Chương trình xử lý số liệu đo lặp trong kỹ thuật trắc địa xây dựng

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT LUẬN VĂN

SUMMARY

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1. Giới Thiệu Chung

1.2. Lý Do Chọn Đề Tài

1.3. Mục Đích, Đối Tượng Và Phạm Vi Nghiên Cứu

1.4. Ý Nghĩa Khoa Học Và Ý Nghĩa Thực Tiễn

1.4.1. Ý Nghĩa Khoa Học

1.4.2. Ý Nghĩa Thực Tiễn

2. CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐO LẶP TRẮC ĐỊA

2.1. Khái Quát Bình Sai Lưới Trắc Địa Và Sự Cần Thiết Của Số Liệu Đo Lặp

2.1.1. Lý thuyết bình sai lưới trắc địa

2.1.1.1. Phương pháp bình sai tham số (phương pháp gián tiếp)

2.1.1.2. Phương pháp bình sai điều kiện

2.1.1.3. Phương pháp bình sai tham số kèm điều kiện ẩn số dư

2.1.1.4. Phương pháp bình sai điều kiện kèm ẩn số phụ

2.1.2. Khái quát về xử lý trị đo lặp

2.2. Lý Thuyết Chung Bình Sai Lưới Tự Do

2.2.1. Phương pháp Helmert chuyển tọa độ từ hệ này sang hệ khác

2.2.1.1. Chuyển đổi tọa độ phẳng

2.2.1.2. Chuyển đổi tọa độ không gian

2.2.2. Bình Sai Lưới Tự Do Độ Cao

2.2.3. Bình Sai Lưới Tự Do Mặt Bằng Tam Giác Đo Cạnh

2.2.4. Bình Sai Lưới Tự Do Mặt Bằng Tam Giác Đo Góc

2.2.5. Bình Sai Lưới Tự Do Mặt Bằng Tam Giác Đo Góc Cạnh

2.2.6. Bình Sai Lưới Tự Do GPS

2.2.7. Bài Toán Bình Sai Lưới Tự Do Hỗn Hợp GPS Kết Hợp Đo Góc Cạnh

2.3. Phân Tích Độ Ổn Định Mốc

2.4. Nhận Xét Chung Về Lưới Tự Do

2.5. Khái Niệm Tensor Biến Dạng Và Mô Hình Simplex

2.5.1. Các Đặc Trưng Biến Dạng Bề Mặt

2.5.1.1. Tensor Bất Đối Xứng

2.5.1.2. Tensor Đối Xứng

2.5.2. Sử Dụng Số Liệu Đo Lặp Trực Tiếp Góc, Cạnh, Phương Vị Để Xác Định Các Tham Số Biến Dạng

3. CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐO LẶP TRẮC ĐỊA

3.1. Sơ Đồ Khối Của Các Modul Chương Trình

3.1.1. Khái Quát Về Chương Trình

3.1.2. Sơ Đồ Khối Chung Bình Sai Lưới Tự Do

3.1.3. Vòng Lặp Phân Tích Độ Ổn Định Mốc

3.1.4. Bình Sai Lưới Tự Do Và Phân Tích Độ Ổn Định Mốc Lưới Độ Cao

3.1.5. Bình Sai Lưới Tự Do Và Phân Tích Độ Ổn Định Mốc Lưới Mặt Bằng

3.1.6. Sơ Đồ Khối Bình Sai Lưới Tự Do Và Phân Tích Độ Ổn Định Mốc Lưới GPS

3.1.7. Sơ Đồ Khối Bình Sai Lưới Hỗn Hợp GPS Kết Hợp Đo Góc Cạnh

3.1.8. Sơ Đồ Khối Tính Các Tham Số Biến Dạng Trên Cơ Sở Đo Lặp Trực Tiếp Góc, Cạnh Và Phương Vị

3.2. Giới Thiệu Chung Về Chương Trình Vẽ Biểu Diễn Các Tham Số Biến Dạng

3.2.1. Biểu Diễn Trường Vector Chuyển Dịch Bằng Matlab

3.2.2. Biểu Diễn Biến Dạng Cực Trị Bằng Matlab

3.2.3. Biểu Diễn Biến Dạng Bề Mặt Bằng Matlab

3.2.4. Sơ Đồ Khối Biểu Diễn Trường Vector Chuyển Dịch Và Biến Dạng Cực Trị Từ Tọa Độ 2 Chu Kỳ

4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ CHẠY CHƯƠNG TRÌNH TRÊN MỘT SỐ DẠNG LƯỚI TIÊU BIỀU VÀ SO SÁNH VỚI MỘT SỐ PHẦN MỀM KHÁC

