Nghiên cứu xây dựng lý thuyết bình sai lưới không gian kết hợp trị đo mặt đất - vệ tinh trong thi công xây dựng công trình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT VŨ THÁI HÀ NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG LÝ THUYẾT BÌNH SAI LƯỚI KHÔNG GIAN KẾT HỢP TRỊ ĐO MẶT ĐẤT - VỆ TINH TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT VŨ THÁI HÀ NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG LÝ THUYẾT BÌNH SAI LƯỚI KHÔNG GIAN KẾT HỢP TRỊ ĐO MẶT ĐẤT - VỆ TINH TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGÀNH : KỸ THUẬT TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ MÃ SỐ : 9520503 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1. TSKH HOÀNG NGỌC HÀ 2.TS NGUYỄN QUANG THẮNG HÀ NỘI - 2020 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất cứ một công trình nào khác. Tác giả luận án Vũ Thái Hà ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN.

ii DANH MỤC CÁC BẢNG. v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ.vii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .viii MỞ ĐẦU. TỔNG QUAN VỀ LƯỚI KHỐNG CHẾ TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNH VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU LƯỚI TRẮC ĐỊA KẾT HỢP TRỊ ĐO MẶT ĐẤT - VỆ TINH. Tổng quan về lưới khống chế trắc địa công trình.

Tổng quan về xử lý số liệu lưới kết hợp trị đo mặt đất - vệ tinh. Đánh giá chung về tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước, hướng nghiên cứu của luận án. LƯỚI KHÔNG GIAN CẠNH NGẮN TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH ĐỘ CHÍNH XÁC CAO. Khái quát về công tác trắc địa phục vụ xây dựng công trình độ chính xác cao.

Yêu cầu độ chính xác của lưới khống chế trắc địa công trình. Lưới không gian cạnh ngắn truyền thống trong xây dựng công trình có độ chính xác cao. Lưới không gian cạnh ngắn mặt đất - vệ tinh ứng dụng trong xây dựng công trình. NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT BÌNH SAI LƯỚI KHÔNG GIAN CẠNH NGẮN KẾT HỢP TRỊ ĐO MẶT ĐẤT - VỆ TINH ỨNG DỤNG TRONG TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNH.

Hệ tọa độ và hệ qui chiếu sử dụng để thành lập lưới không gian kết hợp trị đo mặt đất - vệ tinh. Thuật toán bình sai lưới không gian kết hợp trị đo mặt đất - vệ tinh trong hệ tọa độ địa diện chân trời với một điểm gốc. Bình sai lưới không gian kết hợp trị đo mặt đất - vệ tinh theo thuật toán bình sai tự do số khuyết dương. Thuật toán phát hiện sai số hệ thống trong đo góc nghiêng.

Xây dựng phần mềm bình sai lưới không gian kết hợp mặt đất - vệ tinh. Thực nghiệm xử lý số liệu lưới không gian cạnh ngắn kết hợp trị đo mặt đất - vệ tinh trong xây dựng công trình bằng phần mềm AdNet2. NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ LƯỚI KHÔNG GIAN CẠNH NGẮN KẾT HỢP TRỊ ĐO MẶT ĐẤT - VỆ TINH ỨNG DỤNG ĐỂ CHUYỂN TRỤC VÀ ĐỘ CAO TRONG THI CÔNG NHÀ SIÊU CAO TẦNG. Ứng dụng lưới không gian cạnh ngắn kết hợp trị đo mặt đất - vệ tinh để chuyển trục lên sàn xây dựng trong thi công nhà siêu cao tầng.

Hiệu chỉnh các trị đo trong lưới không gian cạnh ngắn trước bình sai. Hiệu chỉnh tọa độ điểm trong lưới không gian cạnh ngắn sau bình sai. Giải pháp xác định độ cao bằng công nghệ định vị vệ tinh trong lưới không gian cạnh ngắn mặt đất - vệ tinh. Thực nghiệm đo đạc và xử lý số liệu lưới không gian cạnh ngắn kết hợp trị đo mặt đất - vệ tinh ứng dụng để chuyển trục và độ cao lên cao trong xây dựng nhà siêu cao tầng.

