Giáo Trình Trắc Địa Cơ Sở 2

Giáo Trình Trắc Địa Cơ Sở 2Trường Đại học Tài Nguyên Và Môi Trường Hà NộiGiáo Trình Trắc Địa Cơ Sở 2Trường Đại học Tài Nguyên Và Môi Trường Hà NộiGiáo Trình Trắc Địa Cơ Sở 2Trường Đại học Tài Nguyên Và Môi Trường Hà NộiGiáo Trình Trắc Địa Cơ Sở 2Trường Đại học Tài Nguyên Và Môi Trường Hà Nội

MỤC LỤC

CHƯƠNG 5: LƯỚI KHỐNG CHẾ ĐỊA HÌNH………… ……… 7

A - LƯỚI KHỐNG CHẾ MẶT BẰNG 7

5.1 Khái niệm và phân loại 7

5.1.1 Khái niệm 7

5.1.2 Phân loại 7

5.2 Mật độ điểm khống chế mặt bằng 16

5.2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến mật độ điểm khống chế mặt bằng 16

5.2.2 Phương pháp xác định diện tích khống chế của một điểm 18

5.2.3 Mật độ điểm khống chế mặt bằng 18

5.3 Độ chính xác cần thiết của các cấp khống chế mặt bằng 23

5.3.1 Yêu cầu độ chính xác cấp khống chế cuối cùng 24

5.3.2 Quan hệ hợp lí giữa độ chính xác của các cấp khống chế mặt bằng .25

5.3.3 Phương pháp ước tính độ chính xác cần thiết của các cấp khống chế mặt bằng 26

5.4 Công tác thiết kế, khảo sát và xây dựng mốc 35

5.4.1 Nội dung thiết kế lưới 35

5.4.2 Khảo sát, chọn điểm 39

5.5 Giới thiệu chung về lưới tam giác 41

5.5.1 Khái niệm 41

5.5.2 Phân loại lưới tam giác 41

5.5.3 Lưới tam giác cấp 1, cấp 2 46

5.6 Đo đạc lưới tam giác cấp 1, cấp 2 52

5.6.1 Số vòng đo góc trong lưới tam giác giải tích cấp 1 52

5.6.2 Đo góc, đo cạnh trong lưới tam giác cấp 1, 2 52

5.7 Tính khái lược lưới tam giác 62

5.7.1 Nội dung tính khái lược lưới tam giác 62

5.7.2 Các công thức áp dụng 62

5.8 Giới thiệu chung về lưới đường chuyền 11

5.8.1 Khái niệm 74

5.8.2 Phân loại lưới đường chuyền 77

5.8.3 Lưới đường chuyền cấp 1, cấp 2 79

5.9 Đo đạc lưới đường chuyền cấp 1, cấp 2 83

5.9.1 Số vòng đo góc trong lưới đường chuyền 83

5.9.2 Đo góc, đo cạnh trong lưới đường chuyền cấp 1, cấp 2 83

5.10 Tính khái lược lưới đường chuyền 87

5.10.1 Nội dung 87

5.10.2 Các công thức áp dụng 88

3

B-LƯỚI KHỐNG CHẾ ĐỘ CAO 96

5.11 Khái quát về lưới khống chế độ cao 96

5.11.1 Khái niệm 96

5.11.2 Phân loại 96

5.11.3 Lưới thuỷ chuẩn hạng III, IV 98

5.12 Đo đạc lưới thủy chuẩn hạng III, IV 99

5.12.1 Phương pháp đo thủy chuẩn hạng III, IV 99

5.12.2 Các qui định kỹ thuật đo thủy chuẩn hạng III, IV 101

5.12.3 Một số nguồn sai số trong đo thuỷ chuẩn hạng III, IV và biện pháp khắc phục 102

5.12.4 Trường hợp đặc biệt trong đo thuỷ chuẩn hạng III, IV 103

5.12.5 Bình sai lưới thủy hạng III, IV 108

CHƯƠNG 6: LƯỚI KHỐNG CHẾ ĐO VẼ 132

6.1 Đường chuyền kinh vĩ 132

6.1.1 Các dạng đồ hình 132

6.1.2 Yêu cầu kỹ thuật khi xây dựng lưới đường chuyền 133

6.1.3 Đo đạc đường chuyền kinh vĩ 134

6.1.4 Tính toán đường chuyền kinh vĩ 135

6.2 Lưới tam giác nhỏ 158

6.2.1 Các dạng đồ hình 158

6.2.2 Yêu cầu kỹ thuật khi xây dựng lưới tam giác 160

6.2.3 Đo đạc lưới tam giác nhỏ 161

6.2.4 Tính toán gần đúng lưới tam giác nhỏ 162

6.3 Các phương pháp giao hội xác định điểm 178

6.3.1 Giao hội góc thuận 178

6.3.2 Giao hội nghịch 182

6.3.3 Giao hội cạnh 184

6.3.4 Phương pháp giao hội kết hợp 185

6.4 Xác định độ cao điểm trạm đo 187

6.4.1 Phương pháp thuỷ chuẩn kỹ thuật 187

6.4.2 Phương pháp đo cao lượng giác 195

CHƯƠNG 7: ĐO VẼ BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP TOÀN ĐẠC .199

7.1 Khái niệm về phương pháp toàn đạc 199

7.1.1 Các phương pháp thành lập bản đồ địa hình 199

7.1.2 Nội dung phương pháp toàn đạc 199

7.1.3 Khái quát qui trình công nghệ đo vẽ bản đồ địa hình theo phương pháp toàn đạc 200

7.2 Phương pháp đo chi tiết bản đồ địa hình 201

7.2.1 Công tác chuẩn bị máy móc, thiết bị, bản vẽ 201

7.2.2 Trình tự đo và ghi sổ, vẽ sơ họa 202

7.2.3 Cách chọn điểm chi tiết đặc trưng khi vẽ địa hình và địa vật 207

7.3 Biên vẽ bản đồ gốc 208

7.3.1 Biên vẽ theo phương pháp thủ công 208

7.3.2 Biên vẽ bằng máy vi tính 213

7.4 Công tác kiểm tra, tu chỉnh và nghiệm thu bản đồ 213

7.4.1 Tu chỉnh và nghiệm thu bản đồ 213

7.4.2 Kiểm tra thành quả 214

7.4.3 Nghiệm thu bản đồ 215

TÀI LIỆU THAM KHẢO 216

5

CHƯƠNG 5 LƯỚI KHỐNG CHẾ ĐỊA HÌNH

A - LƯỚI KHỐNG CHẾ MẶT BẰNG5.1 Khái niệm và phân loại

5.1.1 Khái niệm

1 Khái niệm

Lưới khống chế mặt bằng là hệ thống các điểm khống chế được rải đều, đánhdấu mốc vững chắc trên mặt đất, được xác định chính xác tọa độ mặt bằng (x, yhoặc B, L) và liên kết với nhau tạo thành mạng lưới

2 Mục đích xây dựng lưới khống chế mặt bằng

Lưới khống chế mặt bằng được xây dựng nhằm làm cơ sở trắc địa về mặtbằng cho công tác đo vẽ bản đồ, bố trí công trình, v.v

3 Nguyên tắc xây dựng lưới

Mạng lưới khống chế mặt bằng được xây dựng theo nguyên tắc từ tổng thểđến cục bộ, từ độ chính xác cao đến độ chính xác thấp

Đầu tiên, người ta xây dựng mạng lưới khống chế có mật độ thưa và chính

xác cao phủ trùm toàn bộ lãnh thổ Sau đó chêm dày bằng lưới khống chế có mật độ điểm lớn hơn và độ chính xác thấp hơn Lưới cấp thấp nhất có độ chính xác đáp ứng

yêu cầu của công tác trắc địa chi tiết như đo vẽ các loại bản đồ

5.1.2 Phân loại

Tùy theo tiêu chí đưa ra, lưới khống chế mặt bằng có thể được phân thànhcác nhóm loại khác nhau Nhưng chủ yếu lưới được phân loại theo hai tiêu chí:

- Phân loại theo quy mô và độ chính xác

- Phân loại theo phương pháp xây dựng lưới

1 Phân loại theo quy mô và độ chính xác

Theo quy mô và độ chính xác lưới khống chế mặt bằng được chia làm baloại:

- Lưới khống chế mặt bằng Nhà nước

- Lưới khống chế mặt bằng khu vực

- Lưới khống chế đo vẽ

a Lưới khống chế mặt bằng Nhà nước

a1 Cấu trúc lưới mặt bằng Nhà nước

Lưới khống chế mặt bằng Nhà nước được xây dựng tuần tự theo bốn cấphạng: Hạng I, II, III, IV Trong đó lưới khống chế mặt bằng hạng I có độ chính xác

cao nhất, phủ trùm toàn quốc Lưới khống chế mặt bằng hạng II được chêm dày vàolưới hạng I, sau đó chêm dày thêm lưới hạng III và hạng IV.

Ngoài bốn cấp hạng trên, thực tế mạng lưới trắc địa mặt bằng Nhà nước đãđược đo bổ sung một số lưới sau:

- Lưới GPS cạnh ngắn khu vực Minh Hải, Sông Bé, Tây Nguyên

Khu vực Minh Hải, Sông Bé, Tây Nguyên có điều kiện địa hình khó khănnên không có điều kiện xây dựng lưới khống chế mặt bằng Nhà nước theo phươngpháp truyền thống Vì vậy từ năm 1991 đến năm 1993 Cục Đo đạc và Bản đồ Nhànước đã áp dụng công nghệ GPS để xây dựng lưới tọa độ cho khu vực này Tổng sốlượng điểm trong lưới là 117 điểm

- Lưới GPS cạnh dài trên đất liền và trên biển

Lưới cạnh dài trên biển

Để liên kết được toạ độ trên đất liền và trên biển, năm 1992 Cục Đo đạc vàBản đồ Nhà nước đã áp dụng công nghệ GPS xây dựng nối các đảo và quần đảo chủyếu với hệ thống toạ độ trên đất liền Lưới gồm 36 điểm, trong đó có 9 điểm thuộccác lưới tam giác, đường chuyền dọc bờ biển

Lưới cạnh dài trên đất liền

Năm 1993 Liên hiệp Khoa học Sản xuất Trắc địa Bản đồ (thuộc Cục Đo đạc

- Bản đồ) đã đo lưới GPS cạnh dài trên đất liền nối một số điểm trong lưới tam giác,đường chuyền từ Bắc đến Nam để tăng cường độ chính xác cho lưới Nhà nước.Lưới này gồm 10 điểm trên lãnh thổ Việt Nam, là các điểm trùng với lưới mặt đất

Cuối năm 1995 Tổng cục Địa chính đã quyết định sử dụng công nghệ GPS

để xây dựng lưới tọa độ cấp “0” với các mục đích sau:

+ Kiểm tra chất lượng của các lưới hạng I và hạng II đã xây dựng, kết nốithống nhất và tăng cường độ chính xác cho lưới này

+ Tạo công cụ nghiên cứu có độ chính xác cao cho các bài toán trắc địa trênlãnh thổ Việt Nam, trong đó có việc xác định hệ quy chiếu quốc gia, xây dung mạnglưới khống chế mặt bằng quốc gia hiện đại, nghiên cứu biến động vỏ trái đất, nghiêncứu dịch chuyển lục địa

