TRAÉC TRAÉC ÑÒAÑÒA

CHÖÔNG TRÌNH ÑAØO TAÏOCHÖÔNG TRÌNH ÑAØO TAÏO

NGAØNH NGAØNH COÂNG TRÌNHCOÂNG TRÌNH

THÔØI GIAN 3 ÑÔN VÒ HOÏC TRÌNHTHÔØI GIAN 3 ÑÔN VÒ HOÏC TRÌNH LYÙ THUYEÁT: 29 TIEÁTLYÙ THUYEÁT: 29 TIEÁT

TH, BT, BTL,: 15 TIEÁTTH, BT, BTL,: 15 TIEÁT

KIEÅM TRA: 1 TIEÁTKIEÅM TRA: 1 TIEÁT

NOÄI NOÄI DUNGDUNG

CHÖÔNG 1: NHÖÕNG KIEÁN THÖÙC TRAÉC ÑÒA CAÊN BAÛNCHÖÔNG 1: NHÖÕNG KIEÁN THÖÙC TRAÉC ÑÒA CAÊN BAÛN

CHÖÔNG 2: KHAÙI NIEÄM VEÀ SAI SOÁ TRONG TRAÉC ÑÒACHÖÔNG 2: KHAÙI NIEÄM VEÀ SAI SOÁ TRONG TRAÉC ÑÒA

CHÖÔNG 3: DUÏNG CUÏ VAØ PHÖÔNG PHAÙP ÑO CAÏNHCHÖÔNG 3: DUÏNG CUÏ VAØ PHÖÔNG PHAÙP ÑO CAÏNH

CHÖÔNG 4: DUÏNG CUÏ VAØ PHÖÔNG PHAÙP ÑO GOÙCCHÖÔNG 4: DUÏNG CUÏ VAØ PHÖÔNG PHAÙP ÑO GOÙC

CHÖÔNG 5: DUÏNG CUÏ VAØ PHÖÔNG PHAÙP ÑO CHEÂNH CHÖÔNG 5: DUÏNG CUÏ VAØ PHÖÔNG PHAÙP ÑO CHEÂNH

CAOCAO

CHÖÔNG 6: LÖÔÙI KHOÁNG CHEÁ MAËT BAÈNGCHÖÔNG 6: LÖÔÙI KHOÁNG CHEÁ MAËT BAÈNG

CHÖÔNG 7: LÖÔÙI KHOÁNG CHEÁ ÑOÄ CAOCHÖÔNG 7: LÖÔÙI KHOÁNG CHEÁ ÑOÄ CAO

CHÖÔNG 8: ÑO VEÕ BAÛN ÑOÀ VAØ MAËT CAÉT ÑÒA HÌNHCHÖÔNG 8: ÑO VEÕ BAÛN ÑOÀ VAØ MAËT CAÉT ÑÒA HÌNH

CHÖÔNG 9: SÖÛ DUÏNG BAÛN ÑOÀ ÑÒA HÌNHCHÖÔNG 9: SÖÛ DUÏNG BAÛN ÑOÀ ÑÒA HÌNH

CHÖÔNG 10: TRAÉC ÑÒA COÂNG TRÌNH GIAO THOÂNGCHÖÔNG 10: TRAÉC ÑÒA COÂNG TRÌNH GIAO THOÂNG

CHÖÔNG 1CHÖÔNG 1

NHÖÕNG KIEÁN THÖÙC NHÖÕNG KIEÁN THÖÙC

TRAÉC ÑÒATRAÉC ÑÒA

CAÊN BAÛNCAÊN BAÛN

1.1. GIÔÙI THIEÄU VEÀ MOÂN HOÏC1.1. GIÔÙI THIEÄU VEÀ MOÂN HOÏCTraéc ñòa laø moät moân khoa hoïc veà ño ñaïc maët ñaát

ñeå xaùc ñònh hình daùng, kích thöôùc cuûa Traùi Ñaát, bieåu dieãn maët ñaát thaønh baûn ñoà, ño ñaïc boá trí xaây döïng caùc coâng trình.

Trong quùa trình phaùt trieån moân traéc ñòa ñaõ ñöôïc phaân ra thaønh nhieàu ngaønh chuyeân moân heïp hôn nhö: traéc ñòa cao caáp, traéc ñòa coâng trình, traéc ñòa aûnh, traéc ñòa ñòa hình-ñòa chính, baûn ñoà hoïc . . .

Tuy cuõng laø moät moân khoa hoïc veà Traùi Ñaát, nhöng ñoái töôïng nghieân cöùu cuûa traéc ñòa khaùc vôùi ñòa chaát, cô ñaát . . .

Traéc ñòa coù lieân quan chaët cheõ vôùi toaùn hoïc, vaät lyù . . .

Traéc ñòa coù vai troø quan troïng trong quoác phoøng vaø trong caùc ngaønh kinh teá quoác daân. Traéc ñòa caàn thieát trong taát caû caùc giai ñoaïn khaûo saùt, thieát keá, thi coâng, söû duïng coâng trình.

ÔÛ giai ñoaïn khaûo saùt, thieát keá cuûa coâng trình, coâng taùc traéc ñòa ñaûm baûo cung caáp baûn ñoà vaø nhöõng soá lieäu caàn thieát cho ngöôøi kyõ sö thieát keá.

ÔÛ giai ñoaïn thi coâng coâng trình, coâng taùc traéc ñòa ñaûm baûo cho vieäc boá trí caùc coâng trình ôû ngoaøi hieän tröôøng ñöôïc chính xaùc, ñuùng nhö trong baûn thieát keá. Khi xaây döïng xong töøng phaàn hay toaøn boä coâng trình phaûi tieán haønh ño veõ hoaøn coâng ñeå xaùc ñònh vò trí thöïc cuûa coâng trình, ñaùnh giaù chaát löôïng thi coâng, laøm taøi lieäu löu tröõ.

ÔÛ giai ñoaïn söû duïng coâng trình, coâng taùc traéc ñòa tieán haønh theo doõi söï bieán daïng cuûa coâng trình ñeå ñaùnh giaù chaát löôïng coâng trình, kieåm nghieäm laïi caùc soá lieäu, giaû thieát, lyù thuyeát tính toaùn thieát keá, ñaùnh giaù hieäu quaû cuûa caùc giaûi phaùp xaây döïng, döï baùo dieãn bieán xaáu coù theå xaåy ra ñeå coù bieän phaùp xöû lyù thích hôïp.

1.2. CAÙC MAËT CHUAÅN QUY CHIEÁU TOÏA 1.2. CAÙC MAËT CHUAÅN QUY CHIEÁU TOÏA ÑOÄ, ÑOÄ CAOÑOÄ, ÑOÄ CAO

1.2.1. Maët ñaát töï nhieân vaø kích thöôùc cuûa Traùi Ñaát

Beà maët traùi ñaát khoâng baèng phaúng, toång dieän tích 510,2km2 goàm luïc ñòa (29%) vaø phaàn lôùn laø ñaïi döông (71%). Ñoä cheânh töø ñænh nuùi cao nhaát (Everest 9.000m) ñeán ñaùy bieån saâu nhaát (Pacific Ocean 11.000m) so vôùi ñöôøng kính traùi ñaát ( 12.000km) laø raát nhoû (20km/12.000km 1/600). Baùn kính trung bình cuûa Traùi Ñaát laø 6371km.

1.2.2. Maët thuûy chuaån traùi ñaát vaø maët thuûy chuaån goác

Maët thuûy chuaån traùi ñaát (GEOID)Maët ñaát töï

nhieân

Maët thuûy chuaån quy öôùc

Maët thuûy chuaån traùi ñaát (hay maët GEOID) laø maët nöôùc bieån

• trung bình, yeân tónh cuûa caùc ñaïi döông, töôûng töôïng keùo daøi xuyeân qua caùc luïc ñòa vaø haûi ñaûo laøm thaønh moät maët cong kheùp kín. Maët thuûy chuaån traùi ñaát ñaëc tröng cho hình theå vaø kích thöôùc traùi ñaát.

• Trong traéc ñòa thöïc haønh söû duïng maët thuûy chuaån laøm maët chuaån ñoä cao.

• Tuy nhieân ñeå cho chuaån xaùc, moãi quoác gia baèng soá lieäu ño ñaïc cuûa mình xaây döïng moät maët chuaån ñoä cao rieâng goïi laø maët thuûy chuaån goác.

• ÔÛ Vieät Nam laáy maët nöôùc bieån trung bình nhieàu naêm cuûa traïm nghieäm trieàu ôû ñaûo Hoøn Daáu – Ñoà Sôn – Haûi Phoøng laøm maët thuûy chuaån goác.

• Ñoái vôùi khu vöïc chöa coù hoaëc khoâng caàn söû duïng heä ñoä cao Nhaø Nöôùc thì coù theå duøng maët thuûy chuaån quy öôùc.

• Maët thuûy chuaån qui öôùc (hay maët thuûy chuaån giaû ñònh) laø caùc maët thuûy chuaån treân maët ñaát, khoâng truøng vôùi maët nöôùc bieån trung bình yeân tónh cuûa caùc ñaïi döông.

• 1.2.3. Maët Ellipsoid traùi ñaát vaø Ellipsoid thöïc duïng

• Do söï phaân boá khoâng ñeàu cuûa caùc thaønh phaàn vaät chaát trong loøng ñaát, maët thuûy chuaån traùi ñaát (GEOID) coù daïng moät maët cong phöùc taïp vaø luoân luoân thay ñoåi, khoâng theå bieåu dieãn baèng moät phöông trình toaùn hoïc xaùc ñònh.

• Ñeå giaûi quyeát caùc baøi toaùn traéc ñòa ñaët ra laøm cô sôû xaây döïng caùc phöông phaùp ño tính, maët Geoid traùi ñaát ñöôïc ñoàng hoùa bôûi moät theå hình hoïc chính taéc gaàn ñuùng nhaát goïi laø Ellipsoid traùi ñaát

• Maët Ellipsoid traùi ñaát coù ñaëc tính laø “taïi moïi ñieåm treân beà maët cuûa noù phaùp tuyeán khoâng truøng vôùi phöông daây doïi” maø leäch ñi moät goùc goïi laø “ñoä leäch daây doïi” (trung bình töø 34”).

Kích thöôùc Ellipsoid traùi ñaát ñaëc tröng baèng hai baùn truïc (baùn truïc lôùn a, baùn truïc nhoû b) vaø doä deït tính theo coâng thöùc:

ab

O

aba (1.1)

Moãi nöôùc (hay khu vöïc) choïn moät maët Ellipsoid rieâng vaø ñònh vò phuø hôïp nhaát vôùi beà maët laõnh thoå nöôùc ñoù (töùc taâm Ellipsoid truøng vôùi taâm Geoid, theå tích Ellipsoid baèng theå tích Geoid vaø toång bình phöông caùc ñoä leäch töø maët Ellipsoid ñeán maët Geoid taïi moät soá ñieåm cô baûn laø cöïc tieåu) goïi laø Ellipsoid thöïc duïng, ñöôïc söû duïng laøm heä quy chieáu toïa ñoä ñeå xaùc ñònh vò trí maët baèng cuûa caùc ñieåm treân maët ñaát töï nhieân.

1.3. CAÙC HEÄ TOÏA ÑOÄ, ĐỘ CAO THÖÔØNG 1.3. CAÙC HEÄ TOÏA ÑOÄ, ĐỘ CAO THÖÔØNG DUØNG TRONG TRAÉC ÑÒADUØNG TRONG TRAÉC ÑÒA

1.3.1. Heä toïa ñoä ñòa lyù Laáy taâm traùi ñaát laøm goác toïa

ñoä, nhaän traùi ñaát laø hình caàu, phöông daây doïi laøm ñöôøng chieáu, ñeå xaùc ñònh toïa ñoä caùc ñieåm treân maët ñaát töï nhieân. Caùc yeáu toá cô baûn cuûa noù goàm: Kinh tuyeán traùi ñaát (giao tuyeán giöõa caùc maët phaúng chöùa truïc quay traùi ñaát vaø maët traùi ñaát, kinh tuyeán goác (kinh tuyeán chuaån) ñöôïc choïn ñi qua ñaøi thieân vaên Greenwich –London-Anh quoác). Vó tuyeán traùi ñaát (giao tuyeán giöõa caùc maët phaúng thaúng goùc vôùi truïc quay traùi ñaát vaø maët traùi ñaát, vó tuyeán goác laø ñöôøng xích ñaïo.

O

AG

Toïa ñoä moät ñieåm baát kyø treân maët ñaát töï nhieân ñöôïc xaùc ñònh khi bieát hình chieáu cuûa noù treân maët caàu traùi ñaát, bao goàm hai yeáu toá:

• Ñoä kinh () cuûa moät ñieåm laø goùc nhò dieän hôïp bôûi maët phaúng chöùa kinh tuyeán goác vaø maët phaúng chöùa kinh tuyeán ñi qua ñieåm ñoù. Ñoä kinh ñaùnh soá töø kinh tuyeán goác (0000’00”) sang hai phía baùn caàu ñoâng vaø taây (moãi phía 1800), ñöôïc goïi laø ñoä kinh ñoâng vaø ñoä kinh taây.

• Ñoä vó () cuûa moät ñieåm laø goùc hôïp bôûi ñöôøng daây doïi ñi qua ñieåm ñoù vaø maët phaúng xích ñaïo. Ñoä vó ñaùnh soá töø xích ñaïo (0000’00”) veà hai cöïc baéc vaø nam (moãi cöïc 900), ñöôïc goïi laø ñoä vó baéc vaø ñoä vó nam.

• Caëp giaù trò (, ) cuûa moät ñieåm treân maët ñaát goïi laø toïa ñoä ñòa lyù cuûa ñieåm ñoù, thöôøng ñöôïc xaùc ñònh baèng phöông phaùp ño thieân vaên neân coøn goïi laø toïa ñoä thieân vaên.

• Thuû ñoâ Haø Noäi (coät côø) coù toïa ñoä ñòa lyù:

= 21002’ N (ñoä vó baéc)

= 105050’ E (ñoä kinh ñoâng)

• Ñòa baøn Thaønh phoá Hoà Chí Minh coù toïa ñoä ñòa lyù giôùi haïn:

= 10038’ 11010’ N

= 106022’ 106055’ E

• Nöôùc Vieät Nam coù toïa ñoä ñòa lyù trong khoaûng:

= 040 230 N

= 1020 1140 E

1.3.2. Heä toïa ñoä giaû ñònh

Khi ño veõ baûn ñoà ôû khu vöïc nhoû vaø ñoäc laäp khoâng coù hoaëc ôû xa löôùi khoáng cheá toïa ñoä Nhaø nöôùc, chuùng ta coù theå giaû ñònh moät heä toïa ñoä vuoâng goùc, trong ñoù choïn truïc tung OX laø höôùng Baéc – Nam hoaëc höôùng gaàn ñuùng ox. Ngoaøi ra, ñeå traùnh trò soá x vaø y mang daáu aâm neân choïn goác toïa ñoä O ôû goùc Taây – Namcuûa khu ño

A

o

x

y

X

Y

O

KHU ĐO

yA

xA

1.3.3. Pheùp chieáu UTM vaø heä toïa ñoä Nhaø nöôùc VN-2000

1. Pheùp chieáu UTM• Phép chiếu bản đồ UTM (Universal Transverse

Mercator) là phép chiếu hình trụ ngang đồng góc và được thực hiện như sau:

• Chia trái đất thành 60 múi bởi các đường kinh tuyến cách nhau 60, đánh số thứ tự từ 1 đến 60 bắt đầu từ kinh tuyến gốc Greenwich và tăng dần sang phía đông.

• Dựng hình trụ ngang cắt mặt cầu trái đất theo hai đường cong đối xứng với nhau qua kinh tuyến giữa múi và có tỷ lệ chiếu k = 1 (không bị biến dạng chiều dài). Kinh tuyến trục nằm ngoài mặt trụ có tỷ lệ chiếu k = 0.9996

• Dùng tâm trái đất làm tâm chiếu, lần lượt chiếu từng múi lên mặt trụ theo nguyên lý của phép chiếu xuyên tâm. Sau khi chiếu, khai triển mặt trụ thành mặt phẳng.

• Phép chiếu UTM có ưu điểm là độ biến dạng được phân bố đều và có trị số nhỏ; mặt khác hiện nay để thuận tiện cho việc sử dụng hệ tọa độ chung trong khu vực và thế giới Việt Nam đã sử dụng lưới chiếu này trong hệ tọa độ Quốc gia VN-2000 thay cho phép chiếu Gauss-Kruger trong hệ tọa độ cũ HN-72.

2. Hệ tọa độ vuoâng goùc Quốc gia VN2000• Trong phép chiếu UTM, các múi chiếu đều có kinh tuyến

trục suy biến thành đường thẳng đứng được chọn làm trục OX; xích đạo suy biến thành đường nằm ngang chọn làm trục OY, đường thẳng OX vuông góc với OY tạo thành hệ tọa độ vuông góc phẳng UTM trên các múi chiếu.

• Để trị số hoành độ Y không âm, người ta quy ước dời trục OX qua phía tây 500km (ngoaøi ra ở những nhöõng khu vöïc thuộc Tây bán cầu người ta quy định dịch trục OY về phía Tây 10.000km để tránh giá trị X âm) và quy định ghi hoành độ Y có kèm số thứ tự múi chiếu ở phía trước (X = 2524376,437; Y = 18.704865,453). Trên bản đồ địa hình, để tiện cho sử dụng người ta đã kẻ những đường thẳng song song với trục OX và OY tạo thành lưới ô vuông tọa độ. Hệ tọa độ vuông góc phẳng UTM này được sử dụng trong hệ tọa độ VN-2000.

• Hệ tọa độ VN-2000 được Thủ tướng Chính phủ quyết định là hệ là hệ tọa độ Trắc địa- Bản đồ Quốc gia Việt Nam và có hiệu lực từ ngày 12/8/2000. Hệ tọa độ này có các đặc điểm:

• Sử dụng Elipxoid WGS-84 (World Geodesic System 1984) làm Elip thực dụng, Elip này có bán trục lớn a = 6378137, độ det = 1:298,2

• Sử dụng phép chiếu và hệ tọa độ vuông góc phẳng UTM.• Gốc tọa độ trong khuôn viên Viện Công nghệ Địa chính, Hoàng

Quốc Việt, Hà Nội.

Ñöôøng caùt tuyeán

+y(E)

+y(E)

180km

O

+x(N)

500km

10.000km

O

1.3.4. Hệ tọa độ cực• Trên mặt phẳng chọn điểm O làm

điểm cực và một hướng cố định OA làm trục cực.

• Vị trí của điểm i nào đó được xác định bởi góc cực và cạnh cực Si. Góc cực là góc bằng tính từ hướng trục cực OA theo chiều kim đồng hồ đến hướng cạnh cực Si , còn cạnh cực Si là chiều dài 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 được sử dụng nhiều khi cần chuyển các điểm thiết kế ra thực địa trong lĩnh vực xây dựng, giao thông, thủy lợi….

Δ

Δ

1

2

A

O

S1

S2

Hình 1.5

1.3.5. Heä ñoâï cao thöôøng Trong mạng lưới khống chế độ cao sử dụng hệ độ cao thường, trong đó độ cao tuyệt đối của điểm trên bề mặt đất là khoảng cách tính theo hướng dây dọi từ điểm đó đến mặt thuûy chuaån goác và hiệu độ cao giữa hai điểm gọi là chênh cao. Cũng có thể hiểu gần đúng là “chênh cao giữa hai điểm là khoảng cách tính theo phương dây dọi giữa hai mặt phẳng thủy chuẩn quy ước đi qua hai điểm đó”.

• Trên hình bên, HA và HB là độ cao thường của hai điểm A và B, còn chênh cao giữa hai điểm là hAB=HB-HA.

• Trị số độ cao của các mốc trong mạng lưới khống chế độ cao của Việt Nam cho đến nay vẫn còn là độ cao đo được so với mặt thủy chuẩn gốc đi qua điểm gốc ở đảo Hòn Dấu - Đồ Sơn – Hải Phòng.

1.4. ÑÒNH HÖÔÙNG ÑÖÔØNG THAÚNG.1.4. ÑÒNH HÖÔÙNG ÑÖÔØNG THAÚNG.HAI BAØI TOAÙN CÔ BAÛN TRONG TRAÉC HAI BAØI TOAÙN CÔ BAÛN TRONG TRAÉC

ÑÒAÑÒA1.4.1 Ñònh höôùng ñöôøng thaúng

Muoán ñònh vò moät ñöôøng thaúng treân maët ñaát hay treân baûn ñoà, ngoaøi ñoä daøi caàn phaûi bieát höôùng cuûa noù. Vieäc xaùc ñònh quan heä giöõa moät ñöôøng thaúng vôùi moät höôùng goác ban ñaàu nhaát ñònh laáy laøm “höôùng chuaån” goïi laø ñònh höôùng ñöôøng thaúng.

Trong traéc ñòa, thöôøng söû duïng höôùng baéc kinh tuyeán thöïc (ñöôïc xaùc ñònh baèng quan saùt thieân vaên), höôùng baéc kinh tuyeán töø (xaùc ñònh baèng kim töø ñòa baøn) hoaëc höôùng baéc kinh tuyeán giöõa (hay ñöôøng thaúng song song vôùi kinh tuyeán giöõa) laøm höôùng chuaån.

1. Goùc phöông vò thöïc vaø goùc phöông vò töø

Goùc phöông vò (thöïc hoaëc töø) cuûa moät ñöôøng thaúng laø goùc baèng hôïp bôûi ñaàu baéc kinh tuyeán (thöïc hoaëc töø) theo chieàu kim ñoàng hoà ñeán höôùng cuûa ñöôøng thaúng. Goùc phöông vò (thöïc hoaëc töø) ñöôïc söû duïng ñeå ñònh höôùng ñöôøng thaúng treân maët ñaát.

• Neáu höôùng chuaån laø ñaàu baéc kinh tuyeán thöïc, goïi laø goùc phöông vò thöïc (kyù hieäu Athuc).

• Neáu höôùng chuaån laø ñaàu baéc kinh tuyeán töø, goïi laø goùc phöông vò töø (kyù hieäu Atu).

Taïi moät ñieåm baát kyø treân maët ñaát, kinh tuyeán thöïc vaø kinh tuyeán töø khoâng truøng nhau, taïo neân moät goùc goïi laø ñoä leäch töø (kyù hieäu ). Neáu kinh tuyeán töø leäch sang phía ñoâng kinh tuyeán thöïc goïi laø ñoä leäch töø ñoâng (+), ngöôïc laïi leäch sang phía taây kinh tuyeán thöïc goïi laø ñoä leäch töø taây ().

Ñaëc ñieåm cuûa goùc phöông vò:

Goùc phöông vò coù giaù trò töø 0-3600.

Goùc phöông vò cuûa ñöôøng thaúng theo höôùng ñònh tröôùc goïi laø goùc phöông vò thuaän, theo höôùng ngöôïc laïi goïi laø goùc phöông vò nghòch.

Taïi caùc ñieåm khaùc nhau treân cuøng moät ñöôøng thaúng, goùc phöông vò (thöïc hoaëc töø) coù giaù trò khaùc nhau (do caùc ñöôøng kinh tuyeán khoâng song song vôùi nhau). Quan heä giöõa caùc goùc nhö sau:

Kinh tuyeán töø Kinh tuyeán

thöïc

Atu Ath Atu

- +

A’thAB

thucthuc

0nghth

tuthuc

AA

180AA

AA

( laø goùc hoäi tuï kinh tuyeán)

2. Goùc phöông vò toïa ñoä (goùc phöông vò)

Goùc phöông vò toïa ñoä (kyù hieäu ) cuûa moät ñöôøng thaúng laø goùc baèng tính töø ñaàu baéc kinh tuyeán truïc cuûa muùi chieáu (hay ñöôøng thaúng song song vôùi kinh tuyeán ñoù) theo chieàu kim ñoàng hoà ñeán höôùng ñöôøng thaúng. Goùc phöông vò toïa ñoä söû duïng ñeå ñònh vò ñöôøng thaúng treân baûn ñoà.

Goùc phöông vò toïa ñoä coù giaù trò töø 0-3600, cuõng bao goàm goùc phöông vò thuaän vaø nghòch. Taïi caùc ñieåm khaùc nhau treân cuøng moät ñöôøng thaúng, goùc phöông vò coù giaù trò khoâng ñoåi. Quan heä giöõa caùc goùc:

Ath Ath

x

a

b

a

b

tutu

0nghth

thuc

AA

180

A

(- soá hieäu chænh ñònh höôùng baûn ñoà baèng ñòa baøn)

3. Goùc hai phöông. Moái quan heä giöõa goùc phöông vò toïa ñoä vaø goùc hai phöông

Ñeå thuaän lôïi trong tính toaùn, goùc phöông vò ñöôïc chuyeån ñoåi thaønh goùc hai phöông (kyù hieäu r). Goùc hai phöông cuûa moät ñöôøng thaúng ñöôïc hieåu laø goùc baèng hôïp bôûi höôùng Baéc hoaëc höôùng Nam cuûa kinh tuyeán giöõa hay ñöôøng song song cuûa kinh tuyeán ñoù vôùi ñöôøng thaúng caàn xaùc ñònh.Goùc hai phöông coù giaù trò töø 0 ñeán 90o.Moái quan heä giöõa goùc phöông vò vaø goùc hai phöông:

1

23

4 x

y

r1

r2r3

r4

Goùcphaàn

tö

Giaù trò

goùc

Teân goïi

goùc r

Quan heä r vaø

I 0 900 r1 – ÑB r =

II 90 1800 r2 – ÑN = 1800 r

III 180 2700

r3 – TN = 1800 + r

IV 270 3600

r4 – TB = 3600 r

1.4.2. Hai baøi toaùn cô baûn trong traéc ñòaBaøi toaùn thuaän (tính chuyeàn toïa ñoä). Trong heä truïc

toïa ñoä phaúng xOy xaùc ñònh. Neáu bieát toïa ñoä ñieåm A (XA; YA), goùc ñònh höôùng () vaø ñoä daøi (S) cuûa caïnh AB. Toïa ñoä ñieåm B (XB; YB) ñöôïc tính theo coâng thöùc (1.2), trong ñoù x; y goïi laø caùc soá gia toïa ñoä. Thöïc chaát ñaây laø baøi toaùn chuyeån toïa ñoä cöïc sang toïa ñoä vuoâng goùc.

rsin.Ssin.Sy

rcos.Scos.Sx

yYY

xXX

AB

AB

(1.2) S

A

B

XA

YA

XB

YBO

x

y

x

y

• Baøi toaùn nghòch (tính ñoä daøi vaø phöông vò caïnh). Bieát toïa ñoä hai ñieåm A vaø B (XA; YA; XB; YB). Ñoä daøi

(S) vaø goùc ñònh höôùng () cuûa caïnh AB ñöôïc tính theo coâng thöùc (1.3). Thöïc chaát ñaây laø baøi toaùn chuyeån toïa ñoä vuoâng goùc sang toïa ñoä cöïc, trong ñoù giaù trò goùc ñònh höôùng phuï thuoäc vaøo daáu cuûa caùc soá gia toïa ñoä (baûng 1.1).

