Giáo trình Thực hành trắc địa cơ sở 1 (Nghề Trắc địa công trình CĐTC)

Untitled BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ XÂY DỰNG GIÁO TRÌNH MÔN HỌC THỰC HÀNH TRẮC ĐỊA CƠ SỞ 1 NGHỀ TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNH TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG, TRUNG CẤP Quảng Ninh, năm 2017 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu[.]

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ XÂY DỰNG

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: THỰC HÀNH TRẮC ĐỊA CƠ SỞ 1

NGHỀ: TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNH TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG, TRUNG CẤP

Quảng Ninh, năm 2017

1

Lời nói đầu

Giáo trình “Thực hành trắc địa cơ sở 1” được biên soạn làm tài liệu thực hành cho học sinh/sinh viên các ngành Trắc địa công trình, xây dựng dân dụng

và công nghiệp và cấp thoát nước Giáo trình giúp học sinh/sinh viên các ngành trên biết cách thực hành trên các máy móc, dụng cụ trắc địa và tính toán nội nghiệp, thông qua đó nắm được qui trình thành lập bản đồ, mặt cắt và sử dụng chúng

Nội dung giáo trình được chia làm 10 bài:

Bài 1 Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị, vật tư và khảo sát địa điểm thực tập

Bài 2 Sử dụng thước thép, máy kinh vĩ, máy và mia thủy chuẩn

Bài 3 Thành lập lưới tứ giác trắc địa, bình sai đơn giản

Bài 4 Thành lập lưới đường chuyền, bình sai đơn giản

Bài 5 Thành lập đường chuyền thủy chuẩn khép kín, bình sai đơn giản

Bài 6 Thành lập lưới thủy chuẩn phù hợp, bình sai đơn giản

Bài 7 Đo chi tiết địa hình, địa vật

Bài 8 Vẽ chi tiết địa hình địa vật

Bài 9 Đối chiếu ngoài thực địa

Bài 10 Biên tập bình đồ địa hình

Trong quá trình biên soạn, tác giả đã cố gắng chọn lọc lượng thông tin cần thiết, phù hợp với thời lượng thực hành và điều kiện thực tế về thiết bị máy trắc địa hiện nay

vẽ thành lập bản đồ, mặt cắt Củng cố kỹ năng khái quát, tổng hợp qua việc viết báo cáo, thu hoạch thực hành Đồng thời giáo dục học sinh/sinh viên ý thức trách nhiệm và tính kỷ luật khi thực hiện các nhiệm vụ thực hành được giao

* Các n hiệm vụ cần thực hiện

Đo vẽ thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1: 500, hoặc 1: 1000

1 Phổ biến nội quy, nội dung thực tập môn học

1 Mỗi học sinh/sinh viên phải tham gia đủ 100% thời gian thực hành; thực hiện đầy đủ các công tác đo ngoại nghiệp, tính toán nội nghiệp, vẽ bản đồ

và mặt cắt, viết thu hoạch thực hành hàng ngày

2 Tổ chức thực hành:

- Nhận kế hoạch thực hành ở giáo viên hướng dẫn, tập trung lớp theo đúng thời gian và địa điểm qui định, giúp các thầy quản lý lớp thực hành đạt hiệu quả nhất

- Lớp trưởng phân danh sách lớp ra thành các nhóm và chỉ định nhóm trưởng Mỗi nhóm có từ 5-6 sinh viên

- Nhóm trưởng đứng tên ký nhận máy, thiết bị thực hành tại phòng máy Sau khi nhận máy, các nhóm có trách nhiệm bảo quản, giữ gìn và sử dụng cẩn thận Làm mất, hư hỏng máy thì phải chịu trách nhiệm đền bù

- Hàng ngày ban cán sự lớp, nhóm trưởng phải trực tiếp gặp giáo viên hướng dẫn để báo cáo, nghiệm thu những công việc đã hoàn thành và nhận nhiệm vụ cho ngày mới

- Nhóm trưởng có nhiệm vụ phân bổ và luân chuyển công việc thực hành cho các thành viên trong nhóm, đảm bảo mỗi học sinh/sinh viên đều nắm được tất cả nội dung công việc thực hành

2 Chuẩn bị vật tư và các loại sổ sách cần thiết cho môn học

1 Cọc mốc: số lượng chuẩn bị ít nhất là 4 cọc bằng gỗ, dài 20- 25cm, đường kính cọc từ 20- 25 mm Một đầu cọc được cắt bằng, đầu còn lại được đẽo vót nhọn Dùng búa sắt để đóng cọc xuống đất làm điểm mốc lưới khống chế đo

vẽ Lưu ý, đầu cọc chỉ cho phép nhô cao so với mặt đất không quá 1cm Đóng 1 đinh nhỏ vào giữa đầu cọc để làm dấu tâm mốc

2 Cọc tiêu: mỗi nhóm cần chuẩn bị 3 cọc tiêu Cọc dài khoảng 1- 1.3m, với đường kính bằng 20- 25mm (Có thể dùng ống nhựa ỉ21 mm để làm cọc tiêu)

3 Các loại sổ đo ngoại nghiệp và tính toán nội nghiệp:

- Sổ đo góc bằng

- Sổ đo chi tiết

- Sổ đo chiều dài

- Sổ đo thuỷ chuẩn hình học

- Sổ đo thuỷ chuẩn thành lập mặt cắt

- Sổ ghi thu hoạch thực hành hàng ngày

- Sổ tính toán nội nghiệp

- Báo cáo thực hành

4 Các loại vật tư, thiết bị khác: sơn để đánh dấu mốc, thước thép 2m để

đo chiều cao máy, một cuộn dây dài 10 mét để bố trí các điểm mia khi đo thuỷ chuẩn mặt cắt, máy tính kỹ thuật, thước nhựa dài 1 mét, thước đo độ chuyên dụng, bút chì đen, tẩy, giấy trắng chất lượng cao khổ A0 để vẽ bản đồ, giấy ô li khổ A1 để vẽ mặt cắt

