Chuong 1va2 compatibility mode

Định nghĩa: Trắc địa là một ngành khoa học về trái đất, có nhiệm vụ nghiên cứu, xác định hình dạng, kích thước trái đất và biểu diễn bề mặt trái đất lên bản đồ, đồng thời nghiên cứu các

GIỚI THIỆU MÔN HỌC

TRẮC ĐỊA

1 Tổng quan về môn học

a.Lý thuyết(30t) tương đương (2 tín chỉ)

b.Thực hành(15t): 1 tuần (1 tín chỉ)

2 Hình thực thi và kiểm tra

- Kết thúc môn có 01 bài kiểm tra điều kiện

- 01 bài thi viết kết thúc học phần (70%).

3 Đánh giá điểm quá trình(30%)

- Kiểm tra viết(10%)

- Bài tập lớn(10%)

- Bài tập nhỏ(10%)

CHƯƠNG I

BÀI MỞ ĐẦU

1.1 KHÁI NIỆM VỀ MÔN HỌC TRẮC ĐỊA

a Định nghĩa: Trắc địa là một ngành khoa học về trái đất, có nhiệm vụ nghiên cứu, xác định hình dạng, kích thước trái đất

và biểu diễn bề mặt trái đất lên bản đồ, đồng thời nghiên cứu các phương pháp trắc địa để giải quyết các nhiệm vụ khác nhau trong công tác khảo sát, quy hoạch, thiết kế, thi công, xây dựng các công trình.

1.2 Lịch sử phát triển ngành trắc địa

1.3 Ứng dụng của trắc địa trong xây dựng

Trắc địa có nhiệm vụ cấp số liệu địa hình phục vụ công tác thiết kế, thi công công trình cho các ngành xây dựng cơ bản như giao thông, thuỷ lợi, xây dựng, kinh tế, quốc phòng v.v

 Các giai đoạn tiến hành khi xây dựng công trình:

• Giai đoạn quy hoạch

• Giai đoạn lập dự án

• Giai đoạn thiết kế

• Giai đoạn thi công

• Giai hoàn công

1.5 Tài liệu tham khảo

- Giáo trình trắc địa đại cương –Trường Đại học thủy lợi

- Giáo trình trắc địa phổ thông – Đại học mỏ địa chất, Hà nội

- Giáo trình trắc địa công trình - Đại học mỏ địa chất, Hà nội

- Xử lý số liệu đo - Đại học mỏ địa chất, Hà nội

- Lý thuyết sai số- Đại học Bách khoa Tp.Hồ

Chí Minh

CHƯƠNG 2 KIẾN THỨC CHUNG VỀ

TRẮC ĐỊA

§2.1 Hình dạng và kích thước trái đất

1 Hình dạng trái đất và mặt thuỷ chuẩn

- S= 510.10 6 km 2

- Lục địa , hải đảo: 29%S

- Biển và đại dương: 71% S

- Chỗ cao nhất: đỉnh Chômôlungma: 8882m

- Chỗ thấp nhất: vinh Marian ở TBD sâu: 11032m

1.1 Hình dạng trái đất

-Mặt thuỷ chuẩn giả định

-Khái niệm độ cao

-Độ cao tuyệt đối

-Độ cao tương đối

2 Kích thước trái đất

- Coi trái đất là hình elipxoid dẹt ở hai cực đểthuận lợi cho việc tính toán (elipxoid thamkhảo)

Kết quả nghiên cứu

§ 2.2 Ảnh hưởng độ cong trái đất tới

d

O

Δh

0,22078314

§ 2.3 Hệ tọa độ địa lý

• Vĩ độ của một điểm là góc quét trong MPKT chứa điểm

đó tính từ MPXĐ

O

Bắc (N)

Đông (E)

• Từ KT 0 0 –1800 phía đông được gọi là KĐ đông

• Từ KT 0 0 –1800 phía tây được gọi là KĐ tây

• Từ XĐ về cực bắc được gọi là VĐ bắc

• Từ XĐ về cực nam được gọi là VĐ nam

• Ví dụ:

Hà Nội

φ = 21 0 VĐ bắc

λ =107 0 KĐ đông KT: 00

KT: 1800

Xích đạo

§ 2.4 Hệ toạ độ trắc địa thế giới WGS-84

- Thiết lập 1984

- Dùng trong hệ thống định vị toàn cầu GPS

để xác định vị trí toạ độ các điểm trên mặt đất và trong không gian.

