Giáo trình trắc địa

Giáo trình Trắc địa Trắc địa hay trắc đạc hay đo đạc là một ngành khoa học về Trái Đất, cụ thể là đo đạc và xử lý số liệu đo đạc địa hình và địa vật nằm trên bề mặt Trái Đất nhằm vẽ lên mặt phẳng giấy hay còn gọi là bản đồ. Trắc địa là đo đạc vị trí tọa độ và độ cao, hình dạng, kích thước, phương hướng của địa hình mặt đất và địa vật nằm trên mặt đất. Đây là ngành nghề có từ lâu đời tại các nước châu Âu, sản phẩm của ngành có đóng góp quan trọng và liên quan mật thiết đến nhiều lĩnh vực của xã hội đặc biệt trong lĩnh vực: lập Bản đồ địa hình quốc gia, nghiên cứu và quy hoạch, thiết kế, thi công các công trình, quản lý đất đai, quản lý tài nguyên khoáng sản, quản lý rừng, quản lý biến đổi khí hậu, quản lý giao thông, điện lực, viễn thông, thủy lợi...

GIÁO TRÌNH

TRҲC ĈӎA

TRѬӠNG ĈҤI HӐC BÁCH KHOA ĈÀ NҸNG - 2006 -

LӠI NÓI ĈҪU

Giáo trình " Trҳc ÿӏa" là tài liӋu phөc vө viӋc dҥy và hӑc môn Trҳc ÿӏa cho các khoa xây dӵng ӣ trѭӡng ÿҥi hӑc Bách khoa cNJng nhѭ ӣ mӝt sӕ trѭӡng thuӝc khӕi Kӻ thuұt Khi biên soҥn tác giҧ ÿã dӵa vào khung chѭѫng trình mӟi cӫa Bӝ Giáo dөc và Ĉào tҥo

VӅ nӝi dung, giáo trình này gӗm bӕn phҫn: - KiӃn thӭc chung vӅ Trҳc ÿӏa

- Ĉo các yӃu tӕ cѫ bҧn - Bҧn ÿӗ và mһt cҳt ÿӏa hình

- Trҳc ÿӏa trong xây dӵng công trình

Nӝi dung ba phҫn ÿҫu vӟi phө phҫn A và E trong phҫn thӭ tѭ là nhӳng kiӃn thӭc cѫ bҧn chung cho cҧ ba ngành xây dӵng Vì mӛi ngành xây dӵng ÿӅu có nhӳng ÿһc thù riêng, nên trong phҫn thӭ tѭ có ba phө phҫn viӃt riêng cho tӯng ngành, cө thӇ:

- Phө phҫn B: trҳc ÿӏa công trình cҫu ÿѭӡng

- Phө phҫn C: trҳc ÿӏa công trình dân dөng và công nghiӋp - Phө phҫn D: trҳc ÿӏa công trình thӫy lӧi - thӫy ÿiӋn

Tác giҧ ÿã cӕ gҳng biên soҥn nӝi dung vӯa mang tính tәng hӧp, vӯa mang tính ӭng dөng nên không tránh khӓi thiӃu sót Rҩt mong nhұn ÿѭӧc nhӳng ý kiӃn ÿóng góp cӫa bҥn ÿӑc ÿӇ giáo trình này hoàn thiӋn hѫn Ý kiӃn cӫa các bҥn gӱi vӅ theo

ÿӏa chӍ : levandinhg@gmail.com

4 Tóm tҳt lӏch sӱ phát triӇn ngành Trҳc ÿӏa

Chѭѫng 1 : NHӲNG KIӂN THӬC CѪ BҦN

1-4.Phép chiӃu bҧn ÿӗ và hӋ toҥ ÿӝ vuông góc phҷng Trang 5

Chѭѫng 2 : LÝ THUYӂT SAI SӔ ĈO

2-2.Các tiêu chuҭn ÿӝ chính xác cӫa kӃt quҧ ÿo Trang 12

PHҪN 2 ĈO CÁC YӂU TӔ CѪ BҦN Chѭѫng 3 : ĈO GÓC

Chѭѫng 4 : ĈO DÀI

Chѭѫng 5 : ĈO CAO

PHҪN 3 BҦN ĈӖ VÀ MҺT CҲT ĈӎA HÌNHChѭѫng 6 : LѬӞI KHӔNG CHӂ TRҲC ĈӎA

6-6.Phѭѫng pháp giao hӝi Trang 8

6-7.Phѭѫng pháp bình sai gҫn ÿúng lѭӟi ÿӝ cao ÿo vӁ Trang 10

Chѭѫng 7 : ĈO VӀ BҦN ĈӖ VÀ MҺT CҲT ĈӎA HÌNH

7-1 Khái niӋm và phân loҥi bҧn ÿӗ ÿӏa hình Trang 10

7-3 Ĉo vӁ chi tiӃt bҧn ÿӗ ÿӏa hình bҵng phѭѫng pháp toàn ÿҥc Trang 12

PHҪN 4 TRҲC ĈӎA TRONG XÂY DӴNG CÔNG TRÌNH Chѭѫng 8 : TRҲC ĈӎA CÔNG TRÌNH ( 10 tiӃt )

PHҪN A BӔ TRÍ CÔNG TRÌNH

PHҪN B TRҲC ĈӎA CÔNG TRÌNH CҪU ĈѬӠNG

8-4 Khái niӋm tuyӃn ÿѭӡng và ÿӏnh tuyӃn ÿѭӡng Trang 9

8-7 Công tác trҳc ÿӏa trong xây dӵng các công trình cҫu vѭӧt Trang 14

PHҪN C TRҲC ĈӎA CÔNG TRÌNH DÂN DӨNG VÀ CÔNG NGHIӊP

8-6 Công tác trҳc ÿӏa trong xây dӵng nhà nhân dөng và công nghiӋp Trang 15

8-7 Công tác trҳc ÿӏa trong xây dӵng nhà cao tҫng Trang 16

PHҪN D TRҲC ĈӎA CÔNG TRÌNH THӪY LӦI - THӪY ĈIӊN

8-4 Khái quát các công tác trҳc ÿӏa trong xây dӵng công TLTĈ Trang 17

8-6 Công tác trҳc ÿӏa vùng ÿұp ngăn nѭӟc Trang 19

8-7 Công tác trҳc ÿӏa trong viӋc khҧo sát ÿo ÿҥc các tuyӃn kênh mѭѫng

Trang 20

PHҪN E ĈO HOÀN CÔNG VÀ QUAN TRҲC BIӂN DҤNG CÔNG TRÌNH

PHҪN 1 KIӂN THӬC CHUNG Vӄ TRҲC ĈӎA

MӢ ĈҪU 1 Khái niӋm vӅ trҳc ÿӏa

Theo tiӃng Hy Lҥp thì thuұt ngӳ " Trҳc ÿӏa" có nghƭa là sӵ " phân chia ÿҩt ÿai " Vӟi

ý nghƭa ÿó, chӭng tӓ trҳc ÿӏa ÿã ra ÿӡi tӯ rҩt sӟm

Sӵ phát triӇn cӫa nӅn sҧn xuҩt xã hӝi ÿòi hӓi Trҳc ÿӏa ngày càng phҧi ÿӅ cұp ÿӃn nhiӅu

vҩn ÿӅ, khái niӋm " Trҳc ÿӏa " cNJng vì thӃ có nghƭa rӝng hѫn Có th͋ hi͋u "tr̷c ÿ͓a" là môn khoa h͕c v͉ các ph˱˯ng pháp, ph˱˯ng ti͏n ÿo ÿ̩c và x͵ lý s͙ li͏u nh̹m xác ÿ͓nh hình d̩ng kích th˱ͣc trái ÿ̭t; thành l̵p thành l̵p b̫n ÿ͛, bình ÿ͛, m̿t c̷t ÿ͓a hình phͭc vͭ xây d͹ng các công trình kͿ thu̵t, ÿáp ͱng yêu c̯u cͯa các ngành kinh t͇ qu͙c dân và qu͙c phòng

ĈӇ thӵc hiӋn nhiӋm vө cӫa mình, Trҳc ÿӏa phҧi tiӃn hành ÿo ÿҥc mһt ÿҩt Công tác ÿo ÿҥc thӵc chҩt quy vӅ ÿo mӝt sӕ các yӃu tӕ cѫ bҧn nhѭ: góc, cҥnh, chiӅu cao Vӟi mөc ÿích ÿo ÿҥc hiӋu quҧ và chính xác, trҳc ÿӏa ÿã nghiên cӭu ӭng dөng các phѭѫng pháp trong ÿo ÿҥc Quá trình ÿo luôn tӗn tҥi các sai sӕ ҧnh hѭӣng tӟi ÿӝ chính xác kӃt quҧ ÿo ĈӇ nhұn ÿѭӧc các trӏ ÿo xác suҩt nhҩt và biӇu diӉn chúng dѭӟi dҥng bҧn ÿӗ, bình ÿӗ và mһt cҳt ÿӏa hình thì cҫn phҧi xӱ lý sӕ liӋu ÿo KiӃn thӭc trҳc ÿӏa cùng vӟi toán hӑc, xác suҩt thӕng kê, tin hӑc là nhӳng công cө quan trӑng ÿӇ thӵc hiӋn viӋc xӱ lý sӕ liӋu

Phѭѫng tiӋn ÿo là mӝt trong nhӳng ÿiӅu kiӋn quan trӑng ÿӇ ÿo ÿҥc chính xác và hiӋu quҧ Vӟi sӵ pháp triӇn mҥnh mӁ cӫa các ngành khoa hӑc nhѭ quang hӑc, cѫ khí chính xác, ÿiӋn tӱ, tin hӑc ÿã chӃ tҥo ra các thiӃt bӏ ÿo hiӋn ÿҥi nhѭ toàn ÿҥc ÿiӋn tӱ, thӫy chuҭn ÿiӋn tӱ, máy ÿӏnh vӏ GPS Máy móc, thiӃt bӏ ÿo ÿҥc hiӋn ÿҥi cùng vӟi công nghӋ tiên tiӃn thӵc sӵ là cuӝc cách mҥng sâu rӝng cӫa ngành Trҳc ÿӏa, mӣ ra khҧ năng không chӍ nghiên cӭu ÿo ÿҥc trên bӅ mһt trái ÿҩt, dѭӟi lòng ÿҥi dѭѫng mà còn không gian ngoài trái ÿҩt

Trҳc ÿӏa ÿӏa hình có nhiӋm vө nghiên cӭu quy trình công nghӋ ÿo vӁ bҧn ÿӗ ÿӏa hình mһt ÿҩt dùng trong các ngành ÿiӅu tra, xây dӵng cѫ bҧn và quӕc phòng

Trҳc ÿӏa ҧnh cNJng có nhiӋm vө nghiên cӭu ÿo vӁ bҧn ÿӗ ÿӏa hình, nhѭng tiӃn hành bҵng cách chөp ҧnh mһt ÿҩt bҵng các máy ҧnh ÿһc biӋt tӯ máy bay, vӋ tinh hoһc ngay tҥi mһt ÿҩt; sau ÿó xӱ lý các tҩm ҧnh chөp ÿѭӧc ÿӇ thành lұp bҧn ÿӗ

Trҳc ÿӏa công trình là trҳc ÿӏa ӭng dөng trong xây dӵng công trình Lƭnh vӵc này, Trҳc ÿӏa nghiên cӭu phѭѫng pháp, phѭѫng tiӋn phөc vө thiӃt kӃ, thi công xây dӵng và theo dõi biӃn dҥng công trình

Trҳc ÿӏa bҧn ÿӗ có nhiӋm vө nghiên cӭu các phѭѫng pháp chiӃu bҧn ÿӗ; các phѭѫng pháp vӁ, biӇu diӉn, biên tұp và in ҩn bҧn ÿӗ

3 Vai trò cӫa trҳc ÿӏa trong quy hoҥch và xây dӵng công trình

Trҳc ÿӏa có vai trò quan trӑng trong giai ÿoҥn quy hoҥch, thiӃt kӃ, thi công và quҧn lý sӱ dөng các công trình xây dӵng cѫ bҧn nhѭ: xây dӵng công nghiӋp, dân dөng; xây dӵng cҫu ÿѭӡng; xây dӵng thӫy lӧi, thӫy ÿiӋn

Trong giai ÿoҥn quy hoҥch, tùy theo quy hoҥch tәng thӇ hay chi tiӃt mà ngѭӡi ta sӱ dөng bҧn ÿӗ ÿӏa hình tӹ lӋ thích hӧp ÿӇ vҥch ra các phѭѫng án quy hoҥch, các kӃ hoҥch tәng quát khai thác và sӱ dөng công trình

Trong giai ÿoҥn khҧo sát thiӃt kӃ, trҳc ÿӏa tiӃn hành thành lұp lѭӟi khӕng chӃ trҳc ÿӏa, ÿo vӁ bҧn ÿӗ, bình ÿӗ và mһt cҳt ÿӏa hình phөc vө chӑn vӏ trí, lұp các phѭѫng án xây dӵng và thiӃt kӃ kӻ thuұt công trình

Trong giai ÿoҥn thi công, trҳc ÿӏa tiӃn hành công tác xây dӵng lѭӟi trҳc ÿӏa công trình ÿӇ bӕ trí công trình trên mһt ÿҩt theo ÿúng thiӃt kӃ; kiӇm tra, theo dõi quá trình thi công; ÿo biӃn dҥng và ÿo vӁ hoàn công công trình

Trong giai ÿoҥn quҧn lý và khai thác sӱ dөng công trình, trҳc ÿӏa thӵc hiӋn công tác ÿo các thông sӕ biӃn dҥng công trình nhѭ ÿӝ lún, ÿӝ nghiêng, ÿӝ chuyӇn vӏ công trình Tӯ các thông sӕ biӃn dҥng kiӇm chӭng công tác khҧo sát thiӃt kӃ, ÿánh giá mӭc ÿӝ ÿӝ әn ÿӏnh và chҩt lѭӧng thi công công trình

4 Tóm tҳt lӏch sӱ phát triӇn cӫa ngành trҳc ÿӏa

Khoҧng 3000 năm trѭӟc Công nguyên, dӑc hai bӡ sông Nin Ai Cұp, con ngѭӡi ÿã biӃt dùng nhӳng kiӃn thӭc sѫ ÿҷng vӅ hình hӑc và ÿo ÿҥc ÿӇ phân chia lҥi ÿҩt ÿai sau khi lNJ rút, ÿó chính là khӣi ÿҫu cӫa môn ÿo ÿҩt Khoҧng thӃ kӹ thӭ 6 trѭӟc công nguyên, ngѭӡi Hy Lҥp ÿã cho rҵng trái ÿҩt là khӕi cҫu KiӃn thӭc ÿo ÿҥc trong giai ÿoҥn này ÿã góp phҫn xây dӵng thành công các công trình kiӃn trúc ÿӝc ÿáo ӣ Ai Cұp, Hy Lҥp

