Giáo trình Đo đạc cơ bản (Nghề Trắc địa công trình CĐTC)

BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ XÂY DỰNG GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: ĐO ĐẠC CƠ BẢN NGHỀ: TRẮC ĐỊA CƠNG TRÌNH TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG, TRUNG CẤP Quảng Ninh, năm 2021 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm PHẦN ĐO GÓC VÀ THIẾT BỊ ĐO GÓC BÀI 1.MÁY KINH VĨ Nguyên lý đo góc 1.1 Nguyên lý đo góc Giã sử ta phải đo góc hai hướng AB AC; A, B, C có cao độ khác Góc hai hướng AB AC góc BAC mà góc B'A'C'=  hình chiếu góc BAC xuống mặt phẳng nằm ngang (hình 4.1) Vậy góc góc nhị diện tạo hai mặt phẳng thẳng góc với mặt phẳng nằm ngang chứa hướng ngắm Hình 4.1 Ngun lý đo góc 1.2 Ngun lý đo góc đứng Theo khái niệm khơng gian góc đường thẳng mặt phẳng góc đứng góc tạo bời đường ngắm hình chiếu lên mặt phẳng nằm ngang (hình 4.2) Nếu góc đứng hướng ngắm nằm mặt phẳng nằm ngang góc đứng dương Ngược lại, hướng ngắm nằm mặt phẳng nằm ngang góc đứng âm Do góc đứng có giá trị từ 00÷ 900 tính từ đường nằm ngang Hình 4.2 Ngun lý đo góc đứng Cấu tạo máy kinh vĩ Theo nguyên lý cấu tạo bàn độ máy kinh vĩ phân loại: Máy kinh vĩ học, máy kinh vĩ quang học, máy kinh vĩ điện tử 2.1 Các trục Máy kinh vĩ có trục bản: Trục đứng VV- trục quay máy, trục ngắm CC- trục quang học ống kính, trục ngang QQ- trục quay ống kính, trục ngang TT- trục ống thuỷ dài 2.2 Các điều kiện hình học Các trục máy kinh vĩ phải thoả mãn điều kiện hình học sau: - Trục đứng VV vng góc với trục TT ống thuỷ dài; - Trục ngắm CC vng góc với trục quay ống kính QQ (sai số 2C) - Trục đứng VV vng góc với trục quay ống kính QQ (sai số 2i); Hình 4.3 Các trục máy kinh vĩ 2.3 Các phận máy kinh vĩ Máy kinh vĩ quang học có phận sau: - Bộ phận ngắm bao gồm ống kính ống ngắm sơ - Bộ phận đo góc bao gồm bàn độ ngang bàn độ đứng - Bộ phận định tâm, cân máy bao gồm ống thuỷ tròn, ống thuỷ dài, dọi (dọi học, ống dọi quang học, dọi laser), ốc cân máy - Bộ phận đọc số bao gồm ống kính phụ đọc số, gương chiếu sáng - Các ốc hãm chuyển động 2.3.1 Ống kính Cơng dụng ống kính để ngắm vật xa rõ ràng xác a Cấu tạo ống kính Hình 4.4 Cấu tạo ống kính 1- Vỏ ống kính, 2- kính vật, 3- ốc điều ảnh, 4- Ống định vị lưới ngắm, 5- lăng kính điều quang, 6- lưới ngắm, 7- kính mắt, 8- ốc điều chỉnh lưới ngắm Kính vật (2) có tác dụng biến tiêu ngắm thành ảnh nghịch thực thu nhỏ Kính mắt (7) biến ảnh thực thành ảnh ảo phóng đại Lưới ngắm (6) khắc thuỷ tinh mỏng dùng để bắt tiêu ngắm ốc điều ảnh (3) để chuyển vị lăng kính điều quang Lăng kính điều quang (5) để điều chỉnh độ nét ảnh b Tính kỹ thuật ống kính - Điều kiện góc nhìn thuận lợi nhỏ phút - Độ phóng đại ống kính vx = 25x (25 lần) - Tầm ngắm cho phép từ 2,1m  ∞ - Thị trường (vùng ngắm) ống kính 1o,65 c Lưới ngắm Lưới ngắm khắc đường mảnh sắc nét, màu đen kính mỏng đặt khung trịn Lưới có hai nằm vng góc với