Trắc địa đại cương hoàng xuân thàn

Phép chi u hình tr ngang.... Nguyên nhân gây ra sai s ..... Trung bình tr ng s và cách đánh giá đ chính xác theo tr ng s ..... Ph ng pháp đo toàn vòng..... PH NG PHÁP O GÓC NG VÀ NGUYÊN

9

M C L C

PH N TH NH T 16

CH NG I : BÀI M U 16

§ 1.1 KHÁI NI M V MÔN H C TR C A 16

§1.2 VAI TRÒ C A TR C A TRONG I S NG XÃ H I 17

§1.3 L CH S PHÁT TRI N NGÀNH TR C A 18

CH NG II: KI N TH C CHUNG V TR C A 20

§2.1 HÌNH D NG VÀ KÍCH TH C TRÁI T 20

2.1.1 Hình d ng Trái đ t và M t th y chu n 20

2.1.2 Kích th c Trái đ t 10

§2.2 NH H NG C A CONG TRÁI T T I CÔNG TÁC TR C A 9

2.2.1 Sai s v kho ng cách 12

2.2.2 Sai s v đ cao 13

§2.3 H T A A LÝ 14

§2.4 H T A TR C A TH GI I- 84 (WGS- 84) 15

§2.5 B N - BÌNH - M T C T - T L B N 16

2.5.1 B n đ 16

2.5.2 Bình đ 17

2.5.3 M t c t đ a hình 17

4 T l b n đ 18

§2.6 KHÁI NI M V CÁC PHÉP CHI U B N 22

2.6.1 Phép chi u b ng 22

2.6.2 Phép chi u hình nón 22

2.6.3 Phép chi u hình tr đ ng 23

2.6.4 Phép chi u hình tr ngang 24

2.6.5 Phép chi u UTM 25

§2.7 H TO GAOX - KRIUGHE, H T A THÔNG D NG VÀ H T A GI NH 26

2.7.1 H t a đ Gaox - Kriughe 26

2.7.2 H t a đ thông d ng 27

2.7.3 H t a đ gi đ nh 27

§2.8 KHÁI NI M V CHIA M NH VÀ ÁNH S B N 28

2.8.1 T l 1:1 000 000 28

2.8.2 T l 1: 500 000 27

2.8.3 T l 1: 100000 27

§2.9 CÁCH BI U TH A V T VÀ A HÌNH LÊN B N 30

1 Ph ng pháp k vân 30

2 Ph ng pháp tô màu 30

3 Ph ng pháp đ ng đ ng m c 30

§2.10 CÁC N V O TH NG DÙNG TRONG TR C A 32

§2.11 H TH NG NH V TOÀN C U GPS 33

1 C u t o GPS 33

2 Các nguyên t c và ph ng pháp đo GPS 35

CH NG III: KI N TH C CHUNG V SAI S TRONG TR C A 64

§ 3.1 KHÁI NI M V PHÉP O 64

§ 3.2 SAI S TRONG PHÉP O 64

§3.3 NGUYÊN NHÂN GÂY RA SAI S VÀ PHÂN LO I SAI S 65

1 Nguyên nhân gây ra sai s 65

2 Phân lo i sai s 65

§3.4 ÁNH GIÁ CHÍNH XÁC PHÉP O TR C TI P 67

1 Sai s trung bình 67

2 Sai s trung ph ng 67

3 Sai s gi i h n 69

4 Sai s t ng đ i 69

§ 3.5 ÁNH GIÁ CHÍNH XÁC C A PHÉP O GIÁN TI P 70

1 Sai s trung ph ng c a hàm d ng t ng quát 70

§3.6 TR TRUNG BÌNH C NG VÀ SAI S TRUNG PH NG C A TR TRUNG BÌNH C NG 71

1 Sai s trung ph ng c a tr trung bình c ng 72

§3.7 SAI S XÁC SU T NH T VÀ CÔNG TH C TÍNH SAI S TRUNG PH NG THEO SAI S XÁC SU T NH T (CÔNG TH C BESSEN) 73

1 Sai s xác su t nh t 73

§3.8 KHÁI NI M V PHÉP O KHÔNG CÙNG CHÍNH XÁC VÀ TR NG S K T QU O 74

1 Trung bình tr ng s và cách đánh giá đ chính xác theo tr ng s 74

PH N TH HAI 78

CH NG IV: NH H NG NG TH NG TRÊN M T T 78

§4.1 ÁNH D U I M TR C A TRÊN M T T 78

§4.2 KHÁI NI M V NH H NG NG TH NG 79

1 Góc ph ng v th c và đ h i t kinh tuy n 79

2 Góc ph ng v t và đ t thiên 81

3 Góc đ nh h ng 81

§4.3 A BÀN 82

1 C u t o 82

2 Ki m nghi m đ a bàn 84

§4.4 O GÓC PH NG V T B NG A BÀN 85

§4.5 QUAN H GI A GÓC NH H NG VÀ GÓC B NG 85

1 Tính góc b ng t các góc đ nh h ng 85

2 Tính chuy n góc đ nh h ng 86

CH NG V: O KHO NG CÁCH 89

§ 5.1 KHÁI NI M V O KHO NG CÁCH 89

§ 5.2 NH TUY N NG TH NG 89

1 nh tuy n đ ng th ng gi a hai đi m ng m thông nhau 89

2 nh tuy n đ ng th ng gi a hai đi m không ng m thông nhau 90

§ 5.3 O TR C TI P KHO NG CÁCH B NG TH C THÉP 92

1 D ng c đo tr c ti p kho ng cách 92

2 o kho ng cách b ng th c thép v i đ chính xác 1/ 2.000 93

3 o kho ng cách b ng th c thép v i đ chính xác 1/20.000 96

4 Sai s khi đo kho ng cách b ng th c thép 97

§ 5.4 O KHO NG CÁCH GIÁN TI P 99

1 o kho ng cách b ng máy quang h c và mia ngang 99

2 o kho ng cách b ng máy quang h c k t h p v i th c thép 160

3 o kho ng cách b ng máy quang h c có dây th c và mia 160

4 o kho ng cách b ng máy đo xa đi n t 163

CH NG VI: MÁY TH Y BÌNH VÀ PH NG PHÁP O CAO HÌNH H C 166

§ 6.1 KHÁI NI M CHUNG V O CAO 166

1 o cao hình h c 166

2 o cao l ng giác 166

3 o cao v t lý 166

4 o cao c h c 166

5 o cao b ng ch p nh l p th 167

6 o cao b ng h đ nh v toàn c u GPS: 167

§ 6.2 NGUYÊN LÝ O CAO HÌNH H C 167

1 o cao t gi a 167

2 o cao phía tr c 168

§ 6.3 PHÂN LO I VÀ C U T O MÁY TH Y BÌNH 169

1 ng kính 169

2 ng th y 172

3 B máy 174

4 Chân máy 174

§ 6.4 MIA TH Y CHU N VÀ MIA 175

1 Mia th y chu n 175

2 mia 176

§ 6.5 CÁC THAO TÁC C B N KHI S D NG MÁY TH Y BÌNH 176

1 t máy 176

2 Cân b ng máy 176

3 Ng m và đ c s trên mia 177

§ 6.6 KI M NGHI M VÀ HI U CH NH MÁY TH Y BÌNH CÓ CHÍNH XÁC TRUNG BÌNH 178

1 Ki m nghi m và hi u ch nh sai l ch c a ng th y dài 178

2 Ki m nghi m và hi u ch nh sai l ch tr c ng m 179

3 Ki m nghi m và hi u ch nh l i ch th p 180

4 Ki m nghi m đ nh y c a b ph n t cân b ng 181

§ 6.7 O CAO HÌNH H C GI A HAI I M CÁCH XA NHAU 181

§ 6.8 NH H NG C A CONG TRÁI T VÀ KHÚC X ÁNH SÁNG TRONG O THU CHU N 183

§ 6.9 PH NG PHÁP O THU CHU N H NG III VÀ IV 185

1 Các quy đ nh chung 186

2 N i dung công tác t i m t tr m đo thu chu n h ng III và IV 187

3 S đo thu chu n h ng III và IV 189

4 ánh giá k t qu đ ng đo thu chu n 191

5 Bình sai đ ng đo thu chu n 192

§ 6.10 SAI S KHI O THU CHU N VÀ BI N PHÁP KH C PH C 194

1 Sai s do máy có tr c ng m không song song v i tr c ng thu dài 195

2 Sai s do mia 195

3 Sai s do ng i đo 195

4 Sai s do môi tr ng đo 196

§ 6.11 THU CHU N K THU T 197

§ 6.12 B O QU N MÁY VÀ D NG C TR C A 198

1 B o qu n máy tr c đ a 198

2 B o qu n th c thép và mia 199

§ 6.13 GI I THI U M T S LO I MÁY THU BÌNH 199

1 Máy thu bình Ni- 030 199

2 Máy thu bình Ni- 025 200

CH NG VII: MÁY KINH V VÀ PH NG PHÁP O GÓC 204

§ 7.1 NGUYÊN LÝ O GÓC 204

1 Nguyên lý đo góc b ng 204

2 Nguyên lý đo góc đ ng 204

§ 7.2 PHÂN LO I VÀ C U T O MÁY KINH V 205

1 Phân lo i 205

2 C u t o máy kinh v 206

