Chương 5 Tính toán Trắc địa
6.4. Đo góc bằng
1. Cơng tác chuẩn bị tại mỗi trạm đo góc
1/ Định tâm máy
Định tâm máy là đưa cho trục đứng của máy đi qua đỉnh góc cần đo nhờ quả dọi hay bộ phận định tâm quang học.
2/ Cân bằng máy
Cân máy là đưa cho trục đứng của máy về vị trí thẳng đứng nhờ căn cứ v bàn độ ngang.
3/ Đặt máy
Trong thực tế, việc đặt máy v cân máy, chúng có liên quan và có bộ phận định tâm quang học nh
3a) Định tâm máy sơ b
Giữ cho trục máy gần thẳng đứng (để bọt n
phận định tâm quang học, dịch chuyển ba chân máy sao cho tâm máy v
3b) Cân bằng máy sơ b
Nhìn vào ống thủy trịn, dận các chân máy cho chắc chắn, nh của ống thủy tròn ở gần giữa. Vặn các ốc để rút các chân máy tròn vào giữa. Vặn ba ốc cân máy để cho bọt n
3c) Cân bằng máy chính xác
- Đặt cho ống thủy dài trên bàn đ (1, 2) nào đó. Vặn hai ốc cân m 6.12a).
Xoay ống thủy dài trên bàn độ ngang một góc khoảng 90 (3) sao cho bọt nước ống thủy dài vào gi
57
ùng ốc vi động đặt số đọc trên vành độ đứng bằng số đọc đ ày bọt nước lệch khỏi vị trí giữa. Dùng ốc vít điều chỉnh ri ữa. Sau khi điều chỉnh xong phải tiến hành kiểm tra lại.
ần phải kiểm nghiệm, điều chỉnh những tính chất khác nữa (xem trong Quy
ẩn bị tại mỗi trạm đo góc
ục đứng của máy đi qua đỉnh góc cần đo nhờ quả dọi hay bộ phận
ục đứng của máy về vị trí thẳng đứng nhờ căn cứ vào ống thủy d
ực tế, việc đặt máy vào đỉnh góc cần đo gồm đồng thời cả hai việc: định tâm máy v cân máy, chúng có liên quan và ảnh hưởng lẫn nhau, ta phải làm đúng dần. Chẳng hạn với máy
ộ phận định tâm quang học như Theo 020 ta tiến hành đặt máy vào đỉnh góc cần đo nh
sơ bộ
ữ cho trục máy gần thẳng đứng (để bọt nước của ống thủy tròn gần ở giữa). Nh
ọc, dịch chuyển ba chân máy sao cho tâm máy vào gần đỉnh góc cần đo.
máy sơ bộ
ận các chân máy cho chắc chắn, nhưng vẫn đảm bảo sao cho bọt n ở gần giữa. Vặn các ốc để rút các chân máy lên xuống sao cho bọt n ữa. Vặn ba ốc cân máy để cho bọt nước thủy trịn vào đúng giữa.
máy chính xác
ài trên bàn độ ngang nằm song song với đường thẳng nối hai ốc cân máy ặn hai ốc cân máy này ngược chiều nhau cho bọt nước thủy dài vào gi
ộ ngang một góc khoảng 90. Chỉ vặn ốc cân máy thứ ba c ài vào giữa (hình 6.12b).
ộ đứng bằng số đọc đã được ốc vít điều chỉnh riêng của
ểm tra lại.
ỉnh những tính chất khác nữa (xem trong Quy
ục đứng của máy đi qua đỉnh góc cần đo nhờ quả dọi hay bộ phận
ống thủy dài trên
ỉnh góc cần đo gồm đồng thời cả hai việc: định tâm máy và ần. Chẳng hạn với máy ỉnh góc cần đo như sau:
ần ở giữa). Nhìn qua bộ ần đỉnh góc cần đo.
ẫn đảm bảo sao cho bọt nước ống sao cho bọt nước thủy
ờng thẳng nối hai ốc cân máy ài vào giữa (hình
3d) Định tâm máy chính xác
Nới lỏng ốc nối giữa máy với chân máy ra, nh chuyển đầu máy cho tâm của nó v
Lúc này điều kiện cân máy có thể bị phá vỡ. Ta phải l đến khi nào cả hai điều kiện định tâm máy v
4/ Tìm màng dây ch
Ngước ống kính lên bầu trời trong sáng, xoay v dây chữ thập hiện lên rõ nét nhất th
5/ Ngắm điểm mục ti
5a) Bắt mục tiêu sơ bộ
Nhìn qua bộ phận ngắm sơ bộ tr Xoay ống kính sang trái hay phải v ngang và đứng lại. Vặn ốc điều ảnh để t từng mục tiêu cụ thể.