+ Là phương tiện để đo nối với các lưới tọa độ khu vực và Thế giới, đồngthời tạo sự đổi mới, phát triển công nghệ xây dựng lưới tọa độ ở Việt nam

Lưới cấp “0” gồm 68 điểm, trong đó có 56 điểm trùng với điểm tọa độ cũ và

13 điểm mới Chiều dài cạnh trung bình là 70 km

7

a2 Mật độ điểm của các cấp hạng

Mật độ điểm của lưới hạng I là nhỏ nhất, mật độ điểm của lưới hạng II, III,

IV tăng dần

Trung bình 500 km2 có một điểm hạng I, 120 km2 có một điểm hạng II, 50

km2 có một điểm hạng III và 10 km2 có một điểm hạng IV Khu vực quan trọng cóthể tăng mật độ điểm gấp hai lần mật độ trung bình

b Lưới khống chế mặt bằng khu vực

b1 Cấu trúc lưới khống chế mặt bằng khu vực

Lưới khống chế mặt bằng khu vực gồm hai cấp : cấp 1 và cấp 2 Lưới khốngchế trắc địa mặt bằng khu vực thường là dạng lưới tam giác hoặc đường chuyềnchêm dày vào giữa các điểm lưới khống chế mặt bằng Nhà nước

b2 Mật độ điểm lưới khống chế mặt bằng khu vực

Mật độ điểm của lưới cấp 1 nhỏ hơn mật độ điểm của lưới cấp 2

Mật độ điểm của lưới cấp 2 trở lên cần đảm bảo 4 điểm trên 1 km2 đối vớikhu vực xây dựng và 1 điểm trên 1 km2 đối với khu vực chưa xây dựng

b3 Độ chính xác lưới khống chế mặt bằng khu vực

Độ chính xác của lưới cấp 1 cao hơn độ chính xác của lưới cấp 2

Sai số trung phương vị trí điểm khống chế khu vực so với điểm lân cậnkhông vượt quá 0,1 mm tính theo tỷ lệ bản đồ cần thành lập

c Lưới khống chế đo vẽ

lưới khống chế đo vẽ là lưới chêm dày vào mạng lưới khống chế mặt bằngNhà nước và lưới khu vực để đảm bảo mật độ điểm phục vụ đo vẽ bản đồ địa hình.Mật độ điểm và độ chính xác của lưới phụ thuộc vào đặc điểm địa hình của khu vực

đo vẽ, tỷ lệ bản đồ cần đo vẽ

a Phương pháp tam giác

Trong phương pháp này, các mốc khống chế được chọn và chôn trên mặt đất,chúng tạo thành các đỉnh của tam giác và liên kết với nhau tạo thành lưới tam giác(hình 5-1)

B

2 1

Các yếu tố đo trong lưới có thể là góc, hoặc cạnh Dựa vào chủng loại trị đo,lưới tam giác đo góc được chia ra làm các loại sau:

Lưới tam giác đo góc: Trị đo trong lưới là tất cả các góc trong tam giác Lưới tam giác đo cạnh:Trị đo trong lưới là tất cả các cạnh trong tam giác Lưới tam giác đo góc cạnh: Trị đo trong lưới bao gồm cả góc và cạnh Có

thể đo tất cả các góc, tất cả các cạnh hoặc đo một số góc và một số cạnh

b Phương pháp đường chuyền

Trong phương pháp này, các điểm khống chế được chọn và chôn trên mặt đất

và được liên kết với nhau tạo thành đường gãy khúc (hình5-2)

Trị đo trong lưới là tất cả các cạnh và các góc ngoặt của đường chuyền

V

IV

III a

I a

Loại lưới này thường dùng trong vùng có địa hình phức tạp.

d Phương pháp trắc địa vệ tinh

Các phương pháp xây dựng lưới khống chế mặt bằng đã nêu trên có cácnhược điểm sau:

- Các điểm liền kề nhau tạo thành đồ hình cơ bản phải trực tiếp hoặc sau khixây dựng tiêu phải trông thấy nhau (phải thông hướng)

- Do ảnh hưởng của độ cong trái đất và chiết quang nên chiều dài cạnh bị hạnchế Hơn nữa cạnh càng dài, tiêu phải càng cao, gây khó khăn tốn kém về kinh tế.Chính vì vậy lưới tam giác hạng I (lưới bậc cao nhất) thì chiều dài cạnh trung bìnhchỉ là 25 km

- Rất khó khăn khi sử dụng các phương pháp này để liên kết toạ độ trên đấtliền và hải đảo

- Khó khăn khi thực hiện công tác đo nối lưới quốc gia với hệ thống toạ độkhu vực và quốc tế để giải quyết các bài toán chung trên toàn cầu

- Khối lượng công tác đo đạc lớn, cần nhiều nhân lực và bị phụ thuộc nhiềuvào điều kiện thời tiết

Lưới trắc địa vệ tinh có thể khắc phục được các nhược điểm trên Hiện nay,trên thế giới và Việt Nam, lưới trắc địa vệ tinh bằng công nghệ GPS được dùng phổbiến để xây dựng lưới khống chế mặt bằng Ở Việt Nam từ đầu những năm 90 củathế kỷ trước, Cục Đo đạc và Bản đồ Nhà nước bắt đầu dùng công nghệ GPS Chođến nay, công nghệ GPS đã được dùng để xây dựng lưới cấp cao hơn hạng I (cấp 0)

và đến cả cấp khống chế thấp nhất là lưới đo vẽ Lưới đã được dùng để đo nối toạ

độ trên đất liền và hải đảo trong lãnh thổ Việt Nam, đo nối lưới quốc gia với hệthống toạ độ khu vực và quốc tế

Trong phương pháp trắc địa vệ tinh, trị đo của lưới có được từ kết quả thu tínhiệu vệ tinh nhân tạo Các máy thu đặt tại các điểm khống chế trên mặt đất, thu tínhiệu truyền về từ vệ tinh để tính ra toạ độ điểm quan sát (đo tuyệt đối) hoặc hiệu toạ

độ giữa hai điểm quan sát (đo tương đối) Như vậy, về lý thuyết, các điểm khốngchế trong lưới trắc địa vệ tinh không cần thông hướng với nhau mà chỉ cần thônghướng đến bầu trời Do đó, khoảng cách giữa các điểm không bị hạn chế, có thể lênđến hàng ngàn km

Khi thành lập lưới trắc địa vệ tinh có thể thực hiện theo phương án tuần tựbao gồm tất cả các cấp, hạng hoặc lưới vượt cấp, lưới cùng một cấp hạng

d1 Độ chính xác của lưới

Hiện nay, sử dụng công nghệ GPS có thể xác định vị trí các điểm độc lậpvới độ chính xác đạt tới milimét Đối với máy GPS cầm tay đạt độ chính xác từ 2 –

10 m

chính xác chi u d i gi a hai i m lân c n c a các c p l i GPS

Đ ều dài giữa hai điểm lân cận của các cấp lưới GPS ài giữa hai điểm lân cận của các cấp lưới GPS ữa hai điểm lân cận của các cấp lưới GPS điểm lân cận của các cấp lưới GPS ểm lân cận của các cấp lưới GPS ận của các cấp lưới GPS ủa các cấp lưới GPS ấp lưới GPS ưới GPS

D

q p

Trong đó: a - sai số cố định (mm);

b - hệ số sai số tỷ lệ

D - chiều dài cạnh đo (km)

Với máy thu 4600 LS : a=5mm; b=1; p" =1; q"=5

Hoặc :   

D

m

d2 Các yêu cầu kỹ thuật chủ yếu của các cấp lưới GPS

Các yêu cầu kỹ thuật chủ yếu của các cấp lưới GPS phải phù hợp với quiđịnh nêu ở bảng 5-1 Chiều dài cạnh ngắn nhất giữa 2 điểm lân cận bằng 1/2 đến 1/3chiều dài cạnh trung bình; chiều dài cạnh lớn nhất bằng 2 3 lần chiều dài cạnhtrung bình Khi chiều dài cạnh nhỏ hơn 200 m, sai số trung phương chiều dài cạnhphải đạt tiêu chuẩn theo bảng 5-1

B ng 5-1- Yêu c u k thu t ch y u c a l ỹ thuật chủ yếu của lưới GPS được thành lập để phục vụ đo vẽ ật chủ yếu của lưới GPS được thành lập để phục vụ đo vẽ ủ yếu của lưới GPS được thành lập để phục vụ đo vẽ ếu của lưới GPS được thành lập để phục vụ đo vẽ ủ yếu của lưới GPS được thành lập để phục vụ đo vẽ ưới GPS được thành lập để phục vụ đo vẽ i GPS được thành lập để phục vụ đo vẽ c th nh l p ành lập để phục vụ đo vẽ ật chủ yếu của lưới GPS được thành lập để phục vụ đo vẽ để phục vụ đo vẽ ph c v o v ục vụ đo vẽ ục vụ đo vẽ đ ẽ

b n đồ

Cấp hạng

Chiều dài cạnhtrung bình(km)

a(mm)

Bảng 5-2- Qui định về số lượng cạnh trong vòng đo độc lập hoặc tuyến phù hợp đối với

các cấp lưới GPS

11

hoặc tuyến phù hợp

Điểm GPS các cấp đều chôn mốc vĩnh cửu, khi chôn mốc đáy hố phải đổgạch, sỏi hoặc đổ một lớp bê tông lót Mốc có thể đúc sẵn bằng bê tông cốt théptheo quy cách trong quy phạm hiện hành của Nhà nước rồi đem chôn, có thể đúc ởhiện trường, hoặc có thể lợi dụng nền đá, nền bê tông khoan gắn thêm dấu mốc ởhiện trường

Điều quan trọng cần chú ý, đất dùng để chôn mốc GPS phải được sự đồng ýcủa cơ quan quản lý, người đang sử dụng đất cần làm thủ tục chuyển quyền sử dụngđất và làm các thủ tục uỷ quyền bảo quản mốc Trong các tài liệu phải bàn giao saukhi chọn điểm chôn mốc, không thể thiếu hồ sơ cho phép sử dụng đất và giấy bảoquản mốc trắc địa

d3 Hệ thống vệ tinh nhân tạo

Các vệ tinh nhân tạo thường dùng là hệ thống định vị GPS của Mỹ

Hệ thống cho phép xác định toạ độ của điểm quan sát ở bất kỳ vị trí, vào bất

kỳ thời điểm, trong bất kỳ điều kiện thời tiết nào ở trên mặt đất, trên biển cũng nhưtrong không gian Hệ thống gồm ba đoạn:

- Đoạn không gian

- Đoạn điều khiển

- Đoạn mặt đất

Đoạn không gian: Gồm 24 vệ tinh trong đó có ba vệ tinh dự trữ quay trên 6

mặt phẳng quỹ đạo cách đều nhau, mỗi mặt phẳng có góc nghiêng là 550 so với mặtphẳng quỹ đạo trái đất Quỹ đạo của vệ tinh hầu như là quỹ đạo tròn và vệ tinh bay

