20
6
Sai số trung phương đo gĩc -Tại điểm đường chuyền (bình sai trạm đo)
-Theo sai số khép của đường chuyền
± 0”,4
± 1”,0 ± 1”,5 ± 2”,0
7
Sai số trung phương đo cạnh được đảm bảo bằng việc lựa chọn máy, phương pháp đo, chương trình đo Dưới 500m Từ 500-1000m Lớn hơn 1000m Dưới 5km Lớn hơn 5km Dưới 8km Lớn hơn 8km 1:400000 ± 4 cm 1:200000 ± 5 cm 1:10000 0 ± 2,0 cm ± 3,0 cm 1:40000
8 Sai số khép tương đối giới hạn của
đường chuyền 1:25000
Lưới tam giác đo cạnh chỉ đĩng vai trị lưới khống chế tọa độ nhà nước hạng 3,4, trong đĩ chiều dài cạnh và gĩc nhỏ nhất trong tam giác giống như ở lưới tam giác đo gĩc. Sai số trung phương tương đối đo cạnh tương ứng là 1:100000 và 1:40000
Từ giữa năm 2001 lưới khống chế tọa độ nhà nước tính theo hệ tọa độ quốc gia VN- 2000. Hệ này sử dụng phép chiếu UTM, Ellipsoid WGS-84 và lấy điểm gốc đặt tại Viện Nghiên cứu Địa chính Hà Nội.
2. Lưới khống chế độ cao nhà nước
Lưới khống chế độ cao nhà nước được xây dựng bằng phương pháp đo cao hình học và chia làm bốn hạng cĩ độ chính xác giảm dần từ hạng I xuống hạng IV. Lưới hạng I, II là cơ
sở để xây dựng các lưới hạng thấp hơn và phục vụ cho cơng tác nghiên cứu khoa học. Lưới hạng III, IV phát triển từ hạng cao hơn, làm cơ sở cho đo vẽ bản đồ địa hình các loại tỉ lệ và xây dựng các loại cơng trình. Lưới khống chế độ cao nhà nước được xây dựng độc lập với lưới khống chế tọa độ nhà nước và lấy mực nước biển trung bình nhiều năm tại trạm nghiệm triều Hịn Dấu Hải Phịng làm độ cao gốc.
Chỉ tiêu kỹ thuật lưới khống chế độ cao nhà nước được thể hiện ở bảng 8.3.
Bảng 8.3
T/T Các yếu tố Cấp hạng lưới
Hạng I Hạng II Hạng III Hạng IV
1 Chiều dài tia ngắm (m) 50 65 75 100
2 Sai số khép độ cao cho phép (mm)
L - tính theo km 3 L 5 L 10 L 20 L
3 Sai số trung phương tổng chênh cao trên 1km chiều dài (mm) chỉ do ảnh hưởng của máy
0,50 0,84 1,68 6,68
4 Sai số trung phương của một trạm đo
(mm) 0,15 0,30 0,60
3,00
8.3. LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ TRẮC ĐỊA BẰNG CƠNG NGHỆ VỆ TINH
Hiện nay trên thế giới cĩ nhiều hệ thống định vị tồn cầu sử dụng cơng nghệ vệ tinh để xác định tọa độ các điểm trên mặt đất. Phổ biến nhất là hệ thống Glonass của Nga và hệ thống Navstap GPS của Mỹ. Cả hai hệ thống đều cĩ ba phần chính là phần khơng gian, phần điều khiển và phần sử dụng. Sau đây chỉ đề cập đến hệ GPS (Global Positioning System)
