Luận Văn Kết hợp công nghệ gps và toàn đạc điện tử trong công tác trắc địa phục vụ xây dựng

Đề tài: KẾT HỢP CÔNG NGHỆ GPS VÀ TOÀN ĐẠC ĐIỆN TỬ TRONG CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA PHỤC VỤ XÂY DỰNG


Luận văn dài: 110 trang

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong quá trình xây dựng và sử dụng lưới TĐCT, mạng lưới thường được đo lại nhằm kiểm tra sự ổn định của các mốc. Trong nhiều trường hợp khi đo kiểm tra lưới, một số hướng ngắm đã bị che khuất do chính công trình xây dựng, hoặc do các khối vật liệu xây dựng, máy móc thi công trên công trường. Trong trường hợp này việc đo toàn bộ lưới bằng TĐĐT là không thể thực hiện được. Theo các tài liệu kỹ thuật cũng như từ kinh nghiệm đo GPS cho thấy độ chính xác đo GPS cạnh ngắn khá cao, về sai số chiều dài không quá 5 mm và sai số phương vị cũng chỉ vài giây. Việc đo GPS lại không đòi hỏi phải thông hướng do đó cho phép đo trong điều kiện công trường đang xây dựng. Nếu kết hợp công nghệ GPS và TĐĐT để đo các mạng lưới TĐCT sẽ khắc phục được tình trạng không thông hướng giữa một số điểm trong lưới.
Mặt khác việc đo cao cho toàn bộ mạng lưới cũng tốn khá nhiều thời gian và công sức. Nghiên cứu khả năng xác định độ cao thuỷ chuẩn bằng công nghệ GPS cũng là một vấn đề cấp thiết đặt ra cho những người làm công tác trắc địa.
Một thực tế nữa là trong thi công nhà cao tầng khi chuyển trục lên cao, nếu thực hiện bằng các máy móc thông thường như máy chiếu đứng, TĐĐT vv sẽ gặp không ít khó khăn về kỹ thuật cũng như điều kiện thi công trên công trình. Tìm hiểu khả năng sử dụng công nghệ GPS kết hợp với TĐĐT phục vụ chuyển trục công trình lên cao trong thi công nhà cao tầng cũng cần được nghiên cứu để có thể đưa ra những kết luận và áp dụng vào thực tế.
Việc lựa chọn đề tài “Kết hợp công nghệ GPS và TĐĐT trong công tác trắc địa phục vụ xây dựng” nhằm giải quyết phần nào những vấn đề cấp thiết nêu trên.

2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
- Nghiên cứu sự phù hợp của các trị đo GPS và trị đo mặt đất bằng TĐĐT, khả năng phối hợp giữa chúng trong xây dựng mạng lưới TĐCT.
- Tìm hiểu khả năng xác định độ cao thuỷ chuẩn bằng công nghệ GPS.
- Tìm ra một số giải pháp khi kết hợp GPS và TĐĐT phục vụ chuyển trục công trình lên cao trong thi công nhà cao tầng.
3. Nhiệm vụ của đề tài
- Thu thập, nghiên cứu các tài liệu liên quan về ứng dụng công nghệ GPS và TĐĐT trong xây dựng, độ chính xác và các tiêu chuẩn trong xây dựng.
- Thu thập các số liệu thực tế từ việc xây dựng lưới TĐCT và lưới chuyển trục công trình lên cao tại các công trình xây dựng như Nhà máy Xi măng Thái Nguyên, công trình Trung tâm Hội nghị Quốc gia, toà nhà 34 tầng khu đô thị Trung Hoà - Nhân Chính vv
- Sử dụng phần mềm GPSurvey2.35 bình sai hỗn hợp mạng lưới GPS kết hợp với các trị đo cạnh bằng TĐĐT.
- Bình sai mạng lưới GPS kết hợp với mô hình Geoid.
- Sử dụng công nghệ GPS đo kiểm tra việc chuyển trục công trình lên cao.
- Tổng hợp các kết quả thu được, so sánh, đánh giá và đưa ra các kết luận.
5. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp thống kê: thu thập, tổng hợp, xử lý các thông tin và tài liệu liên quan.
- Phương pháp phân tích: sử dụng các phương tiện và các công cụ tiện ích, phân tích có lôgíc các tư liệu, số liệu hiện có làm cơ sở để giải quyết các vấn đề đặt ra.
- Phương pháp so sánh: Tổng hợp các kết quả, so sánh đánh giá và đưa ra các kết luận chính xác về vấn đề đặt ra.
6. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đo đạc và tính toán bình sai theo các phương án Lưới TĐCT Nhà máy Xi măng Thái Nguyên.
- Sử dụng công nghệ GPS đo kiểm tra việc chuyển trục lên các tầng 14, 20, 27 của toà nhà 34 tầng khu đô thị Trung Hoà - Nhân Chính.
7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- Qua nghiên cứu chúng ta thấy rằng độ chính xác định vị GPS tương đối trên khoảng cách ngắn cao xấp xỉ độ chính xác đo chiều dài bằng các máy TĐĐT thông dụng hiện nay. Trong một số trường hợp, điều kiện đo trên công trường xây dựng bị hạn chế về khả năng thông hướng, việc sử dụng GPS kết


