chương 8 lới khống chế trắc địa

CHƯƠNG 8
Lớikhốngchếtrắcđịa
I.Kháiniệmlớikhốngchếtrắcđịa
* Khái niệm
L ới khống chế trắc địa là một hệ thống các điểm đ ợc chọn và đánh dấu trên mặt đất
bằng những mốc đặc biệt, sau đó dựa vào các số liệu đo đạc để tính ra tọa độ và độ
cao của chúng theo một hệ tọa độ và độ cao thống nhất.
* Nguyên tắc xây dựng
L ới khống chế trắc địa đ ợc xây dựng theo nguyên tắc từ tổng quát đến chi tiết, từ
độ chính xác cao đến độ chính xác thấp.
* Phân loại
L ới khống chế trắc địa
-
L ới khống chế mặt bằng nhà n ớc
-
L ới khống chế mặt bằng khu vực
-
L ới khống chế mặt bằng đo vẽ
-
L ới khống chế chuyên dùng
-
L ới độ cao nhà n ớc hạng I,II,III,IV
-
L ới độ cao kỹ thuật
-
L ới độ cao đo vẽ
-
L ới độ cao chuyên dùng
L ới khống chế mặt bằng L ới khống chế độ cao
* Mục đích
Xây dựng hệ thống l ới Quốc gia, là cơ sở để đo vẽ, thành lập bản đồ, xác định hình

dáng kích th ớc quả đất, phục vụ cho mục đích nghiên cứu khoa học, là cơ sở để
xác định vị trí và xây dựng các công trình cầu đ ờng, công trình dân dụng
II.Lớikhống chếmặtbằng
Phơngphápthànhlập:tam giác đo góc, tam giác đo góc cạnh, tam giác
đo cạnh, đ ờng chuyền và GPS.
1.LớikhốngchếmặtbằngNhànớc(LớitọađộQuốcgia)

L ới tọa độ cấp 0
o
Có độ chính xác cao nhất
o
Mật độ: 10.000-15.000 Km
2
/ 1 điểm
o
Khoảng cách trung bình giữa các điểm: 100 150 Km

L ới tọa độ hạng I

L ới tọa độ hạng II

L ới tọa độ hạng III
L ới tọa độ Quốc gia đ ợc xây dựng chủ yếu bằng công nghệ định vị vệ tinh
và đ ợc tính toán trong Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ VN-2000
2.Lớikhốngchếtrắcđịamặtbằngkhuvực
* Khái niệm: là những mạng l ới tăng dày l ới khống chế Nhà n ớc ở các hạng hoặc
phát triển độc lập với hệ tọa độ.
* Mục đích: nhằm phục vụ cho các yêu cầu đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ lớn và các
công tác khảo sát thiết kế, thi công các công trình nh : thành phố, khu công nghiệp,
giao thông, thủy lợi

Lớikhốngchếmặtbằngkhuvựcvớiphạmvirộnglớncóthểtơngđơngvớilới
khốngchếmặtbằnghạngIVnhànớc,vớiphạmvibìnhthờngthìxâydựnglới
giảitíchcấp1,cấp2hoặcđờngchuyềncấp1,cấp2.
Sơđồlớimặtbằngkhuvực
C
A
B
1
a)Chêmđiểm
A
B
C
1
2
b)Hìnhquạt
A
1
2
3
c)Tứgiáctrắcđịa
A
B
1
2
3
4
d)Đagiáctrungtâm
A
B
1

2
3
C
D
A
B
1
2
3
4
e)Chuỗitamgiácđơn
f)Chuỗitamgiácgiữahai
điểmhạngcao
3.Lớikhốngchếtrắcđịamặtbằngđovẽ
* Mục đích: chêm dày cho mạng l ới cấp cao để đảm bảo mật độ điểm phục vụ đo
vẽ bản đồ địa hình.
* Ph ơng pháp thành lập: l ới tam giác nhỏ, đ ờng chuyền kinh vĩ, l ới giao hội Độ
chính xác các dạng l ới phụ thuộc vào yêu cầu từng nhiệm vụ cụ thể.
* Phân loại:
a.Lớiđờngchuyềnkinhvĩ
-
Kháiniệm:
+ Tập hợp các điểm đ ợc bố trí trên mặt đất liên kết với nhau tạo thành tuyến gấp
khúc hở hay khép kín, gọi là đ ờng chuyền.
+ Trong đ ờng chuyền đo tất cả các góc ngoặt
i
và tất cả các cạnh S
i
. Dựa vào
góc định h ớng cạnh đầu (