ThӃ kӹ thӭ 16 nhà toán hӑc Meccatѫ tìm ra ÿѭӧc phѭѫng pháp chiӃu bҧn ÿӗ ThӃ kӹ thӭ 17 nhà bác hӑc Vecnie phát minh ra du xích ThӃ kӹ thӭ 18 Delambre ÿo ÿѭӧc ÿӝ dài kinh tuyӃn qua Pari và ÿһt ÿѫn vӏ ÿӝ dài 1m=1/40.000.000 ÿӝ dài kinh tuyӃn này ThӃ kӹ thӭ 19 nhà toán hӑc Gauss ÿã ÿӅ ra phѭѫng pháp sӕ bình phѭѫng nhӓ nhҩt và phѭѫng pháp chiӃu bҧn ÿӗ mӟi Rҩt nhiӅu nhà trҳc ÿӏa trên thӃ giӟi ÿã xác ÿӏnh ÿѭӧc kích thѭӟc trái ÿҩt nhѭ: Bessel(1841), Everest(1830), Clarke(1866), Helmert(1906), Kraxovski(1940) và hiӋn tҥi nhiӅu nѭӟc ÿang dùng WGS-84(1984)

Ӣ ViӋt Nam, tӯ thӡi Âu Lҥc ÿã biӃt sӱ dөng kiӃn thӭc trҳc ÿӏa ÿӇ xây thành Cә Loa, kinh ÿo Thăng Long, kênh ÿào nhà Lê Năm 1469 vua Lê Thánh Tông ÿã vӁ bҧn ÿӗ bҧn ÿӗ ÿҩt nѭӟc có tên " Ĉҥi ViӋt Hӗng Ĉӭc"

Cөc ÿo ÿҥc Bҧn ÿӗ thành lұp năm 1959, Tәng cөc Ĉӏa chính thành lұp năm 1994 ÿã triӇn khai ӭng dөng khoa hӑc kӻ thuyұt Trҳc ÿӏa trong xây dӵng lѭӟi tӑa ÿӝ, ÿӝ cao Nhà nѭӟc; thành lұp các loҥi bҧn ÿӗ ÿӏa hình, ÿӏa chính phөc vө ÿiӅu tra cѫ bҧn, quҧn lý, xây dӵng và quӕc phòng

CHѬѪNG 1 NHӲNG KIӂN THӬC CѪ BҦN 1.1 Khái niӋm vӅ ÿӏnh vӏ ÿiӇm

Mһt ÿҩt tӵ nhiên là bӅ mһt vұt lý phӭc tҥp, nhìn toàn cҧnh trái ÿҩt gҫn giӕng quҧ cҫu nѭӟc khәng lӗ vӟi hѫn 2/3 diӋn tích bӅ mһt là ÿҥi dѭѫng và phҫn diӋn tích còn lҥi là lөc ÿӏa, hҧi ÿҧo Trên mһt ÿҩt có chӛ cao trên 8km (ÿӍnh Chomoluma dүy Hymanaya); dѭӟi ÿҥi dѭѫng có nѫi sâu dѭӟi -11km (hӕ Marian ӣ Thái Bình Dѭѫng) Ĉӝ cao trung bình cӫa lөc ÿӏa so vӟi mӵc nѭӟc ÿҥi dѭѫng khoҧng +875m

ĈӇ nghiên cӭu trái ÿҩt và biӇu diӉn nó trên mһt phҷng, trҳc ÿӏa phҧi tiӃn hành ÿo ÿҥc mһt ÿҩt Công tác trҳc ÿӏa này thӵc chҩt là xác ÿӏnh vӏ trí các ÿiӇm ÿһc trѭng cӫa bӅ mһt ÿҩt trong hӋ quy chiӃu tӑa ÿӝ nào ÿó và có thӇ hiӇu ÿó là ÿӏnh vӏ ÿiӇm Vӏ trí các ÿiӇm trên mһt ÿҩt ÿѭӧc xác ÿӏnh bӣi thành phҫn tӑa ÿӝ mһt bҵng và ÿӝ cao

1.2 Mһt thuӹ chuҭn và hӋ ÿӝ cao

Ĉӝ cao là thành phҫn quan trӑng ÿӇ xác ÿӏnh vӏ trí không gian cӫa các ÿiӇm trên mһt ÿҩt, ÿӇ có ÿӝ cao các ÿiӇm ta phҧi xác ÿӏnh các mһt chuҭn quy chiӃu ÿӝ cao

1.2.1 Mһt thӫy chuҭn

M̿t n˱ͣc bi͋n trung bình ͧ tr̩ng thái yên tƭnh, t˱ͧng t˱ͫng kéo dài xuyên qua các lͭc ÿ͓a, h̫i ÿ̫o t̩o thành b͉ m̿t khép kín ÿ˱ͫc g͕i là m̿t thͯy chu̱n trái ÿ̭t Mӛi quӕc gia

trên cѫ sӣ sӕ liӋu quan trҳc mӵc nѭӟc biӇn nhiӅu năm tӯ các trҥm nghiӋm triӅu ÿã xây dӵng

cho mình mӝt mһt chuҭn ÿӝ cao riêng gӑi là m̿t thͯy chu̱n g͙c (hình 1.1)

C

M̿t ÿ̭t M̿t thͯy chu̱n g͙c

M̿t thͯy quy ˱ͣc qua B

Bi͋n

A B

AB h

M̿t thͯy quy ˱ͣc qua A

Hình 1.1

Tҥi mӑi ÿiӇm trên mһt thӫy chuҭn gӕc, phѭѫng ÿѭӡng dây dӑi (phѭѫng trӑng lӵc) luôn trùng vӟi phѭѫng pháp tuyӃn Vì vұt chҩt phân bӕ không ÿӗng ÿӅu trong lòng trái ÿҩt nên phѭѫng ÿѭӡng dây dӑi tҥi các ÿiӇm trên mһt thӫy chuҭn gӕc không hӝi tө vӅ tâm quҧ ÿҩt ÿã làm cho bӅ mһt này gӗ ghӅ, gӧn sóng và ÿây cNJng chӍ là bӅ mһt vұt lý Trong trҳc ÿӏa sӱ dөng mһt thӫy chuҭn làm mһt chuҭn ÿӝ cao

Các mһt thӫy chuҭn song song vӟi mһt thӫy chuҭn gӕc ÿѭӧc gӑi là mһt thӫy chuҭn quy ѭӟc, có vô sӕ mһt thӫy chuҭn quy ѭӟc

Ĉ͡ cao t˱˯ng ÿ͙i cͯa m͡t ÿi͋m (ÿ͡ cao quy ˱ͣc hay ÿ͡ cao gi̫ ÿ͓nh) là kho̫ng cách theo ph˱˯ng ÿ˱ͥng dây d͕i tͳ ÿi͋m ÿó tͣi m̿t thͯy chu̱n quy ˱ͣc Ӣ hình 1.1, nӃu chӑn mһt

thӫy chuҭn ÿi qua ÿiӇm B là mһt thӫy chuҭn quy ѭӟc thì ÿӝ cao quy ѭӟc cӫa ÿiӇm A là ÿoҥn hAB

Các công trình quy mô nhӓ, xây dӵng ӣ nѫi hҿo lánh xa hӋ thӕng ÿӝ cao nhà nѭӟc thì có thӇ dùng ÿӝ cao quy ѭӟc Trong xây dӵng công trình công nghiӋp và dân dөng ngѭӡi ta thѭӡng chӑn mһt thӫy chuҭn quy ѭӟc là mһt phҷng nӅn nhà tҫng mӝt

1.3 HӋ toҥ ÿӝ ÿӏa lý

HӋ tӑa ÿӝ ÿӏa lý nhұn trái ÿҩt là hình cҫu vӟi gӕc tӑa ÿӝ là tâm trái ÿҩt, mһt phҷng kinh tuyӃn gӕc qua ÿài thiên văn Greenwich ӣ nѭӟc Anh và mһt phҷng vƭ tuyӃn gӕc là mһt phҷng xích ÿҥo ( hình 1.2) Mӝt ÿiӇm trên mһt ÿҩt trong hӋ tӑa ÿӝ ÿӏa lý ÿѭӧc xác ÿӏnh bӣi hai thành phҫn tӑa ÿӝ là ÿӝ vƭ ÿӏa lý M và ÿӝ kinh ÿӏa lý O

Hình 1.2

Ĉӝ vƭ ÿӏa lý cӫa ÿiӇm M là góc hӧp bӣi phѭѫng ÿѭӡng dây dӑi ÿi qua ÿiӇm ÿó vӟi mһt phҷng xích ÿҥo Ĉӝ vƭ nhұn giá trӏ 0o ӣ xích ÿҥo và 90o ӣ hai cӵc Các ÿiӇm trên mһt ÿҩt có ÿӝ vƭ bҳc hay nam tùy thuӝc chúng nҵm ӣ bҳc hay nam bán cҫu

Ĉӝ kinh ÿӏa lý cӫa mӝt ÿiӇm là góc nhӏ diӋn hӧp bӣi mһt phҷng kinh tuyӃn gӕc và mһt phҷng kinh tuyӃn ÿi qua ÿiӇm ÿó Ĉӝ kinh ÿӏa lý nhұn giá trӏ tӯ 0o ÿӃn 180o và tùy thuӝc vào ÿiӇm ÿang xét nҵm ӣ ÿông hay tây bán cҫu mà nó có ÿӝ kinh tѭѫng ӭng là ÿӝ kinh ÿông hay ÿӝ kinh tây

HӋ tӑa ÿӝ ÿӏa lý dùng ÿӇ xác ÿӏnh vӏ trí các ÿiӇm trên mһt ÿҩt, nó có ѭu ÿiӇm là thӕng nhҩt cho toàn bӝ quҧ ÿҩt nhѭng nhѭӧc ÿiӇm là tính toán phӭc tҥp Mӝt sӕ ngành sӱ dөng hӋ tӑa ÿӝ này nhѭ: thiên văn, hàng không, hàng hҧi, khí tѭӧng thӫy văn…

Trong trҳc ÿӏa cao cҩp, mһt cҫu trái ÿҩt ÿѭӧc thay bҵng mһt Elipxoid tròn xoay tҥo bӣi Elip có bán trөc lӟn a, bán trөc nhӓ b và ÿӝ dҽt D quay quanh trөc quay cӫa trái ÿҩt Vӏ trí các ÿiӇm trên bӅ mһt trái ÿҩt trong hӋ tӑa ÿӝ này cNJng ÿѭӧc xác ÿӏnh bӣi ÿӝ vƭ trҳc ÿӏa B, kinh ÿӝ trҳc ÿӏa L và ÿӝ cao trҳc ÿӏa H

1.4 Phép chiӃu bҧn ÿӗ và hӋ tӑa ÿӝ vuông góc phҷng

1.4.1 Khái niӋm vӅ phép chiӃu bҧn ÿӗ

Mһt ÿҩt là mһt cong, ÿӇ biӇu diӉn trên mһt phҷng sao cho chính xác, ít biӃn dҥng nhҩt cҫn phҧi thӵc hiӋn theo mӝt quy luұt toán hӑc nào ÿó gӑi là phép chiӃu bҧn ÿӗ

ĈӇ thӵc hiӋn phép chiӃu bҧn ÿӗ, trѭӟc tiên chiӃu mһt ÿҩt tӵ nhiên vӅ mһt chuҭn ( mһt cҫu hoһc mһt Elipxoid), sau ÿó chuyӇn tӯ mһt chuҭn sang mһt phҷng Tùy theo vӏ trí ÿӏa lý cӫa tӯng nѭӟc mà có thӇ áp dөng các phép chiӃu bҧn ÿӗ chu phù hӧp, trong giáo trình này chӍ trình bày khái niӋm vӅ mӝt sӕ phép chiӃu hay ÿѭӧc sӱ dөng

1.4.2 Phép chiӃu mһt phҷng và hӋ tӑa ÿӝ vuông góc quy ѭӟc

Khi vӵc ÿo vӁ nhӓ có diӋn tích nhӓ hѫn 100 km2, sai sӕ biӃn dҥng phép chiӃu bҧn ÿӗ nhӓ nên có thӇ coi khu vӵc ÿó là mһt phҷng và các tia chiӃu tӯ tâm trái ÿҩt là song song vӟi nhau

NӃu khu vӵc ҩy nҵm ӣ nhӳng nѫi hҿo lánh, xa lѭӟi khӕng chӃ nhà nѭӟc thì có thӇ giҧ ÿӏnh mӝt hӋ tӑa ÿӝ vuông góc vӟi trөc OX là hѭӟng bҳc tӯ xác ÿӏnh bҵng la bàn, trөc OY vuông góc vӟi trөc OX và hѭӟng vӅ phía ÿông; gӕc tӑa ÿӝ là giao cӫa hai trөc và chӑn ӣ phía tây nam cӫa khu ÿo (hình1.3)

a a'

b' cc'

Phép chiӃu bҧn ÿӗ UTM (Universal Transverse Mercator) là phép chiӃu hình trө

ngang ÿӗng góc và ÿѭӧc thӵc hiӋn nhѭ sau:

- Chia trái ÿҩt thành 60 múi bӣi các ÿѭӡng kinh tuyӃn cách nhau 6o, ÿánh sӕ thӭ tӵ các múi tӯ 1 ÿӃn 60 bҳt ÿҫu tӯ kinh tuyӃn gӕc, ngѭӧc chiӅu kim ÿӗng và khép vӅ kinh tuyӃn gӕc

- Dӵng hình trө ngang cҳt mһt cҫu trái ÿҩt theo hai ÿѭӡng cong ÿӕi xӭng vӟi nhau qua kinh tuyӃn giӳa múi và có tӹ lӋ chiӃu k = 1 (không bӏ biӃn dҥng chiӅu dài) Kinh tuyӃn trөc nҵm ngoài mһt trө có tӹ lӋ chiӃu k = 0.9996

Hình 1.4

- Dùng tâm trái ÿҩt làm tâm chiӃu, lҫn lѭӧt chiӃu tӯng múi lên mһt trө theo nguyên lý cӫa phép chiӃu xuyên tâm Sau khi chiӃu, khai triӇn mһt trө thành mһt phҷng ( xem hình 1.4) Phép chiӃu UTM có ѭu ÿiӇm là ÿӝ biӃn dҥng ÿѭӧc phân bӕ ÿӅu và có trӏ sӕ nhӓ; mһt khác hiӋn nay ÿӇ thuұn tiӋn cho viӋc sӱ dөng hӋ tӑa ÿӝ chung trong khu vӵc và thӃ giӟi ViӋt Nam ÿã sӱ dөng lѭӟi chiӃu này trong hӋ tӑa ÿӝ Quӕc gia VN-2000 thay cho phép chiӃu Gauss-Kruger trong hӋ tӑa ÿӝ cNJ HN-72

1.4.3.2 H͏ t͕a ÿ͡ vuông góc ph̻ng UTM

Trong phép chiӃu UTM, các múi chiӃu ÿӅu có kinh tuyӃn trөc suy biӃn thành ÿѭӡng thҷng ÿӭng ÿѭӧc chӑn làm trөc OX; xích ÿҥo suy biӃn

thành ÿѭӡng nҵm ngang chӑn làm trөc OY, ÿѭӡng thҷng OX vuông góc vӟi OY tҥo thành hӋ tӑa ÿӝ vuông góc phҷng UTM trên các múi chiӃu (hình 1.5)

