Giáo trình Thực tập trắc địa 1: Phần 2 - TS. Nguyễn Khắc Thời

Chia sẻ: Kien Kien | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:25

Thêm vào BST

Báo xấu

206
lượt xem 69
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Thực hành trắc địa 1 được biên soạn để đáp ứng nhu cầu giảng dạy và học tập của sinh viên ngành Quản lý đất đai và Khoa học đất đai. Giáo trình được trình bày ngắn gọn, dễ hiểu giúp sinh viên củng cố toàn bộ kiến thức đo đạc và thành lập bản đồ địa chính. Sau đây là phần 2 của giáo trinh, mời các bạn tham khảo.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Thực tập trắc địa 1: Phần 2 - TS. Nguyễn Khắc Thời

Chương 4 THIẾT KẾ, ðO ðẠC VÀ BÌNH SAI ðƯỜNG CHUYỀN KINH VĨ 4.1 CÁC DẠNG ðƯỜNG CHUYỀN Trước khi tiến hành ño vẽ bản ñồ, bình ñồ trước hết phải xây dựng ñược lưới khống chế ño vẽ, lưới khống chế ño vẽ là cấp lưới khống chế cuối cùng về tọa ñộ và ñộ cao phục vụ trực tiếp cho việc ño vẽ bình ñồ, bản ñồ. Lưới khống chế ño vẽ ñược chêm dày dựa vào các ñiểm khống chế Nhà nước, tuy nhiên nếu trong khu vực ño vẽ chưa có ñiểm khống chế Nhà nước hoặc ñiểm khống chế ở quá xa thì có thể dùng hệ tọa ñộ và ñộ cao giả ñịnh. Lưới khống chế ño vẽ mặt bằng ñược thành lập theo các phương pháp như lưới tam giác nhỏ, ñường chuyền kinh vĩ hoặc phương pháp giao hội góc, giao hội cạnh. Trong ñó phương pháp ñường chuyền kinh vĩ ñược sử dụng nhiều nhất hiện nay. ðường chuyền kinh vĩ gồm tập hợp các ñiểm liên kết với nhau tạo thành ñường gãy khúc, ño chiều dài tất cả các cạnh và ño tất cả các góc sẽ xác ñịnh ñược tọa ñộ các ñiểm trong ñường chuyền. Các dạng ñường chuyền kinh vĩ: 4.1.1. ðường chuyền kinh vĩ phù hợp: Là ñường chuyền nối 2 ñiểm cấp cao ñã biết tọa ñộ. Nếu trong khu vực ño vẽ có từ 2 ñiểm khống chế tọa ñộ cấp cao trở lên và 2 ñiểm này ở cách xa nhau thì ta thiết kế ñường chuyền kinh vĩ phù hợp. Nếu trong khu ño không có ñủ ñiểm khống chế ñể tạo thành cạnh gốc thì ta phải chọn một cạnh làm cạnh khởi ñầu ñể ño phương vị. β2 B β1 1 n D S1 S2 A 2 C Hình 4.1 Trong hình 4.1, các ñiểm A, B, C, D là các ñiểm cấp cao ñã biết tọa ñộ. 4.1.2. ðường chuyền khép kín. Là dạng ñường chuyền xuất phát từ 1 ñiểm và khép trở lại ñúng ñiểm ñó. ðường chuyền kinh vĩ khép kín ñược xây dựng trong trường hợp khu vực ño vẽ ñã có ñiểm khống chế cấp cao hoặc chưa có ñiểm khống chế cấp cao. n B n γ S βnn α0 Sn βn A β1 A β1 S1 β S1 β 2 2 1 β3 1 β S2 S3 2 S2 S3 2 Hình 4.2 Hình 4.3 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………….. ………………… 38
Trong hình 4.2 ñiểm A, B là ñiểm gốc ñã biết tọa ñộ, ñể chuyền phương vị cho tất cả các cạnh trong ñường chuyền phải ño nối cạnh gốc với cạnh trong ñường chuyền, góc γ ñược gọi là góc ño nối phương vị. Trong hình 4.3 chỉ có 1 ñiểm gốc vì vậy ñể tính ñược góc phương vị cho các cạnh phải tiến hành ño góc phương vị cho 1 cạnh ñược chọn làm cạnh khởi ñầu. 4.1.3. ðường chuyền treo. Là ñường chuyền xuất phát từ 1 cạnh gốc và không nối về ñiểm cấp cao khác. B n A Hình 4.4 4.1.4 Lưới ñường chuyền. Gồm nhiều tuyến ñường chuyền phù hợp hoặc khép kín tạo thành lưới ñường chuyền. 1 2 F B N3 A N D N2 C Hình 4.5 4.2 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ ðƯỜNG CHUYỀN KINH VĨ Trước khi thiết kế ñường chuyền cần nghiên cứu bản ñồ cũ, ảnh hàng không (nếu có), nghiên cứu ñịa hình, ñịa vật khu ño, tìm kiếm các ñiểm khống chế cấp cao ñã có và ñánh giá xem chúng còn sử dụng ñược hay không. Căn cứ vào ñặc ñiểm ñịa hình, ñịa vật ñồng thời dựa vào các ñiểm cấp cao ñể thiết kế ñường chuyền dạng phù hợp, ñường chuyền khép kín, ñường chuyền treo hay lưới ñường chuyền. Nếu trong khu vực ño vẽ chưa có ñiểm gốc tọa ñộ có thể giả ñịnh một ñiểm gốc, tọa ñộ các ñiểm tính theo tọa ñộ giả ñịnh. ðường chuyền thiết kế phải ñảm bảo các tiêu chuẩn kỹ thuật sau: - Chiều dài cạnh trung bình 150m÷250m. - Cạnh dài nhất không vượt quá 350m. - Cạnh ngắn nhất không nhỏ hơn 20m. - Sai số trung phương ño góc 30". - Sai số khép tương ñối giới hạn 1:2000 hoặc 1:1000. - Tổng chiều dài ñường chuyền không vượt quá quy ñịnh ghi trong bảng 4.1. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………….. ………………… 39