đ
) ta tính chuyền ra các góc định h ớng của tất cả các
cạnh. Dựa vào tọa độ của điểm đầu A( X
A
, Y
A
) ta sẽ tính chuyển ra tọa độ của tất
cả các điểm đ ờng chuyền (X
i
, Y
i
).
-Nguyêntắcthànhlập
* Đ ờng chuyền đặt ở nơi bằng phẳng đất cứng thuận tiện cho công tác đo đạc sau
này. Ví dụ: Đặt theo đ ờng xe lửa, đ ờng ô tô, đ ờng mòn, dọc hai bờ sông
* Điểm đ ờng chuyền đặt ở nơi có tầm nhìn bao quát đo đ ợc nhiều điểm chi tiết.
Tại mỗi điểm của đ ờng chuyền phải nhìn thấy điểm tr ớc và điểm sau.
* Chọn điểm đ ờng chuyền sao cho cạnh của nó t ơng đối bằng nhau có độ dài
không lớn hơn 350m và không nhỏ hơn 20m, trung bình 250m là tốt nhất. Đ ờng
chuyền càng duỗi thẳng càng tốt.
Nên bố trí đ ờng chuyền tựa lên các điểm khống chế cấp cao hoặc đ ờng chuyền
khép kín để có thể kiểm tra đ ợc kết quả đo.
C¸cd¹ng®åh×nh
A
B
C
D
β
1
1

β
2
β
β
n
S
1
2
S
n-1
S
n-1
2
S
1
S
A
n
S
2
β
β
1
1
B
β
a)§êngchuyÒnphïhîpb)§êngchuyÒntreo
δ
β
1

β
2
β
3
β
4
β
n
β
2
S
S
3
1
S
β
1
β
1
β
1
β
1
β
n
c)§êngchuyÒnkhÐpkÝn d)Líi®êngchuyÒn
-Phơngpháptínhtoánvàbìnhsaiđờngchuyềnkinhvĩ
Bớc1:Tínhvàbìnhsaigócbằng
* Sai số khép cho phép:

1
2

3


n
S
1
2
S
n
S
C
A
B
D
n-1

2
3
n-1
đ

c

nt5,1f
cp
=

* Sai số khép đo:
Tuyến phù hợp:
( )
dc
n
i
id
d
f


=

=1
Tuyến khép kín

==
=
n
i
ti
n
i
id
d
f
1
1
1

o
n
1i
t1i
180)2n( =

=
So sánh:
cpd
ff

>
Kiểm tra lạ kết quả tính toán, đo lại
cpd
ff


Bình sai tiếp
* Tính số hiệu chỉnh góc đo:
n
f
v
d
i


=
* Tính góc sau bình sai:
i

v
i
'
i
+=
* Kiểm tra:
di
fv
n
1i

=

=

Bớc2: Tínhgócđịnhhớngcáccạnh:
'o
1-nn
180
n

=
* Số gia tọa độ x, y:
ijijij
Sx

cos.=
ijijij
Sy

sin.=
Tính sai số khép tọa độ:
Tuyến phù hợp:







=
=


=
=

=
1n
1i
dciy
1n
1i
dcix
)yy(yf
)xx(xf
Tuyến khép kín

=
=


=
=
n
1i
iy
n
1i
ix
yf
xf
Bớc3: Tínhvàbìnhsaigiasốtọađộ
* Sai sè khÐp chiÒu dµi tuyÕn:
O
Y
X
A
A'
f
x
y
f
f

S
Sai sè khÐp t ¬ng ®èi cña ® êng chuyÒn
∑
=
=
n
1i
i
SL
Trong ®ã:
Tæng chiÒu dµi ® êng chuyÒn
khÐp kÝn
∑
−
=
=
1n
1i
i
SL
Tæng chiÒu dµi ® êng chuyÒn
phï hîp.
Sai sè khÐp gia sè täa ®é
22
yxS
fff +=
* Sai số khép t ơng đối của đ ờng chuyền
L
f
T

