Kết thực chuyền độ cao GPS Phùng Thế Tùng Lớp Trắc địa K44 Sông §µ 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghệp - Trường Đại học Mỏ - Địa chất Mục lục Mở đầu Chương I Khái quát chung công nghệ GPS 1.1 CÊu tróc hƯ thèng GPS Phần không gian (Space Segment) Phần điều khiển (Control Segment) Đoạn sử dụng (User Segment) 1.2 Các nguyên lý định vÞ GPS 10 Định vị tuyệt đối 10 Định vị tương đối 16 1.3 Các nguồn sai số định vÞ GPS 17 1.4 C¸c øng dơng cđa GPS 18 1.4.1 øng dơng tr¾c ®Þa 18 1.4.2 Các ứng dụng GPS đời sống 19 Chương II Các phương pháp đo cao 20 2.1 Các hệ thống độ cao 20 2.2 HƯ thèng ®é cao chÝnh 20 2.3 HƯ thèng ®é cao thêng 21 2.4 HÖ thống độ cao trắc địa 22 2.5 HƯ thèng ®é cao ®éng häc 22 2.2 Đo cao hình học 23 2.2.1 Nguyªn lý đo cao hình học 23 2.22 Một số loại máy dùng ®o cao h×nh häc 24 2.2.3 Một số nguồn sai số đo cao hình học biện pháp làm giảm bớt sai số 24 2.3 Đo cao lượng giác 26 2.3.1 Nguyªn lý chung 26 2.4 Nguyên lý đo cao GPS 29 Phïng ThÕ Tïng – Lớp Trắc địa K44 Sông Đà 55 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghệp - Trường Đại học Mỏ - Địa chất Chương III Chuyển đổi độ cao trắc địa độ cao thuỷ chuẩn cho vùng mỏ Cẩm Phả - Mông Dương 32 3.1 Giíi thiƯu chung 32 3.2 Sơ đồ mạng lưới thực nghiệm kết đo mạng lưới thủy chuẩn hạng III Cẩm Phả - Mông Dương - Quảng Ninh 33 3.3 Công thức chuyển đổi độ cao trắc địa độ cao thuỷ chuẩn cho lưới GPS 35 3.3.1 Mạng lưới thực nghiệm mô hình toán xác định độ cao Geoid 35 3.3.2 Xây dựng công thức nội suy độ cao Geoid dạng hàm song tuyến (3 tham số) 37 3.4 Hiệu chỉnh chênh cao trắc địa chênh cao thủy chuẩn cho vùng Cẩm Phả - Mông Dương 38 3.4.1 Xác định góc nghiêng hướng nghiêng tổng thể mặt Elipxoid Geoid vùng mỏ Cẩm Phả - Mông Dương 38 3.4.2 Hiệu sử dơng c«ng thøc 42 3.5 So sánh độ xác sử dụng mô hình Geoid osu 91A EGM 96 44 Kết luận kiến nghị 47 Tµi liƯu tham kh¶o 48 PhÇn phơ lơc Phơ lôc Phô lôc Phô lôc Phô lôc Phơ lơc Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c địa K44 Sông Đà 56 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghệp - Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đo cao bình sai mốc lưới đo cao hạng III Cẩm Phả - Mông Dương Nr 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Tªn 107406 R-1 IV-14 R-98 IV-18 R-99 N-40 R-2 R-4 IV-02 DC-43 R-3 IV-06 M-10 IV-01 R-96 GT-03 IV-12 IV-16 IV-09 T-08 Hbs (m) MH (m) Ghi chó 2.451 0.004 5.078 0.006 47.965 0.006 6.315 0.007 3.234 0.008 4.334 0.008 78.196 0.009 4.310 0.009 4.713 0.010 21.945 0.010 15.066 0.010 5.178 0.010 22.985 0.011 