Nghiên cứu khả năng ứng dụng thiết bị do đạc điện tử phục vụ xây dựng các công trình đặc trưng trên vùng mỏ Quảng Ninh

Các chương trình ứng dụng của máy toàn đạc điện tử FLEXLINE 1.6.2.. - Nghiên cứu các đặc điểm và điều kiện ảnh hưởng của quá trình khia thác mỏđối với các công trình trên bề mặt.- Khảo s

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ CẤU TẠO CÁC THIẾT BỊ ĐO

ĐẠC ĐIỆN TỬ

6

1.1 Sơ đồ tổng quát và các chức năng của máy toàn đạc điện tử 61.2 Máy đo khoảng cách điện tử (Eletronic Distance Meter- EDM) 71.2.1 Nguyên lý đo khoảng cách bằng máy đo dài điện tử 71.2.2 Nguyên tắc hoạt động của máy đo dài điện tử theo phương pháp

1.3 Máy kinh vĩ kỹ thuật số (Digital Theodolite – DT) 12

1.4 Tính năng kỹ thuật chủ yếu của một số máy toàn đạc điện tử thông

1.4.1 Các thông số kỹ thuật máy toàn đạc điện tử FLEXLINE TS-06

1.4.7 Cây thư mục của máy toàn đạc điện tử FLEXLINE TS06

1.6 Các chương trình ứng dụng của máy toàn đạc điện tử FLEXLINE

1.6.2 Stake Out (Chuyển điểm thiết kế ra thực địa) 411.6.3 Free Station (Chương trình đo giao hội nghịch) 421.6.4 Reference Element – Reference line (Định vị công trình theo

1.6.5 Tie Distance (Đo khoảng cách gián tiếp) 511.6.6 Area & Volume (Tính diện tích và khối luợng) 53

1.6.8 Construction (Chương trình ứng dụng trong xây dựng) 571.6.9 Reference Element- Reference Arc (Định vị công trình theo cung

1.6.12 Reference Plane (Mặt phẳng tham chiếu) 66

2.3.5 Bố trí trục thẳng và trục nghiêng ra thực địa 80

CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG THIẾT BỊ ĐO ĐẠC ĐIỆN TỬ PHỤC

VỤ THI CÔNG CÁC CỒNG TRÌNH XÂY DỰNG TRÊN VÙNG MỎ 86

3.1.1 Nhu cầu phát triển mạng lưới đường giao thông trên vùng mỏ 873.1.2 Bố trí tuyến đường chuyền bằng máy toàn đạc điện tử 88

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài:

Quảng Ninh nằm ở phía Đông Bắc Việt Nam, là tỉnh có ngành công nghiệpkhai khoáng tập trung nhất ở nước ta Cùng với sự phát triển của ngành than, cácngành công nghiệp liên quan khác cũng lần lượt ra đời biến toàn bộ vùng than thànhmột khu công nghiệp lớn với quá trình công nghiệp hóa và đô thị hóa nhanh chóng.Nhiều công trình xây dựng lớn nhanh chóng được xây dựng Từ ý nghĩa ứng dụng,

có thể chia các công trình khu vực Quảng Ninh làm hai loại, bao gồm : (I) Côngtrình xây dựng dân dụng, công nghiệp, giao thông và (II) Công trình xây dựng phục

vụ hoạt động khai thác mỏ Quảng Ninh là một trong ba đỉnh của tam giác kinh tếphía Bắc Những năm gần đây, thực hiện chính sách đổi mới, Nhà nước đã và đangtập trung đầu tư mạnh mẽ xây dựng cơ sở hạ tầng trên vùng mỏ Quảng Ninh Nhiềucông trình bao gồm đường giao thông, các chung cư, khách sạn cao tầng v.v… đãđược xây dựng mới hoặc nâng cấp theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa, vớitiêu chuẩn kỹ thuật công nghệ tiên tiến Cùng với sự mở rộng và phát triển côngnghiệp mỏ, quá trình hiện đại hóa dây chuyền sản xuất mỏ đã và đang hình thànhcác công trình phục vụ trực tiếp công nghiệp mỏ như tổ hợp nhà sàn, bến cảng, hệthống tháp giếng, trục nâng, hệ thống băng tải v.v…ngày càng được xây dựng.Công tác đo đạc trắc địa tham gia xuyên suốt trong quá trình từ thiết kế, thicông, khai thác công trình Không thể có các công trình xây dựng hoàn thiện nếukhông có sự tham gia của công tác trắc địa Cho đến những năm gần đây, công táctrắc địa phục vụ xây dựng và khai thác công trình chủ yếu đều được thực hiện bằngcác thiết bị quang cơ Công nghệ và phương pháp cổ điện có độ chính xác thấp vàchiếm nhiều công sức, thời gian Trong những năm gần đây, các thiết bị điện tử lầnlượt ra đời và cải tiến không ngừng Công nghệ mới đó làm thay đổi các quy trìnhcông nghệ truyền thống làm giảm thời gian và công sức, nâng cao độ chính xác vàhiệu quả phục vụ xây dựng công trình

Hoạt động của khai thác hầm lò làm thay đổi trạng thái ứng lực tự nhiên củakhối đất đã mỏ, làm mất trạng thái cân bằng bân đầu, dẫn đến sự dịch chuyển vàbiến dạng các lớp đất đá Trong các vùng riêng biệt, sự xuất hiện ững lực sẽ gây ra

sự phá hủy, phá vỡ tính liên tục của các lớp đất đá theo các bề mặt yếu và mặt tiếpxúc giữa các lớp, phá vỡ cấu trúc tự nhiên của đất đá làm dịch chuyển dẫn đến sựbiến dạng bể mặt, gây ra hậu quả nghiêm trọng đối với các công trình, đặc biệt đốivới các công trình có chiều cao lớn như nhà cao tầng, tháp giếng mỏ, ống khóiv.v… Đây chính là điểm đặc trưng của các công trình xây dựng trên vùng mỏ Tínhchất biến dạng công trình là yếu tố rất quan trọng khi xem xét các công trình xâydựng trên vùng mỏ Trắc địa phải tiến hành quan trắc xác định quy luật dịch chuyểnđất đá và biến dạng bề mặt để từ đó xác định các đại lượng dự báo độ ổn định củacác công trình

Từ luận giải trên đây, cho thấy rằng, việc lựa chọn đề tài luận văn thạc sỹ:

“Nghiên cứu khả năng ứng dụng thiết bị do đạc điện tử phục vụ xây dựng các công trình đặc trưng trên vùng mỏ Quảng Ninh” được lựa chọn là xuất phát từ

nhu cầu thực tế và có ý nghĩa thực tiễn

2 Mục tiêu nghiên cứu đề tài

Xác lập cơ sở ứng dụng các thiết bị đo đạc điện tử phù hợp đối với các loạihình công trình xây dựng đặc trưng trên vùng mỏ Quảng Ninh

3 Phương pháp nghiên cứu

Thu thập tổng hợp các thông tin về các loại hình công trình xây dựng trênvùng mỏ Nghiên cứu khảo sát các tính năng kỹ thuật một số các thiết bị điện tử vàlựa chọn các giải pháp công nghệ phù hợp phục vụ xây dựng công trình, đặc biệtđối với các công trình có chiều cao lớn, nhạy cảm với quá trình dịch chuyển đất đa

và biến dạng quá trình khai thác mỏ

4 Nội dung nghiên cứu

- Khảo sát các loại công trình xây dựng trên vùng mỏ

- Nghiên cứu các đặc điểm và điều kiện ảnh hưởng của quá trình khia thác mỏđối với các công trình trên bề mặt.

- Khảo sát các tính năng kỹ thuật của các thiết bị điện tử

- Lựa chọn và ứng dụng các giải pháp công nghệ bằng các thiết bị điện tửtrong xây dựng các công trình nhạy cảm với ảnh hưởng của quá trình khai thác ở,

mà trọng tâm là các công trình có chiều dài lớn hơn( đường giao thông) và có độcao lớn( nhà cao tầng, tháp giếng mỏ v.v…)

CHƯƠNG 1 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

VÀ CẤU TẠO CÁC THIẾT BỊ ĐO ĐẠC ĐIỆN TỬ

1.1 Sơ đồ tổng quát và các chức năng của máy toàn đạc điện tử

Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, công nghệ và thiết bị trong lĩnh

vự trắc địa-bản đồ cũng không ngừng đổi mới Máy toàn đạc điện tử (total station)

ra đời là sự kết hợp các chức năng đo đạc bao gồm: đo góc, đo chiều dài và đo độcao trong một thiết bị (unit).Sơ đồ thiết bị toàn đạc điện tử được mô tả tóm tắt như sau:

Hình 1.1 Sơ đồ tổng quát máy toàn đạc điện tử

*Khối 1: Máy đo xa điện tử (Electronic Distance Meter – EDM)

Chức năng: Thực hiện việc đo khoảng cách từ điểm đặt máy đến gương( hoặccác bề mặt phản xạ) Độ chính xác đo khoảng cách tùy thuộc từng loại máy nhưngcác máy thông dụng hiện nay cho phép đo khoảng cách với độ chính xác: 3mm-3.106D Toàn bộ quá trình đo khoảng cách được thực hiện

tự động, kết quả đo được thể hiện trên màn hình hoặc chuyển vào bộ nhớ củamáy toàn đạc điện tử

*Khối 2: Máy kinh vĩ điện tử (Digital Theodolite-DT)

Chức năng:

- Xử lý các số liệu đo góc, đo cạnh để tính toán đại lượng cần thiết

- Thực hiện chức năng giao tiếp giữa máy toàn đạc điện tử và máy tính vàngược lại

- Thực hiện chức năng quản lý dự liệu

Như vậy, sự kết hợp của 3 khối trên đây lại với nhau chúng ta được một máy

đa chức năng rất linh hoạt có thể đo đạc các đại lượng cần thiết và giải được hầu hếtcác bài toán trắc địa thông dụng

Các modul thành phần trong máy toàn đạc điện tử được mô tả như sau:

1.2 Máy đo khoảng cách điện tử (Eletronic Distance Meter- EDM)

1.2.1 Nguyên lý đo khoảng cách bằng máy đo dài điện tử.

Giả sử cần đo khoảng cách AB=D, người ta đặt tại một đầu của khoảng cáchcần đo bộ phận thu – phát tín hiệu( Transmiter- recerver TR) còn đầu kia đặt hệthông phản hồi tín hiệu( Reflector R) Bộ phận phát tín hiệu của máy phát tín hiệu

về phía hệ thống phản hồi, hệ thống phản hồi sẽ phản hồi tín hiệu quay trở lại bộphận thu của máy( hình 1.2)

Nếu đo được thời gian tín hiệu lan truyền đi và về trên khoảng cách cần đo 

chúng ta sẽ xác đinh được khoảng cách theo công thức:

D= v

2

1

(1.1)Trong đó:

D- Khoảng cách cần đo

v- Vận tốc lan truyền tín hiệu

 - Thời gian tín hiệu lan truyền đi và về trên khoảng cách cần đo

Hình 1.2 Sơ đồ lan truyền tín hiệu đi và về

Tín hiệu sử dụng để đo khoảng cách có thể là sóng âm hoặc đo sóng điện từ.Tuy nhiên, vận tốc của sóng âm trong không khí phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tốkhí tượng Vì vậy, sóng âm chỉ được sử dụng để chế tạo các thiết bị để đo khoảngcách độ chính xác không cao Ví dụ, dựng trong các mục đích quân sự Để đo đượccác khoảng cách với độ chính xác cao dùng trong trắc địa (sai số trung phương cỡvài mm đến vài cm) người ta thực hiện song điện từ Vì lý do đó nên các máy đo xaloại này được gọi là các máy đo xa điện tử

Tất cả các máy đo xa điện tử đều xác định thời gian lan truyền tới hiệu  còntốc độ lan truyền tín hiệu v trong trường hợp này chúng ta giả thiết là đã biết Thực

tế, tốc độ lan truyền tín hiệu v được xác định thông qua vân tốc ánh sáng trong chânkhông và chiết suất môi trường

Vì vận tốc lan truyền sóng điện từ trong không gian có trị số rất lớn nó xấp xỉbằng 3.108m/s Vì vậy việc xác định thời gian  là phải rất chính xác nếu không sẽgây ra sai số rất lớn trong kết quả đo khoảng cách Để khảo sát việc đo xác định độchính xác thời gian  chúng ta xét ví dụ sau:

Giả sử cần đo một khoảng cách với độ chính xác 1,5cm thì việc xác định độchính xác đo thời gian  là bao nhiêu:

Từ công thức D= v

2 1

Tính đạo hàm và chuyển về sai số trung phương và coi v là hằng số ta được:

21

.2

Thời gian lan truyền tín hiệu có thể được đo một cách trực tiếp hoặc gián tiếpthông qua một tham số nào đó của dao động điện từ (ví dụ như pha hoặc tần số củadao đông) Tùy thuộc vào cách đo thời gian người ta chia các máy đo xa điện tử

thành các loại khác nhau như máy loại xung (đo trực tiếp thời gian) Máy loại pha(đo thời gian thông qua hiệu pha giữa tín hiệu gốc và tín hiệu phản hồi)

Hiện nay, trên thực tế ngưởi ta chủ yếu sử dụng máy loại xung với lý do chủyếu là những tiến bộ vượt bậc của khoa học công nghệ trong các lĩnh vực lỹ thuậtxung và kỹ thuật số trong những năm gần đây

Dưới đây xin giới thiệu nguyên tắc hoạt động của máy đo xa điện tử theophương pháp xung

1.2.2 Nguyên tắc hoạt động của máy đo dài điện tử theo phương pháp xung

Sơ đồ khối của phương pháp có thể được tóm tắc như sau:

Hình 1.3 Sơ đồ khối chức năng của các bộ phạn của máy toàn đạc điện tử

*Khối 1: Bộ phát tín hiệu

Chức năng: Phát tín hiệu để đo khoảng cách Tín hiệu là các xung ánh sángcực ngắn

*Khối 2: Bộ phân thu tín hiệu:

Chức năng: Thu tín hiệu phản hồi từ gương

*Khối 3: Gương phản hổi

Chức năng: Phản hổi tín hiều

* Khối 4,5,6,7,8: Đồng hồ đo thời gian, dùng để đo thời gian lan truyền tín

hiệu từ bộ phận phát tín hiệu tới gương và quay trở về

Hoạt động của máy có thể được trình bày vắn tắt như sau:

Bộ phát tín hiệu phát các xung ánh sáng cực ngắng về phía gương phản hồi.Tín hiệu do gương phản hồi trở lại sẽ được bộ phận thu tín hiệu của máy thu lại.Thời gian lan truyền sóng điện từ( sóng ánh sáng) đi và về trên khoảng cách cần đo

sẽ được đồng hồ đo thời gian( gồm các khối 4,5,6,7,8)

Sau khi rời bộ phận tạo xung, các xung được dẫn tới máy đếm xung Trướckhi vào máy đếm, các xung phải qua khóa điện từ Việc đóng mở khóa điện tử đượcđiều khiển bởi các xung phát và xung phản hổi Xung phát làm nhiệm vụ mở khóađiện tử, xung phản hồi làm nhiệm vụ đóng khóa điện tử Như vậy kháo điện tử chỉ

mở trong khoảng thời gian từ khi xung rời bộ phần phát của máy tới gương và quatrở lại Khoảng cách từ máy tới gương càng lớn thì thời gian này càng lớn, số xungđếm được càng lớn Kết quả là giữa số xung đếm được và khoảng cách từ máy tờigương( khoảng cách cần đo) có quan hệ hàm số

Trong đó: f: là hàm quan hệ

Bây giờ chúng ta xác định xem hàm f có dạng thế nào Giả sử vận tốc lantruyền tín hiệu( ánh sáng) là vf thì khoảng cách từ máy đến gương được xác địnhtheo công thức:

D= v 2

Thay t từ (4) vào (3) ta được:

1.3 Máy kinh vĩ kỹ thuật số (Digital Theodolite – DT)

1.3.1 Cấu tạo của máy kinh vĩ điện tử

Máy kinh vĩ điện tử hay còn gọi là mãy kinh vĩ số DT (Digital Theodolite)xuất hiện từ những năm 1970 Nó là một thiết bị được ghép nối bằng bộ phận quang– cơ học chính xác như máy kinh vĩ quang học, nhưng thay cho ban độ khắc vạch làbàn độ được mã hóa chính xác đến 0,01” và nhờ có bộ vi xử lý (Central ProcessingUnit – Micro Processor) mà trị số của hướng đo được hiện lên màn hình tinh thểlỏng (LCD) hoặc được lưu giữ trong bộ nhớ của máy, khi cần xử lý có thể gọi ra vàtrút vào máy tính

Mô tả chi tiết về cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động của máy kinh vĩ điện

tử khá phức tạp vì nó liên quan đến kiến thức điện tử - tin học, do đó dưới đây chỉtrình bày khái lược bộ phận quan trọng nhât là bàn độ điện tử mã hóa

Hình 1.4 hình dạng và cấu tạo bên ngoài của máy Ultra Flexline TS-06

1.3.2 Bàn độ điện tử mã hóa

Thiết bị mã hóa được mô tả trên hình 2-6a, nó bao gồm một bóng đèn Z, một

tụ điện, hai diod quang điện A và B và hệ lăng thấu kính 01, 02, P1, P2, P3, P4, P5 và P6.Bằng thiết bị này đã tạo ra trên bàn độ pha lê các vòng tròn đồng tâm, trênmỗi vòng tròn đồng tâm lại có khoảng đen-trắng Khoảng trắng cho ánh sáng đi quacòn khoảng đen chắn ánh sáng Nếu gọi n là số vòng tròn thì toàn bộ bàn độ đượcchia làm 2n vùng mã Mỗi vùng mã ứng với n các khoảng đen – trắng cho một sốđọc mã hóa theo hệ số đếm 2 Với hình vẽ trên có 16 vùng đánh số từ 0 đến 15 Cóthể coi mỗi khoảng chia trên bàn độ hay là giá mỗi khoảng khắc bàn độ t Ví dụ,trên hình vẽ ta có t=360o/16=22,5o

Vì phía dưới bàn độ có đèn Z và hai diot quang điện A và B nên khi có ánhsáng đi quan khoảng trắng sẽ tạo ra dòng quang điện mạnh, còn khi không có ánhsáng đi qua khoảng sẽ tạo ra dòng điện yếu Nếu gán cho trạng thái có ánh sáng điqua ứng với 1 và ngược lại ứng với 0 sẽ nhận được mỗi vùng mã ứng với cong sốđếm trong hệ 2 Nối các vùng mã với máy đếm xung điện tử và giải mã ta sẽ nhậnđược trị số hướng đo và thông qua vi xử lý, bằng các lệnh tương ứng trên bàn phím

điều khiển trị số này hoặc được hiển thị trên màn hình tinh thể lỏng hoặc ghi vào bộnhớ trong của máy hoặc đĩa mềm.