dứng ngang; giao điểm chúng nằm trục quang học CC ống kính Ngồi hai trên, tuỳ theo loại máy khắc ngang (hoặc cong) để đo chiều dài (chênh cao) Lưới ngắm định vị ốc điều chỉnh (8) Hình 4.5 Cấu tạo lưới ngắm 2.3.2 Ống thủy a Ống thuỷ dài Ống thuỷ dài dùng để cân máy xác Nó để đưa trục máy vị trí nằm ngang thẳng đứng Cấu tạo ống thuỷ dài gồm ống thuỷ tinh bịt kín, bên chứa đầy chất lỏng ete khoảng không nhỏ gọi bọt thuỷ (hình 4.6) Mặt ống thuỷ dài chỏm cầu có bán kính từ 10m đến 100m Điểm chỏm cầu gọi điểm chuẩn, đánh dấu vạch khắc đối xứng qua Tiếp tuyến với chỏm cầu điểm chuẩn gọi trục ống thuỷ dài Mỗi ống thuỷ dài có trục ống thuỷ dài Hình 4.6 Ống thủy dài Thông thường khoảng chia ống thuỷ dài 2mm Góc tâm  chắn cung trịn tương ứng l=2mm mặt cầu gọi độ nhạy ống thuỷ dài "= l  " R (4.1) Khi bọt thuỷ trùng với điểm chuẩn trục ống thuỷ dài vị trí nằm ngang b Ống thuỷ tròn Ống thuỷ tròn dùng để cân máy sơ Nó sở để đưa trục quay VV máy vị trí thẳng đứng (vng góc với mặt thuỷ chuẩn) Về cấu tạo, ống thuỷ tròn gồm bầu thuỷ tinh hình trụ, bên mặt chỏm cầu có bán kính từ 0,5–2m, chứa chất lỏng ête bọt thuỷ tròn Trục ống thuỷ trịn bán kính qua điểm trung tâm chỏm cầu Điểm đánh dấu vòng trịn đồng tâm có bán kính chênh mm, khắc mặt ống thuỷ tròn Mỗi máy kinh vĩ có ống thuỷ trịn gắn bàn độ ngang Khi bọt thuỷ trịn vị trớ Hình 2.7 Ống thủy trịn trung tâm (điểm chuẩn) trục ống thuỷ tròn trục đứng VV máy chiếm vị trí thẳng đứng (phương dây dọi) 2.3.3 Bàn độ ngang Bàn độ ngang để đo góc Bàn độ ngang bao gồm vành độ vành du xích vòng tròn đồng tâm lắp lồng nhau, chất liệu thuỷ tinh suốt; vành độ có khắc vạch chia theo độ (hoặc grad) ghi số từ 00 đến 3600 theo chiều kim đồng hồ Giá trị khoảng chia nhỏ vành độ 10, 30’, 20’, 10’ Giá trị khoảng chia nhỏ vành du xích phụ thuộc vào giá trị khoảng chia vành bàn độ (bằng 1’ máy kinh vĩ 3T- 5KП) a Bàn độ đứng Được sử dụng đo góc đứng, đo cao lượng giác, đo chi tiết phương pháp toàn đạc Về nguyên lý, cấu tạo bàn độ đứng giống bàn độ ngang Tuy nhiên cấu tạo chi tiết có đặc thù riêng liên quan tới việc đo góc đứng Vành độ đứng lắp lồng phía vành du xích gắn liền với trục quay ống kính Khi ống kính quay bàn độ đứng quay theo Việc khắc vạch chia đánh số bàn độ đứng có nhiều phương cách khác khắc số liên tục từ 00 đến 3600 khắc vạch đối xứng qua trục chuẩn xích 00- 00, 00-1800, 900- 2700 (hình 4.8) Do đặc thù cấu tạo bàn độ đứng nên trục ngắm nằm ngang với điều kiện bọt thuỷ dài vị trí trung tâm đường kính gốc bàn độ đứng phải trùng với đường nối hai vạch chuẩn 0- du xích BÀI 13 ĐO CAO HÌNH HỌC 1.Trình tự đo, tính kiểm tra trạm máy 1.1 Đặt máy Đặt máy bước thao tác gồm lấy máy hộp ra, lắp máy lên chân máy đặt vị trí cần đo Trước hết đặt chân máy vị trí cần đo cho chiều cao chân máy vừa tầm phù hợp với chiều cao người ngắm, chân cắm chặt xuống đất, mặt chân máy gần nằm ngang Mở nắp hộp máy, quan