Nghiên cứu giải pháp công nghệ tính chuyển toạ độ mạng lưới trắc địa cơ sở của tỉnh hà tây về hà nội

1 Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO Trường ĐạI HọC Mỏ - ĐịA CHấT TRầN MạNH HùNG NGHIÊN CứU GIảI PHáP CÔNG NGHệ TíNH CHUYểN TọA Độ MạNG LƯới trắc địa sở tỉnh hà tây hà nội Chuyên ngành: Kỹ thuật Trắc địa Mà số: 60.52.85 LUậN VĂN THạC Sỹ Kỹ THUậT NGƯời hướng dẫn khoa học TS Dương Vân Phong H NI 2011 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Những nội dung nghiên cứu phù hợp với mục đích đề tài đặt chưa công bố Nếu sai xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Tác giả đề tài Trần Mạnh Hùng MơC LơC Trang TRANG PHơ B×A LêI CAM §OAN Môc lôc DANH MơC B¶NG BIĨU DANH MơC H×NH Vẽ, SƠ Đồ MạNG Lưới Mở đầu Ch­¬ng 1: hƯ tọa độ hệ quy chiếu 12 1.1 Các khái niệm 12 1.1.1 HƯ täa ®é 12 1.1.2 HÖ quy chiÕu 13 1.1.3 Khung quy chiÕu 16 1.2 HƯ täa ®é ®Ị c¸c 17 1.3 HƯ täa ®é 18 1.3.1 Thiên cầu 18 1.3.2 HƯ täa ®é 19 1.3.3 Tuế sai chương động 20 1.3.4 HƯ täa ®é quy ­íc 22 1.4 Hệ tọa độ Trái đất 24 1.4.1 Kh¸i niƯm chung 24 1.4.2 Sự chuyển dịch cực Trái đất hệ tọa độ Trái đất quy ước 24 1.4.3 Hệ tọa độ vuông góc không gian địa t©m 26 1.4.4 HƯ täa độ trắc địa mặt cầu 27 1.4.5 Hệ tọa độ địa diện 28 1.4.5.1 Hệ tọa độ địa diện xích đạo 28 1.4.5.2 HƯ täa ®é địa diện chân trời 29 1.5 Hệ tọa độ vuông góc phẳng 30 1.5.1 PhÐp chiÕu Gauss – Kruger 30 1.5.2 PhÐp chiÕu UTM 34 Ch­¬ng 2: CáC Hệ QUY CHIếU Và VấN Đề TíNH CHUYểN TọA §é ë viÖt nam 39 2.1 C¸c hƯ quy chiÕu ®· sư dơng ë ViƯt Nam 39 2.1.1 HÖ quy chiÕu dùng trước năm 1954 39 2.1.2 HÖ quy chiÕu Indian 1954 40 2.1.2.1 HƯ ®é cao 40 2.1.2.2 Hệ tọa độ phẳng 40 2.1.3 HÖ quy chiÕu HN – 72 40 2.1.3.1 HƯ ®é cao 41 2.1.3.2 Hệ tọa độ phẳng 41 2.1.4 HÖ quy chiÕu WGS – 84 41 2.1.5 HÖ quy chiÕu VN – 2000 42 2.2 TÝnh chun täa ®é ë ViƯt Nam 44 2.2.1 TÝnh chuyÓn täa độ hệ VN - 2000 hệ WGS 84 45 2.2.2 Tính chuyển tọa độ hƯ Indian vµ hƯ HN – 72 46 2.2.3 Tính chuyển tọa độ hệ HN - 72 vµ hƯ VN - 2000 46 Chương 3: sở lý thuyết tính chuyển mạng lưới tọa độ Trắc địa sở 48 3.1 Phân biệt tính đổi tính chuyển 48 3.2 TÝnh chuyÓn täa ®é ph¼ng 2D 49 3.2.1 TÝnh chun theo c«ng thøc Helmert 49 3.2.2 TÝnh chuyÓn theo c«ng thøc Aphin bËc nhÊt 52 3.2.3 TÝnh chun theo c«ng thøc Aphin bËc nhÊt më réng 53 3.2.4 TÝnh chun theo c«ng thøc Aphin bËc hai 54 3.2.5 TÝnh chun theo c«ng thøc håi quy 55 3.3 TÝnh chun täa ®é vu«ng gãc kh«ng gian 3D 57 3.3.1 C¬ së lý thuyÕt 57 3.3.2 C«ng thøc tÝnh chun víi tham sè 58 3.3.3 C«ng thøc tÝnh chun tham sè 60 3.3.3 C«ng thøc tÝnh chun víi 12 tham sè 63 3.4 Tính chuyển tọa độ trắc địa 65 3.4.1 Phương pháp tính gián tiếp 65 3.4.2 Phương pháp tính trực tiếp 67 3.5 Đặc điểm chung mạng lưới Trắc địa sở Hà Nội Hà Tây 69 Chương 4: Kết tính toán thực nghiệm 77 4.1 Giao diện chương trình tính cấu trúc file sè liƯu 77 4.2 Giíi thiÖu sè liÖu thùc nghiÖm 78 4.3 Kết tính toán thực nghiÖm 79 4.3.1 TÝnh chun theo c«ng thøc Håi quy 79 4.3.2 TÝnh chuyÓn theo c«ng thøc Aphin bËc 92 4.3.3 TÝnh chun theo c«ng thøc Helmert 95 4.4 B¶ng tỉng hợp kết tính chuyển 98 Kết luận kiến nghị 99 Tµi liƯu tham kh¶o 101 Danh mơc b¶ng biĨu Trang Bảng 1-1: Phân bố tỉ lệ chiếu độ biến dạng chiều dài múi chiếu 37 Bảng 1-2: Các hệ tọa độ đà xử dụng Việt Nam 44 B¶ng 3-3: Bảng công thức tính theo phương pháp tính gián tiếp 66 Bảng 3-4: Bảng kết bình sai tính toán mạng lưới đo thực nghiệm 09 điểm GPS 73 B¶ng 4-5: Bảng kết tính chuyển sai số tính chuyển (Phương án Công thức Hồi quy) 81 B¶ng 4-6: B¶ng kÕt qu¶ tÝnh chun sai số tính chuyển (Phương án Công thøc Håi quy) 84 B¶ng 4-7: B¶ng kết tính chuyển sai số tính chuyển (Phương ¸n – C«ng thøc Håi quy) 86 Bảng 4-8: Bảng kết tính chuyển sai số tính chuyển (Phương án Công thức Hồi quy) 88 B¶ng 4-9: B¶ng kÕt qu¶ tính chuyển sai số tính chuyển (Phương án – – C«ng thøc Håi