thiết kế lưới khống chế tọa độ và độ cao phục vụ đo vẽ thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1 2000 huyện trảng bom tỉnh đồng nai

CHƯƠNG 2 CÁC CƠ SỞ LÝ THUYẾTChương này trình bày lý thuyết tổng quan về trắc địa, cách xác định hệ quy chiếu đểchuyển các điểm trên mặt cầu lên mặt phẳng.. 2.1 Hệ quy chiếu 2.1.1 Tiêu ch

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

THIẾT KẾ LƯỚI KHỐNG CHẾ TỌA ĐỘ VÀ ĐỘ CAO PHỤC VỤ

ĐO VẼ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH TỶ LỆ 1/2000 HUYỆN

TRẢNG BOM TỈNH ĐỒNG NAI.

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả Các kết quảnghiên cứu và các kết luận trong đồ án này là trung thực, và không sao chép từ bất kỳ mộtnguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đãđược thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định

Tác giả đồ án

i

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

Lưới khống chế tọa độ khu vực huyện Trảng Bom, tỉnh Đồng Nai phục vụ cho việc pháttriển kinh tế xã hội của huyện Vì vậy, lưới khống chế tọa độ phải được thiết kế tối ưunhất, vừa đạt tiêu chuẩn kỹ thuật, vừa phải yêu cầu về kinh phí Báo cáo đồ án này đượcthực hiện nhằm đạt được hai yêu cầu đó Nội dung thiết kế bao gồm hai phương án lưới

cơ sở cấp 1, lưới cơ sở cấp 2 và lưới độ cao Sau khi thiết kế các phương án, tiến hànhđánh giá tất cả các cấp hạng xem có đạt tiêu chuẩn kỹ thuật được quy định theo quy phạmhay không Khi các phương án đều đã đạt tiêu chuẩn kỹ thuật, tiến hành lập dự toán chohai phương án thiết kế so sánh hai phương án thiết kế, dựa trên tiêu chuẩn kỹ thuật và giáthành thực hiện lưới, chọn một phương án tốt nhất tiến hành lập tiến độ thi công

Cuối cùng, em biết rằng bài báo cáo có thể có những điểm chưa chính xác và còn nhiềuthiếu sót Em rất mong Thầy sẽ nhận xét và đưa ra những đóng góp để bài báo cáo đượchoàn thiện hơn.

Xin chân thành cảm ơn!

