- Nghiờn cứu NGHIấN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ CễNG TÁC ĐO ĐẠC, XỬ Lí SỐ LIỆU TRẮC ĐỊA TRONG THI CễNG XÂY DỰNG NHÀ SIấU CAO TẦNG Ở VIỆT NAM TRẦN VIẾT TUẤN(1), DƯƠNG THÀNH TRUNG(1), DIấM CễNG TRANG(2) (1) Trường đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội (2) Viện KHCN Xõy dựng Túm tắt: Nội dung của bài bỏo trỡnh bày kết quả nghiờn cứu xõy dựng thuật toỏn và chương trỡnh mỏy tớnh nhằm nõng cao hiệu quả cụng tỏc đo đạc và xử lý số liệu trắc địa phục vụ thi cụng xõy dựng cụng trỡnh nhà siờu cao tầng.Kết quả đo đạc và xử lý số liệu thực nghiệm nhằm đỏnh giỏ khả năng ứng dụng và độ chớnh xỏc đạt được của phần mềm superHBDV1.0 khi bố trớ thi cụng xõy dựng nhà cao tầng và siờu cao tầng ở Việt Nam. - Đặt vấn đề mỏy tớnh Trong thi cụng xõy dựng cụng trỡnh nhà siờu Theo kết quả nghiờn cứu cỏc giải phỏp cụng cao tầng, để đảm bảo độ chớnh xỏc bố trớ thi cụng nghệ bố trớ chi tiết cụng trỡnh nhà siờu cao tầng xõy dựng trong điều kiện cụng trỡnh bị dao động đó được trỡnh bày trong cỏc tài liệu [2], [3] Quy do ảnh hưởng của cỏc điều kiện ngoại cảnh và do trỡnh cụng nghệ cụng tỏc trắc địa bố trớ thi cụng bản thõn tải trọng của cụng trỡnh, chỳng tụi đó đề nhà siờu cao tầng bằng giải phỏp sử dụng cụng nghị sử dụng cụng nghệ GNSS-RTK kết hợp với nghệ GNSS-RTK kết hợp với mỏy toàn đạc điện mỏy toàn đạc điện tử để bố trớ chi tiết cụng trỡnh tử bao gồm cỏc nội dung sau đõy: [2]. - Tuy nhiờn khi sử dụng phương phỏp này để 2.1.1. - Thành lập lưới khống chế thi cụng bố trớ chi tiết trờn cỏc sàn xõy dựng cần phải xột cụng trỡnh trờn mặt đất. - Xỏc định toạ độ cỏc điểm đến yếu tố thời gian và tiến độ thi cụng xõy của lưới khống chế thi cụng trong hệ toạ độ thi dựng, đặc điểm và cụng nghệ thi cụng và cỏc yờu cụng (sử dụng trị đo mặt đất bằng mỏy toàn đạc cầu kỹ thuật cần thiết trong thi cụng xõy dựng điện tử) và trong hệ VN-2000 bằng cụng nghệ đo nhà siờu cao tầng trong điều kiện cụng trỡnh luụn GNSS tĩnh. - Kết quả đo đạc lưới khống chế thi bị dao động do ảnh hưởng cỏc yếu tố ngoại cảnh. - cụng trong 2 hệ toạ độ dựng để xỏc định: Kết quả đo đạc và xử lý số liệu đo GNSS-RTK và toàn đạc điện tử phải xử lý tức thời ngay trờn + Gốc hệ toạ độ địa diện chõn trời [1], [3]. - cụng truờng để cú thể xỏc định được cỏc yếu tố + Điểm gốc của hệ toạ độ thi cụng cụng trỡnh bố trớ theo yờu cầu của đơn vị thiết kế và tư vấn sử dụng làm điểm trạm base khi đo GNSS-RTK giỏm sỏt cụng trỡnh. - Chớnh vỡ vậy mà cần phải trong suốt qỳa trỡnh thi cụng xõy dựng [2]. - nghiờn cứu xõy dựng thuật toỏn và chương trỡnh mỏy tớnh thớch hợp nhằm xỏc định cỏc yếu tố bố + Dựng toạ độ cỏc điểm song trựng trong hai trớ cụng trỡnh ngay trờn cỏc sàn thi cụng với độ hệ toạ độ để xỏc định cỏc tham số tớnh chuyển chớnh xỏc tốt nhất trong thi cụng xõy dựng cỏc Helmert dựng cho mục đớch tớnh chuyển toạ độ cụng trỡnh nhà siờu cao tầng ở nước ta. - cỏc điểm đo GNSS-RTK về hệ toạ độ thi cụng cụng trỡnh [1].