Góc Phương Vị Và Ứng Dụng Trong Trắc Đạc

Để xác định và tạo lập bản đồ, người ta cần sử dụng nhiều công cụ toán học và không gian khác nhau. Các thiết bị trắc địa cũng được sản xuất và tích hợp các thuật toán dựa trên các nguyên lý này. Đặc biệt, với máy toàn đạc, nguyên lý về góc phương vị đóng vai trò không hề nhỏ.

Góc phương vị và ứng dụng trong trắc đạc

Hiểu về góc phương vị

Góc phương vị là thông tin quan trọng với hệ tọa độ ngành xây dựng, trắc địa - bản đồ, nhất là ứng dụng vào máy toàn đạc.

Định nghĩa góc phương vị

Góc phương vị, tên khoa học trong tiếng Anh là Azimuth. Nó là một phép đo trong hệ thống định vị cầu. Azimuth được tạo nên giữa 2 véc-tơ: Véc-tơ hướng Bắc (North) theo chiều kim đồng hồ và véc-tơ hướng của đường thẳng đó. Ví dụ, góc phương vị đường thẳng OA là góc α (đọc là alpha). Góc α có giá trị từ 00< α 3600.

Lưu ý: Bên cạnh thuật ngữ tiếng Anh về góc phương vị, bạn nên biết các thuật ngữ liên quan khác. Ví dụ như   từ tọa độ tiếng Anh là Coordinates. Phòng khi các chương trình tính toán của các thiết bị không có tiếng Việt. Điển hình là các máy GPS 2 tần có thuật toán thường dùng tiếng Anh và không có tiếng Việt.

Tính chất của góc phương vị

• Nếu góc phương vị dùng kinh tuyến của Trái Đất làm chuẩn thì chúng sẽ được gọi là góc phương vị thực. Để xác định loại góc phương vị có tính chất này, cần đo đạc thiên văn để xác định.

• Nếu Azimuth lấy đường thẳng trên hướng Bắc của kinh tuyến từ làm chuẩn. Góc này sẽ được gọi là góc phương vị từ.

Thông thường, kinh tuyến thực và kinh tuyến từ không trùng nhau. 2 đường này thường tạo thành một góc lệch. Góc được tạo từ 2 đường này gọi là góc từ thiên. Dấu của góc từ thiên mang dấu "+" nếu kim nam chân lệch về phía Đông kinh tuyến thực. Nó còn có tên gọi khác là 'góc từ thiên Đông'. Góc mang dấu ngược lại là "-" trong trường hợp kim nam châm lệch về phía Tây. Hoặc còn có tên gọi khác là 'góc từ thiên Tây'. Số độ góc từ thiên biến thiên theo tình hình địa chất, vị trí địa lý và các biến động của mặt trời.

Vai trò của phép chiếu phương vị

Phép chiếu phương vị trong trắc địa và đo đạc bản đồ có thể đảm bảo độ chính xác tạo độ tốt. Khu vực khảo sát ứng dụng Azimuth giảm đáng kể về sai số, nhưng phạm vi càng xa trung tâm khảo sát thì sai số lại tăng. Ngoài ra, ứng dụng của phép chiếu phương vị chuyên dùng để vẽ bản đồ xung quanh vùng cực.

Tham chiếu góc phương vị trong hệ tọa độ hình cầu

Khi được dùng làm tọa độ vật thể, góc phương vị là một vật thể thiên văn trên bầu trời theo hướng nằm ngang. Phương vị là góc được tạo bởi: Vectơ phía bắc và vectơ của vật thể cần xác định trên bề mặt nằm ngang.

Ví dụ về Azimuth trong hệ tọa độ cầu:

Trong hình:

• OB: Véc-tơ chiếu vuông góc của đường OA.

• OC: Đường tham chiếu.

• Mặt phẳng đi qua O, B, C: Mặt tham chiếu.

• Góc đi qua 2 đường thẳng OB và OC là góc phương vị của OA so với đường tham chiếu.

Định lượng của Azimuth bị thường được xác định bằng độ (°). Điều này luôn được ứng dụng trong điều hướng, xây dựng và đặc biệt là trắc địa.

Ứng dụng Azimuth trong hệ tọa độ của ngành trắc địa

Các giá trị tham chiếu hệ tọa độ ở Việt Nam thường được thể hiện theo giá trị X, Y, H. Trong đó, X là vĩ độ (trục tọa độ ngang), kinh độ là giá trị Y (trục tọa độ dọc). Giá trị H đại diện cho độ cao so với mực nước biển hoặc theo mặt phẳng tham chiếu cần xác định.

