Ch¦+ng 1

3,154 views
2,945 views

Published on

0 Comments
2 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
3,154
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
7
Actions
Shares
0
Downloads
49
Comments
0
Likes
2
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Ch¦+ng 1

  1. 1. CHƢƠNG I - Ngành khoa học trắc địa có nhiệm vụ nghiên cứu về hình dáng, kích thước quả đất, về các phương pháp đo đạc và biểu thi bề mặt quả đất dưới dạng bản đồ số và số liệu. - Ngày nay với sự xuất hiện của vệ tinh nhân tạo, ngành trắc địa còn nghiên cứu hình dáng, kích thước và một số thông số kỹ thuật khác của mặt trăng và một số hành tinh khác ngoài quả đất. TRẮC ĐỊA ĐẠI CƢƠNG TRƢỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI
  2. 2. TRẮC ĐỊA ĐẠI CƢƠNG TRƢỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI Trắc địa cao cấp Trắc địa địa hình Trắc địa công trình Trắc địa ảnh Bản đồ MỞ ĐẦU
  3. 3. TRẮC ĐỊA ĐẠI CƢƠNG TRƢỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI CHƢƠNG I NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG TRẮC ĐỊA I.1. Hình dáng và kích thước quả đất I.2. Ảnh hưởng độ cong quả đất đến khoảng cách ngang và độ cao I.3. Khái niệm bản đồ, bình đồ, mặt cắt I.4. Các hệ tọa độ thường dùng trong trắc địa I.5. Độ cao và hiệu độ cao
  4. 4. TRẮC ĐỊA ĐẠI CƢƠNG TRƢỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI HÌNH DÁNG VÀ KÍCH THƢỚC QUẢ ĐẤT Bề mặt tự nhiên của quả đất gồm: - 1/4 là lục địa - 3/4 là đại dương Bề mặt quả đất có dạng rất phức tạp Geoid
  5. 5. TRẮC ĐỊA ĐẠI CƢƠNG TRƢỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI Mặt GEOID Khái niệm: Mặt Geoid hay còn gọi là mặt thủy chuẩn quả đất là mặt nước biển trung bình ở trạng thái yên tĩnh, kéo dài xuyên qua các lục địa và hải đảo tạo thành một mặt cong khép kín. F g O Q a bR P BÒ mÆt tù nhiªn qu¶ ®Êt MÆt geoid (mÆt thuû chuÈn qu¶ ®Êt) MÆt Elipxoid MÆt cÇu qu¶ ®Êt qu¶ ®Êt1 P Q B 1
  6. 6. TRẮC ĐỊA ĐẠI CƢƠNG TRƢỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI Đặc điểm: - Mặt Geoid có hình dạng phức tạp và không phải là mặt toán học - Tại mọi điểm trên mặt đất thì phương của đường dây dọi luôn vuông góc với mặt Geoid. Để có thể giải được các bài toán có liên quan đến các công thức toán học, trong trắc địa chúng ta sử dụng mặt Elipxoid tròn xoay (Elipxoid quả đất) thay cho mặt Geoid.
  7. 7. TRẮC ĐỊA ĐẠI CƢƠNG TRƢỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI Mặt ELIPXOID quả đất Khái niệm: Mặt Elipxoid quả đất là mặt Elipxoid tròn xoay, được sử dụng thay thế cho mặt Geoid khi nghiên cứu về hình dạng kích thước của quả đất. F g OQ a bR P BÒmÆt tù nhiª n qu¶ ®Êt MÆt geoid (mÆt thuûchuÈn qu¶ ®Êt) MÆt Elipxoid MÆt cÇu qu¶ ®Êt qu¶ ®Êt1 P QB 1
  8. 8. TRẮC ĐỊA ĐẠI CƢƠNG TRƢỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI Đặc điểm - Mặt Elipxoid quả đất là một mặt toán học - Tại mọi điểm trên mặt đất thì phương pháp tuyến luôn luôn vuông góc với mặt Elipxoid. - Gần với hình dạng bề mặt thực của quả đất.
