Thông tin tài liệu
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KH OA Hä C HOÀNG VĂN TUẤN Kü TH UË T TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT SỬ DỤNG HỆ TỌA ĐỘ VUÔNG GĨC KHƠNG GIAN ĐỊA DIỆN CHÂN TRỜI TRONG LẬP LƯỚI PH ¸T TR IĨ N KHỐNG CHẾ THI CƠNG BẰNG CÔNG NGHỆ GPS Chuyên ngành: Kỹ thuật Trắc địa TR ợ Mó s: 60.52.85 TR UN G TÂ M Hỗ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Quang Phúc Hà Nội - 2013 -1- LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết Luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Hà nội, ngày tháng năm 2013 Tác giả luận văn Hoàng Văn Tuấn -2- MỤC LỤC Trang Lời cam đoan ………………………………………………………………………… Mục lục ………………………………………………………………………………… Danh mục bảng ……………………………………………………………… Danh mục hình vẽ ……………………………………………………………… MỞ ĐẦU ……………………………………………………………………………… Chương - HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ GPS VÀ MỘT SỐ ỨNG DỤNG TRONG TRẮC ĐỊA 1.1 Cấu tạo hệ thống định vị toàn cầu GPS ………………………………… 10 1.2 Các đại lượng đo GPS ………………………………………………………… 15 1.3 Các nguyên lý định vị GPS …………………………………………… 18 1.4 Các nguồn sai số đo GPS ……………………………………………… 25 1.5 Một số ứng dụng GPS trắc địa …………………………………… 28 Chương - ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS TRONG THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ THI CƠNG CƠNG TRÌNH 2.1 Một số vấn đề lưới khống chế thi cơng cơng trình ………………… 33 2.2 Lựa chọn hệ tọa độ mặt chiếu cho lưới khống chế thi cơng ………… 40 2.3 Quy trình thành lập lưới khống chế thi công công nghệ GPS …… 47 2.4 Tính tốn bình sai lưới thi cơng ……………………………………………… 56 Chương - HỆ TỌA ĐỘ VNG GĨC KHÔNG GIAN ĐỊA DIỆN CHÂN TRỜI VÀ MỘT SỐ BÀI TỐN TÍNH CHUYỂN TRỊ ĐO VỆ TINH 3.1 Một số hệ tọa độ dùng trắc địa vệ tinh ……………………………… 58 3.2 Một số toán chuyển đổi tọa độ vệ tinh ………………………………… 66 3.3 Khảo sát biến dạng độ dài phép chiếu địa diện chân trời ………… 80 3.4 Khả ứng dụng hệ tọa độ địa diện chân trời thành lập lưới khống chế thi công công nghệ GPS ……………………………………… 85 -3- Chương – THỰC NGHIỆM 4.1 Tính chuyển tọa độ lưới GPS hệ tọa độ cơng trình ………… 89 4.2 Tính tốn thực nghiệm ………………………………………………………… 93 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ …………………………………………………… 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO ………………………………………………………… 101 -4- DANH MỤC CÁC BẢNG T.T Tên bảng Nội dung Trang Bảng 2.1 Chỉ tiêu kỹ thuật lưới tam giác thủy công 39 Bảng 2.2 Cấp hạng xây dựng cơng trình thủy điện 40 Bảng 2.3 Bảng 2.4 Thời gian đo 54 Bảng 3.1 Tọa độ vng góc khơng gian điểm 83 Bảng 3.2 Thành tọa độ trắc địa 83 Bảng 3.3 Thành tọa độ địa diện 84 Bảng 3.4 So sánh khoảng cách trọng tâm 84 Bảng 4.1 10 Bảng 4.2 Thành tọa độ phẳng điểm 96 11 Bảng 4.3 Tọa độ vng góc khơng gian điểm 96 12 Bảng 4.4 Thành tọa độ trắc địa 97 13 Bảng 4.5 Thành tọa độ địa diện 97 Số hiệu chỉnh chiếu cạnh đo lên mặt Ellipsoid mặt phẳng Kết tính chuyển tọa độ phẳng cung hệ quy chiếu 45 95 So sánh chiều dài cạnh mặt phẳng 14 Bảng 4.6 Gauss-Kruger chiều dài cạnh mặt phẳng địa diện chân trời 98 -5- DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ T.T Tên hình vẽ Nội dung Hình 1.1 Cấu tạo đoạn khơng gian 11 Hình 1.2 Vệ tinh GPS 11 Hình 1.3 Vị trí trạm điều khiển trạm theo dõi 13 Hình 1.4 Quan hệ đoạn hệ thống GPS 14 Hình 1.5 Định vị GPS tuyệt đối 18 Hình 1.6 Định vị GPS vi phân 22 Hình 1.7 Định vị GPS tương đối 23 Hình 1.8 Phương pháp đo động 24 Hình 1.9 Cấu tạo khí 26 10 Hình 2.1 Chuỗi tam giác