ABAB

22

YYy;XXxxy

arctan;yxS(1.3)

Goùc phaàn tö

Giaù trò x y Trò soá

I 0 900 + + = r = arctan |y/x|

II 90 1800 + = 1800 arctan |y/x|

III 180 2700 = 1800 + arctan |y/x|

IV 270 3600 + = 3600 arctan |y/x|

Baûng 1.1

1.5. BAÛN ÑOÀ, BÌNH ÑOÀ, MAËT CAÉT ÑÒA 1.5. BAÛN ÑOÀ, BÌNH ÑOÀ, MAËT CAÉT ÑÒA HÌNH VAØ TYÛ LEÄ BAÛN ÑOÀHÌNH VAØ TYÛ LEÄ BAÛN ÑOÀ

• 1. Baûn ñoà ñòa hình: Laø baûn veõ thu nhoû vaø khaùi quaùt hoùa moät phaàn beà maët traùi ñaát leân maët phaúng (giaáy) theo moät pheùp chieáu vaø moät tyû leä xaùc ñònh. Caùc yeáu toá ñòa hình, ñòa vaät ñöôïc phaân loaïi, löïa choïn, toång hôïp theå hieän leân baûn ñoà baèng moät heä thoáng kyù hieäu quy öôùc. Baûn ñoà ñòa hình thuoäc nhoùm baûn ñoà ñòa lyù töï nhieân coù tyû leä khaù lôùn (töø 1/1.000.000÷ 1/500). Noäi dung goàm daùng ñaát (loài loõm, cao thaáp cuûa maët ñaát) vaø ñòa vaät (caùc vaät theå töï nhieân vaø nhaân taïo phaân boá treân beà maët ñaát).

• 2. Bình ñoà ñòa hình: Laø baûn veõ tyû leä lôùn cho moät khu vöïc heïp, maët ñaát ñöôïc coi laø maët phaúng vaø söû duïng pheùp chieáu thaúng goùc, noäi dung mang tính khaùi quaùt hoùa cao.

• 3. Maët caét ñòa hình: Laø baûn veõ thu nhoû hình chieáu cuûa maët caét maët ñaát theo moät höôùng xaùc ñònh leân maët phaúng thaúng ñöùng. Theå hieän söï bieán ñoåi cuûa daùng ñaát theo höôùng xaùc ñònh, khoâng phaûi maët nhö baûn ñoà.

Do söï phaùt trieån vöôït baäc cuûa coâng ngheä thoâng tin, heä thoáng thoâng tin khoâng gian ñaõ hình thaønh vaø phaùt trieån. Trong ñoù, baûn ñoà soá ñöôïc hieåu laø moät taäp hôïp coù toå chöùc caùc döõ lieäu baûn ñoà ñöôïc löu tröõ, xöû lyù vaø hieån thò (döôùi daïng hình aûnh baûn ñoà) treân maùy tính.

Baûn ñoà soá coù theå ñöôïc thaønh laäp baèng phöông phaùp “soá hoùa” caùc baûn ñoà giaáy truyeàn thoáng, töø caùc file soá lieäu ño tröïc tieáp baèng maùy toaøn ñaïc ñieän töû hay töø aûnh haøng khoâng daïng soá.

Baûn ñoà soá ñöôïc toå chöùc goïn nheï, löu tröõ deã daøng, linh hoaït trong vieäc caäp nhaät hieän chænh thoâng tin baûn ñoà, choàng xeáp hoaëc taùch lôùp thoâng tin, moïi luùc coù theå bieân taäp vaø laøm môùi baûn ñoà, caùc yeáu toá baûn ñoà döõ nguyeân ñöôïc ñoä chính xaùc cuûa döõ lieäu ño, coù khaû naêng lieân keát döõ lieäu… Do vaäy, baûn ñoà soá ñöôïc söû duïng roäng raõi vaø naêng ñoäng hôn so vôùi baûn ñoà giaáy.

4. Tyû leä baûn ñoà: Laø ñaïi löôïng bieåu thò möùc ñoä thu nhoû moät phaàn

maët ñaát leân maët phaúng, ñaëc tröng baèng tæ soá giöõa ñoä daøi moät ñoaïn thaúng treân baûn ñoà (ab) vaø ñoä daøi naèm ngang töông öùng cuûa noù treân maët ñaát (AB), kyù hieäu 1:M (M goïi laø maãu soá tæ leä baûn ñoà, thöôøng laø chaün 500; 1000; 2000; 5000…). Maãu soá tyû leä caøng nhoû tyû leä baûn ñoà caøng lôùn, möùc ñoä theå hieän ñòa hình caøng chi tieát, chính xaùc vaø ngöôïc laïi.

Töø tyû leä coù theå xaùc ñònh ñöôïc ñoä daøi ñoaïn thaúng treân maët ñaát hay treân baûn ñoà.

Treân baûn ñoà ñòa hình, tæ leä ñöôïc bieåu dieãn theo ba caùch:

• Tyû leä soá: 1:500; 1:1.000; 1:2.000; 1:5.000; 1:10.000…

• Tyû leä giaûi thích: Ghi baèng chöõ khoaûng caùch ôû maët ñaát töông öùng vôùi moät ñôn vò (thöôøng laø 1cm) treân baûn ñoà.

M.abABMAB

abM1

ABab

(1.4)

• Thöôùc tyû leä: Ñöôïc caáu thaønh töø caùc ñôn vò cô sôû (thöôøng laø 2cm) töông öùng vôùi ñoä daøi chaün naèm ngang treân maët ñaát ñeå deã noäi suy. Ñôn vò cô sôû ñaàu tieân beân traùi soá 0 ñöôïc chia thaønh 10 khoaûng nhoû coù theå ñoïc tröïc tieáp treân thöôùc ñeán 1/10 vaø cho pheùp öôùc löôïng ñeán 1/100 ñôn vò cô sôû (töùc 0,02cm). Ñeå söû duïng thöôùc, duøng compa laáy khaåu ñoä ñoaïn thaúng caàn ño treân baûn ñoà roài ñaët leân thöôùc, ñoïc giaù trò ñoaïn ño treân maët ñaát.

0200 200 400 600

520m

1.6. CHIA MAÛNH VAØ ÑAÙNH SOÁ BAÛN 1.6. CHIA MAÛNH VAØ ÑAÙNH SOÁ BAÛN ÑOÀ ÑÒA HÌNH TRONG HEÄ QUY CHIEÁU VAØ ÑOÀ ÑÒA HÌNH TRONG HEÄ QUY CHIEÁU VAØ

HEÄ TOÏA ÑOÄ VN-2000HEÄ TOÏA ÑOÄ VN-2000Heä thoáng baûn ñoà ñòa hình cuûa moät nöôùc coù

nhieàu tyû leä khaùc nhau, theå hieän töø phaïm vi roäng ñeán phaïm vi heïp. Ñeå thuaän lôïi cho vieäc quaûn lyù vaø söû duïng baûn ñoà, phaûi phaân maûnh vaø ñaùnh soá baûn ñoà. Soá hieäu cuûa moät tôø baûn ñoà bieåu thò tyû leä, kích thöôùc, vò trí cuûa noù treân maët ñaát goïi laø danh phaùp baûn ñoà.

Heä thoáng baûn ñoà ñòa hình ôû nöôùc ta ñöôïc phaân maûnh theo pheùp chieáu. Tröôùc naêm 2000, mieàn baéc duøng heä toïa ñoä HANOI-72 vôùi heä thoáng phaân maûnh baûn ñoà Gauss, mieàn nam duøng heä toïa ñoä UTM vôùi heä thoáng phaân maûnh baûn ñoà UTM hieän coøn söû duïng. Heä toïa ñoä VN-2000 söû duïng pheùp chieáu UTM coù caùch phaân maûnh rieâng. Nguyeân taéc:

• Thaønh laäp maûnh baûn ñoà quoác teá tyû leä 1/1.000.000 theo pheùp chieáu hình noùn ñoàng goùc.

• Laáy maûnh baûn ñoà quoác teá laøm cô sôû ñeå chia ra caùc loaïi baûn ñoà coù tyû leä khaùc nhau.

• Thaønh laäp maûnh baûn ñoà quoác teá: Theo kinh tuyeán chia traùi ñaát thaønh 60 coät, moãi coät coù giaù trò 60, ñaùnh soá töø 160, baét ñaàu töø kinh tuyeán 1800 sang phía taây baùn caàu qua phía ñoâng roài trôû veà kinh tuyeán 1800. Theo vó tuyeán chia traùi ñaát thaønh caùc ñai, moãi ñai coù giaù tri 40, ñaùnh soá theo caùc chöõ caùi A, B, C… Y (tröø I vaø O) baét ñaàu töø xích ñaïo veà hai cöïc. Caùc coät vaø ñai theo caùch chia nhö treân taïo neân caùc khung hình thang coù kích thöôùc 6040 ñöôïc veõ vôùi tyû leä 1/1.000.000 goïi laø maûnh baûn ñoà quoác teá hay cô sôû. Maûnh baûn ñoà cô sôû ñöôïc goïi teân theo ñai vaø coät (Ví duï: Maûnh chöùa thuû ñoâ Haø Noäi coù teân NF-48). Laõnh thoå Vieät Nam chuû yeáu naèm vaøo caùc coät 48; 49; 50 vaø caùc ñai C; D; E; F.

• Heä thoáng phaân maûnh baûn ñoà heä toïa ñoä quoác gia VN-2000: Ñöôïc chia ra caùc tyû leä töø 1/500.000 ñeán 1/500. Khaùc vôùi heä thoáng UTM veà soá löôïng, kích thöôùc, caùch chia, nhöng thoáng nhaát teân goïi vaø ñaùnh soá theo nguyeân taéc töø traùi sang phaûi, töø treân xuoáng döôùi.

ABCDE

32 3330

G

3134

Sô ñoà phaân maûnh

1/1.000.000 (640) NF-48

1/500.000 (320) NF-48-D

1/250.000 (1,510) NF-48-

D-4

1/100.000 (3030’) NF-48-

96

1/50.000 (1515’) NF-48-96-D

1/25.000 (7,57,5’) NF-48-96-D-d

4(22) A B C D

4(22) 1 2 3 4

96(812) 1 12 8596

4(22) A B C D

4(22) a b c d

1/10.000 (3’45”) NF-

48-96-D-d-4

1/5.000 (1’52”5)

NF-48-96-(256)

1/2.000 (37”5) NF-48-96-

(256-k)4(22) 1 2 3 4

256 1 16(1616) 241256

9(33) a b c d e f g h k

1/1.000 (18”75) NF-48-96-

(256-k-IV)

1/500 (9”4) NF-48-96-(256-k-16)

4(22) I II IIIIV

16(44) 1 4 1316

1.7. PHÖÔNG PHAÙP BIEÅU THÒ ÑÒA 1.7. PHÖÔNG PHAÙP BIEÅU THÒ ÑÒA HÌNH, ÑÒA VAÄT TREÂN BAÛN ÑOÀ ÑÒA HÌNH, ÑÒA VAÄT TREÂN BAÛN ÑOÀ ÑÒA

HÌNHHÌNH1.7.1 Phương pháp biểu thị địa hình

Ñòa hình hay coøn goïi laø daùng ñaát.

• Ñoái vôùi daùng ñaát, coù nhieàu caùch bieåu dieãn (Phöông phaùp keû vaân; Phöông phaùp toâ maøu; Phöông phaùp ghi ñoä cao…). Nhöng chuû yeáu nhaát laø phöông phaùp duøng ñöôøng bình ñoä (ñoàng möùc).

Ñöôøng bình ñoä laø nhöõng ñöôøng noái lieàn caùc ñieåm coù cuøng ñoä cao treân maët ñaát. Hay giao tuyeán cuûa maët ñaát töï nhieân vaø caùc maët phaúng song song vôùi maët thuûy chuaån, caùch ñeàu ôû nhöõng ñoä cao khaùc nhau.

h

P

Khoaûng cao ñeàu (h) thöôøng chaün: 0,25m; 0,5m; 1m, 2m, 5m, 10m, 20m, phuï thuoäc vaøo tæ leä baûn ñoà vaø ñaëc ñieåm ñòa hình. Caùc giao tuyeán ñoù ñöôïc chieáu thaúng goùc leân maët phaúng baûn ñoà taïo ra heä thoáng ñöôøng bình ñoä treân baûn ñoà, ñöôøng bình ñoä coù caùc ñaëc ñieåm:

Ñöôøng bình ñoä laø nhöõng ñöôøng cong lieân tuïc vaø kheùp kín. Trong phaïm vi moät tôø baûn ñoà, neáu khoâng kheùp kín phaûi keùo ñeán khung cuûa baûn ñoà.

Caùc ñieåm naèm treân moät ñöôøng bình ñoä coù cuøng ñoä cao treân maët ñaát.

Caùc ñöôøng bình ñoä khoâng caét nhau, tröø tröôøng hôïp ñaët bieät (khi vaùch nuùi thaúng ñöùng caùc ñöôøng bình ñoä truøng nhau, vuøng ñòa hình haøm eách caùc ñöôøng bình ñoä caét nhau…).

Ñöôøng bình ñoä thöa bieåu thò maët ñaát thoaûi, ñöôøng bình ñoä caøng daøy maët ñaát caøng doác. Quy luaät bieán thieân cuûa ñöôøng bình ñoä treân baûn ñoà theå hieän caùc daïng ñòa maïo treân maët ñaát (ñoài nuùi, thung luõng, ñöôøng doâng, yeân ngöïa, söôøn, khe, soâng suoái…). Döïa vaøo caùc ñöôøng bình ñoä coù theå xaùc ñònh ñoä cao caùc ñieåm, ñoä doác, höôùng doác maët ñaát…

• 1.7.2. Ñoái vôùi ñòa vaät: Söû duïng moät heä thoáng kyù hieäu ñoà giaûi qui öôùc ñeå bieåu dieãn. Caùc kyù hieäu ñoù phaûi ñaûm baûo yeâu caàu kích thöôùc hôïp lyù, hình daïng roõ raøng, deã nhaän bieát, maøu saéc trung thöïc, coù tính thaåm myõ… töôïng tröng cho vaät theå caàn bieåu dieãn. Heä thoáng kyù hieäu ñòa vaät ñöôïc qui ñònh chaët cheõ trong caùc qui phaïm ño ñaïc baûn ñoà hieän haønh.

Haàu heát caùc ñòa vaät ñeàu ñöôïc bieåu thò leân baûn ñoà moät caùch tæ leä (thöûa ñaát, ruoäng vöôøn, röøng caây, ao caù, coâng vieân, nhaø xöôûng, coâng trình kieán truùc…). Moät soá ñòa vaät quan troïng nhöng kích thöôùc töông ñoái nhoû so vôùi tyû leä baûn ñoà coù theå bieåu dieãn phi tæ leä (ñieåm traéc ñòa, caây ñoäc laäp, coät caây soá, ñeàn chuøa…), vò trí ñòa vaät treân baûn ñoà laø taâm cuûa kyù hieäu.

Ngoaøi ra, tröôøng hôïp caùc ñòa vaät hình tuyeán heïp (ñöôøng ñieän, ñöôøng giao thoâng, soâng suoái…) coù theå söû duïng kyù hieäu nöûa tyû leä (chieàu daøi theo tyû leä, chieàu roäng khoâng theo tyû leä, vò trí ñòa vaät laø truïc cuûa kyù hieäu). Moät soá tröôøng hôïp coù söû duïng theâm caùc kyù hieäu chuù giaûi.

Heát chöông 1Heát chöông 1

CHÖÔNGCHÖÔNG 2 2

KHAÙI NIEÄM VEÀKHAÙI NIEÄM VEÀ

SAI SOÁSAI SOÁ

TRONG TRAÉC ÑÒATRONG TRAÉC ÑÒA

2.1. KHAÙI NIEÄM VEÀ CAÙC PHEÙP ÑO VAØ SAI SOÁ 2.1. KHAÙI NIEÄM VEÀ CAÙC PHEÙP ÑO VAØ SAI SOÁ ÑOÑO

2.1.1. Khaùi nieäm caùc pheùp ño: Trong traéc ñòa, khi caàn xaùc ñònh ñoä lôùn cuûa moät ñaïi löôïng (goùc, khoaûng caùch, ñoä cao…) ngöôøi ta tieán haønh moät thao taùc goïi laø “ño”. Ño ñöôïc hieåu laø so saùnh ñaïi löôïng caàn ño vôùi ñaïi löôïng cuøng loaïi laáy laøm ñôn vò, keát quaû ño laø boäi soá cuûa ñôn vò ño.

1 Ño tröïc tieáp vaø ño giaùn tieáp

Ño tröïc tieáp: Tröïc tieáp xaùc ñònh ñoä lôùn cuûa ñaïi löôïng ño baèng caùc duïng cuï ño

Ño giaùn tieáp: Tính toaùn ñaïi löôïng ño töø caùc keát quaû ño tröïc tieáp.

2. Ño cuøng ñoä chính xaùc vaø khoâng cuøng ñoä chính xaùc

Neáu keát quaû ño nhaän ñöôïc trong cuøng moät ñieàu kieän ño thì coù cuøng ñoä chính xaùc, nhaän ñöôïc trong ñieàu kieän ño khaùc nhau seõ khoâng cuøng ñoä chính xaùc.

Ñieàu kieän ño ñaëc tröng bôûi caùc yeáu toá nhö ngöôøi ño, maùy moùc, duïng cuï ño, moâi tröôøng ño, phöông phaùp ño, soá laàn ño . . .

3. Ño caàn thieát vaø ño thöøa

Ñeå ñaùnh giaù ñoä chính xaùc keát quaû ño, moät ñaïi löôïng ñöôïc ño ít nhaát hai laàn (ño keùp), thoâng thöôøng ño nhieàu laàn taïo ra moät taäp hôïp caùc trò ño goïi laø daõy trò ño, trong ñoù coù trò ño caàn thieát vaø caû trò ño “thöøa”.

2.1.2. Trị thực, sai số thực, trị bình sai và số hiệu chỉnh

Baát kyø moät pheùp ño naøo duø hoaøn chænh ñeán ñaâu vaãn coù sai soá, nghóa laø khoâng theå xaùc ñònh ñöôïc trò thöïc cuûa ñaïi löôïng caàn ño.

Neáu goïi L laø trò ño, Lo laø trò thöïc cuûa moät ñaïi löôïng

ño naøo ñoù thì sai soá thöïc cuûa noù laø: ΔL = Lo- L

Sai soá thöïc luoân toàn taïi, do ñoù caàn phaûi tìm ra quy luaät ñeå xaùc ñònh noù. Trò thöïc trong thöïc teá khoâng theå tìm ñöôïc maø ta chæ tìm ñöôïc trò saùc xuaát nhaát baèng caùch hieäu chænh soá hieåu chænh v vaøo trò ño L, nghóa laø: L’ = L + v

2.2. NGUOÀN GOÙC CUÛA SAI SOÁ ÑO VAØ 2.2. NGUOÀN GOÙC CUÛA SAI SOÁ ÑO VAØ PHAÂN LOAÏI CAÙC SAI SOÁ ÑOPHAÂN LOAÏI CAÙC SAI SOÁ ÑO

2.2.1. Nguoàn goác cuûa sai soá ñoCoù raát nhieàu nguyeân nhaân gaây ra sai soá ño nhöng coù

theå quy goäp thaønh 3 nguyeân nhaân chuû yeáu sau ñaây:

Sai soá do ngöôøi: Laø sai soá do caùc giaùc quan cuûa con ngöôøi khoâng chuaån xaùc gaây neân

Sai soá do duïng cuï, maùy moùc: Laø sai soá do söû duïng duïng cuï vaø maùy moùc khoâng chính xaùc

Sai soá do moâi tröôøng ño: Laø sai soá do thôøi tieát khi ño khoâng oån ñònh vaø do möùc ñoä phöùc taïp cuûa yeáu toá ñòa hình, ñòa vaät gaây neân.

2.2.2. Phaân loaïi cuûa caùc sai soá ño

• Sai soá thoâ: Hay sai laàm, laø söï nhaàm laãn trong quaù trình ño tính, thöôøng coù giaù trò lôùn, coù theå khaéc phuïc baèng caùch ño nhieàu laàn vaø kieåm tra keát quaû ño moät caùch nghieâm ngaët.

• Sai soá heä thoáng: Laø sai soá coù ñoä lôùn vaø daáu khoâng ñoåi, thöôøng do duïng cuï hoaëc thoùi quen cuûa ngöôøi ño gaây ra, ñöôïc laëp ñi laëp laïi trong caùc laàn ño vaø tích luõy daàn vaøo keát quaû ño. Coù theå phaùt hieän vaø loaïi tröø.

• Sai soá ngaãu nhieân: Sai soá phaùt sinh ngoaøi yù thöùc con ngöôøi, coù ñoä lôùn vaø daáu bieán thieân phöùc taïp, khoâng theå loaïi tröø ra khoûi keát quaû ño maø chæ coù theå giaûm thieåu baèng vieäc söû duïng caùc phöông phaùp, duïng cuï ño chính xaùc. Tuy nhieân, vôùi soá laàn ño ñuû lôùn, sai soá ngaãu nhieân tuaân theo luaät phaân boá chuaån Gauss. Ñaây laø ñoái töôïng nghieân cöùu chuû yeáu cuûa lyù thuyeát sai soá ño.

Sai soá ngaãu nhieân coù moät soá ñaëc tính sau ñaây:

- Trò tuyeät ñoái cuûa sai soá ngaãu nhieân khoâng vöôït quaù moät giôùi haïn nhaát ñònh, phuï thuoäc chuû yeáu vaøo ñieàu kieän vaø phöông phaùp ño.

• - Sai soá ngaãu nhieân coù trò tuyeät ñoái caøng nhoû, khaû naêng xuaát hieän caøng nhieàu vaø ngöôïc laïi.

• - Caùc sai soá ngaãu nhieân aâm vaø döông coù trò tuyeät ñoái baèng nhau thì khaû naêng xuaát hieän ngang nhau.

• - Khi soá laàn ño (n) taêng leân voâ haïn, soá trung bình coäng cuûa sai soá ngaãu nhieân seõ tieán ñeán 0.

0n

Lim n

2.3. TIEÂU CHUAÅN ÑAÙNH GIAÙ CAÙC KEÁT 2.3. TIEÂU CHUAÅN ÑAÙNH GIAÙ CAÙC KEÁT QUAÛ ÑO TRÖÏC TIEÁP CUØNG ÑOÄ CHÍNH XAÙCQUAÛ ÑO TRÖÏC TIEÁP CUØNG ÑOÄ CHÍNH XAÙC

2.3.1.Sai soá trung bình• Là trị trung bình cộng các trị tuyệt đối các sai số thực thành

phần, được xác định bởi công thức:

• Trong đó các ∆i là các sai số thực thành phần; n là số lần đo.

2.3.2. Sai số trung phương • Là căn bậc hai của trị trung bình cộng của bình phương các sai số

thực thành phần:

nn

n

...21

nn

m n22

221 ...

2.3.3. Sai số giới hạn • Ta biết giới hạn sai số đo phụ thuộc vào điều kiện đo. Trị đo nào

đó có sai số vượt qua giới hạn đó số sẽ được coi là không đảm bảo độ chính xác. Qua khảo sát 1000 sai số ngẫu nhiên trong cùng điều kiện đo, chỉ có ba sai số ngẫu nhiên có trị số bằng ba lần sai số trung phương; điều đó có nghĩa là những sai số có trị số lớn như vậy xuất hiện rất hữu hạn. Vì thế quy định sai số giới hạn là Δmax= 3m; trong trắc địa công trình Δmax = 2m.

2.3.4. Sai soá trung phöông töông ñoái

Caùc sai soá thöïc (), sai soá trung phöông moät laàn ño (m) laø caùc sai soá tuyeät ñoái. Khi caàn thieát phaûi so saùnh ñoä chính xaùc xaùc ñònh caùc ñaïi löôïng ño cuøng loaïi coù ñoä lôùn khaùc nhau, nhaát laø trong ño ñoä daøi (khoaûng caùch), thöôøng söû duïng sai soá trung phöông töông ñoái (1/T).

Sai soá trung phöông töông ñoái ñöôïc hieåu laø tæ soá giöõa sai soá trung phöông moät laàn ño (m) vaø ñoä lôùn cuûa ñaïi löôïng ño (X) theo coâng thöùc döôùi ñaây. Sai soá trung phöông töông ñoái caøng nhoû (töùc maãu soá caøng lôùn) thì ñoä chính xaùc ño caøng cao vaø ngöôïc laïi.

T1

m/X1

Xm

2.4. ÑAÙNH GIAÙ CAÙC KEÁT QUAÛ ÑO GIAÙN 2.4. ÑAÙNH GIAÙ CAÙC KEÁT QUAÛ ÑO GIAÙN TIEÁP CUØNG ÑOÄ CHÍNH XAÙCTIEÁP CUØNG ÑOÄ CHÍNH XAÙC

2.4.1. Haøm soá coù daïng toång quaùt

Ñaïi löôïng ño giaùn tieáp laø haøm soá cuûa caùc ñaïi löôïng ño tröïc tieáp. Do vaäy, ñaùnh giaù ñoä chính xaùc caùc ñaïi löôïng ño giaùn tieáp thöïc chaát laø tìm sai soá trung phöông cuûa haøm caùc trò soá ño tröïc tieáp.

Giaû söû coù haøm soá daïng toång quaùt (z), caùc bieán soá ñoäc laäp ño tröïc tieáp (x1, x2 … xn) mang

sai soá ngaãu nhieân. Sai soá trung phöông cuûa haøm (mz) ñöôïc tính theo coâng thöùc (2.1), trong

ñoù (f/xi) laø caùc ñaïo haøm rieâng phaàn cuûa

haøm (z) theo töøng bieán soá ñoäc laäp.

