Nghiên cứu giải pháp ứng dụng công nghệ định vị vệ tinh trong thi công xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN VĂN KIÊN NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐỊNH VỊ VỆ TINH TRONG THI CƠNG XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Hà Nội – 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐỊNH VỊ VỆ TINH TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP Ngành: Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ Mã số: 8520503 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Nguyễn Quang Thắng Hà Nội – 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Tác giả Nguyễn Văn Kiên ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích đề tài Nhiệm vụ đề tài Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn Cấu trúc luận văn Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 MỤC ĐÍCH, ĐẶC ĐIỂM CƠNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CƠNG XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP 1.1.1 Cơng tác thành lập lƣới khống chế thi cơng cơng trình dân dụng công nghiệp 1.1.2 Đặc điểm cơng tác bố trí đo vẽ hồn cơng cơng trình dân dụng cơng nghiệp 1.1.3 Đặc điểm công tác quan trắc chuyển dịch biến dạng cơng trình dân dụng - cơng nghiệp 1.2 CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CƠNG XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP 11 1.2.1 Các tiêu kỹ thuật công tác thành lập lƣới khống chế thi cơng cơng trình dân dụng cơng nghiệp 11 1.2.2 Các tiêu kỹ thuật cơng tác bố trí đo vẽ hồn cơng cơng trình dân dụng cơng nghiệp 14 iii 1.2.3 Các tiêu kỹ thuật công tác quan trắc chuyển dịch biến dạng cơng trình dân dụng - công nghiệp 16 1.3 TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐỊNH VỊ VỆ TINH TRONG XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP 17 1.3.1 Các phƣơng pháp kỹ thuật đo GPS 17 1.3.1.1 Phƣơng pháp đo tuyệt đối 17 1.3.1.2 Phƣơng pháp đo tƣơng đối 20 1.3.2 Các nguồn sai số đo GPS 24 1.3.2.1 Các nguồn sai số hệ thống 25 1.3.2.2 Các nguồn sai số môi trƣờng 25 1.3.2.3 Sai số đồ hình vệ tinh 28 1.3.2.4 Sai số ngƣời đo 29 Chương 2: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐỊNH VỊ VỆ TINH ĐỂ THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ THI CƠNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP 30 2.1 CHỈ TIÊU KỸ THUẬT THÀNH LẬP LƢỚI KHỐNG CHẾ THI CƠNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP 30 2.1.1 Mục đích thành lập lƣới khống chế thi cơng cơng trình dân dụng - công nghiệp 30 2.1.2 Đặc điểm thành lập lƣới khống chế thi cơng cơng trình dân dụng - cơng nghiệp 31 2.1.3 Độ xác thành lập lƣới 31 2.2 ĐẶC ĐIỂM CÁC PHƢƠNG PHÁP THÀNH LẬP LƢỚI KHỐNG CHẾ THI CƠNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP 33 iv 2.2.1 Đặc điểm thành lập lƣới khống chế thi công phƣơng pháp đo mặt đất 33 2.2.1.1 Phƣơng pháp tam giác (đo góc, đo cạnh, đo góc – cạnh) 34 2.2.1.2 Phƣơng pháp đƣờng chuyền (đa giác) 35 2.2.1.3 Phƣơng pháp lƣới ô vuông xây dựng 36 2.2.2 Đặc điểm thành lập lƣới khống chế thi công công nghệ định vị vệ tinh 36 2.3 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐỊNH VỊ VỆ TINH ĐỂ THÀNH LẬP LƢỚI KHỐNG CHẾ THI CÔNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP 37 2.3.1 Những yêu cầu chung thành lập lƣới khống chế thi công công nghệ định vị vệ tinh 37 2.3.2 Thiết kế đồ hình lƣới 38 2.3.2.1 Liên kết điểm: 39 2.3.2.2 Liên kết cạnh: 39 2.3.2.3 Liên kết lƣới: 39 2.3.2.4 Liên kết hỗn hợp cạnh - điểm: 39 2.3.3 Ƣớc tính độ xác lƣới 40 2.3.3.1 Ƣớc tính với trị đo cạnh S phƣơng vị α 40 2.3.3.2 Ƣớc tính lƣới GNSS với trị đo ΔX, ΔY, ΔZ ………… …… 43 2.3.4 Xử lý số liệu đo đạc lƣới 44 2.3.4.1 Yêu cầu 44 2.3.4.2 Tính baseline 45 2.3.4.3 Kiểm tra kết tính baseline 45 2.3.4.4 Các phƣơng án tính tốn bình sai 46 v 2.3.5 Tính chuyển tọa độ điểm hệ tọa độ thi cơng cơng trình 47 2.3.5.1 Tính chuyển từ hệ tọa độ vng góc khơng gian địa tâm (X, Y, Z) hệ tọa độ trắc địa (B, L, H) 47 2.3.5.2 Tính chuyển tọa độ địa tâm hệ tọa độ địa diện chân trời: 48 2.3.5.3 Phép tính chuyển tọa độ phẳng Helmert 49 2.4 KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG THỐNG TRẠM CORS ĐỂ THAY THẾ LƢỚI KHỐNG CHẾ THI CƠNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP 51 2.4.1 Cấu trúc hệ thống trạm CORS 51 2.4.1.1 Hệ thống trạm tham chiếu 52 2.4.1.2 Trạm chủ 53 2.4.1.3 Ngƣời sử dụng 54 2.4.2 Các kỹ thuật định vị hệ thống trạm CORS 55 2.4.2.1 Kỹ thuật trạm tham chiếu ảo VRS 55 2.4.2.2 Kỹ thuật hiệu chỉnh khu vực FKP 56 2.4.2.3 Kỹ thuật phối hợp trạm phụ trợ trạm MAC 57 2.4.2.4 Hệ thống mạng lƣới tham chiếu NRS 58 2.4.2.5 Kỹ thuật DEEP - NRS 58 2.4.3 Khả ứng dụng hệ thống trạm CORS để thay lƣới khống chế thi công công trình dân dụng cơng nghiệp 58 2.4.3.1 Độ xác định vị hệ thống trạm CORS 59 2.4.3.2 Khả ứng dụng hệ thống trạm CORS để thay lƣới khống chế thi cơng cơng trình dân dụng công nghiệp 60 vi Chương 3: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐỊNH VỊ VỆ TINH TRONG GIAI ĐOẠN THI CÔNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG CƠNG NGHIỆP 61 3.1 ĐẶC ĐIỂM CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG GIAI ĐOẠN THI CƠNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP 61 3.1.1 Đặc điểm cơng tác trắc địa bố trí cơng trình 61 3.1.1.1 Trình tự cơng tác bố trí cơng trình 61 3.1.1.2 Độ xác yêu cầu bố trí cơng trình 61 3.1.1.3 Cơng tác chuẩn bị cho bố trí: 62 3.1.1.4 Bố trí trục cơng trình: 63 3.1.1.5 Bố trí chi tiết móng cơng trình 63 3.1.1.6 Chuyển hệ thống trục độ cao lên tầng xây dựng 64 3.1.1.7 Bố trí kết cấu thiết bị công nghệ 64 3.1.2 Đặc điểm công tác đo vẽ hồn cơng cơng trình dân dụng - cơng nghiệp 64 3.1.2.1 Phƣơng pháp đo vẽ hồn cơng 65 3.1.2.2 Những lƣu ý đo vẽ hoàn công: 66 3.2 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐỊNH VỊ VỆ TINH (GNSS) TRONG CÔNG TÁC BỐ TRÍ VÀ ĐO VẼ HỒN CƠNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP 66 3.2.1 Ứng dụng công nghệ GNSS bố trí cơng trình dân dụng - cơng nghiệp 66 3.2.1.1 Đặc điểm chung 66 3.2.1.2 Ngun tắc bố trí cơng trình dân dụng - công nghiệp công nghệ GNSS - RTK 67 vii 3.2.1.3 Bố trí cơng trình dân dụng - cơng nghiệp cơng nghệ GNSS – RTK 68 3.2.2 Ứng dụng cơng nghệ GNSS - RTK đo vẽ hồn cơng cơng trình dân dụng - cơng nghiệp 71 3.3 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TRẠM CORS TRONG GIAI ĐOẠN THI CƠNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP 72 3.3.1 Ứng dụng công nghệ trạm CORS thi công tuyến đƣờng khu vực xây dựng cơng trình dân dụng - cơng nghiệp 72 3.3.1.1 Bố trí tuyến đƣờng 72 3.3.1.2 Đo vẽ mặt cắt dọc, mặt cắt ngang tuyến đƣờng 73 3.3.2 Ứng dụng công nghệ trạm CORS công tác bố trí quy hoạch thị, giải phóng mặt 73 3.3.3 Ứng dụng công nghệ trạm CORS hệ thống giám sát hành trình phƣơng tiện vận tải công trƣờng xây dựng 74 3.4 GIẢI PHÁP XÁC ĐỊNH DỊ THƢỜNG ĐỘ CAO VÀ ĐỘ CAO CHUẨN SỬ DỤNG CÁC TRỊ ĐO GNSS TRÊN KHU VỰC XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP 75 3.4.1 Công thức chung 75 3.4.2 Giải pháp xác định dị thƣờng độ cao độ cao chuẩn trƣờng hợp khác 77 3.4.2.1 Khi biết độ cao chuẩn ba điểm khống chế 77 3.4.2.2 Khi biết độ cao chuẩn từ ba điểm khống chế trở lên 78 3.4.2 Giải pháp xác định độ cao chuẩn dựa vào độ cao Geoid lấy từ mơ hình trọng trƣờng EGM2008 79 Chương 4: TÍNH TỐN THỰC NGHIỆM 81 viii 4.1 ƢỚC TÍNH ĐỘ CHÍNH XÁC LƢỚI KHỐNG CHẾ THÀNH LẬP BẰNG CÔNG NGHỆ ĐỊNH VỊ VỆ TINH 81 4.1.1 Tứ giác trắc địa kép 81 4.1.2 Tứ giác trắc địa kép đo thêm baseline chéo dài……………… …… 91 4.1.3 Phân tích kết thực nghiệm ƣớc tính độ xác 101 4.2 TÍNH TỐN XÁC ĐỊNH CHÊNH CAO CHUẨN THEO CHÊNH CAO TRẮC ĐỊA VÀ ĐỘ CHÊNH ĐỘ CAO GEOID NỘI SUY TỪ MƠ HÌNH EMG2008 101 4.2.1 Thuật toán 101 4.2.2 Sơ đồ lƣới thực nghiệm số liệu 101 4.2.3 Tính tốn phân tích kết thực nghiệm 103 4.2.3.1 Trình tự tính tốn: 103 KẾT LUẬN…………………………………………………………… …108 TÀI LIỆU THAM KHẢO 109 95 -0.800 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.555 0.000 0.000 0.050 0.138 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.048 0.000 1.000 0.000 -0.600 -1.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.832 0.000 -0.103 -0.066 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.032 0.000 1.000 0.000 0.000 0.000 0.800 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.555 0.000 0.000 0.000 0.138 0.050 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.048 0.000 0.000 0.000 -1.000 -0.600 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.103 0.000 0.000 0.000 0.066 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.032 0.832 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.800 0.000 0.000 1.000 0.555 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 T A= 0.000 -0.050 0.000 0.000 0.000 -0.048 0.000 0.138 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.000 0.000 0.600 0.000 0.000 0.000 0.832 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.066 0.000 0.000 0.103 0.032 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.800 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.138 0.000 0.000 0.000 -0.048 1.000 0.555 0.050 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.600 0.000 1.000 0.000 0.000 0.000 0.832 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.103 0.000 -0.032 0.066 0.000 0.800 0.000 0.000 0.000 0.000 0.800 0.000 0.000 1.000 