BQ GIAO THONG VAN TAL
GIAO TRINH MON HOC
TRAC DIA
TRINH DQ TRUNG CAP NGHE: XAY DUNG CAU DUONG
Ban hành theo Quyết định số 195S/QD-CDGTVTTWI-DT ngày 21/12/2017 của Hiệu trướng Trường Cao đắng GTVT Trung wong 1
Trang 3BỘ GIAO THONG VAN TAI
TRUONG CAO DANG GIAO THONG VAN TAI TRUNG UONG I
GIAO TRINH
Mơn học: Trắc địa
Trang 4LOLNOI DAU
Trắc địa là mơn học bắt buộc trong chương trình dạy nghề đài hạn, nhằm
trang bị cho người học nghề một số kiến thức, kỹ năng cơ băn trong cơng tác máy
xây dựng trong thì cơng cơng trình
Hiện nay các cơ sở dạy nghề đều đang sử dụng tải liệu giảng đạy theo nội
dung tự biên soạn, chưa được cĩ giáo trình giáng dạy chuẩn ban hành thống nhất,
vì vậy các giáo viên vả sinh viên đang thiểu tài liệu để giáng dạy và tham khảo "Nhằm đáp ứng yêu cầu giảng day vi học tập trong giai đoạn mới của nhà
trường, tập thể giáo viên khoa Cơng tình đã biên soạn giáo trình mơn học Trắc địa
hệ trưng cắp
“Trong quá trình biên soạn chúng tơi đã tham khảo các nguồn tài liệu sẵn cĩ
rong nuớc và với kinh nghiệm giảng dạy thực tế Mặc dù đã cĩ nhiều nỗ lực, uy
nhiên khơng trảnh khỏi thiếu sĩt
'Chủng tơi rất trân trọng vả cám ơn những ý kiến đĩng của đồng nghiệp và
Trang 5MỤC LỤC Bai 1 : Kiến thức chang về trắc địa Bài 2: Bản đồ địa hình Bài 3: Tính tốn trắc địa Bài 4: Đo gĩc
Bài S: Đo đài Bài 6: Đo cao
Bài 7: Đo vẽ bình đồ
Bài 8: Đo vẽ mặt cắt địa hình
Trang 6BÀI L:KIEN THUC CHUNG VE TRAC DIA
1 Khái niệm về trắc địa:
"rắc địa Ì một ngnh khoa học chuyn nghin ctu vé hinh dạng v kích thước quá
đắt, về cc phương php đo đạc v biểu thị bề mặt qùa đất đưởi dạng bản đỏ v số liệu
3 Các chuyên mơn trắc đị - Trắc địa cao cắp: Nị cdạng, kích thước của tồn bộ hoặc các
vùng rộng lớn của bễ mặt qùa đắt Tghiện củu bến đạng của vũ gân đức xây dựng mạng lưới tọa độ quốc gia cĩ độ chỉnh xác cao
~ Trắc địa địa chính địa hình: Nghiên cứu qủa trình cơng nghệ thành lập bán 48 địa hình địa chính bằng phương pháp đo vẽ trực tiếp hoặc chụp ánh
Trang 7BÀI 2: BAN DO DIA HINH
Mặt ngồi của qủa đất là một mặt cầu rất phúc tạp, cĩ diện tích bŠ mặt
khoảng S10.10° kh trong đỏ 71.8% là đại dương và 28.2% là lục địa
Độ cao trung bình của lục địa so với mực nước đại dương khoảng +§75m, cịn độ sâu trung bình của đại đương khoảng -3800m Chênh cao giữa điểm cao nhất (đính Chomolungma trong diy Hymalaya cao 8882m) vi diém sâu nhất (hỗ
Marian ở Thái Bình Duong gin Phiipbin sâu 11.032m) xắp xi 20km Bán kinh trung binh cia qia dit li 6371km
1 Mặt thuỷ chuẩn và on
1.1 Mặt Elipxoid Mặt Geoid khơng thể là một mặt cỏ phương trình tốn học, trong quả khi đĩ ede số liệu trắc địa phải được tính tốn xử lý tính tốn Vì lý do đĩ người ta thay thể
mặt Geoid bằng một hình gin ding đĩ là Ellp trịn xoay gọi là Elipxoid qi dit
MaEElprod Masha
Mặt Elipxoid quả đất cĩ các tỉnh chất sau:
- Tâm của mặt Elipxoid trủng với tâm của quá đắt,
~ Mặt phẳng xich đạo của Elipxoid trùng với mặt phẳng xích đạo của qua dat;
~ Thể tích của Elipxoid bằng thể tich cia Geoi
- Tổng bình phương chênh cao giữa mặt Elipxoid và mặt Geoid lả nhỏ nhất
([hỲ}=min);
- Mặt Elipxoid qua dat cĩ phương trình tốn học
~ Tại mọi điểm trên mặt Elipxoid quả đắt thì phương pháp tuyến khơng trùng với phương đường dây dọi mã lệch một gĩc e (gọi là gĩc lệch đây đợi)
1.2 Kich thước qủa đắt
“Trong tính tốn các kết qủa đo đạc ta coi qúa đất là Elipxoid cĩ kích thước được đặc trưng bằng 3 yếu tổ:
Trang 8
Hình 2.3:
kết qủa mà trong cơng tắc xử lý số liệu ở mg:
"Tên Elipxoid Năm Bán kính trục lớn |_ Độ đẹta | a(m) Everest 1830 6371296 1/2008 Kraxovski 1940 6.378245 1/2983 WGS 1984 82
"Ta thay: BS dạt rất bể nên khi đo đạc vùng đất bế so với mặt qúa đất thì người ta bỏ qua độ đẹt và coi qủa đất là một khối câu cĩ bán kính R=6371 km,
1.3 Mat thuj chudn
sit sexi (wit they
chete quo dit) 88 nit vit Ip
‘Mat Geoid nay con gor la mat thuy chuan an uid Ia mit ate biến trung bình ở trạng thải yên tỉnh kéo dài xuyên qua các lục địa và hải đảo tạo thành một
mặt cong khép kín Mặt Geoid cĩ các tính chất sau: ~ Mặt Geoid khơng phải là mặt tốn học;
~ Tại mọi điểm trên mặt Geoid thì phương cúa đường dây dọi trùng với với
phương pháp tuyến tại điểm đỏ
“Trong trắc địa mặt mặt thủy chuẩn được ding Lim mặt chiếu khi đo đồ, đồng thời cũng được dùng làm mặt so sánh độ cao của các điêm trên mặt đất
Mỗi quốc gia qui tức mặt thủy chuẩn cĩ độ cao li Om của nước đĩ và được gọi là mặt thủy chuẩn đại địa (mặt thủy chuẩn gốc hay mặt thủy chuẩn quá đắt)
~ Liên xơ: Mặt thủy chuẩn Cronstat - Việt Nam: _ Hồn Dấu (Hải Phịng); Mũi Nai (Hà Tiên) Mũi Nai cao hơn
Hon Dau 0.167m
1.4 Khái niệm độ cao của một điểm:
Độ cao của một điểm là khoảng cách từ điểm đĩ theo hưởng đường đây dọi cđến mặt thủy chuẩn được chọn làm gốc
Trang 9~ Nếu mặt thủy chuẩn chọn làm gốc là mặt thủy chuẩn quả đắt thì cao độ đĩ là cao độ tuyệt đối (Ký hiệu Hạ, Hạ) Nêu mặt thủy chuẩn đĩ là mặt thủy chuẳn giá
