MỤC LỤCPHẦN 1: MỘT SỐ KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ TRẮC ĐỊA BẢN ĐỒ .......................................... 6

Bài mở đầu..............................................................................................................6I. Đối tượng nghiên cứu của ngành Trắc địa.....................................................6II. Vai trò của Trắc địa trong nền kinh tế quốc dân và quốc phòng..................6III. Khái quát về lịch sử của ngành Trắc địa.....................................................7

Chương 1: Những khái niệm cơ bản.......................................................................91.1. Các đơn vị đo dùng trong trắc địa..............................................................9

1.1.1. Đơn vị đo chiều dài.....................................................................91.1.2. Đơn vị đo góc..............................................................................9

1.2. Các mặt chuẩn quy chiếu độ cao...............................................................121.2.1. Mặt thủy chuẩn quả đất và mặt thủy chuẩn gốc........................121.2.2. Geoid và Kvadigeoid.................................................................121.2.3. Elipxoid quả đất và Elipxoid thực dụng....................................131.2.4. Kích thước trái đất.....................................................................15

1.3. Hệ tọa độ cầu trong trắc địa.....................................................................151.3.1. Hệ tọa độ địa lý.........................................................................151.3.2. Hệ tọa độ trắc địa (B, L)............................................................16

1.4. Phép chiếu bản đồ....................................................................................171.4.1. Phép chiếu thẳng góc trên mặt phẳng nằm ngang và hệ tọa độ vuông góc qui ước...............................................................................181 .4.2. Phép chiếu Gauss – Kruger......................................................181.4.3. Phép chiếu UTM.......................................................................21

1.5 Hệ toạ độ phẳng trong trắc địa..................................................................221.5.1 Hệ tọa độ vuông góc quy ước.....................................................221.5.2. Hệ tọa độ vuông góc phẳng Gauss – Kruger (X, Y).................231.5.3. Hệ tọa độ vuông góc phẳng UTM(N.E)....................................241.5.4. Hệ tọa độ cực.............................................................................25

1.6. ảnh hưởng độ cong trái đất đến các đại lượng đo trong trắc địa.............261.6.1. Đến kết quả đo khoảng cách.....................................................261.6.2. Ảnh hưởng của độ cong quả đất đến kết quả đo góc bằng........271.6.3. Ảnh hưởng của độ cong quả đất đến kết quả đo cao.................28

1.7. bản đồ và Bình đồ......................................................................................291.7.1. Khái niệm về bản đồ, bình đồ...................................................291.7.2. Tỷ lệ bản đồ và thước tỷ lệ........................................................29

1.8. Chia mảnh và đánh số bản đồ địa hình.....................................................321.8.1. Chia mảnh và đánh số bản đồ địa hình theo phép chiếu Gauss–Kruger..................................................................................................321.8.2. Chia mảnh và đánh số bản đồ địa hình theo phép chiếu UTM 37

1.9. Phương pháp biểu thị địa hình và địa vật trên bản đồ địa hình...............611.9.1. Phương pháp biểu thị địa hình bằng đường bình độ.................611.9.2. Phương pháp biểu thị các yếu tố địa vật....................................66

1.10. Định hướng đường thẳng........................................................................67

1.10.1. Góc phương vị thực.................................................................671.10.2. Góc phương vị từ.....................................................................691.10.3. Góc phương vị tọa độ..............................................................70

1.11. Các phép tính tọa độ phẳng....................................................................721.11.1. Tính tọa độ vuông góc từ chiều dài và góc phương vị tọa độ. 721.11.2. Tính chiều dài và góc phương vị tọa độ từ tọa độ vuông góc. 73

PHẦN 2: ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN.....................................................................78Chương 2: Đo góc.................................................................................................78

2.1. Góc bằng, góc đứng và sơ đồ nguyên lý máy kinh vĩ................................782.1.1 Khái niệm về góc bằng, góc đứng..............................................782.1.2. Nguyên lý đo góc, sơ đồ nguyên lý máy kinh vĩ......................79

2.2 Cấu tạo máy kinh vĩ quang học.................................................................832.2.1 Cấu tạo chung.............................................................................832.2.2 Ống kính, ống thủy.....................................................................842.2.3 Bàn độ ngang và bộ phận đọc số, bàn độ đứng..........................91

2.3 Thao tác cơ bản trên máy kinh vĩ...............................................................962.3.1 Đặt máy tại điểm trạm đo...........................................................962.3.2 Ngắm chuẩn mục tiêu.................................................................97

2.4 Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh máy kinh vĩ.....................................................972.4.1 Trục ống thủy dài phải vuông góc với trục đứng của máy kinh vĩ972.4.2 Kiểm nghiệm lưới chữ thập........................................................982.4.3 Kiểm nghiệm điều kiện trục ngắm vuông góc với trục quay ống kính ( sai số2C)..................................................................................982.4.4 Kiểm nghiệm điều kiện trục quay của ống kính phải vuông góc với trục quay của máy (2i).......................................................................1012.4.5 Kiểm nghiệm bộ phận dọi tâm quang học................................103

2.5 Các phương pháp đo góc bằng................................................................1032.5.1 Phương pháp đơn giản..............................................................1032.5.2 Phương pháp toàn vòng............................................................104

2.6. Các nguồn sai số và độ chính xác trong đo góc bằng.................................42.6.1 Các nguồn sai số trong đo góc bằng........................................1082.6.2. Độ chính xác khi đo góc bằng.................................................114

2.7 đo góc đứng.............................................................................................1162.7.1 Sai số MO trong đo góc đứng..................................................1162.7.2 Phương pháp đo góc đứng........................................................117

2.8 Máy kinh vĩ điện tử...................................................................................1182.8.1 Cấu tạo máy kinh vĩ điện tử.....................................................1182.8.2 Các phương pháp mã hóa trị đo góc.........................................119

Chương 3: Đo khoảng cách................................................................................1223.1 Khái quát về đo khoảng cách...................................................................122

3.1.1 Khái niệm.................................................................................1223.1.2 Các phương pháp đo.................................................................122

3.2 Đo khoảng cách trực tiếp.........................................................................124

2

3.2.1 Dóng hướng đường thẳng.........................................................1243.2.2 Dụng cụ đo khoảng cách trực tiếp............................................1263.2.3. Nội dung đo.............................................................................1273.2.4 Độ chính xác đo khoảng cách trực tiếp....................................129

3.3 Đo khoảng cách bằng máy kinh vĩ quang học..........................................1363.3.1 Nguyên lý đo khoảng cách bằng máy kinh vĩ có dây thị cự thẳng...........................................................................................................1363.3.2 Độ chính xác đo khoảng cách bằng máy có dây thị cự thẳng, mia đứng...................................................................................................141

3.4 Đo khoảng cách bằng máy đo xa điện tử.................................................1413.4.1 Nguyên lý.................................................................................1413.4.2 Các phương pháp đo khoảng cách bằng máy đo xa điện tử.....1423.4.3 Sóng tải và sóng đo trong máy đo xa điện tử...........................1463.4.4 Tính đa trị của kết quả đo khoảng cách và phương pháp giải đa trị...........................................................................................................1463.4.5 Hằng số K của máy đo dài điện tử...........................................1493.4.6 Các nguyên nhân sai số chủ yếu trong đo xa điện tử..............1503.4.7 Sử dụng máy đo xa điện tử, máy toàn đạc điện tử...................151

Chương 4: đo chênh cao.....................................................................................1904.1. Khái niệm về đo cao, Các phương pháp đo chênh cao...........................190

4.1.1 Khái niệm về độ cao.................................................................1904.1.2 Các phương pháp đo chênh cao................................................191

4.2. đo cao hình học.......................................................................................1914.2.1 Nguyên lí..................................................................................1924.2.2 Các phương pháp đo cao hình học...........................................192

4.3 Máy và mia thủy chuẩn có độ chính xác trung bình................................1944.3.1 Phân loại máy thủy chuẩn........................................................1944.3.2 Cấu tạo máy thủy chuẩn..........................................................1944.3.3 Cấu tạo mia thủy chuẩn...........................................................200

4.4. Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh máy, mia thủy chuẩn có độ chính xác trung bình.................................................................................................................................202

4.4.1 Kiểm tra sơ bộ các tính năng kỹ thuật của máy.......................2024.4.2 Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh ống thủy......................................2024.4.3 Kiểm nghiệm lưới chỉ chữ thập................................................2034.4.4 Kiểm nghiệm trục ống thủy dài song song với trục ngắm.......2034.4.5 Kiểm nghiệm sự ổn định của trục ngắm khi điều quang..........2064.4.6 Kiểm nghiệm sai số tự cân bằng của bộ tự cân bằng...............206

4.5 Kiểm nghiệm mia thủy chuẩn có độ chính xác trung bình.......................2074.5.1 Kiểm nghiệm độ thẳng của mia................................................2074.5.2 Kiểm nghiệm ống thủy tròn trên mia.......................................2084.5.3 Xác định các hằng số của mia..................................................2084.5.4 Xác định số chênh điểm "0" mặt đen (hoặc mặt đỏ) của một cặp mia.....................................................................................................208

3

4.5.5 Xác định chiều dài trung bình 1m trên mia..............................2094.6. Đo thuỷ chuẩn kỹ thuật và đo thuỷ chuẩn hạng IV.................................210

4.6.1 Đo thủy chuẩn kỹ thuật............................................................2104.6.2 Đo thủy chuẩn hạng IV............................................................2124.6.3 Các nguồn sai số trong đo thủy chuẩn và biện pháp khắc phục216

4.7 Đo cao lượng giác....................................................................................2174.7.1 Nguyên lý.................................................................................2174.7.2 Phương pháp đo........................................................................2174.7.3 Độ chính xác đo cao lượng giác...............................................219

PHẦN 1

MỘT SỐ KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ TRẮC ĐỊA BẢN ĐỒ

BÀI MỞ ĐẦUI. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU CỦA NGÀNH TRẮC ĐỊA

Trắc địa là một ngành khoa học nghiên cứu về hình dạng, kích thước của từng phần hoặc toàn bộ trái đất và cách biểu thị các yếu tố trên mặt đất lên mặt phẳng dưới dạng bản đồ hoặc bình đồ. Theo sự phát triển chung của khoa học kỹ thuật, ngành Trắc địa ngày càng được chia thành nhiều chuyên ngành. Hiện nay có những chuyên ngành chính sau đây:

- Trắc địa cao cấp: Chủ yếu nghiên cứu về hình dạng kích thước quả đất, xây dựng mạng lưới tọa độ, độ cao và thiên văn trọng lực với độ chính xác cao nhằm phục vụ cho công tác đo vẽ địa hình và công tác nghiên cứu khoa học có liên quan đến quả đất như sự vận động lồi lõm vỏ quả đất, sự trôi của lục địa, sự di động của bờ biển,…

- Trắc địa địa hình: Có nhiệm vụ nghiên cứu cách đo vẽ các yếu tố địa hình, địa vật và biểu thị chúng lên mặt phẳng dưới dạng bản đồ địa hình.

- Trắc địa ảnh: Có nhiệm vụ thành lập bản đồ địa hình dựa vào các tấm ảnh chụp từ máy bay, từ vệ tinh hoặc từ mặt đất.

- Trắc địa công trình: Có nhiệm vụ giải quyết các vấn đề đo đạc trong quá trình khảo sát, thi công và theo dõi các công trình công nghiệp, thủy lợi, giao thông, hầm mỏ,…

- Chế in bản đồ: Có nhiệm vụ biên tập và in các loại bản đồ dựa vào các thành quả đo vẽ được ở thực địa.

4

- Trắc địa viễn thám: Là một chuyên ngành mới ra đời, có nhiệm vụ cung cấp các số liệu đo đạc về các hành tinh trong vũ trụ cho các ngành khoa học khác có liên quan.

- Máy Trắc địa: Có nhiệm vụ nghiên cứu, chế tạo các máy móc, dụng cụ trắc địa.

Trong giáo trình này chủ yếu giới thiệu các kiến thức về đo vẽ địa hình.

Chuyên môn Trắc địa có quan hệ mật thiết với các môn khoa học khác như Toán học, Vật lý, Hóa học, Địa lý, Địa mạo,… Trắc địa cũng đã áp dụng nhiều các thiết bị điện tử hiện đại như máy tính điện tử, máy đo xa điện tử dùng Laser, khoa học kỹ thuật tự động hóa,…

II. VAI TRÒ CỦA TRẮC ĐỊA TRONG NỀN KINH TẾ QUỐC DÂN VÀ QUỐC PHÒNG

Trắc địa là một ngành khoa học phục vụ đắc lực cho nhiều ngành kinh tế quốc dân và quốc phòng. Đảng và Nhà nước ta đã coi “Công tác đo đạc và bản đồ có một vị trí quan trọng trong việc nghiên cứu phát triển lực lượng sản xuất của đất nước đáp ứng nhu cầu trước mắt và lâu dài của sự nghiệp phát triển kinh tế, quốc phòng, văn hóa xã hội và nghiên cứu khoa học. Là công tác mở đầu cho hàng loạt công tác nối tiếp nhau như điều tra cơ bản, quy hoạch, phân vùng địa lý và kinh tế, phân loại lực lượng sản xuất,… Công tác đo đạc và bản đồ phải đảm bảo chính xác khoa học, đồng thời phải nhanh chóng kịp thời”.

Thật vậy, trong xây dựng kinh tế phải sử dụng bản đồ địa hình để vạch kế hoạch và đề ra những nội dung cần thiết. Bản đồ là tài liệu không thể thiếu được trong các ngành kinh tế quốc dân như nông nghiệp, lâm nghiệp, xây dựng địa chất, thủy lợi, giao thông, hầm mỏ,…

Đối với quốc phòng, bản đồ dùng vạch kế hoạch tác chiến, xây dựng các khu vực chiến lược, căn cứ quân sự,… Có thể nói bản đồ là con mắt của quốc phòng góp phần quan trọng trong những chiến công.

Đối với công tác nghiên cứu khoa học, Trắc địa cũng có thể coi là một trong những ngành xung kích. Chẳng hạn, khi tiến hành những chuyến bay vào vũ trụ cần phải có những số liệu rất chính xác về tọa độ, độ cao và sức hút quả đất do trắc địa cung cấp.

III. KHÁI QUÁT VỀ LỊCH SỬ CỦA NGÀNH TRẮC ĐỊA

Do yêu cầu của chính trị, kinh tế, quốc phòng và văn hóa khoa học nên trắc địa đã xuất hiện rất sớm.

5

Hơn 3000 năm trước Công nguyên, người Ai Cập ven sông Nin sau những trận lũ lụt lớn đã biết vận dụng kiến thức trắc địa để chia lại đất đai. Thế kỷ thứ VI trước Công nguyên người Hy Lạp đã đề cập học thuyết Trái đất là hình cầu và đã biên chế được một mảnh bản đồ địa lý. Thế kỷ thứ III trước Công nguyên nhà thiên Eratôsten(Hy Lạp) đã tính đượckích thước trái đất một cách khái lược.

Thế kỷ thứ II sau Công nguyên nhà thiên văn Telemer (Ai Cập) đã vẽ được bản đồ thế giới rất có giá trị. Từ thế kỷ thứ 15 trở đi trong lịch sử của khoa học trắc địa đã xuất hiện nhiều sự kiện quan trọng: ở thế kỷ 15 bằng những cuộc thám hiểm lớn của nhà địa lý Cristop Colonbo đã tìm ra Châu Mỹ. Thế kỷ 16, nhà toán học Meccator đã đề ra phương pháp chiếu hình để chuyển hệ thống kinh vĩ tuyến từ mặt cầu lên mặt phẳng bản đồ. Đầu thế kỷ 17, nhà bác học Kasler đã dùng phương pháp lưới tam giác để xác định độ cong trái đất và đã chứng minh được quả đất là một thể bầu dục. Thế kỷ 18, hình thành đơn vị đo lường quốc tế, nhà bác học ĐaLamBer đã đo được độ dài kinh tuyến đi qua Pari và đặt ra đơn vị độ dài là mét. Thế kỷ 19, nhà khoa học Gauss, đã đề ra phương pháp số bình phương nhỏ nhất và tìm ra phương pháp chiếu hình mới.

Ở nước ta từ thời Âu Lạc, người Lạc Việt đã biết vượt biển tới In-đô-nê-xi-a để trao đổi hàng hóa. Việc xây dựng các thành Cổ Loa, Hoa Lư, Thăng Long, đào các sông Tô Lịch, kênh nhà Lê, đắp đê… đặc biệt vào năm 1469 chúng ta đã có được bản đồ của một nước Việt Nam thống nhất. Những sự kiện đó chứng tỏ từ xưa ông cha ta đã sớm có kiến thức về trắc địa bản đồ.

Sau cách mạng tháng tám, công tác trắc địa bản đồ đã được Đảng và Nhà nước ta coi trọng.

Thắng lợi của cuộc kháng chiến chống thực dân Pháp, chống xâm lược Mỹ có phần đóng góp công sức của lực lượng làm công tác trắc địa bản đồ.

Năm 1959, Chính phủ ta quyết định thành lập Cục đo đạc và Bản đồ. Từ đó đến nay công tác trắc địa và bản đồ ở nước ta đã được phát triển với tốc độ quy mô lớn. Hiện nay Trắc địa và Bản đồ là một trong bảy lĩnh vực cơ bản của Bộ Tài nguyên và Môi trường.

6

CHƯƠNG 1

NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN1.1. CÁC ĐƠN VỊ ĐO THƯỜNG DÙNG TRONG TRẮC ĐỊA

Trong trắc địa thường dùng các đơn vị đo chiều dài, đo góc, đo thời gian, đo diện tích, đo trọng lượng, đo nhiệt độ, đo áp suất,… Trong giáo trình này, chúng tôi xin giới thiệu một số đơn vị đo cơ bản.

1.1.1. Đơn vị đo chiều dài

Đơn vị đo chiều dài trong hệ SI là mét (m).

Năm 1791 thế giới quy định chung một mét tương ứng với một phần bốn mươi triệu (1/ 40 000 000) chiều dài kinh tuyến qua Pari (Pháp).

Năm 1960 trong hội nghị thế giới về đo lường, người ta đã quy định “ Một mét là chiều dài bằng 1650763,73 chiều dài sóng chuyền trong chân không của nguyên tử Kriptona - 86, tương đương với quỹ đạo chuyển dời điện tử giữa hai mức năng lượng 2P10 và 5d5’’.

1.1.1. Đơn vị dùng trong đo chiều dài

Đơn vị đo chiều dài trong hệ SI (Hệ đo lường quốc tế)là mét (m).

Năm 1791 thế giới quy định chung một mét tương ứng với một phần bốn mươi triệu (1/ 40000000) chiều dài kinh tuyến qua Pari (Pháp).

Năm 1960 trong hội nghị thế giới về đo lường, người ta đã quy định “ Một mét là chiều dài bằng 1650763,73 chiều dài sóng chuyền trong chân không của nguyên tử Kriptona - 86, tương đương với quỹ đạo chuyển dời điện tử giữa hai mức năng lượng 2P10 và 5d5’’.

7

Một mét là Đơn vị đo chiều dài tương đương với chiều dài quãng đường đi được của một tia sáng trong chân không trong khoảng thời gian 1 / 299 792 458 giây. (CGPM lần thứ 17 (1983) Nghị quyết số 1, CR 97).

Ngoài ra, còn thường sử dụng các đơn vị: km, mm, …

1 km = 1000 m

1m = 1000 mm

Các đơn vị phi SI khác hiện được chấp nhận sử dụng trong SI

Tên Ký hiệu Đại lượng đo Tương đương với đơn vị SIhải lý (dặm biển) hải lý chiều dài 1 hải lý = 1 852 minch

1.1.2. Đơn vị đo góc

Trong trắc địa thường dùng hai hệ đơn vị đo góc:

- Độ

- Grat

Ngoài ra, giá trị góc còn thường được biểu thị bằng đơn vị Radian.

1. Độ

Ký hiệu là (o), là góc ở tâm đường tròn chắn một cung tròn có chiều dài bằng 1/360 chu vi hình tròn. Một độ chia thành 60 phút, một phút chia thành 60 giây, ký hiệu tương ứng là (’) và (’’), 1o = 60’ =3600”.

Góc được viết như sau: B = 125o 25’30’’

Một góc tròn có 360o = 21.600’ = 1296000’’

2. Grat

Ký hiệu là gr, đó là góc ở tâm chắn một cung tròn có độ dài bằng 1/400 chu vi hình tròn. Grad còn được gọi là Gon, ký hiệu là g. Một grad chia thành 100 phút grad (centigrat), một phút grad chia thành 100 giây grad (miligrat), ký hiệu tương ứng là c, cc.

Ví dụ góc C = 172gr21c 37cc.

Một góc tròn có 400gr = 40.000c = 1296000cc

3. Radian

Giá trị góc tròn còn được biểu thị bằng đơn vị Radian. Ký hiệu là rad

8

Là một góc phẳng, có đỉnh trùng với tâm của một vòng tròn và chắn một cung trên vòng tròn với chiều dài cung tròn đúng bằng bán kính của đường tròn đó.

Độ lớn của một góc bất kỳ tính theo rad sẽ bằng tỷ số giữa độ dài cung chắn bởi góc và bán kính vòng tròn

Độ lớn của góc tròn là góc ở tâm đường tròn chắn cung tròn có chiều dài đúng bằng chu vi hình tròn. Chu vi hình tròn có chiều dài là 2R nên góc tròn có độ lớn là 2 rad.

1 rad = 0 = =

Đơn vị của Rad () dược biểu thị theo độ, phút, giây

0 =57,30 ; ’ = 3438’ ; ’’ = 206265’’

4. Quan hệ giữa các đơn vị

Từ định nghĩa hai loại đơn vị góc ta có quan hệ:

1 góc tròn = 2rad = 360o = 400gr

Từ đó suy ra các quan hệ để chuyển đổi các đơn vị đo góc khi tính toán:

2rad = 360o rad = o . /180; o = rad . 180/.

Đặt các hệ số:

o = 180/ = 570 17’ 44’’.8

’ = (180 x 60)/ = 3438’ = o x 60

’’ = (180 x 60 x 60)/ = 206265’’= ’x 60

Suy ra công thức chuyển đổi giữa độ và radian”

o = o. rad

’ = ’. rad

’’ = ’’. rad

Tương tự có thể suy ra công thức chuyển đổi giữa radian và grad thông qua hệ số chuyển đổi:

9

Hình 1-1

o = 400/2 = 63.6620gr, c = 6366,20c, cc = 636620cc

Trong các bài toán kỹ thuật, khi tính toán giá trị các hàm số lượng giác của các góc nhỏ có thể dùng quan hệ tương đương, nghĩa là chỉ lấy số hạng bậc nhất trong công thức triển khai hàm số lượng giác thành chuỗi số:

sin = + 3/3! + 5/5! + ... tag = + 3/3 + 5/15 + ... Tức là giá trị góc nhỏ tính bằng giây được lấy bằng giá trị góc tính bằng radian:

1’’ sin 1’’ 1rad/206265 = 0.0000004848 rad

Ví dụ: Có một góc nhỏ ’’=13’’ chắn một cung tròn có bán kính R = 1000m. Hỏi chiều dài cung tròn chắn bởi góc đó bằng bao nhiêu?

Giải:

Chiều dài cung tròn chắn bởi góc đó là:

c= R x ’ :’’ = 1000x13:206265 = 63, 02 mm

Các đơn vị đo khác như diện tích, trọng lượng, thời gian, áp suất xin được giới thiệu sơ lược như sau:

- Đơn vị cơ bản đo diện tích là mét vuông (m2)

10 000 m2 = 1 ha (hecta)

100 ha = 1km2

- Đơn vị cơ bản đo trọng lượng là kilogam (kg)

- Đơn vị cơ bản đo thời gian là giây (s)

- Đơn vị cơ bản đo áp suất là Atmốtphe (atm). 1atm = 1.033 kg/cm2

1.2. CÁC MẶT CHUẨN QUY CHIẾU ĐỘ CAO

1.2.1. Mặt thủy chuẩn quả đất và mặt thủy chuẩn gốc

1. Mặt thủy chuẩn quả đất

Mặt nước đại dương trung bình ở trạng thái yên tĩnh (không bị ảnh hưởng bởi chế độ gió và thủy triều...) trải dài xuyên qua lục địa, hải đảo tạo thành một mặt cong

10

Hình 1-2

H

MTC gèc (Geoid)

MTC quy uíc

H =0

A

khép kín gọi là “mặt thủy chuẩn quả đất”. Trong trắc địa thực hành sử dụng mặt thủy chuẩn làm mặt chuẩn độ cao (Còn gọi là mặt nước gốc).

2. Mặt thủy chuẩn gốc

Mỗi quốc gia bằng số liệu đo đạc của mình, xây dựng một mặt thuỷ chuẩn độ cao riêng gọi là mặt thủy chuẩn gốc. Ở Việt Nam lấy mặt nước biển trung bình nhiều năm của trạm nghiệm triều ở đảo Hòn Dấu (Đồ Sơn, Hải Phòng) làm mặt thủy chuẩn gốc.

Ngoài ra, trong trường hợp khu vực chưa có hoặc không cần sử dụng hệ độ cao Nhà nước, ví dụ như khu đất xây dựng độc lập thì có thể dùng mặt thủy chuẩn quy ước, nghĩa là xây dựng một mốc độ cao giả định làm độ cao gốc cho khu vực đó.

1.2.2. Geoid và Kvadigeoid

1. Geoid

Khối vật thể bao bọc mặt thủy chuẩn quả đất gọi là geoid. Tâm của khối vật thể này trùng với tâm quả đất và tại mọi điểm trên mặt đất phương của trọng lực vuông góc với mặt Geoid.

Vì vật chất phân bố trong lòng đất không đều nên phương của trọng lực (phương của đường dây dọi) tại các điểm trên Geoid không hội tụ về tâm quả đất, nghĩa là mặt Geoid là mặt gợn sóng và khối Geoid là hình dạng vật lý của trái đất.

2. Kvadigeoid

Để xác định được Geoid một cách chính xác, chúng ta cần phải biết mật độ phân bố vật chất trong lòng đất. Cho đến nay điều này chưa thực hiện được. Vì vậy, trong thực tế người ta chỉ xác định được Geoid gần đúng và gọi là Kvadigeoid. Mặt Kvadigeoid ở vùng đại dương và trên lục địa chênh khoảng 2dm đến 2m. Kvadigeoid là mặt chuẩn của hệ độ cao thường và được dùng trong mạng lưới độ cao Nhà nước.

1.2.3. Elipxoid quả đất và Elipxoid thực dụng

1. Elipxoid quả đất

Vì mặt Geoid và Kvadigeoid không phải là một mặt cong toán học trơn, trong khi đó các số liệu trắc địa phải được tính toán, xử lý trên bề mặt toán học. Vì lý do đó người ta thay thế Geoid bằng một hình gần với nó là elipxoid tròn xoay và gọi là Elipxoid quả đất.

11

ba

n g

u

Kvazigeoid

Elipxoid

Geoid

Elipxoid

Geoid

Hình 1-3

Elipxoid quả đất có những tính chất sau:

- Tâm của Elipxoid trùng với tâm quả đất

- Thể tích của Elipxoid bằng thể tích Geoid

- Mặt phẳng xích đạo của Elipxoid trùng với mặt phẳng xích đạo của

quả đất.

- Tổng bình phương chênh cao giữa mặt Elipxoid và mặt Geoid là nhỏ

nhât.

- Tại mọi điểm trên bề mặt đất phương của pháp tuyến đều vuông góc

với mặt Elipxoid.

Như vậy mặt Geoid và mặt Elipxoid không trùng nhau và tại mỗi điểm trên bề mặt đất phương của trọng lực g (phương vật lý) không trùng với phương của pháp tuyến n (phương toán học) mà tạo thành góc u gọi là độ lệch dây dọi. Độ lệch dây dọi u được xác định bằng phương pháp trọng lực trắc địa. Do đó cho phép tính chuyển các yếu tố đo được từ mặt đất sang mặt Elipxoid quả đất.

Kích thước của Elipxoid quả đất được đặc trưng bởi bán trục lớn a, bán trục nhỏ b và độ dẹt = (a-b) : a. Các đại lượng này đã được nhiều nhà khoa học xác định. Bảng 1.1 giới thiệu một số kết quả mà trong công tác xử lý số liệu nước ta đã và đang sử dụng.

Bảng 1-1

Tên Elipxoid Năm xác định Bán trục lớn a (m) Độ dẹt

Everet 1830 6377296 1:300,8

Kraxovski 1940 6378245 1:298,3

WGS 1984 6378137 1:298,2

2. Elipxoid thực dụng

Việc xác định được chính xác Elipxoid quả đất bằng phương pháp trắc địa đòi hỏi phải có số liệu đo đạc với mật độ lớn trên khắp bề mặt trái đất. Công việc này hết sức khó khăn, nhất là ở vùng đại dương, vùng Bắc cực và Nam cực. Mặt khác trong lĩnh vực thành lập bản đồ địa hình, vị trí của mỗi quốc gia trên quả đất khác nhau nên sử dụng hệ quy chiếu Elipxoid chung có thể gây nên biến dạng, kém chính xác khi

12

chuyển trị đo từ mặt đất về mặt Elipxoid . Vì vậy mỗi quốc gia bằng số liệu đo đạc của mình, xây dựng một mặt Elipxoid riêng gọi là Elipxoid thực dụng hay Elipxoid tham khảo.

Yêu cầu cơ bản của Elipxoid thực dụng là nó phải được định vị vào quả đất gần trùng nhất với mặt Geoid và bao trùm được toàn bộ lãnh thổ quốc gia. Elipxoid thực dụng là bề mặt toán học có vai trò quan trọng trong việc giải các bài toán trắc địa lý thuyết.

Ở Việt Nam, trước năm 1975 miền Bắc đã sử dụng số liệu Elipxoid chung của Kraxovski, ở miền Nam dùng số liệu của Everet (xem bảng 1.1). Hiện nay trên cơ sở số liệu của Elipxoid WGS -84 cùng với số liệu đo đạc của mình, chúng ta đã xây dựng Elipxoid thực dụng riêng. Đó là cơ sở toán học của hệ tọa độ mới VN - 2000 thay cho hệ tọa độ đã sử dụng trước đây HN -72.

Hiện nay, khi sử dụng công nghệ định vị GPS, chúng ta phải sử dụng Elipxoid quả đất theo hệ tọa độ WGS -84.

Chú ý: Trong một số trường hợp để đơn giản trong việc ước tính, người ta có thể coi gần đúng quả đất là hình cầu với bán kính R = 6371 km, chu vi c = 2R = 40000 km và chiều dài ứng với 1o trên kinh tuyến hoặc xích đạo C/360o = 111 km.

1.2.4. Kích thước trái đất

Trái đất có diện tích khoảng 510575.103km2, trong đó đại dương chiếm 71.8% và lục địa chiếm 28.2%. Độ cao trung bình của lục địa so với mực nước đại dương khoảng + 875m, độ sâu trung bình của đáy đại dương so với mực nước đại dương khoảng - 3800m. Chênh lệch độ cao giữa điểm cao nhất (đỉnh núi Chomolunma 8882m) và điểm sâu nhất của đại dương khoảng 20km. Bán kính trung bình của trái đất là 6371km.

Như vậy, nếu thu nhỏ trái đất thành quả cầu có bán kính 3m, thì có thể xem nó giống như là quả cầu nước mà vết gợn lớn nhất trên bề mặt có chiều cao là 1cm.

1.3. HỆ TỌA ĐỘ CẦU TRONG TRẮC ĐỊA

1.3.1. Hệ tọa độ địa lý

Trong hệ tọa độ địa lý nhận quả đất là hình cầu, chọn tâm O của quả đất làm gốc tọa độ, (xem hình 1.4), hai mặt phẳng tọa độ là mặt phẳng xích đạo và mặt phẳng kinh tuyến gốc Greenwich.

13

N

S

EW

G

0

M

g

M

M

Hình 1-4

Từ hình 1.4 ta thấy:

NS – Trục quay của quả đất.

O – Tâm quả đất.

WE - Đường vuông góc với NS qua tâm quả đất.

Ngoài ra có các khái niệm chung về kinh tuyến, vĩ tuyến.

Kinh tuyến là giao tuyến giữa mặt phẳng chứa trục quay của trái đất với mặt cầu. Mặt phẳng chứa trục quay của trái đất gọi là mặt phẳng kinh tuyến (NMKSK1N).

Vĩ tuyến là giao tuyến giữa mặt phẳng vuông góc với trục quay của trái đất với mặt cầu. Mặt phẳng vuông góc với trục quay trái đất là mặt phẳng vĩ tuyến.

Mặt phẳng vĩ tuyến đi qua tâm trái đất gọi là mặt phẳng xích đạo. Đường EKWK1E là đường xích đạo.

Kinh tuyến gốc theo quy ước Quốc tế là kinh tuyến đi qua đài thiên văn Greenwich (thủ đô nước Anh).

Tọa độ địa lý của một điểm M được xác định bởi vĩ độ và kinh độ . Vĩ độ địa lý của điểm M là góc có đỉnh O hợp bởi đường dây dọi đi qua điểm đó với mặt phẳng xích đạo, ký hiệu là M. Nếu điểm M nằm ở phía Bắc bán cầu thì gọi là vĩ độ Bắc còn ở phía nam gọi và vĩ độ Nam. Trị số của vĩ độ biến thiên từ 0o đến 90o.

Kinh độ địa lý của điểm M là góc nhị diện hợp bởi hai mặt phẳng kinh tuyến gốc và mặt phẳng kinh tuyến đi qua điểm đó, ký hiệu là M. Nếu điểm xét nằm ở phía đông kinh tuyến gốc Greenwich sẽ có kinh độ Đông, còn ở phía tây kinh tuyến gốc sẽ có kinh độ Tây. Trị số của kinh độ có giá trị từ 0o đến 180o.

Việt Nam hoàn toàn nằm ở phía Bắc bán cầu và phía đông kinh tuyến gốc nên tất cả các điểm nằm trên lãnh thổ nước ta đều có vĩ độ Bắc và kinh độ Đông.

Ví dụ : Cột cờ Hà nội có tọa độ địa lý là = 21o02’B, = 105o50’Đ.

14

Trên tờ bản đồ địa hình người ta biểu thị mạng lưới kinh vĩ tuyến và tọa độ địa lý ở phần góc khung của tờ bản đồ . Số chênh kinh độ, vĩ độ của hai điểm M, N gọi là kinh sai = N - M, vĩ sai = N - M.

Tọa độ địa lý được xác định bằng phương pháp thiên văn trắc địa nên nó còn được gọi là tọa độ thiên văn.

1.3.2. Hệ tọa độ trắc địa

Hệ tọa độ trắc địa được xác lập trên Elipxoid quả đất có gốc là tâm cùng hai mặt phẳng là mặt phẳng xích đạo và mặt phẳng kinh tuyến gốc. Tọa độ của một điểm M được xác định bởi vĩ độ trắc địa B và kinh độ trắc địa L.

Xác định toạ độ điểm M theo hệ toạ độ trắc địa như sau:

Qua M dựng pháp tuyến với mặt Elipxoid. Pháp tuyến cắt mặt phẳng xích đạo tại O’. Qua M có kinh tuyến cắt xích đạo tại K. Góc KO ’M là vĩ độ trắc địa của điểm M. Vậy vĩ độ trắc địa của điểm M là góc nhọn tạo bởi pháp tuyến (n) của mặt Elipxoid tại điểm đó với mặt phẳng xích đạo. Ký hiệu là BM

Nối O Với K, O với H (là giao điểm của kinh tuyến gốc với đường xích đạo) ta xác định được góc LM – là kinh độ trắc địa của điểm M. Vậy kinh độ trắc địa (LM) của điểm M là góc nhị diện hợp bởi mặt phẳng kinh tuyến gốc và mặt phẳng chứa kinh tuyến đi qua điểm đó. Ký hiệu là LM

Toạ độ trắc địa của điểm M (BM, LM) được tính theo kết quả đo của trắc địa được chiếu lên mặt Elipxoid.

15

W

N

E

S

0

G m

n

ML

MB

o

Hình 1-5

Như vậy, khác với hệ tọa độ địa lý, trong hệ tọa độ trắc địa mặt chuẩn là mặt Elipxoid và phương chiếu là phương pháp tuyến.

Người ta đã xây dựng được công thức biểu thị sự liên quan giữa toạ độ địa lý và toạ độ trắc địa của cùng một điểm.

1.4. PHÉP CHIẾU BẢN ĐỒ

Để biểu thị các yếu tố địa hình(dáng đất), địa vật (các vật thể trên mặt đất như sông, núi, nhà ở...) lên mặt phẳng tờ bản đồ sao cho chính xác, ít bị biến dạng nhất ta phải dùng phép chiếu hình thích hợp, gọi tắt là phép chiếu bản đồ. Các yếu tố địa hình, địa vật là tập hợp vô số điểm có quy luật nhất định trong không gian. Chúng ta chỉ cần biểu thị một số điểm đặc trưng của nó, sau đó dựa vào quy luật ấy để nội suy, khái quát hóa các điểm khác.

Thông thường quy trình chiếu bản đồ được thực hiện tuần tự theo hai bước: trước tiên chiếu các yếu tố từ mặt đất lên mặt cầu chuẩn (mặt Elipxoid) sau đó chuyển từ mặt cầu lên mặt phẳng. Tùy theo vị trí địa lý của từng vùng lãnh thổ và các yêu cầu về đặc điểm biến dạng mà áp dụng các phép chiếu bản đồ được trình bày chi tiết trong giáo trình “ Bản đồ học”, trong bài này chỉ nêu khái niệm về các phép chiếu thông dụng.

1.4.1. Phép chiếu thẳng góc trên mặt phẳng nằm ngang và hệ tọa độ vuông góc qui ước

Hình 1-6

Trong phạm vi lãnh thổ với bán kính nhỏ hơn 10km, do sai số biến dạng của phép chiếu bản đồ nhỏ hơn sai số đo nên ta có thể coi mặt cầu E là mặt phẳng P và các tia chiếu từ tâm quả đất là song song với nhau (hình 1-6)

Giả sử có ba điểm A, B, C trên mặt đất không cùng nằm trên một mặt phẳng. Sử dụng phép chiếu hình đơn giản ta nhận được ba điểm a, b,c trên mặt phẳng. Độ

16

P

a c

ba'

b'

c'

A

B

C

E

biến dạng về chiều dài, góc và diện tích so với hình a’, b’, c’ trên mặt cầu E trong trường hợp này nhỏ hơn sai số đo nên có thể bỏ qua.

1 .4.2. Phép chiếu Gauss

Thế kỷ 19, nhà toán học K.F.Gauss đã đề ra phép chiếu hình bản đồ. Nội dung của phép chiếu hình này như sau:

Chia trái đất thành 60 múi (hình 1-7), mỗi múi 60 và đánh số thứ tự từ Đông sang Tây tính từ kinh tuyến gốc.

- Mỗi múi chia thành hai phần đều nhau đối xứng qua kinh tuyến giữa (còn gọi là kinh tuyến trục).

- Đặt hình cầu trái đất tiếp xúc trong với hình trụ nằm ngang (hình 1.8a). Tâm chiếu là tâm trái đất.

17

0

CQ Q

0

S

K K'

Greenwich

XÝch ®¹o

N

S

Hình 1 -7

- Lần lượt chiếu từng múi lên hình trụ. Sau đó cắt hình trụ theo hai đường sinh đi qua cực Bắc và Nam. Trải hình trụ thành mặt phẳng. Kết quả nhận được:

+ Kinh tuyến giữa của múi 60 là các đoạn thẳng có độ dài bằng độ dài của kinh tuyến thật và vuông góc với xích đạo.

+ Các kinh tuyến khác là những đoạn cong khum quay bề lõm về phía kinh tuyến giữa và đối xứng nhau qua kinh tuyến giữa của mỗi múi

+ Xích đạo sau khi chiếu là đoạn thẳng vuông góc với kinh tuyến giữa.

+ Các vĩ tuyến khác là những đoạn đường cong khum giới hạn bởi hai kinh tuyến biên của mỗi múi, quay bề lõm về phía hai cực và đối xứng nhau qua xích đạo.

Trong phạm vi múi chiếu Gauss, thì:

+ Các góc không bị biến dạng nên còn gọi là phép chiếu đẳng góc. Chính vì vậy nên hình chiếu của các kinh tuyến và vĩ tuyến giao nhau một góc là 90o.

+ Tất cả các điểm nằm trên kinh tuyến giữa không có biến dạng về khoảng cách

+ Diện tích của múi chiếu trên mặt phẳng Gauss lớn hơn trên mặt cầu.

+ Độ biến dạng về chiều dài và diện tích tăng từ kinh tuyến giữa về hai phía của kinh tuyến biên và giảm từ xích đạo về hai cực. Công thức biểu thị sự biến dạng về đọ dài được viết như sau:

Trong đó: s - Độ dài cung trên mặt chuẩn.

S - Độ dài tương ứng của nó theo hình chiếu .

Y - Khoảng cách từ kimh tuyến giữa của múi đến điểm cần xác định.

R - Bán kính trái đất.

18

Hình 1-8a

Khi điểm nằm trên kinh tuyến giữa (y = 0) thì S = 0. Như vậy không có biến

dạng về chiều dài. Rõ ràng nếu y càng lớn thì càng nhỏ. Chứng tỏ độ biến dạng về

độ dài của các điểm càng xa kinh tuyến giữa thì càng lớn.

Lãnh thổ Việt Nam theo lưới chiếu Gauss trong phạm vi 2 múi chiêu 60. Đó là múi thứ 18, một phần miền Trung (từ Đà Nẵng đến Bình thuận và Hoàng Sa) thuộc múi chiếu thứ 19 và quần đảo Trường Sa thuộc múi chiếu thứ 20 có kinh tuyến giữa tương ứng là 1050Đ, 1110Đ và 1170Đ. Lãnh thổ chạy dài dọc theo kimh tuyến. Khoảng cách xa kinh tuyến giữa lớn nhất khoảng 220 km. Nếu thay y = 220km vào công thức trên, thì ta có:

Nếu xét trong múi thứ 18 thì hoành độ Y của điểm xa nhất (Móng Cái. Mường Tè...) so với kinh tuyến giữa 1050 vào khoảng 300km nên độ biến dạng lớn nhất là 1/900. Kết quả nghiên cứu cho thấy, với độ biến dạng này cho phép dùng múi chiếu hình Gauss với múi 60 làm cơ sở toán học khi thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000 và nhỏ hơn. Đối với bản đồ tỷ lệ lớn từ 1: 5000 đến 1: 500 để đảm bảo độ chính xác phải dùng phép chiếu Gauss với múi chiếu 30 hoặc 105.

Hình chiếu của kinh tuyến giữa và xích đạo được chọn làm hệ trục vuông góc phẳng Gauss sử dụng trong trắc địa. Để phù hợp với hệ tọa độ vuông góc Decac, trong hệ tọa độ này, người ta chọn trục tung là trục OX, trục hoành là trục OY (hình 1-8c).

1.4.3. Phép chiếu UTM

Phép chiếu bản đồ UTM cũng được thực hiện với tâm chiếu là tâm quả đất và với từng múi chiếu 6o nhưng khác với phép chiếu hình Gauss. Để giảm độ biến dạng về chiều dài và diện tích, trong UTM sử dụng hình trụ ngang có bán kính nhỏ hơn bán

19

Hình 1-8b Hình 1-8c

500Km

XÝch ®¹o

0

X

Y

XÝch ®¹o

kính quả đất, nó cắt mặt cầu theo hai đường cong đối xứng và cách kinh tuyến giữa khoảng 180km. Kinh tuyến giữa nằm ở phía ngoài mặt trụ còn kinh tuyến biên nằm phía trong mặt trụ (Hình 1-9). Sau khi chiếu, kết quả nhận được:

+ Kinh tuyến giữa của mỗi múi 60 là đoạn thẳng. Các kinh tuyến khác là những đường cong khum quay bề lõm về phía kinh tuyến giữa và đối xứng với nhau qua kinh tuyến giữa của mỗi múi.

+ Xích đạo sau khi chiếu là đoạn thẳng vuông góc với kinh tuyến giữa. Các vĩ tuyến khác là những đường cong quay bề lõm về phía hai cực và đối xứng nhau qua xích đạo.

Trong phạm vi múi chiếu UTM, thì:

+ Hình chiếu của các kinh tuyến vuông góc với hình chiếu của các vĩ tuyến.

+ Tỷ lệ biến đổi độ dài trên kinh tuyến giữa là một hằng số khác 1 (k=0.9996). Như vậy, khác với phép chiếu Gauss là kinh tuyến giữa có biến dạng về độ dài.

+ Biến dạng về độ dài, diện tích tăng dần từ kinh tuyến giữa đến kinh tuyến biên của mỗi múi và giảm dần về phía hai cực. Giá trị biến dạng này lớn nhất tại hai điểm giao nhau của xích đạo và hai kinh tuyến biên.

+ Tất các các điểm nằm trên hai kinh tuyến, cách kinh tuyến giữa một khoảng là y = ± 180 km không có biến dạng về độ dài (k = 1). Các điểm trong vùng y = ± 180 km có biến dạng về độ dài và diện tích mang dấu âm (-). Các điểm ngoài vùng y = ± 180 km có biến dạng về độ dài và diện tích mang dấu âm (+) (Hình 1-9).

Như vậy, so với phép chiếu hình Gauss, phép chiếu UTM có ưu điểm là độ biến dạng được phân bố đều hơn và có trị số nhỏ hơn nhưng khi xử lý số liệu lại rất phức tạp (vì trong một múi chiếu ở các vùng khác nhau hoặc thậm chí xét trong một vùng

20

n

S

0 0

+

+

- -

n

s

Hình 1-9

độ biến dạng mang dấu âm, dương khác nhau). Tuy nhiên nó có ưu điểm là biến dạng nhỏ, mặt khác hiện nay để tiện sử dụng hệ tọa độ chung trong khu vực và thế giới, trong hệ tọa độ mới VN -2000 sử dụng phép chiếu UTM thay cho phép chiếu Gauss-Kruger trong hệ HN-72.

1.5 HỆ TOẠ ĐỘ PHẲNG TRONG TRẮC ĐỊA

1.5.1 Hệ tọa độ vuông góc quy ước

Khi đo vẽ bản đồ ở khu vực nhỏ và độc lập hoặc ở xa lưới khống chế tọa độ Nhà nước, ta có thể giả định một hệ tọa độ vuông góc (hình 1-10) trong đó chọn trục tung OX là hướng Bắc – Nam hoặc hướng gần đúng (OX). Ngoài ra để tránh trị số X, Y mang dấu âm nên chọn gốc tọa độ O ở góc khung Tây – Nam của khu đo.

1.5.2. Hệ tọa độ vuông góc phẳng Gauss – Kruger (X, Y)

Hệ tọa độ này được xây dựng trên mặt phẳng múi chiếu 6o của phép chiếu Gauss. Trong đó nhận hình chiếu của kinh tuyến giữa múi là trục tung (OX), hình chiếu của xích đạo là trục hoành (OY), (hình 1-11).

21

0 Y

Y

X

Y

X

XX

AKhu đo

Hình 1-10

Như vậy, nếu tính từ điểm gốc về phía Bắc tọa độ X mang dấu dương, về phía Nam mang dấu âm, tọa độ Y về phía Đông mang dấu dương, về phía Tây mang dấu âm. Bắc bán cầu có X > 0 nhưng Y có thể âm hoặc dương.

Để khi tính toán tránh được trị số Y âm, người ta quy ước điểm gốc O có tọa độ xo = 0, yo = 500km. Nghĩa là tịnh tiến kinh tuyến giữa về phía Tây 500km.

Để tiện sử dụng, trên bản đồ địa hình người ta kẻ sẵn lưới tọa độ vuông góc Gauss bằng những đường thẳng song song với trục OX, OY tạo thành lưới ô vuông. Chiều dài cạnh của lưới ô vuông có tính đến ảnh hưởng của biến dạng và tương ứng với tỷ lệ bản đồ.

Ví dụ, với bản đồ tỷ lệ 1:10.000, 1:25.000 và 1:50.000 chọn ô vuông ứng với 1km2 và gọi là lưới km, cụ thể với bản đồ tỷ lệ 1:10.000 chọn cạnh ô vuông 10cm, bản đồ tỷ lệ 1:25.000 chọn cạnh ô vuông 4cm còn bản đồ tỷ lệ 1:50.000 là 2cm. Phía ngoài khung bản đồ có ghi trị số X và Y của các đường song song. Để phân biệt ngay tọa độ điểm nằm ở múi chiếu thứ mấy và cách điểm gốc O bao nhiêu, người ta quy định cách viết hoành độ Y có kèm theo số thứ tự múi chiếu.

Ví dụ: Tọa độ của điểm M ở Láng trung (Hà nội) là XM =2325464.246; YM

=18.505973.362. Nghĩa là điểm M cách xích đạo về phía Bắc 2325464.246 m và ở múi thứ 18 về phía Đông cách kinh tuyến trục 105oĐ là: 0505793.362 - 50000.000 = 5973.362m.

Để tính trị số kinh tuyến giữa của múi thứ n nào đó, ta dùng công thức: n

= 60 n - 30

Hệ tọa độ phẳng OXY của Việt Nam trong hệ toạ độ HN -72 được xây dựng theo lưới chiếu tọa độ phẳng vuông góc Gauss – Kruger, trong đó Elipxoid dùng số liệu của Kraxovski.

1.5.3. Hệ tọa độ vuông góc phẳng UTM (N.E)

22

XÝch ®¹o

500Km

0

X

y

Hình 1-11

Như đã nói ở trên, trong phép chiếu hình UTM, hình chiếu của kinh tuyến giữa và xích đạo là hai đường thẳng vuông góc nhau và được chọn làm trục của hệ trục tọa độ phẳng UTM. Đặc điểm của hệ trục tọa độ này được mô tả trong hình 1.12, trong đó M là một điểm cần xác định tọa độ, O’ là hình chiếu kinh tuyến giữa O’Z và xích đạo O’E. Điểm F là hình chiếu của điểm M trên kinh tuyến giữa, cung LM là hình chiếu của vĩ tuyến qua M, cung ZM là hình chiếu của kinh tuyến qua M và là độ hội tụ kinh tuyến tại M. Tọa độ UTM của điểm M được xác định bởi tung độ NM (North) và hoành độ EM (East). Ở đây giống như quy định trong phép chiếu hình Gauss, trị số EM

được tính từ trục ON cách kinh tuyến giữa 500km về phía tây.

Trước năm 1975, quân đội Mỹ dùng hệ tọa độ UTM với Elipxoid của Everest để thành lập bản đồ địa hình của khu vực miền Nam nước ta. Do đó khi sử dụng các bản đồ này, cần phải tính chuyển tọa độ UTM sang hệ tọa độ Gauss- Kruger cho thống nhất với bản đồ thành lập theo HN-72. Bài toán tính chuyển giữa các hệ tọa độ (, ), (B, L), (E, N) được nghiên cứu trong giáo trình trắc địa lý thuyết. Trong hệ tọa độ VN-2000, như đã nêu ở trên sử dụng hệ tọa độ vuông góc UTM.

1.5.4. Hệ tọa độ cực (, S)

23

Hình 1-12

0 e

n B

Z

m

500km EM XÝch ®¹o

l

Nm

f e'

Trên mặt phẳng chọn điểm O làm điểm cực và một hướng cố định OA là trục cực ( hình1-13). Vị trí của điểm i nào đó được xác định bởi góc cực i và cạnh cực Si

là khoảng cách ngang tính từ điểm gốc O đến điểm i. Hệ tọa độ cực được áp dụng khi đo vẽ trực tiếp bản đồ địa hình ở thực địa và trong nhiều trường hợp khác

1.6. ẢNH HƯỞNG ĐỘ CONG TRÁI ĐẤT ĐẾN CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐO TRONG TRẮC ĐỊA

1.6.1. Đến kết quả đo khoảng cách

Trên hình 1.14a, ta ký hiệu D là khoảng cách nghiêng đo được giữa hai điểm A và B trên mặt đất, d là độ dài cung AB tương ứng khi chuyển D xuống mặt cầu có bán kính R; là góc ở tâm O ứng với d, còn S là khoảng cách ngang ab’ tương ứng trên mặt phẳng chiếu hình T.