9.952 0.010 29.906 0.012 68.155 0.010 92.724 0.010 141.549 0.010 103.096 0.009 103.021 (-75mm) 102.621 0.011 77.037 0.011 Phïng ThÕ Tïng – Lớp Trắc địa K44 Sông Đà 57 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghệp - Trường Đại học Mỏ - Địa chất Bảng 1: Các hệ thống độ cao phương pháp đo cao I Các hệ thống độ cao Hệ thống độ cao chÝnh C«ng thøc: H g N Wn WM dW N g gm N gdh (1.1) M Hệ thống độ cao thường Công thức : H N m N N gdh (1.2) M Hệ thống độ cao trắc địa H = H + = Hg + N (1.3) Trong đó: Dị thường độ cao N - độ cao geoid(undulation) Hệ thống độ cao động học Công thức: Hd gdh i (1.4) II C¸c phương pháp đo cao Phương pháp đo cao hình häc Ta cã c«ng thøc sau: hAB = a - b (1.5) a,b - số đọc mia Phùng Thế Tùng Lớp Trắc địa K44 Sông Đà 58 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghệp - Trường Đại học Mỏ - Địa chất Phương pháp đo cao lượng giác Trong trường hợp ®o ®¬n: H B H A s cot gZ C S Trong ®ã C U 12 S i V " 1 k 2R (1.6) (1.7) - Trong trường hợp đo kép ta cã c«ng thøc: Z Z U 12 U 21 H B H A Stg S i1 i2 V1 V2 2" (1.8) Phương pháp đo cao GPS Đối với ®é cao: hA = HA - A (1.9) §èi víi hiƯu ®é cao hAB = HAB - AB Phïng ThÕ Tùng Lớp Trắc địa K44 Sông Đà (1.10) 59 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghệp - Trường Đại học Mỏ - Địa chất Bảng 2: Mạng lưới GPS hạng IV Cẩm Phả - Mông Dương Mạng lưới đo máy thu GPS Trimble 4600LS 14 ca ®o (Session) víi độ dài ca đo 60 phút Số cạnh đo 74 cạnh Lưới đo vào tháng 11 năm 2003 Cạnh dài 5,9km Cạnh ngắn 1,2km Hệ toạ độ Ration nhỏ 1,7 Phương sai lớn 39,7 Sai số khép hình tam giác lớn : 131000 Lưới b×nh sai hƯ HN72, L0 = 1080 Phïng ThÕ Tùng Lớp Trắc địa K44 Sông Đà 60 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghệp - Trường Đại học Mỏ - Địa chất Bảng 3: Lưới đo cao hạng III Cẩm Phả - Mông d¬ng IV-06 IV-01 t08 iv-09 r96 m10 dc43 r3 iv-02 gt03 iv-12 R1 iv-16 II.19 107406 IV-14 R1 n40 R98 R99 R2 IV18 Độ cao bình sai mốc líi Nr 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Tªn 107406 R-1 IV-14 R-98 IV-18 R-99 N-40 R-2 R-4 IV-02 DC-43 R-3 IV-06 M-10 IV-01 R-96 GT-03 IV-12 IV-16 IV-09 T-08 Hbs (m) 2.451 5.078 47.965 6.315 3.234 4.334 78.196 4.310 4.713 21.945 15.066 5.178 22.985 9.952 29.906 68.155 92.724 141.549 103.096 102.621 77.037 MH (m) 0.004 0.006 0.006 0.007 0.008 0.008 0.009 0.009 0.010 0.010 0.010 0.010 0.011 0.010 0.012 0.010 0.010 0.010 0.009 0.011 0.011 Phùng Thế Tùng Lớp Trắc địa K44 Sông §µ Ghi chó 103.021 (-75mm) 61 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghệp - Trường Đại học