định thì cao độ đĩ gọi là cao độ twomg di (KY higu H",, Hs
- Các điểm nằm phía trên mặt thủy chuẩn quả đất thì cĩ cao độ dương (+), Các điểm nằm phía dưới mặt thảy chuẩn quá đắt thì cĩ 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 đĩ: hạy= Hạ - Hạ H"a-H" 4 He he mci 2 ‘at hy enn 1a iy 0 Hinh 2.2:
Ệ tạ 'Để xác định toạ độ địa lý của một đi trên bể mặt quá đất chúng ta coi quả độ địa lý:
“đất là hình cẳu tâm 0, trục quay BN ( B, N: cực Bắc, cực Nam) B M_— VớWếqaM Kinh tuyế quaM Đ M, _ Đươngxichđab
chúa trực quay của quá đắt
ù Đường kinh tuyển: Là giao tuyên giữa mặt phẳng chửa trục quay quả đất với mặt © Mat phẳng kinh tuyển gốc: Là mặt phẳng kinh tuyển đi qua dai thiên văn Gomf(G) gần Thì đã Lan Đn,
c Mặt phẳng vĩ tuyền: Là mặt phẳng vuơng gĩc với trục quay cia qua dit
4 During vĩ tuyển: Là giao tuyễn giữa mặt phẳng vuơng gĩc với trục quay quả đất với mặt cầu,
.ƒ Mặt phẳng xích đạo: Là mặt phẳng vĩ tuyển đi qua tâm quả đất
Trang 10
2.2, Tpa độ địa của một điểm:
~ Tọa độ địa lý của một điểm M xác định bởi: + Kinh độ: 1
+ VIđộ: 9,
~ Kinh độ địa lý (2) của một điểm M là gĩc nhị diện hợp bởi mặt phẳng kinh tuyển qua điểm đĩ với mặt phẳng kinh tuyển gốc Kinh độ được tính tử kinh tuyến về phia Đơng gọi là kinh độ Đơng, tính về phia Tây gọi là kinh độ Tây và độ biến thiên tử 0” 1807
- Vĩ độ địa lý (@) của một điểm M là gĩc hợp giữa mặt phẳng đường xích đạo và phương đường dây doi qua diém đĩ Vĩ độ được tính từ mặt phẳng xích đạo về phía Bắc bán cầu gọi là vĩ độ Bắc, về phía Nam goi la vi dj Nam và cĩ độ biển
thiên 0°90",
*Ví dụ: Tọa độ địa lý Hà Nội: ọ:21° vĩ độ Bắc, 3 107” kinh độ Đơng
4 Phép chiếu bản đồ và hệ toạ độ vuơng gĩc phẳng - Để thuận tiện rong cơng tác thiết kế kỹ thuật, trong trắc địa người ta đã nghiên cứu các phương pháp biểu diễn bê mặt quả đất lên mặt phẳng
Bề mặt tự nhiên của quả đất cầu tạo rất phức tạ, vì vậy để biểu diễn nĩ lên mặt phẳng, người ta chiều bê mặt quả đắt lên mặt cầu rồi thu nhỏ mặt cầu theo tỷ lệ
yêu cầu,
- Bằng phương pháp chiéu xuyén tim ta tiếp tục chiếu hình cầu quả đất lên mặt trụ hoặc mặt nĩn rồi cắt nĩ theo một đường sinh chọn trước rồi trải ra mặt
phing
~ Các phương pháp chiều nay đều làm cho bề mặt quả đất biển dang:
4.1 Pháp chiếu bằng:
- Giả sử ta cĩ 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 tâm theo phương đường dây doi
~ 8, b', , đ là hình chiếu A, B, C, D trên mặt cầu Q
~ Nếu thay mặt cầu Q bằng mặt phẳng P ta cĩ a, b, ¢, d la hình chiếu của A,
BCD
- Ta cé hinh chiéu abed bị biển dạng so với ä b`c d về cả chiễu dài và gĩc, độ biến dang này phụ thuộc vào điện tích đo vé ABCD
~ Với ABCD cĩ diện tích nhỏ ta chiếu trực tiếp trên mặt phẳng mà vẫn đảm báo
Trang 11© = ằ 3 a â ô â re Hinh 2.7: 4.2 Phucong phip chiéu Gauss (Phép chiếu hình trụ ngang): 4.2.1.NOi dung:
~ Chia qua dit hinh ciu theo cée dung kinh tuyén ra timg mii 6° hoặc 3" và
được đánh số thứ tự từ 1+ 60 hoặc 1+120, bắt đầu từ kinh tuyển gốc cĩ kinh độ 3 =
.0” qua Đơng sang Tây
- Kinh tuyển giữa của mỗi mũi gọi là kinh tuyển trục cĩ kinh độ được tính tenia tie
¡với mi: Rage Làn 2}
Đối với múi 3: 2„„ 49+1.59
"Trong độ nà số thứ tự của múi
~ Sau khi chia múi vả xác định được kinh tuyến trục của mỗi mi cho quả cầu
Trang 12- Lấy tâm quả đất làm tâm chiếu lần lượt chiếu từng múi một, bắt đầu từ múi thứ nhất sau đồ vừa xoay vừa tịnh tiến hình cầu đến múi thứ bai tại vị trí kinh tuyến
trục tiếp xúc với mặt trục và tiếp tục chiếu ~ Cắt mặt trục theo hai đường sinh B, N và trái ra mặt phẳng
4.2.2 Đặc điểm: (Hệ to độ vuơng gĩc phing Gauss-Knuger) ~ Chiều dài của kinh tuyển trục và đường xich đạo khơng thay đổi, cịn các - kinh tuyển khác thay
oo i cae đoạn thắng nằm cảng xa kinh tuyến trục bị biến dạng cảng
nhiều
Xích đạo được chiếu thánh đường thẳng và được chọn làm trục hồnh (y-y)
của hệ tọa độ vuơng gĩc phing Gauss-Knuger ~ Kinh tuyển trục của mỗi múi được chiếu thành đường thắng và chọn lâm
trụ tung (x-3) ~ Ĩ: gốc tọa độ
~ Nữa bên trải của mỗi múi cĩ hồnh độ y mang dầu “âm”
~ Để tiện cho tính tốn người ta chuyên trục (x-x) sang trái 500km (Vĩ chiều rộng của múi 6° xap xi 330km)
Trang 13
ipxoid WGS-84, Hệ tọa độ cĩ gốc tọa độ O là tâm trái đất, trục OX là đường
thắng nối tâm trái đất với giao diém kinh tuyến gốc cắt đường xích đạo; trục OY
vuơng gĩc với OX, trục OZ trùng với trục quay trái đất vả vuơng gĩc với mặt phẳng xoy "Từ hình trên ta cĩ mỗi quan hệ: S = [[r - R]J (1.1)
veetơ R - là veetơ vị trí (XN, YN, ZN ) các điểm cần định vị trên mặt đắt tại thời điểm *t” nào dé, diy chink la bin an số cằn xác định đối với vị tí một điểm Yegtơ r— là vectơ vị trí ( Xv, Yv, Yv ) các vệ tỉnh trên quỹ đạo tại thời điểm *t" đã
biết từ thơng ti đạo bảng mà máy định vị thu được từ vệ tỉnh