kép 35 11 Hình 2.2 Lưới tạo thành vịng khép kín 35 12 Hình 2.3 Lưới khống chế cơng trình cầu 36 13 Hình 2.4 Lưới khống chế mặt đường hầm 38 14 Hình 2.5 Lưới khống chế cơng trình thủy điện 39 15 Hình 2.6 Chiếu cạnh đo xuống mặt Ellipsoid 43 16 Hình 2.7 Chiếu cạnh từ Ellipsoid lên mặt phẳng 44 17 Hình 2.8 Liên kết điểm 50 18 Hình 2.9 Liên kết cạnh 50 19 Hình 2.10 Liên kết cạnh điểm 51 20 Hình 3.1 Hệ tọa độ tức thời 58 21 Hình 3.2 Hệ tọa độ trái đất tức thời 59 22 Hình 3.3 Hệ tọa độ trái đất quy ước 60 23 Hình 3.4 Hệ tọa độ tồn cầu WGS-84 61 Trang -6- 62 Bảng 3.6 Hệ tọa độ địa vng góc phẳng GaussKruger Hệ tọa độ vng góc phẳng UTM 26 Hình 3.7 Hệ tọa độ địa diện chân trời 67 27 Hình 3.8 28 Hình 3.9 Tính chuyển tọa độ vng góc phẳng 75 29 Hình 4.1 Phép chiếu Gauss-Kruger 88 30 Hình 4.2 Phép chiếu UTM 88 31 Hình 4.3 Biến đổi đồng dạng theo độ cao mặt chiếu 91 32 Bảng 4.4 24 Hình 3.5 25 Vị trí vệ tinh S bầu trời thời điểm quan sát Sơ đồ mạng lưới GPS hạng IV Kỳ SơnHịa Bình 64 68 94 -7- MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong tiến trình phát triển ứng dụng công nghệ ngành trắc địa Đến nay, công nghệ GPS dần thay công nghệ truyền thống việc thành lập mạng lưới tọa độ trắc địa đặc biệt trắc địa cơng trình, cơng nghệ đạt nhiều tính ưu việt hẳn phương pháp truyền thống Tọa độ sử dụng trắc địa cơng trình tọa độ phẳng, sử dụng phương pháp tính chuyển thơng thường phương pháp tính chuyển theo phép chiếu hình trụ ngang đồng góc quy trình tính chuyển dài phức tạp đồng nghĩa với suy giảm độ xác Trong sử dụng hệ tọa độ vng góc khơng gian địa diện chân trời để tính chuyển tọa độ phẳng lại có quy trình tính đơn giản thuận lợi nhiều Vì vậy, đề tài nghiên cứu “Sử dụng hệ tọa độ vng góc khơng gian địa diện chân trời thành lập lưới khống chế thi công cơng nghệ GPS” cần thiết Mục đích đề tài Nghiên cứu sử dụng hệ tọa độ vng góc khơng gian địa diện chân trời thành lập lưới khống chế thi công công nghệ GPS Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài Đề tài luận văn nghiên cứu chủ yếu tập trung vào đối tượng Trắc địa cơng trình Phạm vi nghiên cứu sử dụng hệ tọa độ vuông góc khơng gian địa diện chân trời để thành lập lưới khống chế thi công công nghệ GPS -8- Nội dung nghiên cứu đề tài Để đạt mục tiêu đề ra, nội dung đề tài bao gồm: - Hệ thống định vị GPS số ứng dụng trắc địa - Ứng dụng công nghệ GPS thành lập lưới khống chế thi cơng cơng trình - Hệ tọa độ vng góc khơng gian địa diện chân trời số tốn tính chuyển trị đo vệ tinh - Tính toán thực nghiệm số lưới khống chế thi cơng cơng trình xây dựng Phương pháp nghiên cứu Để thực mục đích nghiên cứu, luân văn sử dụng phương pháp nghiên cứu sau: Phương pháp thống kê: thu thập, tổng hợp, xủ lý thông tin tài liệu liên quan Phương pháp so sánh: tổng hợp kết quả, so sánh đánh giá đưa kết luận xác vấn đề đặt Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Với quy trình thuật toán đơn giản, giảm thiểu đáng kể sai số q trình tính chuyển tọa độ đề tài khẳng định ưu điểm vượt trội sử dụng hệ tọa độ vng góc khơng gian địa diện chân trời thành lập lưới khống chế thi công công nghệ GPS Trong thực tế sản xuất với cơng trình phân bố phạm vi khơng q lớn tương đối vuông vắn, nên áp dụng phép chiếu mặt địa diện chân trời để tính chuyển tọa độ lưới GPS mặt phẳng -9- Cấu trúc luận văn Luận văn gồm chương, tổng số … trang, có … hình vẽ bảng biểu Lời cảm ơn: Có kết ngồi cố gắng nỗ lực thân, tơi cịn nhận nhiều giúp đỡ, bảo tận tình thầy, cô giáo trường Đại học Mỏ - Địa Chất Đặc biệt xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn, PGS.TS Nguyễn Quang Phúc – cán giảng dạy Bộ mơn Trắc địa cơng trình, người đưa định hướng nghiên cứu đóng góp ý kiến quý báu sâu sắc khoa học, giúp cho tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp - 87 - Khi thành lập lưới khống chế trắc địa cơng trình cơng nghệ GPS, thường sử dụng phương pháp định vị tương đối tĩnh Hai máy thu đặt hai điểm i k khác nhau, quan trắc đồng nhóm vệ tinh để xác định số gia tọa độ ΔX, ΔY, ΔZ (hoặc ΔB, ΔL, ΔH) hai điểm vector đường đáy Dik, Kết xác định tọa độ vng góc khơng gian X, Y, Z (hoặc B, L, H) điểm hệ tọa độ WGS-84 quốc tế Trong trắc địa công trình (cũng nhiều lĩnh vực trắc địabản đồ) lại cần phải sử dụng tọa độ x, y xác định hệ tọa độ phẳng định Vì thế, cần phải tính chuyển tọa độ lưới GPS( hệ quy chiếu không gian) hệ tọa độ cơng trình (hệ quy chiếu mặt phẳng) Để giải vấn đề này, có hai giải pháp tính chuyển sau: - Tính chuyển tọa độ lưới GPS hệ tọa độ cơng trình thơng qua phép chiếu hình trụ ngang đồng góc Gauss-Kruger UTM - Tính chuyển tọa độ lưới GPS hệ tọa độ cơng trình thơng qua phép chiếu mặt địa diện chân trời 4.1.1 Tính chuyển tọa độ lưới GPS hệ tọa độ phẳng phép chiếu hình trụ ngang đồng góc 4.1.1.1 Sơ lược phép chiếu Gauss-Kruger UTM Như biết, phép chiếu Gauss-Kruger hay phép chiếu UTM phép chiếu hình trụ ngang đồng góc Điểm khác chúng giá trị hệ số biến dạng kinh tuyến trung ương múi chiếu Gauss-Kruger phép chiếu hình trụ ngang tiếp xúc, hệ số biến dạng kinh tuyến m0 = UTM phép chiếu hình trụ cắt, hệ số biến dạng hai đường giao tuyến mặt trụ mặt Ellipsoid đối xứng qua kinh tuyến trục (Hình 4.1) K' K N O Q X O Q Y - 88 - Hình 4.1- Phép chiếu Gauss-Kruger N N + O Q - O - + S S Hình 4.2- Phép chiếu UTM 4.1.1.2 Quy trình tính chuyển Trong trường hợp này, quy trình tính chuyển xác định là: (X, Y, Z)WGS-84 → (X, Y, Z)dp → (B, L, H)dp → (x, y)L0 → (x, y)matcongtrinh (4.1) Tron g : - (X, Y, Z)WGS-84 tọa độ vng góc khơng gian địa tâm quốc tế (Hệ tọa độ WGS-84), có nhờ kết đo đạc vệ tinh GPS - (X, Y, Z)dp tọa độ vng góc không gian địa tâm địa phương (Thường hệ VN-2000) - (B, L, H)dp tọa độ trắc địa Hệ tọa độ trắc địa địa phương - 89 - - (x, y)L0 tọa độ phẳng múi chiếu có kinh tuyến trung ương L0 phù hợp với cơng trình, độ cao mặt quy chiếu tọa độ H0 (mặt ellipsoid quy chiếu) - (x, y)matcongtrinh tọa độ phẳng bề mặt quy chiếu tọa độ công trình 4.1.1.2 Các thuật tốn tính chuyển Tính chuyển từ hệ tọa độ vng góc khơng gian quốc tế (X, Y, Z) WGS-84 sang hệ tọa độ vng góc không gian địa phương VN-2000 : Ở nước ta, từ năm 2007 Cục Đo đạc Bản đồ Nhà nước văn hướng dẫn việc tính chuyển tọa độ từ hệ tọa độ WGS-84 quốc tế sang hệ tọa độ quốc gia VN-2000 ngược lại Theo đó, cơng thức sử dụng để tính chuyển cơng thức tham số có dạng : X dX Y dY m e 2 Z Z dZ eY eZ eX eY X e X . Y1 Z1 (4.2) Trong : - X1, Y1, Z1 tọa độ vng góc khơng gian hệ tọa độ WGS-84 quốc tế - X2, Y2, Z2 tọa độ vng góc khơng gian hệ tọa độ VN-2000 - dX, dY, dZ tham số dịch chuyển gốc tọa độ - eX, eY, eZ góc xoay trục tọa độ tương ứng với trục X, Y Z - m hệ số tỷ lệ chiều dài hai hệ Theo hướng dẫn Cục Đo đạc Bản đồ (Bộ Tài nguyên Môi trường), tham số tính chuyển từ hệ tọa độ WGS-84 quốc tế sang hệ tọa độ VN-2000 sau : - Tham số dịch chuyển gốc tọa độ : dX = 191.90441429 m dY = 39.30318279 m dZ = 111.45032835 m - 90 - - Góc xoay trục tọa độ : eX = 0.00928836” ; eY = -0.01975479” ; eZ = 0.00427342” - Hệ số tỷ lệ chiều dài : m = 0.999999747093722 Tính chuyển từ hệ tọa độ vng góc khơng gian địa phương VN-2000 sang hệ tọa độ trắc địa địa phương B,L,H : Các cơng thức tính chuyển dẫn dẫn từ (3.11) đến (3.25) Tính chuyển từ tọa độ trắc địa (B, L, H)dp sang tọa độ phẳng (x, y)L0 : Các cơng thức tính chuyển dẫn (3.27) (3.28) Tính chuyển từ tọa độ (x, y)L0 lên bề mặt quy chiếu tọa độ công trình : Có thể sử dụng thuật tốn "làm trương nở" mặt ellipsoid thuật toán biến đổi đồng dạng hệ tọa độ theo độ cao mặt chiếu Tuy nhiên, thuật toán biến đổi đồng dạng hệ tọa độ theo độ cao mặt chiếu có quy trình tính tốn đơn giản Thuật toán cho phép biến đổi đồng góc mạng lưới tọa độ phẳng, cịn biến dạng dài xác định phù hợp với hệ số biến dạng độ cao mặt chiếu tính theo (2.1) Giả sử (x, y)1 tập tọa độ phẳng xác định bề mặt có độ cao H1 Nay cần tính chuyển lên bề mặt quy chiếu tọa độ cơng trình có độ cao H2 Quy trình tính thực sau : - Tính tọa độ trọng tâm điểm bề mặt H1, ký hiệu x0, y0 : x0 n n x y ; i n 1 yi n (4.3) - Tính khoảng cách phương vị từ điểm trọng tâm đến tất điểm lưới (gọi tắt khoảng cách phương vị trọng tâm), ký hiệu S i0 αi0 S i ( xi x ) ( y i y ) ; i arctg yi y xi x (4.4) - Tính hệ số biến dạng dài độ cao mặt chiếu theo công thức : k R H2 R H1 Với R bán kính trung bình Trái đất (4.5) - 91 - - Tính tọa độ bề mặt H2 theo công thức : xi x0 k S i cos i (4.6) yi y k S i sin i Quy trình mơ tả sau (Hình 4.3) : Tính yếu tố trọng tâm : X0, y0, Si0, αi0 H2 Tính hệ số biến dạng dài theo cơng thức (4.2) O H1 Tính tọa độ bề mặt H2 theo cơng thức (4.3) Hình 4.3- Biến đổi đồng dạng theo độ cao mặt chiếu 4.1.2 Tính chuyển tọa độ lưới GPS hệ tọa độ phẳng thông qua phép chiếu mặt địa diện chân trời 4.1.2.1 Phép chiếu địa diện chân trời Trên hình (3.6), O tâm ellipsoid Trái đất O-XYZ hệ tọa độ vng góc khơng gian địa tâm quốc tế P0 điểm Mặt đất điểm lưới khống chế Lấy điểm P0 làm gốc, pháp tuyến với mặt ellipsoid qua điểm P0 làm trục z, hướng thiên đỉnh hướng dương ; lấy hướng kinh tuyến trục x, hướng Bắc hướng dương ; trục y vng góc với trục x z, hướng Đông hướng dương P0-xyz gọi hệ tọa độ vng góc khơng gian địa diện chân trời 4.1.2.2 Quy trình tính chuyển - 92 - Nghiên cứu hệ tọa độ vng góc khơng gian địa diện chân trời nhận thấy : Phương trục z phương pháp tuyến với mặt ellipsoid, gần với phương dây dọi Hơn nữa, độ cao điểm gốc P hệ tọa độ lại lựa chọn Và chọn độ cao điểm P0 độ cao trung bình cơng trình đó, mặt phẳng tọa độ x P0 y mặt phẳng chân trời P0 Cặp tọa độ x, y hệ tọa độ nằm bề mặt quy chiếu tọa độ phẳng cơng trình Như trường hợp này, quy trình tính chuyển xác định là: (X, Y, Z)WGS-84 → (x, y, z) → (x, y)matcongtrinh (4.7) 4.1.2.3 Các thuật tốn tính chuyển Tính chuyển tọa độ khơng gian (X, Y, Z) WGS-84 sang tọa độ địa diện (x,y,z): Quan hệ tọa độ vng góc khơng gian địa tâm tọa độ địa diện chân trời biểu diễn theo công thức : xi sin B0 cos L0 y sin L i z i cos B0 cos L0 sin B0 sin L0 cos L0 cos B0 sin L0 cos B0 X i X . Y Y 0 i sin B0 Z i Z (4.8) Trong đó: - Xi, Yi, Zi xi, yi, zi tọa độ không gian tọa độ địa diện điểm i - X0, Y0, Z0 B0, L0, H0 tọa độ không gian tọa độ trắc địa điểm P0 Tính chuyển tọa độ địa diện (x, y, z) sang tọa độ phẳng cơng trình: Các cơng thức tính chuyển dẫn từ (3.37) (3.50) 4.1.3 So sánh hai quy trình tính chuyển tọa độ lưới GPS hệ tọa độ cơng trình So sánh quy trình tính chuyển (4.1) (4.7) thấy hai quy trình tính sử dụng để chuyển