ở độ cao xấp xỉ 20.200 km so với mặt đất Chu kỳ quay của vệ tinh là 718 phút Mỗi

vệ tinh được trang bị máy phát tần số chuẩn nguyên tử với độ ổn định cao cỡ 10-12

Để giảm ảnh hưởng của tầng điện ly, tín hiệu sử dụng hai sóng tải L1 và L2.Các sóng tải được điều biến bởi hai loại mã khác nhau : Code C/A và Code P.Trong đó Code C/A chỉ điều biến sóng tải L1 và Code P điều biến cả sóng tải L1 và

L2 Ngoài ra, sóng tải L1 và L2 còn được điều biến bởi các thông tin đạo hàng

Đoạn điều khiển: Gồm một trạm điều khiển trung tâm đặt tại nước Mỹ và 04

trạm theo dõi được bố trí khá đều trên vành đai xích đạo của trái đất

Nhiệm vụ của đoạn điều khiển là: Điều khiển toàn bộ hoạt động và chứcnăng của vệ tinh trên cơ sở theo dõi tín hiệu truyền về từ vệ tinh Số liệu quan sátnhận được từ các trạm theo dõi được truyền về các trạm trung tâm để xử lý nhằmxác định được ephemerit (bảng giá trị toạ độ của vệ tinh theo thời gian) chính xáccủa vệ tinh và số hiệu chỉnh của đồng hồ vệ tinh Các số liệu này được chuyển từtrạm trung tâm về trạm theo dõi sau đó truyền tiếp lên các vệ tinh Bằng cách đó toạ

độ của vệ tinh cũng như đồng hồ luôn được chính xác hoá lại, ít nhất là ba lần trongmột ngày

Đoạn sử dụng: Bao gồm tất cả các khách hàng có máy thu GPS Các máy

thu GPS có thể là các máy ở dạng đơn chiếc gọn nhẹ, loại bỏ túi hoặc đeo tay nhưđồng hồ, có thể là những bộ máy thu gồm nhiều chiếc, cho phép xác định vị trítương hỗ giữa các điểm với sai số cỡ cm, thẫm chí đến mm với khoảng cách vài bachục, vài ba trăm đến hàng ngàn km

Các đại lượng đo trong GPS có thể là:

- Khoảng cách giả theo tín hiệu code

Vệ tinh phát đi tín hiệu code tựa ngẫu nhiên dạng a, tín hiệu này được phát tới máythu Trong máy thu đồng thời cũng tạo ra tín hiệu hoàn toàn giống như tín hiệu a của vệtinh Bằng cách so sánh tín hiệu thu được từ vệ tinh và tín hiệu do chính máy thu tạo ra sẽxác định được khoảng thời gian lan truyền tín hiệu từ vệ tinh đến máy thu và từ đó tính rađược khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu:

Trong đó: R là khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu;

t là khoảng thời gian lan truyền tín hiệu từ vệ tinh đến máy thu;

c là vận tốc truyền sóng

Do sự không đồng bộ của đồng hồ trên vệ tinh và máy thu, do ảnh hưởngcủa môi trường lan truyền tín hiệu nên khoảng cách thu được R không phải làkhoảng cách chính xác mà chỉ là khoảng cách giả từ vệ tinh đến máy thu

Độ chính xác định vị của trị đo này không cao và ít được dùng trong định vịtrắc địa

- Pha sóng tải

Việc đo khoảng cách giả theo tín hiệu code chỉ cho phép xác định được khoảngcách từ vệ tinh đến máy thu với sai số lý thuyết là 30m Để đạt độ chính xác cao hơn tadùng đại lượng đo khác là đo pha sóng tải Thực chất là đo hiệu số giữa pha của sóng tải domáy thu nhận được từ vệ tinh và pha của tín hiệu do chính máy thu tạo ra

) (

2

ct N

Trong đó:  là bước sóng của tín hiệu;

R là khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu

Nếu sử dụng sóng tải L1 thì ta có thể đo được khoảng cách từ vệ tinh đếnmáy thu với độ chính xác đến cm, thậm chí mm Sóng tải L2 cho độ chính xác thấphơn nhiều nhưng tác dụng của nó là cùng với sóng tải L1 là giảm ảnh hưởng củatầng điện ly

- Tần số Doppler: Đo giá trị trôi tần giữa tín hiệu thu và tín hiệu phát.

Hiện nay, ngoài hệ thống định vị GPS còn có hệ thống GOLASS của Nga và

hệ thông GALILEO của Châu Âu Một số loại máy thu cho phép thu được cả hailoại tín hiệu GPS và GOLASS

13

đ Các phương pháp khác

đ1 Phương pháp thiên văn

Đây là phương pháp cổ xưa nhất Theo phương pháp này, bằng cách quan sátcác thiên thể trong vũ trụ sẽ tính ra được tọa độ địa lý ,  của các điểm trên mặtđất và góc phương vị thiên văn của các cạnh, sau đó hiệu chỉnh thêm độ lệch dâydọi Nếu đo thiên văn gần đúng thì tọa độ điểm đạt độ chính xác khoảng 3” tươngđương khoảng 100 m trên mặt đất Nếu đo thiên văn chính xác thì đạt độ chính xác0.3” tương đương 10 m

đ2 Phương pháp đo cạnh bằng hệ thống Shoran và Hiran

Để xây dựng được lưới khống chế nối các khu vực xa nhau, sau chiến tranhthế giới thứ hai, ở nước Anh đã đề xuất phương pháp đo cạnh bằng hệ thốngShoran

Theo kỹ thuật này, người ta đặt máy thu phát Radio trên máy bay Giả sử đocạnh A-B, cần đặt tại A và B thiết bị thu và phản hồi tín hiệu về máy bay Máy thu

sẽ thu tín hiệu trên máy bay và xử lý tín hiệu phản hồi, liên tục tính ra khoảng cách

CÂU HỎI ÔN TẬP

1 Khái niệm về lưới khống chế mặt bằng?

2 Mục đích xây dựng lưới khống chế mặt bằng ?

3 Nguyên tắc xây dựng lưới khống chế mặt bằng?

4 Phân loại lưới theo quy mô và độ chính xác?

5 Phân loại lưới theo nguyên tắc xây dựng lưới?

6 Nhược điểm của lưới tam giác, lưới đường chuyền?

7 Ưu điểm của lưới trắc địa vệ tinh?

5.2 Mật độ điểm khống chế mặt bằng

5.2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến mật độ điểm khống chế mặt bằng

1 Khái niệm về mật độ điểm khống chế mặt bằng

Mật độ điểm khống chế mặt bằng là số lượng điểm khống chế mặt bằng trênmột đơn vị diện tích

Việc xác định mật độ điểm khống chế mặt bằng trong công tác đo vẽ bản đồ

là rất quan trọng Mật độ điểm khống chế mặt bằng phải được tính toán phù hợp,đảm bảo cả về mặt kinh tế và kỹ thuật

Nếu mật độ điểm khống chế quá thấp sẽ không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

Ví dụ: Khi số lượng điểm khống chế quá thưa, sẽ không đảm bảo cho việc đo

vẽ hết các chi tiết địa vật, địa hình tại những nơi bị che khuất; hoặc mặc dù đo vẽhết được các chi tiết địa hình địa vật nhưng không đảm bảo được độ chính xác vìkhoảng cách từ điểm khống chế (điểm đứng máy) đến điểm chi tiết cần đo vẽ quáxa

Ngược lại với trường hợp trên, nếu mật độ điểm khống chế quá cao sẽ khôngđảm bảo tính kinh tế Vì chi phí xây dựng lưới khống chế sẽ tăng theo số lượngđiểm

Vì v y ận của các cấp lưới GPS điểm lân cận của các cấp lưới GPSểm lân cận của các cấp lưới GPS điểm lân cận của các cấp lưới GPSảm bảo được yêu cầu kỹ thuật và kinh tế trong công m b o ảm bảo được yêu cầu kỹ thuật và kinh tế trong công điểm lân cận của các cấp lưới GPSược tính theo công thức 5-1: c yêu c u k thu t v kinh t trong công ầu kỹ thuật và kinh tế trong công ỹ thuật và kinh tế trong công ận của các cấp lưới GPS ài giữa hai điểm lân cận của các cấp lưới GPS ế trong công tác o v b n điểm lân cận của các cấp lưới GPS ẽ bản đồ cần thiết phải xác định được mật độ điểm khống chế ảm bảo được yêu cầu kỹ thuật và kinh tế trong công điểm lân cận của các cấp lưới GPSồ cần thiết phải xác định được mật độ điểm khống chế ầu kỹ thuật và kinh tế trong công c n thi t ph i xác ế trong công ảm bảo được yêu cầu kỹ thuật và kinh tế trong công điểm lân cận của các cấp lưới GPSị của cạnh được tính theo công thức (5-2) nh điểm lân cận của các cấp lưới GPSược tính theo công thức 5-1: c m t ận của các cấp lưới GPS điểm lân cận của các cấp lưới GPS điểm lân cận của các cấp lưới GPS ểm lân cận của các cấp lưới GPS i m kh ng ch ống chế ế trong công

m t b ng phù h p Trên c s ó, k t h p di n tích khu o ta có th xác ợc tính theo công thức 5-1: ơng vị của cạnh được tính theo công thức (5-2) ở đó, kết hợp diện tích khu đo ta có thể xác điểm lân cận của các cấp lưới GPS ế trong công ợc tính theo công thức 5-1: ện tích khu đo ta có thể xác điểm lân cận của các cấp lưới GPS ểm lân cận của các cấp lưới GPS

điểm lân cận của các cấp lưới GPSị của cạnh được tính theo công thức (5-2) điểm lân cận của các cấp lưới GPSược tính theo công thức 5-1: ổng số điểm khống chế cần xây dựng theo công thức: ống chế điểm lân cận của các cấp lưới GPS ểm lân cận của các cấp lưới GPS ống chế ế trong công ầu kỹ thuật và kinh tế trong công ựng theo công thức: ức 5-1:

M F

Trong đó: M là mật độ điểm khống chế;

F là diện tích khu đo;

N là tổng số điểm cần xây dựng trên khu đo

2 Cơ sở lựa chọn mật độ điểm khống chế

Về mặt định tính, mật độ điểm khống chế phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong

đó cơ bản gồm có bốn yếu tố sau:

- Phương pháp đo vẽ bản đồ địa hình

- Đặc điểm địa hình địa vật của khu vực cần đo vẽ

- Tỷ lệ bản đồ cần đo vẽ

- Phương pháp thành lập lưới khống chế

a Phương pháp đo vẽ bản đồ địa hình

Hai phương pháp cơ bản để thành lập bản đồ địa hình là phương pháp đotrực tiếp trên thực địa và phương pháp đo ảnh

15

Phương pháp đo trực tiếp trên thực địa là phương pháp dùng các loại máykinh vĩ, toàn đạc điện tử hoặc các máy GPS (đo động) để xác định vị trí tương hỗcủa các điểm chi tiết địa hình, địa vật so với điểm khống chế.

