Tổng quan phương pháp bình sai lưới trắc địa tự do trong trắc địa công trình

MỤC LỤC

Chọn độ cao mặt chiếu cho lưới trắc địa công trình

Từ (1.17) có thể thấy: Độ cao mặt chiếu của lưới trắc địa công trình được chọn là độ cao trung bình của khu vực xây dựng công trình.

Tính chuyển toạ độ

Bài toán tính chuyển toạ độ giữa các múi chiếu trong cùng elipxoid Trong một hệ quy chiếu bao gồm hệ toạ độ vuông góc không gian địa

Trong trắc địa công trình, bài toán tính chuyển toạ độ giữa các múi chiếu trong cùng một elipxoid được sử dụng để tính chuyển toạ độ từ hệ toạ độ nhà nước sang hệ toạ độ công trình và ngược lại. Đối với hai hệ toạ độ vuông góc phẳng liên hệ với hai hệ quy chiếu khác nhau, trên phạm vi không quá lớn chúng ta có thể chuyển đổi toạ độ theo công thức 4 tham số của Helmert. Trong trường hợp này chúng ta thường không tính chuyển trực tiếp từ hệ x, y sang hệ X, Y mà thường tính chuyển thông qua hệ toạ độ trọng tâm x’, y’.

Qua bài toán chuyển đổi này có thể phát biểu rằng: phép chuyển đổi toạ độ Helmert là phép biến đổi toạ độ đồng dạng từ hệ này sang hệ khác. Trong trắc địa công trình, phép chuyển đổi này được sử dụng để tính chuyển toạ độ từ hệ toạ độ công trình sang hệ toạ độ quy ước ( hoặc hệ toạ độ nhà nước, để phục vụ cho các mục đích khác nhau) và ngược lại.

Hình 1.5. Bài toán chuyển đổi toạ độ HelmetXi
Hình 1.5. Bài toán chuyển đổi toạ độ HelmetXi

Lưới khống chế thi công công trình

    Trong trắc địa công trình, phép chuyển đổi này được sử dụng để tính chuyển toạ độ từ hệ toạ độ công trình sang hệ toạ độ quy ước ( hoặc hệ toạ độ nhà nước, để phục vụ cho các mục đích khác nhau) và ngược lại. thuộc vào đặc điểm kỹ thuật của từng loại công trình) thì mới có thể bố trí. Lưới ô vuông xây dựng được lập với mục đích để chuyển bản thiết kế công trình công nghiệp ra thực địa, thông thường xây dựng cơ sở khống chế tọa độ ở dạng đặc biệt bao gồm một hệ thống dày đặc các điểm mốc trắc địa phân bố một cách tương đối đồng đều trên toàn bộ khu vực. Lưới thi công được thành lập bằng các phương pháp tam giác, đa giác và một số phương pháp đặc trưng trong trắc điạ công trình: phương pháp tứ giác không đường chéo, lưới ô vuông xây dựng…Yêu cầu độ chính xác và đồ hình lưới được tính toán, lựa chọn trên cơ sở đáp ứng các chỉ tiêu của công tác bố trí công trình và đo vẽ hoàn công.

    Một cách chung nhất, lưới trắc địa tự do được định nghĩa là loại lưới mà trong đó không có đủ số liệu gốc tối thiểu cần thiết cho việc định vị, nếu lưới trắc địa mà số liệu gốc có sai số vượt quá sai số đo thì mạng lưới cũng được coi là lưới tự do, trong trường hợp này số liệu gốc chỉ có tác dụng là cơ sở cho việc định vị lưới. Qua khảo sát bài toán bình sai lưới tự do chúng tôi nhận thấy rằng: bình sai lưới tự do thực chất là bài toán bình sai gián tiếp kèm điều kiện gồm hai quá trình là xử lý vector trị đo của lưới (quy trình này được thực hiện theo nguyên lý số bình phương nhỏ nhất đối với vector số hiệu chỉnh trị đo) và định vị lưới (biểu thức (2.

    Hình 1.6 Sơ đồ lưới thi công đường hầm
    Hình 1.6 Sơ đồ lưới thi công đường hầm

    Định vị lưới

    Đặc điểm này được chúng tôi khai thác ứng dụng trong vấn đề định vị hệ thống lưới khống chế thi công công trình. Như đã nói ở tiết 1.5, do bản chất lưới thi công công trình có độ chính xác bậc sau cao hơn bậc trước, mặt khác quá trình thi công diễn ra lâu dài, theo từng giai đoạn do vậy, lưới thi công công trình thường lập qua nhiều bậc. Bậc lưới cơ sở có tác dụng làm gốc khởi tính cho cả hệ thống, nếu như tập hợp các điểm gốc là tuyệt đối ổn định thì toạ độ (độ cao) các điểm cấp sau sẽ được xác định theo các điểm gốc cấp cơ sở, khi đó giải pháp bình sai gián tiếp với số liệu gốc có thể được chấp nhận.

    Tuy nhiên, trong quá trình thi công khó có thể đảm bảo rằng các điểm gốc (toạ độ và độ cao) lại không bị thay đổi giá trị. Điều đó có nghĩa là mạng lưới khống chế thi công công trình có thể không ổn. Giải pháp bình sai gián tiếp với số liệu gốc trong trường hợp này không còn phù hợp.