S - là khoảng cách giả từ điểm định vị đến vệ tỉnh ma may dinh vj GPS do được "Như vậy để định vị một điểm ta cần lập và giái hệ phương trình tối thiêu phải cĩ bốn phương trình dạng (1.1) Số phương trình lớn hơn bin sẽ được giải,
theo nguyên lý số bình phương nhỏ nhi, vì vậy cảng thu được tín hiệu của nhiều vệ tỉnh thì độ chính xác định vị cảng cao
$2 Cấu trác của hệ thơng định vị tồn cu GPS
Hệ thống định vị tồn cầu GPS gm ba bộ phận: đoạn khơng gian, đoạn điều khiển và
đoạn sử dụng
3.3.1 Đoạn khơng gian(space segment)
"Đoạn khơng gian gồm 24 vệ tỉnh phân bổ trên 6 quỹ dao gằn trịn, trên mỗi quỹ đạo cĩ 4 vệ tính, mặt phẳng quỷ đạo nghiêng với mặt phẳng xích đạo 55o Các vệ tỉnh bay trên các quỹ đạo cách mặt đặt cỡ 20200km Chu ky chuyển động của vệ
tinh trên quỹ đạo là 718 phút (12giờ) Số lượng vệ tỉnh cĩ thẻ quan sắt được tùy,
thuộc vào thời gian và vị trí quan sát trên mặt đắt, nhưng cĩ thể nĩi rằng ở bắt kỳ
thời điểm và vị trí nào trên trái đất cũng cĩ thể quan trắc được tối thiêu 4 vệ tỉnh và tối đa II vệtinh, -
Mỗi vệ tỉnh đều cĩ đồng hồ nguyên tử cĩ độ ổn định tin số 10-12, tạo ra tin
hiệu với tần số cơ sở fo = 10,23MhZ, từ đĩ tạo ra sĩng tấi LI = 154
1975,42Mhz ( #=19em) va L2 = 120 fo = 1227.60Mhz (# = 24cm) Các sống tải được điều biến bởi hai loại code khác nhau:
CIA-code (Coarse/ Accquition code), dùng cho mục đích dân sự với độ chính xác khơng cao và chỉ điều biển sĩng tải LI Chu kỳ lập lại của C/A-code là Ì
miligidy và mỗi vệ tỉnh được gắn một C/A code riêng biệt
-eode(presiee code), được ding cho quân đội Mỹ với độ chính xác cao, điều biển cả sĩng ải LI và L2 Mỗi vệ tính chỉ được gắn một đoạn code loại này, do đĩ
code rat kh bi giải mã để sử dụng nếu khơng được phế
"Ngồi ra cả lai sĩng tải LI và L2 cịn được điều biển bởi các thơng tin đạo hàng vé: vi tri vệ tỉnh, thời gian của hệ thống số hiệu chỉnh đồng hồ vệ tỉnh, quang cảnh phân bố vệ tỉnh trên bầu trời vã tỉnh trạng của hệ thỗng
Trang 14sắt được trạm trung tâm xử lý cũng với số liệu đo được của bản thân nĩ cho thơng
tìn chính xác về vệ tình, số hiệu chỉnh đơng hồ Các số liệu này được phát trở lại
các vệ tỉnh, cơng việc chính xác hĩa thơng tin được thực hiện 3 ần trong một ngày 3.2.3 Đoạn sie dung(User segment)
‘Doan này gồm các máy mĩc thiết bị thu nhận thơng in từ vệ tỉnh để khai thác sử dụng Đồ cĩ thể lã mây thu riêng biệt, hoạt động độc lập (định vị tuyệt đối) hay một nhĩm từ hai may trở lên hoạt động đồng thời ( định vị tương đổi) hoặc hoạt động theo chế độ một máy thu đĩng vai trị máy chủ phảt 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
"Định vị tuyệt đối là dựa vào trị đo khoảng cách từ vệ tỉnh đến máy thu GPS
để xác định trự tiếp vị tí uyệt đối của Anten máy thụ trong bệ tọa độ WGS-81 Độ chính xác của định vị tuyệt đối khoảng 10m dén 40m
Định vị tuyệt đối chia thành định vị tuyệt đối tĩnh vả định vị tuyệt đối động,
tĩnh "hay " động * là ái a 4 tinh di ~ Định Định vị tương đối là trường hợp dùng hai may thu GPS vị tương
nhau, quan trắc đồng bộ các vệ tỉnh để xác định vị tr tương #z) trong hệ WGS-84, nêu biết tọa độ một đi
Độ chính xác định vị tương:
= Dinh "Trong định vị vi phân, một máy đặt tại một điểm đã biết tọa độ (trạm gốc), vi vi phân các máy thu khác đặt tại các điểm cắn xác định tọa độ(trạm đo) Dựa vào độ chính xác đã biết của trạm gốc, tính số hiệu chính khoảng cách từ trạm gốc đến vệ tỉnh và
ai chỉnh này được máy GPS ở trạm gốc phát đi Máy trạm đo trong khi đo đồng
thời vừa thu được tỉnh hiệu vệ tỉnh và số hiệu chỉnh của trạm gốc và tiễn hành hiệu
chỉnh kết quả định vị, chính vì thề nâng cao được độ chính ác định vị 6 Định hướng đường thẳng: 6.1 Khái niệm gĩc định hướng
Định hưởng một đường thăng ngoải thực địa là xác định gĩc mà đường thẳng đĩ sp với hướng được chọn làm gốc Trong trắc địa hướng gốc được chọn là kinh
tuyển trục
chúng (#x, ý, thì sẽ tỉnh được tọa độ điểm kia
Trang 15Tại một điểm trên đường thẳng, gĩc định hướng là gĩc hợp bởi đường song song với trục Ox và đường thẳng đĩ
Gĩc định hướng tính từ đường song song với trục Ox, thuận chiễu kim đồng hỗ và cĩ giá trị từ 0° đến 360'
(069 đà họng của đong ng AT khơng thay đổi ở các điểm khác nhau trên đường thắng đỡ: aaa:
Gĩc định hưởng của đường thẳng AB và đường thẳng BÀ chênh nhau 180" an = dua + 180"
6.2 Gĩc phương 6.3.1 Gắc phương vị: vị thực
Gĩc phương vị thực của một đường thẳng tại mội điểm là gĩc bằng hợp bởi hướng Bắc của kinh tuyển thực di qua điểm đồ quay thuận chiều kim dng ho đến hưởng của đường thẳng Gĩc phương vị thực cĩ độ biến thiên từ 0° 360 Ký hiệu 1à A Hướng Bắc được xác định thơng qua đo thiên văn
Gĩc phương vị của đường thẳng theo hướng định trước gọi là gĩc phương vị thuận, theo hướng ngược lại gọi là gĩc phương vị nghịch Gĩc phương vị thuận và gĩc phương vị nghịch chênh nhau 180” Do các kính tuyến tại các điểm khác nhau trên cũng một đường thẳng khong song song với nhau, cho nên gĩc phương vị tại các điểm d6 của đường thẳng cũng khác nhau Gĩc hợp bởi hai hướng của hai kinh tuyến ở hai điêm trên cùng một vĩ độ gọi là độ hội tụ kinh tuyển Ki hiệu là ø 28 P eae Bt § Wh tat? /Ï ở At ee le ne k M wt Hinh 5.2: Sa dé biểu thị gĩc phương vị 6.32 Gĩc phương vị từ
