Nghiên cứu xác đinh vị trí điểm giao cắt trong xử lý số liệu đo cao vệ tinh trên biển đông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ -ĐỊA CHẤT ĐẶNG XUÂN KỲ NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ ĐIỂM GIAO CẮT TRONG XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐO CAO VỆ TINH TRÊN BIỂN ĐÔNG Ngành: Kỹ thuật trắc địa - đồ Mã số: 60520503 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GV TS Nguyễn Văn Sáng HÀ NỘI - 201 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu hay luận văn khác Hà Nội, ngày 18 tháng 04 năm 2014 Tên tác giả Đặng Xuân Kỳ MỤC LỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Mục đích đề tài Nội dung nhiệm vụ đề tài Phương pháp nghiên cứu Kết nghiên cứu đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn Cấu trúc Luận văn CHƯƠNG NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ ĐO CAO VỆ TINH 1.1 Khái quát đo cao vệ tinh 1.2 Các dự án đo cao vệ tinh 1.2.1 Skylab 1.2.2 SEASAT-1 1.2.3 GEOSAT 1.2.4 ERS 11 1.2.5 TOPEX / POSEIDON 14 1.2.6 JASON-1 16 1.2.7 ENVISAT 17 1.2.8 Vệ tinh SARAL 20 1.2.9 Vệ tinh HY-2 25 1.2.10 Vệ tinh CRYOSAT 26 1.3 Khái quát số liệu đo cao vệ tinh 30 1.3.1 Giới thiệu 30 1.3.2 Chính sách liệu ESA 30 1.4 Ứng dụng đo cao vệ tinh Trắc địa, Địa vật lý Hải dương học 32 1.4.1 Ứng dụng đo cao vệ tinh trắc địa 33 1.4.2 Các giải thích địa vật lý 36 1.4.3 Ứng dụng hải dương học nghiên cứu băng 38 CHƯƠNG XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ ĐIỂM GIAO CẮT CỦA CÁC VẾT QUÉT ĐO CAO VỆ TINH 44 2.1 Tính tốn độ cao mặt biển từ số liệu đo cao vệ tinh 44 2.1.1 Quan hệ hình học trị đo cao 44 2.1.2 Dữ liệu đo cao vệ tinh 45 2.1.3 Các nguồn sai số hiệu chỉnh 50 2.1.4 Xác định bề mặt biển trung bình 57 2.2 Xác định vị trí điểm giao cắt vết quét đo cao vệ tinh phương pháp tọa độ không gian 60 2.2.1 Xác định vị trí gần điểm giao cắt 62 2.2.2 Tính tọa độ xác điểm giao cắt 64 2.3 Xác định vị trí điểm giao cắt phương pháp mô đa thức bậc 65 2.3.1 Mô quĩ đạo cung thăng cung giáng đa thức bậc 65 2.3.2 Xác định vị trí điểm giao cắt 67 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ ĐIỂM GIAO CẮT CỦA CÁC VẾT QUÉT ĐO CAO VỆ TINH TRÊN BIỂN ĐÔNG 69 3.1 Giới thiệu khu vực thực nghiệm số liệu thực nghiệm 69 3.1.1 Giới thiệu khu vực thực nghiệm 69 3.1.2 Số liệu thực nghiệm 73 3.2 Xây dựng chương trình xác định vị trí điểm giao cắt vết quét đo cao vệ tinh phương pháp tọa độ không gian 74 3.2.1 Giới thiệu chương trình : “Xác định tọa độ điểm giao cắt ” 74 3.2.2 Hướng dẫn sử dụng chương trình 76 3.3 Thực nghiệm xác định vị trí điểm giao cắt phương pháp tọa độ không