2n

2

n

22

2

2

21

2

1

2z m

xf

...mxf

mxf

m

2i

2

iz m

xf

m

(2.1)

2.4.2. Moät soá daïng haøm thoâng duïng

Vaän duïng coâng thöùc toång quaùt (2.1) tính sai soá trung phöông cho caùc daïng haøm thöôøng gaëp trong traéc ñòa, bao goàm:

• Haøm coù daïng toång ñaïi soá, trong ñoù x1,

x2 … xn laø caùc bieán soá ño ñoäc laäp. Sai

soá trung phöông cuûa haøm (mz) ñöôïc tính

theo coâng thöùc: nxxxz ...21

222

21 nz mmmm ... (2.2)

• Haøm coù daïng tuyeán tính, trong ñoù x1, x2

… xn laø caùc bieán soá ño ñoäc laäp, k1, k2 …

kn laø caùc heä soá töông öùng. Sai soá trung

phöông cuûa haøm (mZ) ñöôïc tính theo coâng

thöùc (2.1).nnxkxkxkz ...2211

2n

2n

22

22

21

21z mk...mkmkm (2.3)

Heát chöông 2Heát chöông 2

CHÖÔNGCHÖÔNG 3 3

DUÏNG CUÏ VAØ DUÏNG CUÏ VAØ

PHÖÔNG PHAÙP ÑO PHÖÔNG PHAÙP ÑO

DAØIDAØI

3.1. KHAÙI NIEÄM VAØ PHAÂN LOAÏIKhoaûng caùch (hay ñoä daøi) laø moät ñaïi löôïng raát caàn

thieát, keát hôïp vôùi goùc ñeå xaùc ñònh vò trí caùc ñieåm, ñoä lôùn caùc ñöôøng treân maët ñaát töï nhieân.

Trong traéc ñòa, thuaät ngöõ “khoaûng caùch” giöõa hai ñieåm bieåu thò ñoä lôùn cuûa ñoaïn thaúng noái giöõa hai ñieåm ñoù (Distance), ñoâi khi ñoàng nghóa vôùi ñoä daøi. Thuaät ngöõ ñoä daøi (Length) thöôøng aùm chæ ñoä lôùn cuûa moät ñoaïn (hay ñöôøng) coù theå cong, thaúng, gaáp khuùc… Ñoä daøi cuûa moät ñöôøng laø toång ñoä daøi caùc caïnh hay khoaûng caùch giöõa caùc ñieåm.

Ñeå bieåu dieãn moät ñöôøng hay moät caïnh leân maët phaúng, ñaïi löôïng caàn phaûi ño laø hình chieáu cuûa noù treân maët phaúng naèm ngang (chính xaùc hôn laø treân maët Ellipsoid traùi ñaát).

Tuøy theo yeâu caàu ñoä chính xaùc, nguyeân lyù vaø duïng cuï ño, ngöôøi ta chia ra caùc phöông phaùp ño khoaûng caùch hay ñoä daøi khaùc nhau.

3.2. PHÖÔNG PHAÙP ÑO KHOAÛNG CAÙCH TRÖÏC TIEÁP

Ño khoaûng caùch tröïc tieáp laø so saùnh ñoaïn thaúng caàn ño vôùi moät duïng cuï ño goïi laø “thöôùc” coù ñoä daøi xaùc ñònh. Trong thöïc teá, ñoaïn thaúng caàn ño thöôøng lôùn hôn nhieàu so vôùi ñoä daøi cuûa thöôùc ñem duøng, neân ñeå ño chính xaùc tröôùc heát phaûi ñònh ñöôøng thaúng hay doùng höôùng ñöôøng ño.

1. Ñònh ñöôøng thaúng: Laø xaùc ñònh vò trí cuûa moät soá ñieåm treân höôùng thaúng noái ñieån ñaàu vaø ñieåm cuoái cuûa ñoaïn thaúng caàn ño, sao cho khoaûng caùch giöõa caùc ñieåm keá caän nhau ngaén hôn ñoä daøi cuûa thöôùc söû duïng.

Duïng cuï ñònh ñöôøng thaúng thöôøng laø caùc saøo tieâu baèng goã (coøn goïi laø gia-loâng), coù sôn caùc khoaûng traéng ñen xen keõ, vöøa ñeå bieåu thò chieàu cao vöøa giuùp deã daøng phaùt hieän töø xa.

Phöông phaùp ñònh ñöôøng thaúng coù theå baèng maét thöôøng (khi yeâu caàu ñoä chính xaùc khoâng cao) hay baèng maùy (khi yeâu caàu ñoä chính xaùc cao).

Nguyeân taéc cô baûn trong ñònh ñöôøng thaúng laø qua 3 ñieåm thaúng haøng.

• Tröôøng hôïp ñieåm ñaàu vaø ñieåm cuoái nhìn thaáy nhau. Caém hai saøo tieâu coá ñònh taïi A vaø B (neáu duøng maùy thì ñaët maùy taïi A). Moät ngöôøi ñöùng taïi A baèng maét thöôøng hoaëc maùy ngaém chính xaùc tieâu B, ñoàng thôøi ñieàu khieån cho ngöôøi thöù hai laàn löôït caém caùc tieâu phuï 1, 2… treân höôùng thaúng AB. Khi caàn keùo daøi ñoaïn thaúng AB veà moät phía, nguyeân taéc doùng ñöôøng thaúng cuõng ñöôïc tieán haønh töông töï.

A

B

12 3

A

B

12

3A B

C D

AB

d1

c1

d2c2

• Tröôøng hôïp hai ñieåm A vaø B khoâng thaáy nhau (ñoài, goø…), phaûi söû duïng phöông phaùp “nhích daàn” baèng caùch choïn caùc ñieåm naèm ngoaøi höôùng thaúng AB sao cho taïi moät ñieåm nhìn thaáy ñieåm ñaàu hay ñieåm cuoái (d1 nhìn thaáy A; c1 nhìn thaáy B…).

Baèng caùch nhích daàn ñeán hai ñieåm C; D, sao cho töø C nhìn thaáy ba ñieåm C, D, B vaø töø D nhìn thaáy ba ñieåm D, C, A thaúng haøng. Tieán haønh töông töï khi doùng qua khe saâu, thung luõng…

• Neáu gaëp chöôùng ngaïi vaät treân ñöôøng caàn doùng höôùng, phaûi aùp duïng phöông phaùp ñoàng daïng, baèng caùch môû theâm höôùng phuï Ax phía ngoaøi, treân ñoù xaùc ñònh caùc ñieåm vaø haï caùc ñöôøng vuoâng goùc cC, dD, bB. Ño caùc khoaûng caàn thieát Ac, Ad, Ab vaø Bb, tính ra caùc ñoaïn cC vaø dD ñeå xaùc ñònh caùc ñieåm C, D.

A

B

C

D

c d bx

2. Duïng cuï vaø phöông phaùp ño tính

• Thöôùc theùp chính xaùc: Coù daïng baûn moûng roäng 1,5cm, daøi töø 1050m, heä soá giaûn nôû nhieät thaáp. Treân thöôùc chia caùc ñôn vò ño daøi (cm, dm, m), ñaùnh soá töøng meùt, caùc dm ñaàu vaø cuoái thöôùc ñöôïc chia ñeán mm. Hai ñaàu thöôùc coù tay naém chaéc chaén duøng ñeå caêng thöôùc khi ño. Ñoái vôùi caùc ñaïi löôïng ño yeâu caàu ñoä chính xaùc cao, caàn phaûi kieåm nghieäm thöôùc tröôùc khi söû duïng. Thöôùc theùp chính xaùc thöôøng ñöôïc duøng ñeå ño caïnh ñöôøng chuyeàn, caïnh ñaùy löôùi tam giaùc haïng thaáp. Ñoä chính xaùc trung bình töø 1/3.000 ñeán 1/8.000, ñaëc bieät ñeán 1/30.000.

• Thöôùc theùp thoâng thöôøng: Caáu taïo töông töï nhö thöôùc theùp chính xaùc, nhöng khoaûng chia nhoû nhaát treân thöôùc laø cm. Thöôùc theùp thoâng thöôøng chuû yeáu ñöôïc söû duïng trong ño ñaïc vôùi ñoä chính xaùc thaáp.

• Thöôùc vaûi: Laøm baèng sôïi vaûi keát hôïp daây kim loaïi, treân maët thöôùc sôn moät lôùp keo baûo veä, thöôùc ñöôïc chia ñeán cm vaø ñaùnh soá töøng meùt moät. Caùc loaïi thöôùc ñeàu ñöôïc cuoän kín trong moät hoäp cöùng baûo veä, thuaän lôïi cho quaù trình söû duïng.

• Daây invar: Coù caáu taïo hình sôïi tieát dieän troøn, laøm baèng hôïp kim heä soá giaõn nôû nhieät thaáp. Chieàu daøi thöôøng laø 24m, 48m, 72m… , hai ñaàu coù gaén thanh ñoïc soá daøi 10cm vaø ñöôïc khaéc vaïch ghi soá vôùi nhieàu kieåu khaùc nhau, ñaàu muùt coù moùc gaén thöôùc vaøo roøng roïc hay quaû taï. Thöôùc ñöôïc cuoän laïi vaø ñaët trong hoäp goã. Daây invar ñöôïc söû duïng ño tröïc tieáp caïnh ñaùy löôùi tam giaùc, caïnh löôùi ña giaùc, löôùi coâng trình coù ñoä chính xaùc töø haïng I III.

• Caùc duïng cuï khaùc: Boä que saét (11 caùi), duøng ñeå ñaùnh daáu ñieåm ñaàu vaø cuoái thöôùc treân maët ñaát, soá laàn ñaët thöôùc vaø laøm chuaån ñoïc soá khi ño. Saøo tieâu (gia-loâng) duøng ñònh ñöôøng thaúng, ñaùnh daáu ñieåm ño khi caàn. Thöôùc taïo goùc vuoâng, thöôùc ño goùc ñöùng, nhieät keá…

Ñeå tieán haønh ño, caàn ít nhaát hai ngöôøi. Ngöôøi sau caàm ñaàu thöôùc coù ñieåm chuaån “0” ñaùnh daáu taïi A baèng 1 que saét, ngöôøi tröôùc daûi thöôùc doïc theo ñöôøng thaúng ñaõ ñònh vaø 10 que saét ñeå ñaùnh daáu caùc laàn ñaët thöôùc. Moãi laàn ñaët thöôùc, duøng que saét ñaùnh daáu ñieåm ñoä daøi cuûa thöôùc leân ñöôøng thaúng treân maët ñaát. Ño phaàn leû cuûa ñöôøng ño (neáu coù).

• Tröôøng hôïp maët ñaát baèng phaúng: Khoaûng caùch naèm ngang (S) giöõa hai ñieåm A vaø B ñöôïc tính theo ñoä daøi thöôùc (l), soá laàn ñaët thöôùc (n), phaàn dö (z) vaø soá hieäu chænh sai soá ().

• Tröôøng hôïp maët ñaát doác: Coù theå duøng phöông phaùp ño baäc thang, nhôø oáng thaêng baèng daøi ñeå ñaët thöôùc naèm ngang vaø daây doïi ñaùnh daáu caùc ñieåm treân maët ñaát.

• Neáu maët ñaát doác ñeàu vaø phaúng: Coù theå ño ñoä daøi theo höôùng doác (D) vaø goùc nghieâng maët ñaát (V), tính ra ñoä daøi ngang (S).

zl.nS (3.1)

Vcos.DS (3.2)

A

B

(l)

SV

3. Ñoä chính xaùc ño khoaûng caùch baèng thöôùc daây

• Caùc nguoàn sai soá trong ño thöôùc daây: Sai soá do kieåm nghieäm thöôùc (ñoä daøi thöôùc thöïc teá khaùc ñoä daøi thöôùc lyù thuyeát); Sai soá do ñònh ñöôøng thaúng; Sai soá do ñaët thöôùc (cong, veânh, voõng…); Sai soá do löïc caêng thöôùc; Sai soá do co daõn thöôùc (aûnh höôûng cuûa nhieät ñoä, moâi tröôøng…); Sai soá do ñoïc soá...

• Ñaùnh giaù ñoä chính xaùc: Ñeå ñaùnh giaù ñoä chính xaùc ño khoaûng caùch baèng thöôùc daây, phaûi ño nhieàu laàn vaø duøng sai soá trung phöông töông ñoái (1/T) tính töø sai soá thöïc () hoaëc sai soá gaàn ñuùng nhaát (V).

Trong thöïc teá, thöôøng tieán haønh ño keùp theo hai chieàu thuaän nghòch treân ñoaïn thaúng caàn ño vaø söû duïng sai soá töông ñoái kheùp kín (töùc tyû soá giöõa ñoä cheânh cuûa 2 giaù trò ño vôùi giaù trò trung bình) ñeå ñaùnh giaù ñoä chính xaùc theo coâng thöùc:

T1

SSS

tb

dt

(3.3)

• Haïn sai cho pheùp: Thoâng thöôøng ñoä chính xaùc ño khoaûng caùch baèng thöôùc daây chæ ñaït trong khoaûng töø 1/1.0001/3.000 tuøy thuoäc vaøo ñieàu kieän ñòa hình. Do vaäy, yeâu caàu veà ñoä chính xaùc caàn caên cöù vaøo tình hình cuï theå. Theo quy ñònh:

Nôi ñòa hình baèng phaúng:

Nôi ñòa hình phöùc taïp:

Ñeå naâng cao ñoä chính xaùc leân 1/5.000 phaûi söû duïng thöôùc theùp chính xaùc ñaõ qua kieåm nghieäm, ñònh ñöôøng ño toát, thöïc hieän nghieâm ngaët caùc thao taùc kyõ thuaät trong quaù trình ño…

30001

T1

Lim

10001

T1

Lim

3.3. Phöông phaùp ño khoaûng caùch giaùn tieáp baèng maùy quang hoïc

1. Nguyeân lyù caïnh ñaùy

Phöông phaùp quang hoïc ño khoaûng caùch döïa treân cô sôû caùc daây thò cöï ñöôïc taïo ra trong oáng kính caùc maùy traéc ñòa theo nguyeân lyù caïnh ñaùy.

Giaû söû muoán ño khoaûng caùch naèm ngang giöõa hai ñieåm A vaø B treân maët ñaát. Tieán haønh ñaët maùy quang hoïc taïi A, döïng moät caïnh ñaùy (naèm ngang hay thaúng ñöùng) taïi B (coøn goïi laø mia).

• Tröôøng hôïp caïnh ñaùy naèm ngang: Neáu ñoä daøi caïnh ñaùy coá ñònh baèng (n), khoaûng caùch ngang (S) phuï thuoäc duy nhaát vaøo goùc ngaém () theo coâng thöùc (3.4). Vieäc ño tính khoaûng caùch trôû thaønh vieäc ño goùc baèng ().

A

B

n

S

2cot

2n

S (3.4)

• Tröôøng hôïp caïnh ñaùy thaúng ñöùng: Töông öùng vôùi goùc ngaém () khoâng ñoåi coù theå xaùc ñònh treân caïnh ñaùy (mia) caùc giaù trò (n) khaùc nhau trong moái quan heä vôùi khoaûng caùch ngang (S). Giaû söû treân löôùi chöõ thaäp trong oáng kính maùy kinh vó coù theå taïo ra caïnh p. Ta coù theå vieát:

Theo ñoù, vieäc ño khoaûng caùch ngang giöõa hai ñieåm A, B trôû thaønh vieäc xaùc ñònh khoaûng caùch ñöùng (n) treân caïnh ñaùy (mia) töông öùng vôùi daây ño (p) trong oáng kính.

Sai soá trung phöông töông ñoái ño khoaûng caùch baèng mia ñöùng khoâng phuï thuoäc vaøo ñoä daøi ñöôøng ño nhö mia ngang, neân mia ngang chæ ñöôïc söû duïng khi ñöôøng ño ngaén (thöôøng khoâng vöôït quaù 100m).

npf

Spf

nS

n.kS (3.5)

constepf

k

A

B

p

fn

S

2. Phöông phaùp daây thò cöï thoâng thöôøng

Theo nguyeân lyù treân, daây thò cöï thoâng thöôøng laø moät caëp vaïch ngaén naèm ñoái xöùng qua daây ngang (hoaëc daây ñöùng) cuûa löôùi chöõ thaäp trong oáng kính. Khoaûng caùch giöõa hai vaïch (p) ñöôïc choïn trong moái quan heä vôùi tieâu cöï kính vaät (f) vaø goùc ngaém () sao cho k luoân luoân laø moät haèng soá chaün (thöôøng laø 100 hay 200).

Ñeå xaùc ñònh trò soá n töông öùng vôùi goùc ngaém (töùc p), thoâng thöôøng söû duïng mia ñöùng laøm baèng goã hoaëc nhoâm, daøi 3-4m, ñöôïc chia vaïch ñeán cm vaø ñaùnh daáu töøng dm vaø töøng meùt.p

np α

Mia

Khi ño ngaém treân maët ñaát, do ñòa hình phöùc taïp, phaûi söû duïng truïc ngaém naèm nghieâng (khoâng vuoâng goùc vôùi mia) neân soá ñoïc treân mia thöïc teá thay ñoåi. Giaû söû coù moät mia töôûng töôïng vuoâng goùc vôùi truïc ngaém, coi caùc tia ngaém töø maùy ñeán mia gaàn nhö song song. Ta coù:

Neáu tính ñeán aûnh höôûng cuûa caùc nguoàn sai soá khaùc, thì ñoä chính xaùc ño daøi baèng daây thò cöï thoâng thöôøng trong haàu heát caùc tröôøng hôïp chæ ñaït.

Vcos.DS

Vcos.nn

n.kD

A

V

S

B

D

n/2

n’/2

Vcos.n.kS 2

5001

3001

T1

(3.6)

3. Phöông phaùp daây thò cöï töï ñoäng

Ñeå ñôn giaûn ño khoaûng caùch ngang, trong caùc maùy kinh vó quang hoïc chính xaùc (Theo; Dahlta…) thöôøng xaây döïng daây thò cöï “töï ñoäng” daïng hình cung, cho pheùp ñöa khoaûng caùch nghieâng veà khoaûng caùch ngang vôùi giaù trò goùc ñöùng baát kyø. Nguyeân lyù caáu taïo daây thò cöï töï ñoäng laø döïa vaøo söï bieán ñoåi khoaûng caùch giöõa 2 daây ño p (thöïc chaát laø goùc ngaém ) theo goùc nghieâng (V). Töùc p laø moät haøm soá cuûa V, khi V = 00 (truïc ngaém naèm ngang) p coù giaù trò cöïc ñaïi vaø giaûm daàn khi V taêng leân. Ñaët:

n

B

A

V

S

consteVcospf

k 2

Vcoskf

p 2

V0 p (mm)

00 3,348

+300 2,500

300 2,522

(3.7)

Theo ñoù, moät bieåu ñoà ñöôïc xaây döïng vaø khaéc treân moät taám kính moûng bao goàm moät cung cô baûn NN; tia böùc xaï cô baûn OA vaø moät ñöôøng cong goïi laø daây thò cöï töï ñoäng EE ñöôïc taïo thaønh nhö sau:

Treân ñöôøng tia böùc xaï cô baûn OA laáy AB = pmax (töông öùng

vôùi V = 00). Töø tia cô baûn OA, veà hai phía, döïng caùc goùc bieán ñoåi töø 0 ñeán V. Töông öùng vôùi caùc goùc Vi theo höôùng böùc

xaï laáy caùc ñoaïn coù giaù trò pi ñöôïc caùc ñieåm a, b, c… Noái

taát caû caùc ñieåm ñoù laïi ta ñöôïc daây cung EE.

N N

E E

O

A

B

V +V

ab

pmaxp1p2

c

p3

Taám kính ñöôïc gaén lieàn vôùi vaønh ñoä ñöùng sao cho taâm O cuûa cung cô baûn truøng vôùi taâm truïc quay oáng kính, hình aûnh cuûa tia böùc xaï cô baûn OA vaø cung cô baûn NN nhôø moät heä thoáng laêng kính hieän treân löôùi chöõ thaäp truøng vaøo daây ñöùng vaø daây ngang.

Do vaäy, taïi moät vò trí baát kyø cuûa oáng kính khi ngaém mia, ta coù theå quan saùt ñöôïc moät phaàn daây thò cöï töï ñoäng vaø coù theå xaùc ñònh ñöôïc giaù trò n treân mia caên cöù vaøo daây cô baûn (NN) vaø daây thò cöï (EE). Khoaûng caùch ngang giöõa hai ñieåm A vaø B ñöôïc tính theo coâng thöùc (3.8)

YÙ nghóa töï ñoäng ôû ñaây ñöôïc hieåu laø töï ñoäng tìm ñöôïc khoaûng caùch ngang vôùi goùc nghieâng truïc ngaém baát kyø. Neáu K = 100 vaø soá ñoïc treân mia tính baèng cm thì khoaûng caùch ngang ñöôïc tính baèng meùt. Ñaây laø moät trong nhöõng öu ñieåm cuûa phöông phaùp, ñaëc bieät laø nôi ñòa hình phöùc taïp.

So vôùi daây thò cöï thoâng thöôøng, daây thò cöï töï ñoäng coù ñoä chính xaùc khoâng cao hôn nhieàu, nhöng coù theå ñaït töø 10 20cm/100 meùt. Töùc sai soá töông ñoái trong khoaûng: 1000

1500

1T1

n.kS (3.8)

3.4. Phöông phaùp ño khoaûng caùch baèng soùng ñieän töø

Gaàn ñaây, caùc maùy traéc ñòa hieän ñaïi ñoä chính xaùc cao ñöôïc saûn xuaát vaø söû duïng khaù phoå bieán trong thöïc teá, nhö maùy ño xa ñieän quang vaø maùy toaøn ñaïc ñieän töû (Total Station), moät heä thoáng keát hôïp giöõa maùy ño xa ñieän quang vôùi maùy kinh vó ñieän töû. Ñaây laø phöông phaùp ño khoaûng caùch tröïc tieáp baèng soùng ñieän töø do boä thu phaùt tín hieäu cuûa maùy phaùt ra vaø truyeàn ñi trong khoâng gian vôùi moät toác ñoä nhaát ñònh, keát hôïp vôùi heä thoáng göông phaûn chieáu cho pheùp ño xa töø vaøi traêm meùt tôùi haøng chuïc km.

Nguyeân taéc hoaït ñoäng: Soùng ñieän töø phaùt ra töø nguoàn (S) ñöôïc khuyeách ñaïi nhôø boä ñieàu bieán (D), qua heä thoáng quang hoïc (x) höôùng ñeán göông phaûn xaï (R) vaø quay trôû veà ñöôïc thu nhaän laïi bôûi boä thu tín hieäu (T). Nhôø boä xöû lyù (P) xaùc ñònh ñöôïc thôøi gian (t) maø soùng lan truyeàn hoaëc ñoä leäch pha () giöõa hai thôøi ñieåm phaùt thu, laøm cô sôû tính khoaûng caùch.

S D

T P

x R

Tröôøng hôïp thôøi gian maø soùng ñi veà ñöôïc xaùc ñònh tröïc tieáp, khoaûng caùch giöõa hai ñieåm AB ñöôïc tính theo coâng thöùc (3.9). Tuy nhieân ñoä chính xaùc thaáp neân ít ñöôïc söû duïng.

Tröôøng hôïp ño pha, thöïc chaát laø vieäc xaùc ñònh soá

löôïng böôùc soùng nguyeân n vaø phaàn leû cuûa noù (hay ñoä leäch pha ) lan truyeàn ñi veà treân ñöôøng ño, khoaûng caùch ño ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc (3.10).

2tv

DtvD2 (3.9)

22nDnD2

(3.10)

A B2D= n+

’

Ñoä daøi nghieâng (D) seõ ñöôïc tính toaùn chuyeån sang ñoä daøi ngang (S), ñoàng thôøi keát hôïp vôùi goùc nghieâng (V) tính ra ñoä cheânh cao giöõa hai ñieåm (hAB) nhôø heä thoáng

xöû lyù cuûa maùy.

Ñoä chính xaùc ño khoaûng caùch baèng soùng ñieän töø phuï thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá (chieát quang, söông muø, khoùi buïi…). Caùc nhaø saûn xuaát ñöa ra coâng thöùc thöïc nghieäm (3.11) ñeå ñaùnh giaù, trong ñoù a- laø tham soá ñoäc laäp; b- laø tham soá phuï thuoäc (b.106 hay b.ppm) ñöôïc xaùc ñònh baèng thöïc nghieäm phuï thuoäc töøng loaïi maùy.

Nguoàn saùng trong caùc maùy hieän ñaïi thöôøng laø laser baùn daãn. Caùc maùy toaøn ñaïc ñieän töû cho pheùp töï ñoäng hoaù keát hôïp vieäc ño goùc (ngang, ñöùng), ño daøi (khoaûng caùch ngang, nghieâng) vaø ño cao (ñoä cheânh cao). Keát quaû ño ñöôïc theå hieän treân maøn hình, coù theå ghi vaøo boä nhôù vaø truyeàn qua maùy tính ñeå xöû lyù treân caùc phaàn meàm töông thích.

).( Dbamd610 (3.11)

Heát chöông 3Heát chöông 3

CHÖÔNGCHÖÔNG 4 4

DUÏNG CUÏ VAØ DUÏNG CUÏ VAØ

PHÖÔNG PHAÙP ÑO PHÖÔNG PHAÙP ÑO

GOÙCGOÙC

4.1. NGUYEÂN LYÙ ÑO GOÙC BAÈNG VAØ GOÙC ÑÖÙNG

• 4.1.1. Nguyeân lyù ño goùc baèng: Giaû söû coù ba ñieåm A; O; B treân maët ñaát. Caàn ño goùc baèng coù ñænh taïi O. Neáu coù theå taïo ra ñöôïc hai höôùng ngaém OA vaø OB thì goùc hôïp bôûi hình chieáu cuûa hai höôùng ngaém treân maët phaúng naèm ngang ñöôïc goïi laø goùc baèng (). Do vaäy, goùc baèng laø goùc nhò dieän taïo bôûi hai maët phaúng thaúng ñöùng ñi qua hai höôùng ngaém. Ño goùc baèng laø xaùc ñònh ñoä lôùn cuûa goùc nhò dieän , coù giaù trò bieán thieân töø 03600.

