Nghiên cứu ứng dụng của máy toàn đạc điện tử robotic và máy gps hai tần số thàng lập bản đồ

Hiện nay với tốc độ phát triển như vũ bão của khoa học kỹ thuật và công nghệ thông tin thì phương pháp thành lập bản đồ bằng các phương pháp truyền thống trở nên lạc hậu.. Có thể nói các

TRẦN THỊ THU TRANG

NGHIÊ CỨU ỨNG DỤNG CỦA MÁY TOÀN ĐẠC ĐIỆN TỬ ROBOTIC VÀ

MÁY THU GPS HAI TẦN SỐ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ

Chuyên ngành:Kỹ thuật trắc địa

Mã số: 60.52.85

LU ẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS.NGUYỄN QUANG MINH

HÀ NỘI 2009

MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA

LỜI CAM ĐOAN

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BẢN ĐỒ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP BẢN ĐỒ 7

1.1. ĐỊNHNGHĨAVÀPHÂNLOẠIBẢNĐỒ 7

1.1.1 Định nghĩa về bản đồ 7

1.1.2 Phân loại bản đồ 8

1.2.CƠ SỞTOÁNHỌCCỦABẢNĐỒ 10

1.2.1 Tỷ lệ bản đồ 10

1.2.2 Hệ quy chiếu dùng trong bản đồ địa hình- bản đồ địa chính 12

1.3.CÁCPHƯƠNGPHÁPCHIAMẢNHVÀĐÁNHSỐBẢNĐỒĐỊA HÌNH-ĐỊACHÍNH 16

1.3.1 Chia mảnh và đánh số bản đồ địa hình 16

1.3.2 Chia mảnh và đánh số bản đồ địa chính 21

1.4CÁCPHƯƠNGPHÁPTHÀNHLẬPBẢNĐỒ 23

1.4.1 Thành lập bản đồ bằng phương pháp đo vẽ trực tiếp ngoài thực địa 23

1.4.2 Phương pháp dùng tư liệu ảnh 25

1.4.3 Phương pháp biên tập, biên vẽ trong phòng 26

CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG CỦA MÁY TOÀN ĐẠC ĐIỆN TỬ ROBOTIC TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH- ĐỊA CHÍNH 29

2.1.GIỚITHIỆUVỀMÁYTOÀNĐẠCĐIỆNTỬ 29

2.1.1 Nguyên lý và cấu tạo chung của máy toàn đạc điện tử (TĐĐT) 29

2.1.2 Giới thiệu một số máy TĐĐT 31

2.2.KIỂMNGHIỆMMÁYTĐĐTVÀCÁCTHIẾTBỊKÈMTHEO 33

2.2.1 Xác định hệ số khúc xạ 33

2.2.2 Xác định hằng số cộng của máy 35

2.2.3 Xác định hằng số nhân của máy 38

2.2.4 Xác định đồng thời hằng số cộng và hằng số nhân của máy 38

2.2.5 Xác định sai số chu kỳ của máy 40

2.2.6 Kiểm định bộ phận định tâm quang học của máy và gương 40

2.2.7 Kiểm tra độ thẳng đứng của trục đứng máy TĐĐT và máy kinh vĩ 43

2.3.MÁYTOÀNĐẠCĐIỆNTỬROBOTIC 45

2.3.1 Khái niệm 45

2.3.2 Các loại máy toàn đạc điện tử Robotic 45

2.4.ỨNGDỤNGMÁYTOÀNĐẠCĐIỆNTỬROBOTICTRONGTHÀNHLẬP BẢNĐỒĐỊAHÌNH–ĐỊACHÍNH 49

2.4.1 Giới thiệu về máy TĐĐT Trimble S6 49

2.4.2 Thành lập quy trình đo ứng dụng thiết bị Robotic 51

2.4.3 Ứng dụng của máy TĐĐT robotic trong thành lập bản đồ 53

CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ GPS VÀ ỨNG DỤNG TRONG TRẮC ĐỊA BẢN ĐỒ .55

3.1.CẤUTRÚCVÀNGUYÊNLÝHOẠTĐỘNGCỦAGPS 55

3.1.1 Khái niệm 55

3.1.2 Các bộ phận cấu thành của hệ thống GPS và chức năng của chúng 57

3.2.CÁC NGUYÊN TắC ĐO VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐO GPS 60

3.2.1 Các đại lượng đo 60

3.2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO 62

3.3.CÁCNGUỒNSAISỐTRONGĐOGPS 70

3.3.1 Sai số của đồng hồ vệ tinh 70

3.3.2 Sai số của chuyển động vệ tinh trên quỹ đạo 70

3.3.3 Sai số do tầng điện ly 70

3.3.4 Sai số do tầng đối lưu 71

3.3.5 Sai số do nhiễu xạ tín hiệu vệ tinh 72

3.3.6 Sai số do người đo 72

3.3.7 Các yếu tố khác 73

3.4.CÁCỨNGDỤNGCỦAĐOGPSĐỘNGTRONGTHÀNHLẬPBẢNĐỒ 73

3.4.1 Giới thiệu về máy thu GPS R7 GNSS 73

3.4.2 Quy trình đo thành lập bản đồ bằng đo GPS động 74

3.4.3 Ưu, nhược điểm của phương pháp 76

3.4.4 Ứng dụng của đo GPS động trong thành lập bản đồ 77

CHƯƠNG 4: TÍCH HỢP CÔNG NGHỆ GPS VÀ TĐĐ TRONG TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ 80

4.1.QUYTRÌNHCÔNGNGHỆHIỆNNAY 80

4.1.1 Sơ đồ quy trình đo thành lập bản đồ hiện nay 80

4.1.2 Ưu điểm, hạn chế của phương pháp 82

4.2.QUYTRÌNHCÔNGNGHỆĐỀSUẤT 83

4.2.1.GIẢIPHÁPCÔNGNGHỆTHÀNHLẬPBẢNĐỒ 83

4.2.2 Ưu, nhược điểm của phương pháp 88

4.3GIỚITHIỆUPHẦNMỀMTRIMBLEGEOMATICSOFFICE 90

4.3.1 Xử lý số liệu hoàn hảo 90

4.3.2 Giải pháp đo đạc tích hợp 91

4.4.KẾTQUẢTHỰCNGHIỆM 92

4.4.1 Giới thiệu khu đo 92

4.4.2 Kết quả thực nghiệm 93

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 94

TÀI LIỆU THAM KHẢO 96

PHỤ LỤC 98

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Thành lập mới tờ bản đồ theo phương pháp nào? Mục đích để làm gì? Đó là câu hỏi đặt ra không những với người làm trắc địa chúng ta mà của cả các ngành, các cấp có liên quan Hiện nay với tốc độ phát triển như vũ bão của khoa học kỹ thuật và công nghệ thông tin thì phương pháp thành lập bản đồ bằng các phương pháp truyền thống trở nên lạc hậu Ngành bản đồ trong thời đại công nghệ thông tin cùng với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật đòi hỏi phải có phương pháp mới để tạo ra sản phẩm bản đồ đáp ứng được nhu cầu thực tế trong nền kinh tế đang tăng trưởng mạnh của nước ta hiện nay

Như chúng ta đã biết các phương pháp đo đạc trực tiếp là công việc có khối lượng lớn nhất, phức tạp, nặng nhọc tốn kém thời gian, nhân lực và kinh phí khi tiến hành với các thiết bị đo đạc quang học truyền thống Những năm gần đây với sự xuất hiện của máy toàn đạc điện tử thì công việc này đã được cải thiện đáng kể về

độ chính xác và năng suất lao động song về phương pháp đo cơ bản là không thay đổi

Có thể nói các chỉ tiêu kỹ thuật theo quy định hiện hành về độ chính xác thì phương pháp đo GPS động có thể thay thế các thiết bị đo truyền thống sử dụng trong các công đoạn đo đạc lập lưới khống chế và đo vẽ chi tiết Khi thành lập bản

đồ không cần lập lưới khống chế cơ sở, lưới đo vẽ khi sử dụng kỹ thuật đo GPS động, cho phép giảm khá lớn kinh phí, giảm tối đa nhân công, thời gian thi công thực địa và tăng chất lượng đo vẽ

Tuy nhiên việc áp dụng phương pháp đo GPS động chỉ hiệu quả trong những điều kiện phù hợp Với các khu vực ẩn khuất thì việc kết hợp phương pháp đo GPS động với các thiết bị đo đạc truyền thống sẽ mang lại hiệu quả cao.Ngoài ra, các máy toàn đạc điện tử hiện nay cũng cho phép liên kết dữ liệu với các thiết bị đo GPS khi thực hiện đo các chế độ RTK, PPK Việc nghiên cứu một cách toàn diện và đầy đủ các hệ thống thiết bị trên và ứng dụng của chúng trong thành lập bản đồ để

có thể tận dụng một cách đầy đủ khả năng của công nghệ mới là cần thiết

Xuất phát từ thực tế trên, tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu

ứng dụng của máy toàn đạc điện tử Robotic và máy thu GPS hai tần số thành lập bản đồ " nhằm giải quyết phần nào những vấn đề cấp thiết trên