gian 76 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 PHỤ LỤC 81 CÁC TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN NOAA National Oceanic and Atmospheric Administration Cục quản lý đại dương khí Mỹ ESA European Space Agency - quan Vũ trụ châu Âu GM Geodetic Mission – Nhiệm vụ trắc địa ERM Exact Repeat Mission – Nhiệm vụ lặp xác ERS MSL European Remote Sensing Satellite – Vệ tinh viễn thám Châu Âu mean sea level - mực nước biển trung bình ENVISAT Environmental Satellite - Vệ tinh mơi trường SST sea surface topography- địa hình bề mặt biển NASA DORIS TDRSS GPS RA National Aeronautics and Space Administration- Cơ quan hàng không vũ trụ quốc gia Hoa Kỳ Doppler Or-bitography and Radio positioning Integrated by Satellite Tracking and Data Relay Satellite System - Hệ thống vệ tinh theo dõi chuyển tiếp liệu Global Positioning System – Hệ thống định vị toàn cầu The Radar Altimeter – Rada vệ tinh Archiving, Validation and Interpretation of Satellite AVISO Oceanographic data - Trung tâm lưu trữ số liệu đo cao vệ tinh DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các giai đoạn nhiệm vụ ERS-1 13 Bảng 1.2 Dữ liệu đặc trưng nhiệm vụ đo độ cao 19 Bảng 1.3 Các thơng tin vệ tinh SARAL 21 Bảng 1.4 Các thông số thiết bị đo cao 24 Bảng 1.5 Các tham số quỹ đạo vệ tinh SARAL 25 Bảng 1.6 Các thơng tin vệ tinh HY-2 26 Bảng 1.7 Kế hoạch phóng vệ tinh đo cao tương lai 30 Bảng 3.1 Kết xác định vị trí điểm giao cắt 76 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Vệ tinh đo cao Hình 1.2 Skylab thử nghiệm đo độ cao Hình 1.3 Khoảng cách vết đo GEOSAT GM (đường trung bình) ERM (đường dày) nhiệm vụ gần 600 vĩ độ phía nam ; SEASAT (đường mỏng) (từ Marks 1991) 10 Hình 1.4 Vệ tinh ERS-1 11 Hình 1.5 Quĩ đạo vệ tinh ERS-1 13 Hình 1.6 TOPEX/POSEIDON 14 Hình 1.7 Các liệu đo cao vệ tinh Topex / Poseidon 15 Hình 1.8 Vệ tinh JASON-1 16 Hình 1.9 Vệ tinh Envisat 18 Hình 1.10 Quỹ đạo vệ tinh ENVISAT 19 Hình 1.11 Vệ tinh SARAL/AltiKa 21 Hình 1.12 Các thiết bị vệ tinh SARAL 22 Hình 1.13 Vệ tinh HY-2 26 Hình 1.14 Các vết quét bao phủ toàn cầu với liệu SEASAT-1 chu kỳ lặp 18 ngày (Marsh, Martin, 1982) 33 Hình 1.15 Địa hình bề mặt biển từ liệu SEASAT (Marsh, Martin, 1982) 34 Hình 1.16 Sự thay đổi lực hấp dẫn bề mặt geoid nơi có núi biển, Cazenave, Royer (2001) 36 Hình 1.17 Các núi lửa ngầm, khối banzan phun trào, hệ thống gờ rìa khối cấu trúc khu vực Biển Đông xác định số liệu đo cao vệ tinh 37 Hình 1.18 Ranh giới kiểu vỏ lục địa, vỏ chuyển tiếp vỏ đại dương với trục tách dãn đáy đại dương, khối cấu trúc khu vực Biển Đông xác định tài liệu đo cao vệ tinh 38 Hình 