5 Tài liệu tham khảo: Trắc địa cơ sở Nguyễn Trọng San - Đinh Công Hòa – Đào Quang Hiếu

3 Trình tự thực hiện các công việc trong đợt thực hành

1 Nghe phổ biến đề cương thực hành

2 Biên bản nhận và kiểm tra máy/ trả máy và thiết bị thực hành (theo ca học)

3 Tập đo máy kinh vĩ và máy thuỷ bình

4 Bố trí lưới khống chế đo vẽ ở ngoài thực địa

5 Đo góc bằng trong lưới khống chế đo vẽ

6 Đo chuyền độ cao tới các điểm lưới khống chế đo vẽ

7 Đo vẽ chi tiết

8 Đo thuỷ chuẩn thành lập mặt cắt

9 Bình sai khống chế đo vẽ và bình sai lưới độ cao

10 Tính độ cao các điểm chi tiết

5

Tùy thuộc vào độ chính xác đọc số và chất lượng máy trắc địa, giáo viên hướng dẫn sẽ đưa ra các hạn sai cho phép khi đo các đại lượng về góc, chiều dài, chênh cao và khi tính toán kết quả đo

Công tác ngoại nghiệp gồm các công việc sau:

1- Bố trí lưới khống chế đo vẽ với đồ hình là một trong ba dạng sau:

- Lưới tứ giác trắc địa (có 4 điểm mốc)

- Lưới đường chuyền khép kín (có 4 đến 6 điểm mốc)

- Lưới đường chuyền phù hợp (có 4- 6 điểm mốc)

Khi bố trí lưới phải đảm bảo sự thông hướng giữa các mốc, các cạnh và các góc phải nằm trong các giới hạn cho phép Các mốc phân bố đều trên diện tích cần

đo, có tầm nhìn bao quát lớn và nằm ở nơi đất đá ổn định, thuận tiện cho các công tác đo đạc về sau

2- Đo góc bằng trong mạng lưới khống chế đo vẽ

Thiết bị đo là các loại máy kinh vĩ có độ chính xác trung bình và các cọc tiêu

- Tại những điểm có 3 hướng ngắm trở lên, đo góc bằng phương pháp đo toàn vòng với 2- 3 vòng đo;

- Tại những điểm có 2 hướng ngắm, đo góc bằng phương pháp đo vòng với 2- 3 vòng đo Để có điều kiện kiểm tra độ chính xác, nên đo cả góc trái và góc phải của đường chuyền kinh vĩ

Giá trị cần đặt trên hướng chuẩn tính theo công thức:

3- Đo chiều dài cạnh

Sử dụng thước thép hoặc các thiết bị đo chiều dài khác có độ chính xác tương đương để đo chiều dài cạnh lưới đa giác Chiều dài được đo đi, đo về Sai

số tương đối đo chiều dài không vượt quá 1/2000 Nếu đo bằng thước thép, cần tiến hành định tuyến đo và xác định các số hiệu chỉnh cần thiết cho mỗi đoạn đo

4- Đo độ cao

Sử dụng máy thủy bình và mia gỗ hai mặt để đo độ cao áp dụng phương pháp đo cao hình học từ giữa, các chỉ tiêu về sai số giới hạn tuân thủ theo quy phạm đo cao kỹ thuật: khoảng cách từ máy đến mia không quá 70m, chênh lệch khoảng cách từ máy đến mia không quá ±5m, chênh lệch khoảng cách cộng dồn

trên toàn tuyến không quá ±10m Biến động hằng số mia không quá ±3mm Độ lệch chênh cao xác định theo hai mặt mia không quá ±5mm Sai số giới hạn khép độ cao xác định theo công thức:

L

f cf =  50 (mm);

L- Tổng chiều dài đường chuyền độ cao, tính bằng km

Đồ hình đường chuyền độ cao bố trí có dạng khép kín, hoặc phù hợp hoặc

đo đi đo về Sai số thực tế khép đường chuyền độ cao không vượt quá sai số cho phép

5- Đo thủy chuẩn mặt cắt

Thiết bị đo là máy thủy bình, mia gỗ hai mặt và thước dây Khoảng cách giữa các điểm mia lấy bằng 10m Tuyến mặt cắt bố trí dọc theo trục đường và có chiều dài khoảng 300- 400m Trên một trạm máy, tại các điểm liên hệ đọc số đo theo chỉ giữa ở hai mặt mia (mặt đen và mặt đỏ), độ lệch chênh cao tính theo mặt đen và mặt đỏ không vượt quá ±5mm Tại các điểm mia trung gian chỉ đọc

số đo theo chỉ giữa mặt đen Để kiểm tra cần tiến hành đo thủy chuẩn cấp kỹ thuật từ điểm cuối tuyến khép về điểm đầu tuyến mặt cắt

6- Đo chi tiết

Để biểu thị địa hình, địa vật lên bản đồ cần phải đo vẽ chi tiết Điểm chi tiết là những điểm đặc trưng cho sự thay đổi của địa hình, địa vật Trong thực tế, có nhiều phương pháp và thiết bị đo vẽ chi tiết khác nhau Tuy nhiên, với thiết bị hiện có của nhà trường, học sinh/sinh viên sẽ thực hành đo vẽ chi tiết bằng phương pháp đo toàn đạc Thiết bị đo là máy kinh vĩ, mia một mặt và thước thép 2m Khi đo, máy kinh vĩ được đặt tại một điểm khống chế và ngắm chuẩn về một điểm khống chế đo vẽ kế tiếp (giữa hai điểm này cần thông hướng) Trước khi đo chi tiết cần đo chiều cao máy bằng thước thép (đọc số đo đến mm) và đưa

số đọc trên hướng chuẩn về giá trị 00 00’ 00” Tại một điểm chi tiết cần đọc các

số đo: góc bằng, góc đứng, chiều dài nghiêng và chiều cao máy Trên bản vẽ sơ họa một trạm máy cần đánh số và ghi chú các điểm đo rõ ràng, không lệch số thứ tự ghi trong sổ đo chi tiết Các chỉ tiêu về khoảng cách giữa các điểm mia, khoảng cách lớn nhất từ máy đến mia do giáo viên hướng dẫn quyết định

