Công nghệ GPS đã được đưa vào ứng dụng trong công tác trắc địa ở
nước ta từ những năm 1990. Trong gần 15 năm khai thác sử dụng công nghệ
GPS, cho thấy GPS là một công cụ hết sức tiện lợi trong công tác xây dựng các
mạng lưới khống chế mặt bằng, song về độ chính xác,xác định độ cao còn một
số hạn chế do những nguyên nhân khác nhau.
Chúng ta biết rằng, độ cao hoặc hiệu độ cao xác định bằng công nghệ
GPS là độ cao và hiệu độ cao trắc địa, tính trên bề mặt Ellipxoid quy chiếu
WGS-84. Trong thực tế chúng ta lại sử dụng độ cao và hiệu độ cao thủy chuẩn,
xác định so với mặt Geoid hoặc Kvadigeoid. Như vậy để chuyển độ cao hoặc
hiệu độ cao trắc địa về hiệu độ cao thủy chuẩn chúng ta cần phải biết được độ
cao Geoid (Undulation) hoặc hiệu độ cao Geoid, song đây không phải là vấn
đề đơn giản vì sự biến đổi uốn nếp của bề mặt Geoid lại phụ thuộc vào cấu trúc
vật chất bên trong lòng trái đất. Để nghiên cứu geoid đòi hỏi phải có nhiều số
liệu khác nhau như số liêu trọng lực, thiên văn, trắc địa v v .
Có thể thấy rằng trên một phạm vi hẹp, sự biến đổi của bề mặt Geoid so
với bề mặt Ellipxoid có thể coi là biến đổi tuyến tính, do đó chúng ta có thể
xây dựng các công thức đơn giản để tính toán hiệu chỉnh vào độ cao trắc địa
hay hiệu độ cao trắc địa để nhận được độ cao thủy chuẩn và hiệu độ cao thủy
chuẩn.
Với phương pháp nêu trên, chúng tôi đã thực hiện đề tài tốt nghiệp "Đo
cao GPS và ứng dụng trên vùng mỏ Cẩm Phả - Quảng Ninh".
Đề tài trên sẽ góp phần đưa ứng dụng GPS vào vùng mỏ Cẩm Phả -
Quảng Ninh là vùng than quan trọng của cả nước. Mặc dù vùng Cẩm Phả -
Quảng Ninh có diện tích không lớn, song sản lượng than khai thác hàng năm
chiếm trên 50% sản lượng than của Tổng Công ty than Việt Nam.
Trong quá trình hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được sự
giúp đỡ, sự chỉ bảo tận tình của PGS. TS. Đặng Nam Chinh, và sự chỉ bảo của
các thầy, cô giáo. Tuy nhiên do thời gian và trình độ có hạn, nội dung của bản
đồ án tốt nghiệp của em không tránh khỏi những khiếm khuyết. Em rất mong
nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo và các bạn đồng nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn, các thầy, cô giáo trong
bộ môn TĐCC và trong khoa trắc địa đã giúp đỡ và chỉ bảo em để được có kết
quả như ngày hôm nay.
68 trang |
Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2481 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Đo cao GPS và ứng dụng trên vùng mỏ Cẩm Phả - Quảng Ninh, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
y sang tr¹m ®o kh¸c nªn h¹ mia xuèng ®Ó gi¶m bít
hiÖn tîng lón mia ®ång thêi ph¶i ®o ®i vµ ®o vÒ.
Cßn do trêng hîp m¸y lón ta ¸p dông ch¬ng tr×nh ®o theo thø tù S - T
- T - S hoÆc T - S - S - T.
Do chÞu ¶nh hëng cña rÊt nhiÒu nguån sai sè nªn trong quy ph¹m quy
®Þnh c¸c yªu cÇu rÊt kh¾t khe vÒ chiÒu dµi kho¶ng ng¾m, sè chªnh kho¶ng
ng¾m, chiÒu cao tia ng¾m... nh»m ®¹t ®îc ®é chÝnh x¸c cao. ChÝnh v× thÕ khi
®o thñy chuÈn h×nh häc ë vïng cã chªnh cao lín hoÆc trªn nh÷ng tuyÕn cã
kho¶ng c¸ch dµi lµ rÊt vÊt v¶ vµ tèn kÐm.
2.3. §o cao lîng gi¸c
2.3.1. Nguyªn lý chung
§o cao lîng gi¸c lµ ph¬ng ph¸p sö dông m¸y kinh vÜ ®Æt t¹i ®iÓm ®o,
®o gãc thiªn ®Ønh cña môc tiªu vµ dïng kho¶ng c¸ch tõ m¸y ®Õn môc tiªu ®Ó
tÝnh ra chªnh cao gi÷a chóng. Ph¬ng ph¸p nµy ®îc ¸p dông ®Ó chuyÒn ®é
cao ë nh÷ng vïng cã chªnh cao lín nh vïng nói hoÆc vïng khã kh¨n ®i l¹i,
qua s«ng qua hå v.v...
T¹i A ®Æt m¸y cã chiÒu cao lµ i, t©m tr¹m m¸y lµ j, ng¾m vÒ môc tiªu t¹i
B cã ®é cao BV = V2 (do chÞu ¶nh hëng tæng hîp cña ®é cong tr¸i ®Êt vµ khóc
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 27
x¹). Gãc ®øng ®o ®îc lµ Z' nhá h¬n gãc thiªn ®Ønh thùc tÕ Z mét ®¹i lîng 1
®îc tÝnh theo c«ng thøc:
0
0
1 2R
S (2.3.1)
Trong ®ã: S0 : chiÒu dµi cung tia ng¾m do khóc x¹
R0 : b¸n kÝnh cña ®êng cong khóc x¹
Theo h×nh vÏ ta thÊy H1 + i vµ H2 + V lµ nh÷ng ®¹i lîng rÊt nhá so víi
b¸n kÝnh tr¸i ®Êt R. Do ®ã cã thÓ coi S0 = S (S lµ chiÒu dµi AB trªn mÆt
Ellipsoid) c¨n cø vµo hÖ sè khóc x¹ cña khÝ quyÓn mÆt ®Êt:
0R
RK (2.3.2)
nªn trÞ sè 1 cã thÓ viÕt lµ:
R
Sk
21
(2.3.3)
Gäi HA vµ HB lµ ®é cao tr¾c ®Þa t¹i c¸c ®iÓm A, B. Tõ gi¸ trÞ gãc thiªn
®Ønh ®o ®îc ë tr¹m m¸y A lµ Z1 vµ kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®iÓm A vµ B lµ S ta
thµnh lËp ®îc c«ng thøc tÝnh chªnh cao gi÷a 2 ®iÓm A vµ B lµ:
- Trong trêng hîp ®o ®¬n
Trong trêng hîp ®o gãc thiªn ®Ønh t¹i A lµ Z1, kho¶ng c¸ch S kh«ng
qu¸ 10km, gi¸ trÞ gãc thiªn ®Ønh n»m trong kho¶ng 870 < Z < 930. Ta cã c«ng
thøc tÝnh hiÖu sè ®é cao tr¾c ®Þa nh sau:
ViSUSCgZSHH AB .
''
.cot 1221
(2.3.4)
Trong ®ã U12 lµ gãc lÖch d©y däi trªn mÆt ph¼ng th¼ng ®øng ®i qua ®iÓm
ng¾m.
§Ó chuyÓn vÒ hiÖu sè ®é cao thêng ta cã c«ng thøc.
ViSUSCgZSHH ABAB .''.cot 1221 (2.3.5)
Trong ®ã A, B lµ dÞ thêng ®é cao t¹i A vµ B.
R
kC
2
1
víi k lµ hÖ sè chiÕt quang
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 28
H×nh II.3. Nguyªn t¾c ®o cao lîng gi¸c
- Trêng hîp ®o kÐp
Trong trêng hîp nµy ngêi ta ®Æt m¸y ®ång thêi t¹i A vµ B ®Ó x¸c ®Þnh
c¸c gi¸ trÞ Z1 t¹i A vµ Z2 t¹i B.
Tõ A ®o ®Õn B.
21
122
11 .
''
cot ViSUSCgZSHH AB (2.3.6)
Tõ B ®o vÒ A
12
212
22 .
''
cot ViSUSCgZSHH BA (2.3.7)
Khi kho¶ng c¸ch S nhá h¬n 20km gi¸ trÞ c¸c gãc thiªn ®Ønh n»m trong
kho¶ng 870 < Z < 930, hiÖu sè ®é cao tr¾c ®Þa ®îc tÝnh
2121
2112
2
2
2
112
''
.
222
VViiSUUSCSCZZStgHH AB
(2.3.8)
Khi c¶ hai tr¹m m¸y tiÕn hµnh ®o ®ång thêi coi C1 = C2 th× ®¹i lîng
khóc x¹ cã thÓ bá qua. V× vËy ta cã:
2121211221 .
''22
VViiSUUZZStgHH AB
(2.3.9)
C«ng thøc tÝnh ®é cao thêng trong trêng hîp nµy lµ:
2121211221 .
''22
VViiSUUZZStgHH ABAB
(2.3.10)
j
a b
So
Z
z'
11
a' b'
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 29
- §o c¸o lîng gi¸c chÞu ¶nh hëng cña c¸c nguån sai sè sau:
1. Sai sè ngÉu nhiªn khi ®o kho¶ng thiªn ®Ønh.
2. Sai sè hÖ thèng cña m¸y.
3. Sai sè do ¶nh hëng khóc x¹ khÝ quyÓn mÆt ®Êt.
4. ¶nh hëng cña ®é lÖch d©y däi vµ do mÆt thñy chuÈn kh«ng song
song víi nhau.
Do c¸c nguån sai sè nªu trªn nªn ph¬ng ph¸p ®o cao lîng gi¸c cho ®é
chÝnh x¸c kh«ng cao, ph¬ng ph¸p nµy thêng chØ ®¹t ®é chÝnh x¸c thñy
chuÈn kü thuËt hoÆc h¹ng IV.