5b) Bắt mục tiêu chính xác
Vặn các ốc vi động ngang và đ vào đúng mục tiêu cần ngắm.
5c) Khử hiện tượng thị sai
Hơi dịch chuyển mắt đi một tý, nếu thấy ảnh vật h tâm màng dây chữ thập, tức là có hi
khơng thấy cịn hiện tượng thị sai nữa th
2. Phương pháp đo cung
1/. Áp dụng
Phương pháp đo cung được áp dụng có hai hướng đo (hình 6.13).
2/. Quy trình đo
Giả sử cần đo góc bằng AOB. Đặt máy tại điểm O 1/. Ngắm A. Đọc số trên bàn đ
000'00".
2/. Ngắm B. Đọc số trên bàn độ ngang đ 3/. Đảo ống kính (trái, phải).
4/. Ngắm B. Đọc số trên bàn đ 5/. Ngắm A. Đọc số trên bàn đ
58
Hình 6.12
ịnh tâm máy chính xác
ới lỏng ốc nối giữa máy với chân máy ra, nhìn qua bộ phận định tâm quang học, dịch ển đầu máy cho tâm của nó vào đúng đỉnh góc cần đo. Vặn chặt ốc nối lại.
ều kiện cân máy có thể bị phá vỡ. Ta phải làm lại tiếp tục từ bư
ả hai điều kiện định tâm máy và cân máy đồng thời được bảo đảm mới thơi.
Tìm màng dây chữ thập rõ nét nhất
ầu trời trong sáng, xoay vịng kính mắt cho đến khi nào nhìn th ất thì thơi. Việc này phụ thuộc vào mắt của từng ng
ắm điểm mục tiêu
ộ trên ống kính (là đầu ruồi và khe ngắm hay ống ngắm s ải và lên hoặc xuống để tìm thấy mục tiêu. Hãm t
ứng lại. Vặn ốc điều ảnh để tìm ảnh mục tiêu rõ nét nhất. Điều này ph
êu chính xác
à đứng tương ứng thích hợp để đưa trung tâm màng dây ch
ợng thị sai
ịch chuyển mắt đi một tý, nếu thấy ảnh vật hình như cũng bị dịch chuyển một ít so với à có hiện tượng thị sai, ta vặn ốc điều ảnh một chút cho đến khi n ị sai nữa thì thơi.
ợc áp dụng khi tại mỗi trạm đo chỉ
ả sử cần đo góc bằng AOB. Đặt máy tại điểm O
ên bàn độ ngang được a' =
ộ ngang được b' = 3000'00".
ên bàn độ ngang được b" = 21000'10". ên bàn độ ngang được a" = 18000'00".
Hình 6.13
ộ phận định tâm quang học, dịch
ước c) trở đi cho ợc bảo đảm mới thơi.
ào nhìn thấy màng ắt của từng người.
ắm hay ống ngắm sơ bộ). êu. Hãm tất cả ốc khóa ày phụ thuộc vào
ưa trung tâm màng dây chữ thập
ũng bị dịch chuyển một ít so với ợng thị sai, ta vặn ốc điều ảnh một chút cho đến khi nào
3/. Tính tốn góc b
1/. Tính góc bằng ở lượt đo đi (nửa đầu) ' = b' 2/. Tính góc bằng ở lượt đo về (nửa sau)
" = b" 3/. Tính góc bằng một lần đo đủ
4/. Quy định
Các giá trị góc bằng ' và " khơng đư bàn độ ngang:
|
1/. Độ chênh góc giữa lượt đo đi với
|'| =
2/. Độ chênh góc cho phép giữa l
|
3. Phương pháp đo vòng
1/. Áp dụng
Phương pháp đo vịng được áp dụng khi tại mỗi trạm đo có
2/. Quy trình đo
59
ằng theo “hướng đo trực tiếp”
ợt đo đi (nửa đầu) ':
' = b' – a' = 3000'00" – 000'00" = 3000'00" ợt đo về (nửa sau) ":
" = b" – a" = 21000'10" – 18000'00" = 3000'10" ằng một lần đo đủ : 30 00 00 30 00 10 30 00 05 2 2
" không được khác nhau quá hai lần số đọc nhỏ nhất (2t) ở tren
' - "| 2t
ợt đo đi với lượt đo về:
= |' - "| =|3000'00" - 3000'10"|= 10"
ữa lượt đo đi với lượt đo về (với máy T100):
chophep| = 2t = 2.10" = 20"
ợc áp dụng khi tại mỗi trạm đo có từ ba hướng đo trở l
Hình 6.14
(6.10)
00'10" (6.10)
30 00 05 (6.12)
ợc khác nhau quá hai lần số đọc nhỏ nhất (2t) ở tren
(6.13)
60
1/. Quay ống kính thuận chiều kim đồng hồ, lần lượt ngắm các điểm A, B, C, A, đọc số tương ứng trên bàn độ ngang được: a , b , c , a1 1 1 1
1 a = 000'00". 1 a = 000'10". b1 = 7000'00". c1 = 23000'00". 2/. Đảo ống kính (trái, phải)
3/. Quay ống kính ngược chiều kim đồng hồ, lần lượt ngắm các điểm A, C, B, A, đọc số tương ứng trên bàn độ ngang được: a , b , c , a2 2 2 2:
2 a = 000'10". 2 a = 000'00". b2 = 25000'10". c2 = 5000'00".
3/. Tính tốn góc bằng theo “hướng đo trung bình”
1/. Tính hướng đo trung bình (theo hướng đo trực tiếp):
Từ a1,a1,a , a2 2 tính được 0 10 0 10
a 0 00 00 0 00 05 4 Từ b1,b2 tính được 0 10 b 70 00 00 70 00 05 2 Từ c1, c2 tính được 0 10 c 230 00 00 230 00 05 2
2/. Quy không hướng đầu (từng hướng đo trung bình được bớt đi a 0 00 05 ): a0 = aa = 000'05" 000'05" = 000'00"
b0 = ba = 7000'05" 000'05" = 7000'00" c0 = ca = 23000'05" 000'05" = 23000'00"
3/. Tính góc bằng giữa các hướng (theo hướng đo trung bình đã quy khơng): AOB = b0 a0 = 7000'00" 000'00" = 7000'00"
BOC = c0b0 = 23000'00" 7000'00" = 16000'00"
61
Sự khác nhau giữa lượt đo thuận chiều kim đồng hồ và lượt đo ngược chiều kim đồng hồ của cùng một hướng đo (sai số ngắm chuẩn 2c) không được vượt quá hai lần số đọc nhỏ nhất trên bàn độ ngang (2t).
1/. Tính sai số ngắm chuẩn khi đo ngắm từng hướng: 2c(OA) = 0"
2c(OB) = -10" 2c(OC) = -10".
2/. Tính sai số ngắm chuẩn cho phép (với máy T100): 2c = 2t = 2.10" = 20".
4. Phương pháp đo lặp
1/Phương pháp đo lặp được áp dụng khi tại mỗi trạm đo chỉ có hai hướng đo, góc cần được đo với độ chính xác cao hơn sai số đọc.
2/Thực chất của phương pháp đo lặp là lần lượt đặt n lần liên tiếp góc cần đo lên vành độ ngang, nhưng chỉ đọc số chính xác có hai lần đầu tiên và cuối cùng trong từng lượt đo mà thơi.
6.5. ĐỘ CHÍNH XÁC ĐO GĨC BẰNG
Trong kết quả đo góc bằng ln có chứa sai số. Những yếu tố nào gây ra sai số, mức độ ảnh hưởng của nó? Những biện pháp hạn chế, khắc phục các nguyên nhân gây ra sai số để nâng cao độ chính xác là gì?
1. Sai số do môi trường
1/. Do hiện tượng khúc xạ ngang. Cố gắng bố trí tia ngắm đi cách xa những vật cản hơn 1m. 2/. Do sự chuyển động đối lưu của lớp khơng khí ở gần mặt đất làm cho ảnh bị rung động. Cần bố trí sao cho tia ngắm đi cao hơn mặt đất hơn 1m.
3/. Do sương mù, bụi… làm cho ảnh mục tiêu bị mờ. Vì vậy cố gắng đo vào lúc đẹp trời, thời tiết ổn định.
2. Sai số do máy móc
Tuy máy móc đã được chế tạo, kiểm nghiệm và điều chỉnh nhưng khơng thể hồn hảo được, vẫn còn tồn tại các sai số:
1/. Sai số do trục ngắm khơng vng góc với trục quay nằm ngang của ống kính. 2/. Sai số do trục quay nằm ngang của ống kính khơng vng góc với trục đứng của máy. 3/. Sai số do trục đứng của máy không thật thẳng đứng.
4/. Sai số do lệch tâm giữa bàn độ ngang và vòng chuẩn ngang. 5/. Sai số do khắc vạch trên vành độ ngang không đều.
Biện pháp hạn chế, khắc phục nhữ phải xoay vành độ ngang đi một góc 180 vành độ ngang…
3. Sai số do con người
1/. Sai số đo định tâm máy sai (h
1
Trong đó:
e - đoạn tâm máy sai; SA - chiều dài cạnh kẹp góc; " = 206265";
1 - góc sai do định tâm máy sai.
Nếu khoảng cách từ máy đến ti
tâm máy nhờ bộ phận định tâm quang học chính xác
Hình 6.15
2/ Sai số đo định tiêu ng
Trong đó:
e1 - đoạn tiêu sai;
SA - chiều dài cạnh kẹp góc; " = 206265";
2- góc sai do định tiêu ng Nếu khoảng cách từ máy đến ti
phải dựng sào tiêu thật thẳng đứng, cố gắng ngắm đến gốc s
3/ Sai số ngắm mn
62
ện pháp hạn chế, khắc phục những sai số trên là: đo thuận và đảo ống kính, giữa n v
ộ ngang đi một góc 180/n để đặt góc cần đo lên những phần khác nhau của
ố đo định tâm máy sai (hình 6.15)
1 A e . S ạnh kẹp góc;
ịnh tâm máy sai.
ếu khoảng cách từ máy đến tiêu càng ngắn thì mức độ ảnh hưởng này càng tăng. Vi ờ bộ phận định tâm quang học chính xác hơn quả rọi.
Hình 6.16 êu ngắm sai (hình 6.16) 1 2 A e . S ạnh kẹp góc; êu ngắm sai.
ến tiêu càng ngắn thì mức độ ảnh hưởng này càng tăng. Khi đo ật thẳng đứng, cố gắng ngắm đến gốc sào tiêu.
ảo ống kính, giữa n vịng đo ững phần khác nhau của
(6.13)
ày càng tăng. Việc định
(6.14)
m Trong đó: 60" - góc ngắm nhỏ nhất m Vx - độ phóng đại của ống kính. Ống kính có độ phóng đại càng l 4/ Sai số đọc mo m Trong đó: t - độ chính xác của bộ phận đọc số.
4. Sai số do đối tượng đo: mặt đất cong
Sai số này bé, có thể bỏ qua đư
6.6.ĐO GĨC ĐỨNG
Góc đứng V là góc hợp bởi tia ngắm với một mặt phẳng nằm ngang. Nó l yếu tố để định vị điểm trong khơng gian. Bởi vậy phải đo góc đứng.
1. Tương quan giữa các bộ phận đo góc đứng
Muốn hiểu bản chất việc đo góc đứng, đứng (hình 6.17).
1/. Vạch chuẩn đứng 0-0 nằm ngang v 2/. Vành độ đứng gắn chặt với
3/. Cách ghi số độ trên vành đ đứng nằm ở bên trái ống kính th tăng theo chiều quay của kim đồng hồ.
2. Quy trình đo góc đứng.
Sau khi đã đặt máy tại trạm đo v góc đứng như sau: 63 n x 60 m V
ắm nhỏ nhất mà mắt thường phân biệt được; ại của ống kính. àng lớn thì kết quả đo góc càng chính xác. o t m 2 ộ chính xác của bộ phận đọc số. ợng đo: mặt đất cong qua được.
ợp bởi tia ngắm với một mặt phẳng nằm ngang. Nó là m ếu tố để định vị điểm trong khơng gian. Bởi vậy phải đo góc đứng.
ữa các bộ phận đo góc đứng
ốn hiểu bản chất việc đo góc đứng, cần phải hiểu tương quan giữa các bộ phận đo góc
Hình 6.17
ằm ngang và đứng yên cố định trong một mặt phẳng thẳng đứng. ắn chặt với ống kính, chúng quay được trong mặt phẳng thẳng đứng.
ên vành độ đứng của máy kinh vĩ Theo 020, T100 như sau: khi bàn đ ống kính thì sẽ có số 0 nằm ở vị trí cao nhất, số độ từ 0 đến 360
ều quay của kim đồng hồ.
ại trạm đo và đã hồn tất mọi cơng việc chuẩn bị xong rồi th
(6.15) (6.16) à một trong những ữa các bộ phận đo góc ố định trong một mặt phẳng thẳng đứng. ợc trong mặt phẳng thẳng đứng. ư sau: khi bàn độ ằm ở vị trí cao nhất, số độ từ 0 đến 360 được ghi
64
1/. Ngắm A. Đọc số trên bàn độ đứng, được: T = 8700'00". 2/. Đảo ống kính (trái T, phải P).
3/. Ngắm A. Đọc số trên bàn độ đứng, được: T = 27300'00".
3. Tính tốn.
1/ Xác định MO của bàn độ đứng.
1a) Định nghĩa MO:
MO là vị trí số 0 của bàn độ đứng. MO được thể hiện ra bằng số đọc trên bàn độ đứng khi đồng thời tồn tại các quy ước là bàn độ đứng đang ở bên trái ống kính và ống kính đang nằm ngang.
1b) Tính MO với máy Theo 020, T100.
) T 00 00 1 (P 180 (273 MO 80 ) 87 00 00 90 00 00 2 2