Góc định hướng và bài toán về góc định hướng trong trắc địa

Khái niệm về góc định hướng cũng như các bài toán về loại góc này trong trắc địa là kiến thức cần thiết cho nhiều kỹ sư đo đạc. Bài viết dưới đây hãy cùng Đất Hợp tìm hiểu về chủ đề này nhé!

Góc định hướng là gì?

Trong trắc địa, góc định hướng là nền tảng để xác định chính xác mối quan hệ không gian giữa các điểm trên bề mặt Trái Đất. Bằng cách sử dụng các góc định hướng, các kỹ sư trắc địa có thể đảm bảo định vị chính xác và căn chỉnh các phép đo trắc địa, những điều rất quan trọng cho việc lập bản đồ, điều hướng và các ứng dụng kỹ thuật khác nhau.

Hiểu và áp dụng các góc độ này cho phép các nhà trắc địa chuyển đổi dữ liệu đo thô thành thông tin không gian có ý nghĩa, từ đó hỗ trợ phát triển hệ thống thông tin địa lý (GIS) đáng tin cậy, hệ thống định vị toàn cầu chính xác (GPS) và các công nghệ không gian địa lý quan trọng khác.

Góc định hướng của đường thẳng trên mặt phẳng là góc bằng, tính từ hướng Bắc đường song song với kinh tuyến trục của múi chiếu trong phép chiếu UTM, theo chiều kim đồng hồ đến đường thẳng đó, có trị số nằm trong khoảng từ 0° đến 360°.

Góc định hướng của đường 12 là α₁, α₂ của cạnh 21 là α_2-1.

Nếu coi α₁, α₂ là góc định hướng thuận thì α_2-1 là góc định hướng nghịch của cạnh 12. Hai góc này chênh lệch nhau 180°.

Góc định hướng ngịch α_2-1 được tính theo công thức:

α_2-1 = α₁(α₂) +180°

Hoặc trường hợp không xác định α₂ thì tính theo công thức:

α_2-1 = α₁ -180°

Riêng với góc định hướng sẽ phải xác định thông qua góc phương vị thực và phương vị từ.

Những bài toán cơ bản về góc định hướng

Mối liên hệ góc định hướng và góc bằng.

Như hình trên ta có góc định hướng α_BA, α_BC của hai canh BA và BC thì góc bằng β sẽ tính theo: β = α_BC – α_BA

Tương tự ta có góc định hướng từ góc bằng: α_BC = α_BA + β

Vậy thì nếu biết góc định hướng α_BA của cạnh BA và góc bằng giữa hai cạnh BA, BC thì sẽ tính được góc định hướng α_BC của cạnh BC.

Dựa vào bài toán tính góc định hướng từ góc bằng ta có:

Các góc định hướng cạnh xuất phát α_AB các góc bằng β₁, β₂, β₃ giữa các cạnh, tính góc định hướng α_BC, α_CD, α_DE của cạnh BC, CD, DE.

– Bài toán 1: Các góc bằng β_i nằm bên trái đường đo ABCD

Như hình ta có α_BC = α_BA + β₁ – 360°

Vì α_BA = α_AB + 180°

Nên α_BC = α_AB -180°+ β₁

Tổng quát ta có α_i= α_i-1 -180°+ βi

Với i= 1, 2, 3,….n là số thứ tự của các cạnh đo trong tuyến, bắt đầu từ cạnh BC.

– Bài toán 2: các góc bằng β_I nằm bên phải đường đo ABCD

Như hình ta có α_BC = α_BA – β₁

Vì α_BA = α_AB + 180°

Nên α_BC = α_AB +180°- β₁

Tổng quát ta có α_i= α_i-1 + 180°- βi

Từ đó góc định hướng sẽ được dùng trong bài toán của chuyển đổi giữa toạ độ vuông góc và toạ độ cực, trong đó gồm bài toán thuận và bài toán nghịch.

Công tác đo góc định hướng sẽ thường dùng những loại máy như kinh vĩ điện tử, máy toàn đạc điện tử.

Máy toàn đạc điện tử Trimble C3 dùng trong đo góc định hướng.

Trên thị trường thiết bị máy đo đạc hiện nay khá nhiều dòng, hãng và mẫu mã khác nhau, khách hàng cần đưa ra nhu cầu và mục đích sử dụng, cũng như những chức năng, yêu cầu kỹ thuật của máy để có thể lựa chọn được thiết bị phù hợp nhất.

Tham khảo Nguyễn Tấn Lộc (2018). Trắc địa đại cương
Nhà xuất bản: Đại học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh

>>> Xem thêm: Top 4 máy toàn đạc điện tử chất lượng cao được ưa chuộng!