2.4. Nguyªn lý ®o cao GPS
Nguyªn t¾c ®o GPS t¬ng ®èi cho phÐp x¸c ®Þnh ®îc c¸c sè gia to¹ ®o
kh«ng gian X, Y, Z (trong hÖ WGS - 84) gi÷a hai ®iÓm thu tÝn hiÖu ®ång
thêi. Tõ c¸c gia sè to¹ ®é kh«ng gian nµy, ta cã thÓ chuyÓn thµnh c¸c sè gia
B, L, H, ë ®©y gi¸ trÞ H lµ hiÖu sè ®é cao tr¾c ®Þa, trong hÖ WGS - 84 víi
Ellipxoid chän tÝnh. Qua tÝnh to¸n ta nhËn ®îc ®é cao tr¾c ®Þa cña c¸c tr¹m
thu tÝn hiÖu, tøc lµ ®é cao so víi Ellipxoid chän tÝnh g¾n víi hÖ to¹ ®é WGS -
84. Trªn thùc tÕ vÞ trÝ ®iÓm chØ ®îc x¸c ®Þnh theo nguyªn t¾c ®Þnh vÞ tuyÖt
®èi, kh«ng ph¶i lµ to¹ ®é chÝnh x¸c trong hÖ WGS - 84, chØ cã thÓ coi lµ trong
hÖ WGS - 84 gÇn ®óng nµo ®ã (ký hiÖu lµ WGS - 84'). V× thÕ ®é cao tr¾c ®Þa
x¸c ®Þnh trong ®Þnh vÞ tuyÖt ®èi cã ®é chÝnh x¸c thÊp.
Ký hiÖu ®é cao tr¾c ®Þa t¹i ®iÓm A lµ HA, ®é cao thñy chuÈn (®é cao
chÝnh, hoÆc ®é cao thêng) lµ hA ta cã quan hÖ:
hA = HA - A (2.4.1)
Trong ®ã A lµ dÞ thêng ®é cao t¹i ®iÓm A (gäi t¾t lµ ®é cao geoid hay
lµ dÞ thêng ®é cao, chÝnh lµ kho¶ng c¸ch tõ mÆt elipxoid chän tÝnh ®Õn mÆt
Geoid hoÆc kvazigeoid (H×nh II.3).
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 30
H×nh II.4. §é cao tr¾c ®Þa vµ ®é cao thñy chuÈn
NÕu xÐtgi÷a hai ®iÓm A, B trªn mÆt ®Êt ta cã hiÖu ®é cao:
hAB = HAB - AB (2.4.2)
Trong ®ã HAB lµ hiÖu sè ®é cao tr¾c ®Þa AB lµ hiÖu sè dÞ thêng ®é
cao gi÷a hai ®iÓm A, B. C«ng thøc (2.4.1) vµ (2.4.2) lµ c¸c c«ng thøc c¬ b¶n
cña ®o cao GPS.
VËy ®Ó x¸c ®Þnh ®é cao b»ng GPS vÊn ®Ò mÊu chèt lµ x¸c ®Þnh dÞ
thêng ®é cao (hay ®é cao geoid) hoÆc hiÖu dÞ thêng ®é cao (hay hiÖu
®é cao geoid) t¹i c¸c ®iÓm ®Æt m¸y thu tÝn hiÖu. Cã thÓ nhËn thÊy r»ng ®é
chÝnh x¸c chuyÒn ®é cao b»ng GPS phô thuéc vµo hai yÕu tè quyÕt ®Þnh ®ã lµ
chÊt lîng ®o c¹nh GPS (baseline) vµ ®é chÝnh x¸c x¸c ®Þnh hiÖu dÞ thêng ®é
cao gi÷a c¸c ®iÓm trong líi.
Tríc khi b×nh sai chóng ta kiÓm tra sai sè khÐp täa ®é trong c¸c h×nh
khÐp kÝn.
n
i
iZ
n
i
iY
n
i
iX
Zf
Yf
Xf
1
'
1
'
1
'
(2.4.3)
hA HA
A
hBHB
B
Geoid
Elipxoid
A B
A
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 31
Sai sè khÐp toµn phÇn ®îc tÝnh nh sau:
222
,, ZYXZYX ffff (2.4.4)
Vµ sau khi b×nh sai chóng ta cã thÓ ®¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c vÞ trÝ ®iÓm
trong kh«ng gian bao gåm c¸c sai sè ®é cao (mH) vµ sai sè to¹ ®é mÆt b»ng
(mB, mL). Khi b×nh sai líi GPS chóng ta sÏ nhËn ®îc ®é cao tr¾c ®Þa H.
Chóng ta cÇn ph¶i t×m c¸ch ®Ó chuyÒn ®é cao tr¾c ®Þa vÒ ®é cao thñy chuÈn h.
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 32
Ch¬ng III.
ChuyÓn ®æi ®é cao tr¾c ®Þa vÒ
®é cao thuû chuÈn cho vïng má
CÈm Ph¶ - M«ng D¬ng
3.1. Giíi thiÖu chung
CÈm Ph¶-M«ng D¬ng lµ vïng than quan träng thuéc bÓ than §«ng B¾c
ViÖt Nam. C¸c má than trªn vïng nµy cã s¶n lîng chiÕm trªn 50% tæng s¶n
lîng than khai th¸c hµng n¨m cña Tæng c«ng ty Than ViÖt Nam. §Ó phôc vô
cho c«ng t¸c tr¾c ®Þa má trªn c¸c khai trêng, tõ nhiÒu n¨m tríc, ë vïng nµy
ngêi ta ®· x©y dùng c¸c m¹ng líi to¹ ®é h¹ng IV, GT-1, GT-2 vµ GT-3.
M¹ng líi ®é cao còng ®· ®îc x©y dùng tõ nh÷ng n¨m 1972-1986 cho ®Õn
nay chØ cßn l¹i mét sè Ýt mèc cã thÓ sö dông ®îc. HiÖn nay c¸c phßng tr¾c ®Þa
cña c¸c c«ng ty than thêng xuyªn ®o ®¹c cËp nhËt ®Ó tÝnh to¸n khèi lîng
than khai th¸c vµ khèi lîng ®Êt ®¸ bãc ®i. Trong c«ng t¸c ®o ®¹c, kh«ng thÓ
thiÕu vai trß cña c«ng t¸c ®o cao. §èi víi ®Þa h×nh phøc t¹p nh ë c¸c má Cäc
s¸u, Cao s¬n.vv viÖc dÉn ®é cao b»ng ph¬ng ph¸p thuû chuÈn h×nh häc gÆp
kh«ng Ýt khã kh¨n . Tõ khi c«ng nghÖ GPS ®îc øng dông trong c«ng t¸c tr¾c
®Þa ë níc ta, ®o cao GPS ( GPS leveling) lµ vÊn ®Ò ®îc nhiÒu ngêi lµm c«ng
t¸c tr¾c ®Þa quan t©m. §o cao GPS cã nh÷ng u ®iÓm so víi c¸c ph¬ng ph¸p
®o cao truyÒn thèng, ®Æc biÖt lµ ë nh÷ng vïng cã ®Þa h×nh phøc t¹p nh vïng
má.
HiÖn nay khi tÝnh to¸n xö lý c¸c m¹ng líi GPS, chóng ta thêng sö
dông c¸c m« h×nh Geoid toµn cÇu nh EGM-96 hoÆc OSU-91A , nhng c¸c
m« h×nh nµy thêng cho ®é chÝnh x¸c kh«ng cao , trong nhiÒu trêng hîp
kh«ng b¶o ®¶m ®é chÝnh x¸c chuyÒn ®é cao tõ c¸c mèc khëi tÝnh ®Õn c¸c mèc
cÇn x¸c ®Þnh.
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 33
Sù kh¸c nhau gi÷a ®é cao tr¾c ®Þa vµ hiÖu ®é cao tr¾c ®Þa víi ®é cao
thuû chuÈn vµ hiÖu ®é cao thuû chuÈn lµ do mÆt Geoid kh«ng song song víi
mÆt Ellipxoid. NÕu chóng ta n¾m b¾t ®îc quy luËt biÕn ®æi cña mÆt Geoid so
víi mÆt Ellipxoid trªn mét khu vùc nhá, ta hoµn toµn x©y dùng ®îc c¸c c«ng
thøc chuyÓn ®æi hiÖu ®é cao tr¾c ®Þa vÒ hiÖu ®é cao thuû chuÈn hoÆc chuyÓn
®é cao tr¾c ®Þa vÒ ®é cao thuû chuÈn. B»ng c¸ch nµy chóng ta nhanh chãng
thùc hiÖn c«ng t¸c ®o cao GPS víi ®é chÝnh x¸c cÇn thiÕt. Chóng ta sÏ nghiªn
cøu 2 ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n hiÖu chØnh ¸p dông cho 2 trêng hîp:
Trêng hîp 1- HiÖu chØnh cho c¸c ®o¹n ®o cao GPS .
Trêng hîp 2- HiÖu chØnh cho m¹ng líi GPS gåm nhiÒu ®iÓm .
3.2. S¬ ®å m¹ng líi thùc nghiÖm vµ kÕt qu¶ ®o m¹ng líi
thñy chuÈn h¹ng III CÈm Ph¶ - M«ng D¬ng - Qu¶ng Ninh
Trong phÇn tÝnh to¸n thùc nghiÖm, chóng t«i sö dông sè liÖu cña líi
GPS CÈm Ph¶ - M«ng D¬ng - Qu¶ng Ninh. Líi nµy bao gåm 26 ®iÓm ®o
GPS, víi 9 ®iÓm song trïng. §iÓm song trïng lµ ®iÓm mµ t¹i ®ã cã ®o GPS vµ
®îc dÉn ®é cao thñy chuÈn. Trong ®ã cã mét ®iÓm cã ®é cao khëi tÝnh lµ
®iÓm h¹ng II Nhµ níc (®iÓm II-19). Líi ®îc ®o b»ng m¸y thu mét tÇn sè
Trimble 4600 LS vµo th¸ng 11/2003 vµ ®îc dÉn ®é cao thñy chuÈn h¹ng III
theo quy ph¹m b»ng m¸y Ni-030 vµo th¸ng 4/2004.