Sai số do độ cong quả đất ảnh hưởng đến kết quả đo khoảng cách là độ chênh giữa chiều dài ngang S và cung d :

= S - d (1-1)

Từ hình vẽ ta có:

S = Rtg (1-2)

Vì góc ở tâm chắn cung d rất nhỏ so với bán kính R nên có thể viết:d = R (1-3)

24

A

B

0

R

T

D

Ha

S b'

a

b

Hb

b

A

BD

R

b

a

b

Tb'

S

dS

h

E

0

E2

E1

S1

S2

1

2

Hình 1-13

Thay (1-2) và (1-3) vào (1-1) ta được:

S = R(tg-) (1-4)

Khai triển gần đúng hàm tg :tg = +3/3+... (1-5)

Thay (1-5) vào (1-4) ta được công thức cuối cùng:

Hay có thể viết : (1-6)

Thay R = 6371 km và các trị số d từ 10km đến 100km vào (1-6) ta nhận được kết quả ghi ở bảng 1.2

Bảng 1-2

d(km) S(cm) S/d

10 0.8 1:1.220.000

25 13 1:1.192.000

50 102 1:49.000

100 821 1: 12.000

Trong thực tế thiết bị đo chiều dài chỉ đạt độ chính xác là :1:1.000.000. Do đó từ kết quả tính toán ở bảng 1.2 ta có nhận xét: với khoảng cách cần đo nhỏ hơn 20km có thể bỏ qua sai số do ảnh hưởng của độ cong quả đất S.

1.6.2. Ảnh hưởng của độ cong quả đất đến kết quả đo góc bằng

Trên hình 1-15 ta ký hiệu 1, 2, 3 là góc bằng của tam giác phẳng ABC, còn ’1, ’2, ’3 là góc của tam giác trên mặt cầu tương ứng (góc kẹp giữa 2 tiếp tuyến T với hai cung tại đỉnh).

25

Hình 1-14

"

'

" "

T

T

A

Theo lượng giác cầu, tổng ba góc trong một tam giác (’1+ ’2+ ’3 ) > 180o và so với trên mặt phẳng tương ứng tổng này lớn hơn một lượng ’’ gọi là số dư mặt cầu:

’’= (’1+ ’2+ ’3 ) - (1+ 2+ 3 ).

Số dư mặt cầu ’’ chính là sai số do ảnh hưởng của độ cong quả đất đến kết quả đo góc bằng trong một tam giác.

Trắc địa lý thuyết đã chứng minh được công thức tính ’’ như sau:

(1-7)

Trong đó: Fc là diện tích của đa giác trên mặt cầu.

Nếu tính theo tam giác ABC trên mặt phẳng với ba cạnh a, b,c và ba góc tương ứng A, B, C ta dùng công thức của Lerenđrơ:

(1-8)

Thay R= 6371 km, ’’=206265’’, Fc từ 10km2 đến 400km2 vào công thức (1-8) ta được kết quả ghi trong bảng 1-3.

Bảng 1-3

F (km2) ’’

10 0’’,05

100 0’’,51

200 1’’,02

400 2’’,03

Từ kết qủa trên ta thấy, khi đo góc bằng với độ chính xác 1’’ thì với tam giác có diện tích lớn hơn 200km2(cạnh S > 20km) phải tính số dư mặt cầu ’’ để cải chính vào kết quả đo góc.

1.6.3. Ảnh hưởng của độ cong quả đất đến kết quả đo cao

Theo định nghĩa thì độ cao của điểm a và b (hình 1.14b) trên mặt cầu là bằng nhau, nhưng nếu nhìn từ a theo hướng nằm ngang HH sẽ không trông thấy b mà là b’ (điều này sẽ được lý giải cụ thể khi xét nguyên lý đo cao hình học ở chương 4). Như

26

Hình 1-15

vậy, sai số do độ cong quả đất ảnh hưởng đến kết quả đo độ cao điểm B được coi là đoạn bb’ và ký hiệu là h.

Từ hình 1-14b, theo định lý Pitago ta có:

(R + h)2 = R2 + S2 (1-9)

hay R2 + 2h + 2 Rh = R2 + S2

nên h = S2 / (2R + h) (1-10)

Vì h rất nhỏ so với R nên có thể bỏ qua nó ở mẫu số, đồng thời coi S là d. Lúc này: h = d2 / 2R.

Thay R = 6371 km và d từ 50m đến 2km vào công thức (1-10) ta nhận được kết quả ghi trong bảng 1-4.

Bảng 1-4

d(m) h(mm)

50 0.2

100 0.8

200 3.1

500 19.6

Từ kết quả ta thấy h tăng rất nhanh khi khoảng cách d tăng.

Vì yêu cầu độ chính xác trong đo độ cao là rất cao, nên trong mọi trường hợp ta phải xét đến sai số do ảnh hưởng của độ cong quả đất và tìm biện pháp khắc phục. Ví dụ, nếu yêu cầu h 1mm thì theo công thức (1-10) ta tính được khoảng cách tối đa là d 110m.

1.7. BẢN ĐỒ VÀ BÌNH ĐỒ

1.7.1. Khái niệm về bản đồ, bình đồ

1. Bản đồ

Bản đồ là hình ảnh thu nhỏ và được khái quát hóa một phần rộng lớn của bề mặt đất lên mặt phẳng nằm ngang theo phép chiếu hình bản đồ với những nguyên tắc biên tập khoa học.

Như vậy, khái niệm bản đồ phải hiểu là biểu thị một khu vực lãnh thổ rộng lớn, có tính đến ảnh hưởng của độ cong quả đất, đặc điểm biến dạng của phép chiếu hình, sử dụng thống nhất hệ tọa độ, độ cao Nhà nước.

27

Theo nội dung, bản đồ được chia làm hai loại là bản đồ địa lý chung và bản đồ chuyên đề. Bản đồ địa lý chung gồm ba nhóm: bản đồ địa lý khái quát, bản đồ địa hình khái quát và bản đồ tỷ lệ lớn. Bản đồ chuyên đề gồm : Bản đồ địa chất, bản đồ ô nhiễm môi trường…

2. Bình đồ

Khác với bản đồ, bình đồ biểu thị một khu đất nhỏ theo phép chiếu hình đơn giản. Nghĩa là coi mặt quy chiếu tọa độ, độ cao là mặt phẳng nằm ngang. Bình đồ thường có tỷ lệ lớn và được dùng nhiều trong trắc địa công trình. Ví dụ bình đồ của một khu xây dựng, một tuyến giao thông, thủy lợi... Tùy theo yêu cầu sử dụng mà bình đồ có thể không sử dụng hệ tọa độ, độ cao nhà nước hoặc không biểu thị dáng đất.

1.7.2. Tỷ lệ bản đồ và thước tỷ lệ

1. Tỷ lệ bản đồ

Tỷ lệ bản đồ là tỷ số giữa chiều dài đoạn thẳng d trên bản đồ và chiều dài tương ứng nằm ngang của nó ngoài thực địa, ký hiệu là 1:M

Để tiện sử dụng người ta chọn mẫu số Mbđ có trị số chẵn. Ví dụ: 1:200, 1:500,1:25000... Trị số Mbđ càng nhỏ thì mức độ biểu thị địa vật trên bản đồ càng chi tiết nên gọi là tỷ lệ lớn.

Người ta phân loại bản đồ địa hình theo tỷ lệ: Bản đồ tỷ lệ lớn từ 1:5000 đến 1:500 hoặc lớn hơn, bản đồ tỷ lệ trung bình từ 1:10000 đến 1:50000, bản đồ tỷ lệ nhỏ từ 1:100000 và nhỏ hơn.

* Ví dụ 1

Người ta đo trên bản đồ có tỷ lệ 1:10 000 được một đoạn thẳng d =12cm. Hãy tìm khoảng cách tương ứng ngoài thực địa?

Giải: Từ công thức theo định nghĩa, ta có:

D = d M = 12cm 10 000 = 120000 cm = 1200 m

* Ví dụ 2

Khi đo vẽ chi tiết để thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1: 5000, người ta đo được khoảng cách từ máy đến gương là 145m. Hãy tìm khoảng cách tương ứng trên bản đồ?

Giải: Từ công thức theo định nghĩa, ta có:

28

2. Thước tỷ lệ

Khi thành lập và sử dụng bản đồ người ta dùng thước tỷ lệ thẳng hoặc thước tỷ lệ xiên.

a. Thước tỷ lệ thẳng

Để dựng thước tỷ lệ thẳng, ta kẻ hai đường thẳng song song với giãn cách 2mm ( hình 1.16a). Từ điểm đầu a ta đặt liên tiếp các đoạn thẳng cơ bản a có chiều dài được chọn sao cho thích hợp với chiều dài chẵn cho trên thực địa. Ví dụ với tỷ lệ 1:5000 ta chọn a = 2cm tương ứng với chiều ngang trên thực địa là D = a.Mbd = 100m. Trên đoạn a đầu tiên chia thành 10 khoảng đều nhau, giá trị mỗi khoảng chia là t = 0.1a.

Cách sử dụng thước tỷ lệ thẳng:

Giả sử dùng compa đo trên bản đồ một đoạn mn, ta ướm nó lên thước tỷ lệ sao cho một đầu m trùng với vạch chẵn, ví dụ ở vạch 200m, sau đó đọc theo đoạn chia nhỏ t, ví dụ 56m (từ vạch 0 đến n) ta sẽ được chiều dài tương ứng trên thực địa là 256m. Như vậy, độ chính xác đọc số trên thước tỷ lệ thẳng là 0.1t, nghĩa là đến 0.01a.

b. Thước tỷ lệ xiên

Để nâng cao độ chính xác người ta dùng thước tỷ lệ xiên (hình 1.16b vẽ thước cho tỷ lệ 1:5 000) như sau: Chọn một đoạn tỷ lệ cơ bản a, dựng các ô vuông có kích thước a x a. Theo chiều dọc và chiều ngang của ô vuông đầu tiên, chia a thành 10 khoảng đều nhau, sau đó kẻ các đường ngang và đường xiên như hình vẽ. Sử dụng thước tỷ lệ xiên cho phép ước đọc đoạn mn với độ chính xác đến 0.001a.

29

Hình 1-16a

100 0 100 200 400 600

a=2cm

256mn m

0

2

4

6

8

10

n m

Com pa

6004002001000100 50

Cách sử dụng thước tỷ lệ xiên:

Giả sử, dùng compa đo trên bản đồ đoạn mn, ta ướm đầu m trùng với vạch chẵn, ví dụ trên hình 1.16b là vạch 200m, còn đầu n có thể rơi trên đường xiên nào đó, ví dụ theo chiều ngang điểm n ứng với vạch số 5, ta có 5t=50m, còn theo chiều dọc n nằm giữa hai hàng thứ 4 và hàng thứ 5 ta có thể ước đọc 0.2 nghĩa là ứng với 4.2m. Tổng chiều dài đoạn mn trên thực địa sẽ là 254.2mm

1.8. CHIA MẢNH VÀ ĐÁNH SỐ BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH

1.8.1. Chia mảnh và đánh số bản đồ địa hình theo phép chiếu Gauss–Kruger

1. Quy định của quốc tế về danh pháp bản đồ 1:100000

Theo kinh tuyến, chia quả đất thành 60 cột, mỗi cột có kinh sai =6o (xem hình 1-17) , cột thứ nhất ( cột có kinh tuyến gốc) được đánh số thứ tự là 31 và tăng dần sang phía đông, nghĩa là số thứ tự cột chênh với số thứ tự múi trong phép chiếu hình Gauss – Kruger là 30. Như đã biết trong bài 1.4, Việt nam chủ yếu nằm ở múi thứ 18,19 và 20 nên tương ứng với các cột là 48, 49 và 50.

Theo vĩ tuyến, từ xích đạo về phía 2 cực của quả đất chia làm 22 hàng, mỗi hàng có vĩ sai = 4o và đánh số thứ tự theo chữ in hoa la tinh A, B, C....V. Việt nam có vĩ độ từ khoảng 7o (một số đảo thuộc quần đảo Trường Sa) đến 23o5 (Lũng Cú tỉnh Hà Giang) nên nằm ở các hàng B, C, D, E, F.

30

Hình 1-16 b

90

0 180

6

12

2430

36

4248

5460

6672

78 84 96102

108114

120126

132

138144

150

156

162

168

174

18

0

16

47 4849

5051

Hµ Néi

Sau khi chia cột và hàng ta nhận được các mảnh hình thang cong trên mặt cầu có kích thước = 4o và =6o. Hình thang cong này được chiếu lên mặt phẳng theo tỷ lệ 1:1000000 ta được tờ bản đồ có danh pháp quy định với số thứ tự hàng, số thứ tự cột và địa danh.

Ví dụ : Danh pháp các mảnh bản đồ tỷ lệ 1/1000000 của một số vùng thuộc Việt nam là Hà nội F-48( xem hình 1-18), Nha trang D-49, Đà nẵng E -49.

31

Hình 1-17

Hµ Néi F-48

F-48

1:1000000102 000 108 00

0

24 00

0

20 0

Hình 1-18

2. Quy định của Việt nam về danh pháp bản đồ

Theo “Quy phạm thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1:500 đến 1: 5000” của Tổng cục địa chính Việt Nam, nước ta cũng lấy bản đồ tỷ lệ 1:1000000 làm cơ sở để chia mảnh và đánh số hiệu cho các tờ bản đồ địa hình. Tùy theo tỷ lệ bản đồ mà ta có ba cách chia mảnh được trình bày dưới đây.

a. Chia mảnh khung hình thang theo kinh và vĩ tuyến.

* Đối với bản đồ tỷ lệ nhỏ :

Từ mảnh bản đồ 1: 1000000 chia thành:

- 4 mảnh bản đồ 1:500000 có kích thước = 2o và =3o và đánh số hiệu từ trên xuống dưới, từ trái qua phải bằng chữ in hoa la tinh A, B, C, D...

Ví dụ : Hà nội F -48 –D (xem hình 1-19a).

- 36 mảnh bản đồ tỷ lệ 1:200000 có kích thước = 40’ và =1o và đánh số hiệu bằng chữ số la mã I, II...Ví dụ Hà nội F-48-XXVIII.

- 144 mảnh bản đồ tỷ lệ 1:100000 có kích thước = 20’ và =30’ và đánh số hiệu bằng chữ số ả Rập 1,2...144. Ví dụ Hà nội F-48-104. (xem hình 1-19b)

32

1

144

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1224

36

143142

1:500000

Hµ Néi F-48-D-104

F-48

A B

C D

00

F-48

1:500000

Hµ Néi F-48-D

108 00

20

22

0

0

0

0105 00

a) b)

Hình 1-19

* Đối với bản đồ tỷ lệ trung bình :

Bảng 1-5

Tỷ lệSố mảnh

trên tờ bản đồ

Kích thước khungVí dụ danh pháp của

tờ bản đồ Hà Nội

1: 1000000 4o 6o F-48

1:500000 2x2=4 2o 3o F-48- D

1:200000 6x6=36 40’ 1o F-48 –XXVIII

1:100000 12x12=144 20’ 30’ F-48-104

1:100000

1:50000 2x2=4 10’ 15’ F-48-104-D

1:25000 4x4=16 5’ 7’30’’ F-48-104-D-c

1:10000 8x8=64 2’30’’ 3’45’’ F-48-104-D -c-4

33

A B

DC

1:100.000

105 30'0106 00'0

21 00'

0

F-48-104021

00'21 10'

0F-48-104-D

021 00'

0106 00'0105 45'

1:50.000

c d

ba

1 2

43

1:25.000

105 52'32''0106 00'0

21 00'

0

F-48-104-D-d021

05'21 02'30''

0F-48-104-D-d

021 00'

0106 56'15''0105 52'32''

1:10.000F-48-104-D-d

Trường CĐTN – MT Hà Nội

Sau khi có bản đồ 1: 100000 chia thành 4 mảnh 1:50000 với ký hiệu A, B, C, D và có kích thước = 10’ và =15’ (hình 1-20a). Từ mảnh bản đồ 1: 50000 chia thành 4 mảnh 1: 25000 với ký hiệu a, b, c, d với = 5’ và =7.5’ ( hình 1-20b). Từ mảnh bản đồ 1:25000 chia thành 4 mảnh 1: 10000 với ký hiệu 1,2,3,4 và = 2’30’’ và =3’45’’ (hình1-20c)

Ví dụ : Trường Cao đẳng Tài nguyên và Môi trường Hà nội (Cơ sở 2) nằm trên tờ bản đồ tỷ lệ 1: 10000 danh pháp là Đông Ngạc F-48-104-D-3 ( hình 1.20d).

Như vậy đối với các tờ bản đồ tỷ lệ nhỏ và trung bình đều dựa vào mảnh bản đồ 1: 1000000 để chia và đánh số thứ tự theo nguyên tắc từ trái qua phải, từ trên xuống dưới. Bảng 1- 5 liệt kê số mảnh, kích thước và ví dụ về danh pháp tờ bản đồ ứng với các tỷ lệ của khu vực Hà nội.

b. Chia mảnh theo khung hình chữ nhật

Đối với bản đồ tỷ lệ 1: 5000 và 1: 2000 khi đo vẽ ờ khu vực đã có điểm tọa độ nhà nước và với diện tích lớn hơn 20 km2 thì chia mảnh theo khung hình chữ nhật lấy bản đồ tỷ lệ 1: 100000 làm cơ sở ( hình 1-21). Cụ thể là chia tờ bản đồ 1: 100000 thành 384 mảnh và để trong dấu ngoặc đơn, kích thước = 20’:16 = 1’15’’, = 30’: 24 = 1’15’’.

Ví dụ : F- 48- 144 - (384) (hình 1-21a).

Chia mảnh 1:5000 thành 6 mảnh 1:2000 và ký hiệu a, b, c, d, e, f với = 25’’, =37’’5.

Ví dụ: hình 1-21b ta có F-48-144-(384-f)

c. Chia mảnh theo khung hình vuông

34

1:100.000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314 15161718192021222324

F-48-104-(384)

(1:5000)

a

c

e

b

d

f

(1:2000)

F-48-104-(384-f)

Hình 1-20

Hình 1-

Đối với khu vực chưa có điểm tọa độ nhà nước và diện tích nhỏ hơn 20 km2 thì bản đồ địa hình được chia mảnh theo khung hình vuông, khác với nguyên tắc đã nêu trên, ở đây lấy hệ trục tọa độ vuông góc và bản đồ 1: 5000 làm cơ sở. Cụ thể: chia bản đồ tỷ lệ 1:10000 thành 64 mảnh 1:5000 và đánh số hiệu A, B, C, D và 1, 2, 3, 4 theo nguyên tắc như hình 1-22a. Chia mảnh 1:5000 thành 9 mảnh 1:2000 và ký hiệu a, b, ...,i.

Ví dụ: Trên hình 1.22 b ta có A-2-3-d là danh pháp của tờ 1:2000.

Chia mảnh 1: 2000 thành 4 mảnh 1:1000 và đánh số hiệu I, II, III, IV. Danh pháp của tờ 1:1000 bao gồm danh pháp của tờ 1: 5000 và 1: 2000. Ví dụ trên hình 1.22c ta có A-2-3-d-II.

Chia mảnh 1: 2000 thành 16 mảnh 1: 500 với số hiệu từ 1 đến 16. Ví dụ trên hình 1.25d ta có A-2-3-d-16.

Kích thước của tờ bản đồ 1: 5000 là 60x60cm còn tỷ lệ lớn hơn là 50x50cm.

Chú ý : Trên đây là nội dung chia mảnh và đánh số bản đồ địa hình. Đối vớibản đồ địa chính được quy định trong quy phạm “Thành lập bản đồ địa chính”.

1.8.2. Chia mảnh và đánh số bản đồ địa hình theo phép chiếu UTM

1. Danh pháp của các tờ bản đồ địa hình tỷ lệ cơ bản

a. Danh pháp mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10000000

Cũng giống như hệ HN-72, mảnh bản đồ tỷ lệ 1:10000000 có kích thước = 4o và =6o. Ký hiệu cột được đánh số bằng số ả rập 1, 2, 3 ... bắt đầu từ cột số 1 nằm giữa kinh tuyến 180oĐ và 174oT, ký hiệu cột tăng từ Đông sang Tây. Hay nói các khác, số thứ tự cột chênh với số thứ tự múi trong phép chiếu hình Gauss – Kruger là 30. Ký hiệu hàng được đánh bằng chữ số La tinh A, B, C... (bỏ qua chữ cái O và I để tránh nhầm lẫn với số 0 và số 1) bắt đầu từ hàng A nằm giữa vĩ tuyến 0o và 4o, ký hiệu hàng tăng từ xích đạo về phía hai cực.

Trong hệ UTM quốc tế, để phân biệt rõ hai vùng đối xứng nhau qua xích đạo người ta đặt trước ký hiệu hàng thêm chữ cái N đối với các hàng Bắc bán cầu và chữ S đối với các hàng Nam bán cầu.

Danh pháp của mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1000000 trong hệ VN -2000 cũng lấy thứ tự hàng và cột như trong HN-72, nhưng bỏ địa danh, xem hình 1.23.

35

A

BC

D

1234

1234

4 3 2 1 2 3 4

a b c

d e f

g h i

I II

II IV

1 2 3 4

5 6 7 8

9 10 11 12

13 14 15 16

1:100.0001:5000

1:2000 1:2000

Hình 1-

Ví dụ: Mảnh bản đồ địa hình 1:1000000 có phiên hiệu F-48 (NF-48), trong ngoặc là danh pháp UTM quốc tế được chú thích thêm chữ N.

b. Danh pháp mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1:500000

36

1:1.000.000

DC

BA

F-48(NF-48)

F-48(NF-48) F-48(NF-48)

1:1.000.000

1 3

2 4

1:500.000

F-48-D(NF-48-D)

F-48-D(NF-48-D)

1:500.0001:250.000

F-48-D(NF-48-D-4)

4

F-48(NF-48)

1:1.000.000

0

06

F-48-96(6151)

(1:100.000)

A B

C D

30'

30''

(1:100.000)

F-48-96(6151)

(1:50.000)

F-48-96-D(6151IV)

Cũng giống như hệ HN-72, mỗi mảnh bản đồ 1:10000000 chia thành 04 mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500000, mỗi mảnh kích thước 2ox3o, phiên hiệu mảnh đặt bằng các chữ cái A, B, C, D theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới.

Danh pháp mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500000 là danh pháp mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1000000 chứa mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500000 đó, gạch nối và sau đó là ký hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500000 trong mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1000000.

Danh pháp UTM quốc tế, đánh số A, B, C, D theo chiều kim đồng hồ, bắt đầu từ góc Tây-Bắc.

Ví dụ, mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500000 có phiên hiệu F-48-D(NF-48-D), phần trong ngoặc là danh pháp bản đồ quốc tế.

c. Danh pháp bản đồ địa hình tỷ lệ 1:250000

Mỗi mảnh bản đồ 1:1500000 chia thành 04 mảnh bản đồ tỷ lệ 1:250000, mỗi mảnh kích thước 1ox1.5o, phiên hiệu mảnh đặt bằng số ả rập 1, 2, 3, 4 theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới.

Theo kiểu UTM quốc tế, mảnh bản đồ 1:1000000 chia thành 16 mảnh bản đồ tỷ lệ 1:250000, mỗi mảnh kích thước 1ox1.5o, phiên hiệu mảnh đặt bằng số ả rập 1đến 16 theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới.

Danh pháp bản đồ địa hình tỷ lệ 1:250000 bao gồm danh pháp mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500000 chứa mảnh bản đồ 1:250000 đó, gạch nối và sau đó là ký hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:250000 trong mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500000 (phần trong ngoặc là danh pháp mảnh bản đồ đó theo quốc tế).

Ví dụ: Mảnh bản đồ 1:250000 có phiên hiệu là F-48-D-4 (NF-48-16), hình1.23.

37

1:100.000

F-48-96(6151)

1:5000

F-48-96-(256)

a b c

fed

g h i

F-48-96-(256)

1:5000

1'52.5''

1:2000

F-48-96-(256-c)

(3.75'' x 3.75'')

Hình 1-23

d. Danh pháp của mảnh bản đồ tỷ lệ 1:100000

Mỗi mảnh bản đồ 1:1000000 chia thành 96 mảnh bản đồ tỷ lệ 1:100000, mỗi mảnh kích thước 30’x30’, phiên hiệu mảnh đặt bằng số ả rập 1 đến 96 theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới.

Theo kiểu UTM quốc tế, hệ thống bản đồ tỷ lệ 1:100000 được phân chia độc lập so với hệ thống mảnh bản đồ 1:1000000 gồm 4 số, 2 số đầu bắt đầu bằng 00 là số thứ tự của các cột có kinh sai =30’ theo kinh tuyến xuất phát từ kinh tuyến 75oĐ tăng dần về phía Đông (múi nằm giữa kinh độ 102oĐ và 102o30Đ là cột 54), 2 số sau bắt đầu bằng 01 là số thứ tự của các hàng có vĩ sai là = 30’ dọc theo vĩ tuyến xuất phát từ vĩ tuyến 4o Nam bán cầu (vĩ tuyến 4oN) tăng dần về phía cực (hàng nằm giữa độ vĩ 8o và 8o30’ là hàng 25).

Danh pháp bản đồ địa hình tỷ lệ 1:100000 bao gồm danh pháp mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1000000 chứa mảnh bản đồ 1:100000 đó, gạch nối và sau đó là ký hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:100000 trong mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1000000 ( phần trong ngoặc là danh pháp mảnh bản đồ đó theo quốc tế).

Ví dụ: Mảnh bản đồ 1:100000 có phiên hiệu là F-48-96 (6151).

e. Danh pháp của mảnh bản đồ tỷ lệ 1:50000

Mỗi mảnh bản đồ 1:100000 chia thành 04 mảnh bản đồ tỷ lệ 1:50000, mỗi mảnh kích thước 15’x15’, phiên hiệu mảnh đặt bằng các chữ A, B, C, D theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới.

Theo kiểu UTM quốc tế, việc chia mảnh được thực hiện tương tự, danh pháp mảnh được lý hiệu bằng chữ số La Mã I, II, III, IV theo thứ tự cũng bắt đầu từ mảnh góc Đông bắc nhưng theo chiều kim đồng hồ.

Danh pháp bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50000 bao gồm danh pháp mảnh bản đồ tỷ lệ 1:100000 chứa mảnh bản đồ 1:50000 đó, gạch nối và sau đó là ký hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:50000 trong mảnh bản đồ tỷ lệ 1:100000, phần trong ngoặc là danh pháp mảnh bản đồ đó theo quốc tế ( danh pháp mảnh bản đồ tỷ lệ 1:50000 theo kiểu UTM quốc tế cũng đặt theo nguyên tắc trên nhưng không có gạch ngang).

Ví dụ: Mảnh bản đồ 1:50000 có phiên hiệu là F-48-96-D (6151 IV).

g. Danh pháp của mảnh bản đồ tỷ lệ 1:25000, 1:10000, 1:5000, 1:2000

Hệ thống UTM quốc tế không phân chia các mảnh bản đồ 1:25000 và lớn hơn, do đó trong hệ VN – 2000 cũng áp dụng đúng như hệ HN -72.

Ví dụ :mảnh bản đồ tỷ lệ 1: 25000 có danh pháp là F-48-96-D-d;

Tỷ lệ 1:10000 có danh pháp là F-48-96-D-d-2;

Tỷ lệ 1:5000 có danh pháp là F-48-96(256);

Tỷ lệ 1:2000 có danh pháp là F-48-96(256-c).

2. Danh pháp của các tờ bản đồ tỷ lệ lớn

Bản đồ địa hình tỷ lệ lớn 1:1000 và 1:500 chỉ được thành lập cho các khu vực nhỏ, có thể thiết kế hệ thống phân mảnh và đặt danh pháp phù hợp cho từng trường

38

hợp cụ thể. Ngoài ra, cũng có thể sử dụng cách phân mảnh và đặt danh pháp theo hệ thống chung như sau:

a. Danh pháp của các tờ bản đồ địa hình tỷ lệ 1:1000

Mỗi mảnh bản đồ 1:2000 chia thành 4 mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1000,phiên hiệu mảnh đặt bằng chữ số La Mã I, II, II, IV theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới.

Danh pháp bản đồ địa hình tỷ lệ 1:1000 bao gồm danh pháp mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2000 chứa mảnh bản đồ 1:1000 đó, gạch nối và sau đó là ký hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1000 trong mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2000, đặt trong ngoặc đơn cả ký hiệu của mảnh bản đồ tỷ lệ 1:5000, mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2000 và mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1000.

Ví dụ: Mảnh bản đồ 1:1000 có phiên hiệu là F-48-96 (256-k-IV).

b. Danh pháp mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1:500

Mỗi mảnh bản đồ 1:2000 chia thành 16 mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500,phiên hiệu mảnh đặt bằng chữ số ả rập từ 1 đến 16 theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới.

Danh pháp bản đồ địa hình tỷ lệ 1:500 bao gồm danh pháp mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2000 chứa mảnh bản đồ 1:500 đó, gạch nối và sau đó là ký hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500 trong mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2000, đặt trong ngoặc đơn cả ký hiệu của mảnh bản đồ tỷ lệ 1:5000, mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2000 và mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500.

Ví dụ: Mảnh bản đồ 1:500 có phiên hiệu là F-48-96 (256-c-16).

THÔNG TƯ SỐ 973/2001/TT-TCĐCNGÀY 20-6-2001 CỦA TỔNG CỤC ĐỊA CHÍNH

Hướng dẫn áp dụng Hệ quy chiếu và Hệ toạ độ quốc gia VN-2000

- Căn cứ Nghị định số 34/CP ngày 23-4-1994 của Chính phủ quy định chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn và tổ chức bộ máy của Tổng cục Địa chính,

- Căn cứ Quyết định số 83/2000/QĐ-TTg ngày 12-7-2000 của Thủ tướng Chính phủ về việc áp dụng Hệ quy chiếu và Hệ toạ độ quốc gia VN-2000,

Tổng cục Địa chính hướng dẫn áp dụng Hệ quy chiếu về Hệ toạ độ quốc gia VN-2000 như sau:

I. Hệ quy chiếu và Hệ toạ độ quốc gia VN-2000 (sau đây gọi tắt là Hệ VN-2000) được áp dụng thống nhất để xây dựng hệ thống toạ độ các cấp hạng, hệ thống bản đồ địa hình cơ bản, hệ thống bản đồ nền, hệ thống bản đồ địa chính, hệ thống bản đồ hành chính quốc gia và các loại bản đồ chuyên đề khác. Trong hoạt động đo đạc và bản đồ chuyên dụng, khi cần thiết được áp dụng các hệ quy chiếu khác phù hợp với mục đích riêng.

39

II. Áp dụng Hệ VN-2000 trong việc triển khai các dự án (hoặc luận chứng kinh tế - kỹ thuật) về xây dựng lưới toạ độ ở tất cả các cấp hạng, đo vẽ bản đồ địa hình và đo vẽ bản đồ địa chính được quy định sau:

1. Công trình có dự án (hoặc luận chứng kinh tế - kỹ thuật) đã được phê duyệt, nhưng chưa triển khai thì phải điều chỉnh, bổ sung để thực hiện trong Hệ VN-2000.

2. Công trình đang triển khai dở dang thì tiếp tục thực hiện trong Hệ HN-72, đồng thời phải bổ sung ngay phương án chuyển thành quả cuối cùng sang Hệ VN-2000.

III. Hệ VN-2000 có các tham số chính sau đây:

1. Ê-líp-xô-ít quy chiếu quốc gia là ê-líp-xô-ít WGS-84 toàn cầu với kích thước:

a) Bán trục lớn: a = 6378137,0mb) Độ dẹt: f = 1:298,257223563c) Tốc độ góc quay quanh trục: = 7292115,0x10-11rad/s

d) Hằng số trọng trường trái đất: GM = 3986005.108m3s-2

2. Vị trí ê-líp-xô-ít quy chiếu quốc gia: ê-líp-xô-ít WGS-84 toàn cầu được xác định vị trí (định vị) phù hợp với lãnh thổ Việt Nam trên cơ sở sử dụng điểm GPS cạnh dài có độ cao thuỷ chuẩn phân bố đều trên toàn lãnh thổ.

3. Điểm gốc toạ độ quốc gia: Điểm N00 đặt tại Viện Nghiên cứu Địa chính thuộc Tổng cục Địa chính, đường Hoàng Quốc Việt, Hà Nội.

4. Hệ thống toạ độ phẳng: Hệ toạ độ phẳng UTM quốc tế, được thiết lập trên cơ sở lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc với các tham số được tính theo các công thức tại mục I của Phụ lục kèm theo Thông tư này.

IV. Lưới chiếu bản đồ được quy định như sau:

1. Sử dụng lưới chiếu hình nón đồng góc với 2 vĩ tuyến chuẩn 110 và 210

để thể hiện các bản đồ địa hình cơ bản, bản đồ nền, bản đồ hành chính quốc gia ở tỷ lệ 1:1.000.000 và nhỏ hơn cho toàn lãnh thổ Việt Nam.

2. Sử dụng lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc với múi chiếu 60 có hệ số điều chỉnh tỷ lệ biến dạng chiều dài K0 = 0,9996 để thể hiện các bản đồ địa hình cơ bản, bản đồ nền, bản đồ hành chính quốc gia tỷ lệ từ 1:5.000.000 đến 1:25.000.

40

3. Sử dụng lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc với múi chiếu 30 có hệ số điều chỉnh tỷ lệ biến dạng chiều dài K0 = 0,9999 để thể hiện các bản đồ địa hình cơ bản, bản đồ nền, bản đồ hành chính tỷ lệ từ 1:10.000 đến 1:2.000.

4. Sử dụng lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc với múi chiếu phù hợp có hệ số điều chỉnh tỷ lệ biến dạng chiều dài K0 = 0,9999 để thể hiện hệ thống bản đồ địa chính cơ sở và bản độ địa chính các loại tỷ lệ; kinh tuyến trục được quy định cho từng tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương tại tiết c, điểm 1, mục II của Phụ lục kèm theo Thông tư này, thay thế cho quy định tại khoản 1.4 của Quy phạm thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500, 1:1.000, 1:2.000 đến 1:5.000, 1:10.000 và 1:25.000 do Tổng cục Địa chính ban hành năm 1999.

5. Khi thành lập bản đồ chuyên đề, có thể sử dụng các lưới chiếu nói trên hoặc các loại lưới chiếu khác phù hợp với mục đích thể hiện bản đồ.

V. Chia múi và phân mảnh hệ thống bản đồ địa hình cơ bản theo hệ thống UTM quốc tế, phiên hiệu mảnh bản đồ trong hệ thống bản đồ địa hình cơ bản đặt theo hệ thống phiên hiệu mảnh bản đồ hiện hành, đối với các tỷ lệ từ 1:50.000 đến 1:500.000 có ghi chú thêm phiên hiệu mảnh bản đồ của hệ thống UTM quốc tế với cỡ chữ bằng 2/3 cỡ chữ của phiên hiệu hiện hành, theo quy định tại mục II của Phụ lục kèm theo Thông tư này. Phân mảnh hệ thống bản đồ địa chính thực hiện theo quy định tại Quy phạm thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500, 1:1.000, 1:2.000, 1:5.000, 1:10.000 và 1:25.000 do Tổng cục Địa chính ban hành năm 1999.

VI. Việc sử dụng toạ độ trong Hệ VN-2000 và toạ độ tính chuyển giữa các hệ VN-2000, HN-72 và WGS-84 quốc tế thực hiện theo các quy định sau đây:

1. Lưới toạ độ từ hạng III trở xuống đã xây dựng trong Hệ HN-72 đang còn giá trị và nhu cầu sử dụng phải chuyển sang Hệ VN-2000 theo phương pháp bình sai lại lưới dựa và các điểm hạng cao hơn đã có toạ độ trong Hệ VN-2000, trong đó lưới địa chính cơ sở là lưới toạ độ hạng III Nhà nước.

2. Việc xây dựng lưới toạ độ từ hạng III trở xuống phải dựa trên các điểm thuộc lưới toạ độ hạng cao hơn trong Hệ VN-2000.

3. Việc tính chuyển toạ độ phục vụ chuyển bản đồ các loại tỷ lệ từ Hệ HN-72 sang Hệ VN-2000 được thực hiện theo phương pháp mô tả tại điểm 1, mục III của Phụ lục kèm theo Thông tư này, Tổng cục Địa chính cung câp các

41

phần mềm thực hiện tính chuyển toạ độ từ Hệ HN-72 sang Hệ VN-2000 như sau:

a) Phần mềm phục vụ tính chuyển toạ độ cho các loại bản đồ tỷ lệ 1:2.000 và nhỏ hơn theo hệ thống gia số toạ độ giữa Hệ HN-72 và Hệ VN-2000 tại các điểm khống chế toạ độ GPS cấp "0", hạng I và hạng II để sử dụng thống nhất cho cả nước;

b) Phần mềm phục vụ tính chuyển toạ độ cho các loại bản đồ tỷ lệ 1:1.000 và lớn hơn theo gia số toạ độ giữa Hệ HN-72 và Hệ VN-2000 tại các điểm của lưới khống chế toạ độ trong khu vực.

4. Việc tính chuyển toạ độ điểm giữa Hệ VN-2000 và Hệ WGS-84 quốc tế phục vụ nhu cầu áp dụng công nghệ định vị toàn cầu GPS được thực hiện theo phương pháp mô tả tại điểm 2, mục III của Phụ lục kèm theo Thông tư này, Tổng cục Địa chính cung cấp phần mềm thực hiện tính chuyển toạ độ giữa Hệ VN-2000 và Hệ WGS-84 quốc tế để sử dụng thống nhất cho cả nước.

5. Việc tính toán toạ độ trắc địa, toạ độ phẳng, tính chuyển trị đo về các mặt quy chiếu, tính chuyển toạ độ giữa các múi chiếu của hệ toạ độ phẳng UTM trong Hệ VN-2000 được thực hiện theo phương pháp mô tả tại mục I của Phụ lục kèm theo Thông tư này, tính toán theo phần mềm do Tổng cục Địa chính cung cấp hoặc theo các phần mềm khác có độ chính xác tương đương.

VII. Các loại bản đồ địa hình, bản đồ địa chính, bản đồ chuyên đề, bản đồ chuyên ngành in trên vật liệu truyền thống đã thành lập trong Hệ HN-72 và đang còn giá trị sử dụng thì tiếp tục sử dụng Hệ HN-72 cho tới khi bản đồ hết giá trị sử dụng; trong trường hợp cần phải sử dụng trong hệ VN-2000 thì việc chuyển đổi toạ độ được xử lý như sau:

1. Khi sử dụng bản đồ mà không có nhu cầu đo chính xác các yếu tố hình học trên bản đồ thì kẻ thêm lưới ô vuông toạ độ theo Hệ VN-2000 lên bản đồ; toạ độ các mắt lưới được tính bằng phần mềm quy định tại khoản 3, mục VI của Thông tư này và được thể hiện trên bản đồ bằng màu lơ kể cả số ghi chú.

2. Khi sử dụng bản đồ mà có nhu cầu đo chính xác các yếu tố hình học trên bản đồ, nhưng không có nhu cầu chuyển sang dạng số thì việc chuyển bản đồ sang hệ VN-2000 thực hiện theo phương pháp quét và nắn bản đồ theo toạ độ của các điểm đặc trưng trong Hệ VN-2000 bao gồm điểm cơ sở toạ độ, điểm địa vật rõ nét, điểm nút lưới ô vuông toạ độ; toạ độ các điểm đặc trưng được tính

42

chuyển sang hệ VN-2000 bằng phần mềm quy định tại khoản 3, mục VI của Thông tư này.

3. Khi sử dụng bản đồ mà có nhu cầu đo chính xác các yếu tố hình học trên bản đồ và có nhu cầu chuyển bản đồ sang dạng số thì việc chuyển bản đồ sang Hệ VN-2000 thực hiện đồng thời trong quá trình số hoá bản đồ; toạ độ các điểm số hoá được tính chuyển sang Hệ VN-2000 bằng phần mềm quy định tại khoản 3, mục VI của Thông tư này.

VIII. Các loại bản đồ địa hình, bản đồ địa chính, bản đồ chuyên đề, bản đồ chuyên ngành đã thành lập ở dạng số trong Hệ HN-72 và đang còn giá trị sử dụng thì được chuyển sang hệ VN-2000 theo phương pháp tính chuyển toạ độ toàn bộ các điểm trong tập dữ liệu đồ hoạ và các yếu tố nội dung, ký hiệu bằng phần mềm phù hợp dựa trên phần mềm quy định tại khoản 3, mục VI của Thông tư này.

IX. Độ gối phủ giữa các múi chiếu được xác định tại khu vực biên của 2 múi chiếu, trên bản đồ địa hình tỷ lệ 1:1.000.000 và lớn hơn phải thể hiện toạ độ phẳng của cả 2 mặt chiếu kề nhau với độ gối phủ rộng bằng 2 mảnh bản đồ mỗi múi có một mảnh bản đồ trong phần gối phủ.

X. Khung và nội dung ngoài khung của bản đồ địa hình các loại tỷ lệ được giữ nguyên cách trình bày đã quy định trong quy phạm và ký hiệu bản đồ địa hình.

XI. Hiệu lực thi hành:

1. Thông tư này có hiệu lực thi hành sau 15 ngày kể từ ngày ký.

2. Trong quá trình thực hiện nếu có vướng mắc hoặc có kiến nghị, đề nghị phản ánh về Tổng cục Địa chính để kịp thời giải quyết.

KT. TỔNG CỤC TRƯỞNG TỔNG CỤC ĐỊA CHÍNHPHÓ TỔNG CỤC TRƯỞNG

GS.TS KH ĐẶNG HÙNG VÕ

PHỤ LỤCKèm theo Thông tư số 973/2001/TT-TCĐC hướng dẫnáp dụng Hệ quy chiếu và Hệ toạ độ quốc gia VN-2000

43

I. TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ CỦA LƯỚI CHIẾU TOẠ ĐỘ PHẲNG UTM TRONG HỆ VN-2000

1. Tính toạ độ phẳng của lưới chiếu UTM trong Hệ VN-2000

Trong cùng một hệ quy chiếu, toạ độ phẳng của lưới chiếu UTM được tính thông qua toạ độ phẳng của lưới chiếu Gau-xơ theo công thức sau đây:

xUTM = k0 . XG

yUTM = k0 . (yG - 500000) + 500000

UTM = G (1)

mUTM = k0 . mG

Trong đó:

k0 = 0,9996 cho múi 60; k0 = 0,9999 cho múi 30;

(xUTM, yUTM) là toạ độ phẳng của lưới chiếu UTM;

(xG, yG) là toạ độ phẳng của lưới chiếu Gau-xơ;

UTM và G là góc lệch kinh tuyến tương ứng của lưới chiếu UTM và lưới chiếu Gau-xơ;

mUTM và mG là tỷ lệ biến dạng chiều dài tương ứng của lưới chiếu UTM và lưới chiếu Gau-xơ.

Công thức tính các yếu tố xG, yG, G, mG đã được hướng dẫn chi tiết trong quy trình tính toán hiện hành, khi áp dụng cần thay thế kích thước ê-líp-xô-ít Kra-xốp-xơ-ki bằng kích thước ê-líp-xô-ít WGS-84.

Để nhận biết vị trí điểm toạ độ thuộc múi nào, trước giá trị toạ độ yUTM

được ghi thêm số hiệu múi theo bảng 1 sau đây:

Bảng 1

Múi 60 Múi 30

Số hiệu múi Kinh tuyến trục Số hiệu múi Kinh tuyến trục

48 1050 481 1020

482 1050

49 1110 491 1080

492 1110

50 1170 501 1140

502 1170

44

Ví dụ: - Toạ độ y của điểm thuộc múi 48 (múi 60) là: 48 523456,123

- Toạ độ y của điểm thuộc múi 481 (múi 30) là: 481 645456,321

2. Tính toạ độ trắc địa theo toạ độ phẳng của lưới chiếu UTM trong Hệ VN-2000

Trong cùng một hệ quy chiếu, việc tính toạ độ trắc địa B, L theo toạ độ phẳng xUTM, yUTM của lưới chiếu UTM được thực hiện qua công thức tính toạ độ trắc địa B, L theo toạ độ phẳng xG, yG của lưới chiếu Gau-xơ, trong đó:

(2)

Công thức tính các yếu tố BG, LG, G, mG theo toạ độ phẳng xG, yG của lưới chiếu Gau-xơ đã được hướng dẫn chi tiết trong quy trình tính toán hiện hành, khi áp dụng cần thay thế kích thước ê-líp-xô-ít Kra-xốp-xơ-ki bằng kích thước ê-líp-xô-ít WGS-84.

Các yếu tố BUTM, LUTM, UTM, mUTM được tính như sau:

BUTM = BG

LUTM = LG

UTM = G (3)mUTM = k0 . mG

3. Tính hiệu chỉnh trị đo trong Hệ VN-2000

a) Số hiệu chỉnh cho các trị đo hướng, cạnh, phương vị từ mặt đất tự nhiên về ê-líp-xô-ít quy chiếu trong Hệ VN-2000

Các số hiệu chỉnh này bao gồm:

- 3 số hiệu chỉnh cho trị đo hướng: số hiệu chỉnh do độ cao điểm ngắm, số hiệu chỉnh do độ lệch đường dây dọi, số hiệu chỉnh về đường trắc địa, chỉ tính cho trị đo trong lưới tam giác hạng I và II;

- Số hiệu chỉnh La-pơ-lát cho trị đo phương vị thiên

- Số hiệu chỉnh cạnh tính cho cạnh đo tất cả các loại lưới.

45

Công thức tính các số liệu chỉnh này đã được hướng dẫn trong quy trình tính toán hiện hành, khi áp dụng cần thay thế kích thước ê-líp-xô-ít Kra-xốp-xơ-ki bằng kích thước ê-líp-xô-ít WGS-84.

b) Chuyển trị đo GPS từ Hệ WGS-84 quốc tế về ê-líp-xô-ít quy chiếu trong Hệ VN-2000

Trị đo GPS giữa 2 điểm được xử lý trong Hệ WGS-84 quốc tế gồm các yếu tố sau đây:

- Toạ độ vuông góc không gian X, Y, Z và toạ độ trắc địa B, L, H tương ứng có giá trị gần đúng cỡ mét;

- 3 thành phần gia số toạ độ vuông góc không gian DX, DY, DZ của véc-tơ nối 2 điểm và véc-tơ ma trận phương sai tương ứng;

- Chiều dài cạnh, phương vị thuận và nghịch nối 2 điểm và sai số tương ứng;

Các yếu tố trên được chuyển về ê-líp-xô-ít quy chiếu trong Hệ VN-2000 theo các bước sau đây:

1. Tính chuyển toạ độ X, Y, Z trong Hệ WGS-84 quốc tế sang X, Y, Z Hệ VN-2000 theo công thức:

X' = X0 + k . (X - 0 . Y + 0 . Z)

Y' = Y0 + k . (0 . X + Y - 0 . Z) (4)

Z' = Z0 + k . (-0 . X + 0 . Y + Z)

Trong đó:

k là tỷ lệ biến dạng chiều dài của Hệ WGS-84 quốc tế so với Hệ VN-2000,

(0, 0, 0) là góc quay Ơ-le của trục toạ độ Hệ WGS-84 quốc tế so với Hệ VN-2000,

( X0, Y0, Z0 ) là toạ độ tâm của Hệ WGS-84 quốc tế trong Hệ VN-2000.

2. Tính toạ độ trắc địa B', L', H' theo toạ độ vuông góc không gian X', Y', Z' trong Hệ VN-2000 theo công thức:

46

B' = arctg

L' = arctg (5)

trong đó:

e là tâm sai bậc 2 của ê-líp-xô-ít WGS-84

là bán kính cung thẳng đứng thứ nhất của ê-líp-xô-ít WGS-

84 tại điểm có vĩ độ B',

a là bán trục lớn, b là bán trục nhỏ của ê-líp-xô-ít WGS-84,

Tính B' theo công thức thứ nhất trong (5) là quá trình tính lặp.

3. Từ toạ độ trắc địa B', L', H', có thể tính được gia số toạ độ trắc địa (B, L, H), chiều dài cạnh, phương vị thuận và nghịch giữa 2 điểm đo GPS trên ê-líp-xô-ít quy chiếu trong Hệ VN-2000, sai số chiều dài cạnh và phương vị không thay đổi.

c) Tính chuyển góc phương vị, hướng đo và cạnh đo từ ê-líp-xô-ít quy chiếu về mặt phẳng lưới chiếu UTM trong Hệ VN-2000

Góc xoay phương vị, góc giữa cung và dây cung nối 2 điểm đo trên mặt phẳng lưới chiếu UTM không thay đổi giá trị so với mặt phẳng lưới chiếu Gau-xơ trong cùng 1 hệ quy chiếu. Việc chuyển góc phương vị và hướng đo từ ê-líp-xô-ít quy chiếu về mặt phẳng lưới chiếu UTM trong Hệ VN-2000 được tính thông qua toạ độ Gau-xơ

trong Hệ VN-2000 bằng các

47

công thức đã hướng dẫn trong quy trình tính toán hiện hành, khi áp dụng cần thay thế kích thước ê-líp-xô-ít Kra-xốp-xơ-ki bằng kích thước ê-líp-xô-ít WGS-84.

Việc chuyển cạnh đo từ ê-líp-xô-ít quy chiếu về mặt phẳng lưới chiếu UTM trong Hệ VN-2000 về được tính theo công thức

(6)

trong đó:

SUTM là chiều dài cạnh trên mặt phẳng lưới chiếu UTM trong Hệ VN-2000;

SEI là chiều dài cạnh trên ê-líp-xô-ít quy chiếu trong Hệ VN-2000:

được tính theo công thức tính chuyển cạnh đo từ ê-líp-xô-ít

quy chiếu về mặt phẳng lưới chiếu Gau-xơ trong Hệ VN-2000 (SG là chiều dài cạnh trên mặt phẳng lưới chiếu Gau-xơ trong Hệ VN-2000), công thức này đã được hướng dẫn trong quy trình tính toán hiện hành, khi áp dụng cần thay thế kích thước ê-líp-xô-ít Kra-xốp-xơ-ki bằng kích thước ê-líp-xô-ít WGS-84

d) Tính toạ độ phẳng UTM trong Hệ VN-2000

Toạ độ phẳng lưới chiếu UTM trong Hệ VN-2000 được tính bằng công thức tính toạ độ phẳng xUTM, yUTM theo toạ độ trắc địa B, L trong Hệ VN-2000 bằng công thức (1) ở trên, khi áp dụng cần thay thế kích thước ê-líp-xô-ít Kra-xốp-xơ-ki bằng kích thước ê-líp-xô-ít WGS-84. Từ toạ độ phẳng xUTM, yUTM của 2 điểm GPS có thể tính được gia số toạ độ phẳng xUTM, yUTM giữa 2 điểm GPS trên lưới chiếu UTM trong Hệ VN-2000.

đ) Tính giá trị trọng lực chuẩn trên ê-líp-xô-ít quy chiếu WGS-84

Để chuyển giá trị độ cao hạng I, II về độ cao chuẩn phải có giá trị trọng lực chuẩn của ê-líp-xô-ít quy chiếu WGS-84. Giá trị trọng lực chuẩn 0 của ê-líp-xô-ít quy chiếu WGS-84 được tính theo công thức sau:

0 = 978032,5.(1 + 0,0053024.sin2B - 0,0000058.sin22B) (7)

trong đó B là độ vĩ trung bình của khu vực tính chuyển giá trị độ cao.

