Giáo trình thực tập trắc địa tập 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI TS NGUYỄN KHẮC THỜI (Chủ biên) KS NGUYỄN THỊ THU HIỀN GIÁO TRÌNH THỰC TẬP TRẮC ðỊA Hà nội 2006 Mục lục Lời nói ñầu Chương Máy kinh vĩ 1.1 Sơ ñồ cấu tạo máy kinh vĩ 1.2 Cấu tạo phận máy kinh vĩ 1.3 ðọc số máy kinh vĩ 1.4 Phương pháp ngắm chuẩn mục tiêu 1.5 Phương pháp dọi tâm cân máy kinh vĩ 1.6 Kiểm nghiệm máy kinh vĩ Chương Máy mia thuỷ chuẩn 2.1 Sơ ñồ cấu tạo máy thuỷ chuẩn 2.2 Cấu tạo mia thuỷ chuẩn 2.3 Kiểm nghiệm ñiều chỉnh máy thuỷ chuẩn 2.4 Xác ñịnh số K mia chênh lệch số cặp mia Chương Các dạng ño 3.1 ðo góc nằm ngang 3.2 ðo chiều dài lưới chữ thập ống kính 3.3 ðo chênh cao Chương Thiết kế, ño ñạc bình sai ñường chuyền kinh vĩ 4.1 Các dạng ñường chuyền 4.2 Nguyên tắc thiết kế ñường chuyền 4.3 ðo ñạc ñường chuyền 4.4 Tính toán bình sai ñường chuyền 4.5 Ví dụ áp dụng 4.6 Dựng lưới toạ ñộ vuông góc 4.7 Triển ñiểm khống chế trắc ñịa lên vẽ Chương ðo vẽ chi tiết phương pháp toàn ñạc 5.1 Khái niệm chung 5.2 Quy trình ño chi tiết trạm máy 5.3 Phương pháp vẽ ñồ gốc Tài liệu tham khảo 4 10 11 12 16 16 17 17 21 22 22 27 30 35 35 36 37 39 44 51 52 54 54 54 58 59 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………… ………………… Lêi nãi ®Çu Giáo trình thực hành Trắc ñịa ñược biên soạn ñể ñáp ứng nhu cầu giảng dạy học tập sinh viên ngành Quản lý ñất ñai Khoa học ñất Trong trình biên soạn giáo trình ñã cố gắng trình bày ngắn gọn, dễ hiểu bám sát giáo trình trắc ñịa dành cho ngành Quản lý ñất ñai ñể giúp sinh viên củng cố toàn kiến thức ño ñạc thành lập ñồ ñịa Nội dung giáo trình thực tập thực hành gồm chương TS Nguyễn Khắc Thời làm chủ biên biên soạn chương 1, 2, 3, KS Nguyễn Thị Thu Hiền biên soạn chương Giáo trình thực hành tài liệu học tập cho sinh viên chuyên ngành Quản lý ñất ñai Khoa học ñất hệ quy chức, ñồng thời tài liệu tham khảo tốt cho sinh viên hệ Cao ñẳng ngành nói Trong trình biên soạn giáo trình bám sát vào mục tiêu ñào tạo kỹ sư ngành Quản lý ñất ñai tham khảo nhiều giáo trình Trắc ñịa chuyên ngành nhiên không tránh khỏi sai sót Rất mong nhận ñược nhiều ý kiến ñóng góp quý báu ñông ñảo nhà chuyên môn, bạn ñồng nghiệp sinh viên ñể kịp thời sửa chữa, bổ sung hoàn chỉnh lần tái sau Hà nội, 19 tháng năm 2006 Các tác giả Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………… ………………… Chương MÁY KINH VĨ 1.1 SƠ ðỒ CẤU TẠO MÁY KINH VĨ 1.1.1 Các phận máy kinh vĩ Máy kinh vĩ bao gồm phận sau ñây (hình 1.1) Bàn ñộ ngang Vòng du xích Ống ngắm Giá ñỡ ống kính Ống thuỷ dài Ốc cân máy Bàn ñộ ñứng H' Ốc nối máy H' L L Hình 1.1 Sơ ñồ cấu tạo máy kinh vĩ 1.1.2 Các hệ trục máy kinh vĩ Các trục máy kinh vĩ ñược mô tả hình 1.2, bao gồm: - Trục ñứng VV: trục quay máy ñi qua tâm bàn ñộ ngang - Trục ngắm ống kính CC - Trục quay ống kính H'H' - Trục ống thuỷ dài LL ðiều kiện hình học hệ trục là: - Trục ñứng VV vuông góc với trục quay ống kính H'H' - Trục ñứng VV vuông góc với trục ống thuỷ dài LL - Trục ngắm ống kính CC vuông góc với trục quay ống kính H 'H' - Trục ống thuỷ dài LL song song với trục quay ống kính H'H' Hình 1.2 Các trục máy kinh vĩ Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………… ………………… 1.1.3 Những phận bên máy kinh vĩ quang học ðể dễ hình dung, hình 1.3 mô tả phận bố trí bên vỏ máy kinh vĩ 2T5K bao gồm: ðế máy Ốc cân máy Hộp bàn ñộ ngang Ống thủy dài Ống thủy tròn Ống kính ngắm Ống kính ñọc số Hộp bàn ñộ ñứng Thước ngắm sơ 10 Quai sách 11 Núm xóa bàn ñộ 12 Ốc hãm vi ñộng ñứng 13 Ốc hãm vi ñộng ngang 14 Kính dọi tâm quang học 15 Núm ñặt trị số bàn ñộ 16 Gương phản chiếu ánh sáng Hình 1.3 Máy kinh vĩ 2T5K 1.2 CẤU TẠO CÁC BỘ PHẬN CƠ BẢN CỦA MÁY KINH VĨ 1.2.1 Chân máy, ñế máy tiêu ngắm - Chân máy, ñế máy dùng ñể ñặt máy kinh vĩ ño ngắm Chân máy ñược làm gỗ nhôm (hình 1.4.a) gồm: Chốt hãm ñể thay ñổi chiều cao Ốc nối máy với chân máy ðế máy làm kim loại nhẹ (hình 1.4.b) Gồm: Lỗ tròn cắm trụ máy Chốt giữ trụ máy Ốc cân máy b) a) Hình 1.4 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………… ………………… 1.2.2 Ống kính ngắm Cấu tạo ống kính Ống kính ngắm máy trắc ñịa loại kính viễn vọng cho phép ngắm ñược xa xác Trong ống kính ngắm lăng thấu kính gắn ñược màng kính suốt có khắc màng chữ thập Cấu tạo ống kính thể hình 1.5 gồm: Ống trụ Kính vật Vòng ñiều quang Ống trụ Thấu kính ñiều quang di chuyển theo trục ngắm ống kính CC Màng chữ thập Kính mắt Trục ngắm ống kính phải ñi qua quang tâm kính vật, kính mắt, kính ñiều quang giao ñiểm màng chữ thập Hình 1.5 Ống ngắm máy kinh vĩ Nguyên lý tạo ảnh ống kính Giả sử có vật AB ñặt cách ống kính khoảng S (hình 1.6) Khi xoáy vòng ñiều quang (3) thấu kính ñiều quang (5) di chuyển làm thay ñổi khoảng cách kính vật (2) ảnh thật ab Khi ab trùng với mặt phẳng màng chữ thập (6) qua kính mắt (7) ta thấy ảnh ảo a'b' ngược chiều với vật AB ñược phóng ñại lên nhiều lần Hình 1.6 Nguyên lý tạo ảnh ống kính máy trắc ñịa 1.2.3 Màng chữ thập Cấu tạo màng chữ thập kính mỏng suốt ñặt khung thép tròn (hình 1.7) Trên kính khắc ñường màu ñen sắc nét gọi lưới Có hai dây ñứng ngang tạo thành chữ thập, giao ñiểm chúng ñiểm chuẩn ñể ngắm mục tiêu ño Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………… ………………… Ngoài hai người ta khắc hai dây ngang ñối xứng gọi dây ño khoảng cách Màng chữ thập ñược liên kết với ốc ñiều chỉnh ñó dịch chuyển ñược Hình 1.7 Một số kiểu lưới chữ thập 1.2.4 Ống thuỷ dài L L O Hình 1.8 Ống thủy dài Ống thuỷ dài ống thuỷ tinh hình trụ cong bịt kín, bên có chứa ete cồn chừa khoảng không khí gọi bọt nước (hình 1.8) Ống thuỷ ñược gắn cố ñịnh hộp kim loại hình trụ (2), mặt phía ñể hở Mặt cong ống thuỷ dài cung bán kính R có trị số từ 2m ñến 200m Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………… ………………… ðiểm "O" cung ñiểm chuẩn khắc vạch ñối xứng qua ñó, giãn cách vạch ñều có trị số l = 2mm Góc tâm T ứng với khoảng chia 2mm ống thuỷ gọi giá trị khoảng chia ống thuỷ hay gọi ñộ nhạy ống thuỷ 1.2.5 Bộ phận dọi tâm quang học Sơ ñồ nguyên lý hoạt ñộng phận dọi tâm quang học thể hình 1.9 cấu tạo gồm: Kính vật Lăng kính bẻ gẫy tia sáng góc 90o Màng khắc vòng tròn ñồng tâm Kính mắt ðiều kiện ống dọi tâm quang học trục quang phải trùng với trục ñứng VV máy Khi ño góc phải ñưa hình ảnh giao ñiểm màng chữ thập dấu mốc trùng với tâm vòng tròn nhỏ khắc màng (3) Công việc gọi ñịnh tâm dọi tâm máy Hình 1.9 Nguyên lý dọi tâm quang học 1.2.6 Bàn ñộ ngang Bàn ñộ ngang ñĩa tròn ñĩa vồng (hình 1.10) có ñường kính từ 60mm ñến 250 mm làm thuỷ tinh pha lê suốt Trên bàn ñộ có chia 3600 (hoặc 400 grad), khoảng ñộ chia thành khoảng phút Giá trị khoảng phút phụ thuộc vào số lượng phân khoảng ñộ Trên hình 1.10 ñộ chia làm khoảng giá trị khoảng phút t' = 15' Hình 1.10 Bàn ñộ ngang Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………… ………………… 1.2.7 Bàn ñộ ñứng Bàn ñộ ñứng làm thuỷ tinh pha lê suốt Có cách khắc vạch bàn ñộ ñứng: - Khắc vạch liên tục từ 00 ñến 360o (hình 1.11-a) - Khắc ñối xứng 00- 00 ; 00 - 1800; 900- 2700 (hình 1.11-b) Tuỳ theo cách khắc vạch bàn ñộ ñứng mà ta ñọc ñược trị số góc ñứng V góc thiên ñỉnh Z Bàn ñộ ñứng liên kết quay theo ống kính Hình chiểu vạch 00- 00 , 00 - 1800 900- 2700 mặt phẳng thẳng ñứng phải trùng với hình chiếu trục ngắm CC ống kính a) Hình 1.11 Bàn ñộ ñứng b) 1.3 ðỌC SỐ TRONG MÁY KINH VĨ Trong mặt phẳng tiêu cự kính hiển vi người ta ñặt kính phẳng có khắc thang ñọc số ñược chia làm n vạch, ñộ lớn thang ñọc số khoảng chia nhỏ bàn ñộ, ví dụ: Nếu khoảng chia nhỏ bàn ñộ 10 chiều dài thang ñọc số khoảng cách hai vạch chia ñộ Gọi giá trị khoảng chia nhỏ bàn ñộ λ = 10, thang ñọc λ = 1′ n Trên hình 