TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG KHOA TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ NGUYỄN VĂN MẠNH THÀNH LẬP LƯỚI KHỖNG CHẾ TRẮC ĐỊA PHỤC VỤ XÂY DỰNG HỆ THỐNG THOÁT LŨ LƯU VỰC SÔNG HỒNG KHU DÂN CƯ HÀ NỘI Hà
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG
KHOA TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ
NGUYỄN VĂN MẠNH
THÀNH LẬP LƯỚI KHỖNG CHẾ TRẮC ĐỊA PHỤC VỤ XÂY DỰNG HỆ THỐNG THOÁT LŨ LƯU VỰC
SÔNG HỒNG KHU DÂN CƯ HÀ NỘI
Hà Nội – 2016
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG
KHOA TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ
Nguyễn Văn Mạnh
THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ TRẮC ĐỊA PHỤC VỤ XÂY DỰNG HỆ THỐNG THOÁT LŨ LƯU VỰC SÔNG HỒNG KHU DÂN CƯ HÀ NỘI
Chuyên ngành : Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ
Mã ngành : D520503
NGƯỜI HƯỚNG DẪN : TS Nguyễn Xuân Bắc
Hà Nội – 2016
Trang 31
MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT 4
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 5
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 6
LỜI MỞ ĐẦU 8
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI KHỐNG CHẾ TRẮC ĐỊA VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG LƯỚI KHỐNG CHẾ TRẮC ĐỊA 9
1.1 Lưới khống chế trắc địa truyền thống 9
1.1.1 Khái niệm và phân loại 9
1.1.2 Lưới khống chế mặt bằng 10
1.1.3 Các phương pháp xây dựng lưới khống chế mặt bằng 11
1.1.4 Lưới khống chế độ cao 16
1.1.5 Các chỉ tiêu kỹ thuật 17
1.1.6 Xác định số bậc phát triển lưới và mật độ điểm khống chế các cấp 19
1.1.7 Độ chính xác của lưới khống chế mặt bằng 20
CHƯƠNG 2 HỆ THỐNG VỆ TINH DẪN ĐƯỜNG TOÀN CẦU GNSS 23 2.1.Các hệ thống vệ tinh cơ bản 23
2.2 Tín hiệu và dữ liệu 24
2.2.1 Tín hiệu GPS 24
2.2.2 Các trị đo GPS 26
2.2.4 Mã dữ liệu 27
2.3 Cơ sở lý thuyết 28
Trang 42.3.1 Cấu trúc hệ thống GPS 28
2.3.2 Các bộ phận của một thiết bị GPS trong phần sử dụng 30
2.3.3 Những bộ phận chính của máy thu GPS 31
2.4 Phương pháp đo GPS 32
2.4.1 Đo khoảng cách giả theo C/A – code và P-code 32
2.4.2.Đo pha của sóng tải 33
2.4.3 Đo GPS tuyệt đối 34
2.4.4 Đo vi phân 35
2.4.5 Đo GPS tương đối 36
2.4.6 Đo tĩnh 38
2.4.7 Đo động 38
2.4.8 Đo giả động 39
2.4.9 Các nguồn gây sai số trong phép đo 40
2.5 Xử lý số liệu đo 44
2.5.1 Trút số liệu 44
2.5.2 Xử lý vectơ cạnh 45
2.5.3 Kiểm tra mạng lưới 47
2.6 Bình sai mạng lưới GPS 49
2.6.1 Khái niệm chung 49
2.6.2 Thuật toán bình sai gián tiếp lưới GPS trong hệ tọa độ vuông góc không gian địa tâm 49
CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM 52
3.1 Giới thiệu khu vực thực nghiệm 52
Trang 53
3.1.1 Vị trí địa lý 52
3.1.2 Địa hình, địa mạo 52
3.1.3 Đặc điểm dân cư 52
3.2 Thiết kế lưới 53
3.2.1 Khảo sát chọn điểm 53
3.2.2 Thi công mốc 54
3.2.3 Thiết kế ca đo 54
3.2.4 Công tác chuẩn bị 54
3.2.5 Công tác đo đạc ngoại nghiệp 55
3.3 Ứng dụng phần mềm Compass xử lý số liệu lưới GPS khu vực thực nghiệm 56
3.3.1 Giới thiệu phần mềm Compass 56
3.3.2 Xử lý dữ liệu đo bằng phần mềm 56
3.3.3 Kết luận thực nghiệm 76
KẾT LUẬN 77
PHỤ LỤC 79
Trang 6DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT
1 GNSS (Global Navigation Satellite Systems): Hệ thống dẫn đường bằng vệ tinh toàn cầu
2 GPS (Global Positioning System): Hệ thống định vị toàn cầu của cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ
3 GLONASS (Global Navigation Satellite System): Hệ thống dẫn đường bằng
vệ tinh toàn cầu của cơ quan hàng không vũ trụ Nga
4 GALILEO: Hệ thống đẫn đường bằng vệ tinh toàn cầu của cơ quan hàng không vũ trụ Châu Âu
