Đang tải... (xem toàn văn)
92 CHƯƠNG 4 LƯỚI KHỐNG CHẾ ĐỘ CAO 1 Khái niệm về lưới khống chế độ cao 1 1 Khái niệm Lưới khống chế độ cao là hệ thống các điểm khống chế được chọn, đánh dấu mốc vững chắc trên mặt đất, liên kết với n[.]
CHƯƠNG LƯỚI KHỐNG CHẾ ĐỘ CAO Khái niệm lưới khống chế độ cao 1.1 Khái niệm Lưới khống chế độ cao hệ thống điểm khống chế chọn, đánh dấu mốc vững mặt đất, liên kết với tạo thành mạng lưới, đo đạc tính độ cao chúng so với mặt thuỷ chuẩn 1.2 Mục đích xây dựng lưới Lưới khống chế độ cao xây dựng nhằm làm sở trắc địa độ cao cho công tác đo vẽ đồ, bố trí cơng trình, v.v 1.3 Nguyên tắc xây dựng lưới Mạng lưới khống chế độ cao xây dựng theo nhiều cấp với nguyên tắc từ tổng thể đến cục bộ, từ độ xác cao đến độ xác thấp Theo nguyên tắc này, mật độ điểm cấp tăng dần độ xác giảm dần Hiện nay, nước chọn riêng cho điểm gốc độ cao Việt Nam, dựa vào kết quan sát triều nhiều năm trạm nghiệm triều Hòn Dấu, Đồ Sơn, Hải Phịng, người ta tính mực nước biển trung bình trạm so với thuỷ trí trạm.Từ mực nước biển trung bình này, tính độ cao H điểm gốc độ cao (đặt bán đảo Đồ Sơn) Xung quanh điểm gốc độ cao có lưới điểm gốc để phục vụ cho việc lưu giữ theo dõi độ ổn định điểm gốc Từ điểm gốc, độ cao chuyền nước Như vậy, thực chất, độ cao điểm chưa tính theo “mặt khởi tính” mà tính theo “điểm khởi tính” Theo xu chung, độ cao điểm tính theo “mặt khởi tính” nước giới dùng chung mặt khởi tính 1.2 Phân loại Theo quy mơ độ xác, lưới khống chế độ cao phân thành cấp hạng sau: - Lưới khống chế độ cao Nhà nước : Hạng I, II, III, IV - Lưới thủy chuẩn kỹ thuật 1.2.1 Lưới khống chế độ cao Nhà nước Lưới thủy chuẩn hạng I Việt nam gồm đường xây dựng từ năm 1959 đến 1964 : Hải phòng - Hà nội, Hà nội - Lạng sơn, Hà nội Lào Cai, Hà nội - Vĩnh Linh Từ năm 1976 đến năm 1991 xây dựng thêm tuyến độ cao hạng I từ Vĩnh Linh Sài Gòn đến Minh Hải Hiện tại, nước ta có 11 đường độ cao hạng I với chiều dài 5,096 km Lưới xây dựng theo dạng tuyến (đây yếu điểm), bố trí dọc theo đường sắt, đường nhựa tuyến đường kiên cố, dọc sông lớn 92 dọc bờ biển Lưới đo đạc máy Ni-004 mia Invar, đo hai hàng mia, đo đo Độ xác đo đạt sau: Sai số trung phương ngẫu nhiên đo chênh cao 1km: 2I = 0,1487 mm ( cho phép = 0,5 mm) Sai số trung phương hệ thống đo chênh cao km: 2I = 0,0002 mm (cho phép = 0,5 mm) Lưới khống chế độ cao hạng II phát triển sở lưới hạng I Từ năm 1959-1964, nước ta xây dựng 12 đường với tổng chiều dài 2,420 km cho khu vực miền Bắc Từ năm 1981 đến 1991 tiếp tục xây dựng cho miền Nam Hiện nay, nước ta có khoảng 43 đường độ cao hạng II với chiều dài 4,515 km Các đường độ cao hạng II tạo thành vòng khép tựa vào lưới hạng I, có số đường treo Lưới bố trí dọc đường giao thơng chính, sơng lớn Lưới đo đạc máy Ni-004, WILD N3 mia Invar, đo hàng mia, đo đo Độ xác đo đạt sau: Sai số trung phương ngẫu nhiên đo chênh cao 1km: 2II = 0,3028 mm (cho phép = 1,0 mm) Sai số trung phương hệ thống đo chênh cao 1km: 2II = 0,0031 mm (cho phép = 0,15 mm) Lưới khống chế độ cao hạng I, II lưới độ cao sở cho nước Mạng lưới xây dựng theo nhiều giai đoạn (ở miền Bắc xây dựng trước năm 1975 miền Nam xây dựng sau năm 1975) Lưới độ cao hạng I, II miền Bắc bình sai chung với trị đo nguyên thuỷ (chưa hiệu chỉnh trọng lực) Độ xác sau bình sai đạt