XÁC ĐỊNH KHOẢNG CHÊNH GIỮA QUASIGEOID TOÀN CẦU VÀ CỤC BỘ TẠI TRẠM NGHIỆM TRIỀU HÒN DẤU THEO MÔ HÌNH TRỌNG TRƯỜNG EGM 2008 VÀ KẾT QUẢ ĐO GPS – T

TRƯỜNG ĐẠII HỌC H TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG NG HÀ N NỘI KHOA TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ SINH VIÊN: TẠ VĂN CHIẾN XÁC ĐỊNH KHOẢNG ẢNG CHÊNH CH GIỮAQUASIGEOID TOÀN CẦU VÀ ÀC CỤC BỘ TẠI TRẠM NGHIỆM M TRIỀU TRIỀ HÒN DẤU THEO MÔ HÌNH TRỌNG TRƯỜ ƯỜNG EGM 2008 VÀKẾT VÀK QUẢ ĐO GPS - THỦY CHUẨN Hà Nội - 2015 TRƯỜNG ĐẠII HỌC H TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG NG HÀ N NỘI KHOA TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ SINH VIÊN: TẠ VĂN CHIẾN XÁC ĐỊNH KHOẢNG ẢNG CHÊNH CH GIỮAQUASIGEOID TOÀN CẦU VÀ À CỤC C BỘ TẠI TRẠM NGHIỆM M TRIỀU TRIỀ HÒN DẤU THEO MÔ HÌNH TRỌNG TRƯỜ ƯỜNG EGM 2008 VÀKẾT VÀK QUẢ ĐO GPS - THỦY CHUẨN Chuyên ngành:Kỹ ngành: thuật Trắc Địa - Bản Đồ Mã ngành:D520503 ngành: CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS PH PHẠM THỊ HOA Hà Nội - 2015 LỜI CAM ĐOAN Đồ án “Xác định khoảng chênh Quasigeoid toàn cầu cục trạm nghiệm triều Hòn Dấu theo mô hình trọng trường EGM2008 kết đo GPS - TC” công trình nghiên cứu khoa học độc lập với giúp đỡ giáo viên hướng dẫn Đây đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Trắc Địa - Bản Đồ Số liệu thực nghiệm hoàn toàn tác giả tính toán, không chép từ tài liệu Đồ án chưa dùng để bảo vệ học vị Hà Nội, ngày tháng Tác giả đồ án Tạ Văn Chiến năm 2015 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TIẾNG NƯỚC NGOÀI DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU 10 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ QUASIGEOID TOÀN CẦU VÀ CỤC BỘ 12 1.1 Lý thuyết xác định trọng trường 12 1.1.1 Thế trọng trường 12 1.1.2 Các đặc trưng trọng trường thực 13 1.1.3 Thế trọng trường chuẩn, nhiễu phương pháp xác định trọng trường chuẩn 16 1.2 Quasigeoid toàn cầu cục 22 1.2.1 Khái niệm đặc điểm Quasigeoid 22 1.2.2 Quasigeoid toàn cầu 26 1.2.3 Quasigeoid cục 29 CHƯƠNG 2: KHAI THÁC SỐ LIỆU TỪ MÔ HÌNH TRỌNG TRƯỜNG EGM 2008 32 2.1 Lịch sử hình thành phát triển mô hình trọng trường 32 2.1.1 Trên giới 32 2.2.2 Tại Việt Nam 42 2.2 Tổng quan mô hình EGM2008 43 2.3 Cách khai thác số liệu từ mô hình trọng trường EGM2008 49 2.3.1 Một số liệu mô hình cung cấp 49 2.3.2 Phần mềm sử dụng để khai thác giá trị dị thường độ cao 50 CHƯƠNG 3: XÁC ĐỊNH KHOẢNG CHÊNH GIỮA QUASIGEOID TOÀN CẦU VÀ CỤC BỘ TẠI TRẠM NGHIỆM TRIỀU HÒN DẤU THEO MÔ HÌNH TRỌNG TRƯỜNG EGM 2008 VÀ KẾT QUẢ ĐO GPS – TC 55 3.1 Nguồn số liệu 55 3.1.1 Số liệu GPS – TC lãnh thổ Việt Nam 55 3.1.2 Số liệu dị thường độ cao theo mô