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.050 0.000 -0.138 0.000 0.138 0.050 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.600 0.000 1.000 0.000 -1.000 -0.600 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.066 0.000 0.000 0.000 0.000 0.066 0.000 0.000 0.103 0.000 0.000 0.000 -0.026 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.015 0.000 0.000 0.010 0.011 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.016 0.000 0.034 ATP = 0.000 -0.019 -0.037 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.022 0.000 -0.014 -0.013 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.011 0.000 0.034 0.000 0.000 0.000 0.026 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.015 0.000 0.000 0.000 0.011 0.010 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.016 0.000 0.000 0.000 -0.037 -0.019 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.022 0.014 0.000 0.000 0.000 0.013 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.011 96 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.026 0.000 0.000 0.034 0.015 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.010 0.000 0.000 0.000 -0.016 0.000 0.011 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.037 0.000 0.019 0.000 0.000 0.000 0.022 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.013 0.000 0.000 0.014 0.011 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.026 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.015 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.010 0.000 -0.011 0.000 0.000 0.000 -0.016 0.034 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.019 0.000 0.037 0.000 0.000 0.000 0.022 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.013 0.000 0.000 0.000 -0.014 0.000 -0.011 0.000 0.026 0.000 0.000 0.000 0.000 0.026 0.000 0.000 0.034 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.010 0.000 -0.011 0.000 0.011 0.010 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.019 0.000 0.037 0.000 -0.037 -0.019 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.013 0.000 0.000 0.000 0.000 0.013 0.000 0.000 0.014 0.000 0.000 0.000 0.034 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.032 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.037 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.037 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.032 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 P= 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.037 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.032 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.032 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.037 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.034 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 97 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.034 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.026 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.026 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.138 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.199 