Bài giảng trắc địa địa chính

Như đã biết trên phạm vi toàn hành tinh, từng châu lục, từng khu vực và từng quốc gia đều phải xây dựng một hệ quy chiếu toạ độ – độ cao phù hợp với phạm vi lãnh thổ của quốc gia đó và một hệ thống điểm toạ độ – độ cao có mật độ phù hợp với mục đích sử dụng. Như vậy ở đây có 2 khái niệm cần phân biệt rõ: một là hệ quy chiếu toạ độ và cao độ (sau này gọi tắt là hệ quy chiếu) và hai là hệ thống các điểm toạ độ và độ cao...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng trắc địa địa chính Bài giảng môn học : Trắc địa Địa chính MỞ ĐẦU : GIỚI THIỆU MÔN HỌC TRẮC ĐỊA ĐỊA CHÍNH I.Khái niệm, phân loại Như đã biết trên phạm vi toàn hành tinh, từng châu lục, từng khu vực và từng quốc gia đều phải xây dựng một hệ quy chiếu toạ độ – độ cao phù hợp với phạm vi lãnh thổ của quốc gia đó và một hệ thống điểm toạ độ – độ cao có mật độ phù hợp với mục đích sử dụng. Như vậy ở đây có 2 khái niệm cần phân biệt rõ: một là hệ quy chiếu toạ độ và cao độ (sau này gọi tắt là hệ quy chiếu) và hai là hệ thống các điểm toạ độ và độ cao (sau này gọi tắt là lưới Trắc địa) trong hệ quy chiếu đó. 1.Xác định hệ quy chiếu tức là xác định gốc toạ độ và hệ trục cơ sở toạ độ để dựa vào đó có thể biểu diễn được tất cả các điểm trong không gian. Một hệ quy chiếu được gọi là phù hợp với phạm vi lãnh thổ nếu đạt được 3 tiêu chuẩn sau: một là có độ lệch nhỏ nhất theo một định nghĩa toán học nào đó giữa mô hình toán học và không gian vật lý của thế giới thực; hai là thuận tiện sử dụng trong thực tiễn có lưu ý tới các tập quán hình thành từ lịch sử; ba là dễ dàng tính toán chuyển đổi với các hệ quy chiếu đang sử dụng mà đặc biệt là hệ quy chiếu toàn cầu hiện hành. Hiện nay người ta thường áp dụng 3 dạng thể hiện của hệ quy chiếu, mỗi dạng có vai trò chủ đạo trong từng nhóm bài toán khác nhau, cụ thể là: - Hệ quy chiếu vuông góc không gian: là hệ thống gồm điểm gốc toạ độ và 3 trục toạ độ X, Y, Z được xác định trong không gian Euclide 3 chiều: hệ quy chiếu này được sử dụng trong đo đạc vệ tinh và những bài toán trắc địa toàn cầu. - Hệ quy chiếu mặt ellipsoid : là hệ thống bao gồm điểm tâm ellipsoid, 2 bán trục ellipsoid, toạ độ 3 chiều là vỹ tuyến B, kinh tuyến L và độ cao H (hệ toạ độ Trắc địa); hệ quy chiếu này được coi như mô hình toán học của bề mặt trái đất; hệ quy chiếu này được sử dụng trong các bài toán trên phạm vi rộng của bề mặt trái đất như thiên văn, định vị, đạo hàng, điều kiển đạn đạo, v.v. Thông thường trên một ellipsoid xác định có tính chuyển đổi từ hệ quy chiếu (X, Y,Z ) sang hệ (B, L, H) và ngược lại. - Hệ quy chiếu mặt bằng: là hệ thống được xác định nhờ phép biến đổi nào đó từ hệ quy chiếu mặt ellipsoid về mặt phẳng nhằm mục đích biểu diễn bề mặt trái đất lên mặt phẳng; hệ quy chiếu phẳng bao gồm điểm gốc tọa độ và 2 trục tung x và trục hoành y. Tất nhiên có rất nhiều loại phép biến đổi hệ quy chiếu (B, L) về (x, y). Hệ quy chiếu mặt phẳng được sử dụng chủ yếu cho mục đích thành lập các loại bản đồ. Tuy có 3 dạng thể hiện phổ biến của hệ quy chiếu nhưng do có thể chuyển đổi được sang nhau nên bài toán xác định hệ quy chiếu được đưa về dạng cơ bản : - Xác định một ellipsoid quy chiếu có kích thước phù hợp (bán trục lớn a và bán trục nhỏ b, hoặc bán trục lớn a và độ dẹt f=(a-b)/a) được định vị phù hợp trong không gian thông qua việc xác định toạ độ tâm của ellipsoid (X0, Y0, Z0 ) trong hệ toàn cầu. Đối với Ellipsoid Toàn cầu còn phải xác định các tham số vật lý: hằng số trọng lực GM, khối lượng trái đất M, tốc độ quay trái đất ω , thế trọng lực thường U0, giá trị trọng lực thường trên xích đạo γ e và trên cực γ P. - Xác định phép biến đổi phù hợp từ hệ quy chiếu mặt ellipsoid về hệ quy chiếu mặt phẳng để thành lập hệ thống bản đồ cơ bản quốc gia bao gồm cả hệ thống phân mảnh và danh pháp từng tờ bản đồ theo từng tỷ lệ. Biên soạn : ThS. Phạm Hồng Sơn 1 Bài giảng môn học : Trắc địa Địa chính 2. Lưới trắc địa là một tập hợp các điểm cơ sở đã xác định toạ độ – độ cao trong hệ quy chiếu có độ chính xác theo yêu cầu, được bố trí với mật độ phù hợp trên phạm vi lãnh thổ đang xét. Thông thường các điểm cơ sở phải đạt độ chính xác cao nhất trong khả năng công nghệ hiện có, mật độ được xác định phù hợp với các mục tiêu mà hệ thống điểm cơ sở cần phải đáp ứng. Về lô – gíc lý thuyết thì sau khi xác định được hệ quy chiếu chúng ta có thể sử dụng các phương pháp đo để xác định hệ thống các điểm toạ độ cơ sở (tức là lưới toạ độ). Trong thực tế lô – gíc này không thể thực hiện được vì chúng ta phải sử dụng các điểm toạ độ cơ sở để xác định hệ quy chiếu phù hợp nhất. Như vậy lô – gíc thực tế là : - Đo đạc một lưới các điểm toạ độ cơ sở (hệ toạ độ) bằng các thể loại công nghệ đạt độ chính xác cao nhất và có mật độ theo yêu cầu. - Xác định được hệ quy chiếu phù hợp trên cơ sở chỉnh lý các kết quả đo hệ toạ độ các điểm cơ sở. - Chỉnh lý các kết quả đo hệ toạ độ các điểm cơ sở trong hệ quy chiếu đã xác định. - Hệ toạ độ các điểm cơ sở tạo thành một lưới điểm làm gốc tương đối với xác định các điểm toạ độ khác quanh nó. Như vậy, xây dựng hệ quy chiếu và hệ thống điểm toạ độ quốc gia là một việc quan trọng đối với mỗi quốc gia. Trước hết đây là cơ sở toán học mang tính chuẩn để thể hiện chính xác các thể loại bản đồ nhằm mô tả trung thực các thông tin điều tra cơ bản của đất nước. Thông tin chính xác sẽ gi ...