§ 7.3 C U T O BÀN VÀ B PH N C S 208

1 C u t o bàn đ 208

§ 7.4 CÁC THAO TÁC C B N TRÊN MÁY KINH V 211

1 t máy 211

2 nh tâm máy 211

§ 7.5 KI M NGHI M VÀ HI U CH NH MÁY KINH V 213

1 Ki m nghi m và hi u ch nh ng thu dài trên bàn đ ngang 214

2 Ki m nghi m và hi u ch nh sai s tr c ng m (sai s 2C) 214

3 Ki m nghi m và hi u ch nh sai s ch tiêu c a bàn đ đ ng (MO V ho c MO Z ) 217

4 Ki m nghi m và hi u ch nh sai l ch c a l i ch th p 222

5 Ki m nghi m và hi u ch nh quan h gi a tr c quay th ng đ ng ZZ’ và tr c đ ngang PP’ 222

§ 7.6 PH NG PHÁP O GÓC B NG 223

1 Ph ng pháp đo đ n gi n 223

2 Ph ng pháp đo toàn vòng 225

§ 7.7 SAI S KHI O GÓC B NG VÀ BI N PHÁP KH C PH C 227

1 Sai s do máy 227

2 Sai s do ng i đo 228

3 Sai s do môi tr ng đo 229

§ 7.8 PH NG PHÁP O GÓC NG VÀ NGUYÊN LÝ 229

O CAO L NG GIÁC 229

1 Ph ng pháp đo góc đ ng 229

2 Nguyên lý đo cao l ng giác 230

§ 7.9 GI I THI U M T S LO I MÁY KINH V 233

3 Máy kinh v quang h c 4T30P 233

2 Máy kinh v đi n t Leica T-100 234

PH N TH BA: 240

CH NG VIII: O V BÌNH T L L N B NG PH NG PHÁP TOÀN C 240

§ 8.1 CÔNG D NG C A BÌNH T L L N VÀ KHÁI NI M V PH NG PHÁP TOÀN C 240

1 Công d ng c a b n đ t l 1:2000 , 1: 1000 và 1: 500 240

2 Khái ni m v ph ng pháp toàn đ c 240

§ 8.2 KHÁI NI M V L I KH NG CH M T B NG 242

1 L i tam giác nhà n c 243

2 L i kh ng ch to đ khu v c 244

3 L i kh ng ch đo v 245

§ 8.3 HAI BÀI TOÁN C B N TRONG TR C A 246

1 Bài toán thu n 246

2 Bài toán ngh ch 247

ΔX ΔY 248

§ 8.4 PH NG PHÁP THÀNH L P NG CHUY N KINH V 250

1 Khái ni m v đ ng chuy n kinh v 250

2 Phân lo i 251

3 Thành l p đ ng chuy n kinh v 252

§ 8.5 L P L I KH NG CH CAO O V 260

§ 8.6 NG CHUY N TH C 261

1 Khái ni m 261

2 Trình t b trí và đo đ ng chuy n th c 262

§ 8.6 K L I T A VÀ TRI N I M KH NG CH 262

1 K l i t a đ 263

2 Xác đ nh t a đ l i ô vuông và tri n đi m kh ng ch lên b n v 264

3 Ch m đi m đ ng chuy n th c lên b n v 265

§ 8.7 O V A HÌNH 266

1 i m chi ti t và cách ch n đi m chi ti t 266

2 Trình t thao tác đo v t i 1 tr m đo chi ti t 267

§ 8.8 PH NG PHÁP BI U TH A V T VÀ A HÌNH 270

1 Bi u th đ a v t: 270

2 Bi u th đ a hình: 272

§8.9 TÓM T T TRÌNH T O V B N THEO PH NG PHÁP TOÀN C 207

1 Công tác chu n b 207

2 L p l i kh ng ch m t b ng 208

3 L p l i kh ng ch đ cao 208

4 o v chi ti t 208

5 Tu s a, hoàn ch nh b n v 208

6 Giao n p tài li u 208

T HUY T MINH BÁO CÁO , B N V , S LI U O VÀ TÍNH 208

§ 8.10 KHÁI NI M V B N S VÀ PH NG PHÁP THÀNH L P B N S 208

1 Khái ni m 208

2 Các ph ng pháp thành l p s li u ban đ u 209

§ 8.11 QUY TRÌNH S HOÁ VÀ BIÊN T P - B N S 211

1 S đ t ng quát 211

2 Thi t k chung 211

3 N n b n đ 214

4 Véc t hoá đ i t ng 214

5 Hoàn thi n và chu n hoá d li u 214

6 Biên t p và trình bày b n đ 215

7 L u tr d li u và in b n đ 215

PH N TH T 216

CH NG IX: O V M T C T A HÌNH 216

§ 9.1.M C ÍCH VÀ N I DUNG O V M T C T A HÌNH 216

§ 9.2 XÁC NH NG TIM CÔNG TRÌNH, ÓNG C C CHÍNH VÀ C C PH 216

1 Xác đ nh đ ng tim công trình 216

2 óng c c chính và c c ph 217

§ 9.3 O VÀ TÍNH CAO U C C 218

1.B trí các m c kh ng ch đ cao d c tuy n 218

2 o và tính đ cao đ u c c 218

§ 9.4 V M T C T D C 220

§ 9.5 O V M T C T NGANG 221

1.Xác đ nh h ng c a m t c t ngang 221

2 o m t c t ngang 219

3.V m t c t ngang 223

CH NG X: O V DÒNG SÔNG 224

§ 10.1 O V M T C T NGANG SÔNG 224

1 Xác đ nh v trí m t c t ngoài th c đ a 224

2 o đ cao các đi m đáy sông 224

3 o kho ng cách gi a các đi m đo sâu 226

4 V m t c t ngang sông 227

§ 10.2 O V A HÌNH ÁY SÔNG 228

1 L i kh ng ch m t b ng 228

2 L i kh ng ch đ cao 228

3 o v chi ti t đ a hình đáy sông 230

§ 10.3 KH O SÁT LÒNG SÔNG B NG MÁY H I ÂM (ECHO SOUNDER) 231

§ 10.4 GI I THI U M T S MÁY H I ÂM (ECHO SOUNDER – ECHOLOCATION ) 233

§ 10.5 B TRÍ C T O M C N C ( C T TH Y CHÍ ) 235

§ 10.6 XÁC NH “ NG M T N C” VÀ “ D C M T N C” 233

§ 10.7 QUAN TR C V T L 233

CH NG XI: S D NG B N VÀ M T C T A HÌNH 235

§ 11.1 KHUNG VÀ CÁC KÍ HI U TRÊN B N 235

1 Kí hi u khung b n đ 235

2 Kí hi u n i dung b n đ 236

§ 11.2 NH H NG B N TH C A 236

1 nh h ng b n đ theo đ a v t 236

2 nh h ng b n đ b ng đ a bàn 237

§ 11.3 S D NG B N TRONG PHÒNG 237

1 Xác đ nh chi u dài m t đo n th ng trên b n đ 237

2 Xác đ nh đ dài m t đ ng cong trên b n đ 238

3 Xác đ nh t a đ các đi m trên b n đ 238

3 Xác đ nh đ cao c a đi m trên b n đ 239

4 Xác đ nh đ d c c a đo n th ng trên b n đ 239

5 Xác đ nh tuy n đ ng có đ d c cho tr c trên b n đ 238

6 Xác đ nh biên gi i l u v c c a sông, su i 238

7 Xác đ nh giao tuy n gi a mái đ p và m t đ t t nhiên trên b n đ 237

8 V m t c t đ a hình theo m t h ng cho tr c trên b n đ 239

9 Tính di n tích trên b n đ 240

10 Xác đ nh ph m vi ng p và dung tích c a h ch a 256

11 V đ ng đ c tính c a h ch a 257

12 Tính kh i l ng đào đ p kênh m ng, san l p n n 258

§ 11.4 V L I B N 261

CH NG XII: B TRÍ CÔNG TRÌNH 265

§ 12.1 KHÁI NI M V B TRÍ CÔNG TRÌNH 265

1 B trí c b n 266

2 B trí chi ti t công trình 266

3 B trí công ngh 266

§ 12.2 B TRÍ CÁC Y U T C B N 266

1 B trí m t góc theo thi t k ra ngoài m t đ t 266

2 B trí chi u dài theo thi t k ra ngoài m t đ t 267

3 B trí đ cao theo thi t k ra ngoài m t đ t 268

4 B trí đ ng th ng và m t ph ng theo đ d c thi t k 269

§ 12.3 B TRÍ M T B NG CÔNG TRÌNH RA NGOÀI M T T 271

1 Ph ng pháp to đ c c 271

2 Ph ng pháp giao h i góc 272

3 Ph ng pháp giao h i c nh 274

4 Ph ng pháp to đ vuông góc 275

§ 12.4 B TRÍ NG CONG CÔNG TRÌNH 275

1 B trí các đi m chính đ ng cong 275

2 B trí đi m chi ti t đ ng cong 274

§ 12.5 B TRÍ CÔNG TRÌNH B NG MÁY TOÀN C I N T 277