sát vị trí đặt máy hộp để đo xong đặt máy vào hộp dễ dàng Mở ốc hãm, lấy máy đặt lên mặt chân máy, vặn ốc nối đế cố định máy chân máy Chú ý vặn ốc nối vừa đủ chặt để sau vặn ốc cân trơn cân dễ dàng 1.2 Cân máy Cân máy thủy chuẩn trình điều chỉnh cho tia ngắm máy nằm mặt phẳng ngang trục quay máy thẳng đứng Để cân máy phải dựa vào ốc cân ống thủy Ống thủy tròn để cân sơ ống thủy dài để cân xác a Cân sơ Dùng ba ốc cân điều chỉnh cho bọt ống thủy tròn vào Với máy cân tự động sau cân sơ máy tự cân xác Với máy cân thơng thường cịn phải thao tác cân xác b Cân xác Sau cân sơ xong, bọt thủy dài cịn lệch vặn ốc nâng E cho bọt ống thủy dài vào Bước 1: Quay máy cho trục ống thủy dài song song với đường nối hai ốc cân (hình 4-18a) Vặn hai ốc cân ngược chiều cho bọt thủy dài vào 3 H' H H H' a) b) H H' c) Hình 4.18 Sơ đồ bước cân máy Bước 2: Quay máy 900, vặn ốc cân đưa bọt ống thủy vào (Hình 4.18b) Bước cần làm kiểm tra lại vài lần 77 Bước 3: Quay máy 180o so với bước (hình 4-18 c) Nếu bọt ống thủy việc cân kết thúc Thơng thường ốc nâng E chưa vị trí xác nên quay máy 180o, bọt ống thủy lệch khoảng Vặn ốc nâng E điều chỉnh bọt ống thủy chuyển trung tâm nửa khoảng lệch, sau vặn ốc cân đưa bọt thủy vào Làm lại bước quay máy hướng, bọt ống thủy dài vị trí lệch tối đa vạch khắc đạt yêu cầu 1.3 Ngắm đọc số mia Vặn ốc kính mắt để nhìn rõ nét lưới chữ thập Cùng người đo cần điều chỉnh lần Mở ốc hãm máy, quay ống kính ngắm mia Vặn ốc điều quang để nhìn rõ nét ảnh mia Vặn ốc vi động ngang đưa dây đứng lưới chữ thập trùng vào cạnh mia (không cần để dây đứng vào mia) Căn vào dây ngang cắt mia để đọc số mia Nếu máy thủy chuẩn cân thông thường, trước đọc số mia phải tiến hành quan sát nhánh parabol để chỉnh bọt thủy dài nằm ngang, hai nhánh Parabol không trùng ta phải tiến hành chập vạch trước độc số Đọc số mia xác đến mm (Hình 4.16b) Đo thủy chuẩn kỹ thuật đo thủy chuẩn hạng IV 2.1 Đo thủy chuẩn kỹ thuật Đặt máy hai mia Sau cân máy xác Thứ tự đo ngắm trạm đo liên tục sau : 1- Đọc số mặt đen mia sau 2- Đọc số mặt đỏ mia sau 3- Đọc số mặt đen mia trước 4- Đọc số mặt đỏ mia trước Thao tác trạm đo theo thứ tự sau: 1) Dùng vít nghiêng đưa bọt nước ống bọt nước cân máy vào 2) Ngắm mặt đen mia sau, vặn vít nghiêng cho hình ảnh hai đầu bọt nước chập Sau đọc số mia theo (1); (2); (3) Ghi kết vào sổ theo vị trí bảng 5-2 3) Xoay mặt đỏ mia sau hướng phía máy lặp lại động tác tương tự thao tác 2, đọc số theo Ghi kết vào sổ theo vị trí (4) 4) Quay máy ngắm mặt đen mia trước lặp lại thao tác thao tác Đọc số mia theo (5); (6); (7) Ghi kết vào sổ theo vị trí (5, (6), (7) 5) Xoay mặt đỏ mia trước hướng phía máy lặp lại động tác tương tự thao tác 2, đọc số theo Ghi kết vào sổ theo vị trí (8) 78 Như ta đo xong trạm máy Trước chuyển sang trạm khác cần phải tính tốn sổ đo: - Tính chênh cao theo mặt đen: (9) = (3) – (7) - Tính chênh cao theo mặt đỏ: (10) = (4) – (8) - Kiểm tra theo quan hệ (11) = (9) - (10)  K ≤  mm - Tính chênh cao trung bình: hTB = (12) = 1/2 {(9) + (10)  K} K thường 100 Sau tính chênh cao trung bình, chuyển qua tính khoảng cách từ máy đến mia sau từ máy đến mia trước sau: - (13) = (1) - (2); (14) = (5) - (6) (13) (14) không vượt 120 m - Số chênh khoảng cách (15) = (13) - (14) ≤  m - Tính chênh tích lũy khoảng cách ( D) đoạn gồm nhiều trạm theo nguyên tắc (16) = (15) + (16) trạm trước ( D) ≤  10 m Sau tính tốn kiểm tra xong trạm 1, thấy số liệu đo tính nằm hạn sai chuyển máy sang trạm Lúc mia trước trạm giữ ngun đóng vai trị mia sau trạm công việc lặp lại Chú ý : Đối với thủy chuẩn kỹ thuật, u cầu độ xác thấp nên trường hợp dùng mia hai mặt, đo theo trình tự “sau-sau-trước-trước” mô tả Trong trường hợp dùng mia mặt, muốn có chênh cao để kiểm tra thay cho mặt đỏ mia hai mặt, trạm máy phải đo hai lần đo Giữa hai lần đo phải thay đổi chiều cao máy 10 cm Sai khác chênh cao hai lần đo khơng vượt q  mm Nếu lý khơng tiếp tục đo (chẳng hạn sau ngày đo), lưu lại ngày sau, phải đóng ba cọc nghỉ xác đinh chênh cao chúng Trước đo tiếp, để tránh tượng cọc bị va chạm lún, cần phải đo kiểm tra Nếu thấy cọc ổn định phép đo tiếp 79 Bảng 4-2 – Cách ghi sổ đo thuỷ chuẩn kỹ thuật Trạm đo Chỉ dướ i Mia sau Số đọc mia Chỉ Mia trước Chỉ dướ i Chỉ trên Mặt Mặt K Số đen + trung hiệu đen- bình mia đỏ chênh Ký đỏ K/C sau K/C trước d d (1) (5) S (3) (4) (2) (6) T (7) (8) (13) (14) S -T (9) (10) (15) (16) (1) (5) S (3) (4) (2) (6) T (7) (8) (13) (14) S -T (9) (10) (15) (16) Ghi cao (11) (12) (11) (12) S T S -T 2.2 Đo thủy chuẩn hạng IV Đặt máy hai mia Sau cân máy xác Thứ tự đo ngắm trạm đo liên tục sau : 1- Đọc số mặt đen mia sau 2- Đọc số mặt đen mia trước 3- Đọc số mặt đỏ mia trước 4- Đọc số mặt đỏ mia sau Thao tác trạm đo 1) Đưa bọt nước ống bọt nước cân máy vào 2) Ngắm mặt đen mia sau, vặn vít nghiêng cho hình ảnh hai đầu bọt nước chập nhau, sau đọc số theo dưới, Ghi vào sổ đo vị trí (1), (2), (3) bảng 4-3 3) Quay máy ngắm mặt đen mia trước lặp lại thao tác mục (2) Ghi vào sổ đo vị trí (4), (5), (6) 80 4) Xoay mặt đỏ mia trước hướng phía máy lặp lại động tác tương tự mục (2), đọc số theo Ghi vào sổ đo vị trí (7) 5) Quay ống kính ngắm mặt đỏ mia sau lặp lại thao tác mục (4) Ghi vào sổ đo vị trí (8) Như ta đo xong trạm máy Trước chuyển sang trạm khác cần phải tính tốn sổ đo: - Tính chênh cao theo mặt đen: (11) = (3) – (6) - Tính chênh cao theo mặt đỏ: (12) = (7) – (8) - Kiểm tra theo quan hệ: (9) = K1 + (6) - (7) ≤  mm (10) = K2 + (3) - (8) ≤  mm (13) = (11) - (12)  K ≤  mm - Tính chênh cao trung bình: hTB = (14) = 1/2 {(11) + (12)  K} Sau tính chênh cao trung bình, chuyển qua tính khoảng cách từ máy đến mia sau từ máy đến mia trước sau: - (15) = (1) - (2); (16) = (4) - (5) (15) (16) không vượt 100 m - Số chênh khoảng cách (17) = (15) - (16) ≤  m - Tính chênh tích lũy