quy) 90 Bảng 4-10: Bảng kết tính chuyển sai số tính chuyển (Phương án Công thức Håi quy) 92 B¶ng 4-11: B¶ng kÕt qu¶ tính chuyển sai số tính chuyển (Phương án – C«ng thøc Aphin bËc 2) 92 B¶ng 4-12: Bảng kết tính chuyển sai số tính chuyển (Phương án Công thức Aphin bậc 2) 93 B¶ng 4-13: B¶ng kÕt qu¶ tÝnh chun sai số tính chuyển (Phương án Công thøc Aphin bËc 2) 93 B¶ng 4-14: B¶ng kết tính chuyển sai số tính chuyển (Phương ¸n – C«ng thøc Aphin bËc 2) 94 Bảng 4-15: Bảng kết tính chuyển sai số tính chuyển (Phương án Công thøc Aphin bËc 2) 94 B¶ng 4-16: B¶ng kết tính chuyển sai số tính chuyển (Phương ¸n – – C«ng thøc Aphin bËc 2) 94 Bảng 4-17: Bảng kết tính chuyển sai số tính chuyển (Phương án Công thức Helmert) 95 B¶ng 4-18: B¶ng kÕt qu¶ tính chuyển sai số tính chuyển (Phương án – C«ng thøc Helmert) 95 B¶ng 4-19: Bảng kết tính chuyển sai số tính chuyển (Phương án Công thức Helmert) 96 Bảng 4-20: Bảng kết tính chuyển sai số tính chuyển (Phương án Công thức Helmert) 96 B¶ng 4-21: B¶ng kÕt qu¶ tÝnh chuyển sai số tính chuyển (Phương án – C«ng thøc Helmert) 96 B¶ng 4-22: Bảng kết tính chuyển sai số tính chuyển (Phương án Công thức Helmert) 97 Bảng 4-23: Bảng tổng hợp kết tính chuyển theo phương pháp 98 DANH MụC HìNH Vẽ, SƠ Đồ mạng LƯớI Trang Hình 11: Thiên cầu yếu tố thiên cầu 19 Hình 12: Hệ tọa độ 20 Hình 13: ảnh hưởng tuế sai 21 H×nh 14: ảnh hưởng chương động ảnh hưởng tổng hợp tuế sai chương động 21 Hình 15: Hệ tọa độ Trái đất 24 H×nh 16: Vị trí cực Trái đất trung bình tức thêi 25 H×nh 1–7: Di chuyển cực Trái đất 26 Hình 18: Hệ tọa độ vuông góc không gian địa tâm 26 Hình 19: Hệ tọa độ trắc địa mặt cÇu 27 Hình 110: Hệ tọa độ địa diện xích đạo 28 H×nh 1–11: HƯ tọa độ địa diện chân trời 29 H×nh 1–12: PhÐp chiÕu Gauss – Kruger 32 Hình 113: Đặc trưng phép chiếu Gauss - Kruger 33 H×nh 1–14: HƯ täa độ vuông góc phẳng x, y phép chiếu UTM 35 Hình 315: Tính chuyển tọa độ vuông góc phẳng 49 Hình 316: Tính chuyển tọa độ vuông không gian theo công thức tham sè 58 H×nh 3–17: TÝnh chun täa ®é vu«ng kh«ng gian theo c«ng thøc Bursa 60 Hình 318: Sơ đồ thiết kế lưới GPS đo kiểm tra gồm 09 điểm 72 Hình 419: Giao diện chương trình tính chuyển tọa độ 77 Hình 420: Sơ đồ mạng lưới bố trí điểm song trùng theo phương án công thøc Håi quy 80 H×nh 4–21: Sơ đồ mạng lưới bố trí điểm song trùng theo phương án công thức Hồi quy 83 Hình 422: Sơ đồ mạng lưới bố trí điểm song trùng theo phương án công thức Hồi quy 85 Hình 423: Sơ đồ mạng lưới bố trí điểm song trùng theo phương án c«ng thøc Håi quy 87 Hình 424: Sơ đồ mạng lưới bố trí điểm song trùng theo phương án - công thức Hồi quy 89 Hình 425: Sơ đồ mạng lưới bố trí điểm song trùng theo phương án - c«ng thøc Håi quy 91 Mở đầu Tính cấp thiết đề tài Qúa trình xây dựng hoàn thiện hệ tọa độ quốc gia khu vực có phát triển mang tính chất lịch sử Trong giai đoạn phát triển, người ta lựa chọn Elipsoid quy chiếu phương pháp định vị khác nhau, cho phï hỵp nhÊt víi l·nh thỉ qc gia khu vực, ngày hoàn thiện độ xác cao Vì quốc gia thường tồn nhiều hệ quy chiếu đương nhiên trình sử dụng dẫn đến vấn đề tính chuyển tọa độ hệ quy chiếu với Ngoài ra, số vùng nhu cầu cấp thiết phải có lưới tọa độ vùng khai thác mỏ, vùng xây dựng đô thị chưa cã l­íi täa ®é qc gia thèng nhÊt, ng­êi ta cần phải xây dựng lưới tọa độ cục Khi cã l­íi täa ®é qc gia, viƯc tÝnh chun mạng lưới cục sang lưới tọa độ quốc gia điều bắt buộc Ngày với phát triển mạnh mẽ khoa học công nghệ đặc biệt kỹ thuật không gian phát triển mà bật công nghệ GPS, lưới trắc địa vệ tinh đà liên kết lưới châu lục, quốc gia, tổng hợp số liệu Thiên văn Trắc địa Trọng lực thành lập mạng lưới toàn cầu WGS – 66, WGS – 72, WGS – 84, v× nảy sinh vấn đề tính chuyển tọa độ quốc gia với toàn cầu tính chuyển từ lưới toàn cầu sang lưới toàn cầu Như vậy, tính chuyển tọa độ vấn đề tồn với quốc gia, khu