Xem mẫu
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài
Khảo sát ứng dụng
công nghệ GPS trong
trắc địa công trình
- Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp
§Ò tµi: “Kh¶o s¸t øng dông c«ng nghÖ GPS trong tr¾c ®Þa c«ng tr×nh”
Chuyªn ®Ò: “ ChuyÓn trôc c«ng tr×nh lªn cao b»ng c«ng nghÖ GPS”
Ch¬ng 1
Kh¸i qu¸t vÒ c«ng nghÖ GPS
1.1.CÊu tróc cña hÖ thèng ®Þnh vÞ GPS
1.2.Nguyªn lý ®Þnh vÞ vµ c¸c trÞ ®o GPS
1.3.C¸c ph¬ng ph¸p ®Þnh vÞ GPS
1.4.Mét sè øng dông cña c«ng nghÖ GPS
Ch¬ng 2
Tæng quan vÒ c«ng t¸c tr¾c ®Þa trong x©y dùng c«ng
tr×nh c«ng nghiÖp vµ nhµ cao tÇng
2.1. Thµnh lËp líi khèng chÕ thi c«ng
2.2. C«ng t¸c bè trÝ c«ng tr×nh c«ng nghiÖp vµ nhµ cao tÇng
2.3. C¸c ph¬ng ph¸p chuyÓn trôc c«ng tr×nh lªn cao trong x©y dùng c«ng
nghiÖp vµ nhµ cao tÇng
Ch¬ng 3
ChuyÓn trôc c«ng tr×nh lªn cao b»ng c«ng nghÖ GPS
3.1. §Æt vÊn ®Ò
3.2. Thùc nghiÖm
3.3. ChuyÓn trôc c«ng tr×nh lªn cao b»ng c«ng nghÖ GPS
KÕt LuËn
NguyÔn Kh¾c Dòng Líp C§ Tr¾c ®Þa A – K49
1
- Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp
Ch¬ng 1
Kh¸i qu¸t vÒ c«ng nghÖ GPS
1.1. cÊu tróc cña hÖ thèng ®Þnh vÞ toµn cÇu GPS
HÖ thèng ®Þnh vÞ toµn cÇu GPS (Global Positioning System) gåm 3 bé
phËn: §o¹n kh«ng gian, ®o¹n ®iÒu khiÓn vµ ®o¹n sö dông.
§o¹n kh«ng gian
§o¹n ®iÒu khiÓn §o¹n sö dông
H×nh 1.1- S¬ ®å ho¹t ®éng cña hÖ thèng ®Þnh vÞ toµn cÇu GPS
1.1.1. §o¹n kh«ng gian (Space Segment)
§o¹n nµy gåm 24 vÖ tinh ph©n bè ®Òu trªn 6 quü ®¹o gÇn trßn, trªn mçi quü
®¹o cã 4 vÖ tinh, mÆt ph¼ng quü ®¹o nghiªng víi mÆt ph¼ng xÝch ®¹o mét gãc
550. B¸n kÝnh quü ®¹o vÖ tÝnh xÊp xØ 26560 km, tøc vÖ tinh cã ®é cao so víi
mÆt ®Êt cì 20200 km. Chu kú chuyÓn ®éng cña quü ®¹o lµ 718 phót (~12 giê).
Sè lîng vÖ tinh cã thÓ quan s¸t ®îc tuú thuéc vµo thêi gian vµ vÞ trÝ quan
tr¾c trªn tr¸i ®Êt, nhng cã thÓ nãi r»ng ë bÊt kú thêi gian vµ vÞ trÝ nµo trªn mÆt
®Êt còng cã thÓ quan s¸t ®îc tèi thiÓu 4 vÖ tinh vµ tèi ®a lµ 11 vÖ tinh.
NguyÔn Kh¾c Dòng Líp C§ Tr¾c ®Þa A – K49
2
- Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp
H×nh 1.2- Ph©n bè vÖ tinh trªn 6 quü ®¹o
N¨ng lîng cung cÊp cho ho¹t ®éng cña c¸c thiÕt bÞ trªn vÖ tinh lµ pin
mÆt trêi. Mçi vÖ tinh ®Òu cã ®ång hå nguyªn tö víi ®é æn ®Þnh tÇn sè 10-12, t¹o
ra tÝn hiÖu víi tÇn sè c¬ së f0 = 10.23 MHz vµ tõ ®ã t¹o ra hai tÇn sè t¶i:
L1 = 154.f0 = 1575.42 MHz ( cã bíc sãng xÊp xØ 19
cm)
L2 = 120.f0 = 1227.60 MHz ( cã bíc sãng xÊp xØ 24
cm)
C¸c t¶i L1, L2 thuéc d¶i cùc ng¾n. Víi tÇn sè lín
nh vËy
c¸c tÝn hiÖu sÏ Ýt bÞ ¶nh hëng cña tÇng ®iÖn ly
H×nh 1.3- VÖ tinh GPS
(tÇng Ion) vµ
tÇng ®èi lu v× møc ®é chËm tÝn hiÖu do tÇng ®iÖn ly tû
lÖ nghÞch víi b×nh ph¬ng cña tû sè.
§Ó phôc vô cho c¸c môc ®Ých vµ ®èi tîng kh¸c nhau, c¸c
tÝn hiÖu ph¸t ®i ®îc ®iÒu biÕn mang theo c¸c code riªng biÖt lµ C/A code, P-
code, vµ Y-code.
C¸c sãng t¶i ®îc ®iÒu biÕn bëi hai lo¹i code kh¸c nhau:
NguyÔn Kh¾c Dòng Líp C§ Tr¾c ®Þa A – K49
3
- Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp
+ C/A – code (Coarse/Acquition code) ®îc dïng cho môc ®Ých d©n sù
víi ®é chÝnh x¸c kh«ng cao vµ chØ ®iÒu biÕn sãng t¶i L1. Chu kú lÆp l¹i cña
C/A – code lµ 1 miligi©y vµ mçi vÖ tinh ®îc g¾n mét C/A – code riªng biÖt.
+ P – code (Presice code) ®îc dïng cho môc ®Ých qu©n sù (Mü) víi ®é
chÝnhx¸c cao, ®iÒu biÕn c¶ sãng t¶i L1 vµ L2. Mçi vÖ tinh chØ g¸n mét ®o¹n
code lo¹i nµy, do ®ã P – code rÊt khã bÞ gi¶i m· ®Ó sö dông nÕu kh«ng ®îc
phÐp.
Ngoµi ra, c¶ hai sãng t¶i L1 vµ L2 cßn ®îc ®iÒu biÕn bëi c¸c th«ng tin
®¹o hµng: Ephemerit vÖ tinh, thêi gian cña hÖ thèng, sè hiÖu chØnh ®ång hå vÖ
tinh, quang c¶nh ph©n bè vÖ tinh trªn bÇu trêi vµ t×nh tr¹ng cña hÖ thèng.