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.083 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.083 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.199 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.083 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.199 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.199 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.083 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.138 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.138 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.342 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.342 T 0.066 0.026 -0.034 0.000 -0.009 -0.012 0.000 0.000 -0.021 -0.015 0.026 0.069 0.000 -0.001 -0.012 -0.019 0.000 0.000 -0.015 -0.012 -0.034 0.000 0.066 -0.026 0.000 0.000 -0.009 0.012 -0.002 0.000 0.000 -0.001 -0.026 0.069 0.000 0.000 0.012 -0.019 0.000 -0.037 -0.009 -0.012 0.000 0.000 0.066 0.026 -0.034 0.000 -0.002 0.000 R = A PA -0.012 -0.019 0.000 0.000 0.026 0.069 0.000 -0.001 0.000 -0.037 0.000 0.000 -0.009 0.012 -0.034 0.000 0.066 -0.026 -0.021 0.015 0.000 0.000 0.012 -0.019 0.000 -0.001 -0.026 0.069 0.015 -0.012 -0.021 -0.015 -0.002 0.000 -0.002 0.000 -0.021 0.015 0.080 0.000 -0.015 -0.012 0.000 -0.037 0.000 -0.037 0.015 -0.012 0.000 0.100 -1 50.84 -5.59 38.18 31.77 -7.07 25.27 -5.89 3.31 10.81 29.10 -5.59 20.54 -1.63 5.08 -2.79 9.90 -3.31 1.79 1.03 7.96 38.18 -1.63 48.19 35.72 -8.55 24.76 -7.07 2.79 8.16 29.10 31.77 5.08 35.72 60.60 -24.76 41.85 -25.27 9.90 1.03 48.02 -7.07 -2.79 -8.55 -24.76 48.19 -35.72 38.18 1.63 8.16 -29.10 25.27 9.90 24.76 41.85 -35.72 60.60 -31.77 5.08 -1.03 48.02 -5.89 -3.31 -7.07 -25.27 38.18 -31.77 50.84 5.59 10.81 -29.10 3.31 1.79 2.79 9.90 1.63 5.08 5.59 20.54 -1.03 7.96 10.81 1.03 8.16 1.03 8.16 -1.03 10.81 -1.03 18.98 0.00 29.10 7.96 29.10 48.02 -29.10 48.02 -29.10 7.96 0.00 55.97 Q=R c Đánh giá độ xác lưới thiết kế - Sai số trung phương vị trí điểm µ=1 99 m1 = μ (Q11  Q22 ) m1= 8.45 mm m2 = μ (Q33  Q44 ) m2= 10.43 mm m3 = μ (Q55  Q66 ) m3= 10.43 mm m4 = μ (Q77  Q88 ) m4= 8.45 mm m5 = μ (Q99  Q1010 ) m5= 8.66 mm - Sai số trung phƣơng hàm trọng số: Cạnh yếu nhất: IV- III có chiều dài cạnh 2000 m, α43 = 00000'00'' + Véc tơ hàm trọng số chiều dài cạnh GPS3-GPS4: FS34= FT= -1 -Cosα43 -1 -Sinα43 Cosα43 Sinα43 0 48.19 -35.72 38.18 1.63 -35.72 60.60 -31.77 5.08 38.18 -31.77 50.84 5.59 1.63 5.08 5.59 20.54 q= FTq = -10.004 1/PS = FTqFS34= 22.66 m43 = μ 1/ PS = 4.76 mm 3.956 12.656 3.956 100 + Véc tơ hàm trọng số phƣơng vị cạnh GPS3-GPS4: a43 b43 -0.1 -a43 -b43 0.103 Fα = FT = -0.103 0.103 51.37 -37.37 41.14 1.66 -37.37 60.09 -33.37 5.15 41.14 -33.37 53.81 5.67 1.66 5.15 5.67 20.70 4.02 1.60 q= FTq = 4.02 -5.66 FTqF = 1/Pα= 0.75 mα = μ 1/ P = 0.86” + Sai số tương hỗ hai điểm GPS3-GPS4: = 9.64 mm Tổng hợp kết ƣớc tính độ xác lƣới thực nghiệm theo phƣơng án đƣợc nêu bảng 4.1 Bảng 4.2 Kết ƣớc tính độ xác lƣới thực nghiệm theo phƣơng án 101 Chỉ tiêu đánh giá độ xác lƣới Giá trị Sai số trung phƣơng chiều dài cạnh yếu (GPS3-GPS4) 4.76 mm Sai số trung phƣơng phƣơng vị cạnh yếu (GPS2-GPS5) 