sau: * Sai số trung phương trọng số đơn vị : = 18,36 mm * Sai số trung phương chênh cao km: m = 1,84 mm Khi bình sai sử dụng hệ độ cao Hồng Hải (Trung Quốc) Năm 1972, toàn hệ thống độ cao chuyển đổi sang hệ độ cao Hòn Dấu (Hải Phịng) Năm 1996 Tổng cục Địa hồn thành việc bình sai tổng thể mạng lưới độ cao hạng I, II Nhà nước Trị đo đưa vào bình sai hiệu chỉnh giá trị trọng lực giá trị độ cao đưa hệ độ cao chuẩn Độ xác sau bình sai đạt sau: * Sai số trung phương trọng số đơn vị : = 0,00286 mm * Sai số trung phương chênh cao km: m = 2,9 mm 93 Dựa vào điểm khống chế lưới độ cao hạng I, II, bố trí lưới độ cao hạng III, IV theo đường đơn, vòng khép kín lưới có nhiều điểm nút Tuyến thủy chuẩn hạng III nối hai điểm hạng cao không dài 200 km, nối hai điểm nút không dài 100 km Với tuyến thủy chuẩn hạng IV, chiều dài tương ứng 100 km 50 km Độ xác kết đo lưới thủy chuẩn hạng III, IV đánh giá sai số khép tuyến thủy chuẩn Sai số không vượt sai số khép giới hạn Hạng III: fhgh = 10 L mm (5-104a) Hạng II: fhgh = 20 L mm (5-104b) Trong L chiều dài tuyến đo tính km 1.2.2 Lưới thủy chuẩn kỹ thuật Để đảm bảm mật độ điểm cho công tác đo vẽ đồ địa hình, cần phải chêm dày lưới thuỷ chuẩn kỹ thuật vào lưới độ cao Nhà nước Lưới thủy chuẩn kỹ thuật bố trí tựa vào điểm hạng cao có khu đo Chiều dài tuyến thuỷ chuẩn kỹ thuật nối hai điểm hạng cao không dài km đo vẽ đồ địa hình với khoảng cao đường đồng mức 0.5 m Nếu khoảng cao đường đồng mức lớn độ dài tuyến thủy chuẩn phép tăng lên Độ xác kết đo thủy chuẩn kỹ thuật thường đánh giá sai số khép tuyến đo, chúng phải nhỏ sai số giới hạn: fhgh = 50 L mm (5-104c) Khi khu đo khơng có điểm lưới độ cao Nhà nước lập lưới độ cao độc lập hạng III, IV (cho khu đo rộng) lưới thuỷ chuẩn kỹ thuật (cho khu đo hẹp) Thiết kế lưới thủy chuẩn hạng III, hạng IV Lưới thuỷ chuẩn hạng III, IV có vai trị lưới độ cao sở phục vụ đo vẽ đồ địa hình khu vực rộng lớn cỡ tỉnh, thành phố khu vực xây dựng cơng trình thuỷ lợi, thuỷ điện lớn Tương tự lưới khống chế mặt bằng, lưới thuỷ chuẩn hạng III, IV phải thiết kế phịng trước tiến hành thi cơng Để phục vụ cho việc thiết kế phải tìm hiểu tình hình khu đo tài liệu trắc địa có khu vực, đặc biệt đồ địa hình cũ, số liệu lưới thuỷ chuẩn hạng cao có khu đo vùng lân cận Các mốc thuỷ chuẩn hạng cao phải có số liệu độ cao sơ đồ ghi mốc, đồng thời phải tiến hành tìm điểm đánh giá tình trạng thực tế mốc xem cịn sử dụng khơng 94 Lưới thuỷ chuẩn hạng III thiết kế sở chêm dày vào điểm độ cao hạng I, II Lưới thuỷ chuẩn hạng IV chêm dày vào lưới thuỷ chuẩn hạng III Lưới thuỷ chuẩn gồm nhiều vịng khép kín, nhiều điểm nút Các dạng đồ hình đặc trưng gồm có: Vịng khép kín, tuyến nối hai điểm hạng cao, tuyến nối điểm hạng cao với điểm nút tuyến nối hai điểm nút Chiều dài tuyến phải nhỏ độ dài giới hạn quy định cho cấp hạng Ở khu đo chưa có điểm hạng cao Nhà nước thiết kế lưới độ cao độc lập gồm nhiều vịng khép kín, sau dùng tuyến đo dẫn độ cao từ mốc Nhà nước khu đo điểm khởi đầu lưới Các tuyến đo nên chọn dọc theo đường giao thông tương đối phẳng ngắn nhất, tránh qua vùng dân cư đơng đúc, vùng có đất yếu vùng có chiết quang cục Căn vào nhiệm vụ xây dựng lưới tài liệu có (đặc biệt mốc độ cao hạng I, II) để dự kiến sơ đồ mạng lưới (dự kiến tuyến đo sơ đồ đặt mốc) đồ Tiếp theo tiến hành ước tính độ xác lưới (tính thủ cơng tay phần mềm máy tính) Nếu kết ước tính đạt u cầu độ xác tiến hành đem sơ đồ thiết kế thực địa xem xét kỹ vị trí đặt mốc tuyến đo, tiến hành đóng cọc tạm thời để đánh dấu vị trí đặt mốc Nếu kết ước tính đạt u cầu phải thay đổi sơ đồ lưới máy móc, quy trình đo tiến hành ước tính lại Phương pháp đo thủy chuẩn hạng III, hạng IV 3.1 Máy đo Lưới thuỷ chuẩn hạng III, IV đo máy có độ xác trung bình, máy có vít nghiêng máy tự động cân Khi lựa chọn máy cần phải xem xét thông số kỹ thuật máy, đặc biệt hai thơng số: độ phóng đại ống kính Vx giá trị khoảng chia ống thuỷ ” Bảng 5-23 giới thiệu số máy thông dụng dùng để đo lưới thuỷ chuẩn hạng III, IV: Bảng 5-23 – Các thông số kỹ thuật số máy thuỷ chuẩn Tên máy Hãng sản xuất Độ phóng đại ống kính Độ nhạy ống thuỷ dài Độ nhạy ống thuỷ tròn Ni 030 Carl-Zeiss-Jena 25 30” 8’ N2 Wild 24 30” 8’ GK 23 Kern 30 18” 6’ 95 H3, (H-3K) Nga 30 15” 10’ Ni 025 Carl-Zeiss-Jena 20 Máy tự cân bằng, khơng có ống thuỷ dài 8’ NA2 Wild 30 nt 8’ Trước đem máy đo phải tiến hành kiểm nghiệm hiệu chỉnh máy Nội dung kiểm nghiệm máy gồm mục sau: Kiểm tra điều chỉnh làm việc bình thường ốc vít máy (vít nghiêng, ốc hãm ống kính, ốc vi động, ốc cân máy, núm điều quang, vành điều chỉnh kính mắt.v.v ) Kiểm tra chất lượng xác định tham số kỹ thuật ống kính : độ phóng đại vx, vùng ngắm , hệ số nhân khoảng cách K, số cộng C , Xác định giá trị khoảng chia ” ống thủy dài Kiểm tra điều chỉnh vị trí chuẩn màng chữ thập (chỉ đứng trục quay VV máy phải nằm mặt phẳng, cịn ngang phải vng góc với nó) Kiểm tra điều chỉnh cân hợp lí, ống thủy dài ống thủy trịn, chỉnh ống thủy để đưa trục quay máy vị trí thẳng đứng Kiểm nghiệm điều chỉnh điều kiện máy: Trục ống thủy dài LL phải song song với trục ngắm CC Thông thường mục kiểm nghiệm phân thành hai bước: a) Kiểm nghiệm “sai số giao chéo” (hình chiếu CC LL mặt phẳng ngang giao chéo nhau) b) Kiểm nghiệm sai số góc i (hình chiếu CC LL mặt phẳng thẳng đứng không song song) Kiểm nghiệm ổn định trục ngắm điều quang Đối với máy tự động cân trục ngắm phải kiểm nghiệm sai số tự điều chỉnh tự cân (Kompesator) 3.2 Mia thuỷ chuẩn Khi đo thủy chuẩn hạng III, IV dùng mia gỗ, mia nhơm mia Inva dài 3m Trước đo cần phải kiểm nghiệm mia Nội dung kiểm nghiệm mia gồm có: a Xác định độ cong mia b Kiểm nghiệm ống thủy tròn mia c Xác định số K mia d Xác định độ chênh vạch “0” mặt đen cặp mia e Xác định chiều dài trung bình 1m mia 96 f Xác định sai số ngẫu nhiên chia vạch decimet mia Yêu cầu kỹ thuật mia: - Mia phải thẳng, độ cong nhỏ cm - Sai số ngẫu nhiên chia vạch decimet không lớn 0,5mm 3.3 Phương pháp đo Sử dụng phương pháp đo thủy chuẩn từ Cơ sở quy định kĩ thuật đo thủy chuẩn hạng III, IV Thuỷ chuẩn hạng III đo hàng mia, đo theo hai chiều: đo đo Thuỷ chuẩn hạng IV đo hàng mia đo chiều Mia phải dựng cóc cọc gỗ đóng xuống đất Cóc mia phải nặng từ đến kg Quy trình đo trạm máy: Theo dây (1), (2) (3) đọc số mặt đen mia sau Theo dây (6), (4) (5) đọc số mặt đen mia trước 3.Theo dây (7) đọc số mặt đỏ mia trước Theo dây (8) đọc số mặt đỏ mia sau Nếu dùng máy có vít nghiêng, trước lần đọc số dùng vít nghiêng chập vạch Parabol thật xác Mỗi số đọc phải ghi vào sổ đo, khơng tẩy xóa, khơng sửa chữa khơng chép vào sổ đo Sau đọc số cần tính tốn kiểm tra toàn số liệu trạm Tại trạm máy cần kiểm tra yếu tố sau: 4.1 Với thuỷ chuẩn hạng III: - Khoảng cách từ máy đến mia : không lớn 75 m - Độ chênh khoảng cách từ máy đến mia trước từ máy đến mia sau không lớn m - Tổng chênh khoảng cách cộng dồn không lớn m - Chênh lệch số K + đen - đỏ không vượt mm - Độ chênh cao tính theo hai mặt đen đỏ khơng vượt mm 4.2 Với thuỷ chuẩn hạng IV: - Khoảng cách từ máy đến mia : không lớn 100 m - Độ chênh khoảng cách từ máy đến mia trước từ máy đến mia sau không lớn m - Tổng chênh khoảng cách cộng dồn không lớn 10 m - Chênh lệch số K + đen - đỏ không vượt mm 97 - Độ chênh cao tính theo hai mặt đen đỏ không vượt 5mm Nếu số liệu đo đạt yêu cầu định chuyển máy đến trạm đo Nếu số liệu đo không đạt yêu cầu phải gạch bỏ số liệu đo lại tồn trạm Tại trạm có số đọc số tính tốn Việc tính tốn thực tương tự ghi sổ tính tốn lưới thủy chuẩn kỹ thuật (đã trình bày giáo trình Trắc địa sở 1) 4.3 Một số nguồn sai số đo thuỷ chuẩn hạng III, IV biện pháp khắc phục - Sai số góc i: Khắc phục cách đặt máy cho chênh khoảng cách từ máy đến mia trước mia sau phải nằm giới hạn cho phép - Sai số điều quang: Khắc phục cách đặt máy cho 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 (các quy tắc phải quán) - Sai số khả phân ly ống kính: Chọn máy có độ phóng đại tốt - Sai số mia nghiêng: Dựng mia thẳng đứng bọt thuỷ gắn mia - Sai số mia cong: Dùng mia có độ cong nhỏ hạn sai cho phép - Sai số độ chênh điểm “0” cặp mia: Bố trí số trạm máy chẵn - Sai số làm tròn số đọc: 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: 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 chênh khoảng cách từ máy đến mia trước mia sau phải nằm giới hạn cho phép - Sai số ảnh hưởng chiết quang : + Chọn thời gian đo lúc sau mặt trời mọc trước lúc 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 98 + Chênh khoảng cách từ máy đến mia trước mia sau phải nằm giới hạn cho phép - Sai số máy lún: Thao tác nhanh, dùng mia hai mặt, đo theo trình tự “ S-T-T-S” - Sai số mia lún: Thao tác nhanh, tiến hành đo hai chiều ( Đo đi- đo về) - Sai số ngẫu nhiên khoảng chia dm mia: Khó cải vào kết đo địa hình khơng 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 - Sai số rung hình ảnh mia lớp khơng khí sát mặt đất: Khắc phục cách không nên đo thời điểm nắng to nâng cao chiều cao máy 4.4 Trường hợp đặc biệt đo thuỷ chuẩn hạng III, IV Đo thuỷ chuẩn vượt chướng ngại vật Thực tế đo thuỷ chuẩn, nhiều tuyến thuỷ chuẩn phải vượt qua sơng lớn vượt qua thung lũng có điều kiện lại khó khăn, dẫn độ cao đến trạm nghiệm triều đảo xa đất liền Trong trường hợp đó, chênh khoảng cách từ máy đến hai mia bị vi phạm nghiệm trọng Hơn mia đặt bờ xa khơng nhìn rõ để đọc số Để khắc phục khó khăn này, người ta phải xử lý sau: - Với mia bờ xa khơng nhìn rõ vạch để đọc số phải dùng bảng ngắm để đọc số Để dễ dàng cho trình ngắm bắt mục tiêu, bảng ngắm có cấu tạo vịng trịn đen trắng đồng tâm bảng đen với vạch ngắm trắng Độ rộng vạch ngắm phụ thuộc vào khoảng cách vượt sông Nếu khoảng cách vượt sơng lớn độ rộng vạch ngắm lớn ngược lại - Giữa bảng ngắm có ô cửa sổ vạch mốc để đọc vị trí vạch mốc mia Dùng thước chuẩn để xác định khoảng cách từ vạch mốc đến tâm vạch ngắm, sau gắn bảng ngắm lên mia, ta