H×nh III.1. Líi ®é cao thñy chuÈn h¹ng III CÈm Ph¶ - M«ng D¬ng
t08 iv-09
r96 m10 r3 dc43
iv-02
R1
R2
R99
IV18R98
R1
IV-14
II.19
107406
n40
iv-16
iv-12
gt03
IV-01 IV-06
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 34
KÕt qu¶ b×nh sai líi ®é cao h¹ng III ®Ó trong phô lôc 2 ë ®©y chØ giíi
thiÖu gi¸ trÞ ®é cao sau b×nh sai vµ sai sè trung ph¬ng t¬ng øng.
B¶ng III.1. §o cao b×nh sai cña c¸c mèc líi ®o cao h¹ng III
CÈm Ph¶ - M«ng D¬ng
Tªn Ghi chó
1 107406 2.451 0.004
2 R-1 5.078 0.006
3 IV-14 47.965 0.006
4 R-98 6.315 0.007
5 IV-18 3.234 0.008
6 R-99 4.334 0.008
7 N-40 78.196 0.009
8 R-2 4.310 0.009
9 R-4 4.713 0.010
10 IV-02 21.945 0.010
11 DC-43 15.066 0.010
12 R-3 5.178 0.010
13 IV-06 22.985 0.011
14 M-10 9.952 0.010
15 IV-01 29.906 0.012
16 R-96 68.155 0.010
17 GT-03 92.724 0.010
18 IV-12 141.549 0.010
19 IV-16 103.096 0.009 103.021 (-75mm)
20 IV-09 102.621 0.011
21 T-08 77.037 0.011
Nr Hbs (m) MH (m)
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 35
3.3. C«ng thøc chuyÓn ®æi ®é cao tr¾c ®Þa vÒ ®é cao thuû
chuÈn cho líi GPS.
3.3.1. M¹ng líi thùc nghiÖm vµ m« h×nh to¸n x¸c ®Þnh ®é cao Geoid
Th¸ng 11 n¨m 2003 ngêi ta ®· hoµn thµnh viÖc x©y dùng mét m¹ng
líi GPS h¹ng IV trªn vïng CÈm ph¶ - M«ng D¬ng. M¹ng líi gåm 26 ®iÓm
phñ trïm mét diÖn tÝch trªn 100km2, trong ®ã cã 9 ®iÓm ®îc ®o nèi ®é cao
b»ng thuû chuÈn h×nh häc h¹ng III ®Ó tÝnh to¸n ®é cao Geoid (h×nh III.2).
M¹ng líi ®o b»ng 4 m¸y GPS Trimble 4600LS trong 14 ca ®o
(Session). §é dµi c¸c ca ®o lµ 60 phót. Sè c¹nh ®o lµ 74 c¹nh.
Ration nhá nhÊt lµ 1,7.
Ph¬ng sai lín nhÊt lµ 39,7.
Sai sè khÐp h×nh tam gi¸c lín nhÊt 1:131000.
C¹nh dµi nhÊt lµ 5,9km.
C¹nh ng¾n nhÊt lµ 1,2km.
H×nh III.2. S¬ ®å m¹ng líi GPS CP-MD
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 36
Líi GPS ®îc b×nh sai b»ng phÇn mÒm GPSurvey 2.35. §Ó x¸c ®Þnh ®é
cao tr¾c ®Þa H cña c¸c ®iÓm trong líi, khi b×nh sai chØ lÊy to¹ ®é vµ ®é cao
cña 1 ®iÓm trong líi lµm gi¸ trÞ khëi tÝnh, ®ã lµ ®iÓm 107406.
Trong b¶ng bao gåm ®é cao tr¾c ®Þa (cét 3) , ®é cao thuû chuÈn ( cét 4),
ë cét cuèi cïng (cét 5) lµ ®é cao Geoid cña 9 ®iÓm song trïng tÝnh theo c«ng
thøc :
iii hHN (3.3.1)
B¶ng III.2. TÝnh ®é cao líi tr¾c ®Þa vµ ®é cao thñy chuÈn
TT §iÓm §é cao tr¾c ®ÞaH
§é cao thuû
chuÈn h
§é cao Geoid
N
1 107404 106.147
2 107405 413.416
3 107406 2.451 2.451 0
4 107446 43.454
5 107447 57.654
6 IV-01 29.919 29.906 0.013
7 IV-02 22.092 21.945 0.147
8 IV-03 43.664
9 IV-04 121.642
10 IV-05 82.837
11 IV-06 23.099 22.985 0.114
12 IV-07 312.854
13 IV-08 202.090
14 IV-09 102.752 102.621 0.131
15 IV-10 85.843
16 IV-11 436.225
17 IV-12 141.724 141.549 0.175
18 IV-13 41.415
19 IV-14 48.068 47.965 0.104
20 IV-15 287.685
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 37
21 IV-16 103.178 103.021 0.157
22 IV-17 14.289
23 IV-18 3.403 3.234 0.169
24 IV-19 70.013
25 IV-20 29.470
26 IV-21 47.101
3.3.2. X©y dùng c«ng thøc néi suy ®é cao Geoid d¹ng hµm song tuyÕn (3
tham sè)
Hµm song tuyÕn cã d¹ng:
YaXaaN .. 210 (3.3.2)
trong ®ã 3 tham sè a0,a1,a2 ®îc x¸c ®Þnh theo ph¬ng ph¸p sè b×nh
ph¬ng nhá nhÊt dùa trªn sè liÖu cña 9 ®iÓm song trïng ë b¶ng trªn.
B¶ng III.3. Sè liÖu ®Ó gi¶i bµi to¸n xÊp xØ hµm ®îc cho trong b¶ng sau
TT §iÓm X(m) Y(m) N(m)
1 107406 2323852.106 422935.371 0.000
2 IV-01 2331718.588 425559.321 0.013
3 IV-02 2328405.657 433477.365 0.147
4 IV-06 2331773.683 431255.431 0.114
5 IV-09 2327943.769 425913.061 0.132
6 IV-12 2327899.366 429121.754 0.175
7 IV-14 2324908.275 426480.732 0.104
8 IV-16 2325680.500 430020.376 0.157
9 IV-18 2323314.679 430260.369 0.169
Tõ biÓu thøc (3.3.2). ta cã c¸c ph¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh:
iiii NYaXaaV 210 . (3.3.3)
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 38
KÕt qu¶ gi¶i ®îc 3 tham sè a0,a1,a2 vµ lËp ®îc c«ng thøc thùc nghiÖm
néi suy ®é cao Geoid cho vïng CÈm ph¶ - M«ng d¬ng nh sau (KÕt qu¶ tÝnh
to¸n ®Ó ë phô lôc 2):
YXN .00001571.0.00000666.0891.8 (3.3.4)
Víi c«ng thøc nµy, taÞ c¸c ®iÓm song trïng ta tÝnh ®îc ®é lÖch (V) vµ
sai sè trung ph¬ng nh sau:
m
n
VV
m 044.0
30
(3.3.5)
NhËn xÐt: Víi c«ng thøc thùc nghiÖm (1.4) cho phÐp chóng ta néi suy
nhanh chãng ®é cao Geoid ®Ó chuyÓn ®æi ®é cao tr¾c ®Þa trong líi GPS vÒ ®é
cao thuû chuÈn víi sai sè kho¶ng 4 cm. Nh vËy ®èi víi c¸c m¹ng líi GPS ë
vïng CÈm Ph¶-M«ng D¬ng chóng ta chØ cÇn ®o nèi ®é cao b»ng ph¬ng ph¸p
thuû chuÈn h×nh häc ®Õn 1 hoÆc 2 ®iÓm trong líi. Tèt nhÊt lµ nªn ®o nèi tíi 2
®iÓm ®Ó cã thªm ®iÒu kiÖn kiÓm tra.
3.4. HiÖu chØnh chªnh cao tr¾c ®Þa vÒ chªnh cao thñy
chuÈn cho vïng CÈm Ph¶ - M«ng D¬ng
3.4.1. X¸c ®Þnh gãc nghiªng vµ híng nghiªng tæng thÓ gi÷a mÆt Elipxoid
vµ Geoid ë vïng má CÈm Ph¶ - M«ng D¬ng
Trong mét ph¹m vi kh«ng lín, chóng ta cã thÓ coi 2 mÆt nµy cã quy luËt
biÕn ®æi tuyÕn tÝnh, tøc lµ gÇn nh 2 mÆt ph¼ng c¾t nhau theo mét giao tuyÕn,
cã híng nghiªng lín nhÊt vu«ng gãc víi ph¬ng cña giao tuyÕn vµ t¬ng øng
còng cã gãc nghiªng lín nhÊt theo híng ®ã.
§Ó x¸c ®Þnh gãc nghiªng, chóng ta ®· cã thuËt to¸n giíi thiÖu trong [6].
Tãm t¾t nh sau:
Kho¶ng c¸ch gi÷a hai mÆt Geoid vµ Ellipxoid chÝnh lµ ®é cao Geoid sÏ
phô thuéc vµo 2 tham sè lµ kho¶ng c¸ch vµ ph¬ng vÞ cña c¹nh ®o (baseline).
C«ng thøc tÝnh chuyÓn hiÖu ®é cao tr¾c ®Þa vÒ hiÖu ®é cao thuû chuÈn ®îc thÓ
hiÖn qua c«ng thøc sau :
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 39
)cos(..
,,,,
jijijiji DaHh (3.4.1)
Trong ®ã hi,j lµ chªnh cao thuû chuÈn,Hi,j lµ chªnh cao tr¾c ®Þa x¸c
®Þnh b»ng GPS t¬ng ®èi. Di,j lµ kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®iÓm ®o GPS (chiÒu dµi
c¹nh ®o tÝnh b»ng kil«mÐt), i,j lµ ph¬ng vÞ c¹nh ®o, a vµ lµ c¸c tham sè
cÇn x¸c ®Þnh. §Ó x¸c ®Þnh hai tham sè a vµ chóng ta sÏ ph¶i dùa vµo Ýt nhÊt 3
®iÓm ®o song trïng kh«ng th¼ng hµng, trªn ®ã cã ®o GPS vµ ®o thuû chuÈn
chÝnh x¸c.
