Xem tại đây

Công dụng: Máy toàn đạc hiện nay có thể đo đạc được rất nhiều yếu tố với các phương pháp đo linh hoạt, độ chính xác cao như: Xác định độ cao gián tiếp REM; đo lưu tọa độ; đo gián tiếp bằ[r]

MỤC LỤC Phần GIỚI THIỆU VỀ DỤNG CỤ TRẮC ĐỊA Chương Dụng cụ đo góc 1.1 Máy toàn đạc điện tử - cấu tạo, phân loại 1.1.1 Giới thiệu chung máy toàn đạc điện tử (Total station) 1.1.2 Cấu tạo và các thao tác trên máy toàn đạc điện tử 1.2 Máy kinh vĩ điện tử - cấu tạo, phân loại 1.2.1 Cấu tạo máy kinh vĩ điện tử 1.2.2 Các phận chính máy kinh vĩ 10 1.3 Sử dụng máy kinh vĩ trạm đo 12 1.3.1 Phương pháp định tâm và cân máy kinh vĩ điện tử 12 1.3.2 Ngắm chuẩn mục tiêu 13 1.3.3 Đặt giá trị cho hướng khởi đầu Error! Bookmark not defined 1.4 Kiểm nghiệm các điều kiện máy kinh vĩ điện tử 15 1.4.1 Kiểm nghiệm sai số ngắm chuẩn 2C 15 1.4.2 Kiểm nghiệm sai số tiêu MO (hoặc MZ) bàn độ đứng 16 Chương Dụng cụ đo dài 18 2.1 Dụng cụ đo dài trực tiếp 18 2.2 Dụng cụ đo dài gián tiếp 19 2.3 Kiểm nghiệm hệ số đo dài K máy đo dài gián tiếp 21 Chương Dụng cụ đo độ cao 24 3.1 Máy thuỷ bình và mia thuỷ chuẩn 24 3.1.1 Giới thiệu máy thủy bình và cách sử dụng 24 3.2 Sử dụng máy thuỷ bình và đọc số đọc trên mia 26 3.2.1 Hướng dẫn cách dựng máy và lắp máy thủy bình lên chân 26 3.2.2 Cách cân máy thủy bình 27 3.3 Kiểm nghiệm sai số góc i' – điều kiện hình học máy máy 31 Phần CÔNG TÁC ĐO ĐẠC CƠ BẢN TRONG TRẮC ĐỊA 33 Chương Đo góc ngang và góc đứng 33 4.1 Hướng dẫn đo góc ngang và góc đứng 33 4.1.1 Đo góc 33 4.1.2 Đo góc đứng góc thiên đỉnh 38 Chương Đo chiều dài 40 5.1 Đo chiều dài trực tiếp thước thép 40 5.1.1 Dụng cụ đo 40 5.1.2 Đánh dấu điểm 40 5.1.3 Tiêu ngắm 40 5.1.4 Nội dung phương pháp đo chiều dài thước thép 41 5.2 Đo gián tiếp chiều dài máy đo dài quang học (đo dài quang học) 44 5.3 Đo chiều dài máy điện tử 46 5.3.1 Nguyên lý chung 46 5.3.2 Nội dung đo gián tiếp chiều dài máy đo dài điện tử 48 Chương Đo độ cao 51 6.1 Đo cao hình học theo tuyến khép kín 51 6.1.1 Hướng dẫn trình tự đo trạm đo thuỷ chuẩn 51 6.1.2 Xử lý kết đo 52 6.2 Đo cao lượng giác 56 Phần CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH 57 Chương Công tác trắc địa bố trí công trình 57 7.1 Bố trí các yếu tố thực địa 57 7.1.1 Bố trí góc 57 7.1.2 Bố trí đoạn thẳng (chuyển d0 ngoài thực địa) 58 7.1.3 Bố trí độ cao (chuyển Htk thực địa) 58 7.2 Bố trí điểm mặt ngoài thực địa 60 7.2.1 Phương pháp toạ độ cực 60 7.2.2 Phương pháp giao hội góc thuận 61 7.2.3 Phương pháp giao hội cạnh 62 7.2.4 Phương pháp giao hội hướng chuẩn, dóng hướng và đặt khoảng cách: 62 7.2.5 Phương pháp toạ độ vuông góc 63 7.3 Chuyển độ cao thi công lên sàn công tác 64 7.4 Chuyển trục lên cao 66 7.5 Dựng cột thẳng đứng 71 7.6 Công tác trắc địa bố trí tuyến đường 72 7.6.1 Bố trí các điểm đường cong tròn 72 7.6.2 Bố trí chi tiết đường cong tròn 73 Phần GIỚI THIỆU VỀ DỤNG CỤ TRẮC ĐỊA Chương Dụng cụ đo góc 1.1 Máy toàn đạc điện tử - cấu tạo, phân loại 1.1.1 Giới thiệu chung máy toàn đạc điện tử (Total station) Máy toàn đạc điện tử tiếng Anh là Total Station là thiết bị chuyên dụng ngành trắc địa Máy toàn đạc dùng để thiết lập trị đo vật lý bao gồm khoảng cách và góc Cấu tạo máy toàn đạc tương đối giống với máy kinh vĩ có tích hợp với máy đo dài điện quang và thiết kế dựa trên nguyên lý số học điện tử biểu thị kết trên màn hình LCD Bàn phím đơn giản hoạt động dễ dàng với MENU hiển thị, phần hiển thị và bàn phím có trên hai mặt máy Tính linh hoạt cao, dễ dàng vận chuyển Bộ nhớ ngoài có thể lưu trữ khoảng 10.000 điểm liệu Máy có thể hoạt động nhiều liên tục Công dụng: Máy toàn đạc có thể đo đạc nhiều yếu tố với các phương pháp đo linh hoạt, độ chính xác cao như: Xác định độ cao gián tiếp (REM); đo lưu tọa độ; đo gián tiếp khoảng cách; đo gián tiếp góc; tính diện tích vùng đo; đo khoảng cách hai gương (MLM); đặt góc phương vị; đo gián tiếp từ khoảng cách; bố trí đường thẳng; đo giao hội nghịch; bố trí điểm, khoảng cách trên thực địa; chiếu điểm, đo hiệu chỉnh đường chuyền; đo vẽ đồ địa hình; thành lập lưới khống chế mặt bằng; triển khai các vẽ thiết kế trường; truyền toạ độ từ mặt sở lên các tầng; kiểm tra các kích thước hình học toà nhà; kiểm tra độ nghiêng toà nhà, độ phẳng các tường Sơ đồ khối tổng quát máy toàn đạc điện tử: Tên gọi và chức các khối sau: Khối EDM (Electronic Distance Meter) - Máy đo xa điện tử: Thực việc tự động đo khoảng cách từ điểm đặt máy đến gương (hoặc các bề mặt phản xạ) Khối DT (Digital Theodolite) - Máy kinh vĩ số: Thực tự động quá trình đo goac ngang và góc đứng Kết đo góc thực dạng số trên màn hình máy chuyển vào bọ vi xử lí máy toàn đạc điện tử Khối CPU (khối xử lí trung tâm): Xử lí các số liệu đo cạnh và đo góc để tính toàn đại lượng cần thiết; Thực chức giao tiếp máy toàn đạc điện tử với máy tính và ngược lại; Thực chức quản lí liệu 1.1.2 Đặc điểm và các chương trình trên máy toàn đạc điện tử Chống nước và chống bụi: Máy áp dụng IP66 tiêu chuẩn quốc tế IEC60529 Máy nhẹ: Toàn máy pin sạc và đế nặng có kg Màn hình rộng sáng, có thể nhìn rõ điều kiện thực địa Pin loại Lithium Ion có thể hoạt động làm việc liên tục Hệ thống đo cạnh cải tiến mạnh mẽ với gương đơn có thể đo tới 4000m - 5000m với độ chính xác đạt 2mm+2ppm x D Bộ nhớ lớn: máy có thể lưu trữ tới 10000 điểm với 10 job công việc khác Bàn phím cải tiến gồm 27 phím để người sử dụng dễ dàng thao tác Bộ lắc tự động: Tự động hiệu chỉnh độ nghiêng hai trục vòng 6’’ và cải chính cho giá trị góc đọc Bộ phận điều khiển từ xa sử dụng cho các máy toàn đạc điện tử giúp cho các thao tác đo đạc nhập liệu nhanh chóng thuận tiện Bộ nhớ ngoài: Các máy toàn đạc điện tử trang bị cổng USB, SDCard giúp tăng cường nhớ không giới hạn theo các dung lượng mà người sử dụng muốn Máy cài sẵn các chương trình đo sau đây: (REM): Đo cao gián tiếp (MLM): Xác định khoảng cách điểm (TRAVERSE): Đo hiệu chỉnh đường truyền (RESECTION): Đo giao hội nghịch (COOR): Đo lưu tọa độ (S-O): Xác định điểm thiết kế ngoài thực địa (AREA): Đo và xác định diện tích bền mặt (OFFSET): Đo bù khoảng cách hay đo bù góc (S-O ARC): Xác định đường cong ngoài thực địa (S-O Line): Xác định đường thẳng ngoài thực địa (Point _ Projection): Đo hình chiếu điểm Cấu tạo bên ngoài máy Quai xách Ốc hãm quai xách Cổng đưa số liệu vào máy Dấu chiều cao máy Nắp ác qui Mặt điều khiển Khoá đế máy Mặt đế Ốc cân máy 10 Ốc chỉnh bọt nước tròn 11 Bọt nước tròn 12 Bộ thị 13 Kính vật 14 Khe cắm địa bàn ống 15 Vòng chỉnh tiêu cự doị tâm 16 Nắp lưới dọi tâm 17 Thị kính dọi tâm 18 Khoá bàn độ ngang 19 Khoá vi độ bàn độ ngang 20 Ổ cắm số liệu vào 21 Ổ cắm điện ngoài 22 Bọt nước dài 23 Ốc chỉnh bọt nước dài 24 Khoá bàn độ đứng 25 Vi động bàn độ đứng 26 Thị kính ống ngắm 27 Vòng điều quang 28 Ống ngắm khái lược 29 Tâm máy Hình 1.1 cấu tạo máy toàn đạc điện tử Cấu tạo điều khiển: Hình 1.2 Bộ điều khiển Trên điều khiển có các phím sau đây: - ON: Phím mở máy - Phím tắt mở đèn; kết hợp với ON để tắt máy - F1- F4: Bốn phím mềm để chọn các chức làm việc - FUNC: Chuyển các trang màn hình chế độ MEAS - BS: Xoá kí tự bên trái - ESC: Xoá số liệu đưa vào, trở màn hình trước đó - SF: Chọn chữ in thường - Ghi nhận giá trị đưa vào (ENT) Hiện nay, trên thị trường có nhiều hãng sản xuất máy toàn đạc điện tử với các kiểu dáng, mẫu mã khác Các máy toàn đạc điện tử sử dụng nhiều các công tác trắc địa và có hiệu cao Tuy nhiên, môn Trắc địa trang bị máy toàn đạc điện tử và các máy kinh vĩ điện tử Vì vậy, tài liệu này tập chung vào giới thiệu cấu tạo, chức và các thao tác trên máy kinh vĩ điện tử nhằm phục vụ trực tiếp môn học thực tập trắc địa các ngành Trường 1.2 Máy kinh vĩ điện tử - cấu tạo, phân loại Máy kinh vĩ điện tử là dụng cụ trắc địa, dùng để đo góc ngang và góc đứng ngoài thực địa Trong số trường hợp, máy kinh vĩ điện tử có thể dùng để đo khoảng cách nhờ dây thị cự Máy kinh vĩ điện tử là loại máy phát triển từ máy kinh vĩ quang Cơ nguyên lý thì máy kinh vĩ điện tử thực các chức máy kinh vĩ quang cơ, khác đây là máy kinh vĩ điện tử có thêm phận điện tử cho phép số đọc kết đo hiển thị lên màn hình LCD thay vì phải đọc trực tiếp Máy kinh vĩ điện tử ứng dụng hệ thống quang học tăng dần vào các phương pháp đo góc kỹ thuật số Máy có thể thực việc đo đạc, tính toán, hiển thị và lưu nhớ, v.v… các phương tiện ngành công nghệ máy tính Máy thể đồng thời giá trị góc ngang và góc đứng Ngoài ra, góc đứng có thể chuyển thành góc thiên đỉnh độ dốc (%), v.v… Máy kinh vĩ điện tử sử dụng ngành xây dựng dân dụng, giao thông thủy lợi, đường sắt, đường cao tốc, cầu đường, kỹ nghệ thăm dò khai thác nước và khoáng sản, lắp đặt các thiết bị lớn 1.2.1 Cấu tạo máy kinh vĩ điện tử a Cấu tạo máy kinh vĩ điện tử Hình 1.3 Cấu tạo máy kinh vĩ điện tử Các phím chức trên máy kinh vĩ điện tử STT Phím Chức Phím mở tắt máy SHIFT Chọn chức thứ hai phím HOLD Giữ nguyên giá trị góc ngang đã đo 0SET Cài đặt góc ngang 0: 00’ 00” V% Chọn góc thiên đỉnh góc % R/L Chọn góc ngang bên trái bên phải b Các trục chính máy kinh vĩ điện tử - Trục đứng VV (Vertical) là trục quay máy - Trục ngắm CC (Collimation) ống kính - Trục HH (Horizontal) là trục quay ống kính - Trục cân LL (Level) ống thủy dài Điều kiện hình học hệ trục này là: - VV vuông góc với HH - VV vuông góc với LL - CC vuông góc với HH 1.2.2 Các phận chính máy kinh vĩ a Ống ngắm Hình 1.4 Ống ngắm máy kinh vĩ 1- Ống trụ ngoài 5- Lăng kính điều quang 2- Kính vật 6- Màng chữ thập 3- Vòng điều quang 7- Kính mắt 4- Ống trụ b Lưới chữ thập Hình 1.5 Một số kiểu lưới chữ thập c Ống thuỷ dài 1- Ống thủy tinh hình trụ cong bịt kín 2- Bọt nước 3- Hộp kim loại hình trụ 4- Ống điều chỉnh 5- Ốc để điều chỉnh bọt nước Hình 1.6 Ống thủy dài 10 d Bộ phận dọi tâm quang học Hình 1.7 Thị trường phận dọi tâm quang học e, Pin • Lắp pin vào máy: - Lắp pin vào máy cách xếp các pin lại thành hàng với vết khía hình chữ V trên thiết bị, nhấn phần trên hộp pin vào thân máy nghe tiếng “Click” • Tháo Pin khỏi máy: - Ấn nút tay cầm và kéo sạc f, Hiển thị đèn báo tình trạng pin: Tình trạng pin hiển thị góc bên phải màn hình tinh thể lỏng LCD Phần màu đen nhiều có nghĩa là pin đầy Nếu phần màu đen ít hạ thấp gần đáy có nghĩa là cần phải thay pin khác phải sạc pin lại g, Bộ sạc: Cắm đầu dây cáp vào nguồn điện 100- 240 V (50/60 Hz) Đèn đỏ bật sáng Lắp zắc cắm sạc pin vào pin, đèn đỏ bật sáng báo hiệu pin sạc Hiệu điện đầu là DC 6V và model cáp nguồn là FDJ5 Khi việc nạp pin xong, đèn đỏ lại bật sáng Đây là dấu hiệu cho biết pin đã nạp xong Thông thường nạp pin vòng 3.5 11 Hình 1.8 Bộ sạc Pin h, Thay các Pin tiểu AA: Mở nắp hộp pin chứa pin tiểu, tháo bỏ các pin cũ đi, cho cục pin vào hình minh họa, chú ý các dấu + và - sau đó đóng nắp hộp pin lại Lưu ý: + Thay hết pin cũ pin cùng lúc (Không sử dụng pin cũ và cùng lúc) + Nếu không sử dụng máy thời gian dài, lấy pin khỏi máy 1.3 Sử dụng máy kinh vĩ trạm đo 1.3.1 Phương pháp định tâm và cân máy kinh vĩ điện tử a Định tâm và cân bọt thuỷ tròn trên máy kinh vĩ điện tử Định tâm và cân máy là việc đặt máy cho trục đứng máy trùng với đường dây dọi qua điểm đặt máy Công việc này cần phải kết hợp các thao tác sau: Bước 1: Điều chỉnh ốc cân máy vị trí trung bình Sau đó đặt chân máy mốc cho mặt phẳng đế máy tương đối phẳng và gần trùng với điểm mốc Bước 2: Lắp máy vào chân máy cho tâm mốc phải nhìn thấy kính dọi tâm quang học Nếu không nhìn thấy tâm mốc trường nhìn ống dọi tâm quang học thì phải xê dịch vị trí tương đối các chân máy cho nhìn thấy tâm mốc 12 Bước 3: Dùng ốc cân máy điều chỉnh cho hình ảnh tâm mốc trùng với tâm kính dọi tâm quang học máy kinh vĩ cách chính xác Bước 4: Dùng chân máy nới lỏng các ốc hãm chân máy nâng lên hạ xuống để cân bọt thuỷ tròn trên máy Bước 5: Kiểm tra lại xem tâm mốc còn trùng với tâm kính dọi tâm hay không, tâm mốc lệch thì lặp lại các thao tác trên hình ảnh tâm mốc trùng nằm vòng tròn nhỏ tâm máy và bọt thuỷ dài lệch nhỏ vạch chia thì máy coi dọi tâm và cân Quay máy các vị trí khác để kiểm tra b, Cân ống thủy dài máy kinh vĩ a b Hình 1.9 Cân máy kinh vĩ Bước 1: Điều chỉnh ốc cân máy vị trí trung bình Sau đó đặt máy cho mặt phẳng đế máy tương đối phẳng Bước 2: Đặt ống thủy dài song song với hai ốc cân máy (1) và (2) (hình 1.9.a), dùng hai ốc này để đưa bọt nước vào vị trí điểm chuẩn (khi vặn ốc ngược chiều nhau) Bước 3: Quay phận ngắm 90o (hình 1.9.b), dùng ốc cân thứ (3) đưa bọt nước vào vị trí điểm chuẩn Như ta đã cân máy vị trí vuông góc Bước 4: Quay phận ngắm 1800, vị trí bọt nước vị trí điểm chuẩn thì ống thuỷ dài máy kinh vĩ đã cân Bài thực hành: Các sinh viên tự định tâm cân với máy kinh vĩ theo điểm đã đánh dấu trên thực địa thời gian 5-10ph 1.3.2 Ngắm chuẩn mục tiêu Ngắm chuẩn mục tiêu là đưa hình ảnh mục tiêu trùng với tâm lưới chữ thập ống kính ngắm a Ngắm chuẩn mục tiêu đo góc 13 Khi đo góc phải đưa mặt phẳng ngắm trùng với mục tiêu tức là đưa trục mục tiêu trùng với đứng lưới chữ thập Bước 1: Người đứng máy đứng điểm đặt máy cho mắt người cách máy từ 20cm – 30cm, hướng ống ngắm sơ phía mục tiêu cho ống ngắm sơ trùng vào mục tiêu Bước 2: Đưa mắt nhìn vào kính mắt, sau đó điều quang cho hình ảnh mục tiêu rõ nét, vi động để đứng lưới chữ thập trùng với trục mục tiêu Chú ý quan sát vị trí bàn độ đứng máy kinh vĩ, các ốc khoá, hãm máy đã mở chưa trước thực thao tác b Ngắm chuẩn mục tiêu đo góc đứng Khi đo góc đứng phải đưa mục tiêu trùng với ngang lưới chữ thập Bước 1: Người đứng máy đứng điểm đặt máy cho mắt người cách máy từ 20cm – 30cm, hướng ống ngắm sơ phía mục tiêu cho ông ngắm sơ trùng vào mục tiêu Bước 2: Đưa mắt nhìn vào kính mắt, sau đó điều quang cho hình ảnh mục tiêu rõ nét, vi động để ngang lưới chữ thập trùng với mục tiêu Để tránh sai số lưới nghiêng, để mục tiêu càng gần tâm lưới càng tốt Chú ý quan sát vị trí bàn độ đứng máy kinh vĩ, các ốc khoá, hãm máy đã mở chưa trước thực thao tác c Thao tác chung ngắm chuẩn mục tiêu Máy đã định tâm và cân chính xác a Đo góc b Đo góc đứng Hình 1.10 Ngắm chuẩn mục tiêu 14 - Mở ốc hãm máy (ốc khoá chuyển động ngang và chuyển động đứng) - Quay máy phía mục tiêu ngắm sơ ống ngắm khái lược cho nhìn thấy hình ảnh mục tiêu ống ngắm - Khoá chuyển động ngang và chuyển động đứng máy các ốc hãm - Dùng các ốc vi động ngang và vi động đứng đưa mục tiêu chính xác vào đúng vị trí ngắm chuẩn đọc số trên bàn độ 1.4 Kiểm nghiệm các điều kiện máy kinh vĩ điện tử 1.4.1 Kiểm nghiệm sai số ngắm chuẩn 2C Trong trạng thái cân máy kinh vĩ thì trục ngắm VV ống kính phải vuông góc với trục quay HH ống kính (VV ⊥ HH) Tuy nhiên, điều kiện thực tế thì điều kiện này không đảm bảo chính xác tuyệt đối, nên sinh sai lệch kết đo góc ngang gọi là sai số 2C * Cách kiểm nghiệm - Bước 1: Chọn và đánh dấu điểm mục tiêu Chọn điểm A (điểm mục tiêu) cách máy khoảng 20m đến 50m rõ nét và độ cao tương đương với độ cao máy dựng ngoài thực địa - Bước 2: Cân máy và đọc số đọc trên bàn độ ngang Người đứng máy dựng máy điểm đã đánh dấu trên thực địa chắn, cân máy chính xác, sau đó tiến hành ngắm chuẩn mục tiêu và đọc số đọc trên bàn độ ngang + Máy vị trí bàn độ trái (BĐT), bắt mục tiêu (điểm A) và đọc số trên bàn độ ngang (ký hiệu là aT), ví dụ giá trị: aT = 600 06’ 00’’ + Máy vị trí bàn độ phải: Mở ốc hãm ống kính, quay đảo ống kính qua thiên đỉnh mở ốc hãm chuyển động ngang, quay máy 1800 sang vị trí bàn độ phải (BĐP) và bắt mục tiêu (điểm A) đó, lần này đọc số trên bàn độ ngang (ký hiệu là aP), ví dụ giá trị: aP = 2400 06’ 12’’ - Bước 3: Ghi sổ và tính toán Theo lý thuyết các số đọc aT và aP khác đúng 1800 Nhưng trục ngắm ống kính chưa vuông góc với trục quay nằm ngang ống kính cách tuyệt đối nên ta tính sai số chuẩn trực kí hiệu là 2C: 15 2C = aT – (aP ± 1800) 2C = 600 06’ 00’’ - (2400 06’ 12’’ – 1800) = 12’’ Nếu 2C vượt quá giá trị hạn sai quy định quy phạm (đối với máy kinh vĩ có độ chính xác trung bình, thường quy định sai số ngắm chuẩn không vượt quá sai số đọc số 2C ≤ 20’’) thì phải hiệu chỉnh Bảng ghi và tính số liệu sai số 2C trình bày bảng 1.1 Bảng 1.1 Kiểm nghiệm sai số 2C Trạm máy E Số đọc bàn Trung Điểm độ trái (aT) bình ngắm o ’ ’ Số đọc bàn Trung 2C độ phải (aP) bình 60 06 00 240 06 12 -12 132 53 24 312 53 30 -06 156 26 45 336 26 54 -09 o ’ ’ Ghi chú ’ Bài thực hành: Mỗi sinh viên sau cân máy thì kiểm nghiệm giá trị sai số 2C và ghi vào bảng kết Các mục tiêu sinh viên tự chọn tự đánh dấu 1.4.2 Kiểm nghiệm sai số tiêu MO (hoặc MZ) bàn độ đứng Sai số này sinh trục nhắm ống kính và trục ống thuỷ dài trên bàn độ đứng vị trí nằm ngang vạch chuẩn “00-00” “00-1800” du xích không trùng với vạch chuẩn đọc số vạch “0” trên thang đọc số * Cách kiểm nghiệm -Bước 1: Chọn điểm và đánh dấu điểm mục tiêu Chọn điểm M rõ nét trên thực địa cho góc đứng lớn 200, tầm nhìn thông hướng (giá trị góc không quá lớn để người đứng máy có thể ngắm mục tiêu) - Bước 2: Dựng máy cân máy và đọc số đọc 16 Người đứng máy dựng máy điểm đánh dấu trên thực địa cách chắn, cân máy và tiến hành bắt mục tiêu đọc số: Ở vị trí bàn độ trái (BĐT), bắt mục tiêu (điểm B) và đọc số trên bàn độ đứng giá trị góc đứng (nghiêng) góc thiên đỉnh: VT = ; Hoặc ZT = Ghi giá trị đọc vào bảng tính Ở vị trí bàn độ phải (BĐP), mở ốc hãm ống kính, quay đảo ống kính qua thiên đỉnh mở ốc hãm chuyển động ngang, quay máy 1800 sang vị trí bàn độ phải (BĐP) và bắt mục tiêu (điểm B) đó, lần này đọc số trên bàn độ đứng giá trị: VP = ; Hoặc ZP = Ghi giá trị đọc vào bảng tính (Theo nguyên lý cấu tạo các số đọc VT và VP trái dấu, còn các số đọc ZT và ZP có tổng đúng 3600) Bước 3: Tính sai số MO: MO = (VT + VP)/2 hoặc: MO = (ZT + ZP - 3600)/2 Nếu trị số MO vượt quá hạn sai cho phép thì phải điều chỉnh Cách ghi và tính toán sai số MO trình bày bảng 1.2 Bảng 1.2 Kiểm nghiệm sai số MO Số đọc bàn Trạm Điểm độ trái máy ngắm (VT) o E ’ Trung Số đọc bàn Trung bình độ phải (VP) bình ’ o ’ ’ MO Ghi chú ’ A 86 30 18 274 30 12 +15 B 82 00 14 278 00 12 +13 C 85 16 12 275 43 24 -17 Bài thực hành: Mỗi sinh viên sau cân máy thì kiểm nghiệm giá trị sai số MO và ghi vào bảng kết 17 Chương Dụng cụ đo dài 2.1 Dụng cụ đo dài trực tiếp Những dụng cụ đo chiều dài trực tiếp hay đo dài học bao gồm thước sợi vải, sợi thuỷ tinh, thước thép cuộn, thước dây cuộn (thước dây InVa) Thước vải: Thước vải là loại thước có bề rộng khoảng 1,5cm, dầy khoảng 0,4mm, dệt sợi bền kim loại thủy tinh cực nhỏ để tăng độ chịu kéo, chiều dài thước thường là 5m, 10m, 20m, 50m Thước chia vạch tới centimet và ghi số mét Thước vải bị co dãn nhiều nên độ chính xác thấp, thước cuộn hộp nhựa có tay quay để dễ dàng cuộn thước Hình 2.1 Thước dây Thước thép: Được làm thép mỏng, dầy khoảng 0,4mm, rộng khoảng 15 20mm, chiều dài thước từ 5m - 50m Trên thước chia vạch tới centimet và ghi số mét một, gần đầu và cuối thước khắc tới milimet Thước thép đo với độ chính xác là 1:1000 - 1:3000 gọi là thước có độ chính xác trung bình Thước thép đo với độ chính xác đạt tới 1:20000 gọi là thước có độ chính xác cao Hai đầu thước có vòng đồng để kéo căng thước đo; cần lưu ý với vạch 9m có khắc đầu vòng đồng; cách này dùng thuận tiện đo chiều dài các công trình phải đặt đầu thước sát vào tường Trong đo không để thước bị xoắn; chuyển thước không để mặt thước chạm vào mặt đất để thước rối hình số Khi đo xong phải lau chùi hai mặt thước, bôi mỡ lên hai mặt cuộn vào khung thép 18 Thước dây: là loại thước có thể làm thép inva (inva là loại hợp kim đặc biệt có hệ số co dãn nhỏ, gồm 64% sắt và 36% niken) Đường kính nó là 1,65mm, dài 24 48m Phần cuối dây đo, gắn vào thang thước có chia đến milimet khoảng từ đến 8cm, hoặc10cm Chiều dài thước dây là chiều dài vạch không Thước dây có thể đo với độ chính xác đạt tới 1:250000 Hình 2.3 Thước dây 2.2 Dụng cụ đo dài gián tiếp Đo chiều dài các máy đo dài quang học quang điện tử (máy đo dài ánh sáng và máy đo dài vô tuyến) là đo gián tiếp Nguyên lý phương pháp Nguyên lý phương pháp là giải tam giác thị sai mặt phẳng thẳng đứng mặt phẳng nằm ngang Tam giác thị sai là tam giác cân, có cạnh đáy b, đối diện với cạnh đáy b là góc nhọn ε, gọi là góc thị sai (hình 2.4) Hình 2.4 Nguyên lý phương pháp đo gián tiếp chiều dài máy đo dài quang học 19 Từ hình (2.4) ta có: ! ' " ( D = 𝑐𝑜𝑡𝑔 Công thức trên cho thấy rằng: ε = const thì ứng với giá trị D có giá trị b định Ngược lại, b = const, thì ứng với giá trị D có giá trị ε định Theo nguyên tắc đó, các nhà trắc địa đã đưa nhiều phương pháp đo dài gián tiếp khác như: - Đo dài dây thị cự thẳng (góc thị sai cố định cạnh đáy thay đổi) - Đo dài mia ba la (góc thị sai thay đổi cạnh đáy cố định) Đo chiều dài dây thị cự thẳng Đo dài dây thị cự thẳng lợi dụng nguyên tắc thứ nhất: góc thị sai cố định, cạnh đáy thay đổi Để có góc thị sai cố định, trên mặt phẳng màng dây chữ thập kẻ hai đường thẳng song song n, m (hình 4.14) và đối xứng qua ngang màng dây chữ thập, gọi là dây thị cự thẳng Tia sáng từ đỉnh tam giác thị sai qua hai đường thẳng đó luôn luôn tạo góc thị sai ε không đổi Từ hình (2.4), ta có: D= Trong công thức trên, đặt: b ε cot g 2 ε cot g = K 2 thì có: D = K.b đây là công thức để tính chiều dài dây thị cự thẳng tia ngắm nằm ngang Trong đó: b=t–d t - số đọc trên mia theo cự trên, d -số đọc trên mia theo thị cự dưới, K - là số nhân Để tiện lợi cho việc tính toán, K chọn là số chẵn Các dây thị cự thẳng cấu tạo cho, tia sáng từ đỉnh tam giác thị sai qua hai dây đó luôn tạo góc thị sai không đổi ε = 34' 23'', đó K = 100 20 Đo chiều dài mia ba-la Hình 2.5 Đo chiều dài mia ba-la Đo chiều dài mia ba-la là phương pháp đo dài gián tiếp thứ hai cạnh đáy cố định, góc thị sai thay đổi Cạnh đáy cố định là ống kim loại có tiết diện tròn, dài 2m gọi là mia ba-la Ở hai đầu mia ba-la có hai bảng ngắm Khi đo, mia ba-la đặt nằm ngang trên giá ba chân điểm cuối cạnh đo (hình 2.5) Dùng máy kinh vĩ đặt đầu cạnh đo, ngắm hai bảng ngắm trên mia, đo góc thị sai ε Chiều dài cạnh đo tính công thức: b ε D = cot g 2 2.3 Kiểm nghiệm hệ số đo dài K máy đo dài gián tiếp Bước 1: Định tâm và cân máy A, với máy kinh vĩ thì phải để ống kính nằm ngang cách đặt giá trị bàn độ đứng có góc V=000 hay Z=900) Bước 2: Đánh dấu tâm máy A thật chính xác trên mặt đất, dùng thước thép đặt khoảng cách ngang chính xác SAB = 20,000m Đánh dấu điểm B trên mặt đất dựng mia thẳng đứng B Bước 3: Hướng ống kính (đang nằm ngang) ngắm mia B và đọc số trên mia theo dây Trên, Giữa, Dưới số đọc T= G= D= (Số đọc trên mia dựng thẳng đứng B) Bước 4: Tính hệ số K K1 = SAB: (T - D) = K2 = SAB: (T - G) = K3 = SAB: (G- D) = Vì khoảng cách ngang từ máy tới mia tính theo công thức: SAB= K.(T -D ) = 2K.(T-G) = 2K.