Gĩc phương vị từ của một đường thẳng là gĩc bằng, được tính từ hướng Bắc của đường kinh tuyển từ đi qua điểm đĩ quay thuận chiều kim đồng hé đến hướng
đường thẳng Cĩ trị số biến thiên tir 0° +360"
Trong thực tế hưởng kinh tuyển thực vả kỉnh tuyển tử tại một điểm khơn
trùng nhau mà lệch một gĩc ở gọi là độ lệch từ Gĩc đ cĩ thể lấy ở bản đồ hoặc ở số
liệu thiên văn 6.2.3 Quan hệ giữa gúc phương vị thực và gĩc phương vị Aa, = Âu tổ,
Š; Lấy dẫu (+) khi đầu bắc từ lệch sang phía Đơng của hướng Bắc thực ư; Lấy dấu () khi đầu bắc từ lệch sang phía Tây của hướng Bắc thực
Trang 16
8: Phụ thuộc vảo vị trí địa lý của điểm trên mặt đắt, theo tỉnh hình hoạt động
Trang 17BAL 3: TINH TOAN TRAC DIA
1 Khái niệm, phân loại sai số đi
11 Khái niệm sai số đo:
Sai số đo là số chênh lệch giữa các giá trị đo và giá trị thực của nĩ Ký hiệu giá trị thực của đại lượng cin do li X giá trịđo là, l, lạ sai số đổ là: Dị
1.2, Phin loại sai số
12.1 Sai số sai lam: (Sai số thơ)
“Nguyên nhân: do cơn người thiếu cần thận khỉ đo đạc
~ Khắc phục: Cần thận khi đo, thường xuyên kiểm tra kếi quả đo
Đại lượng do thân chỉnh là một trong những phương pháp hữm kiệt để tiếu: tra phit hign sai sé sai
1.2.2 Sai sd hệ thẳng: ~ Nguyén nhiin: do méy mĩc, dụng cụ chưa hồn chỉnh, do con người gây ra
một cách một cách cĩ hệ thơng vả chưa kiếm nghiệm tốt khi đo ví dụ như do khắc vạch ở bản độ, trục máy, trục quay ống kính khơng chuân
~ Khắc phục: tiến hành kiêm nghiệm dụng cụ đo trước khi tiến hảnh đo
1.2.3, Sai số ngẫu nhiên
~ Nguyên nhân: do máy mĩc dụng cụ, thiểu cn thận khi đo
~ Khắc phục: Đa số sai số ngẫu nhiên khơng cĩ cách loại trữ, nhưng trong một
số trường hợp cĩ thể chinh 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 quả đo: 2.1 Sai sé trung bình
Sai số trung bình là giới hạn của số trung bỉnh cộng các giả tị tuyệt đổi của
các sai số thực, độc lập, khi số lần đo tiến đến vơ cùng
an)
Khi n hữu hạn:
Ia|+lAjl+ -x|A|
3ð SÀl Sổ dung phường Sai số trung phương là giới hạn của căn bậc hai số trung bình cộng của bình
phương các sai số thực, độc lập, khi số lần đo tiền đến vơ cùng
m= tin BS]
2.3 Sai số giới han | |
tính thứ nhất của sai số ngẫu nhiên: Trong điều kiện đo nhất định trị số tuyệt đơi của sai số ngẫu nhiên khơng vượt quá giới hạn nhất định Như vậy trong một đây kết quả đo những giá trị đo nảo vượt quá giới hạn ay thì chủng ta coi như
nĩ khơng thỏa mãn với qui luật vã coi kết quả đĩ khơng đám bảo độ chỉnh xác và
loại ra
Trang 18“Theo lý thuyết xác xuất thì nếu dãy sai số phủ hợp với qui luật phân bồ chuẩn thì cĩ 5% sai số ngẫu nhiên cĩ giá trị lớn hơn 2 lần sai số trung phương (>2m) và
3%o sai số ngẫu nhiên cĩ giá trị lớn hơn 3 lần sai số trung phương C3m)
Trong thực tế số lần đo khơng nhiều lắm, chính vì vậy sai số ngẫu nhiên cĩ giá tr lớn hơn 3m rất ít khi xuất hiện Qui định giới hạn sai số ngẫu nhiền là
Dạạ=3m Khi tăng độ chỉnh xác thì lấy D„=2m
24 Sai sd twamg dois Tone mit ab cing hep si i emg phone vA aia tung inh th vẫn -
chưa đánh giá kết quả một cách rõ rằng Thi dụ: cùng điều kiện đo 2 đoạn thẳng 200m, 20 m, cĩ m=+4"” thì khơng thê nĩi rằng hai đoạn thẳng cĩ độ chính xác giống nhau Để đánh giá người ta dùng sai số tương đối như sau:
Sa số tương ổil ỷ số giữa tr số tuyệt đối ca si số trung phương với đại lượng đo Kí hiệu: :
Trang 19BAL 4 DO GOC
4.1 Nguyên lý đo gốc
k1.1, Nguyên lý đo cĩc bằng:
Gĩc bằng của hai hướng trong khơng gian là gốc tạo bởi hình chiếu vuơng gĩc của hai
hướng đỏ trên mặt phẳng nằm ngang Q Thực chất cúa việc đo gĩc bing là do a 8
hình chiều bằng của gĩc kẹp giữa hai hướng
"Bộ phận cơ bản của dụng cụ đo gĩc bằng: + Xác định tia ngắm và mặt phẳng thing a
đứng + Xác định giao tuyén cia bai mặt phẳng a thing đứng và chiêu điểm
-+ Xác định mặt phẳng nằm ngang và hình rj
chiếu của tỉa ngắm trên mặt phẳng nằm ngang Hình 4`
+ Vành chia độ ngang và thiết bị đọc số 9%
42.2 Nguyên lý đo gĩc đứng:
Gốc đứng hay cịn gọi là gĩc A
nghiêng của một hướng ngắm nào đĩ là gĩc tạo bởi hướng ngắm và hình chiếu „"A
vuơng gốc của nĩ lên mặt phẳng nằm +V_ Mặtphẳng ngang
ngang P ¬
Nếu hướng ngắm nằm trên mặt sỉ
phẳng nằm ngang thì +V và ngược lại Gĩc thiên định, là gĩc tạo bởi hướng thiên đính của phương diy doi với tỉa ngắm Gĩc thiên đỉnh Z
cĩ: Z+V=90" hi B
Độ phận cơ bản của dụng cụ đo gĩc `
lừng: + 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 + Xác định giao điểm của tia ngắm với mặt phẳng nằm ngang và chiếu điểm nằm ngang
-> Vành chìa độ đứng và thiết bị đọc số 4⁄2 Máy kink vi 421 Nạn
Để đo được giả trị gĩc bằng và gĩc đứng của các hưởng trong khơng gian, người ta đã chế tạo máy kinh vĩ gồm các bộ phận chỉnh như sau: -+ Ơng kinh: Bộ phận đề xác định hướng và bắt mục tiêu
+ Ban độ ngang: Bộ phận đo gĩc bằng
+ Bản độ đứng: Bộ phận dé do gĩc đứng
Trang 20Là 1 hệ thống thấu kính gỗm: quang Đổi với máy kinh vĩ ống kinh cĩ thể quay quanh trục quay của nĩ, tức là mặt phẳng quét của ống kính là mặt phẳng thẳng đứng ính mắt, kính vật, lưới chữ thập, kinh điều 1 2 3 a
Hinh 4.3: nguyễn lý cầu tạo dng kính 1 Hệ kính vật: cĩ tiêu cự bán kính tương đối lớn
2 Kinh điều quang: cĩ ị trí thay đổi tùy loại máy: 3 Maing dây chữ thập:
Hink 4.4: Các dạng màng chữ thập
„_ # Hệ kính mắt: cĩ tiêu cự và bản Kính nhỏ 5
Khi ngắm mục tiểu phải dựa vào trục ngắm của ơng kính Trục ngắm là đường thẳng đi qua giao điểm dây chữ thập và quang tâm của kính vật
Ming dây chữ thập được đặt trong mặt phẳng vuơng gĩc với trục hình học của ống kính ở tiêu điểm của kinh mắt Và ảnh thật của vật qua kính vật cũng xuất hiện ở mặt phẳng này Nhờ thể mả qua kính mắt ảnh của vật và mảng dây chữ thập trùng, nhau
i "Nếu ánh của vật và màng dây chữ thập khơng trùng nhau sẽ gây ra hiện tượng, Tám lại: ĐŠ ngắm mục tiêu chính xác ta phải điều chỉnh ảnh qua kinh vật nằm trên màng dây chữ thập
‘Dé phỏng đại của ơng kính:
“Độ phỏng đại của ơng kính (V*) là tỷ số giữa các gĩc œ (gĩc nhìn ảnh của vật qua ống kinh) và gĩc nhin (gĩc nhìn vật bằng mắt thường) khi ngắm cùng một mục tiêu: V* = Z zB Người ta chứng mình: V'
* Bàn độ ngang: Cĩ cấu tạo là một đĩa trịn cĩ đường kính 60 ~ 250mm làm bằng thủy tinh
hoặc pha lẽ trong suốt, trên đồ cĩ vạch chia theo độ từ 0°-360” hay 0 gr- 400 gr
Trang 21`Vi chức năng của bản độ ngang là do gĩc bằng nên nĩ được liên kết với ơng
thủy dài
T [ “Hình 4.5: Bản đỗ ngang,
* Bàn độ đứng:
Cĩ dạng hình vành khăn trên cĩ vạch chia độ, cách chia độ khác nhau tuỷ
thuộc loại máy Bàn độ đứng được gắn chặt vào trục đỡ ngang x-x Tức khi ấy ơng
kính quay trong mặt phẳng thẳng đứng thì bàn độ đứng cũng quay theo —
oe in ”
mg ¬.-
me
“Hình 48: Bên đỀ đăng và ấy điều chỉnh dng they
Cấu tạo bản độ đứng cũng tương tự bản độ ngang, nhưng cĩ khác nhau ở 2 điểm sau:
~ Trên bàn độ ngang cĩ ghi liên tục từ 0+360” hoặc tử 0+400gr theo chiều kim
đồng hỗ, cịn trên bản độ đứng thì cỏ loại khắc liên tục thuận hay nghịch chiều kim đồng hồ, cĩ loại khắc độ khơng liên tục mã đối xứng từ 0°z90”
~ Khi đo gốc bằng thì phải khĩa bản độ ngang cịn du xích quay theo ống kính
'Ngược lại khi đo gĩc đứng do cau tạo bản độ đứng gắn chặt với ống kính nên ơng kính quay bản độ đứng quay theo, cịn du xích đứng yên
Trang 22
Hinh 4.9: Bàn độ đứng của máy Theo 030 (Đức)
~ Cấu tạo bản độ đứng và du xích chúng 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 100ạr (thuận kính) và 270” hay 300 gr (đảo kính) Các trị số này oi là số đọc ban đầu lý thuyết, được ký hiệu là MOI.r - Thực tế bản độ đứng và du xích khơng lúc nào cũng thỏa mãn điều kiện trên mà MOr và MOL khác nhau một gĩc a,
Hình 4.10: Sơ đổ bí 'MOr và MOyy
* Ơng thuỷ: “Trên máy kinh vĩ cĩ bài lồi ống thuỷ: trên và đủ, tác dụng của ống thay La
đưa một đường thăng, một mặt phẳng về vị trí nằm ngang hoặc thắng đứng theo
phương thy tn dây dọi |
Tùng để cân máy sơ bộ ở vị trí nằm ngang, bằng chân máy
Hình 4.6: ng
thủy trịn
Cầu tạo mặt đáy phẳng, mặt trên là mặt cầu cỏ bán kính 0.5-2m Trên mặt cầu
Trang 23Theo chiéu doc mit trén ca ống thủy đải là mặt cầu cĩ bán kính rắt lớn (10- 200m) Khắc vạch đối xứng qua điểm chuẩn
Điểm giữa các bọt thủy trùng với điểm chuẩn thì lúc đỏ trục ống thủy dải nằm ngàng [=zzrz::=¬ "nh 47: ơng thủy đài
* Để máy: Các loại máy kinh vĩ đều cĩ để máy hình tam giác đều Để máy được Si ¬ đờ bằng W 3 ốc cân máy Các ốc căn này được bố trí ở gần các định tam giác đều
* Bộ phận định tâm: (Quả dọi, độ chính xác khơng cao (£3"S+5)
Doi diém quang học: Là ống kinh được lắp vào máy ở phía dưới thân máy "Nếu nhìn qua ống kính định tâm quang học ta thấy các vịng trịn đồng tâm trong
ống kính được chiều xuống mặt đất
* Các khĩa hãm:
Các loại khĩa hầm của máy kinh vĩ thường dùng ma sắt để giữ cho nền cĩ
thêm hệ thống ốc vi động tương ứng để cho các bộ phận của máy được thực hiện
cbuyên động nhỏ với mục đích là ngắm và bắt mục tiêu chính xác .Oc hãm du xích: Tức hãm trục quay máy Oc hãm trục quay ống kính,
Oc vi động đưa màng dây chữ thập vào mục tiêu (ĩc vi động ngang, éc vi động đứng), ©e điều chỉnh: Oc điều chỉnh bọt thủy và ốc điểu chỉnh mảng dây chữ thập
im trong vỏ bọc kính mắt 4.2.3 Phân loại máy Kinh vi:
"Phân loại theo nguyễn lÿ cầu tạo + May kinh vĩ — vành độ bằng kim loại Thí dụ TTS
-+ Máy kinh vĩ quang học — vành độ bằng thủy tinh Thi dy Thao 020
“+ Máy kinh vĩ điện tử- đọc số bằng bộ đếm điện tử Thí dụ T-100 "Phân loại theo độ chính xác
ˆ> Độ chính xác cao, mạ = 0.5" ~ 3.0” Thí dụ Will TI; Theo 010 + Độ chính xác trung bình, mạ = 3.0” — 10.” Thí dụ Theo 020, T100 ¬> Độ chính xác thấp, my = 10" — 60" Thi du Theo 080