1
s
=
2000
1
T
1
>
ta phải kểm tra lại tính toán nếu tính toán đúng phải đo lại
cạnh.
Nếu
2000
1
T
1

tiến hành bình sai tiếp
* Số hiệu chỉnh







=
=


i

y
y
i
x
x
S.
L
f
v
S.
L
f
v
i
i
Kiểm tra:







=
=


=

=

n
1i
yy
x
n
1i
x
fV
fV
i
i
* Số gia tọa độ sau bình sai:





+=
+=


ii
ii
yi
'
y
xi
'
x

Vy
Vx
*KiÓmtra:
TuyÕn phï hîp:







=−−∆
=−−∆
∑
∑
−
=
−
=
1n
1i
dc
'
y
dc
1n
1i
'
x
0)yy(

0)xx(
i
i
TuyÕn khÐp kÝn







=
=
∑
∑
=
=
n
1i
'
y
n
1i
'
x
0Δ
0Δ
i
* Täa ®é c¸c ®iÓm:






∆+=
∆+=
+
+
'
yi1i
'
xi1i
i
i
yy
xx
*KiÓmtra:





∆+=
∆+=
'
'
n
n
ynd
xnd

yy
xx





∆+=
∆+=
−
−
−
−
'
1
'
1
1
1
n
n
ynC
xnC
yy
xx
Bíc4:TÝnhtäa®éc¸c®iÓm
III.Lớikhốngchếđộcao
1.LớikhốngchếđộcaoNhànớc
- L ới khống chế độ cao Nhà n ớc chia làm 4 hạng I, II, III, IV
+HạngI:đ ợc đặt theo h ớng đã chọn, tốt nhất là dọc đ ờng xe lửa, đ ờng ô tô có

nối với trạm đo thủy triều
+Hạng II: đ ợc xây dựng nằm giữa các điểm l ới độ cao hạng I và tạo thành
tuyến đo khép kín có chu vi từ 500 600 km.
L ới độ cao Nhà n ớc hạng I, II là cơ sở độ cao chính tạo thành một hệ độ cao
thống nhất trên toàn bộ lãnh thổ đất n ớc và là cơ sở phát triển l ới hạng III, IV.
+HạngIII:đ ợc thành lập trên cơ sở l ới độ cao hạng I và II d ới dạng các tuyến
đo riêng biệt hay hệ thống các tuyến đo giao nhau và chia l ới độ cao hạng II
thành 6ữ9 đa giác, mỗi đa giác có chu vi từ 150 200km.
+HạngIV:đ ợc tựa vào các điểm l ới hạng cao hơn và đ ợc xây dựng d ới dạng các
tuyến đo đơn hay hệ thống các tuyến đo giao nhau tạo thành các điểm nút gọi là l
ới độ cao có điểm nút
TuyÕn ®o cao
h¹ng I
h¹ng III
TuyÕn ®o cao
h¹ng II
TuyÕn ®o cao
h¹ng IV
TuyÕn ®o cao
S¬®ålíikhèngchÕ®écaoNhµních¹ngI,II,III,IV
2.Lớikhốngchếđộcaokhuvực
-Phơngphápthànhlập:xây dựng chủ yếu bằng ph ơng pháp đo cao hình học .
- Thông th ờng xây dựng l ới thủy chuẩn hạng IV hoặc l ới thủy chuẩn kỹ thuật.
3.Lớikhốngchếđộcaođovẽ
Mụcđích: L ới khống chế độ cao đo vẽ đ ợc xây dựng nhằm tăng dày cho l ới độ
cao cấp cao hơn để đảm bảo yêu cầu đo vẽ bản đồ địa hình và các yêu cầu trong
xây dựng công trình.
-Phơngphápthànhlập:đo cao hình học hoặc đo cao l ợng giác
- Có thể thành lập l ới độ cao trùng với l ới khống chế mặt bằng đo vẽ hoặc tách
riêng hai loại l ới.