hình trọng trường EGM 2008 điểm song trùng GPS – TC 56 3.2 Công thức xác định độ chênh Quasigeoid toàn cầu cục 58 3.3 Kết tính toán 59 3.3.1 Tính giá trị dị thường độ cao ζ୛ୋୗି଼ସ 59 ୪୭ୡ 3.3.2 Tính giá trị dị thường độ cao ζ୛ୋୗି଼ସ 61 3.3.3 Đánh giá độ chênh δ Quasigeoid toàn cầu Quasigeoid cục trạm nghiệm triều Hòn Dấu 61 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 PHỤ LỤC 68 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TIẾNG NƯỚC NGOÀI STT Viết tắt Thông tin đầy đủ Ngôn ngữ CHAMP Challenging Minisatelite Payload Anh DOT Dynamic Ocean Topography Anh DORIS Doppler Orbitography and Radio Positioning Intergrated by Sattelite Anh EGM Earth Gravitials Model Anh FFT Fast Fourier Transform Anh GGF Geoid Grid File Anh GSFC Goddard Space Flight Center Anh GRACE Gravity Recovery And Climate Experiment Anh GEOSAT Geodetic Satellite Anh 10 GPS Global Positioning System Anh 11 GNSS Anh 12 GOCE Global Navigation Satellite System Gravity Field and Steady-state Ocean Circulation Explorer Anh 13 IFGS International Gravity Field Service Anh 14 IAG International Association of Geodesy Anh 15 NGA National Geospatial-Intelligence Agency Anh 16 NIMA National Imagery and Mapping Agency Anh 17 NRL Naval Research Laboratory Anh 18 PAS Polish Academy of Sciences Anh 19 RMS Root Mean Square Anh 20 SGT Super Grid Tranformer Anh 21 SSH Sea Surface Height Anh 22 TOPEX The Ocean Topography Experiment Anh 23 WGS-84 World Geodetic System - 1984 Anh 24 BKG Bundesamt für Kartographie und Geodäsie Đức 25 GFZ GeoForschungsZentrum (German Research Centre for Geosciences) Đức STT Viết tắt 26 GRGS 27 KTH Groupe Thông tin đầy đủ De Recherche De Spatiale Kunglika Tekniska Hogskola Ngôn ngữ Geodesie Pháp Thụy Điển DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Một số mô hình Geoid/Quasigeoid toàn cầu 28 Bảng 2.1: Một số môhình trọng trường toàn cầu 32 Bảng 2.2 : Một số mô hình Geoid phát triển gần 35 Bảng 2.3: Bảng so sánh giá trị dị thường độ cao số Quasigeoidvới giá trị dị thường độ cao GPS - TC Úc 40 Bảng 2.4: Bảng so sánh giá trị dị thường độ cao theo số Quasigeoidvới giá trị dị thường độ cao GPS - TC vùng Tây Nam Seismic, Úc 40 Bảng 2.5: Sự chênh lệch số liệu đo GPS - TC số liệu từ mô hình EGM2008 47 Bảng 3.1: Độ caoζ୛ୋୗି଼ସ số điểm song trùng GPS – TC theo mô hình EGM2008 với số kích thước ô lưới 56 Bảng 3.2: Giá trị ζ୛ୋୗି଼ସ số điểm song trùng GPS - TC 59 ୪୭ୡ Bảng 3.3: Giá trị ζ୛ୋୗି଼ସ − ζ୛ୋୗି଼ସ số điểm song trùng GPS - TC tính ୪୭ୡ theo kích thước ô lưới 61 Bảng 3.4: Kết tính toán giá trị chênhζ୛ୋୗି଼ସ − ζ୛ୋୗି଼ସ với 818 điểm 63 ୪୭ୡ DANH MỤC CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Vị