1.19 Địa hình bề mặt biển, khoảng cao 0,1 m Lemoine cộng (1998) 39 Hình 1.20 Sự thay đổi địa hình mặt biển Gulf stream uốn khúc 41 Hình 1.21 Mối quan hệ trạm nghiệm triều 43 Hình 2.1 Mối quan hệ hình học đo độ cao vệ tinh 44 Hình 2.2 Sự thay đổi khu vực phản xạ tín hiệu xung radar phản xạ bề mặt nước biển 46 Hình 2.3 Xung truyền xung phản xạ 47 Hình 2.4 Sự cải thiện độ xác bán kính quĩ đạo SEASAT ((1) trước phóng, (2), …, (5) bổ sung số liệu từ laser SEASAT, đo cao GEOS-3, đo cao SEASAT, Doppler TRANET, (6) xác cuối cùng) 52 Hình 2.5 Mơ tả hình học điểm hiệu chuẩn, Chelton (2001) 54 Hình 2.6 Mối quan hệ đường truyền tín hiệu phản xạ chiều cao sóng; SWH = trung bình chiều cao sóng 56 Hình 2.7 Dữ liệu đo độ cao Biển Bắc 58 Hình 2.8 Vết đo mặt đất T/P (đường liền) ENVISAT (CNES, Aviso website) 60 Hình 2.9 Điểm giao cắt đo cao vệ tinh Biển Đông, chu kỳ đo thứ 86, vệ tinh ENVISAT 61 Hình 2.10 Vị trí gần điểm giao cắt 63 Hình 2.11 Vị trí điểm giao cắt xác 64 Hình 3.1 Sơ đồ khối chương trình 74 Hình 3.2 Giao diện chương trình 75 Hình 3.3 Các chức chương trình 75 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong năm gần đây, giới, đo cao vệ tinh (altimetry) phát triển mạnh mẽ, cung cấp nguồn số liệu quan trọng nghiên cứu đại dương, địa vật lý, khí tượng, mơi trường… Các số liệu đo cao vệ tinh ứng dụng hiệu công tác trắc địa Sự xuất đo cao vệ tinh cho hải dương học công cụ để lập đồ địa hình bề mặt đại dương toàn cầu phục vụ cho nghiên cứu dòng hải lưu, nghiên cứu băng biển thay đổi theo thời gian Trong trắc địa cao cấp, đo cao vệ tinh ứng dụng hiệu việc xác định geoid dị thường trọng lực biển góp phần quan trọng vào việc nghiên cứu trường trọng lực Trái đất Ở Việt Nam, nghiên cứu xử lý số liệu đo cao vệ tinh ứng dụng kết đo cao vệ tinh mẻ nhiệm vụ người làm trắc địa, địa vật lý, nghiên cứu hải dương… giai đoạn Vệ tinh đo cao thiết kế cho tập hợp điểm đo cao từ vệ tinh xuống mặt biển tạo thành vết quét mặt biển (còn gọi cung) Các cung cắt tạo thành điểm giao cắt Các điểm giao cắt thường không trùng với điểm đo cao mà việc đầu tiên, quan trọng xử lý số liệu đo cao vệ tinh xác định vị trí điểm giao cắt nội suy độ cao mặt biển điểm giao cắt Nó sở cho công việc xử lý xác định độ cao mặt biển trung bình, xác định độ cao geoid biển hay xác định dị thường trọng lực biển Next End If Next ' kiem tra For i = To SoThang 'Print #2, "Cung Thang " & i & " " & Cungthang.Cung(i).Tencung Cungthang.Cung(i).Lamda_dau = Cungthang.Cung(i).Diem(1).Lamda Cungthang.Cung(i).Phi_dau = Cungthang.Cung(i).Diem(1).Phi Cungthang.Cung(i).Lamda_cuoi