Chương 3: Dụng cụ và phương pháp đo trong trắc địa

Chia sẻ: Nguyễ Bá Nhi | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:49

Thêm vào BST

Báo xấu

789
lượt xem 209
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Góc bằng ß hợp bởi hai hướng OA và OB là góc nhị diện hợp bởi 2 mặt phẳng thẳng đứng chứa hai hướng ấy (Hay góc giữa hai hướng OA và OB là góc tạo bởi hình chiếu vuông góc của chúng trên mặt phẳng nằm ngang).

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương 3: Dụng cụ và phương pháp đo trong trắc địa

§3.1 DỤNG CỤ ĐO GÓC 3.1.1 KHÁI NIỆM VỀ CÁC LOẠI GÓC 3.1.1.1 Góc bằng Góc bằng ß hợp bởi hai hướng OA và OB là góc nhị diện hợp bởi 2 mặt phẳng thẳng đứng chứa hai hướng ấy (Hay góc giữa hai hướng OA và OB là góc tạo bởi hình chiếu vuông góc của chúng trên mặt phẳng nằm ngang). B O A B' O' B P A'
3.1.1.2 Góc đứng V Góc đứng V của hướng ngắm OM là góc tạo bởi hướng ngắm đó với mặt phẳng ngang VOM = 00 ÷ ±900 M VOM = -VMO M Z V M' Z O V P 3.1.1.3 Góc thiên đỉnh Z Là góc hợp bởi phương dây dọi và hướng ngắm. Z là góc bù của V Z + V= 900 Z có giá trị từ 0 ÷ 1800
3.1.2 CẤU TẠO MÁY KINH VĨ (THEODOLITE)_ THIẾT BỊ ĐO GÓC Máy kinh vĩ đầu tiên được chế tạo ở Anh vào năm 1730 Máy kinh vĩ là dụng cụ để đo góc bằng và góc đứng. Ngoài ra nó còn có thể dùng đo dài, đo cao với độ chính xác thấp. 3.1.2.1 Nguyên lý cấu tạo Máy kinh vĩ nào cũng có cấu tạo với 3 bộ phận chính: - Bộ phận ngắm (ống kính) - Bộ phận định tâm cân bằng máy: dọi tâm (dây+quả dọi, ống dọi tâm); ống thăng bằng tròn, thăng bằng dài; 3 ốc cân) - Bộ phận đọc số (bàn độ ngang, bàn độ đứng)
3.1.2.2 Phân loại máy kinh vĩ a) Theo độ chính xác - Máy kinh vĩ chính xác cao, có sai số trung phương đo góc: mß= ±0.5”÷1.5” - Máy kinh vĩ chính xác: mß = ±2”÷10” - Máy kinh vĩ chính xác thấp: mß = ±15”÷30” b) Theo cấu tạo - Máy kinh vĩ cơ học (kim loại): Có bàn độ ngang, đứng được cấu tạo bằng kim loại, đọc số trực tiếp bằng mắt thường hoặc kính lúp - Máy kinh vĩ quang học (*): Có bộ phận số, đọc số: làm bằng hợp chất trong suốt. Đọc số bằng bộ phận kính khuyếch đại. - Máy kinh vĩ điện tử: Các bộ phận đọc số, số làm bằng hợp chất trong suốt Các bàn độ được khắc bằng mã vạch Đọc số trực tiếp trên màn hình Có bộ nhớ lưu số liệu
Ở đây ta xét cho máy kinh vĩ kỹ thuật Cấu tạo của máy có 3 bộ phận chính: - Bộ phận ngắm: Ống kính - Bộ phận đọc số: bàn độ ngang + đứng - Bộ phận định tâm cân bằng máy: Ốc cân, Ống định tâm, Ống thủy. 3.1.2.3 Cấu tạo máy kinh vĩ kỹ thuật a) Cấu tạo ống kính: Gồm 4 thành phần - Kính vật OÁ ñieà quang c u Löôùchæ i Kính vaä t Kính maé t - Kính mắt - Ốc điều quang - Hệ lưới chỉ Heä u kính thaá phaâ kyø n