Tp Hồ Chí Minh, ngày 26 tháng 12 năm 2016

iii

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH ix

DANH MỤC BẢNG BIỂU x

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xii

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN KHU VỰC THIẾT KẾ LƯỚI 1

1.1 Đặc điểm tự nhiên – kinh tế xã hội 1

1.1.1 Điều kiện tự nhiên 1

1.1.2 Điều kiện kinh tế xã hội 6

1.2 Chọn cấp khó khăn cho công tác xây dựng lưới khống chế 7

1.2.1 Thuận lợi 7

1.2.2 Khó khăn 7

1.2.3 Chọn loại khó khăn 7

CHƯƠNG 2 CÁC CƠ SỞ LÝ THUYẾT 9

2.1 Hệ quy chiếu 9

2.1.1 Tiêu chí xác định hệ quy chiếu 9

2.1.2 Hệ quy chiếu VN2000 9

2.2 Chọn kinh tuyến trung ương khu đo 11

2.3 Nguyên tắc thiết kế lưới tọa độ 11

2.4 Tỷ lệ bản đồ đo vẽ 12

2.4.1 Quy định chọn tỷ lệ đo vẽ bản đồ 12

2.4.2 Chọn tỷ lệ đo vẽ cho khu vực thiết kế lưới 12

2.5 Phương án phát triển hệ thống lưới 12

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ LƯỚI KHỐNG CHẾ TỌA ĐỘ 14

3.1 Giới thiệu về phương pháp đo đạc bằng công nghệ gps 14

3.1.1 Phương pháp thành lập lưới Cơ sở cấp 1 14

3.1.2 Kỹ thuật của phương pháp định vị vệ tinh GPS 15

3.1.3 Ưu và nhược điểm của phương pháp định vị tương đối 15

3.2 Nguyên tắc thiết kế lưới tọa độ cơ sở 1 bằng công nghệ gps 16

3.2.1 Nguyên tắc chung 16

3.2.2 Mật độ điểm Cơ sở cấp 1 17

3.2.3 Phương pháp chọn điểm 19

3.2.4 Nguyên tắc đánh số hiệu điểm tọa độ cơ sở 1 19

3.2.5 Thiết bị đo và độ chính xác thiết bị 19

3.2.6 Quy trình đánh giá độ chính xác 20

3.3 Thiết kế lưới tọa độ cơ sở 1 27

3.3.1 Phương án 1 (Lưới cơ sở cấp 1 phục vụ thành lập lưới cơ sở cấp 2 đo GPS) 27

3.3.2 Phương án 2 (Lưới tọa độ cơ sở 1 phục vụ thành lập lưới đường chuyển toàn đạc) 29

v

3.4 Ước tính độ chính xác lưới tọa độ cơ sở 1 32

3.4.1 Ước tính độ chính xác lưới tọa độ cơ sở 1 bằng chương trình Matlab 32

3.4.2 Thống kê kết quả ước tính lưới tọa độ cơ sở 1 38

3.5 Nguyên tắc thiết kế lưới cơ sở cấp 2 39

3.5.1 Nguyên tắc chung 39

3.5.2 Đánh số hiệu cho các điểm khống chế 39

3.6 Thiết kế lưới cơ sở cấp 2 theo phương pháp đo gps 40

3.6.1 Những yêu cầu kỹ thuật thiết kế lưới Cơ Sở cấp 2 theo phương pháp GPS 40

3.6.2 Đánh số hiệu cho các điểm khống chế 40

3.6.3 Thiết kế lứơi Cơ sở cấp 2 đo bằng GPS 41

3.6.4 Đồ hình lưới cơ sở cấp 2 đo GPS 42

3.6.5 Ước tính độ chính xác lưới Cơ sở cấp 2 đo GPS 42

3.7 Thiết kế lưới cơ sở cấp 2 theo phương pháp đo đường chuyền 43

3.7.1 Yêu cầu kỹ thuật thiết kế lưới Cơ sở cấp 2 theo phương pháp đo đường chuyền .43

3.7.2 Chọn thiết bị đo lưới đường chuyền 44

3.7.3 Thiết kế lưới Cơ sở cấp 2 theo phương pháp đo lưới đường chuyền 45

3.7.4 Dạng đồ hình lưới cơ sở cáp 2 đo bằng lưới đường chuyển 47

3.7.5 Ước tính độ chính xác lưới đường chuyền bằng chương trình DPSurvey 47

3.7.6 Các cạnh đo nối phương vị 50

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ LƯỚI KHỐNG CHẾ ĐỘ CAO 52

4.1 Lưới độ cao hạng IV – phương án 1 52

4.1.1 Sơ đồ lưới độ cao 52

4.1.2 Đánh giá độ chính xác của lưới 54

4.1.3 Nhận xét 56

4.2 Lưới độ cao hạng IV phương án 2 56

4.2.1 Sơ đồ lưới độ cao 56

4.2.2 Đánh giá độ chính xác của lưới 58

4.2.3 Nhận xét về lưới thiết kế 60

CHƯƠNG 5 LẬP DỰ TOÁN KINH PHÍ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 61

5.1 Các văn bản pháp lý áp dụng dự toán giá thành 61

5.2 Phương pháp lập dự toán 61

5.2.1 Đơn giá sản phẩm 61

5.2.2 Chi phí khác 67

5.3 lập dự toán cho các phương án thiết kế 69

5.3.1 lưới tọa độ cơ sở 1 69

5.3.2 Lưới Tọa Độ Cơ Sở 2 72

5.3.3 Tổng dự toán 2 phương án thiết kế lưới 77

5.4 Chọn phương án thi công 78

CHƯƠNG 6 TỔ CHỨC THI CÔNG 80

vii

6.1 Lựa chọn phương án thực hiện 80

6.2 Lập lịch đo 80

6.3 Lập kế hoạch đo 81

6.4 Biểu đồ nhân lực 85

TỔNG KẾT 87

TÀI LIỆU THAM KHẢO 88

PHỤC LỤC 89

PHỤ LỤC 1: TỌA ĐỘ 54 ĐIỂM CƠ SỞ CẤP 2 MỚI THIẾT KẾ THEO CÔNG NGHỆ GPS 89

PHỤ LỤC 2: SAI SỐ VỊ TRÍ MẶT BẰNG CỦA LƯỚI CƠ SỞ CẤP 2 ĐO BẰNG GPS 92

PHỤ LỤC 3: SAI SỐ TRUNG PHƯƠNG CHIỀU DÀI VÀ PHƯƠNG VỊ LƯỚI CƠ SỞ CẤP 2 ĐO BẰNG GPS 95

PHỤ LỤC 4: TỌA ĐỘ ĐIỂM THIẾT KẾ MỚI LƯỚI CƠ SỞ CẤP 2 ĐO BẰNG LƯỚI ĐƯỜNG CHUYỀN 102

PHỤ LỤC 5: BẢNG SAI SỐ VỊ TRÍ ĐIỂM 105

PHỤ LỤC 6: BẢNG SAI SỐ TRUNG PHƯƠNG TƯƠNG HỖ CẠNH 108

PHỤ LỤC 7: SAI SỐ TRUNG PHƯƠNG CHIỀU DÀI VÀ PHƯƠNG VỊ 112

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 2.1: Vị trí huyện Long Thành và huyện Trảng Bom trên bản đồ Việt Nam 2

Hình 2.1: Sơ đồ phát triển lưới 13

Hình 3.1: Máy thu Trimble 4000SSI 20

Hình 3.2: Đồ hình lưới cơ sở cấp 1 – phương án 1 28

Hình 3.3: Đồ hình lưới cơ sở cấp 1 – phương án 2 31

Hình 3.4: Đồ hình lưới cơ sở cấp 2 đo bằng GPS 42

Hình 3.5: máy toàn đạc điện tử Topcon GPT – 7001i 45

Hình 3.6: Đồ hình lưới cơ sở cấp 2 đo bằng lưới đường chuyền 47

Hình 3.7: Giao diện chương trình ước tính lưới mặt bằng phụ thuộc của DPSurvey 49