1 B trí góc đã bi t ra m t đ t: 277

2 B trí chi u dài ra m t đ t: 277

3 Ph ng pháp b trí đi m chi ti t công trình: 277

CH NG XIII: QUAN TR C BI N D NG CÔNG TRÌNH 280

§13.1 KHÁI NI M 280

13.1.1 M c đích và nhi m v quan tr c bi n d ng công trình 280

13.1.2 Phân lo i bi n d ng công trình, yêu c u đ chính xác quan tr c 281

STT 282

13.1.3 Yêu c u v m c và chu k quan tr c bi n d ng công trình 282

§13.2 QUAN TR C LÚN CÔNG TRÌNH 283

§ 13.3 QUAN TR C CHUY N D CH NGANG CÔNG TRÌNH 280

13.3.1 Khái ni m v quan tr c chuy n d ch ngang công trình 280

13.3.2 Các ph ng pháp quan tr c chuy n d ch ngang công trình 280

§ 13.4 QUAN TR C NGHIÊNG CÔNG TRÌNH 282

13.4.1 Ph ng pháp dây d i 283

13.4.2 Ph ng pháp to đ 283

Tr c đ a là m t ngành khoa h c v trái đ t, có nhi m v nghiên c u, xác đ nh hình

d ng, kích th c trái đ t và bi u di n b m t trái đ t lên b n đ , đ ng th i nghiên c u các ph ng pháp tr c đ a đ gi i quy t các nhi m v khác nhau trong công tác kh o sát, quy ho ch, thi t k , thi công, xây d ng các công trình

Cùng v i s phát tri n c a các ngành Khoa h c k thu t khác, Tr c đ a c ng luôn luôn phát tri n và ngày càng hi n đ i hóa v công ngh và máy móc thi t b Ngày nay

Tr c đ a đang v n t i vi c đo v b n đ các hành tinh ngoài trái đ t

Tùy theo đ i t ng và ph ng pháp nghiên c u khác nhau trong Tr c đ a đ c chia ra các ngành chuyên sâu:

- Tr c đ a cao c p: Nghiên c u vi c đo v b n đ toàn b hay m t khu v c r ng

l n trên m t đ t (b n đ th gi i, m t qu c gia, m t châu l c…); nghiên c u, xác đ nh hình d ng, kích th c trái đ t đ ng th i nghiên c u s chuy n d ch c a v trái đ t, s

bi n đ ng c a th m l c đ a…

- Tr c đ a đ a hình: Nghiên c u vi c đo v b n đ m t khu v c nh trên m t đ t,

ví d : khu v c xây d ng công trình thu l i, c u đ ng, nhà c a…Vì khu v c đo v

nh so v i toàn b b m t trái đ t, nên có th coi m t đ t là m t ph ng, b qua nh

h ng đ cong trái đ t Khi đó m i công tác đo đ c, tính toán s đ n gi n h n

- Tr c đ a công trình: Nghiên c u các ph ng pháp tr c đ a và máy móc thi t b

chuyên dùng đ gi i quy t các yêu c u th c t trong công tác kh o sát, thi t k , thi công công trình, trong ki m tra, quan tr c bi n d ng công trình

- Tr c đ a nh: Nghiên c u các ph ng pháp đo ch p nh hàng không, nh v tr ,

nh m t đ t đ thành l p các lo i b n đ và ng d ng trong H th ng Thông tin a lý (GIS)

Ngoài ra còn có các ngành nh ch t o máy và thi t b đo v , ngành b n đ ,v.v… Trong tr ng i h c Thu l i, Tr c đ a đ i c ng là môn k thu t c s , đ c

gi ng d y tr c các môn chuyên ngành và sau các môn khoa h c c b n

Môn h c Tr c đ a liên quan m t thi t v i toán h c, tin h c, v t lý, hình h a và thiên v n h c Toán h c và tin h c giúp chúng ta có kh n ng phân tích, tính toán và

x lý các s li u đo đ c V t lý là c s đ ch t o các lo i máy tr c đ a, ki n th c

c u các giai đo n th c hi n m t công trình c th Ví d : xây d ng m t h ch a

n c, tr m b m, tr m th y đi n, m t cây c u …ng i ta ph i l n l t th c hi n qua các giai đo n sau:

- Giai đo n Quy ho ch: giai đo n này, ng i k s ph i s d ng các b n đ t

l nh , trên đó ph i v ch ra k ho ch khái quát nh t v xây d ng, khai thác, s d ng các công trình cho toàn b khu v c r ng l n

Nh ng ki n th c v đo v b n đ t l nh thu c n i dung c a Tr c đ a cao c p

mà giáo trình này không đ c p đ n Tuy v y, ki n th c v s d ng b n đ t l nh là

r t quan tr ng và s đ c trình bày t m trong ch ng XI c a giáo trình này

- Giai đo n i u tra Kh o sát: C n th c hi n các công tác đo v c th đ thu

- Giai đo n Thi t k : S d ng các tài li u đo đ c đ c trong giai đo n kh o sát đ

thi t k công trình lên đó Ng i k s ph i có ki n th c đ y đ v s d ng b n đ đ a hình đ tính toán, b trí các công trình lên b n đ m t cách khoa h c nh t Nh ng ki n

th c này s đ c trình bày trong ch ng XI

- Giai đo n Thi công: Ng i k s c n đ c trang b ki n th c v v n đ đ a

công trình t b n v thi t k ra ngoài m t đ t (b trí công trình) đúng v trí, đúng đ cao, đúng kích th c đã thi t k , đ theo dõi ti n đ thi công công trình ó là ki n

th c n m trong ch ng XII

- Giai đo n Nghi m thu, Qu n lý và Khai thác công trình: Khi công trình đã xây

d ng xong, ng i k s c n có ki n th c đ ki m tra l i kích th c, v trí, đ cao công trình m i xây, ki n th c v đo v b n đ hoàn công

Trong quá trình qu n lý và khai thác công trình c n có các ki n th c Tr c đ a đ theo dõi s thay đ i v v trí c a công trình, c th là ki n th c v đo xê d ch, đo lún,

đo bi n d ng, đo đ nghiêng, đo v t n t trên công trình…và t đó đánh giá s n đ nh

c a công trình theo th i gian Nh ng ki n th c này đ c trình bày trong ch ng XIII Ngoài ra, Giáo trình c ng trình bày m t s ki n th c Tr c đ a ph c v chuyên ngành

đã sáng t o ra ph ng pháp đo, phân chia l i đ t đai Thu t ng “Tr c đ a” theo ti ng

Hy l p cùng ngh a v i “phân chia đ t đai”

Tr i qua nhi u th i đ i, cùng v i s phát tri n không ng ng c a khoa h c k thu t

và n n s n xu t xã h i, ngành Tr c đ a c ng ngày càng phát tri n Nh ng phát minh ra kính vi n v ng, th c Lôgarit, lý thuy t tam giác l ng m t c u, phóng các tàu v tinh nhân t o…đã t o đi u ki n v ng ch c cho s phát tri n c a khoa h c Tr c đ a

Trong vài th p k g n đây, nh ng thành t u m i v khoa h c k thu t, v công ngh thông tin đã làm cho Tr c đ a có b c phát tri n m nh, thay đ i v ch t: Khoa

h c Vi n thám cho phép thành l p b n đ t nh ng t m nh ch p t máy bay, t v tinh nhân t o Nhi u ngành công ngh chính xác đã cung c p cho Tr c đ a nh ng máy móc đo đ c có đ chính xác cao Vi c s d ng máy tính đi n t đ gi i các bài toán