+ Y- code ®îc phñ lªn P – code nh»m chèng b¾t chíc, gäi lµ kü thuËt
AS (Anti – Spoofing). Trong 3 nhãm vÖ tinh (I, II, II-A) ®· ®îc ®a lªn quü
®¹o th× chØ cã vÖ tinh thuéc nhãm II (sau n¨m 1989) míi cã kh¶ n¨ng nµy.
Ngoµi c¸c tÇn sè trªn, c¸c vÖ tinh GPS cßn cã thÓ trao ®æi víi c¸c tr¹m
®iÒu khiÓn mÆt ®Êt qua c¸c tÇn sè 1783.74MHz vµ 2227.5 MHz ®Ó truyÒn c¸c
th«ng tin ®¹o hµng vµ c¸c lÖnh ®iÒu khiÓn tíi vÖ tinh.
TÊt c¶ c¸c code ®îc khëi t¹o l¹i sau mçi tuÇn lÔ GPS vµo ®óng nöa
®ªm thø bÈy, s¸ng chñ nhËt.
Trªn c¬ së C/A code, mçi vÖ tinh cßn ph¸t ®i mét “code tùa ngÉu
nhiªn” riªng cña vÖ tinh ®ã gäi lµ PRN – code (Pseudo Random Noise code)
code nµy dµi 37 tuÇn lÔ. Code ngÉu nhiªn lµ c¬ së ®Ó ®Þnh vÞ tuyÖt ®èi kho¶ng
c¸ch gi¶ vµ dùa vµo ®ã nhËn biÕt ®îc sè liÖu cña vÖ tinh.
NÕu kh«ng cã can thiÖp chñ ®éng nµo kh¸c vµo c¸c tÝn hiÖu cña vÖ tinh,
tøc cì 1 3 m. ChÝnh v× thÕ tríc ®©y Bé Quèc Phßng – Mü ®· ®a vµo d÷ liÖu
thêi gian cña vÖ tinh GPS mét lo¹i nhiÔu SA (Selecke Availability) ®Ó gi¶m ®é
chÝnh x¸c ®Þnh vÞ tuyÖt ®èi xuèng cì 50 100 m. Nhng ngµy 2/5/2000, chÝnh
phñ Mü ®· tuyªn bè bá SA. §iÒu ®ã cã nghÜa lµ ®é chÝnh x¸c ®Þnh vÞ tuyÖt ®èi
thêi gian sau khi bá SA ®· ®îc c¶i thiÖn.
1.1.2. §o¹n ®iÒu khiÓn (Control Segment)
NguyÔn Kh¾c Dòng Líp C§ Tr¾c ®Þa A – K49
4
- Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp
H×nh 1.4- Tr¹m ®iÒu khiÓn cña hÖ thèng GPS
§o¹n ®iÒu khiÓn gåm 4 tr¹m quan s¸t trªn mÆt ®Êt t¹i Hawaii (Th¸i
B×nh D¬ng), Assension Island (§¹i T©y D¬ng), Diego Garcia (Ên §é
D¬ng), Kwajalein (t©y Th¸i B×nh D¬ng) vµ mét tr¹m ®iÒu khiÓn trung t©m
®Æt t¹i c¨n cø kh«ng qu©n Mü gÇn Colorado Spring.
§o¹n ®iÒu khiÓn cã nhiÖm vô ®iÒu khiÓn toµn bé ho¹t ®éng cña c¸c vÖ
tinh trªn c¬ së theo dâi quü ®¹o chuyÓn ®éng cña vÖ tinh vµ ho¹t ®éng cña
®ång hå vÖ tinh. TÊt c¶ c¸c tr¹m ®iÒu khiÓn cã m¸y thu GPS theo dâi liªn tôc
c¸c vÖ tinh, ®ång thêi ®o c¸c sè liÖu khÝ tîng. Tr¹m trung t©m xö lý c¸c sè
liÖu ®îc truyÒn vÒ tõ c¸c tr¹m cïng víi sè liÖu ®o ®îc cña chÝnh nã. KÕt qu¶
xö lý cho ra ephemerit chÝnh x¸c ho¸ cña c¸c vÖ tinh vµ sè hiÖu chØnh cho c¸c
®ång hå vÖ tinh. C¸c sè liÖu nµy ®îc truyÒn tõ tr¹m ®iÒu khiÓn trung t©m tíi
c¸c tr¹m quan s¸t, tõ ®ã truyÒn tiÕp lªn c¸c vÖ tinh cïng víi c¸c lÖnh ®iÒu
khiÓn kh¸c. ViÖc chÝnh x¸c ho¸ th«ng tin ®îc tiÕn hµnh 3 lÇn trong mét ngµy.
Ngoµi ra, tr¹m trung t©m cßn ®iÒu khiÓn hiÖu chØnh quü ®¹o, khëi ®éng vÖ
tinh dù phßng khi cÇn thiÕt thay thÕ vÖ tinh ®· ngõng ho¹t ®éng.
1.1.3. §o¹n sö dông (User Segment)
§o¹n nµy gåm tÊt c¶ c¸c m¸y mãc, thiÕt bÞ thu
nhËn th«ng tin tõ vÖ tinh ®Ó khai th¸c sö dông cho c¸c
môc ®Ých vµ yªu cÇu kh¸c nhau. §ã cã thÓ lµ mét m¸y
thu riªng biÖt, ho¹t ®éng ®éc lËp (trêng hîp ®Þnh vÞ
tuyÖt ®èi) hay métnhãm tõ hai m¸y thu trë lªn ho¹t ®éng
H×nh 1.5- M¸y thu GPS
NguyÔn Kh¾c Dòng Líp C§ Tr¾c ®Þa A – K49
5
- Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp
®ång thêi theo mét lÞch tr×nh nhÊt ®Þnh (trêng hîp ®Þnh vÞ t¬ng ®èi) hoÆc
ho¹t ®éng theo chÕ ®é mét m¸y thu
®ãng vai trß m¸y chñ ph¸t tÝn hiÖu v« tuyÕn hiÖu chØnh cho c¸c m¸y thu kh¸c
(®Þnh vÞ vi ph©n).
1.2. Nguyªn lý ®Þnh vÞ vµ c¸c trÞ ®o GPS
1.2.1. Nguyªn lý ®Þnh vÞ GPS
Nguyªn lý ®Þnh vÞ GPS lµ sö dông c¸c vÖ tinh GPS nh c¸c ®iÓm chuÈn
di ®éng cã to¹ ®é ®· biÕt ®Ó x¸c ®Þnh vÞ trÝ cña c¸c ®iÓm trªn mÆt ®Êt, mÆt biÓn
hoÆc trªn kh«ng trung b»ng ph¬ng ph¸p giao héi c¹nh kh«ng gian.
