Part 3
This document was uploaded by user and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this DMCA report form. Report DMCA
Overview
Download & View Part 3 as PDF for free.
More details
- Words: 1,455
- Pages: 61
Part 3
KAWALAN GEODESI PUGAK Prof. Madya Dr. Khairul Anuar bin Abdullah
1
Pengenalan
■ Pengukuran sudut (dalam triangulasi) dan jarak, dapat menentukan kedudukan titik atau stesen dalam bentuk koordinat dua dimensi. ■ Maklumat kedududukan stesen tidak akan lengkap jika data kedudukan ketinggian stesen tersebut di atas permukaan rujukan tidak diketahui.
2
Datum Ketinggian geoid – spheroid separation N=h–H H = orthometric height h = spheroidal height N = geoid height
3
H = Orthometric Height (NGVD) h = Ellipsoidal Height (GRS80) N = Geoid Height (MYGEOID) h A
Ellipsoid (GRS80)
Geoid (NGVD)
H
H =h-N TOPOGRAPHIC SURFACE
N
Geoid Height (MYGEOID)
B
4
Datum Ketinggian ■ Elipsoid diperlukan sebagai permukaan rujukan didalam ■ ■
perhitungan kedudukan ufuk sesuatu stesen. Pengukuran ketinggian geodesi dan rujukan ketinggian topografi bumi, datumnya ialah aras laut min yang ditentukan dalam jangkamasa yang panjang. Untuk menentukan aras laut min, pasang surut laut perlu dicerap dalam jangkamasa yang panjang dan alat yang digunakan untuk mengukur ialah perakam pasang-surut atau tolok pasang-surut.
5
Perubahan Aras Laut Min ■ Pasang-surut disebabkan oleh tarikan graviti Bulan dan ■
Matahari ke atas air laut di Bumi yang sentiasa berputar. Kemuncak pasang dan surut berlaku dalam masa 12 jam 55 minit 26 saat iaitu separuh jangkamasa perjalanan ketara Bulan mengelilingi Bumi. Pasang purnama Pasang anak Surut anak Surut purnama
6
Perubahan Aras Laut Min
7
Perubahan Aras Laut Min
■ Untuk mendapatkan perubahan yang lengkap cerapan ■
■
pasang-surut perlu dibuat dalam satu jangka masa iaitu sekurang-kurangnya 18.6 tahun. Jangka waktu 18.6 tahun ini (satu putar pusingan) dipanggil 18.6 tahun pasang-surut astronomi dan melalui cerapan separa pasang dan surut selama 18.6 tahun ini, maka Aras laut min dapat ditentukan dengan ketepatan yang tinggi. Oleh kerana jangka waktu 18.6 tahun ini adalah suatu masa yang panjang, data cerapan pasang-surut bagi jangka waktu lebih kurang 91/2 tahun boleh juga memberikan hasil yang memuaskan. 8
Stesen Pasang-surut (Kukup)
9
Stesen Pasang-surut
10
Kaedah Pengukuran Ketinggian
■ Ukur aras geodesi atau diukur aras jitu ■ Pengukuran sudut pengukuran ukur aras trigonometri ■ Cerapan barometri ■ Ukur aras hidrostasi
11
Precise Levelling In principle precise levelling is similar to ordinary levelling but with several refinements to minimise errors and improve accuracy. f (observer, instrument, method)
12
Equipments
■ High quality automatic or digital ■ Thermal expansion ■ Graticule ■ Micrometer attached or built in ■ Larger objective lens
13
Parallel Plate Micrometer ■ Used to determine staff readings to sub millimetre ■ ■
accuracy. Consists of a glass prism with parallel sides. When rotated this prism shifts the line of sight vertically by a small amount which is measured on the micrometer. By moving the line of sight vertically to the nearest graduation, the micrometer measures the displacement to 1/100th of a mm.