1. Phần khơng gian: theo thiết kế ban đầu gồm 27 vệ tinh trong đĩ cĩ 3 vệ tinh dự trữ.
Các vệ tinh này được phân bố trên 6 mặt phẳng quỹ đạo nghiêng với mặt phẳng xích đạo một gĩc 55o. Các quỹ đạo cĩ độ cao đồng nhất cách mặt đất 20183 km. Việc bố trí như vậy đảm bảo để tại mọi điểm trên mặt đất cĩ thể đồng thời nhận được các tín hiệu ít nhất từ 4 vệ tinh. Mỗi vệ tinh phát đi hai tần số sĩng L1 = 1575,42 MHz và L2 = 1227,60 MHz. Các sĩng phát đi mang các thơng tin tọa độ đã hiệu chỉnh của vệ tinh, thơng tin về lịch vệ tinh ... (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2. Phần điều khiển: gồm năm trạm mặt đất, trong đĩ cĩ một trạm điều khiển trung tâm,
bốn trạm theo dõi. Trong bốn trạm theo dõi cĩ ba trạm hiệu chỉnh số liệu. Trạm trung tâm tính lại tọa độ của các vệ tinh theo dõi đã thu được gửi tới ba trạm hiệu chỉnh số liệu và từ đĩ gửi tiếp đến các vệ tinh. Sau một giờ các vệ tinh đã cĩ số liệu hiệu chỉnh để phát tới các máy thu.
3. Phần sử dụng: gồm các máy thu tín hiệu vệ tinh đặt trên mặt đất. Máy thu cĩ hai loại:
loại một tần số và loại hai tần số. Loại một tần số chỉ thu được các mã phát của sĩng L1. Loại hai tần số nhận được cả hai loại sĩng L1 và L2. Loại một tần số xác định được vị trí tương đối giữa các trạm với độ chính xác 1-5 cm nếu khoảng cách < 50 km. Độ chính xác sẽ giảm đi đáng kể nếu khoảng cách > 50 km. Để đo được khoảng cách trên hàng ngàn km ta phải loại trừ ảnh hưởng của tần điện ly.
Muốn vậy, ta phải sử dụng máy hai tần số.
Việc xác định vị trí các điểm trên mặt đất bằng cơng nghệ vệ tinh dựa trên cơ sở đo khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu theo tốc độ và thời gian truyền sĩng điện từ. Nếu đo khoảng cách đến ba vệ tinh đã biết tọa độ, ta cĩ thể xác định được tọa độ của điểm đặt trạm thu bằng phương pháp giao hội cạnh. Vì cĩ sự khác nhau về độ chính xác xác định giờ trên vệ tinh, tại trạm thu và một số nguyên nhân khác nên khoảng cách được xác định đến vệ tinh sẽ mang sai số. Khoảng cách cĩ mang sai số được gọi là giả cự ly. Để tính đúng tọa độ các điểm theo các giả cự ly phải đo đến ít nhất bốn vệ tinh.
Phương pháp định vị điểm bằng cơng nghệ GPS cĩ thể chia thành định vị tuyệt đối và định vị tương đối.
- Định vị tuyệt đối: là sử dụng máy thu GPS xác định tọa độ của điểm đặt máy trong hệ tọa độ trắc địa thế giới WGS-84 (World Geodetic System 1984). Thành phần tọa độ cĩ thể là x, y, z trong hệ tọa độ vuơng gĩc khơng gian địa tâm1 hoặc B, L, H trong hệ tọa độ mặt cầu. Định vị tuyệt đối thường đạt độ chính xác thấp, sai số tọa độ cỡ hàng chục mét.
- Định vị tương đối: là sử dụng hai máy thu GPS đo đồng thời ở hai điểm khác nhau để xác định hiệu tọa độ của chúng là ∆x, ∆y, ∆z hoặc ∆B, ∆L, ∆H trong hệ tọa độ WGS-84
Trên cơ sở nguyên lý định vị tương đối, người ta sử dụng phương pháp đo tĩnh đo hiệu pha sĩng tải để xác định hiệu tọa độ từng cặp điểm với độ chính xác cao (cĩ sai số cỡ xăngtimét, thậm chí tới milimét) đáp ứng yêu cầu xây dựng lưới khống chế tọa độ nhà nước. Ngồi ra, cịn sử dụng phương pháp đo động để xác định vị trí tương đối của hàng loạt điểm (máy thu di động) so với máy cơ sở đặt tại điểm cố định đã biết tọa độ.
