68 LỜI GIỚI THIỆU Để phục vụ cho công tác đào tạo ngành trắc địa mỏ và trắc địa công trình của khoa Mỏ Công Trình, Trường Đại học công nghiệp Quảng Ninh, giáo trình trắc địa cơ sở 1 được biên soạn với[.]
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH TS Bùi Ngọc Hùng Th.s Ngơ Thị Hài GIÁO TRÌNH TRẮC ĐỊA CƠ SỞ DÙNG CHO TRÌNH ĐỘ ĐẠI HỌC LỜI GIỚI THIỆU Để phục vụ cho công tác đào tạo ngành trắc địa mỏ trắc địa công trình khoa Mỏ - Cơng Trình, Trường Đại học cơng nghiệp Quảng Ninh, giáo trình trắc địa sở biên soạn với nội dung phù hợp với chương trình đào tạo Bộ Giáo dục – Đào tạo cho phép Trắc địa sở môn học sở nhằm trang bị cho sinh viên ngành trắc địa mỏ trắc địa cơng trình kiến thức khoa học trắc địa Nội dung giáo trình gồm chương: Chương Những khái niệm Chương Đo góc Chương Đo độ dài Chương Đo độ cao Chương 5: Ứng dụng máy toàn đạc điện tử đo đạc 68 QUẢNG NINH - 2019 LỜI GIỚI THIỆU Để phục vụ cho công tác đào tạo ngành trắc địa mỏ trắc địa cơng trình khoa Mỏ - Cơng Trình, Trường Đại học cơng nghiệp Quảng Ninh, giáo trình trắc địa sở biên soạn với nội dung phù hợp với chương trình đào tạo Bộ Giáo dục – Đào tạo cho phép Trắc địa sở môn học sở nhằm trang bị cho sinh viên ngành trắc địa mỏ trắc địa cơng trình kiến thức khoa học trắc địa Nội dung giáo trình gồm chương: Chương Những khái niệm Chương Đo góc Chương Đo độ dài Chương Đo độ cao Chương 5: Ứng dụng máy toàn đạc điện tử đo đạc Trong trình biên soạn giáo trình tác giả cố gắng diễn đạt ngắn gọn, cập nhật kiến thức mới, công nghệ lĩnh vực trắc địa Tuy nhiên khả thời gian có hạn nên giáo trình khơng thể tránh khỏi khiếm khuyết Rất mong bạn đọc đóng góp ý kiến xây dựng để kịp thời chỉnh sửa cho lần in sau hoàn chỉnh Xin chân thành cảm ơn! Quảng Ninh, 04/2019 Tác giả MỤC LỤC MỞ ĐẦU Khái niệm ngành Trắc địa Vai trò ngành trắc địa Lịch sử phát triển ngành Trắc địa Chương 10 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 10 1.1 Hình dạng, kích thước đất 10 1.1.1 Hình dạng trái đất 10 1.1.2 Kích thước đất 11 1.2 Xác định vị trí điểm mặt đất 12 1.2.1 Mặt thuỷ chuẩn đất 12 1.2.2 Độ cao điểm 13 1.2.3 Một số hệ tọa độ dùng Trắc địa 14 1.3 Bản đồ mặt cắt địa hình 19 1.3.1 Khái niệm đồ, bình đồ 19 1.3.2 Tỷ lệ đồ 20 1.3.3 Mặt cắt địa hình 23 1.3.4 Chia mảnh đánh số hiệu đồ địa hình 24 1.4 Ảnh hưởng độ cong đất đến đại lượng đo 29 1.4.1 Ảnh hưởng độ cong đất đến kết đo góc 29 1.4.2 Ảnh hưởng độ cong đất đến kết đo chiều dài 30 1.4.3 Ảnh hưởng độ cong đất đến kết đo cao 31 1.5 Phương pháp biểu thị địa hình địa vật đồ địa hình 32 1.5.1 Ký hiệu địa vật 33 1.5.2 Ký hiệu địa mạo 34 1.5.3 Phương pháp biểu diễn đường đồng mức 36 1.6 Định hướng đường thẳng 37 1.6.1 Góc phương vị