3.48" Sai số trung phƣơng vị trí điểm yếu (GPS3) 10.43 mm Sai số tƣơng hỗ yếu hai điểm (GPS4-GPS3) 9.64 mm 4.1.3 Phân tích kết thực nghiệm ước tính độ xác Tổng hợp kết ƣớc tính độ xác mạng lƣới thực nghiệm đƣợc nêu bảng 4.3 Chỉ tiêu đánh giá độ xác lƣới Phƣơng án Phƣơng án Sai số trung phƣơng chiều dài cạnh yếu (GPS1-GPS3) 4.85 mm 4.76 mm Sai số trung phƣơng phƣơng vị cạnh yếu (GPS2-GPS5) 3.48" 3.48" Sai số trung phƣơng vị trí điểm yếu (GPS3) 11.94 mm 10.43 mm Sai số tƣơng hỗ yếu hai điểm GPS4-GPS3 10.81 mm 9.64 mm Từ kết nêu bảng 4.3 rút nhận xét: Việc đo thêm đƣờng chéo dài làm tăng độ xác vị trí điểm vị trí điểm tƣơng hỗ Tuy nhiên độ xác khơng đƣợc cải thiện nhiều 4.2 TÍNH TỐN XÁC ĐỊNH CHÊNH CAO CHUẨN THEO CHÊNH CAO TRẮC ĐỊA VÀ ĐỘ CHÊNH ĐỘ CAO GEOID NỘI SUY TỪ MÔ HÌNH EMG2008 4.2.1 Thuật tốn Thuật tốn xác định chênh cao chuẩn theo chênh cao trắc địa độ chênh dị thƣờng độ cao đƣợc trình bày chi tiết 3.4 4.2.2 Sơ đồ lưới thực nghiệm số liệu 102 Hình 4.3 Sơ đồ lƣới GPS - thủy chuẩn Nhà máy Thép Vũng Áng Trong mạng lƣới tiến hành đo GPS theo phƣơng pháp đo tĩnh với độ xác tƣơng đƣơng lƣới hạng IV quốc gia, đo thủy chuẩn hình học hạng III Nhà nƣớc Các điểm lƣới thực nghiệm có tọa độ độ cao trắc địa; có 19 điểm khống chế vừa có độ cao trắc địa vừa có độ cao chuẩn nêu bảng 4.4 (cột 2), đƣợc sử dụng cho tính tốn thực nghiệm 103 Bảng 4.4 Tọa độ - độ cao trắc địa độ cao chuẩn điểm STT Điểm B (rad) L (rad) H (m) hγ (m) 269424 0,31577528 1,8570230 0.058 2.264 269425 0,31490725 1,8576889 -0.611 1.578 269426 0,31477281 1,8570501 0.267 2.368 GPS1 0,31429766 1,8579566 4.482 6.621 GPS2 0,3143521 1,8578355 5.767 7.890 GPS10 0,31504254 1,8568158 -0.316 1.803 GPS11 0,31519997 1,8568571 -0.491 1.644 GPS12 0,3152447 1,8570806 -1.005 1.161 GPS13 0,31529329 1,8572843 -1.384 0.808 10 GPS14 0,31535656 1,8574881 -0.688 1.530 11 GPS15 0,31517741 1,8575657 -1.348 0.861 12 GPS16 0,31503346 1,8576177 -0.919 1.281 13 GPS17 0,31474156 1,8576814 -0.261 1.915 14 GPS18 0,31459016 1,8576920 0.450 2.586 15 GPS19 0,31485714 1,8578063 2.366 4.508 16 GPS20 0,31467032 1,8574078 -1.240 0.883 17 GPS21 0,31485603 1,8574194 -1.435 0.728 18 GPS22 0,31475231 1,8571841 -0.677 1.427 19 GPS23 0,31487342 1,8571219 0.039 2.154 4.2.3 Tính tốn phân tích kết thực nghiệm 104 4.2.3.1 Trình tự tính tốn: - Tính dị thƣờng độ cao theo kết đo đạc tính tốn bình sai lƣới GPS lƣới thủy chuẩn theo công thức nêu 3.4: ζi = Hi - hi đó: Hi, hi độ cao trắc địa độ cao thủy chuẩn điểm tính Từ đó: Δζij = ΔHij - Δhij Hay: Δhij = ΔHij - Δζij - Từ mơ hình dị thƣờng độ cao EGM2008, tra nội suy đƣợc độ cao Geoid điểm i j đoạn đo theo công thức nội suy nêu 3.4, từ tính đƣợc ΔNij2008 Theo kết đo ΔHij ΔNij2008 tính đƣợc Δhij, từ tính dƣợc hij - Từ sơ đồ số liệu cho nhƣ ta tính đƣợc ζi điểm nhƣ bảng 4.5 Bảng 4.5 Kết tính dị thƣờng độ cao độ cao Geoid Điểm H h ζđo N2008 269424 0.058 2.264 -2.206 -21.7287 269425 -0.611 1.578 -2.189 -21.5674 269426 0.267 2.368 -2.101 -21.4973 GPS1 4.482 6.621 -2.139 -21.4513 GPS2 5.767 7.890 -2.123 -21.4631 GPS10 -0.316 1.803 -2.119 -21.5555 GPS11 -0.491 