Góc phương vị là gì? Ứng dụng và cách xác định chi tiết

Góc phương vị giúp xác định hướng di chuyển hoặc hướng đến một địa điểm cụ thể, và nó là một phần quan trọng của định vị địa lý và định hướng trong nhiều lĩnh vực như hàng hải, hàng không, dầu khí, và các hoạt động ngoài trời khác.

Góc phương vị là gì?

Góc phương vị (azimuth) là một khái niệm được sử dụng trong địa lý và địa lý học để mô tả hướng của một đối tượng, vị trí trên bản đồ hoặc trên bề mặt Trái Đất. Góc phương vị thường được sử dụng để xác định hướng của một địa điểm từ một điểm tham chiếu, thường là phương vị từ một điểm gốc hoặc từ một hướng tham chiếu cố định như hướng bắc. Góc phương vị là góc giữa vector bắc (North) và ảnh chiếu vuông góc của mặt trời xuống đường chân trời.

Ngoài thuật ngữ về góc phương vị (azimuth), thuật ngữ tọa độ (Coordinates) cũng là khái niệm được dùng nhiều trong máy toàn đạc hay máy GPS 2 tần số.

Loại góc này thường được đo theo độ, phút và giây và được sử dụng để chỉ ra hướng một địa điểm nằm so với hướng bắc. Góc phương vị thường được sử dụng trong địa lý để xác định hướng và vị trí tương đối của các điểm trên mặt đất.

Góc phương vị được tính từ các tham số trên:

Trong đó α là độ cao, Φ là vĩ độ và δ là xích vĩ.

Phương trình trên chỉ cho góc phương vị đúng vào buổi sáng mặt trời sao cho:

Phương vị = A _zi, cho LST <12 hoặc HRA < 0

Góc phương vị = 360° – A _zi , cho LST > 12 hoặc HRA >0

>> Tham khảo: Kinh tuyến trục là gì? Kinh tuyến trục các tỉnh tại Việt Nam mới nhất

Các phương pháp đặt góc phương vị thường được sử dụng hiện nay

Hiện nay có 2 phương pháp đặt góc phương vị được nhiều kỹ sư sử dụng trong công tác khảo sát Trắc địa.

Góc phương vị trong hệ tọa độ hình cầu

Trong một hệ tọa độ hình cầu, góc phương vị là góc giữa đoạn thẳng được chiếu và một đoạn thẳng tham chiếu trên mặt phẳng tham chiếu (đoạn thẳng tham chiếu là đoạn thẳng đi qua 2 điểm được chiếu vuông góc lên một mặt phẳng tham chiếu), được minh họa chi tiết qua hình dưới đây.

Trong đó:

AC: là đường chiếu vuông góc của đường AB.
AD: là đường tham chiếu.
Mặt phẳng đi qua 3 điểm A,D,C: là mặt tham chiếu.
Góc đi qua 2 đường thẳng AC và AD là góc phương vị của AB so với đường tham chiếu.

Góc phương vị của một đường thẳng

Góc phương vị của một đường thẳng là góc bằng tính từ hướng Bắc kinh tuyến, thuận chiều kim đồng hồ đến hướng đường thẳng, được minh họa qua hình dưới đây:

Có hai loại góc phương vị, nếu hướng gốc là hướng Bắc kinh tuyến thực ta sẽ có góc phương vị thực A, còn nếu hướng gốc là hướng Bắc kinh tuyến từ sẽ có góc phương vị từ At. Quan hệ giữa 2 loại góc phương vị này là:

A = At ± δ

Trong đó δ là độ chênh lệch từ, lấy dấu + khi kinh tuyến từ từ lệch về đông kinh tuyến thực và lấy dấu – khi kinh tuyến từ lệch về tây kinh tuyến thực.

Trên cùng một đường thẳng, tại các điểm khác nhau góc phương vị có trị số lệch nhau một lượng bằng độ hội tụ kinh tuyến γ.

A2 = A1 ± γ với γ = ∆λ sinϕ

Góc phương vị nhận giá trị từ (0~360)°. Nếu nhìn theo hướng cho trước của đường thẳng ta có góc định hướng là góc phương vị thuận, còn nếu nhìn ngược hướng với hướng đường thẳng cho trước sẽ có góc phương vị ngược, trị số góc định hướng thuận và ngược lệch nhau đúng bằng 180°.

A’ = A ± 180°

Ứng dụng góc phương vị trong hệ tọa độ ngành trắc địa

Trong bản vẽ kỹ thuật, các điểm biểu diễn được thể hiện bởi các giá trị tọa độ N, E,H hoặc X, Y, H, trong đó cao độ H là độ cao của điểm so với mực nước biển hoặc so với 1 mặt phẳng được quy định.

Trong ngành khảo sát, trắc địa, xây dựng tại Việt Nam, các kỹ sư sẽ dùng 1 trong 2 hệ tọa độ chính:

Hệ tọa độ độc lập: Là hệ tọa độ quy ước hay giả định và với một phạm vi đủ nhỏ mà trong phạm vi đó, mặt trái đất có thể coi là phẳng. Ứng dụng chủ yếu của hệ tọa độ độc lập là xây dựng và đo kiểm tra.
Hệ tọa độ VN2000: Là hệ tọa độ chuẩn quốc gia, loại hệ tọa độ này ứng dụng trong một phạm vi lớn như đo vẽ khảo sát, thành lập bản đồ, xác định ranh giới giữa các tỉnh, huyện, xã hoặc ranh giới các công trường hay vị trí các cột, trụ công trường.

Cách tính khoảng cách và góc phương vị giữa 2 điểm bằng máy toàn đạc

Với máy toàn đạc điện tử, người dùng có thể tính khoảng cách và góc phương vị giữa hai điểm bằng chương trình Inverse.

Để vào chương trình ta làm như sau:

Với máy toàn đạc điện tử: Từ màn hình → chọn Menu ( hoặc Program với một số máy toàn đạc) → Cogo → Inverse.

Bằng máy toàn đạc Nikon: Từ màn hình cơ bản → chọn Menu → Cogo → Inverse → PT – PT
Bằng máy toàn đạc Leica: Từ màn hình chính → Chọn Program → Cogo → Inverse and Traverse → Inverse
Bằng máy toàn đạc Sokkia: MENU → OBS → Trang 2 → Traverse

Tùy vào từng model và dòng máy toàn đạc mà cách vào góc phương vị sẽ khác nhau. Tuy nhiên, hầu hết các máy đều có hướng dẫn chi tiết. Chính vì vậy, người dùng có thể tham khảo hướng dẫn hoặc nhờ sự hỗ trợ của kỹ thuật viên.

Nhập tọa độ của 2 điểm sau khi vào phần Inverse bằng cách:

Đo trực tiếp bằng máy toàn đạc 2 điểm ngoài thực địa
Gọi 2 điểm đã đo từ bộ nhớ ra
Sau khi có đủ tọa độ 2 điểm, máy toàn đạc điện tử sẽ cho kết quả khoảng cách ngang, khoảng cách dọc và góc phương vị của 2 điểm đó.

Trên đây là những thông tin về góc phương vị là gì và cách tính chi tiết. Hy vọng những thông tin trắc địa này hữu ích với bạn đọc.

>>> Xem thêm:

Gốc tọa độ là gì? Mối liên hệ giữa gốc tọa độ và hệ tọa độ địa lý