vực phạm vi toàn cầu Thực tế Việt Nam không nằm quy luật phát triển Trải qua nhiều thời kỳ phát triển, nước ta tồn hệ quy chiếu khác như: hệ tọa độ HN 72, hệ tọa độ VN 2000 Để góp phần nghiên cứu khẳng định sở khoa học việc tính chuyển tọa độ hệ tọa độ định lựa chọn đề tài: Nghiên cứu giải pháp công nghệ tính chuyển tọa độ mạng lưới trắc địa sở tỉnh Hà Tây Hà Nội 10 Mục đích nghiên cứu Vấn đề chuyển đổi hệ quy chiếu với thường x¶y s¶n xt Trong s¶n xt nhiỊu ng­êi nhầm lẫn lúng túng công tác tính chuyển, nên sử dụng phương pháp chuyển đổi tọa độ cho phù hợp độ xác tốt Mặt khác, để chuyển đổi tọa độ hệ quy chiếu không gian cần biết tham số chuyển đổi, song thực tế nhận tham số chuyển đổi tọa độ mong muốn, đặc biệt hệ quy chiếu mà độ cao trắc địa xác định khó xác Trong điều kiện sản xuất thùc tÕ cđa n­íc ta hiƯn ®ang song song tồn hai hệ tọa độ HN 72 hệ tọa độ VN 2000 Vì nhiệm vụ phải tìm hiểu cách đầy đủ phương pháp tính chuyển tọa độ hệ tọa độ để phục vụ cho mục đích sản xuất phát triển kinh tế nước ta Đối tượng, phạm vi nghiên cứu Do hạn chế số liệu thực nghiệm, đối tượng nghiên cứu luận văn nghiên cứu tìm hiểu, giải pháp công nghệ tính chuyển tọa độ mạng lưới Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu hệ tọa độ trắc địa phương pháp tính chuyển tọa độ hệ quy chiếu - Nghiên cứu giải pháp công nghệ việc tính chuyển tọa độ mạng lưới Trắc địa sở tỉnh Hà Tây Hà Nội - Phân tích đánh giá phương pháp tính chuyển theo công thức áp dụng, độ xác phương pháp Phương pháp nghiên cứu Để thực nhiệm vụ đề tài đặt ra, tác giả sử dụng phương pháp nghiên cứu tổng hợp, thực nghiệm, phân tích so sánh kết nghiên cứu mặt lý thuyết qua đề xuất phương án tối ưu đà ®Ị cËp ®Õn ®Ị tµi ý nghÜa khoa học thực tiễn đề tài Bài toán tính chuyển tọa độ vấn đề đặt thường xuyên thực tiễn giới, khu vùc cịng nh­ mét n­íc cịng sư dơng nhiỊu 87 +Sơ đồ lưới Hình 4-23: Sơ đồ bố trí điểm song trùng theo phương án - Kết tính chuyển Sai số trung phương trọng số đơn vị: + Xác định tham số (a0, a1, a2, a3, a4, a5): mo = 0.00807 + Xác định tham sè (b0, b1, b2, b3, b4, b5): mo = 0.00237 88 Bang ket qua tinh chuyen toa ============================================================================ | | Ten | Toa he cu | Toa he moi | | STT | | | -| | (N) | diem | x1 (m) | y1 (m) | x2 (m) | y2 (m) | | -| | | | | | |1 |116495 | 2300836.1| 569083.152| 2300655.6549| 568913.6994| |2 |116516 | 2292845.06| 572314.142| 2292665.356| 572144.3783| |3 |128495 | 2282466.063| 571657.86| 2282287.2732| 571488.1563| |4 |128487 | 2286072.669| 589164.612| 2285893.5506| 588993.2271| |5 |116426 | 2293285.518| 598441.195| 2293105.7554| 598268.9221| |6 |116515 | 2292969.544| 582653.865| 2292789.8217| 582483.1077| |7 |116433 | 2300735.757| 592461.807| 2300555.3133| 592290.1094| |8 |116494 | 2301529.484| 583759.132| 2301348.9687| 583588.2698| |9 |116474 | 2309035.673| 577909.328| 2308854.4311| 577739.0269| |10 |116475 | 2308791.284| 588089.281| 2308610.0662| 587918.003| |11 |104467 | 2337681.168| 553879.111| 2337496.84| 553711.1012| |12 |104493 | 2325589.525| 577298.664| 2325406.5712| 577128.4157| |13 |116461 | 2312481.833| 579300.586| 2312300.2469| 579130.1507| |14 |116530 | 2287374.991| 587421.398| 2287195.7613| 587250.1811| ============================================================================ + KÕt qu¶ tÝnh chun B¶ng 4-8: B¶ng kÕt qu¶ tÝnh chuyển sai số tính chuyển STT Tên điểm Tọa ®é ban ®Çu ë hƯ X2 (m) Täa ®é sau tÝnh chuyÓn Y2 (m) X2’ (m) Y2’ (m) dx(m) dy(m) dp(m) 104467 2337497.188 553711.093 2337496.840 553711.101 -0.348 0.008 0.348 104493 2325406.609 577128.425 2325406.571 577128.416 -0.038 -0.009 0.039 116461 2312300.245 579130.146 2312300.247 579130.151 0.002 0.005 0.005 116530 2287195.762 587250.172 2287195.761 587250.181 -0.001 0.009 0.009 + §é lệch lớn nhất: 0.348 (m) + Độ lệch