Gi¶ sö ®o ®îc chÝnh x¸c kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm ®Æt m¸y thu ®Õn 3 vÖ
tinh th× vÞ trÝ ®iÓm cÇn x¸c ®Þnh (®iÓm ®Æt m¸y) lµ mét trong 2 giao ®iÓm cña
mÆt cÇn cã b¸n kÝnh lµ kho¶ng c¸ch tõ m¸y thu ®Õn vÖ tinh thø 3 vµ vßng trßn
giao tuyÕn cña hai mÆt cÇu cã b¸n kÝnh lµ kho¶ng c¸ch tõ m¸y thu ®Õn vÖ tinh
thø nhÊt vµ thø hai. Th«ng thêng, mét trong hai giao ®iÓm ®ã sÏ cho mét ®¸p
sè v« lý (hoÆc qu¸ xa hoÆc ph¶i dÞch chuyÓn víi tèc ®é kh«ng tëng) vµ ph¶i
lo¹i bá.
Trong c«ng nghÖ GPS ®· ®Æt ra yªu cÇu ph¶i thu tÝn hiÖu tõ 4 vÖ tinh
®iÒu nµy liªn quan ®Õn viÖc tÝnh sè hiÖu chØnh ®ång hå.
§Ó x¸c ®Þnh chÝnh x¸c kho¶ng thêi gian truyÒn sãng vµ ph¶i biÕt ®îc
vÞ trÝ chÝnh x¸c cña vÖ tinh. Hai vÊn ®Ò c¬ b¶n nµy cña ®Þnh vÞ GPS ®îc gi¶i
quyÕt bëi “®o¹n ®iÒu khiÓn”, cÊu t¹o cña m¸y thu vµ cÊu t¹o cña vÖ tinh GPS.
1.2.2. C¸c trÞ ®o GPS
TrÞ ®o GPS lµ nh÷ng sè liÖu m¸y thu GPS nhËn ®îc tõ tÝn hiÖu cña vÖ tinh
truyÒn tíi. Mçi vÖ tinh GPS ph¸t 4 th«ng sè c¬ b¶n cho viÖc ®o ®¹c vµ chØ chia
thµnh hai nhãm:
- Nhãm trÞ ®o code: C/A – code, P – code.
- Nhãm trÞ ®o pha: L1, L2 vµ tæ hîp L1/L2
C¸c trÞ ®o nµy cã thÓ sö dông riªng biÖt hoÆc kÕt hîp ®Ó x¸c ®Þnh
kho¶ng c¸ch tõ vÖ tinh ®Õn m¸y thu.
NguyÔn Kh¾c Dòng Líp C§ Tr¾c ®Þa A – K49
6
- Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp
1.2.2.1. TrÞ ®o code
Trong trêng hîp nµy, m¸y thu nhËn ®îc code ph¸t ®i tõ vÖ tinh, so s¸nh víi
code tù do m¸y thu t¹o ra nh»m x¸c ®Þnh thêi gian truyÒn tÝn hiÖu tõ vÖ tinh
®Õn m¸y thu vµ tõ ®ã kho¶ng c¸ch tõ m¸y thu tíi vÖ tinh ®îc x¸c ®Þnh theo
c«ng thøc:
D = c.t + c.t + (1.1)
Trong ®ã:
c : lµ vËn tèc truyÒn sãng (¸nh s¸ng) = 299792458 m/s
t : lµ thêi gian truyÒn tÝn hiÖu (sãng)
t : lµ sè hiÖu chØnh do sù kh«ng ®ång bé ®ång hå m¸y thu vµ vÖ tinh
: lµ sè hiÖu chØnh do m«i trêng.
HiÖn nay, ®é chÝnh x¸c ®Þnh vÞ víi trÞ ®o code cã thÓ ®¸t tíi 30m. Víi
®é chÝnh x¸c ®ã trÞ ®o code ®îc sö dông trong ®Þnh vÞ ®¹o hµng vµ trong ®o
®¹c ®é chÝnh x¸c thÊp.
1.2.2.2. TrÞ ®o pha sãng t¶i
Sãng t¶i ®îc ph¸t ®i tõ vÖ tinh cã chiÒu dµi bíc sãng kh«ng ®æi. NÕu
gäi lµ chiÒu dµi bíc sãng th× kho¶ng c¸ch gi÷a vÖ tinh vµ m¸y thu GPS lµ:
D = N. + (1.2)
Trong ®ã:
N : lµ sè nguyªn lÇn bíc sãng
: lµ phÇn lÎ bíc sãng
TrÞ ®o pha chÝnh lµ phÇn lÎ bíc sãng thÓ hiÖn qua ®é di pha gi÷a sãng
t¶i thu ®îc tõ vÖ tinh vµ sãng t¶i do m¸y thu t¹o ra. PhÇn lÎ nµy cã thÓ ®o
®îc víi ®é chÝnh x¸c cì 1% bíc sãng, tøc kho¶ng vµi mm.
BiÓu thøc x¸c ®Þnh ®é di pha:
= R + c(t - T) - .N + atm + (1.3)
Trong ®ã:
R = ( X s X r ) 2 (Ys Yr ) 2 ( Z s Z r ) 2 (1.4)
R : lµ kho¶ng c¸ch ®óng tõ vÖ tinh ®Õn m¸y thu
NguyÔn Kh¾c Dòng Líp C§ Tr¾c ®Þa A – K49
7
- Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp
Xs, Ys, Zs : lµ to¹ ®é kh«ng gian ba chiÒu cña vÖ tinh
Xr, Yr, Zr : lµ to¹ ®é kh«ng gian ba chiÒu cña vÞ trÝ anten m¸y thu
c : lµ tèc ®é truyÒn sãng (¸nh s¸ng)
t : lµ ®é lÖch ®ång hå m¸y thu
T : lµ ®é lÖch ®ång hå vÖ tinh
: lµ bíc sãng cña sãng t¶i
N : lµ sè nguyªn lÇn bíc sãng tõ vÖ tinh ®Õn anten m¸y thu
atm : lµ sai sè do khÝ quyÓn
: lµ tæng hîp c¸c sai sè kh¸c.
§Þnh vÞ víi trÞ ®o pha sãng t¶i cã ®é chÝnh x¸c cao h¬n ®Þn vÞ víi trÞ ®o
code. VÊn ®Ò chÝnh trong trêng hîp nµy lµ x¸c ®Þnh sè nguyªn lÇn bíc sãng
(sè nguyªn ®a trÞ N) gi÷a anten m¸y thu vµ vÖ tinh.
1.3. C¸c ph¬ng ph¸p ®Þnh vÞ GPS
1.3.1. §Þnh vÞ tuyÖt ®èi
v3
v2
v4
v1
H×nh 1.6- §Þnh vÞ tuyÖt ®èi
§Þnh vÞ tuyÖt ®èi cßn gäi lµ ®Þnh vÞ ®iÓm ®¬n, tøc lµ dùa vµo trÞ ®o kho¶ng
c¸ch tõ vÖ tinh ®Õn m¸y thu GPS ®Ó x¸c ®Þnh trùc tiÕp vÞ trÝ tuyÖt ®èi cña anten
m¸y thu trong hÖ to¹ ®é WGS – 84 (hÖ to¹ ®é cã ®iÓm gèc lµ t©m khèi lîng
tr¸i ®Êt). §Þnh vÞ tuyÖt ®èi cßn ®îc chia thµnh ®Þnh vÞ tuyÖt ®èi tÜnh vµ ®Þnh
vÞ tuyÖt ®èi ®éng. “TÜnh” hay “®éng” lµ nãi tr¹ng th¸i cña (anten) m¸y thu
trong qu¸ tr×nh ®Þnh vÞ.