3 PHUONG PHAP Căn cứ vào yêu cầu độ chính xác vả tính năng của từng loại máy để chọn các ĐĨ GĨC BANG
phương pháp đo thích hợp
Trang 24Tinh 4-11 31 Phương pháp do gĩc đơn giản: ° Hình 412
"Phương pháp này thường áp dụng để đo gĩc bằng tại một trạm đo cĩ 2 hướng Giả sử đo gĩc bang tai diém O giữa 2 hướng OA và OB Máy kinh vĩ đặt tại O và tiêu dựng tại A va B Sau khi định tâm và cân bằng máy ta tiến hành đo như sau:
> Vị trí thuận kính (TR): Đồng khĩa bản độ ngang mở khĩa hăm, quay máy đưa ống kính ngắm điểm 7 ‘A, doc duge trị số trên bản độ ngang là a, Quay máy thuận chiều kim đồng hồ đưa
ống kính ngắm chính xác điêm B, đọc được trị số trên bản độ ngang là b, Giá trị gĩc AƠB của nứa lần đo là: _ ƒ; a
* Vi tri dao kính (PH): |
Đảo ống kính quay máy 180”, đưa ống kính ngắm chính xác điểm B trước,
đọc được trị số trên bản độ ngang là bạ
Mở khỏa hãm, quay máy theo chiéu kim đồng hồ ngắm chính xác đọc số trên bản độ ngang là a;, Giá tị gĩc AOB nữa lần đo đảo kính là: f;
* Kiếm tra:
Nếu ƒ - b;> ‡2t (t: độ chính xác của máy) thì phải đo lại
Nếu jị ~b;< #2t th giá trị gĩc AOB một lần đo được tính theo cơng thức: A8.) A bra z
“Trong thực tế giá trị gốc cần xác định khơng nhữn ase
nhiễu lần, số lần đo phải phụ thuộc vào độ chính xác yêu
#Chú(: ~ Để giảm sai số do vạch khắc khơng đẫu, nếu gĩc cẩn đo n lẫn, sau mỗi lẫn
đo cần phải đổi vị ví bản độ ngang của hưởng ngẫm đẫu tên đi một gĩc = 15”
Trang 25- Trong một nứa lẫn đo (thuận kính hay đáo kính) khơng được thay đối vị tri bàn độ ngang: ~ Nếu giá trị by< ay vi bs < a = Thi: by = by+360° b9=b,+360° §&=b›-a;
“Kết quả đo gĩc theo phương pháp đo gĩc đơn giản
Trạm đo O: — Người dimg máy: — Ngày đo: _Người ghỉ sổ:
sm rot ban | 715" | cuz wr je] GOT [Gla tr ec] wp
ISTH thảm đĩ đng | indi | 2 ngơn | độ đứng |_ neang an@? | Liên đo | niềndo | ® 8 rang binh| rung binn| HC Hoe a 1mm Ð | TR-Japagj7 330 ila 2750 00 57 3430" ne BPH | gee Bl 57 20 30 30 J a a OF 00 ae bo B | me | mzøjsrsm 30 , A zƑ WH 00715 35° oo aes PH 2257 0g|57 35" 00' d0 Sais kid gic bangs 3.2.1.Sai sé do may:
“Tuy đã được kiểm nghiệm điều chỉnh nhưng vẫn chưa đảm báo, vi thể khi đo cơn tổn tại các sai số sau:
* Sại sử do brục đăng củo mắy khơng thẳng đứng:
Sai số này khơng cĩ biện pháp khắc phục, vì vậy khi đo cẳn chú ý cân bằng
máy chính xác dựa vào ơng thủy dài trên bản độ ngang Anh hưởng của sai số này tăng theo độ lớn của gốc nghiêng trục ngắm với
đường nằm ngang :
* Sai sé do trục ngẫm khơng vuơng gĩc với trục quay ơng kính (sai số 2€)
Sai số này khơng ảnh hưởng đến kết quả đo gĩc nêu khi đo để ở 2 vị trí TR và
PH Lay tr số trung bình làm kết quả đo * Sai số do bản độ khắc vạch khơng déu:
c phục: Đo gĩc n lần Mỗi lần phải thay đổi vị trí bản độ ngang đối với
hưởng ngắm ban đầu là 180°/n, Sai số này khơng triệt tiêu hồn tồn, nhưng cĩ thể
Trang 26Sai số ngắm bằng mắt thường lá +60” Nhìn qua ống kinh cĩ độ phĩng đại là
w
Trang 27
a vinmho: S88 EP" “Trong tam giée CHC’: m=CC’sina v„CCsng „„ 5 3.2.3 Sai số do ngoại cảnh cà
Mơi trường khơng khí khơng đồng nhất sẽ gay ra hiện tượng khúc xạ và chiết
quang sẽ làm cho tỉa ngắm thay đơi vả bị rung Đáng chú ý là chiết quang
"Nhiệt độ, mưa nắng, giĩ cũng làm ảnh hưởng đến máy mĩc và kết quả đo Để khắc phục những ảnh hưởng trên ta cần chọn điều kiện vả thời gian đo
thích hợp Khi đo nên cĩ ơ che máy 4 PHƯƠNG PHAP DO GOC DUNG
Giả sử tại trạm máy A, cần do gĩc đứng của hướng TN, ta tiến hành như sau:
4.1 Vị trí thuận kinh (TR):
~ Quay máy đưa ơng kính lên ngắm điểm N, dùng ốc vi động đưa bọt thuỷ trên du xich bàn độ đứng vảo giữa, đọc số trên bàn độ đứng TR (vi dụ là
TR=35°10'00"")
4.2 Vj tri déo kính (PH):
Trang 28= * 3 No Theme 7= “ b Hinh 4.10: Sơ đỗ xác định MOrr ~ trí thuận kinh (TR)
'Đưa ống kính ngắm điểm P, vi động bọt thủy du xích bàn độ đứng vào giữa,
.đọc ở bản độ đứng được TR Theo hinh 4.10a: Vy=MO,r- ~ Vị tí đảo kinh (PH): TR,
‘Dao ống kính, quay máy 180", đưa ống kính ngắm điểm P, vi động bọt thủy
trên dụ xích bản độ đứng vào giữ và đọc ở bản độ đứng được PH Theo hình 4.10b: Vn=PH - (MOrr+180”) Vi ca 2 vị trí bàn độ đứng đều ngắm P nên: Vr= Vịn, ‘Tite là: MOsr- TR = PH - (MO,r+180P) Vậy: Pen 1 2 Mo, 180° _ 35°1000%+324°5200"-180" 2 2 “Tính gĩc đừng V (theo TR): Vin= MOrr— TR=90°01'00""-35°10"00"=54"51°00" a “Tính gĩc đứng V (theo PH): ‘Vou=PH-(MOrr+180°)=324"52°00"(90°01"00"+180") =54°51°00" @ 9090100 Tacĩ: v— ®Vạy _ (MO, ~TR)+PH —(MO, +IRP) 2 ? vị (PM ~TR~I80/) 2 @) — —-—- , - Khi đo gĩc đứng nếu yêu cầu độ chính xác cao, tỉ ta phải đo ở bai vị trì bàn độ đứng tri và áp dụng cơng thức (3)
~ Nếu độ chính xác khơng cao thì ta cần tìm MOxr của máy theo cơng thức,
Trang 29BAIS: DO DAL
1 Nguyên lý đo đài:
~ Đo khoảng cách trực tiếp lả dùng dụng cụ đo trực tiếp xác định khoảng cách
