Giáo trình Trắc địa - Đoàn Xuân Hoàn (Phần 1)

Nội dung text: Giáo trình Trắc địa - Đoàn Xuân Hoàn (Phần 1)

1. B GIÁO D C VÀ ðÀO T O TR ƯNG ð I H C NễNG NGHI P I TS. ðÀM XUÂN HOÀN TR C ðA (Giỏo trỡnh cho ngành ða chớnh & Qu n lý ét ủai) Hà n ội – 2007 4
2. Ch−ơng1 Nhữngkiếnthứcchungvềtrắcđịa 1.1.Đốit−ợngvnhiệmvụcủatrắcđịa Trắcđịalmộtkhoahọcnghiêncứuhìnhdạng,kíchth−ớctráiđấtvbiểudiễnbềmặt tráiđấtd−ớidạngbìnhđồhoặcbảnđồ.Ngoiratrắcđịacòngiảiquyếthngloạtcácvấnđề trongđođạccáccôngtrìnhnh−chuyểnbảnthiếtkếrathựcđịa,quansátđộlún,biếndạngcác côngtrình:thủyđiện,thủylợi,xâydựng vìđốit−ợngnghiêncứucủatrắcđịarấtrộngng−ời tachiatrắcđịaranhiềuchuyênngnhkhácnhaunh−: Trắc địa cao cấp: Nghiên cứu hình dạng, kích th−ớc trái đất, nghiêncứu việc xây dựngl−ớitrắcđịaquốcgia,nghiêncứuhiệnt−ợngđịađộnghọc,giảicácbitoántrắcđịatrên bềmặttráiđấtvtrongvũtrụ. Trắcđịacôngtrình: Nghiêncứuviệckhảosát,thamgiathiếtkế,thicôngcáccông trình,quansátđộlún,biếndạngcủacáccôngtrình Trắcđịaảnh: nghiêncứuviệcxâydựngbảnđồbằngảnhmáybay,ảnhmặtđất,ảnh vệtinh,dùngảnhthaythếchocácph−ơngpháptruyềnthốngđểquansátđộlúnvbiếndạng củacáccôngtrìnhxâydựng. Ngy nay xu h−ớng chung ng−ời ta gọi các ngnh: trắc địa, bản đồ, viễn thám l Geometics.Ng−ờitacoiGeometicsgồmkiếnthứccủacácmôntrắcđịacaocấp,trắcđịacông trình,trắcđịaảnhviễnthám,biêntậpbảnđồ,hệthốngthôngtinđất,tinhọc. Trongch−ơngtrìnhmônhọcnychúngtanghiêncứunhữngkiếnthứccơbảncủamôn trắcđịaphổthông.Phạmvinghiêncứulđođạctrênphạmvinhỏcủabềmặttráiđất.Cácsố liệuđođạc(chiềudi,góc )đ−ợctiếnhnhtrênmặtphẳngvbiểudiễnchúnglênmặtphẳng (khôngtínhđếnảnhh−ởngđộcongcủabềmặttráiđất).Vìvậynhiệmvụcơbảncủamônhọc nyltrangbịchosinhviênnhữngkiếnthứccơbảnvềtrắcđịatrênmặtphẳng,biếtcáchxây dựng bình đồ, bản đồ để từ đó giúp sinh viên vận dụng kiến thức của mình vo lĩnh vực chuyênmôntrongngnhquảnlývquyhoạchđấtđai. 1.2Cácđơnvịth−ờngdùngtrongtrắcđịa Trongtrắcđịath−ờngphảiđocácđạil−ợnghìnhhọcnh−chiềudi,gócbằng,góc đứng vcácđạil−ợngvậtlýnh−:nhiệtđộ,ápxuất 1.2.1Đơnvịđochiềudi Năm1791tổchứcđol−ờngquốctếlấyđơnvịđochiềuditronghệthốngSIlmét vớiquyđịnh:"Mộtmétlchiềudiứngvới4.10 7chiềudicủakinhtuyếnđiquaParis"vđ chếtạoramộtth−ớcchuẩncóđộdi1mbằngthépkhônggỉ,cóđộginnởrấtnhỏđặttại Việnđol−ờngParis. Từsauthếkỷ19,độchínhxáccủath−ớcchuẩnkhôngcònđápứngđ−ợcyêucầuđo l−ờngcácphântửvôcùngnhỏ.Vìthếnăm1960quyđịnhđơnvịđochiềudil:"Mộtmétl chiềudibằng1.650.763,73chiềudicủab−ớcsóngbứcxạtrongchânkhôngcủanguyêntử Kripton86,t−ơngđ−ơngvớiquỹđạochuyểnrờicủađiệntửgiữa2mứcnăngl−ợng2P 10 v 5
3. 2 3 6 5d 5".1mét(m)=10decimét(dm)=10 centimet(cm)=10 milimet(m.m)=10 micromet (àm)=10 9nanomét(Nm). Đơnvịđodiệntíchth−ờngdùnglmétvuông(m 2),kilométvuông(km 2)vhecta(ha). 1km 2=10 6m 2=100ha,1ha=10 4m2 Ngoiramộtsốn−ớccòndùngđơnvịđochiềudicủaAnhl: 1foot=0,3048m,1inch=25,3mm 1.2.2.Đơnvịđogóc Trongtrắcđịath−ờngdùng3đơnvịđogócl:Radian,độ,Grad. 1Radian :KýhiệulRadl1gócphẳngcóđỉnhtrùngvớitâmcủa1vòngtrònv chắn1cungtrênđ−ờngtrònvớichiềudicungtrònđúngbằngbánkínhcủađ−ờngtrònđó. Độlớncủagócbấtkỳsẽbằngtỷsốgiữađộdicungchắnbởigócvbánkínhvòng tròn. Góctrònlgócởtrênđ−ờngtrònchắncungtròncóchiềudibằngchuvihìnhtròn. Chuvihìnhtròncóchiềudil:2 πRnêngóctròncóđộlớnl:2 πRad.Radianlđơnvịđo gócđ−ợcdùngtrongtínhtoán,đặcbiệtlkhisửdụngcácph−ơngphápnộisuycácgiátrị hml−ợnggiác. 2.Độ :kýhiệul( o)lgócởtâmđ−ờngtrònchắn1cungtròncóchiềudibằng1/360 chuvihìnhtròn.1độchiathnh60phút,1phútchiathnh60giây,kýhiệul:0'" Vídụ:gócđ−ợcviếtA=120 025'42'' Tuynhiêngócđócóthểviếtbằngđộ,phútvphầnm−ờiphút.Góctrêncóthểviếtl: A=120 o25'7 3.Grad :kýhiệulGrlgócởtâmchắncungtròncóđộdibằng1/400chuviđ−ờng tròn. 1 Grad chia thnh 100 phút Grad (miligrad), 1 phút Grad chia thnh 100 giây Grad (decimiligrad),kýhiệut−ơngứngl:c,cc Vídụ:GócB=172gr12 c27 cc 4.Quanhệgiữacácđơnvị: Từđịnhnghĩabaloạiđơnvịđogóc,tacóquanhệ: 1góctròn=2 πRad=360 o=400gr Từđósuyracácquanhệđểchuyểnđổicácđơnvịđogóc.Khitínhtoán π 2πRad=360 osuyra: αRad = αo 180 180 αo= αRad π Đặtcáchệsố: 180 0 ρo= =57 o17'44''8 π 6
4. 180 x60 ρ'= =3438' π 180 x60 x60 ρ'' = =206265'' π T−ơngứngvớicôngthứctrêntacócôngthứcchuyểnđổigiữađộvRadian: αo= ρo. αRad α'= ρ'. αRad α'' = ρ'' . αRad Trongcácbitoánkỹthuậtkhitínhtoángiátrịcáchmsốl−ợnggiáccủacácgócnhỏ cóthểdùngquanhệt−ơngđ−ơng,nghĩalchỉlấysốhạngbậcnhấttrongcôngthứckhaitriển hml−ợnggiácthnhchuỗisố. ε 3 ε 5 sin ε= ε+ + + ≈ ε. 3! 5! ε 3 ε 5 tg ε= ε+ + + ≈ ε. 3! 5! Nghĩalgiátrịgócnhỏtínhbằnggiâyđ−ợclấybằnggiátrịgóctínhbằngRadian. ''1 Rad 1'' ≈sin1'' ≈ =0,000004848Rad 206265 '' Vídụ:Có1gócnhỏ α=15''chắn1cungtròncóbánkínhR=1000m.Tacóthểsuy rachiềudicungtrònchắnbởicungđól: α '' 15 '' C=R. =1000000mm =72,7mm ρ 206265 '' 1.3.Kháiniệmvềcácmặtđặctr−ngchohìnhdạngcủaTráiđất Khinghiêncứuhìnhdạngtráiđấtng−ờitathấyrằngtráiđấtcódạngelípquay,dẹtở2 cực,bềmặttựnhiêncủatráiđấtrấtphứctạp.Diệntíchbềmặttráiđấtl:510575.10 3km 2 trongđóđạid−ơngchiếm71,8%,lụcđịachiếm28,2%.Độcaotrungbìnhcủalụcđịasovới mựcn−ớcđạid−ơngkhoảnggần900m.Nh−vậybềmặthìnhhọctráiđấtkhôngthểbiểudiễn bằngmộtph−ơngtrìnhtoánhọcnođ−ợc.Tuynhiêntrongmộtsốtr−ờnghợptínhtoángần đúngng−ờitacoitráiđấtcódạnghìnhcầu,bánkínhl:6371km. Trongđovẽbảnđồcácsốliệuđođạcđ−ợctiếnhnhtrênmặtcong,khibiểudiễn chúnglạithựchiệntrênmặtphẳng.Đểxửlýcácsốliệuđođạcng−ờitađ−aracácloạimặt dùngtrongtrắcđịanh−sau: 1.3.1.MặtGeoidvKvazigeoid. 1.MặtGeoid MặtGeoidlbềmặttráiđấtgiớihạnbởimặtđẳngthếđiquađiểmtínhđộcao.Việc 7
5. xácđịnhmặtGeoidđ−ợcxácđịnhgầnvớimựcn−ớcbiểntrungbình.Thếtrọngtr−ờngtại Geoidđ−ợcviếtl:W o. 2.MặtKvazigeoid Vìnhữngbiếnđổiphứctạpcủagiátrịtrọngtr−ờng,đểxácđịnhchínhxácGeoidngoi cáctrịđotrắcđịatrênbềmặttráiđấtcòncầncóhiểubiếtđầyđủvềcấutạocủatráiđất,đây lđiểmkhôngdễlmđ−ợc.ViệnsĩNgaMolodenxkiđ−aralýthuyếtxácđịnhmặtgầnvới mặtGeoid,ởđồngbằngchỉchênhlệchsovớiGeoidtừ2đến4cm,vùngnúichênhkhôngquá 2mvđ−ợcgọilmặtKvazigeoid.Nhiềun−ớctrênthếgiớitrongđócóViệtNamdùngmặt Kvazigeoidlmmặtcơsởđểxácđịnhđộcaoquốcgiagọilđộcaoth−ờng (1). 1.3.2.MặtEllipsoidtráiđấtvmặtEllipsoidquychiếu 1.MặtEllipsoidtráiđất Nh−tađbiếtmặtGeoidhoặcKvazigeoidlkhốiđạidiệnchotínhchấtvậtlýcủa Tráiđất.Nócóliênquanchặtchẽđếntrịđotrắcđịanh−ngkhôngthểdùnglmcơsởđểxửlý toánhọccáctrịđotrắcđịavìkhôngthểdùngph−ơngtrìnhtoánhọcnođểbiểuthịmặtđó đ−ợc(mặtkhôngcóph−ơngtrìnhtoánhọc). Từlýthuyếtvềkhốichấtlỏngquayquanhtrục,ng−ờitanghĩđếnviệcbiểudiễntoán họccủaTráiđấtphảil1khốiEllipquay,dẹtở2cựcgọilEllipsoidtráiđất.Bởivìmặt Ellipsoidlmặttoánhọc,nênđểthựchiệncáctínhtoántrênmặtnytrongTrắcđịacaocấp đxâydựngcáccôngthứcquychiếucáctrịđo(góc,chiềudi )lênmặtny. KhốiEllipcótrọngtâmvxíchđạotrùngvớitrọngtâmvxíchđạocủatráiđất,có khốil−ợngbằngkhốil−ợngtráiđấtquayquanhtrụctạorabềmặtgầnvớimặtGeoidtrên phạmvitoncầugọilEllipsoidchunghayEllipsoidtráiđất.Kíchth−ớccủaEllipsoidtrái đấtđ−ợcđặctr−ngbởibántrụclớna,bántrụcnhỏb,độdẹtf. a − b f= a b a Hình1.1 1*Ngoiđộcaoth−ờngcòncóđộcaochính,độcaođộnglực 8
6. Cónhiềunhkhoahọctrênthếgiớixácđịnhkíchth−ớcEllipsoid(bảng1.1). Bảng1.1 TênEllipsoid Nămxácđịnh Bántrụclớna(m) Độdẹtf Everest 1830 6.377.276 1:300,80 Hayford 1909 6.378.286 1:297,00 Karaxovski 1940 6.378.245 1:298,3 Reference 1967 6.378.100 1:298,25 W.G.S84 1984 6.378.137 1:298,257 2.MặtEllipsoidquychiếu Tr−ớc khi có Ellipsoid chung do yêu cầu xử lý toán học của mỗi quốc gia tính ra Ellipsoid cho phù hợp với lnh thổ của n−ớc mình, có thể dùng Ellip soid của n−ớc khác nh−ngcả2tr−ờnghợpđ−ợcđịnhvịchophùhợpnhấtvớiGeoidcủalnhthổn−ớcmình.Ellip soidđ−ợcsửdụngriêngcủatừngn−ớcgọilEllipsoidquychiếu.TronghệtoađộHN72 ViệtNamlấyEllipsoidKraxovski(1940)lmEllipsoidquychiếu.HiệnnayViệtNamcóhệ tọađộ mới VN2000 lấy Ellipsoid W.G.S84 lm Ellip soid quychiếu. Gốctọa độ đặt tại khuônviênViệnnghiêncứuĐịachínhtrênđ−ờngHongQuốcViệtHNội. 1.4.Độcaotuyệtđối,t−ơngđối,chênhcao Đểnghiêncứubềmặtgồghềcủatráiđấtphụcvụchoviệcxâydựngcáccôngtrình: thủylợi,thủyđiện,giaothông,xâydựng vnghiêncứubềmặttráiđấtng−ờitađ−aracác địnhnghĩavềđộcao. 1.4.1.Địnhnghĩa Độcaocủamộtđiểmlkhoảngcáchthẳngđứngtừđiểmđóđếnmặtthủychuẩn. Mặtthủychuẩn :mặtthủychuẩnlmặtcóph−ơngvuônggócvớiđ−ờngdâydọitại mọiđiểm. Nh−vậy,vềđịnhnghĩatrênbềmặttráiđấtcóvôsốmặtthủychuẩn.Cứqua1điểm trênbềmặtTráiđấtcó1mặtthủychuẩnđiqua.Đểphânbiệtcácmặtthủychuẩnng−ờita phânchúngthnh2loại: Mặtthủychuẩnđạiđịa: Mặtthủychuẩnđạiđịalmặtn−ớcbiển,đạid−ơngởtrạngtháitrungbình,yêntĩnh. ĐócũngchínhlmặtKvazigeoid. Mặtthủychuẩngiảđịnh: Mặtthủychuẩngiảđịnhlmặtthủychuẩnđiquamộtđiểmbấtkỳ.Điểmnyđ−ợcgiả địnhđộcaogọilđộcaogiảđịnh. 9
