(LUẬN văn THẠC sĩ) sử dụng số liệu địa hình để nâng cao độ chính xác dữ liệu của thế trọng trường trên phạm vi lãnh thổ việt nam

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI.

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

B O C O T M T T T QU

Đ TÀI NGHIÊN C U HO HỌC VÀ PH T TRI N CÔNG NGH

S D NG S I U Đ H NH Đ N NG C O ĐỘ CH NH C

D I U C TH TRỌNG TRƯỜNG TRÊN PHẠM VI NH TH VI T N M

M S TNMT

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

M C C

Trang

1

3

Chươn 5

t v n 5

2 ục tiêu của tài 7

3 ách tiếp cận 7

Chươn 2 Ư ƯƠNG

C U 8

2 h m vi i tư ng nghiên c u 8

2 i tư ng nghiên c u 8

2 2 h m vi n hiên c u 8

2 2 ội dun n hiên c u 8

2 2 ác nội dun n hiên c u 8

2 2 2 ác th c n hi m 9

2.3 Phươn pháp n hiên c u 9

2 3 i v i các th c n hi m t nh nh hư n của a h nh tron d thư n ộ cao ộ l ch d y d i và d thư n tr n l c 9

2 3 2 i v i th c n hi m xác nh yêu c u v ch t lư n s li u a h nh c n thiết cho vi c t nh nh hư n của a h nh tron d thư n tr n l c 15

2 3 3 i v i th c n hi m ánh iá ộ ch nh xác của m h nh s ộ cao toàn c u trên v n iên i i của i t am 16

2 3 4 i v i vi c xây d n m h nh uasi eoid cục ộ trên khu v c y c t s li u của m h nh tr n trư n toàn c u 17

Chương 3 20

3 án k nh v n l y t ch ph n h p l khi t nh nh hư n của ộ cao a h nh tron d thư n tr n l c trên ph m vi l nh th i t am 20

3 h o sát l a ch n án k nh v n l y t ch ph n h p l khi t nh nh hư n của a h nh tron d thư n tr n l c 20

3 2 uan h i a  và ộ cao a h nh 21

3 3 êu c u v ch t lư n s li u a h nh phục vụ cho vi c xác nh nh hư n của a h nh tron d thư n tr n l c 23

3 4 ội suy nh hư n của a h nh tron d thư n tr n l c cho các i m bên trong ô lư i 26

3 2 nh hư n của a h nh tron d thư n ộ cao ộ l ch d y d i và d thư n

tr n l c trên v n iên i i và v n c chi u n an h p của i t am 27 3.2.1 Phươn án t nh , ,  và g trên v n iên gi i và v n c chi u n an h p của i t am 27

ộ trên ph m vi l nh th i t am t s li u uasi eoid toàn c u 39

3 3 4 ánh iá hi u qu của vi c s dụn s li u a h nh tham ia x y d ng uasi eoid cục ộ trên ph m vi l nh th i t am t s li u uasi eoid toàn

c u 44 3.3.5 Xây d n quy tr nh c n n h s dụn s li u a h nh x y d n m

h nh uasi eoid cục ộ theo n uyên t c ch nh xác h a s li u của m h nh

tr n trư n rái t 2 8 44 47 50

BÀI T M T T

hế tr n trư n và h nh d n rái t ư c t o nên i s ph n vật ch t tron ph m vi i i h n i m t t nhiên của rái t tron nh hư n chủ yếu tươn n v i v i ư c s n dài ư c quyết nh i vật ch t ph a dư i m t tham kh o nh hư n c n l i tươn n v i ư c s n n n ư c c trưn i

l p vật ch t a h nh i a m t tham kh o và m t t nhiên hành ph n s n n n

c iên ộ nhỏ nhưn thư n iến i r t ph c t p do nh hư n của m t a

h nh do vậy ph i ư c t nh ến khi c n m o m c ộ chi tiết và ộ ch nh xác cao i v i s li u thế tr n trư n và h nh d n rái t mà cụ th là i v i d thư n tr n l c d thư n ộ cao và ộ l ch d y d i (các i lư n c trưn

áp n các mục ch khác nhau của tr c a n c n như ài toán khoa h c k thuật khác

tài “ ử dụ số l u đ ì để â độ í x d l u t ế

t ọ t ườ t ê p v lã t ổ t Nam” ư c t ra n hiên c u v vi c

t nh nh hư n của a h nh tron d thư n tr n l c (trên l nh th i t am d thư n ộ cao và ộ l ch d y d i (v n iên i i và v n c chi u n an h p và

kh o sát vi c s dụn s li u a h nh x y d n m h nh uasi eoid cục ộ trên

ph m vi l nh th i t am t s li u của m h nh uasi eoid toàn c u nh m mục tiêu n n cao ộ ch nh xác và ộ chi tiết của thế tr n trư n và h nh d n rái t trên ph m vi l nh th i t am n s li u a h nh

tài ư c hoàn thành trên cơ s tài li u sau:

- ác tài li u v khoa h c c n n h v s dụn s li u a h nh n n cao

ộ ch nh xác và ộ chi tiết của thế tr n trư n và h nh dán rái t trên thế i i

- ài áo của tác i c n trên t p ch chuyên n ành

ác s n ph m chủ yếu t o ra của tài:

- ác xu t v phươn pháp nội suy nh hư n của a h nh tron d thư n tr n l c cho các i m ên tron lư i (phươn pháp tuyến t nh n h ch

o kho n cách n h ch o nh phươn kho n cách n h ch o di n t nh

n h ch o nh phươn di n t ch

- ác kết qu kh o sát vi c s dụn s li u a h nh x y d n uasi eoid cục ộ trên ph m vi l nh th i t am t uasi eoid toàn c u

- ác ph n m m tron khu n kh của tài

* n h a khoa h c và th c ti n của tài:

- ác kết qu của tài kh n chỉ áp n cho n ành r c a mà n c n là phục vụ cho các n ành khoa h c k thuật khác như: ành a ch t i dươn

h c a vật l qu c ph n

- n ph m n hiên c u của tài cho ph p i i quyết các ài toán i hỏi s dụn s li u v thế tr n trư n và h nh d n rái t trên ph m vi l nh th i t

am áp n các mục ch khác nhau của c n tác Tr c a - B n c n tác an ninh qu c ph n v i yêu c u nh v và d n ư n hi n i c s dụn quán t nh -

tr n trư n c n tác hi n i h a các nội dun i n d y và n hiên c u khoa h c của các trư n i h c t k p tr nh ộ phát tri n của thế i i tron l nh v c tr c a cao c p và các l nh v c khác c liên quan

i t am ục n ộ n ham Mưu và các nhà khoa h c c n như các

n n hi p

h n t i ày tỏ l n iết ơn ch n thành và s u s c ến các cơ quan ơn v các nhà khoa h c n n hi p i p ch n t i hoàn thành tài này

C ươ 1 T NG QU N V NỘI DUNG NGHIÊN C U C Đ TÀI

1 1 Đ

* rên thế i i

nh hư n a h nh là một thành ph n quan tr n tron vi c i i ài toán

i u ki n iên tr của tr c a và nên ư c quan t m n m c tron vi c xác nh eoid ch nh xác ách i i quyết truy n th n là hi u chỉnh a h nh vào iá tr d thư n tr n l c sau s dụn iá tr d thư n tr n l c hi u chỉnh t nh d thư n ộ cao và ộ l ch d y d i Tron nh n thập niên n y xu t hi n thêm

xu hư n m i: nh nh hư n tr c tiếp của ộ cao a h nh tron d thư n ộ cao

và ộ l ch d y d i (kh n t nh th n qua d thư n tr n l c ụ th :

- ron c n tác nội suy d thư n ộ cao ộ l ch d y d i: hành ph n s n

n n ( nh hư n của ộ cao a h nh s ư c tách ra khỏi các iá tr c iết nội suy thành ph n c n l i (thành ph n s n dài cho các i m chưa iết cu i c n hoàn tr thành ph n s n n n vào kết qu nội suy heo cách này ộ ch nh xác kết

qu nội suy s t t hơn so v i trư n h p nội suy n uyên n iá tr c

- ron c n tác c i thi n ộ ch nh xác của m h nh tr n trư n toàn c u: sun nh hư n tr c tiếp của a h nh vào iá tr d thư n ộ cao và ộ l ch

d y d i của m h nh

nh hư n a h nh d thư n ộ cao () ư c xác nh theo c n th c t ch

ph n t n quát c n th c t ch ph n t n quát c n phươn pháp tri n khai

t nh toán C n th c t ch ph n t n quát t nh nh hư n của ộ cao a h nh

th t t i 9m i v i verest 5 2 m i v i exico và 3 m i v i v n n i Colorado

án k nh v n l y t ch ph n t nh nh hư n của a h nh ư c c n tron nhi u tài li u uy nhiên các kết qu ư c c n kh n tr n nhau và c kho n iến ộn khá l n: - 20 km, 50km, 80 km, 100 km km - 2

km 66 km 2 km án k nh v n l y t ch ph n khi t nh ,  ư c ch n m c

5 km - 8 km ộ l n nh hư n của a h nh cho ộ l ch d y d i c th t

t i i v i v n n i olorado

M i tươn quan i a nh hư n của a h nh tron d thư n tr n l c (g)