thực 38 1.6.2 Góc phương vị từ 40 1.6.3 Góc phương vị tọa độ 41 1.6.4 Quan hệ yếu tố định hướng đường thẳng 43 1.7 Bài toán trắc địa thuận nghịch 43 1.7.1 Tính tọa độ từ chiều dài góc phương vị tọa độ 43 1.7.2 Tính chiều dài góc phương vị tọa độ từ tọa độ vng góc 44 Chương 48 ĐO GÓC 48 2.1 Nguyên lý đo góc 48 2.1.1 Khái niệm nguyên lý đo góc 48 2.1.2 Khái niệm nguyên lý đo góc đứng 49 2.2 Thiết bị đo góc 50 2.2.1 Nguyên lý cấu tạo 50 2.2.2 Các phận máy kinh vĩ có độ xác trung bình 54 2.2.3 Kiểm nghiệm hiệu chỉnh máy kinh vĩ có độ xác trung bình 64 2.3 Phương pháp đo góc 72 2.3.1 Các thao tác máy kinh vĩ 72 2.3.2 Các phương pháp đo góc 75 2.3.3 Các phương pháp đo góc đứng 80 2.4 Độ xác đo góc 81 2.4.1 Các nguồn sai số độ xác đo góc 81 2.4.2 Độ xác đo góc đứng 90 Chương 93 ĐO KHOẢNG CÁCH 93 3.1 Khái quát chung đo khoảng cách 93 3.1.1 Khái niệm 93 3.1.2 Phân loại 93 3.2 Phương pháp đo khoảng cách 96 3.2.1 Đo khoảng trực tiếp thước thép 96 3.2.2 Đo khoảng cách máy kinh vĩ quang học 103 3.2.3 Đo khoảng cách máy đo xa điện tử 109 3.3 Độ xác đo khoảng cách 111 3.3.1 Các nguồn sai số đo khoảng cách trực tiếp 111 Chương 119 ĐO CAO 119 4.1 Khái quát chung đo cao 119 4.1.1 Khái niệm độ cao 119 4.1.2 Các phương pháp đo cao 119 4.1.3 Nguyên lí đo cao 120 4.2 Thiết bị đo cao 121 4.2.1 Máy thủy chuẩn 121 4.2.2 Cấu tạo mia thủy chuẩn 130 4.2.3 Kiểm nghiệm hiệu chỉnh máy thủy chuẩn 131 4.2.4 Kiểm nghiệm mia thủy chuẩn có độ xác trung bình 138 4.3 Các phương pháp đo cao 141 4.3.1 Phương pháp đo cao hình học 141 4.3.2 Đo cao lượng giác 143 4.3.3 Đo thủy chuẩn kĩ thuật đo thủy chuẩn hạng IV 145 4.4 Độ xác đo cao 150 4.4.1 Độ xác đo cao hình học 150 4.4.2 Độ xác đo cao lượng giác 154 Chương 156 ỨNG DỤNG MÁY TOÀN ĐẠC ĐIỆN TỬ TRONG ĐO ĐẠC 156 5.1 Nguyên lý cấu tạo máy toàn đạc điện tử 156 5.1.1 Khối đo dài điện tử 156 5.1.2 Khối đo góc số 156 5.1.3 Khối xử lý số liệu 158 5.2 Các phép đo máy toàn đạc điện tử 158 5.2.1 Đo khoảng cách ngang 158 5.2.2 Tự động hóa tính tọa độ 159 5.2.3 Đo chênh cao 160 5.3 Các chương trình đo ứng dụng 160 5.3.1 Đo đạc khảo sát (Surveying) 161 5.3.2 Chuyển điểm thiết kế thực địa (Setting out) 163 5.3.3 Chương trình đo khoảng cách gián tiếp (Tie Distance) 166 5.3.4 Chương trình đo giao hội nghịch (Free Station) 170 5.3.5 Chương trình định vị cơng trình theo đường chuẩn (Reference Line) 175 MỞ ĐẦU Khái niệm ngành Trắc địa Trắc địa ngành khoa học nghiên cứu hình dạng kích thước đất, bề mặt tự nhiên đất, phương pháp đo đạc, xử lý số liệu, thành lập đồ, bình đồ Tùy theo quy mơ, đối tượng phương pháp nghiên cứu khác mà trắc địa chia làm chuyên ngành như: Trắc địa cao cấp: Có nhiệm vụ nghiên cứu hình dạng, kích thước tồn