khoảng cách ( D) đoạn gồm nhiều trạm theo nguyên tắc (18) = (17) + (18) trạm trước ( D) ≤  10 m đo Chỉ dướ Mia Mia trước i sau Chỉ Trạm đo Bảng 4-3 – Cách ghi sổ đo thuỷ chuẩn hạng IV Chỉ dướ i Chỉ Số đọc mia Ký hiệu mia K Số + trung Mặt Mặt đen- bình đen đỏ đỏ chênh K/C sau K/C trước d d (1) (4) S (3) (8) (10) (2) (5) T (6) (7) (9) (15) (16) S -T (11) (12) (13) (17) (18) (1) (4) S (3) (8) (10) (2) (5) T (6) (7) (9) (15) (16) S -T (11) (12) (13) (17) (18) cao 81 (14) (14) Ghi đo Chỉ dướ Mia Mia i trước sau Chỉ Trạm đo Bảng 4-4 - Ví dụ trang sổ đo thuỷ chuẩn hạng IV Chỉ dướ i Chỉ Số đọc mia Ký hiệu mia K Số + trung Mặt Mặt đen- bình đen đỏ đỏ chênh K/C sau K/C trước d d ĐC 101 1581 1753 S 1192 5670 -3 0802 0975 T 1362 5938 -1 77.9 77,8 S -T 0170 0268 -2 + 0,1 + 0,1 2837 1250 S 2410 6986 1983 0415 T 0832 5309 85,4 83,5 S -T 1578 1677 + 1,9 + 2,0 cao S T S -T S T S -T S … T S -T Với thuỷ chuẩn hạng IV: - Khoảng cách từ máy đến mia : không lớn 100 m 82 0,1690 1,5775 Ghi - Độ chênh khoảng cách từ máy đến mia trước từ máy đến mia sau không lớn  m - Tổng chênh khoảng cách cộng dồn luôn không vượt  10 m - Chênh lệch số K + đen - đỏ không vượt  mm - Độ chênh cao tính theo hai mặt đen đỏ không vượt  mm Trong trình đo thuỷ chuẩn kỹ thuật thuỷ chuẩn hạng IV, nghỉ, tốt nên kết thúc đo ngắm điểm thuỷ chuẩn cố định Nếu khơng vậy, trước lúc nghỉ phải chơn cọc gỗ ( cm  cm  40 cm) đỉnh có đóng đinh mũ trịn cọc mia sắt vào vị trí trước, sau trạm đo cuối Lòng hố sâu 0,3 m (hình 4-26) i i+1 Hình 4-26 Bố trí cọc nghỉ Phương pháp đo ngắm cọc giống trạm bình thường khác Đo xong, lấp đất phủ hố Khi tiếp tục đo buổi sau, trước hết phải kiểm tra lại chênh cao cọc cọc Nếu kết đo lại so với kết đo trước không vượt :  mm thuỷ chuẩn kỹ thuật hạng IV Thì tiếp tục đo từ trạm đo Ngược lại, kết đo lại so với kết đo trước vượt quy định trên, đo kiểm tra lại chênh cao cọc Nếu vượt quy định xử lý sau : + So sánh tổng chênh cao trạm đo trước nghỉ sau nghỉ, không vượt quy định tiếp tục đo từ hai cọc 1và hai cọc + Nếu vượt sai số cho phép phải đo lại từ trạm nghỉ ( từ mốc thuỷ chuẩn ) trước Các loại sai số đo cao hình học biện pháp khắc phục 83 3.1 Ảnh hưởng độ cong trái đất khúc xạ ánh sáng đo thủy chuẩn Mặt thuỷ chuẩn mặt cong, trục ngắm máy thuỷ chuẩn đường thẳng nằm ngang, mặt khác trục ngắm lại qua lớp khơng khí bao quanh trái đất Do độ cao điểm xác định bị ảnh hưởng độ cong trái đất khúc xạ ánh sáng Ảnh hưởng độ cong trái đất đo độ cao điểm chương II trình bày tính theo cơng thức: h = d2 2R Các lớp khí bao quanh trái đất có mật độ khác nhau, lên cao mật độ giảm nên chúng có chiết suất khác Giả sử mơi trường chân khơng lớp khí đồng từ A ngắm thẳng đên B theo hướng AB (hình 4.24) Hình 4.24 Ảnh hưởng khúc xạ Hình 4.25 Ảnh hưởng độ cong trái đất Trong thực tế tia sáng từ B đến A qua lớp khơng khí có tỷ trọng khác nhau, bị khúc xạ tạo thành đường