trung bình: dp = 0.100 (m) Phương án 5: Chia đôi khu vực tính (điểm song trùng phân bố khu vực tính) *Phương án - 1: Các điểm song trùng nằm nửa phía tờ đồ + File sè liÖu Tinh chuyen toa Ha Noi Ten diem X(HN-72) Y(HN-72) 103514 2335689.037 541413.998 115414 2317500.293 552296.606 104499 2325019.937 579940.981 104465 2337961.386 562045.224 104479 2330805.412 556766.241 116439 2320791.497 569367.009 115405 2323532.621 540886.659 104467 2337681.168 553879.111 104493 2325589.525 577298.664 89 + File ®iĨm song trïng Diem song trung Ten diem X(HN-72) 103514 2335689.037 115414 2317500.293 104499 2325019.937 104465 2337961.386 104479 2330805.412 116439 2320791.497 115405 2323532.621 Y(HN-72) 541413.998 552296.606 579940.981 562045.224 556766.241 569367.009 540886.659 X(VN-2000) 2335505.198 2317318.179 2324837.061 2337777.363 2330622.082 2320609.044 2323349.916 Y(VN-2000) 541247.179 552128.753 579770.490 561876.443 556597.946 569197.507 540719.877 Ten diem X(HN-72) 104467 2337681.168 104493 2325589.525 Y(HN-72) 553879.111 577298.664 X(VN-2000) 2337497.188 2325406.609 Y(VN-2000) 553711.093 577128.425 + §iĨm song trïng kiĨm tra + Sơ đồ lưới Hình 4-24: Sơ đồ bố trí điểm song trùng theo phương án - - Kết tính chuyển Sai số trung phương trọng số đơn vị: + Xác định tham số (a0, a1, a2, a3, a4, a5): mo = 0.01730 + X¸c định tham số (b0, b1, b2, b3, b4, b5): mo = 0.01236 90 Bang ket qua tinh chuyen toa ============================================================================ | | Ten | Toa he cu | Toa he moi | | STT | | | -| | (N) | diem | x1 (m) | y1 (m) | x2 (m) | y2 (m) | | -| | | | | | |1 |103514 | 2335689.037| 541413.998| 2335505.1957| 541247.1774| |2 |115414 | 2317500.293| 552296.606| 2317318.1712| 552128.7474| |3 |104499 | 2325019.937| 579940.981| 2324837.0559| 579770.4863| |4 |104465 | 2337961.386| 562045.224| 2337777.3672| 561876.446| |5 |104479 | 2330805.412| 556766.241| 2330622.076| 556597.9417| |6 |116439 | 2320791.497| 569367.009| 2320609.0544| 569197.5145| |7 |115405 | 2323532.621| 540886.659| 2323349.9226| 540719.8817| |8 |104467 | 2337681.168| 553879.111| 2337497.1745| 553711.1063| |9 |104493 | 2325589.525| 577298.664| 2325406.6096| 577128.4177| ============================================================================ - KÕt qu¶ tính chuyển Bảng 4-9: Bảng kết tính chuyển sai số tính chuyển STT Tên điểm Tọa độ ban ®Çu ë hƯ X2 (m) Y2 (m) Täa ®é sau tÝnh chuyÓn X2’ (m) Y2’ (m) dx(m) dy(m) dp(m) 104467 2337497.188 553711.093 2337497.174 553711.106 -0.014 0.013 0.019 104493 2325406.609 577128.425 2325406.610 577128.418 -0.007 0.007 0.001 + §é lệch lớn nhất: 0.019 (m) + Độ lệch trung bình: dp = 0.013 (m) *Phương án - 2: Các ®iĨm song trïng n»m ë nưa phÝa d­íi tê b¶n ®å + File sè liÖu Tinh chuyen toa Ha Noi Ten diem X(HN-72) Y(HN-72) 116485 2305489.660 566972.885 128491 2284949.406 584922.001 116432 2305203.986 591233.670 116492 2302374.500 580812.939 116455 2316873.745 584778.250 116443 2320639.791 574053.987 116426 2293285.518 598441.195 116461 2312481.833 579300.586 116530 2287374.991 587421.398 + File ®iĨm song trïng Diem song trung Ten diem X(HN-72) 116485 2305489.660 128491 2284949.406 116432 2305203.986 116492 2302374.500 116455 2316873.745 116443 2320639.791 116426 2293285.518 Y(HN-72) 566972.885 584922.001 591233.670 580812.939 584778.250 574053.987 598441.195 X(VN-2000) 2305308.769 2284770.389 2305023.113 2302193.912 2316691.692 2320457.351 2293105.758 Y(VN-2000) 566803.636 584751.025 591062.091 580642.362 584607.277 573884.035 598268.921 Ten diem X(HN-72) 116461 2312481.833 116530 2287374.991 Y(HN-72) 579300.586 587421.398 X(VN-2000) 2312300.245 2287195.762 Y(VN-2000) 579130.146 587250.172 + §iĨm song trùng kiểm tra 91 +Sơ đồ lưới Hình 4-25: Sơ đồ bố trí điểm song trùng theo phương án - - KÕt qu¶ tÝnh chun Sai sè trung