Đang tải... (xem toàn văn)
Câu 1.Khái niệm về thế trọng trường chuẩn, thế trọng trường thực và thế nhiễu?Trong ba đại lượng đó đại lượng nào tồn tại khách quan, tại sao? Thế trọng trường thực(W): hàm thế tương ứng với trọng lực ta có thế trọng lực hay còn gọi là thế trọng trường thực. Là hàm liên tục của tọa độ điểm xét trong toàn bộ không gian, kể cả bên ngoài và bên trong lòng Trái Đất. gồm 2 thành phần là thế hấp dẫn ( thành phần chính)và thế ly tâm . Công thức :W=Vτ+Q= G∭▒(δ(a,b,c))r dτ+ω22(x2+y2) Thế trọng trường chuẩn(U): khi nghiên cứu trường hấp dẫn của Trái Đất thường sử dụng trường trọng lực giả định hay còn gọi là trường trọng trọng lực chuẩn . Thế trọng trường chuẩn đặc trưng cho bề mặt gần với bề mặt Trái Đất thực đó là bề mặt Ellipsoid. Phương pháp Laplace:Theo phương pháp này người ta khai triển thế trọng trường bên ngoài trái đất vào chuỗi hàm số cầu rồi giữ lại 1 số hạng đầu tiên , coi biểu thức nhận được là biểu thức của thế trọng trường chuẩn. U = GMr (1∑_(l=1)∞▒〖(〖Rr)〗2n 〗 J_2n P_2n (sinφ) )+ω22 r2 〖cos〗2 φ Phương pháp stoke: Theo định lí này, nếu biết mặt đẳng thế S của trọng trường, giá trị thế Wo ở trên đó (hoặc là toàn bộ khối lượng vật chất M chứa trong mặt này) và thế li tâm Q thì thế trọng trường W và giá trị trọng lực g trên mặt S cũng như trong toàn bộ không gian bên ngoài S sẽ được xác định một các đơn trị. Thế trọng trường chuẩn trên mặt ellipsoid chuẩn: . Thế nhiễu (T): Đại lượng chênh giữa thế trọng trường thực và thế trọng trường chuẩn đượcc gọi là thế nhiễu: T = W – U . Tron 3 đại luuwongj trên đại lượng thế trọng trường thực tồn tại khách quan vì: Thế trọng trường thực phụ thuộc vào: mật độ phân bố vật chất trong long Trái Đất. Kích thước và hình dạng Trái Đất. Tốc độ quay ngày đêm của nó.
TRẮC ĐỊA LÝ THUYẾT Câu 1.Khái niệm trọng trường chuẩn, trọng trường thực nhiễu?Trong ba đại lượng đại lượng tồn khách quan, sao? Thế trọng trường thực(W): hàm tương ứng với trọng lực ta trọng lực hay gọi trọng trường thực Là hàm liên tục tọa độ điểm xét toàn không gian, kể bên bên lòng Trái Đất gồm thành phần hấp dẫn ( thành phần chính)và ly tâm Công thức :W=+=) Thế trọng trường chuẩn(U): nghiên cứu trường hấp dẫn Trái Đất thường sử dụng trường trọng lực giả định hay gọi trường trọng trọng lực chuẩn Thế trọng trường chuẩn đặc trưng cho bề mặt gần với bề mặt Trái Đất thực bề mặt Ellipsoid Phương pháp Laplace:Theo phương pháp người ta khai triển trọng trường bên trái đất vào chuỗi hàm số cầu giữ lại số hạng , coi biểu thức nhận biểu thức trọng trường chuẩn U= Phương pháp stoke: Theo định lí này, biết mặt đẳng S trọng trường, giá trị Wo (hoặc toàn khối lượng vật chất M chứa mặt này) li tâm Q trọng trường W giá trị trọng lực g mặt S toàn không gian bên S xác định đơn trị Thế trọng trường chuẩn mặt ellipsoid chuẩn: 1 γe = GM m 27 9 J2 + m I2 − m + 1 + + I + a 2 40 70 280 Thế nhiễu (T): Đại lượng chênh trọng trường thực trọng trường chuẩn đượcc gọi nhiễu: T=W–U Tron đại luuwongj đại lượng trọng trường thực tồn khách quan vì: Thế trọng trường thực phụ thuộc vào: mật độ phân bố vật chất long Trái Đất Kích thước hình dạng Trái Đất Tốc độ quay ngày đêm Câu 2.Khái niệm dị thường