MỤC LỤC
TRANG
Lời cam đoan
1
Mục lục
2
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt
4
Danh mục các bảng
5
Danh mục các hình vẽ
7
MỞ ĐẦU
8
Chương 1 -
Lưới trắc địa công trình
12
1.1
Đặc điểm chung của công tác trắc địa trong phục vụ xây dựng các công trình công nghiệp và dân dụng

12
1.2
Lưới khống chế mặt bằng
12
1.3
Lưới khống chế độ cao
16
1.4
Các phương pháp thành lập lưới khống chế mặt bằng
17
Chương 2 -
Toàn đạc điện tử và các ứng dụng của nó trong trắc địa công trình

18
2.1
Giới thiệu chung
18
2.2
Tham số kỹ thuật của một số máy TĐĐT
23
2.3
Kiểm nghiệm máy TĐĐT và các thiết bị kèm theo
26
2.4
ứng dụng TĐĐT trong xây dựng các công trình công nghiệp và dân dụng

39
Chương 3 -
Máy thu GPS và các ứng dụng của nó trong trắc địa công trình

40
3.1
Phân loại máy thu GPS và các thông số kỹ thuật
40
3.2
Kiểm định máy thu GPS và các thiết bị kèm theo
46
3.3
ứng dụng GPS trong công tác trắc địa phục vụ xây dựng các công trình công nghiệp và dân dụng.

53
Chương 4 -
KẾT HỢP CÔNG NGHỆ GPS VÀ TĐĐT TRONG XÂY DỰNG LƯỚI TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNH

54
4.1
Đặt vấn đề
54
4.2
Công tác đo ngắm
55
4.3
Tính cạnh và bình sai lưới GPS
58
4.4
Chuyển đổi toạ độ trong hệ toạ độ phẳng nhà nước về hệ toạ độ công trình

72
4.5
Số liệu thực tế
75
Chương 5 -
Kết hợp công nghệ GPS và TĐĐT phục vụ chuyển trục công trình lên cao trong thi công nhà cao tầng


85
5.1
Đặt vấn đề
85
5.2
Lựa chọn đồ hình lưới chuyển trục
87
5.3
Đo và tính toán lưới GPS
90
5.4
Tính toán và chuyển đổi toạ độ
90
5.5
Hoàn nguyên vị trí điểm trục công trình
92
5.6
Số liệu thực tế
96









Danh môc c¸c b¶ng


Trang





1
Bảng 1.1
Yêu cầu độ chính xác của lưới khống chế mặt bằng công trình

13
2
Bảng 1.2
Sai số trung phương cho phép khi lập lưới khống chế thi công

14
3
Bảng 1.3
Độ chính xác mạng lưới bố trí công trình khi thi công nhà cao tầng

15
4
Bảng 1.4
Dung sai chuyển điểm và trục nhà theo phương thẳng đứng
16
5
Bảng 1.5
Chỉ tiêu kỹ thuật lưới độ cao
17
6
Bảng 2.1
Tham số kỹ thuật của một số máy TĐĐT
24
7
Bảng 2.2
áp lực hơi nước đã được làm ướt
27
8
Bảng 2.3
Đánh giá chất lượng định tâm quang học
36
9
Bảng 2.4
Khoảng chia bọt thuỷ của một số máy
37
10
Bảng 2.5
ảnh hưởng do góc nghiêng trục đứng
38
11
Bảng 2.6
Sổ đo kiểm tra trục đứng
39
12
Bảng 3.1
Tham số kỹ thuật của một số máy thu GPS
45
13
Bảng 3.2
Bảng so sánh giá trị cạnh đo
49
14
Bảng 4.1
Các yêu cầu kỹ thuật cơ bản khi đo GPS
56
15
Bảng 4.2
Thời gian tối thiểu ca đo
57
16
Bảng 4.3
Toạ độ các điểm khởi tính
76
17
Bảng 4.4
Kết quả so sánh giữa cạnh đo bằng GPS và cạnh đo bằng TĐĐT

76
18
Bảng 4.5
Toạ độ phẳng và độ cao sau bình sai (phương án 1)
78
19
Bảng 4.6
Kết quả đánh giá độ chính xác (phương án 1)
79
20
Bảng 4.7
Toạ độ phẳng và độ cao sau bình sai (phương án 2)
79
21
Bảng 4.8
Kết quả đánh giá độ chính xác (phương án 2)
80
22
Bảng 4.9
Kết quả so sánh độ chính xác giữa 2 phương án
81
23
Bảng 4.10
Độ cao thuỷ chuẩn của các phương án
81
24
Bảng 4.11
Toạ độ các điểm trong hệ nhà máy
83
25
Bảng 4.12
Kết quả tính chuyển về hệ toạ độ nhà máy
83
26
Bảng 5.1
Sai số hoàn nguyên vị trí điểm
93
27
Bảng 5.2
Toạ độ điểm khởi tính
98
28
Bảng 5.3
Toạ độ phẳng và độ cao sau bình sai - tầng 14
99
29
Bảng 5.4
Toạ độ phẳng và độ cao sau bình sai - tầng 20
99
30
Bảng 5.5
Toạ độ phẳng và độ cao sau bình sai - tầng 27
99
31
Bảng 5.6
Sai lệch điểm trục so với mặt bằng gốc
100