phương trọng số đơn vị: + Xác định tham sè (a0, a1, a2, a3, a4, a5): mo = 0.00110 + Xác định tham số (b0, b1, b2, b3, b4, b5): mo = 0.00105 Bang ket qua tinh chuyen toa ============================================================================ | | Ten | Toa he cu | Toa he moi | | STT | | | -| | (N) | diem | x1 (m) | y1 (m) | x2 (m) | y2 (m) | | -| | | | | | |1 |116485 | 2305489.66| 566972.885| 2305308.769| 566803.636| |2 |128491 | 2284949.406| 584922.001| 2284770.3889| 584751.0249| |3 |116432 | 2305203.986| 591233.67| 2305023.1122| 591062.0902| |4 |116492 | 2302374.5| 580812.939| 2302193.9124| 580642.3624| |5 |116455 | 2316873.745| 584778.25| 2316691.6925| 584607.2775| |6 |116443 | 2320639.791| 574053.987| 2320457.3507| 573884.0348| |7 |116426 | 2293285.518| 598441.195| 2293105.7583| 598268.9213| |8 |116461 | 2312481.833| 579300.586| 2312300.2446| 579130.1451| |9 |116530 | 2287374.991| 587421.398| 2287195.7665| 587250.1828| ============================================================================ 92 + KÕt qu¶ tÝnh chun B¶ng 4-10: B¶ng kÕt qu¶ tÝnh chuyển sai số tính chuyển STT Tọa độ ban đầu hệ Tên điểm X2 (m) Y2 (m) Täa ®é sau tÝnh chun X2’ (m) Y2’ (m) dx(m) dy(m) dp(m) 116461 2312300.245 579130.146 2312300.245 579130.145 0.000 -0.001 0.001 116530 2287195.762 587250.172 2287195.767 587250.183 0.005 0.011 0.012 + §é lƯch lín nhÊt: 0.012 (m) + §é lƯch trung b×nh: dp = 0.006 (m) NhËn xÐt: - Trong phương án điển hình thực tính chuyển cho 14 điểm có 10 điểm tính chuyển điểm song trùng tham gia tính tham số 04 điểm kiểm tra mạng lưới Trắc địa sở tỉnh Hà Tây cũ Hà Nội ta nhận thấy: Phương án điểm song trùng phân bố khắp khu vực tính (phương án 1) cho ta độ xác cao so với phương án lại Ngoài phương án nêu đề xuất phương án chia đôi khu vực tính bố trí điểm song trùng phân bố khắp khu vực cần tính chuyển (phương án 5), với phương án sử dụng 07 điểm song trùng phục vụ cho việc tính tham số 02 điểm kiểm tra Sau tiến hành tính toán nhận thÊy ë nưa phÝa d­íi khu vùc tÝnh chun (ph­¬ng ¸n - 2) cho ta ®é chÝnh x¸c tèt so với phương án 5-1 phương án 4.3.2 Tính chuyển theo công thức Aphin bậc Phương án 1: Điểm song trùng phân bố khu vực tính Bảng 4-11: Bảng kết tính chuyển sai số tính chuyển STT Tên Tọa độ ban đầu ë hƯ Täa ®é sau tÝnh chun dx(m) dy(m) dp(m) 553711.103 0.041 -0.010 0.042 2325406.663 577128.416 -0.054 0.009 0.055 579130.146 2312300.226 579130.148 0.019 -0.002 0.019 587250.172 2287195.787 587250.185 -0.025 -0.013 0.028 ®iĨm X2 (m) Y2 (m) X2’ (m) Y2’ (m) 104467 2337497.188 553711.093 2337497.147 104493 2325406.609 577128.425 116461 2312300.245 116530 2287195.762 93 + §é lƯch lớn nhất: 0.055 (m) + Độ lệch trung bình: dp = 0.036 (m) Sai số trung phương trọng số đơn vị: + Xác định tham số (a0, a1, a2, a3, a4, a5): mo = 0.29953 + Xác định tham sè (b0, b1, b2, b3, b4, b5): mo = 0.02495 Phương án 2: Điểm song trùng phân bố bao quanh khu vùc tÝnh B¶ng 4-12: B¶ng kÕt qu¶ tÝnh chuyển sai số tính chuyển STT Tên Tọa độ ban đầu hệ điểm X2 (m) Y2 (m) Täa ®é sau tÝnh chun X2’ (m) Y2’ (m) dx(m) dy(m) dp(m) 104467 2337497.188 553711.093 2337496.984 553711.087 0.204 0.006 0.204 104493 2325406.609 577128.425 2325406.503 577128.404 0.106 0.021 0.108 116461 2312300.245 579130.146 2312300.049 579130.136 0.196 0.010 0.196 116530 2287195.762 587250.172 2287195.551 587250.164 0.211 0.008 0.211 + §é lệch lớn nhất: 0.211 (m) + Độ lệch trung bình: dp = 0.180 (m) Sai sè trung ph­¬ng träng sè đơn vị: + Xác định tham số (a0, a1, a2, a3, a4, a5): mo = 0.29953 + Xác định c¸c tham sè (b0, b1, b2, b3, b4, b5): mo = 0.02495 Phương án 3: Điểm song trùng phân bố khu vực tính Bảng 4-13: Bảng kết tính chuyển sai số tính chuyển STT Tên điểm Tọa độ ban đầu hệ Tọa độ sau tÝnh chuyÓn X2 (m) Y2 (m) X2’ (m) Y2’ (m) dx(m) dy(m) dp(m) 104467 2337497.188 553711.093 2337497.341 