Thiết bị GPS gọn nhẹ, thao tác đơn giản, khơng yêu cầu cao về điều kiện thời tiết, điều kiện thơng hướng dễ dàng (chỉ cần một khoảng trống đủ rộng để thấy đồng thời bốn vệ tinh trên bầu trời), vì vậy cơng nghệ GPS ngày càng được sử dụng rộng rãi để xây dựng lưới khống chế tọa độ nhà nước, lưới khống chế tọa độ cơng trình và đo vẽ địa hình.
8.4. LƯỚI KHỐNG CHẾ TRẮC ĐỊA KHU VỰC
Để phục vụ đo vẽ địa hình các loại tỉ lệ và khảo sát xây dựng các loại cơng trình, mật độ điểm của lưới khống chế trắc địa nhà nước chưa đủ phải xây dựng thêm lưới khống chế trắc địa khu vực.
Lưới khống chế tọa độ khu vực cĩ thể xây dựng theo hình thức lưới tam giác giải tích hoặc lưới đường chuyền. Tuy nhiên, do sự ra đời và ngày càng hồn thiện của các loại máy tồn đạc điện tử (total station), hiện nay người ta chỉ sử dụng hình thức lưới đường chuyền.
Lưới đường chuyền được phân thành hai cấp. Lưới đường chuyền cấp I cĩ độ chính xác cao hơn làm cơ sở để phát triển lưới đường chuyền cấp II. Chỉ tiêu lưới đường chuyền cấp I, II theo qui phạm đo vẽ bản đồ địa hình tỉ lệ lớn 1990 [18] chủ yếu qui định cho trường hợp 1 Hệ tọa độ địa tâm cĩ điểm gốc 0 trùng với tâm trái đất. Trục Ox và Oy nằm trong mặt phẳng xích đạo. Trục Ox đi qua giao điểm của kinh tuyến gốc Greenwich và mặt phẳng xích đạo. Trục Oy vuơng gĩc với Ox. Trục Oz trùng với trục quay trái đất.
Hình 8.1 Hình 8.1
đo dài bằng thước thép chính xác, thước bản hoặc thước dây inva, đo dài quang học sử dụng mia Bala. Khi đo dài bằng máy tồn đạc điện tử, cĩ thể tham khảo chỉ tiêu kỹ thuật lưới tọa độ địa chính cấp I, II, trong qui phạm thành lập bản đồ địa chính 1999 [30]. Hai chỉ tiêu kỹ thuật được thể hiện chung trong bảng 8.4.
Lưới khống chế độ cao khu vực được xây dựng bằng phương pháp đo cao hình học cấp kỹ thuật phát triển từ các điểm độ cao nhà nước hạng I, II, III, IV. Mốc độ cao kỹ thuật thường bố trí trùng với mốc của điểm khống chế tọa độ khu vực và lưới khống chế tọa độ đo vẽ.
8.5. LƯỚI KHỐNG CHẾ ĐO VẼ
Lưới khống chế đo vẽ được thành lập để phục vụ trực tiếp cho việc đo vẽ, bao gồm lưới khống chế tọa độ đo vẽ và lưới khống chế độ cao đo vẽ, được phát triển từ các điểm lưới khống chế trắc địa khu vực.
Lưới khống chế tọa độ đo vẽ hiện nay được xây dựng chủ yếu bằng hình thức lưới đường chuyền kinh vĩ. Để tăng cường điểm đứng máy đo vẽ bản đồ địa hình tỉ lệ 1:2000, 1:5000 và nhỏ hơn, cĩ thể phát triển đường chuyền tồn đạc từ các điểm đường chuyền kinh vĩ.
Độ cao các điểm khống chế đo vẽ được xác định bằng phương pháp đo cao kỹ thuật, đo cao kinh vĩ (đo cao hình học bằng máy kinh vĩ cĩ ống thăng bằng dài trên ống kính) hoặc đo cao lượng giác hai chiều đi về. Chỉ tiêu kỹ thuật và phương pháp lập lưới khống chế đo vẽ sẽ trình bày cụ thể ở các tiết tiếp theo trong chương 9 và 10.
