Bài giảng Lưới trắc địa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BỘ MÔN ĐỊA TIN HỌC CHƯƠNG 0 GiỚI THIỆU MÔN HỌC Môn học cung cấp cho sinh viên các kiến thức: Hệ thống quy chiếu trắc địa Việt Nam 2 Công tác thiết kế lưới khống chế tọa đô, cao độ nhà nước Áp dụng các kỹ thuật đo góc, đo dài, đo cao chính xác vào công tác lập lưới khống chế Tính toán số liệu đo đạc, bình sai lưới khống chế tọa độ, cao độ Tính toán giá thành xây dựng lưới, tổ chức thi công lưới khống chế Chương 1: HỆ QUY CHIẾU VÀ LƯỚI TRẮC ĐỊA • Hệ quy chiếu: gốc toạ độ và hệ trục cơ sở toạ độ để dựa vào đó có thể biểu diễn được tất cả các điểm trong không gian. • Lưới trắc địa là một tập hợp các điểm cơ sở đã xác định toạ độ – độ cao trong hệ quy chiếu có độ chính xác theo yêu cầu, được bố trí với mật độ phù hợp trên phạm vi lãnh thổ đang xét • Các loại hệ quy chiếu: – Hệ quy chiếu vuông góc không gian X, Y, Z – Hệ quy chiếu mặt ellipsoid B,L,H – Hệ quy chiếu mặt bằng x,y sử dụng chủ yếu cho mục đích thành lập các loại bản đồ. 3 Cách thức thành lập hệ quy chiếu và lưới trắc địa 1. Đo đạc một lưới các điểm toạ độ cơ sở (hệ toạ độ) bằng các thể loại công nghệ đạt độ chính xác cao nhất và có mật độ theo yêu cầu. 2. Xác định được hệ quy chiếu phù hợp trên cơ sở chỉnh lý các kết quả đo hệ toạ độ các điểm cơ sở. 3. Chỉnh lý các kết quả đo hệ toạ độ các điểm cơ sở trong hệ quy chiếu đã xác định. 4. Hệ toạ độ các điểm cơ sở tạo thành một lưới điểm làm gốc tương đối với xác định các điểm toạ độ khác quanh nó. 4 Kinh độ trắc địa L Vĩ độ trắc địa B Cao độ trắc địa H Kinh độ trắc địa L Vĩ độ trắc địa B Cao độ trắc địa H Quan hệ giữa toạ độ trắc địa B, L và thiên văn ϕ , λ Quan hệ giữa toạ độ trắc địa B, L và thiên văn ϕ , λ ( ) ( ) .cos 2sin171".0 BL BHB km −= −−= λη ϕξ 5 MỐI QUAN HỆ GIỮA X,Y,Z VÀ B,L,H • Tính X,Y,Z từ B,L,H • vôùi • Tính B,L,H từ X,Y,Z: – Công thức Bouring: ,sin})1({ ;sincos)( ;coscos)( 2 BHeNZ LBHNY LBHNX +−= += += . sin1 22 Be a N − = . 1 '; 1 1 tan; ,sec)cos( ; cos sin' tan ;tan 2 2 2 2 22 32 32 e e e e R Z Rb Za YXR BBNRH aeR beZ B X Y L − = − ==+= −= − + = = vôùi θ θ θ 6 Công thức lặp: số lần lặp là n=7 thì sai số tính toán <10 -12 rad. Vì => Mặt khác: Phương trình trên chứa biến B trong cả hai vế, cho phép sử dụng biến trung gian: i=1, 2, 3, 4…n Trong đó: Tính lặp cho đến khi : Vĩ độ B được xác định là: Độ cao trắc địa H được tính theo công thức: Be c N 22 cos1 + = ; cos'1 sinsin 22 22 BeR Bce R z R BNe R z tgB + +=+= ,1 1 2 Btg B += 2 cos 222 2 1 ; '1 e a c BtgeR tgBce R z tgB − = + += , 2 1 i i ii tk pt tt + += + ,'1;; 2 2 0 e k R ce p R z t +=== ε ≤− + tt i 1 ).arctan( 1 + = i tB . 2 1         + −= + i tk c RH 7 PHÉP CHIẾU HÌNH TRỤ NGANG • Phép chiếu Gauss-Kruger ),5433111385(cossin 40320 1 );3302705861(cossin 720 1 );495(cossin 24 1 ;cossin 2 1 , )sin1( )1( . ; ,),( ),( 6427 8 222425 6 4223 42 0 0 322 2 00 7531 86420 753 86 42 tttBBNa tttBBNa tBBNaBBNa dB Be e adBMSXLLl lbl b l bl bLBgy l a l a l a l aXLBfx B B −+−= −++−= ++−== − − ===−= ……++++== ……+++++== ∫ ∫ Φ ηη ηη Q Q1 Q2 L2= con st L1= con st L0= con st B=const Xích đạo -y +y L1=c onst L0=c onst L2=c onst x y Q1 Q Q2 B=const Xích đạo x 8 .tan;cos' );17947961(cos 5040 1 );5814185(cos 120 1 );1(cos 6 1 ;cos 6427 7 222425 5 223 31 BtBe tttBNb tttBNb tBNbBNb == −+−= −++−= +−== η ηη η . sin1 );720132066261( 5040 );86285( 120 );21( 6 ; cos 1 ;1;tan;cos');409536331385( 20160 );9025246459061( 360 );4935( 12 ; 2 ,;),( ),( 22 642 6 1 7 2222 4 1 5 22 2 1 31 262 6 2 8 4222242 4 2 6 42222 2 2 4 2 2 2 07755331 88664422 x x x xx x