1. Dụng cụ đo
a- Thước thép
Thước thép được làm bằng thép mỏng 0,4 mm, rộng 15-25 mm với các độ dài 20 m, 24 m, 30 m, 50 m. Thước được chia vạch nhỏ nhất là dm, cm hoặc mm từ đầu đến cuối. Cĩ loại
chỉ chia vạch mm ở đoạn thước đầu, các đoạn thước cịn lại chia đến cm. Thước được cuộn trong vịng sắt trịn hay hộp kín. Hai đầu thước cĩ khoen hoặc tay cầm để kéo căng thước. Cần lưu ý xác định vị trí điểm 0 của đầu thước vì vị trí điểm 0 cĩ thể nằm ở đầu thước nhưng cũng cĩ khi nằm ở khoen cầm. Vì làm bằng thép cứng nên thước rất dễ bị gãy hay bị mĩp làm thay đổi chiều dài nên khi sử dụng thước phải hết sức cẩn thận, nhất là khi đo ở đường phố cĩ nhiều xe cộ qua lại, khi di chuyển thước và khi cuộn thước vào hộp.
Hình 5.1 b- Dụng cụ bổ trợ
Dụng cụ bổ trợ đo dài thước thép gồm cĩ sào tiêu (jalon) và bộ phít sắt (H.5.2).
Sào tiêu được làm bằng thép trịn rỗng Φ10-15 mm dài 1,5 m, nhọn ở đầu dưới, sơn đoạn trắng đoạn đỏ, mỗi đoạn dài 20cm. Tiêu được dùng để dĩng hướng đường thẳng khi đo dài và làm tiêu ngắm khi đo gĩc.
Bộ phít sắt gồm 11 cây được làm bằng thép đặc Φ 5-6 mm, dài 30 cm, nhọn đầu dưới, uốn trịn đầu trên để xâu vào một vịng sắt. Phít sắt cũng được sơn đoạn trắng, đoạn đỏ. Ngồi tác dụng đánh dấu hai đầu thước và tính số lần đặt thước, phít sắt cịn được dùng để dựng cây tiêu (ba phít), làm tiêu ngắm đo gĩc khi hướng ngắm ngắn.
Hình 5.2 Hình 5.3
2. Định hướng thẳng
Tuyến đo dài giữa hai điểm AB là giao tuyến giữa mặt phẳng thẳng đứng qua hai điểm AB và mặt đất tự nhiên. Tuyến đo sẽ là đường thẳng nếu địa hình bằng phẳng, là đường cong nếu địa hình phức tạp (H.5.3). Trường hợp tuyến đo là đường thẳng dài khoảng 100- 150 m, để làm căn cứ kéo thước đúng trên tuyến đo ta chỉ cần dựng hai sào tiêu ở hai đầu. Nếu tuyến đo khá dài hoặc là đường cong thì phải bố trí thêm một số điểm dựng sào tiêu ở giữa. Việc bố trí một số điểm dựng sào tiêu nằm trên tuyến đo dài giữa hai điểm AB, gọi là
định hướng thẳng. Khoảng cách giữa các điểm dựng sào tiêu ở giữa là 70-100 m nếu tuyến đo dài là đường thẳng và 20-50 m nếu là đường cong. Tùy theo độ chính xác yêu cầu cĩ thể
định hướng thẳng bằng mắt, bằng ống nhịm hoặc máy kinh vĩ.
a- Định hướng thẳng khi A nhìn thấy B
Dựng cố định hai sào tiêu ở A và B, người thứ nhất đứng cách sào A khoảng 2 m ngắm về sào B sao cho sào A che lấp sào B, đồng thời điều khiển người thứ hai cầm sào tiêu di chuyển vào tuyến đo cho tới khi sào A che lấp sào đặt tại điểm 1, rồi đĩng cọc đánh dấu. Bằng cách tương tự điều khiển dựng sào và đĩng cọc đánh dấu tại điểm 2 …
Khi A nhìn thấy B việc định hướng thẳng bằng máy kinh vĩ thường kết hợp với quá trình đặt thước đo dài. Khi đĩ một người đặt máy kinh vĩ tại A ngắm chuẩn về sào tiêu đặt tại B, cố định bàn độ ngang, chúc ống kính xuống điều khiển để người cầm đầu thước phía trước đặt phít sắt vừa đúng điểm cuối thước đo vừa nằm trên tuyến đo dài.
b- Định hướng thẳng trong trường hợp A khơng nhìn thấy B
Khi giữa hai điểm A, B ở hai bên ngọn đồi khơng nhìn thấy nhau, ta định hướng thẳng theo phương pháp nhích dần như sau:
Dựng hai tiêu cố định tại A và B
(H.5.4). Người cầm tiêu thứ nhất dựng tại
điểm b1 nằm gần hướng AB nhìn thấy A.