Tr c đ a có kh i l ng l n, vi c xác đ nh v trí các đi m trên m t đ t b ng H th ng

nh v Toàn c u GPS, vi c ng d ng H th ng Thông tin a lý GIS cho t t c các ngành khoa h c khác…Tr c đ a đã c p nh t t c th i nh ng thành t u m i nh t c a các ngành khoa h c k thu t khác

Vi t nam, t xa x a cha ông ta đã bi t áp d ng nh ng hi u bi t v đo đ c vào

cu c s ng, s n xu t và qu c phòng Nh ng công trình đê ch ng l l t dài hàng tr m

km, nh ng thành c nh thành c C loa, thành nhà M c là nh ng minh ch ng v vi c

ng d ng ki n th c Tr c đ a vào công tác xây d ng và qu c phòng c a ông cha ta

u th k 20, Pháp đã cho ti n hành đo v b n đ toàn ông d ng nh m m c đích khai thác t i đa vùng đ t này Vi c đo đ c đ c ti n hành có t ch c, áp d ng

nh ng ph ng pháp đo đ c khoa h c và s d ng máy tr c đ a có ch t l ng cao

Nh ng s li u đ a hình, nh ng b n đ còn l u tr đã nói lên đi u đó Hi n nay, m t s tài li u và nh ng b n đ đo đ c t tr c 1945 v n còn đ c s d ng trong m t s ngành

Trong th i k kháng chi n ch ng Pháp (1946-1954), công tác tr c đ a ch y u

ph c v cho Quân s : nh tr c đ a pháo binh, công binh, trinh sát Sau khi cu c kháng chi n thành công, nhà n c Vi t nam dân ch c ng hòa đã r t chú tr ng đ n công tác

tr c đ a C c o đ c Nhà n c tr c thu c Ph th t ng ra đ i n m 1959 đánh d u

m t b c tr ng thành c a ngành Tr c đ a Vi t nam

Hi n t i, B Tài nguyên và Môi tr ng là c quan qu n lý c p nhà n c v toàn

b các ho t đ ng c a ngành Tr c đ a Ngoài ra, các B , các ngành đ u có các c quan

ch c n ng qu n lý công tác Tr c đ a ph c v chuyên ngành

i ng nh ng ng i làm công tác Tr c đ a c ng ngày càng l n m nh Tr c

1960, c n c ch có vài ch c k thu t viên trình đ trung c p tr c đ a làm vi c trong

m t s b ngành, t i nay đ i ng nh ng ng i làm công Tr c đ a đã r t đông đ o bao

g m nhi u trình đ khác nhau: S c p, trung c p, đ i h c và trên đ i h c Song song

v i vi c c đi đào t o n c ngoài, Nhà n c ta đã quy t đ nh m khoá đào t o K s

Tr c đ a đ u tiên t i tr ng i Bách khoa Hà n i n m 1962 Hi n nay, khoa Tr c đ a

tr ng i h c M - a ch t là Trung tâm đào t o và nghiên c u khoa h c l n nh t trong c n c v chuyên ngành này

Câu h i:

1 Các môn h c chuyên sâu v Tr c đ a ?

2 Công tác tr c đ a c n thi t cho các giai đo n xây d ng các công trình th y l i ?

h i đ o chi m 29%, và các đ i d ng chi m 71% di n tích Ch cao nh t là đ nh Chô

mô lung ma trong dãy Hymalaya cao 8882 mét, và ch th p nh t là v nh Marian Thái bình d ng sâu 11032 mét Nh v y đ chênh l ch gi a đi m cao nh t và đi m sâu nh t c a v trái đ t x p x 20 km

N u đem so sánh đ chênh này v i kích th c trái đ t (có đ ng kính g n b ng

12000 km) thì t l 20:12000 = 1: 600 cho phép ta hình dung m t mô hình trái đ t hình

c u có đ ng kính 600mm mà v t g n l n nh t trên b m t là 1 mm và nh v y có th coi b m t trái đ t là m t nh n K t lu n này c ng đ c ch ng minh b ng nh ng b c

nh ch p trái đ t t nh ng con tàu v tr : đ ng chân tr i là m t đ ng cong tr n

coi là m t tiêu bi u đ c tr ng cho

b m t c a trái đ t Sau đây ta

nghiên c u k v m t th y chu n

a nh ngh a: M t Th y chu n c a trái đ t là m t n c bi n bình quân khi yên

t nh, kéo dài xuyên qua các l c đ a và h i đ o t o thành m t cong kín

b Tính ch t c a m t th y chu n

T i m i đi m trên m t th y chu n, ph ng c a đ ng pháp tuy n luôn trùng v i

đ ng dây d i

c Công d ng c a m t th y chu n

Trong tr c đ a, m t th y chu n đ c dùng làm m t chi u khi đo v b n đ đ ng

th i c ng đ c dùng làm m t chu n đ so sánh đ cao c a các đi m trên m t đ t

d Phân lo i

Hình 2-1

so sánh đ cao th p các đi m trên m t đ t ng i ta quy đ nh m t th y chu n

g c có đ cao b ng 0 và đ a ra khái ni m v đ cao c a các đi m trên m t đ t:

cao c a m t đi m trên m t đ t là kho ng cách theo đ ng dây d i t đi m

đó t i m t th y chu n cao đ c ký hi u là H và kèm theo tên đi m, thí d đ

cao đi m A, đi m B… trên hình 2-1 đ c ký hi u: HA, HB…

phân bi t gi a các đi m n m phía trên hay phía d i m t th y chu n ng i

ta quy c:

Nh ng đi m n m phía trên m t th y chu n có đ cao d ng (HA > 0), nh ng

đi m n m phía d i có đ cao âm (HB< 0), nh ng đi m n m trên m t th y chu n

có đ cao b ng 0 (HO= 0)

cao c a các đi m trên m t đ t so v i m t th y chu n g c g i là đ cao tuy t

đ i Trong m t s ngành K thu t (Thu l i, Giao thông…) đ cao tuy t đ i còn g i

là “c t” Ví d : C t m t đê sông H ng khu v c Hà N i là +14,5 mét; c t m t đ t khu v c sân tr ng i h c Th y l i là kho ng +5.5 mét

B n đ các t l khác nhau trên lãnh th Vi t nam đ u dùng h th ng đ cao l y

m t th y chu n s n làm m t th y chu n g c

M t th y chu n gi đ nh: Là m t th y chu n song song v i m t th y chu n g c,

có đ cao tùy ch n Ví d m t th y chu n qua đi m C, m t th y chu n qua đi m A (hình 2-1)

cao c a các đi m trên m t đ t so v i m t th y chu n gi đ nh g i là đ cao

t ng đ i Thí d : đ cao t ng đ i c a đi m A so v i đi m C là kho ng cách t

đi m A t i m t th y chu n gi đ nh qua C theo đ ng dây d i cao t ng đ i còn

đ c g i là “chênh cao” ký hi u là hCA (hình 2-1) và đ c tính theo công th c:

hCA = HA - HC

M t th y chu n gi đ nh đ c s d ng khi đo v các công trình có quy mô nh ,

n m n i h o lánh, xa m ng l i đ cao Qu c gia Ví d : Khi đo v bình đ m t h

ch a n c lo i nh vùng núi cao, ng i ta có th gán cho m t đi m c đ nh m t

đ cao tùy ch n, và l y làm đi m g c đ xác đ nh đ cao các đi m khác trong khu

v c

2.1.2 Kích th c Trái đ t

Qua nghiên c u c u t o v trái đ t, ng i ta th y r ng s phân b v t ch t trong lòng trái đ t không đ ng nh t: n i có t tr ng l n (m s t, m đ ng…), n i có t

tr ng nh (túi khí, m d u…) Do đó, ph ng c a tr ng l c hay còn g i ph ng c a

đ ng dây d i thay đ i theo v trí c a các đi m trên m t đ t

thu n l i cho vi c gi i các bài toán Tr c đ a, có th coi M t th y chu n có

d ng g n gi ng v i m t elipxoit, d t 2 c c (hình 2-2): Hình elipxoit này đ c g i

là “hình b u d c tham kh o”, Kích th c hình b u d c tham kh o đ c nhi u nhà

khoa h c trên th gi i đo đ c, tính toán và công b v i nhi u k t qu khác nhau

(xem b ng 2-1)