  9. 9. TRẮC ĐỊA ĐẠI CƢƠNG TRƢỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI Các nguyên tắc định vị Elipxoid - Tâm của Elipxoid quả đất trùng với tâm quả đất. - Mặt phẳng xích đạo của Elipxoid quả đất trùng với mặt phẳng xích đạo quả đất. - Thể tích của Elipxoid quả đất bằng thể tích Geoid. - Tổng các bình phương độ lệch giữa mặt Elipxoid quả đất theo đường dây dọi và mặt Geoid là nhỏ nhất. [h2 ] = min.
  10. 10. TRẮC ĐỊA ĐẠI CƢƠNG TRƢỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI Kích thước quả đất - Bán trục dài: a (OQ = a) - Bán trục ngắn: b (OP = b) a ba - Độ dẹt α được tính từ công thức: Ở Việt Nam Trước năm 2000 Sau năm 2000 a = 6.378.245m b = 6.356.863m = 1: 298,3 Ellipsoid Kraxopvxki Ellipsoid WGS-84 a = 6.378.137m b = 6.356.752m = 1: 298,2 Elipxoid Geoid O b a
  11. 11. TRẮC ĐỊA ĐẠI CƢƠNG TRƢỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI I.2. ẢNH HƢỞNG ĐỘ CONG QUẢ ĐẤT ĐẾN KHOẢNG CÁCH NGANG VÀ ĐỘ CAO 1. Ảnh hƣởng độ cong quả đất đến khoảng cách ngang S S t TA' h R t B' O Giả sử coi quả đất là hình cầu bán kính R, thay phạm vi mặt cầu ATB bằng mặt phẳng nằm ngang A’TB’ tiếp xúc với mặt cầu tại T điểm giữa khu vực. Chúng ta so sánh độ dài cung T với tiếp tuyến TB’ = t. ΔS = t – S t R. tg S R ΔS = R(tgα – α) 3 ... 3 tg 3 3 S R 3 3 3 2hay 3 3 S S S R S R R
  12. 12. TRẮC ĐỊA ĐẠI CƢƠNG TRƢỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI 3 3 3 2hay 3 3 S S S R S R R Nếu lấy giá trị gần đúng R = 6.371km và S = 10km, ta tính được: 000.218.1 1 S S n: ng).
  13. 13. AA’ = BB’ = h là ảnh hưởng độ cong quả đất đến độ cao các điểm trên bề mặt quả đất. TRẮC ĐỊA ĐẠI CƢƠNG TRƢỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI 2. Ảnh hƣởng độ cong quả đất đến độ cao S S t TA' h R t B' O ' cos R h OB OB R 1 1 cos h R Khai triển 1/cosα và thay vào công thức trên ta được: 2 45 1 ... 1 2 24 h R Ta lấy hai số hạng đầu của dãy khai triển thì: 2 2 h R
  14. 14. TRẮC ĐỊA ĐẠI CƢƠNG TRƢỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI S S t TA' h R t B' O 2 2 h R Thay α = S/R vào công thức trên ta đươc: S(m) 100 1.000 2.000 3.000 5.000 10.00 0 h (cm) 0,08 7,8 31 71 105 780 n: n. R S h 2 2
  15. 15. TRẮC ĐỊA ĐẠI CƢƠNG TRƢỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI 1.3. KHÁI NIỆM VỀ BẢN ĐỒ, BÌNH ĐỒ VÀ MẶT CẮT ĐỊA HÌNH - Bản đồ là hình ảnh thu nhỏ và được khái quát hóa một phần rộng lớn bề mặt quả đất lên mặt phẳng nằm ngang theo phép chiếu hình bản đồ với những nguyên tắc biên tập khoa học. - Bình đồ biểu thị một khu vực trong phạm vi hẹp theo phép chiếu hình đơn giản, coi mặt quy chiếu tọa độ và độ cao là mặt phẳng nằm ngang. - Mặt cắt địa hình: được biểu diễn trên giấy dưới dạng thu nhỏ và đồng dạng hình chiếu địa hình theo một hướng nhất định nào đó theo chiều thẳng đứng. A B C D E F MÆt Thuû ChuÈn a b c d e f
  16. 16. Bản đồ Bình đồ
  17. 17. MẶT CẮT ĐỊA HÌNH
  18. 18. TRẮC ĐỊA ĐẠI CƢƠNG TRƢỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI 1.4. HỆ TỌA ĐỘ THƢỜNG DÙNG TRONG TRẮC ĐỊA 1. Hệ tọa độ địa lý N ( Nam ) B ( B¾c ) T ( T©y ) § ( § «ng ) M NG O G 1 1 H×nh I-5 VÜtuyÕn ®iÓm M Kinh tuyÕn ®iÓm M § uêng xÝch ®¹o Kinh tuyÕn gèc * Đƣờng kinh tuyến: Là giao tuyến giữa mặt phẳng chứa trục quay quả đất với mặt cầu. Mặt phẳng chứa đường kinh tuyến gọi là mặt phẳng kinh tuyến. * Đƣờng vĩ tuyến: Là giao tuyến giữa mặt phẳng vuông góc với trục quay quả đất với mặt cầu, mặt phẳng chứa đường vĩ tuyến gọi là mặt phẳng vĩ tuyến. * Kinh độ địa lý ( ) của một điểm là góc nhị diện tạo bởi mặt phẳng kinh tuyến gốc và mặt phẳng kinh tuyến của điểm đó, biến thiên từ 00 1800. * Vĩ độ địa lý ( ) của một điểm là góc hợp bởi mặt phẳng xích đạo và phương đường dây dọi của điểm đó, biến thiên từ 00 900.