553711.112 -0.153 -0.019 0.154 104493 2325406.609 577128.425 2325406.827 577128.423 -0.218 0.002 0.218 116461 2312300.245 579130.146 2312300.385 579130.153 -0.140 -0.007 0.140 116530 2287195.762 587250.172 2287195.912 587250.198 -0.150 -0.026 0.152 + §é lƯch lín nhÊt: 0.218 (m) + §é lƯch trung bình: dp = 0.166 (m) Sai số trung phương trọng số đơn vị: + Xác định tham số (a0, a1, a2, a3, a4, a5): mo = 0.24151 + X¸c định tham số (b0, b1, b2, b3, b4, b5): mo = 0.01603 94 Phương án 4: Điểm song trùng phân bố phía khu vực tính Bảng 4-14: Bảng kết tính chuyển sai số tính chuyển STT Tên Tọa độ ban đầu hệ điểm X2 (m) Y2 (m) Täa ®é sau tÝnh chun X2’ (m) Y2’ (m) dx(m) dy(m) dp(m) 104467 2337497.188 553711.093 2337497.430 553711.121 -0.242 -0.028 0.243 104493 2325406.609 577128.425 2325406.850 577128.422 -0.241 0.003 0.241 116461 2312300.245 579130.146 2312300.433 579130.151 -0.188 -0.005 0.188 116530 2287195.762 587250.172 2287196.002 587250.184 -0.240 -0.012 0.240 + §é lƯch lín nhÊt: 0.243(m) + §é lƯch trung b×nh: dp = 0.228 (m) Sai sè trung phương trọng số đơn vị: + Xác định tham sè (a0, a1, a2, a3, a4, a5): mo = 0.34545 + Xác định tham số (b0, b1, b2, b3, b4, b5): mo = 0.00261 Phương án 5: Chia đôi khu vực tính (điểm song trùng phân bố khu vực tính) *Phương án - 1: Các điểm song trùng nằm nửa phía tờ đồ Bảng 4-15: Bảng kết tính chuyển sai số tính chuyển STT Tên Tọa độ ban đầu hệ Täa ®é sau tÝnh chun dx(m) dy(m) dp(m) 104467 2337497.188 553711.093 2337471.496 553710.618 25.692 0.475 25.696 104493 2325406.609 577128.425 2325381.121 577127.933 25.488 0.492 25.493 ®iĨm X2 (m) Y2 (m) X2’ (m) Y2’ (m) + §é lƯch lín nhÊt: 25.696 (m) + Độ lệch trung bình: dp = 25.595 (m) Sai số trung phương trọng số đơn vị: + Xác định tham số (a0, a1, a2, a3, a4, a5): mo = 67.51566207 + Xác định tham số (b0, b1, b2, b3, b4, b5): mo = 1.28335374 *Ph­¬ng ¸n - 2: C¸c ®iĨm song trïng n»m ë nửa phía tờ đồ Bảng 4-16: Bảng kết tính chuyển sai số tính chuyển STT Tên ®iĨm Täa ®é ban ®Çu ë hƯ X2 (m) Y2 (m) Täa ®é sau tÝnh chun X2’ (m) Y2’ (m) dx(m) dy(m) dp(m) 116461 2312300.245 579130.146 2312308.437 579130.118 -8.192 0.028 8.192 116530 2287195.762 587250.172 2287203.921 587250.159 -8.159 0.013 8.159 95 + §é lƯch lín nhÊt: 8.192 (m) + Độ lệch trung bình: dp = 8.176 (m) Sai số trung phương trọng số đơn vị: + Xác định c¸c tham sè (a0, a1, a2, a3, a4, a5): mo = 21.63801358 + Xác định tham số (b0, b1, b2, b3, b4, b5): mo = 0.069438373 4.3.3 TÝnh chuyÓn theo công thức HELMERT Phương án 1: Điểm song trùng phân bố khu vực tính Bảng 4-17: Bảng kết tính chuyển sai số tính chuyển STT Tên ®iĨm Täa ®é ban ®Çu ë hƯ X2 (m) Y2 (m) Täa ®é sau tÝnh chun ’ X2 (m) dx(m) dy(m) dp(m) ’ Y2 (m) 104467 2337497.188 553711.093 2337497.147 553711.103 0.041 -0.010 0.042 104493 2325406.609 577128.425 2325406.663 577128.416 -0.054 0.009 0.055 116461 2312300.245 579130.146 2312300.226 579130.148 -0.002 0.019 116530 2287195.762 587250.172 2287195.787 587250.185 -0.025 -0.013 0.028 0.019 + §é lƯch lín nhÊt: 0.055 (m) + §é lƯch trung b×nh: dp = 0.036 (m) Sai sè trung phương trọng số đơn vị: m0 = 0.03402 Phương án 2: Điểm song trùng phân bố bao quanh khu vực tính Bảng 4-18: Bảng kết tính chuyển sai số tính chuyển STT Tên điểm Tọa độ ban ®Çu ë hƯ X2 (m) Y2 (m) Täa ®é sau tÝnh chuyÓn X2’ (m) Y2’ (m) dx(m) dy(m) dp(m) 104467 2337497.188 553711.093 2337497.146 553711.106 0.042 -0.013 0.044 104493 2325406.609 577128.425 2325406.662 577128.417 -0.053 0.008 0.053 116461 2312300.245 579130.146 2312300.225 579130.148 -0.002 0.020 116530 2287195.762 587250.172 2287195.788 587250.184 -0.026 -0.012 0.028 + §é lƯch lín nhÊt: 0.053 (m) + Độ lệch trung bình: dp = 0.036 (m) Sai số trung phương trọng số đơn vị: m0 = 0.02456 0.020 96 Phương án 3: Điểm song trùng phân bố khu vực tính Bảng 4-19: Bảng kết tính chuyển sai số