48

II. HỆ THỐNG MÚI CHIẾU, PHÂN MẢNH VÀ ĐẶT PHIÊN HIỆU MẢNH BẢN ĐỒ

1. Múi chiếu:

a) Múi 60 theo chia múi quốc tế được sử dụng cho các bản đồ cơ bản tỷ lệ từ 1: 500.000 đến 1 : 25.000, tức là giữ nguyên cách chia múi 60 như hiện đang sử dụng cho bản đồ địa hình Việt Nam theo lưới chiếu Gau-xơ. Việt Nam có 3 múi 60 như trong bảng 2 dưới đây:

Bảng 2

Số thứ tựKinh tuyến

biên tráiKinh tuyến trục

Kinh tuyếnbiên phải

Múi 48 1020 1050 1080

Múi 49 1080 1110 1140

Múi 50 1140 1170 1200

b) Múi 30 được sử dụng cho các loại bản đồ cơ bản tỷ lệ từ 1 : 10.000 đến 1:2.000. Việt Nam có 6 múi 30 như trong bảng 3 dưới đây:

Bảng 3:

Số thứ tựKinh tuyến

biên tráiKinh tuyến trục

Kinh tuyếnbiên phải

Múi 481 100030' 1020 103030'Múi 482 103030' 1050 106030'Múi 491 106030' 1080 109030'Múi 492 109030' 1110 112030'Múi 501 112030' 1140 115030'Múi 502 115030' 1170 118030'

c) Hệ thống bản đồ địa chính sử dụng múi chiếu có kinh tuyến trục phù hợp với vị trí địa lý của từng tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương như trong bảng 4 dưới đây:

Bảng 4:

STT Tỉnh, thành phố Kinh tuyến trục1 Lai Châu 103000'2 Sơn La 104000'3 Kiên Giang 104030'

49

4 Cà Mau 104030'5 Lào Cai 104045'6 Yên Bái 104045'7 Nghệ An 104045'8 Phú Thọ 104045'9 An Giang 104045'10 Thanh Hoá 105000'11 Vĩnh Phúc 105000'12 Hà Tây 105000'13 Đồng Tháp 105000'14 Cần Thơ 105000'15 Bạc Liêu 105000'16 Hà Nội 105000'17 Ninh Bình 105000'18 Hà Nam 105000'19 Hà Giang 105030'20 Hải Dương 105030'21 Hà Tĩnh 105030'22 Bắc Ninh 105030'23 Hưng Yên 105030'24 Thái Bình 105030'25 Nam Định 105030'26 Tây Ninh 105030'27 Vĩnh Long 105030'28 Sóc Trăng 105030'29 Trà Vinh 105030'30 Cao Bằng 105045'31 Long An 105045'32 Tiền Giang 105045'33 Bến Tre 105045'34 Hải Phòng 105045'35 Thành phố Hồ Chí Minh 105045'36 Bình Dương 105045'37 Tuyên Quang 106000'38 Hoà Bình 106000'39 Quảng Bình 106000'40 Quảng Trị 106015'41 Bình Phước 106015'42 Bắc Kạn 106030'43 Thái Nguyên 106030'44 Bắc Giang 107000'

50

45 Thừa Thiên - Huế 107000'46 Lạng Sơn 107015'47 Kon Tum 107030'48 Quảng Ninh 107045'49 Đồng Nai 107045'50 Bà Rịa - Vũng Tàu 107045'51 Quảng Nam 107045'52 Lâm Đồng 107045'53 Đà Nẵng 107045'54 Quảng Ngãi 108000'55 Ninh Thuận 108015'56 Khánh Hoà 108015'57 Bình Định 108015'58 Đắc Lắc 108030'59 Phú Yên 108030'60 Gia Lai 108030'61 Bình Thuận 108030'

d) Hệ thống bản đồ địa hình tỷ lệ lớn phục vụ mục đích đo đạc công trình hoặc các mục đích chuyên dụng khác có thể sử dụng múi chiếu hẹp hơn, có kinh tuyến trục phù hợp với khu vực.

2. Phân mảnh và đặt phiên hiệu mảnh bản đồ

2.1. Phân mảnh và đặt phiên hiệu mảnh bản đồ địa hình cơ bản

a) Phân mảnh và đặt phiên hiệu mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1:1.000.000

Mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1.000.000 kích thước 40X60 là giao nhau của múi 60

chia theo đường kinh tuyến và đai 40 chia theo đường vĩ tuyến. Ký hiệu múi được đánh số bằng số Ả Rập 1, 2, 3,... bắt đầu từ múi số 1 nằm giữa kinh tuyến 1800Đ và 1740T, ký hiệu múi tăng từ Đông sang Tây. Ký hiệu đai được đánh bằng các chữ cái La Tinh A, B, C... (bỏ qua chữ cái O và I để tránh nhầm lẫn với số 0 và số 1) bắt đầu từ đai A nằm giữa vĩ tuyến 00 và 40B, ký hiệu đai tăng từ xích đạo về cực.

Trong hệ thống lưới chiếu UTM quốc tế, người ta đặt trước ký hiệu đai thêm chữ cái N đối với các đai ở Bắc bán cầu và chữ S đối với các đai ở Nam bán cầu.

Phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1.000.000 trong Hệ VN-2000 có dạng X-yy (NX-yy), trong đó X là ký hiệu đai và yy là ký hiệu múi, phần trong ngoặc là phiên hiệu mảnh theo kiểu UTM quốc tế.

51

Ví dụ mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1.000.000 có phiên hiệu là F-48 (NF-48).

b) Phân mảnh và đặt phiên hiệu mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1:500.000

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1:100.000 chia thành 4 mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500.000, mỗi mảnh có kích thước 20X30, phiên hiệu mảnh đặt bằng các chữ cái A, B, C, D theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới.

Theo kiểu UTM quốc tế, các phiên hiệu A, B, C, D được đánh theo chiều kim đồng hồ bắt đầu từ góc Tây - Bắc.

Phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500.000 là phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:100.000 chứa mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500.000 đó, gạch nối và sau đó là ký hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500.000 trong mảnh bản đồ tỷ lệ 1:100.000, phần trong ngoặc là phiên hiệu mảnh bản đồ đó theo kiểu UTM quốc tế.

Ví dụ mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500.000 có phiên hiệu F-48-D (NF-48-C).

c) Phân mảnh và đặt phiên hiệu mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1:250.000

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500.000 chia thành 4 mảnh bản đồ tỷ lệ 1:250.000, mỗi mảnh có kích thước 10X1030' ký hiệu bằng các số Ả Rập 1, 2, 3, 4 theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới.

Theo kiểu UTM quốc tế, mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1.000.000 chia thành 16 mảnh bản đồ tỷ lệ 1:250.000, mỗi mảnh cũng có kích thước 10X1030' ký hiệu bằng các số Ả Rập từ 1 tới 16 theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới.

Phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:250.000 gồm phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500.000 chứa mảnh bản đồ tỷ lệ 1:250.000 đó, gạch nối và sau đó là ký hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:250.000 trong mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500.000, phần trong ngoặc là phiên hiệu mảnh bản đồ đó theo kiểu UTM quốc tế.

Ví dụ mảnh bản đồ tỷ lệ 1:250.000 có phiên hiệu F-48-D-1 (NF-48-11).

d) Phân mảnh và đặt phiên hiệu mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1:100.000

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1.000.000 chia thành 96 mảnh bản đồ tỷ lệ 1:100.000, mỗi mảnh có kích thước 30'X30', ký hiệu bằng số Ả Rập từ 1 đến 96 theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới.

Theo kiểu UTM quốc tế, hệ thống bản đồ tỷ lệ 1:100.000 được phân chia độc lập so với hệ thống bản đồ tỷ lệ 1:1.000.000. Phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:100.000 gồm 4 số, 2 số đầu bắt đầu bằng 00 là số thứ tự của các múi có độ rộng 30' theo kinh tuyến xuất phát từ kinh tuyến 750Đ tăng dần về phía Đông (múi nằm giữa độ kinh 1020Đ và 102030'Đ là cột 54), 2 số sau bắt đầu bằng 01 là số thứ tự của các đai có độ rộng 30' theo vĩ tuyến xuất phát từ vĩ tuyến 40 Nam

52

bán cầu (vĩ tưyến -40) tăng dần về phía cực (đai nằm giữa độ vĩ 80 và 8030' là 25).

Phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:100.000 gồm phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1.000.000 chứa mảnh bản đồ tỷ lệ 1:100.000 trong mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1.000.000, phần trong ngoặc là phiên hiệu mảnh bản đồ đó theo kiểu UTM quốc tế.

Ví dụ mảnh bản đồ tỷ lệ 1:100.000 có phiên hiệu F-48-68 (6151).đ) Phân mảnh và đặt phiên hiệu mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1:100.000 được chia thành 4 mảnh bản đồ tỷ lệ

1:50.000, mỗi mảnh có kích thước 15'X15', ký hiệu bằng A, B, C, D theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới.

Theo kiểu UTM quốc tế, việc chia thành mảnh thực hiện tương tự, phiên hiệu mảnh bằng chữ số La mã I, II, III, IV theo thứ tự bắt đầu từ mảnh góc Đông - Bắc theo chiều kim đồng hồ.

Phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:50.000 gồm phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:100.000 chứa mảnh bản đồ tỷ lệ 1:50.000 đó, gạch nối và sau đó là ký hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:50.000 trong mảnh bản đồ tỷ lệ 1:100.000, phần trong ngoặc là phiên hiệu mảnh bản đồ đó theo kiểu UTM quốc tế (phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:50.000 theo kiểu UTM quốc tế cũng đặt theo nguyên tắc trên nhưng không có gạch ngang).

Ví dụ mảnh bản đồ tỷ lệ 1:50.000 có phiên hiệu F-48-68-D (6151III).e) Phân mảnh và đặt phiên hiệu mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25.000Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1:50.000 chia thành 4 mảnh bản đồ tỷ lệ 1:25.000,

mỗi mảnh có kích thước 7'30''X7'30'', ký hiệu bằng a, b, c, d thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới.

Hệ thống UTM quốc tế không phân chia các mảnh bản đồ tỷ lệ 1:25.000 và lớn hơn.

Phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:25.000 gồm phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:50.000 chứa mảnh bản đồ tỷ lệ 1:25.000 đó, gạch nối và sau đó là ký hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:25.000 trong mảnh bản đồ tỷ lệ 1:50.000.

Ví dụ mảnh bản đồ tỷ lệ 1:25.000 có phiên hiệu F-48-68-D-d.g) Phân mảnh và đặt phiên hiệu mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ: 1:10.000Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1:25.000 được chia thành 4 mảnh bản đồ tỷ lệ

1:10.000, mỗi mảnh có kích thước 3'45''X3'45'', ký hiệu bằng 1, 2, 3, 4 theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới.

Phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:10.000 gồm phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:25.000 chứa mảnh bản đồ tỷ lệ 1:10.000 đó, gạch nối và sau đó là ký hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:10.000 trong mảnh bản đồ tỷ lệ 1:25.000.

Ví dụ mảnh bản đồ tỷ lệ 1:25.000 có phiên hiệu F-48-68-D-d-4.h) Phân mảnh và đặt phiên hiệu mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1:5.000

53

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1:100.000 được chia thành 256 mảnh bản đồ tỷ lệ 1:5.000, mỗi mảnh có kích thước 1'52,5''X1'52,5'', ký hiệu bằng số từ 1 đến 256 theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới.

Phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ: 1:5.000 gồm phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:100.000 chứa mảnh bản đồ tỷ lệ 1:5000 đó, gạch nối và sau đó là ký hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:5.000 trong mảnh bản đồ tỷ lệ 1:100.000 đặt trong ngoặc đơn.

Ví dụ mảnh bản đồ tỷ lệ 1:25.000 có phiên hiệu F-48-68-(256).

i) Phân mảnh và đặt phiên hiệu mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1:2.000

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1:5.000 được chia thành 9 mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2.000, mỗi mảnh có kích thước 37,5''X37,5'', ký hiệu bằng chữ La-tinh a, b, c, d, e, f, g, h, k (bỏ qua i, j để tránh nhầm lẫn với 1) theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới.

Phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2.000 gồm phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:5.000 chứa mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2.000 đó, gạch nối và sau đó là ký hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2.000 trong mảnh bản đồ tỷ lệ 1:5.000, đặt trong ngoặc đơn cả ký hiệu của mảnh bản đồ tỷ lệ 1:5.000 và mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2.000.

Ví dụ mảnh bản đồ tỷ lệ 1:25.000 có phiên hiệu F-48-68-(256-k).

k) Sơ hồ phân mảnh và đặt phiên hiệu mảnh hệ thống bản đồ địa hình cơ bản

Lưới chiếu hình nónđứng 2 vĩ tuyếnchuẩn 110 và 210

Lưới chiếu UTMMúi 60

Lưới chiếu UTMMúi 60

60 60 30

F-48(NF-48)A B 1 2

C D 3 4

F-48(NF-48) F-48(NF-48) F-48-D (N48-C)1:1.000.000 1:1.000.000 1:500.000

F-48-D (N-48-C) F-48-D-4 (N48-1) 1:500.000 1:250.000

(10X1,50) (múi 30)

54

Lưới chiếu UTM Lưới chiếu UTM Múi 60 Múi 60

60

30'

A B 40 30'

C D

F-48-68 (6151) F-48(NF-48) 1:100.000 1:1.000.000 F-48-68(6151) F-48-68-D(6151-D)

1:100.000 1:50.000

Lưới chiếu UTM Lưới chiếu UTM Múi 60 Múi 60

15' 7'30''

Ab 15' 1 2

F-48-68-D-d-21:10.000

(3'45''X3'45'')(múi 30)

7'30''cd

F-48-68-C-d1:25.000 3 4

F-48-68-D F-48-68-D-d 1:50.000 1:50.000

Lưới chiếu UTM múi 60 Lưới chiếu UTM múi 30 55

300

F-48-68-(256-c)1:2.000 (37,5''X37,5'') (múi 30)

1'52,5''

a b c

d e f

g h k

F-48-68-(256)1:5.000

F-48-68(6151) F-48-68-(256) 1:100.000 1:5.000

2.2. Phân mảnh và đạt phiên hiệu mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ lớn

Bản đồ địa hình tỷ lệ lớn 1:1.000 và 1:500 chỉ được thành lập cho các khu vực nhỏ, có thể thiết kế hệ thống phân mảnh và đặt phiên hiệu mảnh phù hợp cho từng trường hợp cụ thể. Ngoài ra, cũng có thể sử dụng cách phân mảnh và đặt phiên hiệu mảnh theo hệ thống chung như sau:

a) Phân mảnh và đặt phiên hiệu mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1:1.000

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2.000 chia thành 4 mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1.000, ký hiệu bằng chữ số La Mã I, II, III, IV theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới.

Phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1.000 gồm phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2.000 chứa mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1.000 đó, gạch nối và sau đó là ký hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1.000 trong mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2.000, đặt trong ngoặc đơn cả ký hiệu của mảnh bản đồ tỷ lệ 1:5.000, mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2.000 và mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1.000.

Ví dụ mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1.000 có phiên hiệu F-48-68-(256-k-IV).

b) Phân mảnh và đặt phiên hiệu mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1:500

56

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2.000 được chia thành 16 mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500, ký hiệu bằng chữ số Ả Rập từ 1 đến 16 theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới.

Phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500 gồm phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2.000 chứa mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500 đó, gạch nối và sau đó là ký hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500 trong mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2.000, đặt trong ngoặc đơn cả ký hiệu của mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500, mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2.000 và mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500.

Ví dụ mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1.000 có phiên hiệu F-48-68-(256-k-16).

2.3. Phân mảnh và phiên hiệu mảnh bản đồ địa chính

Phân mảnh và đặt phiên hiệu mảnh bản đồ địa chính được thực hiện theo quy định tại Quy phạm thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500, 1:1.000, 1:2.000, 1:5.000, 1:10.000 và 1:25.000 do Tổng cục Địa chính ban hành năm 1999.

2.4. Phân mảnh và phiên hiệu mảnh bản đồ chuyên đề

Bản đồ và tập bản đồ chuyên đề được phép xác định các phân mảnh và phiên hiệu mảnh theo hệ thống riêng phù hợp với mục đích của bản đồ.

III- CÔNG THỨC TÍNH CHUYỂN TOẠ ĐỘ TỪ HỆ HN-72 SANG HỆ VN-2000 VÀ HỆ VN-2000 SANG HỆ WGS-84 QUỐC TẾ

1. Công thức tính chuyển toạ độ từ Hệ HN-72 sang Hệ VN-2000

Hệ HN-72 được xây dựng trên cơ sở truyền toạ độ từ nước ngoài vào Việt Nam. Từ điểm gốc trong nước, toạ độ được lan truyền đi các miền của đất nước thông qua các lưới trắc địa thành phần phủ từng khu vực trong điều kiện lưới trắc địa cả nước chưa được tính toán bình sai thống nhất. Vì vậy, không thể thiết lập công thức thống nhất để tính chuyển toạ đồ từ Hệ HN-72 sang Hệ VN-2000 cho cả nước, công thức tính chuyển chỉ có thể thiết lập cho từng khu vực mà mỗi khu vực có một lưới trắc địa thành phần khống chế.

Trên khu vực 1 đang xét, giả sử có k điểm (P1, P2,..., Pk) đã biết toạ độ trong cả ư hệ thống. Công thức tính chuyển toạ độ được viết dưới dạng khai triển luỹ thừa bậc 2.

x' + Vx = a1 + b1.x + c1.y + d1.x2 + e1.y2 + g1.x.y

y' + Vy = a'1 + b'1.x + c'1.y + d'1.x2 + e'1.y2 + g'1.x.y (8)

trong đó:

(x', y') là toạ độ trong Hệ VN-2000; (x, y) là toạ độ trong Hệ HN-72;

Vx, Vy là số hiệu chỉnh vào toạ độ tính chuyển;

(a1, b1, c1, d1, e1, g1, a'1, b'1, c'1, d'1, e'1, g'1,) là các hệ số cần xác định cho khu vực 1.

57

Căn cứ vào giá trị toạ độ đã biết trong cả 2 hệ quy chiếu tại k điểm (P 1, P2,..., Pk), có thể xác định các hệ số (a1, b1, c1, d1, e1, g1, a'1, b'1, c'1, d'1, e'1, g'1,)

bằng phương pháp bình phương nhỏ nhất với điều kiện

Từ đây có công thức tính chuyển toạ độ cho khu vực 1:

x' = a1 + b1.x + c1.y + d1.x2 + e1.y2 + g1.x.y

y' = a'1 + b'1.x + c'1.y + d'1.x2 + e'1.y2 + g'1.x.y (9)

Phân tích tất cả các lưới trắc địa thành phần tạo thành lưới trắc địa nhà nước trong Hệ HN-72, có thể chia cả nước thành 79 khu vực, mỗi khu vực 1 có công thức tính chuyển toạ độ dạng (9) với các hệ số (a1, b1, c1, d1, e1, g1, a'1, b'1, c'1, d'1, e'1, g'1,), các hệ số được xác định trên cơ sở các điểm đã biết thuộc lưới cấp "0", hạng I, hạng II nhà nước thuộc khu vực 1. Công thức tính như vậy đạt được độ chính xác tính chuyển cho bản đồ tỷ lệ 1:2.000 và các tỷ lệ nhỏ hơn.

Để tính chuyển toạ độ cho bản đồ tỷ lệ 1:1.000 và lớn hơn, trong trường hợp áp dụng công thức với các hệ số được xác định trên cơ sở các điểm thuộc lưới cấp "0", hạng I, hạng II nhà nước không đáp ứng độ chính xác, thì phải thành lập riêng công thức dạng (9) cho từng khu vực, trong đó sử dụng các điểm đã biết toạ độ trong 2 hệ là các điểm cấp "0", hạng I, hạng II nhà nước, điểm địa chính cơ sở và cả các điểm từ hạng III trở xuống.

2. Công thức tính chuyển toạ độ từ Hệ VN-2000 sang Hệ WGS-84 quốc tế.

Lưới trắc địa nhà nước GPS cấp "0" trong hệ VN-2000 là lưới không tian 3 chiều có độ chính xác cao, có thể xác định mối quan hệ với Hệ WGS-84 quốc tế với độ chính xác cao cỡ đề-xi-mét đối với giá trị tuyệt đối và cỡ cen-ti-mét đối với giá trị tương đối. Toạ độ vuông góc không gian giữa 2 hệ quy chiếu được xác định theo công thức (4) tại biết b, điểm 3, mục I của Phụ lục này.

Để chuyển toạ độ trắc địa (B', L', H') từ Hệ VN-2000 sang Hệ WGS-84 quốc tế, cần phải chuyển toạ độ trắc địa (B', L', H') sang toạ độ vuông góc không gian (X', Y', Z') trong Hệ VN-2000 theo công thức:

X' = (N' + H'). cosB' . cosL'

Y' = (N' + H'). cosB' . sinL' (10)

Z' = N' .(1 - e2) + H'. sinB'

trong đó các ký hiệu được sử dụng tương tự như trong công thức (5) ở trên.

Dựa vào công thức (4) tại tiết b, điểm 3, mục 1 của Phụ lục này, có thể tính toạ độ vuông góc không gian (X, Y, Z) trong Hệ WGS-84 quốc tế theo toạ độ vuông góc không gian (X', Y', Z') trong Hệ VN-2000 theo công thức:

X = X0 + k-1.(X' + 0 .Y' - 0 .Z')

58

Y = Y0 + k-1.(-0.X' + Y' + 0.Z') (11)

Z = Z0 + k-1.(0.X' - 0.Y' + Z')

trong đó các ký hiệu được sử dụng tương tự như trong công thức (4) ở trên.

Từ toạ độ vuông góc không gian (X, Y, Z) trong hệ WGS-84 quốc tế, có thể tính toạ độ trắc địa (B, L, H) trong Hệ WGS-84 quốc tế theo công thức:

B = arctg

L = arctg (12)

trong đó a, b, e được sử dụng tương tự như trong công thức (5) ở trên,

là bán kính cung thẳng đứng thứ nhất của ê-líp-xô-ít WGS-84

tại điểm có vĩ độ B.

1.9. PHƯƠNG PHÁP BIỂU THỊ ĐỊA HÌNH VÀ ĐỊA VẬT TRÊN BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH

1.9.1. Phương pháp biểu thị địa hình bằng đường bình độ

Để biểu thị địa hình (dáng đất) có thể sử dụng các phương pháp như tô màu, đánh bóng, kẻ vân nhưng thông dụng nhất là phương pháp dùng đường bình độ (còn gọi là đường đồng mức hay đường đẳng cao). Bản chất của phương pháp này như sau:

Nếu ta dùng các mặt phẳng nằm ngang F1, F2... song song với mặt phẳng thủy chuẩn và cách đều nhau một khoảng cao chẵn h cắt ngang một quả núi (hình 1.24a). Giao tuyến giữa các mặt phẳng Fi với quả núi được chiếu xuống mặt phẳng chiếu hình bản đồ Fbđ là những đường cong khép kín gọi là đường bình độ. Nó có những tính chất cơ bản sau đây:

1. Các điểm nằm trên một đường bình độ có cùng độ cao

2. Đường bình độ là đường cong trơn, liên tục và khép kín.

3. Nơi nào có đường bình độ thưa thì nơi ấy địa hình có độ dốc nhỏ, ngược lại đường bình độ càng mau thì địa hình càng dốc.

59

Hình 1-24a

Hình 1-24b

60

4. Các đường bình độ không giao nhau, trừ trường hợp núi hàm ếch, hang động (hình1-25a).

Những yếu tố địa hình không biểu thị được bằng đường bình độ như vách núi, bờ mương cao thì dùng ký hiệu riêng như hình 1-25b. Để phân biệt giữa núi và hồ hoặc giữa đường phân thủy (sông, núi) và đường tụ thủy (khe, suối) thường dùng nét chỉ hướng dốc hoặc ghi chú độ cao (hình 1-25c). Thông thường chỉ ghi chú độ cao cho các đường bình độ cái ( 5 đường bình độ liền kề nhau thì có một đường bình độ cái).

1. Nguyên tắc chọn khoảng cao đều

Chênh cao giữa hai đường bình độ cơ bản kề nhau được gọi là khoảng cao đều, ký hiệu là h. Việc chọn trị số h phải đảm bảo tính kỹ thuật và kinh tế. Trị số h càng nhỏ thì mức độ biểu thị địa hình trên bản đồ càng chính xác. Nhưng đòi hỏi khối lượng đo đạc ở thực địa càng nhiều và giá thành càng cao. Ngoài ra trị số h còn phụ thuộc vào tỷ lệ bản đồ và độ dốc của địa hình khu đo. Tỷ lệ bản đồ nhỏ và độ dốc địa hình lớn thì khó có thể biểu thị các đường bình độ. Câu hỏi đặt ra là : Cần chọn khoảng cao đều như thế nào cho phù hợp với độ dốc địa hình và tỷ lệ bản đồ cần thành lập.

Thực vậy, theo hình 1-24b ta có mối quan hệ giữa h với khoảng cách ngang S giữa hai đường bình độ và độ dốc địa hình v là :

h = S tgv

Khi vẽ hai đường bình độ liền kề nhau lên tờ bản đồ có tỷ lệ 1:M, do khả năng phân biệt của mắt nên chỉ có thể biểu thị khoảng cách ngang giữa chúng là Smin= 0.2mm, tương ứng ở thực địa là S = 0.2M, nghĩa là nên chọn trị số h không được nhỏ hơn giá trị 0.2mm M tgv.

Ví dụ: Cho v = 450, thì h = 0,2mm M.

Từ tỷ lệ của các loại bản đồ, ta sẽ tính được khoản cao đều cần chọn tương ứng. Ví dụ:

61

Hình1-25

M = 5000 thì chọn h= 1m; M = 10 000 thì chọn h =2m

Trong thực tế, việc chọn khoảng cao đều còn phải dựa trên cơ sở mức độ phức tạp của địa hình. Góc dốc của địa hình và tỷ lệ bản đồ cần đo vẽ là hai yếu tố cơ bản để chọn khoảng cao đều h

Trên cơ sở tính toán khoa học, có sự cân nhắc giữa kỹ thuật và kinh tế, trong quy phạm đo vẽ bản đồ địa hình, người ta quy định chọn trị số h cho từng vùng địa hình với từng loại tỷ lệ bản đồ nêu trong bảng 1-6.

Bảng 1-6

TTT

Vùng địa hình với độ dốc v

Khoảng cao đều h (m)

1:500 1:1000 1:2000 1:5000 1:10000

1 Vùng đồng bằng v < 2o 0.5 0.5 1.0 1.0 2.0

2Vùng đồi 2o

v < 6o0.5 1.0 1.0 2.5 2.5

3Vùng núi cao

6o

v < 15o

1.0 1.0 2.5 2.5 5.0

4Vùng có

V> 15o1.0 1.0 2.5 5.0 5.0

2. Các phương pháp vẽ đường bình độ

Để vẽ đường bình độ có thể áp dụng các phương pháp sau:

- Phương pháp giải tích

- Phương pháp đồ giải

- Phương pháp nội suy

a. Phương pháp giải tích

Giả sử trên thực địa có hai điểm A, B đã biết độ cao HA và HB và chênh cao hAB

= HB - HA (hình 1-26a). Nếu coi đoạn giữa A và B là dốc đều, thì theo tỷ lệ bản đồ 1:M ta biểu thị được trên mặt phẳng bản đồ hai điểm tương ứng với A và B có chiều dài ngang S. Ta cần vẽ ba đường bình độ với khoảng cao đều cho trước.

Trên hình 1-26, ta ký hiệu h1 và S1 là chênh cao và khoảng cách ngang giữa hai điểm A và I, còn h2 và S2 là chênh cao và khoảng cách ngang giữa hai điểm B và III. Khoảng cao đều h = HII- HI = HIII- HII, trong đó HI, HII, HIII có trị số độ cao chẵn. Với ký hiệu này, theo định lý talet tacó:

62

Biết trị số S1, S2 ta sẽ xác định được trên đoạn ab hai điểm 1 và 3. Sau đó chia đôi đoạn 1-3 ta được điểm 2. Ba đường bình độ với khoảng cao đều E sẽ đi qua ba điểm 1, 2, 3. Trường hợp giữa hai điểm 1 và 3 có n đường bình độ thì chia thành n đoạn bằng nhau.

Tuy phương pháp này là cơ sở lý thuyết cho các phương pháp gần đúng và là cơ sở để xây dựng phần mềm vẽ đường bình độ của bản đồ địa hình số.

b. Phương pháp đồ giải

Vận dụng lý thuyết của phương pháp giải tích, để thay thế cho việc tính trị số S1

và S2 , theo tỷ lệ ta kẻ sẵn trên tờ giấy can các đường thẳng song song có giãn cách là E (hình 1.27). Khi đặt tờ giấy này lên đoạn ab ta phải xoay sao cho vị trí hai điểm a và b ứng với độ cao đã quy ước trên đường song song. Giao điểm của các đường song song với đoạn ab chính là vị trí các điểm 1, 2, 3… tương ứng với các đường bình độ HI, HII, HIII.

63

ii

iiiB

A

i

s

S s

a

b

1

2

3

16

18

20

0.8

3.9

3.9

1.4

15.6

20.7

1 2 3

b)

a)

a b1 2

h

h2h

1h

Hình 1-26

Hình 1-27

12

14

16

18

20

22

24

15.6

20.7

1

2

h

c. Phương pháp nội suy

Phương pháp giải tích và đồ giải có độ chính xác cao nhưng khi đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn ở khu vực rộng, số lượng đường bình độ nhiều thì hiệu quả kinh tế thấp. Vì thế vận dụng nguyên lý của phương pháp giải tích có thể dùng mắt ước lượng các khoảng cách Si để xác định vị trí các điểm mà đường bình độ đi qua. Hình 1.28 là ví dụ vẽ các đường bình độ có h = 2.5m dựa vào 8 điểm đã biết độ cao.

Sau khi xác định được các điểm mà đường bình độ đi qua, căn cứ theo dáng đất thực tế ta nối các điểm có cùng độ cao thành đường cong trơn sẽ được đường bình độ. Trên bản đồ địa hình, đường bình độ có màu nâu, lực nét 0.15mm. Cứ cách 4 đường lại có một nét đậm, lực nét 0.3mm, gọi là đường bình độ cái.

1.9.2. Phương pháp biểu thị các yếu tố địa vật

64

75.2 7570

76.269.8 69.7

69.469.6

69.7

75

75.2

74.0

70

Hình 1-28

Phần (1.9.1) ta đã xét về sự đa dạng về dáng đất. Nhưng trong thực tế về địa vật sự phân bố càng phức tạp. Bản đồ địa hình không những chỉ thể hiện dáng đất đơn thuần mà cần phải thể hiện địa vật một cách chính xác. Những địa vật như biên giới đất nước, tỉnh, huyện, xã, khu vực công nông nghiệp, chu vi một mảnh đất hoặc vị trí hầm mỏ, lò gạch, giếng,… thường được biểu diễn bằng ký hiệu trên bản đồ địa hình. Tùy thuộc từng loại tỷ lệ bản đồ mà ta có ký hiệu tương ứng, nhưng các quyển ký hiệu được biểu hiện các yếu tố địa vật đều tuân theo quy định thống nhất trước. Ký hiệu được ghi trên bản đồ phải rõ ràng, cụ thể.

Nhìn chung các ký hiệu bản đồ thường được chia làm ba nhóm: khoanh vùng (theo chu vi), không theo tỷ lệ, giải thích (ghi chú).

* Nhóm ký hiệu khoanh vùng

Ký hiệu biểu hiện các yếu tố theo tỷ lệ bản đồ, kích thước từng ký hiệu được quy định cho từng loại tỷ lệ bản đồ.

Đối với địa vật có kích thước lớn như sông hồ, đường quốc lộ rộng, khu công nghiệp thì phải biểu thị đúng vị trí và đúng kích thước của nó theo tỷ lệ bản đồ, nghĩa là phải dựa vào tọa độ phẳng x, y hoặc tọa độ cực S, một số điểm địa vật đặc trưng của địa vật để biểu thị (xem hình 1-29).

* Ký hiệu không theo tỷ lệ

Loại ký hiệu này dùng để biểu thị những địa vật không theo tỷ lệ của bản đồ. Nhìn vào ký hiệu ta không thể biết kích thước tương ứng của nó trên thực địa, nhưng biết được vị trí của nó trên thực địa. Ở một số địa vật, điểm chấm ở trung tâm chính là tâm của địa vật. Khi biểu thị địa vật theo ký hiệu phi tỷ lệ, thì ta phải xác định vị trí của nó trên bản đồ, sau đó đặt tâm của ký hiệu trùng với vị trí của của địa vật ở thực địa rồi dùng ký hiệu quy ước để biểu thị. Ví dụ:

* Ký hiệu theo kiểu ghi chú (giải thích)

Dùng ký hiệu này để giải thích thêm đặc điểm được biểu hiện trên bản đồ các địa vật của thực địa. Chẳng hạn như ký hiệu biểu thị vùng đất sụt lở, vực sâu,…

Ngoài ra để biểu thị nội dung của địa vật ta còn phải ghi chú bằng chữ và bằng số như địa danh làng xã, tên sông, núi, độ sâu lòng hồ, độ cao đỉnh núi, độ rộng và hướng chảy dòng sông...

Hình 1-30 là một số ví dụ về ký hiệu biểu thị địa vật trên bản đồ.

65

Điểm tam giác

.

Hình 1-29

1.10. ĐỊNH HƯỚNG ĐƯỜNG THẲNG

1.10.1. Góc phương vị thực

1. Góc phương vị thực (A)

Định hướng đường thẳng trên thực địa là sự xác định hướng của nó với một hướng gốc nào đó.

Những hướng gốc dùng để định hướng đường thẳng trong trắc địa được sử dụng là kinh tuyến thực (có góc phương vị thực), kinh tuyến từ (có góc phương vị từ), kinh tuyến giữa múi (có góc phương vị toạ độ).

Góc phương vị thực của một đường thẳng MN tại điểm M trên mặt phẳng là góc bằng tính từ hướng bắc của kinh tuyến thực đi qua điểm M theo chiều thuận kim đồng hồ đến hướng của đường thẳng đó (xem hình 1-31a). Ký hiệu là A

66b)a) c)

Hình 1-30

Hình 1-31

Trị số A biến thiên từ 0o đến 360o. Nếu nhìn theo hướng M đi N và coi đó là hướng thuận thì góc AMN là góc phương vị thuận A(th). Ngược lại, NM sẽ là hướng đảo và ANM là góc phương vị đảo A(đ). Chúng chênh nhau 180o . Hay viết tổng quát:

Ath = Ađ 180o (1-11)

Dấu + hay - phụ thuộc hướng của đường thẳng nhìn từ M đến N hay từ N đến M.

Tại các điểm khác nhau trên cùng một đường thẳng thì có phương vị thực khác nhau.

2. Độ hội tụ kinh tuyến

Trên hình 1.31a hình chiếu của hai kinh tuyến thực đi qua M và N không song song với nhau, chúng sẽ hội tụ tại hai cực Bắc và Nam của quả đất.

Góc hợp bởi hình chiếu trên mặt phẳng của hai kinh tuyến thực đi qua hai điểm gọi là góc hội tụ kinh tuyến hay độ gần kinh tuyến.

Trên hình 1-31a độ hội tụ kinh tuyến nhận được bằng cách tịnh tiến hình chiếu kinh tuyến thực từ M đến N.

Trắc địa lý thuyết sẽ chứng minh công thức chính xác tính . Ở đây, để xác đinh một cách gần đúng , ta coi quả đất là hình cầu tâm O bán kính R (hình 1-31b), điểm M và N nằm trên cùng một vòng vĩ tuyến có vĩ độ M = N =, kinh sai = M - N và độ dài cung MN=d. Kẻ hai tiếp tuyến với hai kinh tuyến tại M và N chúng sẽ cắt trục quả đất kéo dài tại T. Vì cung d rất bé so với chiều dài vĩ tuyến nên ta coi nó là cung tròn tâm T bán kính là tiếp tuyến TM =TN và góc kẹp giữa TM và TN là độ hội tụ kinh tuyến .

Vì góc rất bé nên ta có thể viết :

’’= d ’’/TM (1)

Từ tam giác vuông OTM ta có :

TM = R cotg (2)

Đem thay (1) vào (2) với lưu ý : 1/cotg = tg ta có:

” = (”d/R) tg (1-12)

3. Quan hệ giữa A và Quan hệ giữa góc phương vị thực A và độ hội tụ kinh tuyến thực được biểu

thị trên hình 1-31a.

Từ công thức (1-12) ta có nhận xét:

- Nếu hai điểm nằm trên xích đạo = 0 thì = 0 và khi chúng nằm trên hai cực N và S ( = 90o) của quả đất thì không xác định.

67

- Khi đo vẽ ở các khu vực nhỏ, khoảng cách giữa các điểm không lớn (d < 1km) có thể coi = 0 và các kinh tuyến thực tại mọi điểm coi như song song với nhau.

- Nếu một điểm a đầu đoạn thẳng ab nằm trên kinh tuyến giữa cùng một múi chiếu hình Gauss thì tại điểm cuối b độ hội tụ kinh tuyến chính là góc kẹp giữa kinh tuyến thực đi qua b và đường song song với trục X trong hệ tọa độ vuông góc Gauss (hình 1.31c).

1.10.2. Góc phương vị từ

1. Góc phương vị từ (At)

Như chúng ta đã biết quả đất ngoài hai cực thực N và S nằm trên trục quay còn có hai cực từ nằm trong lòng nó. Cực Bắc nằm ở vịnh Huston (Canada) có =75o05’B , =96o45’Đ và cực Nam phía Tây biển Roso (Australia) có =75o06’N , =154o08’Đ. Đường sức từ (trục của kim nam châm) tại một điểm coi như là kinh tuyến từ đi qua điểm đó. Như vậy, nếu nhận hướng Bắc của hình chiếu kinh tuyến từ đi qua một điểm của một đường thẳng nào đó trên mặt phẳng thì góc phương vị từ của đường thẳng MN chính là góc bằng tính từ hướng bắc của hình chiếu kinh tuyến từ đi qua điểm M theo chiều kim đồng hồ đến hướng của đường thẳng đó và ký hiệu là mMN

(hình 1-32a). Góc phương vị từ thuận và nghịch cũng chênh nhau 180o : AKM = AMK – 180o

2. Độ từ thiên

Tại một điểm kinh tuyến từ và kinh tuyến thực không trùng nhau. Góc hợp bởi hình chiếu kinh tuyến thực và kinh tuyến từ tại một điểm gọi là độ lệch từ thiên (độ lệch từ), ký hiệu là . Nếu kim nam châm lệch về phía Đông kinh tuyến thực thì mang dấu + còn về phía Tây mang dấu – (hình 1-32b).

Trị số của độ từ thiên luôn luôn biến động. Không những ở những điểm có độ từ tính khác nhau mà ngay cả tại một điểm nó cũng thay đổi theo thời gian vì khi quả đất quay cực từ cũng luôn thay đổi.

Từ hình 1-32c ta có quan hệ giữa góc phương vị thực A và góc phương vị từ m là :

A = At (1-13)

68

b)a) c)

Hình 1-32

3. Địa bàn

Để xác định góc phương vị từ m ta có thể dùng địa bàn. Địa bàn có nhiều loại nhưng cấu tạo chủ yếu của nó gồm có kim nam châm và vòng chia độ (hình 1.33a). Kim nam châm thường có dạng hình thoi, đầu bắc thường được sơn mầu đen còn đầu nam là mầu trắng. Vòng chia độ được chia vạch từ 0o- 360o, trong từng khoảng độ thường chia ra các khoảng phút. Trục quay của kim nam châm phải trùng với tâm của vòng chia độ, ngoài ra để xác định phương vị từ m địa bàn được gắn với ống kính ngắm sao cho trục ngắm của nó phải trùng với vạch 0o -180o của vòng chia độ.

Giả sử cần xác định phương vị từ của đường thẳng MK, ta đặt địa bàn sao cho tâm của vòng chia độ (trục quay của kim nam châm) trùng với điểm M (hình 1.33b). Sau đó xoay ống ngắm sao cho cực từ kim nam châm trùng với vạch 0o -180o (cực Bắc chỉ 0o). Đưa ống ngắm ngắm điểm K, số đọc của vòng chia độ theo hướng trục ngắm của ống kính chính là AMK .

Dựa theo nguyên lý này người ta thường gắn địa bàn với máy kinh vĩ để xác định góc phương vị từ.

Hình 1-33

1.10.3. Góc phương vị tọa độ

1. Góc phương vị tọa độ ( )

Đối với góc phương vị toạ độ, người ta nhận hướng chuẩn là hướng Bắc của hình chiếu kinh tuyến giữa múi chiếu hình Gauss hoặc các đường song song với nó, ta có định nghĩa:

Góc phương vị tọa độ của đường thẳng MK là góc bằng tính từ hướng Bắc của hình chiếu kinh tuyến giữa hoặc đường song song với nó theo chiều thuận kim đồng hồ đến hướng đường thẳng đó, ký hiệu là MK.

69

Vì hướng Bắc hình chiếu kinh tuyến giữa nhận được là hướng dương của trục OX trong hệ tọa độ mặt phẳng vuông góc Gauss nên MK chính là góc hợp bởi hướng dương của các đường thẳng song song với trục OX và hướng của đường thẳng MK (hình 1-34a).

Vì hình chiếu kinh tuyến giữa là đường thẳng nên góc phương vị thuận và nghịch chênh nhau đúng bằng 180o và tại mọi điểm trên đường thẳng có giá trị như nhau (hình 1-34b).

Hình 1-34

2. Quan hệ giữa các yếu tố định hướng đường thẳng

70

M

K

x

Kinh tuyến từ

C Y

X

x

K

M M

K

x

X

x

Kin

h t

uyến

giữ

a

Kin

h t

uyến

thự

c

MKMK

MKA

MKKin

h tuyế

n thực

Nếu tại điểm M có hình chiếu của kinh tuyến thực, kinh tuyến từ và đường song song với kinh tuyến giữa (trục OX) thì từ định nghĩa trên ta sẽ xác định được các mối quan hệ giữa các yếu tố góc định hướng. Ví dụ trên hình 1.34c ta có:

2. Quan hệ giữa các góc phương vị tọa độ với góc bằng Công thức tính chuyền phương vị:

(1-14 a)

hoặc: (1-14b)

trong đó: là phương vị của cạnh thứ i và i+1

i là góc chuyền phương vị giữa cạnh thứ i và cạnh thứ i+1

Công thức (1-14a) dùng trong trường hợp i là góc ngoặt trái (hình 1.35a), công thức (1-14b) dùng trong trường hợp i là góc ngoặt phải (hình 1.35b).

1.11. CÁC PHÉP TÍNH TỌA ĐỘ PHẲNG

1.11.1. Tính tọa độ vuông góc từ chiều dài và góc phương vị tọa độ

Giả sử, biết tọa độ hai điểm A là XA, YA , chiều dài giữa hai điểm A, B là SAB và góc định hướng của nó là AB. Tìm tọa độ điểm B.

Từ hình 1.36 ta có:

XAB = SABcosAB

YAB = SABsinAB

Do đó XB = XA + XAB = XA + SABcosAB (1-15)

YB = YA + YAB = YA + SABsinAB

71

Hình 1-35a Hình 1-35b

B

A

1

1

A

B

12

2

1

A

X

Y

B

C

X

X

Y YA B

A

B

S

Ví dụ 1:

Cho điểm A có tọa độ A (2331650.000, 503780.000), khoảng cách giữa hai điểm AB là SAB =150.25m, góc phương vị tọa độ của cạnh AB là AB =120050’00”. Tính tọa độ điểm B.

Giải

Tọa độ điểm B là:

XB = XA + SAB cosAB = 2331650.000m + 150.25m cos(120050’00”)=

= 2331650.000m +150.25m (- 0.512542) = 2331572.990m

YB = YA + SAB sinAB= 503780.000m +150.25m sin(120050’00”) =

= 503780.000m +150.25m (+ 0.858661) = 503909.014m

1.11.2. Tính chiều dài và góc phương vị tọa độ từ tọa độ vuông góc.

Từ hình 1.36 nếu biết tọa độ hai điểm A, B là XA, YA và XB, YB ta có thể tính được chiều dài cạnh SAB và góc phương vị toạ độ của nó ( AB) theo công thức:

SAB = (1-16)

tgAB = (1-17)

Giải phương trình tổng quát trên ta sẽ tìm được nghiệm cơ bản là:

AB = (1-18)

Trong đó: 0 là góc nhọn

Và K = 0, 1, 2, 3…

Căn cứ vào dấu của X và Y, tiến hành biện luận để tìm ra một góc AB cụ thể duy nhất (bảng 1-7).

Bảng 1-7

Dấu X Dấu Y Giá trị

+ + 00 900

- + 900 1800

- - 1800 2700

+ - 2700 3600

72

Hình 1-36

Ví dụ 2:

Cho hai điểm A, B có tọa độ:

ĐiểmTọa độ

X (m) Y (m)

A 2331500.225 503500.000

B 2331650.000 503750.450

Tính khoảng cách giữa hai điểm AB, góc phương vị tọa độ của cạnh AB.

Giải

Chiều dài cạnh AB là:

SAB = = =

= = 291.818m

Góc phương vị tọa độ cạnh AB là:

tgAB = =

AB = 59007’13”5+ K.1800

Vì X > 0 và Y > 0 nên 00<AB < 900, do đó K = 0

Vậy : AB = 59007’13”5 + 0 1800 = 59007’13”5

Ví dụ 3: Cho hai điểm A, B có tọa độ:

ĐiểmTọa độ

X (m) Y (m)

A233140

0.00050350

0.000

B233121

2.35050371

0.450

Tính khoảng cách giữa hai điểm AB, góc phương vị tọa độ của cạnh AB.

Giải

Chiều dài cạnh AB là:

SAB = = =

= = 281.960m

73

Góc phương vị tọa độ cạnh AB là:

tgAB = =

AB = - 48016’40”3 + k.1800

Vì X < 0 và Y > 0 nên 900 < AB < 1800, do đó k = 1.

Vậy : AB = - 48016’40”3 + 1.1800 =131043’19’’7

Ví dụ 4:

Cho hai điểm A, B có tọa độ:

ĐiểmTọa độ

X (m) Y (m)

A233150

0.50050381

0.450

B233122

2.50050344

2.000

Tính khoảng cách giữa hai điểm AB, góc phương vị tọa độ của cạnh AB.

Giải

Chiều dài cạnh AB là:

SAB = = =

= = 461.561m

Góc phương vị tọa độ cạnh AB là:

tgAB = =

AB = 52057’54” + k.1800

Vì X < 0 và Y< 0 nên1800< AB < 2700, do đó k = 1.

Vậy :AB = 52057’54” + 1.1800 = 232057’54”

Ví dụ 5:

Cho hai điểm A, B có tọa độ:

ĐiểmTọa độ

X (m) Y (m)

A 2331330.550

503780.450

B 2331500.000

503400.000

Tính khoảng cách giữa hai điểm AB, góc phương vị tọa độ của cạnh AB.74

Giải

Chiều dài cạnh AB là:

SAB = = =

= = 416.479m

Góc phương vị tọa độ cạnh AB là:

tgAB = =

AB = - 65059’31”6 + k.1800

Vì X > 0 và Y < 0 nên 2700< AB < 3600, do đó k = 2.

Vậy :AB = - 65059’31”6 + 2.1800 = 294000’28”4

CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 1

1. Nêu các đơn vị đo dùng trong Trắc địa? Trình bày quan hệ giữa các đơn vị đo góc?

2. Trình bày các mặt chuẩn quy chiếu độ cao?

3. Trình bày các hệ toạ độ cầu trong Trắc địa?

4. Nêu nội dung phép chiếu thẳng góc trên mặt phảng nằm ngang và hệ toạ độ vuông góc quy ước?

5. Trình bày phép chiếu Gauss-Kruger?

6. Trình bày phép chiếu UTM?

7. Trình bày các hệ toạ độ phẳng trong Trắc địa?

75

8. Trình bày ảnh hưởng của độ cong trái đất đến các đại lượng đo trong Trắc địa?

9. Trình bày các khái niệm về bản đồ và bình đồ? Tỷ lệ bản đồ là gì? Vẽ hình mô tả thước tỷ lệ thẳng và thước tỷ lệ xiên và nêu cách sử dụng?

10. Trình bày cách chia mảnh và đánh số bản đồ địa hình theo phép chiếu Gauss-Kruger?

11. Trình bày cách chia mảnh và đánh số bản đồ địa hình theo phép chiếu UTM?

12. Trình bày phương pháp biểu thị địa hình và địa vật trên bản đồ địa hình?

13. Định nghĩa góc phương vị thực, độ hội tụ kinh tuyến, góc phương vị từ, độ từ thiên, góc phương vị toạ độ? Trình bày quan hệ giữa góc phương vị thực và độ hội tụ kinh tuyến? quan hệ giữa các yếu tố định hướng đường thẳng? quan hệ giữa góc phương vị toạ độ và góc bằng ?

14. Trình bày phương pháp tính toạ độ vuông góc từ chiều dài và góc phương vị toạ độ? Tính chiều dài và góc phương vị toạ độ từ toạ độ vuông góc?

15. Tại sao hệ toạ độ phẳng trong trắc địa, người ta chọn trục X là trục tung, trục Y là trục hoành ?

PHẦN II

76

ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢNCHƯƠNG 2

ĐO GÓC2.1. GÓC BẰNG, GÓC ĐỨNG VÀ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MÁY KINH VĨ

2.1.1 Khái niệm về góc bằng, góc đứng

1. Góc bằng

Giả sử có ba điểm A, B, C không cùng độ cao (hình 2.1a) hình chiếu của góc ABC trong không gian trên mặt phẳng chiếu hình Po là góc bằng a’ b’c’ và thường ký hiệu là hoặc Hz hoặc HA (Horizontal angle).

Vậy, góc bằng là góc nhị diện của hai mặt phẳng thẳng đứng chứa hai hướng ngắm (BA và BC) của góc.

Để đo góc bằng , người ta dùng một bàn chia độ đặt nằm ngang (gọi là bàn độ ngang) sao cho tâm của nó nằm trên đường thẳng đứng VV (đường dây dọi) đi qua đỉnh góc cần đo (điểm B). Hai mặt phẳng chứa hai hướng ngắm của góc là BA và BC sẽ cắt trên bàn độ tại hai vị trí có trị số tương ứng là a và c và hiệu trị số đó là góc bằng = (c-a). Dựa vào nguyên lý này người ta chế tạo bàn độ ngang của máy kinh vĩ.

2. Góc đứng

Theo hình 2.1b, góc hợp bởi hướng ngắm BA với hướng nằm ngang HH gọi là góc đứng và ký hiệu là V (Vertical angle), nó có thể mang dấu dương hoặc âm phụ thuộc vào độ cao điểm A so với điểm B. Góc hợp bởi đường thẳng VV (hướng đỉnh trời) và hướng ngắm BA gọi là góc thiên đỉnh được ký hiệu là Z hoặc ZA (Zenith angle). Góc V và Z là hai góc phụ nhau V+Z =90o . Để đo góc đứng V hoặc góc thiên

77

P

BC

A

b'

c'

a'

bc

a

0

H

c

V

c

H

c

V

c

B

+v

-v

Hình 2-1

đỉnh Z người ta dùng một bàn chia độ đặt thẳng đứng và ứng với đường nằm ngang HH là vạch 00-00 hoặc 00-1800. Trị số của hướng BA trên bàn độ đứng chính là góc đứng V.

2.1.2. Nguyên lý đo góc, sơ đồ nguyên lý máy kinh vĩ

1. Những bộ phận cơ bản và hệ trục chính

Hình 2.2a mô tả những bộ phận của máy kinh vĩ quang học. Nó bao gồm

- Đế máy (1),

- Bàn độ ngang (2),

- Bàn độ đứng (3),

- Ống kính ngắm (4),

- Ống kính hiển vi đọc số (5),

- Vạch chuẩn hoặc thang đọc số (6).

- Ba ốc cân máy (7),

- Ốc hãm và vi động của bàn độ ngang (8)

- Gương phản chiếu ánh sáng (9),

- Ốc hãm ống kính (10),

- Núm vi động ống kính (11),

- Ống thuỷ dài (12) và một số bộ phận khác.

78

Các trục chính của máy được mô tả trên hình 2-2b, bao gồm:

- Trục đứng VV (Vertical) là trục quay của máy,

- Trục ngắm CC (Collimation) của ống kính,

- Trục H’H’ (Horizontal) là trục quay của ống kính

- Trục cân bằng LL (Level) của ống thủy dài.

Điều kiện hình học của hệ trục này là:

- VV vuông góc với H’H’,

- VV vuông góc với LL,

- CC vuông góc với H’H’

- LL song song với H’H’.

2. Sơ đồ quang học

Hình 2-2

(a) (b)

79

Sơ đồ quang học máy kinh vĩ được mô tả trên hình 2-3 (phối cảnh) và hình 2-4a (mặt cắt).

Từ hình vẽ ta thấy, ánh sáng tự nhiên nhờ gương phản chiếu 1 hướng vào thấu kính hội tụ 2 đến lăng kính khúc xạ 3 và được truyền xuống bàn độ ngang 4 nhờ lăng kính khúc xạ 5. Hình ảnh của các vạch khắc trên bàn độ ngang 4 được lăng kính phản xạ 7 đưa ngược lên qua hai kính 8 và 9 đến thang chuẩn đọc số (hoặc vạch chuẩn) đọc số quang học 10. Sau đó hình ảnh của vạch khắc trên bàn độ ngang 4 và thang đọc số 10 nhờ lăng kính khúc xạ truyền vào ống kính hiển vi. Nhờ có thấu kính 12 và kính mắt 13 của ống kính hiển vi và dựa vào vạch chuẩn đọc số hoặc thang đọc số 10 mà ta có thể đọc được các trị số hướng ngang trên bàn độ ngang 4. Trị số này tương ứng với vị trí trục ngắm CC của ống kính hiển vi (hình 2-4b).

Hình ảnh của bàn độ đứng 14 và thang đọc số 10 cũng được truyền đồng thời vào ống kính hiển vi nhờ hệ thống lăng kính 3, 15, 17,18 và 11. Vì thế ta có thể đồng thời đọc được trị số góc đứng V trên cửa sổ đọc số trên ống kính hiển vi (hình 2-4b).

Hình 2-3

80

Ngoài ra trên hình 2-3 và hình 2-4a còn mô tả :

- Bộ phận tự động cân bằng của bàn độ đứng 19,

- Hệ thống quang học của ống kính ngắm gồm kính vật 20, kính điều quang 21, màng chỉ chữ thập 22, kính mắt 23.

Hệ thống quang học của ống kính dọi tâm gồm kính vật 24, lăng kính 25 và kính mắt 26 (xem trên hình 2-3).

Hình 2-4

81

2.2 CẤU TẠO MÁY KINH VĨ QUANG HỌC

2.2.1 Cấu tạo chung

Trên hình 2-5 mô tả những bộ phận cơ bản bố trí bên ngoài vỏ máy kinh vĩ T5K. Trong đó có:

- ốc cân máy 1;

- Đế máy 2;

- Hộp bàn độ ngang 3;

- Ống thủy dài 4;

- Ống thủy tròn 5;

- Ống kính ngắm 6;

- Ống kính hiển vi 7;

- Hộp bàn độ đứng 8;

- Tthước ngắm sơ bộ 9;

- Quai xách 10;

- Núm vi động 11;

- Ốc hãm và ốc vi động dọc 12;

- Ốc hãm và ốc vi động ngang 13;

- Ống dọi tâm quang học 14;

- Núm đặt trị số hướng trên bàn độ ngang 15;

10

8

16

24

15

17

14

6

7

9

3

1

18

12

13

11

4

5

Hình 2-5

82

- Gương phản chiếu ánh sáng 16.

2.2.2 Ống kính, ống thủy

1. Ống kính ngắm

Ống kính ngắm trong máy trắc địa là loại kính viễn vọng cho phép ngắm được xa và chính xác. Trong ống kính ngắm ngoài các lăng, thấu kính còn gắn một màng kính trong suốt có khắc hệ lưới chỉ mảnh dùng để làm chuẩn khi đo ngắm gọi là màng chỉ chữ thập. Hiện nay chỉ dùng ống kính điều quang (tiêu cự) bên trong.

a. Cấu tạo của ống kính điều quang trong.

Hình 2.6 là sơ đồ của ống kính điều quang tiêu cự bên trong. Nó gồm ba ống thép hình trụ đồng tâm lồng vào nhau. Một đầu của ống trụ ngoài (1) được gắn với kính vật (2) còn đầu kia là vòng điều quang (3) có rãnh xoắn ăn khớp với rãnh xoắn của ống trụ trong (4) có gắn lăng kính điều quang (5) và màng chỉ chữ thập (6). Khi xoay vòng điều quang (3) thì kính điều quang (5) di chuyển dọc theo trục ngắm CC

của ống kính. ống trụ thứ được gắn với hệ kính mắt (7).

Trục ngắm CC của ống kính phải đi qua tâm của kính vật (2), của kính điều quang (5) và kính mắt (7) cùng với giao điểm của màng chỉ chữ thập (6).

b. Nguyên lý tạo ảnh trong ống kính

Giả sử, có vật AB đặt cách ống kính một khoảng D, (hình 2.7). Khi vặn vòng điều quang (3) thấu kính điều quang (5) sẽ di chuyển làm thay đổi khoảng cách giữa kính vật (2) và ảnh thật ab. Khi ảnh ab trùng với mặt phẳng của màng chỉ chữ thập (6) thì qua kính măt (7) ta sẽ thấy ảnh ảo a’b’ ngược chiều với vật ab nhưng được phóng đại lên nhiều lần.

83

C

2 1 5 8

7643

C

Hình 2-6

`

Hình 2-7

c. Màng chỉ chữ thập

Cấu tạo của màng chỉ chữ thập là một tấm kính mỏng đặt trong một khung thép tròn (hình 2.8 a), trên đó khắc những đường chỉ màu đen rất sắc nét và được gọi là lưới chỉ. Có hai dây chỉ cơ bản là chỉ đứng và chỉ ngang tạo thành chữ thập , giao điểm của chúng là điểm chuẩn để ngắm mục tiêu khi đo. Ngoài hai chỉ này, tùy theo chức năng của từng loại máy còn khắc những đường ngang, đường cong ... với tên gọi là “ dây đo khoảng cách” , dây đo chênh cao. Màng chỉ chữ thập thường được liên kết với 4 ốc điều chỉnh (8), nên có thể dịch chuyển. Tuy nhiên có một số máy màng dây chữ thập được gắn cố định.

d. Các tham số kỹ thuật của ống kính

Khi nghiên cứu các bộ phận của máy trắc địa, để từ đó tìm phương pháp kiểm nghiệm và hiệu chỉnh. Hoặc khi cần chọn máy có độ chính xác thích ứng với từng loại công việc đo ngắm, cần thiết phải biết các tham số kỹ thuật của từng bộ phận bên trong kết cấu của máy. Đối với ống kính ngắm có những tham số kỹ thuật sau đây:

+ Độ phóng đại (Vx)

fv fmD

84

a)b)Hình 2-8

(8) èc chØnh

(6)

(4)

+20

+10

Độ phóng đại của ống kính là tỷ số giữa góc ( ) nhìn ảnh ab từ tâm kính mắt qia ống kính và góc () nhìn vật AB bằng mắt thường từ điểm đặt máy (hình 2.9). Độ phóng đại có đơn vị là krát và ký hiệu là Vx

(2-1)

Vì khoảng cách giữa kính vật và kính mắt trong ống kính rất ngắn nên khoảng cách từ vật Ab đến kính vật và đến kính mắt chênh nhau không đáng kể, và với và rất nhỏ nên có thể tính Vx bằng tỷ số giữa tiêu cự của kính vật (fv) và của kính mắt ( fm) :

(2-2)

Cũng có thể xác định Vx một cách gần đúng khi biết đường kính của kính vật ( dv) và của kính mắt (dm):

(2-3)

Ống kính ngắm của máy trắc địa thường có độ phóng đại từ 20x đến 60x và

trong lý lịch của từng máy có ghi trị số fv, fm, dv , dm, Vx của nó.

- Sai số bắt mục tiêu ( mVx)

Sai số bắt mục tiêu biểu thị khả năng phân ly của ống kính. Kết quả nghiên cứu cho thấy, mắt người chỉ phân biệt hai điểm A và B tách rời nhau khi góc nhìn lớn hơn 60”, do đó có thể coi sai số ngắm giới hạn của mắt là m 60”. Khi ngắm qua ống kính có độ phóng đại Vx lần, thì khả năng phân ly được tăng lên Vx lần, nghĩa là nhờ có ống kính mà trị số của sai số bắt mục tiêu giảm đi Vx lần:

85

(2-4)

A

B

b'

a'

a

b

S

Fm

mfvf

md

vd

Hình 2-9

Với Vx từ 20x đến 60x thì mVx sẽ là 3” đến 1”.

- Trường ngắm của ống kính

Trường ngắm (còn được gọi là vùng ngắm hay thị trường) của ống kính là phạm vi không gian nhìn thấy được qua ống kính. Trên mặt phẳng nó là góc (hình 2.10) kẹp giữa hai đường thẳng nối từ quang tâm kính vật (0) đến hai điểm đầu đường kính (d) của màng chỉ chữ thập . Tương tự như đã phân tích đối với độ phóng đại V x, vì vật ngắm AB ở xa ống kính và ảnh thật ab lại trùng với màng chỉ chữ thập nên co thể co khoảng cách từ tâm kính vật 0 đến màng chỉ chữ thập là tiêu cự fv, lúc này :

(2-5)

trong đó lấy ’ = 3438’, thay fv từ (2-2) vào (2-5) ta có:

(2-6)

Như vậy, ống kính có Vx càng lớn thì trường ngắm càng nhỏ, nghĩa là hạn chế vùng nhìn của ống kính. Vì thế khi chế tạo ống kính, tùy theo mục đích sử dụng mà chọn tham số Vx và sao cho hài hòa. Các ống kính của máy trắc địa có vùng ngắm từ 30’ đến 2o.

Để xác định vùng ngắm một cách gần đúng, ta dựng máy kinh vĩ với khoảng cách S khoảng 50m (hình 2.10a) một cái thước (thường gọi là mia) có khắc vạch cm và dựa vào chỉ trên và chỉ dưới của màng chỉ chữ thập ( hình 2.10b) sẽ đọc được chiều dài l trên mia, sau đó dùng thước thép đo khoảng cách S. Từ hình vẽ, vì góc quá nhỏ so với khoảng cách S, nên ta có thể viết:

86

Hình 2-10

B

A

b

a

d

S vf

0

Hình 2-11

B

A

L

maxS

Vxm

(2-7)

- Tầm ngắm (Smax) của ống kính

Tầm ngắm là khoảng cách cực đại (xa nhất) mà qua ống kính có thể nhìn thấy rõ nét ảnh của vật. Nếu vật AB đặt gần ống kính thì góc nhìn bằng mắt lớn (hình 2.9), do đó góc nhìn ảnh ab của vật trong ống kính càng lớn hơn, nghĩa là ảnh ab càng rõ nét. Tuy nhiên nếu vật AB đặt càng xa cho đến khi góc nhỏ hơn sai số bắt mục tiêu mVx của ống kính thì ảnh của điểm a và b trùng nhau. Vì thế có thể dựa vào mV để tính tầm ngắm (Smax) cho vật.

Nếu AB có kích thước L nào đó ( hình 2.11), vì mV rất bé nên suy ra:

(2-8)

Dĩ nhiên tầm ngắm của ống kính còn phụ thuộc vào độ trong suốt của môi trường đo. Nếu trong môi trường bị bụi, khói, sương mù thì tầm ngắm bị hạn chế.

Trên đây là bốn tham số kỹ thuật cơ bản mà khi sử dụng ta thường quan tâm. Ngoài ra còn có các tham số khác như độ rõ, độ sáng, cầu sai, sắc sai... mà chúng ta đã biết trong phần quang hình. Ngoài ống kính ngắm còn có ống kính hiển vi gắn song song với nó mà sơ đồ quang học hình 2.3 đã giới thiệu. Đó là bộ phận đọc số trên bàn độ.

2. Ống thủy

a. Ống thủy dài

Chất lỏng có đặc tính là bọt khí của nó luôn chiếm ở vị trí cao nhất. Dựa vào đó người ta chế tạo ống thủy (còn gọi là ống thăng bằng) để cân bằng máy nhằm đưa bàn độ ngang về vị trí nằm ngang, trục đứng VV vuông góc với trục cân bằng LL và hai mặt phẳng chứa LL và H’H’ song song với nhau.

+ Cấu tạo

Hình 2.12 môt tả cấu tạo của ống thủy dài. Gồm một ống thủy tinh hình trụ cong bịt kín (1), bên trong lúc đầu chứa đầy ête nóng. Khi trở lại nhiệt độ bình thường, thể tích ête giảm và để lại khoảng không mà ta quen gọi là bọt nước (2). Ống thủy được gắn cố định trong hộp kim loại hình trụ (3), mặt phía trên để hở. Mặt cong của ống thủy dài là một cung bán kính R (xem hình 2.14) có trị số từ 2m đến 20m.

87

Điểm giữa “0” của của cung tròn là điểm chuẩn nhưng không đánh dấu mà người ta khắc các vạch đối xứng qua nó, khoảng cách giữa các vạch đều nhau và thường có trị số l = 2mm (hình 2.12c). Hai đầu ống thủy có thể nâng lên hoặc hạ xuống nhờ ống điều chỉnh (4). Khi cần điều chỉnh bọt nước người ta dùng que hiệu chỉnh (5) để vặn ốc này.

Để nâng cao độ chính xác và thuận tiện cho việc cân bằng ống thủy, trong một số máy có gắn một hệ thống lăng kính (hình 2.13) để truyền ảnh hai đầu bọt nước vào bên cạnh màng chỉ chữ thập. Ảnh hai đầu bọt nước a và b tạo thành hai nhánh parabol chuyển động ngược chiều nhau và khi bọt nước nằm ở vị trí điểm chuẩn thì chúng tạo thành một parabol hoàn chỉnh.

Ống thủy dài được liên kết với bàn độ ngang. Do đó khi ta dùng ba ốc cân của đế máy (xem hình 2.2 và 2.5 ) đưa bọt nước vào chính giữa thì bàn độ ngang nằm ngang. Lúc này góc đo được trên bàn độ ngang là góc nhị diện (theo nguyên lý) và các điều kiện hình học của các trục được thỏa mãn (H’H’ song song với LL, VV vuông góc với LL, VV vuông góc với H’H’).

88Hình 2-13

Hình 2-12

+ Độ nhạy của ống thủy

Nếu ống thủy nghiêng đi một góc nào đó thì bọt nước cũng trôi đi so với điểm chuẩn “0” một cung d tương ứng (hình 2.14). Nếu cung d đúng bằng trị số giãn cách l giữa hai vạch chia (d = l) thì góc ở tâm là ’’. Vì l và ’’ rất nhỏ nên từ hình vẽ ta có:

(2-9)Góc ’’ được gọi là độ

nhạy của ống thủy, nghĩa là nó biểu đạt khả năng di chuyển nhanh chậm của bọt nước để chiếm được vị trí cao nhất. Nếu ống thủy có bán kính R càng lớn thì trị số ’’ càng nhỏ và khả năng cân bằng chính xác càng nhanh.

Độ nhạy ’’ còn được gọi là giá trị của khoảng chia vạch trên ống thủy tính theo đơn vị góc.

b. Ống thủy tròn

Vỏ của ống thủy tròn là hình trụ đứng bằng kim loại (1) đựng ống thủy tinh (2) có mặt trên là hình chỏm cầu với bán kính khoảng 0.5 m (trên hình 2.15). Trên mặt chỏm cầu khắc hai vòng tròn đồng tâm (3) và khi bọt nước ở tâm chỏm cầu thì thì trục đứng V’V’ của nó song song với trục đứng VV của máy. Ống thủy tròn cũng có ốc điều chỉnh (5). Ống thủy có độ nhạy thấp (’’ khoảng 3’ đến 15’) nên nó chỉ dùng để cân bằng máy sơ bộ.

89

Hình 2-14

Hình 2-15

0

H=L H=L

R

L'

L'd

l

''

Khi chế tạo máy kinh vĩ, người ta đã cố gắng lắp ráp sao cho khi bọt nước của ống thuỷ dài ở vị trí điểm chuẩn, thì bọt nước tròn cũng ở vị trí điểm chuẩn. Điều kiện này được kiểm nghiệm trước khi sử dụng máy .

2.2.3 Bàn độ ngang và bộ phận đọc số, bàn độ đứng

1. Bàn độ ngang

Bàn độ ngang có cấu tạo là một đĩa tròn đặc biệt (hình 2.16a) hoặc rỗng ở giữa (hình 2.16b) có đường kính từ 60mm đến 250mm làm bằng thủy tinh hoặc pha lê đặc biệt trong suốt, trên đó có chia 360o (hoặc 400gr) và giữa mỗi khoảng chia độ có thể chia thành các khoảng phút. Giá trị của mỗi khoảng phút dựa vào số lượng phân khoảng trong một độ.

Ví dụ: Trên hình 2.16a mỗi độ chia thành 4 khoảng thì giá trị mỗi khoảng phút là 15’. Vì chức năng của bàn độ ngang là đo góc bằng nên nó được liên kết với ống thủy dài (hình 2.16b và c).

Khi dùng ba ốc cân của đế máy để đưa bọt nước của ống thủy vào điểm chuẩn “0” thì đã đưa bàn độ ngang về vị trí nằm ngang. Ngoài ra, tâm của bàn độ phải trùng với trục đứng VV của máy. Khi bộ phận ngắm quay thì bàn độ ngang cũng phải quay theo một góc tương ứng.

2. Bộ phận đọc số

a. Cấu tạo

Hình 2-16

90

Trong các máy kinh vĩ quang học nói chung, bộ phận đọc số gồm kính hiển vi và một tấm kính mỏng gắn cố định, trên đó khắc vạch chuẩn đọc số hoặc thang đọc số (xem hình 2.3 và 2.4). Tấm kính này hoặc được đặt vuông góc với trục quay HH của ống kính hoặc song song với trục quay VV của máy (hình 2.3) và nằm trên hướng các tia sáng truyền ảnh bàn độ đứng và bàn độ ngang vào ống kính hiển vi. Nhờ có hệ thống lăng kính, thấu kính mà hình ảnh của bàn độ ngang, bàn độ đứng cũng như ảnh của vạch chuẩn thang đọc số đồng thời được truyền vào ống kính hiển vi và ta đọc được trị số hướng ngang và góc đứng V ở trên bàn độ. Đối với bàn độ đứng, tấm kính chia vạch chuẩn và thang đọc số này được liên kết với bộ phận tự cân bằng (con lắc).

b. Cách đọc số

Đối với các máy kinh vĩ, trên bàn độ ngang có chia các khoảng phút thì dựa vào vạch chuẩn đọc số để đọc trị số phút. Ví dụ, trên hình 2.17b trong 1o có 6 khoảng phút, giá trị mỗi khoảng phút là t=10’, dựa vào vạch chuẩn ta đọc được trị số hướng ngang là Hz = 8o46’. Tương tự trên hình 2.4b ta có T = 70o06’. Nếu trị số hướng mở đầu là 0o00’ thì Hz chính là trị số góc bằng cần đo.

Đối với các máy kinh vĩ, trên bàn độ ngang chỉ khắc vạch bàn độ mà không chia thành các khoảng phút thì dùng thang đọc số để đọc trị số phút và phần mười phút. Thang đọc số được chia thành 60 khoảng và đánh số từ 0 đến 6 (hình 2.4c và hình 2.17a) hoặc từ 0 đến 60. Độ dài của thang đọc số tính từ vạch 0 đến 6 đúng bằng độ dài cung tương ứng 1o trên bàn độ ngang m do đó giá trị của mỗi khoảng chia trên thang đọc số là t=1’. Như vậy, dựa vào thang đọc số có thể đọc chính xác đến 0.1’.

Hình vẽ dưới đây phóng to hình 2.17a, thể hiện số đọc là 1740 55’991

Hình 2-17

3. Bàn độ đứng và bộ tự cân bằng nó.

a. Cấu tạo bàn độ đứng

Tương tự như bàn độ ngang, bàn độ đứng cũng làm bằng thủy tinh hoặc pha lê trong suốt, nhưng khắc vạch theo các cách khác nhau. Hoặc khắc vạch liên tục (từ 0 o

đến 360o), hoặc khắc vạch đối xứng như (hình 2.18b): 0o - 0o, 0o - 180o, 90o -270o v.v..

Tùy theo cách khắc vạch mà người ta có thể đọc được trị số góc đứng V hay góc thiên đỉnh Z. Bàn độ đứng (1) được liên kết và quay theo ống kính ngắm (2), hình chiếu của vạch 0o - 0o

(hoặc 0o - 180o hoặc 90o - 270o) trên mặt phẳng thẳng đứng phải trùng với

trục ngắm CC của ống kính.

92

0 1 2 3 4 5 6

174

Hình 2-19

Hình 2-18

0

180

270

90

C

C

L

H H

L

4

2

1

3

0 0

0 180

90

270

0

180

270

90

C=H C=H

H H

H H

L L

Hình 2-18b

b. Bộ tự cân bằng của bàn độ đứng.

Vì góc đứng V là góc hợp bởi trục ngắm CC của ống kính với hướng nằm ngang HH (hình 2.1) nên khi ống kính nằm ngang (V=0) thì vạch “0” trên bàn độ đứng phải trùng với vạch “0” trên thang đọc số hoặc vạch chuẩn đọc số. Để đạt được điều kiện này, trong máy đã sử dụng bộ tự cân bằng hoạt động theo các phương pháp khác nhau. Ở đây xin giới thiệu hai phương pháp thống dụng: dùng ống thủy dài và bộ tự cân bằng.

- Bộ cân bằng là ống thủy dài

Các máy kinh vĩ quang học thế hệ mới, ống thủy dài được liên kết với thang đọc số (hình 2.18a), trục LL của nó vuông góc với vạch chuẩn đọc số hoặc vạch “0” trên thang đọc số. Do đó khi điều chỉnh bọt nước vào giữa thì vạch “0” của thang đọc số vuông góc với đường nằm ngang HH, còn trục ngắm CC của ống kính trùng với HH. Lúc này trong cửa sổ đọc số của ống kính hiển vi ảnh vạch “0” của bàn độ đứng phải trùng với vạch chuẩn đọc số hoặc vạch “0” của thang đọc số (nếu không có sai số). Ống thủy dài (3) được cân bằng bởi ốc cân (4) (hình 2.18a).

- Bộ tự cân bằng là con lắc quang học

Nguyên lý hoạt động của bộ tự cân bằng bàn độ đứng là ứng dụng tính chất dao động của con lắc cơ học hoặc con lắc quang học quanh vị trí cân bằng. Hình 3.20 mô tả con lắc quang học. Gồm hai thấu kính L1

và L2, gương phẳng P1 được gắn cố định còn gương phẳng P2 được treo liên kết với L1

, L2 và màng khắc vạch chuẩn hoặc thang đọc số D. Chúng liên kết với nhau tạo thành một con lắc

93

Khi trục quay VV của máy ở vị trí thẳng đứng và trục ngắm CC của ống kính nằm ngang (hình 2.19a) thì vạch “0” trên bàn độ đứng nhờ hệ thấu kính L1

, L2 và gương phẳng P1

, P2 truyền lên thang đọc số D tại vạch “0”.

Khi trục đứng VV nghiêng đi một góc (hình 2.19b) thì ngoài gương phẳng P1

được giữ cố định, các thấu kính L1 , L2, gương phẳng P2 cũng như thang đọc số D cũng

bị nghiêng đi một góc tương ứng. Nếu trục ngắm CC của ống kính lại được đưa về vị trí nằm ngang thì vạch 0o của bàn độ đứng lại được chiếu lên thang đọc số D và cũng trùng với vạch 0’ ban đầu, nghĩa là con lắc quang học tự động điều chỉnh làm cho số đọc trên bàn độ đứng không thay đổi khi trục đứng VV bị nghiêng.

Dĩ nhiên để tạo được điều kiện trên, khi chế tạo người ta phải tính toán trước các tham số kỹ thuật cũng như vị trí đặt các thấu kính L1

, L2, gương P1 , P2, thang đọc

số D một cách hợp lý và chuẩn xác.

Cách đọc số trên bàn độ đứng cũng tương tự bàn độ ngang. Lưu ý rằng có một số máy thang đọc số của bàn độ đứng có hai phần : thang dương ứng với dấu (+) còn thang âm ứng với dấu (-). Ví dụ trên hình 2.4c, ta có V=-0o45’,6. Bộ tự cân bằng con lắc cơ học được mô tả ở hình 2.25.

2.3 THAO TÁC CƠ BẢN TRÊN MÁY KINH VĨ

2.3.1 Đặt máy tại điểm trạm đo

1. Định tâm máy

Định tâm máy là làm cho trục đứng của máy trùng với đường dây dọi đi qua đỉnh góc cần đo.

2. Cân bằng máy

94

Hình 2-20

90

0

180

270

210 150

330 30

240300

120

120

C C

L1

2L

D0'

1P 2P

VV P2

P1

0'D

L2

1L

CC

120

120

300240

30330

150210

270

180

0

90x

Cân bằng máy là làm cho trục đứng của máy về vị trí thẳng đứng nhờ vào ống thuỷ dài trên bàn độ ngang.

3. Đặt máy tại điểm trạm đo

Đặt máy tại điểm trạm đo là kết hợp đồng thời hai việc cân bằng và định tâm máy. Hai việc này liên quan và ảnh hưởng lẫn nhau. Khi đặt máy, phải khéo léo kết hợp giữa cân bằng và định tâm.

Trình tự thao tác như sau:

a. Định tâm sơ bộ

Giữ cho trục máy gần thẳng đứng (bọt nước thuỷ tròn gần ở giữa). Nhìn qua bộ phận dọi tâm quang học, dịch chuyển ba chân máy sao cho tâm máy vào càng gần tâm mốc cần đo càng tốt.

Dùng ba ốc cân máy, đưa tâm máy vào trùng với tâm mốc cần đo.

b. Cân bằng máy và dọi tâm máy chính xác

- Dậm các chân máy cho chắc chắn, nhưng vẫn đảm bảo cho bọt nước của ống thuỷ tròn gần ở giữa.

- Lần lượt đặt bộ phận ngắm sao cho ống thuỷ dài song song với hướng của một chân máy. Dùng ốc hãm của chân máy để đưa bọt nước dài về vị trí điểm chuẩn. Lúc này tâm máy và tâm mốc vẫn trùng nhau, máy ở vị trí tương đối cân bằng.

- Đặt ống thuỷ dài trên bàn độ ngang nằm song song với đường thẳng nối hai ốc cân máy. Vặn hai ốc cân ngược chiều nhau để đưa bọt thuỷ dài vào vị trí điểm chuẩn.

Quay bộ phận ngắm đi 900, dùng ốc cân còn lại đưa bọt thuỷ dài vào vị trí điểm chuẩn.

Trong khi cân máy, đồng thời nhìn vào bộ phận dọi tâm để kiểm tra tâm mốc. Nếu chưa đạt yêu cầu thì lặp lại các động tác tương tự.

2.3.2 Ngắm chuẩn mục tiêu.

1. Bắt mục tiêu sơ bộ

Dựa vào bộ phận ngắm sơ bộ trên ống kính, ngắm mục tiêu và đưa mục tiêu vào trường ngắm của ống kính. Nhìn vào ống kính và đưa mục tiêu về gần tâm của lưới chỉ chữ thập. Vặn núm điều quang để tìm ảnh rõ nét.

2. Bắt mục tiêu chính xác

Dùng các ốc vi động ngang và vi động đứng để đưa mục tiêu cần ngắm vào đúng vị trí trên màng chỉ chữ thập. Nếu đo góc ngang, điều chỉnh ốc vi động để chỉ đứng của màng chỉ chữ thập trùng với tiêu. Nếu đo góc đứng, điều chỉnh để chỉ ngang trùng với đỉnh tiêu.

2.4 KIỂM NGHIỆM VÀ HIỆU CHỈNH MÁY KINH VĨ

2.4.1 Trục ống thủy dài phải vuông góc với trục đứng của máy kinh vĩ

95

Để đưa trục đứng của máy kinh vĩ (VV) về vị trí thẳng đứng, ta phải dựa vào ống thủy dài gắn trên bộ phận ngắm.

1. Kiểm nghiệm

Điều kiện hình học là trục của ống thủy dài LL phải vuông góc với trục đứng VV của máy (hình 2.20a). Để kiểm nghiệm điều kiện này ta làm như sau:

Trước hết đặt ống hủy dài song song với hai ốc cân máy (1) và (2) (hình 2.20b), dùng hai ốc này để đưa bọt nước vào vị trí điểm chuẩn. Sau đó quay bộ phận ngắm đi 90o ( hình 2.20c), dùng ốc cân thứ (3) đưa bọt nước vào vị trí điểm chuẩn. Quay bộ phận ngắm đi 180o. Nếu bọt nước vẫn nằm giữa ống thủy dài là điều kiện cần kiểm nghiệm thoả mãn. Nếu bọt nước lệch khỏi vị trí điểm chuẩn vượt quá một khoảng chia l trên ống thủy ( > 1mm) thì ta phải hiệu chỉnh như sau:

Giữ nguyên máy ở vị trí kiểm tra. Dùng que hiệu chỉnh (5), (hình 2.12b) xoay ốc cân ống thủy (4) để đưa bọt nước trở về một nửa khoảng lệch (/2), nửa khoảng lệch còn lại chỉnh bằng ốc cân thứ (3) (hình 2.20d) của đế máy. Sau đó kiểm tra và hiệu chỉnh lại, cho đến khi đạt yêu cầu.

2. Ống thủy tròn

Sau khi đã điều chỉnh chính xác ống thủy dài, nếu thấy bọt nước ống thủy tròn lệch khỏi tâm của vòng tròn nhỏ (xem hình 2.15) thì ta sẽ dùng que hiệu chỉnh xoay ốc cân (5) để đưa nó vào tâm. Lúc này trục của ống thủy tròn V’V’ sẽ song song với trục đứng VV của máy.

2.4.2 Kiểm nghiệm lưới chữ thập

Lưới chỉ chữ thập phải thỏa mãn hai điều kiện: Chỉ đứng phải nằm trong mặt phẳng chứa trục ngắm CC của ống kính ; chỉ ngang nằm trong mặt phẳng chứa trục quay HH của ống kính. Khi khắc vạch lưới chỉ chữ thập, người ta đã làm được điều kiện chỉ đứng và chỉ ngang vuông góc với nhau. Nên ta chỉ cần kiểm nghiệm chỉ đứng hoặc chỉ ngang của lưới chỉ.

Sau khi cân bằng máy bằng ống thủy dài chính xác, đưa ống kính ngắm một sợi dây

96

Hình 2-21

Hình 2-22

mảnh có treo quả dọi cách máy khoảng 30 mét (hình 2.21). Nếu thấy chỉ đứng trùng với ảnh của dây dọi thì điều kiện thỏa mãn. Nếu không đạt thì điều chỉnh bằng cách nới lỏng bốn ốc (8) (xem hình 2.9a) để dịch chuyển lưới chỉ chữ thập sao cho chỉ đứng trùng với dây dọi, sau đó vặn chặt bốn ốc này lại.

Nếu kiểm tra chỉ ngang, ta đưa ống kính ngắm một điểm M nào đó và đưa ảnh của nó vào giao điểm của màng chỉ chữ thập. Sau đó cố định ốc hãm (12) của ống kính (xem hình 2.6a) rồi vặn ốc vi động ngang (13) về hai phía. Nếu ảnh của điểm M luôn nằm trên chỉ ngang thì điều kiện trên thỏa mãn.

2.4.3 Kiểm nghiệm điều kiện trục ngắm vuông góc với trục quay ống kính ( sai số2C)

1. Bản chất của sai số 2C:

Muốn có kết quả đo gáo bằng chính xác, trục ngắm của ống kính phải vuông góc với trục quay ống kính.

Nếu điều kiện hình học này không đạt sẽ sinh ra sai số ngắm chuẩn ký hiệu là 2C.

Nếu trục ngắm CC vuông góc với trục quay ống kính HH thì khi ống kính quay quanh trục HH sẽ quét thành một mặt phẳng thẳng đứng (mặt phẳng ngắm chuẩn) và trị số trên bàn độ ngang tương ứng với mọi vị trí của trục CC luôn là số đọc N (hình 2.22a). Nếu trục CC không vuông góc với HH thì khi ống kính quay quanh trục HH trục CC sẽ quét trong không gian một hình nón (hình 2.22d). Lúc này ở vị trí thuận kính (ống kính nằm bên trái bàn độ đứng) trị số hướng tương ứng với trục CC trên bàn độ ngang là L’ còn ở vị trí đảo kính là R’. Nếu CC vuông góc với HH, khi ống kính ngắm cúng một mục tiêu thì có số đọc đúng, thuận kính là L, số đọc đúng đảo kính là R là L = R-180o = N.

Nếu CC không vuông góc với HH thì :

L = L’-C (2-10)

R= R’+C

Trong đó L’ và R’ là các số đọc có sai số ngắm chuẩn

Từ đó ta có:

(2-11)

97

Hình 2-22

Hình 2-23Hình 2-22

và số đọc đúng ở vị trí thuận kính là :

N= L’-C

2. Cách kiểm nghiệm sai số 2C

Chọn một điểm A có độ cao bằng độ cao máy. Cân bằng máy thật chính xác. Ở vị trí thuận kính, bắt chính xác mục tiêu A. Dựa vào vạch chuẩn (hoặc thang đọc số) đọc số đọc L’ trên bàn độ ngang. Sau đó đảo ống kính, rồi ngắm lại chính xác điểm A, tương tự đọc được số đọc R’. Tính trị số C :

Đối với máy kinh vĩ có độ chính xác trung bình, thường quy định sai số ngắm chuẩn không được vượt quá sai số đọc số (10’’). Sai số đọc số là sai số do ước đọc (nội suy) số đọc của mắt người, nó được tính theo công thức thực nghiệm :

mđs = 0.15t (2-12)

trong đó t là giá trị khoảng chia nhỏ nhất trên thang đọc số.

3. Cách hiệu chỉnh sai số 2C

Nếu trị số C lớn hơn giá trị cho phép, thì ta hiệu chỉnh như sau:

Tính số đọc đúng N theo công thức:

N = L’- C

Dùng ốc vi động ngang đặt trị số đọc đúng của bàn độ ngang. Lúc này tâm của tâm chỉ chữ thập sẽ lệch khỏi ảnh của điểm ngắm A. Cố định bộ phận ngắm.

Mở vòng dây chữ thập, dùng que hiệu chỉnh nới lỏng hai ốc chỉnh bên trái và bên phải (xem hình 2.9), dịch màng chỉ chữ thập để đưa tâm của nó trùng với ảnh của điểm A. Cố định lưới chỉ chữ thập. Sau đó kiểm tra lại một lần nữa. Nếu trị số C vẫn lớn hơn giá trị cho phép, thì phải kiểm nghiệm và hiệu chỉnh lại bằng cách lặp lại các thao tác tương tự. Cho đến khi đạt yêu cầu.

Đối với các máy có màng chỉ chữ thập gắn cố định, thì sau khi tính được số đọc đúng N người ta phải dùng một dụng cụ chuyên dụng (cờ-lê-vam) nắn trục CC (hình 2.23) để đưa tâm màng chỉ chữ thập trùng với điểm A.

98

4. Biện pháp khắc phục sai số 2C

Từ công thức : L = L’-C

R= R’+C

Ta nhận thấy, nếu lấy trung bình trị số đọc ở hai vị trí bàn độ thì sai số ngắm chuẩn 2C sẽ được loại trừ, nghĩa là trị trung bình cộng chính là số đọc đúng N không chứa C.

(2-13)

Như vậy để hạn chế được sai số ngắm chuẩn 2C khi đo góc bằng ta phải đo ở hai vị trí bàn độ và lấy kết quả trung bình.

Ngoài ra, tại một trạm đo có nhiều hướng ngắm thì mỗi hướng j sẽ nhận được trị số 2Ci = Lj - (Rj 180o) tương ứng. Chênh lệch trị số 2C lớn nhất và nhỏ nhất được gọi là độ biến động của sai số 2C:

2C = 2Cmax-2Cmin (2-14)

Tại một trạm đo góc bằng có nhiều hướng ngắm không những trị số 2C nhỏ và ổn định mà quan trọng hơn cả là độ biến động 2C trong một lần đo và giữa các lần đo phải có trị số nhỏ và luôn luôn ổn định.

2.4.4 Kiểm nghiệm điều kiện trục quay của ống kính phải vuông góc với trục quay của máy (2i)

1.Bản chất của sai số 2i.

Trục quay HH của ống kính phải đảm bảo điều kiện hình học là vuông góc với trục quay VV của máy. Nếu điều kiện này không đạt, nghĩa là vị trí thực HH bị lệch khỏi vị trí nằm ngang một góc i (hình 2.24a) và ứng với hai vị trí L và R của ống kính tạo thành góc 2i, vì thế sai số này thường được gọi là sai số 2i.

Hình 2-24

99

Hình 2-25

Sau khi đã điều chỉnh tốt sai số trục ngắm 2C (điều kiện CC vuông góc với HH đã thỏa mãn) nếu trục HH không vuông góc với trục đứng VV thì ở vị trí thuận kính trục ngắm CC sẽ quét thành mặt phẳng chứa đường trong CLC, còn ở vị trí đảo là CRC. Hai mặt phẳng này cắt với mặt phẳng nằm ngang HH theo đường CC. Điều này có nghĩa là khi trục ngắm CC nằm ngang (góc đứng V=0) thì sai số 2i không ảnh hưởng đến kết quả đo góc bằng .

2.Cách kiểm nghiệm sai số 2i.

Từ bản chất của sai số 2i ta suy ra cách kiểm nghiệm nó như sau:

Đặt máy kinh vĩ cách một bức tường phẳng khoảng 20 đến 30m (hình 2.24b). Sau khi cân bằng máy, ta đặt ống kính nằm ngang, nghĩa là vạch chuẩn đọc số hoặc vạch 0 của thang đọc số trùng với vạch 0o trên bàn độ đứng (để cho V=0). Cố định ốc hãm dọc ống kính, sau đó điều khiển bằng cách dùng ốc vi động ngang lấy chỉ ngang của màng chỉ chữ thập làm chuẩn vẽ một đường thẳng nằm ngang HH trên bức tường. Chọn một điểm ngắm P trên bức tường có trị số góc trên bàn độ đứng khoảng V +30o. ở vị trí thuận kính, đưa ống kính ngắm điểm P và bằng các ốc vi động ngang và dọc điều chỉnh cho ảnh điểm P trùng với giao điểm của màng chỉ chữ thập. Sau đó từ từ hạ ống kính xuống đường nằm ngang HH và đánh dấu được PL. Đảo kính, làm tương tự, đánh dấu được điểm PR.

Nếu hai điểm PL và PR trùng nhau thì điều kiện thỏa mãn (VV vuông góc với HH và trị số i = 0). Trường hợp ngược lại ta phải tính trị số góc i, và nếu i lớn hơn hai lần sai số đọc số (i > 0.3t) thì phải điều chỉnh sai số 2i. Cách xác định giá trị góc i như sau:

Chia đôi đoạn PL PR được điểm Po và ký hiệu chiều dài đoạn P0PL= d. Kết quả phân tích quan hệ hình học không gian giữa hình 2.24a và 2.24b cho thấy góc kẹp giữa PPo

và PPR (hoặc PPL) đúng bằng góc lệch i của trục HH so với vị trí chuẩn Ho Ho

của nó. Nếu ký hiệu chiều cao đoạn PPo = h , từ (hình 2.24b) ta có :

100

Vì trị số i rất nhỏ nên:

(2-15)

Chú ý :

- Trong trường hợp không có bức tường phẳng ta có thể chọn điểm ngắm P rồi đặt một cái mia (thước) nằm ngang trên giá ba chân (có chiều cao bằng chiều cao máy sao cho mặt trước của mia và điểm P nằm trong một mặt phẳng thẳng đứng. Sau đó thao tác như trên ta sẽ đánh dấu hoặc đọc số trên mia tương ứng với PL và PR.

- Đối với máy kinh vĩ có độ chính xác cao trị sô góc i được tính theo trị số hướng trên bàn độ ngang ứng với vị trí PL và PR.

3. Cách hiệu chỉnh sai số 2i

Đưa ống kính ngắm chính xác điểm Po, cố định bộ phận ngắm, dùng ốc vi động đứng từ từ nâng ống kính lên phía trên P. Vì có sai số 2i nên lúc này ảnh của điểm P bị lệch khỏi giao điểm của màng chỉ chữ thập, nghĩa là ta nhận được điểm P’ (hình 2.24b). Để điều chỉnh sai số 2i, ta tháo vỏ vành bên trái của máy (hình 2.25) xoay vít (1) để nâng hoặc hạ trục quay HH và nhìn vào ống kính cho đến khi ảnh của điểm P’ trùng với P. Đối với máy không có vít chỉnh trục ngang ta phải đưa về xưởng để nắn lại trục HH.

4. Biện pháp khắc phục sai số 2i.

Khi đo góc bằng, ta nên chọn các hướng ngắm có độ cao đều nhau và tốt nhất là bằng độ cao của máy kinh vĩ (V=0) đồng thời phải đo ở hai vị trí bàn độ L và R sau đó lấy giá trị trung bình.

2.4.5 Kiểm nghiệm bộ phận dọi tâm quang học

101

Hình 2-27a) b)

Hình 2-26

Điều kiện hình học của bộ phận dọi tâm quang học là quang trục của nó phải trùng với trục quay VV của máy và phải đi qua tâm của vòng tròn nhỏ. Để kiểm nghiệm điều kiện này, sau khi cân bằng máy chính xác, ta đặt một tờ giấy trên mặt phẳng phía dưới chân máy (hình 2.26). Sau đó lần lượt ở ba vị trí quan sát (các vị trí này chênh nhau 120o) qua ống dọi tâm quang học lấy tâm của vòng tròn nhỏ làm chuẩn, dùng bút chì đánh dấu được ba vị trí tương ứng của quang trục là 1, 2, 3. Nếu ba điểm này trùng nhau thì điều kiện thỏa mãn.

Nếu điều kiện không thỏa mãn, ta sẽ nhận được tam giác có đỉnh là 3 điểm 1, 2, 3 ( hình 2.26b).

Để hiệu chỉnh, ta xác định điểm trọng tâm O của tam giác 123. Mở và dùng 4 ốc hiệu chỉnh của màng khắc vòng tròn chuẩn để đặt tâm của vòng tròn nhỏ trùng với điểm trọng tâm O. Sau đó tiến hành kiểm tra lại. Nếu thấy mọi vị trí quan sát mà tâm của vòng tròn nhỏ luôn trùng với điểm trọng tâm O thì vặn chặt 4 ốc điều chỉnh lại.

2.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO GÓC BẰNG

2.5.1 Phương pháp đơn giản

Phương pháp này còn gọi là phương pháp đo góc đơn. Phương pháp này được áp dụng cho trường hợp tại trạm đo chỉ có hai hướng ngắm. Giả sử, để đo góc đơn AOB (hình 2.27) ta tiến hành như sau:

Đặt máy kinh vĩ tại điểm O. Dựng tiêu ngắm tại hai điểm A và B. Tiến hành định tâm và cân bằng máy chính xách.

Như đã phân tích ở bài trước, để hạn chế các sai số do trục ngắm (2C), trục ngang (2i), lệch tâm bàn độ... Khi đo góc bằng phải đo tại hai vị trí bàn độ. Ngoài ra, để khắc phục sai số do vạch khắc của bàn độ không đều, sai số thô (do nhầm lẫn) và nâng cao độ chính xác thì phải đo nhiều lần đo, mỗi lần đo phải thay đổi trị số hướng mở đầu một giá trị được tính theo công thức = 180o/n (n là số lần đo).

Ví dụ:

Cho số vòng đo n = 4. Khi chuyển từ vòng đo này sang vòng đo khác phải thay đổi số đọc hướng mở đầu một góc :

Số đọc bàn độ hướng mở đầu của các vòng sẽ là:

- Vòng 1: 00

- Vòng 2 : 450

- Vòng 3: 900

- Vòng 4: 1350

Thao tác trong 1 vòng đo như sau (hình 2.27):

1. Nửa lần đo thuận kính.

102

o

a

b

tp

Hình 2-28

Mở ốc hãm bộ phận ngắm. Đưa ống kính ngắm chính xác mục tiêu A. Đặt trị số hướng mở đầu trên bàn độ ngang. Đọc số đọc trị số hướng mở đầu LA và ghi vào sổ đo.

Mở ốc hãm bộ phận ngắm, quay máy theo chiều thuận kim đồng hồ về điểm B. Tương tự, ngắm chính xác tiêu B và đọc số LB và ghi vào sổ đo. Như vậy góc AOB đã đo xong nửa lần đo.

2. Nửa lần đo đảo kính

Đảo ống kính tại hướng B. Ngắm chính xác điểm B. Thao tác tương tự như trên, ta đọc được số đọc RB và ghi vào sổ đo. Tiếp tục quay máy ngược chiều kim đồng hồ đưa ống kính ngắm chính xác điểm A, tương tự đọc được số đọc RA và ghi vào sổ đo. Như vậy kết thúc một lần đo. Các lần đo tiếp theo cũng tiến hành thao tác tương tự, nhưng ở vùng bàn độ khác.

Để nâng cao độ chính xác kết quả đo, tại mỗi hướng đo phải có hai số đọc bằng cách bắt mục tiêu 2 lần.

Trong quá trình đo, người ghi sổ phải tính ngay được các trị số: sai số ngắm chuẩn 2C, biến động 2C trong 1 vòng đo, trị số hướng của hai nửa lần đo, trị số hướng trung bình của một lần đo và trị số góc của từng lần đo, phát hiện kịp thời sai sót để báo cho người đo biết, tìm cách xử lý trước khi chuyển trạm máy.

Sau khi đo xong n lần đo, ta tính trị số góc trung bình của n lần đo.

Phương pháp đo góc đơn chỉ dùng khi đo góc của các lưới khống chế trắc địa hạng thấp.

Ví dụ về trang sổ đo góc bằng, có 2 hướng đo:

103

Ngày đo: 13/ 12/ 1999 Sơ đồ đo nối Người đo: Đào Quang Vịnh Thời tiết: Nắng TRẠM ĐO: KV5 – 03 Người ghi: Giang Thị Mai Bắt đầu lúc: 14 giờ 30 phút Loại máy: 3T5K Kết thúc lúc: 15 giờ 15 phút Số máy: 64355

Lần

đoĐiểm ngắm

Số đọc bàn độ trái

Trung

bìnhSố đọc bàn độ phải

Trung

bình2C

Trị giá phương hướng nửa lần đo

Trị giá

phươnghướng

một lần đo

Trị giá phương

hướng các lần đo

Ghi chú

0 ’ ” ( ‘) ” 0 ’ ” 0 ’ ” 0 ’ ” 0 ’ ”

I

00.2 00.01- KV5 - 04 00 00.1 00.15 180 00.0 00.00 +0.15 0 00. 00 0 00. 00 0 00. 00

20.1 19.9 19.95 2- KV5 - 02 82 20.1 20.10 262 20.0 9.95 +0.15 82 19.95 82 19.95 82 19.89

II

00.0 00.21- 60 00.1 00.05 240 00.1 00.15 -0.10 0 00.00 0 00.00

19.9 19.9 19.652- 142 19.7 19.80 322 19.7 19.80 0.00 82 19.75 82 19.70

III

00.1 00.11- KV5 - 04 120 00.00 00.05 300 00.2 00.15 -0.10 0 00.00 0 00.00

20.2 20.1 20.002- KV5 - 02 202 20.0 20.10 22 20.2 0.15 -0.05 82 20.05 82 20.02

1

2

KV1 - 03

B

1

2.5.2 Phương pháp toàn vòng

Phương pháp đo góc toàn vòng được áp dụng khi trạm đo có ba hướng ngắm trở lên. Giả sử, tại trạm máy O có ba hướng OA, OB, OC ta thao tác như sau (hình 2.28). Đặt máy kinh vĩ tại điểm O và tiêu ngắm tại A, B, C. Tương tự như trên, tiến hành cân bằng, định tâm máy và tiêu ngắm chính xác. Chọn hướng mở đầu là hướng có chiều dài trung bình của các hướng đo. Một lần đo được thực hiện trên cả hai vị trí bàn độ như sau:

1. Nửa lần đo thuận kính.

Đưa ống kính ngắm chính xác hướng mở đầu (giả sử là A). Đặt trị số hướng mở đầu OA trên bàn độ ngang. Đọc trị số hướng LA1 và ghi vào sổ đo. Quay máy theo chiều thuận kim đồng hồ lần lượt ngắm tới các điểm B, C rồi trở về A, sẽ đọc được các trị số hướng LB, LC, LA2 tương ứng và ghi vào sổ đo. Như vậy hướng OA có hai trị số là LA1 và LA2.

2. Nửa lần đo đảo kính

Đảo ống kính tại hướng A, ngắm chính xác tiêu A và đọc số RA1 và ghi vào sổ đo. Quay máy ngược chiều kim đồng hồ lần lượt ngắm chính xác điểm C, B rồi trở lại về A được các số đọc tương ứng là RC, RB, RA2 và ghi vào sổ đo.. Như vậy kết thúc một lần đo. Lần đo thứ hai cũng tiến hành tương tự nhưng chỉ khác là thay đổi trị số hướng mở đầu.

Để nâng cao độ chính xác kết quả đo, tại mỗi hướng đo phải có hai số đọc bằng cách bắt mục tiêu 2 lần.

Trong quá trình đo, người ghi sổ phải tính ngay được các trị số: Số chênh của trị số hướng mở đầu trong nửa vòng đo, sai số ngắm chuẩn 2C, biến động 2C trong 1 vòng đo, trị số hướng của hai nửa lần đo, trị số hướng trung bình của một lần đo và trị số góc của từng lần đo, phát hiện kịp thời sai sót để báo cho người đo biết, tìm cách xử lý trước khi chuyển trạm máy.

Sau khi đo xong n lần đo, ta tính trị số hướng trung bình của n lần đo. Trị số góc là hiệu trị số hai hướng đo.

107

0

C

B

A

tP

Hình 2-29

2.6. CÁC NGUỒN SAI SỐ VÀ ĐỘ CHÍNH XÁC TRONG ĐO GÓC BẰNG

2.6.1 Các nguồn sai số trong đo góc bằng.

Có năm nguồn sai số ảnh hưởng đến độ chính xác đo góc bằng là:

- Sai số của bản thân máy kinh vĩ

- Sai số ngắm (bao gồm sai số bắt mục tiêu và sai số đọc số)

- Sai số định tâm máy

- Sai số định tâm tiêu ngắm

- Sai số do môi trường đo.

