Bài giảng Trắc địa đại cương - Chương 8: Máy kinh vĩ và phương pháp đo góc - Nguyễn Cẩm Vân

Nội Dung Các thao tác cơ bản trên máy kinh vĩ Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh máy kinh vĩ Phương pháp đo góc bằng 3 4 5 Nguyên lý đo góc 1 Cấu tạo của máy kinh vĩ 2 Phương pháp đo góc đứng 6 6 Phương pháp đo khoảng cách, chênh cao bằng máy kinh vĩ và mia 7 Sai số khi đo góc và biện pháp khắc phục 8 8.1. Nguyên lý đo góc 1.Nguyên lý đo góc bằng a. Góc bằng b. Nguyên lý đo góc bằng n m O B A O1 A1 B1 Q R P AOB =  = m - n  2.Nguyên lý đo góc đứng a. Góc đứng b. Nguyên lý đo góc đứng Đường nằm ngang H ư ớ n g t h iê n đ ỉn h V1 V2 Z1 Z2 V1 0 V2 0 V = 00 đến + 900 Dùng vành khắc độ nằm trên mặt phẳng thẳng đứng c. Góc thiên đỉnh - Góc thiên đỉnh là góc tạo bởi hướng thiên đỉnh của phương dây dọi và tuyến ngắm. - Kí hiệu Z - 0<Z<1800 - Quan hệ giữa V & Z V+Z=900 8.2. Phân loại và cấu tạo của máy kinh vĩ 1. Phân loại  Theo cấu tạo máy - Máy kinh vĩ kim loại (TT50,TT5) - Máy kinh vĩ quang học010,Theo 020(Đức),4T30P(Nga) - Máy kinh vĩ điện tử ( Thụy Sĩ, DT6 Nhật)  Theo độ chính xác - Máy kinh vĩ độ chính xác cao (mβ 2”, T1, T2, Theo 010) - Máy kinh vĩ độ chính xác thấp (mβ=15”-30”, Theo080,4T30P) - Máy kinh vĩ độ chính xác trung bình (mβ=5”-10”, Theo020) Máy kinh vĩ quang học 4T30P Máy kinh vĩ quang học Theo 120 Máy kinh vĩ quang học Wild T1 Máy kinh vĩ quang học WILD T2 Máy kinh vĩ quang học DAHLTA 010 A Máy kinh vĩ điện tử Máy toàn đạc điện tử CT-5 2. Cấu tạo Z’ Z L’ P’ P H’ H L 6 5 7 9 12 8 1 3 11 4 10 2 13 Ống kính Ống đọc số Vành độ đứng Vành độ ngang Ốc điều quang Ốc hãm ống kính Ốc vi động ống kính Ốc hãm máy 1 2 5 9 6 8 10 7 3 4 Ốc vi động máy Ống thủy 11 Chân máy Bệ máy và ốc cân 12 13 L L’ P P’ Z’ H H’ Z Cấu tạo vành độ 1/ Cấu tạo vành độ ngang 0 180 9 0 2 7 0 2/ Cấu tạo vành độ đứng 90 270 0 Ghi số liên tục ngược chiều kim đồng hồ Ghi số liên tục thuận chiều kim đồng hồ Ghi số đối xứng -90 90 0 0 180 9 0 3. Cách đọc số a – Máy Theo-120 V HZ 92 93 94 86 87 88 156 157 158 22 23 24 920 43’ 00” 1560 30’ 00” b – Máy 4T- 30P V H -3 215 0 -6 6 -0 0 6 V H 5 58 0 -6 6 -0 0 6 -3033’00” 215022’00” 5026’00” 58035’00” 8.3.Những thao tác cơ bản của máy kinh vĩ  Đặt máy  Dọi điểm (định tâm)  Cân bằng máy  Lấy hướng ban đầu 8.4.Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh máy kinh vĩ 1.Kiểm nghiệm ống thủy dài trên bàn độ ngang 2. Kiểm nghiệm sai lệch của lưới chữ thập 3. Kiểm nghiệm quan hệ giữa trục quay ZZ’ và PP’ 4. Kiểm nghiệm sai số trục ngắm 5. Kiểm nghiệm sai số chỉ tiêu của vành độ đứng Đọc giáo trình 4.Sai số trục ngắm Theo điều kiện hình học: m a- Cách kiểm nghiệm: b- Cách hiệu chỉnh: M số đọc đúng M1 số đọc vị trí đo thuận M2 số đọc vị trí đo đảo Trị số đúng: M = M2 + C Sai số trục ngắm: 2C = M1- M2 ± 180 0 Kết luận: c L L’ P’ P l’1 L1 L’2 L2 c m1 m2 2c 0 x x 5. Kiểm nghiệm sai số MO Theo điều kiện hình học: 0 1 8 0 90 270 0 L’ L Trường hợp máy không có sai số (MOlt) 1 8 0 90 270 L’ L Trường hợp máy có sai số (Mott)  a- Cách kiểm nghiệm: b- Cách hiệu chỉnh: T- là số đọc trên bàn độ đứng khi đo ống kính ở vị trí thuận Đ- là số đọc trên bàn độ đứng khi đo ống kính ở vị trí đảo T + Đ T + Đ - 1800 MOtt = 2 MOtt = 2 Máy 4T-30P May: THEO-120 Từ Đ về Đ - MO Máy: 4T-30P V = T - Đ 2 V = Mott - T  Khắc vạch 0-3600  Khắc vạch 90- 2700  Khắc vạch 0-900 kèm theo dấu góc V 0 3 6 0 2 v T D M O    0 1 8 0 2 z T D M O    2 v T D M O   8.5.Phương pháp đo góc bằng  Đo theo phương pháp đo đơn giản 1. Trình tự, thao tác đo a. Thuận kính Tính trị số góc nửa lần đo thuẫn β1 = b1 – a1 b. Đảo kính a1 a2 b1 b2 O B A  Tính trị số góc nửa lần đo đảo 2 = b2 – a2 Tính trị số góc 1 lần đo AOB =  = -------------------------- ( b1 - a1) + ( b2 - a2) 2 2/ Những chú ý khi đo góc bằng: 3/ Sổ đo góc bằng(pp đo đơn giản) Tram đo Lần đo Mục tiêu T Đ Số đọc vành độ ngang 2c=T- б180 T+б1800 2 Trị số góc 1 lần đo Trị số góc TBình O 1 2 A B A B T § T § T § T § 0010’00” 180011’30” 69054’24” 249054’54” 90026’00” 270025’48” 160010’18” 340009’56” -1’30” -30” +12” +22” 0010’45” 69054’39” 90025’54” 160010’07” 69043’54” 69044’13” Ngày đo: 26-8-2011 Trạm đo: O Thời tiết: Tốt Người đo: Nguyễn Văn Hùng Người ghi và tính: Hoàng Thị Thủy Người kiểm tra: Lê Thị Minh SỔ ĐO GÓC BẰNG 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 8.6.Phương pháp đo khoảng cách bằng máy kinh vĩ và mia M N DMN i hMN l HM MTC n p f D’   B A F b’ a a’ b HM- độ cao điểm M HN- độ cao điểm N a – Công thức tính KC: D= kn+C 1. Trường hợp tuyến ngắm nằm ngang i- Chiều cao máy p- K/C giữa hai dây thị cự f- K/c từ kính vật đến tiêu điểm D’- K/C từ tiêu điểm tới mia n- K/C chắn hai dây thị cự trên mia l-Số đọc dây giữa trên mia DMN- K/C giữa hai điểm M & N - K/C từ tâm máy đến kính vật  2.Trường hợp tuyến ngắm nghiêng P Q i h n/2  B A b’ a a’ b B’ A’ I o V n’/2 h’ v D Giả sử mia A’B’vuông góc OI tại I K/Cách OI = Do = k.n’ + C  n/2 B A B’ A’ I v n’/2 A’B’ = AB.cosV n’ = n.cosv Do= kn.cosV + C D = Do.cosV D = kn.cos2V + C.cosV Xét IBB’vuông tại B’ ta có: D = (kn.cosV + C)cosV D = Do.cosV 8.7.Phương pháp đo góc đứng 1.Phương pháp đo góc đứng 2. Nguyên lý đo cao lượng giác V M N DMN i h’ hMN l HM MTC hMN = i + h’ - l Như trên hình vẽ ta có a.Khi biết D  Nếu biết khoảng cách nằm ngang D h’=D tgV hMN =i+ DtgV- l Nếu tính đến ảnh hưởng của độ cong trái đất thì cộng thêm f f= hMN =i+ DtgV- l +f V M N DMN i h’ hMN l HM MTC R D 2 43.0 b.Khi chưa biết D HN = HM + hMN = HM+ i + (knsin2V)/2 – l + f h’ = D.tgV hMN = i + kncos 2VtgV – l= i+(knsin2V)/2 - l Nếu tính đến ảnh hưởng của độ cong Trái Đất Phải cộng thêm số hiệu chỉnh: f = 0,43D2/R Nếu biết độ cao điểm M và HM hMN = i + (knsin2V)/2 - l + f Dùng mia thay sào tiêu dựng ở điểm N, quay máy đọc số trên mia theo dây giữa, dây trên, dây dưới và góc đứng V D=kncos2V h’ = kncos2V.TgV=knsinVcosV=(knsin2V)/2 Ví dụ minh họa -Đặt máy kinh vĩ tại điểm M và dựng mia ở điểm N ta đọc được các số đọc: - Dây giữa: 1000 - Dây trên: 1430 - Dây dưới: 0571 - Góc đứng V=3017’ - Biết chiều cao máy i=1.45. HM=16.48m - Tính chênh cao hMN và độ cao điểm N. 8.8.Sai số khi đo góc bằng và biện pháp khắc phục 1.Sai số do máy  Sai số LL’ không vuông góc PP’(2C)  Sai số do vành độ khắc không đều  Sai số do tâm vành độ không trùng với tâm vòng đọc số 2.Sai số do người a. Sai số dọi điểm b. Sai số do ngắm (lệch tâm tiêu ngắm) c. Sai số do đọc số m0 =±t/2 "1 1           A S e            ' "2 2 A S e 3.Sai số do môi trường đo  Chỉ hạn chế được tìm ra sai số giới hạn  Hạn chế sai số chiết quang ngang, rung hình ảnh điểm ngắm, mật độ trong sạch của không khí