[3]. - Cơ sở lý thuyết và phương phỏp nghiờn cứu 2.1.2. - Xử lý tớn hiệu 2.1. - Xõy dựng thuật toỏn của chương trỡnh Ngày nhận bài ngày chuyển phản biện ngày chấp nhận phản biện ngày chấp nhận đăng tạp chí khoa học đo đạc và bản đồ số Nghiờn cứu thu GNSS-RTK loại bỏ những trị đo GNSS-RTK Để đỏnh gớỏ tớnh hiệu quả và độ chớnh xỏc của bất thường bằng thuật toỏn lọc Kalman [4]. - chương trỡnh mỏy tớnh SuperHBD V1.0 chỳng tụi đó tiến hành đo đạc thử nghiệm trờn mụ hỡnh 2.1.3. - Thuật toỏn tớnh chuyển toạ độ GNSS lưới khống chế thi cụng đó được thành lập kết về hệ toạ độ thi cụng cụng trỡnh [1]. - nối với cỏc điểm bố trớ được xỏc định toạ độ 2.1.4. - Tớnh toạ độ điểm trạm mỏy toàn đạc trong hai hệ toạ độ tại khu vực Viện KHCN Xõy điện tử “T” bằng thuật toỏn giao hội nghịch gúc dựng như (hỡnh 2) [2. - Tớnh cỏc yếu tố bố trớ theo phương phỏp tọa độ cực. - Thành lập chương trỡnh mỏy tớnh Dựa vào cỏc thuật toỏn nờu trờn và ngụn ngữ lập trỡnh C#, chỳng tụi đó tiến hành thành lập chương trỡnh mỏy tớnh cú tờn SuperHBDV1.0 để xử lý số liệu đo đạc phục vụ thi cụng xõy dựng nhà siờu cao tầng ở Việt Nam. - Phần mềm được thành lập chạy trờn nền Windows, cú giao diện - Cỏc điểm BS, A, B, C, D là cỏc điểm của đơn giản thuận tiện cho người sử dụng với khả lưới khống chế thi cụng cú toạ độ được xỏc định năng tớnh toỏn nhanh, tức thời. - trong hệ toạ độ thi cụng và hệ VN- 2000 bằng Giao diện của phần phần mềm cụng nghệ GNSS tĩnh SuperHBDV1.0 như (hỡnh 1. - Điểm T là điểm trạm mỏy, P1 và P2 là cỏc điểm cần bố trớ. - Cỏc điểm này đều cú toạ độ trong hai hệ toạ độ nờu trờn. - Thiết bị sử dụng trong thực nghiệm là 03 mỏy thu GNSS-R8S và mỏy toàn đạc điện tử LaiKa TCR1201 cú độ chớnh xỏc đo gúc mβ. - độ chớnh xỏc đo cạnh mS. - Nội dung thực nghiệm 3.1.1. - Thực nghiệm 1 Trong phần mềm SuperHBD V1.0 cú cỏc Đầu tiờn tiến hành nhập toạ độ của cỏc điểm modul chớnh sau đõy: A, B, C, D theo hai hệ toạ độ (toạ độ thi cụng và - Modul cài đặt dữ liệu đo GNSS-RTK và cỏc hệ VN-2000) vào phần mềm SuperHBD V1.0 để tham số khỏc. - xỏc định cỏc tham số tớnh chuyển Helmert. - Cài đặt trạm mỏy toàn đạc điện tử và nhập - Phương ỏn 1: Đặt một mỏy thu GNSS R8S số liệu đo giao hội gúc cạnh. - tại điểm BS làm điểm trạm base. - Hai mỏy thu GNSS R8S cú gắn gương 3600 đặt tại cỏc điểm - Cài đặt và nhập số liệu thiết kế cụng trỡnh D và A đó biết toạ độ. - Mỏy toàn đạc điện tử đặt - Modul hiển thị kết quả xử lý số liệu và độ tại điểm T, tiến hành đo gúc và cạnh đến điểm A chớnh xỏc đo đạc và D để xỏc định toạ độ điểm trạm mỏy T. - Kết quả đo đạc và tớnh toỏn thực nghiệm quả đo như dũng (1) bảng 1. - 12 tạp chí khoa học đo đạc và bản đồ số 44-6/2020 Nghiờn cứu Tiến hành thu tớn hiệu GNSS-RTK tại 03 mỏy - Phương ỏn 2: Đặt một mỏy thu GNSS R8S thu, truyền dẫn tớn hiệu về phần mềm tại điểm BS làm điểm trạm base. - Hai mỏy thu SuperHBD V1.0 bằng súng 3G. - Sau khi lọc tớn GNSS R8S cú gắn gương 3600 đặt tại hai điểm hiệu thu GNSS bằng bộ lọc Kalman (KF) sẽ cú bất kỳ (A1, D1) khụng biết toạ độ toạ độ. - Mỏy toạ độ chớnh xỏc của cỏc