cong ApqnmB có mặt lõm quay phía mặt đất Do từ A nhìn thấy điểm B vị trí B’ theo hướng tiếp tuyến AB’ với đường cong khúc xạ A Đường cong khúc xạ khó xác định khoảng cách điểm khơng xa đo thuỷ chuẩn coi đường cong khúc xạ cung trịn bán kính R1 Chứng minh tương tự ảnh hưởng độ cong trái đất, ta có cơng thức tính ảnh hưởng độ cong khúc xạ đến độ cao là: = d2 2R (4-13) Trị số R1 khó xác định, thường tính theo hệ số khúc xạ K tỷ số bán kính R trái đất bán kính R1 đường cong khúc xạ: K= R R1 Do đó: =K d2 2R (4-14) 84 Hệ số khúc xạ K trái đất thay đổi theo thời gian ngày, trị số trung bình K = 0,14 Khi đo thuỷ chuẩn, sai số độ cong trái đất khúc xạ ánh sáng ảnh hưởng đồng thời đến kết đo Trên hình 4.25 giả sử tia ngắm song song với mặt thủy chuẩn, qua máy thuỷ bình có số đọc mia A a’ B b’ Chênh cao hai điểm A B là: hAB = a’ – b’ Nhưng tia ngắm ngang nên cắt hai mia A’ B’ Ta có: AA’ = a’ + ha BB’ = b’ + hb Mặt khác, ảnh hưởng khúc xạ ánh sáng nên thực tế tia ngắm cắt hai mia A” B” Trị số đọc mia a b: a = a’ + ha - a b = b’ + hb - b đặt fa = ha - a fb = hb - b a = a’ + fa Ta có: b = b’ + fb Trong fa, fb số hiệu chỉnh chung ảnh hưởng độ cong trái đất khúc xạ ánh sáng tính theo: f = h -  Thay h  theo công thức trên: f = d2 d2 −K 2R 2R f = (1 − K ) d2 2R Nếu lấy K = 0,14 số hiệu chỉnh chung là: f = 0,43 d2 2R (4-15) Vậy chênh cao hai điểm A B là: hAB = a’ – b’ = (a - fa) – (b - fb) hAB = a – b – (fa – fb) Nếu đo thuỷ chuẩn, đặt máy khoảng hai mia để khoảng cách từ máy đến hai mia gần fa  fb Như vậy: hAB = a – b 85 Tức chênh cao hai điểm hiệu hai số đọc thực tế mia Vì đo thuỷ chuẩn thường dùng cách đo từ loại trừ sai số ảnh hưởng độ cong trái đất khúc xạ ánh sáng 3.2 Các nguồn sai số đo thủy chuẩn biện pháp khắc phục - Sai số góc “i” : Nguyên nhân sinh hình chiếu trục ống thủy dài trục ngắm mặt phẳng thẳng đứng không song song với Khắc phục cách kiểm nghiệm hiệu chỉnh để góc “i” nằm giới hạn cho phép Khi đo phải đặt máy cho số chênh khoảng cách từ máy đến mia trước mia sau không vượt hạn sai cho phép - Sai số điều quang :Nguyên nhân sinh tâm lăng kính điều quang chuyển dịch khơng xác quang trục vặn núm điều quang Khắc phục cách đặt máy cho số chênh khoảng cách từ máy đến mia trước mia sau phải nằm giới hạn cho phép - Sai số trục đứng máy bị nghiêng: Khắc phục cách tiến hành đo đi, đo đo ý đưa bọt nước ống thuỷ tròn vào theo quy luật - Sai số khả phân ly ống kính : Khắc phục cách chọn máy có độ phóng đại tốt Nếu độ phóng đại trung bình, nên đo khoảng cách ngắn - Sai số mia nghiêng : Khắc phục cách dựng mia thẳng đứng bọt thuỷ gắn mia - Sai số mia cong: Khắc phục cách dùng mia có độ cong nhỏ hạn sai cho phép - Sai số độ chênh điểm “0” cặp mia: Nguyên nhân đế hai mia bị mịn khơng Khắc phục cách bố trí số trạm máy chẵn - Sai số làm tròn số đọc: Khắc phục cách dùng máy có độ phóng đại ống kính lớn, chọn thời điểm đo lúc mơi