trí tương hỗ mặt đẳng trọng trường đường sức 15 Hình 1.2: Trạng thái phân bố mặt đẳng đường sức trọng trường Trái Đất phạm vi toàn cầu 16 Hình 1.3: Các thành phần độ cao 18 Hình 1.4: Điểm xét bề mặt 23 Hình 1.5: Cách xây dựng mặt Quasigeoid 24 Hình 1.6: Mối quan hệ mặt đẳng 25 Hình 1.7: Mô hình Quasigeoid Cộng Hòa Liên Bang Đức GCG05 30 Hình 1.8: Mô hình Quasigeoid cục tai Ba Lan 31 Hình 2.1: Độ cao geoid theo mô hình EGM96 34 Hình 2.2: Dị thường độ cao Đức 41 Hình 2.3: Chênh lệch dị thường độ cao theo mô hình EGM 2008 dị thường độ cao GPS - TC Đức 41 Hình 2.4 Độ cao geoid theo mô hình EGM2008 43 Hình 2.5: Biểu diễn độ dốc địa hình theo mô hình trọng trường EGM96 45 Hình 2.6: Biểu diễn độ dốc địa hình theo mô hình trọng trường EGM2008 45 Hình 2.7: Quang cảnh nguồn số liệu mặt đất để xây dựng mô hình EGM2008 46 Hình 2.8: Các nguồn liệu mô hình trọng trường EGM2008 46 Hình 2.9: Dị thường trọng lực theo mô hình EGM 2008 47 Hình 2.10: Dị thường độ cao theo mô hình trọng trường EGM2008 48 Hình 2.11: Thành phần độ lệch dây dọi η theo mô hình trọng trường EGM2008 48 Hình 2.12: Thành phần độ lệch dây dọi ξ theo mô hình trọng trường EGM2008 49 Hình 2.13: Các thao tác tính toán cửa số EGM2008 Manual Calculator 52 Hình 2.14: Tính toán cửa sổ EGM2008 Gridmaker 53 Hình 2.15: Tính toán với tệp số liệu 54 Hình 3.1: Sơ đồ phân bố điểm song trùng GPS - TC 55 MỞ ĐẦU Geoid mặt đẳng trọng trường thực đặc trưng cho trường trọng lực Trái Đất Nó có vai trò quan trọng trắc địa, hải dương học nhiều lĩnh vực khác khoa học Trái Đất Nó đối tượng nghiên cứu toán xác định hình dạng kích thước Trái Đất theo phương pháp Stokes mặt chuẩn để khởi tính độ cao hệ thống độ cao Quasigeoid bề mặt phụ trợ toán xác định hình dạng kích thước Trái Đất theo phương pháp Molodenski mặt chuẩn để khởi tính độ cao hệ thống độ cao chuẩn Trong thực tế hệ thống độ cao chuẩn sử dụng phổ biến hệ thống độ cao nên bề mặt quasigeiod trở nên tiện dụng lĩnh vực xác định độ cao Quasigeoid trùng với mặt Geoid đại dương thực địa chênh nhiều.Do đó, toán xác định khoảng chênh geoid toàn cầu cục toán xác định khoảng chênh quasigeoid toàn cầu cục Nếu biết khoảng chênh mặt quasigeoid toàn cầu cục bộ, ta dễ dàng chuyển đổi từ hệ thống độ cao quốc gia sang hệ thống độ cao toàn cầu ngược lại, tính chuyển hệ thống độ cao quốc gia nhằm liên kết hệ thống độ cao quốc gia phạm vị khu vực hay toàn cầu Hiện nay, với phát triển không ngừng hệ thống định vệ tinh GPS, GNSS số hệ thống vệ tinh GRACE, CHAMP, GOCE phục vụ đắc lực cho việc đo trọng lực Trái Đất kết hợp với đo trọng lực mặt đất trọng lực hàng không