N
B'
O
B M
SO
J
A
A'
SO
S
v
α
z1 γ1
α1
ϕ1
HB
i
HA
h
Hình 2.4. Nguyên tắc đo cao l−ợng giác
Đo cao l−ợng giác đ−ợc sử dụng bằng máy kinh vĩ trên cơ sở xác định góc đứng (góc thiên đỉnh Z hoặc góc nghiêng v) từ điểm đo đến điểm ngắm h×nh (2.4).
Giả sử cần xác định độ cao của điểm B ta đem máy đặt ở điểm A ngắm tiêu đặt ở điểm B, đo chiều cao máy i, chiều cao mục tiêu là V, M là đỉnh của mục tiêu, S là khoảng cách ngang giữa hai điểm A và B. JN là h−ớng ngắm
đúng, ϕ1 là góc thiên đỉnh, JM là hướng ngắm bị ảnh hưởng của chiết quang, Z1 là góc thiên đỉnh bị ảnh hưởng của chiết quang, γ1 là góc chiết quang.
γ1 = ϕ1 -Z1 (2.11)
Gọi HA và HB là độ cao trắc địa tại điểm A, B. Từ giá trị góc thiên đỉnh
đo đ−ợc ở trạm máy A là Z1 và khoảng cách giữa hai điểm A và B là S ta thành lập công thức tính chênh cao giữa hai điểm nh− sau:
a. Trong trường hợp đo đơn
Trường hợp đo góc thiên đỉnh tại A là Z1 , khoảng cách là S không lớn hơn 10 km, giá trị góc thiên đỉnh nằm trong khoảng 870<Z<930, ta có công thức tính hiệu số độ cao trắc địa [12]:
V i u S
S C gZ S H
HB − A = cot 1 + . + 1,"2 + −
ρ
trong đó u1,2 là góc lệch dây dọi trên mặt phẳng thẳng đứng qua điểm ngắm.
Để di chuyển về hiệu số độ cao thường, chúng ta còn sử dụng công thức:
( ) i V
u S S C gZ S H
HB − A = + + − ζB −ζA + − ρ
γ γ
"
.
cot 1 1,2
trong đó: ζA, ζB là dị thường độ cao tại điểm A và B;
R C k
2 1−
= với k là hệ số chiết quang.
b. Tr−ờng hợp đo kép
Trong trường hợp này người ta đặt máy ở điểm A và B để xác định các giá trị Z1 tại A và Z2 tại B. Khi khoảng cách nhỏ hơn 20 km, giá trị các góc
(2.12)
(2.13)
thiên đỉnh nằm trong khoảng 870<Z<930, hiệu số độ cao trắc địa giữa hai điểm
đ−ợc tính theo công thức:
(A A) (B B)
A
B u u i V i V
R S k Z k
Stg Z H
H + + + − +
− + +
⎟⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛ −
=
− 2
1 2
1
"
2 4
2
1 , 2 2 , 2 1 2 , 1 1 , 1 2 2
ρ
Để có hiệu số độ cao thường, cần đưa thêm hiệu số dị thường độ cao tại
điểm A và B vào công thức (2.14).
Độ cao l−ợng giác có độ chính xác không cao vì một số lý do chủ yếu sau: Do sai số góc đứng, do sai số ảnh hưởng của chiết quang, do sai số đo chiều dài.
Hiện nay người ta sử dụng các máy toàn đạc điện tử để đo cao, thực chất cũng là đo cao l−ợng giác.
2.2.3. §o cao GPS
Ngày nay công nghệ GPS đ−ợc khai thác rộng rãi trong trắc địa, công nghệ này rất thuận tiện khi xây dựng các mạng lưới tọa độ nhà nước lẫn các mạng lưới tọa độ địa chính do trong khi đo không cần việc thông hướng đo.
Trong đo GPS tương đối ta có thể xác định được gia số giữa hai điểm là (ΔX, ΔY, ΔZ) trong hệ WGS 84. Từ các gia số này ta có thể chuyển thành các gia số ΔB, ΔL, ΔH (ở đây ΔH là hiệu số độ cao trắc địa trong hệ WGS 84 với Ellipsoid chọn tính).
Nếu sử dụng các gia số ΔH trên qua tính toán ta sẽ nhận đ−ợc độ cao trắc
địa của các trạm thu tín hiệu, tức là độ cao với Ellipsoid chọn tính gắn với hệ WGS 84.
Trong đo cao GPS, chúng ta đặc biệt quan tâm tới chiều cao anten đo
được. Khi đo cao anten, ngoài chú ý đến độ chính xác khi đo thì người đo cần ghi cụ thể chính xác loại anten đang sử dụng, ph−ơng pháp đo chiều cao. Khi xử lý số liệu, dựa vào sổ đo, người xử lý cần chú ý tới vấn đề khai báo phương pháp đo cao anten của phần mềm cho đúng với thực tế.
(2.14)
Hiện nay trong thực tế, tùy từng loại anten và địa hình đặt máy, chúng ta có những cách đo chiều cao anten khác nhau. Chúng ta có thể đo từ mốc tới mép anten hoặc đáy anten. Tùy từng cách đo, khi xử lý số liệu chúng ta sẽ có cách khai báo khác nhau.
Với mỗi loại anten thì chiều cao biết tr−ớc sẽ khác nhau, đây chính là chiều cao từ đáy anten tới tâm phase của anten, chiều cao này do nhà sản xuất xác định và ghi ngay trên anten. Trong các phần mềm xử lý số liệu GPS hiện nay, chiều cao biết trước của từng loại anten đã được cập nhật, vì vậy khi khai báo loại anten và phương pháp đo chiều cao anten thì phần mềm sẽ tự động hiệu chỉnh.
Hiện nay, hầu nh− chúng ta vẫn sử dụng sổ đo GPS trong đó không có phần khai báo loại anten đo và ph−ơng pháp đo cao anten. Đây là lý do khiến cho ng−ời xử lý số liệu khai báo ph−ơng pháp đo cao anten bị nhầm gây ra kết quả đo cao bị sai. Vì vậy chúng ta cần phải ban hành loại sổ đo GPS mới cho phù hợp để tránh trường hợp nhầm lẫn về đo cao anten.
t©m phase
chiÒu cao thùc
chiÒu cao ®o
chiÒu cao biÕt tr−íc
H×nh 2.5. PhÐp ®o cao anten
Ch−ơng 3. ứng dụng công nghệ GPS
để xác định độ cao