7. 1.4.2.Độcaotuyệtđối Độ cao tuyệt đối của 1 điểm l khoảng cách thẳng đứng từ điểm đó đến mặt thủy chuẩnđạiđịa.Độcaonyđ−ợcgọilđộcaoth−ờng.Điểmgốcđộcaocóđộcaol0m.Việt Namlấymựcn−ớcbiểntrungbìnhtạiTrạmnghiệmtriềuHònDấuĐồSơnHảiPhònglm điểmđộcaogốc.Độcaođ−ợcghitrênbảnđồlđộcaotuyệtđối. 1.4.3.Độcaot−ơngđối Độcaot−ơngđốicủamộtđiểmlkhoảngcáchthẳngđứngtừđiểmđóđếnmặtthủy chuẩngiảđịnhgọilđộcaogiảđịnh. Đểphụcvụviệcnghiêncứubềmặttráiđất,phucvụviệcxâydựngcáccôngtrìnhthủy lợi,thủyđiện,giaothông trongphạmvilnhthổcủamộtn−ớcng−ờitađxâydựngl−ớiđộ caogồmnhiềucấp,gọill−ớiđộcaoNhn−ớc. TuynhiêncácđiểmđộcaoNhn−ớcvẫnrấtth−athớtkhôngđápứngđ−ợcchotấtcả cáccôngtrình.Vìvậytrênkhuvựcnhỏkhixâydựngcáccôngtrìnhng−ờitacóthểtínhtoán theođơnvịđộcaot−ơngđối(độcaogiảđịnh). Khimuốnchuyểnđộcaot−ơngđốivềđộcaotuyệtđốing−ờitaphảiđonốiđộcao (đ−ợctrìnhbytrongch−ơng2củagiáotrìnhny). 1.4.4.Chênhcao Chênhcaolhiệuđộcaocủa2điểm. GiảsửđiểmAcóđộcaolH A,điểmBcó độ cao l H B (hình 1.2). Chênh cao của 2 điểmAvBl: h AB =H BH A Hình1.2 NếuđộcaođiểmBlớnhơnđộcaocủađiểmAthìh AB >0 NếuđộcaocủađiểmBnhỏhơnđộcaocủađiểmAthìh AB <0 Nh−vậychênhcaocódấu. KhibiếtđộcaocủađiểmAlH A,biếtchênhcaoh AB tacóthểtínhđ−ợcđộcaocủa điểmBl: HB=H A+h AB Chênhcaoh AB đ−ợcxácđịnhbằngnhiềuph−ơngphápkhácnhau:ph−ơngphápđocao hình học, ph−ơng pháp đo cao l−ợng giác, ph−ơng pháp đo cao bằng thiết bị GPS (Global PositioningSystem) (đ−ợctrìnhbyởch−ơng2). 1.5.Bìnhđộ,bảnđồvmặtcắt 1.5.1.Bìnhđồ Bìnhđồlhìnhchiếuthunhỏcủa1phầnnhỏbềmặttráiđấtlêngiấytheomộttỷlệ nhấtđịnh(khôngtínhđếnảnhh−ởngđộcongcủabềmặttráiđất). 10
8. Nh−tađbiếtđểphụcvụcácmụcđíchkhácnhau.Vídụkhicầnkhảosát,thiếtkế mộtkhuvựcnhỏng−ờitacầnbiểudiễncácyếutố(nh−địahình,địavật)lêntrêngiấytheo mộttỷlệnhấtđịnh.Khiđóng−ờitacoibềmặttráiđấttrongkhuvựcđovẽlphẳng.Cácyếu tốđođạc(chiềudi,góc )đ−ợcxácđịnhcoinh−xácđịnhtrênmặtphẳngvkhibiểudiễn chúngcũngđ−ợctiếnhnhtrênmặtphẳng,vìvậykhôngcósựbiếndạng.Cácyếutốđ−ợc biểuthịtheomộttỷlệnhấtđịnhgọiltỷlệbìnhđồ.Tỷlệbìnhđồth−ờnglớn:tỷlệ1:500, 1:1000,1:2000.Bìnhđồth−ờngbiểudiễn1khuvựcnhỏ,ởđóth−ờngkhôngcóđiểmtọađộ, độcaoNhn−ớc.Tọađộvđộcaotrênbìnhđồth−ờnglgiảđịnh.Thựctếchothấymộtkhu vựccódiệntíchkhoảng20km 2ng−ờitacóthểbiểudiễnnód−ớidạngbìnhđồ,ngoiphạmvi đóphảibiểudiễnd−ớidạngbảnđồ. 1.5.2.Bảnđồ Bảnđồlhìnhchiếuthunhỏcủamộtphầnhaytonbộtráiđấtlêngiấytheomộttỷlệ nhấtđịnh(cótínhđếnảnhh−ởngđộcongcủabềmặttráiđất). Vìvậyđiểmkhácnhaucơbảngiữabìnhđồvbảnđồlởchỗcácyếutốđođạctrên bìnhđồđ−ợccoinh−đotrênmặtphẳngvviệcbiểudiễnnócũngđ−ợctiếnhnhtrênmặt phẳng,coinh−khôngcósựbiếndạng.Còntrongbảnđồcácyếutốđođạcđ−ợcthựchiệntrên mặtcong,khibiểudiễnchúnglạitiếnhnhtrênmặtphẳngvìvậykhôngthểtránhđ−ợcsự biếndạng.Dođóng−ờitaphảitínhtoánsựbiếndạngđóbằngcáchchiếucácyếutốđo(khi xây dựng l−ới tọađộ, độcao Nh n−ớc)lênmặt Ellipsoid quychiếu, từ mặt Ellipsoid quy chiếuđ−ợcchiếulênmặtphẳngtrunggian(mặtnónhoặcmặttrụ).Từmặttrunggianđótrải ramặtphẳng.Quaquátrìnhthựchiệnphépchiếung−ờitatínhtoánsốhiệuchỉnhvềgócv chiềudi.Hệthốngtọađộ,độcaotrongđovẽbảnđồđ−ợcthốngnhấttrongtừngquốcgia. BảnđồViệtNamtr−ớcđâyđ−ợcthốngnhấttrong1hệtọađộHN72,Ellipsoidquychiếul Ellipsoid Kraxovski. Hiện nay Việt Namđangsử dụnghệtọa độ VN2000,Ellipsoid quy chiếulEllipsoidW.G.S84. Bảnđồđ−ợcchialm2loạiđólbảnđồđịalýchungvbảnđồchuyênđề.Tỷlệbản đồtheomụcđíchsửdụng,bảnđồcótỷlệ1/200,1/500,1/1.000,1/1.000.000 1.5.3.Mặtcắtđịahình Khikhảosátcáctuyếnđ−ờngm−ơngmángngoibìnhđồhoặcbảnđồcònphảilập mặtcắtdọcvngangtuyến.Mặtcắtphụcvụchoviệcthiếtkế,tínhtoánkhốil−ợngđođắp khácvớibìnhđồ,bảnđồbiểudiễnmặtđấttrênmặtphẳngngang,cònmặtcắtđịahìnhlhình chiếucủamặtcắtdọchoặcngangcủamộttuyếnđịahìnhlênmặtphẳngthẳngđứng a)Địahình Hình1.3 b)Mặtcắtdọctuyến 11
9. Đểbiểudiễnđịahìnhbằngmặtcắtdọc,tarathựcđịađóngcáccọctheosựthayđổi củađịahình(cọc1,2,3,4,5hình1.3a).Sauđótiếnhnhđođộcaovkhoảngcáchgiữacác cọc.Trêngiấykẻlilấytrụcthẳngđứnglmtrụcđộcao(H),trụcnằmlmtrụckhoảngcách ngangtheotỷlệđứngvtỷlệngangbiểuthịcácđiểm1,2,3,4,5(hình1.3b).Tùythuộcvo độdốcđịahìnhchọntỷlệđứngvngangchophùhợp.Th−ờngtỷlệđứnglớnhơntỷlệngang. Vídụtỷlệđứngl1/500,tỷlệngangl1/1000. 1.6.Tỷlệbảnđồ,độchínhxáccủatỷlệbảnđồ 1.6.1.Tỷlệbảnđồ Khithnhlậpbảnđồ(hoặcbìnhđồ)kếtquảđođạcđ−ợcthunhỏlại100,1000lầnđể biểuthịtrêngiấy.Mứcđộthunhỏphụthuộcvodiệntíchkhuvực,yêucầumứcđộchitiết củađốit−ợngbiểuthị,mụcđíchsửdụngbảnđồ.Mứcđộthunhỏgọiltỷlệbảnđồ. TỷlệbảnđồltỷsốgiữađoạnabtrênbảnđồvđoạnthẳngABt−ơngứngngoithực địa,kýhiệutỷlệbảnđồl1/M. 1 ab = M AB Tỷlệbảnđồđ−ợcbiểuthịbằngphânsốcótửsốbằng1. 1 1 1 1 Vídụ:Bảnđồtỷlệ = , = M 500 M 1000 Nh−vậykhibiếtđ−ợcchiềudiđoạnabtrênbảnđồ,chiềudit−ơngứngABngoi thựcđịatacóthểtínhđ−ợctỷlệbảnđồ.Vídụđotrênbảnđồđ−ợcđoạnthẳngab=5cm, chiềudiABt−ơngứngngoithựcđịalAB=100m.Vậytỷlệbảnđồl: 1 ab 5cm 5cm 1 = = = = M AB 100m 10000cm 2000 Trongthựctếkhibiếttỷlệbảnđồ1/M,biếtchiềudiđoạnthẳngabtrênbảnđồtacó thểtínhđ−ợcchiềudiđoạnABngoithựcđịavng−ợclại. Vídụ1:Biếttỷlệbảnđồ1/10000chiềudiđoạnabl2cm,tínhchiềudiABngoi thựcđịa. 1 ab Theođịnhnghĩa: = suyra:AB=ab.M M AB =2cm.10000=20000cm=200m. Vídụ2:Biếttỷlệbảnđồl1/2000,đoạnAB=100m.HybiểudiễnđoạnABlêntrên bảnđồ.Từđịnhnghĩatacó: 1 ab AB 100m 10000cm = suyra;ab= = = = 5cm M AB M 2000 2000 Nh−vậybiểudiễnđoạnABngoithựcđịalênbảnđồtỷlệ1/2000lđoạnab=5cm. 12
10. 1.6.2.Độchínhxáccủatỷlệbảnđồ Bằngthựcnghiệmng−ờitathấyrằngđốivớimắtng−ờibìnhth−ờngđểphânbiệtđ−ợc 2điểmởkhoảngcáchnhìnl20cm,thìkhoảngcáchnhỏnhấtgiữa2điểml0,1mm.Từđó ng−ờitađ−arađịnhnghĩavềđộchínhxáccủatỷlệbảnđồ. Độchínhxáccủatỷlệbảnđồlkhoảngcáchngoithựcđịat−ơngứngvới0,1mm theotỷlệbảnđồ. Vídụ:bảnđồtỷlệ1:10000độchínhxáccủanól:0,1mmx10000=1000mm=1m. Vậyđộchínhxáccủabảnđồtỷlệ1/10000l1m,t−ơngtựđộchínhxáccủabảnđồtỷ lệ1/500l0,1mmx500=50mm=5cm. Nh−vậybảnđồcótỷlệcnglớnđộchínhxáccngcaovng−ợclại.Ngoirabảnđồ cótỷlệcnglớnmứcđộchitiếtcngcao,biểuthịđ−ợcvậtcódiệntíchvùngnhỏ.Bảnđồcó tỷlệcngnhỏtínhkháiquátvềđịahìnhvđịavậtcngcao.Tùytheomụcđíchsửdụngm ng−ờitasửdụngbảnđồcótỷlệthíchhợp. 1.7.Th−ớctỷlệ Đểthuậntiệnchoviệcsửdụngbảnđồd−ớimỗitờbảnđồng−ờitath−ờngdựngth−ớc tỷlệ.Có2loạith−ớctỷlệlth−ớctỷlệthẳngvth−ớctỷlệxiên. 1.7.1.Th−ớctỷlệthẳng Giảsửdựngth−ớctỷlệthẳngchobảnđồtỷlệ1:5000 TrênđoạnthẳngcơbảnAB=2cmt−ơngứngvớitỷlệbảnđồl100mngoithựcđịa (hình1.4).Tađặtcácđoạnliêntiếpcóđộdi2cm,4cm,6cmtínhtừđiểmgốc0,t−ơngứng vớichúngl:100m,200mngoithựcđịa.TrênđoạncơbảnABtachialm10phầnnhỏbằng nhau.Nh−vậymỗiđoạnnhỏcóđoạndi2mmt−ơngứngvới10mngoithựcđịa(hình1.4). Hình1.4 Cáchsửdụngth−ớctỷlệthẳng: Dùngcompađochiềudiđoạnthẳngabtrênbảnđồtỷlệ1/5000.Giữnguyênkhẩuđộ compa−ớmvoth−ớcđọcđ−ợcgiátrịthựcđịacủađoạnthẳngAB=240m. 1.7.2.Th−ớctỷlệxiên Đểnângcaođộchínhxácxácđịnhchiềuditrênbảnđồ,ởbảnđồtỷlệlớnng−ờita th−ờngdùngth−ớctỷlệxiên. 1.Cáchdựngth−ớctỷlệxiên Giảsửcầndựngth−ớctỷlệxiênchobảnđồtỷlệ1/2000.Trênnửađoạnthẳngtalấy đoạncơbảnlAB=2cmứngvớichiềudi40mngoithựcđịa.Bắtđầutừ0đặtcácđoạnliên tiếpcóchiềudil:2cm,4cm,6cm,8cmt−ơngứngvớigiátrịthựcđịal40m,80m,120m, 160m(hình1.5). 13
11. C D Hình1.5 Dựngcácôvuôngt−ơngứngcókíchth−ớc2x2cm,ởôvuôngthứnhấtchiacáccạnh ôvuôngthnhcácphầnbằngnhau(n=10,m=10).Theochiềungangkẻcácđ−ờngsong songvđềunhau. Theochiềuđứngkẻcácd−ờngxiênsongsongvđềunhau.Vớicáchdựngnh−trênta có ∆IKBđồngdạngvới ∆NOB.Tacótỷsố. IK BK BK .NO = → IK = (1.1) NO BO BO BK 1 AB m = , NO = (1.2) BO n m Thay(1.2)vo(1.1)tađ−ợc: AB 40 IK= = =0,4m m.n 10 .10 vcácđoạntiếptheocóchiềudit−ơngứngngoithựcđịal:0,8m,1,2m,1,6m,2,0m 2.Sửdụngth−ớctỷlệxiên Đotrênbảnđồđoạnabbằngcompa.Giữnguyênkhẩuđộcompađó−ớmvoth−ớc đọcđ−ợcchiềudiCDngoithựcđịal: CD=80m+8m+1,6m=89,6m 1.8.Ph−ơngphápbiểudiễnđịahìnhbằngđ−ờngđồngmức Trênbảnđồđịahìnhth−ờngthểhiện2yếutốđólđịahìnhvđịavật.Việcbiểudiễn địahìnhcóthểđ−ợcthựchiệnbằngcácph−ơngpháp:ph−ơngpháptômu,ph−ơngphápkẻ vân Nh−ngthôngdụngvchínhxácnhấtlph−ơngphápbiểudiễnđịahìnhbằngđ−ờng đồngmức(đ−ờngbìnhđộ,đ−ờngđẳngcao). Giảsửcóđịahình(mộtquảđồi).Tat−ởngt−ợngdùngcácmặtphẳngE1,E2,E3(các mặtphẳngnysongsongvớimặtthủychuẩn)cắtquảđồitheocácmặtphẳngngangđó.Các mặtphẳngnycáchđềunhaumộtkhoảnglh(hình1.6).Cácvếtcắtnhậnđ−ợcđ−ợcchiếu thẳngđứng xuống mặtphẳng ngang E. Hình chiều của chúng lcác đ−ờng cong khép kín đ−ợcgọilđ−ờngđồngmức(đ−ờngbìnhđộ)hđ−ợcgọilkhoảngcaođềucủađ−ờngđồng mức.Có3loạiđ−ờngđồngmức: Đ−ờngđồngmứccon,đ−ờngđồngmứccáivđ−ờngđồngmứcphụ. 14
