1. Với địa hình bằng phẳng a tính yếu tố bố trí
2.6.2 Các phương pháp chuyền độ cao qua sông
1. Thuỷ chuẩn hình học kép
Trước khi đo trên cả hai bờ ta chôn mốc Rp1 và Rp2 tại những vị trí mà độ cao tia ngắm trên 2- 3 m so với mặt đất, và cách mốc đó 10- 30m chọn các trạm đặt máy thuỷ chuẩn J1, và J2 (hình 2.5). Ở đây cần tuân theo sự cân bằng nhau của khoảng cách: 1 1 2 2 1 2 2 1 J Rp J Rp J Rp J Rp = = (2.11)
Sau khi đặt máy tai điểm J1 ta đọc số S1 trên mia sau đặt tại mốc chuẩn Rp1 và sau khi điều chỉnh tiêu cự đọc số T1 trên mia đặt tại mốc Rp2. Sau đó cẩn thận giữ cho tiêu cự ống kính khơng thay đổi, chuyển máy sang bờ bên kia và đặt tại trạm thứ hai J2. Không thay đổi tiêu cự đã đặt trước, đọc số S2 trên mia tại Rp1 và sau đó đọc số T2 trên mia đặt tại Rp2. Đến đây kết thúc một vòng đo. Những vòng đo như vậy được tiến hành nhiều lần tùy theo độ rộng và độ chính xác yêu cầu đối với việc chuyền độ cao.
Các số đọc trên mia xa được xác định bằng cách dùng bảng ngắm có vạch khắc phóng đại và di động được trên mia.
Trong trường hợp này, điều kiện bằng nhau về khoảng cách từ máy đến mia trước và mia sau bị vi phạm nghiêm trọng, nên các chênh cao nhận được sẽ chịu ảnh hưởng lớn độ cong Trái Đất, chiết quang đứng và sai số góc i của máy thủy chuẩn.
Số đọc trên mia xa bị sai lệch lớn. Còn trên các mia gần, số đọc sai lệch không đáng kể.
Chênh cao từ nửa vòng đo thứ nhất:
h1= S1 - T1 (2.12) Các số đọc trên mia S1 và T1 có biểu diễn như sau:
S1= a1 + dS’ tgi1 (2.13) T1= b1 + dT’ tgi1 + f1 (2.14) Trong đó:
a1 và b1 là những số đọc trên mia không bị ảnh hưởng của sai lệch. dtgi1 là thành phần ảnh hưởng do góc i của máy gây ra
f1 là ảnh hưởng của độ cong Trái Đất và chiết quang. Trong số đọc đến mia gần, ảnh hưởng này có thể bỏ qua.
Thay thế các giá trị số đọc S1 và T1 vào cơng thức (2.12) ta có: h1= a1 - b1 + (dS’- dT’) tgi1 - f1 (2.15) Chênh cao từ nửa vòng đo thứ hai, khi máy đã chuyển sang sông:
h2= S2 – T2 (2.16) Tương tự như trên, có thể viết:
T2= b2 + dT’’ tgi2 (2.18) Từ đó:
h2= a2 – b2 + (dS’’- dT’’) tgi2 + f2 (2.19)
Chênh cao trung bình giữa các mốc Rp1 và Rp2 từ vòng đo thứ nhất: h = (h1 + h2)/2
Thay vào công thức này các giá trị của công thức (2.15) và (2.19) và lưu ý điều kiện bằng nhau của các khoảng cách theo (2.11), chúng ta có:
h = [(a1 - b1)+ ( a2 – b2)]/2 +[ dS’(tgi1- tgi2) + dT’(tgi2 - tgi1) + (f2 - f1)]/2 (2.20) Từ công thức (2.20), chúng ta nhận thấy rằng, nếu trong quá trình đo đạc tại trạm máy thứ nhất và trạm máy thứ hai, ta giữ cho giá trị góc i khơng đổi (i1 = i2) và ảnh hưởng của chiết quang vẫn giữ nguyên trị số và dấu của nó (f1 = f2) thì chênh cao trung bình của vịng đo sẽ khơng chịu ảnh hưởng của các yếu tố đó:
h = [(a1 - b1)+ ( a2 – b2)]/2 (2.21)
Dễ dàng nhận thấy rằng, một thay đổi rất nhỏ của góc i giữa các nửa vịng đo cũng sẽ gây ra sai số đáng kể trong các chênh cao, chẳng hạn như góc i thay đổi 2’’ và độ rộng của sơng là 1000m thì:
∆hi = 0.5d (tgi2 - tgi1) = 0.5d(i2 - i1)/’’ = 5mm
Vì vậy u cầu phải có những biện pháp ngăn ngừa để cho lưới ảnh hưởng nhiệt độ hoặc chấn động di chuyển máy thì trị số góc i vẫn khơng thay đổi.
Theo số liệu thử nghiệm, nếu như nhiệt độ thay đổi 1oC thì giá trị góc i sẽ thay đổi trung bình vào khoảng 0.5”. Trong thời gian chuyền độ cao, cần phải xác định góc i cẩn thận và cố gắng đưa nó về trị số khơng đáng kể.