- Mỗi điểm được xác định: X, Y, Z

- Hệ toạ độ không gian 3 chiều:

 Gốc O : tâm trái đất

 Trục OZ : trùng trục quay trái đất

 Trục OX : giao tuyến MFXĐạo và MFKTgốc

 Trục OY : vuông góc trục OX nằm trên MFXĐạo

- Định nghĩa:

- Mặt thủy chuẩn

- Độ cao

- Độ cao tuyệt đối

- Độ cao tương đối

- Chênh cao

- Hình dạng, kích thước Trái Đất

- Ảnh hưởng độ cong Trái Đất

§2.5 Khái niệm về các phép

chiếu bản đồ

(đọc thêm chương 20 trang 401Giáo trình Trắc Địa Cơ Sở)

2.5.1 Phép chiếu hình nón

Soure: http://kanchu_deep.tripod.com/igintro.htm

hình nón

Vĩ tuyến Kinh tuyến

Hình sau khi chiếu

Đặc điểm:

- Vĩ tuyến là các vòng tròn đồng tâm, tâm là S

- Kinh tuyến là các đường sinh của hình nón, đồngquy tại S

- Vĩ tuyến tiếp xúc sau khi chiếu có độ dài khôngđổi Vùng càng gần vĩ tuyến tiếp xúc ít bị biến

dạng và vùng càng xa thì càng bị biến dạng càngnhiều

Ứng dụng:Cho những vùng có vĩ độ từ 30° đến

60° tốt nhất là 45°

2.5.2 Phép chiếu hình trụ đứng

S

N

E W

hình trụ

Hình sau khi chiếu

 Đặc điểm :

- Kinh tuyến là những đường thẳng song song cách đều

nhau và trùng với đường sinh của hình trụ.

- Vĩ tuyến là những đường thẳng song song và vuông góc với kinh tuyến Khoảng cách giữa các vĩ tuyến tăng dần về

Chia Trái Đất thành 60 múi theo đường kinh

tuyến và đánh số múi từ 1-60 từ kinh tuyến gốc qua Đông rồi sang Tây

Ngoại tiếp Trái đất bằng hình trụ ngang và tiếp

xúc với trái đất theo kinh tuyến giữa của một múi

thứ i nào đó

Phép chiếu: xuyên tâm

Tâm chiếu: Tâm O của trái đất

Mặt chiếu: mặt trong của hình trụ ngang

Phép chiếu Gao-xơ được thực hiện trên từng múi 1 khi chiếu múi nào thì xoay cho hình trụ tiếp xúc với kinh tuyến giữa của đó Sau khi chiếu khai triển hình trụ theo đường sinh ta được hình như sau:

Xích đạo 0

Kinh tuyến giữa

Hình sau khu chiếu

Đặc điểm của hình chiếu

Xích đạo trở thành đường nằm ngang và có độ dài lớn hơn độ dài thực.

Kinh tuyến giữa của múi trở thành trục đối xứng

thẳng đứng vuông góc với đường xích đạo và có độ dài không bị biến dạng

Những vùng nằm càng gần đường kinh tuyến giữa càng ít bị biến dạng và ngược lại càng xa càng bị biến dạng nhiều.

Diện tích của múi trên mặt chiếu lớn hơn diện tích

thực

2.5.4 PhÐp chiÕu UTM

a Nội dung : giống phép chiếu UTM

Khác nhau: thứ tự các múi chiếu lệch 30

- Xích đạo thành đường nằm ngang và KT giữa múi trở thành trục

đối xứng vuông góc với xích đạo

- Vùng nằm phía trong hai giao tuyến giữa múi và mặt trụ có S nhỏ

hơn S thực tế và ngược lại

- Độ biến dạng trên đương KT giữa múi là lớn nhất

=1-0.9996=0.0004( 1km sai số 0,4m) còn trong Gao xơ là 1,3-1,4m trên 1km chiều dài

- Hiện nay VN chuyển từ hệ quy chiếu quốc gia từ HN-72 sang

VN-2000 dùng phép chiếu UTM

Phép chiếu: Xuyên tâm

 Tâm chiếu: Tâm O của trái đất

 Mặt chiếu: Mặt thủy chuẩn của Trái đất

2.5.5 Phép chiếu bằng

*Đặc điểm

- Vì khu vực chiếu có diện tích nhỏ hơn so với kíchthước trái đất và tia chiếu coi như song song, trùngvới phương trọng lực và vuông góc với mặt chiếu

-Hình chiếu abcd trên mặt phẳng P coi như hình

chiếu bằng , không bị biến dạng và giống thực tế

*Ứng dụng: Áp dụng trong khu đo có bán kính <= 10km

5- Ý nghĩa của việc chọn tỷ lệ bản đồ khi

đo vẽ

 Về kỹ thuật

 Về kinh tế

§2.7 Các hệ tọa độ vuông góc phẳng trong trắc địa

Trục tung OX là hướng Nam Bắc của địa bànđới với công trình độc lập hoặc theo các trục

chính của công trình trong xây dựng

Để tránh trị số tọa độ mang dấu âm nên chọngốc tọa độ 0 ở góc Tây Nam của khu đo

3 Hệ tọa độ giả định

§ 2.8 PHÂN MẢNH VÀ ĐÁNH

SỐ TỜ BẢN ĐỒ

I Phân mảnh theo kinh tuyến và vĩ tuyến

B A

Chia trái đất theo kinh tuyến thành 60 múi, mỗi

múi chắn 1 góc ở tâm là 60

Số thứ tự múi được đánh số kể từ kinh tuyến

1800 vòng qua Tây sang Đông là 1,2,3 60 Như

vậy STT ở đây lệch với phép chiếu Gaoxơ là 30

Từ xích đạo theo vi tuyến về các cực chia thànhtừng đới 40, và đánh số bắt đầu bằng các chữ cái A,

B, C, D… về hai cực Bắc và Nam

VD: Hà nội có độ vĩ 20-21 độ nên thuộc đới thứ

6 có ký hiệu là F

Hình phẳng nhìn từ trên xuống

Các đới và múi giao nhau tạo thành 1 hình thangcong Hình chiếu của hình thang cong lên mặt

II Phân mảnh và đánh số theo ô vuông

Sử dụng trong khu vực có diện tích nhỏ hơn 20 km2

A

C D

IV III

1 2

16 15

3 4

1: 5 000 1: 2 000 1: 1 000 1: 500

4 - D 4 – D - III 4 – D -16 4

4

2.9 Các phương pháp biểu diễn

Địa hình trên bản đồ ( xem thêm ở chương 16 trang 347)

1 Phương pháp kẻ vân: Sử dụng những nét kểđộc lập theo hướng dốc của mặt đất, độ đậmnhạt, chiều dài và khoảng cách của các nét kẻ

để biểu diễn địa hình

2 Phương pháp tô màu: Sử dụng màu sắc và

độ đậm nhạt để biểu diễn địa hình

Đường đồng mức MTC

h

h

3 Phương phỏp đường đồng mức

møc

a Những khái niệm cơ bản

Định nghĩa: Đường đồng mức( đường bìnhđộ)

Khoảng cao đều đường đồng mức

VD: khi độ dốc càng lớn h càng tăng, ngược lại tỷ lệ bản đồ lớn h nhỏ

b Tớnh chất cơ bản của đường đồng mức

Mọi điểm nằm trên cùng 1 đường đồng mức có độ cao như nhau

Đường đồng mức là đường cong trơn đều liên tục và khép kín hoặc khép kín đến khung bản đồ

Các đường đồng mức càng gần nhau thì mặt đất càng dốc nhiều, các đường đồng mức càng cách xa nhau thì mặt đất càng thoải và đường đồng mức trùng nhau thì

đó là nơi vách núi đứng, bờ lở.

