Nghiên cứu ứng dụng công nghệ gps để chuyển độ cao trong xây dựng công trình thủy điện ở việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT - - LÊ BÁ THẤU NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS ĐỂ CHUYỀN ĐỘ CAO TRONG XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THUỶ ĐIỆN Ở VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI – 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT - - LÊ BÁ THẤU NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS ĐỂ CHUYỀN ĐỘ CAO TRONG XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THUỶ ĐIỆN Ở VIỆT NAM Ngành: Kỹ thuật trắc địa – đồ Mã số: 60520503 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Trần Viết Tuấn HÀ NỘI – 2014 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 2014 Tác giả Lê Bá Thấu MỤC LỤC MỤC LỤC ………………………………………………………………… DANH MỤC CÁC BẢNG ……………………………………… DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ …………………………… MỞ ĐẦU Chƣơng CÔNG TÁC ĐO CAO TRONG TRẮC ĐỊA CƠNG TRÌNH 1.1 Các hệ thống đo cao phƣơng pháp đo cao 1.2 Một số dạng đo cao trắc địa cơng trình 22 1.3 Định hƣớng nghiên cứu đề tài 25 Chƣơng NGUYÊN LÝ ĐO CAO BẰNG CÔNG NGHỆ GPS 26 2.1 Nguyên lý đo cao GPS 26 2.2 Khảo sát số thuật toán nội suy dị thƣờng độ cao 28 2.3 Độ xác phƣơng pháp đo cao GPS 38 Chƣơng ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS ĐỂ CHUYỀN ĐỘ CAO TRONG CÁC CƠNG TRÌNH THỦY ĐIỆN Ở VIỆT NAM 41 3.1 Đặc điểm công tác đo cao cơng trình thủy điện Việt Nam 41 3.2 Lựa chọn mơ hình nội suy dị thƣờng độ cao 42 3.3 Nghiên cứu giải pháp nâng cao độ xác đo cao công nghệ GPS 52 Chƣơng MỘT SỐ KẾT QUẢ TÍNH TỐN THỰC NGHIỆM 66 4.1 Nội dung tính tốn thực nghiệm 66 4.2 Kết tính tốn thực nghiệm dựa mơ hình nội suy 69 4.3 Kết tính tốn thực nghiệm dựa vào số lƣợng điểm song trùng tối thiểu mơ hình nội suy 82 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……………………………………………… 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………… 88 PHỤ LỤC …………………………………………………………………… 89 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Bảng 3.1: Bảng 3.2: Bảng 3.3: Bảng 3.4: Bảng 3.5: Bảng 3.6: Bảng 3.7: Bảng 3.8: Bảng 4.1: Bảng 4.2: Bảng 4.3: Bảng 4.4: Bảng 4.5: Bảng 4.6: Bảng 4.7: Bảng 4.8: Bảng 4.9: Bảng 4.10: Bảng 4.11: Bảng 4.12: Bảng 4.13: Bảng 4.14: Bảng 4.15: Bảng 4.16: Bảng 4.17: Bảng 4.18: Ảnh hƣởng sai số vị trí điểm khởi tính đến tọa độ trắc địa Yêu cầu độ xác Xác định độ xác đo chiều cao anten Kết tính tốn cho trƣờng hợp Kết tính toán cho khu vực Kết tính tốn cho khu vực Kết tính tốn cho khu vực Kết đo GPS đo thủy chuẩn lƣới GPS thủy điện Hồ Bốn Kết tính tốn cho lƣới GPS thủy điện Hồ Bốn Bảng giá trị tọa độ độ cao lƣới GPS thủy điện Hồ Bốn Bảng giá trị tọa độ độ cao lƣới GPS thủy điện Đèo Cả Bảng giá trị tọa độ độ cao lƣới GPS thủy điện Cửa Đạt Kết nội suy theo dạng bậc với điểm song trùng Kết nội suy theo dạng song tuyến bậc với điểm song trùng Kết nội suy theo dạng hàm bậc hai với điểm song trùng Kết nội suy theo phƣơng pháp sử dụng Ellipxoid thi công với điểm song trùng Kết nội suy theo dạng bậc với điểm song trùng Kết nội suy theo dạng song tuyến bậc với điểm song trùng Kết nội suy theo dạng hàm bậc hai với điểm song trùng Kết nội suy theo phƣơng pháp sử dụng Ellipxoid thi công với điểm song trùng Kết nội suy theo dạng bậc với điểm song trùng Kết nội suy theo dạng song tuyến bậc với điểm song trùng Kết nội suy theo dạng hàm bậc hai với điểm song trùng Kết nội suy theo phƣơng pháp sử dụng Ellipxoid thi công với điểm song trùng Tổng hợp kết nội suy độ cao GPS độ cao thủy chuẩn theo phƣơng pháp Kết nội suy theo phƣơng pháp sử dụng Ellipxoid thi công với điểm song trùng Kết nội suy theophƣơng pháp sử dụng hàm Walter H.F.Smith dạng hàm bậc với điểm song trùng 39 41 55 61 61 62 62 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 82 83 84 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Độ cao Hình 1.2: Phƣơng pháp đo cao hình học 15 Hình 1.3: Phƣơng pháp đo cao lƣợng giác 16 Hình 1.4: Đo cao từ 18 Hình 1.5: Đo cao đối hƣớng 18 Hình 1.6: Phƣơng pháp đo cao thủy tĩnh 18 Hình 1.7: Độ cao trắc địa độ cao thủy chuẩn 21 Hình 1.8: Đập nhà máy thủy điện Hịa Bình Sơn La 22 Hình 1.9: Nhà máy thuỷ điện đƣờng ống áp lực 22 Hình 1.10: Cơng trình hầm xun núi 23 Hình 1.11: Cơng trình cầu vƣợt sông 24 Hình 1.12: Cơng trình đƣờng cao tốc 25 Hình 2.1: Mối quan hệ hệ thống độ cao 26 Hình 2.2: Mối quan hệ độ cao trắc địa độ cao thƣờng 27 Hình 2.3: Tính chuyển độ cao GPS theo mặt Ellipxoid thi công 36 Hình 2.4: Ảnh hƣởng sai số vị trí điểm đến độ cao trắc địa 38 Hình 3.1: Mặt đại dƣơng địa hình đáy 44 Hình 3.2: Bề mặt đất mặt Kvadigeoid 44 Hình 3.3: Mặt cắt địa hình 45 Hình 3.4: Tính chuyển độ cao GPS theo mặt Ellipxoid thi cơng 49 Hình 3.5: Quan hệ sai số đo chiều cao Antenna đại lƣợng đo GPS 55 Hình 3.6: Cửa sổ đặt điều kiện quan sát củamáy thu GPS 58 Hình 3.7: Cửa số xác định thời gian quan sát ngày 58 Hình 4.1: Sơ đồ lƣới GPS thủy điện Hồ Bốn – Yên Bái 66 Hình 4.2: Sơ đồ lƣới GPS thủy điện Đèo Cả – Phú Yên 67 Hình 4.3: Sơ đồ lƣới đo GPS thủy điện Cửa Đạt – Thanh Hoá 68 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ngày nay, tất lĩnh vực đời sống xã hội áp dụng thành tựu khoa học công nghệ tiên tiến giới Trong trắc địa vậy, công nghệ GPS ngày phát triển hoàn thiện theo chiều hƣớng xác, hiệu thuận tiện Việc ứng dụng công nghệ GPS thành lập lƣới khống chế trắc địa trở nên phổ biến với ƣu điểm nhƣ độ xác cao, thời gian đo nhanh đặc biêt không cần thông hƣớng điểm Tuy nhiên khác biệt hệ độ cao điểm đo GPS hệ độ cao thi công nhiều không cho phép khai thác hết tính ƣu việt GPS trắc địa cơng trình Độ cao mà GPS đo đƣợc độ cao trắc địa H tức độ cao so với mặt Ellipxoid (giá trị có độ xác cao), độ cao đƣợc sử dụng thi cơng xây dựng độ cao thƣờng Hγ tức độ cao so với mặt Kvadigeoid Giữa độ cao trắc địa độ cao thƣờng chênh đại lƣợng ζ gọi dị thƣờng độ cao, giá trị biến đổi không theo quy luật phụ thuộc vào cấu trúc vật chất lòng Trái Đất điểm xét Nhƣ độ xác đo cao GPS phụ thuộc chủ yếu vào độ xác nội suy giá trị dị thƣờng độ cao Hiện ngƣời ta đƣa nhiều mơ hình nội suy dị thƣờng độ cao khác tùy thuộc vào đặc điểm khu vực đặc điểm cơng trình xây dựng Tuy nhiên để ứng dụng công nghệ GPS đo độ cao xây dựng cơng trình thủy điện Việt Nam cần phải nghiên cứu số biện pháp nhằm nâng cao độ xác tính hiệu đo cao GPS Với lý đề xuất đƣợc chấp nhận thực đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS để chuyền độ cao xây dựng cơng trình thủy điện Việt Nam” Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu luận văn khả ứng dụng phƣơng pháp đo cao GPS trắc địa cơng trình Phạm vi nghiên cứu luận văn dạng cơng tác trắc địa xây dựng cơng trình thủy điện Việt Nam Mục tiêu nghiên cứu đề tài Mục tiêu đề tài nghiên cứu lý thuyết xây dựng sở thực tiễn để nâng cao độ xác tính hiệu cơng nghệ GPS để chuyền độ cao xây dựng cơng trình thuỷ điện Việt Nam Nghiên cứu lý thuyết, phƣơng pháp tính chuyển độ cao GPS hệ thống độ cao thƣờng xây dựng cơng trình thủy điện Nội dung nghiên cứu đề tài Nghiên cứu giải pháp công nghệ: đo đạc ngoại nghiệp, xử lý số liệu… để nâng cao độ xác đo cao GPS xây dựng cơng trình thủy điện Lựa chọn xây dựng số mơ hình nội suy dị thƣờng độ cao với mục đích nâng cao độ xác đo cao GPS xây dựng cơng trình thủy điện Thực nghiệm ứng dụng công nghệ GPS để chuyền độ cao xây dựng cơng trình thuỷ điện Việt Nam Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết tính tốn đo đạc thực nghiệm nhằm khẳng định tính đắn sở lý thuyết đƣợc nghiên cứu trình thực luận văn Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Kết nghiên cứu nhằm khẳng định khả ứng dụng công nghệ GPS để chuyền độ cao khảo sát, thiết kế thi cơng xây dựng cơng trình thủy điện Việt Nam Kết nghiên cứu đề tài sở khoa học để áp dụng vào thực tế sản xuất giúp cho việc ứng dụng công nghệ GPS có hiệu hơn, góp phần nâng cao suất lao động hiệu kinh tế: - Các giải pháp nâng cao độ xác đƣợc đề cập giúp nâng cao tính hiệu áp dụng phƣơng pháp đo cao GPS thành lập lƣới khống chế trắc địa, đáp ứng độ xác đồng thời nâng cao suất lao động - Nâng cao tính hiệu quả, độ xác đo cao GPS khảo sát, thiết kế thi công xây dựng cơng trình thủy điện Việt Nam 7 Cấu trúc luận văn Luận văn gồm chƣơng, chƣơng đầu chƣơng nghiên cứu lý thuyết đề tài, chƣơng chƣơng thực nghiệm tính tốn để chứng minh cho nghiên cứu chƣơng Trong trình thực luận văn, tơi nhận đƣợc giúp đỡ nhiệt tình đơn vị, thầy giáo, cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp hƣớng dẫn chu đáo, tận tình thầy giáo PSG.TS Trần Viết Tuấn Tôi xin đƣợc gửi lời cảm ơn sâu sắc đến môn trắc địa cơng trình, Trƣờng đại học Mỏ- Địa Chất đặc biệt thầy giáo hƣớng dẫn PSG.TS Trần Viết Tuấn Tôi xin chân thành cảm ơn! Chương CƠNG TÁC ĐO CAO TRONG TRẮC ĐỊA CƠNG TRÌNH 1.1 CÁC HỆ THỐNG ĐO CAO VÀ PHƢƠNG PHÁP ĐO CAO 1.1.1 Các hệ thống đo cao Khái niệm chung Nhƣ biết loại độ cao: Độ cao trắc địa H, độ cao Hg độ cao thƣờng H Định nghiã loại độ cao tác dụng chúng nghiên cứu bề mặt trái đất, khảo sát thiết kế thi công cơng trình qn sự, cơng nghiệp dân dụng đƣợc giải thích mục Mối quan hệ độ cao độ cao thƣờng với độ cao trắc địa cho ta nhận xét: Độ cao độ cao thƣờng liên quan đến địa mạo trái đất tự nhiên độ cao Geoid độ cao Kvadigeoid (còn gọi độ cao dị thƣờng) liên quan đến tính chất uốn lƣợn Geoid (hoặc Kvadigeoid) Khái niệm đo thủy chuẩn phƣơng pháp dựa vào tia ngắm nằm ngang để xác định chênh cao điểm dựng mia, thực chất xác định khoảng cách mặt đẳng qua điểm dựng mia Suy rộng ra, xác định chênh cao điểm xa phƣơng pháp đo thủy chuẩn, ngƣời ta đo liên tiếp chênh cao trạm lân cận cộng dồn lại, chênh cao cần xác định tổng chênh cao trạm máy Qua công thức dl = dW ta lại biết mặt thủy chuẩn khơng song song g với nhau, nhƣ (hình 1.1), đo chênh cao điểm O điểm B, theo tuyến O-A-B ta có chênh cao trạm thứ i làhi, tổng chênh tuyến là: n H B0   h1   h i 1 (1-1) AB Nếu theo tuyến O-N-B, tƣơng tự nhƣ ta có: n H B0   h'1   h' i 1 NB Do mặt thủy chuẩn không song song với nên hậu là: H B0  H ' B0 (1-2) 106 Nội suy theo phương pháp sử dụng hàm Walter H.F.Smith dạng hàm bậc hai a- Phƣơng trình số hiệu chỉnh: v = a0+ a1x + a2y +a3xy +a4x2+a5y2+ a6H +  Trong đó:  dị thƣờng độ cao a0, a1, a2, a3,a4,a5,a6 tham số cần xác định quy luật biến đổi H độ cao trắc địa x, y hiệu tọa độ phẳng điểm song trùng so với điểm trung bình khu vực, xác định nhƣ sau: xX X X  X  n y  Y  Y  Y  Y  n ( X , Y giá trị tọa độ phẳng trung bình điểm tham gia tính tốn nội suy, n tổng số điểm tham gia tính tốn nội suy) Viết dƣới dạng ma trận ta có: V=AX + L Trong : 1  A    x1 y1 x2 y2 x1 y1 x12 x2 y x22 xn yn xn y n xn2 y12 H   y 22 H  ;   y n2 H n  a0  a   1 a    X   a ; a     a5  a   6  l1      l     L   2   2         l n    n  Ma trận hệ số A: 2400.95 -108.7942857 -261209.6403 5764560.902 11836.1966 60.01 1507.023 56.74271429 85512.57551 2271118.323 3219.735625 65.81 1328.822 569.1177143 756256.1393 1765767.908 323894.9727 89.879 701.002 862.4477143 604577.5726 619.892 502.9187143 311755.2876 384266.0917 252927.2332 151.651 A= 1 491403.804 743816.0599 142.537 -3171.76 -741.6332857 2352281.307 10060048.81 550019.9305 43.344 -3385.93 -1140.799286 3862667.666 11464528.74 59.639 1301423.01 107 Ma trận số hạng tự L : LT = -15.755 -15.794 -15.823 -15.815 -15.746 -15.859 -15.847 Ma trận ẩn số : a0  a   1 a    X   a3  a     a5  a   6 b- Lập giải hệ phƣơng trình chuẩn *) Lập hệ phƣơng trình chuẩn : 0 32201694.58 7711840.908 -19415880624 -50534023731 -5009185418 217207.1318 7711840.908 3187137.139 -5009185418 -19415880624 -940641876.7 2.15636E+13 6.83884E+13 7.09144E+12 523699530.1 6.83884E+13 2.74535E+14 2.15636E+13 1902192396 -5009185418 -940641876.7 7.09144E+12 2.15636E+13 2.71852E+12 275867145.6 217207.1318 523699530.1 1902192396 275867145.6 64760.72567 N = ATA 7711840.908 -19415880624 -5009185418 32201694.58 -50534023731 -19415880624 3187137.139 612.87 147374.578 7711840.908 32201694.58 3187137.139 612.87 147374.578 *) Giải hệ phƣơng trình chuẩn: Ma trận trọng số đảo : Q =N-1 19.5418531 -0.002328632 -0.006528197 -6.00891E-06 -1.90775E-06 1.26758E-05 -0.111638708 -0.002328632 5.2864E-07 5.00046E-07 1.18986E-09 1.62835E-10 -1.75687E-09 1.22052E-05 -0.006528197 5.00046E-07 7.23958E-06 2.56285E-09 1.06776E-09 -5.66578E-09 1.56752E-05 -6.00891E-06 1.18986E-09 2.56285E-09 4.08763E-12 4.31176E-13 -7.20991E-12 3.20355E-08 -1.90775E-06 1.62835E-10 1.06776E-09 4.31176E-13 2.51912E-13 -1.13123E-12 9.01089E-09 1.26758E-05 -1.75687E-09 -5.66578E-09 -7.20991E-12 -1.13123E-12 1.59729E-11 -7.7683E-08 -0.111638708 1.22052E-05 1.56752E-05 3.20355E-08 9.01089E-09 -7.7683E-08 0.000802517 108 Ẩn số có số hiểu chỉnh : X = - N-1(ATL) 15.929446 -0.000022 0.000076 0.000000 0.000000 0.000000 -0.001463 Kết nội suy nhƣ Bảng 4.10 Nội suy dị thường độ cao theo nguyên lý định hướng lại Ellipxoid a- Phƣơng trình số hiệu chỉnh:  tc   84  cos B cos L.X  cos B sin L.Y  sin B.Z Trong đó:  tc  84 dị thƣờng độ cao theo Ellipxoid thi công Ellipxoid WGS84 Viết dƣới dạng ma trận ta có: BX + L = Trong :  TC1    V   TC       TCn   841   cos B1 cos L1 X    cos B cos L 84 2 X   Y  L    B       Z     cos Bn cos Ln  84n  cos B1 sin L1 cos B2 sin L2 cos Bn sin Ln sin B1  sin B2    sin Bn  Ma trận hệ số B: B= -0.3232 -0.3232 -0.3233 -0.3234 -0.3233 -0.3232 -0.3231 0.9196 0.9196 0.9196 0.9196 0.9197 0.9198 0.9199 0.2232 0.2231 0.2231 0.2230 0.2229 0.2224 0.2223 109 Ma trận số hạng tự L : LT = -15.755 -15.794 -15.823 -15.815 -15.746 -15.859 -15.847 Ma trận ẩn số : a0  a   1 a    X   a3  a     a5  a   6 b- Lập giải hệ phƣơng trình chuẩn *) Lập hệ phƣơng trình chuẩn: 0.73143 -2.08104 -0.50424 -2.08104 5.92095 1.43467 -0.50424 1.43467 0.34763 28018076.417 8164411.204 6946383.709 8164411.205 2446243.045 1747031.233 6946383.706 1747031.231 2865917.393 N = BTB *) Giải hệ phƣơng trình chuẩn: Ma trận trọng số đảo : Q =N-1 Ẩn số có số hiểu chỉnh : -80.919839 X =-N-1(BTL) 13.204727 -100.948372 Kết nội suy nhƣ Bảng 4.11 110 PHỤ LỤC KẾT QUẢ NỘI SUY DỊ THƯỜNG ĐỘ CAO CƠNG TRÌNH THỦY ĐIỆN CỬA ĐẠT – THANH HÓA 111 1.1.Sơ đồ lưới, số liệu tọa độ, độ cao mốc Sơ đồ lƣới : Bảng toạ độ độ cao điểm song trùng TG130 2220475.090 551076.122 19.203 Độ cao Thủy chuẩn đo 21.230 TG149 2218066.303 555350.847 10.365 12.239 TG148 2216838.559 557187.159 10.977 12.822 TG162 2213523.849 564995.002 9.584 11.240 GT323 2215065.739 559526.010 8.593 10.382 GT327 2216784.243 558262.133 10.875 12.687 GT349 2213546.510 563314.226 7.732 9.426 STT Tên điểm Toạ độ X (m) Y(m) Độ cao Trắc địa 112 Bảng toạ độ độ cao điểm để nội suy Toạ độ TT Độ cao Tên Điểm X (m) Y(m) Trắc địa Độ cao Thủy chuẩn đo TG132 2218173.050 552716.713 12.842 14.815 TG146 2215556.036 557777.683 10.752 