tính chuyển STT Tên Tọa độ ban đầu hệ điểm X2 (m) Y2 (m) Täa ®é sau tÝnh chun X2’ (m) Y2’ (m) dx(m) dy(m) dp(m) 104467 2337497.188 553711.093 2337497.152 553711.103 0.036 -0.010 0.037 104493 2325406.609 577128.425 2325406.666 577128.416 -0.057 0.009 0.058 116461 2312300.245 579130.146 2312300.228 579130.146 0.000 0.017 116530 2287195.762 587250.172 2287195.788 587250.182 -0.026 -0.010 0.028 0.017 + §é lƯch lín nhÊt: 0.058 (m) + §é lƯch trung b×nh: dp = 0.035 (m) Sai sè trung phương trọng số đơn vị: m0 = 0.02514 Phương án 4: Điểm song trùng phân bố phía khu vực tính Bảng 4-20: Bảng kết tính chuyển sai số tính chuyển STT Tên Tọa độ ban đầu ë hƯ ®iĨm X2 (m) Y2 (m) Täa ®é sau tÝnh chuyÓn X2’ (m) Y2’ (m) dx(m) dy(m) dp(m) 104467 2337497.188 553711.093 2337497.222 553711.069 -0.034 0.024 0.042 104493 2325406.609 577128.425 2325406.719 577128.412 -0.110 0.013 0.111 116461 2312300.245 579130.146 2312300.263 579130.146 -0.018 0.000 0.018 116530 2287195.762 587250.172 2287195.789 587250.191 -0.027 -0.019 0.033 + §é lƯch lín nhất: 0.111(m) + Độ lệch trung bình: dp = 0.051 (m) Sai số trung phương trọng số đơn vị: m0 = 0.02330 Phương án 5: Chia đôi khu vực tính (điểm song trùng phân bố khu vực tính) *Phương ¸n - 1: C¸c ®iĨm song trïng n»m ë nửa phía tờ đồ Bảng 4-21: Bảng kết tính chuyển sai số tính chuyển STT Tên ®iĨm Täa ®é ban ®Çu ë hƯ X2 (m) Y2 (m) Täa ®é sau tÝnh chun X2’ (m) Y2’ (m) dx(m) dy(m) dp(m) 0.046 104467 2337497.188 553711.093 2337497.142 553711.104 -0.011 0.047 104493 2325406.609 577128.425 2325406.626 577128.431 -0.017 -0.006 0.018 + §é lƯch lín nhÊt: 0.047(m) + §é lƯch trung b×nh: dp = 0.033 (m) Sai sè trung phương trọng số đơn vị: m0 = 0.02523 97 *Phương ¸n - 2: C¸c ®iĨm song trïng n»m ë nửa phía tờ đồ Bảng 4-22: Bảng kết tính chuyển sai số tính chuyển STT Tên ®iĨm Täa ®é ban ®Çu ë hƯ X2 (m) Y2 (m) Täa ®é sau tÝnh chun X2’ (m) Y2’ (m) dx(m) dy(m) dp(m) 0.019 116461 2312300.245 579130.146 2312300.226 579130.146 0.000 0.019 116530 2287195.762 587250.172 2287195.796 587250.182 -0.034 -0.010 0.036 + §é lƯch lín nhÊt: 0.036(m) + §é lƯch trung b×nh: dp = 0.028 (m) Sai sè trung phương trọng số đơn vị: m0 = 0.03459 98 4.4 BảNG TổNG HợP KếT QủA TíNH CHUYểN SAI S TNH CHUYN THEO CC PHNG PHP Bảng 4-23: Bảng tổng hợp kết tính chuyển theo phương pháp STT P/A TÍNH CHUYỂN PHƯƠNG ÁN PHƯƠNG ÁN PHƯƠNG ÁN PHƯƠNG ÁN PHƯƠNG ÁN - PHƯƠNG ÁN - PHƯƠNG PHÁP HỒI QUY dx(m) -0.028 0.026 0.006 0.033 0.016 0.041 0.067 0.073 -0.025 -0.160 -0.034 0.045 -0.348 -0.038 0.002 -0.001 -0.014 0.001 0.000 0.005 dy(m) 0.004 -0.001 -0.001 0.011 0.022 -0.005 0.013 0.016 0.011 -0.035 -0.004 0.018 0.008 -0.009 0.005 0.009 0.013 -0.007 -0.001 0.011 dp(m) 0.028 0.026 0.006 0.034 0.027 0.041 0.069 0.075 0.027 0.164 0.034 0.048 0.348 0.039 0.005 0.009 0.019 0.007 0.001 0.012 PHƯƠNG PHÁP APHIN BẬC dx(m) 0.041 -0.054 0.019 -0.025 0.204 0.106 0.196 0.211 -0.153 -0.218 -0.140 -0.150 -0.242 -0.241 -0.188 -0.240 25.692 25.488 -8.192 -8.159 dy(m) -0.010 0.009 -0.002 -0.013 0.006 0.021 0.010 0.008 -0.019 0.002 -0.007 -0.026 -0.028 0.003 -0.005 -0.012 0.475 0.492 0.028 0.013 dp(m) 0.042 0.055 0.019 0.028 0.204 0.108 0.196 0.211 0.154 0.218 0.140 0.152 0.243 0.241 0.188 0.240 25.696 25.493 8.192 8.159 PHƯƠNG PHÁP HELMERT dx(m) 0.041 -0.054 0.019 -0.025 0.042 -0.053 0.020 -0.026 0.036 -0.057 0.017 -0.026 -0.034 -0.110 -0.018 -0.027 0.046 -0.017 0.019 -0.034 dy(m) -0.010 0.009 -0.002 -0.013 -0.013 0.008 -0.002 -0.012 -0.010 0.009 0.000 -0.010 0.024 0.013 0.000 -0.019 -0.011 -0.006 0.000 -0.010 dp(m) 0.042 0.055 0.019 0.028 0.044 0.053 0.020 0.028 0.037 0.058 0.017 0.028 0.042 0.111 0.018 0.033 0.047 0.018 0.019 0.036 99 KếT LUậN Và KIếN NGHị Qua nghiên cứu lý thuyết phần thực nghiệm tính chuyển tọa độ từ điểm song trùng thuộc hệ thống mạng lưới Trắc địa sở tỉnh Hà Tây cũ phục vụ cho