Lớikhốngchếđộcaobằngthuỷchuẩnkỹthuật
Cácdạngđồhìnhlớikhốngchếđộcao
A
b
r
1
r
2
r
4
h
3
h
1
h
2
h
4
h
5
r
3
Tuyếnphùhợp
A
p
1
p
2
p
3

p
4
Tuyếnkhépkín
Điểm nút
A
M
B
C
N
E
D
F
Lớicóđiểmnút
h
h
A
1
1
S
h
3
3
S
2
2
S
3
2
1
Tuyếntreo

Phơngpháptínhtoánvàbìnhsai
B ớc 1: Tínhsaisốkhépchênhcaotrênmỗituyến
Tuyến phù hợp:
)H(Hhf
dầu
cuối
n
1i
idhd
=

=
Tuyến khép kín

=
=
n
1i
idhd
hf
Tuyến treo (đo đi và đo về trên một tuyến):

= =
+=
n
1i
n
1i
id
(di)

idhd
(về)
hhf
B ớc 2:Tínhsaisốkhépchophép
Lff
kmh
ep
=
Trong đó:
f
km
Sai số khép cho phép trên một km chiều dài tuyến đo.
L Số km chiều dài tuyến đo.
Giá trị f
Km
nằm trong khoảng từ 30 ữ 60mm
Hoặc
)mm(K10f
ep
h
=
Trong đó: K Số trạm máy trên tuyến đo.
B ớc 3:Sosánhsaisốkhépđovàsaisốkhépchophép
- Nếu:
cpd
hh
ff >
thì phải đo lại.
- Nếu:
cpd

hh
ff
ta tiến hành bình sai.
B ớc 4:Bìnhsaivàtínhđộcaocácđiểm
- Phân phối sai số khép đo tỷ lệ với độ dài từng đoạn với dấu ng ợc
lại.
i
h
h
S.
L
f
v
d
i
=
Hoặc
i
h
h
K.
K
f
v
d
i
=
- Kiểm tra:

=

=
n
1i
hh
di
fV
- TÝnh hiÖu ®é cao sau khi b×nh sai
h’
i
= h
i
+ V
hi

- TÝnh ®é cao x¸c suÊt cña c¸c ®iÓm trªn tuyÕn
H
i
= H
i-1
+ h’
i-1

- TÝnh thªm ®é cao cña ®iÓm gèc ®Ó kiÓm tra:
H
gèc
= H
i
+ h’
i
IV.Cácbàitoántrắcđịacơbản

1. Tớnh gúc nh hng cỏc cnh
M
đ

I
II
1

1

2

2



n

n

3
3
n
III
Tr ờng hợp 1: Đo các góc ngoặt bên phải đ ờng chuyền

=
+=
n
1i

i
o
dn
180.n
Tr ờng hợp 2:Đo các góc ngoặt bên trái đ ờng chuyền:

=
+=
n
1i
i
o
dn
180.n
2.Bàitoántrắcđịathuận
Biết tọa độ điểm 1 (x
1
; y
1
), góc định h ớng
12
và khoảng cách
S
12
. Tìm tọa độ điểm 2 (x
2
; y
2
).
Bàitoán:

O Y
X
x
1
2
x
y
1
y
2

1
2
12
S
12
Từ hình vẽ chúng ta có:



+=
+=
yyy
xxx
12
12
Gia số tọa độ

==
==
121212
121212
sinSyyy
cosSxxx
3.Bàitoántrắcđịanghịch
Biết tọa độ hai đầu một đoạn thẳng 1-2 là x
1
; y
1
; x
2
; y
2
. Tìm góc
định h ớng
12
và độ dài S
12
của đoạn thẳng đó.
Bàitoán:
Theo hình vẽ chúng ta có:
O Y
X
x
1
2
x
y

1
y
2

1
2
12
S
12
2
12
2
1212
)yy()xx(S +=
x
y
arctg
x
y
xx
yy
tg
12
12
12
12


=>=

=


=
Góc hai ph ơng:
x
y
tgarcr
12


=
Chú ý:
Quan hÖ gi÷a gãc hai ph ¬ng r vµ gãc ®Þnh h íng
α
Gãc phÇn t
∆x ∆y
Gãc hai ph
¬ng
Gãc ®Þnh h íng α
I
II
III
IV
+
-
-
+
+

+
-
-
r
BD
r
ND
r
NT
r
BT
α = r
α = 180
o
- r
α = 180
o
+ r
α = 360
0
- r