Nh vËy ta cã c«ng thøc tÝnh hiÖu sè ®é cao geoid gi÷a hai ®iÓm i vµ j
nh sau:
)cos(.
,,,
jijiji DaN (3.4.2)
Sau khi x¸c lËp ®îc c¸c tham sè a, cã thÓ sö dông (3.4.2) ®Ó tÝnh sè
hiÖu chØnh chuyÓn chªnh cao GPS vÒ chªnh cao thuû chuÈn .
Dùa vµo m¹ng líi GPS h¹ng IV lËp trªn khu vùc c¸c má vïng CÈm
Ph¶- M«ng D¬ng trong ®ã cã 9 ®iÓm ®îc ®o nèi ®é cao thuû chuÈn h¹ng III,
gäi lµ c¸c ®iÓm song trïng. To¹ ®é trong hÖ HN-72 , kinh tuyÕn trung ¬ng
1080 cña 9 ®iÓm vµ ®é cao cña chóng ®îc thÓ hiÖn trong b¶ng sau:
B¶ng III.4. To¹ ®é vµ ®é cao cña c¸c ®iÓm song trïng
TT §iÓm X(m) Y(m) H(tr¾c ®Þa) h(thuûchuÈn)
1 107406 2323852.106 422935.371 2.451 2.451
2 IV-01 2331718.588 425559.321 29.919 29.906
3 IV-02 2328405.657 433477.365 22.092 21.945
4 IV-06 2331773.683 431255.431 23.099 22.985
5 IV-09 2327943.769 425913.061 102.752 102.621
6 IV-12 2327899.366 429121.754 141.724 141.549
7 IV-14 2324908.275 426480.732 48.068 47.965
8 IV-16 2325680.500 430020.376 103.178 103.021
9 IV-18 2323314.679 430260.369 3.403 3.234
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 40
Víi sè liÖu cña 9 ®iÓm sÏ tÝnh ®îc 36 c¹nh (tæ hîp chËp 2 cña 9), gi¸
trÞ chiÒu dµi, ph¬ng vÞ vµ c¸c chªnh cao tr¾c ®Þa, chªnh cao thuû chuÈn thÓ
hiÖn trong b¶ng sau:
B¶ng III.5. Gi¸ trÞ c¸c c¹nh
TT §iÓm ®Çu §iÓm cuèi Di,j
(km) i,j Hi,j hi,j
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
107406
107406
107406
107406
107406
107406
107406
107406
IV-01
IV-01
IV-01
IV-01
IV-01
IV-01
IV-01
IV-02
IV-02
IV-02
IV-02
IV-02
IV-02
IV-06
IV-06
IV-01
IV-02
IV-06
IV-09
IV-12
IV-14
IV-16
IV-18
IV-02
IV-06
IV-09
IV-12
IV-14
IV-16
IV-18
IV-06
IV-09
IV-12
IV-14
IV-16
IV-18
IV-09
IV-12
8.292
11.483
11.488
5.060
7.393
3.699
7.317
7.345
8.583
5.696
3.791
5.223
6.872
7.507
9.629
4.035
7.578
4.385
7.822
4.402
6.022
6.573
4.423
180 26’48”
66 38 18
46 24 20
36 02 42
56 48 23
73 24 40
75 31 47
94 11 46
112 42 16
89 26 45
174 38 47
136 59 32
172 17 42
143 32 32
150 46 40
326 35 12
266 30 21
263 22 11
243 26 28
231 45 04
212 17 20
234 21 48
208 50 33
27.468
19.641
20.648
100.301
139.273
45.617
100.727
0.952
-7.827
-6.820
72.833
111.805
18.149
73.259
-26.516
1.007
80.660
119.632
25.976
81.086
-18.689
79.653
118.625
27.455
19.494
20.534
100.170
139.098
45.514
100.570
0.783
-7.961
-6.921
72.715
111.643
18.059
73.115
-26.672
1.040
80.676
119.604
26.020
81.076
-18.711
79.636
118.564
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 41
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
IV-06
IV-06
IV-06
IV-09
IV-09
IV-09
IV-09
IV-12
IV-12
IV-12
IV-14
IV-14
IV-16
IV-14
IV-16
IV-18
IV-12
IV-14
IV-16
IV-18
IV-14
IV-16
IV-18
IV-16
IV-18
IV-18
8.362
6.217
8.517
3.209
3.088
4.690
6.350
3.990
2.394
4.724
3.623
4.102
2.378
214 49 03
191 27 30
186 42 33
90 47 34
169 24 27
118 51 22
136 47 53
221 26 36
157 57 09
166 03 10
77 41 34
112 51 42
174 12 27
24.969
80.079
-19.696
38.972
-54.684
0.426
-99.349
-93.656
-38.546
-138.321
55.110
-44.665
-99.775
24.980
80.036
-19.751
38.928
-54.656
0.400
-99.387
-93.584
-38.528
-138.315
55.056
-44.731
-99.787
Tõ sè liÖu cña 36 c¹nh cho trong b¶ng trªn chóng ta lËp ®îc 36 ph¬ng
tr×nh sè hiÖu chØnh ®Ó x¸c ®Þnh 2 Èn sè a vµ theo nguyªn t¾c sè b×nh ph¬ng
nhá nhÊt.
Ph¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh cã d¹ng:
)()cos(..
,,,,, jijijijiji hHDaV (3.4.3)
Cã thÓ biÕn ®æi (3.4.4) vÒ d¹ng:
jijijijijiji lQDPDV ,,,,,, .sin..cos. (3.4.4)
trong ®ã
cos.aP ; sin.aQ ; jijiji hHl ,,, (3.4.5)
Tõ hÖ (2.4) ta x¸c ®Þnh ®îc 2 Èn P vµ Q theo nguyªn t¾c [VV]=min,
sau ®ã x¸c ®Þnh c¸c tham sè a vµ theo c«ng thøc ®· biÕt:
22 QPa ;
P
Q
arctg (3.4.6)
Víi sè liÖu ë b¶ng 2, theo thuËt to¸n nªu trªn tÝnh ®îc c¸c Èn sè P, Q
nh sau:
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 42
P = 0.00665 0.00216
Q = -0.01576 0.00202
vµ gi¸ trÞ hai tham sè sÏ lµ :
0171.0a ; '532920 (3.4.7)
Nh vËy ta cã c«ng thøc tÝnh chªnh cao thuû chuÈn tõ chªnh cao GPS
cho khu vùc CÈm Ph¶-M«ng D¬ng nh sau:
)'53292cos(.71.D01.0 0
,ji,,, jijiji Hh (3.4.8)
trong ®ã Di,j tÝnh ë ®¬n vÞ km. Ph¬ng vÞ i,j lµ ph¬ng vÞ trong hÖ to¹
®é vu«ng gãc (gãc ®Þnh híng) víi mói chiÕu cã kinh tuyÕn trôc 1080 .
Cã thÓ thÊy r»ng biÕn ®æi cña hiÖu ®é cao geoid (gradien dÞ thêng ®é
cao) ë khu vùc CÈm Ph¶- M«ng D¬ng lín nhÊt theo ph¬ng cã ph¬ng vÞ
=2920 53' (hay 1120 53') lµ 0.0171m/km.
Theo sè liÖu dÞ thêng ®é cao, chóng t«i còng vÏ ®îc c¸c ®êng ®¼ng
dÞ thêng trªn h×nh 3.
H×nh III.3. C¸c ®êng ®¼ng dÞ thêng ®é cao ë CÈm Ph¶- M«ng D¬ng
3.4.2. HiÖu qu¶ sö dông c«ng thøc
Sau khi lËp ®îc c«ng thøc hiÖu chØnh ®Ó chuyÓn chªnh cao ®o b»ng
c«ng nghÖ GPS vÒ chªnh cao thuû chuÈn cho khu vùc CÈm Ph¶-M«ng D¬ng,
cÇn kiÓm tra kÕt qu¶ tÝnh hiÖu chØnh chªnh cao theo c«ng thøc ®· lËp. Ngµy
21-9-2004 chóng t«i ®· tiÕn hµnh ®o thö nghiÖm chuyÒn ®é cao trªn mét sè
mèc ®· biÕt ®é cao ( ®îc ®o ®é cao h¹ng III), ®ã lµ c¸c mèc IV-14, IV-18,R-
2,R-98 vµ N-40. Tõ chªnh cao tr¾c ®Þa, chóng t«i hiÖu chØnh theo c«ng thøc
292 53'o
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 43
(3.4.8) ®Ó nhËn ®îc hiÖu ®é cao thuû chuÈn vµ so s¸nh víi hiÖu ®é cao thuû
chuÈn ®· biÕt. Dùa vµo kÕt qu¶ so s¸nh ta sÏ ®¸nh gi¸ ®îc kh¶ n¨ng sö dông
c«ng thøc tÝnh hiÖu chØnh nµy trong thùc tÕ tr¾c ®Þa ë vïng CÈm Ph¶-M«ng
D¬ng.
