BÀI GIẢNG LƯỚI TRẮC ĐỊA

cu u du o ng th an co ng c om TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BỘ MÔN ĐỊA TIN HỌC CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CHƯƠNG GiỚI THIỆU MÔN HỌC ng c om Môn học cung cấp cho sinh viên kiến thức: Hệ thống quy chiếu trắc địa Việt Nam cu u du o ng th an co Công tác thiết kế lưới khống chế tọa đô, cao độ nhà nước Áp dụng kỹ thuật đo góc, đo dài, đo cao xác vào cơng tác lập lưới khống chế Tính tốn số liệu đo đạc, bình sai lưới khống chế tọa độ, cao độ Tính tốn giá thành xây dựng lưới, tổ chức thi công lưới khống chế CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Chƣơng 1: HỆ QUY CHIẾU VÀ LƢỚI TRẮC ĐỊA du o ng th an co ng • Hệ quy chiếu: gốc toạ độ hệ trục sở toạ độ để dựa vào biểu diễn đƣợc tất điểm khơng gian • Lƣới trắc địa tập hợp điểm sở xác định toạ độ – độ cao hệ quy chiếu có độ chình xác theo yêu cầu, đƣợc bố trì với mật độ phù hợp phạm vi lãnh thổ xét • Các loại hệ quy chiếu: cu u – Hệ quy chiếu vng góc khơng gian X, Y, Z – Hệ quy chiếu mặt ellipsoid B,L,H – Hệ quy chiếu mặt x,y sử dụng chủ yếu cho mục đìch thành lập loại đồ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Cách thức thành lập hệ quy chiếu lƣới trắc địa cu u du o ng th an co ng Đo đạc lƣới điểm toạ độ sở (hệ toạ độ) thể loại công nghệ đạt độ xác cao có mật độ theo yêu cầu Xác định đƣợc hệ quy chiếu phù hợp sở chỉnh lý kết đo hệ toạ độ điểm sở Chỉnh lý kết đo hệ toạ độ điểm sở hệ quy chiếu xác định Hệ toạ độ điểm sở tạo thành lƣới điểm làm gốc tƣơng xác định điểm toạ độ khác quanh CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ng th an co ng c om Kinh độ trắc địa L Vĩ độ trắc địa B Cao độ trắc địa H du o Quan hệ toạ độ trắc địa B, L thiên văn ,   km  sin B cu u     B  " 171 H      L  cos B CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om MỐI QUAN HỆ GIỮA X,Y,Z VÀ B,L,H • Tình X,Y,Z từ B,L,H X  ( N  H ) cos B cos L ; ng Y  ( N  H ) cos B sin L ; Z  { N (1  e )  H } sin B , co a  e sin B an ng • Tình B,L,H từ X,Y,Z: th • với N  cu u du o – Cơng thức Bouring: tan L  Y ; X tan B    Z  e ' b sin R  e a cos ; H  ( R  N cos B ) sec B , với R  X  Y ; tan   Za Rb CuuDuongThanCong.com  Z R 1 e https://fb.com/tailieudientucntt ; 2 e'  e 1 e Công thức lặp: số lần lặp n=7 thí sai số tình tốn tgB  z  e N sin B  z  2 Mặt khác: cos B R   tg B, R z tgB   e ' cos R ce tgB  R B R R ; ; B a c om  e cos c   e ' tg B 1 e t i1  t i  ce p  R an ; k  ti ; k   e' , th  z , R ng Trong đó:t co ng Phƣơng trình chứa biến B hai vế, cho phép sử dụng biến pt i trung gian: i=1, 2, 3, 4…n t i  ) cu u du o Tính lặp : t i   t   