Giới thiệu công trình thực nghiệm và kết quả đo đạc lưới. Xử lý số liệu đo thực tế của lưới. Xử lý số liệu lưới giả định điểm C1 bị dịch chuyển. Đánh giá về thuật toán bình sai tự do số khuyết dương để xử lý số liệu lưới không gian cạnh ngắn mặt đất - vệ tinh trong chuyển trục lên nhà siêu cao tầng.

Đánh giá khả năng đáp ứng độ chính xác yêu cầu chuyển độ cao lên sàn xây dựng bằng công nghệ GNSS trong thi công nhà siêu cao tầng. Thực nghiệm tính toán phát hiện sai số hệ thống trong kết quả đo góc nghiêng của lưới không gian kết hợp trị đo mặt đất - vệ tinh. Thực nghiệm xử lý số liệu lưới không gian cạnh ngắn kết hợp trị đo mặt đất - vệ tinh trong đo nghiêng nhà cao tầng.94 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 100 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN NỘI DUNG LUẬN ÁN.

102 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 128 v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2. Bảng phân loại cạnh đo theo chiều dài. Thông số của các máy TĐĐT và GNSS sử dụng để khảo sát độ chính xác đo khoảng cách.

Thông số của mạng lưới. Tọa độ điểm khởi tính. Kết quả đo cạnh. Kết quả đo GPS.

Kết quả tọa độ bình sai trong hệ địa diện. Tham số đặc trưng độ chính xác lưới. Ảnh hưởng do độ lệch dây dọi lên tọa độ phẳng của điểm theo chiều cao công trình (mm). Ảnh hưởng do độ không song song của đường dây dọi tới khoảng cách ΔSH (mm) theo độ cao mặt chiếu.

Sai số khi chuyển độ cao lên sàn xây dựng trong thi công nhà cao tầng. Giá trị sai số chênh cao trắc địa mΔH theo chiều cao điểm chiếu h 73 Bảng 4. Các thông số của mạng lưới. Chiều dài cạnh bình sai lưới tứ giác ở các phương án tính toán (m).

Tọa độ điểm bình sai của lưới tứ giác ở các phương án tính toán (đơn vị m). Tọa độ các điểm sau bình sai ở hai chu kỳ 1 và 2. Độ lệch tọa độ các điểm giữa hai chu kỳ 1 và 2 (đơn vị mm). Tọa độ các điểm sau bình sai ở hai chu kỳ 1 và 2.

Độ lệch tọa độ các điểm giữa hai chu kỳ 1 và 2 (đơn vị mm). Tọa độ các điểm sau bình sai ở hai chu kỳ 1 và 2. Độ lệch tọa độ các điểm giữa hai chu kỳ 1 và 2 (đơn vị mm). Tọa độ địa diện và sai số trung phương các điểm sau bình sai (đơn vị m).

So sánh chênh cao lượng giác và chênh cao trắc địa trong lưới kết hợp mặt đất - vệ tinh. Kết quả đo góc nghiêng trung bình bằng TĐĐT. Kết quả tính sai số hệ thống của góc nghiêng. Kết quả đo góc nghiêng tại ba thời điểm trong ngày.

Kết quả đo các điểm đo nghiêng trạm máy C1 định hướng C2. Kết quả đo các điểm đo nghiêng trạm máy C2 định hướng C1. Kết quả đo các điểm đo nghiêng trạm máy C3 định hướng C1. Tọa độ và độ cao của các điểm đo nghiêng.

Kết quả xác định độ nghiêng của các trục. 98 vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 2. Biểu đồ sai số đo khoảng cách theo chiều dài cạnh của các thiết bị đo hiện đại. Một số hệ tọa độ không gian ba chiều thường dùng.