1.644 -2.135 -21.5883 GPS12 -1.005 1.161 -2.166 -21.6008 105 GPS13 -1.384 0.808 -2.192 -21.6401 GPS14 -0.688 1.530 -2.218 -21.6545 GPS15 -1.348 0.861 -2.209 -21.6197 GPS16 -0.919 1.281 -2.200 -21.5922 GPS17 -0.261 1.915 -2.176 -21.5369 GPS18 0.45 2.586 -2.136 -21.5088 GPS19 2.366 4.508 -2.142 -21.4888 GPS20 -1.24 0.883 -2.123 -21.5268 GPS21 -1.435 0.728 -2.163 -21.5616 GPS22 -0.677 1.427 -2.104 -21.5178 GPS23 0.039 2.154 -2.115 -21.5309 - Tính ΔNij2008, ΔHij Δhij; tính δΔh, P, [P.( δΔh)2], μ, mΔh (bảng 4.6) Bảng 4.6 Kết tính chênh cao cạnh Cạnh GPS1-GPS2 ΔN2008 ΔH Δh2008 Δh δΔh D P = 1/D P.(δΔh)2 -0.0118 1.285 1.2968 1.269 -0.0278 811.6262 1.2320943 0.000949998 GPS1-GPS19 -0.0375 -2.116 -2.0785 -2.113 -0.034 1527.158 0.6548111 0.000779193 GPS2-GPS19 -0.0257 -3.401 -3.3753 -3.382 -0.0067 897.5631 1.1141278 0.000050432 GPS10-GPS11 -0.0329 -0.175 -0.1421 -0.159 -0.0169 1029.375 0.9714635 0.000276699 GPS10-GPS12 -0.0453 -0.689 -0.6437 -0.642 0.0017 2055.113 0.4865912 0.000001394 GPS11-GPS12 -0.0124 -0.514 -0.5016 -0.483 0.0186 1384.833 0.7221087 0.000249000 106 GPS12-GPS13 -0.0394 -0.379 -0.3396 -0.353 -0.0134 1273.719 0.7851026 0.000140334 GPS13-GPS14 -0.0144 0.696 0.7104 0.722 0.0116 1299.247 0.7696765 0.000104162 GPS13-GPS15 0.0204 0.036 0.0156 0.053 0.0374 1858.335 0.5381161 0.000752856 GPS14-GPS15 0.0348 -0.660 -0.6948 -0.669 0.0258 1229.923 0.8130593 0.000539978 GPS15-GPS16 0.0276 0.429 0.4014 0.42 0.0186 965.7238 1.0354928 0.000356484 GPS15-GPS21 0.0581 -0.087 -0.1451 -0.133 0.0121 2222.936 0.4498555 0.000066179 GPS16-269425 0.0248 0.308 0.2832 0.297 0.0138 909.620 1.0993606 0.000208932 GPS16-GPS17 0.0553 0.658 0.6027 0.634 0.0312 1891.068 0.5288017 0.000516849 GPS16-GPS21 0.0306 -0.516 -0.5466 -0.553 -0.0064 1646.876 0.6072102 0.000025069 GPS17-GPS18 0.0281 0.711 0.6829 0.671 -0.0118 962.2727 1.0392064 0.000146031 GPS17-GPS20 0.0101 -0.979 -0.9891 -1.032 -0.0429 1720.162 0.5813405 0.001070032 GPS17-GPS21 -0.0247 -1.174 -1.1493 -1.187 -0.0377 1747.032 0.5723993 0.000813060 GPS18-GPS20 -0.0180 -1.690 -1.6720 -1.703 -0.0310 1797.437 0.5563478 0.000536319 GPS18-GPS21 -0.0528 -1.885 -1.8322 -1.858 -0.0258 2361.411 0.4234757 0.000282638 GPS18-GPS19 0.0200 1.916 1.8960 1.922 0.0260 937.032 1.0671996 0.000719764 GPS20-GPS21 -0.0348 -0.195 -0.1602 -0.155 0.0052 1179.783 0.8476137 0.000023041 GPS20-GPS22 0.0090 0.563 0.5540 0.544 -0.0100 1453.136 0.688167 0.000068617 GPS21-GPS22 0.0438 0.758 0.7142 0.699 -0.0152 1571.774 0.6362239 0.000146980 GPS21-269425 -0.0058 0.824 0.8298 0.85 0.0202 1677.18 0.5962389 0.000243559 GPS22-GPS23 -0.0131 0.716 0.7291 0.727 -0.0021 855.843 1.1684381 0.000005171 107 GPS22-269426 0.0205 0.944 0.9235 0.941 0.0175 823.236 1.2147192 0.000371871 GPS23-269426 0.0336 0.228 0.1944 0.214 0.0196 772.336 1.2947726 0.000497425  0.0480 -4.388 -4.4360 -4.459 -0.0230 38861.75 22.494015 0.00994207 Từ kết tính bảng 4.6 tính đƣợc mΔh:  P.