BQ GIAO THONG TAL
N TÀI TRUNG ƯƠNGT ˆ
GIÁO TRÌNH MÔN HỌC
TRẮC ĐỊA
TRINH DQ CAO DANG
NGHE: XAY DUNG CAU DUONG
Ban hinh theo Quyét djnh s6 19S8/QD-CDGTVTTWI-DT ngiy
21/12/2017 của Hiệu trướng Trường Cao ding GTVT Trung wong I
Trang 3BO GIAO THONG VAN TAL
TRUONG CAO DANG GIAO THONG VAN TAI TRUNG UONG I
GIAO TRINH
Môn học: Trắc địa
NGHE: XAY DUNG CAU DUONG
Trang 4LỜI NÓI ĐẦU
“Trắc địa là môn học bắt buộc trong chương trình dạy nghề đài hạn, nhằm trang bị cho người học nghề một số kiến thức, kỹ năng cơ bản trong công tác máy
Xây dựng trong thì công công trình
Hiện nay các cơ sở dạy nghề đều dang sử dụng tải liệu giảng dạy theo nội
dung tự biên soạn, chưa được cổ giáo trình giáng dạy chuẩn ban hành thống nhất, vÌ vậy các giáo viên và sinh viên đang thiểu tà iệu để giăng dạy và tham khảo
"Nhằm đáp ứng yêu cầu giảng dạy và học tập trong giai đoạn mới của nhà
trường, tập thể giáo viên khoa Công trình đã biên soạn giáo trình môn học Trắc địa
hệ Cao đẳng nghề
“Trong quá trình biên soạn chúng tôi đã tham khảo các nguồn tài liệu sẵn có trong nước và với kinh nghiệm giảng dạy thực tế Mặc đủ đã có nhiều nỗ lực, tuy nhiên không tránh khôi thiếu sot
Chúng tôi rất trân trọng và cám ơn những ý kiến đóng của đồng nghiệp và
Trang 5MỤC LỤC “TÊN BÀI Đài 1 Kiến thức chung về trắc địa Bài 2: Bản đồ địa hình Bài 3: Tính toán trắc địa Bài 4: Đo góc Bài 5: Đo đài Bài 6: Đo cao
Bai 7: Do vẽ bình đồ
Bài 8: Đo vẽ mặt cắt địa hình
Bai 9: Quan trắc biến dang cơng trình
đ
&
Trang 6BÀI I:KIÊN THỨC CHUNG VE TRAC DIA
1 Khái niệm về trắc địa:
"Trắc địa Ì một ngnh khoa học chuyn nghin cứu về hình dạng v kích thước quả đất, về cc phương php đo đạc v biêu thị bề mặt qủa đất dưới dạng bản đồ v số liệu
2 Các chuyên = Tike ee ows ob ais of vt Bc mơn trắc địa: kích thước của tồn bộ hoặc các
vùng rộng lớn của bề mặt qủa đắt, nghiên cứu bién dang của vỏ qua dit, xây dựng
trạng lưới tọa độ quốc gi có độcỉnh ác cào la địa chính — địa hình: Nghiên cứu qúa trình công nghệ thành lập bản đồ đị hình địa chính bằng phương pháp do vẽ trực tiếp hoặc chụp ảnh sóng ph: Nghiên cứu các phương php ie dia trong Kost ia
hình phục vụ thiết kế công trình, chuyển thiết kế ra ngoài thực địa, theo õi thỉ
tra kết cấu và đo biển dạng công trình xây dựng
íc địa ánh: Nghiễn cứu các phương pháp chụp ảnh bể mặt tái đất và công nghệ đo ảnh để thành lập bản đỏ ~ Ngành bản dé: Nghiên cứu các phương pháp biểu thị, biển tập, trình bảy, -
Trang 7BÀI 2: BẢN ĐƠ ĐỊA HÌNH
Mặt ngoài của qủa đất là một mặt cầu rắt phức tạp, có diện tích bể mặt
"khoảng 510.10° km trong đó 71.8% là đại đương và 28.2% là lục địa
Độ cao tung bàh cỉa lục đa so với mực nuc đi dương khoảng 287m, côn độ sâu trung bình của đại dương khoảng -3800m Chênh cao giữa
nhất (đinh Chomolungma trong dy THymalays cao 882m) vi iễm su nhất oe Marian ở Thái Bình Dương - gân Philipbin sâu 11.032m) xắp xỉ 20km
Bán kính trung bình của qủa đắt là 637Ikm
Hip ys tee ls
1.1 Met Elipxaid Mit Geoid không thể là một mặt có phương trình toán học, trong khi đó các quả:
số liệu trắc địa phải được tính toán xử lý tính toán Vì lý do đó người ta thay thể
mặt Geoid bằng một hình gin đúng đó là Elip tròn xoay gọi là Elipxoid qủa đất
MaEElipod Mapa
Mặt Elipxoid qué dit c6 cée tinh chit sau: - ~ Tâm của mặt Elipxoid trùng với tâm của quả
~ Mặt phẳng xích đạo của Elipxoid trùng với mặt phẳng xích đạo của quả đất, ~ Thế tích của Elipxoid bằng thể tích của Geoi - Tổng bình phương chênh cao giữa mặt Elipxoid và mặt Geofd là nhỏ nhất
(IhÈ|=min); ~ Mặt Elipxoid quả đất có phương trình toán học
- Tại mọi điểm trên mặt Elipxoid quả đắt thì phương pháp tuyển không tring với phương đường đây dọi mà lệch một gốc e (gọi là góc lệch dây dọi)
1.2 Kích thước qia đắt
“Trong tính toán các kết qúa đo đạc ta oi qủa đất là Elipxoid có kích thước
Trang 8— Tu Hấy: Fe BH aie i & Sa rig ot ae ae
người ta bỏ qua độ dẹt và coi qủa đất là một khối cau có bán kinh R=6371 km ‘1.3 Mit thuỷ chuẩn
Mat sesi4/~3/ thig
cheée qui 427) Bb nit vit ly
ie ic 0 ws Ua a ha ae ig
bình ở trạng thái yên tĩnh kéo dai xuyên qua các lục địa và hải đảo tạo thành một mặt cong khép kín Mặt Geoid có các tính chất sau:
~ Mặt Geoid không phải là mặt toán học;
- Tại mọi điểm trên mặt Geoid thì phương của đường dây dọi trùng với với
phương pháp tuyến tại điểm đó
“Trong trắc địa mặt mặt thủy chuẩn được dùng làm mặt chiếu khi đo l
đồ, đồng thời cũng được đùng làm mặt so sánh độ cao của các điểm trên mặt đất
Mỗi quốc gia qui ước mặt thủy chuẩn có độ cao là 0m của nước đó và được
sọi là mặt thủy chuẳn đại địa (mặt thủy chuẩn gốc hay mặt thủy chuẩn quả đán) ~ Liên xô: Mặt thủy chuẩn Cronstat
~ Việt Nam: _ Hòn Dấu (Hải Phòng); Mũi Nai (Hà Tiên) Mũi Nai cao hon
Hon Diu 0.167m
GSS en im he ik es
Trang 9~ Nếu mặt thủy chuẩn chọn lảm gốc là mặt thủy chuẩn quả đắt thì cao độ đó
là cao độ tuyệt đối (Ký hiệu Hạ, Hạ) Nếu mặt thủy chuẩn đó là mặt thủy chuẩn giá định thì cao độ đó gọi là cao độ tương đổi (Ký hiệu H",, H's)
- Các điểm năm phía trên mặt thủy chuẩn quả đất thì có cao độ dương (1),
“Các điểm nằm phía đưới mặt thủy chuẩn quả đất thì có cao độ âm (-),
- Hiệu độ cao của một điểm là khoảng các theo phương đường dây dọi giữa 2 mặt thủy chuẩn qua 2 điểm đó: hạy= Hạ ~ Hạ= H",-H's Am he 11" Mt tùy chấn gã đn' "Mặt túy chẩn đại a Hình 22:
2.Hệ De ae on inci medi rg 8 mf gut hứng toi quả W:
iit là hình cầu tâm 0, trục quay BN ( B, N: cực Bắc, cực Nam)
B
Mm Votuye& qua M
G Kinh tuyea qua M