vùng rộng lớn bề mặt trái đất nghiên cứu biến động vỏ đất,… Trắc địa địa hình - địa chính: Có nhiệm vụ nghiên cứu quy trình cơng nghệ thành lập đồ địa hình phương pháp đo vẽ trực tiếp phương pháp sử dụng ảnh chụp từ máy bay hay ảnh vệ tinh Trắc địa cơng trình: có nhiệm vụ nghiên cứu phương pháp trắc địa khảo sát địa hình phục vụ thiết kế cơng trình, thi cơng, theo dõi q trình biến dạng cơng trình xây dựng Trắc địa ảnh: Chuyên nghiên cứu phương pháp chụp ảnh bề mặt trái đất( chụp ảnh mặt đất, chụp ảnh hàng không) để thành lập đồ địa hình Trắc địa đồ: Nghiên cứu phương pháp biểu thị, biên tập, trình bày, in sử dụng loại đồ chuyên ngành ( đồ địa lý, địa hình, ) Vai trị ngành trắc địa Cơng tác trắc địa đóng vai trị quan trọng hầu hết lĩnh vực kể kinh tế quốc phòng Đối với lĩnh vực anh ninh, quốc phòng đồ địa hình tài liệu quan trọng việc lập kế hoạch huy tác chiến Đối với ngành xây dựng, giao thông, thuỷ lợi, địa chất, khí tượng, cơng tác trắc địa đóng vai trò quan trọng giai đoạn: khảo sát, thiết kế, thi công, theo dõi nghiệm thu công trình Trong giai đoạn quy hoạch, tùy theo quy hoạch tổng thể hay chi tiết mà người ta sử dụng tỷ lệ đồ thích hợp để vạch phương án quy hoạch, kế hoạch tổng quát khai thác sử dụng cơng trình Trong giai đoạn khảo sát thiết kế, trắc địa tiến hành xây dựng lưới khống chế trắc địa ( lưới khống chế mặt lưới khống chế độ cao), đo vẽ đồ, bình đồ mặt cắt địa hình phục vụ cho việc chọn vị trí, lập phương án xây dựng thiết kế kỹ thuật cơng trình Trong giai đoạn thi công, trắc địa tiến hành công tác xây dựng lưới trắc địa cơng trình, để bố trí cơng trình mặt đất theo thiết kế Kiểm tra, theo dõi q trình thi cơng, đo biến dạng đo vẽ hồn cơng cơng trình để kiểm tra vị trí, kích thước cơng trình xây dựng Trong giai đoạn quản lý khai thác sử dụng cơng trình, trắc địa thực cơng tác đo thơng số biến dạng cơng trình đo lún, độ nghiêng độ chuyển vị cơng trình Từ thông số biến dạng kiểm chứng công tác khảo sát, thiết kế, đánh giá mức độ ổn định chất lượng cơng trình Lịch sử phát triển ngành Trắc địa Trên giới, phát sinh phát triển ngành trắc địa nhu cầu đời sống người Vào khoảng 3000 năm trước công ngun, cịn sơng Nin Ai cập hàng năm nước lũ thường dâng lên xoá bỏ ranh giới ruộng mương powr hai bên bờ Khi nướn rút người phải tiến hành công việc chia lại đất đai Do mà kiến thức đo đạc phát sinh phát triển từ Sau Ai cập nước cổ Hy lạp có văn hố phát triển mạnh.Người Hy lạp người nghiên cứu hình thể đất, cho đất có dạng hình cầu Vào khoảng thời gian 276 đến 194 trước công nguyên nhà thiên văn học Êratôsten đo độ dài kinh tuyến đất Từ kỷ XI sau công nguyên, Nga xuát công việcđo dài, phân chia đất đai Thế kỷ XVI nhà tốn