Hệ tọa độ địa diện: Cấu trúc và ứng dụng trong trắc địa công trình

Hệ tọa độ địa diện, hay còn gọi là hệ tọa độ chân trời, là một hệ thống tọa độ đặc biệt được sử dụng trong trắc địa công trình để xác định vị trí các điểm trên mặt đất. Đây là một phần quan trọng trong quá trình bình sai lưới GPS và các công tác đo đạc khác trong các dự án xây dựng. Công cụ hỗ trợ công tác công trình hệ tọa độ địa diện như là máy thủy bình. Hãy cùng Việt Thanh Group tìm hiểu về hệ tọa độ địa diện, ứng dụng của nó, cũng như các yếu tố quan trọng liên quan đến việc sử dụng hệ tọa độ này trong thực tiễn.

Cấu trúc của hệ tọa độ địa diện

Hệ tọa độ địa diện chân trời là hệ tọa độ địa phương được thiết lập để định vị các điểm trên mặt đất với sự chính xác cao. Hệ tọa độ này bao gồm các giá trị tọa độ trắc địa BG (vĩ độ), LG (kinh độ) và HG (độ cao) tại điểm quy chiếu. Dựa vào các giá trị này, chúng ta xác lập ma trận xoay RRR để chuyển đổi tọa độ (hoặc trị đo) từ hệ tọa độ GPS sang hệ tọa độ địa diện.

• Mặt phẳng cơ sở: Mặt phẳng cơ sở trong hệ tọa độ địa diện chân trời là mặt phẳng ngang, hoặc còn gọi là mặt phẳng chân trời, được xác định vuông góc với phương pháp tuyến của mặt Ellipsoid tại điểm quy chiếu. Mặt phẳng này đóng vai trò quan trọng trong việc thiết lập hệ tọa độ phẳng x,y (hoặc N,E), từ đó giúp định vị các điểm trên mặt đất một cách chính xác.
• Hệ tọa độ vuông góc phẳng: Trong hệ tọa độ địa diện chân trời, hệ tọa độ vuông góc phẳng x,y (hoặc N,E) được thiết lập trên mặt phẳng cơ sở. Điều này cho phép chúng ta sử dụng tọa độ mặt bằng để mô tả vị trí của các điểm trong các công trình có diện tích nhỏ hoặc nằm trên các độ cao lớn, chẳng hạn như các công trình thủy điện hay khu công nghiệp.
• Chuyển đổi tọa độ: Để chuyển đổi giữa hệ tọa độ trắc địa (B, L, H) và hệ tọa độ địa diện (x, y, z), chúng ta sử dụng mối liên hệ giữa tọa độ, độ cao trắc địa, và phương pháp tuyến tại điểm quy chiếu. Mối liên hệ này cho phép chuyển đổi chính xác giữa hệ tọa độ địa tâm (X, Y, Z) và hệ tọa độ địa diện (N, E, U).

Công cụ có thể hỗ trợ cho tính toán trắc địa như là máy GPS RTK. Một số thương hiệu điển hình trong công tác tính hệ số góc của máy thủy bình như máy thủy bình Hi-Target, máy thủy bình Satlab….

>>>Xem thêm: Hệ tọa độ trắc địa là gì

Ứng dụng của hệ tọa độ địa diện

Trắc địa công trình

Hệ tọa độ địa diện chân trời rất hữu ích trong các công trình xây dựng có diện tích nhỏ hoặc nằm trên các địa hình khó khăn. Bằng cách sử dụng hệ tọa độ này, các kỹ sư có thể xác định vị trí các điểm một cách chính xác, giúp đảm bảo tính chính xác và an toàn cho các công trình.

Bình sai lưới GPS

Trong việc bình sai lưới GPS cạnh ngắn, hệ tọa độ địa diện giúp đảm bảo rằng các trị đo GPS được điều chỉnh chính xác với hệ tọa độ địa phương. Ma trận xoay RRR được sử dụng để chuyển đổi tọa độ từ hệ GPS sang hệ địa diện, giúp cải thiện độ chính xác của các phép đo.

Định vị trong các công trình cụ thể

Hệ tọa độ địa diện chân trời rất cần thiết cho các công trình nằm trên các độ cao lớn hoặc ở vùng núi. Ví dụ, trong các công trình thủy điện, việc sử dụng hệ tọa độ này giúp xác định chính xác vị trí của các yếu tố công trình, từ đó hỗ trợ trong việc thiết kế và thi công.

Biến dạng chiều dài và góc ngang

Khi sử dụng hệ tọa độ địa diện chân trời, cần xem xét các yếu tố như biến dạng chiều dài và biến dạng góc ngang khi thể hiện chúng trên mặt phẳng chiếu. Các biến dạng này có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của các phép đo và cần được tính toán để đảm bảo rằng sai số là nhỏ và có thể bỏ qua trong quá trình bình sai phối hợp trị đo GPS với các trị đo mặt đất.

• Biến dạng chiều dài: Biến dạng chiều dài xảy ra do sự khác biệt giữa mặt phẳng chiếu và mặt phẳng cơ sở. Để đảm bảo rằng biến dạng này không ảnh hưởng đáng kể đến kết quả đo đạc, các kỹ sư thường cần thực hiện các phép tính chính xác và đánh giá mức độ biến dạng.
• Biến dạng góc ngang: Biến dạng góc ngang xảy ra do sự không chính xác trong việc chuyển đổi giữa các hệ tọa độ. Để giảm thiểu sai số, cần phải kiểm tra và điều chỉnh các yếu tố liên quan đến góc ngang trong quá trình đo đạc.

Ngoài ra, Việt Thanh Group có dịch vụ cho thuê thiết bị đo đạc uy tín, chất lượng.

>>>Xem thêm: So sánh hệ tọa độ UTM và WGS84 – Nhận biết điểm khác biệt

Hệ tọa độ địa diện chân trời là một công cụ quan trọng trong trắc địa công trình và các ứng dụng liên quan đến đo đạc. Việc hiểu và áp dụng hệ tọa độ này giúp đảm bảo tính chính xác trong các công trình xây dựng, cải thiện kết quả bình sai lưới GPS, và hỗ trợ các dự án trong các địa hình khó khăn. Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về hệ tọa độ địa diện và cách sử dụng nó trong thực tiễn, hãy truy cập trang web của Việt Thanh Group để khám phá thêm thông tin và tài liệu chi tiết từ các chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực này.