Dưới đây sẽ lần lượt phân tích ảnh hưởng của từng nguồn sai số.

1. Sai số của bản thân máy kinh vĩ quang học

Mặc dù máy kinh vĩ đã được kiểm nghiệm và hiệu chỉnh các điều kiện trước khi đưa vào sử dụng, song vẫn tồn tại các sai số nhỏ như lệch tâm bàn độ, các khoảng chia trên bàn độ không đều, sai số do trục ngắm (2C), sai số do trục ngang (2i)... Đối với máy kinh vĩ điện tử còn có sai số do các tham số của linh kiện điện tử không ổn định, dưới đây sẽ phân tích ảnh hưởng của chúng đến kết quả đo góc bằng.

a. Sai số lệch tâm bàn độ

Như ta đã biết, góc bằng cần đo là góc có đỉnh là điểm đứng máy hợp bởi hai hướng ngắm và trị số của hướng được đọc trên bàn độ ngang. Do đó đòi hỏi tâm của bàn độ ngang phải trùng với trục đứng VV của máy. Với kỹ thuật lắp ráp hiện nay thì ảnh hưởng của sai số này không đáng kể. Tuy nhiên để khắc phục sai số này, khi đo góc ta phải đo ở hai vị trí bàn độ trái và phải sau đó lấy kết quả trung bình.

Thật vậy, để phân tích, ta coi ảnh của vạch chuẩn đọc số (hoặc vạch 0 trên thang đọc số) đã trùng với trục đứng VV của máy.

Ký hiệu O là vị trí đúng của tâm bàn độ (trùng với trục VV) O’ là tâm thực của bàn độ đã bị lệch, đoạn OO’ = e là yếu tố lệch tâm chiều dài và là yếu tố lệch tâm về góc (hình 2.29b).

Giả sử, ở vị trí thứ nhất đường kính gốc nối hai số đọc L1và R1 đi qua tâm O, lúc này trị số đọc ở hai vị trí bàn độ trái và bàn độ phải không phụ thuộc vào sai số lệch tâm bàn độ (hình 2.29a).

108

ở vị trí thứ hai (hình 2.29b) khi quay bàn độ đi một góc quanh tâm O’, lẽ ra nếu tâm bàn độ không bị lệch ta có hai số đọc là L2 và R2 nhưng có sai số lệch tâm bàn độ nên số đọc thực tế lại là L’2 và R’2.

Số chênh giữa hai cặp số đọc tương ứng lúc này là 1=L2-L’2 và 2= R2-R’2.

Để đơn giản ta coi 1=2= ( hình 2.29b) và vì là góc nhỏ nên ta có

(2-16)

Tại vị trí thứ hai này số đọc thực tế trên bàn độ ngang là:

L’2 = L2 + (2-17)

R’2 = R2 - Như vậy, nếu lấy trị trung bình (L’2 +R’2)/2 thì sẽ loại trừ được sai số do lệch

tâm bàn độ .

b. Sai số do vạch khắc bàn độ không đều

Để có các vạch chia trên bàn độ, người ta dùng một thiết bị là một “con dao” bằng kim cương để khắc các cặp vạch đối xứng qua tâm bàn độ: ví dụ, cặp 0o -180o, 179o -359o

v.v... (hình 2.30).

Do có sai số nên các khoảng chia trên bàn độ không thể đều nhau tuyệt đối mà chênh nhau một lượng . Nếu gọi to là trị lý thuyết giữa hai vạch chia đúng, thì giá trị thực tế có thể là t = to . Trị số gọi là sai số khắc vạch và các khoảng chia đối xứng có như nhau. Sai số này mang tính ngẫu nhiên nên đối với máy kinh vĩ có độ chính xác cao. Người ta phải kiểm nghiệm để xác định trị số cho từng vùng bàn độ và khi đo cải chính vào trị số đo tương ứng.

Hiện nay việc khắc vạch được thực hiện với thiết bị dùng tia Laser với độ tin cậy cao, nên ảnh hưởng của sai số vạch khắc đến độ chính xác đo góc bằng là không đáng kể. Tuy nhiên để hạn chế nó, khi đo góc phải tiến hành đo nhiều lần và đo ở các vùng bàn độ khác nhau, nghĩa là phải thay đổi trị số hướng mở đầu một lượng Lo = 180o/n.

Đối với máy kinh vĩ điện tử tuy bàn độ được mã hóa với độ chính xác cao, nhưng sai số mã hóa trên từng vùng bàn độ vẫn khác nhau và vì thế khi đo góc ta cũng tuân theo những nguyên tắc như đối với máy kinh vĩ quang học.

c. Sai số do trục ngắm (2C)

109

Hình 2-30

Hình 2-31

0

180

v m

v

v

h'

h'

m

m1

m2

a

a

S

D

0

a

h

m2

m1

c

Từ hình 2.31 ta thấy, nếu không có sai số trục ngắm 2C thì điểm ngắm M và hình chiếu của nó (m) trên đường nằm ngang HH cùng với trục đứng VV của máy sẽ nằm trên mặt phẳng ngắm chuẩn. Nếu có sai số 2C thì khi ngắm điểm M ở hai vị trí ống kính (L và R) mặt phẳng ngắm chuẩn sẽ đi qua M1m1 và M2m2.

Hình chiếu của góc C trên mặt phẳng nằm ngang (mặt phẳng của bàn độ ngang) là góc . Như vậy, là sai số của số đọc trên bàn độ ngang khi có sai số trục ngắm C. Từ các tam giác vuông OMM1, OMM2, Omm1 và Omm2 ta có:

A = D tgC và a = S tg

nghĩa là:

Từ tam giác vuông OMn, áp dụng quan hệ góc nhỏ tgC = C, tg = , ta có:

(2-18)

Từ công thức trên ta nhận xét: Nếu trị số của sai số ngắm chuẩn C ổn định thì ảnh hưởng của nó đến số đọc trên bàn độ ngang phụ thuộc vào góc đứng V. Điều này có nghĩa là khi đo góc bằng ta nên chọn các hướng ngắm nằm ngang và đều nhau, đồng thời đo ở hai vị trí thuận và đảo kính rồi lấy giá trị trung bình sẽ hạn chế được ảnh hưởng của sai số ngắm chuẩn.

d. Sai số do trục ngang (2i)

Giả sử, trục ngang HH (trục quay của ống kính ) không vuông góc với trục đứng VV (trục quay của máy) và lệch đi một góc i (hình 2.32). Trong trường hợp này mặt phẳng ngắm chuẩn khi ngắm điểm M ở hai vị trí bàn độ ống kính sẽ đi qua đường Mm1 và Mm2 và đều sinh ra sai số x ảnh hưởng đến số đọc trên bàn độ ngang.

Từ các tam giác vuông Omm1 và Omm2, m1mM và m2mM, ta nhận được:

110

0

D h

S

d

d

m2

m1

m

h'

h'

v

v

m

i

xxv

i i

Hình 2-33

Hình 2-32

và

do đó:

Vì x và i rất nhỏ nên có thể viết:

Từ tam giác vuông OmM ta có :

và

Vậy x= i.tgV (2-19)

Từ công thức trên ta có nhận xét: Nếu sai số trục ngang (2i) ổn định thì ảnh hưởng của nó cũng tăng theo góc đứng V. Như vậy, để hạn chế sai số 2i không những phải cân bằng máy thật chuẩn xác để trục quay máy VV thật thẳng đứng, phải đo ở hai vị trí bàn độ mà còn phải chọn các hướng ngắm tương đối nằm ngang (độ cao điểm ngắm bằng độ cao của máy).

2. Sai số lệch tâm máy

Giả sử, khi đo góc bằng , trục đứng VV của máy không trùng với đỉnh O (tâm mốc) mà lệch sang điểm O’ (hình 2.33), lúc này ta đo được góc ’. Gọi đoạn OO’ =em là yếu tố lệch tâm chiều dài, m là yếu tố lệch tâm góc, S là chiều dài cạnh; m = (’-)= (1+2) là sai số lệch tâm máy. Từ hình vẽ ta có thể viết:

111

Hình 2-34

0

ba

0'

m0

me 21

1 2'

1 =

Tương tự : 2=

Vậy sai số thực do ảnh hưởng lệch tâm máy đến góc bằng là:

m = (2-20)

Lấy vi phân biểu thức trên rồi chuyển về sai số trung phương. Với ký hiệu mm = mem, :

mem (2-21)

Nếu SO’A = SO’B = SAB = S thì ta có:

mem (2-22)

3. Sai số lệch tâm tiêu ngắm

Hình 2-35

Giả sử, tiêu ngắm bị lệch khỏi điểm A và B với hai đoạn tương ứng là AA’ = etA và BB’=etB (hình 2.34). Sai số lệch tâm tiêu ngắm ảnh hưởng đến trị số góc bằng sẽ là :

112

O

B'

B

A

A'

S

S

tBe

tAe

1

2 '

t = (’-) = (1+2)

Chứng minh tương tự như sai số lệch tâm máy, nếu coi etA= etB = et và 1 = 2= ta có:

t = (2-23)

và met (2-24)

Nếu SOA’ = SOB’ = SAB = S, ta có:

met (2-25)

Dựa vào các công thức trên ta có thể ước tính trước sai số lệch tâm chiều dài cho phép em và et theo yêu cầu của sai số trung phương đo góc m.

4. Sai số do bản thân việc đo góc

Có thể hiểu sai số do bản thân việc đo góc (mD) gồm sai số ngắm và sai số đọc số. Sai số ngắm phụ thuộc vào khả năng phân ly của mắt người, tính chất quang học của ống kính, chiều dày của dây chỉ chữ thập, cấu tạo của tiêu ngắm, ánh sáng và điều kiện ngoại cảnh. Ký hiệu sai số ngắm là mV

x và sai số đọc số là mđs. Như đã nêu ở bài trước, sai số bắt mục tiêu phụ thuộc vào độ phóng đại Vx của ống kính :

(2-26)

Và sai số đọc số phụ thuộc vào khoảng chia nhỏ nhất (t) trên thang đọc số, nó xác định theo công thức thực nghiệm của Trebotariev:

mđs = 0.15t (2-27)

Như vậy, sai số do bản thân việc đo góc sẽ là:

(2-28)

Để xác định mD ta tiến hành ngắm một điểm bất kỳ, sau đó bắt mục tiêu và đọc số trên bàn độ n lần ( n 50 lần) sau đó tính mng cho một lần theo công thức Betxen:

(2-29)

Trong đó V là số chênh số đọc của từng lần đo so với giá trị trung bình. Trường hợp đo góc hợp bởi hai hướng, mỗi hướng đọc số 2 lần, với n vòng đo, ta áp dụng công thức:

113

(2-30)

5. Sai số do môi trường đo

Ảnh hưởng đến độ chính xác đo góc bằng còn có sai số do các yếu tố khí tượng của môi trường đo gây nên. Như sai số do chiết quang ngang, sai số do rung hình ảnh của điểm ngắm, sai số do gió v.v...

- Độ rõ của mục tiêu phụ thuộc vào độ trong sạch của không khí. Nếu như trên hướng đo có nhiều bụi hoặc sương mù thì việc bắt mục tiêu sẽ kém chính xác.

- Sai số chiết quang ngang sinh ra là do tia ngắm đi qua nơi không đồng nhất về nhiệt độ. Khi tia ngắm OA (hoặc OB) (xem hình 2.35) đi giữa hai môi trường có hệ số chiết suất khác nhau (n1 khác n2), thì tia sáng sẽ đi theo cung cong AmO và BmO. Lúc này góc đo ’ là góc hợp bởi hai tiếp tuyến OA’ và OB’. Sai số chiết quang ngang rất khó xác định. Vì nó luôn biến đổi theo yếu tố khí tượng (nhiệt độ, áp suất, độ ẩm...) của môi trường đo. Để hạn chế sai số chiết quang ngang, nên bố trí hướng ngắm không đi gần các chướng ngại vật như nhà, khu dân cư, chạy dọc theo đường bờ nước, qua khu công nghiệp v.v...

- Sai số do rung động hình ảnh điểm ngắm nhìn trong ống kính là do tia ngắm đi qua nơi không khí có mật độ khác nhau chuyển động nhanh trên hướng đó. Đó là sự chuyển động các phân tử nước dưới tác dụng của ánh nắng mặt trời làm cho đường đi của tia ngắm không thẳng mà luôn luôn dao động. Để khắc phục sai số này, theo kết quả nghiên cứu của giáo sư Đanilov, nên đo góc ở thời gian građien nhiệt độ ổn định, thường thì khoảng thời gian đo tốt nhất là sau bình minh và trước hoàng hôn khoảng 1 giờ. Ngoài ra, để cho các tham số kỹ thuật của máy kinh vĩ ổn định, khi đo góc nhất thiết phải dùng ô che nắng cho máy.

Nói chung, sai số do ảnh hưởng của môi trường đo đến kết quả đo rất phức tạp, rất khó xây dựng được công thức để tính toán và biểu diễn.

2.6.2. Độ chính xác khi đo góc bằng

Gọi:

- m1 là sai số do máy;

- m2 là sai số do định tâm máy;

- m3 là sai số do định tâm tiêu;

- m4 là sai số do đo ngắm;

- m5 là sai số do môi trường;

- m0 là sai số trung phương đo góc, ta có:

114

m

A'

A

B

B'

O

m

m

' 1n

1n

1n

3n

Hình 2-36

, (2.31)

Áp dụng nguyên tắc đồng ảnh hưởng, coi 5 sai số trên là như nhau:

, (2.32)

Ảnh hưởng của mỗi nguồn sai số sẽ là:

,(2.33)

Lấy sai số giới hạn bằng hai lần sai số trung phương thì giá trị cho phép của sai số ngẫu nhiên do ảnh hưởng của 1 nguyên nhân sai số đo góc sẽ là:

(2.34)

Từ độ lớn sai số cho phép này ta sẽ tính được hạn sai cho phép đối với các yếu tố gây ra sai số đo góc.

2.7 ĐO GÓC ĐỨNG

2.7.1 Sai số MO trong đo góc đứng

1. Bản chất của sai số MO:

115

Khi trục ngắm CC nằm ngang, góc đứng V = 0, thì đường nối hai vạch “0o-0o” hoặc “0o-180o” không trùng với vạch chuẩn đọc số hoặc vạch “0” trên thang đọc số.

Sai số MO chính là số đọc thực tế so với số đọc lý thuyết 000’00” khi thang đọc số đã cân bằng và trục CC của ống kính trùng với trục nằm ngang HH. Nếu đã hiệu chỉnh được triệt để sai số 2C và 2i thì chỉ còn hai nguyên nhân cơ bản gây nên sai số MO là bộ phận cân bằng (ống thủy dài hoặc bộ tự cân bằng) không chuẩn xác và giao điểm của màng chỉ chữ thập bị chuyển dịch theo hướng dọc (theo chỉ đứng).

Trị số MO có thể được xác định khi đo ở hai vị trí bàn độ đứng thuận và đảo ống kính.

Xét trường hợp đường kính gốc khắc vạch kiểu 00-1800.

Khi ngắm điểm P ở hai vị trí thuận và đảo ống kính, thì góc hợp bởi trục ngắm CC và đường nằm ngang HH là góc đứng V. Số đọc thực tế là L’ và R’ được tính từ trục CC (đường kính 00-1800) trên bàn độ đứng đến vạch “0” trên thang đọc số. Vì vạch chuẩn 0 của thang đọc số không trùng với đường nằm ngang HH nên góc hợp giữa chúng chính là sai số chỉ tiêu MO.

2. Độ lớn của sai số MO và cách khắc phục

Từ hình 2-36, ở vị trí thuận kính (ống kính nằm bên trái bàn độ đứng), ta có:

V = L’-MO (2.35)

Còn ở vị trí đảo kính:

V=3600 - R’ +MO Hoặc V = R’ +MO (2.36)

Lấy trung bình cộng ta có:

Hoặc (2.37)

Như vậy bằng cách đo tại hai vị trí bàn độ trái và phải, lấy giá trị trung bình ta đã loại trừ được sai số MO ra khỏi kết quả đo.

Sai số MO được tính theo công thức:

116

Hình 2-37

Hoặc

(2.38)

3. Cách kiểm nghiệm và điều chỉnh sai số MO

Ở vị trí thuận kính ngắm điểm P. Dùng ốc vi động ngang và dọc đưa ảnh của điểm P vào giao điểm của màng chỉ chữ thập. Dùng ốc cân bằng ống thủy đưa bọt nước vào giữa, đọc số đọc L’.

Ở vị trí thuận kính ngắm điểm P. Dùng ốc vi động ngang và dọc đưa ảnh của điểm P vào giao điểm của màng chỉ chữ thập, đọc số đọc R’.

Tính MO theo công thức (2.38). Nếu trị số MO vượt quá hạn sai cho phép thì phải điều chỉnh.

Cách điều chỉnh như sau:

Tính số đọc đúng của góc đứng theo công thức (2.37) Dùng ốc cân bằng ống thủy đặt trị số này trên bàn độ đứng. Lúc này bọt nước sẽ bị lệch. Dùng que hiệu chỉnh và ốc điều chỉnh của ống thủy đưa bọt nước vào giữa. Làm một vài lần đến khi nhận được trị số MO nhỏ hơn hạn sai cho phép.

2.7.2 Phương pháp đo góc đứng

Tùy theo cách khắc vạch bàn độ mà máy có thể đo được góc đứng V hoặc góc thiên đỉnh Z. Để đo V hoặc Z nhất thiết phải cân bằng bàn độ đứng trước khi đọc số và phải đo tại hai vị trí bàn độ.

Ở vị trí thuận kính, ngắm chính xác mục tiêu (hình 2.37). Dùng ốc cân ống thủy dài trên bàn độ đứng đưa bọt nước vào giữa (có loại máy bàn độ đứng tự động

117

Hình 2-38

cân bằng nên không cần làm thao tác này). Dựa vào thang đọc số V đọc được số đọc L’ và ghi vào sổ đo

Ở vị trí đảo kính, hoàn toàn tương tự, ta đọc được số đọc R’ và ghi vào sổ đo

Sau khi đo xong tiến hành tính sai số chỉ tiêu MO (hoặc MZ) và trị số góc đứng V ( hoặc góc thiên đỉnh Z).

Ví dụ Bảng 2.1 là kết quả đo góc đứng V (một phần của sổ đo):

Bảng 2-1

Điểm

ngắm

Lần đo

Số đọc trên bàn độ đứngSai

số MO

Trị số góc đứng

VL R

B 1 90030’18” 269030’12” +15” 90030’03”

2 90030’12” 269030’42” +27” 90029’45”

3 90030’24” 269030’18” +21” 90030’03”

2.8 MÁY KINH VĨ ĐIỆN TỬ

2.8.1 Cấu tạo máy kinh vĩ điện tử

Máy kinh vĩ điện tử còn gọi là kinh vĩ số DT (Digital Theodolite) xuất hiện từ những năm 70. Nó là một thiết bị được ghép nối bởi bộ phận quang - cơ học chính xác như máy kinh vĩ quang học. Nhưng thay cho bàn độ khắc vạch là bàn độ được mã hóa chính xác đến 0’’,01 và nhờ có bộ vi xử lý CPU mà trị số của hướng

4

532

1

15

6

7

8

9

10

11

1214

13

Hình 2-39

118

đo được hiển thị trên màn hình tinh thể hoặc được lưu giữ trong bộ nhớ trong của máy hoặc trong đĩa mềm khi cần xử lý có thể trút vào máy vi tính. Ngoài ra, để thực hiện các thao tác như cài đặt các số cải chính vào hướng đo, chọn chương trình đo..., trên máy có một bàn phím điều khiển.

Như vậy, những đặc điểm cấu tạo của máy kinh vĩ điện tử giống như máy kinh vĩ quang (hình 2.38), bao gồm :

- Chân máy (1),

- Dế máy (2),

- Ba ốc cân bằng (3),

- Ống thủy tròn (4),

- Chốt nối máy với đế máy(5),

- Ống thủy dài (7),

- Ống kính ngắm (8),

- Ống ngắm khái lược (9),

- Ốc hãm vi động đứng (11),

- Ốc hãm vi động ngang (14) và ống dọi tâm quang học.

Nguyên lý cấu tạo các bộ phận này tương tự như đã trình bày trong phần máy kinh vĩ quang học.

Điểm khác với máy kinh vĩ quang học là có thêm những bộ phận như :

- Bàn phím với màn hình tinh thể lỏng (6),

- Ổ lắp nguồn pin hoặc acquy (10),

- Lắp đĩa mềm hoặc card (13)

- Ổ trút số liệu ra ngoài (15).

Trong phạm vi giáo trình này, chúng ta không đi sâu nghiên cứu chi tiết về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy kinh vĩ điện tử. Vì nó liên quan đến lĩnh vực điện tử - tin học. Do đó dưới đây chỉ trình bày khái lược bộ phận quan trọng nhất là bàn độ của máy. Bộ phận này đã được điện tử mã hóa.

2.8.2 Các phương pháp mã hóa trị đo góc

Thiết bị mã hóa bàn độ được mô tả trên hình 2.39a, nó bao gồm :

- Một bóng đèn Z

- Một tụ điện,

- Hai diod quang điện A và B

- Hệ lăng kính, thấu kính 01, 02, P1, P2, P3, P4, P5 và P6.

119

Thiết bị này đã tạo ra trên bàn độ pha lê các vòng tròn đồng tâm, trên các vòng tròn đồng tâm lại có các khoảng đen - trắng. Khoảng trắng cho ánh sáng đi qua còn khoảng đen chắn ánh sáng. Nếu gọi n là số vòng tròn thì toàn bộ bàn độ được chia thành 2n vùng mã. Mỗi vùng mã ứng với n khoảng đen - trắng cho một số đọc mã hóa theo hệ đếm Nhị phân (2). Với hình 2.39b có 16 vùng mã đánh số từ 0 đến 15. Có thể coi mỗi vùng mã là một khoảng chia trên bàn độ hay là giá trị mỗi khoảng khắc bàn độ t.

Vì phía dưới bàn độ có đèn Z và hai diot quang điện A và B nên khi có ánh sáng đi qua khoảng trắng sẽ tạo ra dòng quang điện mạnh, còn khi không có ánh sáng đi qua khoảng đen sẽ tạo ra dòng quang điện yếu. Nếu gán cho trạng thái có ánh sáng đi qua ứng với 1 và ngược lại ứng với 0 sẽ nhận được một vùng mã ứng với con số đếm trong hệ đếm Nhị phân. Nối các vùng mã với máy đếm xung điện tử và giải mã ta sẽ nhận được trị số hướng đo và thông qua bộ vi xử lý, bằng các lệnh tương ứng trên bàn phím điều khiển trị số này hoặc được hiển thị trên màn hình tinh thể lỏng hoặc ghi vào bộ nhớ trong của máy hoặc ghi vào đĩa mềm tùy theo mục đích sử dụng.

Với sự phát triển của ngành điện tử tin học, ngày nay máy kinh vĩ điện tử (DT) được ghép nối với máy đo xa điện tử (EDM), có bộ vi xử lý được cài đặt các phần mềm tiện ích, tạo thành máy toàn đạc điện tử (Total Station) đa chức năng. Vì thế trong thực tế sản xuất hiện nay ít sử dụng riêng lẻ máy kinh vĩ số và đo xa điện tử.

CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 2

120

Hình 2-40

1. Trình bày khái niệm góc bằng, góc đứng và sơ đồ nguyên lý của máy kinh vĩ quang học?

2. Nêu cấu tạo của máy kinh vĩ quang học?

3. Trình bày các thao tác cơ bản trên máy kinh vĩ? Tại sao đế máy được chế tạo có 3 ốc cân ? Hãy giải thích nội dung thao tác cân máy chính xác ?

4. Trình bày cách kiểm nghiệm và hiệu chỉnh máy kinh vĩ?

5. Trình bày các các phương pháp đo góc bằng? Tại sao khi đo góc bằng, ta phải dùng chỉ đứng của lưới chỉ chữ thập để bắt mục tiêu ?

6. Trình bày các nguồn sai số và độ chính xác trong đo góc bằng?

7. Trình bày sai số MO trong đo góc đứng?

8. Trình bày các phương pháp đo góc đứng? Tại sao khi đo góc đứng, ta phải dùng chỉ ngang của lưới chỉ chữ thập để bắt mục tiêu ?

9. Nêu cấu tạo máy kinh vĩ điện tử và các phương pháp mã hoá trị đo góc? Khi đo góc bằng máy điện tử, có phải tuân thủ các thao tác cơ bản không ? Tại sao ?

121

CHƯƠNG 3

ĐO KHOẢNG CÁCH3.1 KHÁI QUÁT VỀ ĐO KHOẢNG CÁCH

3.1.1 Khái niệm

Khoảng cách (độ dài) là một trong những yếu tố xác định vị trí không gian của các điểm trên mặt đất tự nhiên. Đo khoảng cách là một trong các dạng đo cơ bản trong trắc địa.

Khoảng cách giữa hai điểm A và B gồm hai loại:

- Khoảng cách nghiêng SAB

Khoảng cách nghiêng giữa hai điểm A và B (SAB ) là độ dài đoạn thẳng nối hai điểm AB.

- Khoảng cách nằm ngang DAB

Khoảng cách nằm ngang giữa hai điểm A và B là hình chiếu của khoảng cách nghiêng SAB trên mặt phẳng nằm ngang.

3.1.2 Các phương pháp đo

Để xác định vị trí của các điểm trên mặt đất và biểu thị chúng lên bản đồ, cần phải có số liệu khoảng cách giữa các điểm đó. Dựa vào yêu cầu độ chính xác và dụng cụ đo, có thể tiến hành đo khoảng cách theo nhiều phương pháp khác nhau. Sau đây là một số phương pháp:

1. Đo khoảng cách trực tiếp

a. Nội dung của phương pháp:

- Chọn một thước đo có chiều dài cố định

- Xác định chiều dài chính xác của thước đo (kiểm nghiệm thước)

- So sánh khoảng cách cần đo với chiều dài thước. Bằng cách lần lượt đặt thước lên khoảng cách cần đo.

b. Độ chính xác

- Phụ thuộc vào độ chính xác xác định chiều dài thước (độ chính xác kiểm nghiệm).

- Phụ thuộc vào độ ổn định của bản thân chiều dài thước.

c. Ưu, nhược điểm của phương pháp

- Ưu điểm :

Quy trình đo đơn giản. dễ thực hiện.

- Nhược điểm:

+ Tổ chức đo đạc cồng kềnh, năng suất lao động không cao

+ Không đo được trong điều kiện thời tiết và địa hình phức tạp.

122

+ Quá trình đo thủ công, không thể tự động hóa.

2. Đo khoảng cách bằng máy quang học

a. Nội dung

Đặt máy quang học ở một đầu của khoảng cách cần đo. Đầu kia đặt thước có chia vạch với khoảng chia nhỏ nhất là 1cm. Nhờ các định luật quang học khác nhau và mối quan hệ toán học, người ta xác định được khoảng cách cần đo.

Hiện nay máy kinh vĩ và máy thuỷ chuẩn đo được khoảng cách nhờ có lưới chỉ chữ thập, mà người ta vẫn gọi là dây thị cự.

c. Ưu, nhược điểm của phương pháp

- Ưu điểm:

+ Cho phép đo khoảng cách rất nhanh.

+ Đo được trong điều kiện địa hình phức tạp.

- Nhược điểm

+ Tầm hoạt động của nó hạn chế.

+ Độ chính xác đạt rất thấp ( khoảng 1/300).

3. Đo khoảng cách bằng máy đo xa điện tử

a. Nội dung:

Xác định khoảng cách gián tiếp thông qua khoảng thời gian lan truyền tín hiệu trên khoảng cách cần đo.

b. Ưu, nhược điểm của phương pháp

- Ưu điểm:

+ Cho phép đo khoảng cách rất nhanh.

+ Đo được trong điều kiện địa hình phức tạp.

+ Khắc phục được hầu hết các nhược điểm của hai phương pháp trên.

- Nhược điểm :

Thiết bị đo đắt tiền

4. Phương pháp giao thoa

a. Nội dung

Đặt máy phát sóng ở một đầu của khoảng cách cần đo. Đầu kia đặt máy phát sóng tương tự. Nhờ sử dụng hiện tượng giao thoa của sóng ánh sáng và mối quan hệ toán học, người ta xác định được khoảng cách cần đo.

b. Ưu nhược điểm của phương pháp

- Ưu điểm :

Cho độ chính xác cao

123

- Nhược điểm:

Thiết bị đo đạc cồng kềnh, đòi hỏi điều chỉnh công phu chính xác. Hơn nữa phương pháp này không đo được khoảng cách lớn.

Phương pháp này chỉ dùng trong phòng thí nghiệm, đo lường để kiểm tra các thiết bị đo khoảng cách.

Ngoài ra còn có các phương pháp khác như đo bằng hệ trắc địa Radio, hệ Dopler vệ tinh, hệ GPS v.v... sẽ được nghiên cứu trong giáo trình chuyên ngành. Giáo trình này chỉ giới thiệu ba phương pháp được áp dụng phổ biến trong công tác trắc địa - địa hình, có độ chính xác không cao, phục vụ trực tiếp công tác đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn, đó là:

- Phương pháp đo khoảng cách trực tiếp

- Phương pháp đo khoảng cách bằng máy quang học

- Phương pháp đo khoảng cách bằng máy đo xa điện tử.3.2 ĐO KHOẢNG CÁCH TRỰC TIẾP

Đo khoảng cách trực tiếp là so sánh chiều dài khoảng cách cần đo với một dụng cụ đo là thước hoặc dây có độ dài đã biết.

Nếu gọi D là khoảng cách cần đo, l là chiều dài của thước và n là số lần đặt thước, theo hình 3.1 ta có:

D = n l +r (3-1)

Trong đó r là phần lẻ của thước.

Hình 3-1

3.2.1 Dóng hướng đường thẳng

Vì chiều dài của khoảng cách cần xác định thường lớn hơn nhiều so với chiều dài của thước. Do vậy để đo được chính xác, ta phải tiến hành dóng hướng đường đo. Dóng hướng đường đo là xác định một loạt điểm nằm trên hướng đường thẳng (trong mặt phẳng dây dọi) từ điểm đầu đến điểm cuối khoảng cách cần đo, sao cho khoảng cách giữa hai điểm kế tiếp nhau vừa đủ một lần đặt thước. Dụng cụ để đánh dấu các điểm trên hướng đường đo có thể là que sắt, sào tiêu hoặc là các cọc gỗ trên đó có đánh dấu chữ thập, được đóng cố định xuống mặt đất phục vụ cho việc đo khoảng cách chính xác. Tùy theo yêu cầu độ chính xác của việc dóng hướng mà ta có thể tiến hành dóng hướng bằng mắt hoặc bằng máy kinh vĩ.

1. Dóng hướng bằng mắt

a. Trường hợp hai điểm A, B trông thấy nhau

124

A Bl l1 2 n r

Ta cắm sào tiêu cố định ở A và N, một người đứng ở A dùng mắt điều khiển cho người thứ hai lần lượt đặt và đánh dấu vị trí các sào tiêu C, D... trên hướng ngắm AB. Muốn kéo dài hướng AB ta cũng làm tương tự (hình 3.2).

b. Trường hợp hai điểm A, B không trông thấy nhau

Nếu giữa A và B là một ngọn đồi ta phải dóng hướng theo phương pháp nhích dần như sau (hình 3.3a):

Dựng sào tiêu ở A và B, chọn điểm D1 sao cho điểm này nhìn thấy A, trên hướng AD1 chọn điểm C1 sao cho từ C1 nhìn thấy B, trên hướng C1B chọn D2 sao cho nhìn thấy A v.v...cứ tiếp tục như vật cho đến khi từ C nhìn thấy A, D, B thẳng hàng và từ D nhìn thấy D, C, A thẳng hàng.

Trường hợp dóng hướng qua thung lũng ta cũng làm tương tự (hình 3.3b).

c. Trường hợp hai điểm A, B có chướng ngại vật ( hình 3.3c)

125

Hình 3-3

Hình 3.2

Trong trường hợp này ta phải dùng phương pháp đồng dạng để dóng hướng. Giả sử, cần xác định hai điểm C, D nằm trên hướng AB ta làm như sau: Ngắm một hướng phụ AX, trên đó chọn các điểm b, c, d và Bb vuông góc với Ax. Đo chiều dài Ab, bB, Ac và Ad. Tính đoạn cC và Dd theo quan hệ đồng dạng:

(3-2)

Từ c và d theo hướng song song với bB dựng các đoạn Cc và Bd sẽ xác định được C và D nằm trên đường thẳng AB.

2. Dóng hướng bằng máy kinh vĩ

Phương pháp này được dùng trong trường hợp yêu cầu dóng hướng với độ chính xác cao.

a. Trường hợp hai điểm A, B trông thấy nhau

Ta đặt máy kinh vĩ ở A, sau khi định tâm và cân bằng máy chính xác, đưa ống kính ngắm vào sào tiêu ở B và đưa ảnh của sào tiêu trùng với chỉ đứng của màng chỉ chữ thập, cố định bàn độ ngang. Tiếp đó, người đứng máy điều khiển cho người cầm sào tiêu lần lượt cắm vào các điểm C, D... sao cho ảnh của sào tiêu trùng với chỉ đứng của màng chỉ chữ thập (hình 3.4a).

b. Trường hợp hai điểm A, B không trông thấy nhau

Ta cũng áp dụng phương pháp nhích dần (hình 3.4b). Chọn điểm C1 sao cho gần với hướng AB và đặt máy để có thể nhìn thấy A, B. Từ C1 đưa ngắm sào tiêu A, giữ cho máy không chuyển động ngang, đảo kính ngắm về sào tiêu B, nếu sào tiêu B không trùng với chỉ đứng thì dịch máy sang điểm C2 và làm lại như trên, cho đến khi ảnh của B trùng với chỉ đứng của màng chỉ chữ thập là được.

Công tác dóng hướng đường đo còn có thể áp dụng nhiều phương pháp khác mà trong điều kiện cụ thể có thể lựa chọn cho thích hợp.`

3.2.2 Dụng cụ đo khoảng cách trực tiếp

Như đã biết, trong phương pháp đo khoảng cách trực tiếp tùy theo yêu cầu độ chính xác có thể dùng thước thép hoặc thước dây inva. Trong chương này giới

126

Hình 3-4

thiệu trường hợp đo chiều dài trực tiếp bằng thước thép. Các dụng cụ được dùng trong khi đo bao gồm:

1. Thước thép

2. Máy kinh vĩ, sào tiêu, cờ hiệu để dóng hướng

3. Que sắt và cọc gỗ để đánh dấu số lần đặt thước thép và làm chuẩn khi đọc số;

4. Lực kế dùng để kéo thước đúng bằng lực kéo như lúc kiểm nghiệm;

5. Nhiệt kế dùng để đo nhiệt độ để tính số cải chính độ dãn nở của thước;

6. Thước đo góc đứng hoặc máy và mia thủy chuẩn dùng xác định chênh cao giữa hai đầu đặt thước để tính chuyển trị số đo khoảng cách nghiêng D về trị số khoảng cách ngang S.

3.2.3. Nội dung đo

1. Đo chiều dài bằng thước thép với độ chính xác 1:1000, 1:2000

Hình 3-6

127

Hình 3-5

Để đo chiều dài có độ chính xác thấp hơn 1:2000, ta dùng thước thép cuộn có chia vạch đến cm, bộ que sắt (hoặc cọc gỗ), sào tiêu và thước đo góc nghiêng đơn giản. Công tác đo được tiến hành như sau (hình 3.6):

Để đo khoảng cách AB, trước tiên ta phải dọn sạch đường đo và tiến hành dóng hướng. Sau đó người thứ nhất dùng que sắt giữ chặt đầu thước sao cho vạch “0” trùng với tâm vạch điểm A, người thứ hai kéo thước cho thật nằm ngang, không được chệch khỏi hướng AB và cũng dùng que sắt cắm vào vạch cuối cùng của thước (ví dụ, vạch “20” của thước 20m) ta được điểm 1. Sau đó nhổ que ở A và cả hai người cùng tiến về điểm B. Khi người thứ nhất đi đến điểm 1 thì công việc lặp lại như trên. Tiếp tục đo cho đến đoạn cuối cùng. Nếu đoạn này ngắn hơn chiều dài thước thì căn cứ vào tâm đỉnh điểm B để đọc phần lẻ r trên thước. Số que sắt mà người thứ hai đã cắm chính là số lần đặt thước và khoảng cách được tính theo công thức 3-1.

Tùy theo yêu cầu độ chính xác mà có thể tiến hành đo hai chiều (đo đi- đo về). Dùng sai số khép tương đối để đánh giá độ chính xác. Lấy giá trị trung bình của hai chiều đo làm kết quả độ dài của khoảng cách AB.

Sau khi có trị số khoảng cách nghiêng S của mỗi đoạn đặt thước ta phải chuyển về trị số nằm ngang D; Muốn vậy cần phải có góc nghiêng i hoặc chênh cao hi của các đoạn Si. Khoảng cách ngang Di được tính theo công thức sau:

a. Trường hợp đo góc nghiêng i

Di = Si cos I (3-3)

Tuy nhiên trong thực tế hiện nay dụng cụ đo góc nghiêng ít được sử dụng nên để chuyển S về D người ta dựa và trị số chênh cao h.

b. Trường hợp đo chênh cao hi.

Di = Si + hi, (3-4)

trong đó số cải chính hi được tính theo công thức:

hi = - h2/2S (3-5)

2. Đo chiều dài bằng thước thép với độ chính xác 1:10.000 đến 1: 20.000

a. Trình tự đo

Để đạt được độ chính xác tương đối từ 1:10000 đến 1:20000, khác với phương pháp đã xét ở trên, thì phải dùng loại thước thép chính xác, có thang đọc số phụ chia vạch chính xác tới 1mm và có phương trình riêng. Ngoài ra khoảng cách cần đo phải được dóng hướng bằng máy kinh vĩ có độ chính xác 1’, chênh cao giữa các phân đoạn phải được tiến hành bằng phương pháp đo cao hình học có độ chính xác tương đương với hạng IV hoặc cấp kỹ thuật. Mặt khác còn phải xác định nhiệt độ môi trường đo, lực căng thước và cải chính nhiều loại sai số khác. Tổ đo phải có ít nhất 5 người: 1 người chỉ huy và ghi sổ, hai người kéo căng thước và hai người đọc số. Trình tự đo tiến hành như sau:

Trước hết, tại hai điểm A, B phải chôn hai cọc gỗ chắc chắn (hoặc hai mốc bê tông tâm sứ), trên mặt cọc có khắc một dấu mảnh chữ thập có hướng vuông góc

128

với đường AB để làm vạch chuẩn đọc số. Dọn sạch đường đo rồi dùng máy kinh vĩ và sào tiêu để dóng hướng chính xác tới 1’. Đồng thời việc dóng hướng phải phân đoạn sơ bộ từng đoạn đo bằng cách lấy thước vải đặt các đoạn A-1, 1-2, ..., n-B, có độ dài vừa đủ đặt một lần thước thép và đóng các cọc gỗ tại các điểm 1, 2, ..., n. Trên các cọc gỗ cũng kẻ vạch chữ thập có hướng vuông góc với đường AB để làm vạch chuẩn đọc số. Đoạn cuối cùng (n-B) = r, phần lẻ ngắn hơn chiều dài thước, dùng giấy kẻ ô milimet dán lên thước để đo.

Công việc của mỗi đoạn đo như sau:

Dựa vào lực kế, hai người kéo thước sao cho đúng bằng lực kéo lúc kiểm nghiệm. Hai người đọc số, dựa vào thang đọc số phụ gắn trên thước và vạch chuẩn trên hai đầu cọc, chờ cho thước ổn định, dưới sự chỉ huy của người chỉ huy, phải đọc số ở cùng một thời điểm. Trong mỗi đoạn phải xê dịch thước và đọc 3 lần và ghi vào sổ đo. Số chênh của hiệu hai số đọc giữa ba lần đọc không vượt quá 1mm. Cứ mỗi lần đo, người ghi sổ phải đo và ghi nhiệt độ. Để cho công việc tiến hành nhịp nhàng và đồng thời cùng đọc một thời điểm, thường người ta quy ước khi người chỉ huy hô “chuẩn bị...kéo” thì hai người kéo thước cùng kéo thước, khi người chỉ huy hô “ đọc số” thì hai người cùng đọc số cùng đọc số. Số đọc của người phía trước( phía đến điểm B) ký hiệu là T và người phía sau là S. Chênh lệch giữa hiệu các số (T-S) không được vượt quá 1mm.

Đo xong khoảng cách giữa hai cọc A, B phải tiến hành đo ngay lần đo về. Lúc này thước không đổi chiều, nhưng để tránh sai số hệ thống, cần thay đổi vị trí của người đọc số và các dụng cụ đo khác.

Sau khi đo xong khoảng cách, tiến hành đo thủy chuẩn xác định chênh cao các đầu cọc. Lấy kết quả đó làm số liệu tính số cải chính do chênh cao, đưa trị khoảng cách nghiêng S về khoảng cách ngang D.

b. Tính trị số khoảng cách

Sau khi có số liệu của cả hai chiều đo, ta có thể tính được trị số khoảng cách ngang AB là S:

D= S + (3-6)

trong đó: S là trị số khoảng cách nghiêng tính theo số đọc trung bình của n phân đoạn và đoạn lẻ r:

S= nlo + (3-7)

còn là tổng các số cải chính mà ta sẽ tìm hiểu ở mục dưới đây. Thông thường S chỉ cải chính sai số do kiểm nghiệm thước, do nhiệt độ và do thước nghiêng.

3.2.4 Độ chính xác đo khoảng cách trực tiếp

1. Các số hiệu chỉnh

129

Đại lượng bao gồm các loại số hiệu chỉnh. Giá trị này phải đưa vào kết

quả khoảng cách đo được. Lần lượt là các số hiệu chỉnh cơ bản sau đây:

a. Số hiệu chỉnh do kiểm nghiệm thước lk.

Là số chênh giữa chiều dài (danh nghĩa) thước chuẩn Lo và chiều dài thước ở nhiệt độ lúc kiểm nghiệm lto:

lk = lto - Lo (3-8)

Số hiệu chỉnh này là một hằng số đối với một thước sau một lần kiểm nghiệm. Nếu khoảng cách đo có n lần đặt thước thì sẽ có số cải chính thước là:

sk = n lk (3-9)

b. Số hiệu chỉnh do nhiệt độ lt

Là số chênh giữa chiều dài thước ở nhiệt độ lúc đo (t) với nhiệt độ lúc kiểm nghiệm (toc) :

st = l (t-t0) (3-10)

Nếu tính cho toàn bộ khoảng cách cần đo thì:

st = nlt =n l (t-t0) (3-11)

c. Số hiệu chỉnh do thước nghiêng lh

Là số hiệu chỉnh khi chuyển trị số chiều dài thước nghiêng về chiều dài ngang mà ta đã xét ở trên, cụ thể:

- Nếu đo góc nghiêng thì :

lh = (l - l cos) = l ( 1 - cos2/2) = 2 l sin2/2 (3-12)

- Nếu đo chênh cao h thì:

lh = - h2/2l (3-13)

Khi tính cho toàn bộ đường đo ta có số cải chính :

sh= (3-14)

ở đây hr là chênh cao của đoạn lẻ r.

d. Số hiệu chỉnh dóng hướng đường đo

130

a'

a

b

b

a)

A b

u

b)

l f

Là số chênh giữa chiều dài trị đo do thước đặt chệch hướng một góc (hình 3.7a)

Phân tích quan hệ hình học trên hình 3.7 và lưu ý đến tính chất góc nhỏ , ta sẽ chứng minh được công thức gần đúng:

ld = A’B’ –AB = 22/l (3-15)

Nếu tính theo độ lệch AA’=u thì

ld = u2/2l (3-16)

Đại lượng ld luôn luôn dương, nên kết quả đo sẽ lớn hơn chiều dài thước. Nếu tính cho cả chiều dài đo, ta có:

sd= (3-17)

Nhưng trong thực tế không tính số cải chính này mà tùy thuộc yêu cầu độ chính xác đo khoảng cách mà xác định độ chính xác cần thiết của dóng hướng.

e. Số hiệu chỉnh do lực căng thước lf

Là số chênh của chiều dài thước (độ võng) do lực căng của nó trong khi đo khác với lúc kiểm nghiệm. Người ta chứng minh được:

lf = (3-18)

Hoặc công thức gần đúng :

lf = (3-19)

Trong đó:

l - là chiều dài của thước khi có lực căng;

- hệ số đàn hồi của một đơn vị chiều dài thước ( = 0.00051mm);

P - trọng lượng của đơn vị chiều dài thước (P = 0.173N/m);

F - lực căng thước (F = 10kg = 98N) và F là số chênh lực căng của thước được xác định bằng lực kế. Sai số này có tính hệ thống khi F không đổi, và lúc này số cải chính cho toàn đường đo có thể tính theo công thức:

Sf = n lf (3-20)

Trong thực tế không tính số cải chính này mà cố gắng để lực kéo khi đo bằng lực kéo khi kiểm nghiệm thước.

f. Số hiệu chỉnh do thước bị cong lc

Trong khi đo, do địa hình không bằn phẳng nên trong kết quả đo có sai số do thước cong. Sai số này được tính theo công thức:

131

Hình 3-7

lc = (3-21)

Trong đó f là độ cong lớn nhất. Vì thước cong luôn làm cho kết quả đo lớn hơn chiều dài thực nên ảnh hưởng của lc mang tính hệ thống. Nếu tính cho toàn bộ đường đo, ta có số hiệu chỉnh:

sc=-

Trong thực tế không tính số cải chính này mà cố gắng kéo thước thẳng như lúc kiểm nghiệm.

g. Số hiệu chỉnh do đọc số lđs

Sai số đọc số phụ thuộc vào khả năng phân ly của mắt, giá trị khoảng chia nhỏ nhất trên thang đọc số ( t), sai số của vạch chuẩn trên các mặt cọc và lần đọc số. Khi đo thước thép với yêu cầu độ chính xác cao người ta quy định:

lđs 0,7t (3-22)

h. Số hiệu chỉnh do ảnh hưởng của gió lg

Trong khi đo, do ảnh hưởng của gió thổi ngang nên thước cũng bị cong. Sai số này được tính theo công thức:

lc = , (3-23)

trong đó Q là lực của gió, F là lực căng của thước.

Nếu trong khi đo, chiều và lực của gió ổn định thì lg mang tính hệ thống. Trong thực tế, muốn có kết quả đo dài chính xác cao thì không nên đo lúc gió to.

2. Số hiệu chỉnh chuyển khoảng cách đo về các mặt quy chiếu

a. Số hiệu chỉnh chuyển khoảng cách ngang về mặt Elipxoid thực dụng

Sau khi hiệu chỉnh khoảng cách nghiêng S về khoảng cách ngang D ta phải chuyển D về mặt Elipxoid thực dụng, khoảng cách sau khi quy chiếu gọi là “ chiều dài đường trắc địa”. Trong trắc địa lý thuyết đã chứng minh công thức tính số cải chính SH đầy đủ. Trường hợp đo bằng thước thép với khoảng cách không lớn và độ chính xác không cao có thể dùng công thức gần đúng:

SH = (3-24)

trong đó: Htb – là độ cao trắc địa trung bình của hai đầu khoảng cách cần đo, Rtb là bán kính trung bình của Elipxoid tại khu đo. Giá trị này được tra bảng lập sẵn theo dẫn số là vĩ độ trắc địa trung bình và phương vị A của đường đo

132

b. Số hiệu chỉnh chuyển khoảng cách về mặt phẳng Gauss –Kruger Sy

Sau khi chuyển khoảng cách đo về mặt Elipxoid, để đo được khoảng cách ngang ta phải chuyển nó về mặt Gauss hoặc UTM. Việc tính chuyển sẽ được trình bày đầy đủ trong giáo trình trắc địa lý thuyết. Đối với khoảng cách đo được bằng thước thép ta có thể dùng công thức gần đúng sau đây:

Sy = (3-25)

trong đó Ytb=( YA +YB)/2-là hoành độ trung bình của điểm đầu và cuối đường đo.

S’ = S + SH là chiều dài đường trắc địa.

Cuối cùng, tính được khoảng cách cần đo:

- Công thức chung : D = S + SH + SY

Với S = n ( l0 + lK ) + + St + Sh +

Trong đó :

n : số lần đặt chẵn thước.

l0 : chiều dài danh nghĩa của thước (24m hoặc 48 m).

lK : số hiệu chỉnh chiều dài thước sau khi kiểm nghiệm.

lK = l - l0

( T S )TBi : hiệu số trung bình của số đọc trước và số đọc sau, sau 3 lần

xê dịch thước đoạn đo thứ i. Dấu (+) hay (-) là tuỳ thuộc vào cách chia vạch ở 2 đầu thước và vị trí của thước.

St : Số hiệu chỉnh chiều dài thước do nhiệt độ khi đo và khi kiểm nghiệm khác nhau.

St = = l0

Dh : Số hiệu chỉnh khoảng cách nghiêng về khoảng cách nằm ngang.

Sh = =

SH : Số hiệu chỉnh khi chuyển khoảng cách về Elipxoit.

133

SY : Số hiệu chỉnh khi chuyển khoảng cách về mặt phẳng Gauss –Kruger .

Nếu tính chuyển về mặt phẳng chiếu hình UTM thì sử dụng công thức :

ri : Chiều dài đoạn lẻ thứ i ( có k đoạn lẻ). Và mỗi đoạn lẻ cũng có các số hiệu chỉnh tương tự : rK , rt , rh .

Trong các công thức trên :

và - là hệ số giãn nở được ghi trong lý lịch của thước thép.

ttb - là nhiệt độ trung bình của từng đoạn đo.

t0 - là nhiệt độ lúc kiểm nghiệm được ghi trong lý lịch của thước.

hi - là chênh cao giữa hai đầu thước ở đoạn đo thứ i.

Hm - là độ cao trung bình của cạnh cần đo.

Ym - là giá trị trung bình hoành độ cạnh cần đo.

R - là bán kính trái đất.

m0 = 0,9996 đối với múi chiếu 60

3. Độ chính xác của phương pháp đo chiều dài trực tiếp

Trước hết, từ các số hiệu chỉnh l nêu trên, ta chia ra làm 2 loại. Số hiệu chỉnh mang tính hệ thống và số hiệu chỉnh mang tính ngẫu nghiên. Từ đó sẽ có 2 loại sai số tương ứng là sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên, tổng hợp chúng lại rồi chuyển thành sai số trung phương tương ứng. Cụ thể :

Các số hiệu chỉnh hệ thống bao gồm: lk, lt, ld, lf, lc và lg

Tương ứng có các sai số hệ thống là:

(3-26)

Các số hiệu chỉnh ngẫu nhiên bao gồm: lhvà lđs

Tương ứng có các sai số ngẫu nhiên là:

Nếu ký hiệu - Hệ số ảnh hưởng của sai số hệ thống và là hệ số

ảnh hưởng của sai số ngẫu nhiên, ta sẽ có sai số trung phương đo khoảng cách là:

(3-27)

Chú ý :

134

+ Công thức (3-27) là dạng chính tắc để đánh giá độ chính xác đo chiều dài bằng phương pháp trực tiếp nói chung (kể cả đo bằng dây inva). Nhưng khi đo bằng thước thép người ta dùng công thức gần đúng sau đây:

mS = aD + b +c (3-28)

Trong đó a, b, c là hệ số đặc trưng cho độ chính xác của từng loại thước thép và phương pháp đo. Để tính các hệ số a, b và c, người ta dùng thước thép và dây inva cùng đo n lần một cạnh S nào đó. Hiệu trị đo giữa chúng được coi là sai số thực:

Dinva – Dthep = i ( i=1, 2, 3..., n)

Dựa vào sai số thực tính sai số trung phương:

(3-29)

Thay vào phương trình trên ta được hệ n phương trình:

aD + b +c - mSi = 0 (3-30)

Giải hệ phương trình này theo nguyên lý của phương pháp số bình phương nhỏ nhất, ta sẽ tìm được a, b, c.

+ Trường hợp đo một khoảng cách dùng n loại thước thép hoặc đo một thước với n lần thì có thể đánh giá độ chính xác theo công thức sau:

Sai số trung phương của kết quả đo một thước, hoặc một lần đo được tính theo công thức Betxen:

(3-31)

Trong đó VSi = (Dtb- Di), là độ lệch trị đo thứ i của chiều dài cạnh so với giá trị trung bình.

Sai số trung phương của kết quả đo cuối cùng:

(4-32)

Sai số tương đối của khoảng cách đo:

(3-33)

+ Trong quá trình đo khoảng cách, khi chưa biết sai số trung phương tương

đối , trong một số trường hợp phải dùng sai số trung phương tương đối khép để

đánh giá kết quả đo. Sai số này là tỷ số giữa hiệu trị số đo đi và đo về trên trị trung bình của kết quả đo :

(3-34)

3.3 ĐO KHOẢNG CÁCH BẰNG MÁY KINH VĨ QUANG HỌC

135

3.3.1 Nguyên lý đo khoảng cách bằng máy kinh vĩ có dây thị cự thẳng

Phương pháp đo chiều dài trực tiếp chỉ thực hiện khi điều kiện địa hình thuận lợi hoặc trong bối cảnh nào đó như: số lượng cạnh cần đo ít, độ chính xác đòi hỏi tương đương… Ngược lại, trong trường hợp số lượng cạnh cần đo nhiều, độ chính xác đòi hỏi không cao (đo vẽ chi tiết bản đồ tỷ lệ lớn), ta phải áp dụng phương pháp đo gián tiếp. Một trong những phương pháp đo gián tiếp là sử dụng hệ lưới chỉ đo khoảng cách gọi là dây thị cự trong các máy quang học (máy kinh vĩ, máy thủy chuẩn v.v...). Phương pháp này được áp dụng trong trường hợp đo khoảng cách ngắn với độ chính xác không cao. Nhưng nó có ưu điểm là tốc độ đo nhanh, đơn

giản, đo được qua sông hồ hẹp và nơi có địa hình dốc.

Nguyên lý chung của phương pháp này là giải tam giác thị sai (góc nhỏ) trong mặt phẳng thẳng đứng hoặc mặt phẳng nằm ngang chứa trục ngắm CC của ống kính (hình 3.8).

Tam giác thị sai là một tam giác cân, hoặc vuông có đỉnh ở tiêu điểm kính vật F của máy đặt đầu đường đo A, còn đáy b là một đoạn thẳng nằm ngang hoặc thẳng đứng vuông góc với trục ngắm gọi là mia đặt ở cuối đường đo B.

Khi trục ngắm CC nằm ngang, nếu ký hiệu là góc thị sai, b là đáy, c là khoảng cách tính từ trục đứng VV của máy đến tiêu điểm kính vật F, theo hình 3.8 khoảng cách ngang S sẽ là:

S = + f +

Hay S = C + (3-35)

Như vậy khoảng cách S phụ thuộc vào góc và cạnh đáy b (vì c là hằng số). Ta thường gặp hai loại máy:

- Loại có cố định và b thay đổi

- Loại có thay đổi nhưng b cố định.

136

Hình 3-8

a b

s

F

V

c

f

b

f

c

V

F

s

ba

b

Dưới đây sẽ giới thiệu cụ thể loại cố định và b thay đổi.

1. Nguyên lý cấu tạo của dây thị cự thẳng

Máy có dây thị cự thẳng là loại có cố định và b thay đổi. Theo công thức (4-33) , nếu = const thì :

(3-36)

Từ (3-36) nếu chọn = 34’23’’ thì sẽ có K=100. Lúc này khoảng cách S sẽ là:

S = Kb + C = 100b + C, (3-37)

Trong đó: K = 100 gọi là hệ số nhân;

C =( + f ) là hằng số cộng;

f là tiêu cự của kính vật;

là khoảng cách từ tâm kính vật đến trục đứng VV của máy.

Để tạo được góc , trên mặt phẳng của màng chỉ chữ thập phải kẻ thêm hai đường chỉ song song và cách đều về hai phía chỉ giữa (ngang) một khoảng là p/2. Để có đáy b biến đổi, ta dùng một thước gỗ gọi là mia có vạch chia chính xác đến centimet. Giá trị của khoảng p phụ thuộc vào tiêu cự kính vật fv và hệ số nhân K của máy. Để tìm mối quan hệ này ta có thể phân tích trên hình 3.9. Theo tính chất đồng dạng của tam giác, bỏ qua , ta có :

hay

vì C =( + fv) nên:

137

Hình 3-9

Sc

dT

G

D

F

V

V

D

G

T

0

Mia

K. vậtK. mắt

Lưới chỉ chữ thập

Trục quay (VV) của máy

vf

p

So sánh với (3-37) ta suy ra:

(3-38)

2. Công thức tổng quát tính khoảng cách đo bằng dây thị cự thẳng, mia đứng

Trường hợp tổng quát, đo khoảng cách bằng dây thị cự thẳng (lưới chữ thập) là máy có cố định và đỉnh của nó nằm ở tiêu điểm của kính vật F, trục ngắm CC của ống kính nghiêng một góc đứng V và mia b nghiêng một góc (hình 3.10).

Hình 3-10

Gọi l là hiệu hai số đọc chắn bởi hai dây thị cự ngang (dây trên T và dây dưới D). Theo hình 4.11 khoảng cách ngang S sẽ là :

(a)

Giải tam giác FTD để tìm FD:

Từ tam giác vuông THN ta có :

và , nên:

138

V

V

Fl

S

B

D

T

c

N Hvv

Sau phép biến đổi lượng giác ta có:

(b)

Thay (b) vào (a) và biến đổi tiếp ta sẽ nhận được công thức tổng quát tính trị số khoảng cách ngang khi đo bằng dây thị cự thẳng là :

(3-39)

Từ công thức (4-37) sẽ lập được công thức thực dụng cho các trường hợp riêng sau đây:

a. Trường hợp tia ngắm ngang, mia đứng

Đối với trường hợp này = 0o và v = 0o (nghĩa là đặt máy kinh vĩ sao cho góc trên bàn độ đứng bằng 0o, mia có bọt thủy tròn dựng sao cho bọt nước vào giữa), công thức (3-39) sẽ trở nên rất đơn giản:

S = Kl + C = D (3-40)

Đối với máy kinh vĩ điều quang trong, hằng số cộng C bằng 0. Vì vậy, ta có thể bỏ qua hằng số cộng c trong công thức lý thuyết (3-40) . Hiệu hai số đọc chắn bởi chỉ trên và chỉ dưới chính là khoảng cách l đọc được trên mia. Nếu l đọc trên mia chính xác đến milimét thì S tương ứng ngoài thực địa nhận được chính xác đến đềcimét (vì K=100).

b. Trường hợp tia ngắm nghiêng, mia dựng thẳng đứng

Nếu mia dựng thẳng đứng, thì góc = 0o, công thức (3-39) sẽ là :

(3-41)

Thực tế số hạng thứ hai và thứ ba trong công thức (3-41) rất nhỏ, không ảnh hưởng đến độ chính xác đo khoảng cách. Nên ta có thể bỏ qua, nghĩa là :

(3-42)

3. Xác định hằng số cộng C và hệ số nhân K

Trong quá trình sử dụng máy, hằng số C và K có thể bị biến động, vì vậy cần xác định lại chúng. Có nhiều phương pháp xác định, dưới đây chỉ giới thiệu phương pháp thông dụng nhất.

a. Xác định hằng số cộng C

Để xác định C, cần phải biết được khoảng cách từ tâm kính vật đến trục quay của máy () và tiêu cự của kính vật (fv). Muốn vậy ta làm như sau:

139

Đưa máy ngắm vào một vật xa khoảng 100m, điều chỉnh tiêu cự sao cho ảnh của nó rõ nét nhất. Lấy thước milimét đo khoảng cách từ kính vật đến màng chỉ chữ thập sẽ được fv và khoảng cách từ kính vật đến trục quay máy chính là ().

Đối với máy kinh vĩ điều quang trong, điều kiện này không phải kiểm nghiệm.

b. Xác định hệ số nhân K

Để xác định hệ số nhân K thực tế của máy, ta làm như sau:

Trên bãi đất phẳng đóng cọc A (hình 3.11), dùng thước thép đo các đoạn S i

(i=1, 2, 3...). Thường người ta chọn Si là các đoạn chẵn chục mét: 10, 20, 30 … 100 m. Đặt máy tại A, đặt mia thẳng đứng lần lượt ở các điểm i rồi dựa vào dây thị cự đọc được các trị số li.

Hình 3-11

Theo công thức (3-42), ta có:

Si = Kli + C (3-43)

Si+1-Si = K (li+1-li)

Vậy: (3-44)

Tìm được hệ số K, nếu K ≠ 100 thì phải tiến hành hiệu chỉnh để K =100.

140

3.3.2 Độ chính xác đo khoảng cách bằng máy có dây thị cự thẳng, mia đứng

Trong trường hợp tổng quát ta dùng công thức 3-39. Nhưng và C nhỏ, nên để đơn giản ta có thể dùng công thức gần đúng:

vì sin rất bé nên ta có:

(3-45)

Lấy vi phân hai vế rồi chuyển về sai số trung phương và chú ý đến nhỏ (sin =, cos =1), ta có:

(3-46)

Đối với máy có K=100, Vx = 20x, theo công thức này ta sẽ tính được sai số

trung phương tương đối nằm trong khoảng đến .

Ngoài loại máy trên còn có loại máy có dây thị cự thẳng dùng mia ngang. Nguyên lý làm việc tương tự như trên. Nhưng trong thực tế sản xuất ở nước ta ít gặp.

3.4 ĐO KHOẢNG CÁCH BẰNG MÁY ĐO XA ĐIỆN TỬ

3.4.1 Nguyên lý

Nguyên lý của phương pháp đo xa điện tử rất đơn giản: Xác định quãng đường bằng cách đo vận tốc và thời gian:

(3-47)

Trong đó:

- D là quãng đường

- V là vận tốc của tín hiệu

- t là thời gian từ khi tín hiệu phát ra đến khi thu về

Ta có thể sử dụng bất kỳ tín hiệu nào để đo khoảng cách. Có thể sử dụng sóng âm thanh, sóng vô tuyến hoặc sóng ánh sáng. Đối với mục đích trắc địa, ta không sử dụng sóng âm thanh vì tốc độ lan truyền sóng âm thanh phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện ngoại cảnh. Vì vậy trong trắc địa thường sử dụng sóng điện từ.

Trong các máy đo xa điện tử, tín hiệu là sóng điện từ hoặc sóng vô tuyến.

Các máy đo xa ánh sáng, tín hiệu là sóng ánh sáng (máy đo xa điện quang).

Trước đây cả hai loại máy này đều được sử dụng rộng rãi. Máy đo xa sóng vô tuyến hoạt động được cả trong điều kiện sương mù, vật chắn, đo được khoảng cách xa.

141

Tuy nhiên máy đo xa vô tuyến có độ chính xác thấp hơn máy đo xa ánh sáng. Máy đo xa ánh sáng có độ chính xác cao hơn nhiều nhưng tầm hoạt động bị hạn chế, không đo được trong điều kiện sương mù, bụi...

3.4.2 Các phương pháp đo khoảng cách bằng máy đo xa điện tử

Từ công thức (3-47), ta có:

(3-48)

Trong đó:

- mD là sai số trung phương xác địnhkhoảng cách D;

- mv là sai số trung phương xác định vận tốc v;

- mt là sai số trung phương xác định thời gian t;

Vì tốc độ lan truyền sóng điện từ rất lớn (v 3.108m/s) nên để có được khoảng cách D với độ chính xác theo yêu cầu trắc địa (mD), thì trị số t là cực kỳ nhỏ và phải xác định với mt rất cao.

Ví dụ: Để đo D với yêu cầu mD < 3cm thì theo (4-46) có thể tính được t= 2.10-4s và mt=2.10-10s.

Rõ ràng là để đạt được độ chính xác này cần có những phương pháp đo đặc biệt.

Nguyên lý chế tạo máy đo xa điện tử là: tín hiệu phát đi được chia thành hai phần. Thành phần thứ nhất - đặc trưng cho thời điểm phát- được truyền trực tiếp trong máy qua các bộ phận đến bộ đo thời gian có tổng chiều dài Do (kênh chủ) gọi là tín hiệu gốc (hay tín hiệu chủ). Thành phần thứ hai - đặc trưng cho thời điểm thu- truyền qua hai lần khoảng cánh 2D (kênh tín hiệu) gọi là tín hiệu đo hay tín hiệu phản hồi.

Như vậy, hai thành phần này được tạo ra từ một tín hiệu, chỉ khác là chúng truyền qua hai quãng đường khác nhau là DO và 2D. Nghĩa là độ chênh lệch cần đo là một hàm số (2D-DO), trong đó chứa khoảng cách D cần tìm.

Việc chọn một tham số nào đó để so sánh tín hiệu gốc và tín hiệu phản hồi sẽ xác định một phương pháp đo khoảng cách. Có ba phương pháp chủ yếu là:

- Phương pháp xung

- Phương pháp pha

- Phương pháp tần số

1. Phương pháp xung

Nội dung của phương pháp xung đo khoảng cách là xác định trực tiếp khoảng thời gian truyền xung điện từ trên hai lần khoảng cách.

a. Sơ đồ khối

142

Trong sơ đồ :

- 1 - Bộ phận phát tín hiệu

- 2 - Bộ phận thu tín hiệu

- 3 - Gương phản xạ

- 4 - Bộ máy phát dao động

- 5 - Bộ phận tạo xung

- 6 - Khóa điện tử

- 7 - Bộ phận đếm xung

- 8 - Bộ phận hiển thị kết quả.

b. Hoạt động của máy

Khối (1) phát ra các xung ánh sáng cực ngắn. Các xung này được phát về phía gương phản hồi được đặt ở đầu kia của khoảng cách cần đo. Xung phản hồi ngược trở lại và được bộ phận thu tín hiệu (2) thu. Thời gian mà xung ánh sáng đi từ bộ phận phát và đến khi trở về được đo bằng khối (4), (5), (6), (7) và (8).

Khối (4) là một máy phát dao động có tần số rất ổn định được chế tạo từ thạch anh.

Tín hiệu ở lối ra của khối (4) được dẫn đến khối (5) là bộ phận tạo xung. Bộ tạo xung được tách ra hai mạch :

Các xung được tạo ra sẽ được dẫn đến bộ phận đếm xung (7). Trước khi đến bộ phận đếm xung thì các xung phải đi qua bộ phận khóa điện tử . Khoá điện tử được đóng mở nhờ các xung ở bộ phận phát tín hiệu và bộ phận thu tín hiệu.

Xung phát : Mở khoá điện tử.

Xung thu : đóng khóa điện tử

Như vậy các xung chỉ đi qua được khoá điện tử trong thời gian đi từ máy phát đến gương và thu trở lại.

143

Hình 3-12

3

1 2

4 5 6 7 8

Nếu khoảng cách càng dài thì số xung đếm được càng lớn vì thời gian đo lâu và ngược lại.

Số xung đếm được được hiện thị ở bộ phận DISPLAY.

Ưu điểm:

- Phương pháp xung rất đơn giản

- Phương pháp xung tiêu thụ ít năng lượng.

- Cùng một tính năng linh kiện như nhau thì phương pháp xung đo được khoảng cách xa hơn phương pháp pha.

2. Phương pháp pha

Vì pha là một hàm tuyến tính của thời gian, nên độ thay đổi pha trong một khoảng thời gian lại là một hàm tuyến tính của khoảng cách. Vì vậy nội dung của phương pháp pha xác định khoảng cách dựa trên độ lệch pha giữa tín hiệu phát và tín hiệu phản hồi.

a. Sơ đồ khối

Trong sơ đồ:

- 1 - Bộ phận đo hiệu pha.

- 2 - Bộ phậnphát tín hiệu

- 3 - Bộ phậnphát thu hiệu

- 4 - Gương phản xạ

b. Hoạt động của máy

Bộ phận phát tín hiệu liên tục phát đi tín hiệu dưới dạng hình sin tới gương. Từ gương, tín hiệu phản xạ ngược trở lại. Bộ phận thu tín hiệu thu tín hiệu phản hồi và đưa đến bộ phận đo hiệu pha.

Bộ phận đo hiệu pha đo hiệu pha giữa tín hiệu thu và tín hiệu phản hồi.

144

Hình 3-13

1

2

3

4

Giả sử bộ phận phát tín hiệu phát đi tín hiệu điều hoà với tần số = 2fd với hiệu pha:

1 = t + o (3-49)

Tín hiệu thu được có tần số là:

2 = (t - t2D) + o (3-50)

Trong đó : t2D là khoảng thời gian tín hiệu đi từ bộ phận phát đến gương và trỏ về bộ phận thu.

Bộ đo pha sẽ đo được hiệu pha giữa hai thời điểm phát và thu:

2D = (1- 2) = t2D = 2 fd t2D (3-51)

Khi đó khoảng cách D theo (3-38) sẽ là:

(3-52)

Như vậy nếu máy đo được hiệu pha 2D trên tần số fd với V đã biết, thì hoàn toàn xác định được khoảng cách D.

Đại lượng 2D có thể là góc lớn hơn 2, nên nó được biểu thị dưới dạng tổng quát:

2D = 2 N + , (3-53)

trong đó: - N là số nguyên dương (0, 1,2, 3...)

- 0<<2Thay (3-49) vào (3-51) ta được phương trình cơ bản

của phương pháp pha đo khoảng cách.

(3-54)

hoặc dưới dạng:

(3-55)

hay:

(3-56)

Trong đó : - là độ dài bước sóng

- 0 < N < 1 là một số thập phân.

Nhận xét: Nếu có một cái thước với độ dài L = , thì công thức (3-56) đúng

với công thức đo khoảng cách trực tiếp bằng thước . Chỉ khác là khi đo trực tiếp N là số lần đặt thước và đếm được, còn trong phương pháp pha để xác định được N

145

phải biết được giá trị gần đúng D’ của khoảng cách đo. Việc tìm N trong phương pháp pha được gọi là việc giải đa trị.

3.4.3 Sóng tải và sóng đo trong máy đo xa điện tử

Trong kỹ thuật đo điện tử người ta sử dụng sóng tải và sóng đo.

Sóng tải là sóng có tần số lớn làm nhiệm vụ tải sóng đo trên khoảng cách cần đo

Sóng đo là sóng có tần số ổn định nên bước sóng cũng ổn định. Chính bước sóng của sóng đo là thước đo khoảng cách của máy đo khoảng cách điện tử. Tần số sóng đo được chọn sao cho việc đo hiệu pha có độ chính xác thích hợp.

Sóng tải có thể là sóng radio hoặc sóng ánh sáng

Nếu sóng tải là sóng vô tuyến, máy sẽ là máy đo khoảng cách radio.

Nếu sóng tải là sóng ánh sáng, máy sẽ là máy đo khoảng cách ánh sáng (máy đo xa điện quang).

3.4.4 Tính đa trị của kết quả đo khoảng cách và phương pháp giải đa trị

1. Tính đa trị của kết quả đo

Công thức xác định khoảng cách D:

(3-57)

Máy không đo được N mà chỉ đo được N. Vì N chưa xác định nên D mang tính đa trị. N gọi là số nguyên đa trị và việc giải ra N còn được gọi là giải đa trị.

2. Các phương pháp giải đa trị

a. Giải đa trị bằng cách đo trên hai tần số cố định

Giả sử máy sử dụng hai tần số f1 và f2 để đo (f1<f2)

Lúc đầu máy làm việc trên tần số f1. Khoảng cách D được xác định:

(3-58)

Sau đó chuyển máy, cho máy làm việc trên tần số f2. Khoảng cách D được xác định:

(3-59)

Từ (3-58) (3-60)

Từ (3-59) (3-61)

146

Từ (3-60) và (3-61) suy ra:

(3-62)

Đặt : N12= N2- N1

và

Công thức (3-62) trở thành :

(3-63)

Nếu biết trước được giá trị gần đúng của khoảng cách cần đo DO ta sẽ xác định được N12 :

(3-64)

N12 trong (3-64) được làm tròn đến số nguyên gần nhất.

Từ đó sẽ tính được N1 :

(3-65)

b. Giải đa trị bằng cách đo trên ba tần số cố định

Giả sử máy sử dụng hai tần số f1 và f2 để đo (f1 < f2 < f3)

Lúc đầu máy làm việc trên tần số f1. Khoảng cách D được xác định:

(3-66)

Sau đó chuyển máy, cho máy làm việc trên tần số f2. Khoảng cách D được xác định:

(3-67)

Tiếp theo cho máy làm việc trên tần số f3. Khoảng cách D được xác định:

(3-68)

Từ các công thức (3-66), (3-67), (3-68), ta có :

(3-69)

147

(3-70)

(3-71)

Từ (3-69), (3-70) và (3-71) suy ra:

(3-72)

(3-73)

Đặt : N12=N2-N1

N13=N3 -N1

Công thức (3-72), (3-73) trở thành :

(3-74)

(3-75)

Nếu biết trước được giá trị gần đúng của khoảng cách cần đo Do ta sẽ xác định được N12 :

(3-76)

N13 trong (3-76) được làm tròn đến số nguyên gần nhất.

Từ đó sẽ tính được N12 :

(3-77)

N13 trong (3-77) được làm tròn đến số nguyên gần nhất.

Từ đó sẽ tính được N1 :

(3-78)

N1 trong (3-78) được làm tròn đến số nguyên gần nhất.

3.4.5 Hằng số K của máy đo dài điện tử

148

1. Hằng số K

Kết quả đo khoảng cách bằng máy đo xa điện tử phải được hiệu chỉnh một lượng hiệu chỉnh hằng số cộng K .

Lượng hiệu chỉnh K gồm ba thành phần:

- Thành phần hình học (KH):

Thành phần này do sự không trùng nhau giữa tâm phát sóng và tâm hình học (khoảng chênh này cố định) và quãng đường dôi ra do ánh sáng truyền đi trong các linh kiện quang học của máy (quãng đường này cũng cố định).

Vì vậy nếu không có sự sửa chữa làm thay đổi vị trí các linh kiện thì thành phần KH là hằng số.

- Thành phần điện KE:

Thành phần sinh ra do thời gian tín hiệu lan truyền qua các mạch điện, thời gian biến đổi tín hiệu và quán tính của các linh kiện điện tử trongmáy.

KE là thành phần biến thiên.

- Thành phần gương KG:

Tâm hình học của gương không trùng với tâm phản xạ của nó.

2. Cách xác định hằng số K

Phương pháp tốt nhất để xác định hằng số K là dùng máy đo khoảng cách đã biết DO:

DO = D’+ K (3-79)

suy ra: D’ = DO- K (3-80)

Trường hợp không có khoảng cách đã biết thì có thể xác định hằng số K bằng cách:

Chọn một đoạn tương đối bằng phẳng. Dùng máy đo đoạn thẳng đó, kết quả được D’.

DO =D’+ K (Do và K chưa biết)

Tiếp tục chia DO thành n đoạn, đo n đoạn được D1’, D2’, D3’..., Dn’.

Ta có:

(3-81)..........................................................................................

............

149

Trong đó , ..., là khoảng cách chính xác trên từng đoạn nhỏ.

Từ (3-81) ta có :

(3-82)

Vì :

(3-83)

và (3-84)

nên từ (3-82) suy ra:

(3-85)

3.4.6 Các nguyên nhân sai số chủ yếu trong đo xa điện tử

Khoảng cách đo được bằng máy đo xa điện tử được tính theo công thức:

(3-86)

Goi m, mv, mf, mK lần lượt là sai số của , v, f, K

mD là sai số của D.

Theo lý thuyết sai số ta có:

(3-87)

Ta lại có:

(3-88)

Thay (3-88) vào (3-87), ta có:

150

(3-89)

(3-90)

Đặt :

(3-91)

(3-92)

Ta sẽ được:

(3-93)

Với máy TC-600 ta có: mD = 3 mm + 3.10-6D.

3.4.7 Sử dụng máy đo xa điện tử, máy toàn đạc điện tử.

Đối với các loại máy đo xa điện tử khác nhau, thì cách sử dụng cũng khác nhau. Trong nội dung giáo trình này sẽ giới thiệu cách sử dụng loại máy Set 310, set 510, set 610 do hãng SOKIA (Nhật Bản) và TC400 do hãng LEICA (Thuỵ Sĩ) chế tạo.

I. MÁY SET

1. Cấu tạo bên ngoài

Hình 3-14

1. Quai xách 16.Nắp lưới chỉ dọi tâm

151

2. ốc hãm quai xách

3. Cổng đưa số liệu ra vào máy.

4. Dấu chiều cao máy

5. Nắp ác qui

6. Mặt điều khiển

7. Khoá đế máy

8. Mặt đế

9. Ốc cân máy

10.Ốc chỉnh bọt nước tròn

11.Bọt nước tròn

12.Bộ chỉ thị

13.Kính vật

14.Khe cắm địa bàn ống

15.Vòng chỉnh tiêu cự dọi tâm

17.Thị kính dọi tâm

18.Khoá bàn độ ngang

19.Khoá vi độ bàn độ ngang

20.Ổ cắm số liệu ra vào

21.Ổ cắm điiện ngoài

22.Bọt nước dài

23.Ốc chỉnh bọt n−ớc dài

24.Khoá bàn độ đứng

25.Vi động bàn độ đứng

26.Thị kính ống ngắm

27.Vòng điều quang

28.ống ngắm khái l−ợc

29.Tâm máy.

2. Cấu tạo bộ điều khiển:

Trên bộ điều khiển có các phím sau đây:

- ON: Phím mở máy.

- Phím tắt mở đèn; kết hợp với ON để tắt máy.

- F1- F4: Bốn phím mềm để chọn các chức năng làm việc

- FUNC: Chuyển các trang màn hình ở chế độ MEAS

- BS : Xoá kí tự bên trái

- ESC : Xoá số liệu đưa vào, trở về màn hình trước đó

- SFT : Chọn chữ in hoặc thường.

- Chấp nhận giá trị đưa vào (ENT)

3. Cấu tạo màn hình hiển thị :

* Màn hình cơ bản:

- Hiển thị tên máy,

- Số máy

- Các version

Có 3 chức năng:

F1 (MEAS) : Vào chế độ đo.

F3 (MEM) : Vào chế độ quản lí bộ nhớ.

152

F4 (CONFG): Vào chế độ cài đặt tham số

+ Màn hình đo (MEAS)

Màn hình này có 3 trang (như hình bên) (lần lượt từ trên xuống: trang1, 2, 3; chuyển đổi các trang bằng FUNC. Chức năng của các trang:

Trang 1:

- F1(DIST): đo cạnh

- F2 (SHV): Chuyển giá trị hiển thị từ S, HA, ZA sang S, H, V

- F3 (0SET): Đặt hướng mở đầu bằng 0

- F4 (COORD): Đo toạ độ.

Trang 2:

- F1(MENU): Chọn chương trình đo

- F2(TILT): Hiển thị con lắc điện tử

- F3 (H.ANG): Đặt góc ngang

- F4 (EDM): Đặt tham số đo cạnh

Trang 3:

- F1(MLM): Đo khoảng cách giữa các gương

- F2 (OFFSET): Đo bù.

- F3 (REC): Vào chế độ đo ghi

- F4 (S-0): Đo cắm điểm

* Màn hình đo ghi có hai trang:

Trang 1: Chọn số liệu đo ghi:

- DIST DATA : Đo ghi dạng cạnh

- ANGLE DATA: Đo ghi dạng góc

- COORD DATA: Đo ghi toạ độ

- STN DATA: Ghi số liệu trạm máy

Trang 2 : VIEW : Xem số liệu đo ghi

153

* Màn hình MENU có hai trang gồm các chương trình đo

-Coordinate: đo toạ độ

- S-0 : Cắm điểm thực địa

- Offset: đo bù

- MLM : Đo khoảng cách các gương

- Repetition: Đo lặp góc

- Resection: Đo giao hội nghịch

- Area calculation : Tính diện tích

* Màn hình MEM có 1 trang gồm

-JOB: Chọn, đặt tên, xoá tên công việc

- Known data: Nhập số liệu đã biết

- Code: Nhập kí hiệu điểm

* Màn hình CONFG có hai trang gồm:

-Obs condition: Đặt chế độ cải chính

- Instr.conf: Đặt tham số của máy

- Instr.const: Hiệu chỉnh hằng số máy

- Commsp setup: Cài đặt tham số cổng truyền trút

- Unit: Đặt đơn vị đo

Key function: Đặt lại chức năng phím

4. Đặt máy tại điểm trạm đo và khởi động máy

- Cách lắp đặt chân máy, máy, cách cân bằng máy, dọi tâm ...như các máy quang học thông thường khác.

- Cách mở máy: ấn phím ON trên bàn phím

- Cách tắt máy : ấn và giữ phím ON, sau đó ấn phím hình chiếc đèn và cùng thả hai phím ra.

- Khi mở máy màn hình hiện ra như hình bên: quay máy và ống kính để khởi động máy cho đến khi chữ 0SET ở hai dòng ZA và HAR mất đi.

- Các thông báo lỗi khi mở máy :

+ Out of range : máy chưa được cân bằng, cần cân lại máy.

+ Khi cân bằng lại có thể ấn phím FUNC để sang trang 2 của màn hình MEAS. Sau đó ấn phím TILT thì màn hình hiện ra như sau :

0 SET

ZA 0SET

HAR 0SET

154

Cân bằng máy để bọt nước vào tâm hoặc các giá trị X và Y đều bằng 0.

+ Sau khi khởi động máy xong ấn phím ESC để trở về màn hình cơ bản.

5. Cách đo

a. Cách đo góc

a1. Đo góc bằng giữa 2 hướng

- Ngắm tới hướng khởi đầu

- Từ màn hình cơ bản ấn phím “ MEAS “ ( F1 ).

- Từ trang 1 của màn hình ấn 0SET( F3 ) hai lần để đặt hướng mở đầu bằng 0

- Ngắm sang hướng thứ 2 và đọc giá trị góc HAR.

a2. Đo góc có hướng khởi đầu là giá trị bất kì

- Ngắm tới hướng khởi đầu.

- Từ trang 2 của màn hình đo MEAS ấn phím H.ANG.

- Nhập giá trị góc cần thiết cho hướng khởi đầu bằng các phím F1-F4, ấn phím FUNC để sang trang có giá trị khác.

155

- Ấn phím ENT để ghi giá trị vừa nhập xong.

- Ngắm sang hướng thứ hai và đọc giá trị HAR(Cũng có thể quay máy để có giá trị góc cần thiết sau đó ấn phím HOLD để khoá bàn độ lại . Phím HOLD phải được đặt lại. Sau đó ngắm hướng khởi đầu và lại ấn HOLD để mở bàn độ và đo như bình thường).

a3. Đo góc lặp

- Đặt lại các chức năng các phím để trên màn hình đo có chức năng REP ( Xem phần đặt lại các chức năng phím).

- Từ bất cứ trang nào của màn hình đo ấn phím REP hoặc từ trang 2 màn hình đo (MEAS) ấn MENU (F1) và dùng phím mũi tên chọn “ Repetition” và ấn ENT.

- Ngắm tới hướng thứ nhất và ấn phím OK (F4).

- Ngắm tới hướng thứ 2 và ấn phím OK (F4).

- Ngắm tới hướng thứ 1 và ấn phím OK (F4).

- Tiếp tục ngắm hướng thứ 2 và ấn OK (F4).

- Cứ tiếp tục như vậy theo số lần yêu cầu.

Kết quả hiển thị trên màn hình như sau :

156

Hướng 1 Hướng 2

Trạm máy

- HARp: Tổng giá trị góc qua số lần đo lặp.

- Reps : Số lần đo lặp.

- Ave : Giá trị trung bình của số lần đo lặp.

- Khi kết thúc đo lặp, ấn ESC để trở về màn hình đo.

b. Cách đo cạnh

b1. Chọn chế độ và nhập các giá trị cải chính

Trước khi đo cạnh hay toạ độ, chúng ta phải nhập các số liệu ảnh hưởng đến giá trị cạnh. Đó là các hằng số máy, hằng số gương, các ảnh hưởng của thời tiết v.v..

Cách thực hiện :

- Từ trang 2 màn hình chế độ đo(MEAS) ấn phím EDM(F4 )

- Dùng phím mũi tên chọn các chức năng sau đây:

* Mode ( Chế độ đo ): Gồm các chế độ đo :

♦ Fine“r” ( đo tinh và đo lặp ).

♦ Fine AVG (đo tinh và lấy giá trị trung bình : nhập số lần đo).

♦ Fine“s”(đo tinh và đo đơn ).

♦ Rapid “r” (đo nhanh và đo lặp ).

♦ Tracking(đo đuổi ).

Dùng các phím mũi tên để chọn các chức năng cần dùng.

* Reflector (loại gương): Có 2 loại prism (lăng kính) và sheet (gương phẳng). Dùng các phím mũi tên để chọn các chức năng cần dùng.

* PC (Hằng số gương) ấn phím “EDIT” (F3) và nhập hằng số bằng các phím F1-F4 và FUNC.

* Temp (nhiệt độ) : ấn phím “EDIT” (F3) và nhập hằng số bằng các phím F1-F4 và FUNC.

* Press(áp suất): ấn phím “EDIT” (F3) và nhập hằng số bằng các phím F1-F4 và FUNC.

157

* PPM(số cải chính) máy tự động tính khi nhập nhiệt độ và áp suất . Nếu muốn PPM=0 thì nhập áp suất = 0 hoặc ấn phím “0PPM” (F1).

Cuối cùng ấn phím E SC để thoát khỏi chế độ nhập.

b2. Kiểm tra tín hiệu thu

- Đặt lại chức năng phím để trên màn hình đo có chức năng “ AIM ”.

- Ngắm tới gương và từ màn hình ấn phím “ AIM ”.

- Màn hình hiện ra như hình bên : Vi động các núm ngang và dọc để được vạch tín hiệu cực đại nhất. Khi có dấu * xuất hiện trên màn hình là đủ tín hiệu đo. Nếu không có thì phải ngắm lại gương.

- Ấn phím BEEP (F2) để có âm thanh khi có tín hiệu thu. Ấn phím OFF(F2-nếu có ) để cắt âm thanh.

- Ấn DIST (F1) để đo cạnh.

b3. Đo cạnh

- Ngắm tới gương.

- Từ trang 1 của màn hình MEAS ấn phím DIST (F1).

- Khi máy đang đo các tham số về chế độ đo, hằng số gương, số cải chính và số lần đo lặp S-1 đến S-9 ( nếu chọn chế độ đo lặp) được nhấp nháy.

158

- Khi đo xong có tiếng “ bíp `” được phát ra và các giá trị khoảng cách S, góc đứng ZA, góc ngang HAR được biểu thị.

- Ấn STOP (F4) để dừng phép đo. Nếu chọn chế độ đo đơn thì máy tự động dừng.

- Khi đo xong mỗi lần ấn phím “ SHV” thì giá trị S (khoảng cách nghiêng) H (khoảng cách ngang) và V( chênh cao) được hiển thị.

b4. Gọi lại số liệu đo

- Đặt lại các chức năng phím để có chức năng RCL.

- Ấn phím RCL : giá trị cạnh đo cuối cùng đ−ợc hiển thị gồm cạnh nghiêng, góc đứng, góc ngang và các giá trị toạ độ.

b5. Đưa giá trị đo cạnh ra thiết bị ngoài

- Đặt lại các chức năng phím để có chức năng D-OUT.

- Ngắm tới gương.

- Nối máy với các thiết bị ngoài như máy vi tính, card nhớ ngoài...

- Từ màn hình đo MEAS ấn phím D-OUT, chọn “ DIST DATA” để đo và đưa giá trị đo ra ngoài.

159

c. Đo chiều cao gián tiếp

Đo chiều cao gián tiếp là đo để xác định độ cao của một điểm, mà không thể đặt gương trực tiếp tại điểm đó được.

Cách tiến hành:

- Đặt gương ở dưới hoặc trên điểm cần đo chiều cao và đo chiều cao gương.

- Vào chiều cao gương (cách vào xem mục đo toạ độ).

- Từ màn hình đo MEAS ngắm máy tới gương và ấn DIST để đo cạnh.

- Ấn STOP để dừng phép đo nếu chọn chế độ đo lặp.

- Ngắm máy tới diểm cần đo chiều cao.

- Đặt lại chức năng các phím để trên màn hình đo có chức năng REM và sau đó từ màn hình đo ấn phím REM. Cũng có thể từ màn hình đo MEAS ấn phím MENU và dùng con trỏ chọn REM và ấn phím ENT.

160

Hình 3-15

Ht

h1

h2

S

Môc tiªu

- Chiều cao cần đo là giá trị “Ht” trên màn hình.

- Muốn đo lại tới gương thì ngắm gương và ấn phím OBS, sau đó ngắm tới điểm cần đo chiều cao và lại ấn REM, ấn ESC để thoát khỏi chương trình đo REM.

d. Đo khoảng cách gián tiếp giữa các điểm

Đo khoảng cách gián tiếp giữa các điểm là phương pháp đo để tính khoảng cách nghiêng, khoảng cách ngang và chênh cao từ một điểm đặt máy gọi là điểm khởi đầu tới một hoặc nhiều điểm trên đó đặt gương.

d1. Đo khoảng cách từ một gương tới một hoặc nhiều gương khác

Cách thực hiện:

- Đặt máy và các gương tới điểm cần đo.

- Ngắm tới gương thứ nhất và coi là điểm khởi đầu, từ trang 1 của màn hình đo ấn phím DIST để đo cạnh.

- Ấn phím STOP để dừng phép đo nếu đặt ở chế độ đo lặp.

- Ngắm tới gương thứ 2 và từ trang3 của màn hình đo ấn phím MLM (F1)

- Trên màn hình hiển thị các giá trị đo giữa điểm thứ1 và điểm thứ 2: S là khoảng cách nghiêng giữa 2 điểm, H là khoảng cách ngang giữa 2 điểm và V là chênh cao giữa 2 điểm.

- Ngắm tới điểm tiếp theo và ấn phím MLM ta cũng được các giá trị đo từ điểm khởi đầu đến điểm thứ 3...

- Từ màn hình hiển thị kết quả có các phím chức năng sau:

161

+OBS : Đo lại khoảng cách tới điểm khởi đầu.

+MLM : Đo khoảng cách tới điểm tiếp theo.

+S% : Chuyển giá trị cạnh nghiêng (S) thành độ dốc (%).

+MOVE: Chuyển điểm khởi đầu

Ấn phím ESC để thoát khỏi chương trình.

d2. Chuyển vị trí điểm khởi đầu

Hình 3-16

Như trên ta đã thấy khi đo khoảng cách giữa các gương là khoảng cách giữa điểm khởi đầu tới các gương khác. Để đo được khoảng cách giữa các cặp gương trong nhóm ta phải chuyển vị trí điểm khởi đầu.

Cách thực hiện như sau :

- Sau khi đo khoảng cách giữa gương thứ nhất và gương thứ hai xong ta ấn phím “ MOVE “ (F2) , tiếp theo ấn YES (F4).

- Lúc này gương thứ hai đã trở thành gương khởi đầu

- Ngắm tới gương thứ ba và ấn phím MLM như ở trên ta sẽ được các giá trị và khoảng cách giữa gương 2 và gương 3.

e. Đo bù

Đo bù là chương trình đo cạnh, góc hoặc toạ độ tới một điểm mà không thể đặt gương trực tiếp được, nhưng có thể đặt gương ở hai bên hoặc trước, sau điểm đó. Có 3 cách xác định điểm : Đo bù bằng một khoảng cách xác định, đo bù bằng góc và đo bù bằng 2 cạnh xác định.

e1. Đo bù bằng một khoảng cách xác định :

162

P1

P2S1

S2H1

V2

H2P3

V1

%1

%2

Hình dưới đây là cách đo bù tới một điểm mà có thể đặt gương ở hai bên hoặc trước sau:

Hình 3-17

Cách tiến hành:

- Tìm một điểm bù ở gần điểm cần đo mà tạo thành góc vuông giữa hướng ngắm máy với điểm đo. Đo khoảng cách giữa điểm bù và điểm đo. Sau đó đặt gương tới điểm bù:

- Ngắm máy tới điểm bù và từ trang 1 màn hình đo ấn phím DIST để đo khoảng cách tới đó.

- Từ trang 3 của màn hình đo ấn phím OFFSET(F2).

- Trong màn hình OFFSET có 4 chức năng:

+ offset/Dist: Đo bù bằng một khoảng cách xác định.

+ offset/angle: Đo bù bằng một góc xác định.

+ offset/2D: Đo bù bằng 2 cạnh xác định.

+ stn data : Thiết lập trạm đo

Dùng con trỏ chọn chức năng “ offset/Dist” và ấn phím ENT, màn hình hiện ra như hình bên :

- Ấn phím “EDIT” sau đó nhập các số liệu :

+ Dist (chiều dài đo từ điểm bù tới điểm đo).

+ Direc(chọn hướng đặt gương so với điểm đo bằng phím mũitên)

- Muốn đo lại tới gương thì ấn phím “OBS”, tiếp theo ấn phím OK.

163

- Giá trị hiển thị trên màn hình là giá trị cạnh nghiêng S, góc đứng ZA, góc ngang của điểm đo .

- Ấn phím “YES” để quay về màn hình đo bù để đo điểm khác.

- Ấn phím “ NO “ để đo lại điểm đó.

- Ấn phím “XYZ” để chuyển giá trị cạnh góc sang giá trị toạ độ.

- Ấn phím “ REC “ để ghi vào trong bộ nhớ.

e2. Đo bù bằng góc

Cách tiến hành:

- Tìm một điểm bù ở hai bên điểm đo sao cho càng gần điểm đo càng tốt và đặt gương tại điểm đó.

- Ngắm máy tới gương và từ trang 1 của màn hình đo MEAS ấn phím OFFSET

- Ngắm chính xác tới điểm cần đo và ấn phím OK.

- Đây là giá trị cạnh, góc của điểm cần đo. Từ màn hình này nếu ấn phím “XYZ” để chuyến sang dạng toạ độ toạ độ , ấn REC để lưu vào bộ nhớ, ấn NO để đo lại.

- Ấn “YES” để quay về màn hình đo bù để tiếp tục điểm khác.

e3. Đo bù bằng hai khoảng cách xác định

164

Trạm máy

Đo bù bằng hai khoảng cách xác định là tìm số liệu của một điểm khi đã biết hai khoảng cách. Chức năng đo bù bằng hai khoảng cách được sử dụng thuận tiện nhất khi các điểm đo bù và điểm cần đo nằm trên một đường thẳng.

Cách thực hiện:

- Lắp hai gương lên một sào gương, xác định khoảng cách từ các gương đến đầu nhọn của sào. Đưa đầu nhọn của sào vào điểm cần đo và quay hai gương về phía máy. Ở đây có thể sử dụng loại gương đôi của hãng SOKKIA.

- Từ trang 3 của màn hình đo ấn phím OFFSET

- Từ màn hình dùng con trỏ chọn “OFFSET/2D” và ấn phím ENT.

- Ngắm máy tới gương thứ nhất và ấn phím OK. Các giá trị đo được hiển thị trên màn hình.

- Tiếp tục ấn phím YES ở màn hình tiếp theo.

- Ngắm máy tới gương thứ hai và ấn phím OK.

- Các giá trị đo đến gương thứ hai được hiển thị , ấn tiếp phím YES.

- Ở màn hình tiếp theo như hình bên ta nhập khoảng cách từ gương thứ hai đến đầu nhọn của sào gương ở dòng BC rồi ấn phím ENT.

- Màn hình lúc này hiển thị các giá trị toạ độ của điểm cần đo. Trên màn hình này có các phím :

+ Phím REC để ghi vào bộ nhớ.

+ Phím HVD để chuyển sang gía trị góc cạnh.

+ Phím YES để chuyển về màn hình đầu đo điểm khác.

+ Phím NO để đo lại.

e. Cách đo toạ độ :

Để thuận tiện, trước khi đo toạ độ ta có thể nhập trước các số liệu toạ độ đã biết vào bộ nhớ của máy để khi ra thực địa có thể gọi các số liệu đó cho việc thiết lập trạm đo và điểm đo khởi đầu.

e1 Thiết lập trạm đo:

- Nhập các số liệu cải chính đo toạ độ:

165

+ Từ trang 2 của màn hình đo MEAS ấn phím COORD(F4)

+ Màn hình hiện ra 4 lựa chọn:

Observation: Đo toạ độ.

STN data: Nhập số liệu trạm đo.

Set H angle: Nhập số liệu trạm khởi đầu và tính phương vị

EDM: cài đặt tham số của chế độ đo cạnh.

+ Dùng con trỏ chọn chức năng EDM và ấn phím ENT, sau đó nhập các số liệu cải chính như chọn chế độ đo, hằng số gương, các số liệu khí quyển thời tiết...

- Nhập số liệu trạm máy:

+ Từ trang 2 của màn hình đo ấn phím COORD như trên.

+ Đưa con trỏ về” STN data “ và ấn phím ENT.

+ Ấn tiếp phím EDIT(F3). Nếu đọc dữ liệu từ bộ nhớ thì ấn phím READ(F1).

+ Lần lượt nhập các giá trị toạ độ N0,E0 vàZ0 của trạm máy và các giá trị chiều cao máy (inst.h), chiều cao gương(Tgt.h) bằng các phím mũi tên và FUNC.

+ Cuối cùng ấn phím OK để ghi nhận.

e2 Xác định điểm định hướng và góc định hướng:

166

Hình 3-18

N

E

BĐiểm khởi đầu

Trạm máy

- Từ màn hình COORD ở trên dùng con trỏ chọn “SetHAngle”và ấn ENT

- Chọn tiếp “ Back sight” và ấn phím ENT.

- Ấn EDIT để nhập toạ độ điểm khởi đầu (nếu đọc từ bộ nhớ thì ấn READ như trên).

- Lần lượt vào các giá trị toạ độ NBS,EBS,ZBS của điểm khởi đầu. Mỗi lần nhập xong 1 giá trị thì ấn ENT.

- Cuối cùng ấn phím OK màn hình hiện ra như hình bên.

- Ngắm tới điểm khởi đầu và ấn phím YES.

e3 Đo toạ độ:

- Ngắm tới điểm cần đo.

- Từ màn hình của COORD chọn Observation và ấn phím ENT.

- Máy bắt đầu đo và hiển thị giá trị toạ độ của điểm đó.

- Ấn phím STOP để dừng đo nếu chọn chế độ đo lặp.

- Sau khoảng 4.7s các giá trị toạ độ của điểm đo được hiển thị. Để đo các điểm tiếp theo thì chỉ việc ngắm tới các điểm đó và ấn phím OBS. Nếu cần có thể ấn phím “HT” trước để nhập lại chiều cao gương của điểm mới.

- Ấn REC để ghi vào bộ nhớ.

g. Cách ghi số liệu

Trong chương trình đo ghi chúng ta có thể đo và ghi đưc các số liệu về cạnh, góc, toạ độ và các ghi chú dưới dạng tên công việc. Bộ nhớ của máy có thể ghi đưc khoảng 10000 điểm toạ độ gồm số hiệu điểm, kí hiệu điểm các giá trị toạ độ. Các số liệu đưc ghi dưi dạng một tên công việc (JOB) nào đó.

Các bước để thực hiện việc đo ghi là :

- Chọn hoặc đặt tên một công việc.

- Đặt chế độ đo hoặc nhập các số cải chính cho số liệu đo.

167

- Vào chế độ đo ghi và chọn dạng số liệu cần ghi dưới đây:

Từ trang 3 của màn hình đo ấn phím REC màn hình hiên ra các chức năng sau :

+DIST DATA: Đo ghi số liệu dạng cạnh.

+ ANGLE DATA : Đo ghi số liệu dạng góc.

+ COORD DATA : Đo ghi số liệu dạng toạ độ.

+ STN DATA : Đo ghi số liệu trạm máy.

+ NOTE : Ghi các ghi chú.

+ VIEW : Xem các số liệu ghi.

g1. Đo ghi số liệu khoảng cách:

- Từ trang 3 của màn hình đo ấn phím REC.

- Dùng con trỏ chọn chức năng DIST DATA và ấn ENT. Màn hình hiện ra như hình bên .

- Ngắm tới gương và ấn phím DIST.

- Ấn phím REC sau đó ấn phím EDIT.

- Lần lượt nhập các giá trị của số hiệu điểm (Pt), chiều cao gương(Tgt.h) và kí hiệu điểm (Code). Mỗi lần nhập một giá trị thì ấn phím ENT.

- Kiểm tra lại và ấn phím OK để ghi lại .

- Ngắm điểm tiếp theo và ấn phím DIST để đo và ghi như trên.

- Ở màn hình REC trên nếu ấn phím AUTO thì máy sẽ tự động đo và ghi nhưng ở trường hợp này số hiệu điểm được tự động tăng dần còn kí hiệu điểm và chiều cao gương thì không nhập được.

- Ấn phím OFFSET để đo và ghi số liệu điểm bù.

- ẤN phím ESC để thoát khỏi chương trình.

168

g1. Đo ghi số liệu đo góc:

- Ngắm tới điểm đo(Xem phần đo góc ).

- Từ màn hình đo MEAS ấn phím REC.

- Dùng con trỏ chon ANGLE DATA và ấn phím ENT.

- Ấn phím REC sau đó ấn phím EDIT.

- Lần lượt nhập các giá trị của số hiệu điểm (Pt), chiều cao gương(Tgt.h) và kí hiệu điểm (Code). Mỗi lần nhập một giá trị thì ấn phím ENT.

- Kiểm tra lại số liệu và ấn phím OK để ghi lại.

- Ngắm điểm tiếp theo đo và ghi như trên.

- Ấn phím ESC để thoát khỏi chương trình.

g.3 Cách đo và ghi số liệu toạ độ :

- Thực hiện phép đo toạ độ như ở phần “ Cách đo toạ độ”.

- Từ trang 3 của màn hình đo MEAS ấn phím REC.

- Dùng con trỏ chọn COORD DATA và ấn phím ENT.

- Màn hình hiển thị như sau :

- Ở màn hình này các giá trị toạ độ được hiển thị.

- Ấn phím REC sau đó ấn phím EDIT.

169

- Lần lượt nhập các giá trị của số hiệu điểm (Pt), chiều cao gương(Tgt.h) và kí hiệu điểm (Code). Mỗi lần nhập một giá trị thì ấn phím ENT.

- Kiểm tra lại số liệu và ấn phím OK để ghi lại.

- Ngắm điểm tiếp theo ấn phím OBS để đo sau đó thực hiện ghi như ở trên.

- Ở màn hình REC trên nếu ấn phím AUTO thì máy sẽ tự động đo và ghi nhưng ở trường hợp này số hiệu điểm được tự động tăng dần còn kí hiệu điểm và chiều cao gương thì không nhập được.

- Ấn phím ESC để thoát khỏi chương trình.

Chú ý : Trong quá trình đo ghi cạnh, góc hay toạ độ , khi một điểm đã được ghi rồi thì chức năng REC không xuất hiện nữa để tránh ghi 2 lần trong cùng một điểm. Cũng do đó mà ta có thể kiểm tra xem điểm cần đo đã ghi hay ch−a.

h. Cách ghi số liệu trạm máy :

Các số liệu trạm máy có thể ghi được trong máy dưới các tên công việc (JOB): Đó là các số liệu: Toạ độ trạm máy, số hiệu trạm máy, kí hiệu trạm máy, người sử dụng, ngày, thời gian, thời tiết, gió, nhiệt độ, áp suất và hệ số cải chính khí quyển.

Cách tiến hành:

- Từ trang 3 của màn hình đo MEAS ấn phím REC.

- Dùng con trỏ chọn STN DATA và ấn phím ENT.

- Lần l−ợt nhập các số liệu của trạm máy đó là :

+ N0, E0, Z0 toạ độ trạm máy.

+ Pt: Số hiệu trạm máy.

+ Inst.h : Chiều cao máy.

+ Code : Kí hiệu trạm máy.

+ Operator : Người đo.

+ Date: Ngày tháng.

+ Time : Thời gian.

+ Weath: Thời tiết.

+ Wind : Gió .

+ Temp : Nhiệt độ .

170

+ Press : áp suất.

+ PPM : Số cải chính nhiệt độ, áp suất.

Các số liệu như toạ độ trạm máy N0, E0, Z0, số hiệu điểm, chiều cao máy, kí hiệu điểm, người đo, ngày tháng, thời gian, nhiệt độ áp suất, số cải chính PPM tr−ớc khi nhập thì ấn phím EDIT sau đó dùng các phím F1-F4, FUNC để nhập và ấn phím ENTđể ghi nhận.

Còn các dữ liệu về gió và thời tiết thì chọn bằng các phím mũi tên←, → :

+ Các dữ liệu về thời tiết : Đẹp (Fine), nhiều mây (Cloudy), mưa nhẹ (Light Rain), m−a (Rain), có tuyết (Snow).

+ Các dữ liệu về gió gồm : Bình yên (Calm), Êm dịu (Gentle), gió nhẹ (Light), gió mạnh (Strong), Gió rất mạnh (Very Strong).

+ Các giá trị toạ độ trạm máy( N,E,Z )kí hiệu trạm máy (Code) nếu nhập trực tiếp thì ấn EDIT , nếu gọi từ bộ nhớ thì ấn READ.

+ Muốn số cải chính PPM = 0 thì nhập Press = 0.

+ Áp suất từ 375 đến 1050 mm Hg.

- Cuối cùng khi các dữ liệu đã nhập xong, ấn phím OK

- Ấn phím ESC để thoát khỏi chương trình.

k. Xem các số liệu đo :

Các số liệu đo ghi có thể xem lại trong một tên công việc (JOB) đang mở.

Cách tiến hành:

- Từ trang 3 của màn hình đo ấn phím REC.

- Dùng con trỏ chọn VIEW và ấn phím ENT.

- Dùng con trỏ chọn số hiệu điểm cần xem và ấn ENT.

- Các phím chức năng trên màn hình như sau :

+ P(F1): kết hợp với các phím mũi tên lên xuống để chuyển trang màn hình.

+ TOP: chuyển về điểm đầu tiên.

+ LAST: Chuyển xuống điểm cuối cùng.

+ SRCH: Tìm số liệu điểm tiếp theo.

171

+ NEXT: Xem số liệu điểm tiếp theo.

+ PREV: Xem số liệu điểm trước đó.

- Ấn phím ESC để thoát khỏi chương trình.

i. Quản lý bộ nhớ :

Bộ nhớ của máy được quản lý theo các dạng số liệu khác nhau : các số liệu đo được quản lý theo các tên công việc(JOB); các số liệu đã biết thì theo các số hiệu điểm; còn các kí hiệu điểm thì theo một danh sách.

Từ màn hình cơ bản ta ấn phím MEM, màn hình hiện ra như sau :

- JOB: Quản lý tên công việc.

- KNOWN DATA: Quản lý số liệu đã biết.

- CODE : Quản lý các ký hiệu điểm.

Muốn thực hiện chức năng nào thì chỉ việc đưa con trỏ đến chức năng đó và nhấn phím ENT.

i1 Quản lý tên công việc(JOB):

Từ màn hình MEM dùng con trỏ chọn JOB và ấn phím ENT, màn hình hiện ra như sau:

- JOB selection : chọn tên Job.

- JOB name edit : Đặt lại tên đã chọn.

- JOB deletion : Xoá một tên JOB.

- Comms output: Trút số liệu ra thiết bị ngoài.

Dùng các phím lên xuống để chọn chức năng cần thực hiện và ấn phím ENT.

* Chọn tên công việc :

- Từ màn hình JOB ở trên chọn Job selection và ấn phím ENT.

- Trên màn hình hiện ra các tên JOB. Các số ở bên phải của tên JOB là số liệu của JOB đó. Các tên từ JOB1-JOB10 là các tên do hãng sản xuất đã đặt sẵn, chưa được đặt tên mới.

- Muốn chọn tên nào thì dùng các phím mũi tên lên xuống chọn đến tên công việc đo và ấn ENT.

- Chú ý những tên có dấu * bên cạnh là những JOB có số liệu và chưa được trút ra ngoài.

* Đặt tên công việc :

172

Những tên công việc đã chọn đều có thể đổi sang tên khác được:

- Chọn một tên công việc JOB.

- Từ màn hình JOB chọn JOB name edit và ấn phím ENT.

- Dùng các phím F1-F4 và FUNC để nhập tên JOB cần đặt lại và ấn phím ENT.

- Chú ý tên JOB không được dài quá 12 kí tự.

* Xoá tên công việc :

Khi xóa một tên JOB thì toàn bộ số liệu ghi dưới tên đó cũng bị xoá hết. Vì vậy cần phải trút hết số liệu trước khi xoá. Để đảm bảo an toàn máy cũng không cho phép ta xoá tên công việc khi chưa trút số liệu ra. Khi đã trút số liệu ra thì bên cạnh tên JOB không còn dấu * nữa.

- Từ màn hình JOB chọn JOB deletion.

- Dùng phím lên xuống chọn tên công việc cần xoá.

- Ấn phím YES để khẳng định lại việc xoá.

- Ấn phím ESC để thoát khỏi chương trình.

m. Quản lý số liệu đ∙ biết trong bộ nhớ:

Các số liệu thiết kế có thể nhập vào bộ nhớ máy trực tiếp qua bàn phím. Các số liệu này dùng để gọi ra cho toạ độ trạm máy, điểm khởi đầu, đo giao hội nghịch hay để đưa cắm điểm ngoài thực địa. Máy có thể chứa 10000 điểm toạ độ kể cả số liệu đo.

Cách thực hiện:

Từ màn hình MEM ở trên chọn Known data và ấn phím ENT. Màn hình hiện ra như sau:

- Key in Coord: Nhập số liệu toạ độ từ bàn phím.

- Comms input: Nhập số liệu từ máy vi tính.

- Deletion: Xoá từng số liệu đã nhập trong bộ nhớ.

- View : Xem các số liệu đã nhập vào máy.

- Clear: Xoá toàn bộ số liệu đã nhập vào bộ nhớ.

* Nhập số liệu từ bàn phím:

173

- Từ màn hình Known data chọn Key in coord và ấn ENT.

- Lần lượt nhập từng giá trị N,E,Z và số hiệu điểm bằng phím F1-F4 và FUNC, mỗi lần nhập xong ấn ENT.

- Sau khi nhập xong hết nhấn phím OK.

* Xoá số liệu nhập trong bộ nhớ :

- Từ màn hình Known data chọn Deletion và ấn phím ENT.

- Chú ý một số một số phím :

↑↓ P : Chuyển trang màn hình.

TOP : Chuyển tới điểm đầu tiên.

LAST: Chuyển tới điểm cuối cùng.

SRCH: Tìm kiếm một điểm nào đó.

NEXT: Chuyển điểm tiếp theo.

PREV: Chuyển điểm trước đó.

DEL: Xoá điểm chọn.

* Xoá toàn bộ số liệu nhập trong bộ nhớ :

- Từ màn hình Known data chọn Clear và ấn phím ENT.

- Ấn tiếp YES toàn bộ số liệu sẽ được xoá.

174

* Xem số liệu nhập trong bộ nhớ:

- Từ màn hình Known data chọn View và ấn ENT.

- Dùng con trỏ chọn số hiệu điểm cần xem và ấn ENT.

- Chú ý các phím :

↑↓ P : Chuyển trang màn hình.

TOP : Chuyển tới điểm đầu tiên.

NEXT: Chuyển điểm tiếp theo.

LAST: Chuyển tới điểm cuối cùng.

SRCH: Tìm kiếm một điểm nào đó.

PREV: Chuyển điểm trước đó.

DEL: Xoá điểm chọn.

- Ấn phím ESC để thoát khỏi ch−ơng trình.

n. Cài đặt tham số và chức năng cho máy :

Các tham số của máy được cài đặt tuỳ theo yêu cầu của từng người sử dụng và được quản lý trong một chức năng riêng là CNFG.

Từ màn hình cơ bản ấn phím CNFG, màn hình hiện ra gồm các chức năng :

- Obs. Condition: Cài đặt các điều kiện đo.

- Instr. Config: Đặt các chế độ máy.

- Instr. Const : Hiệu chỉnh số cải chính của máy.

- Commms setup : Các tham số truyền trút.

- Unit : Đơn vị đo.

- Key function : Đặt lại chức năng các phím.

n1 Đặt các điều kiện đo :

- Từ màn hình CNFG chọn Obs. Condition và ấn phím ENT.

- Đặt lại các chế độ làm việc của máy theo yêu cầu như sau :

*Dist mode : Giá trị cạnh được hiển thị khi đo cạnh:

175

-Sdist: Khoảng cách nghiêng.

-Hdist: Khoảng cách bằng.

-Vdist: Chênh cao.

-Đặt lại bằng các phím ←, → .

*Tilt crn : Đặt chế độ cải chính độ nghiêng trục.

-Yes(H,V): có cả trục ngang và trục đứng.

-Yes(V): chỉ cải chính trục đứng.

-No: không cải chính.

-Đặt lại bằng các phím ←, → .

* Coll.crn : Cải chính sai số đo góc :

-Yes: Có cải chính.

-No : Không cải chính.

-Đặt lại bằng các phím ←, → .

* C & R crn : Cải chính chiết quang và độ cong trái đất.

-K=0.20 Có cải chính với hệ số chiết quang K=0.20

-K=0.142 Có cải chính với hệ số chiết quang K=0.142.

-No: Không cải chính.

-Đặt lại bằng các phím ←, → .

* V manual : YES/NO

* V.obs: kiểu góc đứng:

-Zenith: Góc thiên đỉnh.

-Vert +/-90: hướng nằm ngang = 0,Có góc âm.

-Vert : hướng nằm ngang = 0,không có góc âm.

-Chọn bằng các phím ←, → .

*Ang.reso : Độ phân giải góc: có thể đặt 1” hoặc 5” chọn bằng phím ←, →.

* Coord : Dạng toạ độ NEZ hoặc ENZ chọn bằng các phím ←, → .

o. Các thông báo lỗi

176

* Bad condition : Tín hiệu thu bị yếu do thời tiết kém hoặc ngắm gương ch−a đúng tâm : cần ngắm lại gương hoặc tăng số gương lên.

* Calculation error : Toạ độ của điểm đang ngắm khi đo giao hội nghịch đã có, cần chọn lại điểm khác không trùng với các điểm đã đo.

* Checksum error: Lỗi khi kết nối giữa máy đo với thiết bị ngoài.

* Communication error : Lỗi trong việc nhận dữ liệu đo của thiết bị ngoài (máy đã trút số liệu nhưng thiết bị ngoài không nhận).

* Flash write error.

* Flash mount error : Không thể đọc được số liệu. Liên hệ với trung tâm bảo hành máy để xử lý.

* Invalid baseline : Lỗi trong quá trình đưa cạnh thiết kế ra thực địa hoặc chiếu điểm đo, cạnh cơ bản chưa được xác định.

* Memory is full : Bộ nhớ đã đầy, cần trút số liệu ra máy tính và xoá bớt tên JOB.

* Need 1st obs : Khi đo khoảng cách giữa các gương : chưa đo điểm khởi đầu. Ngắm lại và ấn OBS để đo lại .

* Need 2nd obs : Khi đo khoảng cách giữa các gương : Chưa đo tới g−ơng thứ hai. Ngắm lại và ấn MLM .

* Need offset pt : Khi đo bù chưa đo tới điểm bù. Ngắm tới điểm bù và ấn OBS.

*Need prism obs : Khi đo chiều cao gián tiếp chưa đo gương. Ngắm tới gương và đo tới gương trước.

* No data : Không có số liệu khi gọi hoặc tìm số liệu trong bộ nhớ.

* No solution : Khi tính toạ độ trạm máydữ liệu bị sai không tính được. Cần đo lại và tính lại.

* Out of range : Máy chưa được cân bằng, cần cân lại máy.

* Out of value : Khi chuyển giá trị góc đứng sang % mà +/- 890 tính từ hướng ngang.

*Print of send first : Phải trút số liệu hoặc in ra trước khi xoá một JOB.

* RAM Clear : Chức năng phục hồi màn hình đo bị xoá sau một tuần tắt máy.

* Same coordinates: Toạ độ của điểm 1 và điểm 2 nhập vào là trùng nhau nên không thể xác định được cạnh cơ bản.

* Signal off: Tín hiệu thu không có, cần ngắm lại gương.

p. Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh máy :

p1.Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh bọt thuỷ máy :

177

Việc kiểm nghiệm và hiệu chỉnh bọt thuỷ dài và tròn của máy SET series 10 tương tự như các loại máy quang học khác.

p.2 Kiểm nghiệm sai số độ nghiêng trục :

* Kiểm nghiệm :

♦ Cân máy thật chính xác để tránh phải kiểm nghiệm nhiều lần.

♦ Đặt góc bằng = 0.

♦ Từ màn hình CNFG chọn Instr.const , tiếp tục chọn TILT X Y và ấn ENT.

♦ Chờ vài giây cho màn hình ổn định và đọc các giá trị X1 và Y1 được tự động hiển thị trên màn hình.

♦ Quay máy 1800 sau đó khoá chặt bàn độ.

♦ Đợi vài giây cho màn hình ổn định sau đó đọc các giá trị X2 và Y2 được tự động hiển thị trên màn hình .

♦ Tính các giá trị trung bình

Xoffset = (X1+X2)/2

Yoffset = (Y1+Y2)/2.

Nếu một trong các giá trị trung bình tính ra sai lệch quá +/- 20” thì nên làm các bước tiếp theo kiểm tra lại để hiệu chỉnh. Nếu các giá trị đó không vượt quá hạn sai +/- 20” thì không cần. ấn phím ESC để trở lại màn hình ban đầu.

*Hiệu chỉnh :

♦ Ghi nhớ giá trị X2, Y2 có được, ấn OK để đặt góc ngang bằng không.

♦ Quay máy 1800 thực hiện các bước như trên để có được các giá trị X1,Y1. ấn YES để lưu trữ các giá trị hiệu chỉnh góc do độ nghiêng trục X1,Y1. GIá trị mới được chấp nhận.

♦ Nếu cả hai giá trị xác định được nằm trong phạm vi 400 30 bấm phím YES để thay đổi giá trị hiệu chỉnh cũ bằng gía trị mới và tiếp tục các bước sau. Nếu giá trị hiệu chỉnh nằm ngoài phạm vi trên thì bấm phím NO để thoát và lấy lại giá trị hiệu chỉnh ban đầu của máy. Có thể liên lạc với đại diện bảo hành SOKKIA để chỉnh sửa.

178

* Kiểm tra lại :

♦ ấn phím ENT tại trang Instr.const.

♦ Đợi vài giây cho màn hình ổn định sau đó đọc các giá trị X3 và Y3 hiển thị trên màn hình.

♦ Quay máy đi 1800 .

♦ Đợi vài giây cho máy ổn định và đọc các giá trị X4, Y4.

♦ Tính toán các giá trị trung bình và so sánh theo các tiêu chuẩn như ở phần kiểm nghiệm. Nếu các giá trị hiệu chỉnh vượt quá hạn sai thì nên kiểm tra vài lần nữa. Khi đã chắc chắn là máy trục trặc ban nên liên lạc với đại diện bảo hành SOKKIA để chỉnh sửa.

q. Trút số liệu trong Job

Giá trị đo, dữ liệu điểm trạm máy, điểm biết toạ độ, ghi chú và dữ liệu toạ độ trong Job được đưa ra ngoài.

Các điểm nhập từ ngoài vào máy không thể trút ra được.

Việc kết nối giữa máy đo và CPU được thực hiện trong menu Job bằng cách chọn “Comms Setup” .

Chú ý : Khi đơn vị của đo cạnh là “inch” thì dữ liệu đưa ra có đơn vị “feet”.

* Trút dữ liệu đo sang máy tính

- Kết nối máy SET và máy tính

- Chọn “JOB” trong Memory Mode.

- Chọn “Comms Setup” để hiển thị danh sách JOB.

- Lựa chọn JOB đưa ra rồi ấn ENT

- “OUT” hiện ra bên phải của JOB được chọn.

- Có thể chọn nhiều JOB mà bạn muốn

Dấu “ * ” hiện lên cạnh JOB có nghĩa là dữ liệu trong JOB chưa được trút ra ngoài.

- Ấn [OK].

- Chọn kiểu format cho dữ liệu được trút ra. Với máy tính thì ta chọn kiểu format là SDR. Việc trút bắt đầu được thực hiện. Khi việc trút dữ liệu hoàn thành, danh sách các Job sẽ được hiển thị lại trên màn hình, bạn có thể tiếp tục trút các JOB khác hoặc ấn ESC để thoát khỏi chương trình trút.

* Trút dữ liệu và in trên máy in.

- Chọn thư mục JOB trong trang màn hình Memory Mode.

179

- Chọn “Comms Setup” để hiển thị danh sách JOB.

- Lựa chọn JOB đưa ra rồi ấn ENT

- “OUT” hiện ra bên phải của JOB đ−ợc chọn.

- Có thể chọn nhiều JOB mà bạn muốn

- Ấn phím OK.

- Kết nối máy đo và máy in, sau đó bật máy in lên.

Chọn “ printed output ” và ấn ENT. Việc trút bắt đầu được thực hiện. Khi việc trút dữ liệu hoàn thành máy in cũng sẽ tự động in ra số liệu đo, sau đó danh sách các Job sẽ được hiển thị lại trên màn hình, bạn có thể tiếp tục trút các JOB khác hoặc ấn ESC để thoát khỏi chương trình trút.

II. MÁY TC 400

A/ Ký hiệu và ý nghĩa

[ALL] Đo và ghi các giá trị về góc cạnh và toạ độ... vào bộ nhớ trong thiết bị.

[DIST] Đo và hiển thị các giá trị về góc cạnh và toạ độ...

[REC] Ghi các giá trị đang hiển thị vào bộ nhớ trong.

[EDM] Hiển thị hoặc thay đổi các tham số hiệu chuẩn liên quan đến đo dài.

[PREV] Xem lại màn hình trước.

[NEXT] Xem tiếp màn hình sau.

[STATION] Trạm máy.

[INPUT] Nhập số liệu (Số hoặc chữ từ bàn phím).

[setHZ] Đặt hướng khởi đầu.

[COMP] Cài đặt chế độ bù nghiêng (2 trục, 1 trục hoặc tắt bù).

[FIND] Tìm điểm đo, tram máy hay Code.

[hr] Chiều cao gương.

[hi] Chiều cao máy (Từ tâm mốc đến tâm máy).[E0] Toạ độ Y trạm máy.

[N0] Toạ độ X trạm máy.

[H0] Cao độ H trạm máy.

[E] Toạ độ Y điểm đo.

[N] Toạ độ X điểm đo.

[H] Cao độ H điểm đo.

Khoảng cách ngang.

Khoảng cách nghiêng.

Chênh cao.

180

B/ PHÍM - CHỨC NĂNG:

1/ Phím MENU

Nhấn phím [ MENU ] có các nội dung sau:

Page1

F1 Programs Chương trình ứng dụng.

F2 Settings Cài đặt.

F5 EDM settings Cài đặt các tham số liên quan đến đo xa

F4 File management Quản lý số liệu.

Page2

F1 CALIBRATIONS HIỆU CHUẨN SAI SỐ

F2 COMM Parameter Thông số giao diện thiết bị ngoại vi

F3 Data Transfer Truyền dữ liệu

F4 System Info Thông tin hệ thống

Nhấn phím F1 Programs : Các chương trình đo ứng dụng.Program:

- Surveying

- Setting out

- Free station

- Tie distance

- Area( Plan)

- Remote height

Các chương trình ứng dụng:

- Khảo sát.

- Chuyển điểm thiết kế ra thực địa.

- Giao hội nghịch.

- Đo khoảng cách gián tiếp.

- Đo và tính diện tích.

- Đo độ cao không với tới.

Nhấn phím F2 Settings : Cài đặt thiết bị.Settings:

- Contrast, Trigger key, USER key, V-setting, Tilt correction

- Sector beep, Hz incrementation

Reticle lllumin, DSP heater

- Data output, GSI8/16, Mask1/2, Hz collimmation Auto-Off.

Cài đặt:

- Độ tương phản, các phím, góc, trục ...

- Tiếng “Pip”, chiều tăng góc quay, chiếu sáng thập tự tuyến, sưởi ấm màn hình.

- Định dạng số liệu ra ( theo GSI8/16,

181

- Min, Reading, Angle unit, distance unit, temperature, Pressure.

Mark1,2). Bật tắt bù sai số và nguồn thiết bị.

- Cài đặt đơn vị đo góc, đo cạnh, nhiệt độ áp suất...

Nhấn phím F3 EDM settings : Cài đặt các yếu tố liên quan đến đo xa.EDM settings:

- EDM- Mode

- Prism type

- Prism constant

Cài đặt chế độ đo xa:

- Chế độ đo xa. (IR- Fine)

- Loại gương. ( ROUND )

- Hằng số gương. ( 0 mm )

Nhấn phím F4 File management: Xem soạn sửa và soá số liệu.File management:

-Job

-Fix points

-Measurements

-Codes

-Initialize Memory

- Memory Statistic

Quản lý số liệu (Xem, soạn, sửa và xoá số liệu):

- Công việc

- Điểm cứng.

- Điểm đo.

- Mã địa vật.

- Xoá bộ nhớ (Xoá từng JOB, điểm đo, điểm gốc hoặc xoá toàn bộ dữ liệu trong bộ nhớ.

- Thông tin bộ nhớ.

Nhấn phím [ MENU ] ----> [PAGE ]

Nhấn phím F1 Calibrations : Hiệu chỉnh sai sốClibbrations:

- Hz - Collimation

- V-index

- View Clibbration Data

Sai số:

- Sai số góc ngang.

- Sai số góc đứng.

- Xem gía trị sai số góc ngang và góc đứng của lần hiệu chỉnh trước.

Nhấn phím F2 COMM Parameter : Cài đặt các thông số truyền dẫn giữa máy TC và Leica Surevey Office trên PC

Thiết đặt chuẩn Leica: 19200 baud, 8 Databit, No Parity, 1 Stopbit, CR/LFCommunication:

- Baudrate

- Databits

Thiết đặt giao tiếp:

- Baudrate: 19200 (Tốc độ truyền...bis/giây)

- Databits: 8 (Truyền dữ liệu thực hiện

182

- Parity

- Endmark

- Stopbits

với 8 bit dữ liệu).

- Parity: No Parity (Không kiểm tra chẵn lẻ)

- Endmark: CR/LF.

- Stopbits: 1

2/ Phím USER:

*Chức năng phím USER được ấn định tuỳ thuộc vào người sử dụng.

*Phím USER được ấn định một trong các chức năng từ danh sách các chức năng trong phím FNC như sau:

1/ LEVEL: Chức năng bật tắt bọt thuỷ điện tử và rọi tâm Laser.

2/ LSRPNT: Chế độ đo LASER (Chỉ có hiệu lực với TCR)

3/ H-TRANS: Chế độ đo điểm định hướng và chuyền cao độ.

4/ CODE: Mã điểm đo.

5/ OFFSET: Dịch chuyển khoảng cách theo một hướng chuẩn.

6/ DSTUNIT: Thay đổi đơn vị đo cạnh (Us-ft, INT-ft, ft-in1/8, meter).

7/ ANGUNIT: Thay đổi đơn vị đo góc (Mil, gon, Độ và Độ phút giây).

8/ LIGHT: Bật tắt đèn chiếu sáng màn hình.

3/ Phím FNC:

Đây là phím chứa danh sách các chức năng đã được liệt kê trong phần PhímUSER:

4/ Phím ESC:

Chức năng thoát khỏi màn hình hội thoại hoặc chế độ soạn thảo trở về mục trước đó.

C/ MỘT SỐ THAO TÁC THÔNG THƯỜNG:

1/ Bật bọt thuỷ điện tử và dọi tâm Laser:

Cách 1: Nhấn phím USER ---> Nhấn phím F4 (Khi đã cân bằng định tâm xong)

Cách 2: Nhấn phím FNC ----> Nhấn phím F1----> Nhấn phím F4 (Như trên ).

2/ Xem và xoá dữ liệu: Nhấn phím MENU ----> Nhấn phím F4

a/ Muốn xem, xoá và tạo mới công việc JOB nhấn phím F1

1- Xoá công việc đang hiển thị tiếp tục nhấn phím --> F1 [DELETE]

2- Tạo công việc mới nhấn phím --> F4 [NEW].

b/ Muốn xem, xoá và tạo mới điểm cứng FIX POINT nhấn phím --> F2

1- Tìm điểm cứng nhấn phím --> F1 [FIND] và gõ tên điểm cần tìm.

183

2- Xoá điểm đang hiện thị nhấn phím --> F2 [DELETE]

3- Tạo điểm cứng mới nhấn phím --> F3 [NEW]

4- Sửa điểm cứng nhấn phím --> F4 EDITc/ Muốn xem điểm đo MEASUREMENTS nhấn phím --> F3

1- Tìm điểm đo nhấn phím --> F1 [POINT] và gõ tên điểm cần tìm.

2- Xem toàn bộ các điểm đo nhấn phím --> F4 VIEW d/ Muốn xem, xoá và tạo mới mã điểm đo CODES nhấn phím --> F4

1- Xoá mã Codes hiện thời nhấn phím --> F4 DELETE 2- Tạo mới các mã điểm đo nhấn phím --> F1 NEW 3- Tìm mã Codes điểm đo chuyển con trỏ lên dòng Find và gõ tên mã cần tìm và nhấn phím ENTER .

3/ Thay đổi hằng số gương và chế độ đo:

Cách 1: Nhấn phím ---- > MENU ----> F3 - Thay đổi chế độ đo tại dòng EDM Mode: IR-Fine

- Thay đổi loại gương Prims Type : ROUND

- Hằng số gương tự động thay đổi tại Prims Const: 0 mm

RL-Prims Chế độ đo Laser có sử dụng gương với khoảng cách lớn.

IR-Fine Chế độ đo hồng ngoại sử dung gương với độ chính cao.

IR-Fast Chế độ đo nhanh.

IR-Tape Chế độ đo hồng ngoại vào tấm phản xạ.

RL-Short Chế độ đo khoảng cách bằng Laser không gương.

RL-Track Chế độ đo khoảng cách liên tục.

Cách 2: Tại màn hình đo nhấn phím ---- > F4 đến khi trên màn hình (ở dòng dưới cùng) chữ EDM xuất hiện nhấn phím F (Thông thường là hai phím F2 hoặc F3) tương ứng phía dưới và thay đổi như cách 1.

D/ MỘT SỐ CHƯƠNG TRÌNH ĐO ỨNG DỤNG THÔNG THƯỜNG:

1/ Chương trình khảo sát - SURVEYING:

Vào chương trình MENU ---> F1 ---> F1 Các bước thực hiện:

b1- Khai báo tên công việc F1 Set Job b2- Khai báo trạm máy F2 Set Station b3- Khai báo điểm định hướng F3 Set Orienstation b4- Bắt đầu đo F4 START

b1:

184

Nhấn phím F1 ( để vào đặt tên công việc )

---> tiếp tục nhấn F1 NEW (để soạn tên công việc mới)

---> Nhấn phím F4 OK để hoàn tất việc đặt tên JOB.

b2:

Nhấn phím F2 để vào khai báo trạm máy

---> Nhấn F1 INPUT để soạn tên trạm máy --> Nhập song nhấn ENTER

---> Nhấn phím F4 ENH để nhập toạ độ trạm máy theo thứ tự Y - X - H.

---> Sau khi soạn song toạ độ trạm máy, chấp nhận nhấn phím F4 OK .---> Nhấn tiếp phím F1 INPUT để nhập cao máy tại dòng hi: ........m

---> Nhấn tiếp phím F4 OK để kết thúc khai báo trạm máy.

b3:

Nhấn phím F3 để vào khai báo điểm định hướng (Phương vị).

*/ Có 2 cách nhập góc định hướng (Tuỳ vào số liệu đã có, chọn 1 trong 2 cách sau):

C1- Nhập góc định hướng với một góc biết trước hoặc góc bất kỳ. Nhấn phím F1

C2- Nhập góc định hướng từ điểm định hướng đã biết toạ độ. Nhấn phím F2

C1: Nhấn phím F1 để vào góc định hướng

- Muốn “quy 0” góc định hướng Nhấn phím F1 Manual Angle Setting - Muốn nhập góc định hướng là một góc đã biết trước, dùng phím để kích hoạt số nhập.

Sau khi đã nhập chính xác góc định hướng ta nhấn tiếp phím F3 để ghi lại góc định hướng đã được nhập, hoặc một giá trị góc bằng đã được cài đặt.

C2: Nhấn phím F2 Coordinates để vào toạ độ điểm định hướng. Góc định hướng được tính toán từ toạ độ điểm trạm máy và toạ độ điểm định hướng (Toạ độ điểm định hướng được nhập bằng tay hoặc đựơc kích hoạt từ bộ nhớ của máy).

Tại dòng BS nhập tên điểm định hướng, nhấn phím F1 INPUT để vào tên điểm định hướng, nhập song nhấn phím ENTER để chấp nhận. Nếu điểm đã nhập không tìm thấy trong bộ nhớ của máy, máy sẽ tự động kích hoạt chế độ nhập bằng tay.

Nhập toạ độ Y thông qua phím F1 INPUT tại dòng East: -------------m

Nhập toạ độ X thông qua phím F1 INPUT tại dòng North:-------------m Nhập cao độ H thông qua phím F1 INPUT tại dòng Height:------------m

Nhập song Y - X - H ngắm lại điểm định hướng nhấn phím F4 OK để kết thúc khai báo toạ độ điểm định hướng. Ngắm lại điểm định hướng, nhấn phím F3 REC để ghi lại, Nhấn phím F1 COMPUTE để tính góc phương vị, nhấn F4 OK để hoàn tất.

b4:

185

Nhấn phím F4 STATR để tiến hành đo chi tiết.

2/ Chương trình chuyển điểm thiết kế ra thực địa - SETTING OUT:

Vào chương trình MENU ---> F1 ---> F2 Các bước khai báo (Tương tự như chương trình đo (Khảo sát -

SURVEYING))

b1- Khai báo tên công việc F1 Set Job b2- Khai báo trạm máy F2 Set Station b3- Khai báo điểm định hướng F3 Set Orienstation b4- Bắt đầu đo F4 START

Tại màn hình STAKE OUT đưa vệt sáng xuống dòng PtId dùng phím để chọn điểm cần chuyển ra ngoài thực địa. Trong trường hợp điểm cần chuyển không có trong bộ nhớ, chuyển vệt sáng lên dòng Search và nhập tên. Tiếp theo máy yêu cầu nhập toạ độ Y - X - H của điểm cần chuyển, nhấn phím F4 OK . Nhấn phím F2 DIST để có màn hình hiển thị sau:

03 màn hình hiển thị STAKE OUT

Màn hình 1

Hz Góc dịch:

Có giá trị (+) nếu điểm cần chuyển nằm phía bên phải hướng hiện tại. Có giá trị (- ) nếu điểm cần chuyển nằm phía bên trái hướng hiện tại.

Khoảng dịch theo chiều dài:

Có giá trị (+) nếu điểm chuyển nằm xa hơn điểm ngắm hiện tại.

Có giá trị (-) nếu điểm chuyển nằm gần hơn điểm ngắm hiện tại.

Màn hình 2

L Khoảng dịch theo chiều dài: Giá trị dương nếu điểm chuyển còn nằm xa hơn.

T Khoảng dịch ngang, vuông góc với hướng ngắm, dương nếu điểm chuyển nằm bên phải của điểm đo hiện tại.

Màn hình 3

E Khoảng dịch theo hướng Đông giữa điểm chuyển và điểm ngắm hiện tại.

N Khoảng dịch theo hướng Bắc giữa điểm chuyển và điểm ngắm hiện tại.

H Khoảng dịch cao độ, dương nếu điểm chuyển cao hơn điểm đo hiện tại

3/ Chương trình đo khoảng cách gián tiếp ( TIE -DISTANCE):

Chương trình đo khoảng cách gián tiếp (TIE -DISTANCE ) xác định khoảng cách nghiêng, khoảng cách ngang, chênh cao và phương vị giữa hai điểm được đo trực tuyến.

186

Vào chương trình MENU ---> F1 ---> Page ---> F1 Các bước khai báo (Tương tự như chương trình đo (Khảo sát - SURVEYING))

b1- Khai báo tên công việc F1 Set Job b2- Khai báo trạm máy F2 Set Station b3- Khai báo điểm định hướng F3 Set Orienstation b4- Bắt đầu đo F4 START

Nhấn phím F4 START để bắt đầu đo (Có 2 phương pháp):

F1 Polygonal A - B, B - C F2 Radial A - B, A - C

Phương pháp đo đa giác (Polygonal) A - B, B - C

Nhấn phím F1

Tại dòng Point 1 nhập tên điểm thứ nhất. VD A1

Tại dòng hr Nhập cao gương điểm thứ nhất.

Nhấn phím F3 ALL để đo điểm thứ nhất (Điểm A1), máy tự động chuyển sang điểm đo thứ 2 (Điểm A2) , nhập cao gương điểm thứ hai tại dòng hr sau đó nhấn phím F3 ALL để đo điểm 2. Máy TC tính toán khoảng cách giữa hai điểm A1 và A2 và hiển thị.

- Độ dốc giữa hai điểm 1 và 2 (A1 và A2): Grade

- Khoảng cách ngang giữa hai điểm 1 và 2

- Khoảng cách nghiêng giữa hai điểm 1 và 2

- Chênh cao giữa hai điểm 1 và 2

- Phương vị giữa hai điểm 1 và 2 (Đúng trong trường hợp toạ độ trạm máy và góc định hướng không phải là giả định)

Tiếp tục đo từ điểm 2 (A2) đến điểm 3 (A3) ta nhấn phím F2 NewPt2 và khai báo cao gương điểm 3 (A3) và tiến hành nhấn phím F3 ALL như trên.

187

Trạm máy

l3A4

A3

A2

l2l1

A1

l1 ... l n: Là khoảng cách giữa các điểm đo liên tiếp

Từ A1 đến A2, từ A2 đến A3 và từ A3 đến A4.

Phương pháp đo xuyên tâm (Radial ) A - B, A - C

Cách đo phương pháp này như phương pháp trên.

l1 ... l n: Là khoảng cách giữa các điểm đo không liên tiếp

Từ A1 đến A2, từ A1 đến A3 và từ A1 đến A4

4/ Đo và tính diện tích - AREA (PLAN) :

Chương trình tính diện tích AREA cho phép tính diện tích của một hính đa giác tạo bởi các điểm được nối với nhau bằng các đoạn thẳng. Các điểm có thể được đo, lựa chọn từ bộ nhớ hoặc vào từ bàn phím. Khi đã đo được từ ba điểm trở lên, diện tích diện tích của hính sẽ được tính toán hiển thị ngay trên màn hình.

`

Vào chương trình MENU ---> F1 ---> Page ---> F2 Các bước khai báo (Tương tự như chương trình đo (Khảo sát - SURVEYING))

b1- Khai báo tên công việc F1 Set Job b2- Khai báo trạm máy F2 Set Station b3- Khai báo điểm định hướng F3 Set Orienstation b4- Bắt đầu đo F4 START

188

Trạm máy

A2A1

l1 A3

A4

l3

l2

Trạm máy

1

2

4

3

1

2

Nhấn phím F4 START để bắt đầu đo:

Đặt tên điểm đo đầu tiên tại dòng Ptid và cao gương điểm này tại dòng hr. Nhấn phím F3 ALL để tiến hành đo, khi đo được từ 3 điểm trở đi máy sẽ báo diện tích tại dòng Area ....m2 . Khi muốn biết diện tích của một hình, ta nhấn vào phím F2 RESULT , diện tích - chu vi của hình đa giác đựơc hiển thị và tổng số chiều dài các đoạn 1-2-3-4-1.

LEICA SURVEY OFFICE

Phần mềm Leica Survey Office được sử dụng để trao đổi dữ liệu giữaTPS 400 và máy tính (PC). Nó có chứa nhiều chương trình phụ trợ nhằm hỗ trợ cho bạn sử dụng máy Toàn đạc đạt hiệu quả cao nhất.

Cài đặt máy tính:

Chương trình cài đặt cho Leica Survey Office nằm trên đĩa CD đi kèm theo khi mua máy Toàn đạc.

Lưu ý rằng Leica Survey Office chỉ chạy dưới các hệ điều hành MS Windows 95, MS Windows 98 và NT 4.0.

Để cài đặt, gọi chương trình “Setup.exe” trong thư mục \SOffice\Language\Disk1 trên CD-Rom và theo các hướng dẫn trên màn hình.

Nội dung chương trình:

Sau khi cài đặt thành công, các chương trình sau sẽ xuất hiện.

- Data Exchange Manager:

Cho việc trao đổi dữ liệu như các toạ độ, số liệu đo, mã code và các File định dạng giữa máy tính và máy đo.

- Codelist Manager:

Cho việc tạo và quản lý các mã đặc tả (Ficture Codes).

- Software Upload:

Cho việc nạp / xoá các phần mềm hệ thống, các chương trình ứng dụng và phần mềm EDM cũng như các ứng dụng văn bản.

- Coordinate Editor:

Cho việc xuất / nhập cũng như việc tạo và sử lý các File chứa dữ liệu toạ độ.

- Settings:

Cho việc thiết lập nói chung cho tất cả các ứng dụng của Survey Office ( chẳng hạn như các thông số giao diện).

- External Tools:

Cho phép quản lý các Fomat và các thiết đặt đối với TPS (Các thiết đặt do người dùng định nghĩa).

- Exit:

189

Thoát khỏi Survey Office.

- Register:

Đăng ký kiểu máy Toàn đạc và các đối tượng khác.

CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 3

1. Nêu khái niệm và các phương pháp đo khoảng cách?

2. Nêu khái niệm đo khoảng cách trực tiếp và các phương pháp dóng hướng đường thẳng?

3. Trình bày các phương pháp đo khoảng cách trực tiếp và độ chính xác của đo khoảng cách trực tiếp?

4. Trình bày nguyên lý, độ chính xác của phương pháp đo khoảng cách bằng máy kinh vĩ có dây thị cự thẳng?

5. Trình bày nguyên lý và các phương pháp đo khoảng cách bằng máy đo xa điện tử?

6. Nêu các nguyên nhân sai số chủ yếu trong đo xa điện tử?

7. Nêu phương pháp sử dụng máy đo xa điện tử và máy toàn đạc điện tử?

CHƯƠNG 4

ĐO CHÊNH CAO4.1. KHÁI NIỆM VỀ ĐO CAO, CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO CHÊNH CAO

4.1.1 Khái niệm về độ cao

190

Độ cao của một điểm là khoảng cách tính từ điểm đó đến mặt thuỷ chuẩn.

Độ cao là một trong các yếu tố để xác định vị trí không gian của một điểm. Bởi vậy đo cao là một dạng công tác đo cơ bản. Để xác định độ cao của một điểm, người ta tiến hành xác định chênh cao giữa điểm đó và điểm đã biết độ cao. Cho nên, đại lượng cần đo là chênh cao.

Độ cao của một điểm sẽ có giá trị tùy thuộc vào việc chọn mặt thuỷ chuẩn khởi tính. Trong trắc địa thường chọn các mặt thuỷ chuẩn khởi tính sau:

- Mặt Geoid

- Mặt Kavadigeoid

- Mặt Elipxoid

Nếu mặt thuỷ chuẩn khởi tính là mặt Geoid, ta có hệ thống độ cao chính; nếu mặt thuỷ chuẩn khởi tính là mặt Kvadigeoid, ta có hệ thống độ cao thường và nếu mặt thuỷ chuẩn khởi tính là mặt Elipxoid, ta có hệ thống độ cao trắc địa.

4.1.2 Các phương pháp đo chênh cao

1. Phương pháp đo cao hình học (còn gọi là đo thủy chuẩn)

Nguyên lý: dựa vào tia ngắm nằm ngang. Nghĩa là trong phạm vi hẹp coi tia ngắm song song với mặt thủy chuẩn và vuông góc với phương của đường dây dọi. Dụng cụ đo là máy và mia thủy chuẩn.

2. Phương pháp đo cao lượng giác

Nguyên lý: dựa vào mối tương quan hàm số lượng giác trong tam giác, tạo bởi tia ngắm nghiêng, khoảng cách giữa hai điểm và phương của đường dây dọi đi qua điểm cần xác định chênh cao. Dụng cụ đo là máy kinh vĩ có bàn độ đứng, tiêu ngắm

3. Phương pháp đo cao thủy tĩnh

Nguyên lý: dựa vào tính chất bình thông nhau của chất lỏng. Dụng cụ đo là máy thủy tĩnh.

4. Phương pháp đo cao radio

Nguyên lý của nó giống như nguyên lý đo khoảng cách bằng sóng điện từ (đã xét ở chương 3). Dụng cụ đo là máy đo cao radio đặt trên máy bay.

5. Phương pháp đo cao áp kế

Nguyên lý: dựa vào sự thay đổi (giảm) của áp suất khí quyển theo độ cao. Dụng cụ đo chủ yếu là áp kế.

6. Phương pháp đo cao bằng hệ định vị toàn cầu GPS:

Độ cao của các điểm trên mặt đất được xác định thông qua số liệu thu từ vệ tinh.

7. Phương pháp đo cao tự động

191

Trước đây phương pháp này chủ yếu dựa vào nguyên lý hoạt động của con lắc (máy được đặt trên ôtô, xe đạp), ngày nay dựa vào thành tựu của ngành tin học đã ra đời một số máy đo cao điện tử.

Trong giáo trình này, xin giới thiệu hai phương pháp đo cao truyền thống là đo cao hình học và đo cao lượng giác. Nhằm phục vụ chủ yếu công tác đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ lớn. Nghĩa là có độ chính xác từ hạng III trở xuống.

4.2. ĐO CAO HÌNH HỌC

4.2.1 Nguyên lí

Dựa vào tia ngắm nằm ngang, mia dựng thẳng đứng, tạo thành mối quan hệ hình học để tính chênh cao. Nghĩa là trong phạm vi hẹp, coi tia ngắm song song với mặt thủy chuẩn và vuông góc với phương dây dọi. Dụng cụ đo là máy và mia thủy chuẩn.

Có hai cách để xác định chênh cao giữa hai điểm đặt máy là:

- Đặt máy giữa hai điểm gọi là “ Đo thủy chuẩn từ giữa”

- Đặt máy ở một điểm và điểm kia dựng mia gọi là “Đo thủy chuẩn phía trước”

4.2.2 Các phương pháp đo cao hình học

1. Đo chênh cao từ giữa

192

Hình 4-1

Hình 4.1 mô tả phương pháp đo thủy chuẩn từ giữa. Ở đây để đơn giản ta xét trong phạm vi hẹp: nghĩa là coi mặt thủy chuẩn chuẩn là mặt phẳng nằm ngang. Tia ngắm truyền thẳng và song song với mặt thủy chuẩn, các trục đứng của máy và mia theo phương dây dọi vuông góc với mặt thủy chuẩn, chênh cao giữa hai điểm A và B ký hiệu là hAB:

hAB = HB - HA (4.1)

Tại A và B đặt hai mia thẳng đứng, mia có khắc vạch theo đơn vị độ dài, (cm, mm) và có cấu tạo như đã giới thiệu. Tại điểm giữa của đoạn AB (hoặc giữa khoảng cách hai mia) đặt máy thủy chuẩn, máy này có bộ phận để đưa trục ngắm về vị trí nằm ngang (ống thủy dài gắn trong ống kính hoặc bộ phận tự động cân bằng trục ngắm), ống kính của nó cấu tạo gần như ống kính máy kinh vĩ.

Theo hướng từ A đến B (theo chiều mũi tên) ta gọi mia đặt ở A là mia sau và mia đặt ở B là mia trước. Sau khi cân bằng máy để đưa trục ngắm về vị trí nằm ngang, hướng ống kính ngắm về mia sau và dựa vào chỉ ngang giữa của lưới chữ thập để đọc số đọc ký hiệu là a, sau đó quay ống kính ngắm sang mia trước, tương tự đọc được số đọc b. Từ hình 4.1 ta thấy, giá trị và dấu của chênh cao hAB được tính theo hiệu của hai số đọc này:

hAB = a - b (4.2)

Nếu độ cao của điểm A đã biết trước là HA thì độ cao của điểm B sẽ là

HB = HA + hAB (4.3)

Khi hai điểm A, B cách xa nhau hoặc trong trường hợp chênh cao giữa hai điểm quá lớn (độ dốc lớn) cần phải bố trí n trạm máy (hình 4.1b), lúc này hAB là tổng các chênh cao hi của n trạm:

(4.4)

2. Đo chênh cao phía trước

193

Hình 4-2

Trường hợp đặt máy thủy chuẩn ở điểm M có độ cao đã biết (hình 4.2), để xác định độ cao của các điểm lân cận, chẳng hạn điểm N, ta chỉ cần dựng mia tại điểm N. Tương tự như trên, sau khi đưa trục ngắm về vị trí nằm ngang lấy số đọc trên mia là b và đo chiều cao máy ta sẽ tính được chênh cao hMN. Theo hình vẽ, ta có:

hMN = im- b

HN = (HM +im) - b

Đo cao hình học là phương pháp xác định độ cao đơn giản nhất, nhưng đạt được độ chính xác cao nhất so với các phương pháp khác.

4.3 MÁY VÀ MIA THỦY CHUẨN CÓ ĐỘ CHÍNH XÁC TRUNG BÌNH

4.3.1 Phân loại máy thủy chuẩn

Dựa vào độ chính xác, máy và mia thủy chuẩn được chia làm hai loại: Loại có độ chính xác cao dùng để đo hạng I và hạng II với sai số trung phương mh = 0.5mm/1km, loại máy có độ chính xác trung bình dùng để đo độ cao hạng III, IV với sai số trung phương mh = 3mm/1km và thuỷ chuẩn kỹ thuật với sai số trung phương mh = 10mm/1km .

Máy và mia có độ chính xác cao sẽ được giới thiệu trong giáo trình “Trắc địa cao cấp”. Ở đây chỉ giới thiệu máy và mia có độ chính xác trung bình

Dựa vào đặc điểm của phương pháp đưa tia ngắm về vị trí nằm ngang, ta thường gặp hai loại máy thủy chuẩn:

- Loại cân bằng trục ngắm nhờ ống thuỷ.

- Loại tự động cân bằng trục ngắm

4.3.2 Cấu tạo máy thủy chuẩn

194

Hình 4-3

Hình 4-4

Hình 4.3 mô tả những bộ phận chủ yếu và kí hiệu các trục hình học của máy thủy chuẩn.

- (1) - Kính vật

- (2) - Kính điều quang

- (3) - Màng chỉ chữ thập

- (4) - Kính mắt

- (5) - Ống thủy dài

- (6) - Đế máy

- (7) - Ốc cân máy.

Một số bộ phận cơ bản như ống kính, ống thủy, đế máy, chân máy … của máy thủy chuẩn có cấu tạo tương tự như máy kinh vĩ. Sau đây chỉ khảo sát những đặc điểm riêng của hai loại máy thông dụng là máy có vít nghiêng và máy tự động cân bằng trục ngắm.

1. Máy thủy chuẩn cân bằng ống thủy dài

Cấu tạo của máy thủy chuẩn có ống thủy dài được mô tả trên hình 4.4.

1. Vít nghiêng (1)

2. Ống kính (2),

3. Ống thủy dài (3),

4. Ống thủy tròn (4),

5. Khoá ống kính (5),

6. Núm vi động ngang (6),

7. Núm điều quang (7),

8. Ốc chỉnh bọt thủy tròn (8),

9. Ốc cân máy (9) v.v..

195

Có hai đặc điểm cơ bản của loại máy này: Một là trục ngắm của ống kính CC không gắn cố định với trục đứng VV. Nhờ điều chỉnh vít nghiêng, trục ngắm có thể di động trong một góc nhỏ trong mặt phẳng thẳng đứng chứa trục ngắm CC. Hai là, ống thủy dài được gắn liền với ống kính sao cho trục LL của nó song song với trục ngắm CC.

Hình ảnh của bọt nước được một hệ thống lăng kính chiếu lên màng chữ thập tách thành hai nhánh parabol, nguyên lý của nó đã được trình bày trong chương 2 (xem hình 2.13)

Như vậy, sau khi cân bằng máy sơ bộ bằng ống thủy tròn, ta dùng vít nghiêng điều chỉnh để đưa bọt nước của ống thủy dài vào vị trí điểm chuẩn (trong trường hợp ngắm thấy hai nhánh parabol chập khít nhau) thì trục ngắm sẽ ở vị trí nằm ngang.

Tại mỗi trạm đo, trước khi đọc số phải cân bằng bọt thủy dài chính xác. Và khi đo trong điều kiện nhiệt độ thay đổi, có gió to... bọt nước sẽ không ổn định (bị nở và bị rung). Do vậy kéo dài thời gian đo. Để khắc phục nhược điểm trên, người ta chế tạo máy thủy chuẩn tự động cân bằng trục ngắm.

2. Máy thủy chuẩn tự động cân bằng trục ngắm

Nguyên lý chung: dựa vào tính tự cân bằng của con lắc hoặc của mặt chất lỏng dưới tác dụng của trọng lực. Ở trạng thái yên tĩnh dây treo con lắc trùng với phương dây dọi, bề mặt chất lỏng vuông góc với phương dây dọi. Tuy nhiên trong các máy thủy chuẩn việc vận dụng tính chất này được thực hiện theo nhiều phương thức khác nhau.

Bộ phận cân bằng trục ngắm được gọi là bộ tự cân bằng (nghĩa là tự động cân bằng, tự bù trừ v.v... ). Hình 4.5 mô tả đường đi của tia sáng và nguyên lý hoạt động của bộ tự cân bằng.

Từ hình a, nếu tia ngắm nằm ngang thì hình ảnh của 01 trên mia(1) sẽ qua kính vật (2) rơi vào tâm của màng chỉ chữ thập (3).

196

Hình 4-5

Ở hình b : khi ống kính bị nghiêng một góc nhỏ thì 01 sẽ rơi vào điểm 0’ còn tâm của màng chỉ chữ thập 0 sẽ trùng với ảnh 02 trên mia nghĩa là tâm của màng chỉ chữ thập đã “dịch chuyển” khỏi trục nằm ngang một khoảng 00’:

00’ = fv tgVì rất bé, nên có thể coi tg=, nghĩa là :

00’ = fv (4.5)

trong đó fv là tiêu cự của kính vật.