5 Điều kiện để nhóm thực hành và mỗi học sinh hoàn thành môn học

- Tham gia thực hành đạt ít nhất 80% thời gian qui định

- Có tất cả các kết quả đo nằm trong giới hạn sai số cho phép

- Hoàn thành chính xác các bảng tính toán bình sai

- Vẽ bản đồ và mặt cắt đạt yêu cầu về chuyên môn

- Từng cá nhân thực hiện đạt bài kiểm tra thực hành kết thúc môn học

- Trả đầy đủ máy và thiết bị thực hành đã mượn

7

Bài 2 Sử dụng thước thép, máy kinh vĩ, máy và mia thủy chuẩn

1 Làm quen các loại máy kinh vĩ, máy và mia thủy chuẩn, tiêu, thước, cóc mia 1.1 Máy kinh vĩ

Máy kinh vĩ quang học được chế tạo dựa trên nguyên lý quang hình (ánh sáng truyền thẳng, khúc xạ, phóng đại, v.v ) Các số đo góc bằng, góc đứng được hiển thị trong kính lúp

a Công dụng của máy kinh vĩ

Máy kinh vĩ dùng để đo góc bằng và đo góc đứng Ngoài ra, có thể dùng máy để đo chiều dài và đo độ cao với độ chính xác thấp

b Phân loại máy kinh vĩ

Theo độ chính xác đọc số, máy kinh vĩ được phân ra 3 loại:

- Máy kinh vĩ chính xác cao,

- Máy kinh vĩ chính xác trung bình,

- Máy kinh vĩ chính xác thấp

Theo nguyên lý cấu tạo bàn độ máy kinh vĩ được phân ra 3 loại:

- Máy kinh vĩ cơ học,

- Máy kinh vĩ quang học,

Hình 1.1- Máy kinh vĩ quang học

- Máy kinh vĩ điện tử

Hình 1.2- Máy kinh vĩ điện tử

b Các bộ phận chính của máy kinh vĩ

Máy kinh vĩ quang học có các bộ phận chính sau:

- Bộ phận ngắm bao gồm ống kính và ống ngắm sơ bộ

- Bộ phận đo góc bao gồm bàn độ ngang và bàn độ đứng

- Bộ phận định tâm, cân bằng máy bao gồm ống thuỷ tròn, ống thuỷ dài, dọi (dọi cơ học, ống dọi quang học, hoặc dọi laser), các ốc cân bằng máy

- Bộ phận đọc số bao gồm ống kính phụ đọc số, gương chiếu sáng

- Các ốc hãm chuyển động

Hình 1.4 Các bộ phận của máy kinh vĩ

(1)- Ống kính, (2)- bàn độ ngang, (3)- bàn độ đứng, (4)- Đế máy, (5)- Ống kính phụ đọc số, (6)- ốc khóa đầu máy với đế, (7)- ốc cân bằng máy, (8)- Ống ngắm

sơ bộ, (9)- quai xách, (10)- ốc hãm và ốc vi động bàn độ đứng, (11)- ốc hãm và

ốc vi động bàn độ ngang, (12)- Ống dọi tâm quang học, (13)- ốc đặt số đọc trên hướng chuẩn, (14)- ốc vi chỉnh đặt số đọc chính xác, (15)- gương chiếu sáng, (16)- Ống thuỷ dài, (17)- Ống thuỷ tròn

1.2 Thước cuộn

Thước cuộn là loại thước được làm bằng vải hoặc thép, dài 10m, 20m, 30m và 50m Nó được cuộn tròn trong hộp bằng nhựa Thước bằng vải dễ co giãn nên độ chính xác thấp Thước cuộn dùng để đo trực tiếp độ dài

1.3 Que đếm

Que đếm là bộ que làm bằng sắt Þ 4 – 6mm dài 30 – 40cm, một đầu được mài nhọn để cắm xuống đất, đầu còn lại uốn thành vòng để tiện xâu thành xâu

Mỗi bộ que đếm gồm 11 cái Dùng để đánh dấu số lần đặt thước đo khi đo khoảng cách quá dài

1.4 Máy thủy chuẩn

9

a Công dụng của máy thuỷ chuẩn

Máy thuỷ chuẩn tạo ra trục ngắm nằm ngang, thoả mãn nguyên lí đo cao hình học Trong thực tế máy thuỷ chuẩn còn được gọi là máy thuỷ chuẩn, máy nivô Máy được sử dụng khi đo cao hình học từ giữa hoặc đo cao hình học từ một phía Ngoài ra có thể dùng máy để đo khoảng cách với độ chính xác thấp

b Phân loại máy thuỷ bình

* Phân loại theo độ chính xác

- Máy thuỷ chuẩn chính xác cao

- Máy thuỷ chuẩn chính xác trung bình

* Phân loại theo phương cách đưa trục ngắm về vị trí nằm ngang

- Máy thuỷ chuẩn có ống thuỷ dài (có ốc điều khiển parabol)