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Từ những nghiên cứu chung về máy toàn đạc điện tử Robotic, hệ thống GPS Đề tài này sẽ nghiên cứu chi tiết các kỹ thuật đo GPS động sử dụng các thiết

bị đo GPS động mới được nhập, nghiên cứu sự kết hợp công nghệ TĐĐT và GPS trong trắc địa Kết quả nghiên cứu cần xác định được về độ chính xác đạt được của thiết bị trong điều kiện thực tế của Việt Nam, so sánh với công nghệ truyền thống

để rút ra những kết luận khoa học,từ đó đề xuất quy trình thành lập bản đồ từ việc kết hợp công nghệ GPS và TĐĐT

4 Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu về các tính năng, độ tin cậy của thiết bị mới: máy TĐĐT Robotic và máy thu GPS hai tần

Nghiên cứu và phân tích các quy trình thành lập bản đồ bằng: phương pháp truyền thống, sử dụng TĐĐT Robotic, máy thu GPS Từ đó đưa ra giải pháp công nghệ tích hợp công nghệ GPS và máy TĐĐT Robotic thành lập bản đồ

5 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp thống kê: Thu thập, tổng hợp, xử lý các thông tin và tài liệu liên quan Phương pháp phân tích: Sử dụng các phương tiện và các công cụ tiện ích, phân tích các tư liệu, đánh giá khách quan các yếu tố để đưa ra kết luận chính xác làm cơ sở giải quyết các vấn đề đặt ra

Phương pháp so sánh: Tổng hợp các kết quả, so sánh đánh giá và đưa ra kết luận chính xác về vấn đề đặt ra

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Hiện nay, có nhiều các thiết bị đo đạc trắc địa hiện đại được đưa vào thực tế sản xuất ở nước ta, đặc biệt là các loại máy toàn đạc điện tử và hệ thống định vị toàn cầu GPS Trong đó, các máy toàn đạc điện tử mới nhất đều được thiết lập các

hệ thống cho phép tiến hành đo đạc tự động (Robotic) cần có sự nghiên cứu đánh giá một cách đầy đủ về khả năng đo đạc tự động các hệ thống Robotic của máy toàn đạc điện tử trong việc thành lập bản đồ

Công nghệ GPS là công nghệ mới, khác biệt, làm thay đổi quan niệm về đo đạc trong công tác trắc địa bản đồ Đặc biệt với đo GPS động là bước phát triển mới của công nghệ đo đạc chi tiết bỏ qua công đoạn lập lưới khống chế, có độ chính xác đạt yêu cầu kỹ thuật đo vẽ bản đồ, có những tính năng ưu việt so với phương pháp

đo vẽ bản đồ truyền thống Đo GPS kết hợp với máy TĐĐT tạo được hiệu quả kinh

tế cao trong thành lập bản đồ địa hình- địa chính

Qua một thời gian nghiên cứu và thực nghiệm dưới sự hướng dẫn của thầy giáo TS Nguyễn Quang Minh đề tài đã được hoàn thành.Tôi xin chân thành cảm ơn

TS Nguyễn Quang Minh đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này Tuy nhiên do thời gian và trình độ còn hạn chế nên luận văn không tránh khỏi thiếu sót Tôi mong nhận được những ý kiến đóng góp của thầy và đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện hơn khi đi vào sản xuất

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ BẢN ĐỒ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP

THÀNH LẬP BẢN ĐỒ 1.1 Định nghĩa và phân loại bản đồ

1.1.1 Định nghĩa về bản đồ

1 Định nghĩa

Bản đồ là hình ảnh thu nhỏ bề mặt tự nhiên của trái đất hoặc bề mặt của các thiên thể khác lên trên mặt phẳng theo một quy luật toán học nhất định, thông qua việc khái quát hóa và sử dụng một hệ thống ký hiệu quy ước nhằm phản ánh sự phân bố, trạng thái, các đặc điểm về số lượng, chất lượng và mối liên quan giữa các hiện tượng tự nhiên và xã hội

2 Tính chất

v Tính trực quan

Bản đồ cho ta khả năng bao quát và nhận biết nhanh chóng những yếu tố chủ yếu và quan trọng nhất của nội dung bản đồ Một trong những tính chất ưu việt nhất của bản đồ là khả năng bao quát, tạo ra mô hình trực quan của lãnh thổ Nó phản ánh về các đối tượng hoặc các hiện tượng được biểu thị Qua bản đồ người sử dụng

có thể tìm thấy được sự phân bố và quan hệ của các đối tượng các hiện tượng trên

bề mặt trái đất

v Tính đo được

Đây là tính chất rất quan trọng của bản đồ, tính chất này có liên quan chặt chẽ tới cơ sở toán học của bản đồ Trên bản đồ, người sử dụng có thể xác định được rất nhiều các trị số khác nhau như: Tọa độ, độ cao, khoảng cách, diện tích, thể tích, góc, phương hướng và các trị số khác

v Tính thông tin của bản đồ

Đó là khả năng lưu trữ, truyền đạt cho người đọc những thông tin khác nhau

về các đối tượng và các hiện tượng được biểu thị

3 Vai trò của bản đồ

Bản đồ được sử dụng rộng rãi trong tất cả các ngành kinh tế quốc dân Nó được dùng để phục vụ cho việc thiết kế các công trình, xây dựng mạng lưới giao thông và xây dựng cơ bản

Bản đồ là tài liệu không thể thiếu được trong công tác xây dựng các dự án, phân vùng, quy hoạch, quản lý đất đai, xây dựng hệ thống thủy lợi, cải tạo đất, quy hoạch và khai thác rừng

Bản đồ là công cụ và phương tiện cần thiết trong công tác quản lý hành chính, là tài liệu không thể thay thế được của sự nghiệp giáo dục trong và ngoài Nhà trường Chúng không chỉ là kho tàng lưu trữ những kiến thức địa lý đã tích lũy được

mà còn là công cụ để truyền bá một cách có hiệu quản những kiến thức đó, để nâng cao trình độ văn hóa chung, giới thiệu cho đông đảo quần chúng về đất nước, quê hương và các quốc gia khác trên thế giới

Trong quân sự, bản đồ có ý nghĩa rất lớn, nhất là trong thời đại ngày nay, việc sử dụng kỹ thuật quân sự hiện đại đòi hỏi phải giải quyết những nhiệm vụ khó khăn, phức tạp do đó phải có sự nghiên cứu những khu vực địa lý lớn có tính chất toàn cầu

Ngày nay với nền kinh tế đang được toàn cầu hóa, việc giải quyết những nhiệm vụ trọng tâm của loài người đã vượt ra ngoài khuôn khổ của từng quốc gia:

Bố trí hợp lý lực lượng lao động, sử dụng đúng đắn tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ môi trường sinh thái…Thì bản đồ ngày càng có một vai trò quan trọng hơn trong việc phát triển kinh tế, xã hội nói chung

1 Phân loại bản đồ theo các đối tượng thể hiện

Bản đồ được phân làm 2 nhóm:

Nhóm các bản đồ địa lý: là các bản đồ biểu thị bề mặt trái đất

Nhóm các bản đồ thiên văn: bao gồm các bản đồ bầu trời sao, bản đồ các thiên thể và các hành tinh khác

Trong đó các bản đồ địa lý là loại bản đồ phổ biến nhất

2 Phân loại bản đồ theo tỷ lệ

Nhóm bản đồ tỷ lệ lớn

Nhóm bản đồ tỷ lệ trung bình

Nhóm bản đồ tỷ lệ nhỏ

3 Phân loại bản đồ theo nội dung

a Nhóm các bản đồ địa lý tổng hợp (hay các bản đồ địa lý)

Đây là loại bản đồ địa lý mà nội dung của nó biểu thị đầy đủ các đối tượng địa lý tự nhiên và kinh tế xã hội có trên bề mặt trái đất

Theo tỷ lệ, các bản đồ địa lý tổng hợp lại được chia thành các loại sau:

Bản đồ địa hình: Gồm các bản đồ có tỷ lệ từ 1/200000 đến lớn hơn

Bản đồ địa hình khái quát: Gồm các bản đồ có tỷ lệ từ 1/300000 đến 1/1000000 Bản đồ khái quát: Gồm các bản đồ có tỷ lệ nhỏ hơn 1/100000

b Nhóm các bản đồ chuyên đề (chuyên môn)

Bản đồ chuyên đề là các bản đồ mà nội dung của nó được quyết định bởi từng đề tài cụ thể Tùy thuộc vào đề tài, bản đồ sẽ phản ánh chi tiết về một chuyên

đề nào đó, có thể là một yếu tố hoặc một nhóm yếu tố địa lý tự nhiên hay kinh tế xã hội trên bề mặt đất

Ví dụ: Bản đồ công nghiệp, bản đồ địa chất, bản đồ văn hóa giáo dục, bản đồ khí hậu… Trên bản đồ địa lý chung không có sự phân biệt các yếu tố nội dung chính, phụ, nhưng trên bản đồ chuyên đề có sự phân biệt đó Các yếu tố nội dung chính được biểu thị chi tiết, tỷ mỉ hơn Các yếu tố nội dung phụ đóng vai trò thứ yếu sẽ được biểu thị sơ lược hơn