Giao diện chương trình AdNet2. Giao diện “Xử lý số liệu lưới” của chương trình AdNet2. Giao diện “Tính chuyển tọa độ” của chương trình AdNet2. Sơ đồ lưới khống chế phục vụ quan trắc chuyển dịch và xác định bồi lắp lòng hồ của thủy điện Nho Quế 3.

Tòa nhà Keangnam Hà Nội và Landmark 81 Hồ Chí Minh. Hệ thống lưới khống chế kết hợp mặt đất - vệ tinh trong thi công nhà siêu cao tầng. Sơ đồ các bước chuyển trục lên nhà siêu cao tầng ứng dụng. Hiệu chỉnh khoảng cách nghiêng.

Hiệu chỉnh góc thiên đỉnh. Ảnh hưởng của độ lệch dây dọi và độ cong trái đất theo chiều cao 65 Hình 4. Biểu đồ ảnh độ lệch dây dọi theo chiều cao công trình. Sơ đồ vị trí mốc lưới chuyển trục tại tầng 28 và lưới định vị.

Sơ đồ lưới thực nghiệm không gian cạnh ngắn trong đo nghiêng nhà cao tầng. 95 viii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt Ý nghĩa 1 GPS Global Positioning System 2 GNSS Global Navigation Satellite System 3 GLONASS Globalnaya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema 4 IGS International GNSS Service 5 TCVN Tiêu chuẩnViệt Nam 6 TCXDVN Tiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam 7 TĐĐT Toàn đạc điện tử (Total Station) 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài GNSS (Global Navigation Satellite System) là tên gọi dùng chung cho các hệ thống định vị toàn cầu sử dụng vệ tinh như GPS (Hoa Kì), Galileo (Châu Âu), GLONASS (Nga), BeiDou (Trung Quốc) và nhiều hệ thống khác đang được triển khai tại các quốc gia phát triển trên thế giới. Đối với nước ta hiện nay, hệ thống định vị vệ tinh được ứng dụng rộng rãi nhất trong tất cả các lĩnh vực vẫn là GPS.

Nhờ những ưu điểm so với công nghệ đo đạc truyền thống và sự phổ biến, đa dạng của thiết bị, công nghệ GNSS đang được áp dụng cho hầu hết các công tác trắc địa. Lưới không gian trước đây được xây dựng bằng công nghệ đo đạc truyền thống bao gồm các trị đo cạnh nghiêng, góc ngang và góc thiên đỉnh. Ngày nay, xây dựng lưới không gian có thể kết hợp thêm công nghệ định vị vệ tinh với trị đo nhận được là các baseline. Baseline có thể coi là một dạng của trị đo cạnh nghiêng nhưng nằm trong hệ tọa độ địa tâm.

Khi đưa trị đo vệ tinh vào lưới không gian, cần lưu ý đến vấn đề tính chuyển để thống nhất về hệ tọa độ giữa các kết quả đo trước khi đưa vào một bài toán bình sai chung. Với sự phát triển của thiết bị máy móc, công nghệ hiện đại dẫn đến độ chính xác đo đạc ngày càng cao, dạng lưới không gian có khả năng áp dụng trong lĩnh vực xây dựng công trình hơn trước đây. Mỗi dạng trị đo mặt đất hay vệ tinh đều có ưu, nhược điểm riêng. Trong một số trường hợp thi công xây dựng công trình, cần áp dụng cả hai loại trị đo mặt đất và vệ tinh để xây dựng lưới nhằm tăng tính khả thi cũng như độ chính xác của lưới cần thành lập.

Khoảng cách giữa các điểm trong lưới khống chế thi công công trình thường ngắn nên nếu áp dụng trong xây dựng công trình có thể gọi là lưới không gian cạnh ngắn kết hợp trị đo mặt đất - vệ tinh.