Chương 4: LƯỚI KHỐNG CHẾ TRẮC ĐỊA doc

NỘI DUNG CHƯƠNG 4• Khái niệm về góc phương vị • Các bài toán cơ bản về góc phương vị tọa độ • Lưới khống mặt bằng – Phương pháp thành lập và tính toán • Lưới khống độ cao – Phương pháp

GV: Đào Hữu Sĩ Khoa Xây dựng

Chương 4:

LƯỚI KHỐNG CHẾ TRẮC ĐỊA

NỘI DUNG CHƯƠNG 4

• Khái niệm về góc phương vị

• Các bài toán cơ bản về góc phương vị tọa độ

• Lưới khống mặt bằng – Phương pháp thành lập và

tính toán

• Lưới khống độ cao – Phương pháp thành lập và

tính toán

của kinh tuyến thực (còn gọi là kinh tuyến

địa lý) theo chiều kim đồng hồ đến hướng

đường thẳng (Ath: 00 ÷ 3600)

Hướng Bắc của kinh thực tại một điểm được

xác định bằng đo thiên văn

A

B



Ath



th

Tại mỗi điểm thường kinh tuyến từ không trùng với kinh tuyến thực

mà lệch một góc  (gọi là độ lệch từ)

Độ lệch từ  có thể mang dấu âm (+) nếu lệch về phía đông (bên

phải) kinh tuyến thực, dấu (-) nếu lệch về phía tây (bên trái) kinh tuyến thực

Ở mỗi nơi khác nhau độ lệch từ cũng khác nhau, và độ lệch từ biến đổi theo thời gian nên tại mỗi điểm độ lệch từ cũng khác nhau ở những thời điểm khác nhau

Công thức tính gần đúng thể hiện mối quan hệ giữa góc phương vị thực (Ath) và góc phương vị từ At

Ath = At + 

c Góc định hướng (phương vị tọa độ)

Góc định hướng  của một đường thẳng là góc phẳng tính từ hướng Bắc đường song song với kinh tuyến trục trên mặt chiếu theo chiều kim đồng

hồ đến đường thẳng đó ( = 00÷ 3600)

A

Tại mọi điểm trên cùng đường thẳng

góc định hướng không thay đổi

Tại mỗi điểm thường kinh tuyến trục không trùng với kinh tuyến thực mà lệch một góc  (góc hội tụ kinh tuyến)

§4.2 CÁC BÀI TOÁN CƠ BẢN VỀ GÓC ĐỊNH HƯỚNG

4.2.1 Tính góc bằng khi biết góc định hướng

(Tính góc bằng hợp bởi 2 đường thẳng đã biết góc định hướng)

Biết góc định hướng của hai cạnh OA, OB là OA, OB như hình vẽ Xác định  =AOB?

 = OB - OA

 O

4.2.3 Bài toán thuận: Chuyển từ toạ độ cực sang toạ độ vuông góc

Giả sử biết: A(xA, yA), SAB, AB Tính B(xB, yB) ?

4.2.4 Bài toán ngược: Chuyển toạ độ vuông góc sang toạ độ cực

Biết A(xA, yA), B(xB, yB) Tính SAB, AB?

* Tính SAB

* Tính AB

Xét tam giác AB’B, có

Giá trị góc định hướng AB phụ thuộc vào dấu của x, y cụ thể như bảng sau:

A B

A B

AB

AB AB

x x

y y

AB AB

x

y arctg

x

y arctg

4.2.5 Bài toán toạ độ cực

Bài toán này được ứng dụng để xác định nhanh chóng điểm chi tiết Biết A(xA, yA), AB, góc cực i, cạnh cực Si Xác định i (xi, yi)?