Mỏ - Địa chất Bảng 4: Độ cao điểm song trùng TT Điểm Độ cao trắc địa Độ cao thuỷ Độ cao Geoid H chuẩn h N 107404 106.147 107405 413.416 107406 2.451 107446 43.454 107447 57.654 IV-01 2.451 29.919 29.906 0.013 IV-02 22.092 21.945 0.147 IV-03 43.664 IV-04 121.642 10 IV-05 82.837 11 IV-06 23.099 22.985 0.114 12 IV-07 312.854 13 IV-08 202.090 14 IV-09 102.752 102.621 0.131 15 IV-10 85.843 16 IV-11 436.225 17 IV-12 141.724 141.549 0.175 18 IV-13 41.415 19 IV-14 48.068 47.965 0.104 20 IV-15 287.685 21 IV-16 103.178 103.021 0.157 22 IV-17 14.289 23 IV-18 3.403 3.234 0.169 24 IV-19 70.013 25 IV-20 29.470 26 IV-21 47.101 Phïng ThÕ Tïng Lớp Trắc địa K44 Sông Đà 62 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghệp - Trường Đại học Mỏ - Địa chất Bảng Tính chuyển độ cao trắc địa độ cao thủy chn Sư dơng hµm song tun : N = a0+ a1X + a2Y (5-1) Số liệu để giải toán xấp xỉ hàm cho bảng sau TT Điểm X(m) Y(m) N(m) 107406 2323852.106 422935.371 0.000 IV-01 2331718.588 425559.321 0.013 IV-02 2328405.657 433477.365 0.147 IV-06 2331773.683 431255.431 0.114 IV-09 2327943.769 425913.061 0.132 IV-12 2327899.366 429121.754 0.175 IV-14 2324908.275 426480.732 0.104 IV-16 2325680.500 430020.376 0.157 IV-18 2323314.679 430260.369 0.169 Tõ c«ng thức (5.1) ta có phương trình số hiệu chỉnh sau: Ta có hệ phương trình chuẩn sau: Vi = a0 + a1 Xi + a2 Yi - Ni (5 - 2) AT A X + AT L = (5 - 3) X = - (ATA)-1 AT L (5 - 4) Tõ (5.2), (5.3) (5.4) ta giải tham số a0, a1, a2 lập công thức thực nghiệm nội suy ®é cao Geoid nh sau: N = 8.891 - 0.00000666 X + 0.0000157 Y (5 - 5) Từ công thức điểm song trùng ta tính độ lệch (V) đánh giá sai số theo c«ng thøc: m0 VV n3 Phïng Thế Tùng Lớp Trắc địa K44 Sông Đà (5 - 6) 63 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghệp - Trường Đại học Mỏ - Địa chất Bảng 6: Tính chuyển chênh cao trắc địa chênh cao thuỷ chuẩn Công thức chênh cao cã d¹ng nh sau: C h i,j = C Hi,j + a.Di,j - Cos ( i,j - ) (6-1) B¶ng 6a: Toạ độ độ cao điểm song trïng X(m) Y(m) §iĨm 107406 2323852.106 422935.371 2.451 2.451 IV-01 2331718.588 425559.321 29.919 29.906 IV-02 2328405.657 433477.365 22.092 21.945 IV-06 2331773.683 431255.431 23.099 22.985 IV-09 2327943.769 425913.061 102.752 102.621 IV-12 2327899.366 429121.754 141.724 141.549 IV-14 2324908.275 426480.732 48.068 47.965 IV-16 2325680.500 430020.376 103.178 103.021 IV-18 2323314.679 430260.369 3.403 3.234 Phïng ThÕ Tùng Lớp Trắc địa K44 Sông Đà H(trắc địa) h(thuû TT chuÈn) 64 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghệp - Trường Đại học Mỏ - Địa chất Bảng 6b Giá trị cạnh TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 Điểm đầu 107406 107406 107406 107406 107406 107406 107406 107406 IV-01 IV-01 IV-01 IV-01 IV-01 IV-01 IV-01 IV-02 IV-02 IV-02 IV-02 IV-02 IV-02 IV-06 IV-06 IV-06 IV-06 IV-06 IV-09 IV-09 IV-09 IV-09 IV-12 IV-12 §iĨm ci IV-01 IV-02 IV-06 IV-09 IV-12 IV-14 IV-16 IV-18 IV-02 IV-06 IV-09 IV-12 IV-14 IV-16 IV-18 IV-06 IV-09 IV-12 IV-14 IV-16 IV-18 IV-09 IV-12 IV-14 IV-16 IV-18 IV-12 IV-14 IV-16 IV-18 IV-14 IV-16 Di,j (km) 8.292 11.483 11.488 5.060 7.393 3.699 7.317 7.345 8.583 5.696 3.791 5.223 6.872 7.507 9.629 4.035 7.578 4.385 7.822 4.402 6.022 6.573 4.423 8.362 6.217 8.517 3.209 3.088 4.690 6.350 3.990 2.394 i,j 180 26’48” 66 38 18 46 24 20 36 02 42 56 48 23 73 24 40 75 31 47 94 11 46 112 42 16 89 26 45 174 38 47 136 59 32 172 17 42 143 32 32 150 46 40 326 35 12 266 30 21 263 22 11 243 26 28 231 45 04 212 17 20 234 21 48 208 50 33 214 49 03 191 27 30 186 42 33 90 47 34 169 24 27 118 51 22 136 47 53 221 26 36 157 57 09 Phùng Thế Tùng Lớp Trắc địa K44 Sông §µ Hi,j 27.468 19.641 20.648 100.301 139.273 45.617 100.727 0.952 -7.827 -6.820 72.833 111.805 18.149 73.259 -26.516 1.007 80.660 119.632 25.976 81.086 -18.689 79.653 118.625 24.969 80.079 -19.696 38.972 -54.684 0.426 -99.349 -93.656 -38.546 hi,j 27.455 19.494 20.534 100.170 139.098 45.514 100.570 0.783 -7.961 -6.921 72.715 111.643 18.059 73.115 -26.672 1.040 80.676 119.604 26.020 81.076 -18.711 79.636 118.564 24.980 80.036 -19.751 38.928 -54.656 0.400 -99.387 -93.584 -38.528 65 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghệp - Trường Đại học Mỏ - Địa chất 33 34 35 36 IV-12 IV-18 4.724 166 03 10 IV-14 IV-16 3.623 77 41 34 IV-14 IV-18 4.102 112 51 42 IV-16 IV-18 2.378 174 12 27 Tõ 6-1 ta cã phương trình số hiệu chỉnh sau: -138.321 55.110 -44.665 -99.775 -138.315 55.056 -44.731 -99.787 Vi,j = a.Di,j Cos (i,j - ) + (C Hi,j - C hi,j ) (6 - 2) Ta biến đổi dạng sau: Vi,j = Di,j Cos i,j P + Di,j - Sin i,j Q + li,j (6 - 3) Trong ®ã: P = a cos ; Q = a.sin ; li,j = C Hi,j - C hi,j (6 - 4) a= (6 - 5) arctg P2 Q2 ; Q P Theo sè liƯu cđa b¶ng 6b ta tính P Q P = 0,00665 0,00216 Q = - 0,01576 0,00202 Vậy giá trị tham sè lµ a = 0,0171 ; = 292053' sau: (6 - 6) Từ ta có công thức tÝnh chªnh cao thủ chn tõ chªnh cao GPS nh C hi,j = C Hi,j + 0,0171 C i,j cos ( i,j - 292053') Trong ®ã: (6 - 7) Di,j - Tính đơn vị km i,j phương vị hệ toạ độ vuông góc Bảng 6c Đánh giá kết sử dụng công thức Số TT Cạnh GPS D (km) ph.vị ' H -N h htc 1 gh(IV) (m) (m) (m) (m) (m) (m) R-2 IV-14 