1. Thao tác tại trạm đo
a- Định tâm và cân bằng máy
Khi đặt máy đo gĩc bằng, trục chính của máy kinh vĩ phải thẳng đứng và đi qua tâm mốc đặt tại đỉnh gĩc đo. Điều chỉnh để trục chính của máy thẳng đứng theo phương dây dọi gọi là cân bằng máy. Thao tác đưa trục chính đang ở phương thẳng đứng đi qua tâm mốc gọi là định tâm máy.
Quá trình định tâm và cân bằng máy độc lập nhau đối với máy định tâm bằng dây dọi, nhưng lại phụ thuộc nhau đối với máy định tâm bằng dọi quang học.
Cách định tâm và cân bằng máy như sau:
Đối với định tâm bằng dây dọi
g Định tâm: đặt chân ba cĩ gắn máy kinh vĩ và dây dọi lên cọc mốc sao cho đầu nhọn của quả dọi gần trùng với tâm mốc, chú ý để đầu chân ba nằm ngang và ba ốc cân cao như nhau. Làm trùng đầu nhọn quả dọi với tâm mốc bằng một trong ba cách:
- Dùng chân ấn các đầu chân ba xuống đất
- Nới ốc xiết thay đổi chiều dài chân ba rồi xiết lại
- Nới ốc nối dịch chuyển máy trên đầu chân ba rồi xiết lại
g Cân bằng máy: nới ốc hãm bán phần đưa trục ống thăng bằng dài trên bàn độ ngang song song với đường nối hai ốc cân, xoay hai ốc này ngược chiều nhau đưa bọt thủy vào giữa, quay máy đi 90o, dùng ốc thứ ba cịn lại đưa bọt thủy vào giữa, lúc này đầu nhọn quả dọi vẫn nằm trùng với tâm mốc (tính độc lập).
Đối với máy định tâm bằng dọi quang học
g Khi chưa gắn máy kinh vĩ vào chân ba
Rút ba chân ra dài bằng nhau, để ốc nối ở giữa đầu chân ba, đặt chân ba lên dấu mốc, di chuyển chân ba sao cho tâm mốc được nhìn thấy trong lỗ ốc nối (lưu ý: để mặt trên đầu chân ba nằm ngang). Vặn chặt máy kinh vĩ vào chân ba, cân bằng máy, làm trùng chữ thập dọi quang học với tâm mốc bằng một trong ba cách như đã trình bày ở mục a.
g Khi đã gắn máy kinh vĩ vào chân ba
Rút ba chân dài bằng nhau. Ấn chặt đầu một chân xuống đất cách tâm mốc khoảng 0,5 m. Hai tay nhấc hai chân khác dịch chuyển sao cho giao điểm chữ thập dọi quang học trùng với tâm mốc rồi ấn chặt. Lưu ý để đầu chân ba nằm ngang và các ốc cân cao bằng nhau. Cân bằng sơ bộ theo ống thăng bằng trịn, cân bằng chính xác theo ống thăng bằng dài. Sau khi cân bằng máy, tâm mốc sẽ lệch ra khỏi chữ thập (tính phụ thuộc). Sử dụng một trong ba cách ở mục a để định tâm lại. Quá trình định tâm và cân bằng máy tùy theo tay nghề của người đo, lập lại vài ba lần mới đạt yêu cầu.
b- Ngắm mục tiêu
Trước khi ngắm mục tiêu phải điều chỉnh thị kính để nhìn rõ lưới chữ thập. Đầu tiên sơ bộ ngắm mục tiêu nhờ bộ phận ngắm sơ bộ (ống đen nhỏ cĩ chữ thập sáng hoặc đầu ruồi) gắn trên lưng ống kính. Khi mục tiêu trùng với đường chuẩn của bộ phận ngắm sơ bộ thì khĩa ốc hãm bàn độ và ống kính. Dùng ốc điều quang điều chỉnh cho ảnh của mục tiêu rõ nét. Dùng ốc vi động bàn độ ngang và ốc vi động ống kính đưa giao điểm chữ thập vào đúng mục tiêu.
c- Đặt số đọc hướng ban đầu
Trong đo gĩc cũng như bố trí gĩc bằng, hướng ban đầu thường đặt là 0o00’00’’ hoặc
/ o
180 n ; với: n - là số vịng đo gĩc.
Tùy theo loại máy ta cĩ cách đặt trị số hướng ban đầu khác nhau.
- Đối với máy 2T30P và WildT16: mở ốc hãm bán phần quay máy đến gần số đọc định trước, ví dụ 0o00’00”. Xiết ốc hãm bán phần, xoay ốc vi động để được số đọc chính xác. Mở ốc hãm tồn phần quay ống kính ngắm chính xác điểm đầu. Đối với máy Wild T16, thay vì mở ốc hãm tồn phần ta bật ốc số 5 (H.4.25) nằm ngang, sau đĩ mở ốc hãm bàn độ ngang (26) quay ống kính ngắm chính xác điểm đầu.
- Đối với máy 3T5KP: mở ốc hãm bàn độ ngang ngắm chính xác điểm đầu rồi xiết lại. Lúc đĩ số đọc trên bàn độ ngang sẽ là số bất kỳ. Vừa ấn vừa xoay ốc số 4 (H.4.22) đến khi được số đọc 0o00’00” hoặc 180 n .o/
- Đối với máy kinh vĩ điện tử Leica: mở ốc hãm bàn độ ngang ngắm chính xác điểm đầu rồi xiết lại, bật cơng tắc điện, sau 2 giây màn hình hiện số, ấn đúp phím OSET đưa số đọc hướng đến giá trị 0o00’00”.
2. Các phương pháp đo gĩc bằng
a- Phương pháp đo đơn (đo cung)
Phương pháp đo đơn được sử dụng để đo gĩc cĩ hai hướng (H.4.36). Tùy theo độ chính xác yêu cầu, cĩ thể đo gĩc bằng một vịng đo hoặc nhiều vịng đo. Mỗi vịng đo cĩ hai nửa vịng đo thuận kính và đảo kính.
g Nửa vịng đo thuận kính: (bàn độ đứng bên trái ống kính) Giả sử cần đo gĩc AOB, đặt máy tại O.
- Đặt trị số hướng ban đầu a1 = 00o00’ (hoặc 180 n ) ngắm chính xác A.o/
- Mở ốc hãm bán phần, quay ống kính thuận chiều kim đồng hồ, ngắm chính xác B đọc được số b1.
- Giá trị gĩc đo thuận kính là:
β =1 b1−a1 (4.18) vì: a1=0 00o '; nên: βI = b1
g Nửa vịng đo đảo kính: (bàn độ đứng bên phải ống kính) - Đảo ống kính qua thiên đỉnh
- Mở ốc hãm bán phần quay ống kính ngắm B chính xác, đọc được b2. - Quay ống kính ngược chiều kim đồng hồ ngắm chính xác A, đọc được a2. - Giá trị gĩc đo đảo kính là:
β =2 b2−a2 (4.19)
Nếu chênh lệch kết quả giữa hai nửa lần đo khơng vượt quá hai lần độ chính xác đọc số theo vành độ ngang (2× '
'
0 5 = 1’ đối với máy 2T30P và 2× ' '
01 = ' '
0 2 đối với máy 3T5KP ) thì tính giá trị gĩc đo bằng một vịng đo:
1 2 2
β + β
β = (4.20)
Chú ý:
- Nếu tại một trạm, đo gĩc bằng n vịng đo thì trị số hướng ban đầu sẽ khác nhau
/ o
180 n ở mỗi vịng đo và trị số gĩc cuối cùng là trị trung bình cộng của các kết quả ở các vịng đo.