14
Parallel Plate Micrometer
15
Parallel Plate Micrometer
16
sin i = sin r
Parallel Plate Micrometer
17
sin i = sin r
Parallel Plate Micrometer
18
sin i = sin r
Parallel Plate Micrometer
19
Parallel Plate Micrometer ■ Available as an optional extra ■ f(RI, thickness of glass, angle of rotation) ■ Should be compatible with the staves being used
20
Reading the Staff
21
Reading the Staff
22
Reading the Staff
23
Change Plate
24
Precise Invar Staff ■ One piece ■ Used in pairs
25
Precise Invar Staff ■ Wooden or plastic ■ ■
housing Invar Two graduations offset by an arbitrary amount
26
Errors and how to eliminate them ■ Sighting errors – minimise line of sights – compare readings on left and right hand side of the sta
Instrument errors – maladjustment of the circular bubble – compensator errors – eliminated by always setting the instrument up facing the same staff
27
Field Guidelines
28
Field Guidelines
29
Field Guidelines
30
Errors and how to eliminate them ■ Curvature - increase over the length of the line ■
• BS = FS or sum BS = sum FS Refraction - varies with line of sight, and time • BS = FS • sight to the same staff first • sequence of sightings to left and right of staff • don’t take reading lower than 0.6m • carry out reverse levelling at a different time of day
31
Errors and how to eliminate them ■ Sighting errors • minimise line of sights • compare readings on left and right hand side of the staff Instrument errors maladjustment of the circular bubble compensator errors eliminated by always setting the instrument up facing the same staff 32
Pembetulan Pada Cerapan Ukur Aras Jitu
33
Pembetulan Pada Cerapan Ukur Aras Jitu
34
Pembetulan Pada Cerapan Ukur Aras Jitu
35
Pembetulan Pada Cerapan Ukur Aras Jitu
36
Precise Levelling in Malaysia ■ In 1983, DSMM began to redetermine the precise MSL ■ ■
value in conjunction with the establishment of the new Precise Levelling Network for Peninsular Malaysia. This was carried out by the setting-up of a Tidal Observation Network that consists of 12 tidal stations. Port Kelang was selected for the adoption as a reference for the NGVD origin, based upon a 10-year tidal observations period (1984-93).
37
Precise Levelling in Malaysia ■ The Precise Levelling Network project in the Peninsular ■ ■
was conducted in 1984. The project consists of establishing a first-order levelling survey along main roads and newly completed highways. It consists of 2089 precise levelling bench marks over a distance of 1946 km
38
Precise Levelling in Malaysia
39
Precise Levelling in Malaysia ■ Second class levelling were also carried out to densify ■ ■ ■
the network. A total of 824 bench marks have been established using this technique, covering a distance of 1158 km. The whole network has precision ranging from 3 to 12 mm per km which correspond to first and second class requirements. It incorporate corrections for rod scale, temperature, level collimation and refraction.
40
Precise Levelling in Malaysia ■ For Sabah and Serawak, six different height datums are ■ ■ ■
used for various purposes. This is mainly due to the lack of good roads connecting the tide gauges in the region. In Sarawak, DSMM has set-up a levelling route from Kuching to Miri in Sarawak For Sabah, precise levelling routes are being set-up to connect the north, east and west of the region
41
Precise Levelling in Malaysia
42
Precise Levelling in Malaysia
43
Ketinggian ■ Medan graviti digambarkan ■ ■
oleh permukaan samaupaya yang tidak selari. δL tidak sama δh Maka, beza aras antara 2 titik A,B tidak sama dengan beza ketinggian A,dan B, hB - hA
44
Ketinggian ■ Hubungan sebenar antara beza aras tercerap δL bezatinggi sepadan δh boleh dinyatakan melalui graviti.
45
Ketinggian Menggunakan bezaan:
Dimana gP, gB’ adalah nilai graviti sebenar di P dan B’.
46
Ketinggian Kita boleh nyatakan δh :
Jika gP tidak sama gB, maka δh tidak sama δL
47
Ketinggian ■ Sifat ini menyebabkan garisan aras yang berbeza tetapi menghubungkan 2 titik yang sama akan memberikan nilai bezaaras ΣδL yang berbeza.