v i ộ cao a h nh khá th p Kết qu th c n hi m cho th y nh hư n của sai s

ộ cao a h nh ến d thư n ộ cao ran kh n án k ai s ộ cao a h nh

là 2 m chỉ y ra sai s 7mm i v i d thư n ộ cao

Hi u qu của vi c t nh  tron n n cao ộ ch nh xác o cao v n

n i của c c n ư c n hiên c u i c s dụn m h nh tr n trư n toàn c u

và th n tin a h nh n n cao ộ ch nh xác cho eoid a phươn c n ư c

xu t ên c nh m h nh s a h nh ư c kết h p v i m h nh tr n trư n toàn c u xác nh uasi eoid v n n i ết qu cho th y r n s dụn m

h nh s a h nh t nh hi u chỉnh nh hư n của a h nh cho ộ cao uasi eoid của m h nh 2 8 c th c i thi n ộ ch nh xác lên 5 %

i c kết h p kết qu t nh hư n của ộ cao a h nh tron ộ l ch d y d i và

ộ l ch d y d i c ộ ch nh xác cao ( o n máy chụp nh thiên ỉnh ánh iá

ộ ch nh xác ộ l ch d y theo m h nh tr n trư n 2 8 t i khu v c h u

Âu ết qu ánh iá cho th y nếu s dụn thêm c s hi u chỉnh do nh hư n của

a h nh th ộ ch nh xác của ộ l ch d y d i theo m h nh 2 8 trên khu v c này c th t n lên 65% ươn t kết qu n hiên c u t i v n n i wiss lps của

c cho th y ộ ch nh xác của ộ l ch d y d i theo m h nh tr n trư n

2 8 t n lên 75%

* i t am

li u tr n l c o c th c tế nư c ta ư c s dụn tron vi c x y

d n h quy chiếu và h t a ộ qu c ia; tron vi c x y d n m n lư i thủy chu n

hà nư c uy vậy nhu c u n hiên c u xác nh thế tr n trư n và h nh d n rái t i t am n i chun và các ài toán n dụn các c trưn tr n trư n vào các mục ch khoa h c k thuật qu c ph n n i riên (như n n cao ộ ch nh xác o cao n n cao ộ ch nh xác nội suy d thư n tr n l c nội suy ộ l ch

d y d i n n cao ộ ch nh xác xác nh uasi eoid cục ộ t uasi eoid toàn

c u an c n ph i tiếp tục v i m c ộ chi tiết và ch nh xác hơn

i hư n n hiên c u này tron iai o n 2 8 - 2 các tác i tron

nư c t ư c một s thành qu nh t nh ụ th :

- xu t và hoàn thi n ư c c n th c xác nh nh hư n của ộ cao

a h nh tron d thư n ộ cao và ộ l ch d y d i;

- kh o sát và ưa ra ư c yêu c u v s li u a h nh c n thiết t nh nh

hư n của ộ cao a h nh tron d thư n ộ cao và ộ l ch d y d i v n n i

y c y uyên i n run ; ch n minh ư c các nh hư n này c tr s

án k ;

- h n qua kết qu kh o sát cho th y hi u qu của vi c t nh nh hư n của ộ cao a h nh tron c n tác nội suy d thư n ộ cao và ộ l ch d y d i

* nh n kết qu n hiên c u c n nư c n oài và tron nư c cho th y

vi c n n cao ộ ch nh xác của thế tr n trư n ư c quan t m i v i i t Nam, hư n n hiên c u này c n nhi u kh a c nh chưa ư c i i quyết, v dụ như:

- hưa kh o sát án k nh v n l y t ch ph n h p l và yêu c u v ch t lư n

s li u a h nh c n thiết cho vi c t nh nh hư n của a h nh tron d thư n tr n

l c nh m n n cao hi u qu của c n tác nội suy d thư n tr n l c trên ph m vi

l nh th i t am

- hưa kh o sát án k nh v n l y t ch ph n h p l và yêu c u v ch t lư n

s li u a h nh c n thiết cho vi c t nh nh hư n của a h nh tron d thư n ộ

cao và ộ l ch d y d i trên các v n tron ph m vi l nh th i t am (tr v n

y c y uyên và i n run

- hưa c phươn án t nh nh hư n của a h nh tron d thư n tr n l c

d thư n ộ cao, ộ l ch d y d i trên v n iên i i và v n c chi u n an h p

- hưa kh o sát hi u qu của vi c s dụn s li u a h nh x y d n Quasigeoid a phươn t Quasigeoid toàn c u