- Nếu chỉ đo một vịng đo thì ở nửa vịng đo đảo kính phải xoay bàn độ đi 90o rồi mới tiến hành đo.
- Mẫu số đo và trình tự ghi sổ, tính tốn (số trong ngoặc đơn) kết quả đo gĩc bằng theo phương pháp đo đơn bằng hai vịng đo sử dụng máy kinh vĩ 2T30P được thể hiện ở bảng 4.2. Bảng 4.2 Trạm đo Vịng đo Điểm ngắm Vị trí bàn độ Số đọc trên bàn độ ngang Trị số gĩc nửa vịng đo Trị số gĩc một lần đo Trị số gĩc hai lần đo 0 1 A Trái 00o00’,0(1) 138o39’,0(5) 138o38’,7(7) 138o38’,5(15) B 138o39’,0(2) B Phải 318o39’,0(3) 138o38’,5(6) A 180o00’,5(4) 2 A Trái 90o07’,0(8) 138o38’,5(12) 138o38’,2(14) B 228o45’,5(9) B Phải 48o46’,0(10) 138o38’,0(13) A 270o08’,0(11)
b- Phương pháp đo tồn vịng
Phương pháp này được sử dụng để đo gĩc cĩ từ ba hướng trở lên. Giả sử cần đo gĩc cĩ bốn hướng OA, OB, OC, OD (H.4.37). Đặt máy kinh vĩ tại O.
gNửa vịng đo thuận kính
- Đặt trị số hướng ban đầu a1 (cĩ thể bằng 00o00').
- Quay ống kính thuận chiều kim đồng hồ lần lượt ngắm chính xác các điểm A, B, C, D rồi trở về A được các số đọc tương ứng a1,b1,c1,d1,a’1 .
- Chênh lệch giữa hai số đọc a1 và a’1 khi ngắm cùng hướng OA khơng được vượt quá độ chính xác đọc số (sai số trung phương đọc số).
g Nửa vịng đo đảo kính
- Đảo ống kính qua thiên đỉnh, quay ống kính ngược chiều kim đồng hồ lần lượt ngắm A, D, C, B, A được các số đọc tương ứng a’2, d2, c2, b2, a2.
- Chênh lệch trị số gĩc AOB, BOC, COD, DOA giữa hai nửa vịng đo khơng được vượt quá hai lần sai số đọc số.
- Nếu gĩc được đo n vịng thì trị số hướng ban đầu ở mỗi vịng đo sẽ khác nhau 180 n và trị số gĩc là trị trungo/ bình cộng của các vịng đo.
Mẫu số và trình tự ghi sổ, tính tốn (số trong ngoặc đơn) kết quả đo gĩc theo phương pháp đo tồn vịng ở vịng đo thứ nhất bằng máy kinh vĩ 3T5KP được thể hiện ở bảng 4.3.
Bảng 4.3 Trạm đo Vịng đo Điểm ngắm Số đọc bàn độ ngang Trung bình hướng Giá trị gĩc một vịng đo Giá trị gĩc n vịng đo Bàn độ trái Bàn độ phải 0 1 {00o05’,4}(16) A 00o05’,4(1) 180o05’,6(10) 00o05’,4(11) 68o14’,2(17) 81o17’,7(18) 46o06’,5(19) 64o21’,6(20) B 68o19’,6(2) 248o19’,7(9) 68o19’,6(12) C 149o37’,2(3) 329o37’,4(8) 149o37’,3(13) D 295o43’,8(4) 115o43’,9(7) 295o43’,8(14) A 00o05’,3(5) 180o05’,5(6) 00o05’,4(15) Trị số hướng( )16 ( ) ( )11 15 2 + = , các trị số gĩc (17), (18), (19), (20) bằng hiệu số giữa các hướng (12), (13), (14), (15) với hướng (16).