- Máy thuỷ chuẩn tự động

* Phân loại theo nguyên lý cấu tạo

- Máy thuỷ chuẩn quang học

- Máy thuỷ chuẩn điện tử

- Máy thuỷ chuẩn laser

Hình 2.24 Máy thủy bình điện tử

c Các bộ phận của máy thuỷ chuẩn

(b)- Máy SOUTH 1- Bộ phận ngắm sơ bộ, 2-Kính vật, 3-ốc điều ảnh, 4-ống thủy tròn, 5-ốc vi động

ngang, 6- ốc cân máy, 7-Kính mắt

1.5 Mia và cóc mia

a Công dụng của mia thuỷ chuẩn

Mia thuỷ chuẩn về thực chất là cái thước dài, có khoảng chia nhỏ nhất đến cm Căn cứ vào nó để đọc các số đọc sau “s” và số đọc trước “t” theo nguyên lý đo cao hình học Ngoài ra mia còn được sử dụng khi đo chi tiết thành lập bản đồ, đo thuỷ chuẩn thành lập mặt cắt

b Phân loại mia thuỷ chuẩn

1 Phân loại mia theo vật liệu: Mia gỗ; Mia nhôm

2 Phân loại mia theo số mặt sơn mia:

- Mia một mặt: sơn vạch chia chỉ ở một mặt

- Mia hai mặt đỏ, đen: sơn vạch chia ở hai mặt đối diện nhau

3 Phân loại mia theo kết cấu: Mia nguyên (mia liền); Mia gập; Mia rút

4 Phân loại mia theo chiều dài: Mia 1,5m; Mia 3m; Mia 5m

11

1,2 1,3 1,4 1,5

Trên một mặt mia được phân vạch

bằng sơn đen và sơn đỏ, các vạch là

những chữ E cao 5cm, mỗi nét dày

1cm Bên cạnh mỗi chữ E có ghi con

số kèm theo để chỉ độ cao từ chân

mia đến chân chữ E đó, đơn vị là

mét

Với a = 1cm

Trên mia người ta thường gắn thêm ống thuỷ tròn để làm căn cứ dựng mia thẳng đứng Khi đo đạc mia phải được dựng trên các đỉnh cọc hay trên đế mia, hay thường gọi là “cóc mia”

2 Định tâm và cân bằng máy kinh vĩ

a Mục đích công tác định tâm và cân bằng máy

Định tâm và cân bằng máy kinh vĩ là quá trình thực hiện chuỗi các thao tác để đồng thời đưa trục đứng VV của máy đi qua điểm mốc là đỉnh góc cần đo (định tâm máy) và vừa chiếm vị trí thẳng đứng (cân bằng máy)

Nguyên tắc đặt máy kinh vĩ khi đo góc là phải làm gần đúng dần vì việc định tâm máy và cân bằng máy có liên quan chặt chẽ với nhau

Hình 2.15 Điểm mốc cố định

b Qui trình định tâm máy và cân bằng máy

1 Định tâm máy sơ bộ

Đặt cố định 1 chân máy Giữ cho trục máy VV gần thẳng đứng (bọt thuỷ tròn nằm gần ở giữa) Vừa nhìn qua bộ phận dọi quang học, vừa dịch chuyển hai chân máy còn lại để đặt máy kinh vĩ vào gần đúng điểm mốc

2 Cân bằng máy sơ bộ

- Nhìn vào ống thuỷ tròn, đặt các chân máy cho chắc chắn, nhưng vẫn đảm bảo cho bọt thuỷ tròn ở gần giữa

- Vặn lỏng các ốc hãm để rút các chân máy lên xuống nhằm đưa bọt thuỷ tròn vào giữa Khi bọt thuỷ tròn chiếm vị trí trung tâm thì vặn chặt các ốc hãm chân máy lại

3 Cân bằng máy chính xác theo ống thuỷ dài

- Quay máy sao cho ống thuỷ dài trên bàn độ ngang nằm song song với đường thẳng nối hai ốc cân máy bất kỳ (ốc 1, 2) và xoay hai ốc cân máy này ngược chiều nhau để đưa bọt thuỷ dài chạy về điểm chuẩn (hình 2.16-a)

- Quay máy một góc 900 và xoay ốc cân máy còn lại (ốc 3) để đưa bọt thuỷ dài chạy về điểm chuẩn (hình 2.16-b)

- Tiếp tục quay máy một góc 1800 để kiểm tra sự cân bằng của ống thủy dài (hình 2.16-c)

13

Nới lỏng ốc nối máy với chân máy và quan sát điểm mốc qua bộ phận định tâm quang học để dịch chuyển máy sao cho trục máy VV dọi đúng điểm tâm mốc Thao tác này có thể làm bọt thuỷ dài lệch khỏi điểm chuẩn nên người

đo cần phải cân bằng máy lại Các thao tác được lặp đi lặp lại cho đến khi cả hai điều kiện định tâm máy và cân bằng máy đồng thời được thoả mãn

c Khử hiện tượng thị sai

- Hơi dịch chuyển mắt lên xuống, nếu thấy ảnh tiêu ngắm bị chuyển dịch

so với giao điểm lưới chỉ ngắm là có hiện tượng thị sai

- Cách khử hiện tượng thị sai: tiếp tục vi động (xoay) ốc điều ảnh cho đến khi không còn hiện tượng thị sai nói trên

d Hướng dẫn chuyển đổi vị trí bàn độ đứng (đảo kính)

Muốn chuyển vị trí bàn độ đứng từ phía tay trái sang phía tay phải người

đo hoặc ngược lại, cần thực hiện các thao tác sau:

- Quay ống kính đi 1800

- Quay máy đi 1800

a- Bàn độ đứng trái a- Bàn độ đứng phải

e Đặt bàn độ và đọc số

- Để khóa đế máy với đầu máy kinh vĩ

- Lưu ý! ốc khóa đầu máy phải được vặn chặt để không bị rơi vỡ Trong suốt quá trình thực hành, học sinh/sinh viên không được mở hoặc nới lỏng ốc khóa đầu máy