điểm A và D. - (Xem toàn đạc điện tử đặt tại điểm tuỳ ý (khụng biết bảng 1) toạ độ) tiến hành đo gúc và cạnh đến điểm A1 và Tại điểm T đo gúc và cạnh đến điểm P1 và P2 D1 để xỏc định toạ độ điểm trạm mỏy. - Kết quả (đó biết tọa độ) kết quả đo được Sđ và βđ như cột đo như dũng (2) bảng 1. - Thực hiện lại cỏc thao tỏc đo kiểm tra đến cỏc Trờn phần mềm SuperHBD V1.0 Nhập số điểm P1 và P2 như phương ỏn 1 ta cú kết quả đo liệu giao hội gúc và cạnh tại trạm mỏy T và số kiểm tra được nờu tại cỏc dũng (3), (4) của bảng liệu tọa độ đó biết của hai điểm P1 và P2 (được 2 coi là tọa độ thiết kế). - Kết quả xử lý số liệu tại Nếu sử dụng toạ độ điểm trạm mỏy T xỏc thời điểm t trờn phần mềm cho cỏc yếu tố bố trớ định trờn phần mểm SuperHBD V1.0 để tớnh toạ gúc bố trớ (β)TK và cạnh bố trớ (S)TK như cột (4), độ điểm P1 và P2 trờn phần mềm để so sỏnh với (5) trờn bảng 2. - Độ lệch giữa kết quả đo kiểm tra toạ độ của cỏc điểm này đó xỏc định trước ta cú so với số liệu bố trớ tớnh toỏn trờn phần mềm kết quả so sỏnh như bảng 3. - Thực nghiệm 2 Trong đú: Δβ = βđ - βTK (1) Để kiểm tra sai số trung phương tương hỗ bố trớ cỏc cạnh ra ngoài thực địa của phần mềm dS = Sđ - STK (2) SuperHBD V1.0, chỳng tụi đó sử dụng phần mềm để thiết kế một hỡnh chữ nhật cú kớch thước dβ = (Δβ / ρ) S (3) (15 ì 3) m và tớnh toỏn cỏc yếu tố bố trớ. - Sử dụng Bảng 1: Số liệu đo giao hội nghịch gúc - cạnh tại trạm mỏy TĐĐT - T Bảng 2: So sỏnh cỏc yếu tố đo kiểm tra và cỏc yếu tố bố trớ tớnh trờn SUPER HBD V1 tạp chí khoa học đo đạc và bản đồ số Nghiờn cứu mỏy toàn đạc điện tử bố trớ hỡnh chữ nhật ở ngoài Sử dụng cỏc kết quả tớnh toỏn tại cột (8), (9) thực địa theo phương phỏp toạ độ cực và đo trong bảng 2 để tớnh ta cú: Sai số trong phương kiểm tra lại tất cả cỏc cạnh và hai đường chộo bố trớ điểm chi tiết tớnh theo cỏc yếu tố bố trớ bằng thước thộp. - Kết quả đo kiểm tra cho như mP. - Đỏnh giỏ độ chớnh xỏc kết quả đo thực Bằng cỏch tớnh toỏn tương tự: khi sử dụng cỏc nghiệm đạt được số liệu đo tọa độ tại bảng 3 ta cú: Sai số trong phương bố trớ điểm chi tiết tớnh theo toạ độ 3.2.1. - Đỏnh giỏ độ chớnh xỏc bố trớ điểm bằng cụng nghệ GNSS-RTK và phần mềm SuperHBD (mP)XY. - Đỏnh giỏ độ chớnh xỏc bố trớ cạnh bằng Nếu coi kết quả đo kiểm tra trực tiếp cỏc yếu cụng nghệ GNSS-RTK và phần mềm SuperHBD tố bố trớ điểm P1 và P2 cú độ chớnh xỏc cao hơn V1.0 kết quả thiết kế tớnh từ phần mềm, cú thể đỏnh Sử dụng cụng thức (4) và cỏc số liệu tớnh toỏn giỏ độ chớnh xỏc bố trớ điểm chi tiết mP (theo cỏc tại bảng 4 để tớnh, ta cú: sai số trung phương bố yếu tố bố trớ tớnh từ phần mềm) theo cụng thức: trớ chiều dài cạnh hay sai số trung phương tương hỗ giữa hai điểm: (4) mS. - 1.9 mm Trong đú (5) Từ kết quả đo đạc và tớnh toỏn thực nghiệm cho thấy: khi sử dụng cụng nghệ GNSS-RTK kết hợp với phần mềm SuperHBD V1.0 cho phộp (6) bố trớ cỏc điểm chi tiết trờn cụng trỡnh cú độ chớnh xỏc đỏp ứng được cỏc yờu cầu về thời gian và cỏc tiờu chuẩn kỹ thuật trong bố trớ thi cụng (7) xõy dựng nhà siờu