Bản đồ chuyên đề được chia làm 3 nhóm:

Bản đồ thông tin quảng cáo

5 Phân loại theo phạm vi khu vực

6 Phân loại theo các đặc tính phụ khác

Theo số màu in: bản đồ 1 màu, bản đồ nhiều màu

Theo tính chất sử dụng: gồm các bản đồ treo tường, bản đồ để bàn, bản đồ bỏ túi

Tỷ lệ bản đồ chính là tỷ số giữa khoảng cách trên bản đồ ứng với khoảng cách ngoài thực địa Tỷ lệ bản đồ cho biết các độ lớn, kích thước của các đối tượng trên bản đồ thu nhỏ hơn so với ngoài thực địa bao nhiêu lần

Trong quá trình biên tập, thành lập bản đồ thì việc lựa chọn tỷ lệ bản đồ là khâu cực kỳ quan trọng quyết định đến quy mô lãnh thổ thể hiện, nội dung mục đích chuyên đề, kích thước và bố cục của tờ bản đồ

2 Cách thức thể hiện

Trên các tờ bản đồ tỷ lệ nhỏ, tỷ lệ bản đồ luôn luôn thay đổi, phụ thuộc vào phép chiếu bản đồ Vì vậy, trên các loại bản đồ này, người ta phân chia tỷ lệ bản đồ thành tỷ lệ chung và tỷ lệ riêng

Tỷ lệ chính: là tỷ lệ ghi chú trên tờ bản đồ, nó chỉ đúng trên một số điểm và

đường nhất định được quyết định bởi phép chiếu bản đồ Thông thường, để đảm bảo chính xác khi tính toán, người ta sẽ ghi chú bên cạnh tỷ lệ bản đồ vị trí địa lý của các điểm hoặc đường có tỷ lệ bằng đúng với tỷ lệ chính Trong nghiên cứu về sai số

của các phép chiếu bản đồ, nếu coi tỷ lệ chính bằng 1 thì tỷ lệ riêng của bản đồ sẽ

lớn hơn hoặc nhỏ hơn 1 tùy vào vị trí trên bản đồ Tỷ lệ chính được thể hiện trên bản đồ dưới ba dạng:

Tỷ lệ số: tỷ lệ bản đồ có dạng là một phân số với tử số luôn luôn bằng 1, mẫu

số thường là số chẵn thể hiện số lần thu nhỏ của các đối tượng trên bản đồ so với ngoài thực địa Ví dụ: 1:25.000; 1.50.000; 1:100.000; 1:1.000.000

Tỷ lệ chữ : là chữ viết thể hiện ý nghĩa của tỷ lệ bản đồ và thường được đặt

ngay bên dưới dòng tỷ lệ số trên bản đồ Ví dụ: 1cm trên bản đồ tương ứng với 100km với bản đồ tỷ lệ 1: 1000000 trên thực địa Tỷ lệ chữ thường chỉ có trên các bản đồ địa hình và bình đồ

Thước tỷ lệ : là dạng đồ thị chia khoảng tương ứng được thiết kế theo tỷ lệ

bản đồ để tiện cho việc tính toán tên bản đồ Có hai loại thước tỷ lệ: thước tỷ lệ thẳng (hay thước tỷ lệ đứng) và thước tỷ lệ ngang (hay thước tỷ lệ xiên) Thước tỷ

lệ xiên có độ chính xác gấp 10 lần thước tỷ lệ thẳng và thường chỉ gặp trên các tờ bản đồ địa hình tỷ lệ lớn

3 Ý nghĩa của tỷ lệ bản đồ

Tỷ lệ bản đồ biểu thị mối quan hệ thu nhỏ giữa đối tượng trên bản đồ và ngoài thực địa Vì vậy, nó là công cụ hữu ích giúp ta tính toán quy đổi các giá trị khoảng cách nằm ngang ngoài thực địa về khoảng cách trên bản đồ và ngược lại Ví

dụ, trên bản đồ tỷ lệ 1:500.000, khi ta đo được chiều dài một đoạn thẳng a có giá trị

là 2,7cm thì có nghĩa là đoạn a đó chính là hình chiếu của một đoạn thẳng tương ứng A dài 13,5km Ngược lại, cũng trên tỷ lệ bản đồ đó, một đoạn thẳng ngoài thực địa dài 10km khi thể hiện trên bản đồ sẽ là đoạn thẳng 2cm

Ngoài phản ánh ý nghĩa mức độ thu nhỏ của bản đồ, tỷ lệ bản đồ còn có quyết định mức độ tổng quát hóa của nội dung bản đồ, vấn đề về lựa chọn phương pháp thể hiện nội dung bản đồ và phương pháp sử dụng bản đồ Ngoài ra, tỷ lệ bản đồ còn là một trong những tiêu chí quan trọng để tiến hành phân loại bản đồ

1.2.2 Hệ quy chiếu dùng trong bản đồ địa hình- bản đồ địa chính

Khi thành lập bản đồ việc đầu tiên là xác định lưới chiếu, hệ tọa độ của bản

đồ Khi sử dụng bản đồ thì mạng lưới tọa độ chính là cơ sở để tiến hành các công việc đo đạc khác

Ở nước ta hiện nay đang sử dụng hai loại phép chiếu là Gauss – Kruger (năm 2000 trở về trước) và UTM (năm 2000 đến nay) Hai phép chiếu này đều là phép chiếu hình trụ ngang đồng góc

1 Phép chiếu Gauss - Kruger:

Đây là phép chiếu được Carl Friedrich Gauss, nhà toán học người Đức tìm ra

và sử dụng để tính toán các kết quả tam giác đạc Sau khi Gauss qua đời, Louis Kruger, nhà trắc địa người Đức tiếp tục nghiên cứu và đưa ra công thức tính toán thực tế được công bố vào năm 1912 tại Pozdam Sau đó đã được đưa vào sử dụng ở Đức và các nước chư hầu của Đức với ellipsoid Bessel

Hình 1.1 Phép chiếu Gauss- Kruger

Năm 1928, lưới chiếu này được sử dụng ở Liên Xô cũng với ellipsoid Bessel

Từ năm 1946, được sử dụng với ellipsoid Krasovsky với múi chiếu 6 độ cho bản đồ

tỷ lệ 1:10.000 và nhỏ hơn, còn đối với tỷ lệ 1:5.000 và lớn hơn thì chọn múi chiếu 3 độ

Từ năm 1952, lưới chiếu Gauss - Kruger được sử dụng thống nhất cho các nước xã hội chủ nghĩa với việc phân chia lãnh thổ thành các múi 6 độ phù hợp với bản đồ quốc tế, tỷ lệ 1:1.000.000 mà điểm gốc trùng nhau của ellipsoid Krasovsky và Geoid tại Pulkovo Nước ta đã sử dụng lưới chiếu này làm cơ sở toán học của bản đồ địa hình với ellipsoid Krasovsky và hệ tọa độ Gauss năm 1972 (gọi là hệ tọa độ Hà Nội - 72)

Phép chiếu Gauss chia toàn bộ Trái đất thành 60 phần riêng biệt, mỗi phẫn được giới hạn bởi hai kinh tuyến có hiệu độ kinh là 6o

(gọi là múi chiếu) Trong mỗi múi chiếu có kinh tuyến chính giữa chia làm hai phần bằng nhau gọi là kinh tuyến trục Các múi được đánh số thứ tự từ 1 đến 60 kể từ kinh tuyến gốc về phía đông,

như vậy kinh tuyến gốc (Greenwich) là giới hạn phía tây của múi thứ nhất Phép chiếu Gauss được thực hiện trên từng múi một Trước tiên đặt ellipsoid nội tiếp với hình trụ nằm ngang sao cho chúng tiếp xúc với nhau theo đường kinh tuyến trục, chiếu lên hình trụ rồi trải ra mặt phẳng Lần lượt biểu diễn độc lập cho tất cả 60 múi

Trên toàn lưới chiếu không có biến dạng về góc Tại kinh tuyến tiếp xúc (kinh tuyến trục) không có biến dạng chiều dài (tỷ lệ chiều dài k=1), càng về hai kinh tuyến biên, biến dạng càng tăng.Để giảm bớt sai số biến dạng, người ta có thể

sử dụng múi chiếu 3o hoặc 1o30' tùy thuộc vào yêu cầu về độ chính xác của bản đồ Kinh tuyến giữa là đường thẳng, các kinh tuyến còn lại là những đường cong, đối xứng qua kinh tuyến giữa, chiều lõm hướng về kinh tuyến giữa Lãnh thổ Việt Nam nằm trên hai múi có kinh tuyến giữa là 105o và 111o có số thứ tự là 18 và 19 Xích đạo là đường thẳng vuông góc với kinh tuyến giữa Các vĩ tuyến còn lại là những đường cong, đối xứng qua xích đạo, chiều lõm hướng về phía cực gần với vĩ tuyến đó hơn

Hình 1.2 Hệ tọa độ vuông góc Gauss- kruger Tại mỗi múi chiếu, có hệ thống tọa độ vuông góc riêng Gốc tọa độ của mỗi múi là điểm giao nhau của xích đạo với kinh tuyến giữa múi Để tránh tọa độ âm, người ta lùi trục tung về phía Tây 500km, nếu ở bán cầu Nam thì dời thêm trục hoành về phía Nam 10.000km

Phép chiếu Gauss - Kruger được ứng dụng rộng rãi để thành lập các bản đồ địa hình tỷ lệ lớn ở nhiều quốc gia trên thế giới

2 Phép chiếu UTM (Universal Transverse Mecator)

Phép chiếu UTM còn được gọi là phép chiếu Gauss - Boag Về cách thành lập cũng tương tự như trong phép chiếu Gauss - Kruger, tức là chia ellipsoid Trái đất thành nhiều múi (6o

hoặc 3o) rồi chiếu từng múi một lên mặt chiếu là hình trụ ngang Tuy nhiên, trong phép chiếu UTM ellipsoid không tiếp xúc với hình trụ mà cắt hình trụ tại hai cát tuyến cách kinh tuyến trục 180km về mỗi phía (đối với múi

6o) Đồng thời, cách đánh số thứ tự múi trong phép chiếu UTM cũng có sự khác biệt

so với phép chiếu Gauss - Kruger, múi đầu tiên (múi số 1) được tính từ kinh tuyến

180o đến 174o Tây Như vậy, phần đất liền lãnh thổ Việt Nam nằm trong các múi 48 và 49

Đây cũng là phép chiếu hình trụ ngang đồng góc nên trên toàn phạm vi bản

đồ, không có biến dạng về góc Khác với phép chiếu Gauss - Kruger, trong phép chiếu UTM tại kinh tuyến trục tỷ lệ biến dạng chiều dài k=0,9996 đối với múi 6o và k=0,9999 đối với múi 3o Ở hai cát tuyến (cách kinh tuyến trục 180km về hai phía) thì không có biến dạng chiều dài (k=1), càng về hai kinh tuyến biên thì biến dạng càng tăng (k>1) Như vậy, trong phép chiếu UTM, biến dạng được phân bố đều trên toàn bản đồ, sự chênh lệch do biến dạng giữa khu vực trung tâm bản đồ với khu vực biên là nhỏ hơn so với Gauss - Kruger, nếu ta sử dụng múi chiếu 3o thì biến dạng này sẽ càng nhỏ hơn nữa Tuy nhiên, việc tính toán lại phức tạp hơn nhiều so với lưới chiếu Gauss - Kruger

Kinh tuyến giữa là đường thẳng, các kinh tuyến còn lại là những đường cong đối xứng và lõm về phía kinh tuyến giữa Xích đạo cũng là đường thẳng, các vĩ tuyến còn lại là những đường cong lõm về phía hai cực và đối xứng nhau qua xích đạo

Hình 1.3 Lưới chiếu UTM và hệ tọa độ vuông góc UTM

Phép chiếu UTM cũng được sử dụng rộng rãi trong việc thành lập các bản đồ địa hình tỷ lệ lớn đối với nhiều quốc gia trên thế giới Hiện nay, nước ta đang sử dụng hệ tọa độ VN-2000 với lưới chiếu bản đồ đối với các bản đồ tỷ lệ lớn được xây dựng từ phép chiếu UTM với ellipsoid WGS-84 được định vị lại phù hợp với lãnh thổ Việt Nam

1.3 Phương pháp chia mảnh và đánh số bản đồ địa hình- địa chính

1.3.1 Chia mảnh và đánh số bản đồ địa hình

Hệ thống bản đồ cơ bản nhà nước (tỷ lệ từ 1:5.000 - 1:1.000.000) bao trùm toàn lãnh thổ gồm rất nhiều mảnh Phần đất liền nước ta, riêng tỷ lệ 1:50.000 đã có trên 300 mảnh Vị trí của từng mảnh bản đồ trong mỗi tỷ lệ và trong dãy tỷ lệ cơ bản phải được qui định chặt chẽ Mặt khác, kích thước của mỗi mảnh bản đồ cũng phải được tính toán sao cho phù hợp với yêu cầu kỹ thuật và điều kiện sử dụng Sự phân chia mảnh có hệ thống như vậy gọi là sự phân mảnh bản đồ, tên gọi (số hiệu) của mỗi mảnh trong hệ thống phân mảnh đó được gọi là danh pháp bản đồ

Có các hệ thống phân mảnh bản đồ sau: phân mảnh theo lưới bản đồ

thường là các lưới kinh vĩ tuyến thường áp dụng cho các bản đồ địa hình và một số

loại bản đồ chuyên đề; phân mảnh theo lưới vuông góc thường được sử dụng trong các loại bản đồ địa chính hoặc các tờ bình đồ và phân mảnh theo đường hỗ

trợ thường được áp dụng cho các bản đồ tỷ lệ nhỏ với kích thước lớn

Trong lịch sử phát triển ngành đo đạc bản đồ ở nước ta, chúng ta đã sử dụng nhiều

hệ thống phân mảnh bản đồ khác nhau Sau đây, xin trình bày hệ thống phân mảnh

và danh pháp bản đồ đang được sử dụng chính thức hiện nay, đã được quy định trong Thông tư hướng dẫn áp dụng Hệ quy chiếu và hệ tọa độ Quốc gia VN-2000

do Tổng cục Địa chính (nay đã được sát nhập vào Bộ Tài Nguyên - Môi trường) ban hành, có hiệu lực kể từ ngày 20 tháng 6 năm 2001 Trong đó các bản đồ địa hình nằm trong dãy tỷ lệ từ 1:1.000.000 đến 1:2.000 được gọi là các bản đồ địa hình cơ bản còn các bản đồ địa hình thuộc tỷ lệ 1:1.000 và 1:500 là các bản đồ địa hình tỷ lệ lớn

Hình 1.4 Cách chia đai và múi cơ bản

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

Bản đồ địa hình tỷ lệ 1:1.000.000 được chọn làm cơ sở để phân mảnh Mỗi

tờ bản đồ có kích thước 4ox6o là giao của múi 6o chia theo kinh tuyến và đai 4o chia

theo vĩ tuyến Kí hiệu múi được đánh bằng số Ả rập 1,2,3 múi số 1 được tính từ kinh tuyến 180o - 174o Tây, tăng dần từ Đông sang Tây Kí hiệu đai được đánh bằng các chữ cái Latinh A,B,C, (bỏ qua O và I để tránh nhầm lẫn với các số 0 và 1), đai đai đầu tiên nằm giữa vĩ tuyến 0o

và 4o Bắc Kí hiệu đai tăng dần từ xích đạo về cực Trong hệ thống lưới chiếu UTM quốc tế, người ta đặt trước kí hiệu đai thêm chữ cái

N đối với các đai ở bán cầu Bắc và chữ S đối với các đai ở bán cầu Nam

Phiên hiệu mảnh bản đồ 1:1.000.000 trong hệ VN-2000 có dạng X-yy (NX-yy),

trong đó X là kí hiệu đai và yy là thứ tự múi, phần trong ngoặc là phiên hiệu theo danh pháp quốc tế Như vậy, theo qui định này, phần đất liền lãnh thổ Việt Nam nằm trong phạm vi các đai có kí hiệu từ C đến F và các múi 48, 49.Ví dụ, mảnh C-48(NC-48)

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

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1.000.000 được chia thành 4 mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500.000 có kích thước 2ox3o được đánh kí hiệu bằng các chữ cái A,B,C,D theo thứ tự từ trái sang phải, trên xuống dưới Theo danh pháp quốc tế, các kí hiệu A,B,C,D được đánh theo chiều kim đồng hồ bắt đầu từ góc Tây Bắc

Phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500.000 trong hệ VN-2000 là phiên hiệu của mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1.000.000 chứa mảnh 1:500.000 đó, dấu gạch nối (-) và sau đó

là kí hiệu của mảnh 1:500.000, tiếp đến phần trong ngoặc là danh pháp quốc tế Ví

dụ, mảnh C-48-D(NC-48-C)

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

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500.000 được chia thành 4 mảnh bản đồ tỷ lệ 1:250.000 có kích thước 1ox1o30' được đánh kí hiệu bằng các chữ số Ả rập 1,2,3,4 theo thứ tự từ trái sang phải, trên xuống dưới Theo danh pháp quốc tế, mảnh 1:250.000 được chia từ mảnh 1:1.000.000 thành 16 mảnh cũng có kích thước

1ox1o30', kí hiệu bằng các chữ số Ả rập từ 1 tới 16 theo thứ tự từ trái sang phải, trên xuống dưới

Phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:250.000 trong hệ VN-2000 gồm phiên hiệu của mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500.000 chứa mảnh 1:250.000 đó, dấu gạch nối (-) và sau

đó là kí hiệu của mảnh 1:250.000, tiếp đến phần trong ngoặc là danh pháp quốc tế

Ví dụ, mảnh C-48-D-1(NC-48-11)