Vĩ độ B đƣợc xác định là:B  arctan( Độ cao trắc địa H đƣợc tính theo cơng CuuDuongThanCong.com  thức: H  R    c k  t i 1 https://fb.com/tailieudientucntt     PHÉP CHIẾU HÌNH TRỤ NGANG • Phép chiếu Gauss-Kruger Q2 Q1 ng L0= st L1=c onst L2= st y  g ( B , L )  b1l  b l  a 4l  a 6l th  a 2l  b 5l ng x  f (B, L)  X  b7l  S  M du o dB  a  a6  a8  u cu N sin B cos L2=c onst x y   , (1  e ) B N sin B cos dB , (1  e sin N sin B cos B ; a  B=const L0=c onst  a 8l B l  L  L0; X Q2 Xích đạo an Xích đạo +y Q B=const co L1= st -y Q1 Q a2  c om x B (5  t B)  9  4 ); 24 B ( 61  58 t  t  270   330  t ); 2 720 N sin B cos B (1385  311 t  543 t  t ), 40320 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt b  N cos B ; b  b7  N cos B (1  t   );  t  14  B ( 61  479 t  179 t B (  18 t  58  t ); 2 120 N cos  t ); 5040 ng   e ' cos B ; t  tan B c om b5  N cos co B  u ( x , y )  B x  A y  A y  A6 y  A8 y   x x A2 20160 N N B7   x (5  3t 12 N  45 t B1  46  (1385  3633 tg  x  9 x t 2  4 ); x 2 x  252  x t B x  4095 tg  90  x t ); B x );   e ' cos B x ; t  tan B x ; V x    x ; x x ; B3   cos B x 5040 N x du o 360 N ( 61  90 t th 2N A2 A8   B1  A2 u A6  ; A4   x cu A2   ng V x tgB L  L0   L , an  L  v ( x , y )  B1 y  B y  B y  B y   ; B1 6N ( 61  662 t x CuuDuongThanCong.com 2 (1  t  x B5   ); x  1320 t  720 t ); N x B1 120 N (  28 t  6 x   x t ); 2 x a   e sin Bx https://fb.com/tailieudientucntt • Độ biến dạng phép chiếu Gauss-Kruger: 2N y m  1 2 y  (1  tg B) y   (  tg y B) 4 24 N 24 R  voi R  ; c  e cos B ng y 6N 2R c om m  1 1 co • Phép chiếu UTM (Universal Tranverse Mercator)  500000 k k du o x UTM m ; u xG  cu    y  y G  UTM  ng th an Hính trụ cắt Ellipsoid => Độ biến dạng âm dƣơng, Công thức quan hệ Gauss-Kruger UTM:  500000 CuuDuongThanCong.com m,   k  9996    k  9999 Kinh tuyến , Xích đạo 180Km 180Km https://fb.com/tailieudientucntt 10 Bính sai đƣờng chuyền theo PP điều kiện n 1 n 1  f   v   f   , với i dau  i 1 n  i 1 sin  i v s  i " " i  f x  , với i 1 n  y i v  n 1 co i 1   y   x n 1  x i v  an i i 1 i  n fx    cuoi f y  , với ; s i cos  i   x cuoi  x dau ; i 1 n th cos  i v s  n fy   s i sin  i   y cuoi  y dau ; i 1 ng n   i   n   180 ng i 1  c om • Phƣơng trính số hiệu chỉnh: u cu – Đo góc: du o • Trọng số trị đo: – Đo cạnh: p   2 ; choïn m μ  m   p   1; ps  i CuuDuongThanCong.com m ms ; chọn m s theo sai số thiết bị i m s  a  b ppm i i https://fb.com/tailieudientucntt 118 Bính sai đƣờng chuyền theo PP điều kiện (t.t)  " "  y n 1  x n 1   y2  x2   " "  y n 1  x n 1  yn ng  xn   0 0 cos  cos  cos  n sin  sin  sin  n      co B 3,2 n 1      1 "  y n   y    x