1.12 vị trí trái, số ñọc bàn ñộ ngang β = 10055'5, số ñọc bàn ñộ ñứng V = 15005'1 Như thị trường phận ñọc số t ñồng thời nhìn thấy số ñọc bàn ñộ thang ñọc số 1.3.1 Hệ thống ñọc số máy kinh vĩ 2T5K a Khi góc ñứng dương (hình 1.12) Vị trí bàn ñộ trái: - Số ñọc bàn ñộ ñứng V = 15005'1 - Số ñọc bàn ñộ ngang β = 10055'5 số chia thành n = 60 giá trị khoảng chia thang ñọc số t' = Hình 1.12 Số ñọc bàn ñộ trái phải góc ñứng dương ΠHình ± 1.12 Số ñọc bàn ñộ trái phải Π Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………… ………………… Vị trí bàn ñộ phải: - Số ñọc bàn ñộ ñứng; V =15004'5 - Số ñọc bàn ñộ ngang β = 190055'5 b Khi góc ñứng âm (Hình 1.13) Vị trí bàn ñộ trái: - Số ñọc bàn ñộ ñứng; V = -5055'3 - Số ñọc bàn ñộ ngang β = 10055'5 Vị trí bàn ñộ phải: - Số ñọc bàn ñộ ñứng; V =-5055'2 - Số ñọc bàn ñộ ngang β = 190055'5 Hình 1.13 Số ñọc bàn ñộ trái phải góc ñứng âm 1.3.2 Hệ thống ñọc số máy kinh vĩ THEO 020 (Hình 1.14) - Số ñọc bàn ñộ ñứng V = 85005'3 - Số ñọc bàn ñộ ngang β = 11004'7 Hình 1.14 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGẮM CHUẨN MỤC TIÊU Ngắm chuẩn mục tiêu việc ñưa trục ngắm ống kính trùng khít với mục tiêu Nghĩa ñưa ảnh mục tiêu trùng với tâm lưới chữ thập chia trường hợp: Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………… ………………… 10 ∑β = β1 + β2 +β3 +β4 + β5 = 5400 00' 30" - Tính tổng góc lý thuyết theo công thức (4.2) ghi vào cột hàng (Σ): ∑β lt = (n -2)180o = (5-2).1800 = 5400 - Tính sai số khép góc ñường chuyền: fβ = ∑β - ∑β lt = 30" - Tính sai số khép giới hạn tổng n góc ñường chuyền: fβ gh = ± 1.5t n = ±1,5.30" = 100" fβ < fβgh ; Tính số hiệu chỉnh cho góc Vβ ghi vào cột góc ño: − fβ = -30"/5 = - 6" Vβ = n - Kiểm tra kết tính số hiệu chỉnh góc: ΣVβ = - fβ - Tính góc sau bình sai ghi vào cột : Ví dụ : β1 = 1100 33' 51" + (-6") = 1100 33' 45" Bình sai gia số tọa ñộ Tính chuyển góc ñịnh hướng cho cạnh ghi vào cột 4, trường hợp góc ño bên phải ñường chuyền: Ví dụ: α23 = α12 + 180o - β = 00 11 43 + 1800 - 116 25 30 = 63 46 13 Sau tính trở lại cạnh 12 góc phương vị tính ñược phải ñúng góc ban ñầu - Tính gia số tọa ñộ theo công thức (4.9) ghi vào cột 7, : Ví dụ: ∆x12 = S1.cosα12 = 362.821cos(00 11' 43") = +362.819 m ∆y12 = S1.sinα12 - Tính sai số khép gia số tọa ñộ ghi vào cột 7,8 hàng (Σ): n fX = ∑ ∆xi = -0.018 m i =1 n fY = ∑ ∆y = -0.038 m i i =1 - Tính sai số khép vị trí ñiểm theo công thức (4.12): fS = f x2 + f y2 = (−0.018) + (−0.038) = 0.042m - Tính sai số tương ñối ñường chuyền: f 0.042 = = S = T [ S ] 1739.038 41405 Trong ñó [S] tổng chiều dài ñường chuyền [S] = S1 + S2 + …+ Sn 1 1 = , ví dụ ; tiến hành tính số hiệu chỉnh gia số Nếu ≤ T Tchophep Tchophep 3000 tọa ñộ: Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………… ………………… 48 - Số hiệu chỉnh gia số tọa ñộ ñược tính theo công thức (4.15) ghi vào cột 7, phía gia số tọa ñộ: − fy − fx V∆ y = S1 = +8mm Ví dụ: V∆ x = S1 = +4 mm; 12 12 [S] [S] - Kiểm tra việc tính số hiệu chỉnh công thức: n ∑ V∆xi = − f x ; n ∑V ∆yi = − fy - Tính số gia tọa ñộ ñã hiệu chỉnh theo công thức (4.16) ghi vào cột 9,10: Ví dụ: ∆x12 = ∆x12 + V∆x12 = 362.819 + 0.004 = 362.823 m ∆y12 = ∆y12 + V∆y12 = 1.237 + 0.008 = 1.245 m - Tính tọa ñộ ñiểm sau bình sai ghi vào cột 11, 12 Sau tính ñến ñiểm phải tính trở lại ñiểm 1, tọa ñộ tính ñược phải ñúng tọa ñộ ñã cho Ví dụ: x2 = x1 + ∆x12 = 2000.349+362.823 = 2363.172 m y2 = y1 + ∆y12 = 1998.734 + 1.245 = 1999.979 m Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………… ………………… 49 -6" 540 00 30 62 30 48 - 6" 153 50 51 - 6" 96 39 24 - 6" 116 25 36 - 6" 1100 33' 51" βño 540 00 00 62 30 42 153 50 45 96 39 18 116 25 30 110 33 45 β hiệu chỉnh Góc nằm ngang 290 45 28 173 16 10 147 06 55 63 46 13 00 11' 43" Góc ñịnh hướng 1739.038 464.473 333.302 352.729 225.713 362.821 Chiều dài (m) +4 -0.018 +164.618 +5 -331.005 +3 -296.209 +4 +99.759 +2 +362.819 ∆x +8 -0.038 -434.323 +10 +39.063 +7 +191.514 +8 +202.471 +5 +1.237 ∆y Gia số tọa ñộ tính (m) 0.0 +164.623 -331.002 -296.205 +99.761 +362.823 ∆x 0.0 -434.313 +39.070 +191.522 +202.476 +1.245 10 ∆y Gia số tọa ñộ hiệu chỉnh (m) 2000.349 1835.726 2166.728 2462.933 2363.172 2000.349 11 x Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………… ………………… 50 Σ 1 ðiểm Bảng 4.5 Tính toán bình sai ñường chuyền kinh vĩ khép kín 1998.734 2433.047 2393.977 2202.455 1999.979 1998.734 12 y Tọa ñộ (m) 4.5.2 Ví dụ bình sai ñường chuyền kinh vĩ phù hợp Hãy bình sai ñường chuyền kinh vĩ phù hợp ñây D A β2 β1 S1 β4 S2 B β3 S3 C Hình 4.10 Các góc ño cạnh ño bảng 4.6 Bảng 4.6 TT Kí hiệu Góc ño Kí hiệu cạnh Cạnh ño (m) góc ' " 116 25 36 S1 362.821 β1 140 33 55 S2 253.274 β2 122 39 58 S3 275.956 β3 269 50 10 β4 Tọa ñộ ñiểm gốc góc phương vị cạnh ñầu, cạnh cuối bảng 4.7 Bảng 4.7 Tọa ñộ (m) ðiểm Phương vị X Y A 243 46 01 B 2363.170 1999.972 1835.759 C 2433.081 173 15 58 D Quá trình bình sai ñường chuyền ñược thực bảng 4.8 Trình tự tính toán sau : Bình sai góc - Tính tổng góc ño theo công thức (4.1) ghi vào cột 2, hàng (Σ) : ∑β = 6490 29' 39" - Tính tổng góc lý thuyết, ghi vào cột hàng (Σ) ∑β lt =αc-αd+n.180o=1730 15’ 58" - 2430 46’ 01" + 1800 = 6490 29' 57" - Tính sai số khép góc ñường chuyền: fβ = ∑β - ∑β lt = -18" - Tính sai số khép giới hạn tổng n góc ñường chuyền: fβ gh = ± 1.5t n = ±1,5.30" = 90" Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………… ………………… 51 fβ < fβgh ; Tính số hiệu chỉnh cho góc Vβ ghi vào cột góc ño: − fβ Vβ = = -18"/4 = - 4.5" n - Kiểm tra kết tính số hiệu chỉnh góc: ΣVβ = - fβ - Tính góc sau bình sai ghi vào cột : Bình sai gia số tọa ñộ Tính chuyển góc ñịnh hướng cho cạnh ghi vào cột 4, trường hợp góc ño bên trái ñường chuyền: αB1 = αAB + β1 -180o α12 = αB1 + β -180o α2C = α12 + β -180o αCD = α2C + β -180o Sau tính ñến cạnh CD góc phương vị tính ñược phải ñúng góc ñã cho - Tính gia số tọa ñộ theo công thức (4.9) ghi vào cột 7, Σ∆X = n ∑ ∆x i = -527.404 m Σ∆Y = i =1 n ∑ ∆y = +433.118 m i i =1 - Tính tổng gia số tọa ñộ lý thuyết: Σ∆XLT = XC - XB = -527.411 m Σ∆YLT = YC - YB = +433.109 m - Tính sai số khép gia số tọa ñộ ghi vào cột 7,8 hàng (Σ): fx = Σ∆X - Σ∆XLT = +7mm fy = Σ∆Y - Σ∆YLT = +9mm - Tính sai số khép vị trí ñiểm theo công thức (4.12): f x2 + f y2 = 11.4 mm fS = - Tính sai số tương ñối ñường chuyền: f 0.0114 = S = = T [ S ] 829.051 72000 Vì 1 1 ≤ = , ví dụ ; tiến hành tính số hiệu chỉnh gia số T Tchophep Tchophep 3000 tọa ñộ: - Số hiệu chỉnh gia số tọa ñộ ñược tính theo công thức (4.15) ghi vào cột 7, phía gia số tọa ñộ: - Kiểm tra việc tính số hiệu chỉnh công thức: n ∑V ∆xi = − fx ; n ∑V ∆yi = − fy - Tính s ố gia t ọ a ñộ ñ ã hi ệ u ch ỉ nh theo công th ứ c (4.16) ghi vào c ộ t 9,10: - Tính tọa ñộ ñiểm sau bình sai ghi vào cột 11, 12 Sau tính ñến ñiểm C, tọa ñộ tính ñược phải ñúng tọa ñộ ñã cho Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………… ………………… 52 +4.5" 649 29 39 269 50 10 +4.5" 122 39 58 +4.5" 140 33 55 +4.5" 116025'36" βño 649 27 57 269 50 14.5 122 40 02.5 140 33 59.5 116025'40".5 β hiệu chỉnh Góc nằm ngang Chiều dài (m) 173 15 58 83 25 43.5 140 45 41 892.051 275.956 253.274 180 11 41.5 362.821 243 46 01 Góc ñịnh hướng -3 -527.404 +31.580 -2 -196.165 -2 -362.819 ∆x -4 +433.118 +274.143 -3 +160.209 -2 -1.234 ∆y Gia số tọa ñộ tính (m) -1.238 10 ∆y -527.411 +433.109 +31.578 +274.140 -196.167 +160.207 -362.822 ∆x Gia số tọa ñộ hiệu chỉnh (m) Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………… ………………… 53 Σ D C B A ðiểm Bảng 4.8 Tính toán bình sai ñường chuyền kinh vĩ phù hợp 1835.759 1804.181 2000.348 2363.170 11 x 2433.081 2158.941 1998.734 1999.972 12 y Tọa ñộ (m) 4.6 