T Os A
s > My Nééog xich fab
Kinh tuyế gố N
Hình 26: 1 Các khái niệm:
4a Mat phang kink tuyến: Là mặt phẳng chứa trục quay của quả đất
b, Đường khi ng LA gis uy giữa nặt phẳng chứa tục quay qu tv mi cầu
e Mặt phẳng kinh tuyển gắc: Là mặt phẳng kinh tuyến đi qua dai thiên văn
'Gơnnuyt (G) gần Thủ đô Luân Độn
c Mặt phẳng vĩ tuyển: Là mặt phẳng vuông góc với trục quay của qủa đất
.4_ Đường vĩ yến: Là giao tuyến giữa mặt phẳng vuông góc với trục quay quả đất
với mặt cầu -
.£ Mặt phẳng xích đạo: Là mặt phẳng vi tuyển đi qua tâm quả đắt
Trang 10
-32 Tọa độ địa lý của một điểm: ~ Tọa độ địa lý của một điểm M xác định bởi: + Kinh độ: 1
+Viđộ: ọ
~ Kinh độ địa lý (1) của một điểm M là góc nhị diện hợp bởi mặt phẳng kinh nh il wo hls Bot nhs sốc Kinh độ được tính từ kinh tuyển về phía Đông gọi là kinh độ Đông, tính về phía Tây gọi là kinh độ Tây và độ
bin thin O's 180
~ Vĩ độ địa lý (@) của một điểm M là góc hợp giữa mặt phẳng đường xích do va pong ding ty di qu điển đó VI) được nh ừ nặ phẳng nih go la Bắc bán cầu gọi là vĩ độ Bắc, về phía Nam gọi là vĩ độ Nam và có độ biển
thiên 0°+907,
*Ví dụ: Tọa độ địa lý Hà Nội: ọ:21° vĩ độ Bắc 2: 107° kinh 46 Đông
4 Phép chibs bin Ob vi hệ tạ đệ vuông góc phẳng, Để thuận tiện trong công tác thiết kế kỹ thuật, trong trắc địa người ta đã
nghiên cứu các phương pháp biễu diễn bề mặt quả đắt lên mặt phẳng,
|B mi nhiên ci aut tcl no ht pnb tp, vi vty bia di nd tn
Sea nee RES Ba a a ae te thu nhỏ mặt cầu theo ty lệ
yêu - Bằng phương pháp chiếu xuyên tâm ta tiếp tục chiếu hình cầu quả đất lên
mặt trụ hoặc mặt nón rồi cắt nó theo một đường sinh chọn trước rồi trải ra mặt
thẳng
Pe các Phương pháp chiếu này đều làm cho bổ một quả đất biến dạng:
4.1 Phép chiếu bằng:
- Giá sử ta có 4 điểm A, B, C, D nằm trên mặt đất tự nhiên để biểu diễn chúng lên mặt cầu, chúng ta dùng phương pháp xuyên tim theo phương đường dây đội
~„ b', e, d là hình chiếu A, B, C, D trên mặt cầu Q
~ Nếu (hay mặt cầu Q bằng mặt phẳng P ta có a, b, c, đ là hình chiều của A., BCD
~ Ta có hình chiều abed bị biến dạng so với a b'c đ vẻ cả chiễu dải vả góc, độ
biến dạng này phụ thuộc vào diện tích đo vé ABCD -
~ Với ABCD có diện tích nhỏ ta chiếu trực tiếp trên mặt phẳng mả vẫn đảm
báo,
Trang 11> ° Ba > “ Đ 4 ° “ « po Hinh 27: 4.2 Phương pháp chiếu Gawss (Pháp chiếu hình trụ ngang): 4.2 1-Nội dụng:
~ Chia quả đắt hình cầu theo các đường kinh tuyển ra từng múi 6” hoặc 3° và
được đánh số thứ tự từ 1+ 60 hoặc 1+120, bắt đầu từ kinh tuyến gốc có kinh độ 2 =
(qua Đông sang Tây
~ Kinh tuyển giữa của mỗi mũi gọi là kinh tuyến trục có kinh độ được tính
6 age = (= 19.6243" age = (0 1)" 415° “Trong đó; là số thứ tự của múi
Trang 12~ Lẩy tâm quả đất làm tâm chiều lần lượt chiếu từng múi một, bắt đầu từ múi
thứ nhấ sa đó via xo vừa oh ian elu đến múi tứ ba vt Kn tye trục tiếp xúc với mặt trụ và tiếp tục chiều
- Cất mặt trục theo hai đường sinh B, N và trải ra mặt phẳng 4.2.2 Đặc điểm: (Hệ tog độ vuông góc phẳng Gauss-Kmuger)
~ Chiều đài của kinh tuyến trục và đường xích đạo không thay đối, còn các
kinh tuyển khác thay đổi —_
~ Chiều dải các đoạn thẳng nằm cảng xa kinh tuyến trục bị biển dang cing
nhiều = Xich đạo được chiều thành đường thẳng và được chọn làm trục hoành (y-y) của hệ tọa độ vuông góc phẳng Gauss-Knuger ~ Kinh tuyến trục của mỗi múi được chiều thành đường thẳng và chọn làm s
trục tung (x-x) ~Ó: gốc toa:
~ Nữa bên trái của mỗi múi có hoành độ y mang dầu “âm”
~ Để tiện cho tính toán người ta chuyển trục (x-x) sang trái 500km (Vì chigu
Trang 13Elipxoid WGS-84 Hệ tọa độ có gốc tọa độ O là tâm tri đất, trục OX là đường thẳng nối tâm trái đắt với giao điểm kinh tuyến gốc cất đường xich đạo; trục OY
vuông góc với OX, trục OZ trùng với trục quay trái đắt vả vuông góc với mặt
hing xoy "Từ hình trên ta có mỗi quan hệ: S = [[x - R ]] (1-1)
veetơ R - là vetơ vị tr (XN, YN, ZN ) các điểm cần định vị trên mặt đắt tại thời điểm “1” nào đó, đây chính là bốn ấn số cần xác định đối với vị trí một điểm
eetơ r— là vectơ vị tri (Xv, Yv, YY ) các vệ tỉnh trên quỹ đạo tại thời điểm *t" đã biết từ thông tin đạo hàng mà mây định vị thu được tử vệ tỉnh
'§ - là khoảng cách giả từ điễm định vị đến vệ tỉnh mả máy định vị GPS đo được i vy nh ị mặ điễn n cần lp và ii hộchươn th ti điệu phải có bốn phương trình dạng (1.1) Số phương trình lớn hơn bổn sẽ được giải
theo nguyên lý số bình phương nhỏ nhất, vì vậy cing thu được tín hiệu của nhiều
vệ tỉnh thì độ chính xác định vị cảng cao
5.2 Cau trite của hệ thẳng định vị toàn cầu GPS
Hệ thống định vị toàn câu GPS gồm ba bộ phận: đoạn không gian, đoạn điều khiển a
đoạn sử dụng
5.2.1 Doan không gian(space segment)
"Đoạn không gian gồm 24 vệ tỉnh phân bổ trên 6 quỹ đạo gn tròn, trên mỗi cquỹ đạo có 4 vệ tỉnh, mặt phẳng quỹ đạo nghiêng với mặt phẳng xích đạo 55o Các vệ tỉnh bay trên các quỹ đạo cách mặt đắt cỡ 20200km Chu kỳ chuyển động của vệ tính trên quỹ đạo là 718 phút (12giờ) Số lượng vệ tỉnh có thể quan sát được tùy
thuộc vào thời gian và vị trí quan sát trên mặt đất, nhưng có thê nồi rằng ở bat ky
thời điểm và vị trí nào trên trái đắt cũng có thể quan trắc được tối thiêu 4 vệ tỉnh và
tối đa 11 vệ tỉnh 5 =
Mỗi vệ tinh đều có đồng hỗ nguyên tử có độ ôn định tân số 10-12, tạo ra tin
hiệu với tằn số cơ sở fo = 10,23Mhz., từ đó tạo ra sóng tải L] = 154 fo =
1575,42Mhz ( #=19em) và L2 = 120: fo = 1227.60Mhz (# = 24cm) Các sóng tải được điều biến bởi hai loại code khác nhau:
C/A-code (Coarse/Accquition code), dùng cho mục đích dân sự với độ chính Xác không cao và chỉ điều biến sóng tải L1 Chu kỳ lặp lại của C/A-codk là Ì
"mìligiây và mỗi vệ tỉnh được gắn một C/A code riêng biệt
P-code(presiee code), được đùng cho quân đội Mỹ với độ chính xác cao, điều biến cả sóng tải LI và L2 Mỗi vệ tỉnh chỉ được gắn mmột đoạn code loại này, do đó -code rất khó bị giải mã để sử dụng nếu khơng được phép 'Ngồi ra cả lai sóng tái LÍ và L2 còn được điều biến bởi các thông tin đạo "hàng về: vị trí vệ tỉnh, thời gian của hệ thống, số hiệu chỉnh đồng hỗ vệ tình, quang cánh phân bỗ về nh tiên bên tri và tỉnh trạng của hệ thẳng,
5.2.2 Đoạn diéu khién(control segment)
Gồm một tram điều khiễn trung tâm đặt tại căn cứ không quân Mỹ gần Colorado Spring vi bén tram quan sắt đặt tại: Hawai(Thái bình dương), Assention
Tsland(Đại tây đương), Diego Garcia(An 49 dong) va Kwajalein(Tay Thai binh dương)
“Các trạm quan sit du ob may thu GPS để theo dõi liên tục các vệ tính, đo các số liệu khí tượng và gửi số liệu này về trạm trung tâm SỐ liệu các trạm quan
B
Trang 14
sát được trạm trung tâm xử lý cùng với số liệu đo được của bản thân nó cho thông tin chính xác về vệ tỉnh, số hiệu chính đồng hỗ Các số liệu này được phát trở lại các vệ tỉnh, công việc chính xác hóa thông tin được thực hiện 3 lần trong một ngày
.3.3.3 Doan sit dung(User segment)
'Đoạn này gồm các máy móc thiết bị thu nhận thông tin từ vệ tinh để khai thác
sử dụng Đó có thể là máy thu riêng bit, hoạt động độc lập (định vị tuyệt đối) hay
một nhóm từ hai máy trử lên hoạt động đồng thời ( định vị tương đối) hoặc hoạt động theo chế độ một máy thu đóng vai trò máy chủ phát tín hiệu hiệu chỉnh cho các máy thu khác ( định vị vi phân)
.3.2.4 Các phương pháp định vị GPS
~ Định vị tuyệt đối 7
._ Định vị toyệt đối là đựa vào tr đo khoảng cách từ vệ ỉnh đến máy thụ GPS
để xác định trực tiếp vị trí tuyệt đối của Anten máy thu trong hệ tọa độ WGS-84 'Độ chính xác của định vị tuyệt đối khoảng 10m đến 40m "Định vị tuyệt đối chía thảnh định vị tuyệt đối tĩnh và định vị tuyệt đối độn,
tĩnh "hay " động " là nói trạng thái của Amten máy thu trong quá trình định vị
~ Định vị ương đối
"Định vị tương đối là trường hợp
nhau, quan trắc đồng bộ các vệ tỉnh
#z) trong hệ WGS-84, nếu biết tọa độ một
"Độ chính xác định vị tương đối cao hơn rất
~ Định vị vi phân
Trong định vị vi phân, một máy đặt tại một điểm đã biết tọa độ (trạm gốc), các máy thu khác đặt tại các điểm cân xác định tọa độ(trạm đo) Dựa vào độ chính xác đã biết của trạm gốc, tính số hiệu chinh khoảng cách tir tram gốc đến vệ tỉnh và hiệu chỉnh này được máy GPS ở trạm gốc phát đi Máy trạm đo trong khi đo đồng,
thời vừa thu được tính hiệu vệ tỉnh và số hiệu chỉnh cúa trạm gốc và tiền hành hiệu
chỉnh kết quả định vị, chính vi thé nâng cao được độ chính xác định vị 6 Định hướng đường thẳng:
6.1 Khái niệm gác định hướng -
Định hưởng một đường thắng ngoài thực địa lả xác định góc mả đường thắng đổ bợ vl tog osc im ge Tonge a bg được chọn là kinh
trụ
hai máy thu GPS đặt ở hai điểm khác
Trang 15“Tại một điểm trên đường thẳng, góc định hướng là góc bợp bởi đường song song với trục Ox và đường thẳng đỏ “Góc định hướng tính từ đường song song với trục Ox, thuận chiễu kim đồng hồ và có giá trị từ 0” đến 360” Góc định hướng của đường thẳng AB không thay đổi ở các điểm khác nhau
trên đường thẳng đó: a’ ———
Góc định hướng của đường thing AB và đường thẳng BA chênh nhau 180°: aun = aa + 180°
6.2 Gác phương 6.2.1 Góc phương vi vị thực | |
(Góc phương vị thực của một đường thẳng tại mội điểm là góc bằng hợp bởi
hướng Bắc của kinh tuyến thực đi qua điêm đó quay thuận chiều kim đồng hô đến
hướng của đường thẳng Góc phương vị thực có độ biến thiên tir 0° +360" Ký hiệu
là A Hướng Bắc được xác định thông qua đo thiên văn
“Góc phương vị của đường thẳng theo hưởng định trước gọi là gỏc phương vị thuận, theo hướng ngược lại gọi là góc phương vị nghịch Góc phương vị thuận và cóc phương vị nghịch chênh nhau 180° Do các kinh tuyến tại các điểm khác nhau trên cùng một đường thẳng không 4
song song với nhau, cho nên góc phương vị tại các điểm đó của đường thẳng cũng
khác nhau Góc hợp bởi hai hướng của hai kinh tuyến ở hai điểm trên củng một vĩ độ gọi là độ hội tụ kính tuyển Kí hiệu là g P 8 As=Arg m 8 Fo 4: Tash? bmw at woe At s W ne h Mr Nt Hinh 5.2: So dé biéu thị góc phương vi 6,32 Gác phương vi tie
Góc phương vị từ của một đường thẳng là góc bằng, được tính từ hướng Bắc
của đường kinh tyễn từ đĩ qua điểm đó quay thuận chiều kim đồng bồ đến hướng
đường thẳng Có trị số biến thiên từ 0°+36ØŸ
“Trong thực tễ hướng kinh tuyến thực và kinh tuyến từ tại một điểm không
trùng nhau mã lệch một gốc d gọi là độ lệch từ: Góc d cô thể ấy ở bản đồ hoặc ở
liệu thiên văn
6.2.3 Quan hệ giữa góc phương vị thực và góc phương vị từ ‘Aage= Ag 8 |
: Lấy dầu (+) khi đầu bắc từ lệch sang phía Đông của hướng Bắc thực
ð: Lấy dấu (-) khi đầu bắc từ lệch sang phía Tây của hướng Bắc thực
Trang 16Š: Phụ thuộc vào vị trí địa lý của điểm trên mặt đắt, theo tỉnh hình hoạt động,
của núi lửa, động đắt, sự phân bố vật chất ix, reat = Hinh 5.3: Quan hệ giãa góc phương vị thực và góc phương vị từ sat ỨG án
_ - Góc định hướng dùng để tính toán góc định hướng của lưới khống chế mặt
bằng phục vụ cho việc thành lập bản 46 va bình đỏ ~ Ví dụ: (1), 2), 3) nỗi với nhau thành lưới không chế Biết ma, bị, bạ by xác định được đ›a, dị
asi= ai+bzt80” si= a:s.by+180!