P

O

A

B

A’

B’O’

• 4.1.2. Nguyeân lyù ño goùc ñöùng: Neáu ba ñieåm A; O; B coù ñoä cao khaùc nhau, caùc höôùng ngaém OA; OB coù theå ôû phía treân hay döôùi ñöôøng naèm ngang. Goùc hôïp bôûi höôùng ngaém vaø hình chieáu cuûa noù treân maët phaúng ngang goïi laø goùc ñöùng (kyù hieäu V), coù giaù trò töø 0900. Neáu höôùng ngaém phía treân ñöôøng naèm ngang goùc ñöùng coù giaù trò döông (V) vaø ngöôïc laïi, phía döôùi ñöôøng naèm ngang goùc ñöùng coù giaù trò aâm (V). Ngoaøi goùc ñöùng, trong traéc ñòa coøn söû duïng goùc ñænh trôøi (goùc thieân ñænh, kyù hieäu Z), laø goùc hôïp bôûi höôùng thieân ñænh cuûa phöông daây doïi vaø höôùng ngaém. Quan heä giöõa V vaø Z nhö sau:

A

B

O

Höôùng thieân ñænh

Ñöôøng naèm ngang

+VZ

V

Höôùng ngaém leân

Höôùng ngaém xuoáng

090VZ (4.1)

Duïng cuï ño goùc laø maùy kinh vó (Theodolites), ñöôïc cheá taïo ñaàu tieân taïi Anh vaøo naêm 1730, cho pheùp taïo ra caùc ñieàu kieän cô baûn theo nguyeân lyù treân, bao goàm:

• Vaønh ñoä ngang thay theá maët phaúng naèm ngang duøng ño goùc baèng.

• Vaønh ñoä ñöùng thay theá maët phaúng thaúng ñöùng duøng ño goùc ñöùng.

• OÁng kính taïo ra ñöôøng ngaém, maët phaúng ngaém vaø hình chieáu höôùng ngaém treân maët phaúng ngang.

• Ñöôøng naèm ngang (truïc oáng thuûy) duøng ño goùc ñöùng.

• Caùc oác ñieàu khieån khoáng cheá chuyeån ñoäng cuûa caùc boä phaän trong maùy khi ño ngaém.

Ña soá caùc maùy kinh vó coù naêng toaøn ñaïc (ño goùc, caïnh, cheânh cao, ño chi tieát) phuïc vuï cho vieäc ño veõ ñòa hình. Gaàn ñaây, caùc maùy toaøn ñaïc ñieän töû (Total Station) ra ñôøi, coù nhieàu tính naêng thuaän lôïi vaø ñoä chính xaùc cao.

4.2. Caáu taïo maùy ño goùc

• Phaân loaïi maùy

Theo caáu taïo: Maùy kinh vó cô hoïc (vaønh ñoä baèng kim loaïi, ñoïc soá tröïc tieáp, hieän nay khoâng söû duïng). Maùy kinh vó quang hoïc (vaønh ñoä baèng chaát deûo trong suoát, ñoïc soá giaùn tieáp treân traéc vi thò kính). Maùy kinh vó ñieän töû (vaønh ñoä caáu taïo ñaëc bieät, ñoïc soá treân maøn hình). Maùy toaøn ñaïc ñieän töû (kinh vó ñieän töû keát hôïp vôùi may ño xa ñieän quang).

Theo ñoä chính xaùc: Kinh vó kyõ thuaät (sai soá trung phöông ño goùc töø 1530”). Kinh vó chính xaùc (510”). Kinh vó chính xaùc cao (0,52”).

• Caáu taïo chung: Goàm 3 boä phaän chính.

1. Boä phaän ngaém (chuû yeáu laø oáng kính)

2. Boä phaän ñoïc soá (goàm vaønh ñoä vaø vaønh du xích)

3. Boä phaän chieáu ñieåm vaø caân maùy.

Ngoaøi ra, coøn coù chaân maùy vaø caùc phuï kieän keøm theo.

Caáu taïo maùy kinh vó:• (1)-Ống kính ngắm • (2)-Bàn độ đứng • (3)-Bàn độ ngang• (4)-Ống kính hiển vi đọc số • (5)-Ốc hãm và vi động bàn độ

ngang• (6)- Gương lấy sáng • (7)-Ống thủy dài bàn độ ngang • (8)-Đế máy • (9)-Ốc cân đế máy Caùc truïc cô baûn:• CC'- Trục ngắm của ống kính • HH'-Trục quay của ống kính • VV'- Trục quay của máy kinh vĩ • LL'- Trục của ống thủy dài

Caáu taïo maùy toaøn ñaïc ñieän töû

Caùc duïng cuï vaø phuï kieän keøm theo maùy:

Hoøm maùy

Göông

Chaân maùy Saøo göông

1. OÁng kính: Coù taùc duïng taïo ra ñöôøng ngaém, ngaém vaät ñöôïc xa vaø chính xaùc. Coù theå quay trong maët phaúng thaúng ñöùng nhôø truïc ngang ñaët treân giaù ñôõ. Caáu taïo bao goàm caùc boä phaän chính.

• Kính vaät (1)- Laø thaáu kính hoäi tuï bieán vaät ngaém thaønh aûnh.

• Kính maét (2)- Laø thaáu kính keùp, bieán aûnh thaønh aûnh aûo phoùng ñaïi.

• Löôùi chöõ thaäp (3)- Taám thuûy tinh moûng ñöôïc gaén coá ñònh gaàn kính maét, treân coù khaéc daây chöõ thaäp, taùc duïng nhö maøn hình thu aûnh.

• OÁc ñieàu quang (4)- Ñieàu chænh hình aûnh cuûa vaät rôi vaøo maøn hình.

• Thaáu kính phaân kyø (5)- Lieân keát vôùi oác ñieàu quang laøm thay ñoåi tieâu cöïc kính vaät theo khoaûng caùch ngaém vaät, sao cho hình aûnh cuûa vaät ngaém luoân naèm treân löôùi chöõ thaäp.

12 4 53

Ñieàu kieän cô baûn cuûa oáng kính laø caùc truïc quang hoïc (ñöôøng noái quang taâm kính vaät vaø quang taâm kính maét), hình hoïc (truïc ñoái xöùng) vaø truïc ngaém (ñöôøng noái giao ñieåm löôùi chöõ thaäp qua quang taâm kính vaät ñeán vaät ngaém) phaûi truøng nhau. Khi söû duïng oáng kính ngaém vaät phaûi döïa vaøo truïc ngaém, qua caùc thao taùc cô baûn sau ñaây:

• Böôùc 1: Xoay kính maét ñeå nhìn roõ löôùi chöõ thaäp tuøy theo maét moãi ngöôøi. Döông oáng kính ngaém vaät theo ñöôøng ngaém sô boä ñeå thu nhaän hình aûnh cuûa vaät trong tröôøng nhìn cuûa oáng kính.

• Böôùc 2: Xoay oác ñieàu quang (thay ñoåi tieâu cöï theo khoaûng caùch vaät) ñeå nhìn roõ hình aûnh cuûa vaät treân löôùi chöõ thaäp. Duøng caùc oác vi ñoäng ñöa hình aûnh vaät ngaém vaøo vò trí chính xaùc (thöïc chaát laø vi ñoäng oáng kính ñeå aûnh cuûa ñieåm ngaém phaûi naèm ñuùng vaøo giao ñieåm cuûa löôùi chöõ thaäp).

2. Vaønh ñoä vaø du xích

Vaønh ñoä caùc maùy kinh vó quang hoïc coù daïng vaønh khaên troøn, chia ñoä hay grade. Giaù trò nhoû nhaát ñöôïc chia treân vaønh ñoä (thöôøng laø 10) goïi laø giaù trò khoaûng chia cuûa vaønh ñoä. Gía trò goùc ño baèng boäi soá giaù trò khoaûng chia cuûa vaønh ñoä.

• Vaønh ñoä ngang khaéc soá lieân tuïc theo chieàu kim ñoàng hoà töø 03600. Ñöôïc gaén vuoâng goùc vôùi truïc quay thaúng ñöùng cuûa maùy, taïo ra maët phaúng naèm ngang. Khi maùy quay, vaønh ñoä ngang coù theå quay theo hoaëc coá ñònh nhôø oác khoùa vaønh ñoä.

• Du xích duøng ñeå ñoïc caùc giaù trò nhoû hôn giaù trò chia nhoû nhaát treân vaønh ñoä. Caáu taïo daïng moät thang chia phuï ñöôïc khaéc treân taám kính moûng, coù ñoä daøi baèng moät ñôn vò chia treân vaønh ñoä (ví duï 10), ñöôïc chia thaønh n phaàn baèng nhau (ví duï 60 phaàn). Tyû soá t = 10/60 = 1’ goïi laø ñoä chính xaùc cuûa du xích (ñaëc tröng cho ñoä chính xaùc cuûa maùy). Nhôø moät heä thoáng laêng kính, aûnh cuûa du xích vaø vaønh ñoä ñöôïc theå hieän ñoàng thôøi treân oáng kính ñoïc soá goïi laø traéc vi thò kính.

Theo ñoù, nguyeân taéc ñoïc soá nhö sau: “Caên cöù vaøo vaïch chuaån cuûa du xích (vaïch 0), ñoïc soá treân vaønh ñoä. Caên cöù vaøo vaïch truøng nhau giöõa vaønh ñoä vaø du xích, ñoïc soá treân du xích”.

Vaønh ñoä caùc maùy ñieän töû laøm baèng chaát trong suoát, chia thaønh nhieàu caëp vaïch saùng toái, moãi caëp vaïch laø moät ñôn vò pha. Duøng moät diode quang ñöùng coá ñònh laøm vaïch chuaån “0” cuûa vaønh ñoä, moät diode quang khaùc quay theo oáng kính (töùc höôùng ngaém) laøm caên cöù xaùc ñònh trò soá goùc ño. Söû duïng motor ñeå quay ñóa ñoä khi ño. Nhôø boä ñeám ñieän töû, ño ñoä leäch pha giöõa caùc tín hieäu cuûa hai diode, tính ra goùc ño.

060 30

102040

50

Hz

010

20

30

40

50

60

V

125

4645

V 46000’00”Hz 125015’00”

Vaønh ñoä ñöùng coù nhieàu kieåu khaéc soá (lieân tuïc theo chieàu kim ñoàng hoà, ñoái xöùng qua taâm hoaëc theo goùc thieân ñænh), ñöôïc gaén lieàn vôùi truïc quay oáng kính sao cho ñöôøng kính goác cuûa noù (0-1800; 0-0) luoân song song vôùi truïc ngaém oáng kính. Khi oáng kính (töùc truïc ngaém) quay, vaønh ñoä ñöùng (töùc ñöôøng kính goác) quay theo, coøn thang chia phuï (töùc du xích) cuûa vaønh ñoä ñöùng coá ñònh nhö laø “hình chieáu” cuûa höôùng ngaém treân maët phaúng naèm ngang ñoùng vai troø “vaïch chuaån” ñoïc soá treân vaønh ñoä ñöùng. Trong thöïc teá, vaïch chuaån khoâng hoaøn toaøn naèm ngang maø leäch ñi moät goùc raát nhoû goïi laø “soá ñoïc ban ñaàu treân vaønh ñoä ñöùng”(kyù hieäu MO). Sai soá MO phaûn aùnh ñieàu kieän cuûa vaønh ñoä ñöùng, coù lieân quan ñeán vieäc tính goùc ñöùng V.

350

30

180

170

210

150

330

1020

19020

0

160

902

70

0

340

01020

40

30

40

010

3040

3040

30

1020

10 20

20

3. Boä ñònh taâm quang hoïc (chieáu ñieåm) vaø caân maùy

• Chieáu ñieåm: Tröôùc khi ño, ñaët maùy kinh vó treân giaù 3 chaân vaø thöïc hieän chieáu ñieåm. Chieáu ñieåm (hay ñònh taâm) laø laøm cho taâm vaønh ñoä ngang (taâm truïc quay) cuûa maùy naèm treân ñöôøng daây doïi ñi qua taâm cuûa ñieåm traïm ño treân maët ñaát (ñaùnh daáu baèng moác goã hoaëc xi maêng).

Duïng cuï chieáu ñieåm thoâng thöôøng laø daây doïi (moät ñaàu gaén vaøo taâm truïc quay cuûa maùy, ñaàu kia treo moät quûa naëng dao ñoäng töï do). Caùc maùy traéc ñòa hieän ñaïi coù boä phaän ñònh taâm quang hoïc (traéc vi thò kính hình thöôùc thôï ñaët treân ñeá maùy). Sai soá ñònh taâm giôùi haïn (e) phuï thuoäc ñoä chính xaùc cuûa du xích (t) qua bieåu thöùc (4.2).

.2s.t

e

10cm

(4.2)

• Caân maùy: Laø ñöa vaønh ñoä ngang cuûa maùy veà vò trí hoaøn toaøn naèm ngang (töùc truïc quay cuûa maùy thaúng ñöùng) nhôø caùc oác caân treân ñeá maùy vaø oáng thaêng baèng treân vaønh ñoä. Ba oác caân treân ñeá maùy ñöôïc boá trí taïi caùc ñænh cuûa hình tam giaùc ñeàu, coù theå xoay thuaän hay ngöôïc chieàu kim ñoàng hoà khi caân maùy.

OÁng thaêng baèng laø duïng cuï duøng ñeå ñöa ñöôøng thaúng hay maët phaúng veà vò trí naèm ngang hay thaúng ñöùng. Ñöôïc caáu taïo baèng thuûy tinh trong suoát, beân trong chöùa moät chaát loûng linh ñoäng (coàn hay Ete) khoâng ñaày maø chöøa moät khoaûng troáng nhoû goïi laø “boït nöôùc”.

OÁng thaêng baèng troøn: Coù daïng khoái truï ñöùng thaáp, maët treân laø moät choûm caàu baùn kính R. Ñænh choûm caàu (ñieåm cao nhaát) laø taâm cuûa caùc voøng troøn duøng ñeå xaùc ñònh vò trí boït nöôùc (töùc höôùng nghieâng vaø ñoä nghieâng). Phaùp tuyeán ñi qua ñænh caàu goïi laø truïc oáng thaêng baèng. Khi boït nöôùc ôû vò trí ñænh caàu, truïc oáng thaêng baèng thaúng ñöùng, neân ñöôøng thaúng song song vôùi noù cuõng thaúng ñöùng. Do baùn kính choûm caàu nhoû, ñoä nhaïy cuûa boït nöôùc khoâng cao, neân thöôøng ñöôïc duøng ñeå caân maùy sô boä.

OÁng thaêng baèng daøi: Coù daïng hình truï ngang, phía trong laø moät maët cong baùn kính R töông ñoái lôùn (3,5m200m), ñöôïc ñaët trong moät hoäp kim loaïi gaén treân caùc boä phaän cuûa maùy (vaønh ñoä ngang, oáng kính…).

Ñieåm chuaån (ñieåm cao nhaát cuûa cung troøn) ñöôïc ñaùnh daáu baèng caùc vaïch khaéc ñoái xöùng 2 beân coù, caùch ñeàu 2mm. Goùc ôû taâm () töông öùng vôùi cung 2mm goïi laø ñoä nhaïy cuûa oáng thaêng baèng daøi, chæ ñoä chính xaùc khi caân baèng. Ñöôøng tieáp tuyeán vôùi cung troøn taïi vò trí ñieåm chuaån goïi laø truïc oáng thaêng baèng daøi. Khi boït nöôùc ôû vò trí ñieåm chuaån, truïc oáng thaêng baèng daøi ôû vò trí naèm ngang thì ñöôøng thaúng hay maët phaúng song song vôùi truïc oáng thaêng baèng cuõng naèm ngang.

Rmm2

(4.3)

O2mm

R

L L

• Phöông phaùp caân baèng maùy

Ñaët giaù ba chaân sao cho beà maët giaù töông ñoái baèng phaúng. Gaén maùy vaøo giaù maùy. Tieán haønh caân maùy sô boä nhôø oáng thaêng baèng troøn. Ñeå caân maùy chính xaùc söû duïng oáng thaêng baèng daøi baèng caùch xoay maùy sao cho truïc oáng thaêng baèng (LL) song song vôùi ñöôøng noái hai oác caân naøo ñoù (ví duï 1-2). Keát hôïp xoay hai oác caân vaø quan saùt höôùng boït nöôùc oáng thaêng baèng di chuyeån cho ñeán khi hai ñaàu boït nöôùc naèm vaøo hai vaïch ñoái xöùng qua ñieåm chuaån. Xoay maùy 900 theo chieáu kim ñoàng hoà, thöïc hieän ñieàu chænh oác caân (3) ñöa boït nöôùc vaøo vò trí ñieåm chuaån. Thao taùc treân ñöôïc laëp laïi vaøi ba laàn. Trong caùc maùy ñieän töû coù boä phaän caân baèng ñieän töû (hình aûnh oáng thaêng baèng treân maøn hình).

1 2

3

1 2

3

4.3. Caùc phöông phaùp ño goùc baèng

Ño goùc laø moät trong nhöõng kyõ thuaät caên baûn nhaát cuûa traéc ñòa. Tieán haønh ñaët maùy taïi traïm ño (chieáu ñieåm, caân maùy, laáy höôùng ban ñaàu, xaùc ñònh trò soá MO…). Giaù trò goùc baèng () laø hieäu soá giaù trò hình chieáu cuûa 2 höôùng ngaém treân vaønh ñoä ngang. Coù 3 phöông phaùp ño goùc baèng:

1. Phöông phaùp ño ñôn giaûn

AÙp duïng taïi caùc traïm ño coù 2 höôùng ngaém. Ñaët maùy kinh vó taïi ñieåm O, döïng tieâu ngaém taïi hai ñieåm A; B. Goùc baèng () ñöôïc ño moät hay nhieàu laàn (töùc nhieàu voøng), moãi voøng ño goàm hai nöûa laàn ño khaùc nhau:

• Nöûa laàn ño thuaän kính: Vaønh ñoä ñöùng beân traùi oáng kính theo höôùng ngaém. Coá ñònh vaønh ñoä ngang, quay maùy ngaém chính xaùc ñieåm A (ñieåm ñaàu), khoùa maùy, ñoïc soá treân vaønh ñoä ngang (at). Quay maùy thuaän chieàu kim ñoàng hoà

ngaém chính xaùc ñieåm B (ñieåm sau), khoùa maùy, ñoïc soá treân vaønh ñoä (bt). Giaù trò goùc baèng nöûa laàn ño thuaän kính (t)

ñöôïc tính: ttt ab (4.4)

• Nöûa laàn ño ñaûo kính: Vaønh ñoä ñöùng naèm beân phaûi oáng kính. Taïi höôùng ngaém OB, ñaûo oáng kính, quay maùy ngaém chính xaùc laïi ñieåm B, ñoïc soá treân vaønh ñoä ngang (bd). Giöõ vaønh ñoä ngang coá ñònh, quay maùy

thuaän chieàu kim ñoàng hoà ñeán ngaém chính xaùc ñieåm A, ñoïc soá vaønh ñoä ngang (ad). Goùc baèng sau

nöûa laàn ño ñaûo kính (d) tính theo coâng thöùc:

Neáu ñoä cheânh t d 2t (t laø ñoä chính xaùc cuûa du

xích) thì giaù trò goùc

baèng moät laàn ño tính theo coâng thöùc (4.6).

0

90

180

270 O

A

B

at; ad

bt; bd

ddd ab (4.5)

2

abab2

ddttdt

(4.6)

Khi ño n voøng, giaù trò goùc baèng ñöôïc tính theo coâng thöùc (4.7).

Ñoä chính xaùc ño goùc baèng chòu aûnh höôûng cuûa nhieàu yeáu toá, chuû yeáu laø sai soá trung phöông ñoïc soá treân vaønh ñoä (m0). Neáu boû qua caùc nguoàn sai soá khaùc, sai soá trung

phöông ño goùc baèng theo phöông phaùp ñôn giaûn ñöôïc tính theo coâng thöùc (4.8). Soá voøng ño caøng nhieàu ñoä chính xaùc caøng cao.

Löu yù: Vaønh ñoä ngang luoân coá ñònh trong 1 voøng ño. Luoân quay maùy thuaän chieàu kim ñoàng hoà. Neáu ño nhieàu voøng caàn thay ñoåi vò trí höôùng ngaém ñaàu tieân treân vaønh ñoä ngang moät goùc 1800/n (n laø soá voøng ño).

n2

abab ddtt

(4.7)

nm

m.n4n21

m202

0

2

2

n

mm 0

(4.8)

2. Phöông phaùp ño toaøn voøng

AÙp duïng taïi caùc traïm ño coù 3 höôùng ngaém trôû leân. Giaû söû taïi traïm ño coù 5 höôùng ngaém OA; OB; OC; OD; OE.

• Nöûa laàn ño thuaän kính: Coá ñònh vaønh ñoä. Quay maùy ngaém chính xaùc ñieåm A (ñieåm ñaàu), OA goïi laø höôùng goác, ñoïc soá treân vaønh ñoä (at). Quay

maùy tieáp tuïc theo chieàu kim ñoàng hoà laàn löôït ngaém caùc ñieåm B, C, D, E vaø quay veà ngaém A. Taïi moãi höôùng ngaém ñeàu ñoïc soá treân vaønh ñoä töông öùng (bt, ct, dt, et) vaø höôùng A ñoïc soá laàn thöù 2 (at’).0

90

180

270 O

A

B

at; at’

C

D

E

ad; ad’

• Nöûa laàn ño ñaûo kính: Taïi höôùng ngaém goác OA, tieán haønh ñaûo kính, ngaém chính xaùc ñieåm A, ñoïc soá treân vaønh ñoä (ad). Quay maùy ngöôïc chieàu kim

ñoàng hoà laàn löôït ngaém caùc ñieåm E, D, C, B vaø ngaém laïi A. Taïi moãi höôùng ngaém ñeàu ñoïc soá töông töï nhö treân, höôùng A cuõng ñöôïc ñoïc soá laàn thöù hai (ad’). Caùc trò soá ño ñöôïc ghi vaøo maãu bieåu

quy ñònh.

Do trong quaù trình ño coù sai soá kheùp höôùng, neân phaûi tính toaùn ñeå loaïi tröø. Tröôùc heát caàn kieåm tra sai soá truïc ngaém (2c) treân taát caû caùc höôùng.

Tính sai soá kheùp höôùng cuûa hai nöûa voøng ño thuaän, nghòch (t; d). Caùc sai soá naøy khoâng ñöôïc

vöôït quaù moät giôùi haïn nhaát ñònh (thöôøng 2t).

(4.9)PhTrc 2

ddd

ttt

aaaa

(4.10)

Neáu ñoä cheânh sai soá kheùp höôùng (t d) khoâng

vöôït quaù haïn sai quy ñònh (thöôøng t), tính sai soá kheùp höôùng trung bình (tb):

Tieán haønh bình sai traïm ño (töùc loaïi tröø sai soá kheùp höôùng) baèng caùch tính soá ñieàu chænh cho caùc höôùng ño, trong ñoù soá ñieàu chænh cho höôùng thöù j (j) ñöôïc

tính theo coâng thöùc (4.12), vôùi k laø soá höôùng.

Tieán haønh caûi chính caùc höôùng, ñöôïc caùc giaù trò höôùng ño chính xaùc. Sau ñoù “quy khoâng” caùc höôùng baèng caùch laáy giaù trò höôùng ño tröø ñi giaù trò höôùng goác vaø tính goùc baèng theo giaù trò höôùng ñaõ quy khoâng.

2dt

tb

(4.11)

)1j(k

tbj

(4.12)

Ví duï: Keát quaû ño goùc theo phöông phaùp toaøn voøng (baûng 4.1)

Traïm ño

Höôùng ño

Vò trí vaønh ñoä

ñöùng

Soá ñoïc höôùng

treân vaønh ñoä

Giaù trò höôùng ñaõ quy khoâng

O

A

B

C

D

A

TrPhTrPhTrPhTrPhTrPh

00o01’05’’180 01 1182 24 29

262 24 46125 33 01305 33 14275 30 3395 30 5100 00 58

180 01 07

0o01’08’’

082 24 38

+1

125 33 08

+3275 30 42

+40 01 02

+6

0o00’00’’

82 23 31

125 32 03

275 29 38

t = 0o00’58’’ – 0o01’05’’ = 7’’

d = 180o01’07’’ – 180o01’11’’ =

4’’

55211

2ngth

tb

Baûng 4.1

2

PhTr

Khi ño n voøng (coù thay ñoåi vò trí vaønh ñoä ngang cuûa höôùng ñaàu tieân), neáu cheânh leäch caùc giaù trò ño treân cuøng moät höôùng (xi) naèm trong haïn sai, tính

giaù trò höôùng trung bình (Z) theo coâng thöùc:

Ñoä chính xaùc ño goùc baèng theo phöông phaùp toaøn voøng ñöôïc ñaùnh giaù baèng sai soá trung phöông höôùng ño trong moät voøng ño (µ).

Sai soá trung phöông cuûa höôùng trung bình (Mz) ñöôïc

tính:

nx

Z ij

jii

22

Zx;)1n)(1k(

k

(4.13)

(4.14)

nMz

(4.15)

3. Phöông phaùp ño laëp

Söû duïng khi yeâu caàu ñoä chính xaùc cao. Noäi dung cô baûn cuûa phöông phaùp ño laëp laø söï laëp laïi p laàn lieân tieáp goùc caàn ño treân vaønh ñoä ngang, nhöng chæ ñoïc soá 2 laàn treân hai höôùng, höôùng ñaàu cuûa laàn ño thöù nhaát vaø höôùng cuoái sau p laàn laëp laïi. Giaù trò höôùng cuoái sau p laàn laëp (xp) vaø goùc baèng () ñöôïc tính:

Do chæ ñoïc soá 2 laàn, neân giaûm ñöôïc sai soá ñoïc soá aûnh höôûng ñeán keát quûa khi ño goùc baèng. Ñeå naâng cao ñoä chính xaùc, ngöôøi ta thöôøng khoâng taêng soá laàn laëp (p) leân quaù lôùn maø thöôøng taêng soá voøng ño (vì seõ haïn cheá ñöôïc nhieàu nguoàn sai soá khaùc).

Trình töï tieán haønh ño goùc theo phöông phaùp ño laëp nhö sau:

.pxx 1p

p

xx 1p (4.16

)

• Nöûa laàn ño thuaän kính: Thöôøng laáy höôùng ban ñaàu OA laø “0” hoaëc gaàn “0” cho thuaän lôïi, ngaém chính xaùc ñieåm A, ñoïc soá treân vaønh ñoä (at). Khoùa vaønh ñoä ngang, quay maùy thuaän

chieàu kim ñoàng hoà ngaém ñieåm B, ñoïc soá ñoïc kieåm tra treân vaønh ñoä (x). Taïi höôùng ngaém OB, môû vaønh ñoä quay maùy thuaän chieàu kim ñoàng hoà ngaém A nhöng khoâng ñoïc soá. Taïi höôùng OA khoùa vaønh ñoä, quay maùy ngaém B. Nhö vaäy goùc AOB ñaõ ñöôïc ño 2 laàn. Thao taùc töông töï nhö treân cho caùc laàn laëp 3, 4,… p. ÔÛ laàn laëp cuoái cuøng khi ngaém veà B, ñoïc soá treân vaønh ñoä (bt).

Giaù trò goùc nöûa laàn ño thuaän ñöôïc tính theo coâng thöùc: p

ab ttt

0

O

A

B

at

bt

90

180

270

bd

ad

(4.17)

• Nöûa laàn ño ñaûo kính: Taïi höôùng ngaém OB (höôùng ñaàu nöûa laàn ño ñaûo), tieán haønh ñaûo kính ñöa vaønh ñoä ñöùng sang phaûi, quay maùy ngaém chính xaùc ñieåm B vaø ñoïc soá (bd). Coá ñònh vaønh ñoä ngang, quay maùy ngöôïc

chieàu kim ñoàng hoà ngaém ñieåm A, nhöng khoâng ñoïc soá. Taïi höôùng ngaém OA, môû vaønh ñoä tieáp tuïc quay maùy (ngöôïc chieàu) ngaém ñieåm B, khoâng ñoïc soá. Taïi ñaây laïi khoùa vaønh ñoä, quay maùy ngaém A ñeå ño laàn laëp thöù 2. Tieáp tuïc thao taùc töông töï nhö treân p laàn laëp laïi. Sau p laàn laëp, ñoïc soá treân höôùng thöù 2 (töùc höôùng OA laø (ad). Giaù trò goùc nöûa laàn ño ñaûo ñöôïc

tính theo coâng thöùc (4.18).

• Löu yù: Giaù trò bd coù theå phaûi coäng vaøo 3600.

Giaù trò goùc baèng moät voøng ño theo phöông phaùp ño laëp ñöôïc tính:

pab dd

d

(4.18)

p2

abab2

ddttdt

(4.19)

Töông töï nhö phöông phaùp ño ñôn giaûn, sai soá trung phöông ño goùc baèng theo phöông phaùp laëp ñöôïc tính theo coâng thöùc (4.20).

So saùnh vôùi coâng thöùc (4.8) cho thaáy: Khi n = p thì sai soá trung phöông ño goùc baèng theo phöông phaùp ño laëp giaûm ñi (p) laàn so vôùi phöông phaùp ño ñôn giaûn.

2

202

0

22

p

mm4.

p21

m

pm

m 0

(4.20)

• 4.3. PHÖÔNG PHAÙP ÑO GOÙC ÑÖÙNG• Giaû söû caàn ño goùc ñöùng V cuûa höôùng ngaém OA treân

maët ñaát. Tuøy theo yeâu caàu ñoä chính xaùc coù theå söû duïng caùch ño hai vò trí vaønh ñoä (khi laäp löôùi khoáng cheá) hay moät vò trí vaønh ñoä (khi ño chi tieát ñòa hình).

Thoâng thöôøng ñeå vaønh ñoä ñöùng beân traùi oáng kính, ngaém chính xaùc ñieåm A, duøng oác vi ñoäng ñöa boït nöôùc oáng thaêng baèng treân du xích vaønh ñoä ñöùng (neáu coù) vaøo giöõa, ñoïc soá treân vaønh ñoä ñöùng (kyù hieäu Tr). Neáu ño hai vò trí vaønh ñoä, tieán haønh ñaûo kính ñöa vaønh ñoä ñöùng sang phaûi, ngaém chính xaùc laïi ñieåm A, ñieàu chænh boït nöôùc vaøo giöõa vaø ñoïc soá treân vaønh ñoä ñöùng (kyù hieäu Ph). Tuøy thuoäc vaøo caùch khaéc vaïch treân vaønh ñoä ñöùng maø caùc coâng thöùc tính toaùn goùc ñöùng coù khaùc nhau.

VO

A

• Ñoái vôùi vaønh ñoä khaéc soá lieân tuïc theo chieàu kim ñoàng hoà (03600), giaû söû trò soá MO döông. Goùc ñöùng V ñöôïc tính theo trò ño moät vò trí vaønh ñoä ñöùng (Tr hay Ph) nhö sau:

a-Ño thuaän kính

b-Ño ñaûo kính

MOTrV

MOV0360

MOPhVMOV

(4.21) (4.22)

350

30

180

170

210

150

330

1020

190

200

160 90

270

0

340

A

MO

V

A

350

30

180

170

210

150330

1020

190200

160

90

270

0

340MO

V

Ph

Tr

Coäng tröø caùc coâng thöùc treân, ñöôïc coâng thöùc tính goùc ñöùng vaø trò soá MO theo 2 vò trí vaønh ñoä ñöùng (Tr vaø Ph):

• Ñoái vôùi vaønh ñoä khaéc soá ñoái xöùng. Chöùng minh töông töï nhö treân, ta coù heä thoáng caùc coâng thöùc tính goùc ñöùng (4.25). Löu yù: Khi tính toaùn, caùc soá ñoïc treân vaønh ñoä coù giaù trò nhoû (0600) phaûi coäng theâm 3600.

2TrPh

MO

2TrPh

V

MOPhV

TrMOV

(4.25)

2360TrPh

MO0

2360TrPh

V0 (4.23)

(4.24)

Heát chöông 4Heát chöông 4

CCHÖÔNG 5HÖÔNG 5

DUÏNG CUÏ VAØ DUÏNG CUÏ VAØ

PHÖÔNG PHAÙP ÑO PHÖÔNG PHAÙP ÑO

CHEÂNH CAOCHEÂNH CAO

5.1. KHAÙI NIEÄM5.1. KHAÙI NIEÄMVò trí caùc ñieåm treân maët ñaát töï nhieân ñöôïc hoaøn toaøn

xaùc ñònh khi bieát toïa ñoä vaø ñoä cao. Ñoä cao tuyeät ñoái cuûa moät ñieåm laø khoaûng caùch theo ñöôøng daây doïi töø ñieåm ñoù ñeán maët thuûy chuaån traùi ñaát. Neáu bieát ñoä cao moät ñieåm, ño ñoä cheânh cao giöõa hai ñieåm, tính ñöôïc ñoä cao cuûa ñieåm thöù hai. Giaû söû ñieåm A coù ñoä cao laø HA, ño ñoä cheânh cao giöõa 2 ñieåm A

vaø B laø hAB, ñoä cao ñieåm B (HB) ñöôïc tính theo coâng thöùc:

Do vaäy, thöïc chaát cuûa vieäc ño cao trong traéc ñòa laø xaùc ñònh ñoä cheânh cao giöõa caùc ñieåm vôùi moät ñieåm goác naøo ñoù laáy laøm chuaån (coøn goïi laø ñieåm khôûi tính). Tuøy theo nguyeân lyù vaø duïng cuï maø chia ra caùc phöông phaùp ño cao khaùc nhau.

ABAB hHH A

B

HA

hAB

HB

(Maët thuûy chuaån goác)

(5.1)

5.2. Phöông phaùp ño cao hình hoïc

1. Nguyeân lyù: Giaû söû caàn xaùc ñònh ñoä cheânh cao giöõa hai ñieåm A, B treân maët ñaát. Döïng hai thöôùc coù chia vaïch (mia) thaúng ñöùng taïi A vaø B. Neáu coù theå taïo ra ñöôøng naèm ngang caét mia taïi hai ñieåm coù giaù trò laø a, b.

Neáu a b hAB 0 (töùc ñieåm B cao hôn ñieåm A).

Neáu a b hAB < 0 (töùc ñieåm B thaáp hôn ñieåm A).

Ñöôøng naèm ngang do maùy thuûy chuaån (maùy thaêng baèng) taïo ra. Hai mia döïng taïi A vaø B taïo neân “moät caëp” goïi laø mia thuûy chuaån (mia haèng soá).

Do vaäy, thöïc chaát cuûa ño cao hình hoïc laø duøng truïc ngaém naèm ngang cuûa oáng kính maùy thaêng baèng keát hôïp vôùi mia thaêng baèng xaùc ñònh ñoä cheânh cao giöõa 2 ñieåm treân maët ñaát.

hAB

ab

A

B bahAB abhAB

(5.2)

2. Caáu taïo maùy vaø mia thuûy chuaån

Taùc duïng chính cuûa maùy thuûy chuaån laø taïo ra truïc ngaém naèm ngang, keát hôïp vôùi mia thuûy chuaån ño cao hình hoïc. Caáu taïo maùy goàm 3 boä phaän chính:

• OÁng kính: Töông töï oáng kính maùy kinh vó (kính vaät, kính maét, löôùi chöõ thaäp, oác ñieàu aûnh…), ñöôïc gaén chaët treân ñeá maùy. Khi oáng kính quay quanh truïc quay cuûa maùy, truïc ngaém cuûa noù taïo ra maët phaúng naèm ngang.

• OÁng thuûy daøi: Lieân keát vôùi oáng kính thaønh moät khoái, sao cho truïc ngaém cuûa oáng kính song song vôùi truïc cuûa oáng thaêng baèng daøi. Khi boït nöôùc ôû vò trí ñieåm chuaån, truïc oáng thaêng baèng ôû vò trí naèm ngang thì truïc ngaém cuõng naèm ngang.

Ñoä nhaïy cuûa oáng thaêng baèng daøi treân oáng kính maùy thuûy chuaån raát cao ( 10”), cho pheùp caân baèng truïc ngaém chính xaùc. Vieäc ñöa boït nöôùc veà vò trí ñieåm chuaån tröôùc khi ñoïc mia ñöôïc thöïc hieän nhôø oác vi ñoäng.

Ñeå thuaän lôïi khi ño vaø naâng cao ñoä chính xaùc caân baèng truïc ngaém, nhôø moät heä thoáng laêng kính phaûn chieáu, hình aûnh hai ñaàu boït nöôùc oáng thuûy daøi ñöôïc theå hieän treân goùc traùi cuûa löôùi chöõ thaäp coù daïng hai nöõa hình parabol ñoái xöùng nhau. Hai nöõa hình naøy di chuyeån ngöôïc chieàu nhau khi truïc ngaém dôøi khoûi vò trí naèm ngang vaø seõ truøng nhau khi boït nöôùc oáng thaêng baèng ôû vaøo vò trí ñieåm chuaån (töùc truïc ngaém ôû vò trí maèm ngang). Caùc maùy thuûy chuaån hieän ñaïi coù boä caân baèng ñieän töû, chæ thò truïc ngaém naèm ngang nhôø ñeøn hieäu (LED).

• Ñeá maùy: Laø giaù ñôõ oáng kính vaø oáng thaêng baèng, treân ñoù coù caùc boä phaän ñieàu khieån, khoáng cheá chuyeån ñoäng cuûa oáng kính, oáng thuûy khi ño ngaém. Toaøn boä maùy ñöôïc ñaët treân giaù ba chaân vaø caân baèng nhôø 3 oác caân (töông töï maùy kinh vó).

• Mia thuûy chuaån: Laø moät caëp thöôùc goã hay nhoâm daøi 3-4m, chia vaïch ñeán cm hay mm, treân coù gaén oáng thaêng baèng troøn ñeå döïng mia thaúng ñöùng. Khi ño ñaët mia treân maët coïc hoaëc ñeá mia. Mia coù theå khaéc soá moät maët (vaïch ñen, soá ñoû), töø ñaùy mia 0,00m. Hoaëc mia khaéc soá hai maët, maët ñen (vaïch ñen, soá ñoû) coù ñaùy laø 0,00m vaø maët ñoû (vaïch ñoû, soá ñen) coù ñaùy laø moät trò soá goïi laø haèng soá mia duøng ñeå kieåm tra keát quaû ño. Trong moät caëp mia, haèng soá treân 2 mia cheânh nhau 100mm (ví duï: 4473 vaø 4573mm; 4583 vaø 4683mm).

Neáu yeâu caàu ño cheânh cao chính xaùc, phaûi duøng mia Invar ñöôïc chia vaïch ñeán mm, treân mia coù oáng thaêng baèng troøn vaø döïng mia treân ñeá mia.

Ñoïc soá treân mia trong ño cao hình hoïc quy ñònh baèng ñôn vò mm, theo caû ba daây chæ (Treân, Giöõa, Döôùi). Ñeå haïn cheá caùc nguoàn sai soá aûnh höôûng ñeán ñoä chính xaùc, taïi moät traïm ño, thöù töï ñoïc soá treân mia nhö sau: (1) Ñoïc maët ñen mia sau; (2) Ñoïc maët ñen mia tröôùc; (3) Ñoïc maët ñoû mia tröôùc; (4) Ñoïc maët ñoû mia sau. Taát caû caùc soá ñoïc ñöôïc ghi vaøo maãu bieåu quy ñònh goïi laø “soå ño thaêng baèng”.

3. Caùc phöông phaùp tieán haønh

• Ño cao töø giöõa (hai mia): Maùy thuûy chuaån ñöôïc ñaët ôû khoaûng giöõa hai ñieåm caàn xaùc ñònh ñoä cheânh cao (khoâng nhaát thieát naèm treân höôùng thaúng noái hai ñieåm), taïi hai ñieåm döïng mia. Quay oáng kính ngaém mia vaø ñoïc soá theo quy ñònh. Löu yù, tröôùc khi ñoïc soá phaûi caân baèng truïc ngaém (töùc laøm truøng hai ñaàu boït thuûy). Ta coù:

hAB

A

ab B

bahdenAB

21 kbkahdoAB

100 denAB

doAB hh (5.3)

• Ño cao nhieàu traïm: AÙp duïng khi ñöôøng ño cao quaù daøi, taàm ngaém oáng kính bò haïn cheá hoaëc trong ñieàu kieän ñòa hình phöùc taïp (ñoä cheânh cao, ñoä doác lôùn… ). Giaû söû coù n traïm ño, caùc soá ñoïc treân mia sau vaø mia tröôùc laø ai vaø bi. Ñoä cheânh cao giöõa

hai ñieåm AB ñöôïc tính theo coâng thöùc (5.4). Caàn löu yù ñi mia theo nguyeân taéc cuoán chieáu.

nnn

222

111

bah..................

bahbah

iiiAB bahh (5.4)

A

B

b1

a2

a1

b2

hAB

(1)

(2)

5.3 Ño cao löôïng giaùc1. Nguyeân lyù: Trong ñieàu kieän ñòa hình phöùc taïp, khi

yeâu caàu ñoä chính xaùc khoâng cao, coù theå söû duïng oáng kính naèm nghieâng cuûa maùy kinh vó keát hôïp vôùi mia xaùc ñònh ñoä cheânh cao giöõa hai ñieåm treân maët ñaát.

Ñaët maùy kinh vó (coù chieàu cao truïc ngaém i) taïi A, döïng mia taïi B. Goùc nghieâng truïc ngaém laø V vaø ñoä cao ñieåm ngaém treân mia laø l, ta coù:

Neáu khoaûng caùch ngang S xaùc ñònh baèng daây thò cöï thoâng thöôøng thì ñoä cheânh cao ñöôïc tính:

liVtan.Sh

iVtan.Slh

AB

AB

i

lV S

hAB

A

B

liV2sinn.k21

hAB (5.5)

2. Caùch thöïc hieän (tự nghiên cứu)

3. Ñoä chính xaùc ño cao löôïng giaùc:

Trong phaïm vi döôùi 300m, ñoä chính xaùc ño cheânh cao chuû yeáu phuï thuoäc vaøo caùc sai soá ño khoaûng caùch (S) vaø goùc ñöùng (V). Sai soá trung phöông ño cheânh cao mh

(cm) ñöôïc tính:

Neáu goùc ñöùng V khoâng quaù 100, maùy kinh vyõ coù ñoä chính xaùc t = 60” (töùc mv = 30”) vaø sai soá ño khoaûng

caùch khoâng vöôït quaù 1/400, ngöôøi ta tính ñöôïc mh =

0,015S (cm), töùc khi S = 100m thì mh = 1,5cm.

Ñoä cheânh cho pheùp khi ño thuaän-nghòch: Ñöôïc tính theo coâng thöùc (3.68), töùc khoâng vöôït quaù 6cm treân 100m ñöôøng ño.

2v

422s

22v

22s

2

h VmsecSVmtgmV

hm

S

hm

(5.6)

S06,0h Lim.h (5.7)

4. Yeâu caàu kyõ thuaät khi ño thuyû chuaånÑoái vôùi haïng III, haïng IV Nhaø nöôùc (tự

nghieân cöùu)Ñoái vôùi thuyû chuaån kyõ thuaät (tự

nghieân cöùu)

Heát chöông 5Heát chöông 5

CHÖÔNGCHÖÔNG 6 6

LÖÔÙI KHOÁNG LÖÔÙI KHOÁNG

CHEÁ MAËT BAÈNG CHEÁ MAËT BAÈNG

6.1. KHAÙI NIEÄM VAØ PHAÂN LOAÏI LÖÔÙI KHOÁNG CHEÁ MAËT BAÈNG

Khi thaønh laäp baûn ñoà vaø boá trí coâng trình treân moät phaïm vi roäng lôùn, sau khi löïa choïn hình theå, kích thöôùc traùi ñaát vaø pheùp chieáu thích hôïp, tieán haønh xaây döïng maïng löôùi khoáng cheá traéc ñòa laøm cô sôû thoáng nhaát tyû leä vaø ñoä chính xaùc trong quaù trình ño veõ.

Löôùi khoáng cheá maët baèng laø taäp hôïp moät heä thoáng caùc ñieåm coù moái lieân heä hình hoïc chaët cheõ vôùi nhau, ñöôïc xaùc ñònh toaï ñoä (x, y) vaø ñaùnh daáu baèng nhöõng moác ôû thöïc ñòa

Trong traéc ñòa, löôùi khoáng cheá noùi chung vaø löôùi khoáng cheá maët baèng noùi rieâng ñöôïc xaây döïng theo nguyeân taéc töø toång theå ñeán cuïc boä, töø ñoä chính xaùc cao ñeán ñoä chính xaùc thaáp vaø coá gaéng giaûm caáp phaùt trieån

Löôùi khoáng cheá traéc maët baèng chia ra thaønh löôùi khoáng cheá Nhaø nöôùc, löôùi khoáng cheá khu vöïc vaø löôùi khoáng cheá ño veõ.

• Löôùi khoáng cheá Nhaø nöôùc laø löôùi khoáng cheá cô baûn thoáng nhaát trong toaøn quoác, phuïc vuï cho coâng taùc nghieân cöùu khoa hoïc vaø coâng taùc thaønh laäp baûn ñoà ñòa hình.

• Löôùi khoáng cheá Nhaø nöôùc ñöôïc xaây döïng theo phöông phaùp löôùi tam giaùc daøy ñaëc, löôùi ñöôøng chuyeàn, hoaëc löôùi GPS (Global Positioning System) töø haïng I ñeán haïng IV.

• Löôùi khoáng cheá khu vöïc laáy caùc ñieåm khoáng cheá Nhaø nöôùc laøm cô sôû ñeå taêng daøy vaø phaùt trieån.

• Löôùi khoáng cheá ño veõ laø caáp cuoái cuøng phuïc vuï tröïc tieáp cho vieäc ño veõ baûn ñoà ñòa hình. Löôùi khoáng cheá ño veõ laáy caùc ñieåm khoáng cheá Nhaø nöôùc vaø khoáng cheá khu vöïc laøm cô sôû ñeå taêng daøy vaø phaùt trieån.

6.2 ÑÖÔØNG CHUYEÀN KINH VÓ (LÖÔÙI KHOÁNG CHEÁ ÑO VEÕ)

6.2.1 Caùc daïng ñöôøng chuyeàn vaø löôùi ñöôøng chuyeàn

• Khôûi tính cuûa ñöôøng chuyeàn: Laø caùc ñieåm toïa ñoä haïng cao nhaø nöôùc hay khu vöïc. Caïnh khôûi ñaàu coù theå laø caïnh tam giaùc giaûi tích caáp 1,2; ñöôøng chuyeàn caáp 1,2 hay caïnh cuûa löôùi tam giaùc nhoû. Tröôøng hôïp khoâng coù caïnh caáp cao phaûi ño tröïc tieáp caïnh khôûi ñaàu.

• Caùc daïng ñoà hình cô baûn:

Tuyeán ñöôøng chuyeàn kheùp kín, xuaát phaùt töø moät ñieåm khoáng cheá caáp cao hoaëc giaû ñònh phaùt trieån trong khu ño vaø quay veà ñieåm ban ñaàu.

Tuyeán ñöôøng chuyeàn phuø hôïp (hay hôû), noái giöõa hai ñieåm khoáng cheá caáp cao khaùc nhau (A, B).

Tuyeán ñöôøng chuyeàn nhaùnh (hay treo), xuaát phaùt töø moät ñieåm khoáng cheá (caáp cao hay ño veõ) nhöng khoâng noái veà moät ñieåm khoáng cheá naøo khaùc.

Löôùi ñöôøng chuyeàn, coù theå laø daïng ñieåm nuùt (ít nhaát 1 ñieåm nuùt), töùc ñieåm lieân keát caùc ñöôøng chuyeàn hay daïng nhieàu voøng kheùp (ít nhaát 3 voøng).

A C

B D

A

B

N1

N2

N3

A

B

C

A

B

CN

A

A

B

CN

6.2.2. Thieát keá

• Tröôùc khi thaønh laäp löôùi caàn khaûo saùt thöïc ñòa, tìm hieåu ñòa hình ñòa vaät, xaùc ñònh vò trí vaø maät ñoä caùc ñieåm khoáng cheá caáp cao coù trong khu ño, ñaùnh giaù khaû naêng söû duïng cuûa chuùng... Caên cöù vaøo ñaëc ñieåm ñòa hình vaø söï phaân boá cuûa caùc ñieåm khoáng cheá caáp cao ñaõ coù, tieán haønh thieát keá sô ñoà löôùi ñöôøng chuyeàn treân baûn ñoà cuõ. Löôùi thieát keá neân coù daïng ñoà hình ñôn giaûn, phuû truøm toaøn boä khu ño.

Caùc tuyeán ñöôøng chuyeàn ñöôïc boá trí sao cho caùc ñieåm khoáng cheá ño veõ phaân boá roäng khaép, ñaûm baûo maät ñoä, tuaân thuû caùc chæ tieâu kyõ thuaät quy ñònh, taän duïng toát caùc heä thoáng giao thoâng, thuûy lôïi, thuûy vaên… Caùc caïnh ñöôøng chuyeàn phaûi ñi qua nôi töông ñoái baèng phaúng, ñoä daøi gaàn baèng nhau, caùc goùc ngoaët caøng gaàn 1800 caøng toát.

Caùc ñieåm ñöôøng chuyeàn phaûi choïn ôû vò trí thích hôïp (neàn ñaát chaéc, oån ñònh…), ñaûm baûo thoâng höôùng vôùi caùc ñieåm beân caïnh, coù taàm nhìn bao quaùt thuaän lôïi cho ño veõ chi tieát…, tieán haønh choân moác theo quy ñònh. Khi ño veõ ñoäc laäp, ñieåm ñaàu vaø cuoái ñöôøng chuyeàn neân boá trí ôû nôi thuaän lôïi cho vieäc ño noái vôùi caùc ñieåm toïa ñoä haïng cao nhaø nöôùc vaø khu vöïc…

• Caùc chæ tieâu kyõ thuaät chuû yeáu: Ñöôïc quy ñònh cuï theå trong quy phaïm, phuï thuoäc tyû leä ño veõ, yeâu caàu ñoä chính xaùc, ñaëc ñieåm ñòa hình… (baûng 6.1). Ñoái vôùi caùc tuyeán ñöôøng chuyeàn noái hai ñieåm nuùt, toång ñoä daøi cuûa tuyeán phaûi giaûm ñi 30% so vôùi quy ñònh. Haïng muïc Quy ñònh kyõ thuaät

1. Toång ñoä daøi tuyeán ñöôøng chuyeàn (km)

• 1/500

• 1/1000

• 1/2000

• 1/5000

2. Ñoä daøi caïnh - ngaén nhaát

- daøi nhaát

- trung bình

3. Sai soá trung phöông ño goùc

4. Sai soá kheùp töông ñoái giôùi haïn (fs/S)

0,6km (vuøng nuùi 1km)

1,2km (vuøng nuùi 1,5km)

2km (vuøng nuùi 3km)

4km (vuøng nuùi 5km)

20m

350m

150250m

30”

1/10001/2000

Baûng 6.1

6.2.3. Ño ñöôøng chuyeàn kinh vó

• Ño goùc baèng: Ño taát caû caùc goùc ngoaët, goùc noái… trong ñöôøng chuyeàn. Söû duïng maùy kinh vó, maùy toaøn ñaïc coù ñoä chính xaùc khoâng döôùi 30”, ñaõ ñöôïc kieåm nghieäm vaø ñieàu chænh. Ñoái vôùi voøng kheùp ño caùc goùc phía trong, ñoái vôùi ñöôøng hôû ño goùc moät phía (traùi hay phaûi). Moãi goùc ñöôïc ño 1 hay 2 laàn, ñoä cheânh giaù trò goùc giöõa caùc voøng ño khoâng vöôït quaù 45”. Sai soá kheùp goùc ñöôøng chuyeàn khoâng vöôït quaù haïn sai:

• Trong ñoù n laø soá goùc trong ñöôøng chuyeàn

• Ño ñoä daøi caïnh: Neáu ño tröïc tieáp baèng thöôùc theùp, phaûi ño ñi ño veà, sai soá kheùp khoâng vöôït quaù 1/2000. Hieän nay, ñoä daøi caïnh ñöôøng chuyeàn ñöôïc ño baèng maùy ñieän quang hay phoå bieán hôn laø maùy toaøn ñaïc ñieän töû, keát hôïp ñoàng thôøi trong quaù trình ño goùc.

Keát quaû ño goùc, caïnh ñöôøng chuyeàn phaûi ñöôïc ghi vaøo maãu soå theo ñuùng quy ñònh.

(6.1)nf gh 60

6.2.3 Tính toaùn ñöôøng chuyeàn kinh vó kheùp kín

Tröôùc heát caàn kieåm tra toaøn dieän caùc soå ño goùc, caïnh, tính toaùn caùc giaù trò bình quaân… Laäp sô ñoà löôùi, ghi roõ teân ñieåm, giaù trò ño goùc, giaù trò ño caïnh treân sô ñoà... Do caùc keát quaû ño coù sai soá neân phaûi thöïc hieän tính toaùn bình sai. Ñoái vôùi ñöôøng chuyeàn kinh vó, söû duïng phöông phaùp bình sai gaàn ñuùng. Sau ñaây giôùi thieäu noäi dung tính toaùn bình sai gaàn ñuùng ñöôøng chuyeàn kinh vó kheùp kín.

*********

File ñính keøm

0

Heát chöông 6Heát chöông 6

CHÖÔNG 7 7

LÖÔÙI KHOÁNG CHEÁ

ÑOÄ CAO

7.1 KHAÙI NIEÄM VAØ PHAÂN LOAÏI

Löôùi khoáng cheá ñoä cao laø moät heä thoáng lieân keát caùc ñieåm moác treân maët ñaát, coù ñoä cao ñöôïc ño tính chính xaùc theo moác ñoä cao quoác gia baèng phöông phaùp ño cao thuûy chuaån thoáng nhaát treân toaøn quoác. Löôùi khoáng cheá ñoä cao cuõng ñöôïc xaây döïng tuaàn töï theo nhieàu caáp, moãi caáp coù maät ñoä ñieåm vaø ñoä chính xaùc khaùc nhau. (caáp Nhaø nöôùc, caáp khu vöïc vaø caáp ño veõ). Nguyeân taéc xaây duïng cuûa löôùi ñoä cao laø: Töø toång theå ñeán cuïc boä, töø ñoä chính xaùc cao ñeán ñoä chính xaùc thaáp.

Löôùi ñoä cao caáp Nhaø nöôùc: Goàm coù haïng I, haïng II, haïng III vaø haïng IV

Löôùi ñoä cao caáp khu vöïc: Löôùi ñoä cao kyõ thuaät

Löôùi ñoä cao caáp ño veõ: Phuïc vuï tröïc tieáp cho coâng taùc ño veõ ñoâ cao caùc ñieåm chi tieát

Vieät Nam choïn maët quy chieáu ñoä cao (Geoid) Hoøn daáu – Ñoà sôn – Haûi phoøng. Taïi Ñoà sôn xaây döïng ñieåm goác ñoä cao kyù hieäu “O” coù ñoä cao H0, laø soá lieäu khôûi tính cho heä

thoáng löôùi khoáng cheá ñoä cao quoác gia.

7.2 Löôùi ñoä cao Nhaø nöôùcLöôùi ñoä cao Nhaø nöôùc haïng I, II, III, IV phaân boá ñeàu treân laõnh

thoå, taïo thaønh nhöõng voøng kheùp hoaëc heä thoáng nhieàu ñieåm nuùt.

Löôùi ñoä cao Nhaø nöôùc haïng I, II laø cô sôû khoáng cheá cho caùc haïng thaáp hôn vaø phuïc vuï cho coâng taùc nghieân cöùu khoa hoïc.

Löôùi ñoä cao Nhaø nöôùc haïng III, IV phaùt trieån töø löôùi haïng cao hôn, phuïc vuï tröïc tieáp cho vieäc thaønh laäp baûn ñoà ñòa hình caùc loaïi tæ leä. Chieàu daøi vaø maät ñoä ñieåm phuï thuoäc vaøo yeâu caàu kyc thuaät cuûa töøng coâng vieäc.

Noùi chung löôùi ñoä cao Nhaø nöôùc khoâng truøng vôùi löôùi maët baèng Nhaø nöôùc.

Moác ñoä cao coù theå ñöôïc gaén treân töôøng ñòa vaät kieân coá hay choân döôùi ñaát nôi oån ñònh.

Löôùi khoáng cheá ñoä cao ñöôïc ño theo phöông phaùp ño cao hình hoïc.Löôùi ñoä cao Nhaø nöôùc ñöôïc bình sai chaët cheõ

A

Ho

HA

hOA “O”

Möïc nöôùc bieån trung bình

OA0A hHH (7.1)

7.3 Löôùi ñoä cao kyõ thuaät 7.3.1 Thieát keá löôùi

Khi thaønh laäp baûn ñoà ñia hình tyû leä lôùn (1/500), khoaûng cao ñeàu beù (0,5m), phöông phaùp thuûy chuaån kyõ thuaät ñöôïc söû duïng ñeå xaùc ñònh ñoä cao cuûa haàu heát caùc ñieåm khoáng cheá ño veõ.

Ngöôïc laïi, khi thaønh laäp caùc baûn ñoà ñòa hình tyû leä nhoû hôn, khoaûng cao ñeàu töø 15m, phöông phaùp thuûy chuaån kyõ thuaät chæ duøng ñeå xaùc ñònh ñoä cao moät soá ñieåm cô baûn cuûa löôùi khoáng cheá ño veõ. Ñoä cao caùc ñieåm coøn laïi ñöôïc xaùc ñònh baèng phöông phaùp ño cao löôïng giaùc.

Do vaäy, ñoà hình löôùi coù theå ñöôïc boá trí theo caùc daïng chuû yeáu sau:

Tuyeán thuûy chuaån phuø hôïp: Noái hai ñieåm thuûy chuaån caáp cao (A, B) vaø ñi qua caùc ñieåm khoáng cheá ño veõ 1, 2, 3…

Tuyeán thuûy chuaån kheùp kín: Xuaát phaùt töø moät ñieåm thuûy chuaån caáp cao (A) ñi qua caùc ñieåm khoáng cheá ño veõ 1, 2, 3… vaø kheùp veà ñieåm ñaàu.

Löôùi thuûy chuaån coù ñieåm nuùt: Xuaát phaùt töø caùc ñieåm thuûy chuaån caáp cao (A, B, C) lieân keát caùc ñieåm khoáng cheá ño veõ 1, 2, 3… vaø gaëp nhau taïi ñieåm nuùt (N).

Löôùi thuûy chuaån nhieàu voøng kheùp: Xuaát phaùt töø moät ñieåm thuûy chuaån caáp cao (M) lieân keát moät soá ñieåm khoáng cheá ño veõ (A, B, C) taïo neân nhieàu voøng kheùp kín.

Sô ñoà caùc daïng löôùi thuûy chuaån kyõ thuaät

M

A

B C

A

B

CN 31

2

4 A

B 1

2

3

4

3

1 2

A

7.3.2. Ño ñaïc löôùi thuûy chuaån kyõ thuaät

Duøng maùy thuûy chuaån coù ñoä phoùng ñaïi khoâng döôùi 20x, ñoä nhaïy cuûa oáng thuûy daøi nhoû hôn 45”/2mm. Mia thuûy chuaån daøi 3m, chia vaïch nhoû nhaát 1 cm, ñöôïc döïng treân ñeá mia. Maùy vaø mia phaûi ñöôïc kieåm nghieäm vaø ñieàu chænh tröôùc khi ño.

Ño moät chieàu, söû duïng phöông phaùp ño cao töø giöõa vôùi hai taàm ngaém mia tröôùc, mia sau baèng nhau. Taàm ngaém trung bình töø maùy ñeán khoaûng 110m, ñieàu kieän ñòa hình thuaän lôïi coù theå ñeán 250m.

Caân baèng truïc ngaém chính xaùc vaø ñoïc soá treân mia theo nguyeân taéc:

Neáu duøng mia 1 maët, thöù töï ñoïc soá quy ñònh: Ñoïc soá mia sau; Ñoïc soá mia tröôùc. Thay ñoåi chieàu cao maùy khoaûng 10cm, Ñoïc soá mia tröôùc; Ñoïc soá mia sau.

Neáu duøng mia 2 maët, thöù töï ñoïc quy ñònh: Ñoïc maët ñen mia sau (3 daây chæ); Ñoïc maët ñen mia tröôùc (3 daây chæ); Ñoïc maët ñoû mia tröôùc (daây giöõa); Ñoïc maët ñoû mia sau (daây giöõa).

Toaøn boä caùc soá lieäu ño ñöôïc ghi vaøo soå ño thuûy chuaån theo quy ñònh. Kieåm tra keát quaû ño töøng traïm, töøng trang soå vaø toaøn boä tuyeán ño.

Tính khoaûng caùch töø maùy ñeán mia vaø cheânh leäch taàm ngaém hai mia.

Kieåm tra haèng soá mia, tính cheânh leäch haèng soá mia (= 100mm).

Tính ñoä cheânh cao theo hai maët mia (hden; hdo). Cheânh leäch veà

ñoä cheânh cao theo hai maët mia chính baèng haèng soá mia (100mm).

Tính ñoä cheânh cao trung bình cuûa töøng traïm ño (h).

Kieåm tra soå ño trong töøng tuyeán (cheânh leäch taàm ngaém tích luõy, toång ñoä daøi tuyeán ño theo ñôn vò km, toång ñoä cheânh cao giöõa 2 moác keá caän…).

Yeâu caàu: Cheânh leäch taàm ngaém 2 mia khoâng vöôït quaù 5m; Cheânh leäch taàm ngaém tích luõy trong toaøn tuyeán khoâng vöôït quaù 10m; Cheânh leäch veà ñoä cheânh cao khi thay ñoåi chieàu cao maùy hoaêc tính theo 2 maët mia khoâng ñöôïc vöôït quaù 5mm.

7.3.3. Bình sai tuyeán thuûy chuaån ñôn

Böôùc 1: Tính sai soá kheùp ñoä cheânh cao vaø haïn sai treân töøng tuyeán.

• Ñoái vôùi tuyeán daïng phuø hôïp:

• Ñoái vôùi tuyeán daïng kheùp kín:

• Ñoái vôùi caùc tuyeán ño theo hai chieàu thuaän nghòch:

• Tính haïn sai ño cheânh cao theo coâng thöùc:

Tröôøng hôïp söû duïng phöông phaùp thuûy chuaån kyõ thuaät ño cao trong toaøn löôùi khoáng cheá ño veõ, haïn sai quy ñònh thaáp hôn (100mmL).

)mm(L50Lim.h

)HH(h dch

hh

vedih hh

(7.2)

(7.3)

(7.4)

(7.5)

Böôùc 2: Phaân phoái sai soá kheùp theo nguyeân taéc ñoåi daáu vaø tyû leä thuaän vôùi ñoä daøi ñoaïn ño. Soá hieäu chænh ñoä cheânh cao cho caùc ñoaïn ñöôïc tính theo coâng thöùc:

Böôùc 3: Hieäu chænh ñoä cheânh cao ño ñöôïc cho töøng traïm

Böôùc 4: Tính ñoä cao caùc ñieåm khoáng cheá ño veõ. Töø ñoä cao cuûa ñieåm goác, tính ñoä cao cuûa moác thöù k.

ih

hi SS

v

hiii vhh

(7.6)

(7.7)

k

1iigock hHH (7.8)

7.4. Löôùi ñoä cao ño veõLöôùi ñoä cao ño veõ laø caáp cuoái cuøng ñeå chuyeàn

ñoä cao cho ñieåm mia. Cô sôû ñeå phaùt trieån löôùi ñoä cao ño veõ laø caùc moác ñoä cao Nhaø nöôùc vaø caùc moác ñoä cao kyõ thuaät.

ÔÛ vuøng ñoàng baèng hoaëc khi ño veõ baûn ñoà ñòa hình tæ leä 1/500, ñoä cao löôùi ño veõ coù theå ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch ño ñoä cao theo höôùng ngaém ngang cuûa maùy kinh vó hoaëc maùy thuyû chuaån.

ÔÛ vuøng nuùi, khi ño veõ baûn ñoà ñòa hình, vôùi khoaûng cao ñeàu 2m, hoaëc 5m cho pheùp xaùc ñònh baèng ño cao löôïng giaùc.

Cô sôû ñeå phaùt trieån löôùi ñoä cao löôïng giaùc laø caùc moác ñoä cao Nhaø nöôùc vaø ñoä cao kyõ thuaät. Caùc ñieåm goác naøy phaân boá trong löôùi giaûi tích hoaëc ñöôøng chuyeàn caáp 1, caáp 2 ño cuøng luùc vôùi ño goùc baèng.

CHÖÔNG 8 8

ÑO VEÕ BAÛN ÑOÀ

VAØ

MAËT CAÉT ÑÒA HÌNH

8.1. Quy tình đo vẽ bản đồ địa hình: 8.1.1 Công tác chuẩn bị:- Nhận nhiệm vụ, nghiên cứu mục đích yêu cầu.- Thu thập tài liệu, số liệu trắc địa hiện có trong vùng: bản đồ cũ, số

liệu trắc địa gốc, các mốc lưới khống chế trắc địa đã có. Tìm hiểu điều kiện tự nhiên, giao thông, dân cư khu vực đo vẽ.

- Khảo sát ranh giới đo vẽ, đặc điểm địa hình và địa vật khu đo. 8.1.2 Thiết kế lưới khống chế: Trên bản đồ tỷ lệ lớn nhất hiện có, thiết kế các phương án lưới

khống chế. So sánh các phương án kết hợp khảo sát trực tiếp ngoài thực địa, từ đó chọn phương án tối ưu. Cố định và chôn mốc các đỉnh lưới khống chế phương án đã chọn. Ước tính độ chính xác công tác đo đạc lưới, thiết kế tiêu ngắm, giá ngắm, mốc khống chế.

8.1.3 Đo đạc , tính toán bình sai và xác định vị trí các điểm khống chế trên giấy vẽ:

- Tiến hành đo đạc các yếu tố lưới bao gồm: trị số các góc, các cạnh, các chênh cao. Quá trình đo phải tuân thủ đúng quy trình, quy phạm và các hạn sai cho phép đã tính toán.

- Các số liệu đo được tính toán, bình sai theo phương pháp thích hợp để xác định trị tin cậy của các đại lượng đo. Từ các trị đo sau bình sai và các số liệu trắc địa gốc, tiến hành tính toạ độ và độ cao các điểm khống chế.

- Dựng lưới ô vuông toạ độ trên tờ giấy vẽ bản đồ, căn cứ vào toạ độ các điểm khống chế và hệ thống lưới ô vuông toạ độ, tiến hành xác định vị trí các điểm khống chế trên tờ giấy vẽ bản đồ.

8.1.4. Đo đạc - tính toán - vẽ bản đồ gốc:

- Đo đạc các số liệu để xác định vị trí mặt bằng và độ cao các điểm đặc trưng của địa hình, địa vật.

- Tính sổ đo chi tiết gồm khoảng cách ngang từ máy tới các điểm chi tiết và độ cao các điểm chi tiết.

- vẽ bản đồ gốc: trên cơ sở số liệu khống chế và số liệu đo chi tiết; dùng thước đo độ, thước tỷ lệ, thước mm, bút chì hoặc các phần mềm chuyên dụng để xác định vị trí các điểm chi tiết trên tờ giấy vẽ bản đồ. Thể hiện các yếu tố địa vật bằng các ký hiệu qui ước, thể hiện địa hình bằng đường đồng mức.

8.1.5. Kiểm tra, nghiệm thu, biên tập, in ấn:

8.2. Đo vẽ chi tiết bản đồ địa hình bằng phương pháp toàn đạc

8.2.1. Nội dung phương pháp• Đo vẽ chi tiết bản đồ thường áp dụng phương

pháp tọa độ cực. Dựa trên cơ sở hệ toạ độ cực, ngoài thực địa lấy các điểm khống chế là tâm cực, đường nối giữa điểm tâm cực với các điểm khống chế khác là trục cực. Một điểm chi tiết i nào đó được xác địng bởi ba thông số: góc cực βi, khoảng cách cực Di và chênh cao hi của điểm chi tiết so với điểm tâm cự ( hình 8.1).

• Sau khi đo chi tiết ở ngoài thực địa, ở trong II phòng tiến hành tính sổ đo chi tiết đồng thời dùng dụng cụ hoặc các phần vẽ bản đồ để xác định vị trí các điểm chi tiết trên bản đồ và dùng hệ thống ký hiệu và đường I đồng mức để biểu diễn bản đồ.

Hình 8.1

8.2.2. Đo đạc thực địa: • Đặt máy kinh vĩ vào điểm trạm đo (điểm khống chế), thực hiện ba thao

tác cơ bản: định tâm, cân bằng, định hướng "0" theo hướng trục cực. Khi đo chi tiết, việc đo góc bằng chỉ thực hiện ở vị trí bàn độ trái. Khoảng cách từ máy tới mia đo một lần theo phương pháp thị cự mia đứng. Độ chênh cao các điểm chi tiết xác định theo phương pháp đo cao lượng giác.

• Một điểm chi tiết người đứng máy phải đo bốn số liệu gồm khoảng cách từ máy tới mia D, chiều cao điểm ngắm lv, góc bằng β và số đọc bàn độ đứng VT. Mỗi trạm máy còn phải đo chiều cao máy i để tính chênh cao các điểm.

• Đặt mia lần lượt đặt mia tại các điểm đặc trưng của địa hình và địa vật gồm: - Các điểm đắc trưng cho địa vật: những điểm nằm trên biên của địa vật tại những vị trí đặc trưng cho hình thể của địa vật đó. Thường là các điểm khống chế trắc địa, các công trình xây dựng dân dụng, công nghiệp, kiến trúc, phần lộ ra của các công trình gầm... Các công trình điện lực, bưu chính viễn thông như trạm, trụ điên, đường dây...Các công trình giao thông đường bộ, đường sắt, đường thuỷ, đường băng, nhà ga, sân đỗ, cầu cống ... Hệ thống thuỷ văn sông như suối, hồ ao, bể nước. Diện tích gập nước, bờ biển, kênh mương. Hệ thống phân phối nước, cung cấp nước như giếng, tháp nước, bể lọc, bể chứa... Mật độ điểm mia và khoảng cách từ máy tới mia quy định ở bẳng 7.1.

- Các điểm mia đặc trưng cho địa hình gồm các điểm nằm trên ranh giới của các miền địa hình có độ dốc khác nhau, điểm cao nhất, điểm thấp nhất, lòng chảo. Các điểm nằm trên đường phân thuỷ, tụ thuỷ, yên ngựa. Độ cao mực nước trong hồ, ao, sông ngòi (hình 8.2).

Người ghi sổ ngoài việc ghi các số liệu do người đứng máy đọc vào sổ đo chi tiết, còn phải vẽ sơ họa khu đo. Bản sơ họa lấy trạm đo và hướng chuẩn làm gốc, trên đó thể hiện sơ hoạ địa hình và địa vật khu đo, ghi số điểm mia theo số thứ tự đã đánh trong sổ đo. Có như vậy công tác nội nghiệp mới đảm bảo tính chính xác khi nối địa vật và thể hiện địa hình.

SỔ ĐO CHI TIẾTTrạm: I HI = 9.76m

Hướng chuẩn: II Máy đo: Theo 020i = 1.5m MO = 89030’

N0

S (m)

l (m)

Số đọc bàn độV= MO -

VT

D= Scos2V

h =DtgV + i - l

H = HI +h Ghi chúΒ VT

12

27.662.3

1.01.0

37017’1’’206042’3

95036’87014’

-6006’+2016’

27.362.2

-2.42+2.95

7.3412.71

Địa hìnhGóc nhà

8.2.3. Công tác nội nghiệp:- Tính sổ đo chi tiết gồm: chuyển chiều dài nghiêng S về nằm

ngăng D; tính góc đứng V; tính chênh cao và độ H của các điểm chi tiết.

- Vẽ khung lưới ô vuông, kiểm tra các cạnh ô vuông không chênh nhau quá 0.2mm, các đường chéo ô vuông không chênh nhau quá 0.3mm. Xác định các điểm khống chế lên bản vẽ theo phương pháp toạ độ vuông góc. Vẽ ký hiệu điểm khống chế và bên cạnh ghi một phân số với tử số là tên điểm, mẫu là độ cao.

- Xác định các điểm chi tiết lên bản vẽ theo phương pháp toạ độ cực bằng các dụng cụ văn phòng như: thước đo độ, thước tỷ lệ, thước mm. Các điểm chi tiết được đánh dấu bằng bút chì và ghi trị số độ cao các điểm mia. Các dấu chấm chì đánh dấu điểm chi tiết nằm cách góc dưới phía tây của số ghi độ cao 1,5mm.

- Dùng các ký hiệu quy ước để thể hiện địa vật và vẽ đường đòng mức thể hiện dáng đất.

8.2.4. Kiểm tra, đánh giá độ chính xác bản đồ địa hình: - Kiểm tra khống chế:

Sai số giới hạn vị trí điểm lưới khống chế sau bình sai so với điểm gốc không vượt quá 0.3mm đối với miền đồi núi và 0.2mm đối với vùng quang đãng theo tỷ lệ bản đồ. Sai số giới hạn về độ cao các điểm khống chế so với điểm độ cao gốc không vượt quá 1/5 khoảng cao đều đường đồng mức đối với vùng đồng bằng và 1/3 đối với miền núi.

- Kiểm tra các điểm chi tiết: Sai số trung bình vị trí các địa vật cố định trên bản đồ so

với điểm khống chế gần nhất không được vượt quá 0.5mm ( vùng núi 0.7mm). Trong thành phố và khu công nghiệp sai số vị trí tương hỗ giữa các điểm địa vật quan trọng, cố định không vượt quá 0.4mm trên bản đồ. Sai số trung bình các điểm địa hình so với độ cao điểm khống chế gần nhất tính theo khoảng cao đều không vượt quá quy định.

Giá trị độ lệch cho phép bằng hai lần sai số trung bình ở trên. Số lượng điểm có độ chênh lệch bằng hoặc vượt độ chênh lệch cho phép không được quá 10% tổng số điểm kiểm tra.

8.3 Đo vẽ mặt cắt8.3.1. Khái niệm • Để phục vụ cho thiết kế kỹ thuật các công trình xây dựng

như: cầu đường, thuỷ lợi, đường sắt, đường dây tải điện ...phải biết cụ thể và chính xác địa hình mặt đất theo hướng công trình đi qua. Công tác đo vẽ và biểu diễn địa hình mặt đất theo một hướng nào đó được gọi là đo vẽ mặt cắt. Có 2 loại mặt cắt địa hình là mặt cắt dọc và mặt cắt ngang.

• Mặt cắt dọc là giao tuyến giữa mặt đất với mặt thẳng đứng theo trục công trình.

• Mặt cắt ngang là mặt cắt thẳng đứng vuông góc với trục công trình.

• Đo vẽ mặt cắt bao gồm các công việc định tuyến ngoài thực địa, đo khoảng cách và độ cao các điểm trên tuyến, tính toán và vẽ mặt cắt.

8.3.2. Đo mặt cắt ngoài thực địa - Định tuyến ngoài thực địa: xác định các điểm khống chế tuyến

ngoài thực địa bao gồm điểm đầu, các điểm tại đó tuyến chuyển hướng ( đỉnh), các điểm trung gian theo ý đồ thyết kế, điểm cuối. Các điểm khống chế tuyến có thể khảo sát chọn ngay ở ngoài thực địa ( quy mô công trình nhỏ) hoặc chuyển từ bản đồ phương án thiết kế tuyến đã được phê duyệt.

- Cố định các cọc chính: từ điểm đầu, dùng thước dây hoặc các máy đo dài có độ chính xác cần thiết để bố trí các cọc cách nhau 100m. Gọi các cọc này là các cọc chính và được ký hiệu từ C0 cho đến Cn. Cứ 10 cọc chính là một cọc km đánh số từ "km_1" đến "km_ n".

- Cố định các cọc phụ: các cọc phụ được đóng ở những vị trí đặc trưng cho địa hình, địa vật mặt đất. Dùng thước dây hoặc máy đo dài để đo chiều dài giữa các cọc phụ, giữa cọc phụ với cọc chính và cọc đỉnh gần nhất ( khoảng cách lẻ).

- Bố trí và cố định mặt cắt ngang: những nơi trên hướng vuông góc với tuyến nếu địa hình mặt đất thay đổi nhiều thì phải đo vẽ mặt cắt ngang. Vị trí mặt cắt ngang trên tim tuyến được đo và ký hiệu giống những cọc phụ. Các điểm trên mặt cắt ngang cũng là các điểm đặc trưng cho địa hình, địa vật. Khoảng cách lẻ trên mặt cắt ngang đo từ tim về hai phía của tuyến bằng thước hoạc máy đo dài.

- Tại các đỉnh còn phải đo góc chuyển hướng ( góc lái) và bố trí các đường cong nếu là công trình tuyến giao thông hoặc thủy lợi.

- Đo vẽ bình đồ dọc tuyến: Đồng thời với việc cố định tuyến còn phải đo vẽ bình đồ dọc tuyến với dải rộng từ tim về hai bên theo quy định. Trong phạm vi quy định bình đồ tuyến được đo chính xác như phần 7.3 đã học. Ngoài phạm vi quy định thì thì ước lượng bằng mắt.

- Bình đồ duỗi thẳng: bình đồ duỗi thẳng thể hiện trên mặt cắt dọc tuyến. Trên bình đồ này thể hiện điểm đầu, các cọc chính, cọc km, cọc phụ, cọc đỉnh, cọc mặt cắt ngang,...,điểm cuối. Vẽ mũi tên chỉ hướng ngoặt của tuyến. Phác hoạ địa vật, địa hình dọc tuyến.

- Đo cao mặt cắt:Những công trình quan trọng, quy mô lớn ta phải đo nối tuyến với lưới

khống chế nhà nước nhằm thống nhất toạ độ và độ cao. khi dẫn độ cao dọc tuyến thường dùng cấp độ cao kỹ thuật và ứng dụng phương pháp đo cao hình học từ giữa; các cọc mặt cắt trùng với cọc liên hệ giữa các trạm máy thì phải đo hai lần trên hai mặt mia. Để kiểm tra công tác dẫn độ cao, cứ khoảng 1km phải đo nối tuyến với các điểm khống chế cấp cao hơn của lưới khống chế độ cao chạy dọc tuyến. Trong trường hợp khác thì phải đo cao đi và về để kiểm tra.

Các cọc mặt cắt không phải là cọc liên hệ thì chỉ đo một lần bằng phương pháp đo cao hình học phía trước hoặc đo cao lượng giác.

8.3.3. Tính và vẽ mặt cắt

1. Tính toán kết quả đo mặt:

• Tính toán và bình sai kết quả đo cao dọc tuyến đối với các điểm liên hệ. Sai số khép độ cao, Tính độ cao các điểm trên mặt cắt, khoảng cách lẻ, góc chuyển hướng, các thông số đường cong, cọc lộ trình, cọc 100m, cọc km. Nếu vẽ mặt cắt theo phần mềm trên máy tính thì tổ chức file số liệu để chạy chương trình.

• Tính toán và bình sai kết quả đo cao dọc tuyến đối với các điểm liên hệ. Sai số khép độ cao: fh = 50. Tính độ cao các điểm trên mặt cắt, khoảng cách lẻ, góc chuyển hướng, các thông số đường cong, cọc lộ trình, cọc 100m, cọc km. Nếu vẽ mặt cắt theo phần mềm trên máy tính thì tổ chức file số liệu để chạy chương trình.

2. Vẽ mặt cắt • Có thể coi mặt cắt như một đồ thị, một trục là trục độ cao

( thẳng đứng) còn trục kia là trục khoảng cách lẻ (nằm ngang). • Dựa vào kết quả đo đạc tiến hành vẽ mặt cắt trên giấy kẻ ly. Khi

vẽ mặt cắt dọc, để thấy rõ độ dốc mặt đất thường lấy tỷ lệ cao gấp 10 lần tỷ lệ ngang. Đối với mặt cắt ngang thì tỷ lệ đứng và ngang lấy bằng nhau.