8.6. LƯỚI KHỐNG CHẾ TRẮC ĐỊA CƠ SỞ CƠNG TRÌNH
Lưới khống chế tọa độ và cao độ cơ sở cơng trình được thành lập trên khu vực thành phố, cơng nghiệp, thủy lợi … là cơ sở trắc địa để tiến hành các cơng tác khảo sát, xây dựng và quan trắc biến dạng cơng trình.
Lưới khống chế tọa độ cơ sở cơng trình được phát triển từ lưới tọa độ nhà nước hoặc được xây dựng độc lập theo các hình thức lưới tam giác đo gĩc, lưới tam giác đo cạnh, lưới tam giác đo gĩc cạnh, lưới đường chuyền, hệ thống định vị tồn cầu GPS hoặc lưới ơ vuơng xây dựng. Lưới khống chế độ cao cơ sở cơng trình được xây dựng bằng phương pháp đo cao hình học.
Tùy theo nhiệm vụ phục vụ cho các giai đoạn lập dự án, giai đoạn thi cơng và giai đọan vận hành cơng trình mà độ chính xác, mật độ điểm và tính ổn định của lưới khống chế trắc địa cơ sở cơng trình sẽ khác nhau. Độ chính xác của lưới thành lập ở giai đoạn sau cao hơn giai đoạn trước.
Bảng 8.4 Số
TT Các yếu tố
Chỉ tiêu kỹ thuật
Lưới đường chuyền Lưới tọa độ địa chính (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Cấp I Cấp II Cấp I Cấp II
1 Chiều dài đường đơn dài nhất 5 km 3 km 4 km 2,5 km
hoặc giữa hai điểm nút 3 Độ dài cạnh: lớn nhất : nhỏ nhất : trung bình 800 m 120 m 300 m 350 m 80 m 200 m 1000 m 200 m 400 m 400 m 60 m 200 m 4 Số cạnh lớn nhất trong đường chuyền 15 15 10 15
5 Sai số trung phương đo gĩc khơng
quá 5”
10” 5” 10”
6 Sai số giới hạn khép gĩc đường chuyền
n- số gĩc trong đường chuyền hoặc vịng khép
"
10 n 20 n" 10 n" 20 n"
7 Sai số trung phương đo cạnh sau bình sai khơng quá
- Đối với cạnh dưới 500 m
1:50000 0,012 m
1:50000 0,012 m 8 Sai số khép giới hạn tương đối
đường chuyền 1:10000
1:5000 1:15000 1:10000
9 Sai số khép tuyệt đối khi chiều dài đường chuyền cấp I ngắn hơn 1000 m theo [18] và 600 m theo [30], đường chuyền cấp II ngắn hơn 500 m theo [18] và 400 m theo [30]
Chương 9
LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ TỌA ĐỘ ĐO VẼ BẰNG ĐƯỜNG CHUYỀN KINH VĨ
9.1. KHÁI NIỆM CHUNG1. Định nghĩa 1. Định nghĩa
Dạng lưới khống chế tọa độ đo vẽ phổ biến nhất từ trước đến nay là đường chuyền kinh vĩ. Giống như đường chuyền bậc I và bậc II, đường chuyền kinh vĩ là đường gẫy khúc hở hoặc khép kín nối các điểm đã chọn được đánh dấu trên mặt đất, cĩ đo tất cả các gĩc và tất cả các cạnh. Độ chính xác đo gĩc đường chuyền kinh vĩ là ±20” [18] và độ chính xác đo cạnh là 1:2000.
Từ các gĩc và các cạnh đo được, dựa vào tọa độ của một điểm gốc và gĩc định hướng của cạnh xuất phát, ta tính được tọa độ các điểm cịn lại của đường chuyền.
2. Hình dạng lưới
Đường chuyền kinh vĩ cĩ thể bố trí dưới dạng đường đơn hoặc lưới đường chuyền cĩ một hay nhiều điểm nút. Đường đơn cĩ ba dạng: đường chuyền treo (H.9.1d), đường chuyền phù hợp (H.9.1c) và đường chuyền khép kín (H.9.1a).