  19. 19. TRẮC ĐỊA ĐẠI CƢƠNG TRƢỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI 2. Hệ tọa vuông góc phẳng A B C D O +Y(§ )-Y(T) -X(N) +X(B) - xC B + y + xA D - y + xD A+ y - x B - y C IIV III II * Hệ tọa độ vuông góc phẳng gồm hai trục OX và OY vuông góc với nhau. Trong đó: O là gốc tọa độ. Trục hoành OX trùng với hướng Bắc Nam. Trục tung OY trùng với hướng Đông Tây. * Hệ tọa độ chia mặt phẳng thành bốn phần theo thuận chiều kim đồng hồ: I(Bắc - Đông), II (Nam - Đông), III (Nam - Tây), IV (Bắc - Tây).
  20. 20. TRẮC ĐỊA ĐẠI CƢƠNG TRƢỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI 3. Hệ tọa độ vuông góc phẳng Gauss- Kruger Phép chiếu Gauss - Đường xích đạo được chiếu thành đường thẳng và được chọn làm trục tung (Y) của hệ tọa độ vuông góc phẳng Gauss - Kruger. X X X Y 0 0 0
  21. 21. TRẮC ĐỊA ĐẠI CƢƠNG TRƢỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI §- êng xÝch ®¹ o Kinh tuyÕn trôc B N B B N N O OT §§§T O T +X(B) -X(N) +Y(§)-Y(T) - Những đường thẳng song song với hình chiếu của kinh tuyến trục và đường xích đạo tạo thành lưới tọa độ vuông góc. - Chiều dài của kinh tuyến trục không thay đổi còn các kinh tuyến khác bị thay đổi. - Chiều dài các đoạn thẳng nằm càng xa kinh tuyến trục bị biến dạng càng nhiều. - Đường kinh tuyến trục của mỗi múi được chiếu thành đường thẳng và chọn làm trục hoành (X) của hệ tọa độ, trục X vuông góc với trục Y tại điểm O - gốc tọa độ.
  22. 22. Nhận xét: Nếu chọn giao điểm giữa kinh tuyến trục và đường xích đạo làm gốc hệ tọa độ vuông góc phẳng Gauss – Kruger thì các điểm nằm ở nửa múi về phía Tây kinh tuyến trục có giá trị hoành độ mang dấu âm. Để khắc phục nhược điểm trên người ta quy ước chuyển trục X về phía Tây một đoạn 500km. X +Y -X +X M MY -X 500 km 0 0 +X M MY' MX' +X(B) -X(N) +Y(§)-Y(T)
  23. 23. 4. Hệ tọa độ HN 72 Ngày 05/9/1972, Thủ tướng Chính phủ ban hành Quyết định số 245/QĐ- TTg về việc thống nhất hệ tọa độ và độ cao gọi tắt là hệ tọa độ HN 72. • Hệ quy chiếu HN – 72 gồm 2 hệ tách rời nhau: - Hệ quy chiếu độ cao: Là mặt Quasigeoid Việt Nam (mặt nước biển TB) đi qua một điểm được định nghĩa là gốc độ cao có cao độ: 0.0 (điểm đặt tại đảo Hòn Dấu - Hải Phòng). - Hệ quy chiếu tọa độ có: + Ellipxoid quy chiếu là Ellipxoid Krasovki (bán trục lớn: 6378.245; độ dẹt 1/298,3). + Điểm gốc định vị Ellipxoid quy chiếu: Tại Hà Nội (định vị theo giá trịquy ước tọa độ được truyền từ Trung Quốc sang.) + Phép chiếu: Lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc Gauss – Kruger.