DỰNG LƯỚI TỌA ðỘ VUÔNG GÓC 4.6.1 Dựng lưới tọa ñộ vuông góc thước compa - Trước tiên dùng thước kẻ ñường thẳng yy nằm tờ giấy song song với mép giấy - Trên ñường thẳng yy lấy ñiểm A cách mép giấy 10 (hoặc theo kích thước ñể lề cho vẽ) Từ A ñặt liên tiếp ñoạn 10cm ñược ñiểm B C - Lấy A làm tâm quay cung tròn có bán kính lớn 10cm hai phía ñường thẳng yy Giữ nguyên ñộ compa, lấy C làm tâm quay cung tròn hai phía ñường thẳng yy, chúng giao với hai cung tròn quay từ tâm A ñiểm D E - Nối DE ta ñược ñường thẳng vuông góc với yy B Từ B lấy hai phía ñoạn thẳng 10cm nằm DE ñược F G - Tại F G quay cung tròn có bán kính 10cm, cung cắt cung tròn có bán kính 10 cm quay từ A C ñiểm H, K I, L Hình 4.11 - Nối H K ñường thẳng ñó phải ñi qua ñiểm A, nối H I ñi qua F, nối I L ñi qua C, nối K L ñi qua ñiểm G tạo thành ô vuông có kích thước 10x10cm Nếu ñường thẳng ñó không ñi qua ñiểm ñó chứng tỏ trình dựng chưa xác phải dựng lại ñến ñạt yêu cầu - Tiến hành tương tự ñể dựng ô vuông - Sau dựng xong tiến hành kiểm tra cách lấy thước ñặt hai ñường chéo lưới ô vuông, ñường chéo ñi qua giao ñiểm lưới ô vuông tạo với ñiểm ñó tam giác thị sai mà có cạnh tam giác nhỏ 0.2mm lưới ô vuông ñạt yêu cầu 4.6.2 Dựng lưới tọa ñộ thẳng góc thước Drôbưsep Thước Drôbusép ñược làm hợp kim ñộ giãn nở ít, thước có lỗ khoảng cách lỗ 10cm Từ lỗ ñầu ñến cuối thước có ñộ dài 70,71cm ñường chéo ô vuông có cạnh 50cm, việc dựng lưới ô vuông thước Drôbưsep ñược tiến hành sau: Trên giấy vẽ lấy ñiểm A nằm phía dưới, bên trái, dọc theo cạnh thước vạch ñường thẳng AB ðể ñiểm A trùng với vạch thước dùng bút chì vạch vạch theo lỗ thước (Hình 4.12) Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………… ………………… 54 Hình 4.12 ðặt thước thẳng góc với AB, ñể vạch thước trùng với ñiểmA vạch vạch theo lỗ thước Kiểm tra xem ñường AB có vuông góc với AC không cách dựng thước chéo xem ñoạn BC 70,71cm không (hình 4.12c) Nếu ñược ta dựng tiếp ñường BD sau ñó kiểm tra xem AD có 70,71cm không Nếu ñược, ta dựng thước nằm ngang theo ñường CD vạch vạch theo lỗ thước Nối vạch theo hướng trái phải, ta ñược ô vuông có kích thước 10 x 10cm 4.7 TRIỂN ðIỂM KHỐNG CHẾ TRẮC ðỊA LÊN BẢN VẼ Sau dựng ñược lưới ô vuông, dùng lưới ô vuông ñó chuyển ñiểm lưới ño vẽ lên vẽ theo tọa ñộ ñỉnh ñường chuyền Dựa vào tọa ñộ ñiểm sau bình sai ñiểm lưới khống chế ño vẽ ta chọn tọa ñộ ñiểm góc khung Tây Nam có trị số x, y nhỏ ñể cho tất ñiểm khống chế khác nằm gọn cân ñối vẽ Việc triển ñiểm tiến hành theo phương pháp thủ công phần mềm ñồ họa Nếu sử dụng phần mềm ñồ họa ta cần nhập tọa ñộ x, y ñiểm khống chế 2200 Nếu sử dụng phương pháp thủ công thước tỷ lệ phải tính số gia tọa ñộ ñiển 2100 khống chế góc khung Tây Nam Ví dụ triển ñiểm (1804.181; 2158.942), ta xác ñịnh ñược 2000 ñiểm nằm ô vuông có tọa ñộ góc Tây Nam (1800; 2100), tính số gia tọa ñộ 1900 ñiểm góc ñó, ta có: δx = 1804.181- 1800 = 4.181m δy = 2158.942 - 2100 = 58.942 m 1800 1900 2000 δ’y δ’x 2100 2200 2300 Hình 4.13 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………… ………………… 55 Từ tỷ lệ vẽ xác ñịnh ñược ñiểm Trong trường hợp bình ñồ tỷ lệ 1:1000, cạnh ô vuông 10cm tương ứng với 100m thực ñịa Vậy số gia tọa ñộ tính theo tỷ lệ bình ñồ là: δ’x=δx/1000=4.181m/1000 = 4.181 mm δ’y = δy/1000 = 58.942m/1000 = 58.492mm Từ δ’x, δ’y xác ñịnh ñược ñiểm vẽ, tương tự tiến hành triển ñiểm khác lên vẽ Yêu cầu sai số triển ñiểm không ñược vượt 0.2mm Câu hỏi ôn tập Chương THIẾT KẾ, ðO ðẠC VÀ BÌNH SAI ðƯỜNG CHUYỀN KINH VĨ Trình bày nguyên tắc thiết kế ñường chuyền kinh vĩ Trình bày phương pháp ño phương vị cạnh khởi ñầu? Nêu trình tự bình sai ñường chuyền kinh vĩ khép kín? Nêu trình tự bình sai ñường chuyền kinh vĩ phù hợp? Phương pháp triển ñiểm khống chế lên vẽ? Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………… ………………… 56 Chương ðO VẼ CHI TIẾT BẰNG PHƯƠNG PHÁP TOÀN ðẠC 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG ðo vẽ ñồ máy kinh vĩ phương pháp ñang ñược ứng dụng rộng rãi Việt Nam Phương pháp ñể ño ñồ tỷ lệ từ 1:10.000 ñến 1:200 Nó ñược áp dụng cho loại ñịa hình ñặc biệt thuận lợi cho khu vực ñồi núi cao Phương pháp ño vẽ ñồ máy kinh vĩ dựa vào ñiểm trắc ñịa, dùng máy kinh vĩ mia ñồng thời xác ñịnh vị trí mặt ñộ cao ñịa hình, ñịa vật ñể thành lập ñồ ñịa hình ñồ ñịa ðo ñồ phương pháp toàn ñạc kinh vĩ tiến hành theo hai giai ñoạn - Công tác ño ñạc trời - Công tác triển vẽ ñiểm chi tiết ñịa vật, ñịa hình phòng Nhìn chung công tác ño ñạc trời chiếm từ 70 - 90%, công tác nhằm thu thập tài liệu bao gồm số liệu ño khoảng cách, góc ngang (góc toạ ñộ cực), góc ñứng thành lập sơ ñồ chi tiết Công tác phòng gồm, xử lý số liệu, tính toán triển vẽ thành lập ñồ 5.2 QUY TRÌNH ðO CHI TIẾT TRÊN MỘT TRẠM MÁY 5.2.1 Chuẩn bị máy ño - Chọn máy ño Trong ño vẽ chi tiết máy toàn ñạc, vị trí ñiểm thường ñược xác ñịnh theo hệ toạ ñộ cực, tức toạ ñộ ñiểm ñược xác ñịnh góc cực β cạnh cực S Do ñó dụng cụ ño phương pháp máy kinh vĩ có ñộ xác trung bình, mia dùng ñể ño vẽ chi tiết mia thuỷ chuẩn Chọn phương pháp ñịnh tâm: ðịnh tâm máy ñiều chỉnh cho ảnh tâm mốc vị trí ñặt máy vào tâm vòng tròn nhỏ ống dọi tâm quang học Trong thực tế, ảnh tâm mốc tâm vòng tròn nhỏ ống dọi tâm không trùng mà lệch ñi khoảng e - gọi sai số ñịnh tâm Khi lập bình ñồ, sai số ñịnh tâm thước ño ñộ ñược phép e ≤ 0,1M mm ( M mẫu số tỷ lệ ñồ) Sai số ñịnh tâm máy ño cho phép 10 -20% sai số ñịnh tâm thước ño ñộ Sai số ñịnh tâm ñược thể qua bảng 5.1 Bảng 5.1 Sai số ñịnh tâm 1:500 Sai số cho phép Bð - tương ứng với giá trị thực ñịa(m) Sai số ñịnh tâm máy (m) Tỷ lệ ñồ 1:1000 1:2000 1:5000 1:10000 1:25000 0,05 0,10 0,20 0,50 0,10 2,50 0,01 0,02 0,04 0,1 0,2 0,5 Có thể sử dụng công thức ñịnh tâm máy e ≤ (t".S)/2p" Trong ñó: S khoảng cách từ máy ñến tiêu ngắm p" = 206265" t" ñộ xác máy ño Nếu sử dụng máy toàn ñạc ñiện tử ñể ño vẽ chi tiết, việc sử dụng máy toàn ñạc ñể ño vẽ chi tiết, thành lập ñồ ñịa ñược quy ñịnh cụ thể Quy phạm thành lập ñồ Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………… ………………… 57 ñịa - Trong ñó có quy ñịnh: "Việc ñịnh tâm trường hợp không ñược 5mm" Khi ño vẽ chi tiết, góc ñược ño nửa lần ño, cạnh ño lần Trường hợp ñiểm mia không ño trực tiếp máy ñược sử dụng phương pháp giao hội Chiều dài cạnh tối ña ño chi tiết ñược quy ñịnh cụ thể cho loại tỷ lệ ñồ thể bảng 5.2 Bảng 5.2 Khoảng cách lớn từ máy ñến mia (m) Tỷ lệ ño vẽ Khoảng cao ñều ðo ñịa hình ðo ñịa vật 1:500 1,0 150 60 1:1000 1,0 200 80 1:2000 1.0; 2.0 200,250 100 1:5000 1.0; 2.0; 5.0 250; 300;350 150 5.2.2 Kiểm nghiệm máy Trước ñưa máy vào sản xuất, cần kiểm nghiệm ñiều kiện sau: * Sai số 2C- ðiều kiện trục ngắm phải vuông góc với trục quay ống kính: Trong ño vẽ chi tiết, yêu cầu 2C ≤ 2' * Sai số M0 Giới hạn M0 ∆ M0gh = ∆ 2Cgh = 2Cmax - 2Cmin ðối với máy kinh vĩ ño khoảng cách lưới chỉ, ta phải kiểm tra số K, C máy * Chọn kiểm nghiệm mia Mia ñược dùng ño chi tiết mia gỗ mia nhôm, chiều dài mia từ - 4m Trên mia có vạch khắc chia ñến cm Yêu cầu ñối với mia là: Vạch khắc phải xác, ñộ cong mia ≤ 2cm 5.2.3 Thao tác trạm máy Việc xác ñịnh vị trí ñiểm chi tiết ñược thực phương pháp toạ ñộ cực, nghĩa ñối với ñiểm chi tiết cần ño góc nằm ngang hướng mở ñầu với hướng ñiểm chi tiết, góc ñứng v khoảng cách từ ñiểm trạm máy tới ñiểm chi tiết Do ñó thao tác ño trạm ñược tiến hành sau: - ðặt máy ñiểm khống chế N1, tiến hành ñịnh tâm cân máy xác Việc ñịnh tâm máy không ñược sai quy ñịnh bảng 5.3 Bảng 5.3 Tỷ lệ ñồ 1:5000 1:2000 1:1000 Sai số cho phép lệch tâm máy 10 cm cm cm - ðịnh hướng trạm máy: chọn ñiểm khống chế ñã biết cho ñiểm ñó có mặt vẽ thực ñịa làm hướng chuẩn ðưa máy ngắm hướng chuẩn (N2) (hình 5.1) hướng ñặt giá trị bàn ñộ ngang 0000'00" ñồng thời ño chiều cao máy - Quay máy ngắm ñiểm chi tiết, ñiểm chi tiết phải ño ñại lượng như: + ðọc khoảng cách nghiêng theo lưới chữ thập ống kính: D = k(l1-l2) l1 - Số ñọc mia theo dây l2 - Số ñọc mia theo dây Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………… ………………… 58 K - Hằng số nhân máy + ðọc số ñọc theo dây mia + ðọc góc nghiêng v + ðọc số bàn ñộ ngang β X N2 β β2, d2 d1 Β3 d3 N1 Y Hình 5.1 - Các ñại lượng ño ñược ghi vào sổ ño chi tiết cột 2, 3, 4, bảng 5.4 Bảng 5.4 Mẫu sổ ño chi tiết Trạm máy N1 17,25m ðiểm ñịnh hướng N2 Chiều cao máy i = 1,45 m TT 1 Góc ngang β 45 35 65045 125035 ðộ cao HN1 = Người ño Người ghi Ngày ño K/C Số ñọc nghiêng l0 D = Kl+c Góc K/C ngang h' = nghiêng S=D.cos2V S.tgV V 112,5 124,00 116,50 45' 0035' 0015' 1250 1300 1305 112,48 123,98 119,48 1,47 1,26 0,51 Chênh cao h=h+i- l0 1,67 1,41 0,65 ðộ cao ñiểm mia Hi 18.92 18.66 17.90 Ghi 10 5.2.4 Cách chọn ñiểm mia ño vẽ ñịa hình, ñịa vật Chú ý: ðể ñảm bảo ñộ xác ñồ, việc phải ñảm bảo ñộ xác vị trí ñiểm mia ñộ cao ñiểm mia, phải biết ñặt vị trí ñiểm mia cho ñúng Tuỳ theo yêu cầu sử dụng tỷ lệ ñồ thành lập mà quy ñịnh số ñiểm mia khoảng cách tối ña từ máy tới mia Các quy ñịnh thể bảng 5.5 Vị trí tốt ñiểm mia vị trí thể ñược ñặc trưng ñịa hình, ñịa vật ðiểm ñặc trưng ñịa hình ñỉnh núi, ñỉnh gò, chỗ yên ngựa, chỗ lõm, khe suối ñường phân thuỷ Tuỳ theo tỷ lệ ñồ vẽ hình dáng ñịa vật mà ñặt vị trí ñiểm mia cho thích hợp Những ñịa vật dạng hình tuyến ñường sắt, ñường bộ, mương rộng ñặt mia hai bên ñường ñặt lệch Các ñịa vật có góc chiều rộng ñủ mô tả ñồ theo tỷ lệ ñặt mia ñiểm ñiểm ñó Ngoài quy ñịnh trên, ño vẽ dáng ñất ñịa vật ta phải tuân theo ba nguyên tắc sau ñây: Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………… ………………… 59 a Nguyên tắc lấy bỏ tổng hợp Dựa vào dung nạp ñồ ñịa hình mà ta ñịnh biểu thị ñịa vật quan trọng, chủ yếu có ý nghĩa quân kinh tế ðồng thời bỏ bớt ñịa vật thứ yếu không quan trọng, ví dụ: - Khi vẽ ống khói nhà máy phải bỏ bớt số nhà bên cạnh ống khói nhà máy có ý nghĩa phương vị tốt phục vụ cho việc sử dụng ñồ Còn việc lược bỏ số nhà bên cạnh nhằm ñảm bảo cho ñồ rõ ràng, dễ xem, xác Bảng 5.5 Tỷ lệ ñồ 1:500 1:1000 1:2000 1:5000 Khoảng cao ñều KC lớn KC lớn từ máy ñến mia ñường ñồng mức ñiểm mia (m) ño vẽ ñịa hình (m) (m) 0,5 1,0 0,5 1,0 0,5 1,0 2,0 0,5 1,0 2,0 5,0 20 20 30 40 50 50 60 75 100 120 150 100 150 150 200 200 250 250 250 300 350 350 KC lớn từ máy ñến mia ño vẽ (m) ðịa vật quan trọng ðịa vật không quan trọng 60 60 80 80 100 100 100 150 150 150 150 80 80 100 100 150 150 150 200 200 200 200 b Nguyên tắc biểu thị ký hiệu ñộc lập Các ký hiệu ñộc lập, biểu thị ñồ tâm phải ñặt trùng với tâm ñịa vật thực ñịa - Những ký hiệu có dạng hình học hoàn chỉnh (như hình tròn, hình tam giác, hình chữ nhật ) tâm ký hiệu phải tâm hình ñó - Những ký hiệu có ñường ñáy rộng (như ñình chùa, ống khói, ) tâm ñịa vật tâm ñường ñáy ñó - Các ký hiệu cầu cống vẽ phi tỷ lệ tâm ký hiệu ñó - Các ñường nét, hai nét (như ñường ô tô, xe lửa, mương, sông ) tâm ký hiệu ñường nét hai nét ñó c Nguyên tắc ghi ñồ ðể rõ tính chất, số lượng danh lam, thắng cảnh, di tích lịch sử ñịa vật, việc biểu thị ký hiệu tương ứng người ta phải ghi chữ số bên cạnh ký hiệu ñó Chú ý: Khi ño vẽ chi tiết tất ñiểm ñịa vật ñịa hình xung quanh ñiểm chi tiết thuộc phạm vi ño vẽ trạm máy phải phản ánh sơ dồ phải vẽ ñầy ñủ yếu tố sau: - Phương ñịnh hướng ñiểm ñặt máy - Duy ñịa hình ñịa vật xung quanh trạm máy - Vị trí số thứ tự ñiểm mia (số thứ tự phải phù hợp với số thứ tự sổ ño chi tiết) - Vẽ mũi tên hướng liên hệ ñiểm mia Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………… ………………… 60 - Sơ ñồ không ñượcvẽ rời theo tờ riêng mà phải