Hiện nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật đặc biệt trong nghành điện tửmáy kinh vĩ điện tử được gộp nối với máy đo xa điện tử và bộ vi xử lý có cải đặtcác chương trình tiện ích tạo thành máy toàn đạc điện tử

1.4 Tính năng kỹ thuật chủ yếu của một số máy toàn đạc điện tử thông dụng của Việt Nam

Ở nước ta hiện nay, các máy toàn đạc điện tử đang được sử dụng rất rộng rãitrong các đơn vị sản xuất Mỗi loại máy đó các giao diện khác nhau nhưng chúngđều có các chương trình ứng dụng giống nhau Dưới đây, xin giới thiệu một sốchương trình của máy toàn đạc điện tử Ultra-Flexline TS-06 được xây dựng trên hệđiều hành Windows CE, màn hình màu rộng, cảm ứng, với khả năng đo xa khônggương đến 2000(m), phần mềm ưu việt giúp cho công tác trắc địa thuận lợi và chínhxác hơn

1.4.1 Các thông số kỹ thuật máy toàn đạc điện tử FLEXLINE TS-06 ULTRA

Đo góc

(Angle measurement)

Phương pháp Tuyệt đối, liên tục

Độ phân giải hiển thị 1" (0.1mgon) Cập nhập sau 3"

Đơn vị góc có thể chọn Độ, phút, giây, gon, V%, ±V Sai số tiêu chuẩn (ISO 17123-3) 2”, 3”, 5"

Bộ bù

(Compensator)

Hệ thống Bù nghiêng 4 trục bằng điện tử Dải bù ± 4'

Nguồn Điện

(Power Supply)

Pin GEB111 NiMh Điện áp 6v Công suất 2100mAh

Số điểm đo gần 4000 điểm Pin GEB121: NiMh, điện áp 6v, công suất 4200mAh, số điểm đo gần 9000 điểm

Tự động hiệu chỉnh

(Automatic

corrections)

Sai số 2C, sai số MO, độ cong trái đất, khúc xạ, bù nghiêng

Đo khoảng cách sử dụng gương (Infrared)

Độ chính xác/ Thời gian đo

(Sai số tiêu chuẩn ISO-17123-4)

Đo thường: 1.5mm+2ppm/2.4s Tracking: 3mm+2ppm/ <0.15s

Đo khoảng cách không sử dụng gương( Reflectorless)

Dải đo (độ phản xạ 90%)

Độ chính xác/ Thời gian đo

(Sai số tiêu chuẩn ISO-17123-4)

2mm+2ppm / 3s

1.4.2 Các đặc trưng của máy toàn đạc điện tử FLEXLINE TS06 ULTRA

- Máy được chế tạo gọn nhẹ, di chuyển dễ dàng

- Thời gian đo khoảng cách nhanh

- Dung lượng bộ nhớ trong: 60.000 điểm đo

- Có thể trút số liệu ngoài thực địa thông qua cổng usb, giúp linh hoạt hơn trong việc lưu trữ dữ liệu

- Có thể giao tiếp với các thiết bị khác bằng bluetooth.

- Có thể xuất ra máy tính nhiều dạng số liệu khác nhau trên phần mềm

FlexOffice

- Chương trình đo đa dạng phù hợp với nhiều ứng dụng

- Hệ thống lăng kính sáng rõ, EDM siêu bền

- Định tâm laser, màn hình cân bằng điện tử giúp nhanh chóng cài đặt trạm máy

- Đo góc bằng, góc đứng liên tục với vi động vô cực

- Chế độ bù tứ cực đảm bảm các số liệu đo được chính xác

- Được tích hợp hệ thống đo không gương sử dụng laser

- Phím nóng cho chức năng [ALL] ở cạnh máy

- Hệ thống Software và Hardware onboard ổn định

- Tất cả đều đóng gói trong một thùng nhỏ gọn

1.4.3 Các bộ phận quan trọng của máy FLEXLINE TS06 ULTRA

Hình 1.2 Các bộ phận quan trọng của máy FLEXLINE TS06 ULTRA

màn hình.

 [MENU] : Truy cập vào chương trình ứng dụng, cài đặt, quản lý dữ liệu, hiệu chỉnh, thông số kết nối, thông tin hệ thống và

truyền dữ liệu

 [USER] : Phím được lập chương trình với chức năng từ menu [FNC]

 [FNC] : Truy cập nhanh vào chức năng đo hỗ trợ quá trình đo

 [ESC] : Thoát khỏi giao diện, trở về màn hình trước đó.

 : Xác nhận dữ liệu vào và tiếp tục trường tiếp theo

 Trigger key : Phím Trigger có thể được cài đặt một trong 3 chức năng (ALL, DIST, OFF) Nó được kích hoạt trong menu thiết lập

cấu hình

 : Phím mũi tên để chọn các thông số yêu cầu

 : Những phím chức năng này được chỉ định cho những phím dưới đáy màn hình

 : Các phím nhập ký tự chữ và số

b Các phím chức năng mềm (softkeys)

[ALL] : Đo và lưu kết quả

[DIST] : Đo không lưu kết quả.

[REC] : Lưu kết quả.

[ENTER] : Xoá giá trị hiện tại, sẵn sàng nhập giá trị mới

[ENH] : Nhập toạ độ.

[LIST] : Hiển thị những điểm có sẵn.

[FIND] : Tìm kiếm điểm.

[EDM] : Cài đặt chế độ đo dài

[N/NP] : Chuyển đổi giữa chế độ đo gương và không gương.

[DATA] : Chứa dữ liệu (có thể tìm kiếm trong khi đo .)

[PREV] : Về giao diện trước.

[STATION] : Cài đặt trạm máy

[Hz=0] : Cài đặt góc bằng

[VIEW] : Xem chi tiết dữ liệu (tên job, tên điểm, toạ độ .)