    Vì vậy cần áp dụng thuật toán bình sai lưới tự do cho dạng lưới này. Vận dụng mô hình bình sai lưới tự do cho lưới thi công công trình, vấn. Với lưới độ cao ta chọn ci=1 đối với các điểm lưới cơ sở và ci= 0 đối với các.

    Một số tính chất cơ bản của kết quả bình sai lưới tự do

    Xử lý lưới mặt bằng thi công 1. Thuật toán

    Trị gần đúng là toạ độ của các điểm đã có trong khu vực xây dựng (bao gồm các điểm nhà nước có trong khu vực, các điểm còn lại sau giai đoạn khảo sát thiết kế có thể sử dụng được). Phương trình số hiệu chỉnh phương vị (hình 3. 4) aik, bik được xác định theo công thức trong phương trình (3. Hệ phương trình chuẩn. Góc phương vị đo. Xác định điều kiện định vị lưới theo vị trí điểm. 5) suy biến nên cần xác lập hệ điều kiện ràng buộc. Sự phát triển và ứng dụng ngày càng rộng rãi của công nghệ thông tin cho phép áp dụng các phương pháp chặt chẽ vào việc xử lý số liệu lưới trắc địa công trình.

    Vì vậy việc nghiên cứu lập chương trình tính toán trên máy tính là cần thiết và rất có ý nghĩa đối với việc học tập cũng như ứng dụng trong sản xuất. Trước hết chúng ta bàn về thuật toán làm cơ sở cho việc lập trình (thuật toán được xây dựng theo nội dung của bài toán bình sai lưới trắc địa tự do đã. Dựa vào cấu trúc file dữ liệu và cách mã hóa lưới (trình bày phần sau) sẽ thành lập được phương trình số hiệu chỉnh góc (3.

    Để làm rừ hơn về tớnh ổn định của cỏc điểm lưới ta tiến hành đỏnh giỏ sai số vị trí điểm theo chuẩn elip sai số. Các trọng số đảo này được xác định thông qua phương pháp bình sai gián tiếp như đã trình bày ở phần trên. Dựa vào công thức ở trên, ta tính được bán trục lớn E, bán trục nhỏ F, góc định hướng của bán trục lớnE, từ đó xây dựng.

    - Số lượng điểm tham gia định vị, số lượng điểm khác, số lượng cạnh đo, số lượng góc đo, số lượng phương vị đo. - Các góc đo được mã hóa theo nguyên tắc: Mã số của điểm trái, mã số của điểm giữa, mã số của điểm phải, giá trị góc đo (độ, phút, giây). - các phương vị đo được mã hoá theo nguyên tắc: Mã số của điểm đầu, mã số của điểm cuối, giá trị phương vị đo (độ, phút, giây).

    Hình 3.2. Cạnh đoi
    Hình 3.2. Cạnh đoi

    Xử lý lưới độ cao thi công

    - Các cạnh đo được mã hoá theo nguyên tắc: mã số của điểm Đầu, mã số của điểm Cuối, giá trị cạnh đo (chiều dài cạnh đo). Nếu P là ma trận đường chéo thì các phần tử của ma trận hệ số hệ phương trình chuẩnR sẽ được xác định khá đơn giản theo nguyên tắc do V. Đối với lưới độ cao tự do, số khuyết d=1, do vậy C là vector gồm n phần tử (n là tổng số điểm trong lưới).

    Trong đó:n là số lượng trị đo, tlà số lượng ẩn số, dlà số khuyết của lưới, và f là vector hệ số của hàm cần đánh giá. Phương trình số hiệu chỉnh của các chênh cao đo được biểu diễn dưới dạng tuyến tính như công thức (3. Các giá trị hệ số của mỗi một phương trình số hiệu chỉnh dạng này được lưu giữ trong vector HV(n) có độ dài 3 phần tử, trong đó hai phần tử đầu dành chứa hệ số phương trình số hiệu chỉnh, và phần tử thứ ba chứa số hạng tự do.

    Vector này dùng chung cho tất cả các trị đo, nghĩa là mỗi một phương trình số hiệu chỉnh sau khi tham gia lập phương trình chuẩn sẽ nhường chỗ để chứa các hệ số của phương trình số hiệu chỉnh khác. Các địa chỉ này được xác định theo công thức chuyển đổi từ mảng hai chiều sang mảng một chiều tính theo (3. Cần lưu ý rằng điều kiện này không phải là cố định, nó có thể sẽ được xác lập lại nhờ quá trình tính lặp nếu biến so sánh của chương trình phát hiện thấy có điểm định vị nào đó của lưới cơ sở không ổn định.

    Các phần tử của ma trận giả nghịch đảo được lưu giữ trong mảng RLV(N) xếp chèn lên các phần tử của ma trận hệ số hệ phương trinh chuẩn. - Các điểm của lưới được đánh số liên tục từ một đến hết theo nguyên tắc: các điểm của lưới bậc sau được đánh số trước, sau đó đến các điểm của lưới cơ sở. - Giá trị độ cao gần đúng được lưu trong một mảng khác theo thứ tự tăng dần của mã số các điểm lưới.

    3.1.2.2. sơ đồ khối và quy trình xử lý lưới độ cao thi công
    3.1.2.2. sơ đồ khối và quy trình xử lý lưới độ cao thi công