vẽ vào trang bên số liệu ño sổ ño chi tiết Những ñiểm chi tiết ñịa vật thuộc hai trạm ño liền kề phải ñược ño hai trạm ño ñể kiểm tra Trước kết thúc ño trạm cần quay máy hướng khởi ñầu ñể kiểm tra Nếu kết không sai khác so với vị trí ban ñầu chuyển máy sang ño trạm ño khác 5.3 PHƯƠNG PHÁP VẼ BẢN ðỒ GÓC Khi triển vẽ ñiểm chi tiết phương pháp toạ ñộ cực cần phải biết ba yếu tố góc nằm ngang β, khoảng cách ngang S ñộ cao ñiểm ñặt chi tiết Góc nằm ngang β người ta thu ñược sau ño ñạc thực ñịa,còn khoảng cách nằm ngang ñộ cao ñược tính toàn phòng Tính khoảng cách nằm ngang Tính khoảng cách nằm ngang theo công thức (5.1) kết ñược ghi vào cột (bảng 5.4) (5.1) S = (Kl + c) cos2 v = D cos2v Trong ñó: D - khoảng cách nghiêng Tính ñộ cao ñiểm chi tiết - Tính chênh cao trạm máy ñiểm chi tiết theo công thức (5.2), kết tính ghi vào cột 7- bảng 5.4 h = Stg v (5.2) Trong ñó: S khoảng cách nằm ngang - Tính ñộ cao ñiểm chi tiết theo công thức V.3 kết ghi vào cột bảng 5.4 (5.3) HCT = HM + h Trong ñó: HM - ñộ cao trạm máy Triển ñiểm chi tiết lên vẽ Dụng cụ dùng ñể triển ñiểm chi tiết thước ño ñộ, thước tỷ lệ, kim bút chì cứng Cách làm sau: - Dùng kim cắm qua tâm thước ño ñộ ñóng chặt vào tâm trạm ño A ñiểm ñịnh hướng B làm hướng khởi ñầu (hướng cực) - Dựa vào góc ngang ño ñược cột 2, dùng thước ño ñộ ño góc β i theo thước tỷ lệ xác ñịnh khoảng cách Si cột ñiểm chi tiết so với ñiểm trạm ño ta ñược vị trí ñiểm chi tiết i (hình 5.2) - ðộ cao ñiểm chi tiết tính ñược cột ghi lên vẽ vị trí ñiểm i, chữ số quay ñầu phía bắc vẽ Chuyển xong ñiểm chi tiết người ta vào sơ ñồ ñể nối ñiểm ñịa vật ñồng thời nội suy ñường ñồng mức Dùng ký hiệu quy ước ñồ ñể biểu thị dáng ñất, ñịa hình, ñịa vật Sau vẽ xong phải ñối chiếu vẽ thực ñịa bổ sung sai sót hoàn chỉnh gốc Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………… ………………… 61 Hình 5.2 Câu hỏi ôn tập Chương ðO VẼ CHI TIẾT BẰNG PHƯƠNG PHÁP TOÀN ðẠC Trình bày công tác chuẩn bị ño vẽ chi tiết phương toàn ñạc Trước sử dụng máy kinh vĩ ñể ño chi tiết cần kiểm nghiệm ñiều kiện gì? Trình bày trình tự ño vẽ chi tiết trạm máy? Hãy trình bày nguyên tắc chọn ñiểm mia ño vẽ ñịa hình ñịa vật? Nó có ñiểm khác biệt so với ño vẽ ñịa Nêu công thức tính khoảng cách nằm ngang từ máy tới mia tính ñộ cao ñiểm chi tiết Trình bày phương pháp triển ñiểm chi tiết lên vẽ thước ño ñộ TÀI LIỆU THAM KHẢO Cục ño ñạc ñồ Nhà nước Quy phạm ño vẽ ñồ ñịa hình tỷ lệ 1: 500, 1:1000, 1:5000 Hà nội 1976 ðàm Xuân Hoàn Trắc ñịa Nhà xuất Nông nghiệp Hà nội 2005 Nguyễn Trọng Tuyển Trắc ñịa Nhà xuất Nông nghiệp Hà nội 1995 Nguyễn Trọng San, ðào Quang Hiếu, ðinh Công Hoà Trắc ñịa sở Nhà xuất Xây dựng Hà nội 2002 Nguyễn Trọng San ðo ñạc ñịa Hà nội 2002 Nguyễn Tiến Năng Hướng dẫn thực tập trắc ñịa sở ðại học Mỏ ñịa chất Hà nội 2005 Tổng cục ñịa Quy phạm thành lập ñồ ñịa tỷ lệ 1:500, 1:1000, 1:5000, 1:10000 1:25000 Hà nội 2004 Stefan Przewloski Geodezja I Kutno 2002 A Skorczynski Przewodnik cwiczen polowych z geodezji II Warszawa 1992 10 Aleksander M Skorczyski Poligonizacja Warszawa 2000 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………… ………………… 62 ... Số ñọc mia B I1 14 60 13 32 I2 16 16 14 86 Chênh cao hAB Tính toán (mm) ∆h = h AB1 − hAB = +12 8 12 8 − 13 0 = −2mm S=45m −2 i '' = 206265 = −9 ' '16 45 +13 0 a2' =16 16-2x2 =16 12 a2= 16 16 Trường ðại học... 0000'00'' '' 247 57 24 12 7057 '15 '' 12 7057 '15 '' 17 6059 '12 '' 490 01' 57'' B 247 57 18 67 57'30" -12 C 296059'24'' 11 6059 '18 " +6'' 296059' 21' ' A 12 0000 '12 '' 300000'06" +6'' 12 0000'09'' 18 3000'48'' b.Nửa... AOB = (12 7057'07''5 +12 7057'00'' + 12 7057 '15 '')/3 = 12 7057'07''5 Góc BOC = (490 01' 45'' + 490 01' 45'' + 490 01' 57'')/3 = 490 01' 49'' Góc COA = (18 30 01' 07''5 + 18 30 01' 15'' +18 3000'48'')/3 = 18 30 01' 03''5