Phương pháp đo ảnh sử dụng các ảnh chụp từ máy bay, từ vệ tinh hoặc từcác trạm chụp trên mặt đất để thành lập bản đồ địa hình Trong đo ảnh thường sửdụng hai công nghệ cơ bản là đo ảnh lập thể, đo ảnh phối hợp với đo trực tiếp ngoàitrời Đo ảnh lập thể dùng ảnh hàng không, ảnh vệ tinh xác lập các mô hình lập thểcủa mặt đất trên các máy đo ảnh, từ đó đo vẽ dáng đất kết hợp với kỹ thuật đoán đọcảnh để đo vẽ địa vật trên máy và cuối cùng là đo vẽ bổ sung và kiểm tra thựcđịa.Công nghệ đo chụp phối hợp thường sử dụng bình đồ ảnh hoặc ảnh đơn để đo

vẽ Các yếu tố địa vật được xác định thông qua việc đoán đọc và điều vẽ ảnh ngoàitrời, còn địa hình được đo vẽ trực tiếp bằng máy kinh vĩ, máy toàn đạc hoặc máyGPS

Với cùng một khu đo, mật độ điểm khống chế mặt bằng trong hai phươngpháp trên là khác nhau Khi đo vẽ bản đồ địa hình bằng ảnh, phần lớn các điểmkhống chế được xây dựng bằng kỹ thuật tăng dày theo phương pháp tam giác ảnhkhông gian Các điểm này được gọi là các điểm khống chế nội nghiệp (không cần

đo vẽ trên thực địa để xác định tọa độ) Mỗi tấm ảnh hoặc mô hình lập thể chỉ cầntối thiểu 5 điểm khống chế ảnh biết tọa độ và độ cao theo hệ tọa độ mặt đất Cácđiểm này được gọi là các điểm khống chế ngoại nghiệp, đóng vai trò như các điểmgốc hạng cao khi xây dựng một lưới khống chế cấp thấp hơn, phục vụ cho việc đonối các khối tam giác ảnh nên có thể xây dựng lưới khống chế mặt bằng có mật độnhỏ

Khi đo vẽ bản đồ theo phương pháp đo vẽ trực tiếp ngoài thực địa, tất cả cácđiểm khống chế đều cần phải đo vẽ trên thực địa để xác định tọa độ, vì vậy mật độđiểm khống chế địa hình lớn hơn phương pháp đo vẽ bản đồ bằng ảnh

b Đặc điểm địa hình, địa vật của khu vực cần đo vẽ

Đặc điểm địa hình, địa vật của khu đo quyết định đến mật độ điểm khốngchế Thật vậy, nếu khu đo thoáng đãng, bằng phẳng, tầm nhìn thông tốt thì mật độđiểm khống chế nhỏ Ngược lại, nếu khu đo có địa hình phức tạp như: độ dốc lớn,

bị chia cắt nhiều, có nhiều cây cối và địa vật che khuất làm hạn chế tầm nhìn thôngthì mật độ điểm khống chế phải lớn mới có thể đo vẽ hết địa vật, địa hình

Mật độ điểm khống chế phụ thuộc vào phương pháp thành lập lưới Ví dụnếu thành lập lưới theo phương pháp tam giác thì mật độ điểm khống chế sẽ lớn hơnphương pháp đường chuyền.

5.2.2 Phương pháp xác định diện tích khống chế của một điểm

Để xác định mật độ điểm khống chế cần phải biết được diện tích khống chếcủa một điểm

Yêu cầu của lưới khống chế là

các điểm khống chế phải được phân bố

rải đều trên toàn bộ khu đo Trong thực

tế, khái niệm đều chỉ mang tính tương

đối Nhưng để có cơ sở tính toán chúng

ta tạm giả thiết lưới được phân bố rải

đều một cách lý tưởng, các điểm khống

chế nằm ở đỉnh các tam giác đều

Khoảng cách giữa các điểm khống chế

bằng nhau và bằng S (xem hình 5-4)

Nếu coi diện tích khống chế

điểm A (phạm vi máy đặt tại A có thể

quét đến để đo vẽ chi tiết địa hình, địa vật) được xác định bởi vòng tròn bán kínhR= S/2 thì còn thừa các điểm nằm ngoài các vòng tròn (phần gạch chéo trong hình5-4)

Vì vậy để đảm bảo đo vẽ hết được địa hình, địa vật , khu vực khống chế thực tế củađiểm A phải là lục giác đều cạnh D =AK= S 3 ( hình5-4)

Diện tích của lục giác đều sẽ là:

2 2

3 2 3 2

Trong thực tế, điểm khống chế không phân bố rải đều lý tưởng, vì vậy S

trong công thức (5-7) sẽ được xem là khoảng cách trung bình giữa các điểm khống

Trong đó : F1 là 1 đơn vị diện tích;

P là diện tích khống chế của một điểm

Số lượng điểm khống chế trên khu đo (N) được tính theo công thức:

M F

Trong đó: F là diện tích khu đo

Ví dụ1: Tính tổng số lượng điểm khống chế cần xây dựng, biết diện tích khu

đo là 200 ha, mật độ điểm khống chế là 1 điểm/ ha

Giải: Áp dụng công thức (5-9), số lượng điểm khống chế cần xây dựng là:

N = 200 x 1 = 200 điểm

Ví dụ 2: Tính tổng số lượng điểm khống chế cần xây dựng, biết diện tích khu

đo là 200 ha, mật độ điểm khống chế là 17 điểm/ km2

Giải: Diện tích khu đo tính theo đơn vị km2 là:

Ví dụ 3 : Tính tổng số lượng điểm khống chế cần xây dựng, biết diện tích

khu đo là 500 ha, diện tích khống chế của một điểm là 6 ha

Giải: Áp dụng công thức (5-10), số lượng điểm khống chế cần xây dựng là:

63 8

Ví dụ 4 : Tính tổng số lượng điểm khống chế cần xây dựng, biết diện tích

khu đo là 2 km2, diện tích khống chế của một điểm là 6 ha

Giải: Diện tích khu đo tính theo đơn vị km2 là:

2 km2 = 2 000 000 m2 = 200 ha

Áp dụng công thức (5-10), ta có số lượng điểm khống chế cần xây dựng là:

33 6

- Diện tích khu đo F

- Diện tích khống chế của một điểm

Diện tích khu đo là một thông số đã biết, nhiệm vụ còn lại là chúng ta phảixác định được diện tích khống chế của một điểm P, đồng nghĩa với việc phải xácđịnh được khoảng cách giữa các điểm khống chế S

* Khoảng cách giữa các điểm khống chế S

Khi đo vẽ bản đồ địa hình theo phương pháp toàn đạc, vị trí các điểm chi tiếtđịa hình địa vật được xác định bởi kết quả đo tọa độ cực (góc cực  và cạnh cực D).

Nội dung phương pháp

toàn đạc được mô tả như hình

5-5 Trong đó, A và B là hai

điểm khống chế đã biết tọa độ

và độ cao, K là điểm chi tiết

Để xác định vị trí điểm K, đặt

máy kinh vĩ hoặc máy toàn đạc

điện tử ở A, định hướng về B,

đo góc bằng , khoảng cách

nằm ngang D và độ chênh cao

h Sai số đo góc  (m) và sai

số đo chiều dài D (mD) cùng

ảnh hưởng đến độ chính xác vị

trí điểm K

Độ chính xác bản đồ địa hình được đặc trưng bởi sai số trung phương vị trímặt bằng và độ cao của điểm chi tiết địa vật và địa hình so với điểm khống chế trắcđịa gần nhất Trong các quy phạm thường quy định sai số trung bình vị trí điểm địavật rõ nét là  = 0.5 mm trên bản đồ Trong trường hợp này sai số trung phương vị tríđiểm địa vật sẽ là:

mm

4

5 5 , 0 4

- Sai số số liệu gốc (mg)

- Sai số đo điểm chi tiết (mđo)

- Sai số vẽ điểm chi tiết (mvẽ)

2 2 2 2

ve do g

2 2

Nếu coi sai số đo góc và đo dài ảnh hưởng ngang nhau đến sai số tổng hợp , thì sai

số đo chiều dài sẽ là:

31 , 0 2

44 , 0

 do

D

m m

Đây là sai số đo dài cho phép trên bản đồ Sai số đo dài cho phép trên thực địatương ứng sẽ là:

Trong đó: D là khoảng cách cho phép từ máy đến mia; T1 là sai số trungphương tương đối đo dài, đại lượng này phụ thuộc vào chất lượng máy, thiết bị đodài

Ví dụ 5: Đo dài bằng máy thị cự thì 1 3001

Ví dụ 6 : Bản đồ cần đo vẽ có tỷ lệ 1/2000 Khoảng cách D được đo bằng

dây thị cự trong máy quang học với sai số trung phương tương đối 1 3001

Khoảng cách cho phép từ máy tới mia khi đó sẽ là:

m mm

MT

D 0 , 31  0 31  2000  300 ( )  186

Tóm lại, với mỗi loại tỷ lệ bản đồ và các loại thiết bị đo dùng đo vẽ bản đồ,

ta sẽ có hai thông số tương ứng là mẫu số tỷ lệ bản đồ M và sai số trung phươngtương đối

T

1

, từ đó sẽ xác định được khoảng cách cho phép từ máy tới điểm chitiết D theo công thức (5-16) Khoảng cách cho phép giữa hai điểm khống chế (haiđiểm trạm đo) khi đó sẽ là:

Từ khoảng cách S giữa hai điểm khống chế ta sẽ xác định được diện tíchkhống chế của một điểm P theo công thức (5-7) Trên cơ sở đó tính được tổng sốđiểm khống chế cần xây dựng trên khu đo theo công thức (5-10)

Trên cơ sở lý thuyết này, quy phạm [1] đã đưa ra quy định khoảng cách chophép từ máy đến điểm chi tiết tương ứng cho từng loại tỷ lệ bản đồ cần đo vẽ

Sau đây là một vài số liệu trích ra từ quy phạm:

B ng 5-3 – Kho ng cách cho phép t máy ảm bảo được yêu cầu kỹ thuật và kinh tế trong công ảm bảo được yêu cầu kỹ thuật và kinh tế trong công ừ máy đến điểm chi tiết điểm lân cận của các cấp lưới GPSế trong công điểm lân cận của các cấp lưới GPS ểm lân cận của các cấp lưới GPSn i m chi ti tế trong công

Tỉ lệ bản đồ Khoảng cách đo chi tiết D( m)

Ví dụ 7: Tính tổng số điểm khống chế cần xây dựng trong các trường hợp

được cho trong bảng 5-4

Bảng 5-4 – Bảng số liệu tính tổng số điểm khống chế cần xây dựng

Tỉ lệ bảnđồ

Khoảng cách đochi tiết D ( m)

Diện tích Kccủa một điểm( ha)

Diện tíchmột tờ bản

đồ (ha)

Số điểmN= F/P

Nếu lập lưới khống chế địa hình có n cấp mỗi cấp có số điểm tương ứng là

N1, N2, , Nn thì ta có quan hệ:

21

N = N1 + N2+ + Nn (5-18)Quy phạm [1] quy định mật độ trung bình các điểm trắc địa Nhà nước hạng

I, II, III, IV phải đảm bảo trên diện tích 20 - 30 km2 có một điểm để đo vẽ bản đồ tỷ

lệ 1: 5000, để đo vẽ bản đồ tỷ lệ 1: 500, 1: 1000, 1: 2000 thì từ 1-15 km2 phải cómột điểm khống chế tọa độ

Để đảm bảo mật độ các điểm khống chế khi đo vẽ bản đồ địa hình phải pháttriển lưới chêm dày khu vực và lưới khống chế đo vẽ Lưới khống chế khu vựcđược phát triển dưới dạng lưới tam giác giải tích cấp 1, cấp 2 hoặc lưới đườngchuyền cấp 1 , cấp 2 Tổng số điểm từ lưới giải tích cấp 2 trở lên phải đảm bảo có ítnhất 4 điểm trên 1 km2 ở vùng thành phố, khu công nghiệp, khu vực xây dựng và

1 điểm trên 1 km2 ở khu vực không xây dựng

Cơ sở lý thuyết của việc xác định mật độ điểm khống chế địa hình giới thiệutrên đây giúp ta hiểu được quy phạm và có thể xác định được số điểm khống chếcần xây dựng trong trường hợp cụ thể

CÂU HỎI ÔN TẬP

1.Mật độ điểm khống chế địa hình là gì?