tính vị trí vạch ngắm mia để tham gia tính tốn sau Bảng ngắm gắn chắn vào mia vít điều chỉnh độ cao bảng ngắm cần thiết ốc vi động - Sử dụng đồ hình đo đặc biệt để loại bỏ sai số chênh khoảng cách từ máy đến hai mia Nguyên tắc thiết kế đồ hình đo đảm bảo tính đối xứng để triệt tiêu sai số đo a Các dạng đồ hình đo vượt chướng ngại I2 d''t d''S d't s I1 d'S I2 A2 A2 A3 99 Trong đồ hình 5-32a: Trong đồ hình 5-32b: Trong đồ hình 5-32c: - A điểm đặt mia - A điểm đặt mia - A điểm đặt mia - I điểm đặt máy - I điểm đặt máy - I điểm đặt máy - Yêu cầu kỹ thuật: - Yêu cầu kỹ thuật: - Yêu cầu kỹ thuật: I1A1 = I2A2 I1A1 = I2A2 I1A1 = I2A2 I1A2=I2A1 I1A2=I2A1 I1A3=I2A3 Sông rộng từ 150 – 400 m bố trí theo đồ hình 5-32a, 5-32-b Khi sơng rộng đến 600 m có bãi bồi sơng bố trí theo đồ hình 5-32c Vị trí mốc A nên chọn cho độ cao tia ngắm 2-3 m so với mặt đất.Trên bờ, máy đặt cách mia từ 10 đến 30m b Phương pháp đo ngắm Đối với sơ đồ hình 5-32a hình 5-32b: Để đảm bảo độ xác, thuỷ chuẩn vượt sơng tiến hành theo nhiều vịng đo (ví dụ, thuỷ chuẩn hạng III phải đo hai vịng) Số vịng đo phụ thuộc vào độ rộng sông yêu cầu độ xác việc truyền độ cao Trình tự thao tác vòng thực sau: Đặt máy I1, mia A1 A2 Trình tự đo: + Nửa vịng đo thứ - Đọc số mặt đen, mặt đỏ mia dựng A1 (mia gần - bờ) - Đọc số mặt đen lần mia dựng A2 (mia xa- khác bờ) - Vặn vít nghiêng 1/4 vịng, bọt thuỷ bị lệch - Vặn vít nghiêng để cân lại ống thuỷ - Đọc số mặt đen lần mia dựng A2 - Đọc số mặt đỏ mia dựng A2 Chênh cao từ nửa vòng đo thứ nhất: h1 = S1 - T1 Trong đó: (5-105) S1 số đọc mia dựng A1; T1 số đọc mia dựng A2 100 Các số đọc mia S1 T1 biểu diễn sau: S1 = a1 + d’S tgi1 (5-106) T1 = b1 +d’T tg i1 + f1 Trong đó: a1 b1 số đọc mia không chịu ảnh hưởng sai lệch; dtgi1 - thành phần ảnh hưởng góc i máy gây ; f1là ảnh hưởng độ cong trái đất chiết quang Trong số đọc đến mia gần , ảnh hưởng bỏ qua Thay (5-106) vào (5-107), ta : h1 = a1- b1 + (d’S - d’T ) tg i1 -f1 (5-107) + Nửa vòng đo thứ hai: Giữ nguyên tình trạng máy, đặc biệt cẩn thận để tiêu cự ống kính khơng đổi, chuyển máy sang bờ bên đặt máy vào vị trí I2 Trình tự đo sau: - Đọc số mặt đen lần, mặt đỏ lần mia dựng A1 - Đọc số mặt đen, mặt đỏ mia dựng A2 Chênh cao từ nửa vòng đo thứ hai , máy chuyển qua sông h2 = S2 - T2 (5-108) Tương tự ta viết : S2 = a2 + d’’S tgi2 (5-109) T2 = b2 +d’T tg i2 + f1 Thay (5-110) vào (5-109), ta có: h2 = a2 -b2 + (d’’S - d’’T ) tg i2 -f2 (5-110) Chênh cao trung bình mốc I1 I2 vòng đo: h= ( h1 + h2 ) /2 (5-111) Thay (5-108) (5-111) vào (5-112) lưu ý điều kiện khoảng cách, có: h= [(a1-b1) +(a2- b2) ]/2+[d’S (tg i1-tgi2) +d’T(tgi2- tgi1) +(f2-f1)]/2 (5-112) Từ (5-113) nhận thấy rằng, trình đo đạc trạm thứ trạm thứ hai, ta giữ cho giá trị góc i khơng đổi ( i = i2) ảnh hưởng chiết quang giữ nguyên số dấu ( f1 = f2) chênh cao trung bình vịng đo khơng chịu ảnh hưởng yếu tố h= [(a1-b1)+(a2-b2 )] /2 (5-113) 101 Dễ dàng nhận thấy thay đổi nhỏ góc i nửa vịng đo gây sai số đáng kể chênh cao, chẳng hạn góc i thay đổi 2” độ rộng sơng 1000m thì: hi = 0,5d( tgi2 - tgi1) = 0,5( i2 - i1) /p” =5 mm Vì u cầu phải có biện pháp ngăn ngừa ảnh hưởng nhiệt độ chấn động di chuyển máy trị số góc i không thay đổi Theo số liệu thử nghiệm, nhiệt độ thay đổi C giá trị góc i thay đổi trung