Hình 4.1: Sơ đồ lưới độ cao thiết kế theo phương án 1 52

Hình 4.2 Sơ đồ lưới độ cao thiết kế theo phương án 2 56

Hình 6.1: Đồ thị chỉ số DOP và số lượng vệ tinh 81

Hình 6.2: Biểu đồ nhân lực 86

ix

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 3.1 Tọa độ điểm hạng III (múi chiếu 30) 27

Bảng 3.2 Tọa độ điểm tọa độ cơ sở 1 mới thiết kế theo phương án 1 29

Bảng 3.3 Tọa độ điểm tọa độ cơ sở 1 mới thiết kế theo phương án 2 31

Bảng 3.4 Sai số vị trí mặt bằng lưới tọa độ cơ sở 1 phương án 1 33

Bảng 3.5 Sai số trung phương chiều dài, phương vị và tương hỗ của lưới tọa độ cơ sở 1 phương án 1 33

Bảng 3.6 Sai số vị trí mặt bằng lưới tọa độ cơ sở 1 phương án 2 35

Bảng 3.7 Sai số trung phương chiều dài, phương vị và tương hỗ của lưới tọa độ cơ sở 1 phương án 2 36

Bảng 3.8 Tọa độ 54 điểm Cơ sở cấp 2 mới đo theo công nghệ GPS 41

Bảng 3.9: Sai số vị trí mặt bằng của lưới Cơ sở cấp 2 đo bằng GPS 42

Bảng 3.11 Các yếu tố của lưới đường chuyền 43

Bảng 3.14: Bảng sai số vị trí điểm 49

Bảng 3.15 Bảng tương hỗ cạnh 49

Bảng 3.16 Sai số trung phương chiều dài và phương vị 50

Bảng 4.1: Các tuyến đo thủy chuẩn trong phương án 1 53

Bảng 4.2: Sai số độ cao các mốc 54

Bảng 4.3 Sai số trung phương chênh cao từng tuyến 55

Bảng 4.4: Các tuyến đo thủy chuẩn trong phương án 2 57

Bảng 4.5: Sai số độ cao các mốc 58

Bảng 4.6 Sai số trung phương chênh cao từng tuyến 59

Bảng 6.1: Lịch đo lưới cơ sở câp 1 82

Bảng 6.2: Lịch đo lưới cơ sở cấp 2 83

Bảng 6.3: Bảng khối lượng công việc 85

xi

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN KHU VỰC THIẾT KẾ LƯỚI

Chương này sẽ giới thiệu tổng quan về tình hình kinh tế xã hội, đặc điểm địa chất, địahình của khu thiết kế lưới Qua đó lựa chọn cấp độ khó khăn phục vụ cho công đoạn thiết

kế lưới và dự toán giá thành

1.1 Đặc điểm tự nhiên – kinh tế xã hội

1.1.1 Điều kiện tự nhiên

1.1.1.1 Vị trí địa lý

- Huyện Trảng Bom và huyện Long Thành thuộc tỉnh Đồng Nai nằm ở vị trí địa lý:

- Vị trí huyện Trảng Bom và huyện Long Thành trên bản đồ Việt Nam:

1

Hình 2.1: Vị trí huyện Long Thành và huyện Trảng Bom trên bản đồ Việt Nam

- Địa giới hành chính khu vực thiết kế lưới

Bắc SơnBình MinhQuảng Tiến

- Trong năm, khí hậu chia thành 2 mùa rõ rệt

+ Mùa mưa: từ tháng 5 đến tháng 10, chiếm khoảng 90% lượng mưa hàng năm

+ Mùa khô: từ tháng 11 đên tháng 4 năm sau, chiếm khoảng 10% lượng mưa trongnăm

- Lượng mưa bình quân năm: 1.800-2.000 mm/năm Lượng mưa phân bố không đều giữacác tháng trong năm

- Số giờ nắng trung bình khoảng 2.600-2.700 giờ /năm

- Nhiệt độ cao đều trong năm, trung bình hằng năm khoảng 25-260C

+ Các tháng mùa khô có độ ẩm tương đối thấp 72-82%

+ Độ ẩm trung bình hàng năm cao nhất là 95%

+ Độ ẩm trung bình hàng năm thấp nhất là 50%

1.1.1.4 Địa chất

Theo kết quả điều tra, trên địa bàn thiết kế lưới có 5 nhóm đất chính:

+ Nhóm đất gley (Gleysols): chiếm khoảng 1% diện tích tự nhiên của khu vực Loạiđất này được hình thành trên trầm tích phù sa sông Đồng Nai và một ít trên sản phẩm dốc

tụ, do ảnh hưởng của quá trình ngập nước nên tầng đất từ 0 - 50cm bị gley mạnh, quátrình tích lũy mùn cao, tương đối giàu đạm, lân và kali, thành phần cơ giới nặng, thíchhợp với việc trồng lúa nước

