...Đặng Thái Sơn.pdf

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA TRẮC ĐỊA – BẢN ĐỒ ĐẶNG THÁI SƠN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN TRẮC ĐỊA THUẬN VÀ NGHỊCH TRÊN MẶT EL

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

KHOA TRẮC ĐỊA – BẢN ĐỒ

ĐẶNG THÁI SƠN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN TRẮC ĐỊA THUẬN VÀ NGHỊCH

TRÊN MẶT ELLIPSOID TRÁI ĐẤT

HÀ NỘI, 2016

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

KHOA TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ

ĐẶNG THÁI SƠN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN TRẮC ĐỊA THUẬN VÀ NGHỊCH

TRÊN MẶT ELLIPSOID TRÁI ĐẤT

Ngành : Kỹ thuật Trắc địa – Bản đồ

Mã ngành : D520503

NGƯỜI HƯỚNG DẪN: ThS NGUYỄN XUÂN THỦY

HÀ NỘI, 2016

LỜI CAM ĐOAN

Trong đồ án này đã có sự tham khảo các tài liệu trong nước và ngoài nước,

đã được ghi chú, chú thích đầy đủ Tôi xin đảm bảo đây là kết quả của quá trình nghiên cứu do chính bản thân tôi thực hiện

Tác giả đồ án

ĐẶNG THÁI SƠN

MỤC LỤC

LỜI CAM KẾT

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT, KÝ HIỆU TIẾNG ANH

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: HÌNH HỌC VI PHÂN TRÊN ELLIPSOID TRÁI ĐẤT 3

1.1 Ellipsoid trái đất và các hệ tọa độ 3

1.1.1 Ellipsoid trái đất 3

1.1.2 Các hệ tọa độ trái đất 4

1.2 Các bán kính cong tại một điểm trên ellipsoid Trái đất 8

1.2.1 Các cung pháp tuyến chính và bán kính cong chính 8

1.2.2 Bán kính cong của cung kinh tuyến 9

1.2.3 Bán kính của cung vòng thẳng đứng thứ nhất 9

1.2.4 Bán kính cong của một cung pháp tuyến bất kì 10

1.2.5 Bán kính cong trung bình 10

1.3 Tính chiều dài cung và diện tích trên mặt ellipsoid Trái đất 11

1.3.1 Chiều dài cung vĩ tuyến 11

1.3.2 Chiều dài cung kinh tuyến 12

1.3.3 Tính diện tích trên mặt Ellipsoid 13

1.4 Cung pháp tuyến thuận nghịch 14

1.4.1 Khái niệm về cung pháp tuyến thuận nghịch 14

1.4.2 Góc giữa hai cung pháp tuyến thuận nghịch 14

1.4.3 Khoảng xa giữa hai cung pháp tuyến thuận nghịch 15

1.5 Đường trắc địa 15

1.5.1 Khái niệm và định nghĩa 15

1.5.2 Phương trình vi phân của đường trắc địa 16

1.5.3 Định lý Klero 17

1.5.4 Hình dáng của đường trắc địa trên mặt Ellipsoid 18

1.5.5 Góc giữa cung pháp tuyến thuận và đường trắc địa 19

1.6 Các công thức vi phân 20

1.6.1 Các công thức vi phân loại 1 20

1.6.2 Các công thức vi phân loại hai 22

CHƯƠNG 2: MỘT SỐ BÀI TOÁN TRÊN ELLIPSOID TRÁI ĐẤT 24

2.1 Các công thức lượng giác cầu thường dùng 24

2.1.1 Khái niệm chung về tam giác cầu 24

2.1.2 Số dư mặt cầu 25

2.1.3 Các định lý trong tam giác cầu thường 26

2.1.4 Các định lý trong tam giác cầu thường dùng 27

2.2 Các bài toán trắc địa thuận và nghịch trên Ellipsoid trái đất 28

2.2.1 Các phương pháp giải bài toán trắc địa thuận trên Ellipsoid trái đất 28

2.2.1.1 Phương pháp sử dụng điểm phụ 28

2.2.1.2 Phương pháp sử dụng đối số trung bình 32

2.2.1.3 Phương pháp Bessel 34

2.2.1.4 Phương pháp Vincenty 37

2.2.1.5 Theo định lý Klero và các phương trình vi phân 38

2.2.2 Các phương pháp giải bài toán trắc địa nghịch trên Ellipsoid trái đất 40

2.2.2.1 Phương pháp sử dụng đối số trung bình 40

2.2.2.2 Phương pháp Bessel 41

2.2.2.3 Phương pháp Vincenty 41

2.2.2.4 Giải bài toán trắc địa nghịch trong hệ địa diện chân trời 43

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM 46

3.1 Kết quả bài toán trắc địa thuận trên Ellipsoid Trái đất 46

3.1.1 Phương pháp Vincenty 46

3.1.2 Theo định lý Klero và các phương trình vi phân 52

3.2 Kết quả bài toán trắc địa nghịch trên Ellipsoid trái đất 61

3.2.1 Phương pháp sử dụng đối số trung bình 61

3.2.2 Phương pháp Vincenty 65

3.2.3 Giải bài toán trắc địa nghịch trong hệ địa diện chân trời 73 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT, KÝ HIỆU TIẾNG ANH

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Bảng kết quả phương pháp Vincenty(TĐ thuận) 52

Bảng 1.2 Bảng kết quả phương pháp Klro và các phương trình vi phân 60

Bảng 1.3 Bảng kết quả phương pháp đối số trung bình 64

Bảng 1.4 Bảng kết quả phương pháp Vincenty(TĐ nghịch) 72 Bảng 1.5 Bảng kết quả trong bài toán trắc địa nghịch trong hệ địa diện chân trời 80

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Hình Ellip kinh tuyến 3

Hình 1.2 Hệ tọa độ trắc địa 4

Hình 1.3 Hệ tọa độ trên mặt phẳng kinh tuyến 5

Hình 1.4 Độ vĩ địa tâm 5

Hình 1.5 Độ vĩ quy hóa 6

Hình 1.6 Hệ toạ độ vuông góc không gian địa tâm 7

Hình 1.7 Hệ tọa độ vuông góc không gian địa diện chân trời 8

Hình 1.8 Các cung pháp tuyến chính 8

Hình 1.9 Cung kinh tuyến và bán kính cong cung kinh tuyến 9

Hình 1.10 Cung vĩ tuyến 11

Hình 1.11 Diện tich hình thang (cong) trên Ellipsoid 13

Hình 1.12 Cung pháp tuyến thuận - nghịch 14

Hình 1.13 Góc và khoảng xa giữa hai cung pháp tuyến thuận-nghịch 15

Hình 1.14 Vi phân ds của đường trắc địa 16

Hình 1.15 Mối quan hệ QH và B 17

Hình 1.16 Hình dáng đường trắc địa trên Ellipsoid 18

Hình.1.17 Các cung pháp tuyến thuận, nghịch và đường trắc địa 19

Hình 2.1 Tam giác cầu ABC 24

Hình 2.2 Các yếu tố của tam giác cầu ABC 24

Hình 2.3 Mặt cầu bán kinh R 25

Hình 2.4 Tam giác cầu vuông 28

Hình 2.5 Quy tắc Nepe 28

Hình 2.6.Tam giác cực trên mặt Ellipsoid 29

Hình 2.7 Đường trắc địa với điểm chính giữa 32