Vi t nam tr c n m 2000 s d ng s li u c a nhà bác h c Crax pxki

(CHLB Nga) công b n m 1940 T n m 2000 đ n nay s d ng s li u c a H quy

chi u Tr c đ a Th gi i n m 1984 (WGS- 84)

B ng 2-1 Tên các nhà

khoa h c

Bán kính l n (a) (mét)

Bán kính bé (b) (mét)

đ i c ng ng i ta nh n trái đ t là hình c u có bán kính trung bình R=6371 km

B m t trái đ t là m t c u, còn b n đ l i đ c v lên gi y ph ng, nh v y khi

bi u di n b m t trái đ t lên t gi y ph ng t t nhiên s b bi n d ng Nh ng bi n

Hình 2-2

d ng do s chuy n đ i đó đ c th hi n d i nh ng sai s mà ta l n l t xét sau đây:

2.2.1 Sai s v kho ng cách

Xét 2 đi m A và B cùng n m trên m t th y chu n Kho ng cách gi a chúng

đ c bi u di n b i chi u dài d c a cung AB (hình 2-3)

ng t i A, n u coi m t th y chu n là m t ph ng, t c là trên hình 2-3 bi u th

b i ti p tuy n AT, thì kho ng cách gi a A và B chính là chi u dài AB’ = t Chênh

l ch gi a t và d g i là “sai s do gi thi t m t th y chu n là m t ph ng” đ c ký

các giá tr d ghi trong b ng 2-2

Hi n nay v i các thi t b đo

A

B

B' t

đó trong khu v c có bán kính ≤ 10 km có th coi m t th y chu n là m t ph ng và sai

s do đ cong c a trái đ t (công th c 2-2) có th b qua

Hình 2-3

2

.d

dh

2

=

Δ (2-4)

Nh v y sai s v đ cao Δh t l thu n v i bình ph ng kho ng cách d V i R

= 6371 km, giá tr c a Δh trong công th c (2-4) s bi n đ i theo d nh b ng 2-3

B ng 2-3

0.05 0.5 1.00 2.00

λ bi n thiên t 0°÷ 180° xu t phát t kinh tuy n g c v hai phía ông và Tây và

đ c g i t ng ng là kinh đ ông và kinh đ Tây

- V đ c a m t đi m trên m t đ t là góc t o b i m t ph ng xích đ o v i đ ng dây d i đi qua đi m đó và ký hi u là

bi n thiên t 0°÷ 90° xu t phát t đ ng xích đ o v hai phía c c B c và c c Nam và đ c g i t ng ng là v đ B c và v đ Nam

Kinh đ và v đ c a đi m M đ c bi u di n trên hình 2-4

Nh v y, kinh đ c a các đi m bán c u ông c a Trái đ t đ c g i là “kinh

đ ông” còn các đi m bán c u Tây đ c g i là “kinh đ Tây”, t ng t v đ các

đi m bán c u B c có tên “v đ B c”, phía bán c u Nam có tên “v đ Nam”

Ví d : T a đ đ a lý c a thành ph Hà N i là:

xác đ nh t a đ đ a lý c a các đi m trên m t đ t ng i ta dùng ph ng pháp quan tr c thiên v n (quan tr c các vì sao, m t tr i…) Hi n nay v i s phát tri n c a khoa h c, vi c xác đ nh t a đ đ a lý c a các đi m đ c thu n l i và chính xác nh

H th ng nh v Toàn c u GPS (xem §2.9)

ây là h t a đ không gian đ c C quan B o h B n đ c a M (U.S Defense Mapping Agency) thi t l p n m 1984 và đ c s d ng trong H th ng nh v Toàn

c u GPS đ xác đ nh v trí các đi m trên m t đ t và trong không gian Trong h t a

đ WGS- 84 v trí m i đi m trong không gian đ c xác đ nh b i ba đ i l ng là X,

Trên hình 2-5 bi u th đi m M n m trên m t đ t, đi m V là v trí c a v tinh trong không gian T a đ gi a đi m M

và v tinh V đ c liên h v i nhau qua

Y

Z

O

X Y

Z

M

M Grinuyt

2.5.2 Bình đ

Bình đ là hình nh c a m t khu v c không r ng l n đ c thu nh theo m t t

l nh t đ nh r i bi u di n lên gi y theo phép chi u m t b ng

Nh v y khi đo v bình đ ta nh n m t th y chu n c a trái đ t là m t ph ng, do

đó đ có th b qua sai s v kho ng cách do nh h ng c a đ cong trái đ t (§2.2),

4 T l b n đ

T l b n đ là t s gi a chi u dài m t đo n th ng trên b n đ v i chi u dài

n m ngang c a đo n th ng đó ngoài m t đ t T l b n đ đ c bi u di n d i d ng phân s có t s là 1và đ c ký hi u 1/M

D

d

M1 = (2–5) Trong đó:

5.14AB

ab

=

=

M u s t l b n đ M đ c quy đ nh là nh ng s ch n nh 200, 500, 1000 đ

d dàng cho vi c n i suy tính toán thu n ngh ch

Theo t l b n đ phân thành hai lo i:

- B n đ t l nh là b n đ có t l

5000

1

M1 < thí d : 1/10000, 1/25000, 1/50000…

Hình 2-7b

Do s thu nh đ a v t trên b n đ nên b n đ có t l càng l n m c đ chi ti t

c a đ a v t, đ a hình càng cao và ng c l i t l bình đ càng nh thì m c đ chi ti t

c a đ a v t, đ a hình càng kém…

Ví d : Trên b n đ Vi t Nam t l 1 : 1 000 000, th đô Hà N i ch t ng tr ng

b ng m t ch m đ có ghi chú “Hà N i”, nh ng trên b n đ 1 : 250 000 thì đã có m t

b n đ t l l n cao h n nhi u l n so v i b n đ t l nh ; Do v y khi ch n t l đ

đo v b n đ c n cân nh c c hai m t: v k thu t c n đáp ng đ các yêu c u đ s

d ng và v m t kinh t v i giá thành th p nh t M t s l a ch n t l không h p lý: quá l n ho c quá bé - đ u gây ra lãng phí M t khác không th ch n t l b n đ quá

l n m t cách tùy ti n vì kích th c t b n đ s t ng lên do đó gây b t ti n cho

ng i s d ng

Ngày 16/1/1999 B Nông nghi p và Phát tri n Nông thôn ra quy t đ nh tiêu

chu n Ngành “Thành ph n kh i l ng kh o sát đ a hình trong các giai đo n l p d

án và thi t k công trình Th y l ” làm c s pháp lý trong vi c ch n t l b n đ

N u bi t t l b n đ và chi u dài đo n th ng trên b n đ theo công th c (2-5), có

th tính đ c chi u dài n m ngang ngoài m t đ t c a đo n th ng đó và ng c l i thu n l i cho vi c n i suy thu n ngh ch, ng i ta th ng v m t th c t l d i

b n là 1cm thì g c 0m c a th c đ t v ch chia th 2, v ch trái ghi 20m và các

v ch bên ph i ghi ti p 20m, 40m, 60m nh hình 2-8, ng v i chi u dài th c t k t

g c 0

Hình 2-8

n v c b n bên trái g c “0” đ c chia làm 10 ph n b ng nhau m i ph n có giá tr 2m th c đ a và đánh s t ng d n k t g c “0” sang trái: 2m, 4m, 6m

Trên hình 2-8, đo n MN = 66m, đo n PQ = 58m

Nh v y m i th c t l th ng ch đo cho m t lo i b n đ cùng t l Hi n nay trong các c quan thi t k , ng i ta s d ng các lo i th c t l th ng đ c ch t o

g n nh trên m t th c có tên g i “th c tam l ng”, có sáu m t m i m t ng v i

Th c t l xiên đ c kh c trên m t t m kim lo i ho c nh a, tùy theo t l b n

đ c n đo mà chia ra nh ng phân kho ng b ng nhau t ng ng v i m t kho ng cách

ch n ngoài th c đ a M i phân kho ng này g i là “đ n v c b n” ( VCB) c a

th c

Ví d : V th c t l xiên dùng cho b n đ t l 1: 2000, đ n v c b n đ c

ch n là b=5cm, t ng ng v i 100m ngoài th c t K đ ng th ng n m ngang và trên đó đánh d u các đo n có chi u dài b ng đ n v c b n A- B- C- D… (hình 2-9)

i m g c 0 c a th c đ t B, ghi giá tr th c c a đo n đ u trái là 100, còn các đo n

đ u bên ph i l n l t là 100, 200,300…

T i các đi m chia này k các đo n song song th ng đ ng có chi u dài b ng nhau

và n i đ ng th ng qua đ u trên các đo n này (E- F- G- H…)