48
Ketinggian
Dan juga:
49
Nombor Samaupaya ■ Satu cara untuk mentakrifkan ketinggian secara unik ■
ialah dengan menggunakan permukaan samaupaya secara terus. Kita boleh nyatakan suatu titik berada pada permukaan samaupaya W=CB adalah diatas(atau bawah) titik yang berada pada permukaan samaupaya W=CA ; ΔCAB = CB - CA
50
Nombor Samaupaya Jika mengambil CO sebagai samaupaya geoid, maka: C0 – CB C0 – CA adalah dikenali sebagai Nombor Samaupaya (Geopotential Number) yang mentakrifkan ketinggian B dan A.
51
Nombor Samaupaya Beza antara 2 Nombor Samaupaya CB – CA boleh dihitung :
52
Nombor Samaupaya
■
Kita boleh nampak bahawa no. samaupaya dapat mentakrifkan ketinggian suatu titik dengan unik. Ini bermakna garisan mana pun yang menghubungi A dan B , nilai ΔCAB akan tetap sama.
53
Level Surfaces and Orthometric Heights Level Surfaces
P
h’se t r Eaurfac S
WP
Plumb Line Mean Sea Level
Ocean
PO
“Geoid” WO
Level Surface = Equipotential Surface (W) Geopotential Number (CP) = WP -WO H (Orthometric Height) = Distance along plumb line (PO to P)
54
Leveled Height Differences
B A
Topography
C
55
Leveled Height vs. Orthometric Height ∆ h = local leveled differences ∆H = relative orthometric heights
ces tial Surfa
Equipoten
B A HA
Topography
∆ hAB = ∆ hBC C ∆HAC ≠ ∆hAB + ∆hBC
HC
Reference Surface (Geoid)
Observed difference in orthometric height, ∆ H, depends on the leveling route. 56
Tinggi Ortometrik
■ Tinggi Ortometrik suatu titik A ditakrifkan sebagai jarak garis plumb sebenar yang menghubungkan titik A dengan geoid.
57
Tinggi Ortometrik ■ Beza samaupaya boleh dinyatakan :
dimana g’ ialah graviti sepanjang garisan plumb.
58
Tinggi Ortometrik Kita boleh nyatakan bagi δh:
dan
59
Tinggi Ortometrik Tinggi ortometrik boleh dinyatakan sebagai berikut:
60
The End
61
KAWALAN GEODESI PUGAK Prof. Madya Dr. Khairul Anuar bin Abdullah
1
Pengenalan
■ Pengukuran sudut (dalam triangulasi) dan jarak, dapat menentukan kedudukan titik atau stesen dalam bentuk koordinat dua dimensi. ■ Maklumat kedududukan stesen tidak akan lengkap jika data kedudukan ketinggian stesen tersebut di atas permukaan rujukan tidak diketahui.
2
Datum Ketinggian geoid – spheroid separation N=h–H H = orthometric height h = spheroidal height N = geoid height
3
H = Orthometric Height (NGVD) h = Ellipsoidal Height (GRS80) N = Geoid Height (MYGEOID) h A
Ellipsoid (GRS80)
Geoid (NGVD)
H
H =h-N TOPOGRAPHIC SURFACE
N
Geoid Height (MYGEOID)
B
4
Datum Ketinggian ■ Elipsoid diperlukan sebagai permukaan rujukan didalam ■ ■
perhitungan kedudukan ufuk sesuatu stesen. Pengukuran ketinggian geodesi dan rujukan ketinggian topografi bumi, datumnya ialah aras laut min yang ditentukan dalam jangkamasa yang panjang. Untuk menentukan aras laut min, pasang surut laut perlu dicerap dalam jangkamasa yang panjang dan alat yang digunakan untuk mengukur ialah perakam pasang-surut atau tolok pasang-surut.