B¶ng III.6. §¸nh gi¸ kÕt qu¶ sö dông c«ng thøc
Sè
TT C¹nh GPS
D
(km)
ph.vÞ
0 '
H
(m)
-N
(m)
h
(m)
htc
(m)
1
(m)
gh(IV)
(m)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
R-2 IV-14
R-2 IV-18
R-2 N-40
IV-18 IV-14
IV-18 N-40
N-40 IV-14
IV-18 IV-14
IV-18 R-98
N-40 IV-14
R-98 N-40
6.746
3..229
3.268
4.102
2.389
3.745
4.102
0.576
3.745
2.083
2720 20’
246 12
289 19
292 37
356 53
257 34
292 37
305 03
257 34
9 28
43.564
-1.094
73.858
44.654
74.950
-30.276
44.622
3.071
-30.294
71.844
0.108
0.038
0.056
0.070
0.018
0.052
0.070
0.010
0.052
0.008
43.672
-1.056
73..914
44.724
74.968
-30.224
44.692
3.081
-30.242
71.852
43.655
-1.076
73.886
44.731
74.962
-30.231
44.731
3.081
-30.231
71.881
0.017
0.020
0.028
-0.007
0.006
0.007
-0.039
0
-0.011
-0.029
0.052
0.036
0.036
0.041
0.031
0.039
0.041
0.015
0.039
0.029
Trong b¶ng trªn, H lµ chªnh cao tr¾c ®Þa (chªnh cao ®o b»ng GPS)
-N lµ chªnh cao geoid tÝnh theo c«ng thøc (3.4.2)
h lµ chªnh cao nhËn ®îc theo c«ng thøc (3.4.8)
htc lµ chªnh cao thuû chuÈn h×nh häc h¹ng 3
1 =H-htc lµ ®é lÖch sau hiÖu chØnh
gh(IV)- lµ h¹n sai thuû chuÈn h¹ng IV, tÝnh theo
c«ng thøc
DmmIVhgh .20)( (3.4.9)
trong ®ã D lµ kho¶ng c¸ch chuyÒn ®é cao tÝnh b»ng km.
Cã thÓ thÊy r»ng, hÇu hÕt c¸c chªnh cao tr¾c ®Þa sau khi hiÖu chØnh theo
c«ng thøc ®· lËp ®Òu gÇn víi chªnh cao ®o thuû chuÈn vµ ®Òu n»m trong h¹n
sai cña thuû chuÈn h¹ng IV.
Chªnh cao tr¾c ®Þa x¸c ®Þnh b»ng GPS cßn phô thuéc vµo to¹ ®é tr¾c ®Þa
B,L cña ®iÓm ®Çu c¹nh. To¹ ®é ®iÓm ®Çu c¹nh trong hÖ WGS-84 ®îc x¸c
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 44
®Þnh theo nguyªn t¾c kho¶ng c¸ch gi¶ (b»ng ephemeris th«ng dông) cã thÓ sai
tõ vµi mÐt ®Õn cì chôc mÐt, dÉn ®Õn sai sè chªnh cao tr¾c ®Þa tÝnh theo c«ng
thøc [6]:
3.5. So s¸nh ®é chÝnh x¸c khi sö dông m« h×nh Geoid osu 91A
vµ EGM 96
ë phÇn nµy, chóng ta sö dông hai m« h×nh toµn cÇu lµ m« h×nh EGM-96
vµ OSU-91A tham gia vµo qu¸ tr×nh b×nh sai m¹ng líi GPS. Trong c¶ hai
ph¬ng ¸n ®Òu cè ®Þnh ®é cao thñy chuÈn cña ®iÓm 107406 víi h107406 = 2.451
(m). §é cao thñy chuÈn cña 25 ®iÓm cßn l¹i trong m¹ng líi ®îc tÝnh theo
gi¸ trÞ ®é cao cña c¸c ®iÓm cè ®Þnh. Trong 25 ®iÓm ®ã, ta cã 8 ®iÓm ®· dÉn ®é
cao thñy chuÈn h×nh häc. Tõ ®ã, ta cã thÎ so s¸nh ®é chÝnh x¸c ®é cao c¸c
®iÓm nhËn ®îc theo c¸c ph¬ng ¸n kh¸c nhau.
Khi b×nh sai líi GPS, chóng ta cã thÓ khai th¸c m« h×nh Geoid ®îc cã
s½n trong phÇn mÒm theo tr×nh tù sau:
1. Khëi ®éng ch¬ng tr×nh b×nh sai líi.
2. B×nh sai líi bíc mét kh«ng sö dông m« h×nh Geoid.
3. Gäi m« h×nh Geoid trong Terrestrial Network Mudule/ Geoid
Module/ Load Geoid Module.
4. T¹o tÖp sè liÖu Geoid ë d¹ng *DCO: Estimate Geoid Height/ Creat *DCO
File.
5. B×nh sai líi GPS bíc 2, trong ®ã sö dông sè liÖu gèc trong tÖp
*DCO (sau b×nh sai ta so s¸nh sè liÖu cña c¸c ®iÓm gèc kh¸c nÕu kh«ng cã sù
sai kh¸c lín chøng tá kh«ng cã sù nhÇm lÉn vÒ sè liÖu gèc, ta cã thÓ tiÕn hµnh
b×nh sai tiÕp tôc).
6. B×nh sai bíc 3 víi toµn bé sè liÖu gèc trong *DCO file.
7. In kÕt qu¶
Toµn bé kÕt qu¶ b×nh sai b»ng ch¬ng tr×nh GPS urvey cã sö dông m«
h×nh EGM-96 vµ m« h×nh OSU-91A ®îc tr×nh bµy trong phÇn phô lôc 3. Sau
®©y, chØ xin nªu kÕt qu¶ ®é cao nhËn ®îc sau khi b×nh sai.
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 45
B¶ng III.7. So s¸nh ®é cao nhËn ®îc theo c¸c ph¬ng ¸n kh¸c nhau
STT Tªn ®iÓm
h GPS
EGM-96
(m)
h GPS
OSU-91A
(m)
h TC
(m)
h GPS
(m)
1
(m)
2
(m)
3
(m)
1 107406 2.451 2.451 2.451 2.451 0.000 0.000 0.000
2 IV-01 29.947 29.889 29.906 29.918 -0.041 0.017 -0.012
3 IV-02 21.777 21.867 21.945 22.091 0.168 0.078 -0.146
4 IV-06 22.911 22.935 22.985 23.097 0.074 0.050 -0.112
5 IV-09 102.705 102.700 102.621 102.757 -0.084 -0.079 -0.136
6 IV-12 141.556 141.597 141.549 141.723 -0.007 -0.048 -0.174
7 IV-14 47.953 47.993 47.965 48.070 0.012 -0.028 -0.105
8 IV-16 102.946 103.024 103.021 103.178 0.075 -0.003 -0.157
9 IV-18 3.129 3.237 3.234 3.402 0.105 -0.003 -0.168
ë trong b¶ng trªn, ta ký hiÖu:
hTC lµ ®é cao thñy chuÈn cña c¸c ®iÓm thu ®îc tõ m¹ng líi ®é cao
h×nh häc.
HGPS lµ ®é cao tr¾c ®Þa khi b×nh sai líi GPS kh«ng sö dông m« h×nh
Geoid.
hGPS EGM-96 lµ ®é cao thñy chuÈn nhËn ®îc khi b×nh sai líi cã sö
dông m« h×nh EGM-96.
hGPS OSU-91A lµ ®é cao thñy chuÈn nhËn ®îc khi b×nh sai líi GPS cã
sö dông m« h×nh OSU-91A.
1 = hTC - hGPS EGM-96 (3.5.1)
2 = hTC - hGPS OSU-91A (3.5.2)
3 = hTC - HGPS (3.5.3)
Tõ b¶ng trªn ta cã thÓ tÝnh ®îc nh sau:
081.0
9
2
1 m (M« h×nh EGM-96) (3.5.4)
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 46
050.0
9
2
2 m (M« h×nh OSU-91A) (3.5.5)
128.0
9
2
3 m (Kh«ng sö dông m« h×nh Geoid) (3.5.6)
Tõ c¸c tÝnh to¸n trªn ta cã nhËn xÐt nh sau:
1. NÕu xÐt vÒ ®é chªnh lÖch cña c¸c ®iÓm sau qu¸ tr×nh b×nh sai th×
ph¬ng ¸n b×nh sai kh«ng sö dông m« h×nh Geoid cho ®é lÖch lín nhÊt
(max=0.174m), ph¬ng ¸n sö dông m« h×nh OSU-91A cã ®é lÖch nhá nhÊt
(max=0.079m)
2. Sö dông c«ng thøc tÝnh sai sè trung ph¬ng th× ph¬ng ¸n sö dông m«
h×nh OSU-91A cã ®é lÖch trung b×nh nhá nhÊt (0.050m), tiÕp theo lµ ph¬ng
¸n sö dông m« h×nh EGM-96 cã ®é lÖch trung b×nh lµ (0.081m) vµ ph¬ng ¸n
thø 3 lµ kh«ng sö dông m« h×nh Geoid cã ®é lÖch trung b×nh lµ (0.128m).
Nh vËy ta thÊy r»ng khi b×nh sai líi GPS cã sö dông m« h×nh Geoid
th× ®é chÝnh x¸c x¸c ®Þnh gi¸ trÞ ®é cao thñy cuÈn ®¹t gi¸ trÞ tèt h¬n so víi
ph¬ng ¸n kh«ng dïng m« h×nh Geoid.
Nh vËy khi ta xÐt hai m« h×nh EGM-96 vµ m« h×nh OSU-91A sau khi
tÝnh to¸n t«i thÊy sö dông m« h×nh OSU-91A th× cho ®é chÝnh x¸c cao h¬n so
víi c«ng viÖc b×nh sai líi sö dông m« h×nh EGM-96 cho vïng than "CÈm Ph¶
- M«ng D¬ng - Qu¶ng Ninh".
NÕu chóng ta sö dông c«ng thøc (3.3.4) ®Ó néi suy ®é cao Geoid vµ tÝnh
hiÖu chØnh vµo ®é cao tr¾c ®Þa th× sai sè trung ph¬ng chØ lµ 0,044m cho ®é
chÝnh x¸c cao h¬n cã m« h×nh EGM - 96 vµ OSU-91A. Trong trêng hîp chØ
dÉn ®é cao b»ng GPS theo c¸c c¹nh ®o, th× nªn sö dông c«ng thøc (3.4.8) ®Ó
tÝnh chuyÓn chªnh cao GPS vÒ chªnh cao thñy chuÈn víi ®é chÝnh x¸c cì thñy
chuÈn h¹ng IV.