Vi du: do khoảng cách bằng thước thép - Đo khoảng cách giản tiếp là đo các đại lượng khác cần thiết để xác định
khoảng cách Ví dụ: đo khoảng cách theo phương pháp lượng giác, bằng sĩng ảnh sáng, bằng hệ thống định vị GPS
2 Do dai trực tiếp bằng thước thép
21 Xéc định hướng đường thẳng Chiều dài đoạn .đo thường đãi hơn chiều dãi của thước do đồ ta phải tiến hành kéo thước nhiêu lần Để tăng độ chính xác phải tiến hành định hướng đường thing Ta đùng cọc sắt hoặc tiêu để xác định các điểm trên đường thẳng Hai
Tid nhàn cỗ khoảng cảch ngân bơi chiều đại của mui một
2.1.1 Xác định hướng đường thẳng bằng mắt: (dùng cho trường hợp độ chỉnh xác
khơng cao ~ sai số m= 1")
Tĩnh ST
* Trưởng Tiêu dựng cổ định tại A, B một người đớng cách tên Á khoảng 2.3m ngắm hợp A B trồng thẫy nhan: hướng * Trường hợp hai điềm A và B khơng thấy nhau: từ À đến B Đặt tiêu ại C, D lúc đơ ngắm từ A khơng cơn thấy tiêu B, C
Chang han giữa chúng là 1 quả đồi ta áp dụng phương pháp nhích dần để xác
Trang 305 A 8 c D A œ 8 be co oF Hình 5.2
Dumg tu tai A, B Chon D; sao cho thầy A trên AD, chọn C, thấy B tip tục đến lúc ACD thẳng hàng và CDB thấy nhau (thẳng hằng) * Trưởng hợp giữu A và B là vùng đất trùng:
Hình 53
Từ A ngắm B, đặt tiêu Ni C che khuất B; từ ngắm D sao cho bị C che khuất từ A ngắm E sao cho bị D che khuất 2.1.2 Xác định hướng đường thẳng bằng máy kink
chính xác cao) * Khi 2 điễm A và B rồng thấy nhau 2) i: (Ap dung khi yêu cầu độ Hình 54
Đặt máy kính vĩ tạ A, định tâm cân bằng máy Đưa ống kính ngắm tiêu tại B Khố máy dùng ốc vi động đưa dây đứng của mảng dây chữ thập vào giữa tiêu ngắm Sau đỏ cảm tiêu tại C, D sao cho ảnh tiêu ngắm trủng với dây đứng của
màng dây chữ thập
Trang 31* Trường hợp 2 diém 4 và B khơng trơng thấy nhau:
Chẳng hạn giữa A và B là 1 ngơi nhà Ta áp dụng phương pháp đồng dạng để xác định hướng như sau:
Hình 5.5 ~ Chọn điểm 1 bắt kỹ sao cho từ I thấy A, B: ~ Gĩc xác định bằng máy kinh vĩ
~ Dũng thước thép đo: AM, MN, NI, IB
~ Dùng máy kinh vĩ đặt tại M, N xác định được hưởng Mx, Ny Trên Mx, Ny đo ra Khoảng cach MC, ND 3.Đo khoảng cách bằng thước thép
‘Dung cu: - Thưới thép cuộn cĩ chia vạch đến 1cm, bộ que sắt (hoặc cọc gỗ) tiêu ngắm và thước đo gĩc đứng đơn giản bet 4g Tiên hành:
_ - Mậttơ đo gỗm 3 người: 2 người kê thước, Ì người xác định hướng và ghỉ -+ Đọn sạch cỏ cây trên hưởng AB, xác định hướng đường thẳng bằng mắy
+ Nguoi thir nhat cim dầu vạch “0” dùng que sắt giữ chặt đầu thước sao cho
vạch "0" trùng với đỉnh cọc điểm A Người thứ 2 cằm đầu thước cĩ vạch 20, 30,
30m Kẻo 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 đĩ người thứ nhất nhơ que sắt tại A và cá 2 người tiễn về phía trước khi người thứ nhất đến điểm
1 th tiền hành như cũ Đễn đoạn cuối cũng căn cứ vào tâm đính cọc B để đọc phần lẻ rên thước n -+ SỐ cọc người thử 2 đã cắm n là số lẫn đặt thước D=nltr+nAh+ nA, Hay D=nk+r+AD,+ AD, Trong do; —_
.AD,: Số hiệu chính do kiểm nghiệm thước
.AD,: Số hiệu chỉnh do nhiệt độ
~ Thơng thường chiều dài của đoạn thẳng được đo 2 lần (đo đi và đo về),
đăng sai số khép tương đối để đánh giá độ chính xác và lấy giá trị trong bình cơn 2
lần đo làm kết quả chiêu đải của đoạn thẳng
- Nếu cĩ chiễu đải nằm nghiêng ta chuyển về chiều đài nằm ngang Muốn vậy phải đo gốc V hoặc chênh cao h “Hình 5.7 a Trường hợp đo gĩc nghiêng V- §=D.cosV Hoặc: S-D+AD, "Trong đĩ:
Trang 33
350
; Trung hap do chit i don hing wn di ino, king ab a
He ee tương đổi đều nhau
> 5u=¥5,
2.3 D@ chinh xác đo chiều đài bằng thước tháp 31 311 Các nguyễn nhân sai số:
Do chiều dải thước Sai số do độ dốc
Sai số do định hướng đường thắng Sai số do thước bị cong
Sai số do lực kéo khơng đều Sai số do nhiệt độ
Sai số do bản thân việc đo
3.3.2 Trong số trường hợp thực tế ta thường ding sai sé khép tương đổi để đảnh giá độ chỉnh xác kết quả đo dài 1_AS T Ss, ‘Si: hi gid tri trung bình giữa 2 lần đo đi đo vẻ AS=§,-Su vi - mpi vào loại địa hình qui định: long “asso + Đơi với địa hình miễn núi: ase s ` ng
3 Đo dài bằng máy kinh vi va mia
Đo dài bằng phương pháp này sir dung diy thi cy hay cịn gọi là dây đo
khoảng cách của máy Dây thị cự gồm đây trên và dây dưới đối xứng nhau qua dây
chữ thập ngang- dây giữa
.3:1 Trường hợp trục ngắm nằm ngang:
Trang 34
Hình 58
~ Để đo chiều dai D ta đặt máy sao cho trục quay của máy VV theo phương
đường dây dọi đi qua điểm A và đặt mía tại B
n= trị số dây trên - trị số dây dưới = khoảng cách giữa 2 đây trên mí - Nếu trục ngắm OI nằm ngang: D = E + f+ ư
E: Khoảng cách từ tiêu điểm trước của kính vật đến mia, ' Tiêu cự của kính vật
: Khoảng cách từ tâm của kính vật đến trục quay của máy
~ Dựa vào hình vé: Am’Fn’~ AMEN =(IP).n @) Đặt k = PP = const Để thuận tiện người ta đặt k = 100, k=100:n=M-N
+ Trong d6: M tri s6 doe diy trén trén mia `N tị số đọc đây dưới trên mia,
Trang 35
Hình 59
~ Hướng ngắm khơng vuơng gĩc với mía, khoảng chắn trên mỉa là n