Nhiệm vụ của bộ tự cân bằng là phải làm cho 0 và 0’ trùng nhau. Từ hình vẽ trên ta có thể suy luận có hai cách để 0 trùng với 0’ : Hoặc là dịch chuyển màng chữ thập một lượng f , hoặc làm khúc xạ thay đổi hướng của tia ngắm để cho ảnh 01 rơi đúng vào tâm 0 (màng chữ thập cố định ). Trong thực tế còn có những cách khác mà dưới đây sẽ giới thiệu một vài phương thức cân bằng đơn giản nhất. Trước hết, mặc dù không có ý nghĩa thực tiễn, nhưng để cho dễ hiểu về mặt lý luận ta sẽ tìm hiểu hai phương thức đơn giản: tự cân bằng nhờ cánh tay đòn và tự cân bằng nhờ gương phẳng.

a. Tự cân bằng nhờ cánh tay đòn

Hình 4.6 mô tả tự cân bằng nhờ cánh tay đòn quay quanh điểm K đặt trên trục ngắm của ống kính. Cánh tay đòn K0’ sẽ tự quay đi một góc sao cho thỏa mãn điều kiện 5.5.

197

Hình 4-6

Hình 4-7

0 0

1 2 3

1

vf

10

0

0'02

200'

0

01K

Trong tam giác K00’ ta có :

00’=fvtg=Stg (4-6)

Nhưng vì và rất nhỏ nên ta có thể coi:

tg =; tg= nên S = f (4.7)

Như vậy trong phương pháp này màng dây chữ thập đã nhờ cánh tay đòn dịch chuyển đi một lượng f. Mặt khác, từ công thức (4-7) ta thấy rằng, ở đây mối tương quan giữa các đại lượng , , S , f phải được xác định. Và tỷ số:

(4-8)

được gọi là hệ số cân bằng. Các máy thủy chuẩn tự động cân bằng trục ngắm thường có K từ 0.4 đến 6.

Phương thức tự động cân bằng cánh tay đòn cơ học này xuất hiện đầu tiên, nhưng hiện nay các máy không còn áp dụng nó, vì tính ổn định kém.

b. Bộ tự cân bằng nhờ gương phẳng

Bộ tự cân bằng nhờ gương phẳng đặt ngoài trục ngắm (hình 4.7), để khúc xạ tia ngắm nhằm hướng ảnh 01 rơi đúng điểm 0. Dĩ nhiên gương phải đặt ở vị trí K nào đó thỏa mãn mối tương quan (4-8). Đơn giản nhất là gương phẳng gắn song song với thành ống kính, vì theo định luật phản xạ ta có :

= 2, nghĩa là có hệ số cân bằng K = 2.

Trong thực tế hiện nay phương pháp này cũng không được áp dụng vì ngoài ảnh thật gương còn tạo ra một ảnh ảo làm cho việc đo ngắm kém chính xác.

c. Bộ tự cân bằng nhờ ống thủy dài

Phương thức này còn áp dụng trong một số máy như HC (Nga), Fenel (Đức), Ni B (Hunggari), ... trong đó bộ tự cân bằng là một ống thủy dài đặt trong ống kính có trục song song với trục ngắm và ảnh của bọt nước được hệ thống lăng kính chiếu lên màng chỉ chữ thập không khắc cố định mà chỉ có một vạch chuẩn đọc số di

198

10

02

Hình 4-8

động cùng với số đọc trên mia. Vị trí của vạch chuẩn tương ứng với vị trí bọt nước của ống thủy (hình 4.8).

Hình (4.8a) biểu thị khi ống kính nằm ngang ảnh 01 sẽ rơi vào điểm 0 của màng chỉ chữ thập, và vì trụ của ống thủy LL gắn song song với trục ngắm CC của ống kính nên ảnh của tâm bọt nước nhờ lăng kính K phản chiếu cũng rơi vào điểm 0.

Hình 4.8b là trường hợp khi ống kính nghiêng một góc nhỏ , nên ảnh 01 sẽ không rơi vào 0 mà vào 0’. Xét tam giác F00’ ta thấy:

hay (a)

trong đó d là khoảng cách 00’ chính là ảnh của bọt nước nhờ lăng kính K chiếu lên màng chữ thập.

Vì trục của ống thủy gắn song song với với trục của ống kính nên ốgn thủy cũng nghiêng theo một góc tương ứng. Nếu gọi R là bán kính và là độ dài của bọt nước thì theo hình vẽ ta có

(b)

So sánh biểu thức (a) và (b) , ta rút ra:

(c)

199

01C K 0

LL

C

F01 0'

0

K T

d

Hình 4-9

Vì chính là độ phóng đại vx của hệ thấu kính T riêng của ống thủy nên :

fv = vxR (4-9)

Như vậy, để sử dụng ống thủy dài làm bộ tự cân bằng máy thủy chuẩn loại này ngoài việc phải đặt trục ống thủy LL song song với trục CC ta còn chọn độ dài tiêu cự fv của vật kính phù hợp với mối tương quan (4-9)

Hình 4.8c là trường ngắm của máy HC:

Ảnh của bọt nước chiếu lên màng chữ thập là hai nhánh Parabol ngược chiều nhau, chỗ chập nhau của chúng có một vạch chuẩn ngang để đọc số . Vạch chuẩn và ảnh của mia cùng đồng thời chuyển dịch nên số đọc sẽ là cố định với mọi vị trí khác nhau (nghiêng) của ống kính.

d. Bộ tự cân bằng nhờ con lắc lăng kính

Phương thức này được áp dụng trong một số máy như: HCm, H-K (Nga), Koni007, Koni004, Ni025(Đức), NiB5, Ni-A(Hungari) v.v... Nguyên lý hoạt động của nó là dựa vào tính chất tự cân bằng của con lắc và tính chất làm lệch tia ngắm một cách hợp lý của hệ thống lăng kính. Hình 4.9a mô tả cấu tạo bộ tự cân bằng nhờ con lắc lăng kính tiêu biểu, trong đó gồm một lăng kính tam giác(1) đóng vai trò con lắc được treo bằng hai sợi dây kim loại nhỏ (2), còn lăng kính tứ giác (3) và (4) được gắn cố định. Vị trí đặt của các lăng kính này phải thỏa mãn theo mối tương quan (4.8). Phần lớn các máy loại này có hệ số cân bằng K=6.

Hình 4.9b là sơ đồ bộ tự cân bằng con lắc lăng kính trong máy Ni025 (Đức). Ở đây, hai lăng kính (1) và (2) được gắn với con lắc (3) còn lăng kính khúc xạ (4) được gắn cố định.

Khi trục ngắm bị nghiêng một góc thì con lắc cũng bị lệch so với phương dây dọi một góc tương ứng. Lúc này tai ngắm chiếu vào lăng kính (1) một góc 2 và khúc xạ hai lần qua lăng kính (4) nên kết quả là trước khi đến màng chữ thập (7) tia ngắm đã bị lệch khỏi vị trí nằm ngang một lượng 4 .

200

a)

b)

1

2 23 4

5

61

2

4 7 8

3

Hình 4-10

Trên đây ta đã xét một số phương thức tự động cân bằng trục ngắm , trong thực tế còn có bộ tự cân bằng dùng các thấu kính , dùng lò xo đàn hồi v.v... Rõ ràng là sử dụng máy thủy chuẩn có bộ tự cân bằng rất tiện lợi và năng suất cao hơn loại máy có vít nghiêng. Song độ chính xác không cao. Khi đo chỉ cân bằng máy sơ bộ bằng ống thủy tròn. Tuy nhiên khi sử dụng loại máy này luôn luôn phải kiểm tra bộ tự động cân bằng.

Ngoài các máy thủy chuẩn trên, hiện nay còn có loại máy thủy chuẩn điện tử.

Máy thủy chuẩn điện tử có cấu tạo đặc biệt so với hai loại máy kể trên. Mia dùng để đo của máy thủy chuẩn điện tử là loại mia chuyên dụng, có vạch khắc được mã hóa. Máy thủy chuẩn điện tử cũng có thể dùng với mia thông thường nhưng cho độ chính xác thấp hơn.

Kết thúc một phép đo, với một động tác bấm phím, trên màn hình hiển thị (ở bên ngoài máy) sẽ hiện lên số đọc cần có như chênh cao, khoảng cách.. Kết quả đo được có thể lưu vào bộ nhớ của máy, sau đó số liệu sẽ được trút ra máy tính hoặc các thiết bị lưu trữ khác.

4.3.3 Cấu tạo mia thủy chuẩn

Tương ứng với các loại máy, mia thủy chuẩn cũng được phân loại theo độ chính xác : Loại có thang đọc số bằng inva dùng để đo độ cao hạng I, hạng II và loại mia gỗ hoặc nhôm dùng để đo hạng III trở xuống. Giáo trình này xin giới thiệu loại mia gỗ .

201

Mia gỗ được làm bằng gỗ nhẹ, bền, ít bị co giãn bởi nhiệt độ thay đổi, dài 3 hoặc 4 mét (hình 4.10). Hai đầu mia có bịt kim loại (1) để chống mòn , ở đoạn giữa có tay nắm (2) và ống thuỷ tròn (3) để dựng cho mia thẳng đứng. Mặt của mia được sơn màu trắng, trên có khắc các vạch cách đều nhau 1cm theo hình chữ E. Cứ mỗi khoảng 10 vạch, có đánh số đềximét từ 00 đến 29 (hoặc 39) .

Tùy theo yêu cầu mà có thể dùng mia có vạch khắc sơn một mặt hay hai mặt. Người ta quy ước mặt có vạch sơn màu đen và ghi số 00 từ đế mia là “mặt đen”, còn mặt có vạch sơn màu đỏ là “mặt đỏ” hay “mặt kiểm tra”. Cách ghi số ở hai mặt không giống nhau.

Khi đo thủy chuẩn từ giữa, thường phải dùng một cặp mia (hai mia) nhất định, cách ghi số ở mặt đen của hai mia là như nhau từ 00 đến 29, còn ở mặt đỏ thì không bắt đầu từ 00 mà một mia bắt đầu từ một con số con số nào đó, 4574 chẳng hạn và mia kia là một số chênh với số này 100mm (thường là 4474). Số chênh số đọc giữa hai mặt đen và mặt đỏ của một mia được gọi là hằng số Ki của mia đó

Ki = ađỏ – a đen (4-10)

hay Ki + a đen - a đỏ = 0

Vì mỗi mia đều có trị số Ki riêng, do đó mỗi cặp mia có thể tính được số chênh hằng số K của chúng:

Kcặp mia = K = K1 - K2 (4-11)

Vì có sai số khắc vạch nên thông thường trị số K không đúng bằng 100. Muốn biết K bằng bao nhiêu, phải tiến hành kiểm nghiệm để xác định.

Khi tia ngắm nằm ngang, theo chỉ giữa của màng chỉ chữ thập ta đọc số trên hai mặt của cả hai mia sẽ được một cặp số đọc khác nhau. Nhưng trị số chênh cao phải như nhau:

h = a đen - b đen = a đỏ -b đỏ

K (4-12)

Như vậy, khi đo thủy chuẩn ta luôn luôn kiểm tra được số liệu đo ở từng trạm máy:

- Số đọc trên mặt đen và số đọc trên mặt đỏ của từng mia phải chênh nhau đúng bằng hằng số của nó (4-10) hay Ki +( a đen

- a đỏ) =0;

- Chênh cao tính theo số đọc mặt đen và tính theo số đọc mặt đỏ của mỗi cặp mia phải chênh nhau là K;

Trường hợp đo thủy chuẩn ở vùng đầm lầy hoặc cát xốp, để tránh mia bị lún, ta phải dùng đế đỡ mia. (hình 4.10b).

202

Hình 4-11

4.4. KIỂM NGHIỆM VÀ HIỆU CHỈNH MÁY, MIA THỦY CHUẨN CÓ ĐỘ CHÍNH XÁC TRUNG BÌNH

Để đảm bảo chất lượng thành quả đo đạt độ chính xác, trước khi đưa máy ra sử dụng, nhất thiết phải tiến hành kiểm tra, kiểm nghiệm máy và mia theo quy định của quy phạm và các văn bản kỹ thuật.

Đối với máy thủy chuẩn có độ chính xác trung bình cần phải kiểm tra và kiểm nghiệm và hiệu chỉnh các hạng mục chủ yếu sau đây:

- Kiểm tra sơ bộ các tính năng kỹ thuật của máy

- Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh ống thủy

- Kiểm nghiệm lưới chỉ chữ thập

- Kiểm nghiệm trục ống thủy dài song song với trục ngắm

- Kiểm nghiệm sự ổn định của trục ngắm khi điều quang

- Kiểm nghiệm sai số tự cân bằng của bộ tự cân bằng.

4.4.1 Kiểm tra sơ bộ các tính năng kỹ thuật của máy

Việc kiểm tra sơ bộ các tính năng kỹ thuật của máy bao gồm các nội dung sau:

- Kiểm tra và điều chỉnh sự làm việc bình thường các ốc vít của máy (vít nghiêng, ốc hãm ống kính, ốc vi động, ốc cân máy, núm điều quang, vành điều chỉnh kính mắt.v.v...)

- Kiểm tra chất lượng và xác định các tham số kỹ thuật của ống kính như : độ phóng đại vx, vùng ngắm , hệ số nhân khoảng cách K, hằng số cộng C...,

- Xác định giá trị khoảng chia ” trên ống thủy dài.

4.4.2 Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh ống thủy

Kiểm tra và hiệu chỉnh sự cân bằng hợp lí, giữa ống thủy dài và ống thủy tròn, và chỉnh ống thủy để đưa trục quay của máy về vị trí thẳng đứng.

Nội dung kiểm tra tương tự như đã trình bày trong chương 2, phần máy kinh vĩ.

4.4.3 Kiểm nghiệm lưới chỉ chữ thập

Kiểm tra và hiệu chỉnh vị trí chính xác của lưới chỉ chữ thập (chỉ đứng và trục quay VV của máy phải nằm trong cùng một mặt phẳng, chỉ ngang phải vuông góc với nó).

Nội dung kiểm tra tương tự như đã trình bày trong chương 2, phần máy kinh vĩ.

4.4.4 Kiểm nghiệm trục ống thủy dài song song với trục ngắm

Đây là điều kiện cơ bản nhất của máy thuỷ chuẩn: Trục của ống thủy dài LL phải song song với trục ngắm CC.

203

Trong không gian, nếu trục của ống thuỷ dài và trục ngắm của ống kính không song song với nhau, thì khi chiếu lên mặt phẳng nằm ngang và mặt phẳng thẳng đứng, sẽ nhận được hai kết quả như sau: Đó là hình chiếu của chúng trên mặt phẳng nằm ngang không song song với nhau. Điều kiện này sinh ra sai số giao chéo. Và hình chiếu của chúng trên mặt phẳng thẳng đứng không song song với nhau. Điều kiện này sinh ra sai số góc “i”.

1. Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh sai số giao chéo

+ Đặt máy thuỷ chuẩn cách mia khoảng 50 m sao cho một ốc cân máy ( số 3 trong hình vẽ ) nằm trong mặt phẳng thẳng đứng chứa trục ngắm ống kính, còn 2 ốc cân kia (số 1và số 2) nằm ở 2 bên của mặt phẳng ngắm. ( Hình 4.11 )

+ Đưa trục ngắm về vị trí thật thăng bằng nhờ các ốc cân máy, vặn vít nghiêng cho 2 đầu bọt nước trùng hợp nhau rồi đọc số trên mia theo chỉ giữa. Được số đọc a0.

+ Xoay ốc cân máy số 1 hoặc số 2 khoảng 2 vòng theo chiều kim đồng hồ để máy nghiêng về một bên, đồng thời xoay ốc cân còn lại ( 2 hoặc 1 ) cũng theo chiều kim đồng hồ sao cho chỉ giữa vẫn giữ nguyên số đọc trên mia là ao. Khi đó quan sát xem hai đầu bọt nước vẫn còn trùng hợp hay đã lệch đi bao nhiêu vạch khắc. Sau đó xoay 2 ốc cân 1 và 2 theo chiều ngược kim đồng hồ, lại để hai đầu bọt nước trở lại trùng hợp, nhưng chỉ giữa vẫn giữ nguyên số đọc trên mia là a0. Cùng theo cách đó xoay ốc cân để máy lệch về bên kia với điều kiện chỉ giữa vẫn giữ nguyên số đọc trên mia và quan sát xem 2 đầu bọt nước còn trùng hợp hay bị lệch bao nhiêu vạch khắc.

+ Trong trường hợp máy nghiêng về hai bên như đã làm mà hai đầu bọt nước vẫn trùng hợp hoặc lệch nhau cùng một số vạch khắc và cùng hướng thì chứng tỏ không có sai số giao chéo. Ngược lại, nếu hai đầu bọt nước bị lệch đi khác hướng, thì chứng tỏ có sai số giao chéo và nếu lệch quá một vạch khắc thì phải hiệu chỉnh ống bọt nước theo phương pháp sau : Vặn lỏng một ốc hiệu chỉnh nằm ngang của ống bọt nước, còn ốc bên kia thì vặn chặt lại để cho một đầu của bọt nước xê dịch về bên trái hoặc bên phải cho đến khi hình ảnh của hai đầu bọt nước trùng hợp và cố định 2 ốc đó lại.

Để hạn chế và khắc phục sai số giao chéo, khi đo đặt giá 3 chân của máy thuỷ chuẩn trên các trạm đo liên tục, cần để 2 chân ở vị trí song song với hướng đường thuỷ chuẩn, chân thứ 3 lần lượt đặt sang bên phải và bên trái của hướng đường đo như sơ đồ sau:

204

3

1

2

Ống kính

MiaHình 4-12

2. Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh sai số góc “i”

+ Chọn bãi đất tương đối bằng phẳng. Đóng hai cọc mia tại A và B. Hai điểm A và B cách nhau 40 -50 m ( hình 4.12)

+ Đặt hai mia trên hai cọc mia.

+ Ở giữa đoạn AB ta đặt trạm máy I1 và trên đường AB kéo dài ta đặt trạm máy I2 . Dùng thước dây đo khoảng cách I2 A = 1/10 AB. Khoảng cách I1 A và I1B chênh nhau không được vượt quá 2 dm .

+ Lần lượt đặt máy trên các điểm I1 và I2 , cân bằng máy chính xác và dùng vít nghiêng cho hai đầu bọt nước trùng hợp nhau, đọc các số a1, b1, và a2, b2 trên các mia A và mia B.

+ Tính góc “i” theo công thức sau : ; (4-13)

Với h = ( b1 - a1 ) + ( a2 - b2 )

+ Nếu “i” lớn hơn giá trị cho phép thì phải tiến hành hiệu chỉnh. Cách hiệu chỉnh như sau :

- Giữ nguyên máy tại điểm I2 . Tính số đọc đúng b'2 :

b'2 = b2 + 1,1h

(4-14)

- Dùng vít nghiêng đưa chỉ giữa về số đọc đúng b'2 , lúc này bọt nước lệch

khỏi vị trí điểm chuẩn. Nới lỏng một ốc hiệu chỉnh thẳng đứng của ống bọt nước, còn ốc kia vặn chặt lại để điều chỉnh cho đến khi hình ảnh hai đầu của ống bọt nước trùng hợp. Sau khi hiệu chỉnh ống bọt nước xong, phải kiểm tra góc “i” lại lần nữa. Nếu vẫn thấy góc “i” lớn quá quy định thì tiếp tục hiệu chỉnh cho đến khi đạt yêu cầu. Khi xác định thấy góc “i” nhỏ hơn giá trị cho phép, thì vẫn tiếp tục xác định thêm 2 lần nữa (tất cả 3 lần đo). Giữa các lần đo trị số góc “i” nhận được không chênh nhau quá 4". Lấy trung bình 3 lần đo làm kết quả góc “i” cần tìm.

205

B I2 I1 A

b1

b2

b'2

a2

a1

i’’

45.0 m 4.5mHình 4-14

i’’ i’’

1

23 1

2 3

Hướng đường đo

1

23 1

2 3

Hình 4-13

Vì sai số góc “i” luôn luôn biến động nên phải kiểm tra hàng ngày và cứ 10 ngày phải kiểm nghiệm và hiệu chỉnh. Để hạn chế và khắc phục sai số góc“i” , trong quá trình đo, phải đặt máy sao cho khoảng cách từ máy đến mia trước bằng khoảng cách từ máy đến mia sau. Bảng 4.1 là ví dụ một lần kiểm tra đơn giản.

Bảng 4-1

Trạm Số đọc thực trên mặt đen

h, i” và a2Máy Mia

A

B

a’1 1460 h - 0003

b’1 1332 S 40006

a’1- b’1 0128 i -15”46

D

a’2 1616

b’2 1485 a2 1619

a’2- b’2 0131

4.4.5 Kiểm nghiệm sự ổn định của trục ngắm khi điều quang

Khi đặt mia cách máy những khoảng cách khác nhau, để số đọc rõ nét ta phải điều quang (điều chỉnh tiêu cự). Do thấu kính điều quang bị giơ, di động không chính xác trên trục ngắm, nên gây sai số mà ta phải kiểm nghiệm. Có một vài cách kiểm nghiệm, dưới đây chỉ trình bày cách đơn giản nhất.

206

0

A 12

3

6

7R = 500 cm

Trên bãi đất bằng, chọn điểm 0 làm tâm, bố trí một cung tròn có bán kính R = 50 m (hình 4.14). Trên đó có 7 điểm đặt cách điểm A tính theo dây cung là 10, 20, 70m. Đặt máy ở điểm 0 và mia lần lượt tại các điểm A, 1,2,...7 và tiến hành đọc số để xác định các chênh cao hA1, h12,... h67. Các chênh cao này ta ký hiệu là hij, trường hợp này không phải điều quang.

Sau đó chuyển máy sang điểm A còn mia vẫn ở 1,2,...7. Tương tự như trên, ta cũng xác định được các chênh cao hA1, h12,... h67, và ký hiệu là h’ij. Khác với trường hợp trên, ở đây vì khoảng cách không đều nhau nên luôn phải điều chỉnh tiêu cự.

Nếu độ chênh (hij - h’ij) lớn hơn hạn sai (đối với máy có độ chính xác trung bình thường quy định 4mm ) thì phải đưa máy vào xưởng sửa chữa.

4.4.6 Kiểm nghiệm sai số tự cân bằng của bộ tự cân bằng.

Đối với loại máy thủy chuẩn tự động cân bằng trục ngắm nhờ bộ tự cân bằng, ngoài các mục kiểm nghiệm nêu trên cần phải tiến hành kiểm nghiệm một số điều mục khác như:

- Xác định sai số tự điều chỉnh của bộ tự cân bằng, vùng hoạt động của nó.

- Hệ số tự cân bằng K,

- Sai số hệ thống.vv...

Trong mục này chỉ xét vấn đề xác định sai số tự điều chỉnh đối với máy thủy chuẩn có độ chính xác trung bình, còn các điều mục khác sẽ được giới thiệu trong giáo trình “ Trắc địa cao cấp” khi xét về các máy thủy chuẩn có độ chính xác cao.

Đặt hai điểm mia cách nhau 100m. Máy đặt chính giữa hai mia . Tiến hành xác định chênh cao lần lượt theo 5 vị trí bọt nước của ống thủy tròn (hình 4.15)

207

Hình 4-15

Ở vị trí I đưa bọt nước vào điểm giữa “0” và dùng bút đánh dấu điểm đó. Những vị trí còn lại ta lần lượt đưa bọt nước lệch khỏi tâm “0” khoảng 2mm và so sánh kết quả các chênh cao với kết quả ở vị trí I. Nếu thấy độ chênh lệch vượt quá hạn sai ( thường quy định 1mm ) thì phải đưa máy vào xưởng sửa chữa.

4.5 KIỂM NGHIỆM MIA THỦY CHUẨN CÓ ĐỘ CHÍNH XÁC TRUNG BÌNH

Đối với loại mia gỗ được khắc vạch chính xác tới centimet cần phải tiến hành kiểm tra và kiểm nghiệm theo 5 điều kiện sau đây:

4.5.1 Kiểm nghiệm độ thẳng của mia

Kiểm tra sơ bộ chất lượng của mia

Công việc này bao gồm:

- Xác định dộ cong của mia bằng cách dùng sợi chỉ căng hai đầu mia . Nếu độ cong (độ hở của sợi chỉ và mặt mia) không vượt quá hạn sai ( 1cm) thì mia sử dụng được.

- Xác định độ mòn của hai đầu mia bằng cách dùng thước milimet đo từ vạch 01 vạch 00 của mia. Khoảng cách này phải xấp xỉ 1dm.

- Xem lại cách đánh số , chia vạch và độ rõ của chúng trên mia.

208

100

KÝnh m¾tKÝnh vËt

I ii iii iv v i

Hình 4-16

4.5.2 Kiểm nghiệm ống thủy tròn trên mia

Điều kiện để cho mia dựng thẳng đứng là trục của ống thủy tròn gắn trên thành mia phải song song với trục đứng của mia. Có hai cách kiểm nghiệm:

a. Dùng dây dọi

Treo một quả doi làm chuẩn, điều chỉnh mép mia song song với nó, nếu bọt nước bị lệch thì dùng que hiệu chỉnh các ốc của ống thủy để đưa bọt nước vào giữa.

b. Dùng máy

Đặt mia cách máy khoảng 50m, cân bằng máy thật chính xác. Lấy chỉ đứng của lưới chữ thập làm chuẩn điều chỉnh cho mia thật thẳng đứng. Nếu bọt nước lệch thì thì dùng que hiệu chỉnh nó vào giữa.

4.5.3 Xác định các hằng số của mia

Như đã giới thiệu, để kiểm tra các số đọc người ta thường dùng mia hai mặt . Hiệu số đọc giữa mặt đỏ và mặt đen của mỗi mia chính là hằng số K i của mia, (công thức 5-10).

Để xác định Ki ta đặt máy cách mia khoảng 20m, cân bằng máy thủy chuẩn thâtạ chính xácvà đọc số trên mặt đen. Máy vẫn giữ nguyên, quay mia sang mặt đỏ và đọc số. Hiệu hai số đọc chính là hằng số Ki.

Ví dụ: Số đọc mặt đen = 1574

Số đọc mặt đỏ = 6184

Hằng số Ki sẽ là:

Ki = 6148 – 1574 = 4574.

Mỗi mia cần xác định 04 lần và lấy trị trung bình. Hằng số K của mỗi cặp được tính như sau:

K = K1 – K2. Thông thường K = 100.

4.5.4 Xác định số chênh điểm "0" mặt đen (hoặc mặt đỏ) của một cặp mia.

Khi đo thủy chuẩn từ giữa, ta phải dùng một cặp mia (hai mia) và lấy số đọc mặt đen (mặt chính) của chúng để tính chênh cao. Như vậy, để có trị số chênh cao đúng, ngoài yêu cầu các khoảng chia phải chính xác, vạch “0” khắc từ đế của chúng phải trùng nhau (vì h = a-b mà số đọc a và b phải tính từ số 0). Nhưng thực tế khi sử dụng đế mia bị mòn không đều nhau hoặc có khi việc khắc vạch “0” thiếu chính xác nên ta cần phải xác định lại số chênh này. Các kiểm nghiệm như sau:

Dùng thước chuần Giơ-ne đo từ vạch “0” đến cùng vạch thứ “i” nào đó trên hai mia. Ví dụ trên mia thứ nhất ta được chiều dài là l I; mia thứ hai ta được chiều dài là lII; thì hiệu của chúng chính là số chênh điểm “0”:

0 = lI - lII (4-15)

Đối với mặt đỏ cũng xác định tương tự. và do quy định cách đánh số mặt đỏ của mỗi cặp mia nên số này phải xấp xỉ bằng 100.

209

Chú ý : Khi áp dụng phương pháp đo cao từ giữa cho một tuyến đo, nếu số trạm máy bố trí là chẵn thì số chênh điểm “0” của một cặp mia khi tính toán sẽ bù trừ lẫn nhau và sai số do số chênh điểm “0” không ảnh hưởng đến kết quả đo chênh cao.

Thật vậy, giả sử từ điểm A đến điểm B ta bố trí 2 trạm đo (hình 4.16) thì mia đặt ở giữa đối với trạm I là mia trước, nhưng đối với trạm II lại là mia sau.

hAB = hI + hII = [a-( b+0)] + [ - [(b’+0) – c] = (a-b) + (b’-c)(4-16)

Ngoài ra, nếu bố trí trạm máy chẵn còn khắc phục được sai số hệ thống khắc vạch trên mia.

4.5.5 Xác định chiều dài trung bình 1m trên mia

Trị số chênh cao được tính bởi số đọc trên mia, nên sai số của chiều dài toàn mia và của các vạch chia trên mia phải xác định để cải chính vào kết quả đo. Việc xác định chiều dài trung bình 1m và sai số ngẫu nhiên của từng dm của mia được thực hiện nhờ một thước chuẩn Giơ - ne - vơ (hình 4.17).

210

Hình 4-17

B

A

1

2 2

1

b’

b

c

oIh

IIh

Thước này có chiều dài 1050mm, gồm hai thang chia vạch, một thang có vạch chia 1mm, còn thang kia chia chính xác tới 0,2 mm, trên thước có lắp một kính lúp và nhiệt kế. Dùng thước này cho phép ta đọc số chính xác đến 0,02mm. Chiều dài của thước chuẩn đều có phương trình riêng:

L = lo + l + (t0 – t) + (4-17)

Sau đây ta xét cách xác định cụ thể.

Trước khi kiểm nghiệm cần phải đặt thước chuẩn và mia vào trong phòng có nhiệt độ ổn định khoảng 2 giờ. Đặt mia lên một bàn phẳng và đặt thước chuẩn lên mia sao cho mép của nó song song với mép mia. Vì hai đầu của mia có thể bị mòn nên thường quy định các khoảng kiểm nghiệm là 1 dm 10 dm và 20 dm 29 dm. Trước khi đo phải dùng bút chì nhọn kẻ những đường sát mép vạch cần đọc số. ở hai đầu mỗi đoạn phải đọc số hai lần với độ chính xác 0,02 mm, giữa hai lần đọc phải xê dịch thước đi một ít để tránh sai số hệ thống. Phải tiến hành đo hai chiều, trong khi đo đi đo về phải ghi nhiệt độ. Kiểm nghiệm xong mặt đen mới kiểm nghiệm mặt đỏ. Số chênh hiệu số đọc chiều bên trái và bên phải của thước chuẩn đối với mỗi khoảng dm không được vượt quá 0,06 mm. Sau khi kiểm nghiệm phải tính chiều dài trung bình 1m và số cải chính của nó:

= Dtb - lo = l + (t0-t) (4-18)

Nếu > 1mm thì mia chưa đạt yêu cầu.4.6. ĐO THUỶ CHUẨN KỸ THUẬT VÀ ĐO THUỶ CHUẨN HẠNG IV

4.6.1 Đo thủy chuẩn kỹ thuật

Đặt máy giữa hai mia. Sau khi cân bằng máy chính xác. Thứ tự đo ngắm trên các trạm đo liên tục như sau :

1- Đọc số trên mặt đen mia sau.

211

0 1 104 105

105 104

Số đọc 1043.52

1043 10440,2x0,5

0,2x0,5

vạc

h

của m

ia

Hình 4-18

2- Đọc số trên mặt đỏ mia sau.

3- Đọc số trên mặt đen mia trước.

4- Đọc số trên mặt đỏ mia trước.

Thao tác tại mỗi trạm đo theo thứ tự trên như sau:

1) Dùng vít nghiêng đưa bọt nước của các ống bọt nước cân máy vào giữa.

2) Ngắm mặt đen của mia sau, vặn vít nghiêng cho hình ảnh của hai đầu bọt nước chập nhau. Sau đó đọc số trên mia theo chỉ dưới (1); chỉ trên (2); chỉ giữa (3). Ghi kết quả vào sổ theo vị trí trong bảng 4-2.

3) Xoay mặt đỏ của mia sau hướng về phía máy và lặp lại các động tác tương tự như thao tác 2, nhưng chỉ đọc số theo chỉ giữa. Ghi kết quả vào sổ theo vị trí (4).

4) Quay máy ngắm về mặt đen của mia trước và lặp lại các thao tác như thao tác 2 . Đọc số trên mia theo chỉ dưới (5); chỉ trên (6); chỉ giữa (7). Ghi kết quả vào sổ theo vị trí (5, (6), (7).

5) Xoay mặt đỏ của mia trước hướng về phía máy và lặp lại các động tác tương tự như thao tác 2, nhưng chỉ đọc số theo chỉ giữa. Ghi kết quả vào sổ theo vị trí (8).

Như vậy ta đã đo xong một trạm máy. Trước khi chuyển sang trạm khác cần phải tính toán ngay sổ đo:

- Tính chênh cao theo mặt đen: (9) = (3) – (7)

- Tính chênh cao theo mặt đỏ: (10) = (4) – (8)

- Kiểm tra theo quan hệ (11) = (9) - (10) K ≤ 5mm

- Tính chênh cao trung bình: hTB = (12) = 1/2 {(9) + (10) K}

K thường bằng 100

Sau khi tính được chênh cao trung bình, chuyển qua tính khoảng cách từ máy đến mia sau và từ máy đến mia trước như sau:

- (13) = (1) - (2); (14) = (5) - (6). (13) và (14) không vượt quá 120 m

- Số chênh khoảng cách (15) = (13) - (14) ≤ 5m

- Tính chênh tích lũy khoảng cách ( D) trên một đoạn gồm nhiều trạm theo nguyên tắc (16) = (15) + (16) của trạm trước. ( D) ≤ 10m

Sau khi tính toán và kiểm tra xong trạm 1, nếu thấy các số liệu đo và tính đều nằm trong hạn sai thì chuyển máy sang trạm 2. Lúc này mia trước của trạm 1 giữ nguyên nhưng nó đóng vai trò là mia sau của trạm 2 và công việc lặp lại như trên.

Chỉ ChỉSố đọc trên

miaK

212

Bảng 4-2

Trạ

m đ

oMia

sau

dưới

Chỉ

trên

Mia

trước

dưới

Chỉ

trênKý

hiệu

mia

+

đen-

đỏ

Số

trung

bình

chênh

cao

Ghi

chú

Mặt

đen

Mặt

đỏ

K/C sau K/C trước

d d

1 (1) (5) S (3) (4)

(2) (6) T (7) (8)

(13) (14) S -T (9) (10) (11) (12)

(15) (16)

2 (1) (5) S (3) (4)

(2) (6) T (7) (8)

(13) (14) S -T (9) (10) (11) (12)

(15) (16)

S

T

S -T

Chú ý :

Đối với thủy chuẩn kỹ thuật, vì yêu cầu độ chính xác thấp nên trong trường hợp dùng mia hai mặt, đo theo trình tự “sau-sau-trước-trước” như mô tả ở trên. Trong trường hợp dùng mia một mặt, muốn có chênh cao để kiểm tra thay cho mặt đỏ của mia hai mặt, tại một trạm máy phải đo hai lần đo. Giữa hai lần đo phải thay đổi chiều cao máy ít nhất là 10 cm. Sai khác chênh cao giữa hai lần đo cũng không vượt quá 5mm.

Nếu vì một lý do nào đó không tiếp tục đo được (chẳng hạn sau một ngày đo), nếu lưu lại ngày sau, phải đóng ba cọc nghỉ và xác đinh chênh cao giữa chúng. Trước khi đo tiếp, để tránh hiện tượng cọc bị va chạm hoặc lún, cần phải đo kiểm tra. Nếu thấy cọc ổn định mới được phép đo tiếp.

4.6.2 Đo thủy chuẩn hạng IV

Đặt máy giữa hai mia. Sau khi cân bằng máy chính xác. Thứ tự đo ngắm trên các trạm đo liên tục như sau :

1- Đọc số trên mặt đen mia sau.

2- Đọc số trên mặt đen mia trước.

3- Đọc số trên mặt đỏ mia trước.

213

4- Đọc số trên mặt đỏ mia sau.

Thao tác tại mỗi trạm đo

1) Đưa bọt nước của các ống bọt nước cân máy vào giữa.

2) Ngắm mặt đen của mia sau, vặn vít nghiêng cho hình ảnh của hai đầu bọt nước chập nhau, sau đó đọc số theo chỉ dưới, trên và giữa. Ghi vào sổ đo ở các vị trí (1), (2), (3) trong bảng 4-3.

3) Quay máy ngắm về mặt đen của mia trước và lặp lại các thao tác như mục (2) . Ghi vào sổ đo ở các vị trí (4), (5), (6).

4) Xoay mặt đỏ của mia trước hướng về phía máy và lặp lại các động tác tương tự như mục (2), nhưng chỉ đọc số theo chỉ giữa. Ghi vào sổ đo ở các vị trí (7)

5) Quay ống kính ngắm về mặt đỏ của mia sau và lặp lại các thao tác như mục (4). Ghi vào sổ đo ở các vị trí (8).

Như vậy ta đã đo xong một trạm máy. Trước khi chuyển sang trạm khác cần phải tính toán ngay sổ đo:

- Tính chênh cao theo mặt đen: (11) = (3) – (6)

- Tính chênh cao theo mặt đỏ: (12) = (7) – (8)

- Kiểm tra theo các quan hệ: (9) = K1 + (6) - (7) ≤ 3mm

(10) = K2 + (3) - (8) ≤ 3mm

(13) = (11) - (12) K ≤ 5mm

- Tính chênh cao trung bình: hTB = (14) = 1/2 {(11) + (12) K}

Sau khi tính được chênh cao trung bình, chuyển qua tính khoảng cách từ máy đến mia sau và từ máy đến mia trước như sau:

- (15) = (1) - (2); (16) = (4) - (5). (15) và (16) không vượt quá 100 m

- Số chênh khoảng cách (17) = (15) - (16) ≤ 3m

- Tính chênh tích lũy khoảng cách ( D) trên một đoạn gồm nhiều trạm theo nguyên tắc (18) = (17) + (18) của trạm trước. ( D) ≤ 10m

Bảng 4-3

Trạ

m đ

o

Mia sau

Chỉ dưới

Chỉ trên

Mia trước

Chỉ dưới

Chỉ trên

Ký

hiệu

mia

Số đọc trên mia K

+

đen-

đỏ

Số

trung

bình

chênh

cao

Ghi

chúMặt

đen

Mặt

đỏK/C sau K/C trước

d d

(1) (4) S (3) (8) (10)

214

1 (2) (5) T (6) (7) (9)

(15) (16) S -T (11) (12) (13) (14)

(17) (18)

2

(1) (4) S (3) (8) (10)

(2) (5) T (6) (7) (9)

(15) (16) S -T (11) (12) (13) (14)

(17) (18)

*Ví dụ về trang sổ đo thuỷ chuẩn hạng IV

Trạ

m đ

o

Mia sau

Chỉ dưới

Chỉ trên

Mia trước

Chỉ dưới

Chỉ trên

Ký

hiệu

mia

Số đọc trên mia K

+

đen-

đỏ

Số

trung

bình

chênh

cao

Ghi

chúMặt

đen

Mặt

đỏK/C sau K/C trước

d d

ĐC1- 01

1

1581 1753 S 1192 5670 - 3

0802 0975 T 1362 5938 - 1

77.9 77.8 S -T - 0170 - 0268 - 2 - 0.1690

+ 0.1 + 0.1

2

2837 1250 S 2410 6986

1983 0415 T 0832 5309

85.4 83.5 S -T - 1578 - 1677 - 1.5775

+ 1.9 + 2.0

3

S

T

S -T

215

4

S

T

S -T

…

S

T

S -T

Với thuỷ chuẩn hạng IV:

- Khoảng cách từ máy đến mia : không lớn hơn 100m.

- Độ chênh khoảng cách từ máy đến mia trước và từ máy đến mia sau không lớn quá 3m.

- Tổng chênh khoảng cách cộng dồn luôn luôn không vượt quá 10m.

- Chênh lệch hằng số K + đen - đỏ không vượt quá 3 mm.

- Độ chênh cao tính theo hai mặt đen và đỏ không vượt quá 5mm

Trong quá trình đo thuỷ chuẩn kỹ thuật và thuỷ chuẩn hạng IV, khi nghỉ, tốt nhất nên kết thúc đo ngắm ở trên một điểm thuỷ chuẩn cố định. Nếu không được như vậy, thì trước lúc nghỉ phải chôn 3 cọc gỗ ( 8cm 8cm 40 cm) trên đỉnh có đóng đinh mũ tròn hoặc 3 cọc mia sắt vào các vị trí trước, giữa và sau ở 2 trạm đo cuối cùng. Lòng hố sâu 0.3 m (hình 4.18).

216

1

i

2 3

i+1

Hình 4.18

Hình 4-19

Phươngpháp đo ngắm trên các cọc đó giống như ở các trạm bình thường khác. Đo xong, lấp đất phủ bằng các hố.

Khi tiếp tục đo của buổi sau, trước hết phải kiểm tra lại chênh cao giữa cọc 2 và cọc 3. Nếu kết quả đo lại so với kết quả đo trước không vượt quá : 5mm đối với thuỷ chuẩn kỹ thuật và hạng IV. Thì tiếp tục đo từ trạm đo đó. Ngược lại, nếu kết quả đo lại so với kết quả đo trước vượt quá quy định trên, thì đo kiểm tra lại chênh cao giữa cọc 1 và 2. Nếu vẫn vượt quá quy định trên thì xử lý như sau :

+ So sánh tổng chênh cao của 2 trạm đo trước khi nghỉ và sau khi nghỉ, nếu không vượt quá quy định trên thì tiếp tục đo từ hai cọc 1và 2 hoặc hai cọc 2 và 3.

+ Nếu vẫn vượt sai số cho phép thì phải đo lại từ trạm nghỉ ( hoặc từ mốc thuỷ chuẩn ) trước đó.

4.6.3 Các nguồn sai số trong đo thủy chuẩn và biện pháp khắc phục

- Sai số góc “i” : Nguyên nhân sinh ra là do hình chiếu của trục ống thủy dài và trục ngắm trên mặt phẳng thẳng đứng không song song với nhau. Khắc phục bằng cách kiểm nghiệm và hiệu chỉnh để góc “i” nằm trong giới hạn cho phép. Khi đo phải đặt máy sao cho số chênh khoảng cách từ máy đến mia trước và mia sau không vượt quá hạn sai cho phép.

- Sai số điều quang :Nguyên nhân sinh ra do tâm của lăng kính điều quang chuyển dịch không chính xác trên quang trục khi vặn núm điều quang.

Khắc phục bằng cách đặt máy sao cho số chênh khoảng cách từ máy đến mia trước và mia sau phải nằm trong giới hạn cho phép.

- Sai số do trục đứng của máy bị nghiêng: Khắc phục bằng cách tiến hành đo đi, đo về và trong khi đo chú ý đưa bọt nước của ống thuỷ tròn vào giữa theo một quy luật.

- Sai số do khả năng phân ly của ống kính : Khắc phục bằng cách chọn máy có độ phóng đại tốt. Nếu độ phóng đại trung bình, thì chỉ nên đo ở khoảng cách ngắn.

- Sai số do mia nghiêng : Khắc phục bằng cách dựng mia thẳng đứng bằng bọt thuỷ gắn trên mia.

- Sai số do mia cong: Khắc phục bằng cách dùng mia có độ cong nhỏ hơn hạn sai cho phép.

- Sai số do độ chênh điểm “0” của mỗi cặp mia: Nguyên nhân là do đế của hai mia bị mòn không đều nhau. Khắc phục bằng cách bố trí số trạm máy chẵn.

- Sai số do làm tròn số đọc: Khắc phục bằng cách dùng máy có độ phóng đại ống kính lớn, chọn thời điểm đo là lúc môi trường đo có độ chiếu sáng tốt.

- Sai số do chưa đưa bọt nước của ống thuỷ dài vào đúng vị trí giữa của ống thuỷ: Khắc phục bằng cách điều chỉnh tốt ống thuỷ và khi đo chú ý đưa bọt nước vào đúng vị trí giữa.

217

- Sai số do ảnh hưởng độ cong quả đất: Khắc phục bằng cách đặt máy sao cho số chênh khoảng cách từ máy đến mia trước và mia sau phải nằm trong giới hạn cho phép.

- Sai số do ảnh hưởng của chiết quang :Nguyên nhân sinh ra là do tia sáng bị bẻ cong khi đi qua những lớp không khí có chiết suất khác nhau. Khắc phục bằng cách:

+ Chọn thời gian đo là lúc sau mặt trời mọc và trước lúc mặt trời lặn khoảng 1 1.5 giờ.

+ Đặt máy sao cho tia ngắm cao hơn mặt đất từ 1.5m trở lên.+ Thao tác nhanh và phân phối thời gian đo trên trạm máy là đối xứng nhau.

+ Cần phải tiến hành đo hai chiều với khoảng thời gian khác nhau trong ngày.

+ Chênh khoảng cách từ máy đến mia trước và mia sau phải nằm trong giới hạn cho phép.

- Sai số do máy lún: Nguyên nhân sinh ra là do máy đặt trên nền đất yếu.

Biện pháp khắc phục là thao tác nhanh, dùng mia hai mặt, đo theo trình tự “ S-T-T-S”

- Sai số do mia lún: Nguyên nhân sinh ra là do mia đặt trên nền đất yếu.

Biện pháp khắc phục là thao tác nhanh, tiến hành đo hai chiều ( Đo đi- đo về), chọn trình tự đo thích hợp.

- Sai số ngẫu nhiên các khoảng chia dm trên mia: Khó cải chính vào kết quả đo vì địa hình không bằng phẳng tuyệt đối và chiều cao máy luôn thay đổi nên tại các trạm máy khác nhau, số đọc trên hai mia sẽ ngẫu nhiên rơi vào các khoảng dm có sai số khác nhau. Vì vậy, trước khi đo phải kiểm nghiệm mia và chọn cặp mia có sai số ngẫu nhiên các khoảng dm trên mia là nhỏ nhất.

- Sai số do rung hình ảnh mia ở lớp không khí sát mặt đất: Không nên đo ở thời điểm nắng to. Khi đo phải dặt máy ở độ cao cao nhất có thể.

4.7 ĐO CAO LƯỢNG GIÁC

4.7.1 Nguyên lý

Nguyên lý của nó là dựa vào mối tương quan hàm lượng giác trong tam giác tạo bởi tia ngắm nghiêng, khoảng cách giữa hai điểm và phương dây dọi đi qua điểm cần xác định chênh cao. Dụng cụ đo là máy có bàn độ đứng (máy kinh vĩ, máy toàn đạc...)

4.7.2 Phương pháp đo

218

Giả sử cần xác định chênh cao giữa hai điểm A và B, ta đặt máy kinh vĩ có bàn độ đứng ở A và mia (hoặc tiêu, gương có chiều cao l đã xác định) ở B.

Đo chiều cao máy AJ bằng im, sau đó hướng ống kính ngắm vào điểm B’ trên mia. Từ hình vẽ ta có:

hAB = h’ + im - lt (4-19)

trong đó: lt là chiều cao tia ngắm, nếu dùng mia thì lt là số đọc chỉ giữa trên mia.

Nếu tính cả ảnh hưởng độ cong quả đất và chiết quang của tia ngắm f = 0.43S2/R thì:

hAB = h’ + im- lt + f (4-20)

Tuỳ theo các yếu tố đo được trong tam giác JBB’ mà h’ có thể tính được theo các biểu thức khác như sau:

+ Nếu đo được góc đứng V và khoảng cách ngang S thì h’=StgV, nên ta có:

hAB= D tgV + im- lt + f (4-21)

+ Nếu đo được góc thiên đỉnh Z và khoảng cách ngang S thì h’=ScotgZ, nên ta có:

hAB = D cotgZ + im - lt + f

+ Nếu khoảng cách ngang D đo bằng dây thị cự thẳng, mia đứng thì theo công thức S = Klcos2V (trong đó l là hiệu số đọc chỉ trên và chỉ dưới trên mia, K là

hằng số nhân ), ta có: h’ = Klcos2V .tgV = Kl.cosVsinV= Klsin2V. Vì vậy:

219

Hình 4-20

hAB= Klsin2V + im- lt + f (4-22)

+ Trong trường hợp khoảng cách D < 300m có thể bỏ qua số cải chính f. Và trong khi đo vẽ chi tiết, để đơn giản cho việc tính toán, người ta đánh dấu trên mia chiều cao mục tiêu lt đúng bằng chiều cao máy (lt =im). Lúc này ta có:

hAB = DtgV (4-23)

hoặc hAB = DcotgZ (4-24)

hoặc hAB = Klsin2V (4-25)

4.7.3 Độ chính xác đo cao lượng giác

Từ các công thức trên ta thấy, độ chính xác chênh cao h phụ thuộc vào độ chính xác các đại lượng D (hoặc S), v, im, lt và f. Nhưng, như trên đã phân tích, nếu trị chênh cao h chỉ lấy đến centimet thì với khoảng cách nhỏ hơn 300m có thể bỏ qua đại lượng f. Và nếu dùng thước thép đo im và xác định lt với độ chính xác < 1 cm cũng có thể bỏ qua được sai số mv, ml. Nghĩa là độ chính xác mh chỉ còn phụ thuộc vào mv và mD ( hoặc ms). Sau đây sẽ xét một cách cụ thể.

- Nếu xét công thức (5-22), bằng cách lấy vi phân rồi chuyển về sai số trung phương ta được:

Hoặc: (4-26)

Trường hợp đo góc thiên đỉnh Z:

(4-27)

Trường hợp đo khoảng cách bằng dây thị cự thẳng coi S=Kcos2v và K=const, theo công thức (5-42) ta có:

(4-28)

Chú ý:

- Nếu một tuyến đo cao lượng giác có n trạm thì chênh cao toàn tuyến sẽ là :

(4-29)

220

- Giả sử cho vo 30o , D 100, mv 1’, thì theo công thức (4-

28) ta tính được mh =2cm. Trên cơ sở này, trong quy phạm quy định hạn sai h=2mh=4cm/100m cho trường hợp đo hai chiều ( đo đi- đo về), và sai số khép độ cao của đường chuyền đo cao lượng giác là : fhcf = (0,04S )mh, trong đó S là chiều dài trung bình của cạnh biểu thị ở đơn vị 100m, n là số cạnh.

CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 4

1. Nêu khái niệm về độ cao và các phương pháp đo chênh cao?

2. Nêu nguyên lý đo cao hình học và các phương pháp đo cao hình học?

3. Máy thuỷ chuẩn được chia làm mấy loại? trình bày cấu tạo của máy thuỷ chuẩn?

4. Trình bày cấu tạo của mia thuỷ chuẩn?

5. Trình bày cách kiểm nghiệm và hiệu chỉnh máy thuỷ chuẩn có độ chính xác trung bình?

6. Trình bày cách kiểm nghiệm mia thuỷ chuẩn có độ chính xác trung bình?

7. Trình bày phương pháp đo thuỷ chuẩn kỹ thuật?

8. Trình bày phương pháp đo thuỷ chuẩn hạng IV?

9. Trình bày nguyên lý và phương pháp đo cao lượng giác?

10. Nêu độ chinh xác của đo cao lượng giác?

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Cục đo đạc và bản đồ Nhà nước, Quy phạm đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ 1:500, 1:1000, 1:2000 và 1: 5000. Hà nội 1976.

2. Cục đo đạc và bản đồ Nhà nước, Quy phạm đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10000, 1: 25000. Hà nội 1977.

3. Đỗ Ngọc Đường. Bài giảng xây dựng lưới. Đại học Mỏ - Địa chất.

4. Nguyễn Trọng San, Đào Quang Hiếu, Đinh Công Hòa. Giáo trình trắc địa cơ sở 1. Hà nội 2002.

5. Nguyễn Trọng San, Đào Quang Hiếu, Đinh Công Hòa. Giáo trình trắc địa cơ sở 2. Hà nội 2002.

6. Tổng cục địa chính, Quy phạm đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ 1:500, 1: 1000, 1:2000, 1:5000, 1:10000 và 1:25000. Hà nội 1999.

221

7. Tổng cục địa chính. Ký hiệu bản đồ địa hình tỷ lệ 1:500, 1: 1000, 1:2000, 1:5000, 1:10000 và 1:25000. Hà nội 1999.

8. Báo cáo xây dựng hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia. Hà nội 1998.

222

223