cao tầng [2]. - Bảng 3: So sỏnh tọa độ đo kiểm tra và toạ độ thiết kế Bảng 4: Kết quả đo kiểm tra chiều dài cạnh thực tế so với thiết kế 14 tạp chí khoa học đo đạc và bản đồ số 44-6/2020 Nghiờn cứu Kết quả đo đạc thực nghiệm này cũng minh cụng cỏc cụng trỡnh xõy dựng ở Việt Nam.m chứng cho tớnh hiệu quả, độ chớnh xỏc của giải Tài liệu tham khảo phỏp cụng nghệ và phần mềm thu và xử lý số liệu GNSS-RTK đó thành lập - SuperHBD V1.0 [1]. - Trần Viết Tuấn (2005), “Nghiờn cứu phương phỏp tớnh chuyển tọa độ cỏc điểm đo 4. - Kết luận và kiến nghị GPS về hệ tọa độ thi cụng cụng trỡnh”, Tạp chớ Từ những kết quả nghiờn cứu về lý thuyết, KHKT Mỏ - Địa chất số Hà Nội. - xõy dựng thuật toỏn, thành lập phần mềm, đo đạc [2]. - Trần Viết Tuấn, Diờm Cụng Trang và tớnh toỏn thử nghiệm cú thể rỳt ra một số kết (2019), “Nghiờn cứu ứng dụng cụng nghệ luận sau: GNSS-RTK trong thi cụng xõy dựng nhà siờu - Giải phỏp kỹ thuật sử dụng cụng nghệ cao tầng ở Việt Nam“, Tạp chớ khoa học đo đạc GNSS- RTK kết hợp với phần mềm SuperHBD và bản đồ số 40, Hà Nội. - V1.0 cho phộp bố trớ cỏc điểm chi tiết trờn cỏc [3]. - Trần Viết Tuấn, Diờm Cụng Trang sàn thi cụng nhà siờu cao tầng với độ chớnh xỏc (2019), “Nghiờn cứu giải phỏp kỹ thuật sử dụng đảm bảo được cỏc yờu cầu kỹ thuật cần thiết mà cụng nghệ GNSS-RTK trong thi cụng xõy dựng tiờu chuẩn xõy dựng đó đề ra. - Giải phỏp kỹ thuật nhà siờu cao tầng ở Việt Nam“, Tạp chớ khoa học này cú thời gian đo đạc và xử lý số liệu rất nhanh đo đạc và bản đồ số 42, Hà Nội. - Dương Thành Trung và nnk (2017), dựng cỏc cụng trỡnh nhà siờu cao tầng ở nước ta. - “Nghiờn cứu xõy dựng hệ thống định vị dẫn Đú cũng chớnh là tớnh hiệu quả của nội dung đường dựa trờn việc tớch hợp hệ thống vệ tinh nghiờn cứu đó trỡnh bày. - dẫn đường toàn cầu (GNSS) và hệ thống dẫn đường quỏn tớnh (INS) bằng cỏc điều kiện ràng - Cú thể mở rộng khả năng ứng dụng giải buộc giải tớch và cỏc thuật toỏn ước lượng tối phỏp kỹ thuật này trong cụng tỏc: tư vấn giỏm sỏt ưu“, Bỏo cỏo tổng kết đề tài cấp bộ mó số xõy dựng, kiểm tra nghiệm thu và bố trớ cỏc cụng B Trường Đại học Mỏ -Địa chất, Hà trỡnh phức tạp, nhằm đem lại hiệu quả về kinh tế Nội.m và kỹ thuật trong cụng tỏc trắc địa phục vụ thi Summary Research to improve the efficiency of geodetic data measurement and processing in the con- struction of super high-rise buildings in Vietnam Tran Viet Tuan, Duong Thanh Trung Hanoi University of Mining and Geology Diem Cong Trang Vietnam Institute for Building Science and Technology The content of the article presents the results of researching and developing computer algorithms and programs to improve the efficiency of geodetic data measurement and processing for construc- tion of super high-rise buildings. - Results of measurement and processing of experimental data aim to evaluate the applicability and accuracy of SuperHBD V1.0 software when arranging construction of high-rise and super-high-rise buildings in Vietnam.m tạp chí khoa học đo đạc và bản đồ số