Tại Việt Nam, ngành khảo sát trắc địa, công trình, các kỹ sư thường áp dụng 1 trong 2 hệ tọa độ chính:

• Hệ tọa độ độc lập: Hệ tọa độ giả định hoặc do tự người khảo sát quy ước trong một phạm vi đo đạc nhất định. Có trường hợp mặt phẳng quy ước là bề mặt trái đất. Hệ tọa độ độc lập chủ yếu được sử dụng trong xây dựng và đo kiểm tra.

• Hệ tọa độ VN2000: Đây là hệ tọa độ quy chiếu được sử dụng nhiều trong các trạm đo CORS quốc gia. Từ tháng 7 năm 2000, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã ra quy định áp dụng hệ quy chiếu này. Phạm vi áp dụng trong lãnh thổ Việt Nam, có thể xác định chi tiết theo từng thành phố, quận, huyện... Đây là hệ tọa độ quốc gia được xây dựng theo mô hình Geoid trong phạm vi cả nước. VN-2000 là tiêu chuẩn chung cần thiết và các hoạt động đo đạc cần áp dụng.

Góc phương vị và tính khoảng cách bằng máy toàn đạc

Để tính khoảng cách và góc phương vị, bạn có thể tham khảo cách làm sau bằng máy toàn đạc:

• Trên màn hình thiết bị: Chọn Menu (một số dòng máy sẽ hiển thị là Program). Tiếp đến chọn Cogo, kế tiếp là Inverse.

• Mỗi máy toàn đạc điện tử có thể có cách sắp xếp khác nhau để truy cập đo góc phương vị trên máy. Hầu hết các loại máy chính hãng sẽ có đầy đủ hướng dẫn sử dụng. Bạn có thể tham khảo sổ hướng dẫn hoặc nhờ hỗ trợ từ đơn vị phân phối máy mà bạn mua.

Sau bước chọn chương trình Inverse tính Azimuth, ta nhập tọa độ của hai điểm bằng cách như sau:

• Đo trực tiếp 2 điểm, xác định chúng ngay ngoài môi trường khảo sát thực địa.

• Chọn 2 điểm từ bộ nhớ trong máy (trường hợp đã nạp dữ liệu 2 điểm từ trước)

• Sau khi xác định được 2 điểm, thuật toán trong máy sẽ xử lý ra kết quả. Kết quả máy chạy cụ thể ra được góc phương vị của 2 điểm, khoảng cách ngang (giá trị X), khoảng cách dọc (giá trị Y) của 2 điểm đã xác định được.

Kết luận

Tùy vào mục đích và công tác khảo sát mà phép chiếu phương vị được áp dụng. Đặc biệt là xác định góc, các phép xác định góc giúp rút gọn thời gian khảo sát và công sức cho người đo trắc đạc. Người sử dụng cũng nên cân nhắc thêm về tính năng của các dòng máy toàn đạc điện tử. Bản thân các thiết bị toàn đạc điện tử là công cụ hữu ích trong trắc địa. Nếu thiết bị tốt và chất lượng thì thời gian xử lý và tính toán kết quả cũng được cải thiện. Bạn nên chọn mua  thiết bị tại các đơn vị phân phối uy tín để mua hàng chính hãng. Khi mua hàng tại các đơn vị uy tín, bạn sẽ được chuyển giao công nghệ và phần mềm đầy đủ.

Công ty TNHH thương mại & công nghệ Trắc Địa Thái Dương là đơn vị hàng đầu trong việc cung cấp các dịch vụ trắc đạc (đo đạc hiện trạng vị trí, đo đạc khảo sát địa hình, tư vấn pháp lý). Ngoài ra, Trắc Địa Thái Dương còn cung cấp các thiết bị phục vụ công tác trắc địa như máy GPS GNSS RTK với giá tốt, đảm bảo chất lượng.

Mọi thông tin liên hệ:

CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI VÀ CÔNG NGHỆ TRẮC ĐỊA THÁI DƯƠNG

• Địa chỉ: 349 Lương Thế Vinh, P. Trung Văn, Q. Nam Từ Liêm, Hà Nội

• Hotline: 0904193788

• Fanpage: Trắc Địa Thái Dương

• Email: tracdiathaiduong@gmail.com