+ Nhóm đất tầng mỏng (Leptosols): chiếm khoảng 0,2% diện tích tự nhiên của khuvực Loại đất này có tầng đất hiện hữu mỏng, trơ sỏi đá trên bề mặt, không thích hợp vớisản xuất nông nghiệp

+ Nhóm đất đen (Luvisols): chiếm khoảng 50,7% diện tích đất tự nhiên; gồm đất đenđiển hình, tầng đá sâu; đất nâu thẩm, tầng đá sâu và đất nâu thẩm, tầng đá nông Loại đấtnày được hình thành trên đá bazan, tầng đất lẫn nhiều đá bọt, có kết von Tuy vậy, đất lạirất giàu mùn, đạm đặc biệt là lân, đất chua, giàu bazơ, cacbon, kiềm cấu tạo viên hạt bềnthích hợp cho nhiều loại cây trồng, nhất là cây công nghiệp ngắn ngày, cây ăn trái và hoamàu

+ Nhóm đất xám (Acrisols): gồm đất xám điển hình, đất xám vàng, đất xám có kết von,đất xám cơ giới nhẹ và đất xám gley, chiếm khoảng 37% diện tích tự nhiên Đất này đượchình thành trên mẩu chất phù sa cổ, có thành phần cơ giới nhẹ, sét bị rửa trôi mạnh, độ phìnhiêu thấp; thích hợp với nhiều loại cây trồng kể cả cây công nghiệp dài ngày, cây côngnghiệp ngắn ngày, hoa màu, cây lương thực tuy nhiên phải đầu tư cao và có chế độ tướitiêu tốt mới cho hiệu quả

+ Nhóm đất đỏ (Ferrasols): gồm đất vàng đỏ (Xanthic Ferrasols) và đất đỏ thẩm (Radicferrasols) chiếm khoảng 11,8% diện tích tự nhiên Đất được hình thành từ đá bazan, thànhphần cơ giới nặng, cấu tạo viên, tơi xốp, giàu đạm, lân Loại đất này thích hợp cho cây lâunăm như cao su, cà phê, cây ăn trái …

=> Đất nông nghiệp là chủ yếu, chiếm 78,3%; đất phi nông nghiệp chiếm 21,7% và đấtchưa sử dụng đã được đưa vào khai thác Quá trình sử dụng đất chuyển dịch theo hướnggiảm diện tích trồng cây hàng năm và tăng diện tích trồng cây lâu năm, đất nuôi trồngthuỷ sản, đất ở, đất chuyên dùng Phần lớn diện tích đất nông nghiệp đã được đầu tư thâmcanh, nâng cao mức thu nhập trên một đơn vị diện tích sản xuất Như vậy, tài nguyên đấttừng bước được khai thác sử dụng phù hợp với điều kiện tự nhiên trong vùng

1.1.1.5 Thủy văn

- Tài nguyên nước mặt: nguồn nước mặt được dự trữ chủ yếu trong các hồ chứa xungquanh khu vực như: hồ Sông Mây, hồ Trị An, hồ Bà Long và hồ Thanh niên Ngoài ra,nguồn nước mưa có chất lượng khá tốt, song lượng mưa phân bố không đồng đều trongnăm Do đó, việc sử dụng nguồn nước mặt phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt còn hạn chế

- Mạng lưới sông suối trên địa bàn ngắn và dốc, ít nước trong mùa khô: module dòngchảy trung bình vào mùa lũ có thể đạt 30-35 l/s/km2 nhưng vào mùa khô chỉ còn 10-12l/s/km2

- Tài nguyên nước ngầm: có trữ lượng tương đối lớn, chất lượng nước tốt Nước ngầmtầng sâu (>100m) có lưu lượng khá lớn Đây là nguồn nước chính phục vụ sinh hoạt vàsản xuất tại địa phương

- Nhìn chung, nguồn tài nguyên nước trên địa bàn là khá dồi dào, có chất lượng nướctương đối tốt ít bị ô nhiễm vì thế có giá trị rất lớn trong phát triển kinh tế - xã hội và đờisống nhân dân, nếu được khai thác và sử dụng hợp lý sẽ đáp ứng đủ nhu cầu cho sản xuấtcông nghiệp, xây dựng, thương mại, dịch vụ, nông lâm nghiệp và đời sống của nhân dân

5

1.1.2 Điều kiện kinh tế xã hội

- Có tuyến Quốc lộ 1A đi qua, tạo điều kiện rất thuận lợi cho việc giao lưu với các địaphương trong và ngoài khu vực

- Khu du lịch sinh thái Giang Điền thuộc địa bàn xã Giang Điền, khu du lịch bò sữa LongThành thuộc xã Tam Phước có tiềm năng lớn để phát triển du lịch trở thành ngành kinh tếmũi nhọn, động lực thúc đẩy kinh tế - xã hội trên địa bàn phát triển

- Cơ cấu lao động làm việc trong các ngành kinh tế - xã hội đã có sự chuyển dịch theohướng tăng tỷ trọng lao động làm việc trong các ngành xây dựng, du lịch - dịch vụ vànông lâm

Như vậy, với vị trí nằm gần các đô thị lớn và tuyến đường giao thông quốc gia đi qua tạođiều kiện cho khu vực có vị trí địa lý kinh tế hết sức thuận lợi trong hiện tại và tương lai

để thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội Trong đó, đặc biệt là thu hút đầu tư phát triển cácngành công nghiệp xây dựng - thương mại, dịch vụ, du lịch sinh thái và nông lâm nghiệp

1.1.2.3 Tình hình giao thông

- Quốc lộ 1A đi qua xã Quảng Tiến, xã Bình Minh và xã Đồi 61, huyện Trảng Bom

- Khu vực nằm gần Cao tốc Long Thành – Dầu Giây.