Bảng 4.1 Tỷ lệ bản ñồ Khu vực quang ñãng Khu vực rừng núi 1:500 0.6km 1.0km 1:1000 1.2km 1.5km 1:2000 2.0km 3.0km 1:5000 4.0km 5.0km ðiểm ñặt ñường chuyền phải ñảm bảo các yêu cầu sau: - Các ñiểm của lưới ñường chuyền phải ñược ñặt trên nền ñất vững chắc, thuận lợi cho việc ñặt máy ñể ño góc, ño chiều dài. - ðiểm ñường chuyền phải thuận lợi cho việc ño vẽ chi tiết và ño ñược nhiều ñiểm chi tiết nhất. - Các ñiểm ñường chuyền phải bao trùm toàn bộ khu vực ño vẽ và trải ñều trên khu ño. - ðảm bảo ñiều kiện thông hướng giữa các ñiểm kề nhau. - Tại các ñiểm ñường chuyền phải chôn mốc ñể ñánh dấu vị trí ñiểm, tùy theo yêu cầu công việc mà có thể sử dụng mốc lâu dài bằng bê tông hay mốc tạm thời bằng cọc gỗ. ðể ño vẽ thành lập bản ñồ ñịa chính thì ñường chuyền kinh vĩ ñạt ñược các chỉ tiêu kỹ thuật quy ñịnh tại bảng 4.2 Bảng 4.2 TT Tỷ lệ bản ñồ [S]max (m) mβ" fS/[S] KV1 KV2 KV1 KV2 KV1 KV2 Khu vực ñô thị 1 1:500, 1:1000, 600 300 15 15 1:4000 1:2500 1:2000 Khu vực nông thôn 2 1:1000 900 500 15 15 1:4000 1:2000 3 1:2000 2000 1000 15 15 1:4000 1:2000 4 1:5000 4000 2000 15 15 1:4000 1:2000 5 1:10000; 1:25000 8000 6000 15 15 1:4000 1:2000 4.3 ðO ðẠC ðƯỜNG CHUYỀN Sau khi thiết kế xong lưới ñường chuyền tiến hành ño ñạc lưới ñường chuyền. Trước khi ño ñường chuyền phải kiểm nghiệm và hiệu chỉnh máy kinh vĩ và thước thép. Tại tất cả các ñiểm của ñường chuyền kể cả ñiểm cấp cao nối với ñường chuyền phải ñặt máy kinh vĩ ñể ño góc bằng. Khi ño góc phải quy ñịnh rõ hướng ño góc, ño tất cả các góc bên trái hoặc tất cả các góc bên phải ñường chuyền, ñối với ñường chuyền kinh vĩ khép kín phải ño tất cả các góc bên trong ñường chuyền. Chiều dài cạnh ñường chuyền ñược ño bằng thước thép hoặc máy toàn ñạc ñiện tử và phải ño ñi và ño về, ñộ chênh lệch giữa hai lần ño của 1 cạnh nhỏ hơn 1:3000. 4.3.1 ðo góc trong ñường chuyền. a. ðo góc phương vị cạnh khởi ñầu. Trong trường hợp khu ño chỉ có 1 ñiểm gốc cấp cao ñã biết tọa ñộ hoặc giả ñịnh tọa ñộ 1 ñiểm thì ta phải chọn 1 cạnh gốc gắn với ñiểm ñó làm cạnh khởi ñầu và tiến hành ño góc phương vị cho cạnh ñó. Có hai cách ñể ño góc phương vị: thứ nhất là dùng máy kinh vĩ và ñịa bàn, thứ hai là dùng máy kinh vĩ và mặt trời. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………….. ………………… 40
1. ðo bằng máy kinh vĩ và ñịa bàn: ðể xác ñịnh phương vị cạnh AB ta làm như sau: - ðặt máy kinh vĩ có gắn ñịa bàn tại ñiểm A, ñịnh tâm và cân bằng máy chính xác. - ðặt số ñọc trên bàn ñộ ngang của máy kinh vĩ về 000'00", khóa bàn ñộ. Quay máy sao cho cực Bắc của kim nam châm trùng với vạch không trên ñịa bàn. Mở khóa bàn ñộ ngang của máy kinh vĩ. - Quay máy theo chiều kim ñồng hồ ngắm ñến ñiểm B ñọc số trên bàn ñộ ngang của máy kinh vĩ ñược góc phương vị của cạnh AB. Tiến hành ño 2 lần, lấy giá trị trung bình làm kết quả cuối cùng. 2. ðo bằng máy kinh vĩ và mặt trời: Trong trường hợp không có ñịa bàn ta có thể sử dụng hướng Mặt trời mọc (Hướng ðông) hoặc hướng mặt trời lặn (Hướng Tây) ñể xác ñịnh góc phương vị cho cạnh khởi ñầu. ðể xác ñịnh góc ñịnh hướng cạnh AB ta làm như sau: - ðặt máy kinh vĩ tại A, sau khi ñịnh tâm và cân bằng máy chính xác ñưa bàn ñộ về 000'00", khóa bàn ñộ. ðặt máy ở vị trí bàn ñộ trái quay máy ngắm về phía Mặt trời mọc, mở ốc khóa bàn ñộ. Quay máy theo chiều kim ñồng hồ ngắm ñến ñiểm B, ñọc số trên bàn ñộ ngang ñược trị số góc β, là góc ngang hợp bởi cạnh AB và hướng ðông. B B B α A α A T ð T ð β β B N N Hình 4.6 - Nếu góc 00 ≤ β ≤ 270 0 thì α = β + 900 - Nếu góc β ≥ 2700 thì α = β - 2700 Tiến hành tương tự ñược góc phương vị lần ño thứ hai, lấy giá trị trung bình 2 lần ño làm kết quả cuối cùng. b. ðo góc ñường chuyền. Các góc ñược ño bằng máy kinh vĩ với 2 vòng ño, mỗi vòng ño thay ñổi trị số hướng mở ñầu 900. Nếu tại ñiểm ñặt máy có 2 hướng ño ta tiến hành ño góc ñơn, nếu có từ 3 hướng ño trở lên ño góc theo phương pháp ño góc toàn vòng. 4.3.2 ðo cạnh trong ñường chuyền. Các cạnh của ñường chuyền ñược ño trực tiếp bằng thước thép, máy ño dài hoặc máy toàn ñạc ñiện tử. Nếu cạnh ñường chuyền có ñộ dốc lớn phải ño góc nghiêng V ñể chuyển từ khoảng cách ngang về khoảng cách nghiêng. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………….. ………………… 41
4.4 TÍNH TOÁN BÌNH SAI ðƯỜNG CHUYỀN KINH VĨ Trước khi bình sai ñường chuyền kinh vĩ cần phải kiểm tra toàn bộ sổ ño góc, số ño cạnh, vẽ sơ ñồ lưới ñường chuyền, trên sơ ñồ ghi rõ tên ñiểm, chỉ rõ góc ño cạnh ño. Mục ñích cuối cùng của việc tính toán ñường chuyền là tìm toạ ñộ chính xác của các ñiểm cần xác ñịnh trong ñường chuyền. Do các kết quả ño có tồn tại sai số ño nên trước khi tính toạ ñộ cần tìm cách phát hiện sai số ño sau ñó tính toán hiệu chỉnh kết quả ño ñể các ñại lượng ño thoả mãn ñiều kiện toán học. Công việc ñó gọi là bình sai ñường chuyền. ðối với các mạng lưới trắc ñịa có ñộ chính xác cao như lưới trắc ñịa nhà nước, lưới ñịa chính cơ sở, lưới ñịa chính cấp I, cấp II cần phải bình sai chặt chẽ ñể hạn chế sự tích luỹ sai số số liệu gốc từ hạng cao xuống hạng thấp. ðường chuyền kinh vĩ là lưới khống chế ño vẽ có ñộ chính xác thấp phục vụ ño vẽ chi tiết ñể thành lập bản ñồ nên chỉ dùng phương pháp bình sai gần ñúng. Sau ñây sẽ giới thiệu phương pháp bình sai gần ñúng ñường chuyền kinh vĩ. 4.4.1 Bình sai ñường chuyền kinh vĩ khép kín. 1. Bình sai góc. - Tính tổng các góc ño trong ñường chuyền ∑β do = β1 + β2 +....+ βn (4.1) - Tính tổng các góc lý thuyết trong ñường chuyền theo công thức: ∑β lt = (n -2)180o (4.2) β2 β3 - Tính sai số khép góc trong ñường chuyền: β1 β4 fβ = ∑β do - ∑β lt (4.3) - Tính sai số khép giới hạn của tổng n góc trong β6 β5 ñường chuyền: fβ gh = ± 1,5t n (4.4) Trong ñó: t là ñộ chính xác của máy ño Hình 4.7 n: số ñỉnh trong ñường chuyền - Nếu fβ > fβ gh chứng tỏ kết quả ño không ñạt yêu cầu nên phải ño lại. - Nếu fβ < fβgh tiến hành phân phối ñều sai số khép góc cho n góc ño. Số hiệu chỉnh cho các góc là Vβ: − fβ Vβ = (4.5) n - Kiểm tra kết quả tính số hiệu chỉnh góc: ΣVβ = - fβ - Tính các góc sau bình sai: βi = βi + Vβ. (4.6) Trong ñó: βi là góc bình sai βi là góc ño 2. Bình sai gia số tọa ñộ Dựa vào các góc bình sai tính chuyển góc ñịnh hường cho các cạnh Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………….. ………………… 42
n αn = αñ + n.180o - ∑β i (4.7) i =1 (Trong trường hợp góc bên phải ñường chuyền) Nếu góc ño bên trái ñường chuyền: n αn = αñ + ∑β i - n.180o (4.8) i =1 Trong ñó: αn: là góc ñịnh hướng cạnh thứ n αñ: là góc ñịnh hướng cạnh mở ñầu n: số góc tính chuyển βi : góc bình sai ðối với lưới như hình vẽ tính chuyển phương vị bắt ñầu từ cạnh 12 và khép trở lại cạnh 12. α23 = α12 + 180o - β 2 α34 = α23 + 180o - β3 …. α61 = α56 + 180o - β 6 α12 = α61 + 180o - β1 Sau khi tính trở lại cạnh 12 thì góc phương vị tính ñược phải ñúng bằng góc ban ñầu. - Tính gia số tọa ñộ theo công thức sau: ∆xi = Si.cosαi (4.9) ∆yi = Si.sinαi Ví dụ: ∆x12 = S1.cosα12 ∆y12 = S1.sinα12 - Tính tổng gia số tọa ñộ: n n Σ∆X = ∑ ∆xi Σ∆Y = ∑ ∆y i (4.10) i =1 i =1 - Tính sai số khép gia số tọa ñộ: fx = Σ∆X - Σ∆XLT fy = Σ∆Y - Σ∆YLT Vì trong ñường chuyền kinh vĩ khép kín Σ∆XLT = 0; Σ∆YLT = 0 nên fx = Σ∆X fy = Σ∆Y (4.11) - Tính sai số khép vị trí ñiểm: f= f x2 + f y2 (4.12) - Tính sai số tương ñối của ñường chuyền: 1 f = S (4.13) T [S ] Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………….. ………………… 43