O X

500km

ĈӇ trӏ sӕ hoành ÿӝ Y không âm, ngѭӡi ta quy

ѭӟc rӡi trөc OX qua phía tây 500km và quy ÿӏnh ghi

hoành ÿӝ Y có kèm sӕ thӭ tӵ múi chiӃu ӣ phía trѭӟc (X

= 2524376,437; Y = 18.704865,453) Trên bҧn ÿӗ ÿӏa hình, ÿӇ tiӋn cho sӱ dөng ngѭӡi ta ÿã kҿ nhӳng ÿѭӡng thҷng song song vӟi trөc OX và OY tҥo thành lѭӟi ô vuông tӑa ÿӝ HӋ tӑa ÿӝ vuông góc phҷng UTM này ÿѭӧc sӱ dөng trong hӋ tӑa ÿӝ VN-2000

Y

Hình 1.5

1.4.3.3 H͏ t͕a ÿ͡ Qu͙c gia Vi͏t Nam VN-2000

HӋ tӑa ÿӝ VN-2000 ÿѭӧc Thӫ tѭӟng Chính phӫ quyӃt ÿӏnh là hӋ là hӋ tӑa ÿӝ Trҳc Bҧn ÿӗ Quӕc gia ViӋt Nam và có hiӋu lӵc tӯ ngày 12/8/2000 HӋ tӑa ÿӝ này có các ÿһc ÿiӇm:

ÿӏa Sӱ dөng Elipxoid WGSÿӏa 84 (World Geodesic System 1984) làm Elip thӵc dөng, Elip này có bán trөc lӟn a = 6378137, ÿӝ det Į = 1:298,2

- Sӱ dөng phép chiӃu và hӋ tӑa ÿӝ vuông góc phҷng UTM

- Gӕc tӑa ÿӝ trong khuôn viên ViӋn Công nghӋ Ĉӏa chính, Hoàng Quӕc ViӋt, Hà Nӝi

1.5 HӋ ÿӏnh vӏ toàn cҫu GPS

HӋ ÿӏnh vӏ toàn cҫu GPS (Global Positioning System) ÿѭӧc Bӝ Quӕc phòng Mӻ triӇn khai tӯ nhӳng năm 70 cӫa thӃ kӹ 20 Ban ÿҫu, hӋ thӕng này ÿѭӧc dùng cho mөc ÿích quân sӵ, sau ÿó ÿã ÿѭӧc ӭng dөng rӝng rãi trong các lƭnh vӵc khác Vӟi ѭu ÿiӇm nәi bұt nhѭ ÿӝ chính xác, mӭc ÿӝ tӵ ÿӝng hóa cao, hiӋu quҧ kinh tӃ lӟn, khҧ năng ӭng dөng ӣ mӑi nѫi, mӑi lúc, trên ÿҩt liӅn, trên biӇn, trên không…nên công nghӋ GPS ÿã ÿem lҥi cuӝc cách mҥng kӻ thuұt sâu sҳc trong lƭnh vӵc trҳc ÿӏa

Ӣ ViӋt nam, công nghӋ GPS ÿã ÿѭӧc nhұp vào tӯ nhӳng năm 1990 và ÿã ÿѭӧc ӭng dөng rӝng rãi trong nhiӅu lƭnh vӵc Trong trҳc ÿӏa công nghӋ GPS ÿã ÿѭӧc ӭng dөng ÿӇ thành lұp lѭӟi tӑa ÿӝ liên lөc ÿӏa, lѭӟi tӑa ÿӝ quӕc gia cho ÿӃn ÿo vӁ chi tiӃt bҧn ÿӗ

Công nghӋ GPS cNJng ÿã ÿѭӧc ӭng dөng trong trҳc ÿӏa công trình ÿӇ thành lұp lѭӟi khӕng trong ÿo vӁ bҧn ÿӗ, thi công và quan trҳc chuyӇn dӏch biӃn dҥng công trình So vӟi các phѭѫng pháp truyӅn thӕng thì ӭng dөng GPS ÿӇ thành lұp lѭӟi khӕng chӃ có ѭu ÿiӇm nәi bұt nhѭ: chӑn ÿiӇm linh hoҥt hѫn, không cҫn thông hѭӟng giӳa các ÿiӇm, cҥnh ÿo nhanh hѫn và có thӇ ÿo cҧ ngày lүn ÿêm, ÿӝ chính xác cao và tӯ ÿó hiӋu quҧ cao hѫn

1.5.1 Nguyên lý ÿӏnh vӏ GPS

Các ÿiӇm mһt ÿҩt ÿѭӧc ÿӏnh vӏ GPS trong hӋ tӑa ÿӝ ÿӏa tâm xây dӵng trên Elipxoid

WGS-84 HӋ tӑa ÿӝ có gӕc tӑa ÿӝ O là tâm trái ÿҩt, trөc OX là ÿѭӡng thҷng nӕi tâm trái ÿҩt vӟi giao ÿiӇm kinh tuyӃn gӕc cҳt ÿѭӡng xích ÿҥo; trөc OY vuông góc vӟi OX, trөc OZ trùng vӟi trөc quay trái ÿҩt và vuông góc vӟi mһt phҷng xoy (hình 1.6)

vectѫ R - là vectѫ vӏ trí (XN, YN, ZN ) các ÿiӇm cҫn ÿӏnh vӏ trên mһt ÿҩt tҥi thӡi ÿiӇm “t” nào ÿó, ÿây chính là bӕn ҭn sӕ cҫn xác ÿӏnh ÿӕi vӟi vӏ trí mӝt ÿiӇm

vectѫ r – là vectѫ vӏ trí ( Xv, Yv, Yv ) các vӋ tinh trên quӻ ÿҥo tҥi thӡi ÿiӇm “t” ÿã biӃt tӯ thông tin ÿҥo hàng mà máy ÿӏnh vӏ thu ÿѭӧc tӯ vӋ tinh

S - là khoҧng cách giҧ tӯ ÿiӇm ÿӏnh vӏ ÿӃn vӋ tinh mà máy ÿӏnh vӏ GPS ÿo ÿѭӧc Nhѭ vұy ÿӇ ÿӏnh vӏ mӝt ÿiӇm ta cҫn lұp và giҧi hӋ phѭѫng trình tӕi thiӇu phҧi có bӕn phѭѫng trình dҥng (1.1) Sӕ phѭѫng trình lӟn hѫn bӕn sӁ ÿѭӧc giҧi theo nguyên lý sӕ bình phѭѫng nhӓ nhҩt, vì vұy càng thu ÿѭӧc tín hiӋu cӫa nhiӅu vӋ tinh thì ÿӝ chính xác ÿӏnh vӏ càng cao

1.5.2 Cҩu trúc cӫa hӋ thӕng ÿӏnh vӏ toàn cҫu GPS

HӋ thӕng ÿӏnh vӏ toàn cҫu GPS gӗm ba bӝ phұn: ÿoҥn không gian, ÿoҥn ÿiӅu khiӇn và ÿoҥn sӱ dөng

1.5.2.1 Ĉo̩n không gian(space segment)

Ĉoҥn không gian gӗm 24 vӋ tinh phân bӕ trên 6 quӻ ÿҥo gҫn tròn, trên mӛi quӻ ÿҥo có 4 vӋ tinh, mһt phҷng quӻ ÿҥo nghiêng vӟi mһt phҷng xích ÿҥo 55o Các vӋ tinh bay trên các quӻ ÿҥo cách mһt ÿҩt cӥ 20200km Chu kǤ chuyӇn ÿӝng cӫa vӋ tinh trên quӻ ÿҥo là 718 phút (12giӡ) Sӕ lѭӧng vӋ tinh có thӇ quan sát ÿѭӧc tùy thuӝc vào thӡi gian và vӏ trí quan sát trên mһt ÿҩt, nhѭng có thӇ nói rҵng ӣ bҩt kǤ thӡi ÿiӇm và vӏ trí nào trên trái ÿҩt cNJng có thӇ quan trҳc ÿѭӧc tӕi thiӇu 4 vӋ tinh và tӕi ÿa 11 vӋ tinh

Mӛi vӋ tinh ÿӅu có ÿӗng hӗ nguyên tӱ có ÿӝ әn ÿӏnh tҫn sӕ 10-12, tҥo ra tín hiӋu vӟi tҫn sӕ cѫ sӣ fo = 10,23Mhz , tӯ ÿó tҥo ra sóng tҧi L1 = 154 fo = 1575,42Mhz (O=19cm) và L2

= 120 fo = 1227.60Mhz (O = 24cm) Các sóng tҧi ÿѭӧc ÿiӅu biӃn bӣi hai loҥi code khác nhau: - C/A-code (Coarse/Accquition code), dùng cho mөc ÿích dân sӵ vӟi ÿӝ chính xác không cao và chӍ ÿiӅu biӃn sóng tҧi L1 Chu kǤ lһp lҥi cӫa C/A-code là 1 miligiây và mӛi vӋ tinh ÿѭӧc gҳn mӝt C/A code riêng biӋt

- P-code(presice code), ÿѭӧc dùng cho quân ÿӝi Mӻ vӟi ÿӝ chính xác cao, ÿiӅu biӃn cҧ sóng tҧi L1 và L2 Mӛi vӋ tinh chӍ ÿѭӧc gҳn mӝt ÿoҥn code loҥi này, do ÿó P-code rҩt khó bӏ giҧi mã ÿӇ sӱ dөng nӃu không ÿѭӧc phép

Ngoài ra cҧ lai sóng tҧi L1 và L2 còn ÿѭӧc ÿiӅu biӃn bӣi các thông tin ÿҥo hàng vӅ: vӏ trí vӋ tinh, thӡi qian cӫa hӋ thӕng, sӕ hiӋu chӍnh ÿӗng hӗ vӋ tinh, quang cҧnh phân bӕ vӋ tinh trên bҫu trӡi và tình trҥng cӫa hӋ thӕng

1.5.2.2 Ĉo̩n ÿi͉u khi͋n(control segment)

Gӗm mӝt trҥm ÿiӅu khiӇn trung tâm ÿһt tҥi căn cӭ không quân Mӻ gҫn Colorado Spring và bӕn trҥm quan sát ÿһt tҥi: Hawai(Thái bình dѭѫng), Assention Island(Ĉҥi tây dѭѫng), Diego Garcia(Ҩn ÿӝ dѭѫng) và Kwajalein(Tây Thái bình dѭѫng)

Các trҥm quan sát ÿӅu có máy thu GPS ÿӇ theo dõi liên tөc các vӋ tinh, ÿo các sӕ liӋu khí tѭӧng và gӱi sӕ liӋu này vӅ trҥm trung tâm Sӕ liӋu các trҥm quan sát ÿѭӧc trҥm trung tâm xӱ lý cùng vӟi sӕ liӋu ÿo ÿѭӧc cӫa bҧn thân nó cho thông tin chính xác vӅ vӋ tinh, sӕ hiӋu chӍnh ÿӗng hӗ Các sӕ liӋu này ÿѭӧc phát trӣ lҥi các vӋ tinh, công viӋc chính xác hóa thông tin ÿѭӧc thӵc hiӋn 3 lҫn trong mӝt ngày

1.5.2.3 Ĉo̩n s͵ dͭng(User segment)

Ĉoҥn này gӗm các máy móc thiӃt bӏ thu nhұn thông tin tӯ vӋ tinh ÿӇ khai thác sӱ dөng Ĉó có thӇ là máy thu riêng biӋt, hoҥt ÿӝng ÿӝc lұp (ÿӏnh vӏ tuyӋt ÿӕi) hay mӝt nhóm tӯ hai máy trӣ lên hoҥt ÿӝng ÿӗng thӡi ( ÿӏnh vӏ tѭѫng ÿӕi) hoһc hoҥt ÿӝng theo chӃ ÿӝ mӝt máy thu ÿóng vai trò máy chӫ phát tín hiӋu hiӋu chӍnh cho các máy thu khác ( ÿӏnh vӏ vi phân)

1.5.2.4 Các ph˱˯ng pháp ÿ͓nh v͓ GPS - Ĉ͓nh v͓ tuy͏t ÿ͙i

Ĉӏnh vӏ tuyӋt ÿӕi là dӵa vào trӏ ÿo khoҧng cách tӯ vӋ tinh ÿӃn máy thu GPS ÿӇ xác ÿӏnh trӵc tiӃp vӏ trí tuyӋt ÿӕi cӫa Anten máy thu trong hӋ tӑa ÿӝ WGS-84 Ĉӝ chính xác cӫa ÿӏnh vӏ tuyӋt ÿӕi khoҧng 10m ÿӃn 40m

Ĉӏnh vӏ tuyӋt ÿӕi chia thành ÿӏnh vӏ tuyӋt ÿӕi tƭnh và ÿӏnh vӏ tuyӋt ÿӕi ÿӝng, " tƭnh " hay " ÿӝng " là nói trҥng thái cӫa Anten máy thu trong quá trình ÿӏnh vӏ

- Ĉ͓nh v͓ t˱˯ng ÿ͙i

Ĉӏnh vӏ tѭѫng ÿӕi là trѭӡng hӧp dùng hai máy thu GPS ÿһt ӣ hai ÿiӇm khác nhau, quan trҳc ÿӗng bӝ các vӋ tinh ÿӇ xác ÿӏnh vӏ trí tѭѫng ÿӕi giӳa chúng ('x, 'y, 'z) trong hӋ WGS-84, nӃu biӃt tӑa ÿӝ mӝt ÿiӇm thì sӁ tính ÿѭӧc tӑa ÿӝ ÿiӇm kia Ĉӝ chính xác ÿӏnh vӏ tѭѫng ÿӕi cao hѫn rҩt nhiӅu so vӟi ÿӏnh vӏ tuyӋt ÿӕi

- Ĉ͓nh v͓ vi phân

Trong ÿӏnh vӏ vi phân, mӝt máy ÿһt tҥi mӝt ÿiӇm ÿã biӃt tӑa ÿӝ (trҥm gӕc), các máy thu khác ÿһt tҥi các ÿiӇm cҫn xác ÿӏnh tӑa ÿӝ(trҥm ÿo) Dӵa vào ÿӝ chính xác ÿã biӃt cӫa trҥm gӕc, tính sӕ hiӋu chӍnh khoҧng cách tӯ trҥm gӕc ÿӃn vӋ tinh và hiӋu chӍnh này ÿѭӧc máy GPS

ӣ trҥm gӕc phát ÿi Máy trҥm ÿo trong khi ÿo ÿӗng thӡi vӯa thu ÿѭӧc tính hiӋu vӋ tinh và sӕ hiӋu chӍnh cӫa trҥm gӕc và tiӅn hành hiӋu chӍnh kӃt quҧ ÿӏnh vӏ, chính vì thӅ nâng cao ÿѭӧc ÿӝ chính xác ÿӏnh vӏ

1.6 Ĉӏnh hѭӟng ÿѭӡng thҷng

Muӕn biӇu thӏ mӝt ÿoҥn thҷng lên bҧn ÿӗ ngoài ÿӝ dài còn phҧi biӃt phѭѫng hѭӟng

cӫa nó Vi͏c xác ÿ͓nh h˱ͣng cͯa m͡t ÿ˱ͥng th̻ng so vͣi m͡t h˱ͣng g͙c nào ÿó g͕i là ÿ͓nh h˱ͣng ÿ˱ͥng th̻ng Trong trҳc ÿӏa tùy theo ÿiӅu kiӋn cө thӇ ta có thӇ chӑn hѭӟng gӕc là

hѭӟng bҳc kinh tuyӃn thӵc, kinh tuyӃn tӯ hoһc hình chiӃu các kinh tuyӃn trөc làm hѭӟng gӕc Tѭѫng ӭng vӟi các hѭӟng gӕc ÿó ta có các góc ÿӏnh hѭӟng là góc phѭѫng vӏ thӵc (A), phѭѫng vӏ tӯ(At), góc ÿӏnh hѭӟng(Į)

1.6.1.Góc phѭѫng vӏ

Góc ph˱˯ng v͓ cͯa m͡t ÿ˱ͥng th̻ng là góc b̹ng tính tͳ h˱ͣng b̷c kinh tuy͇n, thu̵n chi͉u kim ÿ͛ng h͛ ÿ͇n h˱ͣng ÿ˱ͥng th̻ng (hình 1.7)

M 2

A'2 A2 * * J *

GCA1 At1

1 N

Hình 1.7

Có hai loҥi góc phѭѫng vӏ, nӃu hѭӟng gӕc là hѭӟng bҳc kinh tuyӃn thӵc ta sӁ có góc phѭѫng vӏ thӵc A còn nӃu hѭӟng gӕc là hѭӟng bҳc kinh tuyӃn tӯ sӁ có góc phѭѫng vӏ tӯ At Quan hӋ giӳa hai loҥi góc phѭѫng vӏ này là:

Góc phѭѫng vӏ dùng ÿӇ ÿӏnh hѭӟng ÿѭӡng thҷng trên mһt ÿҩt Hѭӟng cӫa ÿѭӡng băng, hѭӟng di chuyӇn cӫa tâm bão hoһc hѭӟng ÿi cӫa tҫu trên biӇn dùng là góc phѭѫng vӏ

1.6.2 Góc ÿӏnh hѭӟng

1.6.2.1 Khái ni͏m

Góc ÿ͓nh h˱ͣng cͯa m͡t ÿ˱ͥng th̻ng là góc b̹ng tính tͳ h˱ͣng b̷c cͯa hình chi͇u kinh tuy͇n trͭc ho̿c các ÿ˱ͥng th̻ng song song vͣi nó theo chi͉u thu̵n kim ÿ͛ng h͛ tͣi h˱ͣng ÿ˱ͥng th̻ng, nh̵n giá tr͓ tͳ 0-360o

Góc ÿӏnh hѭӟng cӫa mӝt ÿѭӡng thҷng ÿӅu có trӏ sӕ nhѭ nhau tҥi mӑi ÿiӇm cӫa nó Ta cNJng có góc ÿӏnh hѭӟng thuұn và ngѭӧc, trӏ sӕ cӫa chúng lӋch nhau 180o Quan hӋ giӳa các yӃu tӕ ÿӏnh hѭӟng ÿѭӡng thҷng:

A = At + G ; A = D + J Ÿ D = At + G - J (1.5)

ĈӇ hӛ trӧ cho viӋc tính góc ÿӏnh hѭӟng trong bài toán trҳc ÿӏa ngѭӧc, ngѭӡi ta còn sӱ

dөng góc hai phѭѫng (r) Góc hͫp bͧi h˱ͣng b̷c ho̿c nam so vͣi ÿ˱ͥng th̻ng sao cho tr͓ s͙ cͯa nó luôn nh͗ h˯n ho̿c b̹ng 90o Ta có quan hӋ giӳa góc ÿӏnh hѭӟng và hai phѭѫng:

D = r ( cung phҫn tѭ I ) D = 1800 + r ( cung phҫn tѭ III ) (1.6) D = 1800 - r (cung phҫn tѭ II ) D = 3600 - r (cung phҫn tѭ IV )

1.6.2.2 Bài toán tính chuy͉n góc ÿ͓nh h˱ͣng

Giҧ sӱ trên mһt phҷng tӑa ÿӝ XOY có các góc kҽp giӳa các ÿoҥn thҷng d0, d1, d2 tѭѫng ӭng là E1, E2, E3 ( hình 1.8 )

III I

D0 D1

II

E2d1 do

CHѬѪNG 2 LÝ THUYӂT SAI SӔ ĈO 2.1 Khái niӋm - phân loҥi sai sӕ ÿo

2.1.1 Phép ÿo và sai sӕ ÿo

Ĉo m͡t ÿ̩i l˱ͫng nào ÿó th͹c ch̭t là so sánh nó vͣi ÿ˯n v͓ ÿo cùng lo̩i CNJng có th͋ hi͋u phép ÿo là m͡t phép th͵ và k͇t cͭc cͯa m͡t phép th͵ là m͡t tr͓ ÿo

Ĉo trӵc tiӃp là so sánh trӵc tiӃp ÿҥi lѭӧng cҫn ÿo vӟi ÿѫn vӏ ÿo tѭѫng ӭng Trong thӵc tӃ không phҧi lúc nào cNJng tiӃn hành ÿo trӵc tiӃp, nӃu ÿҥi lѭӧng cҫn ÿo phҧi xác ÿӏnh thông qua các ÿҥi lѭӧng ÿo trӵc tiӃp khác thì gӑi là ÿo gián tiӃp Khi ÿo trong ÿiӅu kiӋn ÿo nhѭ nhau thì kӃt quҧ có cùng ÿӝ chính xác; ngѭӧc lҥi, kӃt quҧ ÿo sӁ không cùng ÿӝ chính xác nӃu ÿiӅu kiӋn ÿo khác nhau

Có th͋ hi͋u sai s͙ ÿo là hi͏u s͙ giͷa tr͓ ÿo vͣi tr͓ th͹c g͕i là sai s͙ th͹c ('i ), ho̿c hi͏u s͙ giͷa tr͓ ÿo vͣi tr͓ g̯n ÿúng nh̭t ( tr͓ xác sṷt nh̭t) g͕i là sai s͙ g̯n ÿúng (vi )

'i = Li - X vi = Li - x (2.1) Trong ÿó: Li - trӏ ÿo; X - trӏ thӵc ; x - trӏ xác suҩt nhҩt ( trӏ gҫn ÿúng nhҩt)

2.1.2 Phân loҥi sai sӕ ÿo

2.1.2.1 Sai s͙ sai l̯m

Sai sӕ sai lҫm sinh ra do sӵ nhҫm lүn cӫa con ngѭòi trong quá trình ÿo Sai sӕ sai lҫm khi xuҩt hiӋn thѭӡng có trӏ sӕ lӟn, nhѭng dӉ dàng bӏ loҥi bӓ khi ÿѭӧc phát hiӋn ĈӇ giҧm sai sӕ sai lҫm cҫn tăng cѭӡng ý thӭc trách nhiӋm cӫa ngѭӡi ÿo, ÿӅ ra các biӋn pháp kiӇm tra trong quá trình ÿo và xӱ lý sӕ liӋu

2.1.2.2 Sai s͙ h͏ th͙ng

Sai sӕ hӋ thӕng xuҩt hiӋn thѭӡng có quy luұt cҧ vӅ dҩu và trӏ sӕ Các nguyên nhân sinh ra sai sӕ hӋ thӕng là do dөng cө máy móc không hoàn chӍnh, do thói quen ngѭӡi ÿo và do ÿiӅu kiӋn ngoҥi cҧnh ĈӇ giҧm sai sӕ hӋ thӕng phҧi kiӇm nghiӋm hiӋu chӍnh thiӃt bӏ ÿo, chӑn phѭѫng pháp và thӡi ÿiӇm ÿo thích hӧp

2.1.2.3 Sai s͙ ng̳u nhiên

Sai sӕ ngүu nhiên sinh ra do ҧnh hѭӣng tәng hӧp cӫa nhiӅu nguӗn sai sӕ, chúng luôn luôn tӗn tҥi trong kӃt quҧ ÿo, xuҩt hiӋn biӃn thiên phӭc tҥp cҧ vӅ dҩu và trӏ sӕ

Khi quan sát mӝt vài sai sӕ ngүu nhiên ÿѫn lҿ thì khó có thӇ phát hiӋn ÿѭӧc quy luұt xuҩt hiӋn cӫa chúng; nhѭng khi nghiên cӭu mӝt tұp hӧp nhiӅu sai sӕ ngүu nhiên trong cùng ÿiӅu kiӋn ÿӝ chính xác thì theo lý thuyӃt xác suҩt chúng xuҩt hiӋn theo bӕn quy luұt sau:

- Quy Luұt giӟi hҥn: Trong cùng ÿiӅu kiӋn ÿo, trӏ sӕ các sai sӕ ngүu nhiên không vѭӧt qua mӝt giӟi hҥn nhҩt ÿӏnh, giӟi hҥn này chӍ thay ÿәi khi ÿiӅu kiӋn ÿo thay ÿәi

- Quy luұt tұp trung: Nhӳng sai sӕ ngүu nhiên có trӏ tuyӋt ÿӕi nhӓ thѭӡng xuҩt hiӋn nhiӅu hѫn nhӳng sai sӕ ngүu nhiên có trӏ tuyӋt ÿӕi lӟn

- Quy luұt ÿӕi xӭng: các sai sӕ ngүu nhiên âm và dѭѫng có trӏ tuyӋt ÿӕi bҵng nhau ÿӅu có khҧ năng xuҩt hiӋn nhѭ nhau

- Quy luұt triӋt tiêu: Giӟi hҥn cӫa trӏ trung bình cӝng các sai sӕ ngүu nhiên sӁ dҫn tӟi không khi sӕ lҫn ÿo tăng lên vô hҥn

> @ 0

limof 'n

(2.2)

2.2 Các tiêu chuҭn ÿӝ chính xác cӫa kӃt quҧ ÿo

Sai sӕ ngүu nhiên luôn thay ÿәi cҧ vӅ dҩu và trӏ sӕ, do ÿó không thӇ lҩy mӝt sai sӕ ngүu nhiên ÿѫn lҿ nào ÿӇ ÿһc trѭng cho ÿӝ chính xác dүy trӏ ÿo trӵc tiӃp ĈӇ ÿánh giá ÿӝ chính xác cӫa kӃt quҧ ÿo ngѭӡi ta dùng các tiêu chuҭn sau:

2.2.1 Sai sӕ trung bình cӝng

Là trӏ trung bình cӝng các trӏ tuyӋt ÿӕi các sai sӕ thӵc thành phҫn, ÿѭӧc xác ÿӏnh bӣi công thӭc:

Sai sӕ thӵc : ' i = Li - X Sai sӕ gҫn ÿúng : vi = Li -x

Trong ÿó X - trӏ thӵc; x- trӏ gҫn ÿúng nhҩt; Li - trӏ ÿo ӣ lҫn ÿo thӭ i 'i - vi = x - X = G

Trong ÿó G là sai sӕ thӵc cӫa trӏ gҫn ÿúng BiӇu thӭc (2.5 ) cho i = 1~ n, bình phѭѫng hai vӃ, lҩy tәng rӗi chia cҧ hai vӃ cho n ta ÿѭӧc:

[''] [ ]2G[ ]G2

] [

, bình phѭѫng biӇu thӭc này ÿѭӧc:

Thay biӇu thӭc này vào biӇu thӭc (2.6) có :

2.2.6 Sai sӕ trung phѭѫng hàm sӕ dҥng tәng quát

Trong trҳc ÿӏa có nhiӅu trѭӡng hӧp ÿҥi lѭӧng cҫn xác ÿӏnh ÿѭӧc xác ÿӏnh gián tiӃp qua các ÿҥi lѭӧng ÿo trӵc tiӃp, hoһc các ÿҥi lѭӧng cho trѭӟc; khi các ÿҥi lѭӧng này mҳc sai sӕ thì các ÿҥi lѭӧng cҫn xác ÿӏnh cNJng sӁ có sai sӕ Ta sӁ nghiên cӭu vҩn ÿӅ này: Giҧ sӱ có hàm:

1, x , x , ,x ) x

Ĉһt

, vӟi xi cho trѭӟc thì các ki là hҵng sӕ ta có : ( 'i)j = (k1'1+ k2'2+ k3'3+ + kn'n)j Cho j = 1~ n, bình phѭѫng hai vӃ, lҩy tәng hai vӃ, chia cho n ta có:

Cuӕi cùng ta có:

32322222121

2.3 Bình sai trӵc tiӃp các trӏ ÿo

2.3.1 Khái niӋm bình sai trӵc tiӃp

Bҧn chҩt cӫa phѭѫng pháp bình sai trѭӧc tiӃp là tiӃn hành ÿo nhiӅu lҫn mӝt ÿҥi lѭӧng và nhұn ÿѭӧc nhiӅu trӏ ÿo có thӇ cùng ÿӝ chính xác hoһc không cùng ÿӝ chính xác NhiӋm vө ÿһt ra là tiӃn hành bình sai nhѭ thӃ nào ÿӇ tìm ÿѭӧc trӏ xác suҩt nhҩt cӫa trӏ ÿo, ÿánh giá ÿӝ chính xác cӫa các trӏ ÿo và ÿӝ chính xác cӫa trӏ sau bình sai

Nguyên lý sӕ bình phѭѫng nhӓ nhҩt chӍ ra rҵng trong trѭӡng hӧp ÿo cùng ÿӝ chính xác thì trӏ có ÿӝ tin cұy cao nhҩt là trӏ có các sai sӕ gҫn ÿúng vi thoҧ mãn ÿiӅu kiӋn:

Còn trѭӡng hӧp ÿo không cùng ÿӝ chính xác thì [pvv] = min Ta lҫn lѭӧt nguyên cӭu vҩn ÿӅ bình sai trӵc tiӃp này

2.3.2 Bình sai trӵc tiӃp các trӏ ÿo cùng ÿӝ chính xác

Giҧ sӱ trӏ xác suҩt nhҩt cӫa mӝt ÿҥi lѭӧng ÿo nào ÿó là x, ÿo ÿҥi lѭӧng này n lҫn trong ÿiӅu kiӋn cùng ÿӝ chính xác và thu ÿѭӧc n trӏ ÿo lҫn lѭӧt là:

L1, L2, L3, , Ln Ta có các sai sӕ gҫn ÿúng:

- Sai sӕ cӫa dүy trӏ ÿo ÿánh giá theo công thӭc Bessel

nvv

PHҪN 2 ĈO CÁC YӂU TӔ CѪ BҦN

CHѬѪNG 3 ĈO GÓC

Trong trҳc ÿӏa, góc bҵng dùng ÿӇ tính chuyӇn góc ÿӏnh hѭӟng và chiӅu dài cho các cҥnh rӗi tӯ ÿó tính các gia sӕ tӑa ÿӝ ('x, 'y) và tӑa ÿӝ X, Y cho các ÿiӇm Góc ÿӭng dùng ÿӇ tính chênh cao h giӳa các ÿiӇm theo phѭѫng pháp ÿo cao lѭӧng giác, tӯ ÿó tính ÿӝ cao H cho các ÿiӇm Máy chuyên dөng ÿӇ ÿo góc bҵng và góc ÿӭng là máy kinh vƭ tӱ (Theodolite)

3.1 Nguyên lý ÿo góc bҵng và góc ÿӭng

Giҧ sӱ có ba ÿiӇm A, C, B nҵm ӣ nhӳng ÿӝ cao khác nhau trên mһt ÿҩt (hình 3.1) ChiӃu ba ÿiӇm này lên mһt phҷng ngang Po theo phѭѫng ÿѭӡng dây dӑi, ta ÿѭӧc ba ÿiӇm tѭѫng ӭng là a, c, b Góc nhӏ hӧp bӣi mһt phҷng ngҳm [Aac'c ] và [BbC'c] là góc bҵng E cҫn ÿo

ĈӇ ÿo góc bҵng, ngѭӡi ta dùng mӝt bàn ÿӝ ngang ÿһt sao cho tâm cӫa nó nҵm trên ÿѭӡng dây dӑi Cc', hai mһt phҷng ngҳm [Aac'c ] và [BbC'c] sӁ cҳt bàn ÿӝ ӣ hai giao tuyӃn có trӏ sӕ tѭѫng ӭng là a và c, trӏ sӕ góc bҵng cҫn ÿo là E b - a

cc'VA

E

Hình 3.1

Góc hӧp bӣi hѭӟng ngҳm c'A vӟi ÿѭӡng ngang HH' gӑi là góc ÿӭng cӫa hѭӟng CA.

Góc ÿӭng nhұn giá trӏ tӯ 0o ÿӃn 90o và có thӇ dѭѫng hoһc âm NӃu ÿiӇm ngҳm phía trên ÿѭӡng ngang thì góc ÿӭng sӁ có dҩu dѭѫng và nҵm phía dѭӟi sӁ có dҩu âm

ĈӇ ÿo góc ÿӭng, ngѭӡi ta sӱ dөng mӝt bàn ÿӝ ÿӭng có ÿѭӡng kính nҵm ngang mang trӏ sӕ hai ÿҫu 0o - 0o hoһc 0o-180o hoһc 90o-270o và vҥch chuҭn hoһc vҥch "0" trên thang ÿӑc sӕ bàn ÿӝ ÿӭng Sӕ ÿӑc trên bàn ÿӝ ÿӭng khi ӕng kính nҵm ngang và vҥch chuҭn hoһc vҥch 0 trên thang ÿӑc sӕ cân bҵng ÿѭӧc gӑi là sӕ ÿӑc ban ÿҫu MO Trӏ sӕ góc ÿӭng V là hiӋu sӕ giӳa sӕ ÿӑc MO vӟi trӏ sӕ cӫa hѭӟng ngҳm tӟi mөc tiêu ÿӑc trên bàn ÿӝ ÿӭng (hình 3.1)

3.2 Máy kinh vƭ

3.2.1 Tác dөng và phân loҥi máy kinh vƭ

Máy kinh vƭ dùng ÿӇ ÿo góc bҵng, góc ÿӭng, ngoài ra còn ÿo ÿѭӧc chiӅu dài và ÿӝ chênh cao theo phѭѫng pháp ÿo cao lѭӧng giác

NӃu phân loҥi máy kinh vƭ theo ÿһc ÿiӇm cҩu tҥo bàn ÿӝ thì sӁ có máy kinh vƭ kim loҥi, quang hӑc và ÿiӋn tӱ ; còn phân loҥi theo ÿӝ chính xác thì sӁ có máy kinh vƭ chính xác, máy có ÿӝ chính xác trung bình, và xác thҩp

3.2.2 Nguyên lý cҩu tҥo máy kinh vƭ

Các bӝ phұn cѫ bҧn cӫa máy kinh vƭ trình bày ӣ hình 3.2 gӗm: (1)-Ӕng kính ngҳm

v

V 'L'

CHH '

1 2

c

9 7

3 V ' V

HC '

(2)-Bàn ÿӝ ÿӭng (3)-Bàn ÿӝ ngang

(4)-Ӕng kính hiӇn vi ÿӑc sӕ

(5)-Ӕc hãm và vi ÿӝng bàn ÿӝ ngang (6)- Gѭѫng lҩy sáng

(7)-Ӕng thӫy dài bàn ÿӝ ngang (8)-ĈӃ máy

(9)-Ӕc cân ÿӃ máy

CC'- Trөc ngҳm cӫa ӕng kính HH'-Trөc quay cӫa ӕng kính VV'- Trөc quay cӫa máy kinh vƭ LL'- Trөc cӫa ӕng thӫy dài

- HӋ ÿiӅu quang gӗm ӕc ÿiӅu quang (3) và kính ÿiӅu quang 3' Khi vһn ӕc ÿiӅu quang, kính ÿiӅu quang sӁ di chuyӇn trong ӕng kính, nhӡ ÿó làm thay ÿәi vӏ trí ҧnh thұt ab so vӟi kính vұt Khi ҧnh ab trùng vӟi mһt phҷng màng dây chӳ thұp (4) sӁ cho ҧnh ҧo a'b' ngѭӧc chiӅu vӟi vұt nhѭng ÿѭӧc phóng ÿҥi lên nhiӅu lҫn Hình 3.4 là nguyên lý tҥo ҧnh trong ӕng kính cӫa máy kinh vƭ

c'

B A

4 3'

1

Hình 3.3

- Màng dây chӳ thұp (4) là mӝt tҩm kính mӓng trên có khҳc lѭӟi chӍ mҧnh dùng làm chuҭn khi ÿo ngҳm Lѭӟi chӍ chӳ thұp gӗm hai chӍ cѫ bҧn là chӍ ÿӭng và chӍ ngang cҳt nhau dҥng chӳ thұp; ngoài ra còn có chӍ trên và dѭӟi dùng ÿӇ ÿo khoҧng cách

(3.1) Trong ÿó: D - góc nhìn vұt qua ӕng kính; E - góc nhìn vұt bҵng mҳt thѭӡng; fv - tiêu cӵ kính vұt; fm - tiêu cӵ kính mҳt

- Trѭӡng ngҳm ӕng kính ÿһc trѭng bӣi góc kҽp İ giӳa hai ÿѭӡng thҷng xuҩt phát tӯ quang tâm kính vұt tӟi hai ÿҫu ÿѭӡng kính màng dây chӳ thұp

Ĉӕi vӟi máy kinh vƭ quang hӑc, trên mһt bàn ÿӝ thѭӡng ÿѭӧc chia thành 360 khoҧng, mӛi khoҧng ӭng vӟi 1o Dùng kính hiӇn vi phóng to khoҧng chia 1o rӗi ÿѭa và ÿó mӝt tҩm kính mӓng trên khҳc vҥch chuҭn hoһc thang sӕ ÿӑc Tùy theo ÿӝ chính xác cӫa máy mà thang vҥch chuҭn ÿѭӧc chia vҥch khác nhau ( hình 3.5)

0 154

154 26

0 V'

V L ' L

Khác vӟi bàn ÿӝ ngang, bàn ÿӝ ÿӭng ngҳn liӅn và cùng quay theo ӕng kính ngҳm ĈӇ cân bҵng vҥch chuҭn ÿӑc sӕ hoһc vҥch "0" trên thang ÿӑc sӕ, mӝt sӕ loҥi máy kinh vƭ dùng ӕng thӫy dài và vít nghiêng ( hình3.5c ), còn các loҥi máy kinh vƭ hiӋn ÿҥi dùng bӝ cân bҵng tӵ ÿӝng bҵng hӋ con lҳc quang hӑc hoһc bӝ cân bҵng ÿiӋn tӱ

Hai ÿҫu ÿѭӡng kính nҵm ngang cӫa bàn ÿӝ ÿӭng máy kinh vƭ ÿѭӧc khҳc vҥch tѭѫng ӭng vӟi trӏ sӕ 0o - 0o hoһc 0o - 180o hoһc 90o - 270o; bӣi vұy khi trөc ngҳm ӕng kính nҵm ngang và thang ÿӑc sӕ ÿѭӧc cân bҵng thì ÿѭӡng kính trên phҧi trùng vӟi vҥch "0" cӫa thang ÿӑc sӕ Trӏ sӕ cӫa hai ÿҫu ÿѭӡng kính trong trѭӡng hӧp này gӑi là sӕ ÿӑc ban ÿҫu MO lý thuyӃt; nӃu ÿiӅu kiӋn trên không ÿҧm bҧo sӁ dүn ÿӃn sai sӕ sӕ ÿӑc ban ÿҫu và sӕ ÿӑc có sai sӕ ÿó gӑi là MO thӵc tӃ

Các loҥi máy kinh vƭ ÿiӋn tӱ ( Digital Theodolite) có bàn ÿӝ ÿѭӧc mã hóa kӃt hӧp vӟi bӝ xӱ lý CPU cho trӏ sӕ cӫa hѭӟng ÿo ÿѭӧc hiӇn thӏ trên màn hình tinh thӇ, hoһc lѭu trӳ trong bӝ nhӟ cӫa máy hoһc thҿ nhӟ (hình 3.6a,b) Ngày nay vӟi sӵ phát triӇn cӫa ngành ÿiӋn tӱ - tin hӑc, máy kinh vƭ ÿiӋn tӱ ÿѭӧc ghép nӕi vӟi máy ÿo dài ÿiӋn tӱ (EDM) có bӝ vi xӱ lý tích hӧp nhiӅu phҫn mӅm tiӋn ích tҥo thành máy toàn ÿҥc ÿiӋn tӱ (Total Station) Máy này không nhӳng cho phép ÿo góc mà còn ÿo dài vӟi ÿӝ chính xác cao, tiӋn lӧi và hiӋu quҧ (hình 3.6c)

Hz 154o29'12'' V 5o 30' 48''

(c)

Hình 3.6

3.2.2.3 B͡ ph̵n cân b̹ng và chi͇u ÿi͋m

Bӝ phұn cân bҵng gӗm ӕng thuӹ, các ӕc cân ÿӃ máy, chân máy, vít nghiêng Bӝ phұn chiӃu ÿiӇm gӗm dây và quҧ dӑi hoһc bӝ phұn ÿӏnh tâm quang hӑc

- Ông thuӹ dùng ÿӇ ÿѭa ÿѭӡng thҷng, mһt phҷng vӅ nҵm ngang hoһc thҷng ÿӭng có hai loҥi ӕng thuӹ là: ӕng thuӹ dài và ӕng thuӹ tròn ( hình 3.7)

Ông thuӹ dài cҩu tҥo bӣi mӝt ӕng thuӹ tinh hình trө nҵm ngang, mһt trên là mһt cong có bán kính tѭѫng ÿӕi lӟn Trong ӕng thuӹ tinh ÿã hút chân không ngѭӡi ta ÿә ÿҫy chҩt lӓng có ÿӝ nhӟt thҩp (ete) và ÿӇ chӯa lҥi mӝt khoҧng không khí nhӓ gӑi là bӑt thuӹ Ĉӕi xӭng qua ÿiӇm cao nhҩt trên mһt cong, có nhӳng vҥch khҳc cách ÿӅu nhau gӑi là khoҧng chia ӕng thuӹ Ĉӝ chính xác ӕng thuӹ ÿһc trѭng bӣi góc ӣ tâm IJ

R - bán kính mһt cong d - khoҧng chia ӕng thӫy

- Bӝ phұn chiӃu ÿiӇm: có thӇ chiӃu ÿiӇm bҵng dӑi hoһc bӝ phұn ÿӏnh tâm quang hӑc nhѭ hình 3.8

Hình 3.8Hình 3.7

L'

v' v

(b)

3.2.3 KiӇm nghiӋm máy kinh vƭ

ĈӇ giҧm sai sӕ hӋ thӕng do máy kinh vƭ ҧnh hѭӣng tӟi kӃt quҧ ÿo, trѭӟc khi sӱ dөng máy phҧi tiӃn hành công tác kiӇm nghiӋm ViӋc kiӇm nghiӋm và ÿiӅu chӍnh máy kinh vƭ nhҵm mөc ÿích ÿҧm bҧo các ÿiӅu kiӋn hình hӑc cӫa các hӋ trөc ( hình 3.9)

- Trөc quay HH' cӫa ӕng kính ngҳm phҧi vuông góc vӟi trөc quay VV' cӫa máy kinh vƭ

m sӕ ÿӑc ban ÿҫu MO

H

L' L

C' C

V'

H'

V Hình 3.9

3.2.3.1 Ĉi͉u ki͏n trͭc cͯa ͙ng thͯy dài trên bàn ÿ͡ ngang

ĈӇ kiӇm nghiӋm ÿiӅu kiӋn nҵy, ÿҫu tiên ta quay bӝ phұn ngҳm sao cho trөc ӕng thӫy dài bàn ÿӝ ngang song song vӟi ÿѭӡng nӕi hai ӕc cân bҩt kǤ cӫa ÿӃ máy, ÿiӅu chӍnh hai ӕc cân này ÿѭa bӑt thӫy vào giӳa ӕng (hình 3.10b) TiӃp ÿó quay bӝ phұn ngҳm 180o, nӃu bӑt thӫy vүn ӣ giӳa, hoһc ÿӝ lӋch nhӓ hѫn mӝt khoҧng chia ӕng thӫy thì có thӇ coi ÿiӅu kiӋn này ÿҧm bҧo, còn lӋch quá mӝt khoҧng chia thì phҧi ÿiӅu chӍnh lҥi ӕng thӫy dài (hình 3.10c, c')

L

i L L'

Hình 3.10

3.2.3.2 Ki͋m nghi͏m màng dây chͷ th̵p

Mӝt trong nhӳng cách ÿѫn giҧn là treo mӝt dây dӑi mҧnh ӣ nѫi kín gió Máy kinh vƭ cҫn kiӇm nghiӋm ÿһt cách dây dӑi chӯng 20m Sau khi cân bҵng máy tiӃn hành ngҳm chuҭn dây dӑi, nӃu chӍ ÿӭng cӫa màng dây chӳ thұp trùng vӟi dây dӑi thì ÿiӅu kiӋn này ÿҥt yêu cҫu, nӃu không trùng thì phҧi chӍnh lҥi màng dây chӳ thұp

3.2.3.3 Ki͋m nghi͏m trͭc ng̷m cͯa ͙ng kính ng̷m (2c)

Trөc ngҳm cӫa ӕng kính máy kinh vƭ là ÿѭӡng thҷng nӕi quang tâm kính vұt, tâm màng dây chӳ thұp và quang tâm kính mҳt NӃu trөc ngҳm có sai sӕ thì khi ngҳm cùng mӝt mөc tiêu ӣ hai vӏ trí bàn ÿӝ chúng sӁ lӋch nhau mӝt góc ký hiӋu là 2c (hình 3.11).

3.2.3.4 Ki͋m nghi͏m trͭc quay cͯa ͙ng kính ng̷m

NӃu hai ә trөc quay cӫa ӕng kính ngҳm không cùng nҵm trên mӝt mһt phҷng ngang sӁ làm cho trөc quay ӕng kính không vông góc vӟi trөc quay cӫa máy kinh vƭ

ĈӇ kiӇm nghiӋm ÿiӅu kiӋn này, trên mӝt bӭc tѭӡng cҫn ÿánh dҩu mӝt ÿiӇm A cao hѫn mһt phҷng ngang ӕng kính chӯng 30o ~ 50o Máy kinh vƭ ÿһt cách tѭӡng 20m Sau khi cân bҵng máy, tiӃn hành chiӃu ÿiӇm A xuӕng mһt phҷng ngang ӣ vӏ trí bàn ÿӝ trái và phҧi, ÿánh dҩu ÿѭӧc hai ÿiӇm tѭѫng ӭng là a và a' NӃu thҩy ÿoҥn aa' lӟn hѫn chiӅu rӝng cһp chӍ ÿӭng song song cӫa màng dây chӳ thұp thì phҧi ÿiӅu chӍnh lҥi trөc quay ӕng kính

A’ A

a ao a' Hình 3.12

3.2.3.5 Ki͋m nghi͏m s͙ ÿ͕c ban ÿ̯u MO

NӃu trөc ngҳm ӕng kính ngҳm nҵm ngang và thang ÿӑc sӕ cân bҵng mà ÿѭӡng kính nҵm ngang cӫa bàn ÿӝ ÿӭng không trùng vӟi vҥch "0" cӫa thang ÿӑc sӕ thì sӁ gây ra sai sӕ sӕ ÿӑc ban ÿҫu MO (hình 3.13) Tӯ hình 3.13 ta có công thӭc tính MO:

3.3 Phѭѫng pháp ÿo góc bҵng

Tùy theo sӕ hѭӟng tҥi mӝt trҥm ÿo mà ta có thӇ áp dөng các phѭѫng pháp ÿo góc khác nhau nhѭ ÿo ÿѫn, ÿo lһp, ÿo toàn vòng, ÿo tә hӧp Giáo trình này chӍ trình bày hai phѭѫng pháp ÿo góc cѫ bҧn là ÿo ÿѫn và ÿo toàn vòng

O

B b1, b2

A a1, a2

3.3.1 Ĉo góc bҵng theo phѭѫng pháp ÿo ÿѫn

Phѭѫng pháp ÿo ÿѫn áp dөng cho các trҥm ÿo chӍ có hai hѭӟng và ÿѭӧc áp dөng nhiӅu khi ÿo góc bҵng trong các ÿѭӡng chuyӅn ÿa giác Mӝt vòng ÿo theo phѭѫng pháp ÿo ÿѫn gӗm nӱa vòng ÿo thuұn và nӱa vòng nghӏch Giҧ sӱ ÿo góc bҵng tҥi ÿӍnh O hӧp bӣi hѭӟng ngҳm OA và OB (hình

Khi ÿӏnh tâm quang hӑc, trѭӟc tiên ta ÿiӅu chӍnh chân máy hoһc ӕc cân ÿӃ máy sao cho tâm vòng tròn bӝ ÿӏnh tâm quang hӑc trùng vӟi ÿӍnh góc ÿo Sau ÿó cân bҵng máy bҵng ba ӕc cân chân máy, các thao tác này ÿѭӧc lһp lҥi cho ÿӃn khi ÿӍnh góc ÿo ӣ trong vòng tròn TiӃp theo ta cân bҵng máy bҵng ba ӕc cân ÿӃ máy, nӃu sau khi cân bҵng mà ÿӍnh góc lӋch khӓi vòng tròn thì mӣ ӕc nӕi, xê dӏch ÿӃ máy cho trùng lҥi và tiӃn hành cân bҵng lҥi máy là ÿѭӧc

- Cân bҵng máy là thao tác ÿӇ ÿiӅu chӍnh cho mһt phҷng bàn ÿӝ vӅ ngang nҵm ngang Thӵc hiӋn cân bҵng nhӡ ӕng thӫy tròn (sѫ bӝ), ӕng thӫy dài (chính xác), các ӕc cân ÿӃ máy và chân máy

Khi cân bҵng, ÿҫu tiên quay bӝ phұn ngҳm sao cho trөc ӕng thӫy dài bàn ÿӝ ngang song song vӟi ÿѭӡng nӕi hai ӕc cân bҩt kǤ, ÿiӅu chӍnh hai ӕc cân này ÿѭa bӑt thӫy vào giӳa ӕng Sau ÿó quay bӝ phұn ngҳm ÿi 90o, ÿiӅu chӍnh ӕc cân thӭ ba ÿӇ bӑt thӫy vào giӳa ӕng Các thao tác này ÿѭӧc lһp lҥi cho ÿӃn khi bӑt thӫy không lӋch khӓi vӏ trí giӳa ӕng quá mӝt phân khoҧng ӕng thӫy là ÿѭӧc (hình 3.15)

- Nӱa vòng ÿo ngѭӧc: kӃt thúc nӱa vòng ÿo thuұn ӕng kính ÿang trên hѭӟng OB, thӵc hiӋn ÿҧo ӕng kính và quay máy ngҳm lҥi tiêu ngҳm B; ÿӑc sӕ trên bàn ÿӝ ngang ÿѭӧc sӕ ÿӑc b2 Máy quay thuұn chiӅu kim ÿӗng hӗ ngҳm tiêu ngҳm A, ÿӑc sӕ trên bàn ÿӝ ngang ÿѭӧc sӕ ÿӑc a2 ĈӃn ÿây ta ÿã hoàn thành nӱa vòng ÿo ngѭӧc và cNJng hoàn thành mӝt vòng ÿo theo phѭѫng pháp ÿo ÿѫn Góc nӱa vòng ÿo nghӏch ȕp = b2 - a2 ; nӃu ÿӝ lӋch trӏ sӕ góc giӳ hai nӱa vòng ÿo nҵm trong giӟi hҥn cho phép thì trӏ sӕ góc tҥi vòng ÿo này là: ȕ1v = (ȕt + ȕp)/2 KӃt quҧ ÿo góc bҵng theo phѭѫng pháp ÿo ÿѫn ÿѭӧc ghi vào sә ÿo ӣ bҧng 3.1

Bҧng 3.1.Sә ÿo góc theo phѭѫng pháp ÿo ÿѫn

3.3.2 Ĉo góc bҵng theo phѭѫng pháp toàn vòng

Phѭѫng pháp ÿo góc toàn vòng áp dөng cho các trҥm ÿo góc bҵng có tӯ 3 hѭӟng trӣ lên, phѭѫng pháp này ÿѭӧc ӭng dөng nhiӅu khi ÿo góc trong lѭӟi giҧi tích

O

Mӝt vòng ÿo theo phѭѫng pháp này cNJng gӗm nӱa vòng ÿo thuұn và nӱa vòng ÿo ngѭӧc Giҧ sӱ cҫn ÿo góc bҵng tҥi trҥm O có ba hѭӟng là OA, OB, OC (hình 3.16) ĈӇ ÿo, trѭӟc tiên cҫn ÿһt máy kinh vƭ vào trҥm O và thӵc hiӋn ÿӏnh tâm, cân bҵng, ÿӏnh hѭӟng tѭѫng tӵ nhѭ phѭѫng pháp ÿo ÿѫn; sau ÿó tiӃn hành ÿo góc theo trình tӵ:

Hình 3.16

- Nӱa vòng ÿo thuұn: bàn ÿӝ ÿӭng ÿһt bên trái hѭӟng ngҳm Trѭӟc tiên ngҳm chuҭn tiêu ngҳm A, rӗi lҫn lѭӧt các tiêu ngҳm ӣ các ÿiӇm B, C và A theo chiӅu kim ÿӗng hӗ; mӛi hѭӟng ÿo ÿӅu tiӃn hành ÿӑc sӕ bàn ÿӝ ngang và ghi giá trӏ vào sә ÿo góc

- Nӱa vòng ÿo ngѭӧc: kӃt thúc nӱa vòng ÿo thuұn thì ӕng kính ÿang ngҳm vӅ hѭӟng OA TiӃn hành ÿҧo ӕng kính và quay máy ngҳm và ÿӑc sӕ lҥi hѭӟng này; sau ÿó quay bӝ phұn ngҳm ngѭӧc chiӅu kim ÿӗng hӗ lҫn lѭӧt ngҳm các tiêu trên hѭӟng OC, OB và OA Ӣ mӛi hѭӟng ÿӅu ÿӑc sӕ bàn ÿӝ ngang và ghi trӏ sӕ các hѭӟng ÿo vào sә ÿo góc bҵng (bҧng 3.1)

Bҧng 3.1.Sә ÿo góc theo phѭѫng pháp toàn vòng

SӘ ĈO GÓC BҴNG THEO PHѬѪNG PHÁP TOÀN VÒNG

O

ĈӇ tăng ÿӝ chính xác ÿo góc cҫn phҧi ÿo nhiӅu vòng ÿo, trӏ hѭӟng khӣi ÿҫu mӛi vòng ÿo ÿһt lӋch mӝt lѭӧng 180o/n ( n là sӕ vòng ÿo ) BiӃn ÿӝng 2c d 2t; sai sӕ khép vòng fv d 2t vӟi "t " là ÿӝ chính cӫa bӝ phұn ÿӑc sӕ

3.3.3 Các nguӗn sai sӕ chӫ yӃu trong ÿo góc bҵng

Khi ÿo góc, mӛi lҫn ngҳm chuҭn mөc tiêu ӣ mӝt hѭӟng sӁ mҳc phҧi sai sӕ ngҳm mV

và sai sӕ ÿӑc sӕ mo hai sai sӕ này ÿѭӧc xác ÿӏnh bӣi:

m (3.7)

Tәng hӧp các nguӗn sai sӕ trên mӝt hѭӟng ÿo gӗm: sai sӕ do máy - m1, sai sӕ do lӋch tâm máy m2 , sai sӕ do lӋch tâm tiêu m3, sai sӕ ÿo md và sai sӕ do ҧnh hѭӣng cӫa môi trѭӡng m5 Vӟi sai sӕ do ÿӏnh tâm máy và tiêu ngҳm ÿѭӧc xác ÿӏnh bӣi công thӭc (3.7)

''( 1 1 )

Giҧ sӱ cҫn ÿo góc ÿӭng V cӫa hѭӟng ngҳm OA (hình 3.17) ĈӇ ÿo, trѭӟc tiên ÿһt và cân bҵng máy kinh vƭ ÿһt tҥi ÿiӇm O Sau ÿó ngҳm chuҭn ÿiӇm A ӣ cҧ vӏ trí bàn ÿӝ thuұn và ngѭӧc; ÿӑc sӕ trên bàn ÿӝ ÿӭng ÿѭӧc hai sӕ ÿӑc tѭѫng ӭng là: Tv = 76o27'12'' ; Pv = 283o32'18'' Tӯ hai sӕ ÿӑc này ta tính ÿѭӧc góc ÿӭng:

A

O V

Hình 3.17

CHѬѪNG IV ĈO DÀI 4.1 Nguyên lý ÿo dài

Ĉӝ dài là mӝt trong ba ÿҥi lѭӧng ÿӇ xác ÿӏnh vӏ trí không gian cӫa các ÿiӇm trên mһt ÿҩt, nó là là mӝt yӃu tӕ cѫ bҧn trong trҳc ÿӏa

Giҧ sӱ A và B nҵm ӣ nhӳng ÿӝ cao khác nhau trên mһt ÿҩt Do mһt ÿҩt nghiêng nên khoҧng cách AB là khoҧng cách nghiêng và ký hiӋu là S Khi chiӃu hai ÿiӇm

phѭѫng ÿѭӡng dây dӑi sӁ ÿѭӧc hình chiӃu tѭѫng ӭng cӫa chúng là Ao và Bo; khoҧng cách AoBo là khoҧng cách ngang và ký hiӋu là D (hình 4.1)

Bo Ao

Hình 4.1

Ĉӝ dài mӝt ÿoҥn thҷng có thӇ ÿѭӧc ÿo trӵc tiӃp hoһc gián tiӃp Ĉo dài trӵc tiӃp là phép ÿo trong ÿó dөng cө ÿo ÿѭӧc ÿһt trӵc tiӃp liên tiӃp trên ÿoҥn thҷng cҫn ÿo, tӯ sӕ liӋu và dөng cө ÿo sӁ xác ÿӏnh ÿѭӧc ÿӝ dài ÿoҥn thҷng Trong thӵc tӃ thѭӡng áp dөng phѭѫng pháp ÿo dài trӵc tiӃp bҵng thѭӟc thép

Ĉo dài gián tiӃp là phép ÿo ÿӇ xác ÿӏnh mӝt sӕ ÿҥi lѭӧng dùng tính ÿӝ dài cӫa ÿoҥn thҷng cҫn xác ÿӏnh Có nhiӅu phѭѫng pháp ÿo dài gián tiӃp nhѭ: ÿo dài bҵng máy quang hӑc, ÿo dài bҵng các loҥi máy ÿo dài ÿiӋn tӱ, ÿo bҵng công nghӋ GPS

4.2 Ĉo dài trӵc tiӃp bҵng thѭӟc thép

4.2.1 Ĉo dài vӟi ÿӝ chính xác thҩp hѫn 1/2000

4.2.1.1 Dͭng cͭ ÿo

trên toàn bӝ chiӅu dài thѭӟc chӍ khҳc vҥch ÿӃn ÿѫn vӏ "cm" Thѭӟc ÿѭӧc bҧo vӋ trong hӝp sҳt có tay quay dùng ÿӇ thu hӗi thѭӟc sau khi ÿo Thѭӟc thép thѭӡng chӍ cho phép ÿo ÿӝ dài vӟi ÿӝ chính xác thҩp ( khoҧng 1/2000) nên không có phѭѫng trình riêng

- Bӝ que sҳt ÿӇ ÿánh dҩu ÿoҥn ÿo, sào tiêu ÿӇ dóng hѭӟng và thѭӟc ÿo góc nghiêng ÿѫn giҧn ÿӇ xác ÿӏnh ÿӝ nghiêng mһt ÿҩt ( hình 4.2)

Hình 4.2

4.2.1.2 Trình t͹ ÿo

nhiӅu lҫn trên ÿѭӡng ÿo, ÿӇ hai ÿҫu thѭӟc luôn nҵm trên hѭӟng ÿo thì phҧi thӵc hiӋn dóng

hѭӟng Dóng h˱ͣng ÿ˱ͥng ÿo là vi͏c xác ÿ͓nh m͡t s͙ ÿi͋m n̹m trên h˱ͣng ÿ˱ͥng th̻ng n͙i

ÿi͋m ÿ̯u và ÿi͋m cu͙i cͯa ÿo̩n th̻ng c̯n ÿo

ViӋc dóng hѭӟng khi ÿo dài vӟi ÿӝ chính xác thҩp hѫn 1/2000 ÿѭӧc thӵc hiӋn bҵng mҳt Trѭӟc tiên cҫn ÿһt sào tiêu tҥi ÿiӇm ÿҫu A và ÿiӇm cuӕi B cӫa ÿoҥn thҷng cҫn ÿo; mӝt

ngѭӡi ÿӭng cách A vài mét trên hѭӟng BA kéo dài, dùng mҳt ÿiӅu chӍnh cho sào tiêu cӫa ngѭӡi thӭ 2 trùng vӟi tim AB tҥi các vӏ trí trung gian trên ÿѭӡng tuyӃn ÿo ( hình 4.3)

B A

 'd

cӫa lҫn ÿo ÿi và vӅ nӃu ÿӝ chênh cӫa chúng nhӓ hѫn sai sӕ cho phép

4.2.2 Ĉo dài vӟi ÿӝ chính xác thҩp hѫn 1/20.000

4.2.2.1 Dͭng cͭ ÿo

ĈӇ ÿo chiӅu dài ÿҥt ÿӝ chính xác dѭӟi 1/20.000 phҧi có thѭӟc thép chính xác Thѭӟc thép chính xác là loҥi thѭӟc ÿѭӧc làm bҵng hӧp kim có hӋ sӕ giãn nӣ vì nhiӋt thҩp; chiӅu dài thѭӟc có thӇ là 20m, 30m, 50m hoһc 100m Trên toàn bӝ chiӅu dài thѭӟc ÿѭӧc khҳc vҥch chính xác ÿӃn ÿѫn vӏ ''mm'', thѭӟc ÿѭӧc bҧo vӋ trong hӝp sҳt hoһc khung bҧo vӋ có tay quay Thѭӟc cho phép ÿӑc sӕ chính xác ÿӃn 0.1mm, có phѭѫng trình riêng, nӃu ÿѭӧc kiӇm nghiӋm tә chӭc ÿo tӕt thì có thӇ cho phép ÿo dài vӟi ÿӝ chính xác khoҧng 1/20000

Do sai sӕ chӃ tҥo và sӵ giãn nӣ vì nhiӋt ÿã làm cho chiӅu dài thӵc tӃ lt cӫa thѭӟc khác

nghiӋm trѭӟc khi ÿo Khi kiӇm nghiӋm, ngѭӡi ta so sánh thѭӟc thép vӟi mӝt thѭӟc chuҭn Inva ӣ nhiӋt ÿӝ lúc kiӇm nghiӋm to ÿӇ tìm ra chiӅu dài thӵc tӃ lto và sӕ hiӋu chӍnh ¨lk vào chiӅu dài danh nghƭa lo Tӯ ÿó lұp ÿѭӧc công thӭc chiӅu dài thӵc tӃ cӫa thѭӟc lúc ÿo (4.2)

Trong ÿó: ¨lt = Į.lto.(t-to) ; Į - hӋ sӕ giãn nӣ vì nhiӋt cӫa thѭӟc, t- nhiӋt ÿӝ môi trѭӡng lúc ÿo

Ngoài thѭӟc thép chính xác còn phҧi có: máy kinh vƭ ÿӇ dóng hѭӟng; máy thӫy chuҭn ÿӇ ÿo chênh cao các ÿҫu cӑc, lӵc kӃ ÿӇ kéo căng thѭӟc; nhiӋt kӃ ÿӇ ÿo nhiӋt ÿӝ

4.2.2.2 Ph˱˯ng pháp ÿo

Giҧ sӱ phҧi ÿo cҥnh AB, ÿҫu tiên ta dùng thѭӟc vҧi chia AB thành các ÿoҥn A-I, I-II, II-III, nhӓ hѫn chiӅu dài thѭӟc vài “cm” và ÿoҥn lҿ III-B Dùng các cӑc ÿҫu có dҩu chӳ thұp trên ÿҫu ÿӇ ÿánh dҩu các ÿoҥn Các ÿҫu cӑc cӕ ÿӏnh các ÿoҥn ÿo phҧi ÿѭӧc dóng hѭӟng bҵng máy kinh vƭ

ĈӇ dóng hѭӟng, máy kinh vƭ sӁ ÿѭӧc ÿӏnh tâm và cân bҵng tҥi A, tiӃn hành ngҳm chuҭn tiêu ngҳm ÿһt tҥi B và hãm ngang; dùng mһt phҷng ngҳm chuҭn này ÿӇ ÿiӅu chӍnh các ÿҫu cӑc I, II, III trùng tim tuyӃn AB ( hình 4.4)

thѭӟc, mӝt ngѭӡi ghi sә và ÿiӅu khiӇn ÿo

ngѭӡi giӳ hai ÿҫu thѭӟc ÿӗng thӡi cùng kéo căng thѭӟc bҵng lӵc kӃ vӟi lӵc kéo lúc kiӇm nghiӋm thѭӟc Hai ngѭӡi ÿӑc sӕ căn cӭ vào vҥch chuҭn ÿҫu cӑc, ÿӑc sӕ ÿӗng trên thѭӟc ÿӇ ngѭӡi ghi sә ghi kӃt quҧ vào sә ÿo Mӛi ÿoҥn ÿӑc sӕ 3 lҫn, mӛi lҫn ÿo phҧi xê dӏch thѭӟc và kéo căng lҥi lӵc kӃ Lúc ÿo, mӛi ÿoҥn ÿo phҧi tiӃn hành ÿo nhiӋt ÿӝ ÿӇ tính sӕ hiӋu chӍnh do nhiӋt ÿӝ lúc ÿo khác lúc kiӇm nghiӋm; phҧi ÿo chênh cao các ÿҫu cӑc ÿӇ ÿѭa các ÿoҥn nghiêng Si vӅ nҵm ngang di

vӟi

ĈӇ tăng ÿӝ chính xác và có ÿiӅu kiӋn kiӇm tra, cҫn ÿo theo hai chiӅu ÿi và vӅ , kӃt quҧ cuӕi cùng là kӃt quҧ trung bình cӫa hai lҫn ÿo Ĉӗng thӡi vӟi ccong tác ÿo dài phҧi ÿo nhiӋt ÿӝ, áp xuҩt, chênh cao ÿҫu cӑc ÿӇ tính sӕ hiӋu chӍnh cho thѭӟc

4.2.3 Các nguӗn sai sӕ chӫ yӃu khi ÿo dài trӵc tiӃp bҵng thѭӟc

- Sai sӕ do chiӅu dài danh nghƭa ghi trên thѭӟc không ÿúng vӟi chiӅu dài thӵc tӃ lúc kiӇm nghiӋm

- Sai sӕ do ÿӏnh tuyӃn sai

- Sai sӕ do ÿo chênh cao các ÿҫu cӑc sai - Sai sӕ do ÿo nhiӋt ÿӝ sai

- Ngoài ra còn có sai sӕ thѭӟc võng và lӵc kéo thѭӟc không ÿúng vӟi lӵc kéo lúc kiӇm nghiӋm

4.3 Ĉo dài bҵng máy trҳc ÿӏa và mia

4.3.1 Ĉo dài bҵng máy trҳc ÿӏa và mia ÿӭng

Phѭѫng pháp ÿѭӧc xây dӵng trên cѫ sӣ mӕi quan hӋ toán hӑc giӳa góc thӏ sai M không ÿәi và cҥnh ÿáy l thay ÿәi tӹ lӋ thuұn vӟi ÿӝ dài cҫn ÿo ĈӇ có thӇ ÿo dài bҵng phѭѫng pháp này thì màng dây chӳ thұp cӫa máy kinh vƭ ( hay máy thuӹ bình ) còn cҩu tҥo thêm hai chӍ ngang ÿӕi xӭng qua chӍ ngang cѫ bҧn ÿӇ tҥo góc thӏ sai ( hình 4.5)

- tiêu cӵ kính vұt Hai thông sӕ này trong chӃ tҥo ÿã biӃt và ÿһt c = G + fv gӑi là hҵng sӕ cӝng cӫa máy Còn ÿҥi lѭӧng D' tính bӣi công thӭc:

Vӟi: l = t - d là hiӋu sӕ ÿӑc chӍ trên và dѭӟi; M - góc thӏ sai Ĉһt

4.6) Nhѭ trѭӡng hӧp ÿҫu ÿӕi vӟi mia ҧo ta có :

Og = C+ k.lo ; vӟi: lo = l cosv ; ta có:

A B t

d D

B’ F

v o

to

do g

lo l v

4.3.2 Ĉo dài bҵng mia Bala

Phѭѫng pháp này vӅ nguyên lý giӕng nhѭ ÿo bҵng máy kinh vƭ và mia ÿӭng, tuy nhiên có mҩy ÿiӇm khác nhau cѫ bҧn sau :

theo khoҧng cách ÿo (hình 4.7)

- Mia Bala có ÿѭӡng ÿáy l ( dài 1-2m) và hai bҧng ngҳm hai ÿҫu, ÿӝ giӳa hai bҧng ngҳm ÿѭӧc chӃ tҥo vӟi ÿӝ chính xác rҩt cao (1/T = 1/40.000) Trên mia có ӕng thuӹ ÿӇ cân bҵng mia nҵm ngang và bӝ phұn lҩy hѭӟng

Hình 4.7

4.4 Khái niӋm ÿo dài bҵng máy ÿo ÿiӋn tӱ

Ĉo dài ÿiӋn tӱ phҧi có máy phát sóng vô tuyӃn ÿiӋn hoһc sóng ánh sáng và gѭѫng phҧn xҥ Khi máy phát sóng thì tӕc ÿӝ lan chuyӅn song ‘v’ hoһc ÿӝ dài bѭӟc sóng ‘O’ ÿã xác

hoһc sӕ bѭӟc sóng (N) chính xác trên quãng ÿѭӡng ÿi và vӅ cӫa ÿoҥn thҷng cҫn ÿo; tӯ ÿó tính ÿѭӧc ÿӝ dài cӫa nó (4.11) Phѭѫng pháp này hiӋn ÿҥi, ÿo nhanh, cҥnh ÿo có thӇ rҩt dài và cho ÿӝ chính xác cao (hình 4.8)

Hình 4.8

CHѬѪNG 5 ĈO ĈӜ CAO

5.1 Nguyên lý ÿo cao

Ĉһt trҥm nghiӋm triӅu và tiӃn hành quan trҳc mӵc nѭӟc biӇn nhiӅu năm ta sӁ xác ÿӏnh ÿѭӧc mһt thӫy chuҭn gӕc Tӯ mһt thӫy chuҭn gӕc xác ÿӏnh ÿѭӧc ÿӝ cao trung bình cӫa ÿiӇm

cao, ta sӁ xác ÿӏnh ÿѭӧc ÿӝ cao cӫa ÿiӇm này (hình 5.1):

HN = HG + hGN (5.1) Vұy thӵc chҩt ÿo ÿӝ cao là ÿo

chênh cao giӳa ÿiӇm ÿã biӃt ÿӝ cao vӟi ÿiӇm cҫn xác ÿӏnh ÿӝ cao Có thӇ có bӕn phѭѫng pháp ÿo cao là: ÿo cao hình hӑc, ÿo cao lѭӧng giác, ÿo cao thӫy tƭnh và ÿo cao áp kӃ Trong phҥm vi môn hӑc chӍ nghiên cӭu ÿo cao hình hӑc và ÿo cao lѭӧng giác

N

M̿t thͯy chu̱n g͙c G

HM HN

Hình 5.1

chuҭn Giҧ sӱ cҫn ÿo chênh cao hình hӑc giӳa hai ÿiӇm “ G ” và “ N ”, mia thӫy chuҭn ÿһt tҥi “G” và “ N ”, máy thӫy chuҭn ÿһt ӣ giӳa G - N Bӝ phұn ngҳm máy thӫy chuҭn tҥo mһt phҷng ngҳm nҵm ngang cҳt mia “G” tҥi tҥi sӕ ÿӑc “S” và mia “ N “ tҥi sӕ ÿӑc “ T ”, tӯ hai sӕ ÿӑc này ta tính ÿѭӧc chênh cao hGN (hình 5.2a):

S N T

hGNi

- Nguyên lý ÿo cao lѭӧng giác: ÿo cao lѭӧng giác thѭӡng ÿѭӧc thӵc hiӋn bҵng máy kinh vƭ và mia ÿӭng Trong quá trình ÿo ngѭӡi ÿo phҧi xác ÿӏnh các ÿҥi lѭӧng: góc ÿӭng V,

vӁ (5.2b) ta có ta có công thӭc ÿo cao lѭӧng giác:

hAB = D.tgV + i - lv (5.3)

5.2 Máy và mia thӫy chuҭn

5.2.1 Máy thuӹ chuҭn

5.2.1.1 Tác dͭng- phân lo̩i máy thͯy chu̱n

Máy thӫy chuҭn dùng ÿӇ ÿo cao hình hӑc, ngoài ra máy có thӇ ÿo ÿѭӧc khoҧng cách và mӝt sӕ máy còn có thӇ ÿo ÿѭӧc góc bҵng vӟi ÿӝ chính xác thҩp nӃu nhѭ có gҳn bàn ÿӝ ngang

Máy thӫy chuҭn có thӇ ÿѭӧc phân loҥi theo nguyên lý hoҥt ÿӝng cӫa bӝ phұn cân bҵng ӣ trong máy; nӃu dùng tay cân bҵng ÿӇ ÿѭa trөc ngҳm vӅ nҵm ngang ta có máy thӫy chuҭn cѫ, nӃu máy có bӝ phұn tӵ ÿӝng cân bҵng trөc ngҳm nҵm ngang ta có máy thӫy chuҭn tӵ ÿӝng Các máy thӫy chuҭn hiӋn ÿҥi có bӝ cân bҵng ÿiӋn tӱ hoһc máy thӫy chuҭn kӻ thuұt sӕ

Máy thӫy chuҭn cNJng có thӇ phân loҥi theo ÿӝ chính xác ÿo cao mà nó có thӇ ÿҥt ÿѭӧc, phân loҥi theo cách này ta có: máy thӫy chuҭn có ÿӝ chính xác cao là nhӳng loҥi máy

5.2.1.2 Nguyên lý c̭u t̩o

Máy thӫy chuҭn cҩu tҥo bӣi ba bӝ phұn chính: bӝ phұn ngҳm, bӝ phұn cân bҵng và bӝ phұn cӕ ÿӏnh

a B͡ ph̵n ng̷m

Bӝ phұn ngҳm máy thӫy chuҭn ÿѭӧc cҩu tҥo bӣi nhiӅu bӝ phұn, nhѭng quan trӑng nhҩt là ӕng kính (hình 5.3) Nhìn chung ӕng kính máy thӫy chuҭn có cҩu tҥo tѭѫng tӵ nhѭ ӕng kính máy kinh vƭ, tuy nhiên có ba ÿiӇm khác sau:

+ Ĉӝ phóng ÿҥi ӕng kính máy thӫy chuҭn thѭӡng lӟn hѫn máy kinh vƭ + Ӕng kính máy thӫy chuҭn không có bàn ÿӝ ÿӭng

+ Trөc ngҳm ӕng kính máy thӫy chuҭn luôn ÿѭӧc ÿѭa vӅ phѭѫng nҵm ngang 1- Kính vұt

2- HӋ ÿiӅu quang 3- Màng dây chӳ thұp 4- Kính mҳt

5- Ӕng thӫy 6- Ӕc cân ÿӃ máy 7- Vít nghiêng

CC’- trөc ngҳm ӕng kính LL’- trөc ӕng thӫy dài

VV’-trөc quay cӫa máy thӫy chuҭn

v’ v

7 5

+ Trөc ngҳm cӫa ӕng kính CC’ không gҳn cӕ ÿӏnh vӟi trөc ÿӭng VV’, chính vì thӃ khi ÿiӅu chӍnh vít nghiêng thì trөc ngҳm CC’ cӫa ӕng kính có thӇ quay ÿѭӧc nhӳng góc nhӓ trong mһt phҷng thҷng ÿӭng chӭa trөc CC’

kính

Khi cân bҵng máy thӫy chuҭn loҥi này, trѭӟc tiên ngѭӡi ta cân bҵng sѫ bӝ bҵng ӕng thӫy tròn, sau ÿó cân bҵng chính xác máy bҵng cách ÿiӅu chӍnh vít nghiêng ÿӇ ÿѭa bӑt nѭӟc ӕng thӫy dài vào giӳa thì trөc ngҳm sӁ nҵm ngang

- B͡ ph̵n cân b̹ng cͯa máy thͯy chu̱n t͹ ÿ͡ng: nguyên lý chung cӫa hӋ cân bҵng tӵ ÿӝng là tính tӵ cân bҵng cӫa con lҳc khi treo khi nó ӣ trҥng thái tӵ do

tâm kính vұt (2) cho ҧnh trùng vӟi tâm màng dây chӳ thұp O Ӣ hình 5.4b là trѭӡng hӧp ӕng

khӓi trөc nҵm ngang mӝt ÿoҥn oo’ NhiӋm vө cӫa bӝ cân bҵng tӵ ÿӝng là làm cho O trùng vӟi o’ Tӯ hình 5.4.b ta có:

và mӕi quan hӋ giӳa các ÿҥi lѭӧng nên f, İ , s, ȕ phҧi ÿѭӧc xác ÿӏnh bӣi hӋ sӕ cân bҵng k:

sf

1 2 3

1 2

3 4 İ

k

s o

5.2.1.3 Ki͋m nghi͏m máy thͯy chu̱n

Các ÿiӅu kiӋn hình hӑc cӫa máy thuӹ chuҭn bao gӗm:

(1) Trөc ӕng thuӹ dài LL’ phҧi vuông góc vӟi trөc quay VV’ cӫa máy thuӹ chuҭn; (2) chӍ ngang dây chӳ thұp phҧi nҵm ngang;

(3) trөc ngҳm ӕng kính CC’ phҧi song song vӟi trөc ӕng thӫy dài LL’;

(4) trөc ngҳm ӕng kính và trөc ӕng thuӹ dài phҧi nҵm trên hai mһt phҷng thҷng ÿӭng song song vӟi nhau ( ÿiӅu kiӋn giao chéo);

( 5) ÿӝ әn ÿӏnh cӫa bӝ phұn cân bҵng tӵ ÿӝng

a Trͭc ͙ng thuͽ dài LL’ ph̫i vuông góc vͣi trͭc quay VV’ cͯa máy thuͽ chu̱n

ĈiӅu kiӋn này chӍ có ӣ nhӳng máy không có bӝ phұn cân bҵng tӵ ÿӝng Phѭѫng pháp kiӇm nghiӋm tѭѫng tӵ nhѭ máy kinh vƭ, tuy nhiên cҫn lѭu ý:

- Vít nghiêng ÿһt ӣ vӏ trí trung bình trѭӟc khi kiӇm nghiӋm

- Khi ÿiӅu chӍnh trөc ӕng thuӹ thì nӱa khoҧng lӋch còn lҥi sӁ ÿѭӧc khӱ nӕt bҵng ÿiӅu chӍnh vít nghiêng thay vì phҧi ÿiӅu chӍnh bҵng hai ӕc gá ӕng thuӹ

tròn cho phù hӧp vӟi ӕng thuӹ dài

b Ki͋m nghi͏m ÿi͉u ki͏n ch͑ cͯa màng dây chͷ : kiӇm nghiӋm nhѭ máy kinh vƭ

c Ki͋m nghi͏m ÿi͉u ki͏n trͭc ng̷m máy thͯy chu̱n

ÿӑc tѭѫng ӭng là T2, S2 và T’2, S’2 Tӯ ÿó ta lҫn lѭӧt tính: - Trӏ sӕ chênh cao hBC khi i = 0 là:

ǻh = (S’1 - T’1 ) – (S’2 - T’2 ) Sai sӕ trөc ngҳm là:

Trong ÿó s = AB

Ĉӕi vӟi ÿӝ cao tӯ hҥng III trӣ xuӕng quy phҥm quy ÿӏnh i >10’’ thì phҧi hiӋu chӍnh lҥi góc i

c Ki͋m nghi͏m ÿi͉u ki͏n giao chéo

Ĉһt máy thuӹ chuҭn ÿһt sao cho ÿѭӡng nӕi hai ӕc cân ÿӃ máy hѭӟng vӅ mia Cân máy ÿӇ trөc ӕng thuӹ dài nҵm ngang, ÿӑc sӕ trên mia và ghi nhӟ sӕ ÿӑc này

Vһn ӕc cân còn lҥi ÿӇ nghiêng ӕng kính qua trái và qua phҧi, quá trình nghiêng ӕng kính cҫn ÿiӅu chӍnh sao cho sӕ ÿӑc trên mia không ÿәi, ÿӗng thӡi luôn quan sát bӑt nѭӟc ӕng thuӹ NӃu vӏ trí bӑt nѭӟc không ÿәi, hoһc chӍ di chuyӇn vӅ phía mӝt ÿҫu ӕng thì ÿiӅu kiӋn này ÿҥt yêu cҫu Ngѭӧc lҥi, ta phҧi ÿem máy vào xѭӣng ÿӇ chӍnh lҥi

d Ki͋m nghi͏m sai s͙ cͯa b͡ ph̵n cân b̹ng t͹ ÿ͡ng

Cӕ ÿӏnh hai cӑc A và B trên mһt ÿát, ÿһt máy thӫy chuҭn tӵ ÿӝng chính giӳa AB TiӃn

B A

1 2 3 4 5 Hình 5.6

Ӣ vӏ trí 1 ÿiӅu chӍnh cho bӑt nѭӟc vào giӳa ӕng; nhӳng vӏ trí còn bӑt nѭӟc lӋch khӓi ÿiӇm giӳa ӕng thӫy khoҧng 2mm qua trái, qua phҧi, lên trên, xuӕng dѭӟi KӃt quҧ ÿo chênh

kiӋn này ÿҧm bҧo

5.2.2 Mia thuӹ chuҭn

5.2.2.1 C̭u t̩o mia thͯy chu̱n

Mia thuӹ chuҭn thӵc chҩt là mӝt thѭӟc dài làm bҵng gӛ hoһc kim loҥi Trên mia chia vҥch cҧ hai mһt; mһt mia ghi sӕ bҵng sѫn ÿen gӑi là mһt ÿen và mһt ÿӓ sӕ ghi bҵng sѫn ÿӓ Thông thѭӡng vҥch chia nhӓ nhҩt trên mia là 1cm và ghi sӕ ӣ nhӳng vҥch dm Trong nhӳng khoҧng chia dm có mӝt chӳ E liên kӃt 5cm ÿӇ thuұn tiӋn cho ÿӑc sӕ (hình 5.7)

45 46 59

60

00 01 14

15 61

60 47 46

15 14

01 00

Hình 5.7

Trong ÿo cao hình hӑc quy ÿӏnh phҧi sӱ dөng cһp mia ÿӇ ÿo Mһt ÿen cӫa mӝt cһp mia thӫy chuҭn ÿӅu có trӏ sӕ ÿӃ mia bҵng “0” và ÿѭӧc chia vҥch giӕng hӋt nhau Mһt ÿӓ và mһt ÿen cӫa mӛi mia có trӏ sӕ ÿӃ mia lӋch nhau mӝt lѭӧng, gӑi lѭӧng ÿó là hҵng sӕ mia; hiӋu hҵng sӕ hai mia gӑi là hҵng sӕ cһp mia, trӏ sӕ hҵng sӕ cһp mia bҵng 100mm

5.2.2.2 Ki͋m nghi͏m mia thͯy chu̱n

Nӝi dung kiӇm nghiӋm cӫa mia thӫy chuҭn bao gӗm: kiӇm nghiӋm giá trӏ các vҥch khҳc trên mia, kiӇm nghiӋm hҵng sӕ mia và hҵng sӕ cһp mia

toàn bӝ chiӅu dài mia

KiӇm nghiӋm hҵng sӕ mia: trên mһt ÿҩt ÿóng mӝt cӑc chҳc chҳn, dӵng mia cҫn kiӇm nghiӋm trên ÿҫu cӑc Máy thuӹ chuҭn ÿã kiӇm nghiӋm ÿһt cách cӑc này chӯng 20m, sau khi cân bҵng máy ta tiӃn hành ÿӑc sӕ chӍ giӳa trên mia ӣ cҧ mһt ÿen và mһt ÿӓ HiӋu sӕ ÿӑc mһt ÿen và mһt ÿӓ chính là hҵng sӕ mia Hҵng sӕ mia ÿѭӧc xác ÿӏnh vài lҫn rӗi lҩy trung bình Lҩy hiӋu hҵng sӕ hai mia ta ÿѭӧc hҵng sӕ cһp mia

5.3 Ĉo cao hҥng IV và kӻ thuұt

5.3.1 Mӝt sӕ tiêu chuҭn kӻ thuұt trong ÿo cao hangh IV và kӻ

Bҧng 5.1

2.Ĉӝ lӋch khoҧng cách tӯ máy tӟi hai hai mia

(1)

Hình 5.8

-Trình t͹ ÿo ͧ m͡t tr̩m:

+ Giҧ sӱ ÿo cao tҥi trҥm 1, ÿһt máy thuӹ chuҭn ӣ giӳa ÿoҥn A-I sao cho ÿӝ lӋch khoҧng cách tӯ máy tӟi A( mia sau) và I( mia trѭӟc) không quá ±3m Sau khi cân bҵng máy cҭn thұn ngҳm mһt ÿen mia sau, ÿӑc sӕ trên mia cҧ ba chӍ trên, giӳa, dѭӟi

+ Quay máy ngҳm mһt ÿen mia trѭӟc, ÿӑc sӕ trên mia cҧ ba chӍ: trên, giӳa và dѭӟi

trѭӟc, rӗi quay vӅ mia sau ÿӑc sӕ chӍ giӳa mһt ÿӓ mia sau Tҩt cҧ các sӕ ÿӑc trên ÿây ÿӅu phҧi ghi vào sә ÿo cao ( bҧng 5.2)

- Tính toán :

+ Tính khoҧng cách tӯ máy tӟi hai mia: hiӋu sӕ ÿӑc chӍ trên và dѭӟi mһt ÿen mia sau nhân vӟi 100 cho khoҧng cách tӯ máy tӟi mia sau Khoҧng cách tӯ máy tӟi mia trѭӟc cNJng ÿѭӧc tính tѭѫng tӵ Ĉӝ lӋch khoҧng cách mia sau và mia trѭӟc không ÿѭӧc vѭӧt quá ±3m

+ Tính chênh cao mһt ÿen và mһt ÿӓ: hiӋu chӍ giӳa mһt ÿen mia sau vӟi mia trѭӟc cho

cao cӫa trҥm ÿo là trӏ trung bình hai chênh cao ÿó

+ Tính sai sӕ hҵng sӕ mia: hҵng sӕ mia là hiӋu chӍ giӳa mһt ÿӓ và mһt ÿen, còn hҵng sӕ cһp mia là hiӋu hҵng sӕ hai mia

Bҧng 5.2

K/c tӯ máy tӟi mia Sӕ ÿӑc chӍ giӳa TT Trҥm

ÿo sau trѭӟc S-TMһt

mia mia sau mia trѭӟc

Chênh cao

Chênh cao TB

K1=4475 K2=4375 K3=100

5.3.2.2 Ĉo cao kͿ thu̵t

-Trình t͹ ÿo ͧ m͡t tr̩m: ÿҫu tiên ngҳm mһt ÿen mia sau ÿӑc sӕ ba chӍ: Trên, Giӳa, dѭӟi sau ÿó ÿӑc ngay chӍ giӳa mһt ÿӓ mia sau Quay máy vӅ mia trѭӟc, ÿӑc sӕ mһt ÿen mia trѭӟc ӭng vӟi ba chӍ: trên, giӳa, dѭӟi và sau ÿó ÿӑc luôn chӍ giӳa mia trѭӟc mһt ÿӓ

-Tính toán: tính tѭѫng tӵ nhѭ ÿo cao hҥng IV Trong ÿo cao kӻ thuұt sai sӕ ÿo cho phép lӟn hѫn so vӟi ÿo cao hҥng IV

5.3.2.3 Các ngu͛n sai s͙ trong ÿo cao hình h͕c

- Sai sӕ do máy và mia thӫy chuҭn ĈӇ giҧm ҧnh hѭӣng nguӗn sai sӕ này thì trѭӟc khi ÿo máy và mia cҫn phҧi ÿѭӧc kiӇm nghiӋm và hiӋu chӍnh

- Sai sӕ do cân bҵng ӕng thuӹ: mcb = r 0.2 d ( d là giá trӏ phân khoҧng ӕng thӫy )

Trong ÿó: t - giá trӏ vҥch chia nhӓ nhҩt trên mia, D - khoҧng cách tӯ máy tӟi mia

Trong ÿó: V- góc nghiêng cӫa mia; l - sӕ ÿӑc trên mia nghiêng

- Sai sӕ do máy và mia lún: khi ÿo cao trên ÿѭӡng ÿo có nӅn ÿҩt không vӳng cӝng vӟi trӑng lѭӧng cӫa ngѭӡi và thiӃt bӏ ÿo có thӇ làm cho máy và mia bӏ lún ĈӇ hҥn chӃ sai sӕ do máy và mia bӏ lún, quá trình ÿo cҫn thao tác nhanh, ÿӑc sӕ trên cҧ hai mia; ÿo ÿi và vӅ trên cùng ÿѭӡng ÿo; ÿo theo quy trình ÿã hӑc

- Sai sӕ do ÿӝ cong trái ÿҩt và chiӃt quang khí quyӇn

5.4 Ĉo cao lѭӧng giác

- i D.tgVh

Ĉӝ chính xác ÿo cao lѭӧng giác xác ÿӏnh bӟi (5.12), nӃu không có biӋn pháp nâng cao ÿӝ chính xác ÿo ÿҥc thì phѭѫng pháp này có sai sӕ r1cm/100m

mVtgD