12. Hình1.6 Đ−ờng đồng mức con :Lđ−ờngđồngmứcbiểuthịbằngnétnhỏvtrên đó khôngghiđộcao. Đ−ờng đồng mứccái :L đ−ờngđồng mứcbiểu thị bằngnét lớn hơnđ−ờngđồng mứcconvtrênnócóghiđộcao. Đ−ờngđồngmứcphụ : ởvùngđồngbằngđịahìnhbằngphẳngvìvậykhoảngcách giữacácđ−ờngđồngmứclớn,đểnộisuycácđiểmđộcaotrênbảnđồđ−ợcdễdnggiữa2 đ−ờngđồngmứcconngoirakẻthêmmộtđ−ờngđồngmứcphụ,đ−ờngđồngmứcphụđ−ợc thểhiệnbằngnétđứttrênđókhôngghiđộcao. 1.Cáctínhchấtcủađ−ờngđồngmức: Cácđiểmnằmtrêncùngmộtđ−ờngđồngmứccócùngđộcaongoithựcđịa. Cácđ−ờngđồngmứclcácđ−ờngcongtrơntru,liêntụckhépkín. Nơinocóđ−ờngđồngmứccngth−athìđịahìnhcngthoảivng−ợclạiđ−ờng đồngmứccngmauđịahìnhcngdốc.Nếuchúngtrùngnhauthìởđócóváchđứng. Cácđ−ờngđồngmứckhôngbaogiờcắtnhau(trừtr−ờnghợpđịahìnhhmếch). Nhữngyếutốđịahìnhkhôngbiểuthịđ−ợcbằngcácđ−ờngđồngmứcnh−váchnúi, bờm−ơngđ−ợcdùngkýhiệukhácđểbiểuthị.Đểphânbiệtgiữanúivhồng−ờitath−ờng dùngkýhiệunétchỉh−ớngdốchoặcghichúđộcaođịahình. Khoảngcáchngắnnhấtgiữa2đ−ờngđồngmứclđoạnvuônggóctạichỗdốcnhất. 15
13. 2.Nguyêntắcchọnkhoảngcaođềucuảđ−ờngđồngmức Chênhcaogiữa2đ−ờngđồngmứckềnhaugọilkhoảngcaođều,kýhiệulh.Việc chọnhphảiđảmbảotínhkinhtế,kỹthuật.Trịsốhcngnhỏthìmứcđộbiểuthịđịahìnhtrên bảnđồcngchínhxác.Tuynhiênđòihỏikhốil−ợngđođạcngoithựcđịacngnhiềuvgiá thnhcngcao.Ngoiratrịsốhcònphụthuộcvođộdốcđịahìnhkhiđo.Tỷlệbảnđồnhỏ độdốcđịahìnhlớnthìkhôngthểbiểnthịcácđ−ờngđồngmứcvớikhoảngcaođềunhỏđ−ợc vìkhiđócácđ−ờngđồngmứcsẽchồnglênnhau.Chonênviệctínhtoánkhoảngcaođềucủa đ−ờngđồngmứcphảidựavo2yếutốđól:độdốcđịahìnhvtỷlệbảnđồ.Trongthựctế khoảngcaođềucủađ−ờngđồngmứcđ−ợcquyđịnhcụthểtrongquyphạmđovẽbảnđồđịa hình(bảng2.2). Bảng2.2 Khoảngcaođếnh(m) Địahình 1:500 1:2000 1:10000 Vùngbằngphẳng(độdốcv 15 0) 1,0 5,0 5,0 1.9.Kýhiệuquy−ớccủabảnđồ Trênbảnđồđịahình(hoặcđịachính)th−ờngbiểuthị2yếutốđól:địahìnhvđịa vật.Địahìnhđ−ợcbiểuthịbằngđộcaođiểmhoặcbằngđ−ờngđồngmức. Cácyếutốđịavậtđ−ợcbiểuthịtrênbảnđồbằngcácph−ơngphápkhácnhauđốivới địavậtcókíchth−ớclớnnh−sông,hồ,đ−ờngquốclộ,khucôngnghiệp thìphảibiểuthị đúngvịtrí,kíchth−ớccủanótheotỷlệbảnđồ.Tứclchúngđ−ợcbiểuthịtheotọađộphẳng (x,y)hoặctheotọađộcực(B,S).Khixácđịnhnótrênbảnđồtheotỷlệtacóthểtínhđ−ợc kíchth−ớc,diệntíchcủachúngngoithựcđịavcáchbiểuthịnh−vậyđ−ợcgọilbiểudiễn địavậttheotỷlệ. Đốivớivậtcókíchth−ớcnhỏmkhôngthểbiểudiễnnótheotỷlệđ−ợcng−ờitabiểu thịphitỷlệ.Vídụ:giếngn−ớc,cộtđiện,đ−ờngmòn,địagiới khiđóng−ờitaxácđịnh chínhxáctâmcủanóvdùngkýhiệuquy−ớcđểbiểuthị.Cáckýhiệuquy−ớcđ−ợctrìnhby rõtrongcuốn"Kýhiệubảnđồđịahình"hoặccuốn"kýhiệubảnđồđịachính".Cáckýhiệu quy−ớcnyđ−ợcxâydựngtrêncơsởkhoahọc.Tứclkhinhìnvokýhiệung−ờitaliên t−ởngđếnđịavậtcóhìnhdạngt−ơngtự.Điềuđógiúpchong−ờidùngdễnhớ,dễsửdụng. Ngoirađểthểhiệnnộidungcủađịavậtcònphảighichúbằngchữhoặcbằngsốnh− địadanhlng,x,tênsôngnúi,độsâulònghồ,h−ớngdòngchảy Tuynhiêncácghichú cũngcầntuântheocácquyđịnhsau: Chữghichútrênbìnhđồ,bảnđồphảiviếtsongsongvớicạnhkhungtrênhoặcd−ới. Têngọicủasông,suối,mỏmnúicầnviếtdọctheoh−óngcủachúng,độcaocủađ−ờngđồng mứcđ−ợcghiởchỗngắtqungvđầuchữđ−ợcquaylênphíacao.Khithnhlậpbìnhđồhoặc bảnđồcầntuântheocácquyđịnhtùytheoloạibảnđồ(bảnđồđịachínhhoặcbảnđồđịahình). 16
14. 1.10.Cáchệtọađộth−ờngdùngtrongtrắcđịa Đểxácđịnhvịtrímộtđiểmtrênmặtđấttrongtrắcđịang−ờitath−ờngdùngnhiềuhệ tọađộkhácnhau.Hệtọađộđịalý,hệtọađộtrắcđịa,hệtọađộvuônggócphẳngGauss Kruger,hệtọađộUTM. Tronggiáotrìnhny,chúngtaxéthệtọađộth−ờngdùngtrongtrắcđịathựchnh. 1.10.1.Hệtọađộđịalý Hệtọađộđịalýcònđ−ợcgọilhệtọađộthiênvăn. Tọađộđịalýcủamộtđiểmtrênmặtđấtđ−ợcxácđịnhbởikinhvvĩđộđịalývđ−ợc địnhnghĩa: Vĩđộđịalý :vĩđộđịalýcủamộtđiểm λ lgóchợpbởiđ−ờngdâydọiđiquađiểmđó vmặtphẳngxíchđạo.Vĩđộđịalýđ−ợcký hiệul ϕ. ϕbiếnđổitừO ữ90 ovề2phíaBắc vNamtínhtừxíchđạo(hình1.7). ϕ Kinhđộđịalý : Kinhđộđịalýcủamộtđiểmlgócnhị diệnhợpbởimặtphẳngkinhtuyếngốcvmặt phẳngkinhtuyếnđiquađiểmđó,kinhđộđịa lýđ−ợckýhiệul λ. λbiếnđổitừ0 ữ180 ovề Hình1.7 2phíaĐôngvTâytínhtừkinhtuyếngốc (2*) . NếuđiểmđónằmphíaĐôngkinhtuyếngốcthìđiểmđócókinhđộĐông.Nếuđiểm đónằmởphíaTâykinhtuyếngốcthìđiểmcókinhđộTây.Tọađộđịalýcủa1điểmcóthểđo trênbảnđồhoặcxácđịnhtrựctiếpngoithựcđịabằngviệc"đothiênvăn". ViệtNamhontonnằmởphíaBắcbáncầuvphíaĐôngkinhtuyếnGreenwichcho nêntonbộlnhthổViệtNamđềucóvĩđộBắcvkinhđộĐông. Vídụ:CộtcờHNộicótọađộđịalýl: ϕ=21 002'B, λ=105 o50 'Đ Trêncáctờbảnđồđịahìnhth−ờngbiểuthịl−ớikinhvĩtuyếnvtọađộđịalýcủacác góckhungcủatờbảnđồ.Chênhlệchvĩđộvkinhđộcủagóckhungl: ∆ϕ= ϕNϕM, ∆λ= λN λM Từsựchênhlệchđóvtọađộcủacácgóckhungbảnđồtacóthểxácđịnhđ−ợctọađộ địalýcủabấtkỳđiểmnotrênbảnđồ. 1.10.2.HệtọađộvuônggócGaussKruger Từthếkỷ19nhtoánhọcK.F.Gaussđđ−araphépchiếuhìnhbảnđồvsauđóđ−ợc Krugerhonthiện.VìvậygọilphépchiếuGaussKruger.Phépchiếuđ−ợcmôtảnh−sau: 2KinhtuyếngốclkinhtuyếnđiquađầuthiênvănGreenwichLuânĐôn 17
15. Ng−ờitachiaquảđấtthnh60múi,hoặc120múi,mỗimúil6 ohoặc3 ođánhđấu theothứtựtừTâysangĐôngtínhtừkinhtuyếngốc.Mỗimúiđ−ợcchiathnh2phầnđều nhaubởikinhtuyếngiữamúigọilkinhtuyếntrục.TừtâmOcủaquảđấtchiếulênmặttrụ sauđócắtmặttrụtheođ−ờngsinhvtrảiramặtphẳng.Mặtphẳngnygọilmặtphẳngchiếu hìnhGauss. Hệtọađộđ−ợcxâydựngtrênmặtphẳngcủamúichiếu6 otrongmặtphẳngchiếuhình Gaussđ−ợcgọilhệtọađộGaussKruger.Trongđónhậnhìnhchiếucủakinhtuyếntrụclm trụcX,củaxíchđạolmtrụcY.Nh−vậynếutínhtừgốcvềphíaBắcxluônluônmangdấu d−ơng,vềphíaNammangdấuâm.CòntrịsốyvềphíaĐôngmangdấud−ơng,vềphíaTây mangdấuâm.BáncầuBắccóx>0,ycóthểâmcóthểd−ơng.Đểkhitínhtoántránhyâmta quy−ớcđiểmgốcOcủatọađộx o=0,y o=500km,nghĩaltịnhtiếnkinhtuyếntrụcvềphía Tây500km(hình1.8) Đểtiệnviệcsửdụngtrênbảnđồđịahìnhng−ờita kẻsẵnl−ớitọađộvuônggócGaussbằngnhữngđ−ờng songsongvớitrụcOXvOYtạothnhl−ớikm.Chiều dicạnhcủal−ớiôvuôngcóthểtínhđếnảnhh−ởng củabiếndạngt−ơngứngvớitỷlệbảnđồ.Vídụvới bảnđồtỷlệ1:10000chọnôvuông10cmx10cm,bản đồtỷlệ1:25000chọnôvuông4cmx4cm,bảnđồtỷ lệ1:50.000chọnôvuông2cmx2cm. Hình1.8 PhíangoikhungbảnđồcóghitrịsốXvYcủacácđ−ờngsongsong.Đểphânbiệtngay đ−ợctọađộcủađiểmnằmởmúichiếuthứmấyvcáchđiểmgốcObaonhiêung−ờitaquy địnhcáchviếthonhđộyvghikèmtheothứtựmúichiếu. Vídụ:tọađộđiểmLángTrung(HNội)l:2325464,246;48.505973,362cónghĩal điểmcáchxíchđạoởphíaBắc:2325464,246mvởmúithứ48vềphíađôngkinhtuyếngiữa 105 oĐ. (505973,362500000,000=5973,362m) đểtínhtrịsốkinhđộcủakinhtuyếngiữamúithứn(*)nođótadùngcôngthức o λN=6 .n3 ĐảoHongSanằmởmúithứ49kinhtuyếngiữacủamúinycókinhđộđộl: λ= 6o.193=111 oĐ L−ớikhốngchếtrắcđịamặtphẳngXYởViệtNamtronghệtọađộHN72đ−ợcxây dựngtheohệtọađộvuônggócGaussKruger. TrongđóEllipsoidquychiếulEllipsoidKraxovski. (*)Đối vớimúinằmởphíaĐôngthìnphảihiểulsốmúitrừđi30.Vídụ:n=49,thìhiểuln=49–30=19 18
16. 1.10.3.HệtọađộvuônggócUTM(N.E) PhépchiếuUTM(UniversalTranserseMercator)khácvớiphépchiếuGausslởchỗ Ellipsoidquychiếucắtmặttrụchứkhôngtiếpxúcvớimặttrụtạikinhtuyếngiữă(kinhtuyến trục).Điềuđólmhạnchếsựbiếndạngở2kinhtuyếnbiên.Dựatrêncơsởcủaphépchiếu ng−ờitaxácđịnhhệtọađộgọilhệtọađộUTM. TrongphépchiếuUTMhìnhchiếucủa kinh tuyến giữa v xích đạo l 2 đ−ờng thẳng vuông góc với nhau đ−ợc chọn lm trụctọađộ(hình1.9).TrongđóMlđiểm γ cần xác định tọa độ. O' l giao điểm hình chiếukinhtuyếntrụcO'ZvxíchđạoO'E. ĐiểmFlhìnhchiếucủaMlênkinhtuyến trục. Cung LM l hình chiếu của vĩ tuyến qua M. Cung ZM l hình chiếu của kinh tuyến qua M. γ l độ lệch kinh tuyến (độ gầnkinhtuyến).TọađộUTMcủađiểmM đ−ợcxácđịnhbởitung Hình1.9 độN M(North)vhonhđộ(E M)(East)giốngnh−quyđịnhtrongphépchiếuGaussng−ờita rời0'đến0,00'=500kmtứclgốctọađộl0vìvậytọađộ: EM=E'+500km. Tr−ớcnăm1975quânđộiMỹsửdụnghệtọađộUTMvớiEllipsoidquychiếulEllip soidEverestđểthnhlậpbảnđồđịahìnhmiềnNamViệtNam.Dođókhisửdụngbảnđồny chothốngnhấttaphảichuyểnhệtọađộUTM(XUTM vYUTM )sanghệtọađộGaussKurger (XG,YG). TronghệtọađộVN2000tacũngdùngphépchiếuUTMnh−ngEllipsoidquychiếul EllipsoidW.G.S84.GốctọađộnằmtạikhuônviênViệnNghiêncứuđịachínhHNội. 1.10.4.Hệtọađộgiảđịnh Khi đo vẽ bình đồ ở khu vực nhỏ, ở đó khôngcóhệtọađộNhn−ớctacóthểgiả địnhmộthệtọađộvuônggóc.Trongđógốc tọađộ0ltùyý.Tacóthểgiảthiếttọađộ điểmgốc0lx oyo(hình.1.10).Trụcxtrùng vớikinhtuyếntừ.Trụcnycóthểxácđịnh đ−ợcbằngcáchđặtmáykinhvĩtại0đểxác địnhkinhtuyếntừtạiđó.Trụcyvuônggóc vớitrụcx.Đểx>0,y>0tachọngốctọa độnằmởvịtríthíchhợp.Khiđótọađộcác điểmtrongkhuđothuộchệtọađộgiảđịnh xoyođlựachọn. Hình1.10 19
17. 1.10.5.Hệtọađộcực Trongđovẽđiểmchitiếtbằngph−ơngpháptonđạcth−ờngdùnghệtọađộny. Giả sử trên mặt phẳng chọn điểm A l điểm cực, v 1 h −ớng AB lm trục cực. Vị trí điểm1đ−ợcxácđịnhbởigóc β1cạnhcựcS 1(hình 1.11)góccực β1lgóctínhtừh−ớngtrụccựcAB 1 theo chiều kim đồng hồ đến h−ớng cạnh cực S 1, 2 β β còn cạnh cực S 1 l chiều di ngang tính từ điểm 1 2 gốcAđếnđiểm1.T−ơngtựnh−vậyđểxácđịnh Hình1.11 điểm2cầnbiếtgóccực β2vcạnhcựcS 2 TrongđovẽđiểmchitiếtđiểmAlđiểmđặtmáykinhvĩ,cònđiểmBlđiểmđịnhh−ớng. Đểxácđịnhđiểmchitiếtinođócầnphảixácđịnhgóccực βivchiềudicạnhcực Sit−ơngứng. 1.11.1.Địnhh−ớngđ−ờngthẳng Khibiểuthịmộtđoạnthẳnglêntrênbìnhđồhoặcbảnđồkhôngnhữngbiếtchiềudi đoạnthẳngmcònphảibiếtph−ơngh−ớngcủanó.Việcxácđịnhh−ớngcủa1đ−ờngthẳngso vớih−ớnggốcgọilđịnhh−ớngđ−ờngthẳng.H−ớnggốc(h−ớngchuẩn)cóthểlh−ớngcủa kinhtuyếnthựchoặckinhtuyếntừhoặckinhtuyếntrục.Tùytheoh−ớngcủakinhtuyếngốc mcócácloạigóckhácnhau. 1.Gócph−ơngvị Gócph−ơngvịcủamộtđ−ờngthẳnglgócnganghợpbởih−ớngbắccủakinhtuyếnvớih−ớng củađ−ờngthẳng.Gócph−ơngvịđ−ợctínhtheochiềukimđồnghồ,biếnđổitừ0 0ữ360 o. Nếukinhtuyếnđólkinhtuyếnthựcgócph−ơngvịđógọilgócph−ơngvịthựcký hiệulAthực(Athựcbiếnđổi0 ữ360 0) Nếukinhtuyếnđólkinhtuyếntừthìgócph−ơngvịđógọilgócph−ơngvịtừ,ký hiệulAtừ(Atừbiếnđổitừ0 oữ360 o). Kinhtuyếnthực :Kinhtuyếnthựclđ−ờnggiaocủamặtphẳngquatrụctráiđấtvbề mặttráiđất. Kinhtuyếntừ :Kinhtuyếntừlđ−ờnggiaocủamặtphẳngquatrụccủakimnam châmvbềmặttráiđất.Tạimộtđiểmtrênbềmặttráiđấth−ớngcủakinhtuyếnthựcvkinh tuyếntừkhôngtrùngnhau.Góchợpbởikinhtuyếnthựcvkinhtuyếntừgọilđộtừthiêncủa kimnamchâm,kýhiệul δ. NếukimnamchâmlệchvềphíaĐông kinhtuyếnthựcthì δmangdấu+,nếukim δ δ+ namchâmlệchvềphíaTâykinhtuyếnthực thì δmangdấu. Quan hệ giữa góc ph−ơng vị thực v ph−ơngvịtừl:A thực =A từ ±δ Hình1.12 20
18. 2.Gócđịnhh−ớng Gócđịnhh−ớngcủamộtđ−ờngthẳnglgócnganghợpbởih−ớngbắccủakinhtuyến trụchoặcđ−ờngsongsongvớikinhtuyếntrụcvớih−ớngcủađ−ờngthẳng.Gócđịnhh−ớng biếnđổitừ0 ữ360 otheochiềukimđồnghồ,gócđịnhh−ớngkýhiệul α. Kinh tuyến trục : Trong phép chiếu bảnđồng−ờitachiatráiđấtlmnhiềumúi γ+ 6ohoặc3 o,mộtmúiđ−ợcgiớihạnbởi2kinh γ tuyếnl2kinhtuyếnbiên.Kinhtuyếnnằm ởgiữamúigọilkinhtuyếntrục(hình1.13) Độ gần kinh tuyến : Độ gần kinh tuyếncủa1điểmlgóchợpbởikinhtuyến trục hoặc đ−ờng song song với kinh tuyến trụcvkinhtuyếnđiquađiểmđó,kýhiệu l γ. Những điểm nằm ở phía Đông kinh tuyếntrục γmangdấu+,nhữngđiểmnằmở Hình1.13 phíaTâykinhtuyếntrục γmangdấu. Tại kinh tuyến trục v xích đạo γ = 0 trong phép chiếu bản đồ ng−ời ta chiếu các yếutốgóc,chiềudilênmặtEllipsoidquy chiếu, sau đó chiếu lên mặt trung gian (mặt nónhoặcmặttrụ)vtrảiramặtphẳng,khiđó γ cáccạnhlđ−ờngcongchuyểnthnhđ−ờng α thẳngvkhiđócóthêmsốcảichínhh−ớngl A δ. Góc ph−ơng vị trắc địa A v góc định h−ớng αcóquanhệ(hình1.14) δ α=Aγδ Hình1.14 Trongđó γlđộgầnkinhtuyến Nh−vậy,cóthểdùnggócph−ơngvịthực,ph−ơngvịtừhoặcgócđịnhh−ớngđểđịnh h−ớngđ−ờngthẳng.Thựctếtrongđovẽbìnhđồth−ờngdùnggócph−ơngvịtừđểđịnhh−ớng bìnhđồvìviệcxácđịnhnóđơngiản.Trongđovẽbảnđồth−ờngdùnggócđịnhh−ớngđểđịnh h−ớngbảnđồ.Mộtđặcđiểmcơbảncủagócđịnhh−ớngl:Tạicácđiểmkhácnhautrênmột đ−ờngthẳng,gócđịnhh−ớngđềubằngnhau.Vìvậy,giữagócđịnhh−ớngthuận,nghịchcó mốiquanhệl: 0 αthuận = αnghịch ±180 Vídụ:Gócđịnhh−ớngcủađ−ờngthẳngABl αthuận gócđịnhh−ớngcủađ−ờngthẳng 21
19. BAl αnghịch 0 Tacó: αBA = αAB +180 > αAB = αBA 0 0 180 . Tuy nhiên, có tr−ờng hợp phải + 180 . Vìvậytổngquáthóal ±180 0. α 3)Góc2ph−ơng N αT Vìgócph−ơngvị,gócđịnhh−ớngbiến đổi từ 0 0 ữ 360 0 quá trình tính toán không thuậnlợi.Vìvậyng−ờitadùnggóc2ph−ơng. Hình1.15 Góc2ph−ơngcủamộtđ−ờngthẳnglgócnganghợpbởih−ớngBắcNamgầnnhất củakinhtuyếnvớih−ớngcủađ−ờngthẳng.KýhiệulR,góc2ph−ơngbiếnđổitừ0 0ữ90 0 cókèmtheotêncủagócphầnt−(hình1.16). T−ơng ứng với góc ph−ơng vị thựccó ' góc2ph−ơngthựckýhiệulR thực.T−ơng ứngvớigócph−ơngvịtừcógóc2ph−ơngtừ, ' ký hiệu l R từ. T−ơng ứng với góc định α4 α1 h−ớngcógóc2ph−ơngkýhiệulR:Quanhệ α giữa góc định h−ớng v góc 2 ph−ơng đ−ợc 2 α3 chỉraởbảng1.3. Căncứvobảng1.3tacóthểchuyểntừ gócđịnhh−ớngsanggóc2ph−ơngvng−ợc lại.Thựctếkhitínhtoánbằngcácthiếtbịthô sơta có thể tínhchuyển từ góc định h−ớng Hình1.6 sang góc 2 ph−ơng để xét dấu của ∆X ,∆Y Bảng1.3. hoặcx,ytheocácgócphầnt−. Gócphầnt− Gócđịnhh−ớngv2ph−ơng Ví dụ: Trong hệ tọa độ giả định (hình I RBD = α1 1.7)dấucủagiasốtọađộđ−ợcthểhiệntrong II 0 bảng1.4. RND =180 α2 III 0 RNT = α3180 IV R =360 0α BT 4 ∆x α Bảng1.4. ∆y Gócphần Góc Giasốtọađộ t− 2ph−ơng ∆X ∆Y I RBD + + II RND + III RNT IV RBT + Hình1. 7 22
20. Thựctếchothấy,khibiếtgócph−ơng vịtừcủamộtđ−ờngthẳng,biếtđộtừthiên δv độgầnkinhtuyến γtacóthểtínhđ−ợcgóc địnhh−ớngcủađ−ờngthẳngđó. γδ Vídụ:Tínhgócđịnhh−ớngcủađ−ờng α thẳngABbiếtgócph−ơngvịtừcủanólA từ = 30 015 ',độtừthiên δ=5 ',độgầnkinhtuyến γ=3 '.Vẽhìnhbiểudiễnnó? Dựa vo định nghĩa ta vẽ đ−ợc các //KTtrục kinh tuyến v góc ph−ơng vị từ của đ−ờng KTtrục thẳngAB.(hình1.8). Từhìnhvẽtacó: Hình1.8 0 ' ' 0 Athực =A từ + δ=30 15 +5 =30 20' 0 ' 0 ' α=A thực + γ=30 20'+3 =30 23 0 0 ' Vì α<90 .Đ−ờngthẳngnằmởgócphầnt−thứnhất α=R BĐ =30 23 1.12.Bitoánxácđịnhtọađộvuônggócphẳng Trongtrắcđịath−ờngphảigiải2bitoáncơbảntronghệtọađộvuônggócphẳngđól: 1Bitoántrắcđịathuận: Nộidungbitoántrắcđịathuậnl: Trong hệ tọa độ vuông góc phẳng (hình1.19).BiếttọađộđiểmAlx A,y A,chiều diđoạnABlS AB .Gócđịnhh−ớngcạnhAB ∆x α l αAB (hoặc góc 2 ph−ơng cạnh AB l R BĐ ). ∆y TínhtọađộđiểmB. Nhìnvohìnhvẽ1.9tacó: ∆xAB =S AB .Cos αAB =S AB .CosR BĐ ∆yAB =S AB .Sin αAB =S AB .SinR BĐ TọađộđiểmBl: xB=x A+ ∆xAB . yB=y A+ ∆yAB . 2Bitoántrắcđịang−ợc Hình1.9 BiếttọađộđiểmAlx AyA,tọađộđiểmBlx ByB,tínhchiềudiđoạnthẳngAB;góc địnhh−ớngcạnhAB. Trênhình1.9tacó: ∆xAB =x Bx A. ∆yAB =y B–yA. x 2 y 2 SAB = ∆ AB + ∆ AB 23
21. ∆y ∆y tgR = ⇒ R = arctg ∆x ∆x Dấucủa ∆x, ∆yquyếtđịnhtêngọicủagócphầnt−. Trongtr−ờnghợpny ∆x>0, ∆y>0dođóđ−ờngthẳngnằmởgócphầnt−thứnhấtR mangtêngọilR BĐ .Nh−vậygócđịnhh−ớngbằnggóc2ph−ơng(tứclR BĐ = α) 3.Tínhchuyểngócđịnhh−ớng Giảsửrằngcóđ−ờngchuyền(hình1.10) α12 α23 α12 β 1 α34 α23 β 2 Hình1.10 Biếtgócđịnhh−ớngcạnh1,2l α12 ,biếtcácgócđo β1, β2 Vấnđềlphảitính chuyểngócđịnhcạnh1,2đếncáccạnhkháccủađ−ờngchuyền. Nhìnvohìnhvẽtacó: 0 α23 = α12 +180 β1 0 0 0 α34 = α23 +180 β2 = α12 +180 β1+180 β2. 0 α34 = α12 +2.180 –( β1+β2). (1.3) Tổngquáthóa(1.3) n 0 αc= αđ+n.180 ∑ βi (1.4) 1 NếutrụcXtrùngvớikinhtuyếntrụcthì αlgócđịnhh−ớng,nếutrụcXtrùngvới kinhtuyếntừthìgóc αlgócph−ơngvịtừ.Trongtr−ờnghợpchunggọilgócđịnhh−ớng. Côngthức(1.4)lcôngthứctínhchuyểngócđịnhh−ớngkhigócđoởbênphảiđ−ờngđo. Trongđó: αclgócđịnhh−ớngcạnhcuối αnđ lgócđịnhh−ớngcạnhđầu ltổnggócđobênphảiđ−ờngđo.∑β i 1 nlsốgócđo khigócđoởbêntráiđ−ờngđocôngthức(1.4)biếnđổil: n 0 λ αc= αđn.180 +∑ i (1.5). n 1 Trongđóltổnggócđobêntráiđ−ờngđ∑λi o. 1 Nh−vậy,khitínhchuyểnđ−ợcgócđịnhh−ớngđếncáccạnh,biếtchiềudicáccạnhta dùngbitoántrắcđịathuậncóthểtínhđ−ợcgiasốtọađộvtọađộcácđiểmkếtiếptrong đ−ờngchuyền. 24