học Meccatơ tìm phương pháp chiếu để vẽ đồ gọi phép chiếu Meccatơ Thế kỷ XVII nhà bác học Vecnia phát minh du xích Thế kỷ XVIII , nhà bác học Delambre Machian đo độ dài kinh tuyến qua Paris đặt đơn vị đo chiều dài mét: 1m = 1/ 40 000 000 độ dài kinh tuyến qua Pari Thế kỷ XIX, nhà bác học Gauss đề phương pháp số bình phương nhỏ tìm phương pháp để vẽ đồ Năm 1940 giáo sư F.N Kraxopski tính kích thước đất mà ngày ta dùng Ngày với kỹ thuật đại, kiến thức chụp ảnh, sóng điện tử, sóng ánh sáng, máy tính điện tử ứng dụng công tác trắc địa Ở Việt Nam, kiến thức đo đạc ứng dụng từ khiới dựng nước Người Lạc việt vượt biển tới Inđơnêxia để trao đổi hàng hố Nhà nước Âu Lạc tiến hành xây dựng thành Cổ loa dài nghìn trượng quanh co xốy ốc Thời nhà Đinh, Lê xây dựng kinh Hoa Lư (Ninh Bình).Đến thời nhà Lý, Lý Công Uẩn cho dời đô Thăng Long, đào sông Tô Lịch Đặc biệt thời nhà Lê, năm 1467 Lê Thánh Tôn cho người khảo sát đo vẽ đồ đất nước Đến nắm 1469 vẽ đồ nước ta thời đó, đồ nước Đại Việt thời Hồng Đức Trong thời gian kháng chiến chống Pháp, công tác đo đạc chủ yếu sử dụng quốc phòng Sau chiến thắng Điện Biên Phủ, miền Bắc hồn tồn giải phóng vấn đề đo đạc đặc biệt ý Năm 1959 thành lập “ cục đo đạc đồ” tiến hành lập lại toàn mạng lưới đo đạc toàn miền Bắc, đo vẽ đồ vùng Công tác trắc địa sử dụng ngành kinh tế như: giao thông, thuỷ lợi, xây dựng, nông lâm nghiệp, địa chất, quốc phịng Cơng tác đào tạo cán trắc địa ý, việc cử người học nước ngoài, từ năm 1962 nước ta có đào tạo kỹ sư trắc địa bậc Trung học, sơ cấp đo đạc đào tạo nhiều trường nước Đặc biệt sau ngày giải phóng miền Nam, đất nước hoàn toàn độc lập Nhà nước cho tiến hành việc đo vẽ tồn lãnh thổ, cơng tác trắc địa ứng dụng rộng rãi tất ngành nước Nhà nước ý đầu tư cho tiến khoa học kỹ thuật ngành tiến kịp với công nghệ đại Thế giới Chương NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN Tóm tắt Chương 1: “Những kiến thức bản” cung cấp thơng tin hình dạng kích thước Trái đất; số hệ tọa độ dùng trắc địa; ảnh hưởng độ cong trái đất đến kết đo đạc; khái niệm bình đồ, đồ mặt cắt; khái niệm loại góc phương vị; tốn xác định tọa độ phẳng vng góc 1.1 Hình dạng, kích thước đất 1.1.1 Hình dạng trái đất Bề mặt trái đất bao gồm 1/4 lục địa (chiếm 28,2%) 3/4 mặt nước bao phủ (Chiếm 71,8%), tổng diện tích khoảng 510575.103 km2 Bề mặt lục địa bao gồm núi đồi, sông suối, ao hồ,…Nơi cao núi (đỉnh núi Chomoluma 8882m) độ sâu (hố Marian -11032m) vỏ trái đất xấp xỉ 20km Người ta thấy lúc mặt nước biển trung bình n tĩnh (khơng chịu tác động gió, thủy triều, ) bề mặt đại dương phản ánh với bề mặt thực đất Cho nên ta coi bề mặt trái đất mặt nước biển trung bình yên tĩnh kéo dài xuyên qua lục địa