6.746 2720 20’ 43.564 0.108 43.672 43.655 0.017 0.052 R-2 IV-18 229 246 12 -1.094 0.038 -1.056 -1.076 0.020 0.036 R-2 N-40 3.268 289 19 73.858 0.056 73 914 73.886 0.028 0.036 IV-18 IV-14 4.102 292 37 44.654 0.070 44.724 44.731 -0.007 0.041 IV-18 N-40 2.389 356 53 74.950 0.018 74.968 74.962 0.006 0.031 N-40 IV-14 3.745 257 34 -30.276 0.052 -30.224 -30.231 0.007 0.039 IV-18 IV-14 4.102 292 37 44.622 0.070 44.692 44.731 -0.039 0.041 Phïng ThÕ Tïng – Lớp Trắc địa K44 Sông Đà 66 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghệp - Trường Đại học Mỏ - Địa chất IV-18 R-98 0.576 305 03 3.071 0.010 3.081 3.081 0.015 N-40 IV-14 3.745 257 34 -30.294 0.052 -30.242 -30.231 -0.011 0.039 10 R-98 N-40 2.083 28 71.844 0.008 71.852 71.881 -0.029 0.029 B¶ng 7: KÕt qu¶ tÝnh sư dơng mô hình Geoid So sánh độ cao nhận theo phương án khác h GPS h GPS STT Tên điểm EGM-96 OSU-91A (m) (m) h TC (m) h GPS (m) 1 (m) 2 (m) 3 (m) 107406 2.451 2.451 2.451 2.451 0.000 0.000 0.000 IV-01 29.947 29.889 29.906 29.918 -0.041 0.017 -0.012 IV-02 21.777 21.867 21.945 22.091 0.168 0.078 -0.146 IV-06 22.911 22.935 22.985 23.097 0.074 0.050 -0.112 IV-09 102.705 102.700 102.621 102.757 -0.084 -0.079 -0.136 IV-12 141.556 141.597 141.549 141.723 -0.007 -0.048 -0.174 IV-14 47.953 IV-16 102.946 IV-18 3.129 47.993 47.965 48.070 0.012 -0.028 -0.105 103.024 103.021 103.178 0.075 -0.003 -0.157 3.237 3.234 3.402 0.105 -0.003 -0.168 Tõ bảng ta có: = hTC - hGPS EGM - 96 (7 - 1) 2 = hTC - hGPS OSU - 91A (7 - 2) = hTC - HGPS (7 - 3) Từ ta có công thức sau: m (7 - 4) Víi: m1 = 0,081 m2 = 0,050 mô hình EGM - 96 mô hình 0Su - 91 A Phùng Thế Tùng Lớp Trắc địa K44 Sông Đà (7 - 5) (7 - 6) 67 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghệp - Trường Đại học Mỏ - Địa chất m3 = 0,128 không sử dụng mô hình Phùng Thế Tùng Lớp Trắc địa K44 Sông Đà (7 - 7) 68 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... cao trắc địa hay hiệu độ cao trắc địa để nhận độ cao thủy chuẩn hiệu độ cao thủy chuẩn Với phương pháp nêu trên, đà thực đề tài tốt nghiệp "Đo cao GPS ứng dụng vùng mỏ Cẩm Phả - Quảng Ninh" Đề. .. ứng dụng vùng mỏ Cẩm Phả - Quảng Ninh" Đề tài góp phần đưa ứng dụng GPS vào vùng mỏ Cẩm Phả Quảng Ninh vùng than quan trọng nước Mặc dù vùng Cẩm Phả Quảng Ninh có diện tích không lớn, song sản lượng... Ngoài người đo gây sai số sai số định tâm, sai số đo cao anten có trường hợp đặt máy thu nhầm điểm v.v 1.4 Các ứng dụng GPS 1.4.1 ứng dụng trắc địa Những ứng dụng công nghệ GPS trắc địa đo đạc mạng
Ngày đăng: 02/11/2022, 10:22
Xem thêm:
