Báo cáo thực tập trắc địa

báo cáo thực tập trắc địa đại cương, cách thực hành và các bước giải bài toán bình sai, tính các sai số hệ thống của máy toàn đạc, cách thành lập lưới khống chế, cách sử dụng máy toàn đạc điện tử và máy thủy bình trong đo đạc

I LỜI MỞ ĐẦU

Trắc địa là một ngành khoa học ra đời từ rất sớm khoảng 3000 năm trước công nguyên Trong quá trình hình thành và phát triển, nó góp phần đáng kể vào việc xây dựng tất cả các công trình cho nhân loại từ trước đến nay Ngoài ra trắc địa còn đóng góp không nhỏ vào các lĩnh vực khác như quốc phòng an ninh, đo vẽ bản đồ, bình đồ… Ngày nay trắc địa là một ngành khoa học không thể thiếu trong công cuộc xây dựng đất nước ở bất

cứ một quốc gia nào

Đối với việc xây dựng công trình thì không thể thiếu kiến thức của trắc địa, nó xuyên suốt trong quá trình từ thiết kế đến thi công và quản lý, sử dụng công trình Trong giai đoạn quy hoạch, tuỳ theo quy hoạch tổng thể hay quy hoạch cụ thể mà người ta sử dụng bản đồ địa hình tỉ lệ thích hợp nhằm vạch ra các phương án quy hoạch cụ thể nhằm khai thác và sử dụng công trình Trong giai đoạn khảo sát thiết kế, trắc địa tiến hành lập lưới khống chế trắc địa, đo vẽ bản đồ, bình đồ và mặt cắt địa hình phục vụ việc chọn vị trí, lập các phương án xây dựng và thiết kế công trình Trong giai đoạn thi công trắc địa tiến hành xây dựng lưới trắc địa công trình để bố trí công trình theo đúng thiết kế, kiểm tra, theo dõi quá trình thi công đo biến dạng và đo vẽ công trình Trong quá trình quản lý

và khai thác công trình, trắc địa tiến hành đo các thông số biến dạng của công trình như

độ lún, độ nghiêng, độ chuyển vị công trình Từ các thông số đó, kiểm tra công tác khảo sát thiết kế, đánh giá mức độ ổn định của công trình và chất lượng thi công công trình

Đối với sinh viên thì môn trắc địa là môn học cơ sở cung cấp những kiến thức cơ bản về trắc địa như: mặt thuỷ chuẩn, hệ toạ độ địa lí, các phương pháp đo cơ bản trong trắc địa… Với các kiến thức này sẽ phục vụ đắc lực cho sinh viên trong suốt quá trình học tập cũng như công tác sau này

Bên cạnh lý thuyết trên lớp thì đi đôi với đó là công tác thực tập, thực tập giúp cho sinh viên nắm rõ lý thuyết hơn và qua đó nâng cao kỹ năng làm việc khi tiếp cận thực

tế Đối với thực tập trắc địa, giúp chúng ta biết cách đo đạc các yếu tố trắc địa cơ bản như:

đo góc, đo cạnh, đo cao và thiết lập lưới khống chế trắc địa Qua đó giúp sinh viên củng

cố lí thuyết và nâng cao thực hành trong quá trình tiếp cận thực tế

Báo cáo thực tập trắc địa Nhóm 1 – 02_ĐHTĐ 01

Đối với sinh viên trường Đại học Tài Nguyên Và Môi Trường TP.HCM, công tác thực hành được nhà trường chú trọng Dưới sự hướng dẫn của các thầy cô, đã hướng

dẫn lớp tiến hành đo đạc các yếu tố trắc địa cơ bản Khu vực đo đạc tại khuôn viên công

viên Hoàng Văn Thụ, các nhóm thực hiện công tác ngoại nghiệp bao gồm đo các yếu tố

trắc địa cơ bản như: đo các góc bằng, đo toàn vòng, đo cao, đo dài Sau đó tiến hành các công tác nội nghiệp bao gồm bình sai đường truyền, bình sai độ cao, vẽ lưới khống chế trắc địa Sau khi thực hiện hai giai đoạn trên sinh viên tiến hành làm bài báo cáo thực tập

để đánh giá mức độ hiểu biết và những khó khăn thận lợi trong công tác đã làm được Qua những giai đoạn đó sinh viên được làm quen với công tác của người kỹ sư sau này Và qua đó cũng giúp cho sinh viên nâng cao kiến thức đã được học và tiếp thu kĩ năng thực hành trong công tác đo đạc trắc địa.Ngoài ra trong quá trình thực tập sinh viên được làm quen với các thiết bị đo đạc, các công tác nghiên cứu, khảo sát địa hình bằng dụng cụ trắc địa và có khả năng thực hiện các phương pháp đo đạc khác nhau Từ đó nắm vững các điều kiện địa hình, củng cố các kiến thức lý thuyết đã học trong Trắc địa cơ sở, nâng cao

kĩ năng cộng tác, kĩ năng làm việc theo nhóm và kĩ năng thực hành

II TIẾN TRÌNH CÔNG VIỆC THỰC TẬP

1 THỜI GIAN THỰC TẬP:

Từ ngày 25/11/2014 đến ngày 10/12/2014

- Nghe phổ biến công việc thực tập và nhận dụng cụ của mỗi nhóm

- Định tâm và cân bằng máy toàn đạc điện tử

- Kiểm nghiệm sai số 2C và sai số MO

- Nhận máy thủy chuẩn, kiểm nghiệm mia

- Tiến hành đo chênh cao hình học từ giữa trong lưới

2 ĐỊA ĐIỂM THỰC TẬP

- Thực tập tại khu A và khu C công viên Hoàng Văn Thụ, Tân Bình, Thành phố Hồ Chí Minh

3 DỤNG CỤ THỰC TẬP

- Máy toàn đạc điện tử Pentax V325 1

- Máy thủy chuẩn Pentax AP-128 1

III GIỚI THIỆU MÁY TOÀN ĐẠC ĐIỆN TỬ

Máy toàn đạc (tiếng Anh: total station) là một thiết bị quang học điện tử đa năng được sử dụng để khảo sát và xây dựng công trình Máy toàn đạc là 1 máy kinh vĩ điện tử tích hợp với đo khoảng cách điện tử (EDM), nhằm đọc được khoảng cách giữa 2 cao điểm (điểm đứng máy, và điểm cần đo khác)

Nguyên tắc vật lý để đo chiều dài khoảng cách là dựa trên sóng cực ngắn (microwave) và tia hồng ngoại để đưa tín hiệu, được phát ra từ cục bán dẫn nhỏ nằm bên trong đường quang học của máy Phản chiếu bằng lăng kính phản xạ hay đối tượng được khảo sát Máy toàn đạc điện tử Pentax V325 là một loại máy toàn đạc điện tử có xuất xứ từ Nhật bản Đây là một loại máy có độ chính xác tương đối cao và khá dễ sử dụng với màn hình trực quan Máy có thể giải quyết hầu hết các công việc có liên quan trong Trắc địa một cách nhanh chóng và chính xác như: đo khống chế, đo chi tiết, đo tính diện tích, đo chiều cao công trình, bố trí bản vẽ ra thực địa, giao hội nghịch, đo khoảng cách gián tiếp

2 Sơ bộ về phím chức năng của máy toàn đạc Pentax

Cài đặt thông số góc trước khi đo:

Bước 1 Ngắm về điểm cần đặt giá trị ban đầu

Bước 2 Vào Mode B/ Angle Set/ H Angle Input/ F5 (select)

Bước 3 Nhập giá trị góc cần thiết rồi nhấn “Enter” Khi đó màn hình “Mode A” sẽ xuất

hiện giá trị góc vừa đặt

IV GIỚI THIỆU MÁY THỦY BÌNH TỰ ĐỘNG

- Máy thủy bình là loại máy được thiết kế để đo cạnh và đo góc và xử lý dữ liệu cạnh và góc Loại máy này được dùng phổ biến trong điều tra khảo sát thực địa

- Có 2 loại là: máy thủy bình và máy thủy bình laser

- Máy thủy bình có tác dụng dùng để đo đạc trắc địa ứng dụng trong địa chất, xây dựng,

- Máy đùng để đo cao độ, đo góc, độ xa của một điểm nào đó, hoặc so sánh độ cao giữa hai điểm với mức độ chính xác cao cỡ mm

- Hiện nay có nhiều hãng sản xuất máy thủy bình nổi tiếng như: Topcon, Nikon, Sokkia, Leica

- Máy thủy bình có thể được phân loại theo nguyên lý hoạt động của bộ phận cân bằng ở trong máy; nếu dùng tay cân bằng để đưa trục ngắm về nằm ngang ta có máy thủy bình

cơ, nếu máy có bộ phận tự động cân bằng trục ngắm nằm ngang ta có máy thủy bình tự động Hoặc thêm màn hình và nhiều chức năng cao cấp thì gọi là máy thủy bình điện tử

(Thầy Nguyễn Văn Tuấn)

- Thực hành trên máy toàn đạt điện tử và máy thủy bình

- Tập đo các đại lượng cơ bản: góc, khoảng cách và chênh cao

- Tăng khả năng tính toán bình sai

- Tăng dầy điểm khống chế( thiết kế đường chuyền kinh vĩ cấp 1 và tuyến độ cao kỹ thuật)

ống kính

ốc cân bằng

Ngắm sơ bộ Kính điều quang

ốc vặn bàn độ ngang Kính mắt

Hình : máy thủy chuẩn Pentax

Báo cáo thực tập trắc địa Nhóm 1 – 02_ĐHTĐ 01

- Quy định: sinh viên phải có mặt đầy đủ trong các buổi thực tập và tuân thủ nội qui thực tập Lưu ý: sinh viên nghỉ quá 2 buổi dù có lý do chính đáng cũng bị đình chỉ thi

 Một số quy định và yêu cầu bắt buộc

- Không đi trên cỏ của khu vực thực tập, chỉ đo đường bao bên ngoài

- Không hái hoa bẻ cành cây thuộc công viên, hoặc bên ngoài vào

- Không kéo các cành cây che khuất hướng đo, có thể bỏ đối tượng đó hoặc có các vị trí thuận lợi hơn

- Không đặt máy giữa đường đi

- Nếu ăn uống tại công viên phải vệ sinh sạch sẽ

- Nếu vi phạm các yêu cầu trên thì sẽ bị đình chỉ thực tập

 Hướng dẫn cách sử dụng và cách kiểm tra máy toàn đạc điện tử

 Thiết bị đo: 1 máy toàn đạc điện tử (TĐĐT), 2 gương, 2 sào tiêu, 1 chân máy

 Hướng dẫn kiểm tra thiết bị đo:

- Bộ phận định tâm và cân bằng: Dọi tâm quang học, các ốc cân bằng (xoay trượt ốc cân

có bị rít không), các bọt thủy (không dùng tay ấn bọt thủy)

- Bộ phận ngắm: kính mắt ( rọi kính mắt lên vùng trống điều chỉnh nhìn rõ lưới chỉ chữ thập, tránh rọi trực tiếp vào mặt trời), kính vật và điều quang( khiểm tra ở vị trí xa và gần), kính sơ bộ

- Bộ phận đọc số: khóa bàn độ đứng( ốc vi động đứng), khóa bàn độ ngang( ốc vi động ngang), hiển thị góc bằng,góc đứng

- Kiểm tra chân máy: mở khóa chân máy kéo lên kéo xuống, xem chân máy có cong không

- Kiểm tra gương: sào gương có bị cong không? Kiểm tra bọt thủy tròn, quả gương và bảng ngắm

Theo sự hướng dẫn của thầy thì sinh viên mượn máy và phụ kiện rồi kiểm tra lại toàn bộ Sau khi các thiết bị đã đạt yêu cầu, bắt đầu mang máy qua công viên tiến hành công tác thực tập

1 Chọn tâm mốc:

Chọn một địa điểm tương đối bằng phẳng và ít người qua lại (giảm thiểu trường hợp

va chạm làm đổ máy), dùng một tờ giấy vẽ dấu cộng và dán cố định vào mặt đất

Hình : I.1

2 Đặt máy

- Mở chân sao cho chiều cao chân bằng ngực người đo, hai tay cầm vào 2 cạnh của chân

kéo ra sao cho tạo thành 1 tam giác đều

- Đặt chân ba lên trên tâm mốc sao cho đầu chân ba tương đối nằm ngang và chỉnh chân ba

để điểm đặt máy nằm trong vòng tròn của ốc nối

- Dựng máy phải ổn định, chắc chắn, làm sao cho chân rộng vừa đủ vững để hạn chế va

chạm làm lật đổ máy hoặc làm sai lệch các số liệu đo

- Sau đó đặt máy lên chân ba và vặn ốc nối Trong lúc vặn một tay giữ máy, một tay vặn

4 Cân bằng máy:

a) Cân bằng sơ bộ:

- Dựa vào thủy tròn ta nâng hạ chân ba sao cho bọt nước nằm vào gần đúng tâm của thủy tròn

- Lưu ý: Nếu bọt thủy chưa vào tâm thì chuyển nó qua phần đối diện của 1 chân khác, sau

đó nâng hạ chân đó cho bọt thủy vào giữa

b) Cân bằng chính xác(bọt thủy dài):

Bước 1: Đặt bọt thủy dài song song ốc 1-2 (vị trí a), vặn 2 ốc 1-2 ngược chiều nhau (Cùng

vào hoặc cùng ra) để đưa bọt nước vào giữa

Lưu ý: Chiều chạy của bọt thủy chạy cùng với chiều của ngón tay cái của bàn tay trái

Bước 2: Quay máy 1 góc 900 (vị trí b) dùng ốc 3 đưa bọt nước vào giữa

Bước 3: quay máy về vị trí a, quan sát bọt nước, tiếp tục quay máy về vị trí b, quan sát

bọt nước

Báo cáo thực tập trắc địa Nhóm 1 – 02_ĐHTĐ 01

1 2

3

a b

- Nếu bọt nước vẫn ở giữa khi ở vị trí (a) và (b) thì dừng, ta đã định tâm xong

- Nếu bọt nước không ở giữa khi ở vị trí a và b thì ta lập lại bước 1 và bước 2 cho đến khi bọt nước thủy bình dài ở vị trí (a) và( b) đều ở giữa thì việc cân bằng máy hoàn tất

- Thông thường, ta phải lập lại bước 1 và 2 khá nhiều lần mới có được kết quả chính xác

c) Định tâm lại một lần nữa:

- Nếu tâm lệch khỏi tâm mốc thì mở lỏng ốc nối, xê dịch máy trên đế chân ba sao cho tâm mốc trùng với tâm máy và vặn chặt ốc nối lại Nếu tâm máy nằm xa tâm mốc thì làm lại

Bọt nước

 Đặt máy Định tâm cân bằng

- Trước tiên điều quang thấy rõ lưới chỉ chữ thập ( giảm thiểu sai số, dễ quan sát)

- Dùng kính ngắm sơ bộ để di chuyển hướng ngắm tới vị trí cần ngắm.(Như hình 1.1)

 Ở vị trí bàn độ trái, sau khi cân bằng máy tiền hành điều quang ngắm chuẩn mục tiêu A Đọc số bàn độ ngang (H.Angel) được 1 số kí hiệu là T

 Ở vị trí bàn độ phải, ngắm chuẩn mục tiêu A Đọc số bàn độ ngang ( H.Angel) được 1 số

kí hiệu là P (Lần ngắm này không phải điều quang )

Mỗi người trong nhóm phải thực hiên kiểm nghiệm sai số 2C 2 lần và ghi số vào sổ

3.4 Tính toán

Công thức 2C=T-P±180O

B

A

Báo cáo thực tập trắc địa Nhóm 1 – 02_ĐHTĐ 01

3.5 SỔ KIỂM NGHIỆM SAI SỐ 2C

 Chọn tâm móc và chọn điểm kiểm nghiệm

 Đặt máy, định tâm và cân bằng

 Đo đạc

Người đo Lần đo

Số đọc trên bàn độ ngang

P±180O

2C=T-Vị trí trái (T) Vị trí phải (P)

Tương tự dùng 1 miếng giấy vẽ như (hình I.1) dán tạo thân cây một góc lớn hơn 300

nhưng do điều kiện không thuận lợi nên ta chỉ có thể chọn điểm tạo thành góc lớn hơn 00

(Cụ thể là dán miếng giấy cao nhất có thể)

3.3 Đặt máy, định tâm và cân bằng:

- Làm tương tự như ở nội dung thứ nhất: Định tâm và cân bằng máy

3.4 Đo đạc

 Vị trí thuận kính:

- Bàn độ đứng nằm bên trái hướng ngắm:

- Trước hết ta phải ngắm qua kính sơ bộ trước nhằm cho tâm của lưới chữ thập gần trùng với tâm của P mà ta đã chọn

- Ngắm kính sơ bộ xong ta khóa bàn độ lại, nhìn vào ống kình điều quang kính sao cho ta thấy rõ lưới chữ thập và điểm P ta đã chọn

- Kế tiếp ta điều chỉnh con ốc vi động cho lưới chữ thập trùng với tâm P mà ta đã chọn

- Khi lưới chữ thập trùng với tâm P thì ta không được trạm vào máy nữa để tránh bị lệch khỏi tâm, tránh sai số

- Ta nhìn lên màng hình đọc số liệu ở V(Angel) được Vt

 Ở vị trí đảo kính:

- Bàn độ đứng nằm bên phải hướng ngắm

- Đo thuận kính xong kế tiếp ta đo đảo kính bằng cách xoay máy theo chiều kim đồng hồ một gốc 360o