trường đo có độ chiếu sáng tốt - Sai số chưa đưa bọt nước ống thuỷ dài vào vị trí ống thuỷ: Khắc phục cách điều chỉnh tốt ống thuỷ đo ý đưa bọt nước vào vị trí - Sai số ảnh hưởng độ cong đất: Khắc phục cách đặt máy cho số chênh khoảng cách từ máy đến mia trước mia sau phải nằm giới hạn cho phép - Sai số ảnh hưởng chiết quang: Nguyên nhân sinh tia sáng bị bẻ cong qua lớp khơng khí có chiết suất khác Cách khắc phục: + Chọn thời gian đo sau mặt trời mọc trước mặt trời lặn khoảng  1,5 + Đặt máy cho tia ngắm cao mặt đất từ 1,5 m trở lên + Thao tác nhanh phân phối thời gian đo trạm máy đối xứng + Cần phải tiến hành đo hai chiều với khoảng thời gian khác ngày 86 + Chênh khoảng cách từ máy đến mia trước mia sau phải nằm giới hạn cho phép - Sai số máy lún: Nguyên nhân sinh máy đặt đất yếu Biện pháp khắc phục: thao tác nhanh, dùng mia hai mặt, đo theo trình tự “ S-T-TS” - Sai số mia lún: Nguyên nhân sinh mia đặt đất yếu Biện pháp khắc phục thao tác nhanh, tiến hành đo hai chiều ( Đo đi- đo về), chọn trình tự đo thích hợp - Sai số ngẫu nhiên khoảng chia dm mia: Khó cải vào kết đo địa hình không phẳng tuyệt đối chiều cao máy thay đổi nên trạm máy khác nhau, số đọc hai mia ngẫu nhiên rơi vào khoảng dm có sai số khác Vì vậy, trước đo phải kiểm nghiệm mia chọn cặp mia có sai số ngẫu nhiên khoảng dm mia nhỏ - Sai số rung hình ảnh mia lớp khơng khí sát mặt đất: Khơng nên đo thời điểm nắng to Khi đo phải dặt máy độ cao cao 87 BÀI 14 ĐO CAO LƯỢNG GIÁC Nguyên lý phương pháp đo Nguyên lý dựa vào mối tương quan hàm lượng giác tam giác tạo tia ngắm nghiêng, khoảng cách hai điểm phương dây dọi qua điểm cần xác định chênh cao Dụng cụ đo máy có bàn độ đứng (máy kinh vĩ, máy tồn đạc ) Hình 4-35 Phương pháp đo cao lượng giác Giả sử cần xác định chênh cao hai điểm A B, ta đặt máy kinh vĩ có bàn độ đứng A mia (hoặc tiêu, gương có chiều cao l xác định) B Đo chiều cao máy AJ im, sau hướng ống kính ngắm vào điểm B’ mia Từ hình vẽ ta có: hAB = h’ + im - lt (4-16) đó: lt chiều cao tia ngắm, dùng mia lt số đọc mia Nếu tính ảnh hưởng độ cong đất chiết quang tia ngắm f = 0,43S /R thì: hAB = h’ + im- lt + f (4-17) Tuỳ theo yếu tố đo tam giác JBB’ mà h’ tính theo biểu thức khác sau: + Nếu đo góc đứng V khoảng cách ngang S h’=StgV, nên ta có: hAB= D tgV + im- lt + f (4-18) + Nếu đo góc thiên đỉnh Z khoảng cách ngang S h’=ScotgZ, nên ta có: hAB = D cotgZ + im - lt + f 88 + Nếu khoảng cách ngang D đo dây thị cự thẳng, mia đứng theo cơng thức D = Klcos2V (trong l hiệu số đọc mia, K số nhân ), ta có: h’ = Klcos2V tgV = Kl.cosVsinV= Klsin2V Vì vậy: hAB= Klsin2V + im- lt + f (4-19) + Trong trường hợp khoảng cách D < 300m bỏ qua số cải f Và đo vẽ chi tiết, để đơn giản cho việc tính tốn, người ta đánh dấu mia chiều cao mục tiêu lt chiều cao máy (lt =im) Lúc ta có: hAB = DtgV (4-20) hAB = DcotgZ hAB = (4-21) Klsin2V (4-22) Độ xác đo cao lượng giác Từ công thức