Trang 17BÀI 3: TÍNH TOÁN TRẮC ĐỊA
1 Khái niệm, phân loại sai số đo:
1.1 Khái niệm sai số đo:
Sai số đo là số chênh lệch giữa các gif tri do và giá trị thực của nó Ký hiệu giá trị thực của đại lượng cần đo là X giá trị đo là, Ì, by sai số đó là: Dụ= X-1,
1.2 Phân loại sai số
1.2.1 Sai số sai lầm: (Sai số thô)
~ Nguyên nhân: do cơn người tiến cần thận khả đo đạc
~ Khắc phục: Cẩn thận khi đo, thường xuyên kiểm tra kết quả đo
“Đại lượng đo thừa chính là một trong những phương pháp hữu hiệu để kiểm tru phát hiện sai số sai
1.22 Sai sd he théng: - Nguyên nhân: do máy móc, dụng cụ chưa hoản chỉnh, do con người gây ra
một cách một cách có hệ thông và chưa kiểm nghiệm tốt khi đo vi dụ như do khắc
weh tảo, on nếu, rực quy lng kh không doc, - Khắc phục: iên bình kiêm nghiệm đụng cụ đo trước kh iến hình đó 1.3.3 Sai số ngẫu nhiên: ~ Nguyên nhân: do máy móc dụng cụ, thiếu cần thận khi đo
~ Khắc phục: Đa số sai số ngẫu nhiên không có cách loại trừ, nhưng trong một số trường hợp có thể chỉnh sửa được dựa vào các quy luật như: quy luật tập chung,
quy luật đối xứng, quy luật triệt tiêu
2, Các tiêu chuẩn đánh giá độ chính xác của kết quá đo: -31 Sai số trung bình
Sai số trung bình là giới hạn của số trung bình cộng các giá trị tuyệt đổi của các sai số thực, độc lập, khi số lần đo tiền đến vô cùng Khi n hữu hạn:
2.2, Sai sé trung phucomg
Sai số trun phương là lới hạn i as Hat 00880054947 5M M6 «ong di ki Bọn Tức lập kh số lần đo tiễn đến vô cùng,
2.3 Sai sb gidi han tính thứ nhất của sai số ngẫu nhiên: Trong điều kiện đo nhất định tị số
tuyệt đối của sai số ngẫu nhiên không vượt quá giới hạn nhất định Như vậy trong
một dãy kết quả đo những giá trị đo nảo vượt quá giới hạn ấy thì chúng ta coi như nó không thỏa mãn với qui luật và coi kết quá đó không dim bảo độ chính xác và
loại ra
Trang 18“Theo lý thuyết xác xuất thì néu day sai số phù hợp với qui luật phân bố chuẩn
thì có 5% sai số ngẫu nhiên có giá trị lớn hơn 2 lần sai số trung phương (>2m) và
3%o sai số ngẫu nhiên có giá trị lớn hơn 3 lần sai số trung phương (>3m)
Trong thực tế số lần đo không nhiều lắm, chính vì vậy sai số ngẫu nhiên có giá trị lớn hơn 3m rất ít khi xuất hiện Qui định giới hạn sai số ngẫu nhiên là
Đa73m Khi tăng độ chính xác thì lấy Dạ=2m 24 Sai số tương đãi:
Trong một số trường hợp sai số trung phương và sai số trung bình thì vẫn chưa đánh giá kết quả một cách rõ rằng Thí dụ: cing điều kiện đo 2 đoạn thing 200m, 20 m, có m=+4°® thì khơng thể nói rằng hai đoạn thẳng có độ chính xác tiổng than, Đề đánh gid ngudi ta ding sai số tương đối nhà 8u:
Sai số tương đối là tỷ số giữa trị số tuyệt đối của sai số trung phương với đại 1
lượng đo Kí hiệu: T
Trang 19BAI 4: DO GOC
4.1, Nguyén lý đo góc
41.1, Nguyên lý đo góc bằng:
Góc bằng của hai hướng trong không gian ie
là gốc tao bởi hình chiếu vuông góc của hai
"hướng đó trên mặt phẳng nằm ngang Q poe
chất của việc do “góc bằng là đo
"Bộ phận cơ bản của dụng cụ đo góc + Xéc định tỉa ngắm và mật
đứng _+ Xác định giao tuyển của hai mặt phẳng ^
thẳng đứng và chiều điểm
“+ Xác định mặt phẳng nằm ngang và hình 2 £
chiếu của tỉa ngắm trên mặt phẳng nằm nj Hình 4.IR*
+ Vinh chia độ ngang vả thiết bị đọc e
4.2.2 Nguyên lý Áo góc đứng:
Góc đứng hay còn gọi là góc A
"nghiêng của một hướng ngắm nào đó là
sóc tạo bởi hướng ngắm và hình chiếu k mA
a RI SE a igs +V Mặtphẳng ngang
ngàng P,
Nếu hướng ngắm nằm trên mặt Qá
phẳng nằm ngang thì +V và ngược lại Day doi B
Góc thiên đỉnh, là góc tạo bởi hướng thiên đỉnh của phương dây doi với tia ngắm Góc thiên đình Z
Ta có: Z+V=90” B
"Bộ phận cơ bản của dụng cụ đo gúc SN
đứng: + Xác định tỉa ngắm và mặt phẳng thẳng đứng, + Xác định mặt phẳng nằm ngang và giao tuyển của mặt phẳng thẳng đứng với mặt phẳng nằm ngang -+ Xác định giao điểm của tia ngắm với mặt phẳng nằm ngang và chiếu điểm
+ Vành chia độ đứng và thiết bị đọc số 4.2, Máp kình vĩ 4.2.1 Nguyén Ij edu tạo may kink vi:
ĐỂ áo được giá tị gốc ng và góc đứng của các hướng rong không gì, người ta đã chế tạo máy kinh vĩ gồm các bộ phận chỉnh như sau:
+ Ông kính: Bộ phận đề xác định hướng và bắt mục tiêu
+ Bain 46 ngang: Bộ phận đo góc bing
+ Ban độ đứng: Bộ phận đề đo góc đứng
“+ Để máy, chân máy, bộ phận định tâm: Để đỡ, định tâm và cân bằng máy
4.2.2 Cu tao may kinh vi:
* Ong kinh:
Trang 20
Là 1 hệ thống thấu kính gồm: kính mắt, kính vật, lưới chữ thập, kính điều
quang, Đối với máy kính vĩ ống kính có thế quay quanh trục quay của nó, tức là mặt phẳng quét của ông kính là mặt phẳng thing đứng
' 2 a4
“Hình 4.3: nguyên lý edu tao dng kink
1 Hệ kính vật: cự bán kính tương đối lon;
2 Kinh điều quang: có vị trí thay đổi tùy loại máy: 3 Màng dây chữ thập: Tình 4.4: Các dạng màng chữ thập „_ # Hệ kính mắt: cỏ tiêu cự và bán kính nhỏ Š