§4.3 KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI LƯỚI KHỐNG CHẾ

MẶT BẰNG

4.3.1 Khái niệm

Lưới khống chế trắc địa là một hệ thống (tập hợp) những điểm ở ngoài thực địa có toạ độ (x, y, H) được xác định với độ chính xác cần thiết

để làm cơ sở cho đo vẽ bản đồ, bố trí công trình,…

Theo bản chất, lưới khống chế trắc địa được chia ra làm: lưới khống

chế mặt bằng (nếu các điểm chỉ có toạ độ x,y) và lưới khống chế độ cao

(nếu các điểm chỉ có độ cao H)

Có hai phương pháp chính để xây dựng lưới khống chế mặt bằng là lưới

tam giác và lưới đường chuyền.

Ngoài ra, có thể ứng dụng GPS để xây dựng lưới khống chế

Với lưới tam giác: hoặc đo tất cả các góc, hoặc đo tất cả các cạnh, hoặc

đo cạnh lẫn góc

Với lưới đường chuyền phải đo tất cả các góc và cạnh trong lưới

- A, B, C, D, M, N, S, T: là các điểm gốc đã biết tọa độ

K5 K2

T1

T2

T3

4.3.2 Phân loại

Theo quy mô và độ chính xác giảm dần, lưới khống chế mặt bằng được chia ra:

- Lưới khống chế tọa độ GPS cấp “O”

- Lưới khống chế nhà nước (hạng I, II, III, IV)

- Lưới khống chế khu vực (lưới khống chế địa phương): cấp 1 & 2

- Lưới khống chế đo vẽ

Về nguyên tắc phát triển lưới: Từ độ xác cao xuống độ chính xác thấp

Số lượng điểm khống chế tọa độ trên lãnh thổ VN:

- Cấp “O”: 71điểm

- Hạng I: 328 điểm

- 1.177 điểm hạng II, 160 điểm đường chuyền hạng II

- Hạng III: 12.658 điểm

4.3.3 ĐƯỜNG CHUYỀN KINH VĨ

4.3.3.1 Thiết kế:

- Đường chuyền kinh vĩ là loại lưới khống chế đo vẽ mặt bằng, được phát triển từ lưới cấp trên có độ chính xác cao hơn Trong trường hợp đặc biệt

có thể được xây dựng lưới đường chuyền kinh vĩ độc lập

- Phải đo tất cả các cạnh, góc nối và góc ngoặt của lưới

- Có 3 loại đường chuyền:

+ Phù hợp (hở)+ Khép kín

+ Treo (nhánh)

Các chỉ tiêu kỹ thuật đặc trưng của đường chuyền kinh vĩ

- Chiều dài cạnh của lưới Si 20m ≤ Si ≤ 400m

- Chiều dài cạnh liền kề khơng vượt quá 1,5 lần

- Sai số khép gĩc fß:

- Độ chính xác đo cạnh

- Sai số khép tương đối đường chuyền:

Trong đĩ: n là số gĩc đo của lưới đường chuyền kinh vĩ

núi vùng

bằng đồng

1

bằng đồng

vùng 2000

1

núi vùng 1

bằng đồng

vùng

4.3.3.2 Các bước thành lập đường chuyền kinh vĩ

a) Khảo sát chọn điểm

- Tìm hiểu mục đích, nhiệm vụ, yêu cầu,…

- Tình hình đặc điểm khu đo: đồng bằng, vùng núi, …, tình hình giao thông?

- Thu thập tư liệu trắc địa cũ của khu đo

- Chọn điểm ở những vị trí cố định có tầm nhìn bao quát nhiều nhất, nhìn thấy điểm trước điểm sau nó và độ dài cạnh trong quy định

- Dự kiến trước phương án đo, dụng cụ đo

- Các điểm chọn đảm bảo khống chế toàn bộ khu đo

- Điểm khống chế được đánh dấu bằng cọc bê tông, cọc gỗ,…ổn định và tồn tại trong thời gian yêu cầu

b) Đo gĩc, cạnh đường chuyền.