3. Độ chính xác đo gĩc bằng
Các nguồn sai số cơ bản ảnh hưởng đến độ chính xác đo gĩc bằng bằng máy kinh vĩ kỹ thuật bao gồm sai số do máy, sai số định tâm máy, sai số đặt tiêu ngắm chưa đúng tâm và chưa thẳng đứng, sai số bắt mục tiêu và sai số đọc số.
Bốn nguồn sai số đầu hoặc rất nhỏ hoặc cĩ thể loại trừ bằng phương pháp đo và bằng
Hình 4.37 Hình 4.36
sự cẩn thận trong khi đo nên độ chính xác đo gĩc bằng chủ yếu phụ thuộc vào sai số đọc số mo
Khi đo gĩc đơn AOB, mỗi lần ngắm điểm A hoặc điểm B ta phải đọc số với sai số trung phương đọc số là mo.
Trị số gĩc đo bằng nửa vịng đo được tính bằng hiệu hai số đọc (xem (4.18), (4.19)) nên sai số trung phương đo gĩc bằng nửa vịng đo:
'
1 2 o
mβ =mβ =mβ =m 2 (4.21)
Trị số gĩc đo bằng một vịng đo bằng trung bình kết quả của hai nửa vịng đo (4.20) nên sai số trung phương đo gĩc bằng một vịng đo sẽ là:
' o o m m 2 m m 2 2 β β= = = (4.22)
Nếu nhận sai số giới hạn bằng hai lần sai số trung phương thì sai số giới hạn đo gĩc bằng bằng một vịng đo:
o
2m 2m
β β
∆ = = ± (4.23)
Như vậy, hiệu các trị số gĩc ở hai lần đo thuận kính và đảo kính khơng được vượt quá o
2m
± , ví dụ máy kinh vĩ 2T30P cĩ mo = ±30” nên cĩ sai số đo gĩc một vịng đo bằng ±30” và
Chương 5
DỤNG CỤ VAØ PHƯƠNG PHÁP ĐO DAØI
5.1. KHÁI NIỆM CHUNG
Khoảng cách hay độ dài là một trong những yếu tố để xác định vị trí khơng gian của các điểm trên mặt đất tự nhiên.
Độ dài của một đoạn thẳng được hiểu là hình chiếu của nĩ trên mặt phẳng nằm ngang. Do đĩ, khi đo độ dài giữa hai điểm trên mặt đất, ngồi khoảng cách ta cịn phải đo độ nghiêng giữa hai điểm đĩ. Nếu gọi AB là khoảng cách đo trên mặt đất, V là gĩc nghiêng giữa hai điểm AB thì khoảng cách ngang ab sẽ là:
ab = ABcosV (5.1)
Đo dài bao gồm đo trực tiếp và đo gián tiếp. Đo dài bằng thước dây vải, đo dài bằng thước thép, thước dây inva là đo dài trực tiếp. Đo dài quang học, đo dài quang điện, đo một số yếu tố gĩc và cạnh trong tam giác để tính chiều dài của một cạnh là đo dài gián tiếp.
Để đáp ứng độ chính xác đo dài khác nhau ta sử dụng phương pháp đo khác nhau, điều này được thể hiện ở bảng 5.1.
Bảng 5.1
STT Độ chính xác đo dài Phương pháp đo dài
1 2 3 4 <1:500 Từ 1:1000 ÷1:3000 Từ 1:5000 ÷1:10000 Từ 1:25000 ÷1:100000
Đo dài bằng thước dây vải, đo dài chỉ lượng cự
Đo dài bằng thước thép, đo dài quang học, đo dài điện quang
Đo dài bằng thước thép chính xác, đo dài quang học, đo dài điện quang
Đo dài bằng thước dây inva, đo dài điện quang
Trong chương này chỉ đề cập đến phương pháp đo dài bằng thước thép, đo dài chỉ lượng cự và đo dài điện quang là những phương pháp đo dài được phổ biến rộng rãi hiện nay.