- Tuyến đường Phước Tân – Giang Điền đi qua xã Giang Điền, huyện Trảng Bom

- Tuyến đường Võ Nguyên Giáp đi qua xã Bình Minh, huyện Trảng Bom

- Tuyến Trảng Bom – An Viễn đi qua xã An Viễn, huyện Trảng Bom

- Tuyến Trảng Bom – Đồi 61 đi qua xã Đồi 61, huyện Trảng Bom

1.2 Chọn cấp khó khăn cho công tác xây dựng lưới khống chế

1.2.1 Thuận lợi

- Khu đo tương đối bằng phẳng

- Nguồn lao động phổ thông nhiều nên thuận lợi cho việc thuê mướn nhân công

- Hệ thống đường giao thông trong khu đo khá nhiều, có đường nhựa nên thuận tiện choviệc bố trí mốc và di chuyển giữa các mốc

1.2.2 Khó khăn

- Khu đo có nhiều diện tích đất nông nghiệp nên sẽ có vài điểm địa chính được đặt trêntuyến đường đất nhỏ, cần gia cố mốc để bảo quản

- Lượng mưa trung bình lớn có thể gây sạt lở đất, khó khăn cho việc bảo quản mốc

- Khi đo ngắm tại khu trồng cây công nghiệp, khu đô thị cần chọn điểm hợp lý để đảmbảo thông hướng

- Thực phủ chiếm đa số là trồng các cây công nghiệp lâu năm nên khó khăn để đo ngắm

1.2.3 Chọn loại khó khăn

- Căn cứ vào văn bản pháp lý Quyết định số 05/2006/QĐ-BTNMT, quyết định về việcban hành định mức kinh tế - kĩ thuật đo đạc bản đồ Chọn cấp độ khó khăn 2 cho công tácxây dựng lưới tọa độ

7

- Căn cứ vào văn bản pháp lý Quyết định số 05/2006/QĐ-BTNMT, quyết định về việcban hành định mức kinh tế - kĩ thuật đo đạc bản đồ Chọn cấp độ khó khăn 2 cho công tácxây dựng lưới độ cao

CHƯƠNG 2 CÁC CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Chương này trình bày lý thuyết tổng quan về trắc địa, cách xác định hệ quy chiếu đểchuyển các điểm trên mặt cầu lên mặt phẳng Xác định kinh tuyến khu đo và hệ số giảmbậc trong hệ thống lưới Dựa vào tình hình kinh tế xã hội khu đo chọn tỷ lệ đo vẽ thíchhợp cho từng khu đo vẽ

2.1 Hệ quy chiếu

2.1.1 Tiêu chí xác định hệ quy chiếu

Xác định hệ quy chiếu tức là xác định gốc tọa độ và hệ trục cơ sở tọa độ để dựa vào đó cóthể biểu diễn được tất cả các điểm trong không gian Một hệ quy chiếu được gọi là phùhợp với phạm vi lãnh thổ đang xét nếu đạt được 3 tiêu chuẩn sau :

+ Một là : Có độ lệch nhỏ nhất theo một nghĩa toán học nào đó giữa mô hình toán học

và không gian vật lý của thế giới thực

+ Hai là : Thuận tiện sử dụng trong thực tiễn có lưu ý tới các tập quán hình thành từ lịch

sử

+ Ba là : Dễ dàng tính toán chuyển đổi với các hệ quy chiếu đang sử dụng mà đặc biệt là

hệ quy chiếu toàn cầu hiện hành

2.1.2 Hệ quy chiếu VN2000

Căn cứ vào quyết định số 83/2000/QD-TTg ngày 12/07/2000 của Thủ tướng Chính phủ

về việc áp dụng Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000

[1] Hệ tọa độ VN2000 sử dụng Ellipsoid toàn cầu WGS84 với các thông số cơ sở sau:

9

[3] Điểm gốc tọa độ quốc gia: Điểm N00 đặt tại viện nghiên cứu Địa chính thuộc Tổngcục Địa chính, đường Hoàng Quốc Việt, Hà Nội.