Hình 9.1b là lưới đường chuyền cĩ bốn điểm nút 2 , 4, 6, 8. Các điểm A, B, C, D trong các hình b, c, d là các điểm cấp cao (từ đường chuyền bậc II trở lên) đã biết tọa độ. αAB là gĩc định hướng của cạnh xuất phát, αCD là gĩc định hướng của cạnh khép về. S1, S2, … Sn và
β1, β2, …, βn là các cạnh và các gĩc đo trong lưới. βB, βC, βB’, βB” là các gĩc nối. Đường chuyền
phù hợp và đường chuyền khép kín chính xác hơn đường chuyền treo vì nĩ xuất phát và khép về điểm đã biết tọa độ và cạnh đã biết gĩc định hướng. Đường chuyền treo (H.9.1d), đường chuyền phù hợp (H.9.1c) và lưới đường chuyền (H.9.1d) được gắn vào và tính theo tọa độ của các điểm cấp trên A, B, C, D nên được gọi là lưới phụ thuộc. Đường chuyền khép kín (H.9.1c) xuất phát từ điểm B, cĩ tọa độ giả định XA, YB và gĩc định hướng αB–1 của cạnh B-1 được đo bằng la bàn gọi là lưới độc lập.
Hình 9.1
9.2. THIẾT KẾ ĐƯỜNG CHUYỀN KINH VĨ
Thiết kế đường chuyền kinh vĩ tiến hành theo hai bước: thiết kế trên bản đồ và khảo sát chọn điểm chơn mốc ngồi thực địa. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Căn cứ vào tỉ lệ đo vẽ yêu cầu, căn cứ vào số lượng và vị trí của các điểm khống chế cấp cao cĩ trên khu đo để thiết kế lưới đường chuyền kinh vĩ. Khi thiết kế cần lưu ý để cho các điểm của đường chuyền kinh vĩ phân bố đều trên khu đo, đồng thời nằm ở vị trí thuận lợi cho việc đặt máy đo được nhiều nhất địa vật, địa hình và phải tuân thủ các yêu cầu kỹ thuật đề ra trong qui phạm hiện hành.
Nên sử dụng bản đồ tỉ lệ lớn nhất cĩ trên khu đo để thiết kế lưới. Trường hợp khơng cĩ bản đồ, cĩ thể thiết kế lưới trên bản vẽ sơ họa hoặc thiết kế trực tiếp ngồi thực địa.
Nếu trên khu đo khơng cĩ các điểm khống chế cấp cao thì thiết kế lưới đường chuyền kinh vĩ độc lập, lấy điểm ở gốc tây nam làm điểm gốc giả định tọa độ và đo gĩc định hướng của cạnh đầu tiên bằng la bàn gắn trên máy kinh vĩ.
Các yêu cầu kỹ thuật của đường chuyền kinh vĩ qui định trong qui phạm đo vẽ bản đồ địa hình tỉ lệ lớn [18] như sau:
1- Đường chuyền kinh vĩ chỉ bố trí một cấp dưới dạng đường đơn hoặc hệ thống cĩ một hay nhiều điểm nút. Trường hợp khĩ khăn cĩ thể bố trí đường chuyền treo với độ dài nhỏ hơn 1/3 độ dài đường chuyền đơn và số gĩc khơng quá bốn.
2- Chiều dài đường chuyền đơn tùy theo tỉ lệ đo vẽ, vùng bằng hay vùng núi được thể hiện trong bảng 9.1. Chiều dài từ điểm gốc đến điểm nút và giữa hai điểm nút khơng quá 2/3 chiều dài đường chuyền đơn qui định trong bảng.
Bảng 9.1
Khu vực Chiều dài đường chuyền L cho các tỉ lệ đo vẽ (m)
1:500 1:1000 1:2000 1:5000
Đồng bằng 400 800 1600 4000
Vùng núi 1200 2400 6000
3- Cạnh của đường chuyền cố gắng bố trí bằng nhau, cạnh dài nhất khơng quá 400 m,