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

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1.000.000 được chia thành 96 mảnh bản đồ tỷ lệ 1:100.000 có kích thước 30'x30' được đánh kí hiệu bằng các chữ số Ả rập từ 1 đến

96 theo thứ tự từ trái sang phải, trên xuống dưới Theo danh pháp quốc tế, hệ thống bản đồ tỷ lệ 1:100.000 được phân chia độc lập so với hệ thống bản đồ tỷ lệ 1:1.000.000 Phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:100.000 gồm 4 số, hai số đầu bắt đầu bằng 00 là số thứ tự của múi có độ rộng 30' theo kinh tuyến tính từ kinh tuyến 75oĐông và tăng dần về phía Đông, hai số sau bắt đầu bằng 01 là số thứ tự của các đai

có độ rộng 30' theo vĩ tuyến tính từ vĩ tuyến 4o Nam và tăng dần về phía cực

Phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:100.000 trong hệ VN-2000 gồm phiên hiệu của mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1.000.000 chứa mảnh 1:100.000 đó, dấu gạch nối (-) và sau

đó là kí hiệu của mảnh 1:250.000, tiếp đến phần trong ngoặc là danh pháp quốc tế

Ví dụ, mảnh F-48-68(6151)

5 Phân mảnh và đặt phiên hiệu mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1:100.000 được chia thành 4 mảnh bản đồ tỷ lệ 1:50.000 có kích thước 15'x15' được đánh kí hiệu bằng các chữ cái A, B, C, D Theo danh pháp quốc tế, việc chia mảnh bản đồ tỷ lệ 1:50.000 cũng được thực hiện tương tự nhưng phiên hiệu mảnh được đánh bằng các chữ số La Mã I, II, III, IV theo thứ tự bắt đầu từ mảnh góc Đông Bắc theo chiều kim đồng hồ

Phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:50.000 trong hệ VN-2000 gồm phiên hiệu của mảnh bản đồ tỷ lệ 1:100.000 chứa mảnh 1:50.000 đó, dấu gạch nối (-) và sau đó

là kí hiệu của mảnh 1:50.000, tiếp đến phần trong ngoặc là danh pháp quốc tế Ví

dụ, mảnh F-48-68-D(6151II)

6 Phân mảnh và đặt phiên hiệu mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25.000

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1:50.000 được chia thành 4 mảnh bản đồ tỷ lệ 1:25.000 có kích thước 7'30"x7'30" được đánh kí hiệu bằng các chữ cái a, b, c, d Trong danh pháp quốc tế, không tiến hành phân chia các mảnh bản đồ có tỷ lệ 1:25.000 và lớn hơn

Phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:25.000 gồm phiên hiệu của mảnh bản đồ tỷ lệ 1:50.000 chứa mảnh 1:25.000 đó, dấu gạch nối (-) và sau đó là kí hiệu của mảnh 1:25.000 Ví dụ, mảnh F-48-68-D-a

7 Phân mảnh và đặt phiên hiệu mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1:25.000 được chia thành 4 mảnh bản đồ tỷ lệ 1:10.000 có kích thước 3'45"x3'45" được đánh kí hiệu bằng các chữ số 1, 2, 3, 4 Phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:10.000 gồm phiên hiệu của mảnh bản đồ tỷ lệ 1:25.000 chứa mảnh 1:10.000 đó, dấu gạch nối (-) và sau đó là kí hiệu của mảnh 1:10.000 Ví dụ, mảnh F-48-68-D-a-3

8 Phân mảnh và đặt phiên hiệu mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1:5.000

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1:100.000 được chia thành 256 mảnh bản đồ tỷ lệ 1:5.000 có kích thước 1'52,5"x1'52,5" được đánh kí hiệu bằng các chữ số từ 1 đến 256 Phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:5.000 gồm phiên hiệu của mảnh bản đồ tỷ lệ 1:100.000 chứa mảnh 1:5.000 đó, dấu gạch nối (-) và sau đó là kí hiệu của mảnh 1:5.000 đặt trong dấu ngoặc đơn () Ví dụ, mảnh F-48-68-(255)

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

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1:5.000 được chia thành 9 mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2.000

có kích thước 37,5"x37,5" được đánh kí hiệu bằng các chữ cái La tinh a, b, c, d, e, f,

g, h, k (bỏ qua i và j để tránh nhầm lẫn với 1) theo thứ tự từ trái sang phải, trên xuống dưới

Phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2.000 gồm phiên hiệu của mảnh bản đồ tỷ lệ 1:5.000 chứa mảnh 1:2.000 đó, dấu gạch nối (-) và sau đó là kí hiệu của mảnh 1:2.000 đặt trong dấu ngoặc đơn () cả kí hiệu của mảnh bản đồ tỷ lệ 1:5000 và mảnh 1:2.000 Ví dụ, mảnh F-48-68-(255-h)

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

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2.000 được chia thành 4 mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1.000,

kí hiệu bằng các chữ số La Mã I, II, III, IV theo thứ tự từ trái sang phải, trên xuống dưới Phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1.000 gồm phiên hiệu của mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2.000 chứa mảnh 1:1.000 đó, dấu gạch nối (-) và sau đó là kí hiệu của mảnh 1:1.000 đặt trong dấu ngoặc đơn () cả kí hiệu của mảnh bản đồ tỷ lệ 1:5000, mảnh 1:2.000 và mảnh 1:1.000 Ví dụ, mảnh F-48-68-(255-h-III)

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

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2.000 được chia thành 16 mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500,

kí hiệu bằng các chữ số Ả rập từ 1 đến 16 theo thứ tự từ trái sang phải, trên xuống dưới Phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500 gồm phiên hiệu của mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2.000 chứa mảnh 1:500 đó, dấu gạch nối (-) và sau đó là kí hiệu của mảnh 1:500 đặt trong dấu ngoặc đơn () cả kí hiệu của mảnh bản đồ tỷ lệ 1:5000, mảnh 1:2.000

và mảnh 1:500 Ví dụ, mảnh F-48-68-(255-h-12) 00 được chia thành 16 mảnh bản

đồ tỷ lệ 1:500, kí hiệu bằng các chữ số Ả rập từ 1 đến 16 theo thứ tự từ trái sang phải, trên xuống dưới

1.3.2 Chia mảnh và đánh số bản đồ địa chính

Bản đồ địa chính các loại tỷ lệ đều được thể hiện trên bản vẽ hình vuông

Việc chia mảnh bản đồ địa chính dựa theo lưới ô vuông của hệ tọa độ vuông góc phẳng.Trước hết xác định 4 góc của hình chữ nhật có tọa độ chẵn km trong hệ tọa

độ vuông góc theo kinh tuyến trục của tỉnh bao kín toàn bộ ranh giới hành chính của

tỉnh hoặc thành phố làm giới hạn chia mảnh bản đồ tỷ lệ 1/25000 Các tờ bản đồ tỷ

lệ lớn hơn sẽ được chia nhỏ từ tờ bản đồ 1/25000

tờ bản đồ là 60×60cm, ứng với diện tích đo vẽ là 3600 ha Số hiệu mảnh bản đồ tỷ

lệ 1/10000 đánh theo nguyên tắc tương tự tờ bản đồ 1/25000 nhưng thay 2 số đầu

25 bằng số 10

3 Bản đồ tỷ lệ 1/5000

Chia mảnh bản đồ tỷ lệ 1/10000 thành 4 ô vuông, mỗi ô vuông có kích thước

là 3×3km, ta có một mảnh bản đồ tỷ lệ 1/5000 Kích thước hữu ích của bản vẽ sẽ là 60×60cm, tương ứng với diện tích đo vẽ là 900 ha ngoài thực địa Số hiệu của tờ bản đồ 1/5000 gồm 6 chữ số ba số chẵn km tọa độ X, ba số chẵn km tọa độ Y của góc Tây – Bắc tờ bản đồ

4 Bản đồ tỷ lệ 1/2000

Lấy tờ bản đồ 1/5000 làm cơ sở chia thành 9 ô vuông, mỗi ô vuông có kích thước thực tế là 1×1km, ứng với tờ bản đồ tỷ lệ 1/2000, có kích thước khung bản vẽ

là 50×50cm, diện tích đo vẽ thực tế là 100 ha Các ô vuông được đánh số bằng chữ

số Arập từ 1 đến 9 theo nguyên tắc từ trái qua phải, từ trên xuống dưới Số hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1/2000 là số hiệu mảnh 1/5000 thêm gạch nối với số hiệu ô vuông

Tư tờ bản đồ 1/2000 chia thành 16 ô vuông Mỗi ô vuông có kích thước thực

tế là 250×250m tương ứng với một tờ bản đồ 1/500 kích thước hữu ích của bản vẽ

là 50×50cm, diện tích đo vẽ 6.25 ha Các ô vuông được đánh số từ 1 đến 16 theo nguyên tắc từ trái qua phải, từ trên xuống dưới Số hiệu tờ 1/500 gồm số hiệu tờ 1/2000 gạch nối với thứ tự ô vuông trong ngoặc đơn

Trong trường hợp đặc biệt cần vẽ bản đồ tỷ lệ 1/200 thì lấy tờ 1/2000 chia thành

100 tờ bản đồ tỷ lệ 1/200 được ký hiệu bằng chữ Arập từ 1 đến 100 Số hiệu tờ 1/200 gồm số hiệu mảnh 1/2000 gạch nối số thứ tự ô vuông

1.4 Các phương pháp thành lập bản đồ

1.4.1 Thành lập bản đồ bằng phương pháp đo vẽ trực tiếp ngoài thực địa

Khi thành lập các bản đồ tỷ lệ lớn, đòi hỏi phải xác định chính xác vị trí của các đối tượng trên mặt đất, đồng thời không có một nguồn thông tin tài liệu nào khác đáp ứng yêu cầu của bản đồ cần thành lập thì người ta phải thu thập thông tin nguyên thủy trực tiếp ngoài thực địa Trong đo đạc thực địa, do đặc điểm phân bố của các thông tin cần thu thập cho bản đồ mà các thiết bị cũng như quy trình công nghệ được ứng dụng cho từng thể loại bản đồ cũng rất khác nhau

Việc thành lập bản đồ bằng phương pháp toàn đạc sẽ bao gồm những công đoạn chung sau đây:

Hình 1.5 Sơ đồ quy trình thành lập bản đồ bằng đo vẽ trực tiếp

Đo vẽ chi tiết

Tạo cơ sở dữ

liệu

Xây dựng lưới khống chế mặt phẳng, độ cao

Đo vẽ trực tiếp

Các thông tin khác Thu thập dữ liệu

Xử lý số liệu Lưu trữ dữ liệu

Vẽ tự động, nối địa vật

In, đối soát, kiểm tra bổ sung ngoại nghiệp

Biên tập bản đồ và kiểm tra nghiệm thu

Hoàn thiện hồ sơ và giao nộp sản phẩm

1 Khảo sát, thiết kế, xây dựng luận chứng kinh tế- kỹ thuật

2 Lập lưới khống chế trắc

Lưới khống chế trắc địa làm cơ sở tọa độ để đo vẽ chi tiết, đảm bảo cho việc xác định vị trí của bản đồ trong hệ tọa độ nhà nước bao gồm các công việc: gắn mốc ngoài thực địa trên các điểm đã thiết kế, đo nối tọa độ của điểm với điểm cấp cao đã

có tọa độ trong hệ tọa độ nhà nước, tính toán bình sai kết quả đo, chuyển tọa độ của các điểm lưới lên bản vẽ

3 Đo đạc chi tiết ngoài thực địa

Đặt máy lần lượt tại vị trí các điểm của lưới khống chế đo vẽ để tiến hành đo

vẽ chi tiết các đối tượng xung quanh điểm đặt máy Các kết quả đo được cùng các

dữ liệu liên quan được tự động ghi vào bộ nhớ của máy

4 Nhập số liệu vào máy tính (chế độ nhập tự động)

Xử lý kết quả đo, xác định tọa độ các điểm đo chi tiết, phân lớp đối tượng Kiểm tra chất lượng đo, đi đo bù hoặc đo bổ sung nếu đo sai hoặc thiếu

Thành lập bản đồ bằng phương pháp toàn đạc, bàn đạc có ưu điểm là người

đo vẽ tiếp xúc trực tiếp với các đối tượng cần đo và điều tra để thể hiện trên bản đồ,

có thể đo vẽ cả những vùng địa vật phức tạp, che khuất nhiều Tuy nhiên các phương pháp trên tốn nhiều công sức, tiến độ công tác chậm, chịu ảnh hưởng rất lớn của điều kiện thời tiết khí hậu, hiệu quả kinh tế thấp

1.4.2 Phương pháp dùng tư liệu ảnh

Đối với khu vực rộng lớn thì việc lập bản đồ các loại tỷ lệ bằng phương pháp chụp ảnh là ưu việt nhất Tùy thuộc vào thiết bị kỹ thuật sử dụng khi chụp và công nghệ sử lý phim ảnh, người ta có thể sử dụng tư liệu ảnh chụp từ mặt đất, ảnh hàng không và ảnh viễn thám

Thành lập bản đồ từ tư liệu ảnh giúp ta thu thập thông tin địa vật, địa hình một cách nhanh chóng và khách quan Các tiến bộ kỹ thuật và công nghệ mới nhanh chóng được ứng dụng vào ngành đo ảnh vì thế khả năng tự động hóa việc lập bản

đồ bằng ảnh rất lớn

1.4.3 Phương pháp biên tập, biên vẽ trong phòng

Trong thực tế, rất nhiều bản đồ được thành lập từ các bản đồ đã thành lập, do các bản đồ có đầy đủ thông tin và đảm bảo các yêu cầu về thông tin( độ chính xác, tính chất thời gian, độ tin cậy…) cho bản đồ cần thành lập Hầu hết các bản đồ tỷ lệ trung bình và tỷ lệ nhỏ, các bản đồ giáo khoa, bản đồ chuyên đề các loại atlat được thành lập bằng phương pháp này

Để thành lập bản đồ, thông thường người ta lấy những bản đồ có tỷ lệ lớn hơn, chụp thu để biên vẽ thành bản đồ tỷ lệ nhỏ hơn cùng thể loại, như ta thường gặp khi thành lập các bản đồ địa lý chung Bản đồ tài liệu được dùng làm gốc để biên vẽ phải có tỷ lệ lớn hơn nhưng không vượt quá so với tỷ lệ của bản đồ cần thành lập ( thông thường yêu cầu không quá 3 lần) Cũng có trường hợp bản đồ tài liệu gốc là bản đồ cùng tỷ lệ hoặc tỷ lệ lớn hơn một chút (không lớn quá 2 lần) so với bản đồ cần thành lập Phương án này được áp dụng khi các bản đồ cần thành lập

có nội dung đơn giản, như trong trường hợp thành lập các bản đồ giáo khoa, du lịch, quảng cáo Bản đồ tài liệu gốc phải là những bản đồ mang tính tra cứu

Công nghệ thành lập bản đồ, thành lập bản đồ bằng phương pháp biên vẽ được thực hiện bằng 2 dạng công nghệ là: công nghệ truyền thống và công nghệ số

vẽ hoàn chỉnh của bản biên vẽ

Lần lượt biên vẽ, đồng thời tổng quát hóa các đối tượng nội dung của bản đồ

và ghi chú

Kiểm tra và sửa chữa lỗi

Thanh vẽ, chế bản và in bản đồ

2 Công nghệ số

Trong công nghệ số cũng phân biệt hai phương án: một là phương án kết hợp giữa công nghệ truyền thống và công nghệ số, hai là phương án thuần túy công nghệ

số Hai phương án này chỉ khác nhau ở chỗ: Trong phương án thứ nhất thì việc biên

vẽ được người biên vẽ thực hiện thủ công bên ngoài máy tính Phương án này được

áp dụng khi việc biên vẽ có nhiều khó khăn phức tạp, và người biên vẽ chưa có kinh nghiệm biên vẽ trên máy Trong phương án thứ hai thì việc biên vẽ được thực hiện trên màn hình máy tính theo tương tác người - máy

Công tác chuẩn bị bao gồm các công việc: cài đặt, bảo trì phần mềm hệ thống và mạng cho máy tính, thiết lập các thư mục, các tệp tin, lập thủ tục làm việc (Project ) của máy tính, các tập tin chuẩn trong thành lập bản đồ, phân loại, phân lớp, mã hóa các đối tượng bản đồ và chuẩn bị các bảng dữ liệu

Quét các tài liệu bản đồ, trước khi quét những bản đồ giấy có các nét in bằng màu không bắt ánh sáng thì cần phải được tô bằng màu khác, sau đó đưa lên máy quét (scanner) Tùy theo chất lượng tài liệu và yêu cầu mà có thể quét ở độ phân giải khác nhau Kết quả ta được sản phẩm dạng raster của bản đồ quét Nếu các bản

đồ tài liệu là bản đồ số thì không cần quét

Nắn, ghép bản đồ Tiếp theo, các ảnh quét được nắn, định vị về đúng vị trí và ghép với nhau theo phạm vi của tờ bản đồ cần thành lập Các điểm được dùng trong nắn ảnh quét có thể là: các điểm góc khung, điểm trắc địa, điểm của lưới tọa độ Nếu các bản đồ tài liệu có lưới chiếu khác với bản đồ cần thành lập thì phải dùng các điểm lưới tọa độ của bản đồ thành lập để nắn chỉnh

Biên vẽ theo phương án thứ nhất (vẽ thủ công): Từ các file ảnh nắn tạo ra bản nền màu lam trên giấy vẽ hoặc trên bản nhựa trong (diamat) để biên vẽ nội dung của bản đồ theo truyền thống, kiểm tra và sửa chữa bản biên vẽ Sau đó quét bản gốc biên vẽ và nắn ảnh quét, thu được bản gốc biên vẽ ở dạng raster, cho nên nó cần được vector hóa