„_ Khi ngắm mục tiêu phải đựa vào trục ngắm của ống kính Trục ngắm là đường, thẳng đi qua giao điểm dây chữ thập và quang tâm của kính vật
"Màng dây chữ thập được đặt trong mặt phẳng vuông góc với trục hình học của Ống kính ở tiêu điểm của kính mắt Và ảnh thật của vật qua kính vật cũng xuất hiện 8 2 peg oy "Nhờ thế mà qua kính mắt ảnh của vật và ming đây chữ thập trùng,
na a gy NG ig a Hg
thị sai
Tôm lại: Đ ngắm mục tiều chính xác ta phải điều chính ảnh qua kính vật nằm, trên mảng dây chữ thập
.Độ phông đại của ông lính: "Độ phóng dai của ông kính (V) là tỷ số giữa các góc œ (góc nhìn ảnh của vật «qua dng kinh) và góc nha ÿ (góc nhìn vật bằng mắt thường) khi ngắm cùng một tigu: vi = mục T "Người ta chứng mình: V° = Trong đó: £; Tạ: tiêu cự kính mắt 'V*=20-30 lần
* Bàn “Có cấu tạo là một đĩa trởn có đường kính 60 ~ 250mm làm bằng thủy tỉnh độ ngang:
"hoặc pha lê trong suốt, trên đó có vạch chia theo độ từ 0° -360” hay 0 gr- 400 gr
Trang 21
Vì chức năng của bản độ ngang là đo góc bằng nên nó được liên kết với ống
Ot Hinh 4.5: Ban đỗ ngang
* Bàn độ đứng:
Có dạng hình vành khăn trên cỏ vạch chia độ, cách chia độ khác nhau tuỷ thuộc loại máy Bản độ đứng được gắn chặt vào trục đỡ ngang x-x Tức khi ấy ông kính quay trong mặt phẳng thẳng đứng thì bàn độ đứng cũng quay theo ¬ Ta mm .° | TH “Hình 48: Bàn để đứng và ốc điều chỉnh ng thy „_ Cấu tạo bản độ đứng cũng tương tự bàn độ ngang, nhưng có khác nhau ở 2 điểm sau:
~ Trên bản độ ngang cỏ ghỉ liên tục từ 0360” hoặc tử 0-400gr theo chiều kim
đồng hồ, còn trên bàn độ đứng thì có loại khắc liên tục thuận hay nghịch chiều kim
đồng hồ, có loại khắc độ không liên tục mả đối xứng từ 090”,
~ Khi đo góc bằng thì phải khóa bàn độ ngang còn du xich quay theo ống kính,
Ngược lại khi đo góc đứng, do cấu tạo bản độ đứng gắn chặt với ống kính nên ống
kính quay bản độ đứng quay theo, còn du xích đứng yên
Trang 22
"Hình 4.9: Bàn độ đứng của máy Theo 030 (Đức)
- Cấu tạo bản độ đứng và du xích chứng phải thoả mãn điều kiện: Khi trục ngắm nằm ngang, bọt thủy dài trên du xích nằm ở giữa thì số đọc được trên bản độ đứng là 90” hay 100gr (thuận kính) và 270° hay 300 gr (đảo kinh) Các trị số này oi là số đọc ban đầu lý thuyết, được ký hiệu là MO - Thực tế bàn độ đứng và du xích không lúc nảo cũng thỏa man điều kiện trên mà MO và MO,+ khác nhau một góc a, Ũ Hinh 4.10: Sơ đỗ biếu điễn sự sai lệch giữu MO va MO * Ông thuỷ:
Trên máy kinh vĩ có hai loại Ống thuỷ: tròn vả dài, tác dụng của ống thủy là
đưa một đường thẳng, một mặt phẳng về vị trí nằm ngang hoặc thẳng đứng theo
phương đây đọi
‘Ong thiy tron: "Đảng để cân máy sơ bộ ở vị trí nằm ngang, bằng chân my
Hình 46: ống thấy tròn
.Cấu tạo mặt đáy phẳng, mặt trên là mặt cầu có bán kính 0.5-2m Trên mặt cầu
có 2 đường tròn đồng tim tai diém cao nhất của mặt câu được gọi là điểm chuân
Trang 23‘Theo chiéu đọc mặt trên của ống thủy dài lả mặt cầu có bán kinh rất lớn (10-
200m) Khắc vạch đối xứng qua điểm chuẩn Điểm giữa các bọt thùy trùng với điểm chuẩn th lúc đó trục ống thủy dải nằm
ngang
Hình 4.7: ông thủy dai
* ĐỀ máy: “Các loại máy kinh vĩ đễu có để máy hình tam giác đều Để máy được đỡ bằng
` ốc cân máy Các ốc cân này được bố trí ở gần các đình tam giác đều * Bộ phận định tâm:
“Quả dọi, độ chính xác không cao (+3^5),
Doi điểm quang học: Là ống kính được lắp vào máy ở phía dưới thân máy
Nếu nhìn qua ống kính định tâm quang học ta thấy các vòng tròn đỏng tâm trong,
ống kính được chiều xuống mặt đất
'* Các khóa hãm: |
Các loại khóa hăm của máy kinh vĩ thường ding ma sit dé giữ cho nên có thêm hệ thống ốc vi động tương ứng để cho các bộ phận của máy được thực hiện chuyển động nhỏ với mục đích là ngăm và bắt mục tiêu chính xác
(Oc ham du xích: Tức hãm trục quay máy Oc him true quay ống kính
Oc vi động đưa mảng dây chữ thập vào mục tiêu (ốc vi động ngang, be vi động đứng) c điều chỉnh: Oc điều chỉnh bọt thủy và ốc điều chính màng đây chữ thập
.O này nằm trong vỏ bọc kính mắt 4.2.3 Phân loại máy kinh vĩ: "Phân loại theo nguyên lÿ cấu lạo
+ Mây kinh vi — vành độ bằng kim loại Thí dy TTS
+ Máy kinh vĩ quang học — vành độ bằng thủy tỉnh Thí dụ Thao 020
+ May kinh vĩ điện tử¬ đọc số bằng bộ đếm điện tử Thi dy T-100 "Phân loại theo độ chính xác
-+ Độ chính xác cao, my = 0.5” — 3.0” Thí dụ WilI TI; Theo 010 -+ Độ chính xác trung bình, mạ = 3.0” ~ 10.” Thí dy Theo 020, T100 ¬+ Độ chính xác thấp, mạ — 10” ~ 60” Thí dụ Theo 080 3 PHƯƠNG PHÁP ĐO BẰNG - ‘Cin cứ vào yêu cầu độ chính xác và tinh năng của tùng loại máy để chợu cáo phương pháp đo thích hợp _ -
Trang 24Tình 4.11 c3 Phương pháp đo góc đơn giản: ° Hình 4.12
"Phương pháp này thường áp dụng để đo góc bằng tại một trạm đo có 2 hướng Giá sử đo gửc blog ại điểm O giữa 2 hướng OA và OB Máy kinh vĩ đặt tại O
và tiêu dựng tại A và B Sau khi định tâm và cân bằng máy ta tiễn hành đo như sau:
* VỊ trí thuận kính (TR)
Đóng khóa bàn độ ngang mở khóa hãm, quay máy đưa ống kính ngắm điểm
‘A, doe được trị số trên bản độ ngang là a Quay máy thuận chiều kim đồng hồ đưa
ống kính ngắm chính xác điểm B, đọc được trị số trên bản độ ngang là bụ Giá trị góc AÔB của nứa lần đo là: B, =b.- a)
* Vi tri dao kinh (PH):
Đảo ống kính quay máy 180°, dura ống kính ngắm chính xác điểm B trước,
đọc được trị số trên bản độ ngang là bạ Mở khỏa hãm, quay máy theo chiều kim đồng hỗ ngắm chính xác điểm A,
eens „ Giá trị góc AOB nửa lần đo đảo kính là: ÿ›= b;~ a;
"Nếu Íl b; > #2t (t độ chính xác của máy) thỉ phải đo lại
Trang 25- Trong một nửa lin đo (thuận kính hay đảo kinh) không được thay đối vị trí bàn độ giá tị bị< aị và bị <đy “Kế quả Ấn gúc theo phương pháp Áo góc Âm giản:
Trạm đoO: —_ Người đimg mấy: Ngay do: “Người gh sổ:
Biden] V5 rt bin | HSE OE | gu my mục | G01 [Ga bÍ] mạc sạy
SH sin | cing | hồn | acd |g ia rag in| "¬ ngang liên đọ | niên đo a P15 OF aol B | TR sr 49° 30457 #9 1,4 237 50 HN 001g can a) PH | ng 57° 34°30 30 , a FOF 00 ae lo} B| TR | 1022245734-301 30 Z A 2; a E7 004 9 553 ore Lp] PH | ape 57 35° 007 oo 32 Sais Kido ge bing? 3.2.1.Sai 36 do may:
‘Tuy di được kiểm nghiệm điều chỉnh nhưng vẫn chưa đảm bảo, vì thế khi đo
con ton tại các sai số sau:
*ãsZá, tục Ang cán nh khang hing động: Sai số này không có biện pháp khắc phục, vì vậy khi đo cần chú ý cân bằng máy chính xác dựa vào ống thủy dài trên bản độ ngang
‘Anh luồng của mi số này tăng theo 6} lin ofa gto nghling trpe ngfin vii
đường nằm ngang
* Sai số do trục ngẫm không vuông góc với trục quay ống kính (si số 2C):
“Sai số này không ảnh hưởng đến kết quả đo góc nếu khi đo để ở 2 vi tri TR va
PH yung i làm bả gu:
* Sai số do bàn độ khắc vạch ade phos: Do pic's is bal Un pli ty đổi vị í bản độ ngạng dỗi với
Rating SỐ cớ, 50006504 cự thắng h lêuhhảu bển/thàngdi0
lâm giảm đảng kể ảnh hưởng sai số này đến kết quả đo góc
3.2.2, Sai số do người đo:
* Sai số ngắm:
"Phụ thuộc vào mắt người đo và mục tiêu ngắm
Trang 26‘Sai số ngắm bằng mắt thường là +60” Nhìn qua ống kính có độ phóng đại là
ve
Trang 27
"Tiêu dựng đứng tâm mốc nhưng bị nghiêng:
Xét tam giác AHC (vuông tại H) Sinx= x=" p Vix nho: “Trong tam giác CHC”: m=CC’ sina Sst one 3.3.3 Sai số do ngoại cảnh:
Môi trường không khí không đồng nhất sẽ gây ra hiện tượng khúc xạ và chiết
quang sẽ lầm cho ỉa ngắm thay đối và bị rung Đáng chú ÿ là chiết quang
"Nhiệt độ, mưa nẵng, gió cũng làm ảnh hưởng đến máy móc và kết quả đo Để khắc phục những ảnh hưởng trên ta cần chọn điều kiện và thời gian đo
thích hợp Khí đo nên có ö che máy
4, PHƯƠNG PHÁP ĐO GÓC DUNG
“Giá sử tại trạm máy A, cần đo góc đứng của hướng TN, ta tiễn hành như sau:
4.1 Vị trí thuận kink (TR):
~ Quay máy dura ông kính lên ngắm điểm N, dùng ốc vi động đưa bọt thuỷ trên
du xích bàn độ đứng vào giữa, đọc số trên bàn độ đứng TR (ví dụ là
TR=35”10'00”))
Trang 28AL “ Ta Naas 4 Hinh 4.10: Sard xi dinh MO,r 6 - Vi trí thuận kính (TR)
'Đưa ống kính ngắm điểm P, vi động bọt thủy du xích bản độ đứng vào giữa,
đọc ở bàn độ đứng được TR Theo hinh 4.103: Vry=MOry- TR
Viti dso kink (PH):
‘Bao dng kinh, quay may 180°, dua ống kính ngắm điểm P, vi dng bọt thủy
trên du xích bản độ đứng vào giữ và đọc ở bàn độ đứng được PH Theo hình 4.100: ‘Veu=PH - (MOrr+180") - ‘Vi ca 2 vj tri bàn độ đứng đều ngắm P nên: Vry= Vụ, “Tức là: MOrr- TR = PH - (MO;-+180)) Vậy: Morr _ PH TR—1809 2 35°1000"4324°5200-180" _ yo 799" 2 Tinh góc đứng V (theo TR): Vie=MOrr—TR=90°01"00"-35°10"00""=54"51"00" ay Tinh góc đứng V (theo PH): Vou=PH-(MO;r+180°}=324"52°00"(90°01'00"+180°) =54"51°00" @® Ta cóc ~ Vy tụy _ (MO, ~TR)+ PH (MO, +180") 2 2 ve GT @) ——=—-
~ Khi đo góc nếu yêu cầu độ chính xác cao, thì ta phải đo ở hai vị trí bàn
độ đứng ~ Nếu độ chính xác không cao thì ta cần tìm MO; của máy theo công thức, trái và phải, rồi áp dụng công thức (3)
sau đó cần đo ở một vị trí bản độ đứng rồi áp dụng (1) hoặc (2)
Trang 29BAIS: DODAL
1 Nguyên lý đo đài: - Đo khoảng cách trực tiếp là dùng dụng cụ đo trực tiếp xác định khoảng cách ‘Vi dy: do khosing cách bằng thước thép ~ Đo khoảng cách gián tiếp là đo các đại lượng khác cần thiết để xác định khoảng cách Vĩ dụ: đo khoảng cách theo phương pháp lượng giác, bằng sóng ánh sáng, bằng hệ thống định vị GPS
2 Đo đài trực tiếp bằng thước thép
L1 Xác định hướng đường thẳng Chiều dài đoạn thẳng cằn đo thường dài hơn chiều dài của thước do đó ta phải tiến hành kéo thước nhiễu lẫn Để tăng độ chỉnh xác phải tiến hành định hưởng đường thẳng Ta dùng cọc sắt hoặc tiêu để xác định các điểm trên đường thẳng Hai
liễm kề nhau có khoảng cách ngắn hơn chiều dài của thước một ít
211.1 Xác định hướng đường thắng bằng mắt: (đùng cho trường hợp độ chính xác
không cao ~ sai số m = I")