Trong ñó [S] là tổng chiều dài ñường chuyền [S] = S1 + S2 + …+ Sn (4.14) 1 1 Nếu ≤ tiến hành tính số hiệu chỉnh gia số tọa ñộ: T Tchophep 1 Trong ñó là sai số khép tương ñối giới hạn. Tchophep - Số hiệu chỉnh gia số tọa ñộ ñược tính theo công thức: − fx − fy V∆xi = Si ; V∆yi = Si (4.15) [S] [S] − fx − fy Ví dụ: V∆ x = S1 ; V∆ y = S1 12 [S] 12 [S] - Kiểm tra việc tính số hiệu chỉnh bằng công thức: n n ∑ V∆xi = − f x ; 1 ∑V 1 ∆yi = − fy - Tính số gia tọa ñộ ñã hiệu chỉnh: ∆xi = ∆xi + V∆xi (4.16) ∆y i = ∆yi + V∆yi Ví dụ: ∆x12 = ∆x12 + V∆x12 ∆y12 = ∆y12 + V∆y12 - Tính tọa ñộ các ñiểm sau bình sai: Tọa ñộ các ñiểm sau bình sai bằng tọa ñộ ñiểm trước cộng với gia số tọa ñộ ñã hiệu chỉnh Ví dụ: x2 = x1 + ∆x12 y2 = y1 + ∆y12 Khi tính tọa ñộ các ñiểm sau bình sai thì tính xuất phát từ 1 ñiểm và tính trở lại ñúng ñiểm ñó. Tọa ñộ tính ñược phải ñúng bằng tọa ñộ ñã biết.. Quá trình bình sai tính toán ñược thể hiện trong bảng theo quy ñịnh. 4.4.2 Bình sai ñường chuyền kinh vĩ phù hợp. Giả sử có ñường chuyền kinh vĩ phù hợp như hình 4.8 Hình 4.8 Các góc ño β1, β2,...., β7, các cạnh ño S1, S2, …, S7. Tọa ñộ các ñiểm A, B, C, D ñã biết. ðể bình sai trước tiên ta tiến hành tính góc ñịnh hướng cho cạnh ñầu và cạnh cuối của ñường chuyền: Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………….. ………………… 44
YB − Y A Y − YC α AB = arctg ; α CD = arctg D XB − XA X D − XC 1. Bình sai góc: - Tính tổng các góc ño trong ñường chuyền ∑β do = β1 + β2 +....+ βn - Tính tổng các góc lý thuyết trong ñường chuyền theo công thức: Nếu góc ño nằm bên trái ñường chuyền ta có: ∑β lt = αc - α d + n.180o (4.17) Nếu góc ño nằm bên phải ñường chuyền thì: ∑β lt = αd - α c + n.180o (4.18) - Tính sai số khép góc trong ñường chuyền: fβ = ∑β do - ∑β lt - Tính sai số khép giới hạn của tổng n góc trong ñường chuyền: fβ gh = ± 1,5t n Trong ñó: t là ñộ chính xác của máy ño n: số góc trong ñường chuyền - Nếu fβ > fβ gh chứng tỏ kết quả ño không ñạt yêu cầu nên phải ño lại. - Nếu fβ < fβgh tiến hành phân phối ñều sai số khép góc cho n góc ño. Số hiệu chỉnh cho các góc là Vβ: − fβ Vβ = n - Kiểm tra kết quả tính số hiệu chỉnh góc: ΣVβ = - fβ - Tính các góc sau bình sai: βi = βi + Vβ. Trong ñó: βi là góc bình sai βi là góc ño 2. Bình sai gia số tọa ñộ. Dựa vào các góc bình sai tính chuyển góc ñịnh hường cho các cạnh n αn = αñ + n.180o - ∑β i (Trong trường hợp góc bên phải ñường chuyền) i =1 Nếu góc ño bên trái ñường chuyền: n αn = αñ + ∑β i - n.180o i =1 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………….. ………………… 45
ðối với lưới như hình vẽ tính chuyển phương vị bắt ñầu từ cạnh AB ñến cạnh cuối CD. α12 = αAB + β1 -180o α23 = α12 + β 2 -180o …. αCD = α6C + β 7 -180o Góc phương vị cạnh CD tinh ñược phải bằng góc phương vị CD cho trước. - Tính gia số tọa ñộ theo công thức sau: ∆xi = Si.cosαi; ∆yi = Si.sinαi Ví dụ: ∆x12 = S1.cosα12; ∆y12 = S1.sinα12 - Tính tổng gia số tọa ñộ: n n Σ∆X = ∑ ∆xi Σ∆Y = ∑ ∆y i i =1 i =1 - Tính sai số khép gia số tọa ñộ: fx = Σ∆X - Σ∆XLT fy = Σ∆Y - Σ∆YLT Trong ñó Σ∆XLT = XC - XB; Σ∆YLT = YC - YB - Tính sai số khép vị trí ñiểm: fS = f x2 + f y2 - Tính sai số tương ñối của ñường chuyền: 1 f = S Trong ñó [S] là tổng chiều dài ñường chuyền T [S ] [S] = S1 + S2 + …+ Sn 1 1 - Nếu ≤ tiến hành tính số hiệu chỉnh gia số tọa ñộ: T Tchophep - Số hiệu chỉnh gia số tọa ñộ ñược tính theo công thức (4.5): − fx Ví dụ: V∆ x = S1 12 [S] − fy V∆ y = S1 12 [S] - Kiểm tra việc tính số hiệu chỉnh bằng công thức: n n ∑ V∆xi = − f x 1 ∑V 1 ∆yi = − fy - Tính số gia tọa ñộ ñã hiệu chỉnh: ∆xi = ∆xi + V∆xi ∆y i = ∆yi + V∆yi Ví dụ: ∆x12 = ∆x12 + V∆x12 ∆y12 = ∆y12 + V∆y12 - Tính tọa ñộ các ñiểm sau bình sai: Tọa ñộ các ñiểm sau bình sai bằng tọa ñộ ñiểm trước cộng với gia số tọa ñộ ñã hiệu chỉnh Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………….. ………………… 46