n 1  x1   " c om • Ma trận hệ phƣơng trính số hiệu chỉnh B: m  u ng 2 m du o s1 m  m s1 m m CuuDuongThanCong.com          ,          th cu P2 n  , n  1  0                 an • Ma trận trọng số P sai số khép W:  sn V n  ,1              v v v n 1 vs vs n             W ,1 https://fb.com/tailieudientucntt  f    fx  f  y   ;   119 Bính sai đƣờng chuyền theo PP điều kiện • • • • • • Lập hệ phƣơng trính chuẩn: BP B K  W  ; Giải hệ phƣơng trính chuẩn:K    BP B  W   N Tình số hiệu chỉnh:V  P B K ; V PV   Tình SSTP trọng số đơn vị sau bính sai: ~ ~ Tình trị bính sai: s i  s i  v s ;  i   i  v  Tình toạ độ sau bính sai: x  x  s cos  ; 1 c om T 1 1 T 1 1 W ; ng T ; th an co T ng i i i ~ du o i  dau ~ ~ j j j 1 i ~ u y i  y dau   ~ ~ s j sin  j cu j 1 • Đánh giá độ chình xác trị bính sai: M F   PF ,  FP PF CuuDuongThanCong.com 1 F T  N T F N 1 N F , với N F  BP 1 F T https://fb.com/tailieudientucntt  F  , với F     X 0 120 Bính sai đƣờng chuyền theo PP điều kiện c om • Trƣờng hợp bính sai sơ góc: v f   i n 1 ;  i   i  v ; ' ' i co ng • Phƣơng trính số hiệu chỉnh: ' n 1 ' i i i 1 n i 1 i " i 1 y i v   f x  , với i ' fx  n  " s i cos  i   x cuoi  x dau ; ' n x i v   f y  , với "  i 1 ' i i 1 ' fy   s i sin  i  '  y cuoi  y dau ; i 1 cu  sin  ' i v s   n ' ng cos  ' i v s  " du o  n u n th i 1 ' f   0; an  v "   f   , với • Tình trị bính sai: ~ ~ si  si  v s ; i CuuDuongThanCong.com  i   i  v '  v "  i https://fb.com/tailieudientucntt i 121 Bính sai đƣờng chuyền theo PP điều kiện c om • Để giảm ảnh hƣởng ss tình tốn, ta dùng hệ toạ độ trọng tâm: x y n 1 n 1   i x0  n 1 y0  ; ng i 1 i i 1 n 1 co • Toạ độ điểm hệ toạ độ trọng tâm: th an  i  xi  x0 ;  i  yi  y0 du o ng • Phƣơng trính số hiệu chỉnh: u n cu  n 1  cos  ' i v s  i n i 1 CuuDuongThanCong.com i i 1 i 1  v"  0; sin  ' i v s  i " " n  v   f x  0; " i ' i i 1 n   iv   f y  " ' i i 1 https://fb.com/tailieudientucntt 122 Bính sai lƣới đƣờng chuyền theo PP điều kiện c om • Số lƣợng phƣơng trính điều kiện (PTĐK): r  P  ( Q  )  ( Q  ), co ng với : P- số vịng khép kìn; Q1 - số hƣớng có phƣơng vị chình xác; Q2 - số điểm gốc Trong đó:  P  Q  1; th rtoado an r phuongvi  P  ( Q  ) cu u du o ng • Phƣơng pháp lập PTĐK: đƣờng chuyền độc lập PTĐK (1 PTĐK phƣơng vị, PTĐK toạ độ) • Lập, giải hệ PT chuẩn, tình số hiệu chỉnh đánh giá độ chình xác hàm trị bính sai: tƣơng tự bính sai đƣờng chuyền đơn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 123 Bính sai lƣới đƣờng chuyền pp tham số  a ij  x i  b ij  y i  a ij  x sin  : a ij  c ij   cos  i (0) xi (0) S ij ij (0) , yi , , x (0) ij S ij ,  i (0)  d ij  y (0) ij  (0) j (0) ik , y : Chieu : chieu CuuDuongThanCong.com  (0) j  i ; lS (0) , xk ij  (0) , yk ; l x sin   " ; a ik   a ik  x k  b ik  y k  l  ; i S ik y  arctan ij (0) j x (0)  xi  vi canh ij va goc bang (0) ik (0) (0) j (0) j   y : toa so bo diem dai va phuong dai canh (0) ij (0) (0) ij j ij S ij ; d ij   sin   b ij  y j  lS , j cos   " ; b ij   S ij  j (0) ij (0) l   ij ng  c ij  x i  d ij  y i  c ij  x th với  l ; j  ( a ij  a ik )  x i  ( b ij  b ik )  y i  a ij  x ik ng ij  v du o vS ij  b ij  y co i j an v   v u ij cu v c om • Dạng phƣơng trính số hiệu chỉnh:  " ; b ik   cos  (0) " ik (0) S ik (0)  yi  (0)  xi (0) j (0)  yi  ij   0  ij  ij ;  S ij ; thu i, j, k; ij ; tai i https://fb.com/tailieudientucntt 124 Bính sai lƣới đƣờng chuyền pp tham số  L n ,1  V n ,1 k ,1 ng A n ,k  X c om • Lập hệ phƣơng trính số hiệu chỉnh: (****) ; chọn m ps  m ms du o i μ  m   p   1; ng – Đo cạnh: ; chọn m s theo sai số thiết bị i u Lập hệ pt chuẩn: A PA  X Giải hệ pt chuẩn: X    A X  X0 Trị bính sai: SSTP trọng số đơn vị: cu • • • • an p  th – Đo góc:  co • Trọng số trị đo: i T T   CuuDuongThanCong.com m s  a  b ppm i T  A PL  PA   X V 1 T T A PL   N 1 T A PL PV n  k https://fb.com/tailieudientucntt 125 m F m FS     ng m co an Pi  PF yi   F  QF   F S QF ) T  ; S  PF xi  m 1 T S cu u du o diag ( N X M ng – Trị phƣơng vị : – Trị đo cạnh :    th • Sstp ẩn số: M • Sstp vị trì điểm: • Sstp hàm trị đo: c om Bính sai lƣới đƣờng chuyền pp tham số CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 126 .c om Quy trình bình sai lƣới đƣờng chuyền theo pp tham số cu u du o ng th an co ng • Từ trị đo góc, cạnh tình toạ độ sơ tất điểm mạng lƣới • Lập hệ pt số hiệu chỉnh góc, hƣớng, cạnh theo trị đo • Lập ma trận trọng số P • Lập hệ pt chuẩn theo dạng (****) • Giải hệ pt chuẩn • Tình toạ độ điểm sau bính sai • Đánh giá độ chình xác trị bính sai CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 127 Bính sai lƣới đƣờng chuyền theo PP điều kiện kèm tham số bổ sung c om • Đặt vấn đề: co ng – Có nhiều tuyến đồng thời tham gia vào PTĐK => khơng hiệu cho tình tốn – Đƣa thêm vào ẩn số phụ gồm toạ độ điểm nút phƣơng vị cạnh xuất phát từ điểm nút an • Phƣơng pháp lập hệ PT số hiệu chỉnh kèm ẩn phụ: du o ng th – Đặt ẩn số phụ điểm nút  ; ẩn phụ phƣơng vị x, y ẩn phụ toạ độ điểm nút; – Dạng PT số hiệu chỉnh kèm ẩn số phụ: (*), (**) n 1 n  cos  i v s  i i 1 i 1 n   y " v    i sin  i v s  Ncuoi  y i v  Ncuoi  x i v  i n   x " i 1 CuuDuongThanCong.com Ndau  Ncuoi  f   0; i 1 i  i 1 n  cu u  i  " "  y Ncuoi  y Ndau  x Ncuoi  x Ndau      Ndau  Ndau x Ndau y Ndau https://fb.com/tailieudientucntt   