để tạo sở liệu trọng lực hoàn chỉnh Trên sở liệu đó, nhà khoa học xây dựng, đưa mô hình trọng trường EGM với bậc hạng độ xác ngày nâng cao Đây sở quan trọng cho việc cung cấp giá trị dị thường trọng lực để tính toán đánh giá độ xác hệ thống độ cao toàn cầu khu vực Tại Việt Nam, chênh mặt quasigeoid toàn cầu quasigeoid cục trạm nghiệm triều Hòn Dấu hiệu độ cao (δ) hai bề mặt quasigeoid điều kiện sử dụng chung elipsoid chuẩn (phù hợp với toàn trái đất) làm bề mặt tham chiếu.Trong thực tế, elipsoid chuẩn chưa xác định để 10 xác định δ, cần nghiên cứu thiết lập mối quan hệ δ với nguồn số liệu độ cao quasigeoid có giới Việt Nam Nhận thấy tầm quan trọng việc xác định khoảng chênh tới việc ứng dụng vào chuyển đổi hệ thống độ cao để giải toán trắc địa đại, với mong muốn đưa công thức xác định triển khai tính toán thực nghiệm dựa vào số liệu đo đạc thực nghiệm,em lựa chọn đề tài với nội dung: “Xác định khoảng chênh mặt Quasigeoid toàn cầu cục trạm nghiệm triều HònDấu theo mô hình trọng trường EGM2008và kết đo GPS – TC” Nội dung đề tài bao gồm chương: Chương 1: Tổng quan Quasigeoid toàn cầu cục Chương 2: Khai thác số liệu từ mô hình trọng trường EGM2008 Chương 3: Xác định khoảng chênh Quasigeoid toàn cầu cục trạm nghiệm triều Hòn Dấu theo mô hình trọng trường EGM 2008 kết đo GPS – TC Với nỗ lực tìm tòi, học hỏi thân, đồ án hoàn thiện Trước tiên em xin chân thành cảm ơn tới thầy, cô giáo trường Đại Học Tài Nguyên Môi trường Hà Nội,các thầy cô giáo khoa Trắc Địa - Bản Đồ Thầy cô truyền đạt kiến thức vàtận tình dạy cho em năm học vừa qua Em xin gửi lời cảm ơn tới thầy, cô giáo môn Trắc Địa Cao Cấp Công Trình giúp đỡ tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án Đặc biêt, em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ, trực tiếp bảo tận tình cô giáoTS Phạm Thị Hoatrong suốt trình làm đồ án Do thời gian chuyên môn có hạn, tư liệu sở nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đóng góp ý kiến thầy, cô giáo bạn để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! 11 ... giá trị dị thường độ cao 50 CHƯƠNG 3: XÁC ĐỊNH KHOẢNG CHÊNH GIỮA QUASIGEOID TOÀN CẦU VÀ CỤC BỘ T I TRẠM NGHIỆM TRIỀU HÒN DẤU THEO MÔ HÌNH TRỌNG TRƯỜNG EGM 2008 VÀ K T QUẢ ĐO GPS – TC ... khoảng chênh Quasigeoid toàn cầu cục trạm nghiệm triều Hòn Dấu theo mô hình trọng trường EGM 2008 k t đo GPS – TC Với nỗ lực t m t i, học hỏi thân, đồ án hoàn thiện Trước tiên em xin chân thành... triển khai t nh toán thực nghiệm dựa vào số liệu đo đạc thực nghiệm, em lựa chọn đề t i với nội dung: Xác định khoảng chênh m t Quasigeoid toàn cầu cục trạm nghiệm triều HònDấu theo mô hình trọng