hải đảo tạo thành mặt cong khép kín hay cịn gọi mặt Geoid A Geoid Elipxoid Elipxoid b a u Hình 1.1 Hình dạng đất 10 Geoid Đặc tính mặt Geoid: - Mặt Geoid khơng phải mặt toán học mà mặt vật lý t( vật chất phân bố khơng lịng trái đất nên phương trọng lực hay phương đường dây dọi điểm Geoid không hội tụ tâm đất) - Tâm Geoid trùng với tâm đất điểm mặt đất phương trọng lực vng góc với mặt Geoid Vì mặt Geoid mặt vật lý t đo đạc tính tốn người ta sử dụng bề mặt toán học gần trùng với mặt geoid trái đất mặt Elipxoid trái đất Hình 1.2 Mặt Geoid Đặc tính mặt Elipxoid trái đất: - Tâm (E) trùng với tâm đất - Thể tích (E) thể tích Geoid - Mặt phẳng xích đạo (E) trùng với mặt phẳng xích đạo trái đất - Tổng bình phương chênh cao mặt Elipxoid đất mặt Geoid nhỏ nhất: [2 ] = - Tại điểm mặt đất phương pháp tuyến Hình 1.3.Mặt Elipxoid vng góc với mặt Elipxoid Như mặt Geoid Elipxoid không trùng nhau, nên phương pháp tuyến phương đường dây dọi không trùng tạo thành góc u gọi độ lệch dây dọi Dựa vào độ lệch dây dọi ta tính chuyển yêu tố đo mặt đất sang Elipxoid đất 1.1.2 Kích thước đất Kích thước đất đặc trưng yếu tố: + Bán trục lớn a + Bán trục nhỏ b 11 + Độ dẹt đất a b a (1-1) b a Hình 1.4 Kích thước đất Bảng 1.1 Các thông số số Elipxoid sử dụng nước ta Tên Elipxoid Năm xác định Bán trục lớn a (m) Độ dẹt Everet 1830 6377296 1:300,8 Kraxovski 1940 6378245 1:298,3 WGS 1984 6378137 1:298,2 Hiện Việt Nam dựa sở số liệu WGS-84 (World Geodesic System) để xây dựng Elipxoid thực dụng riêng sở toán học xây dựng hệ tọa độ VN-2000 thay cho hệ tọa độ cũ sử dụng trước HN-72, điểm gốc tọa độ Quốc Gia đặt khuôn viên Viện nghiên cứu địa đường Hồng Quốc Việt - Hà Nội Để đơn giản việc ước tính, đo đạc phạm vi hẹp ta coi đất hình cầu có bán kính R = 6371km, chu vi C = 2IIR = 40.000km chiều dài ứng với kinh tuyến xích đạo C/3600 = 111km 1.2 Xác định vị trí điểm mặt đất 1.2.1 Mặt thuỷ chuẩn đất Công tác đo đạc tiến hành mặt đất, ta cần phải biết xác hình dạng kích thước đất Người ta thấy vị trí trung bình yên tĩnh lồi lõm mặt đất lại trùng với mặt nước biển trung bình yên tĩnh đại dương, nên người ta gọi mặt nước biển trung bình yên tĩnh mặt thuỷ chuẩn gốc 12 Hình 1.5 Mặt thủy chuẩn đất Mặt thuỷ chuẩn đất:Mặt thuỷ chuẩn qủa đất mặt nước biển trung bình yên tĩnh kéo dài xuyên qua lục địa hải đảo tạo thành mặt cong khép kín Mặt thuỷ chuẩn quy ước:Mặt thuỷ chuẩn khơng qua mực nước biển trung bình yên tĩnh gọi mặt thuỷ chuẩn qui ước hay nói cách khác mặt thuỷ chuẩn song song với mặt thuỷ chuẩn gốc gọi mặt thuỷ chuẩn quy ước, có vơ số mặt thuỷ chuẩn quy ước Việt Nam lấy mặt nước biển trung bình nhiều năm trạm nghiệm triều đảo Hịn Dáu ( Đồ Sơn – Hải Phòng) làm mặt thuỷ chuẩn gốc 1.2.2 Độ cao điểm Độ cao điểm mặt đất khoảng cách theo đường dây dọi từ điểm tới mặt thuỷ chuẩn Tuỳ theo cách chọn mặt thuỷ chuẩn ta có loại độ cao: Những điểm nằm phía mặt nước gốc có độ cao dương (+) điểm nằm phía mặt nước gốc có độ cao âm Tuỳ theo cách chọn mặt thuỷ chuẩn ta có loại độ cao: Độ cao tuyệt đối:Độ cao tuyệt đối điểm khoảng cách theo đường dây dọi từ điểm đến mặt thuỷ chuẩn gốc HA Độ cao tương đối ( hay độ cao qui ước):Là khoảng cách theo đường dây dọi từ điểm đến mặt thuỷ chuẩn qui ước HA’ Độ cao tương đối thường dùng xây dựng độc lập mà chưa có cách xa điểm độ cao Nhà Nước Trong xây dựng cơng trình cơng nghiệp dân dụng người ta thường chọn mặt thuỷ chuẩn quy ước mặt phẳng nhà tầng 13 Hình 1.6 Độ cao điểm mặt đất Hiệu độ cao:Hiệu độ cao điểm khoảng cách theo đường dây dọi mặt thuỷ chuẩn qui ước qua điểm đó, ký hiệu hAB = HB - HA 1.2.3 Một số hệ tọa độ dùng Trắc địa 1.2.3.1 Hệ tọa độ địa lý Trong hệ tọa độ địa lý nhận trái đất hình cầu, chọn tâm O trái đất làm gốc tọa độ, (xem hình 1.6), hai mặt phẳng tọa độ mặt phẳng xích đạo mặt phẳng chứa kinh N tuyến gốc g G M E W K1 K S Hình 1.6.Hệ toạ độ địa lý Từ hình 1.6, ta thấy: NS – Trục quay đất O – Tâm đất WE - Đường vng góc với NS qua tâm đất Ngồi có khái niệm chung kinh tuyến, vĩ tuyến 14 Kinh tuyến giao tuyến mặt phẳng chứa trục quay trái đất với mặt cầu Mặt phẳng chứa trục quay trái đất gọi mặt phẳng kinh tuyến (NMKSK1N) Vĩ tuyến giao tuyến mặt phẳng vuông góc với trục quay trái đất với mặt cầu Mặt phẳng vng góc với trục quay trái đất mặt phẳng vĩ tuyến Mặt phẳng vĩ tuyến qua tâm trái đất gọi mặt phẳng xích đạo Đường EKK1WE đường xích đạo Kinh tuyến gốc theo quy ước Quốc tế kinh tuyến qua đài thiên văn Greenwich (ở thủ đô nước Anh) Tọa độ địa lý điểm M xác định vĩ độ kinh độ Vĩ độ địa lý điểm M góc có đỉnh O hợp đường dây dọi qua điểm với hình chiếu mặt phẳng xích đạo, ký hiệu M Nếu điểm M nằm phía Bắc bán cầu gọi vĩ độ Bắc cịn phía nam gọi vĩ độ Nam Trị số vĩ độ biến thiên từ 0o đến 90o Kinh độ địa lý điểm M góc nhị diện hợp mặt phẳng kinh tuyến gốc mặt phẳng kinh tuyến qua điểm đó, ký hiệu M Nếu điểm xét nằm phía đơng kinh tuyến gốc Greenwich có kinh độ Đơng, cịn phía tây kinh tuyến gốc có kinh độ Tây Trị số kinh độ có giá trị từ 0o đến 180o Việt Nam hồn tồn nằm phía Bắc bán cầu phía đơng kinh tuyến gốc nên tất điểm nằm lãnh thổ nước ta có vĩ độ Bắc kinh độ Đơng Ví dụ :Cột cờ Hà nội có tọa độ địa lý = 21o02’B, = 105o50’Đ Trên tờ đồ địa hình người ta biểu thị mạng lưới kinh vĩ tuyến tọa độ địa lý phần góc khung tờ đồ Số chênh kinh độ, vĩ độ hai điểm M, N gọi kinh sai = N - M, vĩ sai = N - M Tọa độ địa lý xác định phương pháp thiên văn trắc địa