bình vào khoảng 0,5” Trong thời gian chuyền độ cao, cần phải xác định góc i cẩn thận và cố gắng đưa trị số khơng đáng kể Mỗi vòng đo nên tiến hành thời gian ngắn nhất, điều kiện ngoại cảnh để ảnh hưởng chiết quang bờ khác tương tự Ngoài để giảm ảnh hưởng chiết quang nên chuyền độ cao đồng thời hai máy thuỷ chuẩn loại (cùng độ xác) từ hai bên bờ, sau đổi máy cho Đối với sơ đồ hình 5-32c: Dùng hai máy đặt đồng thời I1 I2 Mia dựng A1, A2, A3 Nửa vòng đo thứ Máy I1: - Đọc số mặt đen mia A1 - Đọc số mặt đen lần mia A3 - Đọc số mặt đỏ lần mia A3 - Đọc số mặt đỏ mia A1 Máy I2: - Đọc số mặt đỏ mia A2 - Đọc số mặt đỏ lần mia A3 - Đọc số mặt đen lần mia A3 - Đọc số mặt đen mia A2 b Điểm nghỉ tuyến đo thuỷ chuẩn Trong trình dẫn thuỷ chuẩn từ mốc A mốc B xảy trường hợp sau: - Kết thúc ngày đo chưa đo trạm cuối - Đang tiến hành đo lý khách quan mà phải tạm nghỉ 102 Trong trường hợp đó, để tránh việc phải đo lại từ đầu ta cần bố trí “ điểm nghỉ” để lưu lại kết đo b1 Cách bố trí điểm nghỉ Nếu gần khu đo có địa vật vững khối đá, khối bê tơng, mố cầu nhơ lên khỏi mặt đất ta chọn ba điểm K, L, M ba địa vật làm điểm nghỉ Nếu khơng tìm địa vật đào ba hố, đóng xuống hố ba cọc A, B, C có đường kính 5-10cm, dài 50cm Đóng đinh mũ đầu cọc làm dấu độ cao K A K L M L A M Hình 5.33: Sơ đồ bố trí điểm nghỉ Độ cao điểm khởi đầu tuyến đo (điểm A) dẫn vào mốc K Đo thêm hai trạm máy để tính độ chênh cao cọc K, L, M, ta h 1, h2 Sau đắp đất đầy hố Hôm sau, đo tiếp từ trạm nghỉ mốc B Trước đo phải kiểm tra độ ổn định ba cọc Bới đất để lộ ba cọc, đặt ba trạm máy đo lại chênh cao cọc, ta h1’, h2’ So sánh độ chênh cao hai lần đo, chúng khác không qúa 3mm thuỷ chuẩn hạng III mm thuỷ chuẩn hạng IV cọc nghỉ coi ổn định Lấy kết trung bình hai lần đo làm kết xác tiếp tục đo từ M mốc B cuối tuyến thuỷ chuẩn Trường hợp so sánh độ chênh cao, phát có chênh lệch kết hiệu chênh hai lần đo, xác định chắn mốc bị dịch chuyển dùng hai mốc cịn lại để đo tiếp Nếu tất kết đo vượt hạn sai, chứng tỏ cọc nghỉ khơng ổn định phải huỷ tồn kết đo ngày hôm trước, tiến hành đo lại từ đầu (từ mốc A mốc B) Bình sai tuyến thủy chuẩn Giả sử có tuyến thủy chuẩn hạng III hình 5-34 103 hn A Rn-1 Ln h1 h2 L1 L2 R1 B R2 Hình 5-34: Sơ đồ tuyến thủy chuẩn Trong A B hai điểm hạng cao, đểm R1, R2, Rn-1 điểm cần xác định độ cao; h1, h2 , hn chênh cao đo, S1, S2, ,Sn chiều dài đoạn đo Để bình sai tuyến thuỷ chuẩn sử dụng phương pháp bình sai điều kiện bình sai gián tiếp Tuy nhiên, thực cách truyền thống nên sử dụng phương pháp bình sai điều kiện Trình tự tính tốn tiến hành theo bước sau: Bình sai tuyến thủy chuẩn theo phương pháp bình sai điều kiện trị đo khơng độ xác Lập phương trình điều kiện số hiệu chỉnh: Số phương trình điều kiện = số trị đo thừa =1 v1+v2+ +vn +fh = Trong đó: v1, v2, ,vn tương ứng số hiệu chỉnh trị đo h1, h2 , hn fh sai số khép tính theo cơng thức: (5-114) n f h = hi − (H B − H A ) i =1 Yêu cầu sai số khép fh phải nhỏ sai số khép giới hạn (fhgh) f hgh = 10 S (5-115) Trọng số chênh cao đo thứ i: Pi = Si (5-116) Phương trình chuẩn số liên hệ: 1 P K + fh = Suy K =− fh f =− h S 1 P (5-117) (5-118) Số hiệu chỉnh trị đo thứ i : 104 vi = (5-119) f K = − h Si S Pi Đánh giá độ xác: Sai số trung phương trọng số đơn vị: = Pvv (5-120) n −1 Qua ta