• Để thuận tiện cho việc trình bày trên mặt cắt trên giấy người ta chọn mức so sánh sao cho điểm thấp nhất trên mặt cắt cách đường so sánh từ 8cm đến 10cm. Hình 8.1 là mặt cắt dọc tuyến.

Hình 8.1

CHÖÔNG 9 9

SỬ DỤNG BẢN ĐỒ

ĐỊA HÌNH

9.1. ÑAËC ÑIEÅM CUÛA BAÛN ÑOÀ ÑÒA HÌNH9.1. ÑAËC ÑIEÅM CUÛA BAÛN ÑOÀ ÑÒA HÌNH

Söû duïng baûn ñoà ñòa hình laø moät hoaït ñoäng khoâng theå thieáu trong ñôøi soáng xaõ hoäi, keát hôïp vôùi khaûo saùt thöïc ñòa nhaèm cung caáp caùc döõ lieäu veà beà maët ñaát trong moät phaïm vi nhaát ñònh. Tröôùc khi söû duïng baûn ñoà cho moät muïc ñích naøo ñoù caàn tìm hieåu chaát löôïng vaø ñaëc ñieåm cuûa tôø baûn ñoà. Caùc yeâu caàu chuû yeáu veà chaát löôïng lieân quan ñeán vieäc söû duïng goàm:

Tyû leä baûn ñoà (phaûi phuø hôïp vôùi muïc ñích söû duïng cuï theå)

Khoaûng cao ñeàu cuûa ñöôøng bình ñoä (quan troïng trong thieát keá coâng trình)

Thôøi gian thaønh laäp (mang tính chaát thôøi söï cuûa tö lieäu baûn ñoà).

1. Khung baûn ñoà

• Khung ngoaøi: Laø moät ñöôøng neùt ñaäm phaân caùch phaàn noäi dung baûn ñoà vaø phaàn ghi chuù ngoaøi khung. Ñaây laø ñöôøng vieàn mang tính trang trí laøm noåi baät phaïm vi ranh giôùi cuûa moät tôø baûn ñoà.

• Khung giöõa: Laø moät ñöôøng neùt ñoâi maûnh, ñöôïc phaân chia thaønh caùc ñoaïn töông öùng vôùi 1 phuùt cuûa ñoä kinh, ñoä vó vaø ñöôïc toâ maøu ñen traéng xen keõ nhau. Khi noái töøng caëp vaïch ñen traéng naèm ñoái dieän treân caùc ñöôøng khung ñoâng – taây, nam – baéc ta seõ ñöôïc heä thoáng caùc ñöôøng kinh vyõ tuyeán treân baûn ñoà, duøng ñeå xaùc ñònh toïa ñoä ñòa lyù cuûa caùc ñieåm.

• Khung trong: Laø moät ñöôøng neùt maûnh, saéc coù daïng hình thang, bieåu dieãn ñöôøng kinh tuyeán vaø vó tuyeán bieân ñaëc tröng cho phaïm vi chính xaùc cuûa moät tôø baûn ñoà ñòa hình, phaân bieät vôùi caùc tôø baûn ñoà khaùc, ñöôïc söû duïng khi gheùp bieân baûn ñoà.

2. Goùc khung baûn ñoà

Laø giao ñieåm caùc ñöôøng kinh vó tuyeán bieân cuûa tôø baûn ñoà, bao goàm 4 goùc khung ñöôïc goïi teân theo goùc hai phöông, treân ñoù coù ghi giaù trò ñoä kinh ñoä vó cuûa ñieåm goùc khung, bieåu thò phaïm vi ranh cuûa tôø baûn ñoà trong heä thoáng phaân maûnh, ñoàng thôøi cho bieát ñoä lôùn cuûa tôø baûn ñoà theo moät tyû leä xaùc ñònh naøo ñoù.

3. Heä toïa ñoä vuoâng goùc treân baûn ñoà

Laø heä thoáng caùc ñöôøng naèm ngang vaø thaúng ñöùng song song vôùi ñöôøng kinh tuyeán truïc vaø ñöôøng xích ñaïo, caùch ñeàu nhau 1km treân maët ñaát (coøn goïi laø löôùi oâ vuoâng hay löôùi km). Tuøy theo tyû leä maø khoaûng caùch giöõa chuùng treân baûn ñoà coù khaùc nhau, baèng 2cm (1:50.000); 4cm (1:25.000); 10cm (1:10.000 vaø lôùn hôn). Treân khung trong cuûa tôø baûn ñoà vaø ôû giöõa, taïi vò trí caùc ñöôøng cuûa löôùi km coù ghi giaù trò toïa ñoä vuoâng goùc töông öùng, rieâng tröôùc giaù trò hoaønh ñoä Y coù ghi soá thöù töï muùi chieáu n. Ñaây laø cô sôû ñeå xaùc ñònh toïa ñoä vuoâng goùc cuûa caùc ñieåm treân baûn ñoà.

4. Caùc yeáu toá ngoaøi khung baûn ñoà

• Teân tôø baûn ñoà: Ghi teân moät ñòa danh quan troïng nhaát trong vuøng (tænh, thaønh phoá, huyeän thò, phöôøng xaõ…). Phía döôùi teân laø danh phaùp baûn ñoà.

• Sô ñoà gheùp maûnh baûn ñoà: Thöôøng naèm ôû goùc phaûi treân phía ngoaøi khung baûn ñoà, trong ñoù ghi soá hieäu caùc maûnh baûn ñoà laân caän caùc phía tieáp bieân vôùi baûn ñoà naøy

• Tyû leä baûn ñoà: Bieåu dieãn baèng ba caùch (tyû leä soá, tyû leä chöõ, tyû leä thöôùc).

• Caùc chuù daãn baûn ñoà: Toaøn boä heä thoáng kyù hieäu quy öôùc ñòa hình ñòa vaät treân baûn ñoà.

• Sô ñoà ñònh höôùng baûn ñoà: Xaùc ñònh vò trí cuûa 3 ñöôøng kinh tuyeán, kinh tuyeán truïc, kinh tuyeán thöïc vaø kinh tuyeán töø. Treân ñoù cho bieát ñoä leäch töø vaø ñoä gaàn kinh tuyeán, söû duïng ñeå xaùc ñònh soá hieäu chænh ñònh höôùng baûn ñoà baèng ñòa baøn.

• Sô ñoà phaân boá caùc ñieåm ñoä cao: Bieåu thò heä thoáng caùc ñieåm ñoä cao treân toaøn taám baûn ñoà.

• Bieåu ñoà ñoä doác: Duøng ñeå xaùc ñònh ñoä doác maët ñaát treân baûn ñoà.

• Caùc ghi chuù khaùc: Caùc thoâng tin veà heä quy chieáu, heä toïa ñoä, naêm thaønh laäp, naêm xuaát baûn, ñôn vò ño veõ…)

9.2. SÖÛ DUÏNG BAÛN ÑOÀ TRONG PHOØNG9.2. SÖÛ DUÏNG BAÛN ÑOÀ TRONG PHOØNG

1. Xaùc ñònh toïa ñoä moät ñieåm treân baûn ñoà

Toïa ñoä vuoâng goùc cuûa moät ñieåm ñöôïc xaùc ñònh theo löôùi km, toïa ñoä ñòa lyù xaùc ñònh theo löôùi kinh vó tuyeán treân baûn ñoà.

Giaû söû caàn xaùc ñònh toïa ñoä ñieåm A treân baûn ñoà, naèm trong moät oâ vuoâng baát kyø cuûa löôùi km, coù toïa ñoä goùc taây nam M laø (XM, YM). Töø A haï

ñöôøng vuoâng goùc xuoáng hai caïnh cuûa löôùi, ño chính xaùc caùc soá gia (x, y), tính ñöôïc toïa ñoä vuoâng goùc cuûa ñieåm A. Neáu noái caùc ñoaïn traéng ñen xen keõ treân khung giöõa, ñöôïc maïng löôùi kinh vó tuyeán treân baûn ñoà, baèng caùch töông töï, xaùc ñònh ñöôïc toïa ñoä ñòa lyù cuûa ñieåm A.

yYY

xXX

MA

MA

MA

MA

(9.1)

(9.2)M

Ax

y

1km

1km

2. Ño ñoä daøi moät ñöôøng treân baûn ñoà

• Neáu laø ñöôøng thaúng

Duøng thöôùc ño tröïc tieáp ñoä daøi cuûa ñöôøng treân baûn ñoà, theo tyû leä ngoaïi suy ra ñoä daøi naèm ngang töông öùng treân maët ñaát.

Xaùc ñònh toïa ñoä vuoâng goùc 2 ñieåm ñaàu vaø cuoái cuûa ñöôøng caàn ño, tính ñoä daøi naèm ngang töông öùng treân maët ñaát theo baøi toaùn nghòch.

Duøng thöôùc tyû leä treân baûn ñoà, thoâng qua khaåu ñoä compa giöõa hai ñaàu ñöôøng thaúng caàn ño, xaùc ñònh ñoä daøi naèm ngang töông öùng treân thöôùc.

• Neáu laø ñöôøng cong

Coù theå tính toaùn gaàn ñuùng baèng caùch chia ñöôøng cong thaønh caùc ñoaïn thaúng, ño caùc ñoaïn thaúng nhö treân vaø laáy toång.

Duøng sôïi chæ maûnh uoán chính xaùc theo ñöôøng cong caàn ño, ño sôïi chæ baèng thöôùc thaúng vaø ngoaïi suy ra ñoä daøi thöïc teá theo tyû leä baûn ñoà.

Söû duïng maùy ño, laên baùnh xe theo ñöôøng caàn ño xaùc ñònh ñoä daøi.

3. Xaùc ñònh ñoä cao moät ñieåm treân baûn ñoà

Ñoä cao moät ñieåm treân baûn ñoà ñöôïc xaùc ñònh caên cöù vaøo vò trí töông ñoái cuûa noù so vôùi caùc ñöôøng bình ñoä gaàn nhaát.

• Neáu moät ñieåm naèm ngay treân ñöôøng bình ñoä thì ñoä cao cuûa noù chính baèng ñoä cao cuûa ñöôøng bình ñoä.

• Neáu moät ñieåm naèm ôû khoaûng giöõa hai ñöôøng bình ñoä (Z), ñoä cao cuûa noù (Hz) ñöôïc noäi suy töø ñoä

cao cuûa 2 ñöôøng bình ñoä gaàn nhaát.24

22

20

Zs1

s2

h=2m

s1 s2

h1

h2Z

2122

2111

ssh

sh

ssh

sh

21Z hm22hm20H

Ñoä cao ñieåm Z tính theo coâng thöùc:

(9.3)

(9.4)

4. Xaùc ñònh ñoä doác maët ñaát treân baûn ñoà

Tính chaát thöa daøy cuûa caùc ñöôøng bình ñoä treân baûn ñoà chæ cho bieát “möùc ñoä doác” töông ñoái cuûa maët ñaát theo moät höôùng naøo ñoù. Ñeå xaùc ñònh ñoä doác maët ñaát giöõa hai ñieåm A, B phaûi döïa treân nguyeân lyù giaûi tích. Ñoä doác maët ñaát (i%) phuï thuoäc vaøo goùc nghieâng cuûa maët ñaát (V) hoaëc ñoä cheânh cao cuûa ñòa hình (hAB) vaø khoaûng caùch

(S) ñöôïc tính theo coâng thöùc:

Theo ñoù, muoán xaùc ñònh ñoä doác tröïc tieáp treân maët ñaát caàn phaûi ñoàng hoùa beà maët ñaát töï nhieân baèng moät maët nghieâng vôùi moät goùc nghieâng bình quaân (V) xaùc ñònh. Ñaây laø vieäc laøm khoâng deã trong thöïc teá.

100S

hVtan%i AB

V

hAB

S A

B

(9.5)

Ñeå xaùc ñònh nhanh ñoä doác maët ñaát, treân baûn ñoà ñòa hình thöôøng xaây döïng bieåu ñoà ñoä doác döïa theo quan heä giöõa ñoä doác vaø khoaûng caùch naèm ngang (S) trong moät khoaûng ñoä cheânh cao nhaát ñònh.

Vôùi khoaûng cao ñeàu (h) xaùc ñònh, cho i% hay V caùc giaù trò khaùc nhau, tính ñöôïc caùc giaù trò khoaûng caùch S töông öùng. Bieåu dieãn quan heä ñoù treân heä toïa ñoä vuoâng goùc vôùi hoaønh ñoä laø ñoä doác vaø tung ñoä laø khoaûng caùch naèm ngang.

Khi caàn xaùc ñònh ñoä doác maët ñaát giöõa 2 ñieåm treân baûn ñoà, söû duïng compa laáy khaåu ñoä giöõa 2 ñieåm ñoù, ñoái chieáu leân bieåu ñoà taïi khoaûng caùch S töông öùng.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

S

i%

S

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

V

h1 h2

5. PHÖÔNG PHAÙP ÑO TÍNH DIEÄN TÍCH5. PHÖÔNG PHAÙP ÑO TÍNH DIEÄN TÍCH

5.1. Nguyeân lyù

Xaùc ñònh dieän tích caùc ñôn vò phaân chia hay mieàn thöïc ñòa laø noäi dung thöôøng xuyeân trong thöïc tieãn, ñaëc bieät trong quaûn lyù ñaát ñai. Dieän tích cuûa moät thöûa ñaát ñöôïc giôùi haïn bôûi caùc ñöôøng ranh giôùi töï nhieân hay nhaân taïo khoâng phaûi laø dieän tích treân maët ñaát töï nhieân loài loõm, maø laø phaàn giôùi haïn bôûi hình chieáu cuûa caùc ñöôøng ranh giôùi ñoù treân maët phaúng ngang.

Phaàn beà maët giôùi haïn bôûi hình chieáu cuûa caùc ñöôøng ranh giôùi kheùp kín treân maët phaúng ngang (töùc baûn ñoà) ñöôïc theå hieän trong caùc ñôn vò vuoâng goïi laø dieän tích. Dieän tích thöïc treân maët ñaát chæ ñöôïc xaùc ñònh khi caàn thieát.

A

B

C

DE

a

bc

e dP

5.2. Phöông phaùp giaûi tích

Thöôøng öùng duïng tính dieän tích caùc hình theo caùc soá lieäu ño ñaïc tröïc tieáp treân maët ñaát. Coù theå söû duïng caùc coâng thöùc toaùn hoïc cô baûn hoaëc tính theo toïa ñoä caùc ñieåm gaõy khuùc treân ñöôøng ranh giôùi. Phöông phaùp giaûi tích coù ñoä chính xaùc cao, nhöng yeâu caàu ñieàu kieän.

1. Tính dieän tích theo daïng hình hoïc: AÙp duïng khi ranh giôùi hình caàn ño ñöôïc giôùi haïn bôûi caùc ñöôøng gaáp khuùc lieân tuïc, kheùp kín… coù theå chia thaønh caùc daïng hình hoïc chính taéc nhö tam giaùc, hình chöõ nhaät, hình thang, hình bình haønh… Dieän tích (P) ñöôïc tính theo caùc yeáu toá ño nhö goùc, caïnh, nöûa chu vi… tuøy thuoäc vaøo daïng hình cuï theå.

• Hình tam giaùc:

Bsin.c.a21

Asin.c.b21

Csin.b.a21

P

)cs)(bs)(as(sP

h.c21

h.b21

h.a21

P cba

(9.6)

• Hình thang:

• Hình chöõ nhaät:

2. Tính dieän tích theo toïa ñoä vuoâng goùc: AÙp duïng khi hình caàn ño giôùi haïn bôûi caùc ñöôøng gaõy khuùc lieân tuïc, noái lieàn caùc ñieåm coù toïa ñoä xaùc ñònh. Giaû söû caùc ñænh ña giaùc 12345 coù toïa ñoä (Xi, Yi), dieän tích ña

giaùc (P) ñöôïc tính theo coâng thöùc L’Huillier (9.5.2d). Phöông phaùp naøy coù ñoä chính xaùc cao, phuï thuoäc chuû yeáu vaøo ñoä chính xaùc toïa ñoä caùc ñieåm.

1i1ii

1i1ii

XXY21

P

YYX21

P

h2

baP

b.aP

(9.7)

(9.8)

(9.9)

y

x

X1

X2

X3

X4X5

Y1 Y2 Y3Y4Y5

1

2

3

45

O

3. Tính dieän tích theo toïa ñoä cöïc: Coù theå söû duïng toïa ñoä cöïc cuûa caùc ñieåm gaõy khuùc treân ñöôøng ranh giôùi caùc ñôn vò phaân chia ñeå tính dieän tích. Ñaët maùy taïi ñieåm cöïc (A), ñònh höôùng veà (B), quay maùy thuaän chieàu kim ñoàng hoà laàn löôït ngaém caùc ñieåm 1, 2... Ño caùc goùc baèng (i) vaø caùc khoaûng caùch (Si) töông öùng,

vôùi i laø soá thöù töï caùc ñieåm. Dieän tích ña giaùc 12341 ñöôïc tính:

2

3

4

S1

S2

S3

S4

A

B 1

)sin(.S.S21

P i1i1ii (9.10)

1

2

3

4

5.3. Phöông phaùp ñoà giaûi

Ñöôïc söû duïng khaù thöôøng xuyeân trong thöïc tieãn, ñaëc bieät khi ranh giôùi caùc hình caàn ño coù daïng nhöõng ñöôøng cong phöùc taïp hoaëc treân nhöõng vuøng töông ñoái roäng lôùn. Thöïc chaát cuûa phöông phaùp ñoà giaûi laø tính toaùn dieän tích treân baûn ñoà.

Do aûnh höôûng cuûa nhieàu yeáu toá trong quaù trình thaønh laäp, quaûn lyù vaø söû duïng (ñoä chính xaùc ño veõ, tyû leä baûn ñoà, bieán daïng giaáy…), neân ñoä chính xaùc ño tính dieän tích baèng phöông phaùp ñoà giaûi thöôøng khoâng cao.

Giaû söû treân baûn ñoà tæ leä 1/M coù moät thöûa ñaát hình chöõ nhaät caïnh (a, b). Dieän tích cuûa noù treân baûn ñoà (p), dieän tích naèm ngang töông öùng treân maët ñaát (P) vaø quan heä giöõa chuùng theå hieän qua coâng thöùc:

2

2

M.pP

M.abbM.aMP

b.ap

(9.11)

1. Tính dieän tích baèng löôùi oâ vuoâng: Duøng giaáy kính keû löôùi oâ vuoâng hoaëc phim keû ly ñaët leân hình caàn ño treân baûn ñoà.

Trong phaïm vi giôùi haïn bôûi ñöôøng ranh giôùi kheùp kín cuûa hình caàn ño, ñeám soá oâ vuoâng troïn veïn vaø öôùc löôïng goäp chung caùc oâ khoâng troïn veïn vôùi nhau ñöôïc toång soá oâ (n). Bieát dieän tích cuûa moät oâ (p0), tính dieän tích maët

ñaát cuûa toaøn hình theo coâng thöùc (9.12).

20

0

M.p.nP

p.np(9.12)

2. Tính dieän tích theo daûi: Treân giaáy kính hoaëc taám phim, keû moät heä thoáng caùc ñöôøng song song caùch ñeàu nhau moät khoaûng nhaát ñònh (h) taïo neân caùc daûi lieân tieáp nhau. Keû caùc ñöôøng trung bình k1, k2…

kn cuûa daûi.

Ñaët sô ñoà leân baûn ñoà, caùc ñöôøng song song seõ chia hình caàn ño thaønh caùc daûi coù daïng hình thang vôùi chieàu cao baèng nhau (h). Duøng thöôùc ño chính xaùc caùc ñöôøng trung bình (ki). Dieän tích cuûa hình

caàn ño ñöôïc tính theo coâng thöùc (9.13), trong ñoù q laø dieän tích öôùc löôïng cuûa phaàn dö.

2

i

M.pP

qkhp (9.13)

k1

k2

kn

h

q

3. Tính dieän tích treân baûn ñoà soá: Ñöôïc thöïc hieän nhôø caùc phaàn meàm ñoà hoïa chuyeân duïng. Caùc baûn ñoà giaáy coù theå chuyeån sang baûn ñoà soá thoâng qua quùa trình soá hoùa (digitalization), töùc bieán caùc thoâng tin daïng töông töï (analog) thaønh caùc thoâng tin daïng soá (digital) ñeå xöû lyù töï ñoäng.

Thöïc chaát cuûa phöông phaùp laø xaùc ñònh toïa ñoä vuoâng goùc cuûa taäp hôïp caùc ñieåm treân ñöôøng ranh giôùi kheùp kín cuûa hình caàn ño (taïo topology), dieän tích cuûa noù ñöôïc tính toaùn theo caùc chöông trình laäp saün vaø hieån thò treân maøn hình.

Trong moät soá heä xöû lyù, dieän tích coù theå ñöôïc tính toaùn theo kích thöôùc vaø soá löôïng caùc phaàn töû aûnh (hay pixel) cuûa baûn ñoà soá treân cô sôû ranh giôùi hình caàn ño.

Ñaây laø phöông phaùp cho ñoä chính xaùc cao phuï thuoäc vaøo chaát löôïng baûn ñoà soá, ñoä phaân giaûi maøn hình, khaû naêng baét ñieåm…. Söû duïng tieän lôïi, nhanh choùng vaø raát phoå bieán hieän nay trong haàu heát caùc heä phaàn meàm ñoà hoïa chuyeân duïng.

5. Vaïch tuyeán coù ñoä doác ñònh tröôùc treân baûn ñoà

Khi thieát keá caùc coâng trình daïng tuyeán (giao thoâng, thuûy lôïi…) thöôøng ñònh tröôùc ñoä doác, treân cô sôû ñoù löïa choïn höôùng tuyeán ñaùp öùng yeâu caàu ñaët ra. Giaû söû treân baûn ñoà ñòa hình tyû leä 1/2000, khoaûng cao ñeàu 2m, caàn xaùc ñònh tuyeán ñöôøng töø A ñeán B coù ñoä doác 5%.

Ñeå giaûi quyeát vaán ñeà treân, tröôùc heát xaùc ñònh khoaûng caùch S treân maët ñaát töông öùng vôùi ñoä doác baèng 5% theo coâng thöùc:

Khoaûng caùch 40m treân baûn ñoà tyû leä 1/2000 laø 2cm. Nghóa laø, ñoä doác maët ñaát khoâng vöôït quaù 5% vôùi khoaûng caùch 2cm treân baûn ñoà.

Ñeå vaïch tuyeán (gaõy khuùc lieân tuïc) töø A ñeán B, duøng compa coù khaåu ñoä r = 2cm laøm baùn kính, laáy ñieåm goác A laøm taâm quay moät cung troøn höôùng veà phía ñieåm B. Coù 3 tröôøng hôïp seõ xaûy ra:

m401005m2

%ih

S (9.14)

• Cung troøn r khoâng caét ñöôøng bình ñoä keá caän: Nghóa laø, ñoä doác maët ñaát taïi ñaây 5%, do vaäy tuyeán ñöôøng coù theå ñi theo baát cöù höôùng naøo, nhöng toát nhaát laø höôùng thaúng veà B.

• Cung troøn r caét ñöôøng bình ñoä keá caän taïi 1 ñieåm: Nghóa laø, tuyeán noái ñieåm goác ñeán ñieåm caét coù ñoä doác = 5%, caùc höôùng khaùc ñoä doác 5%, neân coù theå choïn moät tuyeán naøo ñoù höôùng veà ñieåm B.

• Cung troøn r caét ñöôøng bình ñoä keá caän taïi 2 ñieåm: Nghóa laø, coù 2 tuyeán (A-1; A-1’) ñoä doác = 5%, caùc tuyeán naèm giöõa hai höôùng ñoä doác 5% vaø caùc tuyeán naèm ngoaøi ñoä doác 5%. Phaân tích choïn höôùng thích hôïp.

A

B

r = 2cm

20 22 24 26 28 30

1 2

1’

6. Xaùc ñònh ranh giôùi löu vöïc, phaïm vi ngaäp nöôùc vaø dung tích hoà chöùa

• Ranh giôùi löu vöïc

Khi thieát keá caùc coâng trình treân soâng suoái (caàu coáng, ñaäp nöôùc, kinh möông…) caàn phaûi bieát löôïng nöôùc doàn vaøo coâng trình, löôïng nöôùc naøy phuï thuoäc phaïm vi höùng nöôùc cuûa moät thuûy heä.

Löu vöïc cuûa moät thuûy heä ñöôïc hieåu laø phaàn dieän tích maët ñaát, trong ñoù nöôùc möa rôi xuoáng ñoå doàn vaøo heä thoáng caùc khe ngoøi, soâng suoái trong khu vöïc. Noùi caùch khaùc, dieän tích höùng nöôùc cuûa moät thuûy heä goïi laø löu vöïc. Ranh giôùi löu vöïc ñöôïc xaùc ñònh bôûi caùc ñöôøng chia nöôùc (hay phaân thuûy) treân caùc trieàn nuùi xung quanh thuûy heä, töùc caùc ñöôøng doâng ñòa hình, nôi maø khi nöôùc möa rôi xuoáng seõ ñöôïc chia laøm 2 phaàn chaûy vaøo hai thuûy heä khaùc nhau.

Döïa vaøo baûn ñoà ñòa hình xaùc ñònh vò trí caùc ñöôøng phaân thuûy kheùp kín trong moät khu vöïc taïo neân löu vöïc cuûa moät thuûy heä.

• Phaïm vi ngaäp nöôùc

Treân moät doøng chaûy, khi coù ñaäp chaén ngang (thuûy lôïi, thuûy ñieän, hoà nöôùc, nuoâi troàng thuûy saûn, caûnh quan moäi tröôøng…), toaøn boä löôïng nöôùc trong thuûy heä seõ doàn vaøo coâng trình vaø daâng leân baèng ñoä cao cuûa ñaäp. Phaàn dieän tích bò nöôùc chieám choã phía treân coâng trình goïi laø phaïm vi ngaäp nöôùc.

Döïa vaøo ñöôøng bình ñoä coù ñoä cao baèng ñoä cao maët ñaäp ñeå tính dieän tích phaïm vi ngaäp nöôùc cuûa coâng trình.

