Bài giảng trắc địa cơ sở chương 4 đo góc và thiết bị đo góc

Chương 4                  Đo góc và thiết bị đo góc 1. Nguyên lý đo góc bằng và góc đứng Một trong những phép đo đạc cơ bản của trắc địa  là đo góc                       Có hai loại góc :  Góc bằng trong mặt phẳng nằm ngang   Góc nghiêng trong mặt phẳng thẳng đứng 1.1. Ngun lý đo góc bằng    Giả sử có 3 điểm S1, M1, N1 trong khơng gian, ở các độ  cao khác nhau trên bề mặt Trái đất     Góc  1 tạo bởi 3 điểm M1S1N1 nằm trong mặt phẳng  nghiêng                  ạnh S1M1 và S1N1 dựng 2 mặt phẳng thẳng đứng     Qua hai c P và Q cắt mặt phẳng nằm ngang H theo hai giao tuyến  S1M và S1N.     Góc   tạo bởi hai giao tuyến đó là góc bằng cần xác định.      Như vậy góc bằng giữa hai hướng trong khơng gian là  góc nhị diện tạo bởi hai mặt phẳng thẳng đứng đi qua  hai hướng đó V P Q M1 • • N1 M• S H • β • N V 1.2. Ngun lý đo góc đứng    Là góc hợp bởi đường thẳng trong khơng gian và  hình chiếu của nó trong mặt phẳng nằm ngang  B • A • H V • B’  Góc đứng      Biến thiên  0o ­ 90o tính từ đường nằm ngang. Hướng  ng         ắm ở trên đường nằm ngang thì góc đứng có giá trị          dươ ng và ngược lại  Góc thiên đỉnh     Là góc tạo bởi phương của dây dọi và hướng ngắm,  ký hiệu  là Z     Tổng của góc thiên đỉnh và góc đứng bằng 90o v+z = 90o Z2                  Z1 V1 H V2 2. Cấu tạo máy kinh vĩ 2.1. Ngun lý cấu tạo máy kinh vĩ              Tác dụng chủ yếu của máy kinh vĩ                  là dùng để đo góc.      Ngồi ra cũng có thể dùng máy          kinh vĩ để đo chiều dài và độ cao.  Ngun lý cấu tạo chung của máy kinh vĩ Bộ phận ngắm: là ống kính, có thể chuyển động trong  mặt phẳng đứng quanh trục quay của nó          Bộ         phận đọc số     ­ Bàn độ ngang  có tác dụng để ghi nhận khoảng quay  giữa 2 mặt phẳng chứa tia ngắm      ­ Bàn độ đứng  dùng để đo góc đứng Bộ phận chiếu điểm và cân bằng máy: gồm chân máy,  quả dọi, ống thuỷ và các ốc cân máy                   10     Bàn độ đứng     V         ề nguyên lý  đọc số ở bàn độ đứng cũng giõng như         ộ ngang. Có một số đặc điểm cấu tạo và điều  bàn đ kiện kỹ thuật riêng phù hợp với việc đo góc đứng      Bàn độ đứng được gắn liền với trục quay của ống  kính. Khi ống kính quay thì bàn độ đứng quay theo 18    ống thuỷ    Tác dụng của ống thuỷ là để đưa một đường thẳng,  một mặt phẳng về vị trí nằm ngang hoặc thẳng đứng.           Ngun lý của ống thuỷ là ứng dụng tính chất vật lý:          trong bình kín chứa đầy chất lỏng, bọt khí ln ln  chiếm vị trí cao nhất. Nếu mặt trên của bình kín là  mặt cầu thì có thể tìm được một điểm G  ở giữa mặt  cầu mà mặt phẳng tiếp tuyến với mặt cầu tại đó  song song với mặt phẳng  đáy của bình 19 3.3 Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh máy kinh vĩ     Căn cứ vào ngun lý và u cầu độ chính xác đo  góc, máy kinh vĩ phải thoả mãn các điều kiện hình           học