- Đo các gĩc ngoặt trong lưới

* Đo cạnh: Đo bằng thước thép hoặc máy đo dài điện quang, tồn đạc điện tử

- Đo bằng thước thép: Đo 2 lần lấy trung bình, với yêu cầu sai số đo cạnh:

- Đo bằng máy đo dài điện quang: Đo 2 lần riêng biệt, sai số ≤ 2aa: hằng số của máy lấy từ cơng thức: mS = a + b/1km

khăn) khó

hìnhđịa

hoặclợi)

thuận hình

1000

1(

2000

1





S S

C) TÍNH TỐN BÌNH SAI ĐƯỜNG CHUYỀN KINH VĨ (BÌNH SAI GẦN ĐÚNG)

* Sơ đồ lưới

* Tính sai số khép gĩc

(n+1) là tổng số gĩc trong lưới đường chuyền phù hợp

Nếu fß > fß ghạn  kiểm tra số liệu, tính tốn

1 n

f - S

sau Góc

: góc chỉnh

hiệu ố

* Tính chuyền gĩc định hướng theo gĩc đã hiệu chỉnh

* Tính số gia tọa độ Xi, i+1 = Si, i+1.cosi, i+1

Yi, i+1 = Si, i+1.sini, i+1

f Sai số khép tuyệt đối

Sai số khép tương đối

y

f V

f V

Số hiệu chỉnh số gia tọa đo ä

Số gia tọa đo ä sau hiệu chỉnh

d) VỚI ĐƯỜNG CHUYỀN KHÉP KÍN

Tính toán tương tự như đường

§4.4 LƯỚI KHỐNG CHẾ ĐỘ CAO

4.4.1 Khái niệm:

Lưới khống chế độ cao là tập hợp những điểm cố định ngoài thực địa có

độ cao H được xác định chính xác, nó là cơ sở để nghiên cứu khoa học, đo

vẽ bản đồ, bố trí công trình,…

H e ä th o án g c o ù ñ ie åm n u ùt M

4.4.2 Phân loại

Theo quy mô và độ chính xác giảm dần, lưới khống chế độc cao được chia ra:

- Lưới độ cao nhà nước hạng I, II, III, IV

- Lưới độ cao kỹ thuật (lưới độ cao khu vực)

- Lưới độ cao đo vẽ

Về hình dạng (đồ hình) lưới khống chế độ cao có các dạng đường đơn,

khép kín, hệ thống một hay nhiều điểm nút

Số lượng điểm khống chế độ cao trên lãnh thổ VN:

4.4.3 LƯỚI ĐỘ CAO KỸ THUẬT

4.4.3.1 Thiết kế

Lưới độ cao kỹ thuật là lưới khống chế độ cao khu vực, làm

cơ sở về độ cao cho lưới đo vẽ Nó được xây dựng phát triển từ các điểm độ cao nhà nước (hạng I, II, III, IV) Trong trường

hợp đặc biệt nó được xây dựng độc lập.

Lưới độ cao kỹ thuật được bố trí dưới dạng đường đơn hoặc

hệ thống có một hay nhiều điểm nút, gối đầu ít nhất lên hai

điểm hạng cao

Trong trường hợp đặc biệt có thể bố trí dưới dạng đường khép kín Chiều dài đường chuyền khép kín không vượt quá

50% chiều dài đường đơn.

Phụ thuộc vào khoảng cao đều đường đồng mức mà chiều dài cho phép các đường độ cao kỹ thuật được quy định trong bảng sau:

4.4.3.2 Đo lưới

Lưới độ cao kỹ thuật được đo bằng máy NIVO có hệ số phóng đại ống kính Vx > 20x; độ nhạy ống thủy  < 45”; mia một mặt hoặc mia hai mặt.Máy và mia phải được kiểm nghiệm trước khi đo

Lưới độ cao kỹ thuật chỉ phải đo một chiều.