2 Mật độ điểm khống chế địa hình phụ thuộc vào các yếu tố cơ bản nào? Phân tích

sự phụ thuộc đó

3 Nêu phương pháp xác định diện tích khống chế của một điểm?

4 Khoảng cách cho phép từ máy đến điểm chi tiết được tính theo công thức nào?Giải thích các thành phần trong công thức

5 Cho khoảng cách cho phép từ máy đến điểm chi tiết là D = 80 m, tính khoảngcách trung bình giữa các điểm trong lưới khống chế

6 Cho bản đồ tỷ lệ 1/10000, đo chi tiết được thực hiện bằng máy quang học có độchính xác đo dài 1/300 Tính khoảng cách trung bình giữa các điểm trong lướikhống chế cần đo vẽ và diện tích khống chế của một điểm

7 Để phục vụ đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ 1/2000 trên diện tích 2000 ha, cần xây

dựng bao nhiêu điểm khống chế mặt phẳng? Biết công tác đo chi tiết được thựchiện bằng máy kinh vĩ quang học có độ chính xác đo dài là: 1/T = 1/300

5.3 Độ chính xác cần thiết của các cấp khống chế mặt bằng

Khi nhận nhiệm vụ đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ 1/M cho một khu đo, chúng taphải xác định được tổng số điểm khống chế cần xây dựng, số cấp khống chế cầnxây dựng và độ chính xác cần thiết của từng cấp

Trong nội dung bài 5.2 chúng ta đã đề cập đến việc xác định tổng số điểmkhống chế Số cấp khống chế cần xây dựng phụ thuộc vào diện tích khu đo, đặcđiểm địa hình địa vật và tỷ lệ cần đo vẽ Trong nội dung bài học này sẽ phân tích cơ

sở lý thuyết để xác định độ chính xác của từng cấp khống chế

Trước hết, chúng ta cần nhận thức được vai trò, ý nghĩa của việc xác định độchính xác cần thiết của các cấp khống chế Độ chính xác cần thiết của các cấpkhống chế cần xây dựng là một loại chỉ tiêu rất quan trọng trong phương án kỹ thuậtcủa một công trình đo vẽ bản đồ, nó mang cả ý nghĩa kỹ thuật và kinh tế Nếu độchính xác của các cấp khống chế quá thấp thì việc xây dựng lưới sẽ dễ dàng (ít tốnkém về kinh tế) nhưng sẽ gây sai số lớn trên sản phẩm bản đồ (không đảm bảo yêucầu kỹ thuật) Ngược lại nếu quy định độ chính xác quá cao (đảm bảo tốt yêu cầu kỹthuật) sẽ gây khó khăn, tốn kém không cần thiết (lãng phí về mặt kinh tế) Vì vậyxác định độ chính xác cần thiết của các cấp khống chế sao cho phù hợp, đảm bảohài hòa cả hai yêu cầu kỹ thuật và kinh tế là một công việc rất quan trọng, quyếtđịnh lớn đến chất lượng thành phẩm bản đồ và chi phí giá thành.

Giả sử lưới được xây dựng gồm n cấp: cấp 1, cấp 2, cấp n Độ chính xáccủa các cấp được đặc trưng bởi sai số trung phương vị trí điểm yếu nhất của mạnglưới m1, m2, , mn Như vậy xác định độ chính xác cần thiết của các cấp khống chế tức làxác định:

mi =? với i  nTheo nguyên tắc xây dựng lưới khống chế từ tổng thể đến cục bộ, từ độchính xác cao đến độ chính xác thấp, ta có độ chính xác sẽ giảm dần từ cấp 1 đếncấp n Cấp 1 sẽ có độ chính xác cao nhất (tức m1 nhỏ nhất), cấp ncó độ chính xácthấp nhất (tức mn lớn nhất)

Các điểm khống chế ở cấp cuối cùng là các điểm trạm đo (điểm đứng máy)trong đo vẽ chi tiết Cấp cuối cùng là cấp có độ chính xác thấp nhất nên để ước tính

độ chính xác cần thiết cho từng cấp, trước hết ta phải ước tính độ chính xác cầnthiết cho cấp cuối cùng (Mc) trên cơ sở yêu cầu tỷ lệ bản đồ cần đo vẽ

Tiếp theo, giả thiết rằng các cấp khống chế kề nhau có cùng một hệ số suygiảm độ chính xác K (với K được chọn một cách hợp lý theo một nghĩa toán họcnào đó) ta sẽ tính được độ chính xác cần thiết của các cấp khống chế còn lại dựa và

Mc và K

Vì vậy để trả lời được câu hỏi về độ chính xác cần thiết của các cấp khốngchế, ta cần phải giải quyết được các vấn đề sau:

- Xác định độ chính xác cần thiết cho cấp cuối cùng (Mc)

- Xác định hệ số suy giảm độ chính xác K hợp lý giữa hai cấp khống chế kềnhau

- Xác định độ chính xác cần thiết của các cấp khống chế dựa vào Mc và K

5.3.1 Yêu cầu độ chính xác cấp khống chế cuối cùng

Về mặt định tính, độ chính xác của lưới khống chế cấp cuối cùng được xácđịnh dựa trên cơ sở yêu cầu độ chính xác của bản đồ thành lập (tức là phụ thuộc vào

tỷ lệ bản đồ) và khả năng của kỹ thuật triển điểm lên bản đồ

Sai số vị trí điểm trên bản đồ do hai nguồn gây ra:

23

- Sai số đo vẽ trên thực địa

- Sai số triển điểm lên bản đồ

Theo tính toán, nếu triển điểm bằng compa và thước tỷ lệ, sai số triển điểmkhông nhỏ hơn 0,18 mm trên bản đồ Nếu triển điểm bằng máy triển tọa độ chuyêndụng thì sai số này có thể đạt tới 0,1 mm trên bản đồ

Công tác đo đạc lưới tọa độ ở thực địa là công việc khó khăn và tốn kém Vìvậy dẫn tới quan điểm cho rằng độ chính xác đo đạc lưới khống chế địa hình chỉ cầnđạt mức tương đương với độ chính xác biểu diễn vị trí điểm lên bản vẽ Nghĩa là sai

số trung phương xác định vị trí điểm khống chế tọa độ cấp cuối cùng ở thực địa cầnnhỏ hơn 0,18 mm hoặc 0,1 mm tính theo tỷ lệ bản đồ Nếu mẫu số tỷ lệ bản đồ là

M, ta có sai số trung phương vị trí điểm khống chế cấp cuối cùng là:

MC = 0,18M (mm)

MC = 0,1M (mm)Như vậy, độ lớn của MC phụ thuộc vào điều kiện kỹ thuật triển điểm và tỷ lệbản đồ Nếu triển điểm bằng compa và thước tỷ lệ thì:

5.3.2 Quan hệ hợp lí giữa độ chính xác của các cấp khống chế mặt bằng

Mạng lưới khống chế trắc địa phục vụ đo vẽ bản đồ địa hình được xây dựngtheo nhiều cấp Thông thường số cấp khống chế sẽ tăng theo diện tích khu đo, mức

độ phức tạp của địa hình và độ lớn của tỷ lệ bản đồ

Giả sử lưới được xây dựng gồm n cấp: cấp 1, cấp 2, cấp n Các cấp lướiđược đo đạc một cách độc lập, số liệu của cấp cao hơn được dùng làm số liệu gốccho lưới cấp thấp hơn Sai số đo trong mỗi cấp tương ứng là m1, m2, mn, saisố tổnghợp vị trí điểm khống chế cấp cuối cùng sẽ là:

2 n 2

2 2

Sai số của cấp thứ i+1 sẽ gồm hai thành phần:

- Sai số số liệu gốc của cấp cao hơn ( cấp thứ i) : mi

- Sai số đo của chính cấp thứ i+1 : mi+1

Gọi Mi+1 là sai số tổng hợp của cấp thứ i+1, ta có:

2 1 2 2

2 1

2 1

1 1

K m

m m

Thực tế, khi bình sai lưới cấp thấp nếu phải tính đến sai số số liệu gốc thì bàitoán bình sai sẽ rất phức tạp Vì vậy giá trị K hợp lý sẽ được chọn trên quan điểm:Chọn K sao cho sai số số liệu gốc của cấp trên (mi) ảnh hưởng đến sai số tổng hợpcủa cấp dưới (Mi+1) không đáng kể và có thể bỏ qua khi xử lý số liệu lưới cấp thấp.Như vậy khi đó việc xử lý số liệu lưới cấp thấp sẽ đơn giản hơn nhiều vì số liệu gốcđược coi như là đại lượng không có sai số

Trong lý thuyết sai số ta chấp nhận điều kiện: nếu ảnh hưởng của một nguồnsai số đến sai số tổng hợp nhỏ hơn 10% sai số tổng hợp thì có thể bỏ qua ảnh hưởngcủa nó Theo điều kiện này, để bỏ qua ảnh hưởng của sai số số liệu gốc của cấp thứ

i (mi) đến sai số tổng hợp của cấp thứ i+1 (Mi+1) thì:

2 1

1

1 1 1

, 1

K m

m i  i 

 K  2 , 2 (5-24)

Như vậy khi thiết kế lưới khống chế địa hình nên chọn hệ số giảm độ chínhxác giữa hai cấp lưới kề nhau là K  2,2 Nếu chọn hệ số K < 2,2 thì khi bình sailưới cấp thấp phải tính đến ảnh hưởng sai số số liệu gốc cấp cao, bài toán bình sai sẽtrở nên phức tạp Tuy nhiên nếu chọn K quá lớn sẽ dẫn đến độ chính xác của cáccấp khống chế sẽ quá cao, gây khó khăn trong quá trình đo đạc, đôi khi không thểthực hiện được hoặc là yêu cầu kỹ thuật không cần thiết Vì vậy trong các quy phạmthường ước tính sai số với hê số K = 2 - 3 Đó chính là quan hệ hợp lí về độ chínhxác giữa các cấp khống chế mặt bằng

5.3.3 Phương pháp ước tính độ chính xác cần thiết của các cấp khống chế mặt bằng

Thực tế, sơ đồ phát triển lưới khống chế (số cấp khống chế) và độ chính xáccủa từng cấp đã được chỉ rõ trong các quy phạm đo vẽ bản đồ địa hình Tuy nhiênviệc nghiên cứu các phương pháp ước tính độ chính xác cần thiết của các cấp khốngchế mặt bằng vẫn có một ý nghĩa thiết thực bởi hai lý do sau:

- Giúp hiểu rõ được cơ sở lý thuyết của các quy định trong quy phạm về độchính xác của các cấp khống chế

25

- Khi thực hiện một nhiệm vụ trắc địa mà không yêu cầu nhất thiết phải tuântheo đúng quy phạm thì căn cứ vào điều kiện riêng của khu đo và lợi ích kinh tế kỹthuật ta có thể tự tính được độ chính xác cần thiết của các cấp khống chế.