công tác tính chuyển mạng lưới Trắc địa sở tỉnh Hà Tây cũ Hà Nội, t«i rót mét sè kÕt ln nh­ sau: KÕt luận: - Khi tính chuyển tọa độ số lượng điểm song trùng nhiều độ xác tính chuyển cao - Đối với phương án 1: Các điểm song trùng phân bố khắp khu vực tính cho độ xác tối ưu nhất, sai số nhỏ phân bố đồng - Đối với phương án 2: Các điểm song trùng phân bố bao quanh khu vùc tÝnh ta nhËn thÊy: Sau tÝnh chun xt hiƯn sai số lớn phân bố không đồng đều, ®Ỉc biƯt ®èi víi ®iĨm n»m phÝa d­íi khu vực tính chuyển - Đối với phương án 3: Các điểm song trùng phân bố khu vực tính cho ta độ xác thấp, sai số tính chuyển lớn biến đổi không đồng Đặc biệt với điểm khu vực địa hình thay đổi mạng lưới - Đối với phương án 4: Các điểm song trïng ph©n bè vỊ mét phÝa cđa khu vùc tính cho ta độ xác thấp, sai số tính chuyển lớn biến đổi bất thường vị trí điểm gÃy khúc mạng lưới - Đối với phương án 5: Chia đôi khu vực tính, điểm song trùng bố trí khắp khu vực tính Với phương án cho ta kết đạt độ xác cao, sai số tính chuyển nhỏ biến đổi đều, đặc biệt với trường hợp phương án - Đối với điểm bố trí dọc theo mạng lưới chọn điểm song trùng đầu tuyến điểm tính chuyển có sai số tăng dần phía cuối tuyến điểm gÃy khúc mạng lưới Để đảm bảo cho việc tính chuyển đạt chất lượng tốt, điểm song trùng cần phân bố đồng đều, bao quanh khu vực tính 100 - Trong qúa trình nghiên cứu nhận thấy sử dụng phương pháp tính chuyển công thức Hồi quy phương pháp cho độ xác cao hiệu Việc lựa chọn phương pháp tính chuyển tọa độ phụ thuộc vào số lượng điểm song trùng có Nếu số lượng ®iĨm song trïng ≤ ®iĨm ta cã thĨ ¸p dụng công thức Helmet công thức Aphin bậc Khi số lượng điểm song trùng nhiều điểm ta nên áp dụng công thức Hồi quy Kiến nghị: Các kết luận nêu dựa vào sở khoa học số liệu thực tế Tuy nhiên, với điều kiện Việt Nam cần tiếp tục khảo sát nghiên cứu phương pháp khác để công tác tính chuyển tọa độ đạt độ xác cao phục vụ cho nghiên cứu khoa học thực tế sản xuất 101 Tài liệu tham khảo Nguyễn Văn Châu (2003), Bài giảng trắc địa cao cấp (phần 3: Trắc địa mặt cầu), Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Đặng Nam Chinh (2009), Bài giảng hệ quy chiếu trắc địa, Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Cục đo đạc đồ Việt Nam (2010), Giá trị tọa độ Nhà nước (Hệ tọa độ VN- 2000), Hà Nội Đỗ Ngọc Đường Đặng Nam Chinh (2003), Trắc địa cao cấp nhà xuất Giao thông vận tải, Hà Nội Đỗ Ngọc Đường Đặng Nam Chinh (2009), Bài giảng Công nghệ GPS, Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Đỗ Ngọc Đường (2000), Bài giảng xây dựng lưới trắc địa, Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Đỗ Ngọc Đường (2008), Giáo trình Trắc địa Cao cấp đại cương, Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Hoàng Ngọc Hà (2006), Bình sai tính toán lưới Trắc địa GPS, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trần Trung Hồng Bùi Tiến Diệu Trần Trung Chuyên (2008), Phép chiếu đồ, Nhà xuất Giao thông vận tải, Hà Nội 10 Phạm Hoàng Lân (1999), Trắc địa mặt cầu, Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội 11 Sở Tài nguyên Môi trường Hà Tây (2006), Bảng tọa độ VN 2000, Hà Tây 12 Tổng cục địa Báo cáo Xây dựng hệ quy chiếu hệ tọa độ quốc gia Hà Nội - 12/1998 ... hiểu, giải pháp công nghệ tính chuyển tọa độ mạng lưới Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu hệ tọa độ trắc địa phương pháp tính chuyển tọa độ hệ quy chiếu - Nghiên cứu giải pháp công nghệ việc tính chuyển. .. tọa độ HN 72, hệ tọa độ VN 2000 Để góp phần nghiên cứu khẳng định sở khoa học việc tính chuyển tọa độ hệ tọa độ định lựa chọn đề tài: Nghiên cứu giải pháp công nghệ tính chuyển tọa độ mạng lưới. .. việc tính chuyển tọa độ mạng lưới Trắc địa sở tỉnh Hà Tây Hà Nội - Phân tích đánh giá phương pháp tính chuyển theo công thức áp dụng, độ xác phương pháp Phương pháp nghiên cứu Để thực nhiệm vụ