[4] Điểm gốc độ cao: Sử dụng độ cao quan trắc nhiều năm tại Hòn Dấu -Hải Phòng.[5] Hệ quy chiếu VN2000 sử dụng phép chiếu UTM (Universal Transverse Mercator): + Phép chiếu hình trụ ngang đồng góc, không biến dạng về hình dạng nhưng biến dạng

Tại 2 kinh tuyến cát tuyến: m = 1

Trên kinh tuyến trục: m = 0.9996 (đối với múi chiếu 60)

m = 0.9999 (đối với múi chiếu 30)

Ở vùng biên múi chiếu: m > 1

+ Phép chiếu UTM có độ biến dạng độ dài phân bố đều hơn và có trị số nhỏ hơn so vớiphép chiếu Gauss

+ Để không có trị số hoành độ âm thuận lợi cho tính toán, người ta quy ước chuyểntrục X về phía Tây 500Km và trục OY xuống phía Nam 10.000Km Tung độ có trị sốdương kể từ gốc tọa độ 0 về phía bắc và có trị số âm từ gốc tọa độ về phía Nam

2.2 Chọn kinh tuyến trung ương khu đo

Căn cứ thông tư 973/2001/TT-TCDC về việc chọn kinh tuyến trung ương

Tỉnh Đồng Nai có kinh tuyến trung ương 108000’00”

Khu vực Bản Đồ thuộc tỉnh Đồng Nai nên có kinh tuyến trung ương 108000’00”

Bản đồ địa hình được thành lập theo hệ tọa độ nhà nước VN-2000, ellipsoid WGS-84, sửdụng lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM, múi chiếu 3, hệ số điều chỉnh biến dạngchiều dài k =0.9999

2.3 Nguyên tắc thiết kế lưới tọa độ

[1] Lưới khống chế trắc địa : Là một hệ thống các điểm được xác định tọa độ (x,y) và

độ cao (H) với một độ chính xác cần thiết, các điểm này được đánh dấu trên mặt đất bằngtiêu và mốc

[2] Lưới khống chế trắc địa thường được xây dựng theo nguyên tắc :

+ Từ toàn thể đến cục bộ, từ độ chính xác cao đến độ chính xác thấp

+ Đủ mật độ điểm phủ trùm toàn khu đo

+ Bảo đảm độ chính xác

11

Theo nguyên tắc này thì lưới khống chế tọa độ được phát triển thành nhiều giai đoạn, mỗigiai đoạn tương ứng với một cấp hạng lưới có chỉ tiêu kỹ thuật và yêu cầu độ chính xáckhác nhau.

2.4 Tỷ lệ bản đồ đo vẽ

2.4.1 Quy định chọn tỷ lệ đo vẽ bản đồ.

Theo yêu cầu, bản đồ đo vẽ có tỷ lệ 1:2000

2.4.2 Chọn tỷ lệ đo vẽ cho khu vực thiết kế lưới.

- Khu vực thiết kế nằm trong 1 tờ bản đồ, có tổng diện tích thiết kế là 49km2

- Khu vực đất sản xuất nông nghiệp có diện tích khoảng 42.56 km2

- Khu vực đất đô thị có diện tích khoảng 6.44km2

2.5 Phương án phát triển hệ thống lưới

- Ước tính độ chính xác các bậc khống chế mặt bằng trong lưới tăng dày:

+ Trong trường hợp trên khu đo đã có điểm khống chế bậc cao, cần tăng dày mạng lướicho đủ mật độ cần thiết để đo vẽ bản đồ với tỷ lệ đặt ra

+ Ký hiệu mẫu số của sai số trung phương tương đối bậc khởi đầu là T0, các bậc tiếptheo là Ti (i=1,2,…,n), bậc cuối cùng là Tn

+ Theo hệ số giảm bậc k, ta lập được mối quan hệ giữa hai bậc khống chế liên tiếpnhau như sau:

- Sơ đồ phát triển lưới:

Hình 2.1: Sơ đồ phát triển lưới

13

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ LƯỚI KHỐNG CHẾ TỌA ĐỘ

Chương này sẽ trình bày về Hệ thống dẫn đường bằng vệ tinh toàn cầu GNSS, tiêu biểu là

Hệ thống định vị vệ tinh GPS của Mỹ Các chỉ tiêu về kĩ thuật trong thiết kế lưới tọa độ

cơ sở 1 Thiết kế và đánh giá độ chính xác hai phương án lưới Khống chế cơ sở bằngchương trình Matlab

Phần thứ 2 trong chương này trình bày về thiết kế lưới Cơ sở cấp 2 theo 2 phương án là

đo GPS và đo đường chuyền

Việc đánh giá độ chính xác lưới Cơ sở cấp 2 đo bằng GPS sẽ dùng chương trình Matlab.Đối với việc đánh gia độ chính xác lưới Cơ sở cấp 2 đo bằng phương pháp đường chuyềnthì sẽ dùng chương trình DPSurvey

3.1 Giới thiệu về phương pháp đo đạc bằng công nghệ gps

3.1.1 Phương pháp thành lập lưới Cơ sở cấp 1

Khu vực trong Bản Đồ được thiết kế đo vẽ ở tỷ lệ 1:2000 nên độ dài các cạnh trong lướitọa độ cơ sở 1 là:

+ Từ 1.5 – 3 Km (đối với khu đân cư đông đúc)

+ Từ 3 – 5 Km (đối với khu nông thôn)