đã nêu trong 3.3.1            Trước khi đo góc các điều kiện trên phải được kiểm  nghiệm, trong trường hợp có sai số cần phải được  hiệu chỉnh 20                  21 3.3.1 Trục ngắm ống kính (C­C) vng góc  với trục quay ống kính (Q­Q) Đọc số đọc bàn độ trái (N1) và số đọc bàn độ phải  (N2)  Nếu N2­N1 =180o Khơng phải hiệu chỉnh        N2­N1 # 180o Phải hiệu chỉnh (Sai số 2C)  2C = (N2 ±180o) ­ N1 N TB N1 N1 180o 22 A  B 23 3.3.2 Trục quay ống kính (Q­Q) vng góc  với trục quay của máy (V­V) Đọc số trên mia ở bàn độ trái (O1) và ở bàn độ phải  (O2)  Nếu O1 = O2 Khơng phải hiệu chỉnh        O1 # O2 Phải hiệu chỉnh (Sai số 2i)  O TB O1 O 2 3.3.3 Trục ống thuỷ dài (T­T) vng góc  với trục quay của máy (V­V) 24 P Otb O2 09 10 11 O1 O 25 3.3.4. Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh MO MO là số đọc trên bàn độ đứng khi ống kính ở vị trí  nằm ngang và song song với đường đáy bọt nước thuỷ  dài, thì khi đó vạch chuẩn số đọc trên bàn độ đứng ở vị  trí trung tâm   Nếu bàn độ đứng ở vị trí trung tâm thì MO = 0  Nếu MO ≠ 0 và vượt q giới hạn cho phép thì phải  hiệu chỉnh  Đọc số đọc trên bàn độ đứng ở vị trí bàn độ trái (Tr) và  vị trí bàn độ phải (Ph)  Ph Tr 180o MO 26    3.4 Các phương pháp đo góc bằng  3.4.1 Phương pháp đo vịng A a 1 a 2 B b 1 b 2 β2 β1 β M β1 b1 a1 β2 b2 a β β2 β1 27  3.4.2 Phương pháp đo lặp B A a 0 an β M an k 360o 2n a0 n: số lần lặp k: số lần vượt q 360o 28 Phương pháp đo tồn vịng             B A M D C 29  Ví dụ: Kết quả đo góc Trạm  Điểm  máy ngắm M Giá trị bàn  độ Tr Giá trị bàn  độ Ph 2C Giá trị  trung  bình Quy 0 Góc bằng A 00 00 00 180 00 20 ­20 00 00 10 00 00 00 B 89 54 30 269 54 54 ­24 89 54 42 89 54 30 89 54 30 C 168 44 24 248 44 36 ­12 168 44 30 168 44 18 78 49 48 D 290 58 48 110 59 00 ­12 A 00 00 10 180 00 20 ­10 290 58 54 290 58 42 138 12 26 00 00 15 00 00 00 (00 00 12) 30 3.5. Đo góc đứng:                  V B A 31 Nếu vạch khắc bàn độ đứng 0­360o thuận chiều  kim đồng hồ       MO = (Ph + Tr)/2 – 90o          V = (Ph ­ Tr)/2 + 90o Nếu vạch khắc bàn độ đứng 0­360o ngược  chiều kim đồng hồ       MO = (Ph + Tr)/2 – 90o          V = (Tr – Ph)/2 + 90o 32 ... 89  54? ?30 89  54? ?30 C 168? ?44   24 248 ? ?44  36 ­12 168? ?44  30 168? ?44  18 78? ?49 ? ?48 D 290 58? ?48 110 59 00 ­12 A 00 00 10 180 00 20 ­10 290 58  54 290 58? ?42 138 12 26 00 00 15 00 00 00 (00 00 12) 30 3.5.? ?Đo? ?góc? ?đứng:...1. Nguyên lý? ?đo? ?góc? ?bằng? ?và? ?góc? ?đứng Một trong những phép? ?đo? ?đạc? ?cơ? ?bản của? ?trắc? ?địa? ? là? ?đo? ?góc? ?                      Có hai loại? ?góc? ?: ? ?Góc? ?bằng trong mặt phẳng nằm ngang  ? ?Góc? ?nghiêng trong mặt phẳng thẳng đứng...  Ví dụ: Kết quả? ?đo? ?góc Trạm  Điểm  máy ngắm M Giá trị bàn  độ Tr Giá trị bàn  độ Ph 2C Giá trị  trung  bình Quy 0 Góc? ?bằng A 00 00 00 180 00 20 ­20 00 00 10 00 00 00 B 89  54? ?30 269  54? ? 54 ­ 24 89  54? ?42 89  54? ?30