Khi thực hiện xây dựng lưới khống chế phục vụ đo vẽ bản đồ địa hình có haitrường hợp xảy ra:

* Trường hợp 1: Khu vực đo vẽ có ít hoặc không có điểm khống chế nhà

nước

Trước hết, xây dựng một lưới khống chế cơ sở phủ trùm cả khu đo, sau đóchêm dày tuần tự các lưới cấp thấp cho đủ mật độ cần thiết Lưới khống chế đượcxây dựng trong trường hợp này gọi là lưới độc lập

* Trường hợp 2: Khu vực đo vẽ đã đủ điểm khống chế cấp cao làm cơ sở

phát triển lưới cấp thấp

Lưới được xây dựng bằng cách tiến hành chêm dày cho đủ mật độ cần thiết

Sơ đồ lưới chêm dày thường được tiến hành tuần tự từ cấp 1 đến cấp n Lưới khốngchế được xây dựng trong trường hợp này gọi là lưới chêm dày

Việc ước tính độ chính xác của các cấp khống chế trong hai trường hợp sẽkhác nhau về phương pháp Sau đây ta sẽ nghiên cứu phương pháp ước tính củatừng trường hợp

1 Ước tính độ chính xác cấp khống chế mặt bằng của lưới độc lập

Giả sử , xây dựng lưới khống chế độc lập gồm n cấp, hệ số giảm độ chínhxác giữa các cấp kề nhau là K Ta có quan hệ sai số trung phương vị trí điểm cáccấp như sau:

m2 = K m1

m3 = K m2 = K2 m1

mi = K i-1 m1Khi ó công th c ( 5-20 ) có th vi t d điểm lân cận của các cấp lưới GPS ức 5-1: ểm lân cận của các cấp lưới GPS ế trong công ưới GPS ạnh được tính theo công thức (5-2) i d ng

M2

C = m2 ( 1 +K2 + K4 + + K 2(n-1) ) (5-25)Đặt : Q =( 1 +K2 + K4 + + K 2(n-1) ) (5-26)

i C i

) 1 ( 

Công thức (5-27) được dùng để tính sai số trung phương vị trí điểm yếu nhất

mi cho cấp thứ i Nhìn vào công thức ta thấy để tính được mi ta cần biết MC, K và Q

Trình tự tính toán có thể thực hiện theo bước sau:

- Tính MC theo công thức (5-19a) hoặc (5-19b);

- Chọn số cấp khống chế n và hệ số suy giảm độ chính xác K (K = 23)

- Tính Q theo công thức (5-26);

- Tính sai số trung phương vị trí điểm yếu nhất cho từng cấp khống chế theo công thức (5-27)

Ví dụ 1: Để phục vụ cho công tác đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ 1/5000 của một

khu vực A, cần xây dựng lưới khống chế mặt bằng dạng độc lập, lưới gồm 3 cấp

Hệ số suy giảm độ chính xác giữa hai cấp khống chế kề nhau (K) là 2,3 Tính độchính xác cần thiết của từng cấp lưới

Giải : Độ chính xác của cấp khống chế cuối cùng (sai số tổng hợp) là:

K M

) 1 1 (



m Q

K M

) 1 2 (



m Q

K M

) 1 3 (



Ví dụ 2: Để phục vụ cho công tác đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ 1/2000 của một

khu vực A, cần xây dựng lưới khống chế mặt bằng dạng độc lập, lưới gồm 2 cấp

Hệ số suy giảm độ chính xác giữa hai cấp khống chế kề nhau (K) là 2,5 Tính độchính xác cần thiết của từng cấp lưới

Giải: Độ chính xác của cấp khống chế cuối cùng (sai số tổng hợp) là:

m Q

K M

m1   C   0 , 134



m Q

K M

) 1 2 (



Trong một số trường hợp độ chính xác của mạng lưới trắc địa được đặc trưngbởi sai số trung phương tương đối cạnh yếu nhất trong lưới tam giác hoặc sai sốkhép tương đối giới hạn trong đường chuyền Vì vậy cần phải tính chuyển sai sốtrung phương vị trí điểm mi chuyển thành các sai số trên

* Chuyển sai số vị trí điểm yếu m i thành sai số trung phương tương đối cạnh yếu (

i

si

S

m

) trong lưới tam giác

Giả sử có hai điểm A và B biết tọa độ là XA,YA và XB,YB và sai số tươngứng là mXA, mYA, mXB, mYB Sai số vị trí điểm của chúng được tính theo công thức:

Trong đó : mA,mB tương ứng là sai số trung phương vị trí điểm A và B

Chiều dài cạnh AB (SAB) tính theo công thức:

2 2

2 2

2 2

Trong đó mS là sai số trung phương của cạnh AB

Nếu các tọa độ thành phần của hai điểm có độ chính xác như nhau, tức là:

X YB YA XB

Thay vào (5-29) ta có

) ) (

) ((

2 2

A B A

B X S

S m m

Công thức (5-32) chứng tỏ nếu hai điểm độc lập nhau về sai số thì sai sốtrung phương chiều dài cạnh sẽ bằng sai số trung phương vị trí điểm một đầu cạnh.

Từ kết luận trên ta thấy rằng khi ước tính được sai số trung phương vị tríđiểm yếu (mi)trong lưới tam giác ta có thể chuyển thành sai số trung phương tươngđối cạnh yếu (

si

S

m S

m

Trong đó Si là chiều dài cạnh trung bình của lưới tam giác cấp thứ i

Ví dụ 3: Cho lưới tam giác có chiều dài cạnh trung bình là 225 m, sai số

trung phương vị trí điểm yếu trong lưới là m = 0,15 m Tính sai số trung phươngtương đối cạnh yếu của lưới

Giải: Áp dụng công thức (5-33), ta có sai số trung phương tương đối

cạnh yếu nhất của lưới là:

1500

1 225

15 , 0

Ví dụ 4: Cho lưới tam giác có chiều dài cạnh trung bình là 400 m, sai số

trung phương vị trí điểm yếu trong lưới là m = 80 mm Tính sai số trung phươngtương đối cạnh yếu của lưới

Giải: Sai số trung phương vị trí điểm yếu của lưới tính theo đơn vị m là:

08 , 0

* Chuyển sai số vị trí điểm yếu m i thành sai số khép tương đối giới hạn trong đường chuyền    

i

i i

i

S

m S

Theo lý thuyết về độ chính xác trong tuyến đường chuyền phù hợp:

- Trước bình sai điểm yếu nhất là điểm cuối của tuyến, sai số tương ứng là

Mi

- Sau bình sai điểm yếu nhất là điểm giữa của tuyến, sai số tương ứng là mi

29

- Sai số trung phương vị trí điểm cuối đường chuyền trước bình sai lớn gấp2,5 lần sai số trung phương vị trí điểm giữa đường chuyền sau bình sai, tức là :

Lấy sai số giới hạn bằng 2 lần sai số trung phương ta có sai số khép giới hạn vị tríđường chuyền sẽ là:

i i

Như vậy ta thấy rằng khi ước tính được sai số trung phương vị trí điểm yếu(mi)trong lưới đường chuyền ta có thể chuyển thành sai số khép tương đối giới hạn( 

Si

S

m S

Ví dụ 5: Cho lưới đường chuyền tổng chiều dài các cạnh là 1500 m, sai số

trung phương vị trí điểm yếu trong lưới m = 0,15 m.Tính sai số khép tương đối giớihạn của lưới

Giải: Áp dụng công thức (5-36), ta có sai số khép tương đối giới hạn của

lưới là:

1 1500

15 , 0

2 Ước tính độ chính xác các cấp khống chế mặt bằng trong lưới chêm dày

Giả sử trong khu vực đo vẽ đã có lưới cấp cao với độ chính xác đặc trưng là sai

số trung phương tương đối chiều dài cạnh:

o o

S

T S

Để đảm bảo đủ mật độ điểm cần chêm dày thêm các lưới cấp thấp theo tuần

tự từ cấp 1 đến cấp n Độ chính xác của các cấp này được đặc trưng bởi sai số trungphương tương đối chiều dài cạnh:

K

T K

n

K

T K

T

T  1 

(5-37)

Từ đó suy ra:

n n

o T

chế cần xây dựng n và yêu cầu độ chính xác cấp khống chế cuối cùng

n

T

1.Thay K vào công thức (5-37) ta tính được Ti là mẫu số của sai số trungphương tương đối chiều dài cạnh cấp thứ i

Nếu xây dựng lưới tam giác thì ta có yêu cầu sai số trung phương tương đối cạnhyếu của cấp thứ i là:

i i

si

T S

Giải: Chọn phương án chêm dày bốn cấp khống chế áp dụng công thức

(5-38), ta có hệ số suy giảm độ chính xác giữa hai cấp khống chế kề nhau là:

4 , 2 2000

2

, 2

70000

2 2

.2

700003 3

2000 4

, 2

70000

4 4

Ví dụ 7 : Trên khu vực đo vẽ đã có lưới tam giác hạng IV Nhà nước với sai số

trung phương tương đối cạnh yếu là mS/S=1/70000 Để đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn cầnxây dựng hệ thống lưới khống chế mặt bằng đảm bảo cấp thấp nhất có sai số tươngđối 1/6000 Chọn phương án chêm dày ba cấp khống chế, tính sai số trung phươngtương đối cạnh yếu của ba cấp khống chế chêm dày và sai số trung phương tươngđối giới hạn tương ứng

Giải : Chọn phương án chêm dày ba cấp khống chế áp dụng công thức (5-38),

ta có hệ số suy giảm độ chính xác giữa hai cấp khống chế kề nhau là:

3 , 2 6000

, 2

, 2

70000

2 2

, 2

70000

3 3

Sai số trung phương tương đối giới hạn

CÂU HỎI ÔN TẬP

1 Tại sao phải nghiên cứu độ chính xác cần thiết của các cấp khống chế

2 Việc xác định độ chính xác cần thiết của các cấp khống chế được dựa trên cơ

5 Khái niệm về hệ số suy giảm độ chính xác của hai cấp khống chế kề nhau

Hệ số này được chọn bằng bao nhiêu là hợp lý? Tại sao?