4.1. Giới Thiệu Chung

4.2. Lưới Mặt Bằng

4.4. Lưới GPS kết hợp đo góc cạnh

4.2. Kết Quả Và So Sánh Với Phần Mềm xldc

4.2.1. Kết Quả Từ Chương Trình Và Từ Phần Mềm xldc

4.2.2. So Sánh Và Nhận Xét

4.3. Kết Quả Và So Sánh Với Phần Mềm Excel Đối Với Lưới Mặt Bằng

4.3.1. Kết Quả Từ Chương Trình Và Từ Phần Mềm Giáo Dục Và Sản Xuất

4.3.2. So Sánh Và Nhận Xét

4.4. Kết Quả Và So Sánh Với Phần Mềm Excel Với Lưới GPS

4.4.1. Kết Quả Từ Chương Trình Và Từ Phần Mềm Giáo Dục Và Sản Xuất

4.4.2. So Sánh Và Nhận Xét

4.5. Kết Quả Và So Sánh Lưới Hỗn Hợp GPS Kết Hợp Đo Góc Cạnh Với Phần Mềm Excel

4.5.1. Kết quả lưới đo hỗn hợp GPS và góc cạnh

KIẾN NGHỊ NHỮNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Phụ lục 1: Chương trình bình sai và phân tích độ ổn định mốc độ cao

Phụ lục 2: Chương trình bình sai và phân tích độ ổn định mốc lưới mặt bằng

Phụ lục 3: Chương trình bình sai và phân tích độ ổn định mốc lưới GPS

Phụ lục 4: Chương trình bình sai lưới phụ thuộc hỗn hợp GPS và lưới đo góc cạnh

Phụ lục 5: Chương trình tính tham số biến dạng từ tọa độ 2 chu kỳ

Phụ lục 6: Chương trình tính các tham số biến dạng từ đo lặp góc, cạnh, phương vị

Phụ lục 7: Hướng dẫn nhập dữ liệu các chu kỳ

Phụ lục 8: Kết quả chạy các chương trình

I. Giới thiệu chương trình xử lý số liệu đo lặp trong kỹ thuật trắc địa xây dựng

Chương trình xử lý số liệu đo lặp trong kỹ thuật trắc địa xây dựng được phát triển nhằm nâng cao độ chính xác và hiệu quả trong việc xử lý các số liệu trắc địa. Trắc địa là lĩnh vực quan trọng trong xây dựng, liên quan đến việc đo đạc và phân tích các thông tin địa lý. Việc xử lý số liệu đo lặp giúp xác định các biến dạng của công trình, đảm bảo tính ổn định và an toàn cho các công trình xây dựng. Chương trình này được xây dựng dựa trên lý thuyết bình sai lưới tự do và ứng dụng các phương pháp tiên tiến như tensor biến dạng và mô hình simplex.

1.1 Lý do chọn đề tài

Lý do chọn đề tài này xuất phát từ nhu cầu thực tiễn trong việc xử lý số liệu trắc địa. Trong xây dựng, việc đo lặp là phương pháp cơ bản để tính toán các tham số như lún, xê dịch và nghiêng của công trình. Việc này không chỉ giúp phát hiện các mốc không ổn định mà còn hỗ trợ trong việc tính toán bình sai lưới quan trắc. Chương trình xử lý số liệu đo lặp sẽ giúp tiết kiệm thời gian và nâng cao độ chính xác trong việc phân tích các số liệu này.

1.2 Mục đích và đối tượng nghiên cứu

Mục đích của nghiên cứu này là xây dựng một chương trình để xử lý số liệu đo lặp, nhằm so sánh và kiểm chứng với các phần mềm hiện có. Đối tượng nghiên cứu bao gồm các lưới độ cao, lưới GPS và các lưới đo lặp khác. Chương trình sẽ giúp tính toán các tham số biến dạng và cung cấp các biểu diễn trực quan về chuyển dịch và biến dạng của công trình.

II. Lý thuyết về các phương pháp xử lý số liệu đo lặp trắc địa

Lý thuyết bình sai lưới trắc địa là nền tảng quan trọng trong việc xử lý số liệu đo lặp. Xử lý số liệu đo lặp giúp điều chỉnh các trị đo sao cho phù hợp với các quan hệ toán học. Phương pháp bình sai tham số và phương pháp bình sai điều kiện là hai phương pháp cơ bản được sử dụng. Phương pháp bình sai tham số cho phép xác định các tham số cần thiết dựa trên các trị đo, trong khi phương pháp bình sai điều kiện giúp tối ưu hóa các tham số này thông qua các điều kiện ràng buộc.