thấy, bình sai tuyến thuỷ chuẩn theo phương pháp điều kiện không cần lập giải phương trình điều kiện phương trình chuẩn mà cần thực bước: Tính kiểm tra sai số khép fh : Tính fh fhgh theo công thức (5-115) (5-116) Nếu đạt yêu cầu ( f h f hgh ) tính tiếp - Đổi dấu sai số khép fh phân phối cho đoạn đo theo tỷ lệ thuận với chiều dài đoạn đo chênh cao theo công thức (5-120) vhi =-fh Kiểm tra: (5-121) - Tính độ chênh cao sau bình sai: hi' = hi + vi (5-122) - Tính độ cao điểm mốc Ri dựa vào độ cao điểm gốc độ chênh cao sau bình sai: i −1 (5-123) H Ri = H A + hi j =1 - Đánh giá độ xác: Tính sai số trung phương trọng số đơn vị theo công thức (5-121) Ví dụ: Bình sai tuyến thủy chuẩn hạng III sau: A h1 h2 h3 L1 L2 L3 R1 R2 h4 R3 B L4 Hình 5-35: Sơ đồ tuyến thủy chuẩn Trong A B hai điểm gốc; R1, R2, R3 điểm cần xác định Số liệu gốc: HA =125,468 m; HB=124,518m Số liệu đo: Bảng 4-24: Bảng số liệu đo Chênh Giá trị chênh Chiều dài Giá trị chiều dài 105 cao đo cao đo (m) đoạn đo đoạn đo(km) H1 +1,531 S1 1,830 H2 +0,537 S2 3,500 H3 -1,213 S3 2,510 H4 -1,783 S4 4,360 Giải: Sai số khép : f h = hi − (H B − H A ) = i =1 = (1,531 + 0,537 − 1,213 − 1,783) − (125,468 − 124,518) = +0,022m = +0,22mm Sai số khép giới hạn: f hgh = 10 L = 10 (1,83 + 3,50 + 2,51 + 4,36 = 10 12,2 = 35mm Nhận thấy: fh < fhgj , kết đo đạt yêu cầu độ xác Kết tính tốn bình sai thể bảng 5-24 Bảng 5-25 – Kết bình sai tuyến thuỷ chuẩn Tên Chênh cao điểm đo (m) hi (m) Chiều dài Số hiệu Chênh cao Độ cao điểm đoạn đo chỉnh sau bình sai sau bình sai Li (km) vi (mm) h’i (m) Hi(m) A 125,468 +1,531 1,830 -3 +1,528 R1 126,996 +0,537 3,500 -6 +0,531 R2 127,527 -1,213 2,510 -5 -1,218 R3 126,309 -1,783 4,360 -8 -1,791 B 124,518 h=-0,928 L=12,200 v=-22 h’=- 0,950 HB-HA=- 0,950 Bình sai lưới thủy chuẩn có điểm nút Giả sử có lưới thủy chuẩn hình 5-36 106 A h1 B h2 L1 L2 M h4 h3 L3 L4 C D Hình 5-36: Sơ đồ lưới thủy chuẩn có điểm nút Trong đó: A, B, C, D bốn điểm thủy chuẩn cấp cao; M điểm nút cần xác định độ cao; h1, h2, h3, h4 chênh cao đo; S1, S2,S3, S4 chiều dài đoạn đo tương ứng Việc bình sai mạng lưới thực sau: Cách 1: Theo bốn tuyến đo cao, xác định giá trị độ cao tương ứng điểm M: (1) HM = H A + h1 ( 2) HM = H B + h2 ( 3) HM = H C + h3 (5-124) ( 4) HM = H D + h4 Như trị đo H M(1) , H M( ) , H M( 3) , H M( ) dãy trị đo nhiều lần khơng độ xác đại lượng H E Trọng số trị trọng số chênh cao đo tương ứng: Pi = c Si , Pi = c ni (5-125) Khi độ cao sau bình sai điểm M là: HM P1 H M(1) + P2 H M( 2) + P3 H M( 3) + P4 H M( ) = P1 + P2 + P3 + P4 (5-126) Độ cao chênh cao đo sau bình sai: h1' = H M − H A h2' = H M − H B h = H M − HC (5-127) ' h1' = H M − H D Số hiệu chỉnh chênh cao đo: v1 = hi' − h1 (5-128) 107 v = h2' − h2 v3 = h2' − h3 v = h4' − h4 Đánh giá độ xác: - Sai số trung phương trọng số đơn vị: Pvv = (5-129) n −1 - Sai số đo chênh cao km: mkm = (5-130) c - Sai số trung phương độ cao điểm M: mH M = = PE P (5-131) Cách 2: Theo bốn tuyến đo cao, xác định giá trị độ cao tương ứng điểm M theo cơng thức (5-125) Ta chọn trị số H M(i ) làm giá trị gần (H0), sau tính độ lệch trị đo trị gần i = H M( i ) − H (5-132) Độ cao sau bình sai điểm M là: HM = H0 + P P (5-133) Các bước tương tự cách 108 Ví dụ: Bình sai lưới độ cao sau: A h1 h2 L1 B L2 M h4 h3 L3 L4 C D