Hướng vuông góc với các đường đồng mức có độ dốc lớn nhất.

Hầu hết các đường đồng mức không cắt nhau trừ khu vực có địa hình hang động , hàm ếch.

50 m

60 m

70 m

60 50 70

MTC

Hồ

Đường tụ thủy Đường phân thủy

c Một số dạng địa hình đặc trưng

10 15 20

20 15 10

10 15

20

10 15 20 25

Yên ngựa

18

§2.10 Các đơn vị thường dùng trong

trắc địa

• Đơn vị đo chiều dài: km, dm, m, cm, mm

• Đơn vị đo diện tích: km2, dm2, m2, cm2, mm2(

Đổi đơn vị (tiếp)

Những số có nghĩa và cách làm tròn số

trong tính toán

giá trị quan trắc là những con số dương (chắcchắn) cộng thêm một số được ước lượng hoặc

làm tròn

VD: đo 1 khoảng cách bằng thước thép có vạchchia nhỏ nhất là 0.01ft được giá trị là 73,52ft thì 3 số đầu tiên là chắc chắn còn số cuối cùng

là ước lượng Vậy trường hợp này gọi là có 4

số có nghĩa

Các ví dụ:

Hai số có nghĩa: 24, 2.4, 0.24, 0.0024, 0.020

Ba số có nghĩa: 364, 36.4, 0.000364, 0.0240

Bốn số có nghĩa: 7621, 76.21, 0.0007621, 24.00

Cách làm tròn số

• Yêu cầu: Chỉ được làm tròn số ở kết quả cuốicùng Trong quá trình tính toán phải ghi đầy đủcác số có nghĩa

• Làm tròn số có nghĩa là quá trình bỏ đi một

hoặc nhiều chữ số để cho kết quả cuối cùng chỉchữa một số các chữ số có nghĩa

Các thao tác làm tròn số:

a Khi con số bị bỏ đi nhỏ hơn 5

VD: 78.374 thì viết lại là 78.37 Số 78.3749 được làm tròn là 78.37

b Khi các số bị bỏ đi đúng bằng 5

VD: 78.375 làm tròn là 78.38

c Khi các con số bị bỏ đi lớn hơn 5

VD: 78.376 làm tròn là 78.38

2.11.Công nghệ định vị toàn cầu GPS

Global Posiotioning System ( đọc giáo trình chương 13 và 14 trang 285)

Sơ đồ phân bố vệ tinh trên quỹ đạo

GPS Nominal constellation in orbits

1 Tổng quan về GPS

GPS gồm 3 đoạn:

-Đoạn không gian

-Đoạn điều khiển

-Đoạn sử dụng

Đoạn không gian

Đoạn điều khiển

3 Nguyên lý định vị GPS

• Đo khoảng cách từ máy thu đến vệ tinh cần

phải xác định được thời chính xác mà tín hiệu truyền từ vệ tinh đến máy thu

R=c×t

Trong đó: r là k/c tới vệ tinh

t là thời gian truyền sóng từ vệ tinh đến máy thu

Có 2 pp đo: Đo mã và đo hiệu pha sóng tải( đọc gt)

4 Các nguồn sai số

a Sai số đồng hồ

b Sự khúc xạ tín hiệu (tầng điện ly và tầng đối

lưu)

c Sai số của lịch vệ tinh

d Sai số do hiện tượng đa đường

e Sai số do định tâm và chiều cao ăng ten

f Sai số do đồ hình vệ tinh quan sát

5 Phương pháp đo GPS

a Đo GPS tuyệt đối: sử dụng 1 máy thu

b Đo GPS tương đối: sử dụng 2 máy thu

- Một máy thu đặt ở trạm cơ sở đã biết tọa độ,

còn các máy thu khác được đặt tại các điểmcần xác định gọi là trạm di động

c Đo GPS động tức thời: cần có 2 máy thu