Người cầm tiêu thứ hai dựng tại điểm a1 nằm
trên hướng Ab1 nhìn thấy B. Người thứ nhất
di chuyển đến điểm b2 nằm trên hướng Ba1
nhìn thấy A. Người thứ hai di chuyển đến
a2 trên hướng Ab2 nhìn thấy B. Cứ tiếp tục
cho đến khi người thứ nhất nhìn thấy ba
tiêu đặt tại a, b, A trùng nhau và người
thứ hai cũng nhìn thấy các tiêu đặt tại b,
a, B trùng nhau thì dừng lại.
Khi sử dụng máy kinh vĩ, ta đặt máy (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
tại M1 nằm khá gần tuyến AB (H.5.5). Đo
gĩc α1 giữa hai hướng M1A và M1B.
- Nếu α1<180o thì dời máy về phía
tuyến AB một đoạn d1 = M1M2 đến điểm
M2, đo gĩc α2.
- Nếu α2 <180o thì tiếp tục dời máy
đến điểm M nằm trên tuyến đo AB.
- Đoạn d2 = M2M cĩ thể tính trước theo
cơng thức [6]: ( o ) 1 2 2 2 1 d 180 d = − α α − α (5.2)
Điểm M được đánh dấu bằng cọc gỗ để dĩng hướng đo dài sau này.
3. Phương pháp đo
a- Trường hợp mặt đất bằng phẳng
Giả sử đo đoạn thẳng AB bằng thước
thép thường 20 m, cần cĩ ít nhất hai người
(người sau và người trước), một thước thép
bản, một bộ phít gồm 11 cây, một hoặc hai
sào tiêu. Người sau cầm đầu thước cĩ vạch
“0”, cắm một phít tại tâm đỉnh cọc A, giữ
chặt đầu thước sao cho vạch “0” trùng đúng
điểm A. Người trước cầm đầu thước cĩ vạch
74
Hình 5.5 Hình 5.4
“20m” và 10 phít. Người này căng thước đo thật nằm ngang và đặt thước đúng tuyến AB theo sự điều khiển của người sau, sau đĩ cắm một phít tại vạch 20. Tiếp theo người sau nhổ phít tại A, người trước để lại cây phít vừa cắm, cả hai cùng tiến về phía B (trong khi di chuyển khơng nên để thước bị kéo lê dưới đất). Khi người sau đến vị trí cây phít do người trước để lại thì ra hiệu cho người trước dừng. Các động tác được lặp lại như ở đoạn đo thứ nhất cho tới khi đo xong đoạn cuối cùng.
Số phít nằm trong tay người sau bằng chính số lần đặt thước. Khi số phít trong tay người trước đã hết, cĩ nghĩa là đoạn đã đo dài bằng 10 lần đặt thước. Để đo tiếp, người sau phải đưa lại tồn bộ phít (chỉ cĩ 10 phít, một phít cịn cắm dưới đất chỗ người sau) cho người trước và ghi một lần trao phít vào sổ.
Đoạn cuối thường ngắn hơn độ dài một đoạn thước nên người trước phải căn cứ vào tâm đỉnh cọc B để đọc số trên thước.
Ví dụ: sau khi đo, số lần trao phít là 1, số phít trong tay người sau là 4, số đọc đoạn cuối là 13,26 m, chiều dài cạnh AB sẽ là:
SAB = 20.10 + 20.4 + 13,26 = 293,26 m
Để kiểm tra kết quả đo và tăng cường độ chính xác, thường phải đo hai lần đi, về trên một cạnh. Chênh lệch kết quả giữa hai lần đo đi, đo về khơng được lớn hơn 1:2000 chiều dài cạnh đo. Khi điều kiện này thỏa mãn thì lấy trị trung bình của hai lần đo làm kết quả cuối cùng. Cần lưu ý điều kiện trên đây nêu lên chỉ nhằm đánh giá mức cẩn thận của người đo để đạt độ chính xác của phương pháp chứ khơng phải độ chính xác đã đạt được.
b- Trường hợp mặt đất dốc
Nếu mặt đất giữa hai điểm cần đo cĩ độ dốc thì dùng “phương pháp nấc thang” để đo độ dài. Khi đo, ngồi các dụng cụ đã dùng ở trường hợp trước, cần cĩ thêm thủy bình cầm tay và dây dọi. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đặt một đầu thước sát mặt đất, ở đầu kia dùng dây dọi để đánh dấu điểm dưới đất (H.5.7). Thước được đặt nằm ngang nhờ thủy bình cầm tay.