ta thấy, độ xác chênh cao h phụ thuộc vào độ xác đại lượng D (hoặc S), v, im, lt f Nhưng, phân tích, trị chênh cao h lấy đến centimet với khoảng cách nhỏ 300m bỏ qua đại lượng f Và dùng thước thép đo im xác định lt với độ xác <  cm bỏ qua sai số mv, ml Nghĩa độ xác mh cịn phụ thuộc vào mv mD ( ms) Sau xét cách cụ thể - Nếu xét công thức (4-19), cách lấy vi phân chuyển sai số trung phương ta được:  m  D2 mh = m tg +  v    ' '  cos v D v Hoặc:  m   m  D2 m h = D  D  +  v   D    ' '  cos v (4-23) Trường hợp đo góc thiên đỉnh Z: mh =   D  m D2 cot g Z + m Z2    ' ' sin Z  (4-23) Trường hợp đo khoảng cách dây thị cự thẳng coi S=Kcos2v K=const, theo cơng thức (5-42) ta có: mh = m   K sin 2v   ml + ( Kl cos 2v)  v  (4-24)     ''  Chú ý: - Nếu tuyến đo cao lượng giác có n trạm chênh cao tồn tuyến : n mh2 =  mhi2 tb (4-25) i 89 - Giả sử cho vo  30o , D  100, mv  1’, (5-25) ta tính mh = cm mD theo cơng thức  D 400 Trên sở này, quy phạm quy định hạn sai h=2mh=4cm/100m cho trường hợp đo hai chiều ( đo đi- đo về), sai số khép độ cao đường chuyền đo cao lượng giác : fhcf = (0,04S n )mh, S chiều dài trung bình cạnh biểu thị đơn vị 100 m, n số cạnh CÂU HỎI ÔN TẬP Nêu khái niệm độ cao phương pháp đo chênh cao? Nêu nguyên lý đo cao hình học phương pháp đo cao hình học? Máy thuỷ chuẩn chia làm loại? trình bày cấu tạo máy thuỷ chuẩn? Trình bày cấu tạo mia thuỷ chuẩn? Trình bày cách kiểm nghiệm hiệu chỉnh máy thuỷ chuẩn có độ xác trung bình? Trình bày cách kiểm nghiệm mia thuỷ chuẩn có độ xác trung bình? Trình bày phương pháp đo thuỷ chuẩn kỹ thuật? Trình bày phương pháp đo thuỷ chuẩn hạng IV? Trình bày nguyên lý phương pháp đo cao lượng giác? 10 Nêu độ chinh xác đo cao lượng giác? 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Cục đo đạc đồ nhà nước, Quy phạm đo vẽ đồ địa hình loại tỷ lệ, Hà Nội, 1976 -1977 2 Nguyễn Trọng San, Đào Quang Hiếu, Đinh Cơng Hồ, Nguyễn Tiến Năng, Trắc địa sở, NXB Xây dựng, 2002 3 Nguyễn Trọng San, Đào Quang Hiếu, Đinh Cơng Hồ, Nguyễn Tiến Năng, Trắc địa phổ thông, Đại Học Mỏ - Địa Chất, 1990 4 Đào Quang Hiếu, Ngô Văn Hợi, Ứng dụng kỹ thuật điện tử trắc địa, Đại Học Mỏ- Địa Chất, 1998 5 Vũ Thặng, Trắc địa xây dựng, NXB khoa học kỹ thuật, 2005 6 Vũ Thặng, Trắc địa xây dựng thực hành, NXB khoa học kỹ thuật, 2005 91 ... thứ tự vòng đo - n: tổng số vịng đo Ví dụ: Giá trị hướng đầu vịng đo thứ ba trạm đo có năm vòng đo H3Đ = (3 – 1)1800 : = 72000’00” Bảng 4.1 Mẫu sổ đo góc – Phương pháp đo đơn giản Sổ đo góc – phương... hưởng đến đo góc bằng? Biện pháp khắc phục? 32 PHẦN II ĐO DÀI VÀ THIẾT BỊ ĐO DÀI BÀI ĐO DÀI BẰNG THƯỚC THÉP Khái niệm phương pháp đo khoảng cách trực tiếp Đo chiều dài công tác trắc địa Chiều... trình tự đo phương pháp đo vòng, khác đảo kính, trình tự đo quay ngược chiều kim đồng hồ khác trình tự tính sổ đo Đo theo trình tự giảm sai số máy bị rơ, trượt Mẫu sổ đo phương pháp tính áp dụng