Chia AE và BF thành 10 ph n b ng nhau và qua các đi m chia này n i các

đ ng song song n m ngang su t chi u dài c a th c

Chia AB và EF thành 10 ph n b ng nhau và qua các đi m chia này n i b ng các

đ ng xiên theo th t : n i đi m E v i đi m chia th nh t c a AB, đi m chia th

nh t c a EF v i đi m chia th hai c a AB…c t ng t nh v y n i đi m chia th chín c a EF v i đi m B, ta đ c khung c b n c a th c

Hình 2-8a

§¬n vÞ c¬ b¶n b

- i n giá tr c a th c: n v c b n (AB) b=5cm chia thành 10 kho ng nên

m i kho ng là 5mm, v i t l b n đ 1:2000 kho ng này t ng ng trên m t đ t là 10m Nh n đi m B làm g c và ghi v ch 0, sau đó đi n vào các v ch chia bên trái

đi m B theo th t 10, 20, 30, 40…(có th ghi cách hai v ch: 20, 40…)

Theo nguyên lý các tam giác đ ng d ng, ta tính đ c chi u dài nh nh t có th

đ c đ c tr c ti p trên th c là t = AB / 100; ví d này t = 0.02cm ng v i 1m ngoài m t đ t Bên trái c a th c theo th t các v ch chia trên AE l n l t ghi giá

tr th c c a các đo n này là 1m, 2m, 3m

- Cách s d ng th c: Gi s mu n đo kho ng cách MN trên b n đ , ta đ t hai

đ u compa đo trùng v i hai đi m M và N, gi nguyên kh u đ compa và đ t lên

th c t l xiên sao cho hai đ u compa n m trên đ ng k ngang d i cùng c a

th c (A-D), d ch đ a m t đ u compa trùng lên m t trong các v ch chia bên ph i (B, C, D…) và và đ u còn l i n m trên ph n đ n v c b n (AB), n u đ u compa này

n m trùng trên v ch chia thì đ c tính nh đ i v i th c t l th ng còn n u đ u compa không trùng trên v ch chia thì t t t nh ti n c hai đ u compa lên phía trên cho t i khi đ u compa n m trong ph n đ n v c b n c a th c (ph n có g ch xiên)

c t m t trong các đ ng xiên thì d ng l i đ tính kho ng cách (thí d trên hình 2-9 kho ng cách MN trên m t đ t là 282m)

Thông th ng m t ng i ch có th phân bi t đ c kho ng cách gi a hai đi m trên b n đ b ng ho c l n h n 0.1mm ngh a là n u có hai đi m trên b n đ cách nhau nh h n 0.1mm thì m t th ng không phân bi t đ c Do v y đ dài 0.1mm trên b n đ đ c l y làm chu n đ xác đ nh đ chính xác c a b n đ theo t l Ví

d : Sai s v trí đi m trên b n đ t l 1:2000 là ±0.2m còn trên b n đ 1:200 là ± 0,02m

Hình 2-9

§2.6 KHÁI NI M V CÁC PHÉP CHI U B N

Nh đã đ c p §2.2, khi khai tri n b m t Trái đ t lên m t m t ph ng ch c

ch n s có nh ng bi n d ng Các nhà khoa h c đã nghiên c u ra các phép chi u khác nhau đ hình nh thu đ c sau khi chi u có đ bi n d ng là nh nh t ngh a là b n đ

gi ng th c nh t

D i đây là m t s phép chi u th ng dùng trong trong Tr c đ a:

2.6.1 Phép chi u b ng

Gi s khu v c chi u có di n tích nh , t ng tr ng b i đa giác ABCDE trên

m t đ t (hình 2-10) M t th y chu n đây nh n là m t ph ng n m ngang P, dùng phép chi u xuyên tâm có tâm chi u là tâm O c a trái đ t chi u m t đ t lên m t

ph ng P

Do khu v c chi u nh so v i

kích th c trái đ t nên các tia chi u

coi nh song song và trùng v i

ph ng tr ng l c và vuông góc v i

m t chi u Vì th hình chi u abcde

c a đa giác ABCDE trên m t ph ng

P coi nh hình chi u b ng, không b

v c

Hình 2-10

V Ü

t u yÕ n ti Õp x óc

X Ý c h ® ¹ o

X Ýc

60 90 120 150

180 30 30

S

Trên hình chi u, các kinh tuy n tr thành các đ ng sinh c a hình nón đ ng qui

t i S, các v tuy n tr thành các vòng tròn đ ng tâm có cùng tâm S Trên m t chi u

đ dài đ ng v tuy n ti p xúc không b bi n d ng Nh ng vùng n m càng xa đ ng

Phép chi u này còn g i là phép chi u Mec-ca-t Cho ngo i ti p trái đ t b ng

m t hình tr đ ng ti p xúc theo đ ng xích đ o (hình 2-12a) Dùng phép chi u xuyên tâm có tâm chi u là tâm trái đ t đ chi u b m t trái đ t lên m t trong c a hình tr Sau đó khai tri n hình tr theo m t đ ng sinh r i tr i lên m t ph ng (hình 2-12b) Trên hình chi u đ ng xích đ o là đ ng n m ngang có chi u dài không b

Hình 2 –11b Hình 2 –11a

X Ý c h ® ¹ o

bi n d ng, vùng càng g n đ ng xích đ o càng ít b bi n d ng và ng c l i càng xa càng b bi n d ng nhi u Các kinh tuy n tr thành các đ ng sinh c a hình tr , các

v tuy n tr thành các đ ng n m ngang song song nh ng không cách đ u: càng xa xích đ o các v tuy n càng th a d n, t c là càng bi n d ng nhi u

Phép chi u này đ c áp d ng chi u cho nh ng vùng lân c n đ ng xích đ o t c

nh ng vùng t 30º v đ Nam đ n 30º v đ B c

2.6.4 Phép chi u hình tr ngang

Các phép chi u trên đây có nh c đi m là hình nh trên m t chi u ch gi ng hình th c trong m t ph m vi nào đó trên m t đ t Khi khu v c chi u khá r ng l n thì hình chi u s b bi n d ng nhi u kh c ph c nh c đi m trên nhà bác h c Gaox (1777 – 1855) đã đ xu t phép chi u hình tr ngang, và sau đó đ c nhà bác h c Kriughe phát tri n đ a vào áp d ng, nên còn đ c g i phép chi u Gaox - Kriughe

N i dung c a phép chi u Gaox - Kriughe nh sau: Theo kinh tuy n, ng i ta chia Trái đ t thành 60 múi, m i múi có Äλ = 6° và đánh s múi t 14 60 t kinh tuy n g c qua ông r i sang Tây Nh v y múi th nh t nh n kinh tuy n g c là kinh tuy n biên phía Tây (hình 2-13a) Trong m i múi có kinh tuy n gi a chia múi làm hai ph n b ng nhau Kinh đ c a kinh tuy n gi a các múi bên bán c u ông đ c tính theo công th c: L= 6°.n - 3°; đây n là s th t múi

tri n khai phép chi u ta d ng m t hình tr n m ngang, ngo i ti p v i trái đ t theo kinh tuy n gi a c a m t múi th i nào đó, t t nhiên lúc này múi đ i tâm (múi

th i ± 30) c ng có kinh tuy n gi a ti p xúc hoàn toàn v i m t tr Dùng phép chi u xuyên tâm và l y tâm trái đ t làm tâm đ chi u múi này và múi đ i tâm v i nó lên

m t tr L n l t xoay cho hình tr ti p xúc v i kinh tuy n gi a c a các múi ti p theo và chi u lên m t tr , sau đó c t m t tr theo hai đ ng sinh (trên và d i m t

tr ) và khai tri n thành m t ph ng ta thu đ c hình chi u b m t trái đ t trên d ng các múi liên ti p nhau (hình 2-13b)

Trên hình chi u c a m i múi:

Kinh tuyen goc

Kinh tuyen

- Xích đ o tr thành tr c n m ngang và có đ dài l n h n đ dài th c

- Kinh tuy n gi a c a múi tr thành tr c đ i x ng th ng đ ng vuông góc v i

Phép chi u UTM (Universal Transverse Mecartor) c ng đ c th c hi n v i

t ng múi có Ä = 6°, nh ng s th t c a múi trong phép chi u này đ c tính đ ng kinh tuy n g c 180° vòng qua Tây sang ông (hình 2-15) Nh v y s th t múi