Cungthang.Cung(i).Diem(Cungthang.Cung(i).Sodiemtrencung).Lamda = Cungthang.Cung(i).Phi_cuoi Cungthang.Cung(i).Diem(Cungthang.Cung(i).Sodiemtrencung).Phi = Print #2, "Cung Thang " & i & " " & Cungthang.Cung(i).Tencung & " Phi dau " & Cungthang.Cung(i).Phi_dau & " Phi cuoi " & Cungthang.Cung(i).Phi_cuoi & " Lamda dau " & Cungthang.Cung(i).Lamda_dau & " Lamda cuoi " & Cungthang.Cung(i).Lamda_cuoi 'Print #2, "Lamda dau " & Cungthang.Cung(i).Lamda_dau & " Lamda cuoi " & Cungthang.Cung(i).Lamda_cuoi Next For i = To SoGiang 'Print #2, "Cung giang " & i & " " & Cunggiang.Cung(i).Tencung Cunggiang.Cung(i).Lamda_dau = Cunggiang.Cung(i).Diem(1).Lamda Cunggiang.Cung(i).Phi_dau = Cunggiang.Cung(i).Diem(1).Phi Cunggiang.Cung(i).Lamda_cuoi Cunggiang.Cung(i).Diem(Cunggiang.Cung(i).Sodiemtrencung).Lamda = Cunggiang.Cung(i).Phi_cuoi Cunggiang.Cung(i).Diem(Cunggiang.Cung(i).Sodiemtrencung).Phi = Print #2, "Cung giang " & i & " " & Cunggiang.Cung(i).Tencung & " Phi dau " & Cunggiang.Cung(i).Phi_dau & " Phi cuoi " & Cunggiang.Cung(i).Phi_cuoi; " Lamda dau " & Cunggiang.Cung(i).Lamda_dau & " Lamda cuoi " & Cunggiang.Cung(i).Lamda_cuoi 'Print #2, " Lamda dau " & Cunggiang.Cung(i).Lamda_dau & " Lamda cuoi " & Cunggiang.Cung(i).Lamda_cuoi Next ' Kiem tra dieu kien giao cat Dim Socungcatnhau As Integer, Giaocat() As Giaocat Socungcatnhau = 'Dim l As Integer Dim C_Phi1 As Double, C_Lamda1 As Double For i = To SoThang For j = To SoGiang If (Cungthang.Cung(i).Lamda_dau > Cunggiang.Cung(j).Lamda_cuoi) And (Cungthang.Cung(i).Lamda_cuoi < Cunggiang.Cung(j).Lamda_dau) Then Print #2, "Cung thang " & Cungthang.Cung(i).Tencung & " Cat cung giang " & Cunggiang.Cung(j).Tencung Socungcatnhau = Socungcatnhau + ReDim Preserve Giaocat(1 To Socungcatnhau) Giaocat(Socungcatnhau).STT = Socungcatnhau Giaocat(Socungcatnhau).Tencungthang Cungthang.Cung(i).Tencung = Giaocat(Socungcatnhau).Tencunggiang Cunggiang.Cung(j).Tencung = Giaocat(Socungcatnhau).N0_Phi = Cungthang.Cung(i).Phi_dau Giaocat(Socungcatnhau).N0_Lamda Cungthang.Cung(i).Lamda_dau = Giaocat(Socungcatnhau).N1_Phi = Cungthang.Cung(i).Phi_cuoi Giaocat(Socungcatnhau).N1_Lamda Cungthang.Cung(i).Lamda_cuoi = Giaocat(Socungcatnhau).S0_Phi = Cunggiang.Cung(j).Phi_dau Giaocat(Socungcatnhau).S0_Lamda Cunggiang.Cung(j).Lamda_dau = Giaocat(Socungcatnhau).S1_Phi = Cunggiang.Cung(j).Phi_cuoi Giaocat(Socungcatnhau).S1_Lamda Cunggiang.Cung(j).Lamda_cuoi = Print #2, "Cap " & Socungcatnhau & " Thang " & Cungthang.Cung(i).Tencung & " Giang " & Cunggiang.Cung(j).Tencung Print #2, Giaocat(Socungcatnhau).N0_Phi & " " & Giaocat(Socungcatnhau).N0_Lamda & " " & Giaocat(Socungcatnhau).N1_Phi & " " & Giaocat(Socungcatnhau).N1_Lamda & " " & Giaocat(Socungcatnhau).S0_Phi & " " & Giaocat(Socungcatnhau).S0_Lamda & " " & Giaocat(Socungcatnhau).S1_Phi & " " & Giaocat(Socungcatnhau).S1_Lamda XDVTGD_Diemgiaocat Giaocat(Socungcatnhau).N0_Phi, Giaocat(Socungcatnhau).N0_Lamda, Giaocat(Socungcatnhau).N1_Phi, Giaocat(Socungcatnhau).N1_Lamda, Giaocat(Socungcatnhau).S0_Phi, Giaocat(Socungcatnhau).S0_Lamda, Giaocat(Socungcatnhau).S1_Phi, Giaocat(Socungcatnhau).S1_Lamda, C_Phi1, C_Lamda1 Giaocat(Socungcatnhau).C_Phi1 = C_Phi1 Giaocat(Socungcatnhau).C_Lamda1 = C_Lamda1 Print #2, "Toa gan dung cua C " & C_Phi1 & " " & C_Lamda1 End If Next Next ' Xac dinh diem lan can XDVT_DiemLancan(Giaocat(Socungcatnhau).C_Phi1, Giaocat(Socungcatnhau).C_Lamda1, Diem_Docao(Sodiem).Phi, Diem_Docao(Sodiem).Lamda) As Double XDVTCX_Diemgiaocat(Phi_I, Lamda_I, Phi_I1, Lamda_I1, Lamda_J, Phi_J1, Lamda_J1, C_Phi, C_Lamda) As Double Phi_J, Print #2, "Toa chinh xac diem giao cat: " & "C_Phi =" & C_Phi & " , " & "C_Lamda = " & C_Lamda End Function Function XDVTCX_Diemgiaocat(Phi_I As Double, Lamda_I As Double, Phi_I1 As Double, Lamda_I1 As Double, Phi_J As Double, Lamda_J As Double, Phi_J1 As Double, Lamda_J1 As Double, C_Phi As Double, C_Lamda As Double) As Double Dim AA As Double, BB As Double, CC As Double, DD As Double, EE As Double, FF As Double AA = Phi_I1 - Phi_I BB = Phi_J - Phi_J1 CC = Lamda_I1 - Lamda_I DD = Lamda_J - Lamda_J1 EE = Phi_J - Phi_I FF = Lamda_J - Lamda_I Dim Anfa As Double, Beta As Double Anfa = (EE * DD - FF * BB) / (AA * DD - CC * DD) Beta = (AA * FF - CC * EE) / (AA * DD - CC * DD) C_Phi = Phi_I + Anfa * (Phi_I1 - Phi_I) C_Lamda = Lamda_I + Anfa * (Lamda_I1 - Lamda_I) PHỤ LỤC Kiểm tra kết tính chương trình Tính tọa độ giao cắt hai cung 21 236 - Tính tọa độ điểm đầu cuối cung thăng  X N = cos ϕ N cos λN = -0.2871  YN = cos ϕ N sin λN = 0.947573 ; Z = sin ϕ = 0.140283 N0  N0  X N = cos ϕ N cos λN = -0.280919   YN = cos ϕ N sin λ N = 0.945577  Z = sin ϕ = 0.164225 N1  N1 r Véc tơ đơn vị i = (XN, YN, ZN) đường thẳng nối N0 N1 tính theo cơng thức:  X N1 − X N = 0.249176 X N = R N1  YN − YN  = -0.080472 ,  YN = RN   Z = Z N − Z N = 0.965109  N RN  Trong : RN = ( X N − X N ) + (YN − YN ) + ( Z N − Z N ) = 0.024808 - Tính tọa độ điểm đầu cuối cung giáng  X S = cos ϕ S cos λS = -0.315941   YS = cos ϕ S sin λS = 0.881322  Z = sin ϕ = 0.35136 S0  S0  X S = cos ϕ S cos λS1 = -0.286717   YS = cos ϕ S sin λS = 0.947797  Z = sin ϕ = 0.139548 S1  S1 r Véc tơ đơn vị j = (XS, YS, ZS) đường thẳng nối S0 S1 tính theo cơng thức:  X S1 − X S = 0.130515 X S = R S  YS − YS  = 0.296882  YS = R S1   Z = Z S − Z S = -0.945953  S RS  Từ hình vẽ 2.10 ta lập phương trình véc tơ : ON + N 0C = OS0 + S0C ⇔ Hay ON + a i = b j + c OS ( X N , YN , Z N ) + a.