Đọc số đo trên bàn độ

4 Kiểm nghiệm các loại sai số máy kinh vĩ

Căn cứ vào nguyên lý và yêu cầu độ chính xác đo góc, máy kinh vĩ phải thoả mãn các điều kiện hình học đã nêu trong mục 2.4 Trước khi đo góc các điều kiện trên phải được kiểm nghiệm, trong trường hợp có sai số cần phải được hiệu chỉnh lại chính xác

4.1 Kiểm nghiệm trục ngắm ống kính (CC)

a Kiểm nghiệm trục ống kính (CC) vuông góc với trục quay ống kính (QQ)

Để ống kính ở vị trí nằm ngang, quay máy ngắm về một điểm P cách máy tối thiểu 50m Đọc số trên bàn độ ngang N1 (hình 2.19)

Đảo ống kính và ngắm lại điểm P Đọc số trên bàn độ ngang N2

Nếu (N1± 180o )- N2 ≠ 0 nghĩa là có tồn tại sai số, gọi là sai số 2C Máy cần phải được điều chỉnh

b Hiệu chỉnh: Từ hình 2.19, ta có nhận xét rằng do có sai số, nên sau khi đảo ống kính qua trục quay của nó để ngắm trở lại điểm P, máy đã phải quay một góc 180o +2C

Sai số 2C được tính theo công thức: 2C = (N1± 180o ) – N2

Để hiệu chỉnh điều kiện 1 cần phải tính số đọc trung bình:

2

) 180 ( 2

1

o tb

N N

=

4.2 Kiểm nghiệm trục quay ống kính (QQ)

a Kiểm nghiệm trục quay ống kính (QQ) vuông góc với trục quay máy (VV)

N2±180 0

N1

N TB

P

Quay ống kính ngắm vào số đọc trung bình Otb trên mia Cố định bàn độ ngang, nâng ống kính lên tầm điểm P Do tồn tại sai số 2i nên lưới chỉ ngắm sẽ không trùng điểm P

Dùng ốc hiệu chỉnh trục quay ống kính để nâng hoặc hạ một đầu, bằng cách đó đưa giao điểm lưới chỉ ngắm về trùng điểm P Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh lại sao cho thoả mãn yêu cầu kỹ thuật của máy

4.3 Kiểm nghiệm trục ống thuỷ dài (TT)

a Kiểm nghiệm trục ống thuỷ dài (TT) vuông góc với trục quay máy (VV)

Đặt trục ống thuỷ song song với đường nối hai ốc cân (ví dụ N1 và N2) Vặn đồng thời và ngược chiều hai ốc cân đó để đưa bọt thuỷ dài về vị trí trung tâm (hình 2.16a)

Quay máy đi 90o (hình 2.16b); khi đó trục ống thuỷ vuông góc với hai ốc cân ban đầu, bọt thuỷ dài lệch khỏi vị trí trung tâm Vặn ốc cân thứ ba (N3) để đưa bọt thuỷ dài trở về vị trí trung tâm

Tiếp tục quay máy đi 180o, nếu bọt thuỷ không lệch khỏi vị trí trung tâm thì điều kiện trục TT⊥VV được thoả mãn (hình 2.16c)

Nếu bọt thuỷ lệch khỏi vị trí trung tâm, chứng tỏ tồn tại sai số, cần phải hiệu chỉnh

b Hiệu chỉnh

Một nửa của độ lệch bọt thuỷ dài được dịch chuyển về vị trí trung tâm bằng các ốc cân (N1 và N2) Một nửa độ lệch bọt thuỷ dài còn lại được đưa về bằng các ốc hiệu chỉnh ống thủy dài

Thao tác hiệu chỉnh được lặp đi lặp lại vài lần cho đến khi bọt thuỷ chiếm

vị trí trung tâm của ống thuỷ dài

4.4 Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh MO

MO là số đọc trên bàn độ đứng khi ống kính ở vị trí nằm ngang và bọt thuỷ dài gắn trên vành du xích của bàn độ đứng ở vị trí trung tâm

Nếu bàn độ đứng nằm ở đúng vị trí thì MO = 0, nếu MO ≠ 0 và vượt quá giới hạn cho phép thì máy cần phải hiệu chỉnh

a Kiểm nghiệm

Đặt ống kính ở vị trí nằm ngang, ngắm lên một điểm bất kỳ P và đọc số

đo ở hai vị trí của bàn độ đứng (trái và phải)

Giá trị MO được tính theo công thức:

2

180o Tr Ph

Trong đó: Ph- Số đọc ở bàn độ phải

Tr- Số đọc ở bàn độ trái

b Hiệu chỉnh

17

Đặt số đọc trên bàn độ đứng có giá trị bằng Tr-MO rồi ngắm về điểm P đã đánh dấu ban đầu Lúc này chỉ ngang của lưới chỉ ngắm trong ống kính sẽ lệch khỏi điểm P Nới lỏng ốc căn chỉnh tấm kính khắc lưới chỉ ngắm, nâng hoặc hạ nó trong mặt phẳng thẳng đứng sao cho chỉ giữa ngang trùng với điểm P

Quá trình hiệu chỉnh được thực hiện 2 đến 3 lần cho tới khi giá trị MO nhỏ hơn giới hạn cho phép

5 Kiểm nghiệm các loại sai số máy thủy chuẩn

Để đảm bảo chất lượng thành quả đo đạt độ chính xác, trước khi đưa máy

ra sử dụng, nhất thiết phải tiến hành kiểm tra, kiểm nghiệm máy và mia theo quy định của quy phạm và các văn bản kỹ thuật

Đối với máy thủy chuẩn có độ chính xác trung bình cần phải kiểm tra và kiểm nghiệm và hiệu chỉnh các hạng mục chủ yếu sau đây:

- Kiểm tra sơ bộ các tính năng kỹ thuật của máy

- Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh ống thủy

- Kiểm nghiệm lưới chỉ chữ thập

- Kiểm nghiệm trục ống thủy dài song song với trục ngắm

- Kiểm nghiệm sự ổn định của trục ngắm khi điều quang

- Kiểm nghiệm sai số tự cân bằng của bộ tự cân bằng

5.1 Kiểm tra sơ bộ các tính năng kỹ thuật của máy

Việc kiểm tra sơ bộ các tính năng kỹ thuật của máy bao gồm các nội dung sau:

- Kiểm tra và điều chỉnh sự làm việc bình thường các ốc vít của máy (vít nghiêng, ốc hãm ống kính, ốc vi động, ốc cân máy, núm điều quang, vành điều chỉnh kính mắt.v.v )

- Kiểm tra chất lượng và xác định các tham số kỹ thuật của ống kính như :

độ phóng đại vx, vùng ngắm , hệ số nhân khoảng cách K, hằng số cộng C ,

- Xác định giá trị khoảng chia ” trên ống thủy dài

5.2 Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh ống thủy

Kiểm tra và hiệu chỉnh sự cân bằng hợp lí, giữa ống thủy dài và ống thủy tròn, và chỉnh ống thủy để đưa trục quay của máy về vị trí thẳng đứng

Nội dung kiểm tra tương tự như đã trình bày trong chương 3, phần máy kinh vĩ

5.3 Kiểm nghiệm lưới chỉ chữ thập

Kiểm tra và hiệu chỉnh vị trí chính xác của lưới chỉ chữ thập (chỉ đứng và trục quay VV của máy phải nằm trong cùng một mặt phẳng, chỉ ngang phải vuông góc với nó)

Nội dung kiểm tra tương tự như đã trình bày trong chương 3, phần máy kinh vĩ

5.4 Kiểm nghiệm trục ống thủy dài song song với trục ngắm

Đây là điều kiện cơ bản nhất của máy thuỷ chuẩn: Trục của ống thủy dài

LL phải song song với trục ngắm CC

Trong không gian, nếu trục của ống thuỷ dài và trục ngắm của ống kính không song song với nhau, thì khi chiếu lên mặt phẳng nằm ngang và mặt phẳng thẳng đứng, sẽ nhận được hai kết quả như sau: Đó là hình chiếu của chúng trên mặt phẳng nằm ngang không song song với nhau Điều kiện này sinh ra sai số giao chéo Và hình chiếu của chúng trên mặt phẳng thẳng đứng không song song với nhau Điều kiện này sinh ra sai số góc “i”

5.4 1 Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh sai số giao chéo

+ Đặt máy thuỷ chuẩn cách mia khoảng 50 m sao cho một ốc cân máy ( số

3 trong hình vẽ ) nằm trong mặt phẳng thẳng đứng chứa trục ngắm ống kính, còn

2 ốc cân kia (số 1và số 2) nằm ở 2 bên của mặt phẳng ngắm ( Hình 4-19)

+ Đưa trục ngắm về vị trí thật thăng bằng nhờ các ốc cân máy, vặn vít nghiêng cho 2 đầu bọt nước trùng hợp nhau rồi đọc số trên mia theo chỉ giữa Được số đọc a0

+ Xoay ốc cân máy số 1 hoặc số 2 khoảng 2 vòng theo chiều kim đồng hồ

để máy nghiêng về một bên, đồng thời xoay ốc cân còn lại (2 hoặc 1) cũng theo chiều kim đồng hồ sao cho chỉ giữa vẫn giữ nguyên số đọc trên mia là ao Khi đó quan sát xem hai đầu bọt nước vẫn còn trùng hợp hay đã lệch đi bao nhiêu vạch khắc Sau đó xoay 2 ốc cân 1 và 2 theo chiều ngược kim đồng hồ, lại để hai đầu bọt nước trở lại trùng hợp, nhưng chỉ giữa vẫn giữ nguyên số đọc trên mia là a0 Cùng theo cách đó xoay ốc cân để máy lệch về bên kia với điều kiện chỉ giữa vẫn giữ nguyên số đọc trên mia và quan sát xem 2 đầu bọt nước còn trùng hợp hay bị lệch bao nhiêu vạch khắc

+ Trong trường hợp máy nghiêng về hai bên như đã làm mà hai đầu bọt nước vẫn trùng hợp hoặc lệch nhau cùng một số vạch khắc và cùng hướng thì chứng tỏ không có sai số giao chéo Ngược lại, nếu hai đầu bọt nước bị lệch đi khác hướng, thì chứng tỏ có sai số giao chéo và nếu lệch quá một vạch khắc thì phải hiệu chỉnh ống bọt nước theo phương pháp sau : Vặn lỏng một ốc hiệu chỉnh nằm ngang của ống bọt nước, còn ốc bên kia thì vặn chặt lại để cho một

b Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh sai số góc “i”

+ Chọn bãi đất tương đối bằng phẳng Đóng hai cọc mia tại A và B Hai điểm A và B cách nhau 40 -50 m ( hình 4-21)

+ Đặt hai mia trên hai cọc mia

+ Ở giữa đoạn AB ta đặt trạm máy I1 và trên đường AB kéo dài ta đặt trạm máy I2 Dùng thước dây đo khoảng cách I2 A = 1/10 AB Khoảng cách I1 A

và I1B chênh nhau không được vượt quá 2 dm

+ Lần lượt đặt máy trên các điểm I1 và I2 , cân bằng máy chính xác và dùng vít nghiêng cho hai đầu bọt nước trùng hợp nhau, đọc các số a1, b1, và a2,

b2 trên các mia A và mia B

+ Tính góc “i” theo công thức sau : ; (4-11)

Với h = ( b 1 - a 1 ) + ( a 2 - b 2 )

+ Nếu “i” lớn hơn giá trị cho phép thì phải tiến hành hiệu chỉnh Cách

hiệu chỉnh như sau :

- Giữ nguyên máy tại điểm I2 Tính số đọc đúng b'