(G-D) (Nếu người đo có kỹ tốt thì K= K1=K2=K3) 21 Cách ghi sổ và tính toán hệ số đo dài K máy thủy bình máy kinh vĩ ống kính nằm ngang trình bày bảng 1.5 Bảng 2.1 Kiểm nghiệm hệ số đo dài K máy thủy bình máy kinh vĩ ống kính nằm ngang Sổ kiểm nghiệm hệ số đo dài K Ngày đo: Địa điểm Thời gian: Thời tiết STT Người đo Số đọc trên mia Khoảng cách Hệ số K Ghi chú c, Đo khoảng cách lưới thập ống kính * Trường hợp tia ngắm nằm ngang Công thức tính khoảng cách: D = K.l + C (1.7) Đối với máy kinh vĩ điều quang trong, số cộng C Vì vậy, có thể bỏ qua số cộng C công thức trên Hiệu hai số đọc trên và chính là khoảng cách l đọc trên mia Nếu l đọc trên mia chính xác đến mm thì D tương ứng ngoài thực địa nhận chính xác đến dm (vì K = 100) Thao tác đo khoảng cách hai điểm A và B 22 Hình 2.6 Số đọc trên mia Nửa lần đo thuận kính: - Đặt máy điểm A, cân và định tâm chính xác - Mia dựng thẳng đứng điểm B - Người đứng máy phải điều chỉnh và ngắm cho nhìn rõ mặt mia Đọc số đọc trên mia: dưới, trên và Nủa lần đo đảo kính: Đảo ống kính, lặp lại các thao tác trên các số đọc và tính khoảng cách Nếu chênh lệch hai trị số phạm vi cho phép, thì lấy trị số trung bình làm kết lần đo Đo khoảng cách theo phương pháp này thường cho phép độ chính xác sai số trung phương tương đối mS/S cỡ 1:300 Để thuận tiện cho việc đọc số và tính khoảng cách, đặt màng chữ thập vào ranh giới hai phân vạch deximet mia * Trường hợp tia ngắm nghiêng Công thức tính khoảng cách đo lưới ống kính: D = Kl cos V (1.8) 23 Chương Dụng cụ đo độ cao 3.1 Máy thuỷ bình và mia thuỷ chuẩn 3.1.1 Giới thiệu máy thủy bình và cách sử dụng Máy thủy bình là dụng cụ trắc địa dùng để xác định chênh cao hai điểm nhờ tạo tia ngắm nằm ngang kết hợp với mia thủy chuẩn dựng thẳng đứng các điểm đo theo phương pháp đo cao hình học, ngoài máy có thể đo khoảng cách Theo cấu tạo và nguyên tắc tạo tia ngắm ngang, máy thuỷ bình phân thành loại: - Máy có ống thuỷ dài - Máy tự động cân tia ngắm nằm ngang - Máy thuỷ chuẩn điện tử - Máy thuỷ chuẩn laser Máy thuỷ bình có ống thuỷ dài là loại máy có ống thuỷ hình ống chính xác, lấy nguyên tắc trục ngắm song song với trục ống thuỷ bọt thuỷ thăng làm nguyên tắc cấu tạo và đo thuỷ chuẩn Máy thủy bình tự động cân tia ngắm, loại máy này sau cân ống thuỷ tròn, tia ngắm còn nghiêng nhỏ 12’ thì máy cho số đọc trên mia tia ngắm nằm ngang Máy thuỷ bình điện tử có phận bù trừ tia ngắm nghiêng máy thuỷ chuẩn tự động cân Sự khác đây là máy thuỷ bình điện tử có thêm phận đo và phận chia ánh sáng Khi đo, sau bắt mục tiêu là mia mã vạch, ảnh mia truyền đến phận chia ánh sáng, phần ánh sáng thường đến kính mắt, phần ánh sáng hồng ngoại đem ảnh mia cùng với hệ chuyển đến phận đo; đây ảnh mia mã vạch chuyển thành ảnh số để so sánh với ảnh số mia lưu giữ máy, từ đó đổi số đọc tia ngắm trên mia Máy thuỷ bình laser có cấu tạo tương tự máy thuỷ chuẩn điện tử, có tia laser trùng với trục ngắm Loại máy này có khả tự điều quang, tự bắt mục tiêu và chụp ảnh số 24 3.1.1.1 Bộ phận máy thủy bình và mia thuỷ chuẩn a Máy thủy bình Hình 3.1 Máy thuỷ bình Máy thuỷ bình có các phận chính gồm: + Ống kính: Ngắm bắt mia + Ống thuỷ (tròn dài): Cân máy + Các ốc cân máy, ốc khoá, ốc vi động + Bộ phận tự động Những đặc tính chủ yếu máy: + Độ nhạy ống thuỷ + Độ phóng đại ống kính + Cách đọc số + Cách đưa tia ngắm vị trí nằm ngang Hình 3.2 Cấu tạo, các phận máy thuỷ bình 25 - Bộ phận ngắm máy thủy chuẩn cấu tạo nhiều phận quan trọng là ống kính Nhìn chung ống kính máy thủy chuẩn có cấu tạo tương tự ống kính máy kinh vĩ, nhiên ống kính máy thuỷ chuẩn có điểm khác với ống kính máy kinh vĩ đó là: Ống kính máy thủy chuẩn không có bàn độ đứng và trục ngắm ống kính máy thủy chuẩn luôn đưa phương nằm ngang b, Mia thuỷ chuẩn và chân máy Mia dùng đo thuỷ chuẩn thường làm gỗ tốt, nhẹ hợp kim nhôm ít giãn nở vì nhiệt, dài từ 3m đến 5m, liền gấp, rộng từ 8cm đến 10cm Trên mặt mia có thang chia vạch 1cm để đọc số Cứ 10 vạch lại đánh số dm Người ta thường nhóm 10 khoảng chia thành cụm có dạng hình chữ E để dễ đọc số Hình 3.3 Mia và chân máy thuỷ bình 3.2 Sử dụng máy thuỷ bình và đọc số đọc trên mia 3.2.1 Hướng dẫn cách dựng máy và lắp máy thủy bình lên chân Bước 1: Mang chân máy khu vực đo và đặt chân máy vào điểm đứng máy Mở khoá ốc, nâng hạ chân máy cao hay thấp theo ý muốn người đứng máy, khóa ốc khóa chân máy lại, dang chân máy ra, dựng chân máy cho vững và mặt đế chân máy tương đối vị trí nằm ngang để dễ dàng cho việc cân máy 26 Hình 3.4 Thao tác tháo lắp chân máy Lưu ý: Khi dựng chân máy không nên để chân máy dang rộng quá dễ trượt chân máy và dẫn đến đổ máy Không nên dựng chân máy đứng quá, dễ đổ máy Nên để chân máy có độ dốc vừa phải để đảm bảo máy vững Bước 2: Đặt máy thủy bình lên đế chân máy cho tam giác đế máy và tam giác đế chân máy trùng Vặn chặt ốc nối đế chân máy và đế máy lại Kiểm tra lại lần để đảm bảo máy đã đặt chắn và sẵn sàng cho các việc làm Hình 3.5 Thao tác lắp máy thuỷ bình lên chân máy 3.2.2 Cách cân máy thủy bình Bước 1: Dựng máy và lắp máy thuỷ bình lên chân máy Bước 2: Nâng, hạ các chân máy cho bọt thủy tròn vào tâm, tương đối là được, không cần phải vào tâm 100% Như hình Bước 3: Để cân máy, ta dựa vào ốc cân và bọt thủy tròn 27 Trên hình 3.2, quay máy thủy bình để ống kính song song với ốc cân (1) và (2) xoay đồng thời hai ốc cân máy (1) và (2) ngược chiều và cùng tốc độ ta thất bọt thủy tròn nằm trên đường thẳng nối tâm ốc số với trung điểm đường thẳng nối tâm hai ốc (1) và (2) (hình 3.2b) Dùng ốc cân thứ đưa bọt thủy tròn vào vị trí chính ống thủy (hình 3.2.c) Hình 3.6 Cân bọt tròn trên máy thuỷ bình 3.2.3 Hướng dẫn đọc số trên mia Số đọc trên mia theo lưới chữ thập trên mia Số đọc trên mia bao gồm số đọc Ví dụ cách đọc số đọc lưới chữ thập Số đọc đầu tiên là số chẵn dm ghi trên mia Trong trường hợp này là (17) 28 Tiếp đến số đọc thứ là số vạch chẵn cm (trường hợp này đếm vạch chẵn nên số đọc thứ là 2) cuối Số đọc thứ là phần lẻ cm ước lượng mắt (trường hợp này ta ước đọc số đọc thứ là 9), số đọc cuối cùng tính đến mm là 1729 - Số đọc trên là: 1783 - Số đọc là: 1675 Hình 3.7 Hướng dẫn đọc số trên mia 3.2.4 Các thao tác trạm đo máy thuỷ bình A, Tư cầm và dựng mia Người dựng mia đứng phía sau mia, hai chân rộng vai, lưng thẳng mặt hướng phía trước quan sát và điều chỉnh mia thẳng đứng, tay cầm mia không che khuất số đọc Người dựng mia tập trung quan sát người thao tác máy để nhận dấu hiệu điều chỉnh mia qua trái, qua phải di chuyển đến điểm đo Hình 3.8 Tư cầm và dựng mia B, Thao tác ngắm sơ Người đứng máy theo chiều từ kính mắt sang kính vật Trước nhìn vào ống kính, ngắm sơ mia ruồi, khe ngắm ống ngắm sơ gắn trên ống kính 29 Hình 3.9 Thao tác ngắm sơ c, Thao tác ngắm bắt chính xác mục tiêu (mia) - Bước 1: Nhìn vào ống kính, điều chỉnh ốc tiêu cự cho thấy rõ màn dây chữ thập, điều chỉnh ốc điều quang cho thấy rõ mia - Bước 2: Sau thấy rõ dây chữ thập và mia, điều chỉnh ốc di động xoay ống kính từ từ đến dây đứng trùng mép phải mia Luôn luôn kiểm tra bọt nước ống thuỷ đo Hình 3.10 Thao tác ngắm mia và đọc số Bài thực hành: Mỗi sinh viên tự cân máy thuỷ bình và đọc số trên mia bất kì 30 3.3 Kiểm nghiệm sai số góc i' – điều kiện hình học máy máy Hình chiếu trục ống thủy dài và trục ngắm ống kính lên mặt phẳng thẳng đứng phải song song với Có số phương pháp để kiểm nghiệm sai số góc i' máy thủy bình Ở đây, chúng tôi xin giới thiệu phương pháp kiểm nghiệm cách đo lần chênh cao phép đo từ và phép đo phía ngoài (theo đồ hình bên dưới) - Bước 1: Chọn và đánh dấu điểm trên thực địa Trên khu đất phẳng, chọn và đánh dấu điểm A, B và C cách theo tỉ lệ 10:1 (giả sử trường hợp này, khoảng cách ta đặt là: AB = 30m, BC = 3m) - Bước 2: Dựng máy trạm M1 và đọc số đọc trên mia Người đứng máy cầm máy thuỷ bình, định tâm và cân máy trạm máy M1 mia A và B (AM1 = BM1) (hình 3.3) Điều chỉnh tiêu cự và hình ảnh, ngắm mia sau đó tiến hành đọc số trên mia được: a1 = (giá trị số đọc trên mia A) b1 = Tính: (giá trị số đọc trên mia dựng điểm B) hAB = a1 - b1 = (Chênh cao điểm A và B) (sai số góc i đã triệt tiêu nên kết hAB = hABđ) - Hình 3.3: Kiểm nghiệm sai số góc I máy thuỷ bình 31 - Bước 3: Dựng máy trạm M2 và đọc số đọc trên mia Người đứng máy chuyển máy đến trạm máy M2 đặt điểm C, Định tâm và cân máy (3.2.2) Điều chỉnh tiêu cự và hình ảnh, ngắm mia sau đó tiến hành đọc số trên mia được: a2 = (giá trị số đọc trên mia dựng điểm A) b2x= (giá trị số đọc trên mia dựng điểm B) Tính hABs = a2 - b2 = (Chênh cao điểm A và B) Vì hABs = (a2đ +11x) - (b2đ + x) nên hABs = hABđ +10x - Bước 4: Tính toán và ghi sổ Tính sai số số đọc b2: x= (hs- hđ)/10 = a Tính sai số số đọc a2: y =11x = a Tính sai số góc i trục ngắm ống kính (tạo với phương ngang) : i" = y S AC p" i" = y 206265" 33000 i" ≈ y 200" 33 Đối với MTB có độ chính xác trung bình góc i không vượt quá 30-40", còn MTB chính xác cao, giá trị góc i không vượt quá 10 - 20" Khi phát máy có sai số góc i vượt quá hạn sai cho phép thì phải điều chỉnh để sai số góc i=0 trước đưa máy vào sử dụng Kết đo đạc kiểm nghiệm sai số góc I và tính toán góc I trình bày bảng 1.4 Bài thực hành: Mỗi nhóm sinh viên thực tối thiểu lần kiểm nghiệm sai số góc I máy thuỷ bình, ghi và tính toán giá trị sai số góc I tương ứng với dụng cụ thực tập trắc địa giao 32 Phần CÔNG TÁC ĐO ĐẠC CƠ BẢN TRONG TRẮC ĐỊA Chương Đo góc ngang và góc đứng 4.1 Đặt giá trị số đọc hướng khởi đầu trên máy kinh vĩ điện tử a, Đặt giá trị hướng khởi đầu 000 00' 00'' Muốn đặt giá trị hướng khởi đầu 000 00' 00'' thì sau đã ngắm bắt mục tiêu hướng ban đầu đã chọn, ta bấm nút khởi động trên máy kinh vĩ điện tử bấm tiếp nút 0SET, dòng hiển thị góc ngang hiển thị giá trị H: 000 00' 00'' là đã hoàn thành b, Đặt giá trị hướng khởi đầu Bước 1: Muốn đặt trước giá trị trên bàn độ ngang, ví dụ 600 00' 00'' cho hướng khởi đầu, trước tiên quay máy và hãm bàn độ gần giá trị 600 00' 00'' trên màn hình Bước 2: Khoá chuyển động ngang dùng ốc vi động ngang điều chỉnh để có số đọc chính xác là 600 00' 00'' trên màn hình hiển thị Bước 3: Bấm nút HOLD để số đọc luôn giữ nguyên, không đổi (số đọc đó nhấp nháy) Bước 4: Mở ốc hãm chuyển động ngang và đứng, quay máy ngắm bắt mục tiêu hướng ban đầu đã chọn Khi đã bắt mục tiêu thật chính xác xong thì ta bấm nút HOLD lần để số đọc không nhấp nháy nữa, hướng khởi đầu này đã có giá trị là 600 00' 00'' Bài thực hành: Các sinh viên tự đặt giá trị hướng khởi đầu theo mã số sinh viên số thứ tự theo yêu cầu giáo viên hướng dẫn Yêu cầu giá trị hướng khởi đầu không vượt qua 2’’ theo số đề bài giao 4.2 Hướng dẫn đo góc ngang và góc đứng 4.2.1 Đo góc a, Phương pháp đo góc đơn giản Phương pháp đo góc đơn giản áp dụng trạm máy có hướng (OA, OB) Dụng cụ: Máy kinh vĩ điện tử và tiêu đo đã kiểm nghiệm 33 Số lượng người đo: 03 người thực lần đo (Người đứng máy, người ghi sổ, người đánh dấu tiêu) Nội dung: Bước 1: Sau nhận máy, Sinh viên thứ dựng máy kinh vĩ điểm O, tiến hành định tâm và cân máy chính xác (1.3.1) Sinh viên thứ dựng đánh dấu tiêu A và B khu vực thực tập Bước 2: Tính trị số hướng mở đầu vòng đo : Trước đo phải tính giá trị vùng bàn độ vòng đo tính theo công thức: a= 1800 n (4.1) đó n là số vòng đo Ví dụ: Tại trạm máy A đo vòng đo Trị số hướng mở đầu các vòng đo đặt sau: Vòng 1, đặt số đọc hướng mở đầu a1 = 00 m1’ n1” Vòng 2, đặt số đọc hướng mở đầu a2 = 600 m2’ n2” Vòng 3, đặt số đọc hướng mở đầu a3 = 1200 m3’ n3” đó: m1, m2, m3 là giá trị phút; n1, n2, n3 là giá trị giây Bước : Tiến hành đo đạc và ghi sổ Việc đo góc thưc hai vị trí bàn độ trái (thuận kính) và bàn độ phải (đảo kính) + Chọn hướng mở đầu (giả sử là OA) A O T P B Hình 4.1 Phương pháp đo góc đơn giản 34 Nửa lần đo thuận kính (vị trí thuận kính là vị trí bàn độ đứng nằm phía trái ống kính): + Người đứng máy đặt trị số hướng mở đầu trên bàn độ ngang (1.3.3) (vòng thứ tương ứng là a1) + Người đứng máy mở ốc hãm phận ngắm, đưa ống kính ngắm chính xác mục tiêu A Ấn HOLD sau đó ghi giá trị trên màn hình vào sổ đo + Mở ốc hãm phận ngắm, quay máy theo chiều thuận kim đồng hồ đến điểm B + Ngắm chính xác tiêu B, đọc số trên màn hình và ghi vào sổ đo Nửa lần đo đảo kính (vị trí đảo kính là vị trí bàn độ đứng nằm bên phải ống kính): + Đảo ống kính hướng B + Ngắm chính xác điểm B, đọc số đọc trên màn hình và ghi vào sổ đo + Quay máy ngược chiều kim đồng hồ đưa ống kính ngắm chính xác điểm A Đọc số hiển thị trên màn hình và ghi vào sổ đo Như kết thúc lần đo Trong đo người ghi sổ phải tính: + Trị số sai số ngắm chuẩn 2C; + Trị số hướng trung bình nửa lần đo; + Trị số góc lần đo Nếu thấy trị số 2C và độ biến động nó Δ2C= 2Cmax-2Cmin vượt hạn sai thì phải đo lại Các lần đo tiến hành thao tác tương tự khác là thay đổi trị số hướng mở đầu Sau vòng đo phải tiến hành quy “0” Sau đo xong n lần đo tính trị số góc trung bình n lần đo Bài thực hành: Mỗi sinh viên nhóm thực đo góc đơn lần với giá trị số đọc hướng khởi đầu tính dựa trên số vòng đo số sinh viên nhóm (n=số sinh viên nhóm thực tập) Kết ghi sổ và tính toán phương pháp đo góc đơn nộp lại cho giáo viên hướng dẫn vào cuối buổi thực tập 35 b, Phương pháp đo góc toàn vòng A O B C Hình 4.2 Phương pháp đo góc toàn vòng Phương pháp đo góc toàn vòng áp dụng trạm máy có hướng ngắm trở lên Tương tự phương pháp đo góc đơn giản, trước đo phải biết số vòng đo trạm máy và tính giá trị vùng bàn độ cho vòng đo Dụng cụ đo: Máy kinh vĩ đã kiểm nghiệm Số lượng người đo: 03 người lần đo (Người đứng máy, người ghi sổ, người đánh dấu tiêu) Trình tự đo và ghi sổ cho Trạm máy O có hướng OA, OB và OC + Bước 1: Định tâm và cân máy Người đứng máy đặt máy kinh vĩ điểm O tiến hành định tâm, cân máy chính xác Dựng tiêu ngắm đặt A, B và C, định tâm tiêu chính xác + Bước 2: Tính trị số hướng mở đầu vòng đo và chọn hướng khởi đầu Căn vào số lượng người nhóm thực tập yêu cầu giáo viên hướng dẫn thì các tổ tính toán trị số hướng mở đầu vòng đo theo công thức 1800 a= n (4.2) đó n là số vòng đo Sau nhóm đã tính giá trị a thì nhóm chọn hướng mở đầu, hướng mở đầu là hướng có chiều dài trung bình, có hình ảnh rõ nét để tránh sai số điều quang (giả sử là A) 36 + Bước 3: Quá trình đo Việc đo góc toàn vòng thực vị trí bàn độ trái (Thuận kính) và vị trí bàn độ phải (Đảo kính) Vị trí bàn độ trái (đo thuận kính) + Đưa ống kính ngắm chính xác hướng mở đầu + Đặt trị số hướng mở đầu OA trên bàn độ ngang, mở ốc hãm phận ngắm quay máy đến vòng, ngắm và bắt mục tiêu chính xác hướng mở đầu (dùng đứng để bắt mục tiêu đo góc bằng) + Đọc số và ghi vào sổ đo + Quay máy theo chiều thuận kim đồng hồ ngắm chính xác tiêu các điểm B, C trở A, đọc các trị số hướng tương ứng và ghi vào sổ đo Vị trí bàn độ phải (Nửa lần đo đảo kính) + Đảo ống kính, ngắm lại tiêu A, ngắm chính xác và đọc số và ghi vào sổ đo + Quay máy ngược chiều kim đồng hồ ngắm chính xác tiêu các điểm C, B trở lại A, đọc các số đọc tương ứng và ghi vào sổ đo + Bước 4: Ghi sổ và tính toán Trong đo người ghi sổ phải tính: + Trị số sai số ngắm chuẩn 2C; + Trị số hướng trung bình nửa lần đo; + Trị số góc lần đo Nếu thấy trị số 2C và độ biến động nó Δ2C= 2Cmax-2Cmin vượt hạn sai thì phải đo lại Các lần đo tiến hành thao tác tương tự khác là thay đổi trị số hướng mở đầu Sau vòng đo phải tiến hành quy “0” Sau đo xong n lần đo tính trị số góc trung bình n lần đo Bài thực hành: Mỗi sinh viên nhóm thực đo góc toàn vòng tối thiểu nửa vòng đo thuận kính đảo kính Giá trị số đọc hướng khởi đầu tính dựa trên số vòng đo ½ số sinh viên nhóm (n=1/2 số sinh viên nhóm thực tập) 37 4.1.2 Đo góc đứng góc thiên đỉnh Hình 4.3 Đo góc đứng V góc thiên đỉnh Z Dụng cụ: Máy kinh vĩ và tiêu đo đã kiểm nghiệm Số lượng người đo: Một người đứng máy và người ghi sổ * Thao tác trạm máy Tại tạm máy A cần đo góc nghiêng tia ngắm đến mục tiêu B (góc V) Bước 1: Người đứng máy đặt máy A, định tâm và cân chính xác Bước 2: Thực đo góc đứng góc thiên đỉnh Ở vị trí bàn độ trái: + Người đứng máy hướng ống ngắm đến mục tiêu B, khoá ốc hãm ngang và dọc dùng các ốc vi động tương ứng đưa ảnh điểm ngắm vừa sát với mép ngang màng chữ thập + Dựa vào thang đọc số, đọc số trên bàn độ đứng VT và ghi vào sổ đo Chú ý: Nếu máy kinh vĩ có bọt thuỷ trên bàn độ đứng thì phải dùng ốc cân bọt thuỷ đọc số Ở vị trí bàn độ phải: + Hướng ống kính ngắm mục tiêu B Các thao tác tương tự trên, đọc số đọc trên bàn độ đứng VP và ghi vào sổ đo Bước 3: Tính toán góc đứng 38 Giá trị góc đứng máy khắc vạch đối xứng (3T5K) tính theo công thức: V= (VT + VP ) (4.3) Ví dụ: Bảng 1.3 Đo góc đứng Trạm máy Điểm ngắm Số đọc bàn độ trái Trung bình ' ' Số đọc bàn độ phải 30.5 A E 30 35 30.4 30.45 30 45 ' ' 30.25 +0.10 30 30.35 00.30 +0.10 35 00.40 16.30 -0.02 45 16.28 Góc đứng Ghi chú ' 30.3 30.4 00.4 00.50 35 16.3 C MO 30.2 00.6 B ' Trung bình 30.2 16.2 16.2 16.25 45 16.4 * Mối quan hệ góc đứng V và góc thiên đỉnh Z: V + Z = 90 (4.4) 39 Chương Đo chiều dài 5.1 Đo chiều dài trực tiếp thước thép Chiều dài cạnh xác định cách đặt liên tiếp thước đo theo hướng thẳng từ điểm đầu đến điểm cuối cạnh đo Có thể đặt trực tiếp thước đo trên mặt đất treo thước trên giá yêu cầu độ chính xác cao 5.1.1 Dụng cụ đo Thước đo: Thước vải, thước thép, thước dây, que sắt Que sắt: que sắt thường dài 50cm đến 60cm với đường kính 0,4cm - 0,5cm Que sắt dùng để đánh dấu số lần đặt thước Mỗi que sắt thường 11 que 5.1.2 Đánh dấu điểm Tùy theo yêu cầu đo vẽ, địa hình địa chất khu vực mà chọn vị trí điểm thích hợp và đánh dấu chúng các loại cọc, mốc khác nhau, để chúng có thể tồn suốt quá trình đo vẽ và sử dụng sau này Nếu cọc sử dụng thời gian ngắn đo vẽ thì dùng cọc gỗ có tiết diện tròn vuông có đường kính cạnh là - 10cm, dài 40 - 60cm đầu vót nhọn đầu cưa phẳng trên có đóng đinh (hình 5.1) b t p Hình 5.1 Cọc đánh dấu điểm Để chống mục, mọt có thể quét hắc ín đốt cháy xém mặt ngoài phần chôn chìm đất Khi cần bảo lưu lâu dài có thể dùng cọc bê tông: có loại mốc bê tông tiết diện vuông 10 x 10cm có lõi thép, có hai loại tiết diện tam giác cạnh 15cm, có loại cọc bê tông hình chóp cụt Cọc chôn chặt đất, để nhô lên mặt đất 10cm, trên mặt cọc có ghi số hiệu cọc sơn khắc chìm Xung quanh chôn móc phát quang cây cỏ, đào rảnh thoát nước và vẽ sơ đồ vị trí chôn mốc dể để tìm sử dụng 5.1.3 Tiêu ngắm Để từ xa ngắm tới cọc mốc dể dàng, cần dựng sào tiêu thẳng đứng trên tâm mốc: đó là sào dài gỗ, có chiều dài 2m - 3m, đầu vót nhọn bọc đót thép; thân sào sơn hai màu trắng, đỏ theo 40 khoảng 50cm Để giữ cho sào tiêu đứng thẳng trên thân mốc cần chằng dây chống chân giữ 50cm 200cm Hình 5.2: Tiêu ngắm 5.1.4 Nội dung phương pháp đo chiều dài thước thép Biên chế nhóm đo gồm người: người căng thước người ghi sổ Trên khu đất bằng: Trước hết cần dóng hướng cạnh đo tức là dựng sào tiêu hai đầu đường thẳng cần đo A và B chiều dài cạnh đo lớn 150m, cần cắm thêm số sào tiêu trung gian (cách khoảng 50m) nằm trên đường thẳng nối hai điểm đầu và cuối cạnh đo Nếu dóng mắt thường ta dùng phương pháp dóng hướng đường thẳng để xác định vài điểm trung gian thẳng hàng với A và B và dựng sào tiêu trên các điểm đó Trình tự thao tác đo sau: người cầm đầu thước có vạch 0m - gọi là người "sau", đặt vạch "0" tâm cọc A và giữ đầu thước que sắt cắm trên tâm cọc A; người căng đầu thước - gọi là người "trước" - cầm 10 que sắt (giả sử dùng 11 que) Người "sau" ngắm các tiêu và điều khiển người "trước" xê dịch đầu thước cho toàn thân thước nằm trên đường thẳng AB và hiệu lệnh "căng thước" Khi nghe hiệu lệnh này, người "trước" căng thước lực vừa phải và cắm que sắt vạch đầu thước (ví dụ vạch 20m) và trả lời "xong" Người "sau" nhổ que sắt A, người "trước” để lại que cắm xuống đất, hai cùng nâng thước tiến B Khi người "sau" tới chỗ que sắt mà người trước cắm lại thì hô dừng và lại đặt vạch "0" thước vào vị trí que sắt, điều khiển người "trước" xê dịch đầu thước cho thước thẳng hàng trên AB thao tác lặp lại lần đặt thước thứ Cứ làm người "trước" hết que sắt, tức là người "sau" có tay 10 que thì đoạn đã đo tương ứng lần đặt thước (10 lần x 20m = 200m): lúc đó người "sau" 41 đưa 10 que cho người "trước" tiếp tục đo, và người ghi sổ vào số lần trao que để đánh dấu vào sổ Khi đoạn cuối cùng ngắn chiều dài thì phải vào tâm cọc B làm chuẩn để đọc số trên thước Khi đó, chiều dài đoạn thẳng AB là: AB = L.n + l Trong đó: L: Chiều dài thước l: Chiều dài đoạn lẻ n: Số lần đặt thước Giả sử sau đo xong đoạn thẳng AB, sổ ghi lần trao que, số que sắt còn tay người "trước" là que và đoạn lẻ cuối cùng đọc là 12,23m thì chiều dài đoạn AB sẽlà: 20m x 10lần + 20m x + 12,23m = 312,23m Để kiểm tra và nâng cao kết đo, phải tiến hành đo lần "đo đi" và "đo về" theo hai chiều ngược (từ A tới B và từ B vềA) Phương pháp đo chiều dài trên có thể đạt độ chính xác 1:2000 Trên khu đất dốc: Đối với địa hình đo có độ dốc thì các chiều dài đo phải quy chiều dài nằm ngang, vì mặt đất dốc, cần có thêm dụng cụ điều chỉnh thước vị trí nằm ngang: Đó là ống thủy gắn vào thước gỗ, có tên gọi là nivô thợ nề Giả sử cần đo chiều dài A và B; hướng đo dốc xuống chiều từ A B dây dọi A ống thủy d Hình 5.3 Đo đường có độ dốc B Đặt đầu "0" thước A, đầu treo dọi, trên mặt thước đặt nivô Nâng hạ đầu thước để đưa bọt ống thủy nhỏ vào ống, lúc đó thước nằm ngang; căng thước và dọi rơi vào điểm, đánh dấu điểm đó và chuyển thước đo tiếp hướngB Khi độ dốc mặt đất quá lớn, và độ dốc tương đối đều, người ta đo trực tiếp chiều dài nghiêng d' và đo góc dốc V mặt đất, tính chiều dài nằm ngang theo côngthức: d = d' cosV Để đo góc V mặt đất, dùng loại dụng cụ đơn giản hình 4.10 Muốn đo góc dốc V, cần dựng dụng cụ này trên điểm A, đo lấy chiều cao i , 42 dựng sào có chiều cao là i trên điểm B Quay hướng ngắm vào đầu mút sào, lúc này dây dọi treo trên thước chắn vào số đọc trên bàn độ, số đọc này chính là giá trị góc dốc V mặt đất Ph ươ A C B Đ P Hình 5.4 Xác định góc dốc Nếu A và B mặt đất có độ dốc không đều, ta chia chiều dài AB thành nhiều đoạn nhỏ, đoạn nhỏ độ dốc mặt đất là và tiến hành đo trên, cộng kết lại, ta có chiều dài nằm ngang AB Rả nh i 60 V dọi Hình 5.5 Xác định khoảng cách đoạn có độ dốc không Những sai số thường gặp phải đo chiều dài thước thép: Dùng thước thép thường có thể đo chiều dài với độ chính xác khoảng 1:2000 đến 1:3000 cạnh đo dóng máy kinh vĩ, thước đo phải kiểm định và tính số hiệu chỉnh vào kết đo để loại trừ bớt sai số thân thước và nhiệt độ môi trường Sai số thân thước: Trước dùng thước thép để đo chiều dài cần phải kiểm nghiệm để tìm chiều dài thật nó Gọi l0 là chiều dài danh nghĩa ghi trên thước, lklà chiều dài thực đo kiểm nghiệm tìm ra, thì sai số thước là: Δlk = l0 – lk Sai số này có tính hệ thống, phải tìm trị số và dấu nó để cải chính vào kết đo Sai số nhiệt độ môi trường thay đổi: Thước thép giãn nở co lại theo thay đổi nhiệt độ môi trường; vì phải có nhiệt kế theo dõi nhiệt độ quá trình đo Gọi Δt là số hiệu chỉnh nhiệt độ, ta có: Δ t = L.α(t − t ) 43 Trong đó: L - Chiều dài thước thép [ m ] α - Hệ số dãn nở vì nhiệt thép, (α = 12.10-6) t - Nhiệt độ đo, [ oc] to - Nhiệt độ kiểm nghiệm thước, [oc] Ngoài phải kéo thước thật thẳng và căng để loại trừ sai số thước bị võng, vặn, xoắn Biết các nguyên nhân trên, có thể dùng các biện pháp đo, chọn điều kiện đo thích hợp, tính toán hiệu chỉnh để kết đo đáng tin cậy 5.2 Đo gián tiếp chiều dài máy đo dài quang học (đo dài quang học) Nguyên lý: - Đo dài dây thị cự thẳng (góc thị sai cố định cạnh đáy thay đổi) Hình 5.8 Đo dài dây thị cự thẳng – tia ngắm nằm ngang Theo sơ đồ hình 5.8, khoảng cách D từ máy đến điểm dựng mia tính theo công thức: D = d0 + fkv + δ Trong đó d0 - là khoảng cách từ tiêu điểm trước kính vật tới điểm dựng mia, fkv - là tiêu cự kính vật; δ - là khoảng cách từ tâm kính vật đến trục quay máy Do hai tam giác g1Fp1 và QFPđồng dạng, ta có: )*+ d0 = 𝑛 , Đối với máy cụ thể, giá trị (fkv + δ) = c thường không đổi và gọi là số máy Tỉ số (fkv/e) không đổi kí hiệu là K và gọi là bệ số đo đài Như công thức đo độ dài có dạng: D = K.l + c Hệ số đo dài K có thể là số tùy ý phụ thuộc vào giá trị góc thị sai β Để thuận tiện cho quá trình đo đạc, máy thiết kế với giá trị góc β cho hệ số đo dài có giá trị đúng 100 200 và sử dụng các loại mia có 44 vạch chia centimét Trong số máy đại số c máy thiết kế để triệt tiêu Công thức trên áp dụng cạnh đo nằm ngang Trong trường hợp cạnh đo có độ dốc nào đó với góc dốc địa hình là v, hướng ngắm hướng theo mát dốc địa hình không vuông góc với trục mia, đó khoảng chắn trên mia trên và lớn giá trị l' đưa vào tính toán, nghĩa là l' = l.cosv (hình 5.9) Hình 5.9 Cạnh đo có độ dốc Như vậy, khoảng cách nghiêng ta có công thức: D = K'l = K.l.cosv ; Chuyển khoảng cách nằm ngang ta được: S = D.cosv = K.l.cos2v ; Công thức trên có thể viết: S = K.l (1-sin2v) = K.l - ΔD Trong đó ΔD = K.lsin2v - là số hiệu chỉnh vào khoảng cách nghiêng chuyển nó khoảng cách nằm ngang Để cho tiện lợi, có thể lập bảng tra b, Dụng cụ: Máy trắc địa có hệ thống lưới ống kính (máy kinh vĩ, máy thủy bình, máy toàn đạc điện tử, ), mia thủy chuẩn (mia gỗ, mia nhôm, ), cọc tiêu c, Nội dung: Để đo khoảng cách máy có vạch đo khoảng cách thông thường và mia đứng, phải cần người và thêm các dụng cụ dây dọi, sổ ghi Giả sử đo khoảng cách hai điểm A và B, các thao tác bao gồm: 45 Bước 1: Đặt máy đúng điểm A, cân máy Người dựng mia phải dựng cho mia thẳng đứng, vuông góc với hướng BA và mặt trước mia sát với điểm B Bước 2: bắt mục tiêu đọc số Người ngắm máy phải điều chỉnh và ngắm cho nhìn rõ mặt mia Đọc số đọc trên mia theo các số đọc trên mia (hình 5.10) Hình 5.10 Số đọc trên mia Theo hình 5.10a ta có các số đọc là: a = 1804mm; b = 1725mm; c = 1646mm đó khoảng cách d là: d = 100 (a - c) = 100 x (1804 - 1646) = 15800mm = 15,8m Kiểm tra trị số đó theo số đọc giữa: d = x 100 (a - b) = x 100 (b - c) = x 100 (180,4 - 172,5) = x 100 (172,5 - 164,6) = 15,8m Để tiện đọc số và tính khoảng cách, cần quay ống kính, đặt lưới đúng vào ranh giới hai phân vạch deximet mia và đọc ước lượng hai vạch và trên (Hình 5.10 b) Nếu là số đọc theo tia nằm nghiêng thì phải tra bảng tìm số hiệu chỉnh ΔD = K.lsin2v Như đã xong lần đo thứ Sau đảo ống kính, đo tiếp trên lần đo thứ hai Nếu chênh lệch hai trị số phạm vi cho phép, thì lấy trị số trung bình làm kết lần đo Máy đo dài thị cự có cấu tạo đơn giản, quá trình đo tiện lợi, nhanh chóng Tuy nhiên, độ chính xác đạt không cao, khoảng 1/300 - 1/500 vì sai số đọc số trên mia khá lớn 5.3 Đo chiều dài máy điện tử 5.3.1 Nguyên lý chung Trong năm gần đây, các máy điện tử đã sử dụng rộng rãi để đo chiều dài Phương pháp đo dài điện tử cho độ chính xác cao, giảm thời gian 46 và công sức Nguyên lý chung xác định khoảng cách máy điện tử là chu trình phát tín hiệu từ máy phát đặt điểm A đến gương phản xạ đặt điểm B (hình 5.11) Thời điểm phát tín hiệu (t1) và thu (t2) ghi nhận Khoảng thời gian tín hiệu và xác định theo công thức: t = t1 - t2 và khoảng cách: D= Trong đó: v.t v- vận tốc sóng điện từ, t - thời gian và tín hiệu Hình 5.11 Nguyên lý đo dài điện tử Dựa vào nguyên lý chung trên đây, các máy đo dài điện tử sử dụng các nguồn phát tín hiệu khác Trong các máy hệ cũ, nguồn tín hiệu sử dụng là sóng ánh sáng và sóng radio Trong các máy đo dài điện tử đại, chủ yếu sử dụng tín hiệu dạng diot quang điện LED (Light Emiting Diot) Quang học lượng tử - laser khí và laser bán dẫn - sử dụng làm các nguồn xạ sóng tải Chùm tia laser đơn sắc, có công suất lớn hiệu suất phát sáng cao, không bị tán xạ và khúc xạ, có đường truyền sóng ổn định Cấu tạo các máy đo dài điện tử có màn hình số và các phím chức cho phép thay đổi các chế độ chức đo và cài đặt các thông số hiệu chỉnh (nhiệt độ, áp suất, v.v ) Tuy vậy, nay, trừ trường hợp đặc biệt cần thiết, máy đo dài điện tử ít sử dụng độc lập Bộ đo dài điện tử lắp cố định với kinh vĩ điện tử tạo thành máy toàn đạc điện tử có thể sử dụng để đồng thời có thể đo chiều dài, đo góc và đo độ cao Hình 5.12 minh họa số máy đo chiều dài điện tử 47 Hình 5.12 Một số loại máy đo dài điện tử 5.3.2 Nội dung đo gián tiếp chiều dài máy đo dài điện tử Hiện sản xuất trắc địa đã ứng dụng phổ biến các loại máy đo dài sóng điện từ để đo chiều dài Nguyên lý hoạt động máy dựa trên sở xác định thời gian truyền sóng điện từ trên khoảng cách cần đo đầu cạnh đo người ta đặt máy đo dài có chức thu phát tín hiệu, đầu đặt phản xạ tín hiệu gương phản xạ (hình 5.13) Như vậy, sóng điện từ phát từ máy phát, sau phản xạ và quay trở lại đã trên quãng đường hai lần khoảng cách cần đo (lần và lần quay trở lại) Hình 5.13 Nguyên lý hoạt động máy đo dài điện tử Khoảng cách D cần đo có thể xác định theo công thức: D= v.τ Trong đó v - là tốc độ truyền sóng điện từ khí quyển; ι - là thời gian truyền sóng điện từ trên hai lần khoảng cách cần đo Tốc độ truyền sóng điện từ khí xác định theo công thức: v= c n Trong đó tốc độ truyền sóng điện từ chân không c = 299 792 458 m/s; n - là hệ số khúc xạ khí quyển, nó phụ thuộc vào chiều dài bước sóng λ và các điều kiện khí tượng áp suất, độ ẩm, nhiệt độ, độ bẩn bụi 48 Các dải tần sóng điện từ phù hợp cho đo khoảng cách là dải tần sóng ánh sáng các máy đo dài ánh sáng và dải tần sóng vô tuyến cực ngắn (sóng centimét) các máy đo dài radiô Thông thường, các sóng ánh sáng (hồng ngoại và tử ngoại) dễ tập trung thành chùm tia hẹp, lại bị yếu nhanh gặp các lớp sương mù, màn khói và lại đòi hỏi phải có tầm nhìn thông suốt hai đầu cạnh đo Các sóng vô tuyến không đòi hỏi phải có tầm nhìn thông suốt hai điểm đầu cạnh đo, có thể đo điều kiện thời tiết lại không tạo giải hẹp, đó có số nhược điểm đáng quan tâm dễ bị phản xạ bề mặt địa hình Hiện nay, các máy đo dài điện tử chia thành hai nhóm chính dựa vào đặc tính lan truyền sóng điện từ tín hiệu sóng tải đo Nhóm thứ gọi là các máy đo dài sóng ngắn ( Microwave EDM ), sử dụng các sóng có bước sóng λ0 cỡ cm Trong nhóm này có loại máy Tellurometer Model MRA-4 là sử dụng tín hiệu có bước sóng λ0 = mm Nhóm thứ hai là các máy đo dài quang điện, sử dụng tín hiệu bước sóng gần với hồng ngoại làm tín hiệu đo Trong nhóm này người ta sử dụng các thiết bị tạo laser helium-neon (He-Ne) với bước sóng λ0 = 0,63µm với diot Galium-Arsenide (Ga-As) để tạo tia nhìn thấy có bước sóng λ0 = 0,9µm Chỉ có thiết bị đo Mekometer sử dụng nguồn tia khác đó là ánh sáng Xenon tạo với bước sóng λ0 cỡ 0,43µm Nói chung các máy sử dụng tín hiệu với bước sóng càng ngắn thì có độ chính xác đo càng cao Vì các máy đo dài sóng ngắn có độ chính xác thấp các máy đo dài quang điện Nhưng ngược lại các tín hiệu có bước sóng dài lại có độ xuyên tốt môi trường sương mù, chính vì các máy đo dài sóng ngắn sử dụng để đo khoảng cách dài điều kiện khí tượng xấu, còn các máy đo dài quang điện sử dụng điều kiện nhìn thấy các điểm đo tốt với yêu cầu độ chính xác cao Các máy sử dụng tia hồng ngoại có đặc điểm chung là tia sáng yếu nên chiều dài tối đa đo thường ngắn các máy khác, thường khoảng đến km tuỳ thuộc vào chủng loại, ngoại trừ thiết bị hồng ngoại đã dùng cho máy toàn đạc điện tử HP-3820 Tất các thiết bị đo dài điện tử dùng trắc địa sử dụng tia xạ điều biến để đo khoảng cách Bước sóng tín hiệu điều biến gọi là bước sóng chuẩn (pattern wavelength), coi là đơn vị để đo khoảng cách Các máy khác sử dụng các bước sóng chuẩn khác nhau, có chiều 49 dài từ vài mét đến 40 mét tuỳ thuộc vào loại máy, loại trừ máy Mekometer đã sử dụng bước sóng λ = 60 cm Tất các máy đo dài điện tử có nguyên tắc đo khoảng cách là: Tín hiệu điều biến phát từ đầu khoảng cách đo và phản xạ trở lại đầu Hiệu số pha tín hiệu phát và tín hiệu phản hồi đo thiết bị đo hiệu pha máy đo dài (transmitting instrument) Nếu biết chính xác số nguyên lần m nửa bước sóng khoảng cách đo thì hiệu pha không Trong trường hợp hiệu số pha chuyển thành phần nhỏ U nửa bước sóng và thể đơn vị chiều dài Khoảng cách máy phát và gương phản xạ thể công thức: m.λ S=U+ (4.20 ) Để nhận giá trị m thì việc đo đạc phải thực lặp lại với hai nhiều bước sóng khác 50 Chương Đo độ cao 6.1 Đo cao hình học theo tuyến khép kín 6.1.1 Hướng dẫn trình tự đo trạm đo thuỷ chuẩn Hình 6.1 Đo thuỷ chuẩn trạm đo Nội dung: Xác định chênh cao hai điểm A và B Dụng cụ: Máy thuỷ bình và mia thuỷ chuẩn đã kiểm nghiệm Số lượng người đo: thành viên (Người đứng máy, người ghi sổ và người cầm mia) Nội dung: Bước 1: Người cầm mia dựng mia thẳng đứng A và B Bước 2: Người đứng máy dựng máy thuỷ bình A và B (sao cho khoảng cách từ máy đến mia tương đối nhau), - Cân máy chính xác Bước 3: Đọc số trên mia + Quay máy mia dựng thẳng đứng A, ngắm mặt khắc vạch mia A (mia sau), đọc số theo trên, và và ghi vào sổ đo + Quay máy ngắm mia dựng thẳng đứng B, ngắm mặt khắc vạch mia b (mia trước); đọc số theo trên, và và ghi vào sổ đo Bước 4: Tính toán sổ đo trước chuyển máy sang trạm khác Trong điều kiện thực tế, chênh cao điểm đo A, B lớn khoảng cách điểm A, B là quá xa thì người ta tiến hành đo nhiều trạm đo liên tiếp 51 6.1.2 Xử lý kết đo Sổ đo chênh cao Địa điểm Thời tiết Ngày đo: Thời gian: Trạm đo Người đo Số đọc trên mia Mia sau Mia trước ∆S ∆h Ghi chú Bài thực hành: Giáo viên hướng dẫn đánh dấu điểm A và B trên thực địa cho A và B chia số trạm máy chẵn và lớn số sinh viên nhóm để sinh viên thực thao tác trạm đo Các nhóm đo thực đo chênh cao điểm A và B theo lượt đo và đo về, kết ghi và tính toán vào sổ đo sau kết thúc buổi đo 6.2 Đo cao hình học theo tuyến đơn nối hai điểm mốc cấp cao Hình 6.2 Đo thủy chuẩn trạm đo nối hai điểm mốc cấp cao - Cân máy chính xác - Ngắm mặt đen mia sau, vặn vít nghiêng đưa bọt nước vào giữa, đọc số theo dưới, trên và và ghi vào sổ đo (đối với trường hợp máy cho ảnh 52 ngược); đọc số theo trên, và và ghi vào sổ đo (đối với trường hợp máy cho ảnh thuận) - Quay máy ngắm mặt đen mia trước, vặn vít nghiêng đưa bọt nước vào giữa, đọc số theo dưới, trên và và ghi vào sổ đo (đối với trường hợp máy cho ảnh ngược); đọc số theo trên, và và ghi vào sổ đo (đối với trường hợp máy cho ảnh thuận) - Quay máy ngắm mặt đỏ mia trước, vặn vít nghiêng đưa bọt nước vào giữa, đọc số đọc và ghi vào sổ đo - Quay máy ngắm mia sau, vặn vít nghiêng đưa bọt nước vào giữa, đọc số đọc trên mặt đỏ và ghi vào sổ đo - Tính toán sổ đo trước chuyển máy sang trạm khác Trước chuyển sang trạm đo khác cần tính toán sổ đo Chỉ Chỉ Mia Mia sau trước Chỉ Chỉ Trạm trên trên đo K cách sau K cách trước Chênh lệch d ∑Δd (Δ ) (1)1 (4)1 (2)1 (5)1 i Tổng hợp Số đọc trên mia Ký hiệu mia K + đen đỏ Mặt đen Mặt đỏ S (3)1 (8)1 (10)1 T (6)1 (7)1 (9)1 S-T (11)1 (12)1 (13)1 (15)1 (16)1 (17)1 (18)1 (1)i (4)i S (3)i (8)i (10)i (2)i (5)i T (6)i (7)i (9)i (15)i (16)i S-T (11)i (12)i (13)i (17)i (18)i [(1)] [(4)] S [(3)] [(8)] [(10)] [(2)] [(5)] T [(6)] [(7)] [(9)] [(15)] [(16)] [(17)] [(18)] Số trung Ghi bình chú chênh cao (14)1 (14)i S - T [(11)] [(12)] [(13)] [(14)] 53 b Trình tự tính toán - Tính chênh cao theo mặt đen: (11)i = (3)i – (6)i - Tính chênh cao theo mặt đỏ: (12)i = (8)i – (7)i - Kiểm tra theo các quan hệ: (9)i = K1 + (6)i - (7)i (10)i = K2 + (3)i - (8)i; (13)i = (11)i - (12)i ± K = (10)i – (9)i - Tính chênh cao trung bình: (h TB )i = (14) = ((11)i + (12)i ± K)/2 - Khoảng cách từ máy đến mia sau và từ máy đến mia trước: (15)i = (1)i - (2)i ; (16)i = (4)i - (5)i - Chênh lệch khoảng cách trạm máy: Δdi = (17)i = (15)i - (16)i - Số chênh tích lũy khoảng cách: ∑ Δd i = (18)i = (18)i-1 + (17)i Sau đã tính và kiểm tra kỹ tổng hợp trang sổ, tiến hành tính toán cho tuyến đo - Tính tổng chênh cao trên toàn tuyến hđo = h1 + h2 + + hn (1.13) - Tính sai số khép chênh cao trên toàn tuyến fh = hđo - hlý thuyết (1.14) - So sánh sai số khép chênh cao trên toàn tuyến với sai số khép giới hạn fh ≤ fhgh (1.15) - Kiểm tra tích luỹ khoảng cách trên tuyến đo phải nhỏ giới hạn quy định ∑ Δd ≤ Δd giới hạn (1.16) 54 Ví dụ: Mẫu sổ đo thuỷ chuẩn Đo từ ………… đến …………………… Bắt đầu lúc…… ……………… Ngày … tháng năm … Kết thúc lúc:…………………Thời tiết Hình ảnh Người đo: Người ghi: Trạm đo DC01 DC04 Tổng hợp Mia sau Chỉ Chỉ trên K cách sau Chỉ Mia trước Chỉ trên K cách trước Số đọc trên mia Kí hiệu mia Mặt đen Mặt đỏ K + đen đỏ Chênh cao trung bình (m) Ghi chú Chêng lệch d (Δ) 1705 2140 S 1370 5945 K1=4575 0935 1280 T 1710 6185 K2=4475 0870 0860 S-T -0340 -0240 +1.0 +1.0 1768 1735 S 1379 5854 0990 0985 T 1360 5934 +1 0778 0750 S - T +0019 -0080 -1 +2.8 +3.8 2230 3030 S 1665 6240 1100 1890 T 2460 6935 1130 1140 S-T -0795 -0695 -1.0 +2.8 2773 2140 S 2290 6766 -1 1807 1170 T 1655 6230 0966 0970 S - T +0635 +0536 -1 -0.4 +2.4 8576 9045 S 6704 24805 -1 4832 5325 T 7085 25284 3744 3720 S-T -0481 -0479 -2 ∑Δd -0.340 +0.020 -0.795 +0.636 -0.479 +2.4 55 6.3 Đo cao lượng giác Đo cao lượng giác dựa trên sở tam giác vuông và cạnh huyền là tia ngắm nghiêng máy kinh vĩ Giả sử đo và tính hiệu độ cao hai điểm A và B hình vẽ sau: Hình 6.3: Sơ đồ đo cao độ điểm chi tiết phương pháp đo cao lượng giác Dụng cụ: Máy kinh vĩ, tiêu đo/mia, thước thép Nội dung đo: Bước 1: Dựng máy và tiêu đo Người đứng máy dựng máy điểm mốc A, định tâm và cân máy Người thứ dựng tiêu thẳng đứng điểm B Bước 2: Đọc số Quay máy kinh vĩ mục tiêu B, bắt mục tiêu, đọc giá trị chiều cao tiêu và giá trị góc đứng v trên máy kinh vĩ Bước 3: Đo chiều cao máy và khoảng cách ngang Người đứng máy dùng thước thép mia đo chiều cao máy im Khoảng cách ngang dAB Bước 4: Tính toán Công thức tính hiệu độ cao hi theo phương pháp lượng giác sau: hAB =im +dAB ×tgv−GB Trong đó: dAB: khoảng cách năm ngang đã tính phần trên v: là góc đứng tính sau: v=MO−Z=900 −Z, với MO là số đọc trên bàn độ đứng tương ứng với ống kính nằm ngang vị trí thuận kính và Z là số đọc trên bàn độ đứng gọi là góc thiên đỉnh G: Số đọc mia dựng Cọc B 56 Phần CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH Chương Công tác trắc địa bố trí công trình 7.1 Bố trí các yếu tố thực địa 7.1.1 Bố trí góc Giả sử cần bố trí góc Btk theo hồ sơ thiết kế thực địa (tìm hướng T1C ngoài thực địa) với hai mốc T1 và B đã có ngoài thực địa, ta thực sau: Dụng cụ: máy kinh vĩ, dụng cụ đánh dấu điểm Khi bố trí: ngoài thực địa có điểm T1, B (một đỉnh T1 và hướng T1B) Cho biết giá trị thiết kế là β0 = Btk Hãy tìm vị trí C ngoài thực địa cho BT1C = β0 Nội dung: Bước 1: Người đứng máy đặt máy kinh vĩ điểm gốc T1, định tâm cân máy Bước 2: Ở vị trí Bàn độ trái (thuận kính) Định hướng điểm B, mở góc β0 phía cần bố trí, theo hướng này cố định hướng C1 ngoài thực địa Ở vị trí bàn độ phải (Đảo kính), định hướng điểm B, mở góc β0 phía cần bố trí, theo hướng này cố định hướng C1 ngoài thực địa Bước 3: Cố định C cách C1 và C2 Góc BT1C là góc cần bố trí Bước 4: Sau đánh dấu điểm C, người đứng máy tiến hành đo lại góc BT1C vừa thiết kế để đảm bảo độ chính xác Bài thực hành: Giáo viên hướng dẫn đánh dấu điểm T1 và B trên thực địa (điểm gốc T1, định hướng B), yêu cầu các tổ/sinh viên bố trí các góc có giá trị bất kì trên 57 khu vực thực tập và kiểm tra kết thực tế trên thực địa vào cuối buổi thực hành 7.1.2 Bố trí đoạn thẳng (chuyển d0 ngoài thực địa) Dụng cụ: Thước thép dụng cụ đo dài Nội dung: Khi bố trí đoạn thẳng AB có chiều dài nằm ngang thiết kế d0 thì ngoài thực địa có điểm A và hướng Ax có chứa B Cần xác định điểm B Cách bố trí: - Người thứ cố định đầu thước từ A, người thứ theo hướng Ax đặt sơ đoạn AB1≈ d0, đánh dấu cố định sơ điểm B1 - Đo đoạn thẳng AB1 với độ chính xác cần thiết (đưa số hiệu chỉnh vào kết đo), d1 = AB1 chính xác hình (8-2) - Người ghi sổ tính đoạn cần dịch chuyển r = d0 – d1 - Từ B1 đặt đoạn r phía cần thiết ta điểm B cần tìm Cố định điểm B ta đoạn AB cần bố trí (hình 8-2) Bài thực hành: Giáo viên hướng dẫn đánh dấu điểm A trên thực địa (điểm gốc A) yêu cầu các tổ/sinh viên bố trí đoạn thẳng có giá trị bất kì trên khu vực thực tập và kiểm tra kết thực tế trên thực địa vào cuối buổi thực hành 7.1.3 Bố trí độ cao (chuyển Htk thực địa) Khi bố trí: độ cao ngoài thực địa có điểm A và độ cao nó là HA Biết độ cao điểm B, thiết kế HB = HTK (HTK là độ cao thiết kế) Hãy tìm điểm B ngoài thực địa hình 8-3 Cách bố trí: 58 Bước 1: Người đứng máy đặt máy thủy chuẩn cách A và B (khoảng cách từ máy đến điểm gốc A tương đương khoảng cách từ máy đến vị trí cần bố trí độ cao), cân máy Người cầm mia dựng mia thẳng đứng điểm gốc A Bước 2: Quay máy mia A đọc số theo trên mia dựng A ta có S Bước 3: ghi sổ và tính toán Người ghi sổ Tính độ cao tia ngắm: Hmáy = HA + S Tính số đọc cần thiết T mia dựng B: T = Hmáy - HB Bước 4: Sau tính giá trị T thì người đứng máy hiệu người dựng mia B nâng mia lên hay hạ mia xuống theo phương thẳng đứng đến nào thấy "chỉ giữa" cắt đúng giá trị T trên mia Khi đó hiệu đánh dấu điểm chân mia cách kẻ vạch ngang chì mảnh đánh dấu vị trí đế mia, dùng sơn đỏ vẽ hình tam giác ngược có đáy là đường chì đã vạch và là mức cốt độ cao cần đặt ghi chú HTK sơn đỏ bên cạnh Đó chính là HB = HTK cần bố trí Trong số trường hợp ta có thể đánh dấu độ cao tia ngắm Htn máy lên tường, lên ván khuôn và từ vạch dấu này dễ dàng tìm các điểm có độ cao thiết kế cần thiết Để kiểm tra độ chính xác đo lại chênh cao hai điểm A và B Bài thực hành: Giáo viên hướng dẫn đánh dấu điểm gốc A trên thực địa (điểm gốc A biết giá trị độ cao gốc), cho giá trị độ cao thiết kế HB=HTK, yêu cầu các tổ/sinh viên bố trí các điểm có độ cao thiết kế đã cho trên khu vực thực tập và kiểm tra kết thực tế trên thực địa vào cuối buổi thực hành 59 7.2 Bố trí điểm mặt ngoài thực địa 7.2.1 Phương pháp toạ độ cực Được áp dụng bố trí trên khu vực quang đãng và phẳng, tiện lợi cho việc đặt khoảng cách sử dụng thước thép Bản chất nó là vị trí điểm P công trình trên thực địa xác định từ điểm gốc A và hướng gốc AB theo các yếu tố bố trí là góc cực βTK và khoảng cách STK Các yếu tố này xác định trên hay tính toán theo toạ độ hai điểm gốc A, B và toạ độ thiết kế điểm P (hình 7.1) theo các công thức bài toán ngược trắc địa: β = αAB - αAP ; B Trong đó αAB và α AP xác d1 định nhờ giải bài toán ngược theo công thức tổng quát: tgα1−2 = y − y1 x2 − x1 Vd d' Hình 7.1 Phương pháp tọa độ cực Cách bố trí ngoài thực địa: Bước 1: Trên thực địa, người đứng máy đặt máy kinh vĩ điểm gốc A, định tâm cân máy, định hướng tiêu đo hay bảng ngắm định tâm điểm gốc B Bước 2: Bố trí góc thiết kế hai vị trị bàn độ Trái và Phải ta hướng AP trung bình Bước 3: theo hướng trung bình AP vừa dựng được, ta đặt khoảng cách STK đánh dấu cố định điểm P lại Độ chính xác bố trí điểm P chủ yếu phụ thuộc vào sai số đặt khoảng cách STK, sai số dựng góc βTK và sai số cạnh gốc Để tăng độ chính xác xác định điểm P, cần tăng độ chính xác đặt khoảng cách STK Nếu muốn bố trí toạ độ các điểm với sai số không vượt quá ±10 mm thì không nên đặt máy cách xa điểm cần bố trí quá 100m điều này có nghĩa là lưới khống chế mặt phải có mật độ hợp lý Ví dụ: cạnh S 100m, sai số tương đối đặt khoảng cách là 1/5000 tức là tương đương với sai số tuyêt đối ΔS =20mm, sai số dựng góc m = 10” và sai số cạnh gốc mAB= 10mm, ta sai số xác định vị trí điểm P là MP = 25mm Hiện nay, nhờ sử dụng các loại máy toàn đạc điện tử (TĐĐT) và gương sào cùng với phần mềm tiện ích bố trí điểm để cắm điểm Các máy TĐĐT có thể đặt khoảng cách nhanh chóng với sai số tối đa không quá 10mm nên phương pháp toạ độ cực càng áp dụng rộng rãi Khi sử dụng chương trình có sẵn trên máy TĐĐT, ta cần nhập tọa độ tất các điểm gốc đã biết (do bên Chủ đầu tư cấp) và tọa độ các điểm cần bố trí vào máy và máy tự động tính các yếu tố bố trí β 60 7.2.2 Phương pháp giao hội góc thuận Bản chất phương pháp này là đồng thời dựng các góc β1, β2 máy kinh vĩ đặt hai điểm A và B đã biết (hình 7.2) Điểm P xác định thông qua điểm gốc A và B dựa vào các yếu tố bố trí là các góc β1, β2 Khi tính toán thiết kế, các góc giao d5 hội và các góc phương vị định hướng dạng tổng quát α1−2 cạnh xác định theo công thức bài toán trắc địa ngược dựa vào toạ độ điểm A, điểm B và toạ độ thiết kế điểm P theo công thức : B β d d A β1 = αAB - αAP ; β2 = αBP - αBA ; Hình 7.2 Phương pháp giao hội y − y1 góc thuận tgα1−2 = ΤΚ x2 − x1 Dụng cụ: Máy kinh vĩ máy toàn đạc điện tử Cách bố trí ngoài thực địa: Bước 1: Đặt đồng thời hai máy kinh vỹ hai điểm gốc A và B, định tâm cân máy, Bước 2: Xác định hướng chuẩn Người đứng máy A ngắm tiêu nhỏ dựng tạ B, còn người đứng máy B ngắm tiêu nhỏ dựng A ta xác định hướng chuẩn tương ứng AB và BA Bước 3: Hai người đứng máy bố trí các góc tương ứng hai đỉnh góc Đánh dấu cố định điểm P giao điểm hai hướng AP và BP Bước 4: Hai người đứng máy điều khiển hai người cầm tiêu sau cho hai máy cùng nhìn thấy tiêu lúc thì đó là vị trí điểm P (giao điểm hai hướng AP và BP) Độ chính xác xác định vị trí điểm P phụ thuộc vào sai số dựng góc, vào giá trị góc giao hội γ và vào khoảng cách S Điểm P xác định với độ chính xác cao γ gần 900 và thấp góc γ nhỏ, gần với 00 1800 Phương pháp giao hội góc thuận ứng dụng rộng rãi bố trí các điểm công trình nằm cách xa điểm gốc, đặc biệt không có các thiết bị đo dài điện tử mà lại phải đặt khoảng cách qua chướng ngại đầm lầy, hồ nước bố trí các tâm mố trụ cầu Để nâng cao độ chính xác phương pháp có thể dùng máy kinh vĩ đo lại góc tam giác, điều chỉnh sai số khép tam giác cho góc đo, tính toạ độ điểm P, so sánh với toạ độ thiết kế nó ta độ lệch Δx, Δy, từ đó có thể điều chỉnh, xê dịch điểm P vị trí chính xác Khi đó, phương pháp này gọi là phương pháp tam giác khép kín 61 7.2.3 Phương pháp giao hội cạnh P Trong phương pháp này, vị trí điểm P cần tìm là giao điểm hai khoảng cách S1 và S2 (giao điểm ST β hai cung tròn tâm A, B với bán kính S1 và S2) K Điểm P xác định dựa vào điểm gốc A và B, và yếu tố bố trí S1 và S2 Yếu tố bố trí xác định thông qua bài toán ngược trắc địa Hình 7.3 Phương pháp Dụng cụ: Thước thép dụng cụ đo dài giao hội cạnh Bố trí ngoài thực địa: Hai người đồng thời đặt thước thép đặt đầu “0” A và B, lấy A và B làm tâm quay thước thép theo các cung bán kính tương ứng S1 và S2 từ điểm gốc A và B Giao hai cung tròn là vị trí điểm P cần tìm Độ chính xác phương pháp này phụ thuộc vào giao hội và sai số đặt các khoảng cách S1, S2 Phương pháp giao hội cạnh áp dụng điểm cần bố trí gần điểm khống chế trắc địa, địa hình quang đãng, phẳng và các bán kính giao hội ngắn chiều dài đoạn thước sử dụng 7.2.4 Phương pháp giao hội hướng chuẩn, dóng hướng và đặt khoảng cách: Phương pháp giao hội hướng chuẩn Được áp dụng phổ biến thi công phần móng công trình dựa vào các dấu trục đã đánh dấu nằm ngoài phạm vi thi công tạo thành các hướng chuẩn vuông góc với Điểm P1 cần bố trí nằm giao điểm hai trục B-B’ và 1-1’(hình 9.11) Nếu quy mô công trình không lớn nhà gia đình thì hướng chuẩn là các sợi dây cước căng hai điểm dấu trục Đối với các công trình lớn thì hướng chuẩn tạo nên hai máy kinh vĩ đặt điểm gốc hướng tới tiêu ngắm đặt 1’ và đặt B hướng tới B’ Điểm P1 đánh dấu cố định cọc gỗ có đinh mũ giao điểm hai sợi dây hay hai tia ngắm, tức là trùng với dây đứng hay tâm lưới hai máy kinh vĩ Dóng hướng và đặt khoảng cách: Α 62 Là đặt các khoảng cách thiết kế theo trục trên hướng trục tạo nên máy kinh vĩ và tiêu đo định tâm hai đầu trục Các điểm Pi cần bố trí nằm thẳng hàng trên hướng chuẩn là trục B-B’ Dóng hướng BB’ (Đặt máy kinh vĩ điểm gốc B ngắm tiêu đặt B’) Đặt các khoảng cách bước cột Si trên hướng chuẩn đánh dấu các điểm tim cột Pi β S1 P B’ S2 B 1’ β A Hình 7.4 Phương pháp giao hội hướng chuẩn Độ chính xác phương pháp giao hội hướng chuẩn chủ yếu phụ thuộc vào độ chính xác dựng hướng chuẩn 7.1.5 Phương pháp toạ độ vuông góc Được áp dụng chủ yếu trên mặt xây dựng có lưới ô vuông Điểm C bố trí theo các số gia toạ độ Δx và Δy so với điểm gần lưới ô vuông (điểm A) Dóng hướng chuẩn AB lưới ô vuông, đặt khoảng cách lớn (Δy) , đánh dấu điểm V Tại điểm V, ta định tâm máy kinh vỹ, bố trí góc 900 đặt khoảng cách nhỏ (Δx) trên hướng vuông góc vừa dựng, ta đánh dấu cố định điểm P S2 S3 ` S1 S4 B P1 Hình 7.5 Phương pháp tọa độ vuông góc Để hạn chế sai số dựng góc vuông, cần tuân thủ đúng trình tự đặt số gia lớn trước theo cạnh lưới ô vuông, sau đó đặt số gia nhỏ theo đường vuông 63 góc vừa dựng Trong phạm vi 100m, độ chính xác xác định điểm C không vượt quá 2cm Ngoài ra, phương pháp đường vuông góc còn áp dụng hiệu các trục công trình vuông góc với (Hình 7.6) Sau các điểm Pi đã bố trí theo phương pháp dóng hướng Tại Pi bố trí các góc vuông đặt các khoảng cách lTK ta đánh dấu các điểm Qi Ki Trước thi công ta cần kiểm tra lại các điều kiện thẳng hàng và kích thước bước cột để nâng cao độ chính xác công tác bố trí C B’ S2 P1 B P4 Δx A 1’ S1 P Δy lTK V 4’ Q2 P2 Q1 S3 P3 K1 Hình 7.6 Phương pháp tọa độ vuông góc Khi bố trí công trình dạng tuyến đường giao thông, sau bố trí các điểm trên trục tim đường, người ta thường chọn phương pháp tọa độ vuông góc để bố trí các điểm nằm trên giới đường đỏ (mép đường, mép vỉ hè), nằm trên hướng vuông góc với trục tim đường và cách tim đường khoảng cách nằm ngang đún nửa độ rộng mặt cắt ngang tuyến đường 7.3 Chuyển độ cao thi công lên sàn công tác Để truyền độ cao lên các tầng thi công người ta có thể dùng cách: Máy thuỷ bình và mia theo đường cầu thang có thể truyền độ cao lên tầng thuỷ chuẩn hình học kết hợp với thước thép treo thẳng đứng Trong xây dựng nhà cao tầng nay, biện pháp thông dụng và chắn là thuỷ chuẩn hình học kết hợp với thước thép treo thẳng đứng Sơ đồ chuyền độ cao lên tầng thể trên hình 7.7 đây: 64 Hình 7.7 Truyền độ cao lên tầng Theo sơ đồ này cần sử dụng máy thuỷ bình đặt mặt gốc (hoặc mức sàn nào đó) và đặt sàn tầng thứ i cần phải chuyển độ cao lên Thước thép treo thẳng đứng và kéo căng, để hạn chế rung động thước thép tác động gió, có thể chọn vị trí khuất gió phía công trình để thả thước thép treo Các vị trí đó có thể là buồng thang máy, giếng trời, khe cầu thang Trong điều kiện thiếu ánh sáng có thể chiếu sáng mia và thước thép đèn pin Đặt máy thuỷ bình thứ mặt sàn gốc, đọc số trên mia dựng điểm mốc độ cao R là a1 và trên thước thép treo là b1 Máy thuỷ bình thứ hai đọc số trên thước thép treo là b2 và trên mia dựng điểm cần chuyển độ cao (M) trên tầng thứ i là a2.Vậy độ cao (HM) tầng thứ i xác định theo công thức: HM= HR + a1 + (b1 - b2) - a2 Tương tự trên cần chuyển thêm điểm độ cao lên tầng thi công thứ i Để tạo điều kiện kiểm tra và nâng cao độ chính xác thuận lợi cho việc chuyển độ cao lên tầng Trong quá trình đo cần đặt máy thuỷ bình mia và thước thép để loại trừ sai số trục ngắm không song với trục ống thuỷ dài Sai số cho phép việc truyền độ cao lên các tầng phụ thuộc vào chiều cao tầng cần chuyền độ cao Theo kinh nghiệm Nhật sai số cho phép việc truyền độ cao quy định sau: Độ cao công trình H<8m Sai số cho phép 65mm 8m < H < 15m 610mm H > 15 m 615mm 65 Đo kiểm tra độ cao điểm: Việc truyềnđộ cao đến điểm trên mặt sàn thi công thứ i từ hai điểm mốc độ cao riêng biệt mặt sàn gốc (hoặc mức sàn nào đó) thuận lợi cho việc kiểm tra phát và loại bỏ sai số thô, tính toán bình sai nâng cao độ chính xác 7.4 Chuyển trục lên cao Chuyển trục lên các tầng trên cao thực chất là chuyển các điểm đặc trưng công trình lên cao hay là chuyển toạ độ các điểm đặc trưng công trình Để chuyển tọa độ từ mặt sở lên các mặt lắp ráp trên cao có thể sử dụng các phương pháp: - Sử dụng máy kinh vĩ các nhà nhỏ tầng; - Sử dụng máy chiếu đứng; phương pháp tọa độ máy toàn đạc điện tử; - Sử dụng công nghệ GPS Việc chuyển tọa độ từ mặt sở lên các mặt lắp ráp ít phải thực từ ba điểm tạo thành góc vuông đường thẳng để có thể kiểm tra kết chuyển tọa độ Nếu Đơn vị thi công có máy kinh vĩ điện tử và kính ngắm vuông góc thì có thể sử dụng chúng máy chiếu đứng để chuyển tọa độ từ mặt sơ lên các mặt lắp ráp trên cao Ta phải truyền toạ độ từ mặt sở lên các tầng tầng đơn vị thi công lập xong mặt ván khuôn để chuẩn bị đổ bê tông sàn Công tác Trắc địa phải tiến hành xác định rõ vị trí đường biên theo thiết kế mặt sàn, vị trí các lỗ phục vụ cho việc chiếu chuyển điểm lưới bố trí lên các tầng, vị trí tất các phận ngầm khác cần lắp đặt trước đổ bê tông sàn Quá trình xác định các vị trí này có thể tiến hành máy kinh vĩ, máy toàn đạc điện tử chiếu sơ máy chiếu đứng với độ chính xác cm Sau đổ bê tông, công việc chuyển các điểm lưới bố trí bên thực lại quy trình thao tác chặt chẽ theo các phương án sau: *.Truyền toạ độ lên cao máy kinh vĩ với các nhà có số tầng <4 Đây là phương pháp chiếu điểm tia ngắm nghiêng (hình 9.20), quá trình thực nơi điều kiện xây dựng rộng rãi, công trình xây dựng có số tầng ít Hoàn toàn không phù hợp cho nhà có số tầng cao và nhà xây chen, mặt xung quanh chật hẹp 66 Hình 7.8 Truyền độ cao xuống hầm và lên sàn Phương pháp ngắm nghiêng bắng máy kinh vỹ thường gặp sai số lớn số tầng nhiều lên Ngoài phương pháp ngắm nghiêng có thể chuyền lên trên đường viền ngoài sàn ngang hay mặt cột phía ngoài điểm đường trục, mà không thể chuyền điểm thứ vào bên công trình phép ngắm trực tiếp vì bị các yếu tố kết cấu khung cản hướng ngắm Các điểm đường trục thiết kế trên sàn thường phải lấy theo các điểm chuyền lên đường viền sàn các tầng Điều này làm giảm độ chính xác vốn đã thiếu, các điểm trục bố trí bên phải chịu sai số lần Vì phương pháp này áp dụng cho nhà nhà thấp tầng (nhỏ tầng) * Truyền toạ độ lên cao máy toàn đạc điện tử với các nhà có số tầng <10 Đối với các công trình nhà cao tầng xây dựng trên mặt tương đối rộng rãi, chiều cao công trình không vượt quá 10 tầng, có thể sử dụng máy toàn đạc điện tử để chuyển vị trí các điểm lưới sở lên mặt sàn Thực chất là chuyển toạ độ từ điểm đã đánh dấu mặt gốc lên sàn thi công Các máy điện tử sử dụng để chuyển điểm lên cao phải có sai số đo cạnh <± 5mm , sai số đo góc <± 5" Đầu tiên cần lập số điểm cố định (2 đến điểm) bên ngoài công trình, các điểm này cần ngắm thông tới các điểm khống chế trên mặt móng và thuận tiện cho việc chuyển toạ độ lên các tầng xây dựng Đo nối đẻ xác định chính xác toạ độ các điểm này hệ toạ độ lưới khống chế trên mặt móng Tiến hành chuyển sơ vị trí các điểm khống chế trên mặt móng lên mặt sàn tầng Đặt máy toàn đạc điện tử các điểm cố định bên ngoài công trình, đo đạc để xác định chính xác toạ độ các điểm trên sàn tầng Sau có toạ độ điểm này, tính toán các yếu tố hoàn nguyên và hoàn nguyên các điểm vị trí thiết kế Bước cuối cùng là đo kiểm 67 tra chiều dài cạnh và góc lưới gồm các điểm đã hoàn nguyên để xác nhận độ tin cậy việc chuyển điểm Độ chính xác phương pháp phụ thuộc chủ yếu vào khả máy toàn đạc điện tử và có thể coi gần đúng lần độ chính xác đo toạ độ Tuy nhiên độ chính xác xác định toạ độ máy lại giảm độ nghiêng tia ngắm tăng, vì đó độ chính xác hướng đo giảm Đây là nhược điểm phương pháp * Truyền toạ độ lên cao máy chiếu đứng loại ZL Khi xây dựng các nhà cao 10 tầng thì giải pháp thông dụng và chắn là sử dụng các máy chiếu đứng để chuyển tâm toạ độ lên cao theo phương thẳng đứng Nếu sử dụng các loại máy chiếu đứng thì phải để các lỗ chờ có kích thước lớn 150 mm x 150 mm Tại vị trí phải thực việc chiếu từ ba bốn vị trí bàn độ ngang máy cách 120° 90° và lấy vị trí trung bình các lần chiếu (trọng tâm tam giác hình vuông) tạo thành chọn làm vị trí cuối cùng để sử dụng Hình 7.10 Truyền độ cao lên các tầng bày máy chiếu đứng Máy chiếu đứng ZL là loại máy chuyên dùng để tạo tia ngắm thẳng đứng (giống dây dọi) để chiếu từ lên trên Hiện trên thị trường có số loại máy PZL (Đức) ZL và NZL LEICA (Thuỵ Sỹ) đó NZL có thể chiếu hai chiều: chiều từ lên trên chiếu từ trên xuống Hiện có hai loại máy chiếu đứng sử dụng các công tác Trắc địa công trình đó là: loại máy tạo đường thẳng đứng tia lase và loại máy tạo đường thẳng đứng tia ngắm quang học Trong hai loại máy này thì loại máy chiếu đứng quang học có độ chính xác cao và thường áp dụng vào công việc chiếu chuyển các tâm toạ độ lên các tầng có độ cao lớn với độ chính xác cao Hình trên là máy chiếu đứng PZL Đức cho phép chiếu các điểm lên cao 100 m với sai sai số 1mm 68 Quy trình chiếu các loại máy thực Sau đây giới thiệu trình tự chiếu máy chiếu loại ZL: + Đặt lỗ chiếu các vị trí thích hợp Công việc này tiến hành sau đơn vị thi công ghép ván khuôn và trước đổ bê tông sàn Quá trình thực theo các bước sau: Đầu tiên kỹ thuật viên Trắc địa phải đánh dấu tương đối chính xác các vị trí lỗ hổng trên mặt sàn tầng thi công, để theo đó người ta cắt ván khuôn sàn và lắp đặt vào đó các hộp khuôn gỗ có kích thước (20x20cm) Mục đích chừa các lỗ hổng dùng cho việc chiếu các điểm sau đổ bê tông Tiến hành cố định các hộp gỗ các chắn và gắn lên mặt trên nó (tức là sàn tầng cần chuyển toạ độ lên) lưới chiếu (Paletka) tám lưới này thường làm mi-ca suốt, trên đó có kẻ mạng lưới ô vuông và ghi số toạ độ theo hai hướng Dựa theo số đọc trên lưới có thể xác định vị trí chính xác đường thẳng đứng chiếu lên Đặt máy chiếu đứng các điểm sở cần chiếu trên mặt gốc chiếu kiểm tra vị trí đặt lỗ chiếu đồng thời đánh dấu vị trí các điểm chiếu lên trên lưới chiếu Điểm này dùng để định tâm máy kinh vĩ phục vụ cho việc bố trí sơ các trục, đo khoảng cách thiết kế để định dạng mép ván khuôn, đường biên mặt sàn tầng và đường biên các vị trí khác Do độ chính xác các kích thước phần bê tông có thể cho phép đến 1cm, nên có thể dùng máy kinh vĩ máy toàn đạc điện tử có phận định tâm quang học tốt Để thay việc chiếu kiểm tra và đánh dấu sơ việc đặt máy lên lỗ hổng sàn cốp pha, định tâm trực tiếp xuống vị trí tâm điểm lưới bố trí sở đã đánh dấu mặt tầng liền trước đó, sau đó bố trí vị trí cốp pha và biên tầng theo các phương pháp thông thường Việc chiếu điểm để truyền toạ độ các điểm cách chính xác thực lại với quy trình và thao tác chặt chẽ sau đã hoàn thiện quá trình đổ bê tông mặt sàn + Thực chiếu điểm máy chiếu ZL Các máy chiếu đứng nói trên làm việc theo nguyên tắc tự động với cấu tự điều chỉnh để tạo đường thẳng đứng máy cách dựa trên nguyên lý lắc treo, phạm vi hoạt động theo cấu tự điều chỉnh với máy chiếu ZL là ± 10' Định tâm dụng cụ thực nhờ dọi tâm quang học lắp đế máy Sai số đặt đường thẳng đứng quang học tự cân là khoảng 0,5” Độ chính xác chiếu đứng dụng cụ PZL chiều cao chiếu đến 100m là ±1,2mm Đầu tiên người ta phải đặt máy các điểm sở trên mặt tầng gốc, để chiếu thông qua lưới chiếu toạ độ (Tấm Paletka) gắn các lỗ 69 hổng chừa các sàn tầng phía trên Sau điều chỉnh cho máy vào đúng tâm mốc, cân bọt nước Ở vị trí số đọc 0O trên thị kính qua tia chiếu thẳng đứng ta đánh dấu điểm trên Paletka, tương tự các vị trí 90O, 180O, 270O trên thị kính ta đánh dấu tiếp các điểm 2,3,4 thông qua đường ngắm thẳng đứng trên Paletka Nối các điểm đối xứng lại giao chúng cho ta điểm cần chiếu Đó chính là vị trí tương ứng điểm lưới sở mặt sàn tầng thi công Tuy nhiên quá trình chiếu điểm máy chiếu đứng cần có các điểm lưu ý sau: Các máy chiếu đứng loại ZL cần thoả mãn yêu cầu là: phần thẳng đứng tia ngắm ống kính và phận định tâm quang học phải trùng với trục quay máy Để giảm thiểu sai số lắp ráp chế tạo dẫn đến không hoàn toàn trùng hợp tia chiếu thiên đỉnh và thiên đế, trường hợp cần chiếu điểm với độ chính xác cao, ta cần thực chiếu điểm vị trí đế máy sau quay đế máy 120O Điểm cần đánh dấu là vị trí điểm trung bình Các máy chiếu đứng tự động tạo tia ngắm đứng cấu điều hoà làm việc theo nguyên lý lắc treo, đó phận là lăng kính tam giác treo trên sợi kim loại mảnh Với máy chiếu đã qua sử dụng, vận chuyển, vặn xoắn và biến dạng các sợi dây kim loại có thể làm cho độ chính xác chiếu điểm không còn đúng với lý lịch máy Thêm vào đó chiều cao tăng lên thì hình ảnh lưới chiếu kém rõ ràng Vì vậy, công trình có chiều cao lớn không nên chiếu xuyên suốt từ mặt gốc lên mà nên phân đoạn từ đến 10 tầng để chiếu, tầng cuối đoạn này là tầng đầu đoạn Sau chiếuđiểm lưới sở mặt móng lên tầng xây dựng, tiến hành đo kiểm tra các yếu tố lưới tạo các điểm chiếu (lưới khống chế khung) Các yếu tố đo kiểm tra so sánh với các giá trị tương ứng lưới sở, sai lệch vượt quá giá trị cho phép thì phải tiến hành chiếu điểm lại Để nâng cao độ chính xác, tiến hành bính sai lưới khống chế khung trên tầng có tính đến ảnh hưởng sai số chiếu điểm Căn vào toạ độ bình sai tiến hành hoàn nguyên các điểm lưới khung vị trí thiết kế + Đánh dấu các điểm sau chiếu Trong quá trình chiếu lần quay đế máy 120O sau vị trí chiếu người ta xác định điểm trên Paletka xác định giao đường nối qua vị trí đối xứng điểm chiếu trên Như qua lần quay đế máy ta xác định điểm và cuối cùng điểm chiếu cần xác định là trọng tâm tam giác qua điểm này Điểm cuối cùng xác định này sau kiểm tra lại cần phải đánh dấu bảo quản cho suốt quá trình bố trí chi tiết sàn thi công và phục vụ việc chiếu Cần kiểm tra 70 các điểm trước bố trí chi tiết các trục công trình Do đặc điểm thi công xây dựng dễ bị vật liệu che lấp đo đó công việc chiếu và bố trí trục chi tiết phải làm khẩn trương, kịp thời phục vụ thi công và đỡ bị che lấp Do lưới chiếu tháo sau quá trình chiếu kết thúc vì các điểm chiếu xác định cuối cùng này phải gửi lên mặt sàn bê tông điểm cách tâm chiếu 20 đến 30 cm cách căng sợi cho giao sợi này trùng với điểm chiếu Khoan đánh dấu điểm này lên sàn các đinh có dấu chữ thập tâm, dùng sơn đỏ khoanh tròn và ghi chú bên cạnh để tiện tìm kiếm sử dụng Khi cần khôi phục lại điểm chiếu để sử dụng ta việc căng lại sợi theo cặp qua vị trí đánh dấu này + Đo đạc kiểm tra sau truyền toạ độ Sau chiếu cần đo đạc kiểm tra lại các điểm chiếu cách cẩn thận cách đo lại các giá trị góc, đo lại các giá trị cạnh với độ chính xác với các điểm lưới mặt sở Sự sai lệch các trị đo kiểm tra với các đại lượng tương ứng lưới gốc cho phép đánh giá chất lượng công tác chiếu điểm Trong trường hợp sai lệch nhỏ có thể hiệu chỉnh thích hợp để đưa lưới vị trí tương ứng với lưới thiết kế Trường hợp có sai lệch vượt quá giới hạn cho phép thì cần phải thực lại công việc chiếu, trước hết các điểm có ghi ngờ không chắn quá trình chiếu 7.5 Dựng cột thẳng đứng Dựng cốp pha cột đúng tim, thẳng đứng và Lắp dựng cột đúc sẵn đúng độ cao thiết kế Trong quá trình đóng móng cọc, lắp dựng cột nhà cần thiết phải chỉnh các cột vào vị trí thẳng đứng - Khi cột không cao, đổ bê tông chỗ thì có thể dùng dây dọi ni vô đứng - Khi yêu cầu độ chính xác cao người ta thường sử dụng máy kinh vĩ vuông góc để chỉnh cột theo hướng Tim cột đánh dấu đầu chân và đỉnh Khi lắp ta cần chỉnh cho điểm đánh dấu tim cùng nằm trên mặt phẳng thẳng đứng Trường hợp cột lắp thành hàng Ngoài việc chỉnh cột thẳng đứng, cần kiểm tra thẳng hàng cột Lúc đó dùng mia ngang để “kéo dài” trục đoạn a Hình 7.10 ta dùng tia ngắm nghiêng hai máy kinh vĩ đặt trên hai hướng trục gần vuông góc để diều chỉnh lắp dựng copha cột thẳng đứng Dùng máy thủy bình và phương pháp thủy chuẩn từ để điều chỉnh vạch dấu trên cột đúc sẵn vào đúng độ cao thiết kế 71 Hình 7.10 Dựng cột thẳng đứng 7.6 Công tác trắc địa bố trí tuyến đường Bố trí tuyến công trình thực địa thực chất là chuyển các điểm tuyến đường từ thiết kế thực địa Khoảng cách trên thực địa đo thước thétp các dụng cụ đo dài có độ chính xác không thấp 1/1000 Góc chuyển hướng θ là góc tạo hướng cũ kéo dài và hướng tuyến, nó đo máy kinh vĩ với độ chính xác đo đường chuyền kinh vĩ Khi bố trí các cọc chính 100m cần lưu ý đến độ dốc địa hình Nếu góc đốc địa hình v > 20 thì khoảng cách thực tế các cọc 100m cần đặt trên thực địa phải lấy là D = d/cosv, (d=100m) Trong thực tế, tuỳ thuộc địa hình và cấu trúc đường mà có thể có số dạng đường cong, áp dụng phổ biến là đường cong tròn 7.6.1 Bố trí các điểm đường cong tròn Các yếu tố đường cong tròn (hình 7.12) bao gồm: điểm đầu đường cong Tđ; điểm đường cong G Điểm cuối đường cong Tc, chúngđược gọi là các điểm đường cong tròn Để xác định các điểm này cần phải biết thêm các yếu tố khác đường cong tròn như: Góc chuyển hướng θ; Bán kính đường tròn R; Chiều dài tiếp tuyến T (tiếp cự); Hình 7.12 Yếu tố đường cong tròn Chiều dài đoạn cong K; Chiều dài đoạn phân cự B; Hiệu chiều dài đoạn gãy khúc và chiều dài đoạn cong : D = 2T - K Nếu đo góc θ và biết bán kính R đường cong (thường cho thiết kế) ta có thể tính các yếu tố đường cong tròn theo các công thức sau: - Chiều dài tiếp cự: T = R tg θ ; (9.8) 72 K = 2πR0 θ = πR0 θ ; - Chiều dài đoạn cong: 360 180 θ - Đoạn phân cự : B = OĐ - R = R sec - R = R ( sec θ - 1); 2 (9.9) (9.10) Điểm đầu Tđ và điểm cuối Tc đường cong xác định trên thực địa cách đặt khoảng tiếp cự T từ đỉnh góc quay hướng cũ và hướng Để tìm điểm G đường cong, có thể dùng máy kinh vĩ đặt đỉnh Đ, xác định hướng phân giác ĐO và đặt theo hướng đó đoạn B ta điểm G Số hiệu cọc các điểm chính trên đường cong tròn xác định xuất phát từ số hiệu cọc KĐ đỉnh góc chuyển hướng sau: - Số hiệu cọc điểm đầu đường cong là: KTđ = KĐ - T (9.11) - Số hiệu cọc điểm đường cong là: KG = KTd + K/2 (9.12) - Số hiệu cọc điểm cuối đường cong là: KTc = KTsđ + K = KĐ + T – D (9.13) Để bố trí các điểm cọc trên đoạn thẳng cần thêm vào số hiệu cọc điểm cuối đường cong giá trị cho số hiệu có giá trị chẵn 100m Trong quá trình xây dựng trên đoạn đường cong, các điểm chính đường cong chưa đủ để thi công công trình, đó cần bố trí thêm các điểm chi tiết, nghĩa là cắm thêm các điểm phụ nằm trên đường cong cách khoảng định, thường là 10m 20m 7.6.2 Bố trí chi tiết đường cong tròn Các phương pháp phổ biến để bố trí chi tiết đường cong tròn gồm phương pháp toạ độ cực, phương pháp toạ độ vuông góc, phương pháp dây cung kéo dài và phương pháp đặt các góc và các cạnh: a Phương pháp toạ độ cực: trực tiếp bố trí điểm theo toạ độ chúng áp dụng có máy toàn đạc điện tử với phần mềm bố trí điểm chuyên dụng tự động tính các yếu tố bố trí Khi đó, góc cực là các góc θ ; θ ; θ , còn 2 khoảng cách AB, AC, AD tính từ tọa độ các điểm theo bài toán trắc địa ngược Dụng cụ bố trí: Máy toàn đạc điện tử Nội dung: Hình 7.13 Phương pháp tọa độ cực Bước 1: Người đứng máy dựng máy điểm đầu đường cong (A), định tâm cân máy Bước 2: Định hướng hướng tiếp tuyến (AM), sau đó đặt góc dựng góc θ và trên hướng đó đặt đoạn AB (= b) ta điểm B Bước 3: Tiếp tục dựng góc ( θ ), đặt đoạn AC, ta điểm C Cứ ta bố trí tới điểm đường cong 73 Bước 4: Bố trí nửa còn lại đường cong Nửa còn lại bố trí xuất phát từ điểm cuối đường cong và làm tương tự từ bước đến bước b Phương pháp toạ độ vuông góc: Cần xác định vị trí điểm 1, 2, , n nằm cách khoảng l trên đường cong tròn thông qua các giá trị toạ độ vuông góc xi, yi chúng (hình 9.16) Việc bố trí thường tiến hành từ hai đầu vào Lấy trục hoành là đường tiếp tuyến, gốc toạ độ là điểm đầu điểm cuối đường cong Để tính toạ độ xi, yi cần tính góc tâm ϕ chắn cung có giá trị l theo công thức: 0 ϕ = 360 l = 180 ; (9.14) 2πR πR Giải tam giác vuông OC1 ta được: x1 = R sin ϕ ; (9.15) y1 = R - OC = R = Rcos ϕ ; y1 = R ( - cos ϕ) = R sin ϕ (9.16) Toạ độ các điểm chi tiết nằm cách khoảng l nửa đầu đường cong tròn tính theo các công thức tổng quát: xi = R sin iϕ ; yi = 2R sin2 ( i ϕ ) ; (9.17) Hình 7.14 Phương pháp toạ độ vuông góc Để cắm điểm trên đường cong (hình 7.14), ta đặt đoạn x1 xuất phát từ điểm đầu đường cong theo hướng tiếp tuyến, đây ta dựng đường vuông góc và đặt trên đường vuông góc này đoạn y1 ta điểm Nửa còn lại đường cong bố trí từ điểm cuối, các điểm chi tiết nằm đối xứng qua điểm đường cong, nên có thể sử dụng các số liệu xi, yi nửa đầu đường cong mà không cần phải tính toán lại Phương pháp toạ độ vuông góc còn có ưu điểm là các điểm bố trí độc lập nên không có sai số tích luỹ Phương pháp này áp dụng nơi phẳng, quang đãng, thuận tiện cho việc đo cạnh 74 c Phương pháp dây cung kéo dài (hình 7.15) Thường áp dụng trường hợp chủ yếu dùng thước dây Theo giá trị bán kính R và giá trị cho trước b dây cung (10m 20m) ta xác định các đoạn y và d cách tra bảng lập sẵn dựa trên có sở các công thức sau: y= b ; d = 2y = b (9.18) Hình 7.15 Phương pháp dây cung kéo dài Vị trí điểm B xác định cách đặt theo tiếp tuyến đoạn AN = b, giao hội hai cạnh AB = b và NB = y ta điểm B Trên hướng AB kéo dài ta lại đặt doạn BC’ = b, tiếp tục giao hội hai cạnh BC = b và C’C = d = 2y ta điểm C Cứ tiếp tục ta cắm các điểm chi tiết trên đường cong tròn Nhược điểm phương pháp này là các điểm tiếp sau xác định dựa vào các điểm trước đó nên sai số bị tích luỹ và độ chính xác bố trí điểm giảm nhanh d Phương pháp đặt góc và cạnh: dựa trên tính chất góc nội tiếp tiếp tuyến và dây cung nửa góc tâm cùng chắn cung đó (hình 9.18), góc này tính từ công thức: R 2R Sin θ = b ; 2R (9.19) Giá trị góc θ có thể tra từ bảng lập sẵn theo giá trị b và R Hình 7.16 Phương pháp đặt góc và cạnh Để bố trí các điểm chi tiết trên đường cong tròn cần đặt máy kinh vĩ điểm đầu đường cong, lấy hướng tiếp tuyến làm hướng gốc, dựng góc θ và trên hướng đó đặt đoạn AB = b ta điểm B Tiếp tục dựng góc ( θ ), đặt đoạn BC = b từ điểm B gặp hướng AC C, ta điểm C Cứ ta bố trí tới điểm đường cong Nửa còn lại bố trí xuất phát từ điểm cuối đường cong Nhược điểm phương pháp này giống phương pháp dây cung kéo dài là các điểm tiếp sau xác định dựa vào các điểm trước đó nên sai số bị tích luỹ và độ chính xác bố trí điểm giảm nhanh 75