5
Perubahan Aras Laut Min ■ Pasang-surut disebabkan oleh tarikan graviti Bulan dan ■
Matahari ke atas air laut di Bumi yang sentiasa berputar. Kemuncak pasang dan surut berlaku dalam masa 12 jam 55 minit 26 saat iaitu separuh jangkamasa perjalanan ketara Bulan mengelilingi Bumi. Pasang purnama Pasang anak Surut anak Surut purnama
6
Perubahan Aras Laut Min
7
Perubahan Aras Laut Min
■ Untuk mendapatkan perubahan yang lengkap cerapan ■
■
pasang-surut perlu dibuat dalam satu jangka masa iaitu sekurang-kurangnya 18.6 tahun. Jangka waktu 18.6 tahun ini (satu putar pusingan) dipanggil 18.6 tahun pasang-surut astronomi dan melalui cerapan separa pasang dan surut selama 18.6 tahun ini, maka Aras laut min dapat ditentukan dengan ketepatan yang tinggi. Oleh kerana jangka waktu 18.6 tahun ini adalah suatu masa yang panjang, data cerapan pasang-surut bagi jangka waktu lebih kurang 91/2 tahun boleh juga memberikan hasil yang memuaskan. 8
Stesen Pasang-surut (Kukup)
9
Stesen Pasang-surut
10
Kaedah Pengukuran Ketinggian
■ Ukur aras geodesi atau diukur aras jitu ■ Pengukuran sudut pengukuran ukur aras trigonometri ■ Cerapan barometri ■ Ukur aras hidrostasi
11
Precise Levelling In principle precise levelling is similar to ordinary levelling but with several refinements to minimise errors and improve accuracy. f (observer, instrument, method)
12
Equipments
■ High quality automatic or digital ■ Thermal expansion ■ Graticule ■ Micrometer attached or built in ■ Larger objective lens
13
Parallel Plate Micrometer ■ Used to determine staff readings to sub millimetre ■ ■
accuracy. Consists of a glass prism with parallel sides. When rotated this prism shifts the line of sight vertically by a small amount which is measured on the micrometer. By moving the line of sight vertically to the nearest graduation, the micrometer measures the displacement to 1/100th of a mm.
14
Parallel Plate Micrometer
15
Parallel Plate Micrometer
16
sin i = sin r
Parallel Plate Micrometer
17
sin i = sin r
Parallel Plate Micrometer
18
sin i = sin r
Parallel Plate Micrometer
19
Parallel Plate Micrometer ■ Available as an optional extra ■ f(RI, thickness of glass, angle of rotation) ■ Should be compatible with the staves being used
20
Reading the Staff
21
Reading the Staff
22
Reading the Staff
23
Change Plate
24
Precise Invar Staff ■ One piece ■ Used in pairs
25
Precise Invar Staff ■ Wooden or plastic ■ ■
housing Invar Two graduations offset by an arbitrary amount
26
Errors and how to eliminate them ■ Sighting errors – minimise line of sights – compare readings on left and right hand side of the sta
Instrument errors – maladjustment of the circular bubble – compensator errors – eliminated by always setting the instrument up facing the same staff
27
Field Guidelines
28
Field Guidelines
29
Field Guidelines
30
Errors and how to eliminate them ■ Curvature - increase over the length of the line ■
• BS = FS or sum BS = sum FS Refraction - varies with line of sight, and time • BS = FS • sight to the same staff first • sequence of sightings to left and right of staff • don’t take reading lower than 0.6m • carry out reverse levelling at a different time of day
31
Errors and how to eliminate them ■ Sighting errors • minimise line of sights • compare readings on left and right hand side of the staff Instrument errors maladjustment of the circular bubble compensator errors eliminated by always setting the instrument up facing the same staff 32
Pembetulan Pada Cerapan Ukur Aras Jitu
33
Pembetulan Pada Cerapan Ukur Aras Jitu
34
Pembetulan Pada Cerapan Ukur Aras Jitu
35
Pembetulan Pada Cerapan Ukur Aras Jitu
36
Precise Levelling in Malaysia ■ In 1983, DSMM began to redetermine the precise MSL ■ ■
value in conjunction with the establishment of the new Precise Levelling Network for Peninsular Malaysia. This was carried out by the setting-up of a Tidal Observation Network that consists of 12 tidal stations. Port Kelang was selected for the adoption as a reference for the NGVD origin, based upon a 10-year tidal observations period (1984-93).