  24. 24. TRẮC ĐỊA ĐẠI CƢƠNG TRƢỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI 5. Hệ tọa độ vuông góc phẳng UTM Phép chiếu UTM +Y +X -Y 1.0001 1.0000 0.9996 Các hệ số biến dạng 840 B 800 N A C D B M E 500km AB, DE- đường chuẩn
  25. 25. - Kinh tuyến trục nằm ngoài mặt trụ, còn hai kinh tuyến biên nằm trong hình trụ. Tỷ lệ chiếu của kinh tuyến trục nhỏ hơn 1. Múi 60 có k = 0,9996; múi 30 có k = 0,9999. Tỷ lệ chiếu của hai kinh tuyến biên lớn hơn 1. Hai đường cong cắt mặt trụ có hệ số chiếu bằng 1, tâm chiếu là tâm O quả đất. - Phép chiếu UTM sẽ giảm được sai số biến dạng ở ngoài biên và phân bố đều trong phạm vi múi chiếu 60 . Nhưng khi xử lý số liệu lại rất phức tạp. Đặc điểm
  26. 26. CÁC HỆ TỌA ĐỘ THƯỜNG DÙNG TRONG TRẮC ĐỊA So sánh sự khác nhau giữa phép chiếu Gauss và UTM : • Gauss -Mặt trụ ngang trùng với mặt phẳng xích đạo Elip -Tỉ lệ biến dạng dài của trục là 1 -Diện tích múi lớn hơn diện tích thực - • UTM -Mặt trụ ngang cắt theo hai cung cát tuyến cách đều kinh tuyến trục 180 km. -Tỉ lệ biến dạng dài là 0,9996 -Diện tích múi nhỏ hơn diện tích thực -
  27. 27. TRẮC ĐỊA ĐẠI CƢƠNG TRƢỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI 6. Hệ tọa độ quốc gia Việt Nam VN - 2000 Hệ tọa độ VN – 2000 được Thủ tướng Chính phủ quyết định là Hệ tọa độ Trắc Địa – Bản đồ quốc gia Việt Nam có hiệu lực từ ngày 12/8/2000. Hệ tọa độ này có đặc điểm: -Sử dụng Elipxoid WGS - 84 làm Elipxoid thực dụng, Elipxoid này có bán trục lớn là a = 6378137m, độ dẹt = 1/298,2. -Sử dụng phép chiếu và hệ tọa độ vuông góc phẳng UTM. -Gốc tọa độ trong khuôn viên Viện Công Nghệ Địa Chính, Hoàng Quốc Việt, Hà Nội.
  28. 28. TRẮC ĐỊA ĐẠI CƢƠNG TRƢỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI 7. Hệ tọa độ trắc địa Coi trái đất là hình Elipxoid tròn xoay. BM là vĩ độ trắc địa của điểm M là góc hợp bởi hướng của pháp tuyến đi qua điểm đó với mặt phẳng xích đạo. LM là kinh độ trắc địa của điểm M là góc nhị diện hợp bởi mặt phẳng kinh tuyến gốc và mặt phẳng kinh tuyến qua điểm đó. Tọa độ trắc địa của 1 điểm được viết M (B,L). P P1 G A’ D SN O O1O2 BM M A LM
  29. 29. TRẮC ĐỊA ĐẠI CƢƠNG TRƢỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI 1.5. ĐỘ CAO VÀ HIỆU ĐỘ CAO MÆt Elipxoid qu¶ ®Êt MÆt Geoid (MÆt thuû chuÈn qu¶ ®Êt) MÆt thuû chuÈn gi¶ ®Þnh MÆt thuû chuÈn qua A MÆt thuû chuÈn qua B hAB H"B BH' BH AH" H'A HA A B Ở nước ta chọn mốc chuẩn tại trạm nghiệm triều Hòn Dấu - Đồ Sơn - Hải Phòng làm độ cao “0” cho cả nước.

×