x xxx xxxxxxx x xxx x xxx xx xx x Be a Nttt N B B tt N B Bt N B B BN B VBtBeBtgBtg N A A tttt N A A tt N A A N tgBV A LLL yByByByByxvL yAyAyAyAByxuB − =+++−= +++−=++−== +===++−= −−+++= −−++−=−= ∆+=…++++==∆ …+++++== ηηη ηη ηηη ηηη 9 • Độ biến dạng phép chiếu Gauss-Kruger: hoặc • Phép chiếu UTM (Universal Tranverse Mercator) Hình trụ cắt Ellipsoid => Độ biến dạng âm và dương, Công thức quan hệ giữa Gauss-Kruger và UTM: Kinh tuyến giữa 180Km 180Km Xích đạo      = =      + − = = 0 0 3 khi 9999.0 ,6 khi 9996.0 ,500000 500000 ; k k m k my y k x x UTM G UTM G ; 24 )45( 6 )1( 2 1 1 4 4 2 4 4 22 2 2 N y Btg N y Btgy N m −+−− + += η Be c R R y R y m 224 4 2 2 cos1 242 1 + =+++= voi 10 [...]... lớn mật độ và số lượng bậc KC càng nhiều và ngược lại – Đạc điểm địa hình địa vật khu đo: địa hình địa vật càng phức tạp thì mật đố điểm càng cao và ngược lại • Mật độ điểm: Đo vẽ tỉ lệ 1/10000 cần phải có mật độ 1 điểm / 50 ~ 60km 2 1/5000 1 điểm/ 20 ~ 30km 2 1/2000 1 điểm/ 5 ~ 15km 2 34 • Quan hệ giữa tỷ lệ đo vẽ với mật độ điểm khi Tk lưới tam giác: Tỷ lệ BĐ =1/M.1000 1 P = M 2 + 33M + 10 km 2 8 (... xây dựng hệ thống lưới Trắc địa và hệ quy chiếu và kết thúc năm 1972 => hệ HN-72 với Ellipsoid Krasovski, điểm gốc tại Punkovo chuyền về VN tại đài thiên văn Láng HN (thơng qua điểm Ngũ Lĩnh – Trung Quốc), hệ độ cao Hòn dấu, Hải phòng • HH = HM + 0.167 m • • Từ 1992-1994: định vị lại Ellipsoid Krasovski phù hợp Việt Nam Từ 1996-2000: Xây dựng hệ VN-2000 vớI EllipsoidHệ quy chiếu tọa độ trắc đòa là một... phương trình chuẩn, được các hệ số , q, x0 , y0 p 31 Chương 2: THIẾT KẾ LƯỚI TỌA ĐỘ • Ngun tắc TK & XD lưới: – Tổng qt đến chi tiết, độ CX cao đến độ CX thấp – Thường xun cập nhật, nâng cao độ CX bằng CN và KT đo mới • Quy tắc: – Đủ mật độ điểm phủ trùm tồn quốc – Có 4 cấp hạng: I,II,II,IV – Bảo đảm độ CX: cấp cao nhất (hạng I) giải quyết bài tốn TĐ cơ bản, cấp thấp nhất (hạng IV) đo vẽ tỷ lệ 1:2000 SSTP... 2.5’’ 7 ~ 20 +7 1:150.000 1:300.000 +1.0’’ 3.5’’ 5~8 +7 1:100.000 1:200.000 +1.8’’ 7.0’’ 2~5 +7 1:50.000 +2.5’’ 9.0’’ 1:200.000 32 Đồ hình lưới 33 Hình dạng tối ưu và mật độ điểm khống chế TĐ • Hình dạng tối ưu: Tam giác đều (lưới tam giác); duỗi thẳng cạnh đều (lưới đường chuyền) • Mật độ điểm khống chế phụ thuốc vào 3 yếu tố: – Phương pháp đo vẽ bản đồ: phương pháp trực tiếp đòi hỏI nhiều điểm KC... GIỮA CÁC HỆ QUY CHIẾU  Quan hệ tốn học giữa hai hệ tọa độ khơng gian  Quan hệ tốn học giữa hai hệ tọa độ trắc địa  Quan hệ tốn học giữa hai hệ toạ độ khơng gian và thuật tốn xác định tham số chuyển đổi  Thuật tốn xác định các tham số chuyển trên hai Ellipsoid khác nhau  Khảo sát độ chính xác của bài tốn chuyển đổi khi thay ma trận xoay R đầy đủ bằng ma trận xoay rút gọn  Đánh giá độ chính xác của... đo vẽ với mật độ điểm khi Tk lưới tam giác: Tỷ lệ BĐ =1/M.1000 1 P = M 2 + 33M + 10 km 2 8 ( • Chiều dài cạnh K/C tối thiểu: s min ) = M 2 + 33M + 10 8 sin 600 Độ chính xác u cầu đối với các cấp hạng lưới TĐ • • • Hệ số hơn thua độ chính xác k: là tỷ số giữa SSTP vị trí điểm cấp thấp mthấp với SSTP vị trí điểm cấp cao kế cận mcao: mthap k= mcao Để giảm ảnh hưởng SS số liệu gốc k≥2 Sai số tổng hợp vị... tương hỗ giữa hai điểm đều là hợp của sai số phương vị và độ dài cạnh nối giữa hai điểm:  mα ij  2  M ij = msij +   ρ sij    2 • => có thể ước tính độ chính xác đo góc và cạnh của từng cấp hạng lưới 36 . phép chiếu Bonne và hệ thơng điểm toạ độ phủ trùm Đơng dương; • Miền Nam VN từ 1954-1975: hệ Indian 54 với Ellipsoid Everest, điểm gốc tại Ubon, Thailand , phép chiếu UTM và hệ thơng điểm toạ