“i” lại lần nữa Nếu vẫn thấy góc “i” lớn quá quy định thì tiếp tục hiệu chỉnh cho đến khi đạt yêu cầu Khi xác định thấy góc “i” nhỏ hơn giá trị cho phép, thì

vẫn tiếp tục xác định thêm 2 lần nữa (tất cả 3 lần đo) Giữa các lần đo trị số góc

h D

“i” nhận được không chênh nhau quá  4" Lấy trung bình 3 lần đo làm kết quả góc “i” cần tìm

Vì sai số góc “i” luôn luôn biến động nên phải kiểm tra hàng ngày và cứ

10 ngày phải kiểm nghiệm và hiệu chỉnh Để hạn chế và khắc phục sai số

góc“i” , trong quá trình đo, phải đặt máy sao cho khoảng cách từ máy đến mia

trước bằng khoảng cách từ máy đến mia sau Bảng 4.1 là ví dụ một lần kiểm tra đơn giản

Bảng 4-1 – Ví dụ kiểm nghiệm sai số góc “i”

5.5 Kiểm nghiệm sự ổn định của trục ngắm khi điều quang

Khi đặt mia cách máy những khoảng cách khác nhau, để số đọc rõ nét ta

phải điều quang (điều chỉnh tiêu cự) Do thấu kính điều quang bị giơ, di động

không chính xác trên trục ngắm, nên gây sai số mà ta phải kiểm nghiệm Có

một vài cách kiểm nghiệm, dưới đây chỉ trình bày cách đơn giản nhất

Trên bãi đất bằng, chọn điểm 0 làm tâm, bố trí một cung tròn có bán kính

R = 50 m (hình 4-22) Trên đó có 7 điểm đặt cách điểm A tính theo dây cung là

10, 20, 70 m Đặt máy ở điểm 0 và mia lần lượt tại các điểm A, 1,2, 7 và tiến

Nếu độ chênh (hij - h’ij) lớn hơn hạn sai (đối với máy có độ chính xác trung bình thường quy định  4 mm ) thì phải đưa máy vào xưởng sửa chữa

5.6 Kiểm nghiệm sai số tự cân bằng của bộ tự cân bằng

Đối với loại máy thủy chuẩn tự động cân bằng trục ngắm nhờ bộ tự cân bằng, ngoài các mục kiểm nghiệm nêu trên cần phải tiến hành kiểm nghiệm một

Ở vị trí I đưa bọt nước vào điểm giữa “0” và dùng bút đánh dấu điểm đó Những vị trí còn lại ta lần lượt đưa bọt nước lệch khỏi tâm “0” khoảng 2 mm và

so sánh kết quả các chênh cao với kết quả ở vị trí I Nếu thấy độ chênh lệch vượt quá hạn sai ( thường quy định  1 mm) thì phải đưa máy vào xưởng sửa chữa

Kiểm nghiệm sự ổn định của trục ngắm khi điều quang

Bài 3 Thành lập lưới tứ giác trắc địa, bình sai đơn giản

1 Thiết kế lưới khống chế

a Thiết kế lưới

Lưới tam giác nhỏ là một phương án phát triển lưới khống chế mặt bằng đo vẽ phục vụ trực tiếp cho việc thành lập bản đồ địa hình Người ta chọn các điểm trên mặt đất, các điểm này liên kết với nhau tạo thành lưới tam giác Đặt máy kinh vĩ ở các điểm, đo tất cả các góc trong của các tam giác Khi biết chiều dài và góc phương vị của ít nhất một cạnh (gọi là cạnh khởi tính) ta có thể tính ra chiều dài và góc phương vị của các cạnh khác trong lưới Nếu biết toạ độ của một điểm ta có thể tính chuyền toạ

độ đến các điểm khác

Trên khu đo thường đã có các điểm khống chế mặt bằng Nhà nước và lưới khu vực từ giải tích cấp 2 trở lên Khi đó điểm khởi tính của lưới tam giác nhỏ chính là điểm khống chế cấp cao Mặt khác chiều dài và phương vị cạnh khởi tính của lưới tam giác nhỏ có thể sử dụng ngay cạnh tam giác giải tích hoặc cạnh đường chuyền cấp 2 trở lên Trong trường hợp không đủ cạnh cấp cao thì có thể đo cạnh khởi đầu với sai số tương đối nhỏ hơn 1:5000

Lưới tam giác nhỏ là loại lưới chêm dày ở khu vực đã có lưới khống chế cấp cao Ta có thể sử dụng một số đồ hình thông dụng hình 7.3

Đ ồ hình lưới tứ giác trắc địa

Muốn xây dựng lưới tam giác nhỏ, trước hết cần thiết kế lưới ở trên bản đồ Mạng lưới phải đảm bảo một số yêu cầu như:

- Các tam giác có dạng gần đều, góc nhỏ nhất không dưới 20

- Số tam giác nằm giữa hai cạnh gốc không lớn quá một giới hạn nhất định tuỳ thuộc vào tỷ lệ bản đồ địa hình cần đo vẽ, tỷ lệ càng lớn thì số tam giác càng ít

- Cạnh tam giác không ngắn dưới 150m, trung bình từ 300 đến 500m

- Các điểm tam giác lân cận phải đảm bảo ngắm thông nhau Trường hợp tầm ngắm bị che khuất thì phải dựng tiêu cao để đảm bảo đo góc

- Điểm tam giác đặt ở nơi cao, nền đất vững chắc

Tiến hành chôn mốc tam giác để làm dấu điểm Dạng mốc theo quy định

2 Chôn mốc lưới khống chế

Tiến hành chôn mốc tam giác để làm dấu điểm Dạng mốc theo quy định

- Các mốc phải phân bố đều trên diện tích cần đo vẽ lập bản đồ Giữa các điểm mốc kề cận nhau phải thông hướng (nhìn thấy nhau)