NguyÔn Kh¾c Dòng Líp C§ Tr¾c ®Þa A – K49
8
- Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp
§é chÝnh x¸c cña ®Þnh vÞ tuyÖt ®èi tÜnh íc tÝnh ®¹t tíi cì mÐt, cßn ®é
chÝnh x¸c ®Þnh vÞ tuyÖt ®èi ®éng kho¶ng 10 – 40 m.
Trong ®Þnh vÞ tuyÖt ®èi tÜnh cã thÓ quan tr¾c liªn tôc c¸c vÖ tinh kh¸c
nhau ë c¸c thêi ®iÓm kh¸c nhau ®Ó ®o kho¶ng c¸ch tõ vÖ tinh ®Õn ®iÓm tr¹m
®o vµ cã nhiÒu trÞ ®o thõa, qua xö lý sè liÖu sÏ ®îc to¹ ®é tuyÖt ®èi cña ®iÓm
tr¹m ®o.
Trong trêng hîp ®Þnh vÞ tuyÖt ®èi theo ph¬ng ph¸p ®o kho¶ng c¸ch
gi¶ th× ë mét thêi ®iÓm ti, tõ mét tr¹m ®o, quan tr¾c ®ång bé 4 vÖ tinh, j = 1, 2,
3, 4 ta cã mét hÖ ph¬ng tr×nh ®îc viÕt díi d¹ng ma trËn
Ai.X + Li = 0 (1.5)
Khi quan tr¾c ®ång bé víi sè lîng vÖ tinh nhiÒu h¬n 4 th× cÇn nghiÖm
theo ph¬ng ph¸p sè b×nh ph¬ng nhá nhÊt. Lóc ®ã (1.5) ®îc viÕt díi d¹ng
hÖ ph¬ng tr×nh sai sè:
Vi = Ai.X + Li (1.6)
NÕu sè lîng thêi ®iÓm quan tr¾c lµ n vµ bá qua sù thay ®æi cña ®ång hå m¸y
thu theo thêi gian th× tõ (1.6) ta cã hÖ ph¬ng tr×nh sai sè t¬ng øng lµ:
V = A.X +L (1.7)
Trong ®ã:
V = ( V1 V2 . . . Vn)T
A = (A1 A2 . . . An)T
L = (L1 L2 . . . Ln)T
X = (X Y Z T)T
Theo ph¬ng ph¸p sè b×nh ph¬ng nhá nhÊt, ta cã:
X = -(AT.A)-1.(AT.L) (1.8)
Sai sè trung ph¬ng cña Èn sè ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
(1.9)
0 Qii
M Xi
Trong ®ã:
0 : lµ sai sè cña trÞ ®o kho¶ng c¸ch gi¶ (SSTP träng sè ®¬n vÞ)
Qii : lµ phÇn tö t¬ng øng trªn ®êng chÐo chÝnh cña ma trËn hÖ sè QX
NguyÔn Kh¾c Dòng Líp C§ Tr¾c ®Þa A – K49
9
- Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp
QX = (ATA)-1
§Þnh vÞ tuyÖt ®èi theo pha sãng t¶i cã ®é chÝnh x¸c cao h¬n so víi
ph¬ng ph¸p ®o kho¶ng c¸ch gi¶. Trong ®Þnh vÞ tuyÖt ®èi ®o pha sãng t¶i cÇn
chó ý hiÖu chØnh sai sè do tÇng ®iÖn ly vµ tÇng ®èi lu, kh«i phôc pha sãng t¶i,
x¸c ®Þnh sè nguyªn lÇn bíc sãng. KÕt qu¶ ®Þnh vÞ tuyÖt ®èi theo ph¬ng ph¸p
pha sãng t¶i cã thÓ ®îc dïng lµm tr¹m tham kh¶o hoÆc tr¹m gèc ( cã to¹ ®é
t¬ng ®èi chÝnh x¸c) cho ®Þnh vÞ t¬ng ®èi.
1.3.2. §Þnh vÞ t¬ng ®èi
§Þnh vÞ t¬ng ®èi lµ trêng hîp dïng hai m¸y thu GPS ®Æt ë 2 ®iÓm
kh¸c nhau(2 ®iÓm mót cña mét ®êng ®¸y) quan tr¾c ®ång bé cïng c¸c vÖ
tinh ®Ó x¸c ®Þnh vÞ trÝ tíng ®èi (X, Y, Z hoÆc B, L, H) gi÷a hai
®iÓm mót cña ®êng ®¸y hoÆc vector ®êng ®¸y trong hÖ to¹ ®é WGS – 84.
T¬ng tù, nhiÒu m¸y thu ®îc ®Æt ë c¸c ®iÓm mót cña mét sè ®êng ®¸y, quan
tr¾c ®ång bé cïng c¸c vÖ tinh GPS th× cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc mét sè vector
®êng®¸y ®ã. NÕu ®· biÕt to¹ ®é cña mét ®iÓm th× cã thÓ dïng vecor ®êng
®¸y ®Ó tÝnh to¹ ®é cña ®iÓm kia.
H×nh 1.7- §Þnh vÞ t¬ng ®èi
§Þnh vÞ t¬ng ®èi còng ®îc ph©n chia thµnh ®Þnh vÞ t¬ng ®èi tÜnh vµ
®Þnh vÞ t¬ng ®èi ®éng. Trong ®Þnh vÞ t¬ng ®èi trÞ ®o thêng ®îc sö dông lµ
pha sãng t¶i.
NguyÔn Kh¾c Dòng Líp C§ Tr¾c ®Þa A – K49
10
- Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp
Trong trêng hîp sè lîng tr¹m ®o nhiÒu h¬n 2, quan tr¾c ®ång bé
cïng mét sè vÖ tinh th× ¶nh hëng sai sè cña quü ®¹o vÖ tinh, sai sè ®ång hå
m¸y thu, sai sè do tÇng ®iÖn ly, sai sè do khóc x¹ cña tÇng ®èi lu ®èi víi trÞ
®o ®Ó tiÕn hµnh ®Þnh vÞ t¬ng ®èi th× cã thÓ lo¹i trõ hoÆc gi¶m thiÓu ¶nh hëng
cña sai sè t¬ng quan, n©ng cao ®é chÝnh x¸c ®Þnh vÞ t¬ng ®èi.