Với phương pháp đo đạc truyền thống sẽ khó thi công do khó đảm bảo tính thông hướng.Ngày nay với sự phát triển của khoa học công nghệ thì việc thành lập lưới khống chế tọa

độ dùng Hệ thống dẫn đường bằng vệ tinh toàn cầu GNSS (Global Navigation SateliteSystem) đang được sử dụng rộng rãi, thay thế phương pháp truyền thống

Hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu GNSS bao gồm 4 hệ thống vệ tinh dẫn đường nhưsau: GPS do Mĩ chế tạo, GLONASS do Nga chế tạo, và hệ thống GALILEO do Liên hiệp

Âu Châu (EU) chế tạo, và COMPASS do Trung Quốc chế tạo

3.1.2 Kỹ thuật của phương pháp định vị vệ tinh GPS

Định vị tương đối dùng trị đo giả cự ly (có độ chính xác 0.5 – 5m ) và dùng trị đo pha ( có

+ Có thể ứng dụng để định vị ở thời gian thực và vị trí bất kỳ: trên đất, trên biển và trongkhông gian cho đối tượng đứng yên hay di chuyển - Có thể đo 24h/ngày trong mọi điềukiện thời tiết

+ Độ chính xác định vị cao và ngày càng đang được cải thiện

+ Người sử dụng không cần quan tâm đến việc điều hành hệ thống

- Khi xây dựng lưới tọa độ cơ sở 1 cần tuân thủ một số nguyên tắc :

+ Đảm bảo mật độ điểm lưới cơ sở 1 cần thiết để làm cơ sở phát triển lưới cơ sở 2 + Lưới cơ sở cấp 1 cần phải được đo nối với ít nhất 3 điểm tọa độ Nhà nước hạng III trởlên

+ Lưới tọa độ cơ sở được đo bằng công nghệ GPS định vị tương đối tĩnh, do đó khôngcần thông hướng giữa các trạm đo, tuy nhiên cũng nên bố trí vài cặp cạnh thông hướng đểthuận tiện cho việc đo nối với các điểm cơ sở 2

+ Nên đặt mốc ở nơi có nền đất ổn định để bảo quản lâu dài, gần đường giao thông để dễthi công và đo đạc

+ Khi xử lý số liệu cần tính chuyển kết quả về hệ tọa độ địa phương hiện hành

+ Chiều dài cạnh từ 3-5km, nếu trong khu vực đô thị chiều dài cạnh từ 1.5 - 3km Có thểrút ngắn nữa nhưng không được ngắn hơn 1km

+ Các quy định khi đo bằng công nghệ GPS :

Sử dụng máy thu 2 tần số do Bộ Tài nguyên và môi trường quy định

Đảm bảo góc cao vệ tinh phải lớn hơn 150

Số vệ tinh khỏe liên tục ít nhất 4 vệ tinh

Thời gian đo tại mỗi trạm không ít hơn 1,5 giờ

Chỉ số PDOP < 4

Dùng máy thu có độ chính xác khoảng 5mm + 1ppm

Đo nhiệt độ, áp suất

Đo chiều cao anten ít nhất 2 lần

+ Yêu cầu độ chính xác

Các chỉ tiêu kỹ thuật về độ chính xác của lưới được quy định như sau:

+ Sai số trung phương vị trí điểm yếu nhất không vượt quá: ±0,02m;

+ Sai số trung phương độ cao trắc địa điểm yếu nhất không vượt quá: ±0,03m;

+ Sai số trung phương tương đối cạnh yếu nhất: ≤ 1:100.000;

+ Sai số trung phương góc phương vị không vượt quá: ±5”

3.2.2 Mật độ điểm Cơ sở cấp 1

- Căn cứ quy định thành lập bản đồ Địa Hình, thông tư 68 về mật độ điểm Cơ sở cấp 1:

17

+ Nếu bản đồ tỷ lệ 1:5000, trên diện tích từ 20 – 30 km2 có tối thiểu 1 điểm tọa độ và

Vùng thành phố và khu công nghiệp: 4 điểm trên 1km2

Khu vực chưa xây dựng: 1 điểm trên 1km2

Các khu vực không có công tác trắc địa tiếp theo thì tùy thuộc vào phương pháp đo vẽbản đồ để quyết định mật độ điểm khống chế trắc địa

- Tổng diện tích trên Bản Đồ là 49 km2 Mặt khác bản đồ được chọn đo vẽ ở tỷ lệ 1:2000nên mật độ điểm cơ sở 1 là 4 điểm/1km2 (đối với khu vực đô thị) và 1 điểm/1km2 (đối vớikhu vực chưa xây dựng)

- Số lượng điểm cần đủ cho khu đo:

+ Khu vưc nông thôn:

3.2.4 Nguyên tắc đánh số hiệu điểm tọa độ cơ sở 1

Số hiệu điểm được quy đặt như sau:

GDI_SỐ THỨ TỰ

Trong đó:

+ GD: khu vực thiết kế lưới thuộc xã Giang Điền

+ I: điểm cơ sở cấp 1

3.2.5 Thiết bị đo và độ chính xác thiết bị

Thiết bị đo phù hợp với công tác trắc địa này là loại máy thu 2 tần số, có độ chính xácchiều dài đường đáy m s =a+b.S(mm) Trong đó:

+ m s là sai số trung phương chiều dài cạnh đáy

+ a (mm) , b (mm) là hắng số của máy

+ S (km) là chiều dài cạnh đáy

Chọn máy thu Trimble 4000SSI với a=5mm, b=1.5ppm

19

Hình 3.1: Máy thu Trimble 4000SSI

3.2.6 Quy trình đánh giá độ chính xác

3.2.6.1 Quy trình đánh giá độ chính xác

3.2.6.2 Thuật toán đánh giá độ chính xác

Chọn ẩn số là tọa độ không gian của các điểm thiết kế: τ Xi ,τ Y i ,τ Z i

+ mI tính theo gia số tọa độ Δ X ij , ΔY ij , ΔZ ij

Theo Chris Rizos, ta có thể xấp xỉ độ chính xác cho các thành phần của đường đáy là:

Trong đó: a, b là các hệ số của sai số thiết bị Trọng số của baseline vector được lập như sau:

Ma trận trọng số P

Lập ma trận chuẩn N: N= ATPA

Lập ma trận QXYZ

23

Tính sai số trung phương vị trí điểm I trong không gian

Trong thực tế người ta quan tâm đến độ chính xác mặt bằng hơn vị trí điểm trong khônggian Do đó, ta cần chuyển ma trận QXYZ sang ma trận QNEU cho một điểm I bát kỳ nhưsau:

Với ϕ i , λ i là vĩ độ và kinh độ điểm thứ I

Độ chính xác mặt bằng:

+ m E i =μ√Q E i E i

+ m N i =μ√Q N i N i

+m Pi =μ√Q E i E i +Q N i N i

Sai số trung phương cạnh Sij và phương vị Aij

+ Từ mối quan hệ:α ij =arctan ( N j −N i

E j −E i) và S ij=√ (N j −N i)2

+(E j −E i)2+ Vi phân các công thức trên ta được:

b i =(−cosα ij −sin α ij0) a j=(cosα ij sin α ij0)=−b i

q αij =F αij Q NEU F αij T = 1

S ij2

a i(Q NEUi +Q NEUj −2Q NEUij)a i T

q Sij =F Sij Q NEU F Sij T =b i(Q NEUi +Q NEUj −2Q NEUij)b i T

m Sij =μ√q sij

m αij =μ√q αij

Tính sai sô trung phương tương hỗ:

M THij=√m Sij2 +(m αij

ρ S ij)2

3.2.6.3 Các bước thực hiện đánh giá độ chính xác lưới GPS

[1] Từ các file dữ liệu bản đồ lấy tọa độ (x,y) của 4 góc khung (trong hệ tọa độ VN2000,múi chiếu 30) và tọa độ các điểm hạng III (trong hệ tọa độ WGS84)

[2] Dùng chương trình Geotool của tổng cục Địa Chính chuyển tọa độ các điểm (lấy được

từ Bước 1) sang hệ tọa độ VN2000, múi chiếu 30

[3] Đăng kí tọa độ lên chương trình ArcGis Desktop 10.3 của hãng ESRI Với các tham sốđiều chỉnh chuyển về hệ VN-2000 múi 30 như sau :

+ Elipsoid WGS84 định vị lại theo quyết định số 83/2000/QD-TTg ngày 12/07/2000 củaThủ tướng Chính phủ về việc áp dụng Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000 + Phép chiếu UTM

+ Kinh tuyến trung ương 108000’00”

+ Múi chiếu 30

+ Hệ số tỷ lệ chiếu k = 0.9999

[4] Thiết kế các điểm tọa độ cơ sở 1, ta thu được tọa độ bản đồ (x,y) của các điểm đang ởmúi 30, kinh tuyến trung ương 108000’00”

[5] Chuyển tọa độ bản đồ (x,y) của các điểm tọa độ cơ sở 1 mới thiết kế và điểm hạng IIIsang tọa độ trắc địa (B,L)

[6] Chuyển (B, L, H) sang tọa độ không gian (X,Y,Z), với H = 0

[7] Đánh giá độ chính xác các điểm thiết kế

[8] So sánh với chỉ tiêu kỹ thuật

3.3 Thiết kế lưới tọa độ cơ sở 1

Tư liệu gốc gồm 5 điểm hạng III đó là: 647551, 646589, 646591, 646595, 646596 trong

đó điểm 646595 và 646596 nằm trong khu vực thiết kế lưới và các điểm còn lại nằmngoài phạm vi thiết kế lưới

Bảng 3.1 Tọa độ điểm hạng III (múi chiếu 30)

3.3.1 Phương án 1 (Lưới cơ sở cấp 1 phục vụ thành lập lưới cơ sở cấp 2 đo GPS)

- Trên khu đo đã có 2 điểm hạng III

- Số điểm hạng III ngoài khu đo được đo nối vào lưới cơ sở cấp 1: 3 điểm

- Tổng số điểm thiết kế: 17 điểm

27