- xu t ư c phươn án t nh nh hư n của a h nh tron d thư n tr n

l c d thư n ộ cao ộ l ch d y d i trên v n iên i i và v n c chi u n an

h p của i t am

- h o sát ư c vi c s dụn s li u a h nh x y d n uasi eoid cục ộ trên ph m vi l nh th i t am t s li u uasi eoid toàn c u

c liên quan nư c n oài

- h o sát l thuyết tron c s dụn m h nh toán h c các phươn pháp

C ươ PHẠM VI Đ I TƯ NG NỘI DUNG

nh yêu c u v ch t lư n s li u a h nh phục vụ cho vi c t nh toán này

- án k nh v n l y t ch ph n h p l khi t nh nh hư n của a h nh tron

d thư n tr n l c trên ph n l nh th i t am

- i i pháp phươn án v s li u khi t nh nh hư n của a h nh tron d thư n ộ cao ộ l ch d y d i và d thư n tr n l c trên v n iên i i và v n

c chi u n an h p của i t am

- án k nh v n l y t ch ph n h p l khi t nh nh hư n của a h nh tron

d thư n ộ cao ộ l ch d y d i và d thư n tr n l c trên v n iên i i và

v n c chi u n an h p của i t am

- y d n m h nh uasi eoid cục ộ t s li u của uasi eoid toàn c u theo phươn án m i là s dụn thêm s hi u chỉnh do s sai khác a h nh i a

m h nh s ộ cao của i t am và m h nh s ộ cao toàn c u và ánh iá hi u

qu của phươn pháp này

h m vi v kh n ian: ác khu v c trên l nh th i t am như: y c

i n run ia ai - om um c c - m n iên i i i t am run

u c và ào iên i i i t am ào và am pu chia khu v c c chi u n an h p của i t am

h m vi v th i ian: t d li u tr n trư n ư c s dụn i t am cho t i nay

- Nghiên c u phươn án t nh nh hư n của a h nh tron d thư n tr n

l c d thư n ộ cao, ộ l ch d y d i trên v n iên i i và v n c chi u n an

h p của i t am

ách th nh t: Không s dụn s hi u chỉnh do nh hƣ n của ph n sai khác

a h nh i a m h nh s của i t am và m h nh s ộ cao toàn c u tron

1r

1Gdzdr

HzGg

2 2 0 0

2 ij P

2 ij P

ij P

)yy()xx(

HHtan

2 ij P

2 ij P ij

)yy()xx(

)HH(G

2g

2 ij P

ij

)yy()xx(

1HS

max j

- hươn pháp : ội suy tr n s là n h ch o kho n cách

n th c t nh d thư n ộ cao của i m nội suy:

i i

n 1

i i ins

p

gp

iS

nh 2 3 i m c n xác nh g

nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n tr n l c của i m ƣ c i u di n

dƣ i d n hàm son tuyến của t a ộ X , i Y nhƣ sau: i

i i

iết dƣ i d n ma trận:

LAX

tron :

1 4

2 2

1 1

YX1

YX1

YX1

YX1

HHH

a

c

1 3

tron n là s i m d n xác nh d thư n ộ cao (trư n h p này n 4

(m

2 i

ns i j

là iá tr nội suy nh hư n của a h nh tron d thư n tr n l c của i m i; gi

là iá tr nh hư n của a h nh tron d thư n tr n l c của i m i

hươn pháp xác nh nh hư n của a h nh tron d thư n ộ cao

n th c chun cho vi c t nh nh hư n của a h nh tron d thư n ộ cao như sau:

1 i

m 1

j ij tb

I)HH(

1 j

2 1 i 2 k k

1 i 2 i 2 1 k 1 k

2 i 2 k k

i ik

xyy

xyy

lnxxyy

xyy

lnxI

2 i 2 1 k i

2 1 i 2 1 k 1 i 1 k 2 i 2 k i

2 1 i 2 k 1 i k

xyx

xyx

lnyxyx

xyx

lny

AdrdAcos

r

HG

AdrdAsin

r

HG

tron : H là ộ cao a h nh t i i m ch y tron v n x t; r là kho n cách t

i m x t ến i m ch y; là c phươn v của hư n t i m t nh ến i m ch y;

r1 là án k nh v n l y t ch ph n

hươn pháp t ch ph n s c n là phươn pháp ư c s dụn khi t nh nh

hư n của a h nh tron ộ l ch d y d i của tài ươn t như phươn pháp này

t nh nh hư n của a h nh tron d thư n ộ cao ph n trên v n l y t ch ph n

m 1 jIH

m 1 jIH

G

ộ cao  là ộ cao trun nh của m i vu n s ij là nh hư n của

vu n nhỏ v i chỉ s i j và ư c xác nh d n tri n khai theo c n th c sau:

2 1 i 2 1 j 1 j

2 1 i 2 j j

2 i 2 j j

2 i 2 1 j 1 j ij

xyy

xyylnx

yy

xyy

lnI