Tình 5T ˆ* Trường hợp A B trồng thay nhau:
“Tiêu dựng cố định tại A, B một người đứng cách tiêu A khoảng 2-3m ngắm hướng từ A đến B Đặt tiêu tại C, D lúc đó ngắm từ A không còn thấy tiêu B, C,
Trang 30œ
D Hình 52
Dựng tiêu tại A, B Chọn D, sao cho thấy A, trên AD, chọn C¡ thấy B tiếp tục đến lúc ACD thẳng hàng và CDB thấy nhau (thẳng hàng)
'* Trường hợp giữa A và B là vùng đất tring:
Hình 5.3
‘Tie A ngắm B, đặt tiêu tại C che khuất B; từ B ngắm D sao cho bị C che
hui te A agi E an cho bị D cặc khuất 2.1.2 Xác định hướng đường thẳng bằng máy kinh vĩ: (áp dụng khi yêu cầu độ chính xắc co), `, Khi 2 điểm A và B trông thấy nhau: a Hình 54
Đặt máy kinh vĩ tại A, định tâm cân bằng máy Đưa ống kính ngắm tiêu tai B Khoá máy dùng ốc vi động đưa dây đứng của màng dây chữ thập vào giữa tiêu ngắm Sau đồ cắm tiêu tại C, D sao cho ảnh tiêu ngắm trùng với dây đứng của màng đây chữ thập
Trang 31* Trường hợp 2 điểm A và B không trông thấy nhau:
“Chẳng hạn giữa A và B là 1 ngôi nhà Ta áp dụng phương pháp đồng dạng để Xác định hướng như sau: B yy ' 2 AN Ấ Hình 55 ~ Chọn điểm ï bắt kỳ sao cho từ Ithấy A, B: ~ Góc xác định bằng máy kinh vĩ
~ Dùng thước thép đo: AM, MN, NI, IB
~ Dùng máy kinh vĩ đặt tại M, N xác định được hung Mx, Ny Trên Mx, Ny đo ra khoảng cách MC, ND
2 Do khoiing cách bằng thước thép
‘Dung cu: ~ Thướt thép cuộn có chia vạch đến lem, bộ que sắt (hoặc cọc gỗ) tiêu ngắm
'và thước đo góc đứng đơn giản
bi ==c=z¬
- Một tô áo gằm 3 người: 2 người kéo thước, 1 người xác nh hướng và hi “+ Dọn sạch cỏ cây trên hướng AB, xác định hướng đường thẳng bằng máy
+ Người thứ nhất cằm đầu vạch “0” dùng que sắt giữ chặt đầu thước sao cho
vạch *0° trùng với đỉnh cọc điểm A Người thứ 2 cảm đầu thước có vạch 20, 30,
“50m Kéo căng thước trên hướng AB theo sự chỉ huy của người ngắm hướng và
Trang 32dùng que sắt cắm vào vạch cuối cùng của thước ta được điểm 1 Sau đó người thứ
nhất nhỗ que sit tai A và cả 2 người tiến về phía trước khi người thứ nhất đến điểm
1 thì tiến hành như cũ Đến đoạn cuối cùng căn cứ vào tâm đỉnh cọc B để đọc phần lễ trên thước A B Ley |!) Hình 56 + Số cọc người thứ 2 đã cắm n là số lần đặt thước De=nkt r+ ndk+nAk Hay D=nl,+r+ AD,+ AD, Trong đó: AD,: Số hiệu chỉnh do kiểm nghiệm thước hiệu chính do nhiệt độ -
~ Thông thường chiều đài của đoạn thẳng được đo 2 lần (đo đi và đo vẻ),
dùng sai số khếp tương đối để đánh giá độ chỉnh xác và lẫy giá trị trung bình của 2
Tần đo làm kết quả chiêu dài của đoạn thẳng
- Nếu có chiều dai nằm nghiêng ta chuyển về chiều dài nằm ngang Muốn vậy phải đo góc V hoặc chênh cao h Hình 5.7 sa Trường hợp đo góc nghiêng V: S=D.cosV Hoặc: S=D+AD, “Trong đó: -AD,: Số hiệu chỉnh do độ nghiêng địa hình
ADy= SD =-D(1-cosV) = -2Dsin'V/2 b Trường hop đo hiệu độ cao h:
S=D+AD,
AD=-42D (Theo mb thite Newton)
Trang 33
-
2D 8D`
đá ng bổ đo chiêu dã doi ng vận Ga khả cể 40 dốc không đhị phải phân nó r thình các đoạn nhỏ có độ độc tương đôi đều nhau
3 su Ê,
2.3 Độ chính xác đo chiằu dài bằng thước thép 2.3.1 Các nguyễn nhân sai s:
Do chidu dai thước Sai số do độ dốc
Sai số do định hướng đường thẳng
Sai số do thước bị cong
Sai số do lực kéo không đều Sai số do nhiệt độ
Sai số do bản thân việc đo
3.3.2 Trong số trường hợp thực tế ta thường dùng sai số khép tương đổi để đánh giá đã chính xác kắt quả đo đà 124s T Ss, Sw: ld giá trị trung bình giữa 2 lần đo đi đo về AS=Su-Su gS - Tủy thuộc vào loại địa hình qui định: i vei đồng bằng: + Đối với địa hình miễn núi: aso
3 Do dai bing may kinh vi va mia, Đo dải bing pong pip ny ot dng diy thi sụ lay còn g là dây đe
khoảng cách của máy Dây thị cự gồm dây trên và dây dưới đổi xứng nhau qua dây chữ thập ngang- dây giữa _
Trang 34
Hình 58
~ Để đo chiều đài D ta đặt máy sao cho trục quay của máy VV theo phương đường dây dọi đi qua điểm A vi dt mia tai B
= trị số dây trên - ~ trị số dây dưới = khoảng cách giữa 2 dây trên mia,
~ Nếu trục ngắm OI nằm ngang: D= E + f* ð
E: Khoảng cách từ tiêu điểm trước của kính vật đến mia : Tiêu cự của kính vật
8: Khoảng cách từ tâm của kính vật đến trục quay của máy
~ Dựa vào hình vẽ: Am'En'~ E/f= MP -> E =(P).n AMEN @) Đặt k= 0P = onal a i age đg m VI, @) â < _ Khiú:Đag=kim 'K: Hằng số của máy, Để thuận tiện trong tính toán người ta chế tạo máy có k=100:n=M-N
+ Trong đó: M trị số đọc dây trên trén mia
„ Nị số đọc dây dưới trên mia
Trang 35
Hình 5.9
~ Hướng ngắm không vuông góc với mia, khoảng chấn trên mia là n
~ Giả sử ta có thể quay mía vuông góc với hướng ngắm khi đó khoảng chin trên mỉa sẽ là
> D=kn'+q ay
- Vi mia sau ki quay vadng góc với hướng ngắm đã nghiêng một góc V:
~ Khoảng cách từ máy đến mía tương đổi lớn hơn khoảng cách 2 dây Xem
Nn fe ig iY n"=n.cosV de ong Reế Hiệc ~ Thay (2) vào (1):
D=knoosV +4
- Khi chuyển vẻ chiều dài nằm ngang