x Ncuoi y Ncuoi  f x  0;  f y  128 Bính sai lƣới đƣờng chuyền theo PP điều kiện kèm tham số bổ sung n 1  v    i  Ndau Ncuoi  f   0; i 1 n " i 1 n   iv    i i 1 Ndau "  Ndau   ng " i  Ncuoi "  Ndau  Ncuoi "    Ncuoi  Ncuoi x Ndau y Ndau   x Ncuoi  f x  0; y Ncuoi  f y  ng • Nếu đƣờng chuyền gối đầu lên nút thí có ẩn số phụ • Nếu gối đầu lên điểm gốc nút thí có ẩn số phụ • Trƣờng hợp đƣờng chuyền xuất phát từ điểm gốc thí ẩn phụ = Khi hệ phƣơng trính số hiệu chình có dạng nhƣ bính sai điều kiện du o i 1 i Ndau u  sin  i v s  "  co i 1   iv   an i n cu  cos  i v s  th n c om Dạng PT số hiệu chỉnh kèm ẩn số phụ: (hệ toạ độ trọng tâm) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 129 Bính sai lƣới đƣờng chuyền theo PP điều kiện kèm tham số bổ sung cu u du o ng th an co ng c om Đặt: Br,n – ma trận hệ số pt số hiệu chỉnh trị đo; Cr,t – ma trận hệ số pt số hiệu chỉnh ẩn số phụ; t=3u (u số nút)- số ẩn số phụ Xt,1– ma trận ẩn số phụ; Khi phƣơng trính số hiệu chỉnh tổng qt có BV  CX  W  dạng: Lập hệ pt chuẩn: (***)  N  T C C K  W         0, X    với N  BP CuuDuongThanCong.com 1 T B https://fb.com/tailieudientucntt 130 Bính sai lƣới đƣờng chuyền theo PP điều kiện kèm tham số bổ sung co C  0 1 W      th an K   N     T X  C ng c om Giải hệ pt chuẩn đƣợc K X => V => trị bính sai toạ độ điểm sau bính sai du o ng Độ chình xác ẩn số phụ: cu u   M t ,1 CuuDuongThanCong.com   V T PV n  k C T N ; 1 C  1 https://fb.com/tailieudientucntt 131 Quy trính bính sai lƣới đƣờng chuyền theo pp điều kiện kèm tham số bổ sung cu u du o ng th an co ng c om • Tình toạ độ sơ điểm nút , phƣơng vị sơ cạnh từ điểm nút (mỗi nút cạnh) theo trị đo góc cạnh pp trung bính trọng số • Mỗi đƣờng chuyền lập pt số hiệu chỉnh kèm tham số bổ sung theo dạng (*) (**) • Lập ma trận trọng số P • Lập hệ pt chuẩn theo dạng (***) • Giải hệ pt chuẩn • Tình số hiệu chỉnh góc, cạnh toạ độ, phƣơng vị nút • Tình toạ độ điểm sau bính sai 132 • Đánh giá độ chình xác trị bính sai CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... https://fb.com/tailieudientucntt ng th an co ng c om Kinh độ trắc địa L Vĩ độ trắc địa B Cao độ trắc địa H du o Quan hệ toạ độ trắc địa B, L thiên văn ,   km  sin B cu u     B  " 171... sai lưới khống chế tọa độ, cao độ Tính tốn giá thành xây dựng lưới, tổ chức thi công lưới khống chế CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Chƣơng 1: HỆ QUY CHIẾU VÀ LƢỚI TRẮC... thống quy chiếu trắc địa Việt Nam cu u du o ng th an co Công tác thiết kế lưới khống chế tọa đô, cao độ nhà nước Áp dụng kỹ thuật đo góc, đo dài, đo cao xác vào cơng tác lập lưới khống chế Tính