Ví dụ: x2 = x1 + ∆x12 y2 = y1 + ∆y12 Khi tính tọa ñộ các ñiểm sau bình sai thì tính xuất phát từ ñiểm B và tính ñến ñiểm C. Tọa ñộ tính ñược phải ñúng bằng tọa ñộ ñã biết.. 4.5 VÍ DỤ ÁP DỤNG 4.5.1 Bình sai ñường chuyền kinh vĩ khép kín Bình sai ñường chuyền kinh vĩ khép kín như hình vẽ (hình 4.9) Số liệu gốc trong bảng 4.3, các góc ño và cạnh ño trong bảng 4.4 Bảng 4.3 Tọa ñộ (m) ðiểm Phương vị X Y 1 2000.349 1998.734 000 11' 43" 2 S2 3 2 β3 α12 β2 S3 S1 β4 4 β1 1 β5 S4 S5 5 Hình 4.9 Bảng 4.4 Kí hiệu Góc ño Kí hiệu TT 0 Cạnh ño (m) góc ' " cạnh 1 β1 110 33 46 S1 362.821 2 β2 116 25 31 S2 225.731 3 β3 96 39 20 S3 352.729 4 β4 153 50 46 S4 333.302 5 β5 62 30 43 S5 464.473 Quá trình bình sai ñường chuyền ñược thực hiện trong bảng 4.5. Tên ñiểm ghi trong cột 1, góc ño ghi trong cột 2, chiều dài cạnh ño ghi trong 6 (ghi cạnh ño giữa hai ñiểm) Trình tự tính toán như sau : 1. Bình sai góc - Tính tổng các góc ño theo công thức (4.1) ghi vào cột 2, hàng (Σ): Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………….. ………………… 47
∑β do = β1 + β2 +β3 +β4 + β5 = 5400 00' 30" - Tính tổng các góc lý thuyết theo công thức (4.2) ghi vào cột 3 hàng (Σ): ∑β lt = (n -2)180o = (5-2).1800 = 5400 - Tính sai số khép góc trong ñường chuyền: fβ = ∑β do - ∑β lt = 30" - Tính sai số khép giới hạn của tổng n góc trong ñường chuyền: fβ gh = ± 1.5t n = ±1,5.30". 5 = 100" fβ < fβgh ; Tính số hiệu chỉnh cho các góc là Vβ ghi vào cột 2 trên mỗi góc ño: − fβ Vβ = = -30"/5 = - 6" n - Kiểm tra kết quả tính số hiệu chỉnh góc: ΣVβ = - fβ - Tính các góc sau bình sai ghi vào cột 3 : Ví dụ : β1 = 1100 33' 51" + (-6") = 1100 33' 45". 2. Bình sai gia số tọa ñộ. Tính chuyển góc ñịnh hướng cho các cạnh ghi vào cột 4, trường hợp các góc ño bên phải ñường chuyền: Ví dụ: α23 = α12 + 180o - β 2 = 00 11 43 + 1800 - 116 25 30 = 63 46 13 Sau khi tính trở lại cạnh 12 thì góc phương vị tính ñược phải ñúng bằng góc ban ñầu. - Tính gia số tọa ñộ theo công thức (4.9) ghi vào cột 7, 8 : Ví dụ: ∆x12 = S1.cosα12 = 362.821cos(00 11' 43") = +362.819 m ∆y12 = S1.sinα12 - Tính sai số khép gia số tọa ñộ ghi vào cột 7,8 hàng (Σ): n n fX = ∑ ∆xi = -0.018 m i =1 fY = ∑ ∆y = -0.038 m i =1 i - Tính sai số khép vị trí ñiểm theo công thức (4.12): fS = f x2 + f y2 = (−0.018) 2 + (−0.038) 2 = 0.042m - Tính sai số tương ñối của ñường chuyền: 1 f 0.042 1 = S = = T [ S ] 1739.038 41405 Trong ñó [S] là tổng chiều dài ñường chuyền [S] = S1 + S2 + …+ Sn 1 1 1 1 Nếu ≤ , trong ví dụ này = ; tiến hành tính số hiệu chỉnh gia số T Tchophep Tchophep 3000 tọa ñộ: Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………….. ………………… 48
- Số hiệu chỉnh gia số tọa ñộ ñược tính theo công thức (4.15) ghi vào cột 7, 8 phía trên gia số tọa ñộ: − fx − fy Ví dụ: V∆ x = S1 = +4 mm; V∆ y = S1 = +8mm 12 [S] 12 [S] - Kiểm tra việc tính số hiệu chỉnh bằng công thức: n n ∑ V∆xi = − f x ; 1 ∑V 1 ∆yi = − fy - Tính số gia tọa ñộ ñã hiệu chỉnh theo công thức (4.16) ghi vào cột 9,10: Ví dụ: ∆x12 = ∆x12 + V∆x12 = 362.819 + 0.004 = 362.823 m ∆y12 = ∆y12 + V∆y12 = 1.237 + 0.008 = 1.245 m - Tính tọa ñộ các ñiểm sau bình sai ghi vào cột 11, 12. Sau khi tính ñến ñiểm 5 phải tính trở lại ñiểm 1, tọa ñộ tính ñược phải ñúng bằng tọa ñộ ñã cho. Ví dụ: x2 = x1 + ∆x12 = 2000.349+362.823 = 2363.172 m y2 = y1 + ∆y12 = 1998.734 + 1.245 = 1999.979 m Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………….. ………………… 49