D.cosV = K.n.cos"V + q.cosV ~ Nếu bỏ qua q thì : S= K.n.cos°V = K.n.(1 - sin2V) = K.n - AD ~ Trong đỏ: AD = K.n.sin"V: Là sổ hiệu chỉnh vào chiều dài nghiêng khi chuyển về chiều cải nằm ngang
y đo dài thị cự thẳng có cấu tạo đơn giản, quá trình đo tiện lợi nhanh chồng Tuy nhiên độ chính xác không cao vào khoảng 1:300-1:500 vì sai số đọc
Trang 36BÀI 6: ĐO CAO
1 Nguyên - Độ cao là một trong ba đại lượng cơ bản trong trắc địa ngoài khoảng cách và lý đo cao óc nhắm thể hiện địa hình trên bản đồ hoặc mặt cắt cằn xác định độ cao đặc trưng của các điểm trên mặt đất,
~ Độ cao của một điểm là khoảng cách từ điểm đó đến mặt Geoid (còn gọi là
mặt thủy choẫn qui 6it) theo đường dây dại, Như vậy việo xác định độ cao của một điểm chính là xác định khoảng cách đó
= Trong thye té it khi người ta xác định trực tiếp khoảng cách đó mà thường người ta xác định độ chênh cao giữa hai điểm và từ một điểm đã biết cao độ để tính
a được cao độ của điểm kia
* Có rất nhiều phương pháp xác định độ cao
~ Phương pháp đo coo hình học (còn gọi là đo cao thủy chuẩn): đùng máy thủy bình và mỉa đo cao
~ Phương pháp đo cao lượng giác: dựa vào mỗi tương quan lượng giác trong,
tam giác
~ Phương pháp đo cao thủy tĩnh: dựa vào nguyên lÿ bình thông nhau
~ Phương pháp đo cao áp kế: dựa vào mỗi quan hệ giữa áp suất không khí với độ cao ts a A one Sie ong Pelee he teh cei a ine Bag qua máy lập thé ~ Xác định đổ cao bằng sóng ánh sáng và sóng từ: dựa vào sự truyền anh sing và sống từ
~ Phương pháp đo cao tự động: dựa vào nguyên lý họat động cúa con ắc 2 Máy thuỷ bình và mia,
2.1 Cau 1go máy thuỷ bình
- Để xác định hiệu độ cao giữa 2 điểm ta sử dụng một mặt phẳng song song
với mặt Geoid quả đất Máy tạo ra tia ngắm song song với mặt phẳng nằm ngang
được gọi là máy thuỷ bình
~ Máy thủy bình cấu tạo gần giống máy kinh vĩ, cũng gồm các bộ phận sau: + Ong kính để xác định tia ngắm
phận đưa tia ngắm nằm ngang
máy, chân máy
+ Ong thuỷ tròn để đưa máy ở vị tí tương đối bằng phẳng Ốc cân máy đưa trục quay của máy về vị tí thẳng đứng Đề máy gắn với thân máy,
chin ốc nhờ ốc ly hop
+ Oc vi động dùng để đưa đây chữ thập vào giữa mia Ốc vi động nghiêng cđùng để đưa 2 nữa bọt nước trùng nhau
~ Máy thủy bình có ba đặc điểm riếng cơ bản sau:
+ Trục của ống kính (C-C) không gắn cố định với trục đứng (V-V) của
máy mã có thể di động một gốc nhỏ trên mặt phẳng thẳng đứng nhờ ốc vi động đứng 5
+ Ong thay dai được gắn chặt với ống kính sao cho trục (L-L) của nó
song song với trục ngắm (C-C)
Trang 37
Hình 7.4: Các trực của máy thủy bình: V-V: trục quay cia máy: C-C: trục ngắm; L-l trực ống thủy dài
+ Hinh ảnh của bọt nước được một hệ thống lăng kính chiếu tách ra thành
2 nhánh Parabol Sau khi cân máy 2 nhánh Parabol tring khít nhau thì trục ngắm ở vị trí năm ngang,
>
Tình 7.5: ảnh bọt thúy dài qua hệ thông lăng kinh
32 Cấu tgo mia
~ Có 2 loại mia một mặt (giếng máy kinh vĩ) và mia 2 mặt
la 2 mặt: 1 mặt sơn đen, 1 mat som đỏ Mặt sơn đen bắt đầu từ 0, mặt sơn đỏ bắt đầu từ Sem để kiểm tra số đọc
~ Khi đọc thì đọc mặt đen trước, đỏ sau
* Trường hợp khác khi đo bằng bộ đo cực nhỏ thì dây ngang dây thị cự phải là hình nnêm và mia phi 1d mia Invar
3 Phương pháp đo cao hình học
3.1 Do cao phía trước "Xác định độ chênh cao giữa 2 điểm A và B:
~ Đặt máy tại A, mia tgi B Cần máy ngắm mia tại B đọc trị số trên mỉa là b, Ý: Chiều cao máy
~ Vậy độ chênh cao giữa 2 điểm A vàB: — hạy=i-b
~ Nếu ta biết độ cao của điểm A là HẠ thì độ cao điểm B sẽ là:
Trang 38
t B thủy chuẩn qua aq Is Si {fea tay chun qua ip B h- Mặt Hinh7.1: do cao phía tong trước
3.2, Do cao từ giữa một trạm máy "Đặt máy thủy bình tại khoảng giữa A và B, đặt mia tại A, B Dựng mia tai A
‘va B cân máy ngắm doe so trén mia la a vã b L ¬ [II —
giữa Hình72: đo cao từ ~ Vậy độ chênh cao giữa 2 điểm A va Ba: hạp=a-b
=O day theo hướng từ A đến B thì mỉa dựng tại A la “mia sau” vi mia dung tại B la “mia trade” Ta goi: a la tr sb doc sau, b li tr s6 doc trade ~ Nếu Hạ đã biết độ cao: Hạ + hạy H, = Hạ + a: Cao độ đường ngắm Hạ= Hị-b,
2.3 Do cao từ giữ nhiều trạm máy:
“rong trường hợp khoảng cách AB lớn hoặc độ chênh cao lớn thì ta không thể ảo xác định được th ta cần cha ra thành các đoạn nhỏ mã đễ dàng xác định theo 2
Trang 39
"nh 7.3: Sơ đỗ đo cao khi giữa hai điễm cỏ khoảng cách hoặc chênh cao lớn
~ Hiệu độ cao giữa 2 điểm:
hy =ay-by
Jini ~ Sb, = Strị số đọc sau - Strị số đọc trước
~ Các điểm 1, 2,3, n-1: điểm chuyển hoặc điểm chuyên cao độ
4 Do cao lượng giác
Trang 40hạy=h"+ỉ-I+f - Tủy theo hai yếu tổ đo được trong tam giác IBB" mà h” có thể tính theo các biểu thức khác nhau: + Nếu ta do được góc đứng V vả khoảng cách nằm ngang S thi: h’ = S.tgV hap=SigV +i-14f -+ Nếu đo góc thiên đỉnh Z và h’=S.cotgZ _ hạy=§eotgZ +i-1+f +Néu S được xác định bằng đây đo thị cự thì S=kn.cosVỶ hạy= 2 knsin2V+ 1-14