( X N , YN , Z N ) = b.( X S , YS , Z S ) + c.( X S , YS , Z S ) đó: a, b, c – hệ số cần xác định Chuyển sang dạng ma trận : X S0 Y  S0  Z S Hay Trong đó: XS YS ZS − X N  b   X N  − YN   c  =  YN  , − Z N  a   Z N  A.x = L , - 0.315941 0.130515343 - 0.249176 A = 0.881322 0.296881555 0.080472  ; 0.35136 - 0.945953005 - 0.965109  b  x =  c  ; a  - 0.287099987 L = 0.947572892  0.14028261  Giải hệ phương trình xác định hệ số a, b, c 1.000148  x = 0.222545 ; 0.000634 - Tọa độ điểm giao cắt gần C xác định công thức:   ZC   = 8.099678  ϕC = arcsin R  C         ,   YC λ = arcsin  = 106.848105   C      RC −  Z C        RC     RC = X C2 + YC2 + Z C2 = 0.999992 ; đó:  X C = X N + a X N = -0.286941984   YC = YN + a.YN = 0.947521865  Z = Z + a.Z = 0.140894588 N0 N  C - Tính tọa độ xác điểm giao cắt Chọn điểm có giá trị gần với điểm C vừa tính Trên cung thăng chọn điểm i, i + Trên cung giáng chọn điểm j, j + Cung Thăng Giáng Điểm Tọa độ φ ( 0) λ ( 0) i 8.0642 106.856 i+1 8.1303 106.841 j 8.1539 106.861 j+1 8.0878 106.846 Tại điểm giao cắt xác C ta có :  A.α + B.β = E  C.α + D.β = F Trong A,B,C,D,E,F hệ số tính cơng thức:  A = ∆ϕi ,i+1 = ϕi+1 − ϕi  B = ∆ϕ j +1, j = ϕ j − ϕ j +1   C = ∆λi ,i+1 = λi+1 − λi   D = ∆λ j +1, j = λ j − λ j +1  E = ∆ϕij = ϕ j − ϕi   F = ∆λij = λ j − λi Các tham số cần tìm α β xác định theo công thức Cramer : E D − F B  α = A.D − C.D = 0.83436087  A.F − C.E β = = 1.37772297 A.D − C.D  Tọa độ xác điểm giao cắt xác định theo công thức : ϕ c = ϕi + α (ϕi +1 − ϕi ) = 8.119351   λc = λi + α (λi+1 − λi ) = 106.8435 Tính tọa độ giao cắt hai cung 49 436 - Tính tọa độ điểm đầu cuối cung thăng  X N = cos ϕ N cos λ N = -0.398373   YN = cos ϕ N sin λ N = 0.89527 ;  Z = sin ϕ = 0.199475 N0  N0  X N = cos ϕ N cos λ N = -0.343457   YN = cos ϕ N sin λ N = 0.864876  Z = sin ϕ = 0.366097 N1  N1 r Véc tơ đơn vị i = (XN, YN, ZN) đường thẳng nối N0 N1 tính theo cơng thức:  X N1 − X N = 0.308428 X N = R N  YN − YN  = -0.170704 ,  YN = R N  Z N1 − Z N  Z = = 0.935806 N  RN  Trong : RN = ( X N − X N ) + (YN − YN ) + ( Z N − Z N ) = 0.178051 - Tính tọa độ điểm đầu cuối cung giáng  X S = cos ϕ S cos λS = -0.388067   YS = cos ϕ S sin λS = 0.871822  Z = sin ϕ = 0.298882 S0  S0  X S1 = cos ϕ S cos λS1 = -0.368674   YS1 = cos ϕ S sin λS = 0.919058  Z = sin ϕ = 0.139329 S1  S1 r Véc tơ đơn vị j = (XS, YS, ZS) đường thẳng nối S0 S1 tính theo công thức:  X S1 − X S = 0.115759 X S = R S  YS − YS  = 0.281961  YS = RS  Z S1 − Z S  Z = = -0.952417 S  R S1  Từ hình vẽ 2.10 ta lập phương trình véc tơ : ON + N 0C = OS0 + S0C ⇔ Hay ON + a i = b j + c OS ( X N , YN , Z N ) + a.