Đểđo được góc bằng, góc đứng thì các bộ phận của máy kinh vĩ phải liên kết với nhau sao cho các trục, các mặt phẳng hoặc là nằm ngang. hay thẳng đứng, hoặc là song song hay vuông góc với nhau. Trong quá trình làm việc phải đ~h kỳ kiểm nghiệm lại những lính chất đó của máy kinh vĩ. Nếu thấy những tính chất đó không còn được đảm bảo nữa thì phải điều chỉnh lại cho đúng. Cụ thể:
4.1.4.1. Trục ống thuỷ dài trên bàn độ ngang phải vuông góc với trục quay thẳng đứng của máy
Đặt ống thuỷ dài trên bàn độ ngang song song với đường thẳng nối 2 ốc cân máy, xoay 2 ốc cân này theo chiều ngược nhau để đưa bọt nước về giữa ống Quay máy đi 900, xoay ốc cân thứ 3 đưa bọt nước vào giữa. Quay máy đi 1800. Nếu thấy bọt nước vẫn ở giữa hay chỉ lệch khỏi giữa không quá nửa khoảng chia thì coi như tính chất này được thoả mãn.
Nếu thấy bọt nước lệch quá nửa khoảng chia thì phải điều chỉnh lại: Vặn vít điều chính của ống thuỷ dài để đưa bọt nước dịch vào giữa một khoảng bằng nửa cung lệch Vặn ốc cân máy (thứ 3) để đưa bọt nước dịch một nửa cung lệch còn lại (bọt nước vào giữa). Thường tiến hành như trên vài 3 lần mới được.
4.1.4.2. Trục ngắm của ống kính phải vuông gốc với trục quay nằm ngang của ống kính
Chọn một điểm A rõ sắc nét, cách xa máy và ở độ cao gần bằng độ cao của ống kính Đưa trục quay của máy về vị trí thẳng đứng. Ngắm điểm A, đọc sốđọc trên vành độ ngang T (ký hiệu sốđọc được khi vành độ đứng nằm ở phía bên trái ống kính Đảo kính ngắm lại điểm A, đọc số trên vành độ ngang P (ký hiệu sốđọc khi vành độ đứng nằm ở bên phải ống kính). Hiệu các sốđọc T - Đ khi vành độ đứng ở vị trí trái và phải phải bằng 1800. sai lệch của hiệu số này được gọi là sai số ngắm hướng, ký hiệu là 2c. Nếu sai số ngắm hướng 2c bé hơn hoặc bằng 2 lần độ chính xác của bộ phận đọc số thì coi như tính chất này được đảm bảo.
Nếu sai số hướng ngắm 2c lớn hơn 2 lần độ chính xác của bộ phận đọc số (vành độ ngang) thì phải tiến hành điều chỉnh lại bằng cách đặt trên bàn độ ngang số đọc bằng (T - c) hoặc (P + c) rồi dùng các vít điều chỉnh 2 bên của lưới chỉ để đưa cho trung tâm màng dây chữ thập vào trùng với điểm ngắm A. Thường phải điều chỉnh một số lần mới được
76
4.1.4.3. Trục quay nằm ngang của ống kính phải vuông góc với trục quay thẳng đứng của máy.
Cân bằng máy: Ngắm lên điểm B ở trên tường cách máy từ 20 - 30 mét dưới một góc từ 30 - 500 so với mặt phẳng ngang. Hạống kính về phía dưới (nằm ngang), đánh dấu hình chiếu của hình là B1.Đảo kính và cũng làm như trên được B2. Nếu thấy hình chiếu của cả 2 điểm (B1, B2) vượt khỏi giới hạn mặt phân giác lưới chì (chiều rộng của cấp chì đứng song song) thì phải đưa máy vào xưởng sửa chữa.
4.1.4.4. Sai số chỉ tiêu vị trí ban đầu của bàn độ đứng (MO) phải ổn định và gần bằng 0
Để xác định MO hãy ngắm một điểm C rồi đọc sốở cả 2 vị trí của bàn độ đứng (T,P). Luôn nhớ rằng trước khi đọc số phải đưa bọt nước của ống thuỷ dài trên bàn độ đứng vào giữa. Tính MO theo công thức:
ngắm vào trong ống kính, điều chỉnh cho ảnh và lưới chữ thập dược rõ nét. Nếu lưới chữ thập chưa vào chính giữa của sào tiêu thì tiến hành khoá ốc hãm bàn độ ngang, sau đó dùng ốc vi động ngang để diều chỉnh. Đọc từ số trên bàn độ ngang dược giá trị là ai (nếu lấy là số hướng ban đầu rồi thì giá trị đó chính là a1), mở chốt hãm du xích quay máy thuận chiều kim đồng hồ ngắm về B. Đọc giá trị an bàn độ được giá trị b1. Góc AOB = β2Th giá trị góc bằng của nửa lần đo thuận kính.
78
đo không quá 2t, giá trị góc đo chính là giá trị trung bình của các lần đo. Kết quảđo và tính toán được ghi theo mẫu.
Trong một vòng đo không được thay đổi vị trí vành độ ngang. Để hạn chế sai số trên vành độ mỗi trạm đo cần phải đo n lần? mỗi lần đo phải thay đổi giá trị hướng ban đầu. Nếu lại 1 trạm đo n vòng thì giá trị hướng ban đầu sẽ khác nhau 1800/n ở mỗi vòng đo. Nếu chỉ đo 1 vòng đo, ở nửa vòng đo đảo kính phản xoay máy di 900 sau đó mới tiến hành đo.
4.1.5.2. Phương pháp đo toàn vòng
Khi trạm đo có từ 3 hướng ngắm trở lên thường sử dụng phương pháp đo toàn vòng. Giả sử tại trạm đo O có 3 hướng ngắm là OA và OB, OC, áp dụng phương pháp đo loàn vòng ở trạm đo O thì thao tác sẽ như sau:
- Sau khi dội điểm và cân máy trên cọc mốc O và dựng tiêu trên 3 điểm ngắm A, B, C, người đứng máy chọn một hướng rõ nhất và xa nhất làm hướng ban đầu (giả sử hướng A) và đặt bàn độ ngang ở một giá trị ban đầu đã định rồi hãm chặt du xích vào bàn độ, đưa máy ngắm về hướng ban đầu A.
Thuận kính: Lấy giá trị hướng ban đầu là ai cố định du xích, ngắm chính xác về A, mở ốc hãm du xích, quay ống kính theo chiều kim đồng hồ lần lượt ngắm đến các mục tiêu B, C, rồi quay ngắm trở lại A, mỗi hướng ngắm đều tiến hành đọc số trên vành độ. Hướng a1 được đọc số 2 lần, nếu hai số đọc không chênh nhau quá t thì kết quả do đạt yêu cầu.
Đảo kính: Ngắm chính xác về A đọc được số đọc là a2, quay máy ngược chiều kim đồng hồ lần lượt ngắm các sào tiêu C, B, A được các sốđọc trên vành độ ngang là c2, b2, a2. Hai trị số đọc của A lần này cũng không chênh nhau quá t. Các số đọc của lấn thuận và đảo kính cho phép chênh nhau 2t.
Cả hai lần đo thuận kính và đảo kính tạo thành một vòng đo. Một góc được do làm nhiều vòng và lính giá từ bình quân của các vòng đo làm giá trị của hướng đo.
Bảng 4-01. Sổđo góc bằng theo phương pháp đo toàn vòng
Người đứng máy: Nguyễn Thanh Minh
Người ghi sổ: Bùi Thu Thuỷ
Thời tiết: Nắng, gió nhẹ Lần đo Mục tiêu T Đ Sđộốđọ ngang c bàn (2C) T-Đ T+B±1800 2 Trị số hướng quay về 0.00 Trị số góc T 0015'00" A -45 0.15.22 0.00.00 0.00.00 Đ 180.15.45 61.53.53 T 62.09.30 B +30 62.09.15 61.53.53 Đ 242.09.00 83.41.42 T 145.50.30 C -15 145.50.39 145.35.17 Đ 325.50.45 214.24.43 T 0.15.30 57.34.45 A -30 0.00.23 2 Đ 180.16.00 (Bỏ qua sai số về hướng ban đầu) 4.1.6. Những sai số gặp phải khi đo góc bằng
4.1.6.1. Sai số do máy gây ra
1. Sai số do trục ngắm không vuông góc với trục đỡ ngang của ống kính.
Sai số này có thể triệt tiêu khi lấy trị số bình quân hai sốđọc thuận và đảo kính trên bàn độ ngang
2- Sai số do sự khắc độ trên bàn độ ngang không đều
Sai số này tuy nhỏ nhưng cũng ảnh hưởng đến độ chính xác đo góc. Tuy không triệt tiêu được nhưng cũng có thể giảm bớt ảnh hưởng của sai số này bằng cách đo một góc trên nhiều vị trí khác nhau của bàn độ ngang, tức là thay đổi trị số hướng ban đấu của mỗi vòng đo. Nhìn chung những sai số do máy kinh vĩ gây ra trong kết quảđo góc có thể khắc phục được nếu áp dụng các thao tác thích hợp.
4.1.6.2. Sai số do người đo
Người sử dụng máy khi đo góc có thể mắc các sai số sau: 1. Sai số do đội điểm không chính xác
Khi bố trí máy trên trạm đo, nếu dứt điểm không chính xác sẽ làm cho tâm máy tức tâm bàn độ ngang không nằm trên cùng một đường dây dọi với tâm mốc dưới đất,
80
gây ra sai số trong góc đo. Sai số này càng lớn khi mục tiêu càng gần máy. 2. Sai số do ngắm
Sai số này phụ thuộc vào thị lực của người đo, vào mục tiêu ngắm (sào tiêu dựng nghiêng, nhất là khi sào tiêu dựng gần máy, ảnh của sào tiêu có diện tích lớn trong ống kính). Vì vậy, khi tiến hành đo phải kiểm tra lại tất cả các mục tiêu: xem sào tiêu có dựng đúng đỉnh cọc hay không? Có thẳng đứng hay không? Khi đo nên ngắm vào phần thấp nhất của sào tiêu.
3. Sai số do đọc độ trên bàn độ ngang
Khi đọc độ người đo phải đọc được sốđọc nhỏ nhất trên máy, tùy theo thị lực mà sốđọc có thể mắc phải những sai số khác nhau
4.1.6.3. Sai số do điều kiện môi trường
1. Mức độ trong sạch của không khí đo góc trong môi trường có nhiều bụi, khói, sương mù sẽ dẫn đến sai số vì việc ngắm mục liêu sẽ khó khăn.
2. Khi nắng to hoặc gió to cũng làm kết quả do góc kém chính xác. Khi nắng to, lớp không khí bị hun nóng lên làm cho ảnh của mục tiêu trong ống kính dao động không đều
3. Tia ngắm đi gần các công trình lớn như nhà cửa, cây to đều bị khúc xạ ngang gây ra sai số trong kết quảđo.
Tóm lại: Các sai số trên là không thể tránh khỏi, vì vậy phải căn cứ vào nguyên nhân và căn cứ vào lý luận sai số để tìm ra giới hạn cho phép, để đảm bảo kết quả đo là đáng tin cậy
4.1.7. Phương pháp đo góc đứng
Một trong các đối tượng của trắc địa là đo góc đứng Đo góc đứng để xác định độ chênh cao giữa hai điểm trong đo cao lượng giác và để đo khoảng cách trong các địa hình nghiêng, dốc.
4.1.7.1. Tương quan giữa các bộ phận đo góc đứng
1. Ống thuỷ dài đứng gắn trên vòng chuẩn đứng, chúng cố định trong mặt phẳng đứng
2. Ống kính gắn chặt với vành độ đứng. Chúng có thể quay được so với vòng chuẩn đứng ở trong mặt phẳng đứng.
3. Có nhiều cách ghi số trên thang vạch của bàn độ đứng. Muốn tìm ra quy luật ghi số này ở một số máy cụ thể nào đó la làm như sau Đặt ống kính gần nằm ngang đọc số trên bàn độ đứng. Từ từ ngước ống kính dần lên cao, tương ứng đọc vài ba số trên bàn độ đứng. Sau đó đại từ từ hạống kính xuống thấp, tương ứng đọc vài ba sốở trên bàn độđứng
4.1.7.2. Phương pháp đo góc đứng
Đặt máy: Giả sử phải đo góc đứng đến điểm M ta làm như sau - Giả sử bàn độđứng đang ở bên phải ống kính:
Cân bọt nước thuỷ dài trên bàn độ vào giữa. đọc sốđọc trên bàn độđứng (P) - Đảo ống kính: Bàn độđứng bên trái ống kính ngắm M, đọc số đọc trên bàn độ đứng (T)
Góc đứng V của hướng ngắm đến điểm M được tính theo công thức:
2 T - P V= (4-6) Nhận xét:
1. Đo góc đứng theo cách trên tốn thời gian, nhưng kết quả chính xác 2. Cũng từ thao tác trên ta tính được MO của trạm máy ấy:
2 P T MO= +
(4-7)
MO là sốđọc ban dầu trên bàn độđứng khi trục ngắm nằm ngang và bọt thuỷ dài trên bàn độđứng ở giữa
3. Tại mỗi trạm máy nào đó, sau khi đã xác định được MO của ta có thể đo góc đứng của các hướng ngắm bất kỳ khác như sau:
a. Nếu bàn độ đứng ở bên phải ống kính, ngắm điểm, cân bọt nước, đọc số trên bàn độđứng (P) sẽ tính được.
V = P - MO (4-8)
b. Nếu bàn độđứng ởbên trái ống kính thì:
V = MO -T (4-9)
Việc xác định góc đứng V theo công thức (4-8) và (4-9) kém chính xác, nhưng nhanh chóng, thường được áp dụng khi đo vẽ chi tiết bản đồ.