(h)  = 0.0188 mm/km mh  n Từ kết tính sai số độ chênh cao cho thấy, chênh cao lƣới thực nghiệm tính đƣợc theo chênh cao trắc địa độ chênh cao Geoid nội suy từ mơ hình EGM2008 có độ xác tƣơng đƣơng với thủy chuẩn hạng IV 108 KẾT LUẬN Từ kết khảo sát lý thuyết thực nghiệm luận văn, rút kết luận sau: Sự hoàn thiện công nghệ định vị vệ tinh tạo nên thay đổi đáng kể công tác trắc địa xây dựng cơng trình dân dụng - cơng nghiệp Kết hợp công nghệ định vị vệ tinh công nghệ truyền thống cách hợp lý giúp nâng cao hiệu chất lƣợng công tác trắc địa cơng trình Ứng dụng cơng nghệ định vị vệ tinh cho phép giải nhiệm vụ trắc địa cơng trình khu vực xây dựng cơng trình dân dụng công nghiệp: thành lập lƣới khống chế thi cơng; bố trí đo vẽ hồn cơng cơng trình Khi hệ thống trạm tham chiếu hoạt động liên tục (CORS) đƣợc xây dựng hồn chỉnh, ứng dụng hệ thống thi cơng cơng trình dân dụng cơng nghiệp Trong nhiều trƣờng hợp, ứng dụng trực tiếp trạm CORS cho công tác bố trí đo vẽ hồn cơng, bỏ qua bƣớc thành lập lƣới khống chế thi công Điều làm tăng đáng kể hiệu công tác trắc địa công trình Khi ứng dụng định vị vệ tinh khu vực xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp, xác định độ chênh độ cao chuẩn theo chênh cao trắc địa (nhận đƣợc từ kết đo GNSS) độ chênh độ cao Geoid nội suy từ mơ hình EGM2008 Kết khảo sát cho thấy khu vực xây dựng cơng trình vùng đồng bằng, giải pháp cho phép xác định độ chênh độ cao chuẩn với độ xác tƣơng đƣơng thủy chuẩn kỹ thuật 109 TÀI LIỆU THAM KHẢO Phạm Hồng Lân (1997), Bài giảng Cơng nghệ GPS (dùng cho học viên cao học ngành trắc địa) Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Nguyễn Quang Phúc (2009), Nghiên cứu hoàn thiện phương pháp thành lập xử lý số liệu lưới khống chế thi cơng cơng tình xây dựng điều kiện Việt Nam Đề tài NCKH cấp Bộ, mã số B2008-02-52; Nguyễn Quang Thắng (2010), Nghiên cứu ứng dụng đồng công nghệ trắc địa đại công nghệ thông tin để nâng cao chất lượng hiệu cơng tác trắc địa xây dựng cơng trình dân dụng - công nghiệp Đề tài NCKH cấp Bộ, mã số B2009-02-74; Trần Viết Tuấn - Nguyễn Quang Thắng (2013), Bài giảng “Ứng dụng công nghệ GPS trắc địa cơng trình”, Trƣờng ĐH Mỏ - Địa chất, Hà Nội TCVN 9398:2012, Công tác trắc địa xây dựng cơng trình - u cầu chung; TCVN 9364: 2012, Nhà cao tầng - kỹ thuật đo đạc phục vụ công tác thi công; TCVN 9401:2012, Kỹ thuật đo xử lý số liệu GPS trắc địa cơng trình; Nikolaos K Pavlis, Simon A Holmes, Stive C Kenyon, John K Factor 2008 An Earth Gravitational Model to degree 2160: EGM2008 EGU General Assembly 2008 Vienna, Austria, April, 2008 ... thi công công nghệ định vị vệ tinh Ngày nay, công nghệ định vị vệ tinh đƣợc ứng dụng phổ biến nƣớc ta Trong trắc địa cơng trình, định vị vệ tinh đƣợc ứng dụng để thành lập mạng lƣới sở thi công. .. chế thi cơng cơng trình dân dụng công nghiệp 60 vi Chương 3: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐỊNH VỊ VỆ TINH TRONG GIAI ĐOẠN THI CÔNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG CƠNG NGHIỆP 61 3.1 ĐẶC ĐIỂM CÔNG... công: 66 3.2 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐỊNH VỊ VỆ TINH (GNSS) TRONG CÔNG TÁC BỐ TRÍ VÀ ĐO VẼ HỒN CƠNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP 66 3.2.1 Ứng dụng công nghệ GNSS bố trí cơng trình