Bài giảng Trắc địa đại cương - Chương 7: Máy thủy bình & phương pháp đo cao hình học - Nguyễn Cẩm Vân

L/O/G/O Chương 7 Máy thủy bình & pp đo cao hình học www.themegallery.com www.themegallery.com Nội dung Khái niệm chung về đo cao Nguyên lý đo cao hình học 1 2 Phân loại và cấu tạo máy thủy bình Mia thủy chuẩn và đế mia4 3 Các thao tác cơ bản Kiểm nghiệm máy thủy bình6 5 www.themegallery.com Nội dung Đo cao hình học giữa hai điểm xa nhau Ảnh hưởng độ cong TD, khúc xạ ánh sáng8 7 Phương pháp đo thủy chuẩn III, IV Sai số khi đo thủy chuẩn10 9 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 4/ Đo cao cơ học 5/ Đo cao bằng PP chụp ảnh lập thể 6/ Đo cao bằng hệ thống định vị GPS Đo cao áp kế Đo cao thuỷ tĩnh Đo cao vô tuyến www.themegallery.com 7.2.Nguyên lý đo cao hình học • Đo cao hình học 1. Đo cao từ giữa HB hAB Tia ngắm ngang A B T Chiều đo 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 • 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 M N hMN i HM HN MTC Tia ngắm ngang 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 2.Cấu tạo H H’ L’ Z Z’ 1 2 3 4 8 9 10 11 5 6 7 12 ống kính ống thuỷ bệ máy chân máy ốc E 1 2 3 4 5 6 7 8 Trục quay trục ngắm 10 11 9 12 trục ống thuỷ ốc kính mắt ốc điều quang Ốc cân máy Ốc nối máy 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 thị cự(Dây đo khoảng cách) K K s1 s1 s3 s2s4 s2s4 s3 Dây ngang Dây đứng K s1 s2 Máy cân bằng tự động www.themegallery.com b. Ống thủy Ống thủy tròn H H’ R O R = 2 đến 200m  - Độ nhạy bọt thủy Trục ống thuỷ P P1 Ống thủy dài 2mm www.themegallery.com 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 01 02 17 18 19 46 45 47 62 63 64 00 1/ Mia thuỷ chuẩn Mia 2 mặt (mia hằng số) 0065 6323 4538 1850 2/ Đế mia 01 02 17 18 19 47 46 48 63 64 65 00 HS mia A = 4473 HS mia B = 4573 www.themegallery.com 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 1 2 3 1 2 3 1 2 3 Bước 1 Bước 2 Bước 3 www.themegallery.com 3- Đọc số trên mia Máy cân bằng Chưa chính xác Máy cân bằng Chính xác Quan sát bọt ống thủy qua ảnh Căn cứ vào dây ngang lưưới chữ thập để đọc số (số đọc đến mm) Dây ngang Dây đứng Dây thị cự www.themegallery.com 7.6.Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh máy thủy bình www.themegallery.com 1- Kiểm nghiêm & hiệu chỉnh ống thủy dài 4- Kiểm nghiệm & hiệu chỉnh sai lệch trục ngắm (x) (LL’//HH’) 2- Kiểm nghiệm & hiệu chỉnh lưưới chữ thập 3- Kiểm nghiệm & hiệu chỉnh độ nhạy bọt thủy Đọc giáo trình www.themegallery.com 4. Kiểm nghiệm ε i1 b1 b2 i2 A A b b x x b- Cách hiệu chỉnh a- Cách kiểm nghiệm -Khoảng cách : 50-70m - Đo đi: hAB = i1 – (b1 – x) - Đo về hAB = (b2 – x) – i2 x= 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 M N s1 S2 S3 t1 t2 t3 3 n h1 h2 2 1 hMN HN HM MTC a b c Sn tn 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 R d f 2 .43,0 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) Khoảng cách từ máy đến mia 75 – 100 100 - 150 Chênh lệch khoảng cách từ máy đến mia 2 3 Tổng chênh lệch khoảng cách từ máy đến mia 5 10 Tuyến ngắm cao hơn mặt đất 0.3 0.2 www.themegallery.com 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 1 2 4 3 6 5 11 12 13 14 7 8 9 10 Tªn mèc Tªn mia Tr¹m ®o KC Sau Trước Chªnh lÖch KC CL.KC céng dån MÆt mia Sè ®äc mia Sau Trưíc §é chªnh cao mm §é chªnh cao TB mm §é cao mèc m R1 22,325 22,650 A - B 100,5 101,6 -1,1 -1,1 §á §en 1226 1212 57855700 1 4474 4573 - 85 +14 +99 +14,5 +407,5 +307 +408 +101 5890 5583 1418 1010 4472 4573 §á §en +0,7 -0,7 105,5 104,83 -104,5 -4 -105 -101 6085 6089 1512 1617 4573 4472 §á §en -0,3 - 1,4 96,7 97,02B – A K.tra 606,1 21831 21296 +535 +317,5 R3 M M fh = 317.5 – ( 22650 – 22325 ) fh = -7.5 mm [fh] = ± 20 √0.6061 = ± 15.6mm KÕt luËn: fh < [fh] Ngµy ®o: 15 - 11 -2007 B¾t ®Çu 8h30 KÕt thóc 11h15 Thêi tiÕt : Tèt Tõ mèc R1 ®Õn mèc R3 Người ®o: TrÇn V¨n L©m Ngưêi ghi tÝnh sæ: Ngäc Anh www.themegallery.com 7.9.2.Công tác nội nghiệp 1.Đánh giá độ chính xác của đường đo thủy chuẩn fh =  hđ -  hlt a/ Tính sai số khép độ cao Các dạng đường đo thuỷ chuẩn thường bố trí + Đường đo thuỷ chuẩn: Mốc khép mốc R1 R2 A B C fh = Σ hđ - (HR2 – HR1) fh - Σ hđ - Σ hlt - Σ hlt = HC - HĐ HC, HĐ - www.themegallery.com + §ưêng ®o thuû chuÈn: KhÐp kÝn I II III R0 fh = Σ h® + §ưêng ®o thuû chuÈn : §o ®i vµ vÒ ngîc chiÒu A B C R A B C R + §êng ®o thuû chuÈn : §o 2 lÇn cïng chiÒu fh = Σ h®i + Σ hvÒ fh = Σ h1 - Σ h2 www.themegallery.com fh x L (mm) b/ TÝnh sai sè khÐp ®é cao cho phÐp x - H¹ng thuû chuÈn §ång b»ng MiÒn nói III IV 12 15 20 25 B¶ng quy ®Þnh h»ng sè x fh ≤ fh] KÕt luËn fh > fh] L - www.themegallery.com 2- Bình sai đường đo thuỷ chuẩn - Mục đích: a - Tính số hiệu chỉnh vi vi = -fh L li - Kiểm tra: Ʃvi = -fh b - Tính chênh cao h/c hi = hc đ hi + vi hi - hc c - TÝnh ®é cao c¸c ®iÓm Ht = Hb + h hc Ht- Hb- - KiÓm tra: Σ hhc = Σhlt Vi - L- li - - Nội dung: hi hi đ www.themegallery.com A B C R1 11,742m -4,203m 3,4km +5,711m 4,7km +1,208m 4,2km R2 -8,549m 7,7km 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. Tính sai số khép kín độ cao: Tính sai số khép kín độ cao cho phép: Kết luận: fh < fh được phép bình sai 5,969m fh = h®o- hlt = -60 mm fh 20 20 = ± 89 (mm) ± www.themegallery.com BẢNG BÌNH SAI ĐƯỜNG ĐO THỦY CHUẨN Mèc ChiÒu dµi li (km) Chªnh cao ®o(m) Sè h.c vi (m) Chªnh cao h.c (m) ®é cao (m) b- Tính độ chênh cao hiệu chỉnh c- Tính độ cao các điểm -4,203 +5,711 +1,208 -8,549 3,4 4,7 4,2 7,7 +0,010 +0,014 +0,013 +0,023 -4,193 +5,725 +1,221 -8,526 +0,060-5,83320,0 -5,773 R1 A B C R2 KT 11,742 7,549 13,274 14,495 5,969 a- Tính số hiệu chỉnh: vi Kiểm tra Kiểm tra Kiểm tra www.themegallery.com 7.10. Sai số khi đo thủy chuẩn và biện pháp khắc phục www.themegallery.com 1.Sai số do trục ngắm b’ a’ x2x1 s1 s2 a b ee A B 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 L/O/G/O www.themegallery.com Thank You!