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 47
KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ
Sau khi nghiªn cøu lý thuyÕt vÒ nguyªn lý ®o cao GPS vµ tÝnh to¸n thùc
nghiÖm trªn m¹ng líi CÈm Ph¶ - M«ng D¬ng - Qu¶ng Ninh. Chóng ta ®i
®Õn mét sè kÕt luËn sau:
1. Ph¬ng ph¸p truyÒn ®é cao b»ng c«ng nghÖ GPS cã thÓ thùc hiÖn
trong mäi ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh. §©y chÝnh lµ u ®iÓm vît tréi cña c«ng nghÖ
GPS so víi c¸c c«ng nghÖ truyÒn thèng. Tuy nhiªn, khi truyÒn ®é cao b»ng
c«ng nghÖ GPS cÇn ph¶i nghiªn cøu ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n ®Ó chuyÓn ®æi ®é
cao tr¾c ®Þa hoÆc hiÖu ®é cao tr¾c ®Þa vÒ ®é cao thñy chuÈn hoÆc hiÖu ®é cao
thñy chuÈn.
2. §Ó x¸c ®Þnh ®é cao thñy chuÈn b»ng c«ng nghÖ GPS, khi thµnh lËp
m¹ng líi GPS, cÇn ®o nèi ®é cao h×nh häc ®Õn mét sè ®iÓm cña líi sao cho
c¸c ®iÓm nµy ph©n bè ®Òu trªn toµn bé m¹ng líi. C¸c ®iÓm ®o song trïng sÏ
lµ c¬ së ®Ó néi suy gi¸ trÞ ®é cao Geoid cho c¸c ®iÓm cßn l¹i trong m¹ng líi.
3. Khi ®iÒu kiÖn chØ cho phÐp dÉn ®é cao thñy chuÈn ®Õn mét ®iÓm song
trïng th× ®èi víi vïng CÈm Ph¶ - M«ng D¬ng ta nªn chän ph¬ng ph¸p b×nh
sai líi GPS cã sö dông m« h×nh OSU - 91A.
4. Khi cÇn chuyÓn ®é cao tõ mèc gèc ®Õn khu vùc khai th¸c cã thÓ sö
dông hai m¸y thu GPS (lo¹i 4600LS) ®Ó x¸c ®Þnh hiÖu sè ®é cao tr¾c ®Þa. NÕu
c¹nh ng¾n h¬n 5km chØ cÇn thu tÝn hiÖu trong thêi gian kho¶ng 60 phót. Sö
dông c«ng thøc (3.4.8) ®Ó chuyÓn hiÖu ®é cao tr¾c ®Þa vµ hiÖu ®é cao thñy
chuÈn. §é chÝnh x¸c cã thÓ ®¹t h¹ng IV.
5. §èi víi líi GPS ë vïng CÈm Ph¶ - M«ng D¬ng nªn sö dông c«ng
thøc (3.3.4) ®Ó néi suy ®é cao Geoid phôc vô tÝnh chuyÓn ®é cao tr¾c ®Þa vÒ ®é
cao thñy chuÈn víi sai sè trung ph¬ng kho¶ng 0,044m.
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 48
Tµi liÖu tham kh¶o
[1] Ph¹m Hoµng L©n, NguyÔn V¨n Ch©u, Gi¸o tr×nh tr¾c ®Þa cao cÊp -
phÇn hai tr¾c ®Þa mÆt cÇu. Hµ Néi 1996.
[2] §ç Ngäc §êng, §Æng Nam Chinh. Híng dÉn thùc tËp tr¾c ®Þa cao
cÊp, Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt 2001.
[3] DÆng Nam Chinh. Gi¸o tr×nh B×nh sai líi.
[4] §Æng Nam Chinh. Híng dÉn sö dông phÇn mÒm GPSurvey.
[5] §Æng Nam Chinh. Néi suy dÞ thêng ®é cao vµ ®é chÝnh x¸c x¸c
®Þnh ®é cao b»ng c«ng nghÖ GPS. §Æc san khoa häc vµ c«ng nghÖ ®Þa chÝnh
th¸ng 12-1997.
[6] §Æng Nam ChÝnh. B¸o c¸o héi nghÞ khoa häc. TuyÓn tËp c¸c c«ng
tr×nh khoa häc sè 33 n¨m 2004.
[7] Phan V¨n HiÕn vµ NGK. Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh. Nhµ xuÊt b¶n giao
th«ng vËn t¶i 2001.
[8] Lª V¨n Hng. Sæ tay ®Þnh vÞ GPS. Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc vµ kü
thuËt 1997.
[9] Ph¹m Hoµng L©n. Bµi gi¶ng c«ng nghÖ GPS (dµnh cho c¸c líp cao
häc) 1996.
[10] Ph¹m Hoµng L©n. MÆt Kvazigeoid trªn ph¹m vi l·nh thæ vµ mét
phÇn l·nh h¶i ven bê ViÖt Nam. §Æc san khoa häc vµ c«ng nghÖ ®Þa chÝnh
th¸ng 12/1997.
[11] Ph¹m Hoµng L©n. Träng lùc tr¾c ®Þa (tËp 1-2). Gi¸o tr×nh trêng
§¹i häc Má - §Þa chÊt. Hµ Néi 1973.
[12] D¬ng V©n Phong. Bµi gi¶ng X©y dùng líi. Hµ Néi 1998.
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 49
PhÇn phô lôc
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 50
Phô lôc 1
Néi suy d¹ng hµm song tuyÕn d¹ng 3 tham sè
[VV] = 0,12
m
n
VV
m 044,0
39
012,0
30
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 51
Phô lôc 2
B×nh sai líi thñy chuÈn
h¹ng III vïng má CÈm Ph¶ - M«ng D¬ng
Sè lîng mèc ®· biÕt ®o cao : 1
Sè lîng mèc cÇn x¸c ®Þnh : 21
Sè lîng tuyÕn ®o trong líi : 44
Tæng chiÒu dµi c¸c tuyÕn ®o : 113.70 km
Sai sè ®¬n vÞ trong sè : 003 m/km
C¸c mèc ®· cã ®é cao
Nr Tªn H (m) Ghi chó
1 II - 19 5.8230
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 52
Phô lôc 3
KÕt qu¶ b×nh sai líi GPS CÈm Ph¶ - Qu¶ng Ninh b»ng
phÇn mÒm GPS urvey sö dông m« h×nh EGM-96
B¶ng kÕt qu¶ b×nh tæng hîp sai víi m« h×nh EGM-96
STT Ký hiÖu X (m) Y (m) mP h (m)
1 107404 2331407.840 428140.906 0.0072 106.070
2 107405 2326404.632 426590.849 0.0063 413.319
3 107406 2323852.106 422935.371 0.0000 2.451
4 107446 2329998.206 432473.638 0.0069 43.197
5 107447 2326511.635 434475.240 0.0067 57.280
6 IV-01 2331718.588 425559.321 0.0070 29.947
7 IV-02 2328405.657 433477.365 0.0077 21.777
8 IV-03 2330196.678 424958.004 0.0700 43.690
9 IV-04 2330341.806 427556.749 0.0067 121.570
10 IV-05 2329641.311 430854.461 0.0065 82.632
11 IV-06 2331773.683 431255.431 0.0071 22.911
12 IV-07 2327224.228 424484.050 0.0067 312.849
13 IV-08 2328554.035 423164.693 0.0062 202.158
14 IV-09 2327943.769 425913.061 0.0061 102.705
15 IV-10 2328658.982 427972.825 0.0066 85.729
16 IV-11 2327061.317 427758.816 0.0064 436.095
17 IV-12 2327899.366 429121.754 0.0066 141.556
18 IV-13 2327498.504 432227.324 0.0063 41.131
19 IV-14 2324908.275 426480.732 0.0059 47.953
20 IV-15 2325176.534 428447.340 0.0058 287.501
21 IV-16 2325680.500 430020.376 0.0065 102.946
22 IV-17 2322502.092 426879.922 0.0058 14.122
23 IV-18 2323314.679 430260.369 0.0058 3.129
24 IV-19 2324646.361 431879.960 0.0065 69.701
25 IV-20 2323033.041 428786.813 0.0053 29.243
26 IV-21 2322299.625 431473.133 0.0072 46.770
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 53
Phô lôc 4
KÕt qu¶ b×nh sai líi sö dông m« h×nh Geoid OSU-91A
B¶ng kÕt qu¶ b×nh tæng hîp khi sö dông m« h×nh OSU-91A
STT Ký hiÖu X (m) Y (m) mP h (m)
1 107404 2331407.840 428140.906 0.0072 106.055
2 107405 2326404.632 426590.849 0.0063 413.343
3 107406 2323852.106 422935.371 0.0000 2.451
4 107446 2329998.206 432473.638 0.0069 43.257
5 107447 2326511.635 434475.240 0.0067 57.402
6 IV-01 2331718.588 425559.321 0.0070 29.889
7 IV-02 2328405.657 433477.365 0.0077 21.867
8 IV-03 2330196.678 424958.004 0.0700 43.642
9 IV-04 2330341.806 427556.749 0.0067 121.560
10 IV-05 2329641.311 430854.461 0.0065 82.676
11 IV-06 2331773.683 431255.431 0.0071 22.935
12 IV-07 2327224.228 424484.050 0.0067 312.831
13 IV-08 2328554.035 423164.693 0.0062 202.103
14 IV-09 2327943.769 425913.061 0.0061 102.700
15 IV-10 2328658.982 427972.825 0.0066 85.745
16 IV-11 2327061.317 427758.816 0.0064 436.127
17 IV-12 2327899.366 429121.754 0.0066 141.597
18 IV-13 2327498.504 432227.324 0.0063 41.216
19 IV-14 2324908.275 426480.732 0.0059 47.993
20 IV-15 2325176.534 428447.340 0.0058 287.565
21 IV-16 2325680.500 430020.376 0.0065 103.024
22 IV-17 2322502.092 426879.922 0.0058 14.196
23 IV-18 2323314.679 430260.369 0.0058 3.237
24 IV-19 2324646.361 431879.960 0.0065 69.814
25 IV-20 2323033.041 428786.813 0.0053 29.336
26 IV-21 2322299.625 431473.133 0.0072 43.905