1.3.3. §Þnh vÞ sai ph©n
§Þnh vÞ GPS sai ph©n cßn gäi lµ ®Þnh vÞ GPS vi ph©n (Differential GPS
viÕt t¾t lµ DGPS). Trong ph¬ng ph¸p nµy, mét sè m¸y thu ®Æt t¹i mét ®iÓm ®·
biÕt to¹ ®é, gäi lµ tr¹m gèc hoÆc tr¹m tham kh¶o, ®ång thêi cã m¸y hu kh¸c
®Æt ë ®iÓm cÇn x¸c ®Þnh to¹ ®é, gäi lµ tr¹m ®o. Dùa vµo to¹ ®é chÝnh x¸c ®·
biÕt cña tr¹m gèc tÝnh sè hiÖu chØnh kho¶ng c¸ch tõ tr¹m gèc ®Õn vÖ tinh vµ sè
hiÖu chØnh nµy ®îc m¸y GPS ë tr¹m gèc ph¸t ®i. M¸y thu ë tr¹m ®o, trong
khi ®o ®ång thêi còng thu ®îc sè hiÖu chØnh tõ tr¹m gèc vµ tiÕn hµnh hiÖu
chØnh kÕt qu¶ ®Þnh vÞ, tõ ®ã n©ng cao ®é chÝnh x¸c ®Þnh vÞ.
§Þnh vÞ GPS sai ph©n cã thÓ chia thµnh sai ph©n tr¹m gèc ®¬n, sai ph©n
khu vùc côc bé (nhiÒu tr¹m gèc) vµ sai ph©n khu vùc réng lín.
(1) GPS sai ph©n tr¹m gèc ®¬n (SRDGPS)
(2) GPS sai ph©n khu vùc côc bé (LADGPS)
(3) GPS sai ph©n khu vùc réng lín (WADGPS)
1.4. C¸c nguån sai sè trong ®o GPS
§Þnh vÞ GPS vÒ thùc chÊt ®îc x©y dùng trªn c¬ së giao héi kh«ng gian
c¸c kho¶ng c¸ch ®o ®îc tõ m¸y thu ®Õn c¸c vÖ tinh cã to¹ ®é ®· biÕt. Kho¶ng
c¸ch ®o ®îc lµ hµm cña thêi gian vµ tèc ®é lan truyÒn tÝn hiÖu trong kh«ng
gian gi÷a vÖ tinh vµ m¸y thu. V× vËy kÕt qu¶ ®o chÞu ¶nh hëng trùc tiÕp cña
c¸c sai sè cña vÖ tinh, cña m¸y thu, cña m«i trêng lan truyÒn tÝn hiÖu vµ c¸c
nguån sai sè kh¸c. C¸c nguån sai sè ®ã cã tÝnh chÊt hÖ thèng vµ tÝnh chÊt
ngÉu nhiªn ¶nh hëng ®Õn kÕt qu¶ ®o GPS.
1.4.1. Sai sè ®ång hå ®o
Sai sè ®ång hå gåm sai sè ®ång hå vÖ tinh, ®ång hå m¸y thu vµ sù
kh«ng ®ång bé gi÷a chóng. §ång hå vÖ tinh lµ ®ång hå nguyªn tö, ®é chÝnh
x¸c cao nhng kh«ng ph¶i hoµn toµn kh«ng cã sai sè. Trong ®ã, sai sè hÖ
thèng lín h¬n sai sè ngÉu nhiªn rÊt nhiÒu, nhng cã thÓ dïng m« h×nh ®Ó c¶i
NguyÔn Kh¾c Dòng Líp C§ Tr¾c ®Þa A – K49
11
- Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp
chÝnh sai sè hÖ thèng, do ®ã sai sè ngÉu nhiªn trë thµnh chØ tiªu quan träng ®Ó
®¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c cña ®ång hå. Khi hai tr¹m ®o tiÕn hµnh quan tr¾c ®ång
bé ®èi víi vÖ tinh th× ¶nh hëng cña sai sè ®ång hå vÖ tinh ®èi víi trÞ ®o cña
hai tr¹m lµ nh nhau.
§ång hå m¸y thu lµ ®ång hå th¹ch anh. Cïng mét m¸y thu, khi quan
tr¾c ®ång thêi nhiÒu vÖ tinh th× sai sè ®ång hå m¸y thu cã ¶nh hëng nh
nhau ®èi víi c¸c trÞ ®o t¬ng øng vµ c¸c sai sè ®ång hå cña c¸c m¸y thu cã thÓ
®îc coi lµ ®éc lËp víi nhau.
Nh ®· biÕt, vËn tèc truyÒn tÝn hiÖu xÊp xØ 3.108 m/s, do ®ã nÕu ®ång hå
th¹ch anh cã sai sè 10-4 gi©y th× sai sè t¬ng øng cña kho¶ng c¸ch 30.000 m;
nÕu ®ång hå nguyªn tö cã sai sè 10-7 gi©y th× sai sè t¬ng øng kho¶ng c¸ch lµ
30 m.
Trong ®Þnh vÞ GPS t¬ng ®èi, sö dông c¸c sai ph©n bËc 1, 2, 3, cã thÓ
lo¹i trõ hoÆc gi¶m thiÓu ¶nh hëng sai sè ®ång hå trong kÕt qu¶ ®o.
1.4.2. Sai sè quü ®¹o vÖ tinh
Do sù thay ®æi cña träng trêng tr¸i ®Êt, søc hót mÆt tr¨ng, mÆt trêi vµ
c¸c thiªn thÓ kh¸c, ¸p lùc bøc x¹ mÆt trêi… t¸c ®éng lªn vÖ tinh, nªn chuyÓn
®éng cña vÖ tinh trªn quü ®¹o kh«ng hoµn toµn tu©n theo ® Þnh luËt Kepler. §ã
lµ nguyªn nh©n g©y nªn sai sè quü ®¹o vÖ tinh hay cßn gäi lµ sai sè vÞ trÝ cña
vÖ tinh.
Trong ®Þnh vÞ GPS cÇn ph¶i sö dông lÞch quü ®¹o vÖ tinh (Ephemerit).
C¸c tr¹m ®iÒu khiÓn quan tr¾c liªn tôc ®Ó x¸c ®Þnh quü ®¹o chuyÓn ®éng cña
vÖ tinh vµ ®a ra lÞch dù b¸o, gäi lµ lÞch vÖ tinh qu¶ng b¸, cung cÊp ®¹i trµ cho
ngêi sö dông b»ng c¸ch thu trùc tiÕp nhê m¸y thu GPS. LÞch vÖ tinh qu¶ng
b¸ cho phÐp x¸c ®Þnh vÞ trÝ tøc thêi cña vÖ tinh víi ®é chÝnh x¸c cì 20 100 m.
Ngoµi lÞch vÖ tinh qu¶ng b¸ cßn cã lÞch vÖ tinh chÝnh x¸c (Precise
Ephemerit). LÞch vÖ tinh nµy ®îc thµnh lËp tõ kÕt qu¶ hËu xö lý sè liÖu quan
tr¾c ë c¸c thêi ®iÓm trong kho¶ng thêi gian quan tr¾c, cã ®é chÝnh x¸c to¹ ®é
vÖ tinh cì 10 50 m.