23

- Mốc phải chọn ở nơi có đất đá ổn định, tương đối bằng phẳng, thuận lợi cho việc đặt máy kinh vĩ, không vướng dòng người và phương tiện giao thông qua lại khi đo

- Đứng tại 1 điểm mốc có thể nhìn xa, bao quát rộng, đảm bảo đo được nhiều điểm chi tiết

- Độ dài các cạnh trong mạng lưới không chênh lệch nhau nhiều Các cạnh lưới tứ giác trắc địa nằm trong khoảng 200- 300m Các cạnh lưới đường chuyền nằm trong giới hạn 100m ≤ S ≤ 250m

- Các góc trong lưới tứ giác trắc địa nằm trong khoảng 300 ≤ S ≤ 1200; các góc trong lưới đa giác phải nằm giới hạn 1350≤ òi≤ 2250

3 Đo góc (đo góc bằng phương pháp toàn vòng)

Nếu bố trí lưới dưới dạng tứ giác thì mỗi nhóm cử 4 người đứng tại các đỉnh lưới tứ giác trắc địa dự kiến Theo các điều kiện ràng buộc ở bước 4 để chọn vị trí điểm đóng cọc mốc Khi đo, nếu phát hiện góc hoặc cạnh có giá trị vượt quá giới hạn cho phép thì phải chọn lại vị trí đóng điểm mốc

Nếu bố trí lưới dưới dạng đường chuyền đa giác thì cử 3 người đứng tại 3 đỉnh kế tiếp nhau để kiểm tra điều kiện thông hướng giữa các mốc

3.1 Hướng dẫn đo góc bằng trong lưới tứ giác trắc địa

Do tại 1 đỉnh của lưới tứ giác trắc địa có 3 hướng ngắm nên phải áp dụng phương pháp đo toàn vòng để đo góc bằng

Giả sử cần đo góc bằng trong lưới tứ giác trắc địa ABCD bằng phương pháp đo toàn vòng, với hai vòng đo (n= 2) Qui trình thực hiện đo góc tại 1 điểm như sau:

1 Chuẩn bị dụng cụ đo: máy kinh vĩ, 3 cọc tiêu (mua 1 ống nước bằng nhựa ỉ 21, cắt làm 3 để làm cọc tiêu)

2 Giả sử cần đo góc bằng tại đỉnh A (góc BAC và CAD), cần tiến hành định tâm và cân bằng máy kinh vĩ chính xác lên điểm A (thực hiện theo hướng dẫn ở mục 2.6.2 Cắm các tiêu thẳng đứng và chính xác lên các điểm mốc B, C, D

3 Mở các lẫy khóa bàn độ đứng và bàn độ ngang để đưa bàn độ đứng về phía tay trái người đo (xem hướng dẫn thao tác đảo ống kính, mục 2.8) và thực hiện nửa vòng đo thuận kính:

4 Mở các lẫy khóa bàn độ đứng và bàn độ ngang, quay máy về hướng khởi đầu là AB (hướng chuẩn) Sử dụng bộ phận ngắm sơ bộ để bắt tiêu cắm tại điểm B Sau đó đóng tất cả các lẫy khóa lại

5 Sử dụng ốc điều ảnh, ốc vi động bàn độ để ngắm chính xác điểm B (xem hướng dẫn trình tự ngắm chính xác điểm tiêu ở mục 2.7)

6 Quay gương để lấy ánh sáng tốt nhất cho thang đọc số Sử dụng các núm đặt số đọc trên máy để đưa số đọc ở hướng chuẩn AB về giá trị bo được tính theo công thức:

10 Mở các lẫy khóa bàn độ đứng và bàn độ ngang, quay máy theo chiều thuận kim đồng hồ ngắm chính xác điểm D

11 Nhìn vào ống kính phụ đọc số, quay gương để lấy ánh sáng tốt nhất và đọc số đo góc bằng là dTr (theo cửa sổ dưới, có chữ Г) Yêu cầu ghi vào sổ đo giá trị đọc được là dTr tương ứng với dòng ghi điểm D (dòng thứ ba, cột có tít:

“Bàn độ trái”)

14 Tính kiểm tra sai số khép hướng chuẩn ΔTr = bTr - bTr1 ≤ Δt (1)

Trong đó: Δt - sai số khép hướng cho phép, giáo viên hướng dẫn sẽ cho giá trị này

15 Nếu (1) sai thì thực hiện đo lại từ bước 4 Nếu (1) đúng thì thực hiện các thao tác đảo ống kính để đưa bàn độ đứng về phía tay phải người đo Sau đó thực hiện các thao tác của nửa vòng đo đảo kính, tương tự nửa vòng đo thuận kính

16 Quay máy, ngắm chính xác điểm B (xem hướng dẫn trình tự ngắm chính xác điểm tiêu ở mục 2.7)

17 Nhìn vào ống kính phụ đọc số, quay gương để lấy ánh sáng tốt nhất rồi đọc số đo góc bằng là bPh1 (theo cửa sổ dưới, có chữ Г) Yêu cầu ghi vào sổ

đo giá trị đọc được là bPh1 tương ứng với dòng ghi điểm B (dòng thứ tư, cột có tít: “Bàn độ phải”)

“Bàn độ phải”)

24 Tính kiểm tra sai số khép hướng chuẩn ΔPh = bPh - bPh1 ≤ Δt (2)

Trong đó Δt - sai số khép hướng cho phép, giáo viên hướng dẫn sẽ cho giá trị này

25 Nếu (2) sai thì thực hiện đo lại từ bước 16, nếu đúng thực hiện bước 26

4 Đo chiều dài bằng thước thép

Chiều dài cạnh gốc được đo bằng thước thép đã kiểm nghiệm, đo 2 lần theo 2 chiều thuận nghịch Ngày nay các máy đo dài được sử dụng rộng rãi nên có thể dùng