12.602 TG147 2216252.361 559169.314 12.798 14.607 GT276 2219802.485 549938.865 12.788 14.815 GT279 2218796.090 553570.780 11.508 13.432 GT280 2218659.595 552072.569 14.461 16.457 GT281 2217885.900 554016.205 9.957 11.873 GT321 2214452.991 558579.970 10.063 11.904 GT325 2216298.193 557380.542 10.178 12.022 10 GT346 2214586.304 561164.488 10.392 12.153 11 GT347 2214341.246 563621.277 12.296 13.999 12 GT348 2214123.929 560208.715 9.390 11.182 13 TG161 2215188.160 560520.995 9.921 11.686 1.2.Nội suy dị thường độ cao theo phương pháp Nội suy theo phương pháp sử dụng hàm Walter H.F.Smith dạng bậc a- Phƣơng trình số hiệu chỉnh: v = a0 + a1 x + a2 y + a H +  Trong đó:  dị thƣờng độ cao a0, a1, a2, a3 tham số cần xác định quy luật biến đổi H độ cao trắc địa x, y hiệu tọa độ phẳng điểm song trùng so với điểm trung bình khu vực, xác định nhƣ sau: xX X X  X  n y  Y  Y  Y  Y  n 113 ( X , Y giá trị tọa độ phẳng trung bình điểm tham gia tính tốn nội suy, n tổng số điểm tham gia tính tốn nội suy) Viết dƣới dạng ma trận ta có: V=AX + L Trong : 1 1 A   1 x1 x2 xn H1  H  ;   Hn  y1 y2 yn  a0  a  X   ; a     a3   l1      l     L   2   2         l n    n  Ma trận hệ số A: 1 1 1 4146.476714 1737.689714 509.9457143 -2804.764286 -1262.874286 455.6297143 -2782.103286 -7454.092143 -3179.367143 -1343.055143 6464.787857 995.7958571 -268.0811429 4784.011857 19.203 10.365 10.977 9.584 8.593 10.875 7.732 Ma trận số hạng tự L : LT = 2.027 1.874 1.845 1.656 1.789 1.812 1.694 Ma trận ẩn số : a0  a  X   ; a     a3  b- Lập giải hệ phƣơng trình chuẩn *) Lập hệ phƣơng trình chuẩn : N = ATA = -9.31323E-10 1.16415E-10 77.329 -9.31323E-10 37882130.61 -69939390.21 48944.63122 1.16415E-10 -69939390.21 133219390.6 -86247.79028 77.329 48944.63122 -86247.79028 940.425117 114 *) Giải hệ phƣơng trình chuẩn: Ma trận trọng số đảo : 6.635041227 0.001849854 0.000590686 -0.587687525 0.001849854 1.38593E-06 6.19192E-07 -0.000167453 0.000590686 6.19192E-07 2.97961E-07 -5.34703E-05 -0.000167453 -5.34703E-05 0.053198834 -1 Q =N = -0.587687525 Ẩn số có số hiểu chỉnh : -1.73035450 0.00001953 -1 T X = - N (A L) 0.00003118 -0.00755885 Kết nội suy nhƣ Bảng 4.12 Nội suy theo phương pháp sử dụng hàm Walter H.F.Smith dạng song tuyến bậc a- Phƣơng trình số hiệu chỉnh: v = a0+ a1x + a2y +a3xy + a4H +  Trong đó:  dị thƣờng độ cao a0, a1, a2, a3, a4 tham số cần xác định quy luật biến đổi H độ cao trắc địa x, y hiệu tọa độ phẳng điểm song trùng so với điểm trung bình khu vực, xác định nhƣ sau: xX X X  X  n y  Y  Y  Y  Y  n ( X , Y giá trị tọa độ phẳng trung bình điểm tham gia tính tốn nội suy, n tổng số điểm tham gia tính tốn nội suy) Viết dƣới dạng ma trận ta có: V=AX + L Trong : 115  x1 1 x A    xn y1 x1 y1 y2 x2 y yn xn y n H1  H  ;   Hn  a  a   1 X   a ;   a3  a   l1      l     L   2   2         l n    n  Ma trận hệ số A: A= 4146.476714 -7454.092143 -30908219.5 19.203 1737.689714 -3179.367143 -5524753.582 10.365 509.9457143 -1343.055143 -684885.2141 10.977 -2804.764286 6464.787857 -18132206.1 9.584 -1262.874286 995.7958571 -1257564.982 8.593 455.6297143 -268.0811429 -122145.7345 10.875 -13309615.11 7.732 1 -2782.103286 4784.011857 Ma trận số hạng tự L : LT = 2.027 1.874 1.845 1.656 1.789 1.812 1.694 Ma trận ẩn số : a0  a   1 X  a     a3  a  b- Lập giải hệ phƣơng trình chuẩn *) Lập hệ phƣơng trình chuẩn : -9.31323E-10 T N = A A 1.16415E-10 -69939390.21 77.329 -9.31323E-10 37882130.61 -69939390.21 -48691992923 48944.63122 *) Giải hệ phƣơng trình chuẩn: 1.16415E-10 -69939390.21 133219390.6 66764019408 -86247.79028 -69939390.21 -48691992923 66764019408 1.49383E+15 -947136192.8 77.329 48944.63122 -86247.79028 -947136192.8 940.425117 116 Ma trận trọng số đảo : 16.06447587 0.002542324 0.00038264 -2.24869E-07 -1.644642563 0.002542324 1.43678E-06 6.03913E-07 -1.65138E-11 -0.000245073 6.03913E-07 3.02551E-07 4.96142E-12 -3.01501E-05 -2.24869E-07 -1.65138E-11 4.96142E-12 5.3626E-15 2.52059E-08 -1.644642563 -0.000245073 -3.01501E-05 2.52059E-08 0.171674013 Q =N-1 0.00038264 Ẩn số có số hiểu chỉnh là: -1.7309196 0.0000195 0.0000312 X = - N-1(ATL) 0.0000000 -0.0074955 Kết nội suy nhƣ Bảng 4.13 Nội suy theo phương pháp sử dụng hàm Walter H.F.Smith dạng hàm bậc hai a- Phƣơng trình số hiệu chỉnh: v = a0+ a1x + a2y +a3xy +a4x2+a5y2+ a6H +  Trong đó:  dị thƣờng độ cao a0, a1, a2, a3,a4,a5,a6 tham số cần xác định quy luật biến đổi H độ cao trắc địa x, y hiệu tọa độ phẳng điểm song trùng so với điểm trung bình khu vực, xác định nhƣ sau: xX X X  X  n y  Y  Y  Y  Y  n ( X , Y giá trị tọa độ phẳng trung bình điểm tham gia tính tốn nội suy, n tổng số điểm tham gia tính tốn nội suy) Viết dƣới dạng ma trận ta có: V=AX + L 117 Trong : 1  A    x1 y1 x2 y2 x1 y1 x12 x2 y x22 xn yn xn y n xn2 y12 H   y 22 H  ;   y n2 H n  a0  a   1 a    X   a ; a     a5  a   6  l1      l     L   2   2         l n    n  Ma trận hệ số A: 4146.476714 -7454.092143 1737.689714 -3179.367143 -5524753.582 3019565.543 10108375.43 10.365 509.9457143 -1343.055143 -684885.2141 260044.6315 1803797.117 10.977 A = -2804.764286 -1262.874286 -30908219.5 17193269.14 55563489.67 19.203 6464.787857 -18132206.1 7866702.698 41793482.04 9.584 995.7958571 -1257564.982 1594851.462 991609.3891 8.593 455.6297143 -268.0811429 -122145.7345 207598.4365 71867.49916 10.875 -2782.103286 4784.011857 -13309615.11 7740098.692 22886769.45 Ma trận số hạng tự L : LT = 2.027 1.874 1.845 Ma trận ẩn số : a0  a   1 a    X   a3  a     a5  a   6 b- Lập giải hệ phƣơng trình chuẩn *) Lập hệ phƣơng trình chuẩn : 1.656 1.789 1.812 1.694 7.732 118 N = ATA -9.31323E-10 1.16415E-10 -69939390.21 37882130.61 133219390.6 77.329 -9.31323E-10 37882130.61 -69939390.21 -48691992923 31153657109 66764019408 48944.63122 1.16415E-10 -69939390.21 133219390.6 66764019408 -48691992923 -68091461708 -86247.79028 -69939390.21 -48691992923 66764019408 1.49383E+15 -7.95963E+14 -2.83813E+15 -947136192.8 37882130.61 31153657109 -48691992923 -7.95963E+14 4.29175E+14 1.49383E+15 515517767.5 133219390.6 66764019408 -68091461708 -2.83813E+15 1.49383E+15 5.46422E+15 1778370976 77.329 48944.63122 -86247.79028 -947136192.8 515517767.5 1778370976 940.425117 *) Giải hệ phƣơng trình chuẩn: Ma trận trọng số đảo : Q =N-1 17.9347418 0.003938844 0.000908024 3.91787E-06 4.066E-06 1.06641E-06 -1.896126193 0.003938844 5.05473E-06 2.46739E-06 4.7895E-09 5.4015E-09 1.02743E-09 -0.000440861 0.000908024 2.46739E-06 1.29061E-06 2.14714E-09 2.49355E-09 4.31623E-10 -0.00010537 3.91787E-06 4.7895E-09 2.14714E-09 1.03208E-11 1.05796E-11 2.51589E-12 -5.37168E-07 4.066E-06 5.4015E-09 2.49355E-09 1.05796E-11 1.10124E-11 2.53073E-12 -5.54086E-07 1.06641E-06 1.02743E-09 4.31623E-10 2.51589E-12 2.53073E-12 6.28808E-13 -1.44113E-07 -1.896126193 -0.000440861 -0.00010537 -5.37168E-07 -5.54086E-07 -1.44113E-07 0.205514428 Ẩn số có số hiểu chỉnh : -1.73115987 0.00001911 0.00003101 X =-N-1(ATL) 0.00000000 0.00000000 0.00000000 -0.00746257 Kết nội suy nhƣ Bảng 4.14 119 Nội suy dị thường độ cao theo nguyên lý định hướng lại Ellipxoid a- Phƣơng trình số hiệu chỉnh:  tc   84  cos B cos L.X  cos B sin L.Y  sin B.Z Trong đó:  tc  84 dị thƣờng độ cao theo Ellipxoid thi công Ellipxoid WGS-84 Viết dƣới dạng ma trận ta có: BX + L = Trong :  TC1    V   TC       TCn   841   cos B1 cos L1   cos B cos L 84 2 L 2 B       cos Bn cos Ln  84n  X  X   Y   Z  cos B1 sin L1 cos B2 sin L2 cos Bn sin Ln sin B1  sin B2    sin Bn  Ma trận hệ số B: -0.25081877 -0.25149829 -0.252 -0.253 -0.252 -0.251956 -0.252764 B= 0.905137663 0.905085049 0.905 0.905 0.905 0.905030 0.904987 0.343242993 0.342884331 0.343 0.342 0.342 0.342693041 0.342210833 Ma trận số hạng tự L: LT = 2.027 Ma trận ẩn số : a0  a   1 a    X   a3  a     a5  a   6 1.874 1.845 1.656 1.789 1.812 1.694 120 b- Lập giải hệ phƣơng trình chuẩn *) Lập hệ phƣơng trình chuẩn: 0.444541074 -1.59651211 -0.60439602 T N=B B -1.59651211 5.734 2.171 -0.60439602 2.171 0.822 6932709.855 7720528.347 -15294678.27 -13615910.84 -15294678.27 30386214.9 *) Giải hệ phƣơng trình chuẩn: Ma trận trọng số đảo: Q =N -1 6385807.844 6932709.856 -13615910.84 Ẩn số có số hiểu chỉnh là: -1 T X = - N (B L) Kết nội suy nhƣ Bảng 4.15 -146.955542 -32.9035233 -26.4661484 ... đích nâng cao độ xác đo cao GPS xây dựng cơng trình thủy điện Thực nghiệm ứng dụng công nghệ GPS để chuyền độ cao xây dựng cơng trình thuỷ điện Việt Nam Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết... cơng nghệ GPS để chuyền độ cao xây dựng công trình thuỷ điện Việt Nam Nghiên cứu lý thuyết, phƣơng pháp tính chuyển độ cao GPS hệ thống độ cao thƣờng xây dựng cơng trình thủy điện Nội dung nghiên. .. phƣơng pháp đo cao GPS 38 Chƣơng ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS ĐỂ CHUYỀN ĐỘ CAO TRONG CÁC CƠNG TRÌNH THỦY ĐIỆN Ở VIỆT NAM 41 3.1 Đặc điểm cơng tác đo cao cơng trình thủy điện Việt Nam 41 3.2 Lựa