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 54
Phô lôc 5
KÕt qu¶ thùc hiÖn chuyÒn ®é cao b»ng GPS
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 55
Môc lôc
Më ®Çu............................................................................................................... 1
Ch¬ng I. Kh¸i qu¸t chung vÒ c«ng nghÖ GPS............................................ 5
1.1. CÊu tróc hÖ thèng GPS .......................................................................... 5
1. PhÇn kh«ng gian (Space Segment) ..................................................... 6
2. PhÇn ®iÒu khiÓn (Control Segment) ................................................... 8
3. §o¹n sö dông (User Segment) ........................................................... 9
1.2. C¸c nguyªn lý ®Þnh vÞ GPS.................................................................. 10
1. §Þnh vÞ tuyÖt ®èi .............................................................................. 10
2. §Þnh vÞ t¬ng ®èi ............................................................................. 16
1.3. C¸c nguån sai sè trong ®Þnh vÞ GPS .................................................... 17
1.4. C¸c øng dông cña GPS ........................................................................ 18
1.4.1. øng dông trong tr¾c ®Þa.............................................................. 18
1.4.2. C¸c øng dông GPS trong ®êi sèng ............................................. 19
Ch¬ng II. C¸c ph¬ng ph¸p ®o cao........................................................... 20
2.1. C¸c hÖ thèng ®é cao ............................................................................ 20
2.2. HÖ thèng ®é cao chÝnh ........................................................................ 20
2.3. HÖ thèng ®é cao thêng ...................................................................... 21
2.4. HÖ thèng ®é cao tr¾c ®Þa ..................................................................... 22
2.5. HÖ thèng ®é cao ®éng häc................................................................... 22
2.2. §o cao h×nh häc .................................................................................. 23
2.2.1. Nguyªn lý ®o cao h×nh häc ........................................................ 23
2.22. Mét sè lo¹i m¸y dïng trong ®o cao h×nh häc ............................. 24
2.2.3. Mét sè nguån sai sè trong ®o cao h×nh häc vµ c¸c biÖn ph¸p
lµm gi¶m bít sai sè .............................................................................. 24
2.3. §o cao lîng gi¸c ............................................................................... 26
2.3.1. Nguyªn lý chung ........................................................................ 26
2.4. Nguyªn lý ®o cao GPS......................................................................... 29
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 56
Ch¬ng III. ChuyÓn ®æi ®é cao tr¾c ®Þa vÒ ®é cao thuû chuÈn cho
vïng má CÈm Ph¶ - M«ng D¬ng ............................................................... 32
3.1. Giíi thiÖu chung.................................................................................. 32
3.2. S¬ ®å m¹ng líi thùc nghiÖm vµ kÕt qu¶ ®o m¹ng líi thñy chuÈn
h¹ng III CÈm Ph¶ - M«ng D¬ng - Qu¶ng Ninh........................................ 33
3.3. C«ng thøc chuyÓn ®æi ®é cao tr¾c ®Þa vÒ ®é cao thuû chuÈn cho
líi GPS...................................................................................................... 35
3.3.1. M¹ng líi thùc nghiÖm vµ m« h×nh to¸n x¸c ®Þnh ®é cao
Geoid .................................................................................................... 35
3.3.2. X©y dùng c«ng thøc néi suy ®é cao Geoid d¹ng hµm song
tuyÕn (3 tham sè) ................................................................................. 37
3.4. HiÖu chØnh chªnh cao tr¾c ®Þa vÒ chªnh cao thñy chuÈn cho vïng
CÈm Ph¶ - M«ng D¬ng............................................................................. 38
3.4.1. X¸c ®Þnh gãc nghiªng vµ híng nghiªng tæng thÓ gi÷a mÆt
Elipxoid vµ Geoid ë vïng má CÈm Ph¶ - M«ng D¬ng ...................... 38
3.4.2. HiÖu qu¶ sö dông c«ng thøc....................................................... 42
3.5. So s¸nh ®é chÝnh x¸c khi sö dông m« h×nh Geoid osu 91A vµ
EGM 96 ...................................................................................................... 44
KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ ..................................................................................... 47
Tµi liÖu tham kh¶o ......................................................................................... 48
PhÇn phô lôc
Phô lôc 1
Phô lôc 2
Phô lôc 3
Phô lôc 4
Phô lôc 5
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 57
§o cao b×nh sai cña c¸c mèc líi ®o cao h¹ng III CÈm Ph¶ - M«ng D¬ng
Nr Tªn Hbs (m) MH (m) Ghi chó
1 107406 2.451 0.004
2 R-1 5.078 0.006
3 IV-14 47.965 0.006
4 R-98 6.315 0.007
5 IV-18 3.234 0.008
6 R-99 4.334 0.008
7 N-40 78.196 0.009
8 R-2 4.310 0.009
9 R-4 4.713 0.010
10 IV-02 21.945 0.010
11 DC-43 15.066 0.010
12 R-3 5.178 0.010
13 IV-06 22.985 0.011
14 M-10 9.952 0.010
15 IV-01 29.906 0.012
16 R-96 68.155 0.010
17 GT-03 92.724 0.010
18 IV-12 141.549 0.010
19 IV-16 103.096 0.009 103.021 (-75mm)
20 IV-09 102.621 0.011
21 T-08 77.037 0.011
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 58
B¶ng 1: C¸c hÖ thèng ®é cao vµ
c¸c ph¬ng ph¸p ®o cao
I. C¸c hÖ thèng ®é cao
1. HÖ thèng ®é cao chÝnh
C«ng thøc:
n
M
W
W
N
M
N
m
g
N gdhgg
dWH 1 (1.1)
2. HÖ thèng ®é cao thêng
C«ng thøc :
N
M
N
m
N gdhH
1 (1.2)
3. HÖ thèng ®é cao tr¾c ®Þa
H = H + = Hg + N (1.3)
Trong ®ã: DÞ thêng ®é cao
N - ®é cao geoid(undulation)
4. HÖ thèng ®é cao ®éng häc
C«ng thøc:
id gdhH
1 (1.4)
II. C¸c ph¬ng ph¸p ®o cao
1. Ph¬ng ph¸p ®o cao h×nh häc
Ta cã c«ng thøc sau:
hAB = a - b (1.5)
a,b - lµ sè ®äc trªn mia
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 59
2. Ph¬ng ph¸p ®o cao lîng gi¸c
Trong trêng hîp ®o ®¬n:
ViSUSCgZsHH AB .
"
.cot 1221
(1.6)
Trong ®ã
R
kC
2
1 (1.7)
- Trong trêng hîp ®o kÐp ta cã c«ng thøc:
2121211221 .
"22
VViiSUUZZStgHH AB
(1.8)
3. Ph¬ng ph¸p ®o cao GPS
§èi víi ®é cao: hA = HA - A (1.9)
§èi víi hiÖu ®é cao
hAB = HAB - AB (1.10)
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 60
B¶ng 2: M¹ng líi GPS h¹ng IV
CÈm Ph¶ - M«ng D¬ng
M¹ng líi trªn ®îc ®o b»ng 4 m¸y thu GPS Trimble 4600LS trong 14
ca ®o (Session) víi ®é dµi c¸c ca ®o lµ 60 phót. Sè c¹nh ®o lµ 74 c¹nh. Líi
®îc ®o vµo th¸ng 11 n¨m 2003.