Trình tự thao tác đo tại một trạm máy:

* Khi sử dụng mia hai mặt đen – đỏ

- Mia sau: Đọc mặt đen  đỏ

- Mia trước: Đọc mặt đen  đỏ

* Khi sử dụng mia một mặt

- Đọc mia sau, mia trước

- Thay đổi chiều cao máy ≥ 10cm, đọc mia trước, mia sau.Khoảng cách từ máy tới mia: trung bình 120m, max = 200m

Chênh khoảng cách trước sau: (S1-S2) ≤ 5m

S 2

S 1

Chệnh lệch độ cao tại mỗi trạm theo hai mặt hay theo hai độ cao máy không được vượt quá 5mm

h1 - h2 ≤ 5mmSai số khép cho phép:

Trong đó: L (đơn vị km) _ là chiều dài đường đo

Ở nơi có độ dốc lớn có số trạm đo ≥ 25 trạm/1km thì

Trong đó: N_ là số trạm đo trên đường đo

4.4.3.3 Quy trình bình sai lưới độ cao kỹ thuật.

Lưới độ cao kỹ thuật được bình sai theo phương pháp gần đúng

a) Sơ đồ lưới

(*)

(mm)

L 50

 

h

f

(**)

(mm)

N 0

b) Tính sai số khép chênh cao

fh = [h]đo- [h]lt = [h]cùng chiều– (Hcuối –Hđầu) với đường đơn

Lưu ý: Khi tính [h], các chênh cao phải cùng chiều

L(km) =[ l ]; l i là chiều dài đoạn đo thứ i

N=[n] ; ni là số trạm đo trên đoạn đo thứ i

Nếu fh > fgh kiểm tra lại số liệu, tính toán

1

( ) i,i 1

h i,i

f

L f

d) Tính chênh cao, độ cao các mốc sau bình sai

Chênh cao sau binh sai h’i, i+1, = hi, i+1 + vh i, i+1

Độ cao bình sai Hi = Hi-1 + h’i-1, i

Ví dụ

Đo thuỷ chuẩn hình học, lưới độ cao kỹ thuật Số liệu đo được thể hiện trên sơ

đồ tuyến đo (như hình vẽ) Trong đó: A, B là hai điểm gốc, li là chiều dài đoạn đo, hi là chênh cao đoạn đo

Hãy xác định giá trị độ cao xác suất nhất của điểm 1 và 2 ?

hi (m)

Số h.chỉnh chênh cao Vhi (mm)

C.cao đã h.chỉnh h'i (m)

mm L

f

mm H

H h

fh

h i

gh

A B

1 50 50

37 )

5450 5500

( 87 )

(

4.4.4 LƯỚI ĐỘ CAO ĐO VẼ

Lưới độ cao đo vẽ là cấp phát triển cuối cùng

Nó được xây dựng phát triển từ điểm độ cao kỹ thuật trở lên hoặc được xây dựng độc lập

Lưới độ cao đo vẽ được đo bằng phương pháp đo cao hình học (máy Nivo hoặc máy kinh vĩ có gắn ống thủy dài trên ống kính) hoặc bằng phương pháp đo cao lượng giác

4.4.4.1 Tiêu chuẩn lưới độ cao đo vẽ khi được lập bằng đo cao hình học

- Khoảng cách từ máy tới mia ≤ 200m

- Chiều dài đường chuyền không quá 2km hoặc 4km (khi đo vẽ bản đồ với khoảng cao đều 0,5 ; 1,0m)

4.4.4.2 Tiêu chuẩn lưới độ cao đo vẽ khi được lập bằng đo cao lượng giác:

Áp dụng khi đo vẽ bản đồ địa hình ở vùng núi với khoảng cao đều ≥ 2m

Cơ sở để phát triển lưới độ cao lượng giác là các điểm độ cao kỹ thuật trở lên

- Đường đo cao lượng giác có thể bố trí trùng với lưới đường chuyền cấp 1&2, đường chuyền kinh vĩ, đường chuyền toàn đạc

- Góc đứng trong lưới đường chuyền cấp 1, cấp 2, kinh vĩ, và toàn đạc được đo cùng lúc với đo góc bằng

Sai số khép giới hạn:

Trong đó: n _ số lượng cạnh trong lưới

S = [S]/n chiều dài cạnh trung bình, đơn vị là m

) (

4 ,

f gh  