5 VN-2000: Là tên hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia hiện hành của Việt Nam được thống nhất áp dụng cho cả nước theo quyết định số 83/2000/QĐ-TTg ngày 12/07/2000 của Thủ Tướng Chính Phủ
6 WGS-84 (World Geodetic System): Là hệ quy chiếu thế giới do cơ quan Bản
đồ Bộ quốc phòng Mỹ công bố năm 1984
Trang 75
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
B ảng 1.1 Chỉ tiêu kỹ thuật lưới độ cao kỹ thuật 16
B ảng 1.2 Chiều dài tối đa đường độ cao theo cấp hạng 17
B ảng 1.3 Quy định giới hạn Sai số khép đường, khép vòng độ cao theo cấp h ạng 18
B ảng 1.4 Chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản khi thiết kế lưới tọa độ 18
B ảng 2.1 Thông số cơ bản tín hiệu vệ tinh 25
B ảng 2.2 Ảnh hưởng của tầng điện ly tới khoảng cách giả 42
B ảng 2.3 Ảnh hưởng của tầng đối lưu tới khoảng cách 43
B ảng 2.4 Tiêu chuẩn đối với cạnh 47
B ảng 2.5 Quy định về sai số khép tương đối 48
B ảng 2.6 Độ chính xác các mạng lưới tọa độ quốc gia sau bình sai 51
B ảng 3.1 Chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của lưới khống chế đo vẽ 53
Trang 8DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1 L ưới tam giác đo góc 11
Hình 1.2 L ưới tam giác đo cạnh 12
Hình 1.3 L ưới đường chuyền 13
Hình 1.4 Ph ương pháp giao hội góc thuận 14
Hình 1.5 Ph ương pháp GPS 15
Hình 2.1 Mô hình điều chế tín hiệu 27
Hình 2.2 C ấu trúc hệ thống GPS 28
Hình 2.3.Chòm v ệ tinh GPS 29
Hình 2.4.V ị trí các trạm điều khiển của hệ thống GPS 29
Hình 2.5 Ph ần thiết bị sử dụng dẫn đường GPS 30
Hình 2.6 Đo khoảng cách giả 33
Hình 2.7 Định vị GPS tuyệt đối 35
Hình 2.8 Định vị GPS tương đối 37
Hình 2.9 Các ngu ồn sai số trong phép đo 40
Hình 2.10 Nguyên t ắc tính thời gian chung 45
Hình 2.11 S ố vệ tinh chung 46
Hình 3.1 V ị trí địa lý xã Bát Tràng 52
Hình 3.2 C ấu tạo mốc GPS 54
Hình 3.3 Công tác đo ngoại nghiệp 55
Hình 3.4 Giao di ện chính phần mềm Compass 56
Hình 3.5 H ộp thoại Coordinate System Management 57
Hình 3.6 H ộp thoại "Modify Datum" 57
Hình 3.7 Khai báo Select Projection Modle 58
Hình 3.8 Khai báo Select Geoid Modle 58
Hình 3.9 H ộp thoại New File 59
Hình 3.10 H ộp thoại Import 59
Hình 3.11 Đường dẫn chứa File số liệu đo GPS 60
Hình 3.12 S ố liệu các ca đo của 1 máy GPS 60
Hình 3.13 T ệp dữ liệu của tất cả các máy đo GPS 61
Hình 3.14 S ơ đồ mạng lưới 61
Hình 3.15 H ộp thoại Obs File Property 62
Hình 3.16 H ộp thoại Antenna 62
Hình 3.17 S ửa thông tin trên Antenna 63
Trang 97
Hình 3.18 T ệp dữ liệu các máy đo sau khi đã sửa chiều cao anten 63
Hình 3.19 Cài đặt thông số xử lý cạnh 64
Hình 3.20 H ộp thoại tính toán xử lý cạnh 64
Hình 3.21 Ki ểm tra chất lượng xử lý cạnh 65
Hình 3.22 H ộp thoại Obs.Data 65
Hình 3.23 Đường tín hiệu của các vệ tinh tại một ca đo 66
Hình 3.24 Đường tín hiệu xấu của vệ tinh 2 tại một ca đo 66
Hình 3.25 C ắt bỏ các vệ tinh có tín hiệu kém 67
Hình 3.26 X ử lý lại cạnh 104528 IV12.350A 67
Hình 3.27 C ạnh 104528 IV12.350A sau khi được xử lý 68
Hình 3.28 B ảng sai số cạnh các trạm đo 68
Hình 3.29 H ộp thoại The register code is out of date 69
Hình 3.30 K ết quả bình sai lưới tự do chưa đạt 69
Hình 3.31 K ết quả bình sai đạt yêu cầu 70
Hình 3.32 Nh ập số liệu gốc cho điểm khống chế 71
Hình 3.33 H ộp thoại Station: 116404 71
Hình 3.34 K ết quả bình sai lưới với 1 điểm gốc 72
Hình 3.35 Nh ập số liệu gốc cho điểm khống chế 104547 72
Hình 3.36 H ộp thoại Station:104547 73
Hình 3.37 S ố liệu gốc của điểm khống chế sau khi nhập 73
Hình 3.39 Giao di ện chính phần mềm APNET2012 74
Hình 3.40 H ộp thoại biên tập 7 bảng GPS 75
Hình 3.41 Đường dẫn tới thư mục chứa tệp giải cạnh RES (*isb) 75
Hình 3.42 Biên t ập 7 bảng GPS từ kết quả của phần mềm compass 76