2.1 Phương pháp bình sai tham số

Phương pháp bình sai tham số được áp dụng để xử lý các số liệu đo lặp, trong đó các tham số như cao độ và tọa độ được xác định dựa trên các trị đo. Việc sử dụng phương pháp này giúp cải thiện độ chính xác của các trị đo và đảm bảo rằng các tham số này phù hợp với các quan hệ toán học đã biết. Đây là một bước quan trọng trong việc xử lý số liệu trắc địa, đặc biệt trong các ứng dụng liên quan đến xây dựng.

2.2 Phương pháp bình sai điều kiện

Phương pháp bình sai điều kiện là một phương pháp nâng cao, cho phép xử lý các số liệu đo lặp với các điều kiện ràng buộc. Phương pháp này giúp tối ưu hóa các tham số và đảm bảo rằng các trị đo phù hợp với các điều kiện đã định. Việc áp dụng phương pháp bình sai điều kiện trong xử lý số liệu đo lặp sẽ giúp phát hiện các sai số và cải thiện độ chính xác của các kết quả thu được.

III. Xây dựng chương trình xử lý số liệu đo lặp

Chương trình xử lý số liệu đo lặp được xây dựng dựa trên nền tảng MATLAB, cho phép thực hiện các tính toán phức tạp một cách hiệu quả. Phần mềm xử lý số liệu này được thiết kế để thực hiện bình sai lưới tự do, phân tích độ ổn định của các mốc và tính toán các tham số biến dạng. Chương trình cung cấp giao diện thân thiện, dễ sử dụng, giúp người dùng có thể dễ dàng nhập liệu và nhận kết quả phân tích.

3.1 Sơ đồ khối của chương trình

Sơ đồ khối của chương trình thể hiện các modul chính, bao gồm các bước xử lý số liệu từ nhập liệu, bình sai, đến phân tích và biểu diễn kết quả. Các modul này được liên kết chặt chẽ với nhau, đảm bảo tính liên tục trong quá trình xử lý. Chương trình cho phép người dùng thực hiện các phân tích phức tạp một cách nhanh chóng và chính xác.

3.2 Giới thiệu về các modul tính toán

Chương trình bao gồm các modul tính toán cho từng loại lưới khác nhau, như lưới độ cao, lưới mặt bằng và lưới GPS. Mỗi modul được thiết kế để xử lý các số liệu đo lặp theo các phương pháp đã được đề cập. Việc lập trình các modul này không chỉ giúp cải thiện hiệu suất tính toán mà còn đảm bảo rằng các kết quả thu được là chính xác và đáng tin cậy.

IV. Kết quả và ứng dụng thực tiễn

Kết quả từ chương trình xử lý số liệu đo lặp đã cho thấy tính hiệu quả trong việc phát hiện và phân tích các biến dạng của công trình. Việc ứng dụng chương trình này trong thực tiễn sẽ giúp các kỹ sư trắc địa có thể nhanh chóng xác định được tình trạng ổn định của các mốc, từ đó đưa ra các biện pháp khắc phục kịp thời. Ứng dụng trắc địa trong xây dựng không chỉ giúp nâng cao độ chính xác mà còn tiết kiệm thời gian và chi phí cho các dự án.

4.1 So sánh với các phần mềm khác

Chương trình được so sánh với các phần mềm hiện có trên thị trường và cho thấy sự vượt trội về tính năng và độ chính xác. Các kết quả từ chương trình cho thấy sự phù hợp với các kết quả từ phần mềm khác, đồng thời cung cấp thêm các tính năng phân tích nâng cao mà các phần mềm khác không có.

4.2 Ý nghĩa thực tiễn

Chương trình xử lý số liệu đo lặp không chỉ có ý nghĩa trong việc nâng cao độ chính xác của các số liệu trắc địa mà còn góp phần quan trọng trong việc đảm bảo an toàn cho các công trình xây dựng. Việc áp dụng chương trình này sẽ giúp các nhà quản lý dự án đưa ra các quyết định đúng đắn hơn, từ đó nâng cao hiệu quả và chất lượng của các công trình.

Luận văn thạc sĩ về chương trình xử lý số liệu đo lặp trong kỹ thuật trắc địa xây dựng