Biên vẽ theo phương án thứ hai (vẽ trên máy): Việc biên vẽ được tiến hành trên máy, dựa vào bản nền tài liệu (đã nắn chỉnh) dạng ảnh raster Vector hóa các đối tượng vẽ bản đồ trên ảnh raster, đồng thời lựa chọn đối tượng và khái quát hóa đường nét Biên vẽ các đối tượng nội dung của bản đồ: gán ký hiệu, sắp đặt mối quan hệ vị trí giữa các đối tượng, gán màu sắc, ghi chú địa danh và ghi chú thuyết minh, đánh số thửa, tính diện tích…

Kiểm tra, chỉnh sửa trên máy, in phun trên giấy, kiểm tra và hoàn thiện bản gốc biên vẽ, lưu bản gốc biên vẽ trên đĩa CD

Biên tập phim chế bản, tạo bản gốc số ghi trên đĩa CD và in ra phim

Từ phim chế bản,chế khuôn in

In bản đồ trên máy in offset

Chương 2: ỨNG DỤNG CỦA MÁY TOÀN ĐẠC ĐIỆN TỬ ROBOTIC

TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH- ĐỊA CHÍNH

2.1 Giới thiệu về máy toàn đạc điện tử

2.1.1 Nguyên lý và cấu tạo chung của máy toàn đạc điện tử (TĐĐT)

Hiện nay có nhiều hãng chế tạo máy TĐĐT như SOKKIA, TOPCON (Nhật Bản), LEICA (Thụy Sỹ), YOZM (Nga), GEOTRONIC WILD (Thụy Điển)…Các máy toàn đạc điện tử của các hãng có hình dạng và tính năng kỹ thuật khác nhau nhưng nhìn chung có thể biểu diễn chung dưới dạng một sơ đồ khối tổng quát như sau:

Hình 2.1 Nguyên lý cấu tạo máy TĐĐT

1 Khối đo khoảng cách điện tử EDM (Electronic Distance Meter)

Khối này có chức năng tự động đo khoảng cách nghiêng D từ tâm máy đến tâm gương phản xạ (hoặc đến điểm ngắm trên bề mặt phản xạ đối với máy không dùng gương phản xạ) Độ chính xác đo khoảng cách tùy thuộc từng loại máy, nhưng các máy thông dụng hiện nay thường 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 hiện thị trên màn hình tinh thể lỏng LCD

EDM

DT

CPU

2 Khối kinh vĩ số DT (Digital Theodolite)

Với chức năng tự động đo hướng ngang (hoặc góc ngang β), góc đứng V (hoặc khoảng thiên đỉnh Z) Để thực hiện việc tự động hóa quá trình đo góc người

ta có thể sử dụng hai phương án: phương án mã hóa bàn độ và phương án xung

Trong các máy kinh vĩ mã hóa bàn độ đứng và bàn độ ngang không chia vạch mà được chia thành các vòng tròn đồng tâm, trên mỗi vòng tròn đồng tâm lại

có các khoảng đen - trắng Khoảng trắng (trong suốt) cho ánh sáng đi qua còn khoảng đen chắn ánh sáng Mỗi khoảng ứng với mỗi mã nhất định, khoảng trắng ứng với số 1 còn khoảng bôi đen tương ứng với số 0 Nếu gọi n là số vòng tròn thì toàn bộ được chia làm 2n vùng mã Như vậy, mỗi vùng mã ứng với n khoảng đen - trắng cho một số đọc mã hóa theo hệ đếm 2 (hệ nhị phân) Phương pháp này có ưu điểm là có thể dễ dàng nâng cao độ phân giải của bàn độ để nâng cao độ chính xác đọc số.Nhưng vì vậy mà phương pháp mã hóa bàn độ đòi hỏi phải được gia công với độ chính xác rất cao nên khó chế tạo, phương pháp này hiện nay ít được sử dụng

Phương pháp xung: vùng khắc vạch của bàn độ được chia thành các vạch trong suốt và không trong suốt xen kẽ nhau Nếu đánh dấu 1 trong các xung của bàn

độ ngang như 1 xung khởi đầu thì mỗi một vị trí tương ứng với một số xung nhất định tính từ xung khởi đầu, nghĩa là nếu dùng một máy đếm xung để đếm từ vạch khởi đầu đến vị trí tạm thời của bàn độ chúng ta sẽ xác định được góc hợp bởi vạch khởi đầu và vị trí tạm thời của bàn độ Bàn độ máy xung đơn giản và dễ chế tạo hơn nhiều so với bàn độ mã hóa, vì vậy phương án xung hiện nay được sử dụng rất rộng rãi

3 Khối xử lý CPU (Central Processing Unit- microprocessor)

Trong khối này cài đặt các chương trình tiện ích (Software) để giải các bài toán trắc địa Dựa vào các dữ liệu đo của khối EDM và DT cùng các dữ liệu khác như tọa độ của các điểm gốc (X0, Y0), độ cao của điểm đặt máy (Hi) và điểm đặt gương (Hr), chiều cao của máy (im), chiều cao gương (l) cũng như các yếu tố khí tượng (nhiệt độ t, áp suất P) CPU sẽ tự động giải các bài toán như xác định tọa độ

và độ cao (Xi, Yi, Hi) của các điểm đo, xác định diện tích thửa, khối lượng san lấp vv…Ngoài ra nó còn thực hiện chức năng quản lý dữ liệu, giao tiếp với máy tính

(computer) và nhờ sự trợ giúp của các phần mềm chuyên dụng để giải các bài toán như bình sai lưới khống chế trắc địa, thành lập bản đồ số, mặt cắt số địa hình và các bài toán thuộc lĩnh vực trắc địa công trình [5]

4 Gương phản xạ R (Reflector): Với chức năng nhận và phản xạ tín hiệu (sóng

hoặc xung điện từ) về CPU và máy toàn đạc điện tử Ngoài ra máy được kết nối với các bộ phận khác như đế máy, ống kính, ống thủy, ống dọi tâm…Tuy nhiên các bộ phận này trong các dòng máy mới cũng đã được cải tiến như bộ phận cân bằng điện

tử, dọi tâm laze…[5]

2.1.2 Giới thiệu một số máy TĐĐT

Hiện nay có rất nhiều chủng loại máy TĐĐT được nhập vào nước ta, chủ yếu

là các máy của Thụy Sĩ, Nhật Bản, Thủy Điển, Mỹ… Các loại máy này có độ chính xác đo chiều dài với sai số từ ±1mm ÷ ± 5mm, sai số đo góc cỡ ±1’’ ÷ ± 5’’ và có tầm hoạt động đến vài km Các máy đo dài điện tử cũng như TĐĐT đã được sử dụng có hiệu quả trong công tác lập các mạng lưới khống chế TĐCT, phục vụ xây dựng công trình, đo vẽ bản đồ địa hình, bản đồ địa chính tỷ lệ lớn

Các máy TĐĐT thế hệ mới có nhiều khả năng ứng dụng có hiệu quả trong công tác trắc địa, các tính năng đó là:

Thực hiện các phép tính toán trắc địa thông dụng nhờ phần mềm cài đặt trong máy;

Đo và tính diện tích, chu vi thửa đất;

Đo giao hội ngược để xác định tọa độ, độ cao trạm máy;

Chuyển thiết kế ra thực địa;

Đo góc và chiều dài gián tiếp;

Chuyển trục công trình lên cao và xuống tầng hầm;

Đo chuyển dịch và biến dạng công trình

Bảng 2.1: Tham số kỹ thuật của một số máy TĐĐT

SET – 2B Sokkia- Nhật Bản 2.4km 3mm+2ppm 2” 7.4 SET – 3B Sokkia- Nhật Bản 2.2 5mm+3ppm 3” 7.4 SET- 500 Sokkia- Nhật Bản 2.2 3mm+2ppm 5” 5.4 SET- 4010 Sokkia- Nhật Bản 1.8 2mm+2ppm 5” 5.4

SET- 3110M Sokkia- Nhật Bản

1.6km 80m (**)

2mm+2ppm 4mm+2ppm

5” 7.1

SET- 1030R3 Sokkia- Nhật Bản 5km 2mm+2ppm 3” 5.9 TC- 2002 Leica – Thụy sĩ 2.5 1mm+1ppm 0.5” 7.6

TC(R) - 305 Leica – Thụy sĩ

3km 80m(**)

2mm+2ppm 3mm+2ppm

5” 4.2

TC(R)- 703 Leica – Thụy sĩ

3km 80m(**)

2mm+2ppm 3mm+2ppm

3” 4.2

TC(R)- 705 Leica – Thụy sĩ

3km 80m(**)

2mm+2ppm 3mm+2ppm

5” 4.2

DTM- 450 Nikon- Nhật Bản 2.4 2mm+2ppm 2” 6.1 GTS-229 Topcon- Nhật Bản 2 3mm+3ppm 9” 4.9

GTS-601/AF Topcon- Nhật Bản 3 2mm+2ppm 1” 5.9 GTS-602/AF Topcon- Nhật Bản 3 2mm+2ppm 2” 5.9 Trimble-5601 Trimble- Mỹ 2.5 2mm+2ppm 1” 6.4 Trimble 3602 Trimble- Mỹ 2.5 2mm+2ppm 2” 6.7 Trimble 0603 Trimble- Mỹ 2.5 2mm+2ppm 3” 6.7