- Trục ngắm: là trục đi qua quang tâm kính vật và giao điểm hệ lưới chỉ ngắm. - Trục quang học: đường nối quang tâm kính vật và kính mắt - Trục hình học: là trục đối xứng của ống kim loại. Độ phóng đại ống kính: Trong đó: VX = α/ ß = fV/fM Trong đó: α, ß _ là góc nhìn qua ống kính, góc nhìn bằng mắt thường của cùng một vật. Lưu ý: Mắt người bình thường, khoảng cách tối thiểu để nhìn rõ một vật là 25cm, góc nhìn 60”. b) Cấu tạo bộ phận đọc số. * Bàn độ ngang: Khắc vạch từ 00 ÷ 3600 theo chiều kim đồng hồ * Bàn độ đứng Khắc vạch từ 00 ÷ 3600 hoặc khắc đối xứng qua tâm Thường bộ phận đọc số có thang chính (chia đến độ) thang phụ (chia đến phút) Độ chính xác đọc số: phụ thuộc vào sai số ước lượng
c) Cấu tạo bộ phận định tâm cân bằng máy * Bộ phận định tâm: Dây dọi Mục đích đưa trục quay của Ống dọi tâm quang học máy trùng với tâm mốc Tia laser
*Bộ phận cân bằng - Thủy tròn: Dùng để cân bằng sơ bộ Mục đích đưa trục quay của máy vào phương thẳng đứng - Thủy dài: Dùng cân bằng chính xác Mục đích đưa bàn độ ngang trùng với mặt phẳng ngang
3.1.3 CÁC ĐIỀU KIỆN HÌNH HỌC CỦA MÁY Để đảm bảo góc được đo chính xác thì các điều kiện hình học cơ bản của máy phải hoàn chỉnh. Tuy nhiên thực tế không được như vậy  Cần kiểm tra và hiệu chỉnh. 3.1.3.1 Trục ống thủy dài trên bàn độ ngang phải vuông góc với trục quay thẳng đứng của máy. - Đặt ống thủy dài song song với 2 ốc cân, dùng 2 ốc cân đưa bọt nước vào giữa. Quay máy 900 xoay ốc cân thứ 3 đưa bọt nước vào giữa. Quay máy 1800 nếu không lệch khỏi vị trí cân bằng thì máy ổn định, nến lệch lớn hơn ½ vạch khoảng chia thì phải hiệu chỉnh - Hiệu chỉnh: Dùng vít điều chỉnh ống thủy dài để đưa bọt nước vào ½ khoảng lệch, dùng ốc cân còn lại đưa bọt nước vào giữa. Tiếp tục kiểm tra và hiệu chỉnh đến khi đạt.
3.1.3.2 Trục ngắm của ống kính phải vuông góc với trục quay nằm ngang của ống kính (sai số 2C) Để ống kính nằm ngang, Nhìn một vật A (cao ngang máy) rõ nét đọc ở 2 vị trí bàn độ Trái và Phải ta được: M=T- C M= P+ C (3.1) Nếu C ≤ giới hạn: máy ổn định C ≥ giới hạn: máy không ổn định, phải hiệu chỉnh 3.1.3.3 Trục quay nằm ngang của ống kính phải vuông góc với trục thẳng đứng của máy (sai số 2i). Ngóc kính 40÷500 ngắm điểm M cách 30m, xong đưa ống kính nằm ngang đánh dấu được hình chiếu MT của M. Đảo kính ngắm M xong đưa ống kính nằm ngang đánh dấu được MP của M Nếu MT = MP máy tốt Nếu MT ≠ MP nhiều  đưa máy vào xưởng sửa chữa.
3.1.3.4 Sai số MO Tr + Ph  V = Tr - Mo V=  2   vôùi ñoä baøn khaéc xöùng ñoái Tr − Ph  V = Ph + Mo MO =  2  Ph − Tr + 3600  V=  2   vôùi ñoä baøn khaéc lieân vaïch tuïc Ph + Tr + 3600  Mo =  2 
3.1.4 ĐO GÓC BẰNG Nguyên lý: Giả sử cần đo góc AOB H: mặt phẳng nằm ngang; hình chiếu của OA và OB trên H là oa và ob  góc AOB = aob Mặt phẳng tròn M // H S là giao của Oo với M Sa1 và Sb1 là hình chiếu của tia SA và SB
Thao tác tại mỗi trạm đo gồm: * Định tâm cân bằng máy - Định tâm (dây dọi, dọi quang học, laser): đưa trục đứng của máy đi qua đỉnh của góc cần đo - Cân bằng máy: đưa trục đứng của máy vuông góc mặt phẳng ngang
* Ngắm mục tiêu - Bắt mục tiêu sơ bộ: Nhìn qua bộ phận ngắm sơ bộ - Bắt mục tiêu chính xác: Dùng ốc vi động ngang và vi động đứng thích hợp để đưa tâm màng dây chữ thập vào đúng mục tiêu * Đặt trị số hướng ban đầu Trị số hướng ban đầu thường đặt 00 00’ 00” hoặc 1800/n. Với n là số vòng đo Có hai phương pháp đo góc bằng
3.1.4.1 Phương pháp đo đơn (đo góc đơn): trạm chỉ đo hai hướng Đặt máy tại O (định tâm, cân bằng) A O ß * Nửa vòng đo thuận kính (bàn độ đứng bên trái) B Ngắm A đọc được trị số hướng là a1 Quay máy theo chiều kim đồng hồ ngắm B đọc được trị số hướng bằng b1 Ta có: ßT = b1 - a1 * Nửa vòng đo đảo kính (bàn độ đứng bên phải) Sau khi đo nửa vòng đo thuận xong, đảo kính ngắm B đọc được b2 Quay máy ngược chiều kim đồng hồ ngắm A đọc được a2 Ta có: ßP = b2 - a2 Nếu ßP – ßT ≤ giới hạn thì tính ß = (ßP+ ßT)/2
A 3.1.4.2 Phương pháp đo toàn vòng (tại trạm đo > 2 hướng ngắm) O B Thường chọn hướng nào xa nhất làm hướng khởi C * Vị trí thuận kính (nửa vòng đo thuận kính) Ngắm A đọc được a1 Quay máy theo chiều kim đồng hồ ngắm B đọc được b1 C c1 A a’1 * Đảo kính: Sau khi đo xong nửa vòng đo thuận kính, đảo kính Ngắm A đọc được a2 Quay máy ngược chiều kim đồng hồ ngắm B đọc được b2 C c2 A a’2
  a1 + a1'    a 2 + a 2  ' b1 −  2  + b 2 −  2     A      β1 = AOB =  2 A ( c −b ) + ( c2 − b2 ) β 2 = BOC = 1 1 2   a1 + a1'    a 2 + a 2  ' c1 −  2   + c 2 −  2      A      β 3 = COA = 360 0 −  2 3.1.4.3 Độ chính xác đo góc bằng Trong kết quả đo góc bằng luôn có chứa sai số. Các nguyên nhân sai số như sau: a) Sai số do môi trường Do hiện tượng khúc xạ ngang Do sự chuyển động đối lưu của lớp không khí Do sương mù, bụi,… Hạn chế : Chọn thời điểm đo thích hợp
b) Sai số do máy móc thiết bị Sai số do trục ngắm không vuông góc với trục quay nằm ngang của ống kính Sai số do trục quay nằm ngang của ống kính không vuông góc với trục đứng của máy. Sai số do trục đứng của máy không thật thẳng đứng Sai số do lệch tâm giữa bàn độ ngang và vòng chuẩn ngang Sai số do khắc vạch trên vành độ ngang không đều Khắc phục (hạn chế): Đo thuận và đảo kính, giữa n vòng đo đặt trị số hướng khởi là 1800/n c) Sai số do con người Sai số do định tâm máy chưa chính xác Sai số do định tâm tiêu ngắm sai Sai số do ngắm Sai số do đọc số Hạn chế: Cẩn thận trong quá trình đo