- Giả sử ta cĩ thể quay mia vuơng gĩc với hướng ngắm khi đĩ khoảng chắn trên mía sẽ là
2 D=kn'tq ay
- Vi mia sau khi quay vuơng gĩc với hướng ngắm đã nghiêng một gĩc V' - Khoảng cách tử máy đến mia tương đổi lớn hơn khoảng cách 2 dây Xem các tia sáng qua mảng dây chữ thập song song nhau
n’=n.cosV - Thay (2) vào (1): @) D=kneeosV+ú ~ Khi chuyển về chiều đài nằm ngang S: DieosV = Km ~ Nếu bỏ qua q thi: ~ Trong đồ:
AD = K.nsin"V: Là số hiệu chính vào chiều dải nghiêng khi chuyển về chiều nằm ngàng, - Máy đo đài thị cự thẳng cĩ cấu tạo đơn giản, quá trình đo tiện lợi nhanh chống Tuy nhiên độ chỉnh xác khơng cao vào khoảng 1:300-1:500 v sai số đọc trên mìa khá lớn
Trang 36
BÀI 6: ĐO CAO
1 Nguyên lý đo cao
~ Độ cao là một trong ba đại lượng cơ bản trong trắc địa ngồi khoảng cách vả
ĩc nhằm thể hiện địa hình trên bán đồ hoặc mặt cắt cản xác định độ cao đặc trưng
của các điểm trên - Độ cao của một điểm là khoảng cách từ điểm đỏ đến mặt Geoid (cịn gọi là mặt đất mật thủy chuẩn quả đấu theo đường dây doi Nhu vậy việc xác định độ cao của một điểm chính là xác định khoảng cách đĩ - Trang thực lổ ít khi người ta xác định trộc tiếu khoảng cáo đĩ mã thường người ta xác định độ chênh cao giữa hai điểm và từ một điểm đã biết cao độ để tỉnh
Ta được cao độ của điểm kia
* Cứ nắt nhiều phương pháp xác định độ cao
~ Phương pháp đo cao hình học (cịn gọi là đo cao thủy chuẩn): dùng máy thủy bình và mía 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 lý bình thơng nhau
~ Phương pháp do cao dp kẻ: dựa vào mỗi quan hệ giữa áp suất khơng khí với độ cao Xác xi độ cao bằng phương pháp trắc địa ánh: dựa vào ảnh chụp thơng qua máy lập th ~ Xác định độ cao bằng sĩng ảnh sảng vủ sĩng tử: dựa vào sự truyền ảnh sáng và sống từ
~ Phương pháp đo cao tự động: dựa vào nguyên lý hoat động của con lắc
2 Máy thuỷ bình và mia 2.1 Céu tao méy thus bình
- Để xác định hiệu độ cao giữa 2 điểm ta sử dụng một mặt phẳng song song với mặt Geoid quá đắt Máy tạo ra tỉa ngắm song song với mặt phẳng nằm ngang được gọi là máy thuy binh
~ Máy thủy bình cấu tạo gần giống máy kinh vĩ, cũng gồm các bộ phận sau: + Ơng kinh để xác định tỉa ngắm ¬+ Bộ phận đưa ta ngắm nằm ngang
+ ey, chn máy,
+ Ơng thuỷ trịn để đưa máy ở vi tương đối bằng phẳng Ĩc cân máy đưa trục quay của my vé vi tri thing đứng Dé máy gắn với thân máy, chân ốc nhờ ốc ly hợp
+ Oc vi động dùng dé đưa đây chữ thập vào giữa mìa Ốc vi động nghiêng, cđùng để đưa 2 nữa bọt nước tring nhau
~ Máy thủy bình cơ ba đặc điểm riếng cơ bản sau:
+ Trục của ống kính (C-C) khơng gắn cổ định với trục đứng (V-V) của máy mã cĩ thể di động một gĩc nh trên mặt phẳng thẳng đứng nhữ ĩc
vi động đứng g ở
+ Ong thủy đài được gắn chặt với song song với trục ngẫm (C-C)
kinh sao cho trục (L-L) của nĩ
Trang 37
Hoh 74: Ci trực của my tây bả: Y-F: trục quay của ‘may; C-C: true ngiim; L-L: trục ống thủy đài
+ Hinh ảnh của bọt nước được một hệ thống lãng kính chiếu tách ra thảnh -2 nhánh Parabol Sau khi cân máy 2 nhánh Parabol trùng khít nhau thì trục ngắm ở vị trí nằm ngang ` Sy ⁄à 258
"Hình 7.5: ảnh bọt thủy dài gua hệ thơng lãng kính 2.2 Ci 190 mia ~ Cĩ 2 loại mia một mặt (giống máy kinh vĩ) và mỉa 2 mặt
.~ Mia 2 mặt: 1 mặt sơn đen, Ì mặt sơn đỏ Mặt sơn đen bắt đầu từ 0, mặt sơn
đỏ bắt đầu từ 5cm để kiếm tra số đọc
- Khi đọc thì đọc mặt đen trước, đỏ sau
* Trường hợp khác khí đo bằng bộ đo cực nh thì dây ngang dây thị cự phải là hình nêm và mia phải là mia Invar
3 Phương pháp đo cao hình học 3,1 Đơ cao phía trước
“Xác định độ chênh cao giữa 2 điểm A và B: ~ Đặt mắy tại A, mỉa tại B, Cần máy ngắm mia tại B đọc trị số trên ma là b í: Chiều cao máy,
Trang 38Ie —Xiấ hủy chuẩn qua A I = Mat thay chuẩn qua lu Hình ]: đo cao phía trước
3.2 Do cao từ giữu một trạm máy
Đặt máy thủy bình tại khoảng giữa A va B, đặt mia tai A, B Dung mia tai A và B cân máy ngim doc so trén mia la a va b - i —— a “4 = hú is eae = ee ee ee
~ Ở đây theo hưởng từ A đến B thi mia dmg tai A ti “mia sau” va mia dung tại B là “mia trước” Ta gọi: a là trì số đọc sau, b là tị số đọc trước, ~ Nếu Hạ đã bị
2.3 Đo cao từ giữa nhiều trạm máy: “Trong trường hợp khoảng cách AB lớn hoặc độ chênh cao lớn thì ta khơng thể nào xác định được thì ta cẳn chía ra thảnh các đoạn nhỏ mã dễ đảng xác định theo 2
phương pháp trên
Trang 39
Hình 7.3: Sơ đồ đo cao khi giữa hai điểm cĩ khoảng cách hoặc chênh cao lớn ~ Hiệu độ cao giữa 2 điểm:
a, - Sb, = Sưri số đọc sau - Strj số đọc trước
- Các điểm 1, 2, , n-I: điểm chuyển hoặc điểm chuyển cao độ,
4 Đo cao lượng giác
Trang 40hạy=h! +í-I+Ÿ
- Tủy theo hai yếu tổ đo được trong tam giác IBB` mà h` cĩ thể tính theo các biểu thức khác nhau: + Néu ta do được gĩc đứng V và khoảng cách nằm ngang S
hạy= S4gV +ỉ -I+f + Néu đo gĩc thiên định Z và h’=S.cotgZ
hạy= S.cotgZ +i-1+f
+ Néu S được xác định bằng đây đo thị cự thì S=kn cosV? hạy= 1/2 knsin2V + ¡-1+f”