Sai sè vÞ trÝ ®iÓm cña vÖ tinh chÞu ¶nh hëng gÇn nh trän vÑn ®Õn ®é
chÝnh x¸c to¹ ®é ®iÓm ®Þnh vÞ tuyÖt ®èi (®Þnh vÞ ®iÓm ®¬n), nhng l¹i ®îc
lo¹i trõ vÒ c¬ b¶n trong kÕt qu¶ ®Þnh vÞ t¬ng ®èi.
NguyÔn Kh¾c Dòng Líp C§ Tr¾c ®Þa A – K49
12
- Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp
1.4.3. Sai sè do tÇng ®iÖn ly vµ tÇng ®èi lu
TÇng ®èi lu ®îc tÝnh tõ mÆt ®Êt tíi ®é cao 50km vµ tÇng ®iÖn ly ë ®é
cao tõ 50km ®Õn 1000km. TÝn hiÖu tõ vÖ tinh qua tÇng ®iÖn ly, tÇng ®èi lu
®Õn m¸y thu bÞ khóc x¹ vµ thay ®æi tèc ®é lan truyÒn.
§èi víi tÇng ®iÖn ly, gi¸ trÞ sai sè t¨ng tû lÖ thuËn víi mËt ®é ®iÖn tö tù
do vµ tû lÖ nghÞch víi b×nh ph¬ng cña tÇn sè tÝn hiÖu. §èi víi tÝn hiÖu GPS,
sè hiÖu chØnh kho¶ng c¸ch theo híng thiªn ®Ønh cã thÓ ®¹t gi¸ trÞ tèi ®a lµ
50m, theo híng cã gãc cao 200, cã thÓ ®¹t ®Õn 150m. §Ó gi¶m thiÓu sai sè do
tÇng ®iÖn ly thêng dïng m¸y thu 2 tÇn sè, dïng m« h×nh hiÖu chØnh hoÆc
dïng hiÖu c¸c trÞ ®o ®ång bé.
§èi víi tÇng ®èi lu, sù khóc x¹ cña ®êng chuyÒn tÝn hiÖu cµng phøc
t¹p h¬n, phô thuéc vµo sù biÕn ®æi cña khÝ hËu mÆt ®Êt, ¸p lùc kh«ng khÝ,
nhiÖt ®é vµ ®é Èm. ¶nh hëng cña khóc x¹ trong tÇng ®èi lu phô thuéc vµo
gãc cao cña ®êng chuyÒn tÝn hiÖu. Gi¸ trÞ ¶nh hëng sai sè theo híng thiªn
®Ønh cã thÓ ®¹t ®Õn 2 3 m, theo híng cã gãc cao 100 cã thÓ ®¹t ®Õn 20 m.
§Ó gi¶m thiÓu sai sè do tÇng ®èi lu cã thÓ dïng m« h×nh tÝn hiÖu chØnh ®a
thªm tham sè phô íc tÝnh ¶nh hëng cña tÇng ®èi lu vµo qu¸ tr×nh xö lý sè
liÖu ®Ó tÝnh hoÆc dïng hiÖu c¸c trÞ ®o ®ång bé.
1.4.4. Sai sè do nhiÔu tÝn hiÖu
TÝn hiÖu tõ vÖ tinh ®Õn m¸y thu GPS cã thÓ bÞ nhiÔu do mét sè nguyªn
nh©n nh: tÝn hiÖu ph¶n x¹ tõ c¸c vËt kh¸c (kim lo¹i, bª t«ng, mÆt níc…) ë
gÇn m¸y thu GPS; tÝn hiÖu bÞ nhiÔu do ¶nh hëng cña c¸c sãng ®iÖn tõ kh¸c
(khi ®Æt m¸y thu ë gÇn c¸c tr¹m ph¸t sãng, gÇn ®êng d©y ®iÖn cao ¸p); tÝn
hiÖu bÞ gi¸n ®o¹n do bÞ che ch¾n bëi c¸c vËt c¶n (nhµ cöa, c©y cèi…). C¸c tÝn
hiÖu bÞ nhiÔu nãi trªn chËp víi tÝn hiÖu truyÒn trùc tiÕp tõ vÖ tinh ®Õn m¸y thu
g©y ra sai sè ®èi víi trÞ ®o.
§Ó kh¾c phôc sai sè do nhiÔu tÝn hiÖu, cÇn ph¶i ®Æt m¸y thu c¸ch xa c¸c
vËt dÔ ph¶n x¹ tÝn hiÖu hoÆc c¸c ®èi tîng g©y nhiÔu tÝn hiÖu; kh«ng thu tÝn
hiÖu khi trêi ®Çy m©y, ma, kh«ng ®Æt m¸y ë díi c¸c rÆng c©y.
1.4.5. Sai sè kh¸c
Ngoµi c¸c nguån sai sè chñ yÕu trªn ®©y cßn cã c¸c nguån sai sè kh¸c
nh sai sè do ¶nh hëng xoay cña tr¸i ®Êt, do triÒu tÞch cña tr¸i ®Êt, do hiÖu
NguyÔn Kh¾c Dòng Líp C§ Tr¾c ®Þa A – K49
13
- Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp
øng cña thuyÕt t¬ng ®èi, sai sè vÞ trÝ cña m¸y thu, sai sè vÞ trÝ t©m pha cña
anten. Trong ®Þnh vÞ chÝnh x¸c cao cÇn ph¶i xem xÐt vµ t×m biÖn ph¸p gi¶m
¶nh hëng cña c¸c nguån sai sè.
1.5. C¸c øng dông cña c«ng nghÖ GPS
1.5.1. C¸c øng dông cña GPS trong tr¾c ®Þa
1.5.1.1. X©y dùng líi khèng chÕ mÆt b»ng
Cã thÓ nãi, nh÷ng øng dông ®Çu tiªn cña c«ng nghÖ GPS trong tr¾c ®Þa
lµ ®o ®¹c c¸c m¹ng líi mÆt b»ng. Chóng ta biÕt r»ng ®o t¬ng ®èi tÜnh cho ®é
chÝnh x¸c cao nhÊt, v× thÕ ph¬ng ph¸p nµy ®îc sö dông ®Ó thµnh lËp c¸c
m¹ng líi tr¾c ®Þa. B»ng kü thuËt ®o t¬ng ®èi tÜnh ngêi ta cã thÓ x©y dùng
®îc c¸c m¹ng líi cã c¹nh dµi hµng ngµn km mµ kh«ng cÇn ®Õn ®iÒu kiÖn
th«ng híng.
1.5.1.2. GPS phôc vô cho tr¾c ®Þa c«ng tr×nh
a) §o lËp c¸c m¹ng líi c¬ së tr¾c ®Þa c«ng tr×nh vµ líi thi c«ng c«ng tr×nh.
b) §o c¸c m¹ng líi quan tr¾c biÕn d¹ng vµ chuyÓn dÞch c«ng tr×nh.
c) §o vÏ thµnh lËp c¸c mÆt c¾t vµ ®o tÝnh khèi lîng.
d) §o c¾m chi tiÕt c«ng tr×nh.