4. Đo góc đứng theo phương pháp 3 dây. Tại một trạm máy nào đó, sau khi đã cân máy, giả sử bàn độ đứng phải (P), ngắm điểm M ba lần ở dây trên, giữa và dưới và tương ứng đọc số trên bàn độ đứng là PT PG PD. Đảo ống kính trái (T), lại ngắm điểm M 3 lần dây trên, giữa, dưới, tương ứng đọc số trên bàn độđứng là TT TG TD. Tính góc V theo giá trị của 6 sốđo trên.
Phương pháp 3 dây được áp dụng khi lập lưới khống chếđộ cao đo vẽ.
5. Thực chất của việc xác định góc đứng V vẫn là hiệu số giữa số dọc của hướng ngắm đến điểm đo cần đo (b) và sốđọc của hướng nằm ngang (a), tức là:
82
V = b - a (4-10)
Nếu a = 0 thì V = b: Việc đo góc đứng sẽđơn giản và thuận tiện hơn.
6. Nếu gọi góc hơn bởi phương thẳng đứng với hướng ngắm cần đo là góc thiên đỉnh Z ta sẽ có mối liên hệ giữa góc thiên đỉnh Z với góc đứng V như sau:
V + Z = 900
4.2. ĐO KHOẢNG CÁCH
4.2.1. Khái niệm và dụng cụđo khoảng cách
4.2.1.1. Khái niệm
Trong trắc địa khái niệm về đo chiều dài là xác định khoảng cách nằm ngang giữa hai điểm. Giả sử có 2 điểm A và B trên mặt đất tự nhiên (hình 4-8). A0 và B0 là hình chiếu của A, B trên mặt thuỷ chuẩn. Đo chiều dài AB tức là đo chiều dài A0B0
Có hai phương pháp chủ yếu dùng để đo khoảng cách do trực tiếp và đo gián tiếp.
- Đo trực triếp: So sánh trực tiếp chiều dài cần đo với chiều dài của dụng cụđo - Đo gián tiếp: Chiều dài cần đo được tính nua 1 đại lượng đo trực tiếp khác được đo trực tiếp
4.2.1.2. Dụng cụđo khoảng cách
- Thước gỗ hoặc thước vải đo chiều dài trực tiếp với độ chính xác thấp - Thước thép đo chiều dài trực tiếp với độ chính xác trung bình
- Thước inva đo chiều dài trực tiếp với độ chính xác cao.
- Máy toàn đặc điện tử: Dựa trên nguyên lý xác định 1 trong 2 đại lượng của tam giác thị sai (hình 4-08) và dùng công thức tương ứng để tính kết quả:
Trong đó: b: Cạnh đáy
β: Góc thị sai (Góc chắn)
Nếu β không đổi cần đo b và nếu b không đổi cần đo β * Độ chính xác đo chiều dài
Đo chiều dài độ chính xác cao: 1/T = 1/10-5 ÷1/10-6.
Đo chiều dài độ chính xác trung bình: 1/T = 1/5.000 ÷1/10.000 Đo chiều dài độ chính xác thấp: 1/T = 1/200 ÷1/5.000.
4.2.2. Đo khoảng cách trực tiếp
4.2.2.1. Dụng cụđo
- Thước thép: có nhiều loại với chiều dài 20m, 30m, 50m, 100m, chiều rộng bản 10 ÷ 15 mm, độ dày 0,2 ÷ 0,3 mm. Vạch khắc trên thước đến cm. Để nâng cao độ chính xác ở đềximet đầu tiên người ta khắc vạch đến milimet. Thước được cuộn trong khung sắt hay hộp kín, hai đầu thước có vòng để kẻo căng thước hoặc treo quả nặng khi đo.
Các dụng cụ khác:
- Các sào liêu dùng để xác định hướng đường thẳng
- Que sắt để đánh dấu vị trí đầu và cuối thước. Đó là những que làm bằng thép
6
Φ , trên uốn vòng tròn đầu kia nhọn để cắm xuống đất Một bộ que sát thường là 6 chiếc hoặc 11 chiếc.
4.2.2.2. Định hướng đường thẳng
Khi do chiều dài, khoảng cách giữa hai điểm cần đo thường lớn hơn chiều dài của thước nên phải đặt thước liên liếp nhau làm nhiều lần. Vì vậy muốn đo chính xác phải xác định một số điểm trung gian nằm trên hướng thẳng từ điểm dầu đến điểm cuối của đoạn thẳng. Khoảng cách giữa hai điểm phải ngắn hơn độ dài thước đem đùng. Số điểm nhiều hay ít phụ thuộc vào khoảng cách của đoạn thẳng và chiều dài của thước.
1. Xác định đường thẳng giữa hai điểm ngắm thông nhau - Xác định đường thẳng bằng mắt:
Giả sử cần xác định đường thẳng qua hai điểm A và B ngắm thông nhau (hình 4-