đây l ch v i s th t múi trong phép chi u Gaox là 30 N i dung phép chi u UTM

hoàn toàn t ng t nh phép chi u Gaox nh ng hình tr ngang đây có đ ng kính nh h n đ ng kính trái đ t (hình 2-14a), ngh a là không ngo i ti p trái đ t theo kinh tuy n gi a múi mà c t trái đ t theo 2 đ ng (AB và DE) đ i x ng nhau qua kinh tuy n gi a c a múi chi u (CM) Kinh tuy n gi a n m phía ngoài m t tr còn 2 kinh tuy n biên c a múi n m phía trong m t tr đây h s chi u c a kinh tuy n gi a múi nh h n 1 và b ng 0.9996, h s chi u c a hai kinh tuy n biên l n

h n 1 Hai giao tuy n gi a múi và m t tr (AB và DE) có h s chi u b ng 1 Sau khi chi u, khai tri n m t tr theo đ ng sinh lên m t ph ng ta đ c hình chi u c a múi chi u (hình 2-14b)

Trên hình chi u c a m i múi:

- Xích đ o tr thành tr c n m ngang và kinh tuy n gi a c a múi tr thành tr c

đ i x ng th ng đ ng vuông góc v i đ ng xích đ o

B

A C

- Nh ng vùng n m phía trong hai giao tuy n (AB và DE) gi a múi và m t tr

có di n tích nh h n di n tích th c trên m t đ t còn nh ng vùng n m phía ngoài có

di n tích l n h n di n tích th c trên m t đ t

Trong phép chi u UTM do m t chi u n m vào kho ng gi a kinh tuy n gi a và hai kinh tuy n biên c a múi (trong phép chi u Gaox ti p xúc v i kinh tuy n gi a) nên đ bi n d ng theo chi u dài t i ch l n nh t (trên đ ng kinh tuy n gi a múi) là 1-0.9996= 0.0004, có nghiã là v i chi u dài 1km thì sai s là 0.4m Còn trong phép chi u Gaox đ i l ng bi n d ng l n nh t t i vùng rìa biên c a múi đ t t i 1,3 ÷ 1,4

m trên 1km chi u dài l n h n nhi u so v i trong phép chi u UTM, đi u đó lý gi i t i sao chúng ta ph i thay đ i h quy chi u qu c gia (chuy n t h HN-72 dùng phép chi u Gaox sang h VN-2000 dùng phép chi u UTM)

Trên hình 2-15 là cách đánh s th t múi chi u t 1÷ 60 (t ng t trong phép chi u Gaox ) và cách ký hi u các đ i ngang trong h t a đ UTM Các đ i ngang có

= 8° đ c ký hi u theo v n A, B, C…X tính t v tuy n 80° Nam đ n v tuy n 84° B c (riêng đ i X có = 12°)

H t a đ này nh n hình chi u kinh

tuy n gi a múi làm tr c tung OX, hình

chi u đ ng xích đ o làm tr c hoành

OY và g c h t a đ là đi m O Chi u

d ng c a tr c OX quay v h ng b c,

chi u d ng c a tr c OY quay v phía

đông T a đ c a m t đi m trên múi

Y

M X

Y M M

là h t a đ thông d ng

Nh v y t a đ c a các đi m trong h t a đ thông d ng có X b ng X c a chúng trong h t a đ Gaox còn Y thì b ng Y trong trong h t a đ Gaox c ng thêm 500km Trên hình 2-16 đi m M có t a đ : X’M=475,651km, Y’M=500km -156,245km= 343,755km

i v i Vi t nam t n m 2000 tr v tr c s d ng h t a đ HN-72 d a trên Elippxoit Kraxopxki và phép chi u Gaox K t ngày 12 tháng 8 n m 2000, Th

t ng chính ph đã ban hành quy t đ nh s d ng h quy chi u và h t a đ qu c gia

Vi t Nam m i là h t a đ vuông góc ph ng UTM- VN 2000 (Universal Transversal Mecators – Vi t Nam 2000) Trong h t a đ VN- 2000 d a trên Ellipxoit WGS- 84

và phép chi u UTM

2.7.3 H t a đ gi đ nh

H t a đ gi đ nh (Local system co-ordinates) hay còn g i là h t a đ đ c l p

ho c h t a đ quy c, là h t a đ vuông góc ph ng t ng t nh h t a đ Gaox - Kriughe ch khác cách đ nh h ng tr c OX và vi c ch n g c t a đ Thông

th ng tr c OX trong h t a đ đ c l p đ c đ nh h ng theo h ng b c c a đ a

Hình 2-16

bàn đ i v i nh ng công trình đ c l p ho c theo các tr c chính c a công trình trong xây d ng

i m g c c a h t a đ đ c l p có th đ c ch n tùy ý nh ng th ng ch n bên trái và phía d i so v i công trình, đ làm sao ph m vi công trình n m vào ph n t

th nh t c a h tr c t a đ (hình 2-17)

V i g c t a đ nh v y thì giá tr t a đ

(X, Y) c a m i đi m trên m t b ng công trình

đ u mang d u d ng, đi u này h n ch đ c

các sai l m trong vi c tính toán và ghi chép

t a đ các đi m

§2.8 KHÁI NI M V CHIA M NH VÀ ÁNH S B N

thu n l i cho vi c đo v , s d ng và l u tr b n đ , m i n c có th ng nh t

v cách chia m nh và đánh s b n đ theo các lo i t l khác nhau

Theo Qui ph m C c o đ c và B n đ các m nh b n đ bao ph trên lãnh th

Vi t Nam đ c chia m nh và đánh s d a trên các t l sau:

2.8.1 T l 1:1 000 000

Theo kinh tuy n, Trái đ t đ c chia thành 60 múi (m i múi có Δλ= 6°) và đ c đánh s t 1 đ n 60 tính t đ ng kinh tuy n g c 180° vòng qua Tây sang ông (hình 2-18) Nh v y s th t múi đây và trong phép chi u UTM trùng nhau

nh ng l ch v i phép chi u Gaox là 30

Theo v tuy n chia Trái đ t thành các đ i ngang có Δϕ = 4° t xích đ o tr v 2

c c và đ c ký hi u theo th t v n ch cái La tinh: A, B, C…

Các đ i và các múi giao nhau t o thành khung c a m nh b n đ t l 1:1 000

000 và đ c ký hi u b i tên đ i và s th t múi; Ví d : m nh b n đ Hà N i t l 1:1 000 000 mang s hi u F – 48 (đ i F, múi th 48) Kích th c m i m nh b n đ :

27

2.8.2 T l 1: 500 000

M nh b n đ t l 1: 1 000 000 đ c chia đôi theo đ ng kinh tuy n và v tuy n

t o thành 4 m nh t l 1: 500 000 và đ c đánh s theo th t A, B, C, D t trái sang ph i, t trên xu ng d i (hình 2-19) Nh v y kích th c m i m nh b n đ t

l 1: 5000 000 là: Δϕ= 2°, Δλ= 3°

Ví d : Thành ph Hà N i trên m nh b n đ t l 1: 500 000 mang ký hi u 48-D

F-2.8.3 T l 1: 100000

B n đ t l 1:100000

thu đ c b ng cách chia t

b n đ 1:1000000 thành144

ph n b ng nhau (chia theo

đ ng kinh tuy n và v tuy n

b A

30

a v t và đ a hình (§2.5) là hai y u t c b n c n th hi n trên b n đ bi u

th các đ a v t lên b n đ , ng i ta có th bi u di n theo đúng hình chi u b ng c a

đ ng bao đ a v t th c t nh ng thu nh theo t l b n đ (đ i v i các đ a v t có kích th c l n 1mm trên b n đ ) ho c mô t đ a v t đó theo hình d ng t ng t

đ c thu nh không theo t l (đ i v i các đ a v t có kích th c l n 1mm trên b n

đ ), t c là dùng ký hi u qui c Ph n này s đ c gi i thi u chi ti t trong ch ng VIII

bi u th đ a hình lên b n đ , trong Tr c đ a th ng dùng các ph ng pháp sau đây:

Ph ng pháp này th ng dùng trong b n đ chuyên ngành và b n đ đ a lý treo

t ng t l nh

ng đ ng m c là đ ng n i li n các đi m có cùng đ cao trên m t đ t, hay nói cách khác: ng đ ng m c là hình chi u c a các giao tuy n gi a m t đ t t nhiên và các m t song song v i m t th y chu n nh ng đ cao khác nhau

Hình 2-21 là m t qu núi đ c bi u th b ng đ ng đ ng m c C t qu núi b ng

nh ng m t Q, R, T… song song v i m t th y chu n P nh ng đ cao khác nhau Các m t này cách đ u nhau m t kho ng là h (g i là kho ng cao đ u) và có đ cao

ch n (là b i s c a kho ng cao đ u )

P

Q C

c a

1 m f e l k d

70 80

l n N i nào các đ ng đ ng m c trùng nhau thì n i đó là vách núi đá th ng đ ng

ho c b l i u này có th nhìn th y trên hình 2-21: kho ng cách gi a hai đ ng

đ ng m c t m đ n c l n h n t b đ n d (a1> a2), nên trên m t đ t đo n MC ít d c

h n đo n BD

- Các đ ng đ ng m c không c t nhau, tr tr ng h p núi đá có đ a hình d ng

hang đ ng, hàm ch (hình 2-22)

- H ng vuông góc v i các đ ng đ ng m c là h ng d c nh t trên th c đ a

Nh v y m i đ ng đ ng m c trên b n đ đ c ng v i m t đ cao trên m t

đ t Chênh l ch đ cao gi a các đ ng đ ng m c k nhau đ c g i là kho ng cao

đ u và đ c ký hi u là h Kho ng cao đ u trên m i t b n đ đ u b ng nhau và đ c

ch n theo m t trong các giá tr : 0.25m, 0.5m, 1,0m, 2,0m, 2,5m, 5,0m, 10,0m,

v.v…đã đ c quy đ nh trong Quy ph m đo v b n đ Vi c ch n kho ng cao đ u có

ý ngh a r t quan tr ng đ n đ chính xác c a đ a hình trên b n đ N u kho ng cao

đ u càng nh thì m c đ bi u th chi ti t đ a hình càng cao, nh ng lúc đó s đ ng

Hình 2-21

Hình 2-22

31

đ ng m c trên b n đ s t ng lên và kho ng cách gi a các đ ng đ ng m c s nh

l i, nh ng kho ng cách này không th l y quá nh mà t i thi u ph i ≥0.2mm đ khi

v lên b n đ các đ ng đ ng m c không đè lên nhau M t khác kho ng cách gi a các đ ng đ ng m c trên b n đ ph thu c vào đ d c trên m t đ t và t l b n đ ,

do v y vi c ch n kho ng cao đ u ph i d a vào m c đ ph c t p c a đ a hình và t l

b n đ C th đ i v i vùng đ ng b ng th ng ch n kho ng cao đ u nh h n vùng núi, đ i v i b n đ có t l càng l n kho ng cao đ u đ c ch n càng nh và ng c

l i b n đ có t l càng nh thì kho ng cao đ u đ c ch n càng l n

d phân bi t đ cao các đ ng đ ng m c trên b n đ ng i ta phân thành

đ ng đ ng m c cái và đ ng đ ng m c con i v i đ ng đ ng m c có kho ng cao đ u 1m, 2m, 5m, 10m thì c 5 đ ng đ ng m c thì có m t đ ng đ c v nét

đ m h n và ghi đ cao g i là đ ng đ ng m c “cái”, còn đ i v i đ ng đ ng m c

có kho ng cao đ u 0.25m, 0.5m và 2.5m thì c 4 đ ng đ ng m c thì có m t đ ng

đ ng m c cái, các đ ng đ ng m c còn l i đ c g i là đ ng đ ng m c “con” cao c a đ ng đ ng m c cái trong tr ng h p th nh t đ c l y các đ ng có đ cao b ng b i s c a 5 l n kho ng cao đ u, còn trong tr ng h p th hai là b i s c a

4 l n kho ng cao đ u Thí d : đ i v i kho ng cao đ u là 2m thì đ ng đ ng m c cái

s là các đ ng 0m, 10m, 20m… đ i v i kho ng cao đ u là 0.5m thì đ ng đ ng

m c cái s là các đ ng 0m, 2m, 4m…

nh ng n i đ a hình ph c t p n u đ ng đ ng m c c b n (cái và con) không

đ mô t thì thì có th dùng đ ng đ ng m c ph v i n a kho ng cao đ u (h/2) đ

70

75

115

115 Suên nói

§Ønh yªn ngùa

'54c

33

H th ng đ nh v v tinh toàn c u GPS (Global Positioning System) đ c B

Qu c phòng M nghiên c u thi t l p t nh ng n m 1970 nh m ph c v cho m c đích quân s , mãi t i nh ng n m đ u c a th p k 80 h th ng đ nh v này b t đ u

đ c phép khai thác s d ng trong dân s T đó h th ng đ nh v GPS đã đ c nghiên c u, ng d ng r ng rãi trong các l nh v c khác nhau nh Tr c đ a, Qu c phòng, Giao thông, hàng h i, hàng không, du l ch, b o v môi tr ng,vv M t u

đi m n i b t c a GPS h n b t c ph ng ti n đo đ c nào là có th làm vi c trong

s thu đ c c tín hi u t n s L1 và L2 Các tín hi u nh n đ c mang các thông tin đ o hàng nh Ephemerit, tín hi u nhi u kho ng cách gi PRN-code, th i gian và tình tr ng c a h th ng, thông tin v t ng ion (đ i v i máy 2 t n s ) vv

V i các thông tin trên chúng ta s th c hi n bài toán đ nh v (tuy t đ i và t ng

đ i) trong h WGS-84 theo hai lo i tr đo là: kho ng cách gi (pseudoranges) và

pha sóng t i (carrier phases)

b o n đi u khi n

o n này g m tr m đi u khi n trung tâm đ t t i Colorado Springs và 4 tr m theo dõi đ t t i đ o Hawai (Thái Bình D ng), Ascension Island ( i Tây D ng), Diego Garcia ( n D ng) và Kwajalein (Tây Thái Bình D ng) Các tr m này

t o thành m t vành đai bao quanh trái đ t (hình 2-23)

Nhi m v c a đo n đi u khi n là đi u khi n toàn b ho t đ ng và ch c n ng

c a các v tinh trên c s theo dõi chuy n đ ng qu đ o c a v tinh c ng nh ho t

đ ng c a đ ng h trên đó T t c các tr m đ u có máy thu GPS, ti n hành đo kho ng cách và s thay đ i kho ng cách t i t t c các v tinh có th quan sát đ c, đ ng

th i đo các s li u khí t ng T t c các s li u đo nh n đ c m i tr m đ u đ c truy n v tr m trung tâm Tr m trung tâm x lý các s li u r i cho ra to đ c a t ng

v tinh (ephemrit), đ l ch đ ng h v tinh theo gi GPS đ c tính toán và hi u

ch nh t i tr m ch T tr m trung tâm các s li u này đ c truy n tr l i cho các

tr m theo dõi đ t đó truy n ti p lên cho các v tinh cùng các l nh đi u khi n khác

Nh v y là các thông tin đ o hàng và thông tin th i gian trên v tinh đ c th ng xuyên chính xác hoá và cung c p cho ng i s d ng thông qua các sóng t i L1 và L2 Vi c chính xác hoá thông tin nh th đ c ti n hành 3 l n trong m t ngày C n

Kwajalein Ascencion

c o n s d ng

o n s d ng bao g m t t c các máy thu GPS nh n các thông tin t v tinh và các ph n m m x lí tính toán s li u Máy thu tín hi u GPS có th đ t c đ nh trên

m t đ t (đo t nh) hay g n trên các ph ng ti n chuy n đ ng (đo đ ng) nh đi b , đi

xe đ p, ô tô, máy bay, tàu bi n, tên l a, v tinh nhân t o …

Tín hi u v tinh đ c thu qua anten máy thu Tâm pha anten là đi m thu tín hi u

và xác đ nh to đ Tu theo m c đích s d ng mà các máy thu GPS có thi t k c u

t o, có đ chính xác c ng nh giá thành khác nhau

a Các d ng đ i l ng đo

Vi c đ nh v b ng GPS đ c th c hi n trên c s s d ng hai d ng đ i l ng đo

c b n, đó là đo kho ng cách gi theo các code t a ng u nhiên (C/A-code và P-code)

và đo pha c a sóng t i (L1 và L2)

- o kho ng cách gi theo C/A - code và P - code

Hình 2-24

Code t a ng u nhiên đ c phát đi t v tinh cùng v i sóng t i Máy thu GPS

c ng t o ra code t a ng u nhiên đúng nh v y B ng cách so sánh code thu đ c t

v tinh và code c a chính máy thu có th xác đ nh đ c kho ng th i gian lan truy n

c a tín hi u code, và t đây d dàng tính đ c kho ng cách t v tinh đ n máy thu (hình 2-24) Do có s không đ ng b gi a đ ng h c a v tinh và c a máy thu, đ ng