(*) Khoảng cách hoạt động ở đây là khoảng cách tối đa với một gương đơn (whith single prism) và đo trong điều kiện trung bình Nếu số gương tăng khoảng cách tối đa cũng tăng, khi đo trong điều kiện khí tượng tốt thì khoảng cách này cũng tăng lên và ngược lại Hầu hết các máy TĐĐT đều có quy định khoảng cách ngắn nhất thường là 1.5m đến 2m, nếu đo ở khoảng cách ngắn hơn có thể làm hỏng máy

do tín hiệu phản xạ quá lớn

(**) Đo ở chế độ không gương

(***) Độ chính xác này đạt được trong điều kiện đo bình thường, hầu hết các máy làm việc trong giải nhiệt độ từ -100C đến +400C Khi nhiệt độ thấp hơn hoặc cao hơn giải trên, sai số đo chiều dài tăng lên tỷ lệ với chiều dài đo

2.2 Kiểm nghiệm máy TĐĐT và các thiết bị kèm theo

Công tác trắc địa trong thành lập bản đồ đòi hỏi độ chính xác, vì vậy việc kiểm nghiệm máy móc và trang thiết bị đi kèm trước khi sử dụng là công tác hết sức quan trọng, đòi hỏi người làm công tác trắc địa phải tuyệt đối tuân thủ

2.2.1 Xác định hệ số khúc xạ

Hệ số khúc xạ ( chiết quang) đối với ánh sáng nhìn thấy và gần giải hồng ngoại trong điều kiện 00C và áp suất 760mm Hg (=1013.250mbar) với thành phần dioxit cacbon 0.03% được tính theo công thức của Barrel và Sears như sau:

6

4 0 2

+

=

λ λ

p t

n

15 273

27 11

* 15

273

) 1 ( 269578

0

+

− +

Gía trị e thường được xác định từ kết quả do sự khác nhau trong nhiệt độ tD

và nhiệt độ ẩm tw bằng nhiệt kế hình bầu (bulb thermometer) và sử dụng công thức gần đúng sau để tính toán:

e = E- 0.7(tD-tw) = E – 0.7 ∆t (2.3) Trong đó: E là áp lực hơi nước đã được làm ướt tính ở đơn vị milibar, giá trị

E được lập thành bảng tra với số liệu khí tượng Trong bảng 2.2 là ví dụ về sự thay đổi của E khi thay đổi 10

C trong điều kiện nhiệt độ xác định:

Bảng 2.2 Áp lực hơi nước đã bị làm ướt

Bảng này cho thấy độ ẩm ảnh hưởng không nhiều đối với các số đo khí tượng Trong điều kiện cực trị, khi nhiệt độ đạt giá trị 300C, độ ẩm 100% và tw= tD thì e = E

= 42.4mbar, trong trường hợp này ảnh hưởng của e có thể bỏ qua, như vậy trong

t w

-100C 00C 100C 200C 300C

∆ E/10C ±0.23 ±0.44 ±0.8 ±1.4 ±2.4

biểu thức (2.2) ta thay giá trị e=0, sai số này tham gia tính toán n chỉ đạt cỡ 1.6ppm Trong thực tế người ta bỏ qua số hạng thứ hai trong công thức (2.2)

Hệ số khúc xạ đối với sóng ngắn có thể tính toán theo công thức Esse và Froome:

T T

p

92 12 372 0 10 624

2 6

Trong đó T = 273.150C , t là nhiệt độ tính ở độ c và e tính ở milibar

Trên thực tế việc tính toán theo công thức (2.2) và (2.4) chỉ cho trường hợp

đo khoảng cách với độ chính xác cao, trong đo đạc thông thường người ta sử dụng

đồ thị để xác định hệ số khúc xạ Đồ thị do hãng chế tạo máy lập sẵn cho người sử dụng, các đồ thị được lập dựa trên công thức (2.2) hoặc (2.4) và sử dụng hệ số khúc

xạ chấp nhận từ thực nghiệm Sử dụng đồ thị để tính toán hiệu chỉnh cho khoảng cách đo sẽ có độ chính xác thấp hơn một chút (cỡ 2ppm) so với tính toán chặt chẽ Một số máy đo dài đã có chế độ tính hiệu chỉnh tự động, trong trường hợp này chỉ đòi hỏi người đo đưa vào máy đo dài các kết quả đo khí tượng (qua phím chức năng) Nói chung người sử dụng không phải xác định hệ số khúc xạ

2.2.2 Xác định hằng số cộng của máy

Nguyên nhân gây ra hằng số cộng là do tâm điện tử của máy và tâm phản xạ của gương không trùng với tâm hình học của chúng khi định tâm tại điểm đo Hằng

số cộng của máy bao gồm 2 thành phần đó là:

K1 : là do tâm phát sóng và tâm hình học của máy không trùng nhau

K2: là do mặt phản chiếu ánh sáng không trùng với tâm trục quay của gương Khi sản xuất máy và các thiết bị đo người ta đã tính toán và thiết kế sao cho các thành phần của hằng số cộng bằng “0” Tuy nhiên hằng số cộng không thể khử hết mà chỉ có thể làm giảm đi một cách tối đa mà thôi

Vì vậy khi sử dụng các máy đo dài điện tử chúng ta cần nên định kỳ kiểm tra lại kết quả đo một số chiều dài khác nhau trên bãi kiểm định chiều dài Các chiều dài kiểm định cho máy đo dài điện quang nên trong khoảng từ 50m đến 500m, còn đối với các máy đo dài sóng ngắn thì nên trong khoảng từ 200m đến 1000m

Nếu không có chiều dài chuẩn chính xác, có thể sử dụng phương pháp khoảng cách nhỏ Phương pháp này đòi hỏi phải có một khu đất dài và bằng phẳng, trên đó có một số mốc ổn định, ví dụ có 4 mốc A,B,C,D (hình 2.2)

Hình 2.2 Kiểm định hằng số cộng của máy

Khoảng cách tổng là A-D và các khoảng cách nhỏ A-B, B-C, C-D sẽ được đo bằng cặp máy và gương cần kiểm định Chúng ta có thể xác định được K bằng việc

so sánh khoảng cách tổng với khoảng cách nhỏ

AD-( AB+ BC)= K (2-5) Tương tự ta có các biểu thức sau:

AC - (AB+ BC) = K (2.6) BD- (BC+ CD)= K (2.7) Nếu có chiều dài chuẩn chính xác dùng cặp máy và gương cần xác định hằng

số cộng đo trên khoảng cách biết trước đó

Ta có: D0= D’+ K (2.8) Trong đó: D0 là khoảng cách đã biết trước

D’ là khoảng cách đo được của máy K= K1 +K2 là hằng số cộng

Chia khoảng cách biết trước thành n đoạn: D1, D2,… Dn và tiến hành đo khoảng cách đã biết trước này theo phương pháp phân đoạn ta có:

D0(i) = Di’ +K với i= 1, 2, ,….n (2.9)

Như vậy:

nK D D

n

i i n

∑

=

(2.11) Sau khi biến đổi ta tính được hằng số cộng theo công thức:

1

1

' '

K

n

i i

(2.12) Sai số xác định hằng số K là:

Ngoài ra người ta còn tiến hành xác định hằng số cộng bằng phương pháp bình sai kết quả đo, thông qua việc đo n đoạn thẳng trên một tuyến đo có chiều dài

D và bình sai kết quả đo đó bằng phương pháp số bình phương nhỏ nhất Tất nhiên các khoảng cách đo cần được hiệu chỉnh trước chỉ số khúc xạ, độ nghiêng…

2.2.3 Xác định hằng số nhân của máy

Nguyên nhân xuất hiện hằng số nhân của máy đo dài điện tử là do sự biến đổi của tần số gây ra

Ta có công thức xác định khoảng cách theo phương pháp đo pha là:

D= U.(N+ ∆N) (2.14)

f

C f

v U

2 2

2 = =

= λ (2.15) Trong đó: U là thước điện của máy

N là số nguyên dương ∆N là một số thập phân 0<∆N <1

Nếu gọi f0 là tần số chuẩn của máy và fd là tần số thực của máy thì ta có:

∆f = fd - f0 (2.16) Với fd và f0 tương ứng ta có Uđ và U0 khi đó ta viết được:

f

f f

C f

f

C U

1

1

2 2

0 π π (2.17)

R f

f d

0

1

1

R U

0

1

1

R D

D d (2.18) Vậy hằng số nhân của máy là hằng số mà khi tần số đo lệch khỏi tần số chuẩn dẫn đến khoảng cách đo được không chính xác, nếu biết tần số chuẩn ta dễ dàng tính được giá trị R Trên thực tế rất khó biết được tần số chuẩn, do vậy để khắc phục khó khăn này người ta tìm cách xác định hằng số nhân bằng phương pháp xác định đồng thời hằng số cộng và hằng số nhân

2.2.4 Xác định đồng thời hằng số cộng và hằng số nhân của máy

Người ta xác định đồng thời hằng số cộng và hằng số nhân bằng phương pháp so sánh chiều dài chuẩn