Hình 5-37: Sơ đồ lưới thủy chuẩn có điểm nút Bảng 5-26 - Độ cao điểm gốc Điểm Độ cao điểm (m) A 20,318 B 22,146 C 21,351 D 19,962 Bảng 5-27 - Số liệu đo: Chênh cao đo Giá trị chênh cao đo (m) Chiều dài đoạn đo Giá trị chiều dài đoạn đo(km) h1 +0,944 L1 25,0 h2 -0,873 L2 10,8 h3 -0,246 L3 20,3 h4 +1,306 L4 14,6 Giải: Theo bốn tuyến đo cao, xác định giá trị độ cao tương ứng điểm M: (1) HM = H A + h1 = 20,318 + 0,944 = 21,262 ( 2) HM = H B + h2 = 22,146 − 0,873 = 21,273 ( 3) HM = H C + h3 = 24,531 − 0,246 = 21,285 ( 4) HM = H D + h4 = 19,262 + 1,306 = 21,268 Tính trọng số cho trị đo : 109 c 100 = =4 S1 25 P1 = P2 = P3 = c 100 = = 9,3 S 10,8 P4 = c 100 = = 4,9 S3 20,3 c 100 = = 6,8 S 14,6 Khi độ cao sau bình sai điểm M là: HM = = P1 H M(1) + P2 H M( ) + P3 H M31) + P4 H M( ) = P1 + P2 + P3 + P4 21,262 + 9,3 21,273 + 4,9 21,285 + 6,8 21,268 = 21,272 + 9,3 + 4,9 + 6,8 Độ cao chênh cao đo sau bình sai: h1' = H M − H A = 21,272 − 20,318 = +0,954 h2' = H M − H B = 21,272 − 22,146 = −0,874 h3' = H M − H C = 21,272 − 21,531 = −0,259 h4' = H M − H D = 21,272 − 19,962 = +1,310 Số hiệu chỉnh chênh cao đo: v1 = h1' − h1 = +0,954 − 0,944 = +0,010 v2 = h2' − h2 = −0,874 − (−0,873 ) = −0,001 v3 = h3' − h3 = −0,259 − (−0,246 ) = −0,013 v4 = h4' − h4 = +1,310 − 1,306 = +0,0004 Đánh giá độ xác: - Sai số trung phương trọng số đơn vị: = Pvv n −1 = 102 + 9,3 12 + 4,9 132 + 6,8 = 21mm −1 - Sai số đo chênh cao km: mkm = c = 21 100 = 2,1mm - Sai số trung phương độ cao điểm E: mH E = = 21 PE = 4,2mm 4 + 9,3 + 4,9 + 6,8 Kết tính tốn tổng hợp bảng 5-25 110 Bảng 5-28 – Kết bình sai lưới thuỷ chuẩn có điểm nút Điể m gốc Độ cao Tuyến L1 gốc đo (m) (m) h1 (m) Độ cao Pi điểm (m) nút (m) h’i vi (m) (mm) Pvv A 20,318 25,0 +0,944 21,262 0,954 10 400 B 22,146 10,8 -0,873 21,273 9,3 -0,874 9,3 C 21,351 20,3 -0,246 21,285 4,9 -0,259 13 828,1 D 19,962 14,6 +1,306 21,268 6,8 1,310 108,8 H0 21,272 25 1346, Cách 2: Theo bốn tuyến đo cao, xác định giá trị độ cao tương ứng điểm M: H (M1) = HA + h1 = 20,318 + 0,944 = 21,262 H (M2 ) = HB + h2 = 22,146 – 0,873 = 21,273 H (M3) = HC + h3 = 24,531 – 0,246 = 21,285 H (M4 ) = HD + h4 = 19,262 + 1,306 = 21,268 Tính trọng số cho trị đo : P1 = 100 c = =4 25 S1 P3 = 100 c = = 4,9 20,3 S3 P2 = 100 c = = 9,3 S2 10,8 P4 = 100 c = = 6,8 S4 14,6 Chọn giá trị H M(1) làm trị gần H0 Độ lệch trị đo trị gần đúng: 1 = = H M( ) − H = 21,273 − 21,262 = +0,011 = H M(3) − H = 21,285 − 21,262 = + 0,023 = H M( 4) − H = 21,268 − 21,262 = +0,006 Độ cao sau bình sai điểm M là: HM = H0 + P = 21,262 + 0,0 + 9,3 0,011 + 4,9 0,023 + 6,8 0,006 = 21,272 P + 9,3 + 4,9 + 6,8 Kết qủa tính tốn thể bảng 5-26 111 ... 400 B 22 ,146 10,8 -0,873 21 ,27 3 9,3 -0,874 9,3 C 21 ,351 20 ,3 -0 ,24 6 21 ,28 5 4,9 -0 ,25 9 13 828 ,1 D 19,9 62 14,6 +1,306 21 ,26 8 6,8 1,310 108,8 H0 21 ,27 2 25 1346, Cách 2: Theo bốn tuyến đo cao, xác... H M( ) − H = 21 ,27 3 − 21 ,26 2 = +0,011 = H M(3) − H = 21 ,28 5 − 21 ,26 2 = + 0, 023 = H M( 4) − H = 21 ,26 8 − 21 ,26 2 = +0,006 Độ cao sau bình sai điểm M là: HM = H0 + P = 21 ,26 2 + 0,0 + 9,3... P2 H M( ) + P3 H M31) + P4 H M( ) = P1 + P2 + P3 + P4 21 ,26 2 + 9,3 21 ,27 3 + 4,9 21 ,28 5 + 6,8 21 ,26 8 = 21 ,27 2 + 9,3 + 4,9 + 6,8 Độ cao chênh cao đo sau bình sai: h1'' = H M − H A = 21 ,27 2