[NEXT] : Tiếp tục tới giao diện tiếp theo.

 : Chuyển đổi chức năng của phím mềm

 : Chuyển đổi chức năng của phím mềm.

[OK] : Xác nhận cài đặt và thoát khỏi giao diện

c Biểu tượng trạng thái

: Hai mũi tên chỉ ra rằng có nhiều trường để chọn

: Sử dụng các phím di chuyển để chọn các thông số theo yêu cầu

: Thoát khỏi một sự lựa chọn bằng phím Enter hoặc phím di chuyển

: Chỉ ra có nhiều trang màn hình và có thể lựa chọn trang bằng

phím [PAGE]

: Chỉ ra ống kính ở vị trí I hoặc II

: Chỉ ra chiều tăng góc bằng Hz khi quay máy ngược chiều kim đồng hồ

- Biểu tượng trạng thái Pin

: Chỉ ra dung lượng pin còn lại

- Biểu tượng của trạng thái bù

: Chỉ ra đang bật chức năng bù

: Chỉ ra đã tắt chức năng bù

- Các biểu tượng chỉ trạng thái của chế độ đo dài

: (InfraRed) biểu thị chế đo hồng ngoại cần có gương hoặc tấm phản xạ

: (Reflectorless) biểu thị chế độ đo không cần gương

- Biểu tượng của trạng thái bù khoảng cách

: Chế độ bù khoảng cách đang bật

- Biểu tượng của trạng thái nhập ký tự

: Chế độ nhập số

: Chế độ nhập chữ

: Gương chuẩn được chọn

: Gương mini được chọn

: Gương 3600 được chọn

: Gương 3600 mini được chọn

: Xác định gương được chọn

: Bluetooth được kết nối.

: Cổng USB được chọn

- Các ký hiệu:

: Thể hiện khoảng cách nghiêng

: Thể hiện chênh cao

: Thể hiện khoảng cách ngang

Hình 1.6 Màn hình hiển thị trang 1 của [FNC]

Nhấn F2 để vào Offset ta có bảng :

Hình 1.7 Nhập các số liệu để đo offset

Bước 1: nhập các giá trị (bù chiều dài, bù dịch chuyển ngang và bù cao độ)

Trong đó:

T_ Offset : Bù chiều dài

L_ Offset : Bù dịch chuyển ngang

H_ Offset : Điểm cần bù cao hơn điểm đo

Bước 2: Xác định giới hạn cho giá trị bù

ở Mode có hai kiểu chọn:

- PERMANENT : áp dụng cho tất cả các phép đo sau đó

- RESET AFTER REC : Chỉ áp dụng cho 1 phép đo sau đó

Bước 3: [RESET]: Đặt giá trị bù về ‘ 0 ’

Bước 4: [SET] : Xác nhận và chuyển về màn hình đo.

Hình 1.8 Truyền độ cao

Trong đó:

Po : Trạm máy

P1-P3 : Điểm đã biết độ cao

Ta tiến hành đo như sau:

 Chọn điểm đã biết độ cao và nhập chiều cao gương

- PtHgt : Nhập độ cao của một điểm xác định

- hi : Nhập chiều cao máy

 ấn phím [ALL] để hoàn thành việc đo đạc và hiển thị độ cao tính toán

- AddTg : Thêm độ cao của điểm đã biết khác

- FACE : Bề mặt thứ 2 tiến hành đo tương tự

- Set : Xác nhận thay đổi và đặt chiều cao máy

d1 : Khoảng cách từ gương 1 đến điểm ẩn

d2 : Khoảng cách từ gương 2 đến điểm ẩn

Cách tiến hành xác định điểm ẩn đó như sau:

ấn phím [FNC] ấn phím chuyển đến trang 2 trong phạm vi các ứng

dụng ta sẽ thấy:

Hình 1.10 Màn hình 2 của [FNC]

 Chọn Hiden Point (F2)

Hình 1.11 Chức năng đo điểm ẩn

Trên đó ta có thể vào ROD/EDM để định nghĩa thanh cài đặt EDM :

+ EDM-Model : Chuyển chế độ EDM

+ Prism type : Thay đổi kiểu gương

+ Prism Const : Hiển thị hằng số gương

+ Rod Length : Tổng chiều dài của thanh điểm ẩn

+ Dist R1-R2 : Khoảng cách giữa gương R1và R2

+ Mesa.Tol : Giới hạn của độ lệch giữa giá trị đưa ra và giá trị đogiữa 2 gương Nếu vượt qua dung sai thì máy sẽ đưa ra tín hiệu cảnh báo

Nhấn [ALL] để đo lần lượt tới gương thứ nhất và gương thứ hai, kết quả

Hidden Point Result sẽ được hiển thị trên màn hình:

Hình 1.12 Kết quả đo điểm ẩn

Toạ độ X, Y, Z của điểm được hiển thị

Finish : Ghi lại kết quả và quay trở lại ứng dụng

New : Quay trở về màn hình Hidden Point

d Check Tie

Đây là chức năng kiểm tra gián tiếp, nó sẽ tính toán và hiển thị độ dốc, khoảngcách bằng, chênh cao, phương vị, thứ bậc và gia số toạ độ giữa hai điểm đo Chứcnăng này chỉ hoạt động khi ít nhất đã có hai phép đo được tiến hành thành công

đo hoạt động cuối cùng được ghi lại khi tắt máy

1.4.5 Một số tính năng nổi bật của dòng máy Flexline

a Chức năng định tâm bằng laser và cân bằng bọt thuỷ điện tử

Chức năng này chỉ được kích hoạt khi bạn đang trong một chương trình ứng dụng

cụ thể như: Q- Survey, Surveying,Stake Out, v.v…Để bật bọt thủy điện tử, tốt nhất

để giao diện màn hình ở Q- Survey sau đó ấn phím [FNC] Màn hình hiện ra thìnhấn F1(Level/Plummet) Khi bật bọt thủy trong trường hợp máy không đủ cânbằng thì một biểu tượng báo nghiêng sẽ xuất hiện

Lúc này cân bằng bọt thủy thật chính xác, khi bọt thủy vào chính giữa thì máy đãcân bằng (quá trình dọi tâm bằng laser và cân bằng bọt thuỷ địên tử diễn ra đồngthời)