Mỗi vòng đo cần tiến hành trong thời gian ngắn nhất, trong những điều kiện ngoại cảnh như nhau, để cho ảnh hưởng do chiết quang tại các bờ khác nhau tương tự như nhau. Ngồi ra để giảm ảnh hưởng chiết quang thì nên chuyển độ cao đồng thời bằng hai máy thủy chuẩn từ hai bờ khác nhau, và sau đó thay đổi vị trí máy cho nhau.
2.Thuỷ chuẩn lượng giác
Để chuyền độ cao bằng phương pháp này, người ta đo các góc thiên đỉnh bằng các máy kinh vĩ quang học chính xác tong thời gian hình ảnh yên tĩnh. Việc quan trắc tiến hành theo hai hướng thuận và nghịch (đo đi và đo về) đồng thời bằng 2 máy.
Các điểm độ cao A và B (hình 2.6) mà giữa các điểm đó ta chuyền độ cao qua sông, là các điểm của lưới tam giác cầu và cũng được cấu tạo như là những điểm mốc thủy chuẩn.
Các máy kinh vĩ và các tiêu ngắm được đặt tại các đỉnh của hình bình hành mà các khoảng AD và BC bằng nhau, cố gắng sao cho chênh độ dài của chúng không quá 3m. Để làm tiêu ngắm, người ta dùng 3 bảng ngắm với vạch của bảng ngắm đó với các vạch tương ứng trên mia. Tại các điểm A và B, mia được đặt thẳng đứng có cọc chống hoặc giây chằng cẩn thận.
Sau khi xác định vị trí thiên đỉnh (MZ) của máy kinh vĩ và đặt số đọc 90o+ MZ trên bàn độ đứng, đồng thời tại cả hai bên bờ sơng ta xoay ống kính ngắm vào mia gần, đưa bọt nước bàn độ đứng vào giữa và tiến hành đọc số trên mia.
Số đọc đó tương ứng với độ cao máy i so với mốc thủy chuẩn. Muốn đo góc thiên đỉnh thì ta ngắm đến các vạch khắc lớn của mia xa bằng thuận đảo kính (bàn độ trái và bàn độ phải), thực hiện như vậy 2- 3 vòng đo.
Sau khi kết thúc đo trên bờ người ta chuyển máy kinh vĩ qua sông, thay đổi vị trí máy cho nhau. Quan trắc từ bờ bên kia (bờ đối diện) được bắt đầu bằng đo góc thiên đỉnh đến mia xa và kết thúc bằng xác định độ cao của máy.
Đối với thủy chuẩn lượng giác hai chiều ta có:
h = Stg (z2 - z1)/2 + (l1 + i1)/2 - (l2 + i2)/2 (2.22)
Trong đó: z1 và z2 là góc thiên đỉnh tới các bảng ngắm cùng tên được đo đồng thời bằng các máy kinh vĩ khác nhau; l1 và l2 là độ cao của bảng ngắm cùng tên so với chân mia; i1 và i2 là độ cao của máy so với các mốc thủy chuẩn A và B; S là khoảng cách giữa các mốc thủy chuẩn A và B được xác định từ tính tốn lưới tam giác cầu.
Từ tất cả các chênh cao nhận được ta tính chênh cao trung bình và theo các sai lệch so với trị trung bình mà đánh giá độ chính xác chuyền độ cao.
Hình 2.6. Phương pháp thủy chuẩn
lượng giác
A
B C
Hình 2.7. Phương pháp thủy chuẩn thủy tĩnh
Hiện nay, với sự phát triển của công nghệ đo bằng máy tồn đạc điện tử chính xác, việc chuyền độ cao qua sơng sẽ thuận lợi và chính xác.
3. Đo thủy chuẩn thuỷ tĩnh
Để chuyền độ cao chính xác qua sơng rộng, có thể dùng phương pháp thuỷ chuẩn thuỷ tĩnh. Trên đáy sông, đặt một ống mềm chắc chắn chứa đầy nước dưới áp suất cao, để trong ống khơng cịn bọt khí. Ở các đầu ống cắm những ống thuỷ tinh có các vạch khắc và được gắn chặt vào các cột bên bờ (hình 2.7).
Các mốc thủy chuẩn Rp1 và Rp2 cần được chơn ở vị trí ổn định và cách các cột đó một khoảng bằng khoảng cách giữa các trạm máy khi đo thủy chuẩn. Trong quan trắc, coi mặt thoáng của chất lỏng trong các ống N1 và N2 nằm trên cùng một mặt phẳng và dùng hai máy thủy chuẩn để nối mặt phẳng đó với các mốc thủy chuẩn Rp1 và Rp2.
Việc đo đạc được tiến hành trong những khoảng thời gian quy định. Đồng thời tại mỗi bờ cần đo áp suất và nhiệt độ khơng khí của nước để khi cần thiết có thể hiệu chỉnh vào kết quả đo. Từ nhiều lần đo, lấy kết quả trung bình. Trong các điều kiện thuận lợi, phương pháp này đảm bảo chuyền độ cao qua sông lớn với sai số vài mm.