6 Để phục vụ cho công tác đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ 1/10 000 của một khuvực A, cần xây dựng lưới khống chế mặt bằng dạng độc lập, lưới gồm 3 cấp Hệ sốsuy giảm độ chính xác giữa hai cấp khống chế kề nhau (K) là 2,5 Tính độ chínhxác cần thiết của từng cấp lưới

7 Trên khu vực đo vẽ đã có lưới tam giác hạng IV nhà nước với sai số trungphương tương đối cạnh yếu là mS/S=1/70 000 Để đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn cần xâydựng hệ thống lưới khống chế mặt bằng đảm bảo cấp thấp nhất có sai số tương đối1/4000 Chọn phương án chêm dày ba cấp khống chế, tính sai số trung phươngtương đối cạnh yếu của của ba cấp khống chế chêm dày và sai số trung phươngtương đối giới hạn tương ứng

8 Để phục vụ cho công tác đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ 1/1000 của một khu vực

A, cần xây dựng lưới khống chế mặt bằng dạng độc lập, lưới gồm 3 cấp Cácphương án chọn hệ số suy giảm độ chính xác giữa hai cấp khống chế kề nhau (K)như sau :

Anh (chị) sẽ chọn phương án nào? Tại sao? Với phương án được chọn, anh(chị) tính toán cụ thể độ chính xác cần thiết của từng cấp lưới

5.4 Công tác thiết kế, khảo sát và xây dựng tiêu mốc lưới khống chế

5.4.1 Nội dung thiết kế lưới khống chế mặt bằng

Để đảm bảo được yêu cầu về độ chính xác và hiệu quả kinh tế cao, khi xâydựng lưới khống chế mặt bằng cần phải tiến hành thiết kế lưới

Nội dung bản thiết kế là một phương án kỹ thuật tương đối hoàn chỉnh trong

đó xác định rõ mục tiêu, nhiệm vụ, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, kế hoạch tổ chứcthi công nhằm đảm bảo sản phẩm đạt chất lượng theo yêu cầu kỹ thuật đề ra và hiệuquả kinh tế cao Bản thiết kế được phê duyệt bởi cơ quan có thẩm quyền là cơ sở đểkiểm tra nghiệm thu sản phẩm Nội dung thiết kế kỹ thuật lưới khống chế mặt bằngbao gồm các phần:

33

1 Mục đích, yêu cầu và phạm vi nhiệm vụ

a Mục đích: Lưới được xây dựng để đo vẽ bản đồ phục vụ quy hoạch thị trấn

X ( hoặc xây dựng khu công nghiệp Y )

b Yêu cầu: Lưới được thành lập theo đúng quy phạm , quy định , tiêu chuẩn

với các chỉ tiêu kỹ thuật sau:

c Phạm vi nhiệm vụ: Lưới được xây dựng trên diện tích phục vụ đo vẽ bao

nhiêu ha

2 Cơ sở pháp lý của việc lập luận chứng KT-KT

Phần này liệt kê các văn bản được dùng làm cơ sở pháp lý của việc lập luậnchứng KT-KT

3 Khái quát chung về khu vực thiết kế kỹ thuật

a Đặc điểm, tình hình khu đo: Phần này bao gồm các thông tin về vị trí, ranh

giới, đặc điểm địa hình, địa vật, đặc điểm dân cư, kinh tế, xã hội có liên quan đếnviệc thi công lưới khống chế mặt bằng

a1 Đặc điểm địa lý tự nhiên

Khu đo giới hạn từ kinh độ Tây đến kinh độ Đông , từ vĩ độ Bắc đến vĩ

độ Nam , thuộc xã (huyện, tỉnh) , phía Đông giáp , phía Tây giáp , phía Bắcgiáp , phía Nam giáp

Ví dụ 1: Phạm vi đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ 1/2000 nằm trong khoảng:

Khu vực đồng bằng ở khu vực phía nam khu đo Góc nghiêng mặt đất khôngquá 2o, chênh cao không quá 20 mét

Vùng đồi thấp lúp xúp xen kẽ đồng bằng có hầu hết ở các xã trong khu đo.Phần lớn góc nghiêng mặt đất không quá 6o, chênh cao không quá 30 mét.

Vùng đồi núi trung du: tập trung ở các xã phía Đông Bắc khu đo Phần lớngóc nghiêng mặt đất từ 6o đến 15o, chênh cao không quá 200 mét

* Chất đất: Mô tả chất đất của khu vực đo vẽ

Ví dụ 3: Khu vực đồng bằng ven sông Hồng đất phù sa, cát, đất thịt pha cát.

Khu vực đồi núi đất sét lẫn sỏi và sỏi đá Nhìn chung nền địa chất trên toàn khu vực

ổn định

* Thực phủ: Mô tả lớp phủ thực vật trên khu vực đo vẽ

Ví dụ 4: Vùng đồng bằng: lúa, hoa màu.

Vùng đồi: cây lấy gỗ như bạch đàn, thông; cây công nghiệp như chè ngoài racòn cây tạp, cây ăn quả

Khu vực dân cư: các vườn cây tạp, cây ăn quả

* Đặc điểm khí hậu: Mô tả đặc điểm khí hậu của khu vực đo vẽ.

Ví dụ 5: Khu đo chịu ảnh hưởng thời tiết khí hậu nhiệt đới gió mùa và được

chia làm 4 mùa rõ rệt:

Mùa xuân: từ tháng 2 đến tháng 4, thường có mưa phùn, độ ẩm cao

Mùa hạ: từ tháng 5 đến tháng 7, nắng nóng và mưa rào

Mùa thu: từ tháng 8 đến tháng 10, mát mẻ, trời đẹp, ít mưa

Mùa đông: từ tháng 11 đến tháng 1 năm sau, có gió mùa đông bắc, trời rét,sương mù

* Đặc điểm giao thông, thuỷ hệ: Mô tả đặc điểm hệ thống đường sá, sông

ngòi, kênh mương

Ví dụ 6: Khu vực đo vẽ bản đồ địa hình có mạng lưới giao thông thuận tiện,

phát triển

Đường sắt từ Hà Nội đi Yên Bái

Quốc lộ 2 từ Phù Lỗ đi Yên Bái

Ngoài ra các tuyến đường giao thông liên huyện, liên xã tạo thành mạng lướigiao thông dày đặc

Thuỷ hệ: sông Hồng chạy dọc biên phía Nam khu đo là ranh giới giữa VĩnhPhúc và Hà Tây kết hợp với các sông nhỏ tự nhiên trong khu vực và mạng lướikênh, mương tưới tiêu tạo thành hệ thống thuỷ hệ cung cấp đầy đủ nước sinh hoạt

và canh tác nông nghiệp

a2 Đặc điểm dân cư, kinh tế, xã hội

Dựa vào bản đồ cũ (nếu cần kết hợp với kết quả khảo sát thực tế) để mô tả.Khi mô tả cần chỉ ra các đặc điểm sẽ tạo điều kiện thuận lợi, các đặc điểm sẽ làmkhó khăn khi đến địa phương để khảo sát thi công lưới

35

Ví dụ 7: Đây là khu vực tập trung dân cư đông đúc, kinh tế trọng điểm củatỉnh Vĩnh Phúc Ngoài thị xã Vĩnh Yên, Phúc Yên, kinh tế các xã còn lại chủ yếu lànông nghiệp Dịch vụ du lịch phát triển ở Vĩnh Yên, khu nghỉ mát Tam đảo và bắtđầu phát triển ở Phúc Yên, Xuân Hoà Các khu công nghiệp đã và đang được xâydựng và hình thành dọc quốc lộ 2 như lắp ráp ô tô, xe máy ở Phúc Yên v.v.

Tình hình trật tự trị an tốt Khi thi công các đơn vị cần chú ý đến việc bảođảm an toàn cho người lao động, bảo đảm các phương tiện và các thiết bị sản xuất

b Hiện trạng thông tin tư liệu

b1 Điểm toạ độ Nhà nước: Phần này thống kê các điểm toạ độ Nhà nước và

các điểm địa chính cơ sở hiện có trên và lân cận khu vực đo vẽ

b2 Điểm độ cao Nhà nước: Phần này thống kê các điểm độ cao Nhà nước và

các điểm địa chính cơ sở hiện có trên và lân cận khu vực đo vẽ

b3 Tư liệu bản đồ địa hình: Phần này thống kê các loại bản đồ địa hình đã có

trên khu vực, đặc điểm của từng loại và mức độ sử dụng tư liệu

b4 Tư liệu ảnh chụp từ máy bay: Phần này liệu kê tất cả các ảnh chụp máy

bay mới nhất có trên khu đo, chú ý nói rõ năm chụp, cơ quan chụp và các thông số

kỹ thuật của ảnh như : Máy bay, máy chụp ảnh, tiêu cự máy ảnh, kích thước phim ,

tỷ lệ ảnh trung bình, độ cao bay chụp: 1605m, độ phủ dọc, độ phủ ngang, góc xoayảnh trung bình, góc nghiêng, sai số ép phẳng Cuối cùng đánh giá mức độ sử dụng

tư liệu phim ảnh

4 Thiết kế kỹ thuật

a Các văn bản dùng trong thiết kế thi công

Phần này liệt kê các văn bản làm cơ sở trong thiết kế thi công

Ví dụ một số loại văn bản:

- Quy phạm đo tam giác hạng I, II, III, IV Nhà nước do Cục Đo đạc và Bản

đồ Nhà nước ban hành năm 1976

- Thông tư hướng dẫn áp dụng hệ quy chiếu và hệ toạ độ quốc gia VN-2000

số 973/2001/TT-TCĐC ngày 20/6/2001 gọi tắt là tài liệu [4]

Quy phạm đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ 1/500, 1/1000, 1/2000, 1/5000 96TCN 43-90 (phần ngoài trời) do Cục Đo đạc và Bản đồ Nhà nước (nay là Bộ Tàinguyên và Môi trường) ban hành năm 1990, gọi tắt là tài liệu [5]

Quy chế quản lý chất lượng công trình sản phẩm đo đạc bản đồ của Tổngcục Địa chính (nay là Bộ Tài nguyên và Môi trường) ban hành tháng 11 năm 1997gọi tắt là tài liệu [9]

b Trang thiết bị kỹ thuật của đơn vị

Phần này giới thiệu các loại máy móc, trang thiết bị dự kiến sẽ dùng để thicông lưới Chú ý nêu rõ lý lịch, các chỉ tiêu kỹ thuật của máy và thiết bị

c Lựa chọn phương án thiết kế

Phần này chỉ rõ phương án thiết kế lưới được chọn và lý do chọn phương ánđó.

d Thiết kế sơ đồ lưới trên bản đồ

Sử dụng bản đồ địa hình tỷ lệ lớn nhất đã có trên khu đo để chọn điểm khốngchế, thiết kế đồ hình lưới Lưới khống chế phải được thiết kế rải đều trên toàn bộkhu đo và đảm bảo đủ mật độ điểm Lưới có thể được xây dựng theo phương pháptruyền thống hoặc phương pháp trắc địa vệ tinh (GPS)

Theo phương pháp truyền thống có thể lựa chọn một trong hai dạng đồ hình :tam giác hoặc đường chuyền Nếu chọn đồ hình tam giác thì ưu tiên thiết kế theodạng tam giác đều, góc không nhỏ hơn 30o, số tam giác giữa hai cạnh gốc khôngquá 1015 Nếu chọn đồ hình dạng đường chuyền thì ưu tiên chọn các đườngchuyền duỗi thẳng, cạnh tương đối đều nhau, trong lưới có thể có nhiều vòng khépkín và các điểm nút, chiều dài của tuyến không vượt quá giới hạn quy định cho từngcấp lưới đường chuyền

Theo phương pháp trắc địa vệ tinh (GPS) đồ hình lưới có thể được linh độnghơn, không cần đảm bảo tầm nhìn thông cho tất cả các điểm

5 Kết quả khảo sát, lựa chọn điểm

Phần này sẽ trình bày kết quả khảo sát, lựa chọn điểm: chỉ rõ những điểm đạtyêu cầu, những điểm phải thay thế và phương án thay thế

Sau khi chọn điểm trên bản đồ, phải ra thực địa kiểm tra đối chiếu lại xem vịtrí đã chọn có khả thi hay không (có thể theo thời gian, thực địa đã có sự thay đổi sovới bản đồ cũ) Nếu vị trí đã chọn không khả thi để đặt điểm, phải chọn ngay vị tríthay thế

6 Kết quả ước tính độ chính xác mạng lưới

Phần này trình bày toàn bộ kết quả ước tính độ chính xác mạng lưới

Từ sơ đồ lưới, máy móc, dụng cụ, ước tính sai số các yếu tố đặc trưng cho độchính xác của lưới xem có đạt yêu cầu đề ra không

Việc ước tính có thể thực hiện bằng thủ công (tính tay) hoặc bằng phần mềmlập sẵn trên máy tính Nếu sử dụng phần mềm, cần chỉ rõ sử dụng phần mềm nào

7 Chọn phương án đo ngắm và quy định các hạn sai đo đạc

Phần này trình bày các phương án đo ngắm và các hạn sai đo đạc

8 Tổng hợp khối lượng các loại công việc, dự kiến kế hoạch, tiến độ và biện pháp tổ chức thi công

Phần này trình bày:

- Tổng khối lượng công việc

- Kế hoạch thi công, tiến độ thi công

- Biện pháp thi công

37

số yêu cầu kỹ thuật sau:

* Lưới được xây dựng theo phương pháp truyền thống

1 Các điểm tam giác hoặc đường chuyền cần đặt ở nơi có nền đất chắc chắn, ổnđịnh, thuận tiện cho việc chôn mốc, dựng tiêu và đặt máy đo ngắm, dễ bảo quảnmốc để sử dụng lâu dài

2 Đặt điểm ở đỉnh cao nhất so với địa hình xung quanh để không phải xây dựngcột tiêu cao, tốt nhất là nên đặt máy trên giá ba chân để đo ngắm

3 Chọn điểm ở vị trí thuận lợi cho việc phát triển lưới cấp thấp và bao quátđược nhiều địa hình, địa vật xung quanh, dễ dàng đo vẽ chi tiết bản đồ

4 Đảm bảo tầm ngắm thông ở tất cả các hướng, các tia ngắm phải cao hơnchướng ngại vật từ 0,5 đến 1 m Nếu đo góc trong thành phố thì tia ngắm không quágần các công trình cao, các khu công nghiệp để tránh ảnh hưởng của chiết quangcục bộ

5 Nếu đặt điểm đo trên các công trình cao thì phải thiết kế luôn phương án đonối để chuyền tọa độ và phương vị xuống điểm mốc chôn dưới mặt đất

* Lưới khống chế được xây dựng theo phương pháp trắc địa vệ tinh (GPS)

- Vị trí điểm được chọn phải phù hợp với yêu cầu của thiết kế kỹ thuật, thuậnlợi cho việc đo nối và cho các công tác đo đạc tiếp theo

- Điểm chọn phải được đặt ở nơi có nền đất, đá ổn định, sử dụng được lâu dài

và an toàn khi đo đạc

- Vị trí điểm chọn phải thuận tiện cho việc lắp đặt máy thu và thao tác khi đo,

có khoảng không rộng và góc cao của vệ tinh phải lớn hơn 150

- Vị trí điểm chọn phải thuận tiện cho việc thu tín hiệu vệ tinh, tránh hiệntượng nhiễu tín hiệu do quá gần các trạm phát sóng và sai số đa đường dẫn(Multipath) do phản xạ tín hiệu từ các địa vật xung quanh điểm đo Vị trí điểm chọnphải cách xa nguồn phát sóng vô tuyến công suất lớn (như tháp truyền hình, trạm viba ) lớn hơn 200 m và cách xa cáp điện cao thế lớn hơn 50 m;

- Không cần đảm bảo tầm ngắm thông cho tất cả các điểm

Sau khi chọn điểm, quyết định vị trí chính thức, đóng cọc gỗ làm dấu tạm thời.

* Quy cách xây dựng mốc tam giác và đường chuyền cấp 1, 2:

CÂU HỎI ÔN TẬP

1.Tại sao phải thiết kế lưới khống chế mặt bằng?

2 Nội dung của bản thiết kế lưới?

3 Sơ đồ lưới khống chế được thiết kế trên bản đồ hay trên thực địa Khi thiết

kế sơ đồ lưới cần đảm bảo các yêu cầu cơ bản nào?

4 Tại sao phải khảo sát, chọn điểm khống chế địa hình Yêu cầu kỹ thuật của

vị trí điểm khống chế

5 Giả sử cần đo vẽ bản đồ tỷ lệ 1/500 Trên khu đo đã có các bản đồ địa hình

cũ tỷ lệ 1:50 000, 1:100 000, 1/10000 Hỏi nên sử dụng tờ bản đồ tỷ lệ nào để thiết

kế sơ đồ lưới khống chế?

39

a)

b)c)

5.5 Giới thiệu chung về lưới tam giác

Lưới tam giác có các ưu điểm:

- Kết cấu đồ hình chặt chẽ

- Số trị đo thừa nhiều nên có điều kiện tốt để kiểm tra chất lượng kết quả đo

và nâng cao độ chính xác

Lưới tam giác có các nhược điểm:

- Đồ hình lưới không linh hoạt

- Công tác chọn điểm rất khó khăn vì tại một điểm cần thông hướng tới nhiềuđiểm khác Ở khu vực có địa hình phức tạp hoặc có nhiều địa vật che khuất sẽ rấtkhó chọn điểm, phải xây dựng cột tiêu cao mới đảm bảo thông hướng

5.5.2 Phân loại lưới tam giác

1 Phân loại theo trị đo trong lưới

Trong lưới tam giác, trị đo có thể hoàn toàn là góc, hoàn toàn là cạnh, hoặc

cả góc và cạnh Vì vậy, tuỳ thuộc vào chủng loại trị đo, lưới tam giác được phânthành ba loại:

- Lưới tam giác đo góc: Trị đo trong lưới hoàn toàn là góc.

Ví dụ : Cho đồ hình lưới tam giác:

Trong đó: A, B là hai điểm gốc cấp cao;

SC là cạnh gốc;

I, II, VI là các điểm cần xác định tọa độ;

Trị đo trong lưới là các góc 1, 2 18

Hình 5-6: Sơ đồ lưới tam giác đo góc

a

B

2 1

10

12

14 16

17

18 I

- Lưới tam giác đo cạnh: Trị đo trong lưới hoàn toàn là cạnh.

Ví dụ : Cho đồ hình lưới tam giác:

Trong đó: A, B là hai điểm gốc cấp cao;

I, II, VI là các điểm cần xác định tọa độ;

Trị đo trong lưới là các cạnh S1, S2, , S12

- Lưới tam giác đo góc cạnh: Trị đo trong lưới gồm cả góc và cạnh.

Ví dụ : Cho đồ hình lưới tam giác:

Trong đó: A, B là hai điểm gốc cấp cao;

I, II, VI là các điểm cần xác định tọa độ;

Trị đo trong lưới là các cạnh S1, S2, , S12 và các góc 1,2 18 Lưới này đo toàn bộ tất cả các góc và các cạnh

Ví dụ : Cho đồ hình lưới tam giác:

Trong đó: A, B là hai điểm gốc cấp cao;

I, II, VI là các điểm cần xác định tọa độ;

6 7

10 11

5

6

9 10

11

12

13 17

16

18 I

Trị đo trong lưới là các cạnh S1, S2, , S8 và các cạnh 1, 2, ,12.

Lưới này đo một số góc và một số cạnh

a Lưới tam giác đo góc

Như trên đã phân tích, trị đo trong lưới tam giác này hoàn toàn là góc đo Để

có được toạ độ các điểm mới, ngoài số liệu đo góc lưới còn phải có các số liệu gốctối thiểu sau :

- Tọa độ một điểm gốc để định vị mạng lưới

- Một cạnh gốc để xác định tỷ lệ lưới

- Một phương vị gốc để định hướng mạng lưới

Từ phương vị gốc, kết hợp với giá trị các góc sau bình sai ta có thể tínhchuyền phương vị cho các cạnh khác theo công thức tính chuyền phương vị Từchiều dài cạnh gốc, kết hợp với giá trị các góc sau bình sai, tính ra chiều dài tất cảcác cạnh còn lại trong lưới theo định lý sin trong tam giác Sau khi tính đượcphương vị và chiều dài cho tất cả các cạnh, kết hợp với toạ độ điểm gốc sẽ tínhchuyền toạ độ cho tới tất cả các điểm mới ở trong lưới theo công thức của bài toánthuận

b Lưới tam giác đo cạnh

Như trên đã phân tích, trị đo trong lưới tam giác này hoàn toàn là cạnh Để

có được toạ độ các điểm mới, ngoài số liệu đo góc lưới còn phải có các số liệu gốctối thiểu sau:

- Tọa độ một điểm gốc để định vị mạng lưới

- Một phương vị gốc để định hướng mạng lưới

Trong lưới tam giác đo cạnh, không cần có cạnh gốc để xác định tỷ lệ nhưtrong lưới tam giác đo góc.Vì tỷ lệ lưới ở đây đã được xác định thông qua các cạnhđo

Tương tự như lưới tam giác đo góc, việc tính ra toạ độ các điểm mới tronglưới đo cạnh được thực hiện như sau:

Từ chiều dài các cạnh sau bình sai, áp dụng định lý cos trong tam giác tính racác góc Từ phương vị gốc, kết hợp với giá trị các góc tính chuyền phương vị chocác cạnh khác Sau khi tính được phương vị cho tất cả các cạnh, kết hợp với chiềudài các cạnh sau bình sai và toạ độ điểm gốc sẽ tính chuyền toạ độ cho tới tất cả cácđiểm mới ở trong lưới theo công thức của bài toán thuận

c Lưới tam giác đo góc cạnh

Trị đo trong lưới gồm có góc và cạnh (có thể là tất cả các góc, tất cả các cạnhhoặc chỉ đo một số góc và cạnh ) Để có được toạ độ các điểm mới, ngoài số liệu đogóc lưới còn phải có các số liệu gốc tối thiểu sau:

- Tọa độ một điểm gốc để định vị mạng lưới