Hình 1.14 Trạng thái máy đã được cân bằng

Khi máy được cân bằng nhấn F4 [OK] để chấp nhận, tia laser dọi tâm và bọt thủy

điện tử sẽ tắt

Hình 1.15 Thay đổi cường độ dọi tâm bằng laser

Ngoài ra, các bộ phận cân bằng của máy gắn liền với phần mềm thành một khối,

do đó khi máy được cân bằng thì các phần mềm hoạt động trên cơ sở đã cân bằng Đồng thời máy có vi động ngang là vô cùng, rất tiện ích cho quá trình đo nhanh

b Chức năng của hệ thống dẫn hướng bằng ánh sáng

Máy toàn đạc điện tử FLEXLINE TS06 ULTRA đựơc trang bị hệ thống ánhsáng dẫn hướng EGL gồm hai nguồn ánh sáng nhấp nháy bên phía trên ống kính.Chức năng này giúp người đứng máy dẫn hướng người cầm gương đi gương mộtcách chính xác khoảng cách tia sáng chiếu được lên tới 150m Hệ thống này rấthữu ích khi chuyển điểm thiết kế ra thực địa

- Dải hoạt động của tia sáng 5 – 150m

- Trường nhìn 12, tại khoảng cách 100m

Hình 1.16 Trường nhìn của máy ở trường nhìn 100m

c Hệ thống bù tứ cực

Như chúng ta đã biết sai số đo của máy bao gồm:

- Sai số MO

- Sai số 2C

Ngoài ra còn có sai số 2i Để hiệu chỉnh các nguồn sai số này từ xa xưa người ta

đã dùng phương pháp chập parabol Nhưng phương pháp này sử dụng mất nhiềuthời gian mà vẫn không hiệu chỉnh được sai số 2i

Ngày nay công nghệ mới của Leica đã phát triển phương pháp ‘bù tứ cực’ Nghĩalà: “ Bù tứ cực theo thời gian thực, đồng thời cùng một lúc theo hai hướng’’ Trướcđây người ta chỉ xử lý được bổ chính các sai số tại hiện trường và chỉ bổ chính đượchai thông số là MO, 2C Nhưng phương pháp bù tứ cực ngoài MO, 2C, còn bổchính luôn cả 2i

1.4.6 Bảng chọn chính (Main menu)

Hình 1.18 Bảng main menu

 Q- Surveying: Chương trình đo nhanh, khi kích hoạt vào chương

trình này màn hình đo góc, đo cạnh hiện ra ngay

tức thời

 Prog : Chứa các chương trình ứng dụng như: Đo chi tiết,

giao hội nghịch, chuyển điểm thiết kế ra thực địa

 Manage : Quản lý dữ liệu (xem, xoá job, điểm, mã code )

 Transfer : Truyền (xuất/ nhập) dữ liệu

 Setting : Cài đặt cho máy (cài đặt thông dụng, cài đặt cho chức năng đo dài EDM, cài đặt thông số truyền dữ liệu)

 Tools : Các công cụ (hiệu chỉnh máy, cài đặt màn hình ban đầu sau khi khởi động máy, thông tin về phần mềm máy, v.v .)

1.4.7 Cây thư mục của máy toàn đạc điện tử FLEXLINE TS06 ULTRA

1.5 Quá trình cài đặt cho máy (SETTING)

Để cài đặt cho máy từ màn hình Main menu

Trong chế độ cài đặt sẽ có 5 trang (Page) màn hình, muốn chuyển sang các

trang khác ta chỉ cần ấn phím , nội dung cụ thể các trang như sau :

Trang 1/5:

Hình 1.20 Màn hình cài đặt trang 1

+ Contrast : Độ tương phản

+ Trigger Key 1 : Phím Trigger

+ Trigger Key 2 : Phím Trigger

+ User Key 1 : Người dùng tự cài đặt chức năng

+ User Key 1 : Người dùng tự cài đặt chức năng

+ V- Setting : Cài đặt kiểu góc đứng

+ Tilt Correction : Cài đặt chế độ bù

+ Hz Collimation: Chuẩn trực góc bằng

Trang 2/5:

Hình 1.21 Màn hình cài đặt trang 2

+ Beep : Cài đặt tiếng kêu của bàn phím

+ Sector Beep : Cài đặt tiếng kêu bip khi góc bằng đi qua các vị trí 00, 900, 1800, 2700

+ Hz Incrementation: Đặt chiều tăng góc bằng sang trái/ phải

+ V- Setting : Cài đặt góc đứng (nên đề Zenith)

+ Face I Def : Định nghĩa vị trí bàn độ

+ Language : Lựa chọn ngôn ngữ

+ Lang, choice : Bật tắt lựa chọn ngôn ngữ

Trang 3/5:

Hình 1.22 Màn hình cài đặt trang 3

+ Angle Unit : Đặt đơn vị góc (0 ‘ ‘’)

+ Min Reading: : Đặt số đọc nhỏ nhất

+ Dist Unit : Đặt đơn vị khoảng cách (m)

+ Dist Decimal : Số thập phân (lấy sau dấu phẩy)

+ Temp Unit : Đặt đơn vị nhiệt độ

+ Press Unit : Đặt đơn vị áp suất

+ Grade Unit : Đặt đơn vị độ dốc

Trang 4/5

Hình 1.23 Màn hình cài đặt trang 4

+ Data Output : Đặt kiểu ghi dữ liệu

+ GSI – Format : Đặt độ dài dữ liệu ( GSI8 hoặc GSI16)

+ GSI – Mask : Định dạng kiểu dữ liệu ra

+ Code : Tên trạm máy

+ Code record : Kiểu ghi ký hiệu điểm

+ Display ill : Chiếu sáng màn hình

+ Reticle ill : Chiếu sáng chữ thập

Trang 5/5

Hình 1.24 Màn hình cài đặt trang 5

+ Displ Heater : Sưởi ấm màn hình

+ Pre-/ Suffix : Thêm ký tự vào trước/ sau tên điểm

+ Identifier : Ký tự thêm vào

+ Sort Type : Kiểu phân loại

+ Sort Order : Thứ tự phân loại

+ Double PtlD : Cho phép ghi trùng tên điểm hoặc không

+ Auto – Off : Cài đặt tự động tắt máy/ tiết kiệm pin

b Cài đặt thông số liên quan đến đo khoảng cách (EDM)