( X N , YN , Z N ) = b.( X S , YS , Z S ) + c.( X S , YS , Z S ) đó: a, b, c – hệ số cần xác định Chuyển sang dạng ma trận : X S0 Y  S0  Z S Hay XS YS ZS − X N  b   X N  − YN   c  =  YN  , − Z N  a   Z N  A.x = L , Trong đó: - 0.388067 0.11575899 A = 0.871822 0.28196144 0.298882 - 0.95241671 - 0.308428  0.170704  ; - 0.935806  - 0.39837321 2 L = 0.89526996  0.19947549  b  x =  c  ; a  Giải hệ phương trình xác định hệ số a, b, c 0.999674  x = 0.051897  ; 0.053303  - Tọa độ điểm giao cắt gần C xác định công thức:  Z  ϕ C = arcsin C  = 14.48879   RC            , YC λ = arcsin  = 113.315616   C    Z C   R 1−    R    C   C    đó: RC = X C2 + YC2 + Z C2 = 0.99667 ;  X C = X N + a X N = -0.381932982   YC = YN + a.YN = 0.886170853  Z = Z + a.Z = 0.249357085 N0 N  C - Tính tọa độ xác điểm giao cắt Chọn điểm có giá trị gần với điểm C vừa tính Trên cung thăng chọn điểm i, i + Trên cung giáng chọn điểm j, j + Cung Thăng Giáng Điểm Tọa độ φ ( 0) λ ( 0) i 14.4792 113.311 i+1 14.5452 113.296 j 14.5511 113.336 j+1 14.485 113.320 Tại điểm giao cắt xác C ta có :  A.α + B.β = E  C.α + D.β = F Trong A,B,C,D,E,F hệ số tính cơng thức:  A = ∆ϕi ,i+1 = ϕi+1 − ϕi  B = ∆ϕ j +1, j = ϕ j − ϕ j +1   C = ∆λi ,i+1 = λi+1 − λi   D = ∆λ j +1, j = λ j − λ j +1  E = ∆ϕij = ϕ j − ϕi   F = ∆λij = λ j − λi Các tham số cần tìm α β xác định theo công thức Cramer :  α =  β =  E.D − F B = -0.38742284 A.D − C.D A.F − C.E = 2.105324074 A.D − C.D Tọa độ xác điểm giao cắt xác định theo công thức : ϕ c = ϕ i + α (ϕ i +1 − ϕ i ) = 14.45363   λc = λi + α (λi +1 − λi ) = 113.3168 Tính tọa độ giao cắt hai cung 49 894 - Tính tọa độ điểm đầu cuối cung thăng  X N = cosϕ N cos λN = -0.398373   YN = cosϕ N sin λN = 0.89527 ;  Z = sin ϕ = 0.199475 N0  N0  X N = cos ϕ N cos λN = -0.343457   YN = cos ϕ N 1.sin λN = 0.864876  Z = sin ϕ = 0.366097 N1  N1 r Véc tơ đơn vị i = (XN, YN, ZN) đường thẳng nối N0 N1 tính theo cơng thức:  X N1 − X N = 0.308428 X N = R N  YN − YN  = -0.170704 ,  YN = R N1   Z = Z N − Z N = 0.935806  N RN  Trong : RN = ( X N − X N ) + (YN1 − YN ) + ( Z N1 − Z N ) = 0.178051 - Tính tọa độ điểm đầu cuối cung giáng  X S = cosϕ S cos λS = -0.394015   YS = cosϕ S sin λS = 0.885435  Z = sin ϕ = 0.24649 S0  S0  X S1 = cos ϕS cos λS1 = -0.380292   YS1 = cos ϕ S1 sin λS1 = 0.914182  Z = sin ϕ = 0.140175 S1  S1 r Véc tơ đơn vị j = (XS, YS, ZS) đường thẳng nối S0 S1 tính theo cơng thức:  X S1 − X S = 0.123651 X S = R S1  YS − YS  = 0.259022  YS = R S   Z = Z S − Z S = -0.957924  S RS  Từ hình vẽ 2.10 ta lập phương trình véc tơ : ON + N 0C = OS0 + S0C ⇔ Hay ON + a i = b j + c OS ( X N , YN , Z N ) + a.