đổi tọa độ vng góc khơng gian quốc tế - 93 - đo công nghệ GPS sang hệ tọa độ phẳng công trình Tuy nhiên, việc tính chuyển tọa độ lưới GPS hệ tọa độ cơng trình thơng qua hệ tọa độ khơng gian địa diện chân trời có thủ tục tính chuyển đơn giản, giảm nhiều khâu tính chuyển trung gian, đồng nghĩa với việc giảm thiểu đáng kể sai số q trình tính chuyển tọa độ Như vậy, thành lập lưới trắc địa cơng trình công nghệ GPS, cần phải lựa chọn hệ quy chiếu tọa độ bảo đảm yêu cầu sau: 1- Hệ tọa độ phẳng chọn mặt phẳng địa diện hệ tọa độ vng góc khơng gian địa diện chân trời với gốc tọa độ chọn điểm trọng tâm mạng lưới 2- Độ cao điểm gốc tọa độ địa diện chọn độ cao trung bình khu vực xây dựng cơng trình 4.2 TÍNH TỐN THỰC NGHIỆM Để minh chứng cho khả ứng dụng hệ tọa độ vng góc khơng gian địa diện chân trời thành lập lưới khống chế thi công công nghệ GPS, thực tính chuyển tọa độ mạng lưới có thực tế sản xuất Mạng lưới lấy làm thực nghiệm lưới GPS hạng IV thuộc địa phận xã Đại Đồng huyện Kỳ Sơn tỉnh Hịa Bình bao gồm 12 điểm (Hình 4.4) có ký hiệu 117401, 117486, 117497, DD-01, DD-02, DD-03, DD04, DD-05, KS-01, KS-02, KS-03, KS-04 Mạng lưới đơn vị sản xuất bình sai hệ tọa độ HN-72, kinh tuyến trung ương 105045’ Trong kết bình sai (Phụ lục 1) chúng tơi nhận thấy độ cao thường điểm nhỏ không đáng kể, tọa độ phẳng có tung độ y cách xa kinh tuyến trung ương 60 km, sử dụng tọa độ phẳng để khảo sát so sánh khơng phù hợp biến dạng chiều dài lớn - 94 - KS-05 117497 KS-04 KS-03 DD-02 DD-03 KS-02 KS-01 DD-01 DD-04 117486 117401 Hình 4.4- Sơ đồ lưới GPS hạng IV Kỳ Sơn – Hịa Bình Vì vậy, chúng tơi thực tính chuyển tập tọa độ múi chiếu phù hợp hơn, có kinh tuyến trung ương 106020’, bề mặt chiếu H0=0m, phép chiếu Gauss, hệ tọa độ HN-72 Kết sau tính chuyển sau (Bảng 4.1) BANG 4.1 - KET QUA TINH CHUYEN TOA DO PHANG TRONG CUNG HE QUY CHIEU BANG THANH QUA TOA DO PHANG VA DO CAO BINH SAI ========================== ================================================================= | T | TEN | TOA DO | HE TOA DO HN-72 | | T | DIEM | TRAC DIA | 105 45 00 | 106 20 00 | | -| | | 117401 | 20 51 13.30218 | 2307043.331 | 2306920.100 | | | | 106 22 6.09101 | 564355.459 | 503645.191 | | | -| | | | | | 117486 | 20 52 18.47242 | 2309041.354 | 2308924.116 | | | | 106 21 8.10750 | 562671.627 | 501968.698 | | | -| | | | - 95 - | | 117497 | 20 53 19.86516 | 2310937.876 | 2310812.639 | | | | 106 22 23.59077 | 564846.300 | 504150.130 | | | -| | | | | | D-01 | 20 52 26.66746 | 2309299.708 | 2309176.431 | | | | 106 22 5.59532 | 564332.457 | 503630.372 | | | -| | | | | | DD-02 | 20 52 52.93662 | 2310111.293 | 2309984.566 | | | | 106 22 38.15251 | 565270.422 | 504571.227 | | | -| | | | | | DD-03 | 20 52 37.68212 | 2309645.706 | 2309515.690 | | | | 106 23 9.70869 | 566184.417 | 505483.478 | | | -| | | | | | DD-04 | 20 52 25.05642 | 2309258.470 | 2309127.480 | | | | 106 23 19.16451 | 566459.290 | 505756.929 | | | -| | | | | | DD-05 | 20 53 25.88369 | 2311120.518 | 2310997.592 | | | | 106 22 1.49266 | 564206.871 | 503511.401 | | | -| | | | | | KS-01 | 20 52 30.23221 | 2309404.234 | 2309285.827 | | | | 106 21 19.11346 | 562988.414 | 502286.784 | | | -| | | | | 10 | KS-02 | 20 52 41.27103 | 2309745.294 | 2309625.385 | | | | 106 21 33.29784 | 563397.146 | 502696.730 | | | -| | | | | 11 | KS-03 | 20 52 53.81246 | 2310129.183 | 2310011.023 | | | | 106 21 16.46512 | 562909.133 | 502210.138 | | | -| | | | | 12 | KS-04 | 20 53 8.13260 | 2310571.915 | 2310451.529 | | | | 106 21 37.51414 | 563515.884 | 502818.462 | ================================================================= -KINH TUYEN TRUNG UONG TRUOC TINH CHUYEN : DO CAO MAT CHIEU : M -KINH TUYEN TRUNG UONG SAU TINH CHUYEN : 105 45 00 106 20 00 DO CAO MAT CHIEU : M ELLIPSOID KRAXOVSKI BANG 4.2- THANH QUA TOA DO PHANG CUA CAC DIEM HE TOA DO PHANG GAUSS ELIPXOID : KRAXOVSKI ===================================================== | So | So | Toa do, Do cao | | thu | hieu | | | tu | diem | x(m) | y(m) | h(m) | ===================================================== | 1| 117401 | 2306920.100| 503645.191| 1.439 | | 2| 117486 | 2308924.116| 501968.698| 1.401 | | 3| 117497 | 2310812.639| 504150.130| 7.840 | | 4| DD-01 | 2309176.431| 503630.372| 3.096 | | 5| DD-02 | 2309984.566| 504571.227| 4.753 | | 6| DD-03 | 2309515.690| 505483.478| 4.702 | | 7| DD-04 | 2309127.480| 505756.929| 4.909 | - 96 - | | 8| 9| DD-05 | 2310997.592| 503511.401| KS-01 | 2309285.827| 502286.784| 4.827 | 1.776 | | 10| KS-02 | 2309625.385| 502696.730| 1.557 | | 11| KS-03 | 2310011.023| 502210.138| 2.060 | | 12| KS-04 | 2310451.529| 502818.462| 2.875 | ===================================================== Sau thực tính chuyển tọa độ điểm GPS hệ tọa độ vng góc khơng gian địa diện chân trời, với điểm gốc hệ địa diện chọn điểm trọng tâm mạng lưới Kết thu sau : KET TINH CHUYEN TOA DO VUONG GOC KHONG GIAN SANG TOA DO DIA DIEN LUOI GPS HANG IV DAI DONG – KY SON – HOA BINH ==================================== BANG 4.3- TOA DO VUONG GOC KHONG GIAN CUA CAC DIEM HE TOA DO VUONG GOC KHONG GIAN ELLIPSOID : KRAXOVSKI |=================================================================| | TT | TEN DIEM | X (m) | Y (m) | Z (m) | | -| | -| | -| | | 117401 | -1680437.8337 | 5721301.2588 | 2256317.2504 | | | 117486 | -1678628.4474 | 5721088.3988 | 2258190.1060 | | | 117497 | -1680533.9794 | 5719833.8225 | 2259956.5388 | | | DD-01 | -1680198.0482 | 5720535.7149 | 2258426.2190 | | | DD-02 | -1681020.2220 | 5719995.6892 | 2259181.6740 | | | DD-03 | -1681942.4609 | 5719898.8401 | 2258743.3211 | | | DD-04 | -1682243.7754 | 5719954.6701 | 2258380.5851 | | | DD-05 | -1679901.7809 | 5719947.7899 | 2260128.3912 | | | KS-01 | -1678897.5236 | 5720875.5063 | 2258528.1748 | | 10 | KS-02 | -1679256.7989 | 5720643.7600 | 2258845.3089 | | 11 | KS-03 | -1678751.3653 | 5720649.3061 | 2259205.8637 | | 12 | KS-04 | -1679291.1331 | 5720328.0568 | 2259617.6386 | =================================================================== BANG 4.4- THANH QUA TOA DO TRAC DIA HE TOA DO TRAC DIA ELLIPSOID : KRAXOVSKI |==================================================================| | TT | TEN DIEM | B ( d p g ) | L ( d p g ) | H (m) | | -| | | -| | | | 117401 | 20 51 13.30218 | 106 22 6.09101 | 33.167 | | | 117486 | 20 52 18.47242 | 106 21 8.10750 | 33.051 | | | 117497 | 20 53 19.86516 | 106 22 23.59077 | 39.497 | | | DD-01 | 20 52 26.66746 | 106 22 5.59533 | 34.777 | | | DD-02 | 20 52 52.93663 | 106 22 38.15253 | 36.436 | | | DD-03 | 20 52 37.68213 | 106 23 9.70870 | 36.415 | - 97 - | | | | DD-04 DD-05 | | 20 52 25.05643 20 53 25.88368 | | 106 23 19.16452 106 22 1.49265 | | 36.634 | 36.466 | | | KS-01 | 20 52 30.23221 | 106 21 19.11345 | 33.425 | | 10 | KS-02 | 20 52 41.27105 | 106 21 33.29783 | 33.209 | | 11 | KS-03 | 20 52 53.81248 | 106 21 16.46512 | 33.693 | | 12 | KS-04 | 20 53 8.13261 | 106 21 37.51413 | 34.511 | |==================================================================| TOA DO TRAC DIA B CUA GOC DIA DIEN: 20 52 39.44287 TOA DO TRAC DIA L CUA GOC DIA DIEN: 106 22 3.19113 TOA DO TRAC DIA H CUA GOC DIA DIEN: 35.1068 (m) BAN KINH VONG THANG DUNG THU NHAT QUA GOC DIA DIEN: 6380957.7280 (m) BANG 4.5- THANH QUA TOA DO DIA DIEN =========================================================== | T | TEN | T O A D O | | | | | | T | DIEM | x (m) | y (m) | z (m) | | -| | | | | | | 117401 | -2649.2525 | 83.8336 | -2.4935 | | | 117486 | -644.8701 | -1592.2414 | -2.2873 | | | 117497 | 1243.1998 | 589.6037 | 4.2411 | | | DD-01 | -392.9075 | 69.4946 | -.3419 | | | DD-02 | 415.0315 | 1010.5270 | 1.2360 | | | DD-03 | -54.0412 | 1922.6829 | 1.0178 | | | DD-04 | -442.3109 | 2196.0534 | 1.1339 | | | DD-05 | 1428.2888 | -49.0899 | 1.1985 | | | KS-01 | -283.2252 | -1274.0771 | -1.8153 | | 10 | KS-02 | 56.2479 | -864.0563 | -1.9569 | | 11 | KS-03 | 441.9919 | -1350.5694 | -1.5717 | | 12 | KS-04 | 882.3699 | -742.1489 | -.7004 | =========================================================== Từ tọa độ điểm sau tính chuyển, đem so sánh chiều dài số cạnh theo phép chiếu mặt địa diện chân trời với chiều dài cạnh lưới theo phép chiếu hình trụ ngang đồng góc (Bảng 4.6) Bảng 4.6- So sánh chiều dài cạnh mặt phẳng Gauss-Kruger chiều dài cạnh mặt phẳng địa diện chân trời Tên cạnh Cạnh mặt phẳng Cạnh mặt phẳng địa diện Sai khác (ΔS) S S - 98 - Gauss-Kruger chân trời (mm) 117401 – DD01 2256.380 2256.391 10 1:207.000 117401 – DD02 3201.327 3201.343 16 1:199.900 117401 – DD03 3180.627 3180.643 16 1:198.600 117401 – DD04 3054.826 3054.843 16 1:186.900 117486 – KS01 481.678 481.680 1:231.500 117486 – KS02 1010.846 1010.851 1:182.700 117486 – KS03 1113.400 1113.407 1:173.800 117486 – KS04 1747.881 1747.890 1:204.000 117486 – DD04 3054.826 3054.843 16 1:186.900 Nhận xét: Các kết so sánh bảng cho thấy, chiều dài cạnh sau tính chuyển bề mặt địa diện chân trời phù hợp với chiều dài cạnh theo phép chiếu hình trụ ngang đồng góc Sự sai khác đảm bảo tính chất quan trọng biến dạng chiều dài cạnh lưới khống chế thi công sử dụng mặt địa diện chân trời so với chiều dài cạnh phép chiếu hình trụ ngang đồng góc nằm hạn sai cho phép Bên cạnh đó, quy trình tính chuyển tọa độ địa diện lại đơn giản nhiều so với quy trình tính chuyển hình trụ ngang KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Từ kết nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm trình bày Luận văn, rút kết luận kiến nghị sau đây: Kết luận: 1- Lưới khống chế thi cơng thường có u cầu độ xác cao lại khống chế phạm vi hẹp, đo đạc phương pháp công nghệ khác - 99 - Vì vậy, lưới trắc địa cơng trình có biến dạng nhỏ so với kích thước thật mặt đất khả sử dụng hệ tọa độ hợp lý cho hệ thống lưới khống chế thi công cần thiết 2- Lựa chọn hệ tọa độ hợp lý thành lập lưới khống chế thi công công nghệ GPS tức phải lựa chọn quy trình thuật tốn phù hợp để xác định tọa độ phẳng điểm lưới khống chế cho đáp ứng yêu cầu sau đây: a- Lưới khống chế trắc địa cơng trình có biến dạng nhỏ so với kích thước thật bề mặt đất b- Thủ tục tính chuyển phải đơn giản để giảm thiểu sai số q trình tính chuyển tọa độ Các nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm đề tài cho thấy: Hệ tọa độ vng góc khơng gian địa diện chân trời sử dụng thành lập lưới khống chế thi công công nghệ GPS khảo sát Luận văn đáp ứng đầy đủ yêu cầu nói 3- Vị trí điểm gốc Hệ tọa độ vng góc không gian địa diện chân trời lựa chọn linh