nên cịn gọi tọa độ thiên văn 1.2.3.2 Hệ tọa độ trắc địa 15 Hệ tọa độ trắc địa xác lập Elipxoid đất có gốc tâm hai mặt phẳng mặt phẳng xích đạo mặt phẳng kinh tuyến gốc Tọa độ điểm M xác định vĩ độ trắc địa B kinh độ trắc địa L N G m W E 0’ H K S Hình 1.7 Hệ tọa độ trắc địa Xác định toạ độ điểm M theo hệ toạ độ trắc địa sau: Qua M dựng pháp tuyến với mặt Elipxoid Pháp tuyến cắt mặt phẳng xích đạo O’ Qua M có kinh tuyến cắt xích đạo K Góc MO’K vĩ độ trắc địa điểm M Vậy vĩ độ trắc địa điểm M góc nhọn tạo pháp tuyến (n) mặt Elipxoid điểm với mặt phẳng xích đạo Ký hiệu BM Nối O Với K, O với H (là giao điểm kinh tuyến gốc với đường xích đạo) ta xác định góc LM – kinh độ trắc địa điểm M Vậy kinh độ trắc địa (LM) điểm M góc nhị diện hợp mặt phẳng kinh tuyến gốc mặt phẳng chứa kinh tuyến qua điểm Ký hiệu LM Toạ độ trắc địa điểm M (BM, LM) tính theo kết đo trắc địa chiếu lên mặt Elipxoid Như vậy, khác với hệ tọa độ địa lý, hệ tọa độ trắc địa mặt chuẩn mặt Elipxoid phương chiếu phương pháp tuyến Người ta xây dựng công thức biểu thị liên quan toạ độ địa lý toạ độ trắc địa điểm 16 1.2.3.3 Hệ tọa độ vng góc phẳng Gauss – Kruger (X, Y) Hệ tọa độ xây dựng mặt phẳng múi chiếu 6o phép chiếu Gauss Trong nhận hình chiếu kinh tuyến múi trục tung (OX), hình chiếu xích đạo trục hồnh (OY) (hình 1.8) X Như vậy, tính từ điểm gốc phía Bắc tọa độ X mang dấu dương, phía Nam mang dấu âm, Xích đạo ta Y v phớa ụng mang du y dương, phía Tây mang dấu âm Việt Nam nằm hồn tồn 500Km phía Bắc bán cầu nên tọa độ X dương Tuy nhiên tọa độ Y âm Hình 1.8 Hệ toạ độ vng góc Gauss-Kruger dương Vì vậy, để tính tốn tránh trị số Y âm, người ta quy ước điểm gốc O có tọa độ xo = 0, yo = 500 km Nghĩa tịnh tiến kinh tuyến phía Tây 500 km Để tiện sử dụng, đồ địa hình người ta kẻ sẵn lưới tọa độ vng góc Gauss đường thẳng song song với trục OX, OY tạo thành lưới ô vuông Chiều dài cạnh lưới vng có tính đến ảnh hưởng biến dạng tương ứng với tỷ lệ đồ Ví dụ, với đồ tỷ lệ 1:10000, 1:25000 1:50000 chọn ô vuông ứng với 1km2 gọi lưới km, cụ thể với đồ tỷ lệ 1:10000 chọn cạnh ô vuông 10 cm, đồ tỷ lệ 1:25000 chọn cạnh vng cm cịn đồ tỷ lệ 1:50000 cm Phía ngồi khung đồ có ghi trị số X Y đường song song Để phân biệt tọa độ điểm nằm múi chiếu thứ cách điểm gốc O bao nhiêu, người ta quy định cách viết hồnh độ Y có kèm theo số thứ tự múi chiếu Ví dụ: Tọa độ điểm M Láng trung (Hà nội) là: XM =2325464,246; YM =18505973,362 Nghĩa điểm M cách xích đạo phía Bắc 2325464,246 m múi thứ 18 phía Đơng cách kinh tuyến trục 105oĐ là: 505793,362 – 50000,000 = 5973,362 m 17 Để tính trị số kinh tuyến B n múi thứ n đó, ta dùng cơng thức: n = 60 n - 30 Z Hệ tọa độ phẳng OXY Việt Nam hệ toạ độ HN -72 xây e' f