Báo cáo nghiên cứu khoa học: Những lưu ý khi sử dụng tọa độ nhà nước trong trắc địa công trình - TS. Nguyễn Quang Phúc

Đặt vấn đề Hệ thống lưới tọa độ Nhà nước các cấp hạng là cơ sở toạ độ để tiến hành các công tác trắc địa - địa hình và trắc địa công trình (TĐCT), phục vụ cho các mục đích khác nhau của nền kinh tế quốc dân và quốc phòng. T
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học: Những lưu ý khi sử dụng tọa độ nhà nước trong trắc địa công trình - TS. Nguyễn Quang Phúc NHỮNG LƯU Ý KHI SỬ DỤNG TỌA ĐỘ NHÀ NƯỚC TRONG TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNH TS. NGUYỄN QUANG PHÚC Trường Đại học Mỏ - Địa chất 1. Đặt vấn đề Hệ thống lư ới tọa độ Nhà nư ớc các cấp hạng là cơ s ở toạ độ để tiến hành các công tác tr ắc địa - địa hình và tr ắc địa côn g trình (T ĐCT), ph ục vụ cho các m ục đích khác nhau của nền kinh tế quốc dân v à B A’ qu ốc ph òng. Tuy nhiên, việc sử dụng tọa độ Nhà A B’ nư ớc trong khi giải quyết các nhiệm vụ của TĐCT ở nư ớc ta vẫn c òn nhiều bất cập, gây ra những trở ngại a b không nhỏ trong thiết kế và thi công xây dựng công trình, làm ả nh hư ởng đến tiến độ v à thậm chí đến chất lư ợng các công tr ình xây dựng. Chỉ ra những bất cập đó, tác giả bài báo khuy ến nghị các chuy ên gia cần sử dụng hợp lý các giá trị tọa độ phẳng của lư ới tọa độ Nhà nư ớc trong khi t iến hành các công tác TĐCT. Trư ớc hết, bàn về sự biến dạng kích O thư ớc và t ỷ lệ lư ới khống chế tọa độ do hệ tọa độ v à độ cao mặt chiếu gây ra. 2. Số hiệu chỉnh do chuyển trị đo về hệ tọa độ và Hình 1. Chiếu cạnh đo lên mặt ellipsoid độ cao mặt chiếu N hư đã biết, các trị đo trong lư ới trắc địa ( chi ều dài, phương vị, góc hoặc h ư ớng) đ ư ợc thực hiện trên bề mặt đất, chịu ảnh hư ởng của trọng tr ư ờng, chiết quang..., nhưng khi tính toán bình sai lại phải tiến h ành trong m ột hệ tọa độ n ào đó, bảo đảm chặt chẽ về mặt toán học. V ì vậy, đặt ra nhiệm vụ là trư ớc lúc bình sai phải tính chuyển các trị đo từ bề mặt đất tự nhi ên về các bề mặt toán học m à thực chất là tính khái lư ợc các trị đo. T hông thư ờng, việc tính khái lư ợc các trị đo trong mạng lư ới trắc địa đư ợc thực hiện thông qua các s ố hiệu chỉnh do chiế u lên m ặt ellipsoid quy chiếu và lên bề mặt của phép chiếu tọa độ phẳng. Tuỳ thuộc v ào cấp hạng và quy mô lư ới có thể phải tính đến tất cả các số hiệu chỉnh cho các loại trị đo nói trên. Ở đây, xin đề cập đến các số hiệu chỉnh cho trị đo cạnh do chiếu l ên các bề mặt này. 2.1. Số hiệu chỉnh do chiếu lên mặt ellipsoid quy chiếu Gọi AB là kho ảng cách nghi êng đo đư ợc giữa 2 điểm, A’B’ là khoảng cách đã đưa về nằm ngang, ab là kho ảng cách t ương ứ ng của AB tr ên mặt ellipsoid (hình 1). Để nhận đư ợc khoảng cách ab t rên ellipsoid, c ần phải đưa vào A’B’ số hiệu chỉnh: Hm H0 S H  S (1) Rm Trong đó: H0 - độ cao của bề mặt quy chiếu; Hm - độ cao trung bình của cạnh đo; Rm - bán kính trung bình c ủa ellipsoid; S - khoảng cách đã đ ưa về nằm ngang. 2.2. Số hiệu chỉnh do chiếu về mặt phẳng Để có thể tính đư ợc tọa độ phẳng cho các điểm khống chế, tiếp theo cần phải chuyển các trị đo trên m ặt ellipsoid quy chiếu về mặt phẳng. Số hiệu chỉnh chiều d ài cạnh đo trong phép chiếu phẳng đư ợc tính theo công t h ức: 2 ym S F  ( m 0  1  )S ' (2) 2 2Rm Trong đó: ym - trị trung bình của tung độ điểm đầu và cuối cạnh S; S’ - chiều dài cạnh trên ellipsoid quy chiếu; m0 - hệ số biến dạng tr ên kinh tuy ến trục của múi chiếu. Đối với phép chiếu phẳng Gauss- Kruger, hệ số m0= 1; v ới phép chiếu p hẳng UTM múi 60, m0=0.9996 và múi 30, m0=0.9999. Để thấy đư ợc độ lớn của các số hiệu chỉnh nói tr ên, có th ể tham khảo kết quả tính ở bảng 1 d ư ới đây (lấy với chiều dài cạnh bằng 1 km). Bảng 1. Số hiệu chỉnh do chiếu cạnh đo l ên mặt ellipsoid và mặt phẳng Số hiệu chỉnh độ cao Số hiệu chỉnh UTM múi Số hiệu chỉnh UTM múi Số hiệu chỉnh 60 ( mm) 30 (mm) (mm) Gauss-Kruger (mm) H m (m) y m ( km) y m ( km) y m (km) S H S F S F S F 0 0.00 0 -400.00 0 -100.00 0 0.00 50 - 7.85 100 -276.82 50 -69.20 50 30.80 100 - 15.70 150 -122.84 90 -0.22 75 69.29 150 - 23.54 180 -0.88 110 49.05 100 123.18 200 - 31.39 200 92.74 120 77.39 120 177.40 637 - 99.98 220 196.21 130 108.18 150 277.16 Từ các kết quả tính ở bảng 1 có thể nhận thấy: - Đ ộ cao trung bình c ủa cạnh đo c àng l ớn thì s ố hiệu chỉnh c àng l ớn v à n gư ợc lại. Trên độ cao của bề mặt quy chiếu, số hiệu chỉnh n ày bằng 0. - Trong phép chi ếu Gauss-Kruger, cạnh càng xa kinh tuyến trục có số hiệu chỉnh c àng lớn và ngư ợc lại. Trên kinh tuyến trục, số hiệu chỉnh này bằng 0. - Trong phép chiếu UTM, có 2 vị trí mà tại đó, số hiệu chỉnh xấp xỉ bằng 0, đó là vị trí cạnh đo cách kinh tuyến trục 180 km (với múi 6 0) và 90 km (với múi 30) tính theo đư ờng xích đạo. C àng xa vị trí này, số hiệu chỉnh có trị số c àng l ớn. 3. Sự khác biệt giữa hệ tọa độ Nhà nước và hệ toạ độ công trình H ệ tọa độ Nh à nước l à h ệ tọa độ đ ư ợc lựa chọn theo những quy định chung của các c ơ quan qu ản lý Nhà n ư ớc về Trắc địa - B ản đồ. Theo đó, tr ư ớc năm 200 ...