hoạt điểm bất lưới thông thường nên chọn điểm trọng tâm lưới, có bề mặt xOy trùng với mặt phẳng chân trời điểm gốc, lại có quan hệ đơn giản với hệ tọa độ vng góc khơng gian địa tâm Đây điều kiện thuận lợi để chuyển đổi tọa độ vệ tinh GPS tọa độ phẳng dùng trắc địa cơng trình 4- Trong kết thực nghiệm, có điều kiện phải đo kiểm tra khoảng cách máy toàn đạc điện tử Nhưng khơng có điều kiện kiểm tra khoảng cách ngồi thực địa, chúng tơi tiến hành kiểm tra chiều dài cạnh lưới tính mặt phẳng địa diện chân trời chiều dài cạnh tương ứng chúng phép chiếu hình trụ ngang đồng góc Và - 100 - kết cho thấy rằng, chiều dài cạnh lưới mặt phẳng địa diện chân trời khoảng cách tương ứng phép chiếu hình trụ ngang đồng góc phù hợp Điều có nghĩa rằng, lưới tính tốn bề mặt địa diện chân trời lưới tương ứng mặt phẳng theo phép chiếu hình trụ ngang không bị biến dạng Như vậy, rõ ràng phương pháp tính chuyển lên mặt địa diện chân trời có thủ tục đơn giản thuận lợi nhiều so với phương pháp tính chuyển kết đo GPS mặt phẳng phép chiếu hình trụ ngang đồng góc Kiến nghị: Trên sở kết luận nêu trên, kiến nghị: 1- Các đơn vị tổ chức tiến hành công tác trắc địa thành lập lưới khống chế thi công công nghệ GPS nên sử dụng hệ tọa độ vng góc khơng gian địa diện chân trời để tính chuyển tọa độ lưới GPS tọa độ phẳng cơng trình 2- Tiếp tục triển khai nghiên cứu thực nghiệm để đánh giá thực tế khả sử dụng hệ tọa độ vng góc khơng gian địa diện chân trời thành lập lưới khống chế thi công công nghệ GPS TÀI LIỆU THAM KHẢO Đặng Nam Chinh, Đỗ Ngọc Đường (2007), “Công nghệ GPS”, Bài giảng cho sinh viên chuyên ngành Trắc địa Nguyễn Quang Phúc (2010), “Nghiên cứu hoàn thiện phương pháp thành lập xử lý số liệu lưới khống chế thi công cơng trình xây dựng điều kiện Việt Nam” Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Bộ (Bộ Giáo dục Đào tạo), mã số B2008-02-52 - 101 - Nguyễn Quang Phúc, Hoàng Thị Minh Hương, Khuất Minh Hằng (2001), “Nghiên cứu phương pháp tính chuyển tọa độ lưới GPS hệ tọa độ thi công cơng trình”, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Mỏ-Địa chất, số 35, tr 38-42 Trần Khánh (2007), “Nghiên cứu phương pháp thành lập xử lý số liệu mạng lưới hỗn hợp GPS-Mặt đất trắc địa cơng trình” Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Bộ (Bộ Giáo dục Đào tạo), mã số B2005-36-77 Trần Viết Tuấn (2007), “Nghiên cứu phương pháp nâng cao độ xác thành lập lưới GPS trắc địa cơng trình” Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Bộ (Bộ Giáo dục Đào tạo), mã số B2005-36-75 TCXDVN 364: 2006 “Tiêu chuẩn kỹ thuật đo xử lý số liệu GPS trắc địa cơng trình” Nguyễn Quang Phúc, Hoàng Thị Minh Hương, Trần Thùy Linh (2012), “Nghiên cứu khả ứng dụng GPS để kiểm tra độ thẳng đứng cơng trình q trình thi cơng” Tạp chí Khoa học kỹ thuật Mỏ - Địa chất, số 38, tr.53-58 ... vng góc khơng gian địa diện chân trời thành lập lưới khống chế thi công công nghệ GPS? ?? cần thi? ??t Mục đích đề tài Nghiên cứu sử dụng hệ tọa độ vng góc khơng gian địa diện chân trời thành lập lưới. .. tọa độ vệ tinh ………………………………… 66 3.3 Khảo sát biến dạng độ dài phép chiếu địa diện chân trời ………… 80 3.4 Khả ứng dụng hệ tọa độ địa diện chân trời thành lập lưới khống chế thi công công nghệ GPS. .. giảm thi? ??u đáng kể sai số q trình tính chuyển tọa độ đề tài khẳng định ưu điểm vượt trội sử dụng hệ tọa độ vng góc khơng gian địa diện chân trời thành lập lưới khống chế thi công công nghệ GPS Trong
Ngày đăng: 22/05/2021, 11:20
Xem thêm:
