Bài giảng Trắc địa đại cương: Chương 7

L/O/G/O

Chương 7

Máy thủy bình & pp đo cao hình học

www.themegallery.com

Nội dung

1 Khái niệm chung về đo cao

2 Nguyên lý đo cao hình học

Phân loại và cấu tạo máy thủy bình

3 Mia thủy chuẩn và đế mia

4 Các thao tác cơ bản

5 Kiểm nghiệm máy thủy bình

6

www.themegallery.com

Nội dung

Đo cao hình học giữa hai điểm xa nhau

7 Ảnh hưởng độ cong TD, khúc xạ ánh sáng

8 Phương pháp đo thủy chuẩn III, IV

9 Sai số khi đo thủy chuẩn

10

www.themegallery.com

7.1.Khái niệm về đo cao

1/ Đo cao hình học 2/ Đo cao lượng giác

3/ Đo cao vật lý

Đo cao áp kế Đo cao thuỷ tĩnh Đo cao vô tuyến

4/ Đo cao cơ học 5/ Đo cao bằng PP chụp ảnh lập thể 6/ Đo cao bằng hệ thống định vị GPS

www.themegallery.com

7.2.Nguyên lý đo cao hình học

• Đo cao hình học 1. Đo cao từ giữa

Tia ngắm ngang

T

B

hAB

HB Chiều đo

A

www.themegallery.com

• Chênh cao giữa hai điểm A& B hAB = S-T = HB – HA

• Nếu biết độ của điểm A là HA thì

HB = HA + hAB

• Chú ý: - Ghi đầy đủ dấu của chênh cao - Máy không nhất thiết phải đặt giữa hai

điểm

www.themegallery.com

2.Đo cao phía trước

Tia ngắm ngang

hMN

N

HM HN

M

MTC

• Chênh cao giữa 2 điểm M & N: hMN = i – T • Nếu biết độ cao điểm M là HM

HN = HM + hMN HN = HM + i - T

www.themegallery.com

7.3.Phân loại và cấu tạo của máy thủy bình

www.themegallery.com

1.Phân loại

• Phân theo cấu tạo - Máy cân bằng tự động - Máy cân bằng thông thường • Phân theo độ chính xác - Máy chính xác cao: mh = ± 0.5 mm/ 1 km - Máy chính xác trung bình:mh = ± 3 mm/1 km - Máy thuỷ bình kỹ thuật: mh = ± 10 mm/1 km

www.themegallery.com

Máy thủy bình thông thường

www.themegallery.com

Máy thủy bình cân bằng tự động

www.themegallery.com

Máy thủy bình điện tử

www.themegallery.com

1 2

2.Cấu tạo ống kính

Z

ống thuỷ

2 8

H

H’

6 3

bệ máy chân máy

L’

Trục quay

6 3

trục ngắm trục ống thuỷ

10 7

ốc kính mắt

ốc điều quang

8 11

ốc E

Ốc cân máy Ốc nối máy

11 5 4

Z’

www.themegallery.com

a. Ống kính • Bao gồm: Kính vật, kính mắt, lưới chữ thập, ốc điều

quang, ốc kính mắt

• 3 trục: Trục ngắm, trục hình học, trục quang học

Cấu tạo lưới chữ thập

Dây ngang

Dây đứng

K

Dây thị cự(Dây đo khoảng

cách)

www.themegallery.com

Máy cân bằng tự động

b. Ống thủy

2mm

Ống thủy dài

H H’



R = 2 đến 200m

- Độ nhạy bọt thủy

Ống thủy tròn

www.themegallery.com

Trục ống thuỷ

c. Bệ máy

• Là bộ phận đỡ ống kính và ống thủy • Bệ máy là bộ phận dùng để giữ cho trục máy ổn định. Trên bệ máy có 3 ốc cân bố trí theo hình tam giác, khi vặn 3 ốc cân này có thể kích máy cao thấp theo 3 chiều có tác dụng để cân bằng máy.

• Ốc hãm máy, ốc vi động ngang và ốc nâng E

www.themegallery.com

d. Chân máy

• Toàn bộ máy được đặt trên chân máy và

giữ chặt nhờ ốc nối.

www.themegallery.com

7.4.Mia thủy chuẩn và đế mia

Mia 2 mặt (mia hằng số)

1/ Mia thuỷ chuẩn

19

63

64

1850

6323

2/ Đế mia

0065

4538

www.themegallery.com

HS mia B = 4573 HS mia A = 4473

7.5.Các thao tác cơ bản của máy thủy bình

www.themegallery.com

1. Đặt máy

www.themegallery.com

2. Cân bằng máy

a- Cân bằng sơ bộ

b- Cân bằng chính xác

Bước 1

Bước 2

Bước 3

www.themegallery.com

Quan sát bọt ống thủy qua ảnh

Máy cân bằng Chưa chính xác

Máy cân bằng Chính xác

3- Đọc số trên mia

Dây thị cự

Dây ngang

Dây đứng

www.themegallery.com

Căn cứ vào dây ngang lưưới chữ thập để đọc số (số đọc đến mm)

7.6.Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh máy thủy bình

www.themegallery.com

1- Kiểm nghiêm & hiệu chỉnh ống thủy dài

2- Kiểm nghiệm & hiệu chỉnh lưưới chữ thập

Đọc giáo trình

3- Kiểm nghiệm & hiệu chỉnh độ nhạy bọt thủy

4- Kiểm nghiệm & hiệu chỉnh sai lệch trục ngắm (x) (LL’//HH’)

www.themegallery.com

4. Kiểm nghiệm ε

a- Cách kiểm nghiệm

-Khoảng cách : 50-70m - Đo đi: hAB = i1 – (b1 – x) - Đo về hAB = (b2 – x) – i2

b- Cách hiệu chỉnh

www.themegallery.com

7.7.Đo cao hình học giữa hai điểm xa nhau

www.themegallery.com

• Giả sử cần đo hMN giữa hai điểm cách xa nhau

Sn

N

n

S3

S2

t3 c

hMN

3

t1 s1 h2

2 h1

M

HN

MTC

www.themegallery.com

• M và N là 2 điểm cách xa nhau • Đặt các trạm đo trung gian h1 = S1 –T1 h2 = S2 –T2 …… hn = Sn –Tn

hMN =h1 + h2 + h3 +… + hn = Ʃ Si – Ʃ Ti Chú ý: Mia trước trạm 1 trở thành mia sau trạm 2 Khi xong một trạm, chỉ chuyển máy và mia sau

www.themegallery.com

7.8. Ảnh hưởng độ cong trái đất và khúc xạ ánh sáng trong đo thủy chuẩn

www.themegallery.com

• Mặt thủy chuẩn là mặt cong, trục ngắm của máy là

đường nằm ngang

• Độ cao của một điểm được xác định ảnh hưởng của độ

cong trái đất và khúc xạ ánh sáng

www.themegallery.com

7.9. Đo thủy chuẩn hạng III, IV

www.themegallery.com

7.9.1.Công tác ngoại nghiệp

1- Nh÷ng yªu cÇu kü thuËt khi ®o thuû chuÈn h¹ng III vµ IV

a- Chän vµ bè trÝ mèc ®é cao

b- M¸y vµ dông cô ®o: v>24x,mia, đế mia

c- §iÒu kiÖn ngo¹i c¶nh khi ®o

d. Bố trí trạm đo

www.themegallery.com

Nội dung quy định Hạng III (m) Hạng IV (m)

75 – 100 100 - 150

Khoảng cách từ máy đến mia

2 3

Chênh lệch khoảng cách từ máy đến mia

5 10

Tổng chênh lệch khoảng cách từ máy đến mia

0.3 0.2

www.themegallery.com

Tuyến ngắm cao hơn mặt đất

7.9.2.Công tác ngoại nghiệp

2- Néi dung c«ng t¸c t¹i mét tr¹m ®o thuû chuÈn

Biªn chÕ nh©n lùc vµ dông cô ®o

a- Chọn vị trí đặt máy và điểm dựng mia trước

b- C©n b»ng m¸y chÝnh x¸c c- §äc sè trªn mia

d- Ghi vµ tÝnh sæ ®o thuû chuÈn

3- Sæ ®o thuû chuÈn h¹ng III vµ IV

www.themegallery.com

SỔ ĐO THUỶ CHUẨN HẠNG III VÀ IV

Ngµy ®o: 15 - 11 -2007 B¾t ®Çu 8h30 KÕt thóc 11h15 Tõ mèc R1 ®Õn mèc R3 Thêi tiÕt : Tèt Ngưêi ghi tÝnh sæ: Ngäc Anh Người ®o: TrÇn V¨n L©m

Sè ®äc mia

MÆt mia

Tr¹m ®o

KC Sau Trước

Sau Trưíc

§é cao mèc m

§é chªnh cao mm

§é chªnh cao TB mm

5785

Chªnh lÖch KC CL.KC céng dån -1,1

22,325

- 85

§á §en

+14,5

5700 1226

Tªn mèc Tªn mia R1 A - B

+14

100,5 101,6

1212

-1,1

-0,3

§á §en

-104,5

B – A

96,7 97,0

- 1,4

4474 6085 1512 4573

4573 6089 1617 4472

+99 -4 -105 -101

+0,7

105,5 104,8

§á §en

+407,5

22,650

-0,7

5890 5583 1418 1010 4472 4573

+307 +408 +101

21831

21296

K.tra

606,1

+535 +317,5 13

KÕt luËn: fh < [fh]

fh = -7.5 mm

www.themegallery.com

[fh] = ± 20 √0.6061 = ± 15.6mm fh = 317.5 – ( 22650 – 22325 )

7.9.2.Công tác nội nghiệp

1.Đánh giá độ chính xác của đường đo thủy chuẩn

a/ Tính sai số khép độ cao

fh =  hđ -  hlt

fh - Σ hđ - Σ hlt - Σ hlt = HC - HĐ HC, HĐ -

Các dạng đường đo thuỷ chuẩn thường bố trí + Đường đo thuỷ chuẩn: Mốc khép mốc

R1 R2

www.themegallery.com

fh = Σ hđ - (HR2 – HR1)

+ §ưêng ®o thuû chuÈn: KhÐp kÝn

R0

fh = Σ h®

+ §ưêng ®o thuû chuÈn : §o ®i vµ vÒ ngîc chiÒu

II III

fh = Σ h®i + Σ hvÒ

+ §êng ®o thuû chuÈn : §o 2 lÇn cïng chiÒu

A C

www.themegallery.com

fh = Σ h1 - Σ h2

A C

b/ TÝnh sai sè khÐp ®é cao cho phÐp

x L (mm)

x - L -

B¶ng quy ®Þnh h»ng sè x H¹ng thuû chuÈn §ång b»ng MiÒn nói

12 20

15 25

III IV

fh ≤ fh]

KÕt luËn

fh > fh]

www.themegallery.com

2- Bình sai đường đo thuỷ chuẩn

- Mục đích: - Nội dung:

a - Tính số hiệu chỉnh vi

-fh

vi =

Vi - L- li -

- Kiểm tra: Ʃvi = -fh

b - Tính chênh cao h/c

hc hi - đ

+ vi

hi hc hi =

đhi - KiÓm tra: Σ hhc = Σhlt

c - TÝnh ®é cao c¸c ®iÓm Ht = Hb + hhc

www.themegallery.com

Ht- Hb-

VÝ dô: Bình sai và tính độ cao đường đo thủy chuẩn hạng IV vùng đồng bằng, nối liền giữa 2 điểm đã biết độ cao R1 và R2 qua các điểm A, B, C.

-8,549m 7,7km

+5,711m 4,7km

C

-4,203m

A

R1 11,742m R2 5,969m 3,4km

B

Tính sai số khép kín độ cao:

fh = h®o-

hlt = -60 mm

Tính sai số khép kín độ cao cho phép:

20 20 = ± 89 (mm)

Kết luận: fh < fh được phép bình sai

www.themegallery.com

+1,208m 4,2km

BẢNG BÌNH SAI ĐƯỜNG ĐO THỦY CHUẨN

Mèc ChiÒu dµi

Chªnh cao ®o(m)

Chªnh cao h.c (m)

®é cao (m)

li (km)

Sè h.c vi (m)

11,742

3,4 -4,203 +0,010 -4,193

R1 A

7,549

4,7 +5,711 +0,014 +5,725

13,274

14,495

4,2 +1,208 +0,013 +1,221

7,7 -8,549 +0,023 -8,526

R2 KT

5,969

a- Tính số hiệu chỉnh: vi

+0,060 -5,773 20,0 -5,833

Kiểm tra

b- Tính độ chênh cao hiệu chỉnh c- Tính độ cao các điểm

www.themegallery.com

Kiểm tra

7.10. Sai số khi đo thủy chuẩn và biện pháp khắc phục

www.themegallery.com

1.Sai số do trục ngắm

b’

a’

2.Sai số do mia

3.Sai số do người đo

4.Sai số do ngoại cảnh

www.themegallery.com

7.11.Đo thủy chuẩn kĩ thuật

www.themegallery.com

• Đo thủy chuẩn kỹ thuật: • Dạng lưới • Các yêu cầu - Máy thủy bình - Mia: Mia một mặt, mia hai mặt • Qui phạm - Chênh cao - Khoảng cách - Sai số khép độ cao

www.themegallery.com

L/O/G/O