Từ màn hình Main menu lựa chọn chương trình Setting

Hình 1.25 Màn hình (EDM)

Chọn (EDM)

Hình 1.26 Các chức năng cài đặt (EDM)

+ EDM Mode: Cài đặt kiểu đo dài

+ Prism Type : Cài đặt kiểu gương

+ Leica Const : Cài đặt hằng số gương

+ Abs Const : Bán kính gương

+ Laser- Point : Tắt mở tia laser chỉ thị vị trí đo

+ Guide Light : Tắt mở đèn dẫn đường

Để cài đặt nhiệt độ, áp suất ấn phím F1(ATMOS) Cài đặt lượng hiệu chỉnh khítượng ppm ấn phím F2(PPM)

Để cài đặt chức năng trên chỉ việc di chuyển thanh sáng tới mục đó sau đó dùngphím di chuyển sang trái/ phải để cài đặt, ấn F4(OK) để chấp nhận cài đặt 1.6 Các chương trình ứng dụng của máy toàn đạc điện tử FLEXLINE TS06 ULTRA

Máy toàn đạc điện tử FLEXLINE TS06 ULTRA có các chương trình ứng dụngsau:

- Surveying (Đo địa hình)

- Stake out (Chuyển điểm thiết kế ra thực địa)

- Free station (Giao hội nghịch)

- Reference Element- Reference line (Định vị công trình theo đường chuẩn)

- Tie distance (Đo khoảng cách gián tiếp)

- Area và Volume (Tính diện tích và khối lượng)

- Remote Height (Đo cao từ xa)

- Construction (Các chương trình ứng dụng trong xây dựng)

- Reference Element- Reference Arc (Định vị công trình theo đường cong)

- Cogo (Coordinate Geometry- Toạ độ hình học)

- Reference Element- Reference (Định vị công trình theo mặt phẳng)

- 2D- Road (Chương trình ứng dụng trong xây dựng)

Với các chương trình ứng dụng tích hợp trong máy trên, chức năng của máy

FLEXLINE TS06 ULTRA được cải thiện đáng kể Kết quả là dải ứng dụng được

mở rộng và công việc khảo sát hàng ngày trên thực địa được đơn giản, thuận lợi,chính xác và nhanh chóng

1.6.1 Surveying (Khảo sát, đo địa hình)

Đây là chương trình đo chi tiết thường được sử dụng phục vụ công tác Trắc địaxác định toạ độ, khảo sát đo vẽ bản đồ địa hình, địa chính,v.v

Chương trình này cho phép:

- Đo vẽ các điểm với số lượng lớn

- Hiện thị đầy đủ số liệu đo và toạ độ điểm đo

- Cho phép nhập mã điểm hoặc lựa chọn từ danh sách mã điểm có sẵn

- Dễ dàng nhập số thứ tự điểm đo

Cách đo:

Từ màn hình Main menu

Hình 1.27 Màn hình bảng chọn chính (Main menu)

Lựa chọn Prog ấn Enter màn hình hiện ra:

Hình 1.28 Các chương trình đo ở trang 1

Nhấn F1 để vào chương trình Surveying, màn hình sẽ hiện ra:

Hình 1.29 Chương trình đo Surveying

Để tiến hành làm việc với chương trình này người sử dụng phải thực hiện lầnlượt các thao tác sau:

Bước 1: Set job (Đặt tên công việc)

Bước 2: Set Station (Thiết lập trạm máy)

Bước 3 : Set Orientation (Thiết lập định hướng)

Bước 4 : Start (Tiến hành đo)

Thao tác thực hiện cụ thể như sau:

 Bước 1: Set job (Đặt tên công việc)

Tạo job nhằm mục đích để lưu trữ dữ liệu và sau khi tạo job xong tất cảcác dữ liệu sẽ được nhớ vào job đó như là một thư mục

Từ màn hình hiển thị như hình 3 ấn F1, màn hình sẽ hiện ra:

Hình 1.30 Đặt tên công việc

Tới đây người sử dụng có thể sử dụng job đã tạo trước hoặc tạo job mới + Nếu muốn sử dụng job đã tạo thì dùng phím di chuyển sang trái/ phải

để lựa chọn job (đã tạo) sau đó ấn F4(OK) để chấp nhận

+ Nếu muốn sử dụng job mới ấn F1 (NEW), tiếp theo dựa vào các phímchữ/ số (muốn chuyển dạng nhập số  chữ ấn F4) để nhập tên job muốn đặt:

Hình 1.31 Nhập tên công việc

Sau đó nhấn [OK] để kết thúc việc tạo job, lúc này người sử dụng có thể nhìn

thấy dấu chấm ‘.’ được tích trong [.], như vậy là việc tạo job đã hoàn thành, với các bước khác khi thực hiện xong dấun ‘.’cũng được tích tương tự ở mục này người sử

dụng chỉ cần đặt tên job các dòng khác có thể bỏ qua

Hình 1.32 Bước tạo Job đã hoàn thành

 Bước 2 : Set Station (Thiết lập điểm trạm máy)

Sau khi tạo job xong màn hình quay trở về màn hình như hình 1.32

Tiếp tục ấn F2 (Set station), màn hình hiện ra:

Hình 1.33 Cài đặt trạm máy

Tới đây có hai cách thiết lập điểm trạm máy:

- Cách 1: Gọi điểm từ trong bộ nhớ ra làm điểm trạm máy

Nhấn F1 (Find) màn hình hiện ra:

Hình 1.34 Lấy điểm trong máy

Sau đó lựa chọn đúng điểm cần làm trạm máy rồi ấn F4 (OK)

- Cách 2 : Thiết lập trạm máy bằng cách nhập trực tiếp toạ độ

Từ màn hình 1.34 ấn phím F3 (ENH) màn hình hiện ra như sau:

Hình 1.35 Nhập toạ độ trực tiếp

Tới đây người sử dụng cần làm lần lượt:

+ Nhập tên điểm, ký hiệu điểm và các giá trị toạ độ

+ Chọn enter để ghi lại dữ liệu trạm

+ Nhập chiều cao máy

+ ấn (OK) để khẳng định việc thiết lập trạm máy

Bước 3: Thiết lập định hướng

Việc nhập vào toạ độ điểm định hướng là để giúp cho máy có cơ sở địnhhướng bàn độ ngang khi xác định toạ độ của điểm Khác với trường hợp đo bằngmáy kinh vĩ thông thường bàn độ ngang được quay sao cho vạch ‘0‘ của nó trùngvới hướng nối điểm trạm má tới điểm định hướng, ở đây bàn độ được xoay sao chovạch ‘0‘ của nó song song với hướng bắc của hệ trục toạ độ Như vậy là sau khiđịnh hướng xong thì số đọc trên bàn độ ngang của máy toàn đạc điện tử khi ngắmtới một điểm nào đó sẽ chính là phương vị của cạnh nối từ trạm máy tới điểm đặtgương

Sau khi thiết lập điểm trạm máy xong, màn hình quay trở về như hình:

Hình 1.36 Quá trình cài đặt trạm máy hoàn thành

Nhấn F3 (Set Orientation) để thiết lập điểm định hướng và màn hình sẽ hiện ra:

Hình 1.37 Thiết lập điểm định hướng

Tới đây người sử dụng có thể dùng một trong hai cách định hướng sau:

 Cách 1: Định hướng bằng cách nhập góc

Nhấn F1(Manual Angle Setting) màn hình hiện ra:

Hình 1.38 Định hướng bằng nhập góc

Tiếp theo tiến hành:

+ Nhắm chính xác vào tiêu hoặc gương ở điểm định hướng

+ Nhập góc định hướng (Bearing)

+ Nhập chiều cao gương (Hr)

+ Tên điểm (số thứ tự) định hướng (Bs ID)

Sau đó ấn [REC] hoặc [ALL] màn hình quay về như sau:

Hình 1.39 Quá trình cài đặt điểm định hướng hoàn thành

Như vậy việc thiết lập định hướng đã hoàn thành

 Cách 2: Định hướng bằng nhập toạ độ điểm định hướng

Từ màn hình:

Hình 1.40 Nhập toạ độ điểm định hướng

Nhấn F2 (Coordinates) màn hình hiện ra:

Hình 1.41 Tên điểm định hướng

Tới đây có hai cách để nhập toạ độ:

- Thứ nhất: nhập toạ độ trực tiếp

Nhấn F2 (ENH) màn hình hiện ra:

Hình 1.42 Nhập toạ độ trực tiếp

Tiếp theo người sử dụng nhập vào:

+ PtlD: Tên (hay số thứ tự) điểm định hướng{chú ý là không đượctrùng với tên hay số thứ tự của điểm đã có trong job đang làm việc và phải khác tên(số thứ tự) điểm trạm máy}

+ Toạ độ điểm định hướng

Sau khi nhập xong nhấn Enter F4 (OK) màn hình hiện ra:

Hình 1.43 Các thông số cài đặt điểm định hướng

Tới đây nhập chiều cao gương (hr) rồi tiến hành quay máy bắt mục tiêuchính xác vào điểm định hướng ấn F3 (REC) hoặc ALL để định hướng

- Thứ hai: Gọi điểm đã có trong bộ nhớ ra làm điểm định hướng

Nhấn F1 màn hình hiện ra:

Hình 1.44 Gọi điểm trong bộ nhớ

Tiếp theo chọn điểm cần lấy làm điểm định hướng ấn F4 (OK) Các bướctiếp theo làm tương tự như phần nhập toạ độ trực tiếp điểm định hướng

Chú ý: Vì máy toàn đạc điện tử FLEXLINE TS06 ULTRA cho phép địnhhướng tối đa 5 điểm chính vì thế mà sau khi định hướng xong điểm thứ nhất máy sẽhỏi có muốn định hướng thêm điểm nữa không?

Hình 1.45 Màn hình khi định hướng xong

+ Chọn F4 (No) nếu không muốn định hướng thêm điểm nữa

+ Chọn F1(YES) nếu muốn định hướng thêm điểm nữa Tiếp tục làmtương tự như điểm định hướng thứ nhất

 Tiến hành đo (Start)

Sau khi định hướng xong màn hình trở về như sau:

Hình 1.46 Màn hình định hướng lúc hoàn thành

Nhấn F4 (Start) để đo màn hình hiện ra:

Hình 1.47 Màn hình đo nhanh

Trước khi đo điểm chi tiết đầu tiên người sử dụng cần phải nhập

- PtlD : Tên điểm (hay số thứ tự), các điểm tiếp theo tự tăng dần

- hr : Chiều cao gương

- Code: Mã (ký hiệu) điểm chi tiết

Sau đó ấn F1(ALL) để đo

1.6.2 Stake Out (Chuyển điểm thiết kế ra thực địa)

Chương trình này dùng để chuyển điểm thiết kế ra thực địa khi đã biết trướccác yếu tố tọa độ hoặc yếu tố góc cạnh Với giao diện màn hình hiển thị các thông

số cần thiết để giúp cho việc điều chỉnh khoảng cách gương ra xa vào gần, sang trái,sang phải để đưa điểm đặt gương hiện thời vào đúng vị trí điểm cần chuyển ra thựcđịa nhanh và kinh tế

Cách làm:

Vào Menu  F1(Prog)  F2 (Stake Out)

Hình 1.48 Màn hình chương trình Stake out

Thao tác thực hiện chương trình như sau:

 Bước 1: Set Job (Đặt tên công việc)

 Bước 2: Set Station (Thiết lập điểm trạm máy)

 Bước 3: Set Orientation (Thiết lập điểm định hướng)

Các bước này làm tương tự như các bước 1, 2, 3 của chương trình Surveying

 Bước 4: Start (Bắt đầu chuyển điểm thiết kế ra thực địa)

Nhấn F4 (Start) màn hình hiện ra như sau:

Hình 1.49 Các thông số Stake out

Tới đây có hai cách chuyển điểm thiết kế ra thực địa:

- Cách 1: Chuyển điểm thiết kế ra thực địa dựa vào toạ độ đã biết, có thể: + Nhập trực tiếp toạ độ điểm thiết kế vào

+ Gọi điểm thiết kế đã lưu toạ độ trong bộ nhớ ra

- Cách 2: Chuyển điểm thiết kế ra thực địa dựa vào góc phương vị vàkhoảng cách đã biết