dựng theo lưới chiếu tọa độ phẳng m l vng góc Gauss – Kruger, Nm Elipxoid dùng số liệu Kraxovski 1.2.3.4 Hệ tọa độ vng góc phẳng UTM (N, E) 500km E e M Xích đạo Hỡnh 1.9 H toạ độ vng góc UTM Trong phép chiếu hình UTM, hình chiếu kinh tuyến xích đạo hai đường thẳng vng góc chọn làm trục hệ trục tọa độ phẳng UTM Đặc điểm hệ trục tọa độ mô tả hình 1.9 Trong M điểm cần xác định tọa độ, O’ hình chiếu kinh tuyến O’Z xích đạo O’E Điểm F hình chiếu điểm M kinh tuyến giữa, cung LM hình chiếu vĩ tuyến qua M, cung ZM hình chiếu kinh tuyến qua M độ hội tụ kinh tuyến M Tọa độ UTM điểm M xác định tung độ NM (North) hoành độ EM (East) Ở giống quy định phép chiếu hình Gauss, trị số EM tính từ trục ON cách kinh tuyến 500 km phía tây Bài tốn tính chuyển hệ tọa độ (, ), (B, L), (N, E ) nghiên cứu giáo trình trắc địa lý thuyết Trong hệ tọa độ VN-2000 sử dụng hệ tọa độ vng góc UTM 18 1.2.3.5 Hệ tọa độ cực (, S) E Trên mặt phẳng chọn điểm O làm điểm cực hướng cố định OE trục E1 cực (hình1.10) Vị trí điểm i xác định góc cực i cạnh cực Si S1 khoảng cách ngang tính từ điểm gốc O S2 đến điểm i Hệ tọa độ cực áp dụng E2 đo vẽ trực tiếp đồ địa hình thực địa nhiều trường hợp khác 1.3 Bản đồ mặt cắt địa hình Hình 1.10 Hệ toạ độ cực 1.3.1 Khái niệm đồ, bình đồ Trước người ta thường quan niệm: đồ biểu thu nhỏ phần hay toàn bề mặt trái đất lên vẽ Quan niệm chưa đầy đủ xác đồ Bản đồ ảnh chụp hàng không hay tranh phong cảnh vẽ thu nhỏ tồn trái đất mà cịn có khả giải thích tồn tính chất đối tượng có đồ Mặt khác nói trên, đồ hạn chế việc biểu đối tượng có bề mặt trái đất, cịn biểu đối tượng tượng phức tạp phân bố bề mặt, không gian, lịng đất tượng biến đổi theo thời gian Từ việc phân tích đặc tính yếu tố nội dung đồ mà định nghĩa đồ ngày xác hồn chỉnh Định nghĩa nhà đồ học người Nga K.A Salisev người thừa nhận đầy đủ hoàn chỉnh nhất: “Bản đồ mơ hình kí hiệu hình tượng không gian đối tượng, tượng tự nhiên xã hội, thu nhỏ, tổng hợp hoá theo sở toán học định, nhằm phản ánh vị trí, phân bố khơng gian mối tương quan đối tượng tượng biến đổi chúng theo thời gian để thoả mãn mục đích yêu cầu định trước Tuỳ theo yêu cầu mà nội dung đồ khác nhau: 19 ... vụ cho công tác đào tạo ngành trắc địa mỏ trắc địa cơng trình khoa Mỏ - Cơng Trình, Trường Đại học cơng nghiệp Quảng Ninh, giáo trình trắc địa sở biên soạn với nội dung phù hợp với chương trình. .. 3.3 .1 Các nguồn sai số đo khoảng cách trực tiếp 11 1 Chương 11 9 ĐO CAO 11 9 4 .1 Khái quát chung đo cao 11 9 4 .1. 1 Khái niệm độ cao 11 9 4 .1. 2... Chương 10 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 10 1. 1 Hình dạng, kích thước đất 10 1. 1 .1 Hình dạng trái đất 10 1. 1.2 Kích thước đất 11 1. 2 Xác định vị trí