C¹nh dµi nhÊt lµ 5,9km
C¹nh ng¾n nhÊt lµ 1,2km
HÖ to¹ ®é Ration nhá nhÊt lµ 1,7
Ph¬ng sai lín nhÊt lµ 39,7
Sai sè khÐp h×nh tam gi¸c lín nhÊt lµ 1 : 131000
Líi ®îc b×nh sai trong hÖ HN72, L0 = 1080
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 61
B¶ng 3: Líi ®o cao h¹ng III CÈm Ph¶ - M«ng d¬ng
§é cao b×nh sai cña c¸c mèc líi
Tªn Ghi chó
1 107406 2.451 0.004
2 R-1 5.078 0.006
3 IV-14 47.965 0.006
4 R-98 6.315 0.007
5 IV-18 3.234 0.008
6 R-99 4.334 0.008
7 N-40 78.196 0.009
8 R-2 4.310 0.009
9 R-4 4.713 0.010
10 IV-02 21.945 0.010
11 DC-43 15.066 0.010
12 R-3 5.178 0.010
13 IV-06 22.985 0.011
14 M-10 9.952 0.010
15 IV-01 29.906 0.012
16 R-96 68.155 0.010
17 GT-03 92.724 0.010
18 IV-12 141.549 0.010
19 IV-16 103.096 0.009 103.021 (-75mm)
20 IV-09 102.621 0.011
21 T-08 77.037 0.011
Nr Hbs (m) MH (m)
t08 iv-09
r96 m10 r3 dc43
iv-02
R1
R2
R99
IV18R98
R1
IV-14
II.19
107406
n40
iv-16
iv-12
gt03
IV-01 IV-06
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 62
B¶ng 4: §é cao cña c¸c ®iÓm song trïng
TT §iÓm §é cao tr¾c ®ÞaH
§é cao thuû
chuÈn h
§é cao Geoid
N
1 107404 106.147
2 107405 413.416
3 107406 2.451 2.451 0
4 107446 43.454
5 107447 57.654
6 IV-01 29.919 29.906 0.013
7 IV-02 22.092 21.945 0.147
8 IV-03 43.664
9 IV-04 121.642
10 IV-05 82.837
11 IV-06 23.099 22.985 0.114
12 IV-07 312.854
13 IV-08 202.090
14 IV-09 102.752 102.621 0.131
15 IV-10 85.843
16 IV-11 436.225
17 IV-12 141.724 141.549 0.175
18 IV-13 41.415
19 IV-14 48.068 47.965 0.104
20 IV-15 287.685
21 IV-16 103.178 103.021 0.157
22 IV-17 14.289
23 IV-18 3.403 3.234 0.169
24 IV-19 70.013
25 IV-20 29.470
26 IV-21 47.101
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 63
B¶ng 5. TÝnh chuyÓn ®é cao tr¾c ®Þa vÒ ®é
cao thñy chuÈn
Sö dông hµm song tuyÕn :
N = a0+ a1X + a2Y (5-1)
Sè liÖu ®Ó gi¶i bµi to¸n xÊp xØ hµm ®îc cho trong b¶ng sau
TT §iÓm X(m) Y(m) N(m)
1 107406 2323852.106 422935.371 0.000
2 IV-01 2331718.588 425559.321 0.013
3 IV-02 2328405.657 433477.365 0.147
4 IV-06 2331773.683 431255.431 0.114
5 IV-09 2327943.769 425913.061 0.132
6 IV-12 2327899.366 429121.754 0.175
7 IV-14 2324908.275 426480.732 0.104
8 IV-16 2325680.500 430020.376 0.157
9 IV-18 2323314.679 430260.369 0.169
Tõ c«ng thøc (5.1) ta cã ph¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh sau:
Ta cã hÖ ph¬ng tr×nh chuÈn nh sau:
Vi = a0 + a1 . Xi + a2 . Yi - Ni (5 - 2)
AT . A . X + AT . L = 0 (5 - 3)
X = - (ATA)-1 . AT .L (5 - 4)
Tõ (5.2), (5.3) vµ (5.4) ta gi¶i ®îc 3 tham sè a0, a1, a2 vµ lËp ®îc c«ng
thøc thùc nghiÖm néi suy ®é cao Geoid nh sau:
N = 8.891 - 0.00000666 . X + 0.0000157 . Y (5 - 5)
Tõ c«ng thøc trªn t¹i c¸c ®iÓm song trïng ta tÝnh ®îc ®é lÖch (V) vµ
®¸nh gi¸ sai sè theo c«ng thøc:
30 n
VV
m (5 - 6)
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 64
B¶ng 6: TÝnh chuyÓn chªnh cao tr¾c ®Þa vÒ chªnh cao
thuû chuÈn
C«ng thøc chªnh cao cã d¹ng nh sau:
C h i,j = C Hi,j + a.Di,j - Cos ( i,j - ) (6-1)
B¶ng 6a: To¹ ®é vµ ®é cao cña c¸c ®iÓm song trïng
TT §iÓm X(m) Y(m) H(tr¾c ®Þa) h(thuûchuÈn)
1 107406 2323852.106 422935.371 2.451 2.451
2 IV-01 2331718.588 425559.321 29.919 29.906
3 IV-02 2328405.657 433477.365 22.092 21.945
4 IV-06 2331773.683 431255.431 23.099 22.985
5 IV-09 2327943.769 425913.061 102.752 102.621
6 IV-12 2327899.366 429121.754 141.724 141.549
7 IV-14 2324908.275 426480.732 48.068 47.965
8 IV-16 2325680.500 430020.376 103.178 103.021
9 IV-18 2323314.679 430260.369 3.403 3.234
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 65
B¶ng 6b. Gi¸ trÞ c¸c c¹nh
TT §iÓm ®Çu §iÓm cuèi Di,j(km) i,j Hi,j hi,j
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
107406
107406
107406
107406
107406
107406
107406
107406
IV-01
IV-01
IV-01
IV-01
IV-01
IV-01
IV-01
IV-02
IV-02
IV-02
IV-02
IV-02
IV-02
IV-06
IV-06
IV-06
IV-06
IV-06
IV-09
IV-09
IV-09
IV-09
IV-12
IV-12
IV-01
IV-02
IV-06
IV-09
IV-12
IV-14
IV-16
IV-18
IV-02
IV-06
IV-09
IV-12
IV-14
IV-16
IV-18
IV-06
IV-09
IV-12
IV-14
IV-16
IV-18
IV-09
IV-12
IV-14
IV-16
IV-18
IV-12
IV-14
IV-16
IV-18
IV-14
IV-16
8.292
11.483
11.488
5.060
7.393
3.699
7.317
7.345
8.583
5.696
3.791
5.223
6.872
7.507
9.629
4.035
7.578
4.385
7.822
4.402
6.022
6.573
4.423
8.362
6.217
8.517
3.209
3.088
4.690
6.350
3.990
2.394
180 26’48”
66 38 18
46 24 20
36 02 42
56 48 23
73 24 40
75 31 47
94 11 46
112 42 16
89 26 45
174 38 47
136 59 32
172 17 42
143 32 32
150 46 40
326 35 12
266 30 21
263 22 11
243 26 28
231 45 04
212 17 20
234 21 48
208 50 33
214 49 03
191 27 30
186 42 33
90 47 34
169 24 27
118 51 22
136 47 53
221 26 36
157 57 09
27.468
19.641
20.648
100.301
139.273
45.617
100.727
0.952
-7.827
-6.820
72.833
111.805
18.149
73.259
-26.516
1.007
80.660
119.632
25.976
81.086
-18.689
79.653
118.625
24.969
80.079
-19.696
38.972
-54.684
0.426
-99.349
-93.656
-38.546
27.455
19.494
20.534
100.170
139.098
45.514
100.570
0.783
-7.961
-6.921
72.715
111.643
18.059
73.115
-26.672
1.040
80.676
119.604
26.020
81.076
-18.711
79.636
118.564
24.980
80.036
-19.751
38.928
-54.656
0.400
-99.387
-93.584
-38.528
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 66
33
34
35
36
IV-12
IV-14
IV-14
IV-16
IV-18
IV-16
IV-18
IV-18
4.724
3.623
4.102
2.378
166 03 10
77 41 34
112 51 42
174 12 27
-138.321
55.110
-44.665
-99.775
-138.315
55.056
-44.731
-99.787
Tõ 6-1 ta cã ph¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh sau:
Vi,j = a.Di,j. Cos (i,j - ) + (C Hi,j - C hi,j ) (6 - 2)
Ta biÕn ®æi vÒ d¹ng sau:
Vi,j = Di,j . Cos i,j . P + Di,j - Sin i,j . Q + li,j (6 - 3)
Trong ®ã:
P = a. cos ; Q = a.sin ; li,j = C Hi,j - C hi,j (6 - 4)
a = ; (6 - 5)
Theo sè liÖu cña b¶ng 6b ta tÝnh ®îc P vµ Q
P = 0,00665 0,00216
Q = - 0,01576 0,00202
VËy gi¸ trÞ 2 tham sè lµ
a = 0,0171 ; = 292053' (6 - 6)
Tõ ®ã ta cã c«ng thøc tÝnh chªnh cao thuû chuÈn tõ chªnh cao GPS nh
sau:
C hi,j = C Hi,j + 0,0171 . C i,j . cos ( i,j - 292053') (6 - 7)
Trong ®ã: Di,j - TÝnh ®¬n vÞ lµ km
i,j lµ ph¬ng vÞ trong hÖ to¹ ®é vu«ng gãc
B¶ng 6c. §¸nh gi¸ kÕt qu¶ sö dông c«ng thøc
Sè
TT C¹nh GPS
D
(km)
ph.vÞ
0 '
H
(m)
-N
(m)
h
(m)
htc
(m)
1
(m)
gh(IV)
(m)
1
2
3
4
5
6
7
R-2 IV-14
R-2 IV-18
R-2 N-40
IV-18 IV-14
IV-18 N-40
N-40 IV-14
IV-18 IV-14
6.746
3..229
3.268
4.102
2.389
3.745
4.102
2720 20’
246 12
289 19
292 37
356 53
257 34
292 37
43.564
-1.094
73.858
44.654
74.950
-30.276
44.622
0.108
0.038
0.056
0.070
0.018
0.052
0.070
43.672
-1.056
73..914
44.724
74.968
-30.224
44.692
43.655
-1.076
73.886
44.731
74.962
-30.231
44.731
0.017
0.020
0.028
-0.007
0.006
0.007
-0.039
0.052
0.036
0.036
0.041
0.031
0.039
0.041
22 QP P
Q
arctg
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 67
8
9
10
IV-18 R-98
N-40 IV-14
R-98 N-40
0.576
3.745
2.083
305 03
257 34
9 28
3.071
-30.294
71.844
0.010
0.052
0.008
3.081
-30.242
71.852
3.081
-30.231
71.881
0
-0.011
-0.029
0.015
0.039
0.029
B¶ng 7: KÕt qu¶ tÝnh sö dông m« h×nh Geoid
So s¸nh ®é cao nhËn ®îc theo c¸c ph¬ng ¸n kh¸c nhau
STT Tªn ®iÓm
h GPS
EGM-96
(m)
h GPS
OSU-91A
(m)
h TC
(m)
h GPS
(m)
1
(m)
2
(m)
3
(m)
1 107406 2.451 2.451 2.451 2.451 0.000 0.000 0.000
2 IV-01 29.947 29.889 29.906 29.918 -0.041 0.017 -0.012
3 IV-02 21.777 21.867 21.945 22.091 0.168 0.078 -0.146
4 IV-06 22.911 22.935 22.985 23.097 0.074 0.050 -0.112
5 IV-09 102.705 102.700 102.621 102.757 -0.084 -0.079 -0.136
6 IV-12 141.556 141.597 141.549 141.723 -0.007 -0.048 -0.174
7 IV-14 47.953 47.993 47.965 48.070 0.012 -0.028 -0.105
8 IV-16 102.946 103.024 103.021 103.178 0.075 -0.003 -0.157
9 IV-18 3.129 3.237 3.234 3.402 0.105 -0.003 -0.168
Tõ b¶ng trªn ta cã:
1 = hTC - hGPS EGM - 96 (7 - 1)
2 = hTC - hGPS OSU - 91A (7 - 2)
= hTC - HGPS (7 - 3)
Tõ ®ã ta cã c«ng thøc sau:
9
2m (7 - 4)
Víi:
m1 = 0,081 m« h×nh EGM - 96 (7 - 5)
m2 = 0,050 m« h×nh 0Su - 91 A (7 - 6)
§å ¸n tèt nghÖp - Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Phïng ThÕ Tïng – Líp Tr¾c ®Þa K44 S«ng §µ 68
m3 = 0,128 kh«ng sö dông m« h×nh nµo (7 - 7)
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Đo cao GPS và ứng dụng trên vùng mỏ Cẩm Phả - Quảng Ninh.pdf