1.5.2. C¸c øng dông cña c«ng nghÖ GPS trong cuéc sèng
NguyÔn Kh¾c Dòng Líp C§ Tr¾c ®Þa A – K49
14
- Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp
Ch¬ng 2
Tæng quan vÒ c«ng t¸c tr¾c ®Þa trong x©y dùng
c«ng tr×nh c«ng nghiÖp vµ nhµ cao tÇng
2.1. Thµnh lËp líi khèng chÕ thi c«ng
2.1.1. Môc ®Ých, ®Æc ®iÓm vµ ®é chÝnh x¸c cña líi khèng chÕ thi
c«ng
2.1.1.1. Môc ®Ých
Líi khèng chÕ thi c«ng c«ng tr×nh ®îc thµnh lËp víi hai môc
®Ých chñ yÕu: chuyÓn b¶n thiÕt kÕ ra thùc ®Þa vµ ®o vÏ hoµn c«ng c«ng
tr×nh. Nh÷ng môc ®Ých nµy lµ yÕu tè quan träng ¶nh hëng ®Õn ®é chÝnh
x¸c, mËt ®é ®iÓm, sè bËc, ®å h×nh vµ ph¬ng ph¸p x©y dùng líi. Thµnh
lËp líi khèng chÕ thi c«ng lµ mét trong nh÷ng néi dung c¬ b¶n, quan
träng cña c«ng t¸c trÆc ®Þa trong x©y dùng c«ng tr×nh.
2.1.1.2. §Æc ®iÓm cña líi khèng chÕ thi c«ng
Líi khèng chÕ thi c«ng lµ mét hÖ thèng c¸c ®iÓm khèng chÕ mÆt
b»ng vµ ®é cao ®îc lu gi÷ trªn khu vùc x©y dùng b»ng nh÷ng dÊu mèc
tr¾c ®Þa trong suèt qu¸ tr×nh thi c«ng c«ng tr×nh. Líi khèng chÕ thi c«ng
cã nh÷ng ®Æc ®iÓm c¬ b¶n sau:
- Líi ®îc thµnh lËp trong hÖ to¹ ®é quy íc, nhng ®îc ®o nèi víi
hÖ täa ®é nhµ níc.
- S¬ ®å líi ®îc x¸c ®Þnh tuú thuéc vµo h×nh d¹ng khu vùc, vµo sù
ph©n bè c¸c h¹ng môc c«ng tr×nh x©y dùng.
- Líi cã sè lîng h×nh hoÆc vßng khÐp kÝn kh«ng lín
- ChiÒu dµi c¹nh cña líi thêng ng¾n
- C¸c ®iÓm cña líi cã yªu cÇu ®é æn ®Þnh vÞ trÝ ®iÓm cao trong ®iÒu
kiÖn phøc t¹p khi x©y dùng c«ng tr×nh.
- §iÒu kiÖn ®o ®¹c líi thêng lµ khã kh¨n
CÇn thÊy r»ng ®Æc ®iÓm cña líi khèng chÕ thi c«ng liªn quan kh¸ chÆt
chÏ víi môc ®Ých vµ ý nghÜa cña líi.
NguyÔn Kh¾c Dòng Líp C§ Tr¾c ®Þa A – K49
15
- Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp
ViÖc chän lùa ph¬ng ph¸p thµnh lËp líi phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè:
d¹ng c«ng tr×nh, h×nh d¹ng vµ diÖn tÝch cña khu vùc x©y dùng, ý nghÜa cña
m¹ng líi, ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh cña khu ®o, ®é chÝnh x¸c yªu cÇu, t×nh tr¹ng
trang thiÕt bÞ hiÖn cã vµ n¨ng lùc cña ngêi thùc hiÖn. Trªn khu vùc x©y dùng
c«ng tr×nh c«ng nghiÖp vµ nhµ cao tÇng cã thÓ ¸p dông c¸c ph¬ng ph¸p thµnh
lËp líi sau: líi tam gi¸c (®o gãc, ®o c¹nh, ®o gãc – c¹nh), líi ®a gi¸c, líi
GPS, líi « vu«ng x©y dùng.
Tuú thuéc vµo diÖn tÝch khu vùc vµ c«ng nghÖ x©y dùng mµ líi khèng
chÕ thi c«ng cã thÓ gåm mét sè cÊp líi. Líi khèng chÕ thi c«ng ®îc thµnh
lËp dùa vµo m¹ng líi ®· cã ë giai ®o¹n kh¶o s¸t, thiÕt kÕ.
2.1.1.3. §é chÝnh x¸c cña líi khèng chÕ thi c«ng
Theo môc ®Ých vµ ý nghÜa cña líi, líi khèng chÕ thi c«ng cÇn ®¶m
b¶o nh÷ng yªu cÇu sau:
a)Yªu cÇu ®é chÝnh x¸c bè trÝ c«ng tr×nh
§Ó ®¸p øng yªu cÇu c«ng t¸c bè trÝ cÇn ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c vÞ trÝ
t¬ng hç gi÷a hai ®iÓm l©n cËn nhau, hoÆc vÞ trÝ t ¬ng hç gi÷a ba ®iÓm cña
líi trªn mét kho¶ng c¸ch nµo ®ã.
Líi khèng chÕ thi c«ng trong x©y dùng c¸c c«ng tr×nh c«ng nghiÖp
chñ yÕu sö dông ®Ó l¾p ®Æt c¸c kÕt cÊu x©y dùng, c¸c thiÕt bÞ c«ng nghÖ cÇn sö
dông m¹ng líi l¾p r¸p víi yªu cÇu rÊt cao vÒ ®é chÝnh x¸c t¬ng hç.
§Ó bè trÝ trôc chÝnh cña khu c«ng nghiÖp lín cã mèi liªn hÖ chÆt chÏ vÒ
d©y chuyÒn c«ng nghÖ, th«ng thêng cÇn ®¶m b¶o yªu cÇu sai sè vÞ trÝ t¬ng
hç gi÷a c¸c ®iÓm l©n cËn trong m¹ng líi kh«ng vît qu¸ 1:10000 chiÒu dµi
c¹nh. Khi c¹nh líi lµ 200m th× sai sè nµy lµ 2cm.
NÕu m¹ng líi khèng chÕ thi c«ng ®îc ph¸t triÓn theo hai bËc th× ta cã
c«ng thøc tÝnh sai sè t¬ng hç tæng hîp tõ c¸c bËc líi:
mth2 = m12 + m22 (2.1)
NÕu lÊy hÖ sè suy gi¶m ®é chÝnh x¸c k = 2, tøc lµ m2 = 2mm
Ta cã: mth2 = m12 + 4.m22 = 5m12
mth
Tõ ®ã: m1 =
5
NguyÔn Kh¾c Dòng Líp C§ Tr¾c ®Þa A – K49
16
- Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp
Víi mth = 20mm ta tÝnh ®îc m1 = 9mm; m2 = 18mm
Khi cã gi¸ trÞ sai sè trung ph¬ng t¬ng hç cña tõng bËc líi cã thÓ tÝnh
®îc sai sè trung ph¬ng c¸c ®¹i lîng ®o theo c«ng thøc ®· biÕt.
