16/8/2022
1
Khoa Kỹ thuật Xây dựng
Số tín chỉ: Lý thuyết + Thực tập
Giảng viên: TS. Phan Trường Sơn
Nội dung tổng quát của môn học
2
Khái
niệm
chung
Sai số
trong đo
đạc
Đo các
đại
lượng
cơ bản
Lưới
khống
chế trắc
địa
Đo vẽ
bản đồ
địa hình
Trắc địa
trong
xây
dựng
công
trình
Gới
thiệu về
GIS và
GNSS
16/8/2022
2
Chương 1: Các khái niệm cơ bản 3
1.1. Khái niệm về trắc địa
Trắc địa là một ngành khoa học về Trái đất, nó nghiên cứu các phép
đo thực hiện trên bề mặt đất, các dụng cụ đo, các phương pháp xử lý
số liệu đo nhằm xác định hình dáng, kích thước Trái đất, biểu diễn bề
mặt đất và phục vụ các ngành khoa học khác.
Nhiệm vụ của môn học: Trong
xây dựng công trình, trắc địa
tham gia tất cả các giai đoạn
từ khảo sát, thiết kế, thi công
đến khi công trình đã đi vào
sử dụng. Do đó, kiến thức về
Trắc địa là không thể thiếu đối
với mỗi kỹ sư xây dựng nói
chung mà kỹ sư cầu đường
nói riêng.
Trắc
địa
TĐ
bản
đồ
TĐ địa
chính
TĐ
công
trình
TĐ mỏ
TĐ
thủy
văn
TĐ
cao
cấp
GIS
Chương 1: Các khái niệm cơ bản 4
1.2. Hình dạng, kích thước quả đất
Oa
b
Mặt đất tự nhiên
a: Bán trục lớn
b: Bán trục nhỏ
Ellipsoid
(Mặt toán học hay
Mặt thủy chuẩn
quy ước)
16/8/2022
3
Chương 1: Các khái niệm cơ bản 5
1.2. Hình dạng và kích thước quả đất
Như đã biết, bề mặt Trái đất gồ ghề phức tạp, rất khó để xác định hình
dạng thực của nó. Để đơn giản, người ta tìm một bề mặt có hình dạng
gần với hình dáng thực của Trái đất nhất đó là mặt thuỷ chuẩn (hay
còn gọi mặt Geoid, mặt đẳng thế, mặt nước gốc).
Mặt thuỷ chuẩn là mặt nước biển và các đại dương yên tĩnh tưởng
tượng kéo dài xuyên qua các lục địa tạo thành một mặt khép kín sao
cho bề mặt tại mọi điểm luôn vuông góc với phương trọng lực (hay
phương dây dọi).
Vật chất trong lòng đất phân bố không đồng đều, do vậy mặt thuỷ
chuẩn là mặt khép kín uốn lTráiượn, không phải là mặt có dạng chính
tắc nên không có phương trình toán học để biểu diễn.
Để giải các bài toán trắc địa, người ta chọn một mặt toán học đơn
giản, gần với mặt thuỷ chuẩn nhất (tức là gần với bề mặt thực của Trái
đất nhất), đó là mặt Ellipsoid (Ellipsoid được tạo thành khi quay một
ellipse quanh trục nhỏ của nó)
Chương 1: Các khái niệm cơ bản 6
1.2. Hình dạng và kích thước quả đất
Tác giả Nước Năm a (m) b (m) Độ dẹt
Đalamber Pháp 1800 6 375 653 6 356 564 1:334
Bessel Đức 1841 6 377 397 6 356 079 1:299.2
Clark Anh 1880 6 378 249 6 356 515 1:293.5
Gdanov Nga 1893 6 377 717 6 356 433 1:299.6
Hayford Mỹ 1909 6 378 388 6 356 912 1:297
Krasovski L Xô 1940 6 378 245 6 356 863 1:298.3
WGS-84 Q Tế 1984 6 378137 6 356 752 1:298.3
Hiện nay ở Việt Nam sử dụng Ellipsoid WGS-84. =𝑎 − 𝑏
𝑎
16/8/2022
4
Chương 1: Các khái niệm cơ bản 7
1.3. Độ cao và chênh cao
MTC
HA
HB
HC<0
hAB=HB-HA
Mặt nước qua A
C
A
B
Độ cao của một điểm (H) là khoảng cách từ điểm đó đến mặt thủy chuẩn
theo phương dây rọi. Điểm trên MTC có độ cao (+) và ngược lại. Độ cao
MTC = 0.
Nếu MTC là MTC gốc, cao độ là cao độ tuyệt đối; Nếu MTC là giả định.
Việt Nam lấy điểm thuộc trạm nghiệm triều Hòn Dấu – Đồ Sơn là điểm có
cao độ 0.
Chênh cao là chênh lệch độ cao trong cùng hệ độ cao hAB=HB-HA
Chương 1: Các khái niệm cơ bản 8
1.4. Hệ tọa độ địa lý
M
M’
G’
G
P
P’
j
l
O
Tọa độ địa lý M(j,l) j = 0°÷ 90° Bắc, Nam;
l = 0°÷ 180° Đông, Tây
Mo
Kinh tuyến
Vĩ tuyến
Xích đạo, vĩ
độ 0
Kinh tuyến gốc –
kinh tuyến qua
Greenwich – Anh
(Kinh độ 0)
16/8/2022
5
Chương 1: Các khái niệm cơ bản 9
1.5. Phép chiếu hình đơn giản – hệ tọa độ vuông góc phẳng
A
BC
D
E
a
bc
d
e
X
Y
0
Trong xây dựng, bản đồ khu vực hay tuyến thường là nhỏ do đó giả định 1
hệ tọa độ vuông góc trong đó OX trùng với hướng Bắc và để tránh số âm
nên chọn gốc 0 tại góc Tây – Nam.
Phép chiếu thẳng
góc, các tia chiếu
song song với
nhau và vuông góc
với mặt phẳng
chiếu
Chương 1: Các khái niệm cơ bản 10
1.6. Phép chiếu Gauss – Hệ tọa độ Gauss
Lồng bên ngoài Ellipsoid một hình trụ và tiếp xúc với Ellipsoid tại một kinh
tuyến trục của múi cần chiếu, trục quay của Ellipsoid vuông góc với trục hình
trụ.
Chia Ellipsoid thành 60 múi, mỗi múi 60kinh, đánh số thứ tự từ 160 bắt đầu
từ kinh tuyến gốc (l= 00) theo chiều từ Đông sang Tây. Kinh tuyến giữa của
mỗi múi được gọi là kinh tuyến trục có kinh độ: Lo=3(2n-1) với n là số thứ tự
múi.
Lấy tâm O của Ellipsoid làm tâm chiếu, lần lượt chiếu từng múi lên mặt trụ
bằng cách vừa xoay, vừa tịnh tiến. Sau đó, cắt hình trụ theo hai đường sinh
và trải phẳng, được hình chiếu của 60 múi.