• Dung tích cuûa hoà chöùa

Laø löôïng nöôùc toái ña coù theå chöùa ñöôïc trong hoà theo phaïm vi ngaäp nöôùc. Ñeå xaùc ñònh dung tích hoà chöùa, töôûng töôïng loøng hoà ñöôïc chia thaønh caùc lôùp nöôùc coù beà daøy baèng khoaûng cao ñeàu cuûa ñöoøng bình ñoä (h). Dung tích cuûa hoà (toång theå tích caùc lôùp nöôùc) ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc (9.15), trong ñoù Pt; Pd laø dieän tích ñaùy treân vaø ñaùy

döôùi cuûa moãi lôùp tính theo ñöôøng bình ñoä treân baûn ñoà.

h

2PP

V dt (9.15)

hPt

Pd

7. Veõ maët caét ñòa hình treân baûn ñoà

Ñeå thaáy roõ söï bieán ñoåi maët ñaát töï nhieân theo moät höôùng xaùc ñònh, caàn söû duïng maët caét ñòa hình. Neáu yeâu caàu ñoä chính xaùc cao, phaûi ño veõ tröïc tieáp treân maët ñaát. Tröôøng hôïp ñôn giaûn, coù theå veõ töø baûn ñoà.

4

A

B

12

35

6

28

26

24

22

20

28

26

24

22

A 1 2 3 4 5 6 B

Giaû söû caàn veõ maët caét theo höôùng AB. Keû tuyeán AB caét caùc ñöôøng bình ñoä taïi caùc ñieåm 1,2,3… Döïng moät heä toïa ñoä vuoâng goùc treân baûn veõ, hoaønh ñoä laø khoaûng caùch giöõa caùc ñieåm, tung ñoä laø ñoä cao caùc ñöôøng bình ñoä. Duøng compa laáy khaåu ñoä caùc ñoaïn treân baûn ñoà A-1, 1-2… ñöa leân truïc hoaønh ñöôïc caùc ñieåm A, 1, 2… doùng ñeán caùc ñöôøng coù ñoä cao töông öùng. Noái caùc giao ñieåm ñöôïc maët caét ñòa hình.

8. Öôùc tính khoái löôïng ñaøo ñaép treân baûn ñoà

Khi laäp döï aùn xaây döïng caùc coâng trình treân maët ñaát (giao thoâng, thuûy lôïi, xaây döïng, san laáp maët baèng…) caàn phaûi tính khoái löôïng ñaøo ñaép cho toaøn boä coâng trình. Baøi toaùn treân ñöôïc giaûi quyeát döïa vaøo caùc maët caét ñòa hình.

Giaû söû caàn öôùc tính khoái löôïng ñaøo ñaép khi xaây döïng tuyeán ñöôøng giao thoâng töø A ñeán B. Ngöôøi ta tieán haønh ño veõ caùc maët caét ngang coâng trình (coøn goïi laø tieát dieän ngang), caùch ñeàu nhau moät khoaûng nhaát ñònh.

Treân töøng maët caét ngang, tính dieän tích ñaøo hay ñaép. Treân töøng ñoaïn, tính dieän tích ñaøo hay ñaép bình quaân cuûa 2 maët caét, nhaân vôùi khoaûng caùch giöõa chuùng, ñöôïc theå tích ñaøo hay ñaép cuûa ñoaïn. Toång theå tích ñaøo hay ñaép cuûa toaøn boä coâng trình baèng toång theå tích ñaøo hay ñaép cuûa caùc ñoaïn.

Do vaäy, vaán ñeà ñaët ra laø tính ñöôïc dieän tích ñaøo hay ñaép treân töøng maët caét ngang cuûa coâng trình.

Giaû söû AB laø maët ñaát töï nhieân, CD laø ñöôøng thieát keá coù cao ñoä laø H. Hieäu soá ñoä cao ñieåm thieát keá vaø ñieåm maët ñaát goïi laø ñoä cao thi coâng. Ñoä cao thi coâng mang daáu döông (b) goïi laø ñoä cao neàn ñaép, ngöôïc laïi mang daáu aâm (a) goïi laø ñoä cao neàn ñaøo. Giao ñieåm cuûa maët ñaát vaø ñöôøng thieát keá M goïi laø ñieåm khoâng ñaøo khoâng ñaép.. Ñeå tính dieän tích ñaøo (Pdao) vaø ñaép (Pdap), ta vieát bieåu thöùc: ba

bdx

bad

bx

)xd(a21

P

x.b21

P

dao

dap

(9.16)

(9.17)

aM

A

B

C Db

xd-xd

9.3. SÖÛ DUÏNG BAÛN ÑOÀ NGOAØI TRÔØI9.3. SÖÛ DUÏNG BAÛN ÑOÀ NGOAØI TRÔØI

Nhieàu hoaït ñoäng kinh teá, xaõ hoäi, quoác phoøng caàn phaûi söû duïng baûn ñoà ngoaøi thöïc ñòa (ñieàu tra, khaûo saùt, thaêm doø, giao thoâng, thuûy lôïi, du lòch, laâm nghieäp…). Caùc noäi dung cô baûn söû duïng baûn ñoà ngoaøi trôøi:

1. Ñònh höôùng baûn ñoà

Laø ñaët cho taám baûn ñoà naèm ngang sao cho ñòa hình ñòa vaät treân baûn ñoà ñoàng daïng vôùi ñòa hình ñòa vaät töông öùng treân maët ñaát. Tuøy theo yeâu caàu ñònh höôùng sô boä hay chính xaùc maø söû duïng kinh tuyeán töø, kinh tuyeán truïc hay kinh tuyeán thöïc laøm höôùng chuaån. Coù 2 caùch:

• Ñònh höôùng baûn ñoà baèng ñòa baøn: Töùc laø söû duïng kinh tuyeán töø (kim töø ñòa baøn) ñeå ñònh höôùng, baèng caùch ñaët ñòa baøn leân taám baûn ñoà sao cho ñöôøng kính chuaån (0-1800) cuûa voøng ñoä ñòa baøn truøng vôùi ñöôøng ñöùng cuûa löôùi km treân baûn ñoà. Môû oác haõm cho kim töø dao ñoäng töï do, tieán haønh xoay tôø baûn ñoà cho tôùi khi ñaàu baéc cuûa kim töø chæ vaøo vaïch soá “0” cuûa voøng ñoä, khi ñoù taám baûn ñoà ñaõ ñöôïc ñònh höôùng sô boä.

0

180

EW

Do söï toàn taïi cuûa ñoä leäch töø vaø ñoä gaàn kinh tuyeán, neân ñeå ñònh höôùng baûn ñoà chính xaùc phaûi döïa vaøo kinh tuyeán truïc, baèng caùch xaùc ñònh soá hieäu chænh () treân sô ñoà ñònh höôùng. Thöïc hieän caùc thao taùc töông töï nhö treân, nhöng xoay tôø baûn ñoà cho ñeán khi kim töø chæ vaøo soá ñoïc ñuùng baèng (), luùc ñoù taám baûn ñoà ñaõ ñöôïc ñònh höôùng chính xaùc.

Cuõng coù theå söû duïng kinh tuyeán thöïc, ñöôïc bieåu thò baèng ñöôøng khung phía ñoâng vaø phía taây, thoâng qua ñoä leäch töø xaùc ñònh treân sô ñoà ñònh höôùng. Khi ñoù ñaët ñòa baøn leân baûn ñoà sao cho ñöôøng kính goác (0-1800) truøng vôùi meùp ngoaøi khung baûn ñoà, xoay tôø baûn ñoà cho ñeán khi kim töø chæ vaøo soá ñoïc ñuùng baèng ñoä leäch töø () laø xong.

0

180

EW

• Ñònh höôùng baûn ñoà theo ñòa vaät: AÙp duïng khi ñònh höôùng baûn ñoà sô boä, baèng caùch döïa vaøo caùc ñòa vaät coù daïng hình tuyeán chaïy daøi (ñöôøng xaù, kinh möông…) hay caùc ñieåm ñònh höôùng treân maët ñaát ñöôïc theå hieän roõ neùt treân baûn ñoà.

Ñaët tôø baûn ñoà naèm ngang treân maët ñaát, xaùc ñònh ñòa vaät ñònh höôùng töông öùng giöõa baûn ñoà vaø maët ñaát (ví duï: con ñöôøng coù ngaû ba). Tieán haønh xoay tôø baûn ñoà, sao cho ñòa vaät ñònh höôùng treân baûn ñoà vaø treân maët ñaát ôû vò trí ñoàng daïng vôùi nhau. Ñeå kieåm tra vieäc ñònh höôùng, caàn choïn theâm moät vaøi ñòa vaät chuaån khaùc xung quanh. Löu yù: Ñònh höôùng baûn ñoà ngöôïc vôùi thöïc teá 1800. Ñònh höôùng baûn ñoà laø noäi dung tröôùc heát khi söû duïng baûn ñoà ngoaøi thöïc ñòa.

2. Xaùc ñònh ñieåm ñöùng treân maët ñaát leân baûn ñoà

Ñeå thöïc hieän caùc coâng vieäc tieáp theo söû duïng baûn ñoà ngoaøi trôøi (hieän chænh, boå sung baûn ñoà…) caàn phaûi xaùc ñònh ñieåm ñöùng treân maët ñaát leân baûn ñoà. Nguyeân taéc chung laø döïa vaøo caùc ñieåm ñaõ bieát treân maët ñaát ñöôïc theå hieän roõ neùt treân baûn ñoà, ño moät soá ñaïi löôïng hay ngaém höôùng ñeå xaùc ñònh vò trí ñieåm ñang ñöùng. Thöôøng söû duïng caùc phöông phaùp:

• Phöông phaùp ño khoaûng caùch: Vaän duïng khi ñang di chuyeån theo caùc ñòa vaät hình tuyeán (ñöôøng giao thoâng, kinh möông…) treân ñoù coù caùc ñòa vaät ñoäc laäp (caàu, coáng…) coù theå laáy laøm “vaät chuaån”.

Sau khi ñònh höôùng baûn ñoà, tieán haønh ño khoaûng caùch tröïc tieáp töø ñieåm ñang ñöùng ñeán “vaät chuaån” vaø ruùt laïi theo tyû leä ñöa leân baûn ñoà seõ chaám ñöôïc ñieåm ñang ñöùng töông öùng treân maët ñaát.

Phöông phaùp naøy ñôn giaûn, keùm chính xaùc vaø phaûi coù ñieàu kieän môùi thöïc hieän ñöôïc. Trong ñieàu kieän ñòa hình phöùc taïp, thieáu caùc ñòa vaät ñaëc tröng… phaûi söû duïng phöông phaùp khaùc.

• Phöông phaùp giao hoäi nghòch: Ñaây laø phöông phaùp chuû yeáu, linh hoaït, ñoä chính xaùc cao khi xaùc ñònh ñieåm ñöùng treân maët ñaát leân baûn ñoà. Do ñieåm ñöùng laø ñieåm chöa bieát caàn xaùc ñònh neân coù theå thöïc hieän giao hoäi nghòch theo nhieàu caùch:

Giao hoäi giaûi tích (duøng maùy kinh vó ño 2 goùc giao hoäi, tính toïa ñoä ñieåm, caên cöù vaøo löôùi km chaám ñieåm leân baûn ñoà).

Giao hoäi ñoà giaûi (duøng maùy baøn ñaïc, thuôùc thaúng, ngaém höôùng töø caùc ñieåm ñaõ bieát treân maët ñaát veà caùc ñieåm töông öùng treân baûn ñoà keùo daøi, giao ñieåm cuûa caùc höôùng ngaém laø vò trí ñieåm caàn xaùc ñònh).

Ñôn giaûn hôn, trong thöïc teá, khi caàn xaùc ñònh ñieåm ñöùng treân maët ñaát leân baûn ñoà thöôøng söû duïng phöông phaùp ngaém höôùng baèng thöôùc thaúng hay duøng maùy ñòa baøn.

Ñaët taám baûn ñoà naèm ngang treân maët ñaát, tieán haønh ñònh höôùng baûn ñoà. Xaùc ñònh ít nhaát 3 ñieåm roõ neùt treân maët ñaát vaø vò trí töông öùng cuûa chuùng treân baûn ñoà, laøm cô sôû taïo caùc höôùng ngaém.

Caùc höôùng Aa, Bb vaø Cc töø caùc ñieåm maët ñaát ñeán caùc ñieåm töông öùng treân baûn ñoà keùo daøi seõ giao nhau taïo neân tam giaùc sai soá, taâm cuûa noù chính laø vò trí ñieåm ñöùng P.

Neáu söû duïng ñòa baøn, ñaët taïi ñieåm ñöùng, ngaém ñeán caùc ñieåm maët ñaát A, B, C ño goùc phöông vò töø thuaän cuûa caùc caïnh PA, PB, PC vaø chuyeån ñoåi thaønh goùc phöông vò töø nghòch. Töø caùc ñieåm a, b, c töông öùng treân baûn ñoà môû caùc goùc phöông vò töø nghòch cho caùc caïnh ap, bp, cp. Giao ñieåm cuûa caùc höôùng chính laø vò trí ñieåm ñöùng P.

A

B C

a

b c

P

A B

C

c

b

P

AP BPa

P

Heát chương 9Heát chương 9

CHÖÔNG 10 10

TRẮC ĐỊA

COÂNG TRÌNH GIAO

THOÂNG

10.1. Khái niệm công tác bố trí công trình• Bố trí công trình là công tác trắc địa thực hiện trên mặt đất

nhằm xác định vị trí mặt bằng và độ cao của các điểm, các đường thẳng, các mặt phẳng đặc trưng của công trình xây dựng theo thiết kế.

• Nội dung công tác bố trí công trình ngược lại so với công tác đo vẽ bản đồ. Khi đo vẽ bản đồ, ngoài thực địa người ta đo đạc mặt đất, sau đó tiến hành xử lý số liệu đo đạc để vẽ lên bản đồ. Còn khi bố trí công trình, ở trong phòng căn cứ vào bản thiết kế tính toán các số liệu bố trí cần thiết, sau đó dùng máy móc và các dụng cụ trắc địa định vị công trình trên mặt đất theo đúng thiết kế.

• Độ chính xác đo vẽ bình đồ phụ thuộc vào tỷ lệ bản đồ, còn độ chính xác bố trí công trình thuộc vào tài liệu thiết kế. Độ chính xác công tác bố trí công trình thường yêu

• cầu cao hơn độ chính xác đo góc, đo dài giữa các điểm đánh dấu ngoài thực địa. Trong công tác bố trí công trình thường cho trước một hướng hoặc một điểm, hướng và điểm khác tìm bằng cách đặt góc và khoảng cách thiết kế. Vì vậy trong bố trí công trình thường khó áp dụng phương pháp đo nhiều lần.

10.2. Bố trí các yếu tố cơ bản

10.2.1. Bố trí góc bằng theo thiết kế. • Việc xác định trên mặt đất một góc có trị số cho trước xuất phát

từ hướng đã biết gọi là bố trí góc. Giả sử cần bố trí góc AOB có giá trị TK ngoài thực địa từ hướng AO cho trước. Thông

thường người dùng máy kinh vĩ mở góc TK ở hai vị trí bàn độ được hai hướng OT và OP. Hướng OB là hướng trung bình giữa hướng OT và OP. Góc AOB chính là góc cần bố trí ( hình 10.2a).

Hình 10.2

a) b)

Để kiểm tra và nâng cao độ chính xác ta đo lại góc vừa bố trí nhiều vòng đo được, so sánh với TK tìm độ lệch = - TK từ đây ta tính được đại lượng d (10.2b):

• Để tìm hướng thiết kế ta đặt trên đường vông góc với OB về hướng cần thiết đoạn d vừa tính, ta sẽ được góc bố trí với độ chính xác rất cao hơn.

• Trị số của góc cần bố trí không ảnh hưởng của sai số định tâm máy và tiêu ngắm. Các nguồn sai số chủ yếu là: sai số do máy (m1) sai số do điều kiện ngoại cảnh (m2), sai số đo đạc (m3).

10.2.2. Bố trí đoạn thẳng theo thiết kế: • Tùy theo yêu cầu độ chính xác bố trí mà ta có thể dùng thước thép

hoặc máy đo dài có độ chính xác tương đương để thực hiện công tác bố trí. Trên bản thiết kế, lấy độ dài Dtk của đoạn thẳng cần bố trí, nếu dùng thước thép để bố trí thì cần đưa vào chiều dài thiết kế các số hiệu chỉnh:

Dd

(10.1)

- Số hiệu chỉnh sai số chiều dài thước dùng để bố trí l0.

- Số điều chỉnh độ nghiêng mặt đất tại nơi bố trí lv.

- Số điều chỉnh do nhiệt độ khi bố trí khác với nhiệt độ lúc kiểm nghiệm lt. (Hình 10.3)

- Từ chiều dài thiết kế của đoạn thẳng và các số hiệu chỉnh ta có chiều dài bố trí của nó trên mặt đất:

Sbt =Dtk + l0 + lv + lt (10.2)

Để bố trí đoạn thẳng ta dùng máy kinh vĩ định hướng theo hướng đã biết, dùng thước thép đặt từ điểm đầu trên hướng này đoạn Sbt như đã tính ở trên được điểm thứ hai hợp với điểm đầu đoạn thẳng cần bố trí Dtk. Sai số bố trí đoạn thẳng theo thiết kế ảnh hưởng bởi các nguồn sai số: sai số kiểm nghiệm thước, sai số do đo nhiệt độ, sai số do lực kéo lúc đo khác lúc kiểm nghiệm, sai số do đo độ dốc mặt đất, sai số do thước võng, sai số do đọc số trên thước. Trong các sai số đó có sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên. (10.3)22

mmM

10.2.3. bố trí điểm vào độ cao thiết kế • Giả sử M là mốc độ cao khống chế ( hoặc điểm gửi độ cao) có

độ cao HM nằm gần công trình; điểm công trình C cần bố trí vào đúng độ cao HCtk của nó (hình 10.4).

Hình 10.4

• Để bố trí, máy thủy chuẩn đặt giữa MC, mia đặt tại M. Sau khi cân máy cẩn thận ngắm mia tại mốc M đọc số chỉ giữa được trị số ký hiệu là a. Từ số đọc này và độ cao mốc M ta tìm được độ cao trục ngắm Hj.

Hj = HM + a (10.4)• Từ độ cao trục ngắm và độ cao thiết kế HCtk của điểm C ta tìm

được số đọc cần thiết trên mia tại điểm C.

b = Hj - HCtk (10.5) • Khi bố trí, tại C người giữ mia nâng hạ mia theo sự điều khiển của

ngưới đứng máy, khi số đọc chỉ giữa trên mia đúng bằng b thì đế mia có độ cao đúng bằng độ cao thiết kế của điểm C.

• Các nguồn sai số trong bố trí độ cao về cơ bản giống như các nguồn sai số trong đo cao hính học, ngoài ra còn có sai số cố định điểm.

10.2.4. Bố trí điểm chi tiết • Để bố trí các điểm đặc trưng của công trình, tuỳ theo điều kiện cụ

thể có thể sử dụng một trong các phương pháp sau: phương pháp toạ độ cực, phương pháp toạ độ vuông góc, phương pháp giao hội.

1. Phương pháp tọa độ cực • Phương pháp được ứng dụng tương đối phổ biến, thích hợp khi

khu vực xây dựng quang đãng, bằng phắng và khoảng cách bố trí nhỏ hơn chiều dài thước. Điểm công trình C được định vị trên mặt đất thông qua hai thành phần cực là góc cực β và khoảng cách cực D ( hình 10.7), gọi là số liệu bố trí theo phương pháp tọa độ cực.

• Để tính số liệu bố trí có thể dùng phương pháp đồ giải hoặc giải tích: - Phương pháp giải tích là phương pháp tính toán, dựa vào toạ độ hai điểm khống chế I, II và toạ độ thiết kế của điểm công trình C, áp dụng bài toán trắc địa ngược có : I-C, I-II, DI-C = I-II - I-C Phương pháp này cho độ chính xác cao.

- Phương pháp đồ giải là đo trực tiếp số liệu bố trí trên bình đồ thiết kế công trình. Độ chính xác phương pháp này không cao nếu bình đồ trên giấy và tỷ lệ nhỏ.

Hình 10.7

2. Phương pháp tọa độ vuông góc Nếu bố trí những công trình dân dụng và công nghiệp quy mô nhỏ, đơn giản ta có thể dựa vào cạnh của lưới đường chuyền hoặc lưới tam giác để bố trí. Số liệu bố trí là các đoạn đánh dấu (x) (hình 10.8a).

Hình 10.8b)a)

Những công trình quy mô lớn, phức tạp phải dùng lưới ô vuông xây dựng để bố trí. Khi xây dựng lưới vuông thì một trục của lưới phải song song hoặc trùng với trục chính công trình. Vị trí các điểm công trình và đỉnh ô vuông phải được xác định trong hệ này. Từ tọa độ các điểm đỉnh ô vuông và tọa độ các điểm đặc trưng của công trình ta tính được các số liệu bố trí gồm các gia số tọa độ xi, yi của chúng. Vị trí các điểm công trình được xác định ngoài thực địa qua việc bố trí góc vuông và các đoạn xi, yi bằng máy kinh vĩ và thước thép (hình 10.8b).

3. Phương pháp giao hội a. Phương pháp giao hội góc • Số liệu bố trí là góc giao hội β1, β2 , số liệu này được tính từ toạ độ

các điểm khống chế I, II và điểm công trình C theo bài toán trắc địa ngược. Vị trí điểm công trình C là giao của hai hướng IC và IIC khi bố trí góc giao hội β1, β2 từ cạnh đáy giao hội I-II

• Để có điều kiện kiểm tra và tăng độ chính xác công tác bố trí người ta còn thực hiện giao hội thêm hướng trục chính của công trình. Kết quả giao hội là tam giác sai số hợp bởi ba hướng giao hội, vị trí điểm giao hội là trọng tâm của tam giác sai số (hình 10.9). Phương pháp này ứng dụng phổ biến trong việc bố trí công trình cầu, đập thủy điện - thủy lợi.

Hình 10.9

b. Phương pháp giao hội cạnh • Khi khoảng cách từ điểm công trình đến điểm khống chế nhỏ hơn

chiều dài thước, thì ta có thể dùng phương pháp giao hội cạnh.Vị trí điểm công trình C là giao đầu mút của hai cạnh s1 và s2 từ hai đầu cạnh đáy giao hội I-II.

10.3. Đường cong tròn10.3.1. Khái niệm • Các tuyến đường do địa hình địa vật cản trở nên tuyến phải đổi hướng

ở nhiều đoạn. Để đảm bảo an toàn cho các phương tiện giao thông di chuyển trên các đoạn đó, tại vị trí tuyến đổi hướng (các đỉnh) người ta phải bố trí các đương cong nối giữa các đoạn thẳng khác hướng.

• Trong các loại đường cong, đơn giản nhất là đường cong tròn có bán kính R không đổi.

• Để tránh điểm gẫy giữa đường cong tròn và đường thẳng người ta bố trí các đường cong chuyển tiếp có bán kính thay đổi từ vô cùng tới R.

• Ở những khu vực có địa hình chênh cao lớn tại đỉnh hai đoạn thẳng nối với nhau tạo thành góc nhọn người ta dùng đường cong quay đầu (hình 10.10).

• Trong mặt phẳng thẳng đứng dùng đường cong đứng. Trong phạm vi giáo trình này chỉ nghiên cứu việc bố trí đường cong tròn.

10.3.2. Bố trí đường cong tròn trong mặt phẳng ngang 1. Bố trí những điểm chính trên đương cong tròn

Các điểm chính của đường cong tròn gồm điểm đầu (Tđ), điểm phân cự (G) và điểm cuối (Tc). Khi bố trí các điểm chính trên đường cong ta mới chỉ xác định được vị trí tổng quát của đường cong đó trên mặt đất (hình 10.11). Các số liệu bố trí đường cong bao gồm: đoạn tiếp tuyến T, đoạn phân cự p, chiều dài đường cong S và độ chênh hai lần tiếp tuyến với chiều dài đường cong ∆d.

Hình 10.10

2.

tgRT

)12

.(sec

Rp

180

π.θR

S =

STd .2

(10.10)

Trong đó: θ góc chuyển hướng; R - bán kính đường cong tròn. Để bố trí các điểm chính đường cong trên mặt đất, tại đỉnh Đ ta đặt mắy kinh vĩ. Định hướng về đỉnh phía sau, dùng thước thép bố trí đoạn T ta được điểm Tđ; định hướng về đỉnh phía trước bố trí đoạn T ta được điểm Tc; xác định hướng đường phân giác của góc Tđ Đ Tc , trên đường này từ đỉnh Đ bố trí đoạn p ta có điểm G.

Hình 10.11

2. bố trí các điểm chi tiết trên đường cong tròn

Để cụ thể đường cong tròn trên mặt đất thì cứ cách một đoạn k nào đó ( 5m hoặc 10m hoặc15m...) người ta phải bố trí một cọc trên đường cong tròn, các cọc này gọi là cọc chi tiết. Để bố trí các điểm chi tiết có thể dùng một trong các phương pháp sau:

a. Phương pháp toạ độ vuông góc • Hệ tọa độ vuông góc lấy Tđ hoặc Tc làm góc tọa độ. Tiếp tuyến

với đường cong tròn nối gốc tọa độ với đỉnh làm trục X và bán kính đường cong tròn nối gốc tọa độ làm trục y (hình 10.12).

• Tọa độ xi và yi của các điểm chi tiết được tính như sau:

• Công tác bố trí các điểm chi tiết trên mặt đất được thực hiện tương tự như phần trên

).cos();.sin(;180

.

iRRYiRXR

k ii

Hình 10.12

b. Phương pháp toạ độ cực mở rộng Hệ tọa độ cực lấy tâm cực là điểm Tđ hoặc Tc , trục cực là đường tiếp tuyến nối tâm cực với đỉnh (hình 8.13). Số liệu bố trí theo phương pháp tọa độ cực mở rộng là các đoạn k giao với hướng của các góc cực của các điểm chi tiết và được tính như sau:

Góc cực của các điểm chi tiết 1, 2, 3...n tương ứng là φ/2, 2φ/2, 3φ/2...nφ/2.

Rk

180

.

c. Phương pháp dây cung kéo dài

• Khi bố trí bằng phương pháp này thì điểm 1 được bố trí theo một trong hai phương pháp như đã trình bày ở trên. Từ điểm thứ hai trở đi, ta kéo dài dây cung k của điểm sau về phía trước một đoạn bằng k, lấy đầu mút của đoạn kéo dài này là tâm quay một cung có bán kính bằng d, lấy điểm phía sau quay một cung có bán kính bằng k, hai cung cắt nhau cho vị trí của điểm chi tiết trên đường cong tròn ( hình 10.13). Từ hai tam giác đồng dạng trên hình 10.13 ta tính được đoạn d:

R

kd

R

k

k

d 2

Hình 10.13

(10.11)

Heát chương 10Heát chương 10