2
m 2
m i .S i (2.2)
2 2
m
thi si
§èi víi líi ®êng chuyÒn lÊy m m i i
b) Yªu cÇu ®é chÝnh x¸c ®o vÏ hoµn c«ng c«ng tr×nh
Tû lÖ lín nhÊt khi ®o vÏ hoµn c«ng c«ng tr×nh thêng chän lµ 1:500.
Theo quy ph¹m, SSTP vÞ trÝ ®iÓm khèng chÕ cÊp cuèi cïng so víi ®iÓm khèng
chÕ c¬ së kh«ng vît qu¸ MP = 0.2 mm. M = 10cm. NÕu thµnh lËp líi chªm
dÇy gåm hai bËc ta cã:
MP2 = M12 + M22 (2.3)
NÕu lÊy k = 2 ta tÝnh ®îc M1 = 4.5cm; M2 = 8.9cm
NghÜa lµ SSTP vÞ trÝ ®iÓm yÕu nhÊt cña c¸c cÊp líi kh«ng ®îc vît
qu¸ nh÷ng gi¸ trÞ t¬ng øng nªu trªn.
§é chÝnh x¸c cña líi khèng chÕ thi c«ng cÇn ®¶m b¶o ®ång thêi c¶ hai
yªu cÇu bè trÝ vµ ®o vÏ hoµn c«ng c«ng tr×nh.
2.1.2. C¸c ph¬ng ph¸p thµnh lËp líi khèng chÕ thi c«ng
Chóng ta ®· biÕt r»ng líi khèng chÕ thi c«ng cã thÓ thµnh lËp theo c¸c
ph¬ng ph¸p: tam gi¸c ®o gãc, tam gi¸c ®o c¹nh, tam gi¸c ®o gãc – c¹nh, líi
GPS, líi ®êng chuyÒn, líi « vu«ng x©y dùng….
2.1.2.1. Ph¬ng ph¸p tam gi¸c ®o gãc
Khi thµnh lËp líi khèng chÕ mÆt b»ng trªn khu vùc x©y dùng c«ng
tr×nh c«ng nghiÖp – thµnh phè, nhµ cao tÇng theo ph¬ng ph¸p tam gi¸c ®o
gãc, thêng sö dông mét sè ®å h×nh líi sau:
NguyÔn Kh¾c Dòng Líp C§ Tr¾c ®Þa A – K49
17
- Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp
a
b
c d
H×nh.2.1- Mét sè ®å h×nh líi tam gi¸c ®o gãc
§èi víi líi tam gi¸c ®o gãc cÇn cè g¾ng thiÕt kÓ c¸c tam gi¸c gÇn víi
tam gi¸c ®Òu. Trong nh÷ng trêng hîp ®Æc biÖt míi thiÕt kÕ c¸c tam gi¸c cã
gãc nhän ®Õn 200, cßn gãc tï ®Õn 1400. §Ó kiÓm tra, mçi líi tù do (líi cã ®ñ
sè liÖu gèc) cÇn Ýt nhÊt 2 c¹nh ®¸y ®o trùc tiÕp.
Khi thiÕt kÕ líi, viÖc tÝnh to¸n ®é chÝnh x¸c thêng ®îc thùc hiÖn trªn
m¸y tÝnh ®iÖn tö theo ch¬ng tr×nh lËp s½n.
§Ó tÝnh to¸n s¬ bé ®é chÝnh x¸c cã thÓ sö dông c¸c c«ng thøc gÇn ®óng.
DÞch vÞ däc cña chuçi gåm c¸c tam gi¸c gÇn ®Òu, sau khi b×nh sai líi theo
c¸c ®iÒu kiÖn h×nh ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
2
mb m 4n 2 3n 5
2
. (2.4)
mL L
b 9n
Trong ®ã:
n : lµ Sè lîng c¹nh trung gian trªn ®êng nèi ®iÓm ®Çu vµ ®iÓm cuèi cña
chuçi
mb
: lµ Sai sè trung ph¬ng t¬ng ®èi cña c¹nh ®¸y
b
m : lµ Sai sè trung ph¬ng gãc ®o
(dÊu “+” tríc 3n ®îc lÊy khi sè lîng tam gi¸c lµ ch½n: cßn dÊu “-” ®îc
lÊy khi sè lîng tam gi¸c lµ lÎ)
DÞch vÞ ngang cña chuçi tam gi¸c trong ®iÒu kiÖn nh trªn ®îc tÝnh
theo c«ng thøc:
NguyÔn Kh¾c Dòng Líp C§ Tr¾c ®Þa A – K49
18
- Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp
- Khi sè lîng tam gi¸c lµ ch½n
2 2 n2 n 3
L
(2.5)
mq m .m .
2
15 n
- Khi sè lîng tam gi¸c trong chuçi lµ lÎ
m 2 n 2 5n 5
2
L
(2.6)
mq m
2
.
15 n
m : lµ SSTP gãc ®Þnh híng cña c¹nh gèc
§èi víi chuçi tam gi¸c cã d¹ng bÊt kú víi c¸c gãc liªn hÖ A vµ B ta cã:
2
2 m k
2
mS m
. cot g 2 Ai cot g 2 Bi cot gAi cot gBi
b . (2.7)
3
S k b i 1
NÕu c¹nh trung gian trong chuçi ®îc tÝnh tõ hai c¹nh gèc th× trÞ trung
b×nh träng sè cña c¸c yÕu tè (chiÒu dµi, ph¬ng vÞ) ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
m1 .m2
(2.8)
mTB
m12 m2
2
2.1.2.2. Ph¬ng ph¸p tam gi¸c ®o c¹nh
Ph¬ng ph¸p tam gi¸c ®o c¹nh ®îc ¸p dông phæ biÕn trong tr¾c ®Þa
c«ng tr×nh c«ng nghiÖp – thµnh phè ®Ó thµnh lËp c¸c m¹ng líi h¹ng IV còng
nh c¸c líi chªm dÇy cÊp 1, 2, c¸c chØ tiªu c¬ b¶n cña nh÷ng líi nµy ®îc
nªu trong b¶ng sau:
B¶ng 2.1
C¸c chØ tiªu c¬
H¹ng IV CÊp 1 CÊp 2
b¶n
ChiÒu dµi c¹nh
15 0.5 6 0.25 3
(km)
SSTP t¬ng ®èi
x¸c ®Þnh chiÒu 1:50000 1:20000 1:10000
dµi c¹nh
Gãc nhá nhÊt 20 20 20
NguyÔn Kh¾c Dòng Líp C§ Tr¾c ®Þa A – K49
19
nguon tai.lieu . vn