Bảng 4.5 Tính toán và bình sai ñường chuyền kinh vĩ khép kín Góc ñịnh Chiều Gia số tọa ñộ hiệu ðiểm Góc nằm ngang Gia số tọa ñộ tính (m) Tọa ñộ (m) hướng dài (m) chỉnh (m) βño β hiệu chỉnh ∆x ∆y ∆x ∆y x y 1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 12 -6" 1 1100 33' 51" 110 33 45 +4 +8 2000.349 1998.734 0 - 6" 00 11' 43" 362.821 +362.819 +1.237 +362.823 +1.245 2 116 25 36 116 25 30 +2 +5 2363.172 1999.979 - 6" 63 46 13 225.713 +99.759 +202.471 +99.761 +202.476 3 96 39 24 96 39 18 +4 +8 2462.933 2202.455 - 6" 147 06 55 352.729 -296.209 +191.514 -296.205 +191.522 4 153 50 51 153 50 45 +3 +7 2166.728 2393.977 - 6" 173 16 10 333.302 -331.005 +39.063 -331.002 +39.070 5 62 30 48 62 30 42 +5 +10 1835.726 2433.047 290 45 28 464.473 +164.618 -434.323 +164.623 -434.313 1 2000.349 1998.734 Σ 540 00 30 540 00 00 1739.038 -0.018 -0.038 0.0 0.0 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………….. ………………… 50
4.5.2 Ví dụ bình sai ñường chuyền kinh vĩ phù hợp Hãy bình sai ñường chuyền kinh vĩ phù hợp dưới ñây. D A β2 β4 β1 β3 1 S1 S2 S3 C 2 B Hình 4.10 Các góc ño và cạnh ño trong bảng 4.6 Bảng 4.6 TT Kí hiệu Góc ño Kí hiệu cạnh Cạnh ño (m) góc 0 ' " 1 β1 116 25 36 S1 362.821 2 β2 140 33 55 S2 253.274 3 β3 122 39 58 S3 275.956 4 β4 269 50 10 Tọa ñộ ñiểm gốc và góc phương vị cạnh ñầu, cạnh cuối trong bảng 4.7 Bảng 4.7 Tọa ñộ (m) ðiểm Phương vị X Y A 243 46 01 B 2363.170 1999.972 C 1835.759 2433.081 173 15 58 D Quá trình bình sai ñường chuyền ñược thực hiện trong bảng 4.8. Trình tự tính toán như sau : 1. Bình sai góc - Tính tổng các góc ño theo công thức (4.1) ghi vào cột 2, hàng (Σ) : ∑β do = 6490 29' 39" - Tính tổng các góc lý thuyết, ghi vào cột 3 hàng (Σ) ∑β lt =αc-αd+n.180o=1730 15’ 58" - 2430 46’ 01" + 4. 1800 = 6490 29' 57" - Tính sai số khép góc trong ñường chuyền: fβ = ∑β do - ∑β lt = -18" - Tính sai số khép giới hạn của tổng n góc trong ñường chuyền: fβ gh = ± 1.5t n = ±1,5.30". 4 = 90" Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………….. ………………… 51
fβ < fβgh ; Tính số hiệu chỉnh cho các góc là Vβ ghi vào cột 2 trên mỗi góc ño: − fβ Vβ = = -18"/4 = - 4.5" n - Kiểm tra kết quả tính số hiệu chỉnh góc: ΣVβ = - fβ - Tính các góc sau bình sai ghi vào cột 3 : 2. Bình sai gia số tọa ñộ. Tính chuyển góc ñịnh hướng cho các cạnh ghi vào cột 4, trường hợp các góc ño bên trái ñường chuyền: αB1 = αAB + β1 -180o α12 = αB1 + β 2 -180o α2C = α12 + β 3 -180o αCD = α2C + β 4 -180o Sau khi tính ñến cạnh CD thì góc phương vị tính ñược phải ñúng bằng góc ñã cho. - Tính gia số tọa ñộ theo công thức (4.9) ghi vào cột 7, 8. n n Σ∆X = ∑ ∆x i = -527.404 m Σ∆Y = ∑ ∆y = +433.118 m i i =1 i =1 - Tính tổng gia số tọa ñộ lý thuyết: Σ∆XLT = XC - XB = -527.411 m Σ∆YLT = YC - YB = +433.109 m - Tính sai số khép gia số tọa ñộ ghi vào cột 7,8 hàng (Σ): fx = Σ∆X - Σ∆XLT = +7mm fy = Σ∆Y - Σ∆YLT = +9mm - Tính sai số khép vị trí ñiểm theo công thức (4.12): fS = f x2 + f y2 = 11.4 mm - Tính sai số tương ñối của ñường chuyền: 1 f 0.0114 1 = S = = T [ S ] 829.051 72000 1 1 1 1 Vì ≤ , trong ví dụ này = ; tiến hành tính số hiệu chỉnh gia số T Tchophep Tchophep 3000 tọa ñộ: - Số hiệu chỉnh gia số tọa ñộ ñược tính theo công thức (4.15) ghi vào cột 7, 8 phía trên gia số tọa ñộ: - Kiểm tra việc tính số hiệu chỉnh bằng công thức: n n ∑V ∆xi = − fx ; ∑V ∆yi = − fy 1 1 - Tính s ố gia t ọ a ñộ ñ ã hi ệ u ch ỉ nh theo công th ứ c (4.16) ghi vào c ộ t 9,10: - Tính tọa ñộ các ñiểm sau bình sai ghi vào cột 11, 12. Sau khi tính ñến ñiểm C, tọa ñộ tính ñược phải ñúng bằng tọa ñộ ñã cho. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………….. ………………… 52
Bảng 4.8 Tính toán bình sai ñường chuyền kinh vĩ phù hợp Góc ñịnh Chiều Gia số tọa ñộ hiệu ðiểm Góc nằm ngang Gia số tọa ñộ tính (m) Tọa ñộ (m) hướng dài (m) chỉnh (m) βño β hiệu chỉnh ∆x ∆y ∆x ∆y x y 1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 12 A +4.5" 243 46 01 B 116025'36" 116025'40".5 -3 -4 2363.170 1999.972 +4.5" 180 11 41.5 362.821 -362.819 -1.234 -362.822 -1.238 1 140 33 55 140 33 59.5 -2 -2 2000.348 1998.734 +4.5" 140 45 41 253.274 -196.165 +160.209 -196.167 +160.207 2 122 39 58 122 40 02.5 -2 -3 1804.181 2158.941 +4.5" 83 25 43.5 275.956 +31.580 +274.143 +31.578 +274.140 C 269 50 10 269 50 14.5 1835.759 2433.081 173 15 58 D Σ 649 29 39 649 27 57 892.051 -527.404 +433.118 -527.411 +433.109 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………….. ………………… 53
4.6 DỰNG LƯỚI TỌA ðỘ VUÔNG GÓC 4.6.1 Dựng lưới tọa ñộ vuông góc bằng thước và compa. - Trước tiên dùng thước kẻ ñường thẳng yy nằm ở giữa tờ giấy và song song với mép giấy. - Trên ñường thẳng yy lấy 1 ñiểm A cách mép giấy 10 (hoặc theo kích thước ñể lề cho bản vẽ). Từ A ñặt liên tiếp các ñoạn bằng 10cm ñược ñiểm B và C. - Lấy A làm tâm quay 2 cung tròn có bán kính lớn hơn 10cm về hai phía của ñường thẳng yy. Giữ nguyên khẩu ñộ compa, lấy C làm tâm quay 2 cung tròn về 2 hai phía của ñường thẳng yy, chúng sẽ giao với hai cung tròn quay từ tâm A tại 2 ñiểm D và E. - Nối DE ta ñược ñường thẳng vuông góc với yy tại B. Từ B lấy về hai phía 1 ñoạn thẳng bằng 10cm nằm trên DE ñược F và G. - Tại F và G quay các cung tròn có bán kính 10cm, các cung này sẽ cắt các cung tròn có bán kính 10 Hình 4.11 cm quay từ A và C tại các ñiểm H, K và I, L. - Nối H và K thì ñường thẳng ñó phải ñi qua ñiểm A, nối H và I ñi qua F, nối I và L ñi qua C, nối K và L ñi qua ñiểm G tạo thành các ô vuông có kích thước 10x10cm. Nếu các ñường thẳng ñó không ñi qua các ñiểm ñó chứng tỏ quá trình dựng chưa chính xác và phải dựng lại ñến khi ñạt yêu cầu. - Tiến hành tương tự ñể dựng các ô vuông tiếp theo. - Sau khi dựng xong tiến hành kiểm tra bằng cách lấy thước ñặt trên hai ñường chéo của lưới ô vuông, nếu ñường chéo ñi qua các giao ñiểm của lưới ô vuông hoặc tạo với các ñiểm ñó những tam giác thị sai mà có cạnh tam giác nhỏ hơn 0.2mm thì lưới ô vuông ñạt yêu cầu. 4.6.2. Dựng lưới tọa ñộ thẳng góc bằng thước Drôbưsep. Thước Drôbusép ñược làm bằng hợp kim ñộ giãn nở rất ít, trên thước có 6 lỗ khoảng cách giữa các lỗ là 10cm. Từ lỗ ñầu ñến cuối thước có ñộ dài là 70,71cm bằng ñường chéo của ô vuông có cạnh là 50cm, việc dựng lưới ô vuông bằng thước Drôbưsep ñược tiến hành như sau: Trên giấy vẽ lấy ñiểm A nằm ở phía dưới, bên trái, dọc theo cạnh thước vạch ñường thẳng AB. ðể ñiểm A trùng với vạch 0 của thước dùng bút chì vạch các vạch theo các lỗ của thước (Hình 4.12) Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………….. ………………… 54
Hình 4.12 ðặt thước thẳng góc với AB, ñể vạch 0 của thước trùng với ñiểmA vạch các vạch theo các lỗ của thước. Kiểm tra xem ñường AB có vuông góc với AC không bằng cách dựng thước chéo xem ñoạn BC bằng 70,71cm không (hình 4.12c). Nếu ñược ta dựng tiếp ñường BD sau ñó cũng kiểm tra xem AD có bằng 70,71cm không. Nếu ñược, ta dựng thước nằm ngang theo ñường CD và cũng vạch các vạch theo các lỗ trên thước. Nối các vạch theo hướng trái phải, trên dưới ta ñược các ô vuông có kích thước 10 x 10cm. 4.7 TRIỂN ðIỂM KHỐNG CHẾ TRẮC ðỊA LÊN BẢN VẼ Sau khi dựng ñược lưới ô vuông, dùng lưới ô vuông ñó chuyển các ñiểm của lưới ño vẽ lên bản vẽ theo tọa ñộ các ñỉnh của ñường chuyền. Dựa vào tọa ñộ các ñiểm sau bình sai của các ñiểm lưới khống chế ño vẽ ta chọn tọa ñộ của ñiểm góc khung Tây Nam có trị số x, y nhỏ nhất ñể sao cho tất các ñiểm khống chế khác nằm gọn và cân ñối trong bản vẽ. Việc triển ñiểm có thể tiến hành theo phương pháp thủ công hoặc phần mềm ñồ họa. Nếu sử dụng phần mềm ñồ họa ta chỉ cần nhập tọa ñộ x, y của các ñiểm khống chế. 2200 Nếu sử dụng phương pháp thủ công bằng thước tỷ lệ thì phải tính số gia tọa ñộ giữa ñiển 2100 khống chế và góc khung Tây Nam. Ví dụ triển ñiểm 2 (1804.181; 2158.942), ta xác ñịnh ñược 2000 ñiểm 2 nằm trong ô vuông có tọa ñộ góc Tây Nam là (1800; 2100), tính số gia tọa ñộ giữa 1900 ñiểm 2 và góc ñó, ta có: δ’y 2 δx = 1804.181- 1800 = 4.181m 1800 δ’x 1900 2000 2100 2200 2300 δy = 2158.942 - 2100 = 58.942 m Hình 4.13 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………….. ………………… 55
Từ tỷ lệ bản vẽ xác ñịnh ñược ñiểm 2. Trong trường hợp này bình ñồ tỷ lệ 1:1000, nếu cạnh ô vuông 10cm tương ứng với 100m ngoài thực ñịa. Vậy số gia tọa ñộ tính theo tỷ lệ bình ñồ là: δ’x=δx/1000=4.181m/1000 = 4.181 mm δ’y = δy/1000 = 58.942m/1000 = 58.492mm Từ δ’x, δ’y xác ñịnh ñược ñiểm 2 ở trên bản vẽ, tương tự tiến hành triển các ñiểm khác lên trên bản vẽ Yêu cầu sai số triển ñiểm không ñược vượt quá 0.2mm. Câu hỏi ôn tập Chương 4 THIẾT KẾ, ðO ðẠC VÀ BÌNH SAI ðƯỜNG CHUYỀN KINH VĨ 1. Trình bày nguyên tắc thiết kế ñường chuyền kinh vĩ. 2. Trình bày phương pháp ño phương vị của cạnh khởi ñầu? 3. Nêu trình tự bình sai ñường chuyền kinh vĩ khép kín? 4. Nêu trình tự bình sai ñường chuyền kinh vĩ phù hợp? 5. Phương pháp triển ñiểm khống chế lên bản vẽ? Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………….. ………………… 56
Chương 5 ðO VẼ CHI TIẾT BẰNG PHƯƠNG PHÁP TOÀN ðẠC 5.1. KHÁI NIỆM CHUNG ðo vẽ bản ñồ bằng máy kinh vĩ là một phương pháp ñang ñược ứng dụng rộng rãi ở Việt Nam. Phương pháp này có thể ñể ño bản ñồ tỷ lệ từ 1:10.000 ñến 1:200. Nó ñược áp dụng cho mọi loại ñịa hình và ñặc biệt thuận lợi cho khu vực ñồi núi cao. Phương pháp ño vẽ bản ñồ bằng máy kinh vĩ là dựa vào các ñiểm trắc ñịa, dùng máy kinh vĩ và mia ñồng thời xác ñịnh vị trí mặt bằng và ñộ cao của ñịa hình, ñịa vật ñể thành lập bản ñồ ñịa hình và bản ñồ ñịa chính. ðo bản ñồ bằng phương pháp toàn ñạc kinh vĩ tiến hành theo hai giai ñoạn. - Công tác ño ñạc ngoài trời - Công tác triển vẽ các ñiểm chi tiết của ñịa vật, ñịa hình ở trong phòng. Nhìn chung công tác ño ñạc ngoài trời chiếm từ 70 - 90%, công tác này nhằm thu thập tài liệu bao gồm các số liệu ño khoảng cách, góc ngang (góc toạ ñộ cực), góc ñứng và thành lập sơ ñồ chi tiết. Công tác trong phòng gồm, xử lý số liệu, tính toán và triển vẽ thành lập bản ñồ. 5.2. QUY TRÌNH ðO CHI TIẾT TRÊN MỘT TRẠM MÁY. 5.2.1. Chuẩn bị máy ño - Chọn máy ño Trong ño vẽ chi tiết bằng máy toàn ñạc, vị trí của một ñiểm thường ñược xác ñịnh theo hệ toạ ñộ cực, tức là toạ ñộ của một ñiểm ñược xác ñịnh bằng góc cực β và cạnh cực S. Do ñó dụng cụ ño trong phương pháp này là các máy kinh vĩ có ñộ chính xác trung bình, mia dùng ñể ño vẽ chi tiết là mia thuỷ chuẩn. Chọn phương pháp ñịnh tâm: ðịnh tâm máy chính là ñiều chỉnh cho ảnh của tâm mốc tại vị trí ñặt máy vào tâm của vòng tròn nhỏ của ống dọi tâm quang học. Trong thực tế, ảnh của tâm mốc và tâm của vòng tròn nhỏ của ống dọi tâm không trùng nhau mà lệch ñi một khoảng e - gọi là sai số ñịnh tâm. Khi lập bình ñồ, sai số ñịnh tâm thước ño ñộ chỉ ñược phép e ≤ 0,1M mm ( M là mẫu số tỷ lệ bản ñồ). Sai số ñịnh tâm máy khi ño cho phép bằng 10 -20% sai số ñịnh tâm thước ño ñộ. Sai số ñịnh tâm ñược thể hiện qua bảng 5.1. Bảng 5.1 Sai số ñịnh tâm Tỷ lệ bản ñồ 1:500 1:1000 1:2000 1:5000 1:10000 1:25000 Sai số cho phép trên Bð - tương 0,05 0,10 0,20 0,50 0,10 2,50 ứng với giá trị ngoài thực ñịa(m) Sai số ñịnh tâm máy (m) 0,01 0,02 0,04 0,1 0,2 0,5 Có thể sử dụng công thức ñịnh tâm máy e ≤ (t".S)/2p" Trong ñó: S là khoảng cách từ máy ñến tiêu ngắm. p" = 206265" t" là ñộ chính xác của máy ño Nếu sử dụng máy toàn ñạc ñiện tử ñể ño vẽ chi tiết, việc sử dụng máy toàn ñạc ñể ño vẽ chi tiết, thành lập bản ñồ ñịa chính ñược quy ñịnh cụ thể trong Quy phạm thành lập bản ñồ Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Thực tập Trắc ñịa 1…………………….. ………………… 57