- Ngắm lại điểm P lưu ý không đều quang mắt nữa để giảm sai số điều quang

- Tương tự như ở thuận kính

- Kế tiếp ta điều chỉnh con ốc vi động cho lưới chữ thập trùng với tâm P mà ta đã chọn

- Khi lưới chữ thập trùng với tâm P thì ta không được vào máy nữa để tránh bi lệch khỏi tâm, tránh sai số

- Ta nhìn lên màn hình đọc số liệu ở V(Angel) V1 Vp =1800 –V1

 Mỗi người phải thực hiện đo MO 2 lần và ghi kết quả vào bảng

 Dụng cụ đo: Máy toàn đạc điện tử

Thường áp dụng tại trạm máy có 2 hướng ngắm

 Mục đích:

Để xác định góc đối với 2 hướng ngắm, trong phương pháp đo chi tiết theo phương pháp tọa độ cực

1 Trình tự đo:

- Chọ 2 điểm ngắm có độ cao tương đối bằng nhau tại A và B

- Đặt máy tại O định tâm và cân bằng máy Tiến hành đo góc ở 2 vị trí bàn độ

 Đo thuận kính:

o Trước tiên điều quang thấy rõ lưới chỉ chữ thập ( giảm thiểu sai số, dễ quan sát)

o Dùng kính ngắm sơ bộ để di chuyển hướng ngắm tới vị trí cần ngắm

o Hướng ống kính ngắm chính xác điểm A rồi “0 set” về góc 0o 0’0’’ trên bàn độ ngang là

o Tiếp tục xoay máy ngắm lại điểm A và đọc trị số là a2

*Góc bằng của nửa lần đo đảo kính: β P =b 2 – a 2

Báo cáo thực tập trắc địa Nhóm 1 – 02_ĐHTĐ 01

Góc bằng của 1 lần đo: 𝛽 = 𝛽𝑇+ 𝛽2 𝑃

2 Nhận xét:

- Đo góc bằng ở hai vị trí bàn độ sẽ loại trừ hoặc giảm đáng kể nhiều nguồn sai số

- Để khắc phục sai số do khắc vạch bàn độ không đều cũng như sai số thô, tiến hành đo nhiều lần

Tên Lần

đo

Điểm ngắm

Góc 1 lần đo

β = ( βT+βP )/2

Góc bằng trung bình

- Máy toàn đạc điện tử, bảng ngắm hoặc gương

- Thường áp dụng tại trạm máy có 2 hướng ngắm trở lên

2 Trình tự đo:

 Chọn tâm móc và chọn điểm cần đo

 Đặt máy, định tâm và cân bằng

- Bàn độ đứng nằm bên trái hướng ngắm

- Trước hết ta phải điều quang thấy rõ lưới chỉ chữ thập (mục đích dễ quan sát và giảm thiểu sai số)

- Như các bước trên ta phải nhìn vào kính sơ bộ để xác định vị trí gần đúng của điểm cần

đo Sau đó dùng các ốc vi động điều chỉnh tâm lưới chỉ chữ thập vào tâm điểm cần đo

A B

- Ngắm điểm A đọc giá trị bàn độ ngang HA1 ( H Angel ) quay máy theo chiều kim đồng

hồ ngắm vào B đọc số bàn độ ngang tại B (H Angel ) được HB1 tiếp tục quay máy theo chiều kim đồng hồ ngắm vào C đọc giá trị (H Angel ) được HC1 quay máy theo chiều kim đồng hồ về A đọc giá trị (H Angel ) được HA1’

- Ở mỗi hướng ngắm ta phải điều quang để thấy rõ vật:

 Ở vị trí đảo kính:

- Bàn độ đứng nằm bên phải hướng ngắm

- Như các bước trên ta phải nhìn vào kính sơ bộ để xác định vị trí gần đúng của điểm cần

đo Sau đó dùng các ốc vi động điều chỉnh tâm lưới chỉ chữ thập vào tâm điểm cần đo

- Ngắm vào điểm A đọc giá trị (H Angel ) được HA2 và quay máy theo chiều ngược chiều kim đồng hồ qua ngắm điểm C đọc giá trị (H Angel) được HC2 tiếp tục quay máy ngược chiều kim đồng hồ ngắm B đọc giá trị (H Angel) được HB2 và cuối cùng quay ngược chiều kim đồng hồ ngắm lại A đọc giá trị (H Angel) được HA2’

Trị số trung bình