37
Precise Levelling in Malaysia ■ The Precise Levelling Network project in the Peninsular ■ ■
was conducted in 1984. The project consists of establishing a first-order levelling survey along main roads and newly completed highways. It consists of 2089 precise levelling bench marks over a distance of 1946 km
38
Precise Levelling in Malaysia
39
Precise Levelling in Malaysia ■ Second class levelling were also carried out to densify ■ ■ ■
the network. A total of 824 bench marks have been established using this technique, covering a distance of 1158 km. The whole network has precision ranging from 3 to 12 mm per km which correspond to first and second class requirements. It incorporate corrections for rod scale, temperature, level collimation and refraction.
40
Precise Levelling in Malaysia ■ For Sabah and Serawak, six different height datums are ■ ■ ■
used for various purposes. This is mainly due to the lack of good roads connecting the tide gauges in the region. In Sarawak, DSMM has set-up a levelling route from Kuching to Miri in Sarawak For Sabah, precise levelling routes are being set-up to connect the north, east and west of the region
41
Precise Levelling in Malaysia
42
Precise Levelling in Malaysia
43
Ketinggian ■ Medan graviti digambarkan ■ ■
oleh permukaan samaupaya yang tidak selari. δL tidak sama δh Maka, beza aras antara 2 titik A,B tidak sama dengan beza ketinggian A,dan B, hB - hA
44
Ketinggian ■ Hubungan sebenar antara beza aras tercerap δL bezatinggi sepadan δh boleh dinyatakan melalui graviti.
45
Ketinggian Menggunakan bezaan:
Dimana gP, gB’ adalah nilai graviti sebenar di P dan B’.
46
Ketinggian Kita boleh nyatakan δh :
Jika gP tidak sama gB, maka δh tidak sama δL
47
Ketinggian ■ Sifat ini menyebabkan garisan aras yang berbeza tetapi menghubungkan 2 titik yang sama akan memberikan nilai bezaaras ΣδL yang berbeza.
48
Ketinggian
Dan juga:
49
Nombor Samaupaya ■ Satu cara untuk mentakrifkan ketinggian secara unik ■
ialah dengan menggunakan permukaan samaupaya secara terus. Kita boleh nyatakan suatu titik berada pada permukaan samaupaya W=CB adalah diatas(atau bawah) titik yang berada pada permukaan samaupaya W=CA ; ΔCAB = CB - CA
50
Nombor Samaupaya Jika mengambil CO sebagai samaupaya geoid, maka: C0 – CB C0 – CA adalah dikenali sebagai Nombor Samaupaya (Geopotential Number) yang mentakrifkan ketinggian B dan A.
51
Nombor Samaupaya Beza antara 2 Nombor Samaupaya CB – CA boleh dihitung :
52
Nombor Samaupaya
■
Kita boleh nampak bahawa no. samaupaya dapat mentakrifkan ketinggian suatu titik dengan unik. Ini bermakna garisan mana pun yang menghubungi A dan B , nilai ΔCAB akan tetap sama.
53
Level Surfaces and Orthometric Heights Level Surfaces
P
h’se t r Eaurfac S
WP
Plumb Line Mean Sea Level
Ocean
PO
“Geoid” WO
Level Surface = Equipotential Surface (W) Geopotential Number (CP) = WP -WO H (Orthometric Height) = Distance along plumb line (PO to P)
54
Leveled Height Differences
B A
Topography
C
55
Leveled Height vs. Orthometric Height ∆ h = local leveled differences ∆H = relative orthometric heights
ces tial Surfa
Equipoten
B A HA
Topography
∆ hAB = ∆ hBC C ∆HAC ≠ ∆hAB + ∆hBC
HC
Reference Surface (Geoid)
Observed difference in orthometric height, ∆ H, depends on the leveling route. 56
Tinggi Ortometrik
■ Tinggi Ortometrik suatu titik A ditakrifkan sebagai jarak garis plumb sebenar yang menghubungkan titik A dengan geoid.
57
Tinggi Ortometrik ■ Beza samaupaya boleh dinyatakan :
dimana g’ ialah graviti sepanjang garisan plumb.
58
Tinggi Ortometrik Kita boleh nyatakan bagi δh:
dan
59
Tinggi Ortometrik Tinggi ortometrik boleh dinyatakan sebagai berikut:
60
The End
61