Hình 5.7 Hình 5.8
Nếu mặt đất giữa hai điểm cần đo tương đối phẳng và dốc đều thì đo khoảng cách D trên mặt dốc và gĩc nghiêng V, rồi tính độ dài nghiêng SAB theo cơng thức:
SAB = DcosV (5.3)
Trường hợp biết hiệu độ cao h giữa hai điểm A và B, độ dài ngang tính theo cơng thức: 2 2
AB
S = D −h (5.4)
cao máy i. Quay ống kính ngắm chỉ giữa vào mia dựng ở B tại vị trí cĩ số đọc đúng bằng chiều cao máy i rồi đọc số trên bàn độ đứng.
4. Độ chính xác đo dài bằng thước thép
Khi đo dài bằng thước thép trực tiếp trên mặt đất thường phạm phải những sai số chủ yếu sau đây:
Sai số do chiều dài thực của thước khác với chiều dài danh nghĩa (sai số kiểm nghiệm thước). Ví dụ chiều dài thực là 20,000 m nhưng chiều dài danh nghĩa là 20,001 m.
1- Sai số do thước bị dãn nở theo nhiệt độ. Nếu nhiệt độ lúc đĩ cao hơn nhiệt độ lúc xác định chiều dài danh nghĩa thì thước sẽ bị dài ra.
2- Sai số do đặt thước khơng trùng với hướng giữa hai điểm đầu cạnh đo làm cho kết quả đo dài lớn hơn độ dài thực của cạnh đo.
3- Sai số do căng thước khác với lực căng chuẩn khi xác định chiều dài danh nghĩa của thước trong phịng thí nghiệm, sai số này mang tính chất ngẫu nhiên ...
4- Sai số do đo dài trên mặt đất nghiêng trên 2o nhưng khơng tính số hiệu chỉnh. 5- Sai số do thước bị cong ngang (do giĩ hay bị vướng cỏ) cong lên hoặc võng xuống (do mặt đất khơng bằng phẳng) làm cho kết quả đo luơn lớn hơn độ dài thực của cạnh đo.
6- Sai số do khơng đồng thời làm trùng vạch khắc hai đầu thước với hai tâm mốc của đoạn đo, do phít sắt đánh dấu đoạn đo bị nghiêng hoặc dịch chuyển …
Do ảnh hưởng tổng hợp của các nguồn sai số nĩi trên mà phương pháp đo dài bằng thước thép trên mặt đất chỉ đạt:
1:3000 khi đo ở địa hình bằng phẳng thuận lợi, 1:2000 khi đo ở vùng cĩ địa hình trung bình,
1:1000 khi đo ở vùng cĩ địa hình phức tạp, bị chia cắt, dốc, cĩ nhiều bụi rậm
Cần lưu ý độ chính xác của phương pháp đo dài bằng thước thép được đặc trưng bằng sai số trung phương tương đối tính từ sai số thực hoặc sai số xác suất nhất của các kết quả đo nhiều lần một đại lượng đã biết hoặc chưa biết rút ra từ các thực nghiệm (xem mục 3.4, 3.5 chương 3).
Để kiểm tra mức độ cẩn thận của việc đo nhằm đạt được độ chính xác nĩi trên của phương pháp, người ta thường tính tỉ số giữa chênh lệch kết quả hai lần đo đi, đo về với trị trung bình của chúng. Tỉ số này khơng vượt quá 1:2000 khi đo ở vùng thuận lợi và 1:1000 ở vùng khĩ khăn.
Trong thực tế đo đạc, nhiều khi tỉ số ∆S S/ tính được bằng 1:20000, 1:50000, thậm chí 1:100000. Điều đĩ khơng cĩ nghĩa là độ chính xác đo dài bằng thước thép đạt được là 1:20000, 1:50000 hay 1:100000, mà thực ra cũng chỉ đạt 1:2000 hoặc 1:3000. Những tỉ số khá cao nĩi trên chứng tỏ mức độ cẩn thận giữa hai lần đo đi, đo về gần như nhau.
Để nâng cao độ chính xác đo dài thước thép lên 1:5000 trở lên phải kiểm nghiệm thước để xác định chiều dài thực, đo dài trên đầu cọc đĩng xuống đất, căng thước bằng lực kế 5-10 kg, đo nhiệt độ và tính số hiệu chỉnh do ảnh hưởng của nhiệt độ, đo chênh cao giữa hai đầu thước và tính số hiệu chỉnh, điều khiển đặt thước trên tuyến đo bằng máy kinh vĩ …