( X N , YN , Z N ) = b.( X S , YS , Z S ) + c.( X S , YS , Z S ) đó: a, b, c – hệ số cần xác định Chuyển sang dạng ma trận : X S0 Y  S0  Z S Hay Trong đó: XS YS ZS − X N  b   X N  − YN   c  =  YN  , − Z N  a   Z N  A.x = L , - 0.394015 0.123651499 A = 0.885435 0.259021737 0.24649 - 0.957923821 b  x =  c  ; a  - 0.308428  0.170704  ; - 0.935806 - 0.398373212 L = 0.895269965  0.199475497  Giải hệ phương trình xác định hệ số a, b, c 0.999141 x = 0.024419 ; 0.025016 - Tọa độ điểm giao cắt gần C xác định công thức:   ZC   = 12.90376  ϕC = arcsin R  C         ,   YC λ = arcsin  = 113.6749151   C      RC −  Z C        RC     đó: RC = X C2 + YC2 + ZC2 = 0.998084 ;  X C = X N + a X N = -0.390657439   YC = YN + a.YN = 0.890999545  Z = Z + a.Z = 0.222886059 N0 N  C - Tính tọa độ xác điểm giao cắt Chọn điểm có giá trị gần với điểm C vừa tính Trên cung thăng chọn điểm i, i + Trên cung giáng chọn điểm j, j + Cung Thăng Giáng Điểm Tọa độ φ ( 0) λ ( 0) i 12.8938 113.673 i+1 12.9599 113.658 j 12.9486 113.687 j+1 12.8826 113.672 Tại điểm giao cắt xác C ta có :  A.α + B.β = E  C.α + D.β = F Trong A,B,C,D,E,F hệ số tính cơng thức:  A = ∆ϕi ,i+1 = ϕi+1 − ϕi  B = ∆ϕ j +1, j = ϕ j − ϕ j +1   C = ∆λi ,i+1 = λi+1 − λi   D = ∆λ j +1, j = λ j − λ j +1  E = ∆ϕij = ϕ j − ϕi   F = ∆λij = λ j − λi Các tham số cần tìm α β xác định theo công thức Cramer : E.D − F B  α = = -0.083847102  A.D − C.D  A.F − C.E β = = 1.436415947 A.D − C.D  Tọa độ xác điểm giao cắt xác định theo công thức : ϕc = ϕi + α (ϕi +1 − ϕi ) = 12.88826   λc = λi + α (λi +1 − λi ) = 113.6743 Tọa độ vị trí giao cắt cịn lại tính tốn hồn tồn tương tự Lưu ý số cung có điểm đo bị gián đoạn vệ tinh đo cao bay qua đảo nên việc xác định điểm lân cận tọa độ giao cắt gần khơng xác Do đó, bỏ qua vị trí giao cắt ... nghiệm xác định vị trí điểm giao cắt vết quét đo cao vệ tinh Biển Đông Nội dung nhiệm vụ đề tài - Nghiên cứu tổng quan đo cao vệ tinh, thu thập số liệu đo cao vệ tinh Biển Đông - Nghiên cứu lý thuyết... với điểm đo cao mà việc đầu tiên, quan trọng xử lý số liệu đo cao vệ tinh xác định vị trí điểm giao cắt nội suy độ cao mặt biển điểm giao cắt Nó sở cho cơng việc xử lý xác định độ cao mặt biển. .. thuyết xác định vị trí điểm giao cắt vết quét đo cao vệ tinh - Thực nghiệm xác định vị trí điểm giao cắt vết quét đo cao vệ tinh Biển Đông Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thu thập số liệu,