độ cao, độ lệch dây dọi?Mối quan hệ hai đại lượng này? Dị thường độ cao: khoảng chênh độ cao trắc địa độ cao chuẩn đại lượng cần thêm vào độ cao chuẩn để có độ cao trắc địa điểm xét Nó xác định trực tiếp từ nhiễu theo định lí Bruns: ζM = TM γN Độ lệch dây dọi: góc lệch phương vector tọng lực thực g phương vector trọng lực chuẩn y điểm xét ( độ lệch dây dọi trọng lực toàn phần) Mối quan hệ dị thường độ cao độ lệch dây dọi: đặc trưng nhiễu Câu 3.Khái quát sở phương pháp xác định dị thường độ cao? Có phương pháp xác định dị thường độ cao: Phương pháp trọng lực Để xác định dị thường độ cao N() , ta có biểu thức Bruns:N()= T : nhiễu ; : giá trị trọng lực chuẩn mặt biên Xác định N : dựa sở giải toán biên trị hỗn hợp với mặt biên mặt Ellipsoid trái đất giá trị biết treeb bieeb dị thường trọng lục hỗn hợp g Để xác định N cần biết phân bố vật chất , cấu tạo vật chất long đất thực tế không đầy đủ số 3 liệu , phải đưa giả thiết khác xác định N 1casch chặt chẽ xác Xác định : dựa sở giải toán biên hỗn hợp với mặt biên măt Telluroid giá trị biên biết dị thường trọng lực ( hiệu giá trị trọng lực thực mặt đất trọng lực chuẩn tương ứng mặt telluroid) So với công thức Stoke , dị thường trọng lực thay dị thường trọng lực( với số cải Khắc phục hạn chế pp Stoke Pp thiên văn trắc địa Sử dụng máy quang để tiến hành đo thiên văn, pp phụ thuộc vào thời tiết CT xác định hiệu dị thường độ cao điểm A B :- = : độ lệch dây dọi trắc địa toàn phần Pp thiên văn- trọng lực Pp cần có số liệu trọng lực phạm vi vùng xét để tính dị thường độ cao trọng lực Dị thường độ cao thiên văn trắc địa dị thường độ cao trọng lực cộng với số hiệu chỉnh: xác định a, b, c khu vực cần tối thiểu điểm có đồng thời giá trị dị thường độ cao thiên văn trắc địa dị thường độ cao trọng lực 4 Nếu số điểm lớn xác định a,b,c theo nguyên lý số bình phương nhỏ - - Pp GPS-TC Là cách đơn giản để xác dịnh dị thường độ cao Kết đo GPS cho độ cao trắc địa (H) , kết đo thủy chuẩn kết hợp số liệu đo trọng lực cho đọ cao h so vs mặt nước biển trung bình Geoid N(�)=H-h Độ xác không cao phải sử dụng dị thường độ cao có độ xác tốt nhiều so với chất lượng chênh cao đo từ GPS Pp không gian Có cách tiếp cận để xác định dị thường độ cao pp không gian C1: sử dụng kết quan sát nhiễu quỹ đạo vệ tinh nhân tạo Cơ sở: Trái Đất có hình cầu mật độ phân bố vật chất lòng đất đồng tạo trường trọng lực , quỹ đạo chuyển động vệ tinh nhân tạo có hình Elip tuân theo định luật Kepler Thực tế , trái đất hình khối cầu mật độ vật chất long đất không đồng nên trường trọng lực Trái Đất biến đổi phức tạp , quỹ đạo vệ tinh bị nhiễu nhiều so với điều kiện lý tưởng.Dị thường độ cao biểu diên thong qua hệ số điều hòa C2 :xác định dị thường độ cao dựa vào kết đo cao vệ tinh Cơ sở: sử dụng máy đo cao theo nguyên tắc radio lắp vệ tinh nhân tạo đo khongar cách từ vệ tinh đến bề mặt nước biển (Ht), đồng thời việc xác định xác tọa độ quỹ đạo vệ tinh costheer tính độ cao trắc địa dị thường độ cao xác định: N(�)= h 5 Với h: khoảng chênh cao từ mặt nước biển tức thời tới mặt Geoid Có độ xác cao Pp kết hợp Hiện , để xác định độ cao Geoid với độ xác cao người ta thường dùng hỗn hợp nhiều pp khác để hỗ trợ nhằm xácđịnh độ cao Geoid có độ xác tốt Pp nội suy dị thường độ cao từ giá trị dị thường độ cao biết Cơ sở: tìm mô hình toán học phù hợp với số liệu thực nghiệm có , dùng số liệu thực nghiệm để xác định tham số mô hình Sau dùng mô hình xác định để tính dị thường độ cao cho điểm cần xác định Mô hình nội suy tuyến tính: dị thường độ cao điểm đượcbiểu diễn theo tọa độ (x,y) dạng phương trình tuyến tính Bằng cách sử dụng điểm biết dị thường độ cao để giải tham số phương trình Nội suy dị thường độ cao pp Collocation: xác định dị thường độ cao cách sử dụng dự báo tuyến tính với phương sai nhỏ , đại lượng cần xác định dị thường độ cao , đại lượng đo dị thường trọng lực Câu Mục đích quy chuyển trị đo trắc địa? Trình bày nội dung ưu nhược điểm phương pháp chiếu thẳng? Tại cần phải tính đến SHC độ lệch dây dọi? 6 Mục đích quy chuyển trị đo trắc địa: bề mặt tự nhiên Trái Đất vốn gồ ghề , phức tạp với chênh cao điểm lớn Công tác trắc địa lại thực bề mặt tự nhiên trái Đất Số liệu đo đạc tương ứng cần tính toán , bình sai bề mặt đất thực bề mặt toán học nên cần quy chuyern trị đo bề mặt toán học Pp chiếu thẳng: Nội dung: Pp chiếu thẳng Kraxovxki: sau đưa trị đo mặt đất thực mặt Geoid , cần tính chuyển chúng từ mặt G mặt E theo cách G không đóng vai trò mặt so sánh bề mặt trung gian trình tính chuyển ko xác định G cách chặt chẽ nên pp chưa hoàn chỉnh Pp chiếu thẳng Molodenxki Cơ sở: trị đo mạng lưới trắc địa chuyển thẳng từ mặt mặt E thực dụng theo phương pháp tuyến mặt , không sử dụng bề mặt trung gian vốn phức tạp không chặt vhex mặt geoid Pháp tuyến với mặt E điểm không tùng với phương dây dọi Vì trình chuyển trị đo cần thực the bước B1 :6chuyeenr trị theo đường dây dọi thành trị đo theo đường pháp tuyến với E thực dụng B2: Chuyển trị đo có độ cao trắc địa H thành trị đo nằm mặt E ( có độ cao trắc địa H=0) B3: chuyển trị đo hướng từ ung pháp tuyến thuận , nghịch đường trắc địa B4: Nếu tính toán bình sai mặt phẳng phải chuyển trị đo từ mặt E mặt phẳng chiếu Ưu điểm: coi chặt chẽ ứng dụng rộng rãi giới Nhược điểm: để tính chuyển cần thiết phải biết độ lệch dây dọi thiên văn trắc địa độ cao trắc địa Cần phải tính đến SHC độ lệch dây dọi vì: đo đạc , máy cân theo phương dây dọi Khi chuyển keetsquar đo mặt E chiếu theo phương pháp tuyến E , cần phải tìm số hiệu chỉnh độ lệch dây dọi điểm đặt máy Ở vùng đồng bnwgf số hiệu chỉnh nhỏ bỏ qua , vùng núi trung du phải tính Câu 5.Ý nghĩa việc xây dựng hệ thống độ cao?Có phương pháp để xác định hệ thông độ cao, giải thích sở lý thuyết pp đó? Ý nghĩa việc xây dựng hệ thống độ cao: xác định độ cao điểm xét thực địa Pp xác định hệ thống độ cao: gồm phương pháp - Xác định hệ thống độ cao dựa vào đại lượng trọng trường Xác định hệ thống độ cao dựa vào độ cao đo Câu 6.Trình bày cách hiểu sai số khép lý thuyết, mặt geoid, mặt Quasigeoid, mặt Ellipsoid Sai số khép lý thuyết: xét mặt hình học, độ cao điểm cho trước khoảng chênh điểm tính theo phương thẳng đứng đến mặt khởi tính Xét theo khía cạnh vật lý, độ cao ddiemr cho trước khoảng chênh tính theo phương thẳng đứng mặt đẳng trọng trường qua điểmnày mặt đẳng trọng trường gốc Nhưng mặt đẳng trọng trường không song song với nên độ cao điểm nằm mặt đẳng không Độ cao điểm dduowwjc truyền theo tuyến khác khác cần phairxasc định sai số khép lý thuyết cho độ cao điểm mặt đẳng dù truyền theo hướng có giá trị 8 Mặt Geoid: mặt đẳng gần trùng với mặt nước biển trung bình yên tĩnh , trải dài xuyên qua lục địa để tạo thành mặt cong khép kín Mặt G bề mặt khởi tính Mặt E : bề mặt toán học tham khảo có hình dạng gần giống với hình dạng Trái Đất Do bề mặt Trái Đất vốn ghồ ghề, uốn khúc nên cần phải xác định bề mặt E làm bề mặt để tính toán, bình sai số liệu Mặt Quasigeoid: bề mặt dùng để nghiên cứu, xác định bề mặt thực Trái Đất trọng trường bên nostrong sử dụng keetsquar đo đạc thực tế bề mặt Trái Đất gần với mặt Geoid, đồng chênh G cỡ 2cm-4cm , owrmieenf núi khoog chênh 2m Câu Khái quát sở phương pháp xác định độ lệch dây dọi? 9 Pp dùng máy quang học , tốn nhiều thời gian 10 10 2.2.7: pp không gian Cơ sở :sử dụng kết đo cao vệ tinh Cách tiếp cận thứ sử dụng kết quan sát nhiễu quỹ đạo vệ tinh nhân đạo quỹ đạo chuyển động vệ tinh nhân tạo có liên quan mật thiết đến trường trọng lực trái đất Ttừ đặt vấn đề ngược lại dựa vào kết quan sát nhiễu vệ tinh nhân tạo để xác định thay đổi trọng trường, từ tính mô hình trọng trường trái đất dạng triển khai hàm điều hòa bậc n, cấp m Trong trường hợp này, nhiễu T biểu diễn qua hệ số điều hòa anm, bnm triển khai trọng trường vào chuỗi hàm số sau: T= GM P n a (a nm cos mλ + bnm sin mλ ).(sin φ ) ∑∑ n = m =0 p ∞ n Cách tiếp cận thứ xác định độ lệch dây dọi dựa vào kết đo cao vệ tinh.Cơ sở cách tiếp cận sau Sử dụng máy đo cao theo nguyên tắc radio lắp vệ tinh nhân tạo đo khoảng cách từ vệ tinh đến bề mặt nước biển (Ht), đồng thời với việc xác định xác tọa độ quỹ đạo vệ tinh tính độ cao trắc địa He N=He-Ht-h, 11 11 2.2.9 phương pháp hỗn hợp: để xác định độ lệch dây dọi với độ xác cao người ta thường dùng hỗn hợp nhiều pp khác nhằm hỗ trợ để xác định độ lệch dây dọi có độ xác tốt Câu Trình bày nội dung pp trải rộng? Tại pp số hiệu chỉnh độ lệch dây dọi Nội dung pp trải rộng: Nếu ta xét ,…Trên bề mặt đất thực trái đất, tương ứng với điểm ta có véc tơ trọng lực thực , , ….và độ cao , , … Chiếu điểm , , mặt đất thực xuống mặt Geoid theo phương đường dây dọi (hướng véc tơ trọng lực),tương ứng có điểm , , Như vậy, kết đo mặt đất đưa mặt Geoid theo phương đường dây dọi coi Geoid Ellipsoid thực dụng để tiến hành bình sai tính toán Phương pháp quy chuyển trị đo gọi phương pháp trải rộng Sau tính chuyển: Phương vị, góc ngang, góc đứng giữ nguyên giá trị; • Chiều dài cạnh đáy hiệu chỉnh ảnh hưởng độ cao so với mặt G • 12 12 Tuy nhiên phương pháp không chặt chẽ : • • Đã bỏ qua khác biệt không nhỏ mặt Geoid Ellipsoid Việc tính chuyển Geoid không chặt chẽ thực teeschisnh việc xác định Geoid có điểm chưa chặt chẽ (phải sử dụng giả thuyết phân bố mật dộ vật chất long trái đất) Pp số hiệu chỉnh độ lệch dây dọi vì: theo pp kết đo mặt đất đưa vè mặt Geoid theo phương đường dây dọi coi Geoid Ellipsoid thực dụng để tiến hành bình sai tính toán Câu 9.Bản chất, ý nghĩa việc định vị E thực dụng?E thực dụng có khác E trái đất không, sao? Bản chất việc định vị E thực dụng:xác định vị trí tương hỗ E với G hay nói cách khác xác định yếu tố định vị cần có E để đảm bảo cho đạt phù hợp tốt so với mặt G khu vực xét Sự phù hợp hiểu độ lệch mặt E thự dụng với mặt G nhỏ Ý nghĩa: bề mặt toán học đặc trưng tốt phạm vi quốc gia hay khu vực cụ thê E thực dụng khác với E Trái Đất vì: E Trái Đất: bề mặt E phù hợp tốt với Trái Đất phạm vi toàn bề mặt Trái Đất , chircos thông số kích thước , hình dạng yếu tố định vị đặc trưng riêng Có tác dụng mặt vật lý ý nghĩa tạo trọng trường chuẩn toán nghiên cứu xác định thê trọng trường thực Trái Đất E thực dụng không đóng vai trò mặt đẳng trọng trường hay bất cử đặc trưng khác trọng trường Trái Đất 13 13 E Trái Đất hay không thiết phải phù hợp tốt với mặt G phạm vi quốc gia hay khu vực cụ thể bề mặt Trái Đất, cần sử dụng E tròn xoay phù hợp tốt với mặt G phạm vi (E thực dụng) có E Trái Đất có nhiều E thực dụng , E thực dụng có nhóm thong số kích thước , hình dạng yếu tố định vị đăc trưng riêng E thực dụng: Câu 10.Khái quát sở lý thuyết pp trọng lực việc xác định độ lệch dây dọi, dị thường độ cao Pp trọng lực xác định dộ lệch dây dọi : 14 14 Pp trọng lực xác định dị thường độ cao: 15 15 16 16 [...]... đo cao theo nguyên tắc radio lắp trên vệ tinh nhân tạo đo được khoảng cách từ vệ tinh đến bề mặt nước biển (Ht), đồng thời với việc xác định chính xác tọa độ quỹ đạo vệ tinh có thể tính được độ cao trắc địa He N=He-Ht-h, 11 11 2.2.9 phương pháp hỗn hợp: hiện nay để xác định độ lệch dây dọi với độ chính xác cao người ta thường dùng hỗn hợp nhiều pp khác nhau nhằm hỗ trợ để xác định độ lệch dây dọi có... phạm vi (E thực dụng) có 1 E Trái Đất nhưng có nhiều E thực dụng , mỗi E thực dụng sẽ có 1 nhóm các thong số kích thước , hình dạng và yếu tố định vị đăc trưng riêng E thực dụng: Câu 10.Khái quát cơ sở lý thuyết pp trọng lực trong việc xác định độ lệch dây dọi, dị thường độ cao Pp trọng lực trong xác định dộ lệch dây dọi : 14 14 Pp trọng lực xác định dị thường độ cao: 15 15 16 16 ... vì : • • Đã bỏ qua sự khác biệt không nhỏ giữa mặt Geoid và Ellipsoid Việc tính chuyển về Geoid không chặt chẽ vì thực teeschisnh việc xác định Geoid cũng có những điểm chưa chặt chẽ (phải sử dụng giả thuyết về sự phân bố mật dộ vật chất trong long trái đất) Pp này không có số hiệu chỉnh do độ lệch dây dọi vì: theo pp này kết quả đo trên mặt đất được đưa vè mặt Geoid theo phương của đường dây dọi rồi... Đất vì: E Trái Đất: là bề mặt E phù hợp tốt nhất với Trái Đất trên phạm vi toàn bộ bề mặt Trái Đất , chircos 1 thông số kích thước , hình dạng và yếu tố định vị đặc trưng riêng Có tác dụng về mặt vật lý và ý nghĩa là tạo ra trọng trường chuẩn trong bài toán nghiên cứu xác định thê trọng trường thực của Trái Đất trong khi E thực dụng không đóng vai trò mặt đẳng thế trọng trường hay bất cử 1 đặc trưng... tiếp cận thứ nhất là sử dụng kết quả quan sát nhiễu của quỹ đạo vệ tinh nhân đạo quỹ đạo chuyển động của vệ tinh nhân tạo có liên quan mật thiết đến trường trọng lực của trái đất Ttừ đó có thể đặt vấn đề ngược lại là có thể dựa vào kết quả quan sát nhiễu của vệ tinh nhân tạo để xác định sự thay đổi của thế trọng trường, từ đó tính ra mô hình thế trọng trường trái đất dưới dạng triển khai của hàm điều