22. Ch−ơng2 Đođộcao 2.1Mụcđích,ýnghĩavàcácph−ơngphápđocao. Đođộcaolviệcxácđịnhyếutốhìnhhọccơbảnđểthnhlậpbảnđồđịahìnhphục vụchoviệcnghiêncứuhìnhdạngquảđấtvsựvậnđộngcủanótheoph−ơngthẳngđứng. Trongch−ơng1,chúngtađlmquenvớicáckháiniệm,độcaotuyệtđối,độcao t−ơngđối,hiệusốđộcao,mặtthuỷchuẩngốc,mặtthuỷchuẩngiảđịnh,ởtrongch−ơngnyta chỉtìmhiểucácph−ơngphápthôngdụngxácđịnhđộcaotrongmạngl−ớiđộcaonhn−ớctừ hạngIVtrởxuống(độcaotínhtheoph−ơngdâydọitừđiểmcầnxácđịnhđếnmặtthuỷchuẩn gốc. ởViệtNam,mặtthuỷchuẩngốclmặtđiquađiểmmốcHònDấucạnhKháchsạnVạn HoaởĐồSơnHảiPhòng)hoặcđộcaot−ơngđối(độcaosovớimặtthuỷchuẩnquy−ớc)phục vụchủyếuchocôngtácthnhlậpbảnđồđịahình. Dựavonguyênlýhìnhhọchoặcvậtlý,cũngnh−thiếtbịđovđộchínhxácmcó nhữngph−ơgphápxácđịnhchênhcaonh−sau: 1.Ph−ơngphápđocaohìnhhọctheonguyênlýtiangắmnằmngang,nghĩaltrongphạmvi đovẽhẹpng−ờitacoitiangắmsongsongvớimặtthuỷchuẩnvvuônggócvớiph−ơngdây dọi.Dụngcụđolmáyvmiathuỷchuẩn. 2.Ph−ơngphápđocaol−ợnggiáctheonguyênlýcủatiangắmnghiêng.Dụngcụđolmáy kinhvĩ,máytonđạc. 3.Ph−ơngphápđocaothuỷtĩnhtheonguyêntắcbìnhthôngnhaucủachấtlỏng.Dụngcụđo lmáythuỷtĩnhvth−ờngđ−ợcsửdụngtrongtrắcđịacôngtrình. 4.Ph−ơngphápđocaoápkếdựavosựthayđổiápsuấtkhôngkhítheođộcao.Dụngcụđo chủyếulápkế. 5.Ph−ơngphápđocaoradiotheonguyênlýphảnxạcủasóngđiệntừ.Dụngcụđolcácmáy đocaoradiođ−ợcđặttrênmáybay. 6.Ph−ơngphápđocaobằnghệđịnhvịtoncầuGPS.Độcaocácđiểmtrênmặtđấtđ−ợcxác địnhthôngquacácsốliệuthutừvệtinh. 7.Ph−ơngphápđocaocơhọctheonguyênlýhoạtđộngcủaconlắcđặttrựctiếptrênôtôđể xácđịnhđộcaotheomộttuyếnxácđịnh. Trongphạmvigiớihạncủach−ơngtrìnhchỉtrìnhbyhaiph−ơngpháptruyềnthống lđocaohìnhhọcvđocaol−ợnggiácđểphụcvụchủyếuchocôngtácđovẽthnhlậpbản đồđịahìnhtỷlệlớn. 2.2Nguyênlývcácph−ơngphápđocaohìnhhọc. 2.2.1Nguyênlýđocaohìnhhọc. GiảsửcầnxácđịnhchênhcaogiữahaiđiểmAvBtrênmặtđất(hình2.1).Tại2 điểmnyđặthaiốngthuỷtinhthẳngđứngtrênđócókhắccácvạchchiavghisố.Nối2ống thuỷtinhbằngốngcaosutạothnhmộthệthốngbìnhthôngnhau. H O Tađổn−ớctừtừvoốngBvtheo 2 ống dẫn n−ớc sẽ chảy sang ống A. Khi khôngđổn−ớcnữathìmựcn−ớcởhaiống a b thuỷtinhsẽbằngnhau.Đ−ờngnốitừmặt n−ớccủahaiốngAvBsẽlđ−ờngnằm B ngang. Đọc số vạch trên ống A đ−ợc số hAB đọcavđọcsốvạchtrênốngBđ−ợcsố A đọcbthìchênhcaogiữahaiđiểmAvB l: Hình2.1 25
23. hAB =ab Nếu thaythế hai ống thuỷ tinh ở hai điểm A, B bằng hai mia thuỷ chuẩn dựng thẳng đứng v thay đ−ờng nằm a b ngangnốihaimặtn−ớccủahaiốngthuỷ tinh bằng tia ngắm nằm ngang của máy B thuỷ chuẩn (hình 2.2) thì ta sẽ đọc số hAB đ−ợc trên hai mia theo tia ngắm nằm A ngang, ký hiệu số đọc trên mia thuỷ chuẩn tại A l a, số đọc trên mia thuỷ Hình2.2 chuẩn tại B l b thì chênh cao giữa hai điểmA,Bsẽl: b3 a3 B I b2 a b h3 b1 a1 B h2 H hAB h B A 1 HB A HA Mặtthuỷchuẩn HA Mặtthuỷchuẩn Hình2. 3a Hình2.3b hAB =ab (2.1) Nh−vậy nguyên lý đocao hình học ldựavotiangắm nằm ngangcủa máy thuỷ chuẩnđểxácđịnhchênhcaogiữacácđiểmtrênmặtđất. Cóhaicáchđểxácđịnhchênhcaogiữahaiđiểml:Đặtmáytừgiữahaiđiểmgọil đocaohìnhhọctừgiữavđặtmáytạimộtđiểmcònđiểmkiađặtmiagọilđocaohìnhhọc phíatr−ớc. 2.2.2Đocaohìnhhọctừgiữa. Hình2.3môtảph−ơngphápđocaotừgiữa.Đểđơngiảntaxéttrongphạmvihẹp, nghĩalcoimặtthuỷchuẩnlmặtphẳngnằmngang.Tiangắmtruyềnthẳngvsongsongvới mặtthuỷchuẩn,trụcđứngcủamáyvmiatheoph−ơngdâydọivvuônggócvớimặtthuỷ chuẩn. ĐểxácđịnhchênhcaogiữahaiđiểmAvBtrênmặtđất,ng−ờitadựnghaimiathẳng đứng, miacó khắcvạch theođơn vịđộ di(cm).Giữa hai điểm A, B đặt máythuỷchuẩn nh−ng không nhất thiết máy phải nằm trên đ−ờng thẳng AB. Máy có thể đặt ngoi đ−ờng thẳngABnh−ngkhoảngcáchtừmáyđếnhaimiaxấpxỉbằngnhau. Theoh−ớngtừAđếnBchiềumũitêntagọimiađặttạiAlmiasau,cònmiađặttạiB lmiatr−ớc(hình2.3a).Saukhicânbằngmáyđ−atrụcngắmvovịtrínằmngang,h−ớng ốngkínhđếnmiasauvđọcsốđọctrênmiatheodâychỉgiữacủal−ớichữthập,kýhiệusố đọcnyla.Sauđóh−ớngốngkínhvềmiatr−ớcđồngthờiđọcsốđọctheodâychỉgiữa,ký hiệusốđọcnylb.NếugọichênhcaogiữahaiđiểmA,Blh AB, dễdngnhậnthấy: hAB =ab (2.2) ChênhcaogiữahaiđiểmAvBlhiệucủasốđọcsauvsốđọctr−ớc,h AB mangdấu d−ơng(+)khiđiểmBcaohơnđiểmA,mangdấuâm()khiđiểmBthấphơnđiểmA. 26
24. Vídụ:a=1574;b=3316thìh AB =1742mm.VìchênhcaomangdấuâmnênđiểmB thấphơnđiểmA. NếuđộcaocủađiểmAđbiếttr−ớclH AthìđộcaocủađiểmBsẽl: HB=H A+h AB (2.3) KhihaiđiểmAvBcáchnhauquáxahoặcchênhcaoquálớnng−ờitaphảibốtrí nhiềutrạmmáy(hình3.3a)thìchênhcaoh AB ltổngcácchênhcaoh icủantrạm: n n n hAB = ∑hi = ∑ai − ∑bi (2.4) 1 1 1 2.2.3Đocaohìnhhọcphíatr−ớc. ĐểxácđịnhchênhcaogiữahaiđiểmAvBng−ờitađặtmáytạiđiểmA,còntạiB dựngmiathẳngđứng(hình2.4).Saukhiđ−amáyvềvịtrínằmngang,đochiềucaomáyvký hiệuli.QuaymáyngắmốngkínhvềmiadựngthẳngđứngtạiđiểmBvđọcsốđọctheodây chỉgiữacủal−ớichữthập,kýhiệulb. Chênh cao giữa hai điểm A, B đ−ợc tínhtheocôngthức: hAB =ib (2.5) b Nếu biết độ cao điểm A l H A thì độ B caođiểmBđ−ợctínhtheohaicách: i Hi Cách 1: Tính theo chênh cao đo hAB đ−ợc: A HB=H A+h AB (2.6) HB HA Cách2:Tínhtheođộcaotrạmmáy: Mặtthuỷchuẩn H =H +i i A Hình2.4 HB=H ib (2.7) Trênđâytaxétsơbộnguyênlýđocaohìnhhọc.Đâylph−ơngphápđơngiản,nh−ng đạtđộchínhxáccaonhấtsovớicácph−ơngphápkhác.Vìvậyng−ờitaứngdụngph−ơng phápnyđểxâydựngl−ớiđộcaotừhạngIđếnhạngIVcủanhn−ớc,đocaokỹthuậtđểxây dựngcơsởđộcaodùngchoviệcđovẽđịahình. 2.3ảnhh−ởngcủađộcongquảđấtvđộchiếtquang.Sốhiệuchỉnh doảnhh−ởngđộcongquảđất. Nh−mục2.2.3đnêu,khihaiđiểmAvBcókhoảngcáchkhônglớntacoitiangắm nằmngangsongsongvớimặtphẳngnằmngangthìtacóchênhcao: hAB =ib Trongđó: ilchiềucaomáy blsốđọctrênmia NếuhaiđiểmAvBcáchnhauquáxathìkếtquảđochênhcaophảitínhđếnảnh h−ởngcủađộcongquảđấtvchiếtquangkhôngkhí. 2.3.1.Sốhiệuchỉnhdoảnhh−ởngđộcongquảđất. Theohình2.5tathấytiangắmsongsongvớimặtthuỷchuẩnđiquadâychỉgiữasẽcắt miaởBtạib.Nh−ngtheonguyênlýcấutạotrụcngắmốngkínhlđ−ờngthẳnghìnhhọctiếp tuyếnvớimặtcầutạiJvcắtmiaBtạib’.Vìvậychênhcaođođ−ợcsẽchênhsovớichênh caothựcmộtl−ợnglq=b’b. Nếucoiquảđấtlhìnhcầu,bánkínhRtacóthểtính: Ob’ 2=OJ 2+Jb’ 2 M: 27
25. Ob’=R+i+q OJ=R+i Jb’=S Dođótaviếtđ−ợc: J S b' 2 2 2 [(R+i)+q] =(R+i) +S b Hay: i q S2=2(R+i)q+q 2 A B VìivqrấtnhỏsovớibánkínhtráiđấtR nênđạil−ợngivq 2cóthểbỏqua,nêntacócông thức: R S 2 S2=2R.q ⇒ q = (2.8) R 2R Nhậnxét:Sốhiệuchỉnhdoảnhh−ởngđộ congquảđấtluônluôntỷlệthuậnvớiđộdigiữa O Hình2.5 haiđiểm. NếulấybánkínhlR=6371km,lầnl−ợtchokhoảngcáchtăngsẽcókếtquảthểhiện ởbảng2.1 Bảng2.1 S(m) 50 100 113 500 1000 5000 q(mm) 0,2 0,8 1,0 19,6 78 1692 2.3.2.Sốhiệuchỉnhdoảnhh−ởngđộchiếtquang. Lớpkhíquyểnbaoquanhquảđấtcótỷtrọngkhôngđềunhauvthayđổitheochiều cao,cnggầnmặtđấtthìtỷtrọngcnglớn. GiảsửkhôngcólớpkhíquyểnthìtừAđếnBtiangắmđithẳngtheoh−ớngAB.Thực tếdotiangắmđếnđiểmBkhiquacáclớpkhíquyểncótỷtrọngkhácnhausẽbịảnhh−ởng khúcxạmtạothnhđ−ờngcong(hình2.6).Cungcủađ−ờngcongh−ớngmặtlõmvềphía mặtđất,đ−ờngcongnygọilđ−ờngcongchiếtquang. Thậtvậy,mắttanhìnthấyđiểmBtạiB’theoh−ớngtiếptuyếnAB’củađ−ờngcong chiếtquangtạiA.Hiệnt−ợngtiasángbịlệchđógọilhiệnt−ợngkhúcxạhaychiếtquang. Gócrgiữah−ớngthựcABvh−ớngAB’gọilgócchiếtquang.Tấtcảcáctiakhúcxạđều nằmtrongmộtmặtphẳngthẳngđứng. Doảnhh−ởngcủachiếtquangmchúngtacảmthấytấtcảnhữngđiểmngắmđ−ợc nângcaolênsovớivịtríthựccủanó.Saisốdoảnhh−ởngchiếtquangcnglớnkhikhoảng cáchtừmáytớimiatăngdần. B Hình dạng thực của đ−ờng cong chiết B' quang không thể xác định cụ thể, nh−ng nếu r khoảng cách những điểm đo không xa lắm nh− trongtr−ờnghợpđocaohìnhhọc,thìtacóthểxem đ−ờngcongchiếtquangcódạngcungtròncóbán A kínhOA=OB=R 1(hình2.7). KhoảngchênhBB’đ−ợccoilsaisốchiết quang.NếucoiđộdicungABbằngtiangắmAB’: AB=AB’=S. XéttamgiácOAB’,tacó: OB’ 2=OA 2+AB’ 2 O Hình2.6 28
26. 2 2 2 (R 1+ ρ) =R 1+S . 2 2 2R 1 ρ+ ρ =S 2 2 ρ Vì ρ rấtnhỏsovớibánkínhR 1nêncoi =0,khiđó: R1 S 2 ρ = (2.9) 2R1 Kếtquảnghiêncứuđchứngminhrằngđạil−ợngR 1rấtkhóxácđịnhchínhxác,nó phụthuộcvokhoảngcáchgiữahaiđiểmAvB,votínhchấtđịahìnhgiữachúng,vonhiệt độvápsuấtkhôngkhí,vochiềucaotiangắmsovớimặtđất.TỷsốgiữabánkínhtráiđấtR vớibánkínhR 1củađ−ờngcongchiếtquanggọilhệsốchiếtquangK: R R K = → R = 1 A S B' R1 K r Thayvocôngthức(3.9)tacóthểviếtlại côngthứcd−ớidạng: B ρ S2 ρ = K (2.10) 2R Hệ số chiết quang K không cố định v th−ờngthayđổituỳtheothờigiantrongngy.Trị R1 số trung bình của K l 0,14, do đó công thức (2.10)códạng: Hình2.7 S2 O ρ = 0,14. (2.11) 2R Sosánhđạil−ợngnyvớisốhiệuchỉnhdođộcongtráiđấttínhtheocôngthức(2.8) chúngtathấysốhiệuchỉnh ρdoảnhh−ởngchiếtquangtrongđiềukiệnkhoảngcáchgiống nhausẽgầnbằng1/7sốhiệuchỉnhqcủađộcongquảđất,nghĩal: 1 ρ = q. (2.12) 7 Mộtđiềukhácnhaucơbảngiữahaisốhiệuchỉnhtrênl:Sốhiệuchỉnhdođộcong quảđấtđ−ợcxácđịnhrõvềtrịsốvdấucủanó,cònsốhiệuchỉnhvềđộchiếtquangthìkhó xácđịnhtr−ớcvìđiềukiệnthựctế. *Chúý:Đểgiảmbớtảnhh−ởngcủasaisốchiếtquangđếncáckếtquảđochênhcao cầnl−uýmộtsốđiểmsauđây: Doảnhh−ởngcủa mặttrời nên đ−ờngcong chiết quang ban ngy vbanđêmcó h−ớnglồing−ợcchiềunhau.Vìvậynênchọnthờigianđothíchhợpsaulúcmặttrờimọcv tr−ớclúcmặttrờilặnkhoảng1,5h. Cnggầnmặtđấtsaisốchiếtquangcnglớn,nh−ngtừđộcao1,5 ữ2mnót−ơngđối ổnđịnh.Vìvậycầnđặtmáysaochotiangắmcáchmặtđấttừ1,5mtrởlên. Cầnphảiđohaichiềuvớikhoảngthờigiankhácnhautrongngy. Nếuđịahìnhdốcthìsaisốchiếtquangđốivớimiasaulớnhơnmiatr−ớc,vìvậycố gắngchọntrạmmáyởgiữacáchđềuhaimia. 2.3.3Sốhiệuchỉnhchungchoảnhh−ởngcủađộcongquảđấtvchiếtquang. 29
27. Giảsửh−ớngcủatrụcngắmmáythuỷchuẩntrùngvớiđ−ờngcongsongsongvớimặt ốngthuỷ,thìtrêncácmiadựngthẳngđứngtạiAvB(hình2.8)tađọcđ−ợccáctrịsốavb. Chênhcaocầntìmgiảthiếtsẽbằng: h=ab Nh−ngthựctếtrụcngắmtrùngvớitiếptuyếncủađ−ờngcongny,dođótrongtrịsố đosẽcósaisốdoảnhh−ởngcủađộcongquảđấtq avq b,vnh−thế,thayvotrịsốavbta cầntínhtrịsốa+q a;b+q b.Nhữngtrịsốnysẽtiếptụcbịảnhh−ởngbởiđộchiếtquanggâyra lmchotiangắmbịcongđivcáctrịsốnóitrêngiảmđi ρav ρb.Dođótrịsốtrênmiathực tếsẽl: a'=a+q aρa b'=b+q bρb Gọiq aρa=f avq bρb=f blsốhiệuchỉnhchungdoảnhh−ởngcủađộcongquảđất vđộchiếtquangđốivớicáctrịsốtrênmiađặtcáchmáyvềhaiphíatr−ớcvsauvớikhoảng cáchS avS b. Từcôngthức(2.8)v(2.11)tacó: S2 S2 S2 f = − 0,14. = 0,43. (2.13) 2R 2R R Sốhiệuchỉnhdoảnhh−ởngchungcủađộ qA q congquảđấtvchiếtquangkhôngkhíluônluôn B tỷlệthuậnvớibìnhph−ơngkhoảngcáchtừmáy ρA ρB tớimia. b Đối với đo cao phía tr−ớc số hiệu chỉnh a b' nycóthểlênđến1mmkhikhoảngcáchtừmáy a' B tớimiaS=120m. h ` Cáctrịsốtrênmiacóthểtínhdễdngsau khiđhiệuchỉnhlạiảnhh−ởngcủađộcongquả đấtvchiếtquang,nghĩal: a=a’f a b=b’f b VchênhcaogiữahaiđiểmAvBsẽl: h =ab=a’f b’+f =(a’b’)+(f f ) AB a b b a Hình2.8 Nếukýhiệuhiệusốcácsốhiệuchỉnhl ∆f=fbf a,thì: hAB =a’b’+ ∆f (2.14) Khitatiếnhnhđocaohìnhhọctừgiữa,máysẽđặtkhoảnggiữahaimia.NếuS a=S b thìcóthểtínhf a=f b,dođó ∆f=0.Nh−vậyđocaotừgiữasẽkhửđ−ợcđ−ợcảnhh−ởngdođộ congquảđấtvchiếtquang.Đól−uđiểmcủađocaohìnhhọctừgiữasovớiph−ơngpháp đocaophíatr−ớc. 2.4Cấutạomáyvmiathuỷchuẩn. Dựatheocấutạo,máythủychuẩnth−ờngchiathnh2loại:Máythuỷchuẩncóống kínhcốđịnhvmáythuỷchuẩncóốngkínhrời.Riêngloạimáycóốngkínhrờicũngchia lmnhiềuloạiphụthuộcvovịtrícủaốngthuỷ,tuynhiênloạinyítđ−ợcsửdụngtrongsản xuấtvìđộchínhxácthấp. Máythuỷchuẩncóốngkínhcốđịnh,tấtcảcácbộphậncủanóđ−ợcgắnchặtvo nhauvsựliênkếtgiữachúngrấtchắcchắn.Máythuỷchuẩnhiệnđạicóbộphậnđốiquang trong,dođócóthểnhìnthấyrõvịtríốngthuỷngaykhingắmmia.Đốivớicácmáythuỷ chuẩntựđộngtiangắmngangthìsựliênhệgiữaốngthuỷvốngkínhhếtsứcchặtchẽ. 30
28. Trong những loại máy ny hình của bọt thuỷ không những hiện ngay trên tr−ờng ngắmmcòncótácdụngđ−atrụcngắmvềvịtrínằmngangđểđọctrịsốtrênmia. Dựavođộchínhxác,máythuỷchuẩnđ−ợcchialm3loại:Loạicóđộchínhxáccao dùngđểxácđịnhđộcaohạngIvhạngIIvớisaisốtrungph−ơngm h= ±0,5mm/1kmthuỷ chuẩn,loạimáycóđộchínhxáctrungbìnhdùngđểđođộcaohạngIIIvhạngIVvớim h= ±3mm/1kmvloạimáythuỷchuẩnkỹthuậtcóm h = ±10mm/1kmdùngđểtăngdyđộcao chocácl−ớikhốngchếcấpthấp. 2.4.1Cấutạomáythuỷchuẩn. Hình 2.9 mô tả chung những bộ phận chủyếucủamáythuỷchuẩngồm:1kínhvật, 2kínhđiềuquang,3mngchữthập,4kính mắt,5ốngthủydi,6đếmáy,7ốccân bằng. Các trục hình học của máy bao gồm: TrụcốngthủydiLL,trụcngắmốngkínhCC, trụcquaymáyVV. a. Máy thuỷ chuẩncân bằng nhờ vít nghiêng Hình2.9 vốngthuỷdi. Tiêu biểu cho nhóm máy ny l máy thuỷ chuẩn HB 1 do x−ởng máy trắc địa Maxcơvachếtạo.Xétvềđặcđiểmcấutạocủamáygồm: Mngchỉchữthậpkhôngcóốcđiềuchỉnh. Hìnhảnhhaiđầubọtn−ớccủaốngthuỷdiởtr−ờngnhìnquahệthốnglăngkínhđặc biệttrênốngthuỷdi(hình2.10). Đểđiềuchỉnhbọtn−ớcvogiữa(hainhánhparaboltrêntr−ờngnhìnchậpnhau)nhờ ốcvítnghiêngcủamáy.Giátrịkhoảngchiatrênốngthuỷl1723”/2mm. ốngthuỷdi đ−ợcchếtạo đặc biệt để khi thayđổi nhiệtđộ thìchiềudi bọt n−ớc khôngthayđổi. Hình2.10 MáythủychuẩnHB1dùngđểđothuỷchuẩnhạngIII,IVvthuỷchuẩnkỹthuật. Độphóngđạiốngkínhl31 x.Tr−ờngnhìncủaốngkínhl1 020’,khoảngcáchngắn nhấtcóthểnhìnrõvậtl3m. b.Máythuỷchuẩntựcânbằngtrụcngắm. Nguyênlýchungcủaloạimáyldựavotínhtựcânbằngcủaconlắchoặccủabềmặt chấtlỏngd−ớitácdụngcủatrọnglực. ởtrạngtháiyêntĩnhdâytreoconlắctrùngvớiph−ơng dâydọi,cònbềmặtcủachấtlỏngvuônggócvớiph−ơngđó. 31
29. Bộphậntựcânbằngtrụcngắmđ−ợcgọilbộtựcânbằng(nghĩaltựđộngcânbằng, tựbùtrừ).Hình2.11môtảđ−ờngđicủatiasángvnguyênlýhoạtđộngcủabộtựcânbằng. TrênhìnhathấyrằngnếutiangắmởvịtrínằmngangthìảnhcủaO 1trênmia(1)sẽquakính vật(2)rơivotâmOcủavòngchữthập(3). Trên hình b thấy rằng khi ống kính bị nghiêng một góc nhỏ ε so với ph−ơng nằm ngangthìảnhcủaO 1trênmiasẽrơivođiểmO’còntâmcủamngchữthậpOsẽtrùngvới ảnhO 2trênmia,nghĩaltâmOcủamngchữthậpđdịchchuyểnkhỏitrụcnằmngangmột khoảngOO’vđ−ợcbiểuthịbằngcôngthức: Hình2.11 OO’=f.tg ε Vìgóc εrấtnhỏ,nêncóthểcoitg ε= ε,dođó: OO’=f. ε (2.15) Trongđófltiêucựkínhvật NhiệmvụcủabộcânbằngtựđộnglphảilmchoOtrùngvớiO’.Đểthoảmnđiều kiệnnytađặttrêntrụcngắmcủaốngkínhcánhtayđònquayquanhđiểmK(Hình2.12). CánhtayđònKO’sẽtựđộngquayđimộtgóc βsaochothomnđiềukiệnOO’=f. ε. TaxéttamgiácKOO’,có: OO’=f. ε=S.tg β Vì εv βquánhỏnêncóthểcoi tg ε= ε; tg β= βnên: S. β=f. ε (2.16) Với ph−ơng thức ny mng l−ới chữthậpsẽdịchchuyểnđimộtl−ợngf. ε nhờ sự quay của cánh tay đòn. Tuy nhiênsựt−ơngquangiữacácđạil−ợng Hình2.12 phảiđ−ợcxácđịnhvtỷsố: β f = = K ε S Kđ−ợcgọilhệsốcânbằng.Cácmáythuỷchuẩntựcânbằngtrụcngắmth−ờngcóK từ0,4đến6. 2.4.2Cấutạomiathuỷchuẩn. Miathuỷchuẩnlmộtthanhgỗthônghaygỗbạchd−ơngdi34mdy22,5cmv rộng10cm,cóquétsơndầuđểtránhẩm.Trênmộtmặthoặchaimặtcóchiakhoảng1cm.Để dễđọcsốcứ5hoặc10khoảngchialạithnhmộtnhóm.Độlớncủamỗikhoảngchiatrênmia gọilgiátrịkhoảngchia(Hình2.13). 32
30. MiathuỷchuẩndùngđểđothuỷchuẩnhạngIII,IVth−ờnglmiahaimặt.Mộtmặtcó khoảngchiađềusơnđỏ,trắnggọilmặtđỏ.Mặtkháccókhoảngchiađềusơnđen,trắnggọi lmặtđencủamia.Đốivớimặtđen,trịsốkhôngcủamiatrùngvớiđáymia,cònmặtđỏthì trịsốtănglênhơn4000mmbắtđầutừmộtsốnođó(th−ờngl4500).Vớicáchđánhsốtrên mianh−vậymtrịsốlấyởhaimặtmiasẽkhácnhau,nh−nghiệusốtrịsốlấytheomỗimặtsẽ bằngnhau,dođócóthểkiểmtrakếtquảđotrongquátrìnhđođạc.Sốchênhsốđọcgiữahai mặtđenvđỏcủamộtmiađ−ợcgọilhngsốmia,kýhiệulK. K=a a (2.17) đỏ đen Khiđothuỷchuẩntừgiữath−ờngphảidùngmộtcặp mianhấtđịnh,domỗimiacóhằngsốriêngnênmỗicặpmia cũngtínhđ−ợchằngsốcặpmia: ∆K=K 1K 2 (2.18) Vìcósaisốkhắcvạchtrênmianênthôngth−ờngtrị số ∆K không đúng bằng 100m sẽbịsailệchđi mộtvi mm. Khi tia ngắm nằm ngang, theo dây chỉ giữa của mngchữthậpchúngtađọcsốtrênhaimặtcủahaimiasẽ đ−ợcmộtcặpsốđọckhácnhau,nh−ngtrịsốchênhcaophải nh−nhau: Hình2.13 h=a đen1 b đen2 =a đỏ1 b đỏ2±∆K (2.19) Vớicáchlmnytaluônkiểmtrađ−ợcsốđọctrêntừngtrạmmáykhiđothuỷchuẩn. 2.5Kiểmtra,kiểmnghiệmmáythuỷchuẩn. 2.5.1Kiểmtramáythuỷchuẩn. Máythuỷchuẩntr−ớckhiđemrasửdụngcầnphảikiểmtra,xemxétmộtsốđiềucần thiếtsauđây: 1.Kínhvật,kínhmắtcủamáycóbịmốckhông. 2.Cácốcđiềuchỉnhcólmviệctốtkhông. 3.Hìnhảnhbọtn−ớcdicóđốixứngthnhđ−ờngparabolhonchỉnhkhông. 4.Cácốccốđịnhvviđộngquaycónhẹnhng,chínhxáckhông. 5.Cácbộphậncủagiábachâncóđầyđủkhông. 6.Bộphậnngắmcủamáyquayquanhtrụccónhẹnhngkhông. 7.Bọtn−ớctròncủamáykhiđ−ợccânbằngđphùhợpvớibọtn−ớcdich−a. 8.Mngchỉchữthậpđvềvịtríchuẩnch−a. 2.5.2Kiểmnghiệmvhiệuchỉnhmáythuỷchuẩn. Máythuỷchuẩncầnthoảmncácđiềukiệnhìnhhọccơbảnsauđây: 1.Trụcốngthuỷdicầnvuônggócvớitrụcquaymáy. Đặtốngthuỷdisongsongvớihaiốccânbằngbấtkỳ,dùnghaiốccânnyđ−abọt ốngthuỷvềvịtrígiữaốngthuỷ.Sauđóquaymáyđi180 0nếubọtthuỷdivẫnởvịtrígiữa củaốngthuỷthìđiềukiệnđ−ợcthoảmn.Nếubọtthuỷbịlệchđithìdùnghaiốccânbằng máyđ−abọtốngthủyvề1/2khoảnglệch,mộtnửakhoảnglệchcònlạidùngvíthiệuchỉnh ốngthuỷđ−avềnốt. 2.Dâychỉngangcủal−ớichỉchữthậpphảivuônggócvớitrụcquaymáy. Để kiểm nghiệm điều kiện ny ng−ời ta đặt máy tại một điểm, cân bằng máy thật chínhxác,quayốngkínhngắmvomộtđiểmcốđịnhcáchmáytừ50 ữ60mdùngvítviđộng ngangquayốngkínhquatráivquaphảicủađiểmcốđịnh.Nếuđiểmđóluônnằmtrêndây chỉngangthìđiềukiệntrênđạtyêucầu. 33
31. Trongtr−ờnghợpng−ợclạitatiếnhnhđiềuchỉnhbằngcáchvặnlỏngcácốchmcủa l−ớichữthậpsauđóxoaymngchữthậpđếnkhiđiềukiệnđạtyêucầuthìvặnchặtốchm. 3.Trụcngắmốngkínhcầnsongsongvớitrụcốngthuỷdi. Đâylđiềukiệncơbảncủamáythuỷchuẩnnhằmđảmbảoxácđịnhchênhcaocủa mộttrạmmáyđ−ợcchínhxác. Hiện nay có nhiều ph−ơng pháp kiểm nghiệm v hiệu chỉnh, d−ới đây ta xét hai ph−ơngpháp: a.Ph−ơngpháp1: ChọnhaiđiểmAvBtrênmặtđấtcáchnhaukhoảng50mđónghaicọc.Tr−ớctiênđặt máytạiAdựngmiathẳngđứngtạiđiểmB(hình2.14a). b2 x b1 b' x 0 b0 i2 B B i1 hAB h A AB A (a) (b) Hình2.14 Cân bằngmáy chính xác, đochiều cao máy tớimm l i 1. Nếutrục ngắm ống kính khôngsongsongvớitrụcốngthuỷdithìsốđọctrênmiatheodâychỉgiữakhôngphảilb 0 mlb 1chứasaisốx,từhình2.14atacóthểviết: hAB =i 1b 0=i 1(b 1x)=i 1b 1+x (2.20) Đổichỗmáychomia(hình2.14b),tiếnhnhcânbằngmáychínhxác,đochiềucao củamáyli 2vđọcsốtheodâychỉgiữatrênmialb 2. Vìchênhcaogiữahaiđiểmkhôngđổi,nênsốđọcb2chứatrịsốsaisốx,nghĩal: hAB =b 0’i 2=(b 2x)i 2=b 2xi 2 (2.21) Giảiph−ơngtrình(2.20)v(2.21)vớiẩnsốxtađ−ợc: b + b i + i x = 1 2 − 1 2 (2.22) 2 2 Saisố x khôngđ−ợcv−ợt quá ±4mm,nếuv−ợtquácần phảihiệu chỉnh. Cáchhiệu chỉnhnh−sau: GiảsửmáyvẫnđặttạiB,miadựngtạiA,tadùngốcviđộngnghiêngđểđ−adâychỉ giữavềsốđọcđúngtrênmial: b0’=b 2x (2.23) Lúc ny bọt ống thuỷ di sẽ khôngcònởvịtrígiữa,tadùngđinh x x b hiệuchỉnhnânglênhoặchạxuốngốc a hiệu chỉnh ống thuỷ để bọt thủy di B vo vị trí giữa. Sau những b−ớc lm h trên,ng−ờitaphảiđokiểmtralại,nếu AB x ≤±4mmthìtađhiệuchỉnhxong, A nếukhônglạitiếnhnhđiềuchỉnhlại Hình2.15 tớikhiđạtyêucầu. 34
32. NếutađặtmáyởchínhgiữahaiđiểmAvB(hình2.15)thìsaisốgócidotrụcngắm khôngsongsongvớitrụcốngthuỷdikhôngảnhh−ởngđếnkếtquảxácđịnhchênhcaogiữa haiđiểmAvBvìsốđọctrênmiaAvtrênmiaBcùngchứasaisốx,nghĩalx a=x b.Từ hình2.15tacó: hAB =(ax a)=(bx b)=ab (2.24) Nh−vậykhiđothuỷchuẩn,đặtmáyởchínhgiữahaiđiểmmia,mặcdùđiềukiệncơ bảncủamáykhôngđạtyêucầu,songkhôngảnhh−ởngtớikếtquảxácđịnhđộchênhcao. b.Ph−ơngpháp2. TrênmặtđấtbằngphẳngđónghaicọcAvBcáchnhau45m(hình2.16)ởgiữahai điểmAvBng−ờitađặtmáythuỷchuẩn,kýhiệulI 1vtrênđ−ờngABkéodiđặttrạm máyI 2,cáchđiểmBmộtkhoảngbằng1/10AB.KhoảngcáchI 1AvI 1Bkhôngđ−ợcv−ợtquá 2dm. ở vịtríđặtmáyI 1cânbằngmáychínhxácrồiđọcsốtrênhaimiatheodâychỉgiữal a1vb 1,chênhcaogiữaAvBđ−ợctínhtheocôngthức: hAB1 =a 1b 1 SauđóchuyểnmáytớiI 2,tiếnhnhcânbằngmáyvđọcsốtrênhaimiatheodâychỉ giữađ−ợcsốđọca 2vb 2.ChênhcaogiữahaiđiểmA,Bkýhiệulh AB2 sẽtínhtheocôngthức: hAB2 =a 2b 2 Nếukhôngcósaisốgócidotrụcngắmkhôngsongsongvớitrụcốngthủydithì: h AB1 =h AB2 Nếucósaisốgócithìh AB1 ≠h AB2 ,hay: ∆h=h AB1 h AB2 ≠0 Khiđógóciđ−ợctínhtheocôngthức: ρ" i"= .∆h (2.25) D Tatiếnhnhhiệuchỉnhnh−sau:TínhsốđọcđúngchomiađặttạiAtheocôngthức: a2’=a 2+1,1. ∆h (2.26) Khitínhđ−ợcsốđọcđúngng−ờitadùngốcviđộngđứngđ−adâychỉngangcủal−ới chữthậpvềtrịsốđúnga 2’trênmiatạiA.Khiđóbọtốngthuỷsẽnghiêngvng−ờitadùng đinhhiệuchỉnhnânglênhoặchạxuốngốchiệuchỉnhốngthuỷđểđ−abọtthuỷdivovịtrí giữa. a2 b2 i" a1 b1 i" B I2 I A 1 D=45m hAB 4,5m Hình2.16 Đốivớicácmáythuỷchuẩntựđộngng−ờitadùngốchiệuchỉnhmngchữthậpdịch chuyểndâychỉngangsaochosốđọca 2=a 2’.Saukhiđiềuchỉnhphảikiểmtralại. 35
33. Chúý:ĐốivớiđothuỷchuẩnhạngIII,IVcủanhn−ớc,khitínhđ−ợcgóci"nhỏhơn 20"thìkhôngcầnhiệuchỉnh.Tr−ờnghợpng−ợclạiphảihiệuchỉnhđiềukiệnny. Cáchghisốvtínhtoánmộtlầnkiểmtrađơngiảnthểhiệnởbảng2.2 Bảng2.2 Sốđọcthực Trạmmáy Mia Côngthứctính Kýhiệu Tínhtoán mặtđen A a1 1460 ∆h +4 I1 B b1 1325 S 45000 hAB =a 1b 1 +135 i" 18" A a2 1616 I2 B b2 1485 a2 1620 hAB =a 2b2 +131 4.Kiểmnghiệmsựổnđịnhcủatrụcngắmkhithayđổitiêucự. Khiđặtmiacáchmáyvớinhữngkhoảngcáchkhácnhauđểsốđọcrõnéttaphảithay đổitiêucự.Nh−ngdothấukínhđiềuquangbịrơvchuyểnđộngkhôngchínhxáctrêntrục ngắm,gâynênsaisốmtaphảikiểmnghiệm. Cáchkiểmnghiệmnh−sau: Trênmộtbiđấtbằngphẳngđóngmộtloạtcọc1,2,3, ,8nằmtrênmộtcungtròn bánkínhbánkính4050m. ĐầutiêntađặtmáytạiJ 1vlầnl−ợtđặtmiatạicácđiểm1,2, ,8(hình2.17).Tiến hnhcânbằngmáy,dùngốcviđộngnghiêngđ−abọtthuỷdivogiữa.Ngắmmáyđếnmia điềuchỉnhtiêucựchoảnhrõnétvđọcsốđọclầnl−ợttrêncácmiadựngởcácđiểmla 1,a 2, ,a 8.Theocácsốđọctínhchênhcaogiữacáccọctheocôngthức; h =a a 12 1 2 4 h =a a (2.27) 5 23 2 3 3 6 h78 =a 7a 8 2 Sau đó ng−ời ta chuyển máy 7 đếnđiểmJ 2lđiểmkhôngcáchđều các điểm trên cung tròn. Tiến hnh 8 J 1 J2 cân bằng máy chính xác v lần l−ợt 1 đọcsốtrêncácmiađ−ợcsốđọclb 1, Hình2.17 b2, ,b 8. Rõrngkhiđọcsốtrênmiatạicácđiểmphảiđiềuchỉnhlạitiêucựcủamáy.Cũng theosốđọcnytatínhđ−ợcchênhcaogiữacácđiểm: h' 12 =b 1b 2 h' 23 =b 2b 3 (2.28) h' 78 =b 7b 8 Chênhcaotínhđ−ợctheocôngthức(2.27)v(2.28)khôngđ−ợcv−ợtquá ±4mm,sự sailệchlớnvềgiátrịchứngtỏđộchínhxáccủathấukínhthấpkhiđiềuchỉnhtiêucự.Những máynycầnphảiđ−avox−ởngsửachữa. 36
34. 2.6ĐocaohạngIV. L−ớiđộcaohạngIVthuộcl−ớiđộcaonhn−ớc,đ−ợcpháttriểntăngdytừhạngIII. L−ớiđộcaohạngIVđ−ợcdùnglmcơsởđộcaođểđovẽđịahình.Trênđ−ờngđocao hạngIVcứ5 ữ7kmcầnchônmộtmốcởtrênmặtđất.Haiđầucủađ−ờngđocaohạngIVđ−ợc nốiđếncácđiểmđộcaocủal−ớiđộcaocấpcaohơnhoặclcácđiểmnútcủahệthốngđ−ờng đocaohạngIV. MáythuỷchuẩndùngđểđocaohạngIVphảithoảmncácyêucầusau: Hệsốphóngđạicủaốngkínhphảilớnhơn24 xtrởlên.Giátrịkhoảngchiatrênống thuỷdicóthểtới25"/2mm. L−ớichỉchữthậpcó3chỉnằmngang. CóthểdùngmáythuỷchuẩnNI003,HB,KONI007vcácloạimáycóđộchínhxác t−ơngđ−ơngđểđo. MiadùngđểđocaohạngIVlmiahaimặt(Mặtđenvmặtđỏ).Trênmỗimiacógiá trịkhoảngchial1cm.Giữahaimặtđenvmặtđỏcủamộtmiacóhằngsốl4687hoặc 4787.Mỗicặpmiadùngđểđocaocóhằngsốmial100.Saisốngẫunhiêncủatừngdmtrên miakhôngđ−ợcv−ợtquá ±1mm. Đểđặtmiacầndùngcọcsắthoặcgiáđỡmiahìnhtamgiác. Đ−ờngđocaohạngIVphùhợpvkhépkínchỉđotheomộtchiềuvápdụngph−ơng phápđocaotừgiữa.Chiềuditrungbìnhtừmáytớimial100m. Nếu hệ số phóng đại từ 30 x trở lên thì chiều di có thể tăng lên 150m. Số chênh khoảngcáchtừmáyđếnhaimiakhôngv−ợtquá5m. 2.6.1Thứtựđovtínhtoántrênmộttrạmmáy. Đặtmáyởgiữahaimia,saukhicânbằngmáychínhxác,quaymáyngắmvềmiasau, đọcbasốđọctrênmiamặtđentheothứtự:Chỉd−ới(1),chỉtrên(2),vchỉgiữa(3)vghi vosổđo(bảng3.3).Quaymáyđếnmiatr−ớcvđọcsốtrênmặtđent−ơngtựnh−miasau: Chỉd−ới(4),chỉtrên(5),chỉgiữa(6).Đểnguyênmáyvquaymặtđỏmiatr−ớc,đọcsốtheo dâychỉgiữa(7).Quaymáyvềmiasauvđọcsốđọcmặtđỏtheodâychỉgiữa(8). Nh−vậyđđoxongmộttrạmmáy,tr−ớckhichuyểnmáysangtrạmđotiếptheocần phảikiểmtratínhtoánngaysổđo: KiểmtrasốđọctrênmiatheohằngsốKcủamiasauvmiatr−ớc: (9)=K 1+(3)(8) (10)=K 2+(6)(7) Yêucầusốđọctrênmặtđen+Ksovớisốđọctrênmặtđỏcủatừngmiakhôngv−ợt quá ±3mm. Tínhchênhcaotheosốđọcmặtđenvmặtđỏ: (11)=(3)(6) (12)=(8)(7) Yêucầu(13)=(11)(12) ±100 Tínhchênhcaotrungbìnhđoạnđogiữamặtđenvmặtđỏ: (14)={(11)+(12)}/2 Tínhkhoảngcáchtừmáytớimiasauvmiatr−ớc: (15)=(1)(2) (16)=(4)(5) Tínhsốchênhkhoảngcáchtừmáyđếncácmia: (17)=(15)(16) 37
35. Tínhsốchênhtíchluỹtrênmộtđoạnđogồmnhiềutrạmđotheonguyêntắc: (18)=(17)+(18)củatrạmđotr−ớc. Saukhitínhtoánvkiểmtraxongởtrạm1,nếucácsốliệuđođềunhỏhơntrịsốcho phépthìđ−ợcchuyểnmáysangtrạm2vcôngviệcđosẽlặplạinh−trên. Cáckếtquảđovtínhtoánvtínhtoánđ−ợcghivosốđocaohạngIVbảng(2.3). Bảng2.3MẫusốđocaohạngIV ĐotừIIIXT1(L)đếnIIIXT2(T) Bắtđầu:7h30’ Ngy20tháng10năm1996 Kếtthúc:9h30’ Ng−ờiđo:PhạmBíchTuấn Thờitiết:Râm,mát Ng−ờighi:NguyễnThịHiền Hìnhảnh:Rõ,ổnđịnh Ng−ờikiểmtra:NguyễnKhắcThời Chỉ Chỉ Mia d−ới Mia d−ới TT Ký Sốđọctrênmia Chênh sau Chỉ sau Chỉ K+Đen trạm hiệu caoTB Ghichú trên trên Đỏ đo mia (mm) K.cáchsau K.cáchtr−ớc Mặtđen Mặtđỏ ∆S ∆S 2001(1) 1115(4) S 1651(3) 6124(8) +1(9) K1=4474 1300(2) 0414(5) T 0764(6) 5339(7) 1(10) K =4574 1 2 701(15) 701(16) ST 887(11) 785(12) +2(13) +886 0(17) 0(18) (14) 2657 1933 S 2317 6891 0 1979 1258 T 1595 6069 0 2 678 675 ST +722 +822 0 +722 +3 +3 0935 2771 S 0707 5179 +2 0479 2620 T 2546 7120 0 3 456 451 ST 1839 1941 +2 1840 +5 +8 1255 1900 S 0921 5497 2 0590 1231 T 1566 6039 +1 4 665 669 ST 645 54 3 643,5 4 +4 Σ(1) 7719(24) 5596(28) 23691(31) +1 875.5 6848(21) Σ(2) 5223(25) 6471(29) 24567(32) (34) (35) 4348(22) 2500(23) 2496(26) 875(30) 876(33) 875,5 +4(27) (36) 38
36. 2.6.2Tínhtoántổnghợptừngtrang. Kếtthúcmỗitrangsổphảitổnghợpsốliệucủacáctrạmghi.Trìnhtựtínhtoán nh−sau: Tínhtổngsốđọctheodâychỉd−ới,dâychỉtrêncủamiasauvmiatr−ớc. (21)= Σ(1); (22)= Σ(2); (23)=(21)(22) (24)= Σ(4); (25)= Σ(5); (26)=(24)(25) (27)=(23)(26) Yêucầu(27)=(18)ởtrạmcuốicùngtrongtrang. Tínhtổngsốđọctheodâychỉgiữamặtđenvđỏmiasauvmiatr−ớc. (28)= Σ(3); (29)= Σ(6); (31)= Σ(8); (32)= Σ(7); Tínhhiệusốgiữatổngsốđọcmiasauvmiatr−ớctheomặtđenvmặtđỏ. (30)=(28)(29) (33)=(31)(32) Tínhtổngchênhcaotrungbình: (35)= Σ(14); (36)=[(30)+(33)]/2; Yêucầu(35)=(36) Saukhikếtthúcmộtđoạnđo(giữahaiđiểmgốc)tatiếnhnhtínhtoántổnghợpbằng cáchcộngdồnsốliệucủatấtcáctrangcóchứasốliệucủađoạnđođồngthờitínhchênhcao trungbìnhgiữacácmốctrênđ−ờngđo. 2.6.3.Bìnhsaiđ−ờngđothuỷchuẩn. Giảsửcóđ−ờngđocaohạngIVnốiđếnhaiđiểmAvBđbiếtđộcao,cầnxácđịnh độcaocủacácđiểmmốcP 1,P 2,P 3.Đochênhcaobốnđoạnnốicácmốcvcóchênhcaotrung bìnhmỗiđoạnlh i vđộdiL i(hình2.18). h 1 h h h B A 1 1 1 L HB H 1 L A L2 L3 4 Hình2.18 Quátrìnhbìnhsaitiếnhnhquacácb−ớcsau: Tínhtổngchênhcaocủacảđ−ờngđo: Σh=h 1+h 2+h 3+h 4 (2.29) Tỉnhtổngchênhcaolýthuyếtbằnghiệusốgiữađộcaođiểmcuốivđiểmđầu: ΣhLT =H BH A (2.30) Docósaisốtrongquátrìnhđonêntổngchênhcaocủađ−ờngđosẽkhôngbằng tổngchênhcaolýthuyết.Sựsaikhácnygọilsaisốkhép,kýhiệulf hvđ−ợctínhtheo côngthức: fh= Σh ΣhLT (2.31) Đốivớiđ−ờngđocaokhépkínthìđiểmđầuvđiểmcuốitrùngnhaunên ΣhLT =0, dođó: fh = Σh (2.32) Yêucầusaisốkhépphảinằmtrongphạmvichophép,nghĩal: 39
37. fh≤f hchophép KhiđocaohạngIVsaisốkhépchophépxácđịnhtheocôngthức: fhchophép = ± 20 L(km) (mm) (2.33) TrongđóLlchiềudiđ−ờngđotínhtheođơnvịkm. Khi fh≤f hchophép tínhsốhiệuchỉnhchochênhcaogiữacácmốc.GọiV hi lsốhiệu chỉnhchođoạnchênhcaothứi,thìsốhiệuchỉnhnyđ−ợctính: f V = − h l. (2.34) hi L i Trongđó: lilchiềudiđoạnđothứigiữahaimốcđộcao Llchiềudicảđ−ờngđo Tínhchênhcaosaubìnhsaitheocôngthức: hi = hi + Vhi (2.35) TừđộcaođiểmAvớicácchênhcaosaubìnhsaitalầnl−ợttínhđộcaochocácmốc trênđ−ờngđotheocôngthức: Hi+1 =H i+h i,i+1 (2.36) Việctínhtoánđ−ờngđocaohạngIVđ−ợcthểhiệnởbảng2.4 Bảng2.4 Chênh N0điểm Độcao Đoạnđo l (km) cao V (mm) h (mm) Tínhtoán đo i hi i mốc(m) (mm) A 251,768 1 2,8 9473 +9 +9482 P1 261,250 Σhđo =+17892 2 2,7 7524 +8 +7532 P2 268,782 ΣhLT =+17928 3 1,6 2876 +5 2871 P3 265,911 fh=36mm 4 4,7 3771 +14 +3785 B 269,696 fhcp =±69mm Σ 11.8 +17892 +36 +17928 2.7Đocaokỹthuật Đocaokỹthuậtdùngđểxácđịnhđộcaocácđiểmtrênmặtđấtcủamộtkhuvựcphục vụchocáccôngtrìnhxâydựngtrongcôngnghiệp,nôngnghiệp,giaothôngvậntải.v.v Ph−ơngphápđocaokỹthuậtcũnggiốngnh−đocaohạngIV,nh−ngkhiđokỹthuật khôngcầnđọcsốtheodâychỉbiênmchỉđọcsốtheodâychỉgiữacủal−ớichỉngắmđểtính hiệusốđộcao,cònkhoảngcáchtừmáytớimiađ−ợc−ớcl−ợnggầnbằngnhau.Saisốkhép hiệusốđộcaotr−ờnghợpđiểmđầuvđiểmcuốiđ−ờngđolcácđiểmđộcaocủal−ớikhống chếcấpcaohơnsẽđ−ợcxácđịnhtheocôngthức(2.31).Saisốkhéphiệusốđộcaochophép đ−ợcxácđịnhtheocôngthức: 40
38. fhchophép = ±30 L(km ) (mm) (2.37) TrongđóLlchiềudiđ−ờngđocaotínhtheokm. Tr−ờnghợpđ−ờngđocaokhépkín,saisốkhéphiệusốđộcaođ−ợctínhtheocông thức(2.32).Saisốkhéphiệusốđộcaochophépđ−ợcxácđịnhtheocôngthức(2.37). Tr−ờnghợpđ−ờngđocaomđiểmđầuvđiểmcuốikhôngphảilđiểmđộcaocủa l−ớikhốngchếcấpcaohơn,khiđocaohailầntrênđ−ờngđothìsaisốkhéphiệusốđộcaol độchênhlệchgiữakếtquảcủahailầnđo.Saisốkhéphiệusốđộcaochophépđ−ợcxácđịnh theocôngthức(2.37). Cácsốliệuvềđộcaocácđiểmcấpcaohơn,kếtquảđovtínhđ−ợcghitrongsổđo caoởbảng2.5.Sổđocaokỹthuậtđ−ợcdẫnralmvídụởbảng2.5ltr−ờnghợpđocaodọc tuyến.CácđiểmC 0,C 1,C 2, C 23 lcácđiểmcọctrênđ−ờngtrụccôngtrìnhcáchnhau100m một. Bảng2.5 N0 N0điểm Sốđọctrênmia(mm) Hiệusố Hiệusố Độcao Độcaocác trạm đo độcao độcao trạm điểm Sau Tr−ớc Trung đo (mm) trung máy gian (m) bình (m) (mm) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 M1 0951(1) 1401(2) 450(7) 2 100.000(15) C0 5736(4) 6183(3) 447(8) 448(9) 99.550(16) 4785(5) 4782(6) 2 C0 0933 1760 827 1 99.550 C1 5719 6544 825 826 100,483 98.723 C1+70 4786 4784 1248 99.235 C1 0256 2958 2702 1 98.723 3 C2 5039 7744 2705 2704 96.018 4783 4786 4 C2 1878 2461 583 2 97,896 96.018 C3 6660 7247 587 585 95.431 C3.PH+20 4782 4786 0148 97.748 C3TR+20 2978 94.918 27172(10) 36298(11) +6 36298 9123(13) 4563(14) 4569(17) 9126(12) 27 C23 2372 0841 +1531 1 x 7156 5624 +1532 +1532 107.090 4784 4783 28 x 2227 0348 +1879 2 107.090 M2 7009 5132 +1877 +1878 108.066 4782 4784 23792 18404 +5388 +2694 +6 18404 +2688 5388 41
39. Chiềudih−ớngđo: Σ h =+9004mm fhchophép =30 4.2 = ± 45mm; L=2.4km H − H + 8966 mm C d = f h + 38 mm ĐiểmC 1+70 lđiểmcộng,tạiđiểmnycósựthayđổivềđịahình,điểmnycáchđiểm C1khoảngcáchl70m.ĐiểmC 3’PH+20 vC 3’TR+20 lcácđiểmnằmtrênmặtcắtngangvuông gócvớiđ−ờngtrụccôngtrình,cáchđiểmC 3vềphíaphảivphíatrái20m.Điểmxlđiểm chuyểncótácdụngcótácdụngchuyểntiếpđộcaotừđiểmC 23 đếnđiểmmốcM 2.Sốđọctrên miatạicácđiểmcộngvcácđiểmmặtcắtngangđ−ợcghivocộtsốđọctrunggian,còncác sốđọccònlạiđ−ợcghivocộtsốđọcsauvsốđọctr−ớc.Hếttrạmmáysố4lhếttrangsổ, cuốitrangsổcũngđ−ợctínhkiểmtranh−đốivớisổđocaohạngIV. Hếttrạmmáysố28kếtthúcđ−ờngđocao,tínhsaisốkhéphiệusốđộcaotheocông thức(2.37),sốhiệuchỉnhhiệusốđộcaotheocôngthức(2.34),tínhhiệuchỉnhhiệusốđộcao. Độcaocủacácđiểmcósốđọcghiởcộtsốđọctr−ớcđ−ợctínhtheohiệusốđộcaođhiệu chỉnh.Độcaocủacácđiểmcósốđọcghiởcộtsốđọctrunggianđ−ợctínhtheođộcaotrạm máy.Khitínhđộcaotrạmmáy,dùngsốđọcsautrênmiamặtđen. 2.8Đocaoôvuông. Ph−ơngphápđocaoôvuôngđ−ợcápdụngởvùngđấtítbịchekhuất. Trongkhuvựcđo,dùngmáykinhvĩvth−ớcthépđểxâydựnghệthốngcácđ−ờng thẳnggóctạothnhcácôvuôngcócạnhtừ10mđến100m.Tạicácđỉnhôvuôngđóngcọcgỗ ởmặtđất.Kýhiệucácđ−ờngthẳngnằmngangbằngcácchữsốảrập,cácđ−ờngthẳngđứng bằngcácchữcái.Cáchkýhiệunythuậnlợichogọitêncácđỉnhôvuông.Thídụcácđỉnhô vuôngngoicùngcótêngọil1a,6a,6g,1g. Tuỳthuộcvocạnhcácôvuônglớnhaynhỏđểbốtrítrạmmáychothíchhợp.Thông th−ờngcóhaicáchbốtrítrạmmáysauđây: Tr−ờnghợpcácôvuôngcócạnhbằnghoặclớnhơn100m,ng−ờitabốtrítrạmmáyở giữacácôvuông.(Hình2.19) MáythuỷchuẩnđặtởtrạmmáyI,dùngcácốccânmáyđ−abọtthuỷdivovịtrígiữa ống.Sửdụnghaimiađểđocao.Miadựngthẳngđứngtại1av1b,đọcsốtrênmiađ−ợccác sốđọcmvn.Tiếptheomiađ−ợcchuyểnđếnđặttại2av2b,đọcsốđọctrênmiađ−ợc m1,n 1. ChuyểnmáysangtrạmmáyII.Đọcsốđọctrênmiađặttai2av2bđ−ợccácsốđọc m2,n 2,Cáccọccósốhiệu2a,2b,3a,3b, ,5a,5b,6b, ,6e,5g, 2g,1e, 1b,2bđ−ợcgọi lcácđiểmliênhệ. Cáccọccósốhiệu1a,6g,6a,1ggọilcácđiểmtrunggian. Kiểmtrakếtquảđocaobằngđẳngthức: m1n 1=m 2n 2 Hay:m 1+n 2=m 2+n 1 (2.39) Nghĩaltổngcácsốđọcchéocủacácđiểmliênhệphảibằngnhau. Donhữngsaisốkhôngthểtránhkhỏitrongquátrìnhđonênđộchênhlệchchophép củacáctổngsốnyl ±5mm. Tạicáctrạmmáyđềuphảikiểmtratr−ớckhichuyểnsangtrạmmáykhác.Nếutrạm máynođókiểmtrathấyđộsailệchlớnhơn ±5mmthìcầnđolạingayởtrạmmáyđó. Cácsốđọctrênmiađ−ợcghivosổđocaohoặctốtnhấtlghitrựctiếplênsơđồtại cáccọc. 42
40. Kết thúc quá trình đo tại trạmXIXcầnbìnhsaikếtquảđo cao. Bình sai theo hai đ−ờng đo caokhépkín. Đ−ờng thứ nhất l 1a 6a 6g 1g1avđ−ờngthứhai2b5b5e2e 2b.Tínhsaisốkhéphiệusốđộcao theo công thức (2.31), sai số khép hiệu số độ cao theo công thức (2.37),sốhiệuchỉnhtheocôngthức (2.34). Sau khi bình sai hiệu số độ cao,tínhđộcaoởđỉnhôvuôngtheo côngthức(2.36). m2 n2 CácôvuôngphíatrongXVII,XVIII,XIXđ−ợcbìnhm1 n1 sainh−đốivớiđ−ờngđocaocó điểmđầuvđiểmcuốilđiểmkhốngchếcấpcaohơn. Trongkhuvựcnếucómốcđộ caoởgầnthìng−ờitađodẫnchuyền m n vềmộtđỉnhtrongl−ớiôvuông.Nếu trong tr−ờng hợp không có điểm độ caobiếttr−ớc,ng−ờitachomộtđiểm Hình2.19 cọc 1a một độcao quy−ớc (độ cao giảđịnh)đểtínhđộcaocáccọckhác trongl−ới. Tr−ờnghợpcácôvuôngcócạnhnhỏhơn100m,giảsửcácôvuôngcócạnhbằng40m, cầnbốtrítrạmđosaochođểtạimộttrạmmáyđođ−ợcnhiềuđỉnhôvuông.(Hình2.20) Tr−ớctiêndùngmáykinhvĩvth−ớcthépbốtrícácôvuôngtrênmặtđất,tạicácđỉnh ôvuôngđóngcọcđánhdấu. TrongkhuvựcđođặtbốntrạmmáyI,II,III,IVsẽđ−ợchếtcácđiểmcọc.Cácđiểm 4b4c,5đ6đ,4e4g,2đ3đlcáccạnhliênhệ.Sốđọctrênmiađ−ợcghitrựctiếptrênsơ đồ.Sốđọctrêncácđiểmliênhệđ−ợclấylmtrònđếnmm,còncácsốđọctrêncácđiểm trunggianđ−ợclấylmtrònđếncm.Tạicácđiểmliênhệ,sốđọctrênmiađ−ợckiểmtratheo côngthức(2.39). Xửlýkếtquảđocaođ−ợcthựchiệnnh−sau:Theosơđồởthựcđịa,lậpđ−ờngđocao đốivớicácđiểmliênhệ4b,6đ,4g,2đ(hình2.21). Tínhhiệusốđộcaođốivớiđ−ờngđony: h1=12751154=+121mm=0,121m h2=15062489=983mm=0,983m h3=10481477=429mm=0,429m h4=20670782=+1285mm=1,285m. Cácsốliệutínhbìnhsaiđ−ợcghivobảng2.6. 43
41. Hình2.20 Bảng2.6 Hiệusốđộcao N0điểm Độcao(m) Tính(m) Đhiệuchỉnh(m) 4b +1 72,000 +0,121 +0,122 6đ +2 72,122 0,983 0,981 4g +1 71,141 0,429 0,428 2đ +2 70,713 +1,285 +1,287 +1,406 +1,409 1,412 1,409 f=0,006m 0,000m Chiềudicạnhôvuôngbằng40m,nêntonbộđ−ờngđocaonốiliềncácđiểmliênhệ 4b,6đ,4g,2đcóchiềudil0,46km.Tínhsaisốkhéphiệusốđộcaochophép: fhchophép = 50 0,46 mm= ±34mm Tínhsốhiệuchỉnhchocáchiệusốđộcaovtínhhiệusốđộcaođđ−ợchiệuchỉnh. Lấyđộcaoquy−ớccủađiểmcọc4bl72,000m,lầnl−ợttínhđộcaocủacácđiểmliênhệ6đ, 4g,2đtheocôngthức(2.36). 44
42. Saukhiđcóhiệusốđộcaocácđiểmliênhệ,tiếnhnhtínhđộcaotrạmmáy(viếttắt lĐCTMtrênhình2.21). 1 H 1=72,000m+0,782m=72,782m. 2 H 1=70,713m+2,067m=72,780m. 72 ,782 m + 72 ,780 m H tb = = 72 ,781 m 1 2 Độcaocáctrạmmáykháctínht−ơngtự.Dùngđộcaocáctrạmmáyđểtínhđộcao chotấtcảcáccọc.Độcaocáccọcghitrựctiếplênsơđồ. 72,122 II 1154 1506 III ĐCTM ĐCTM 72,276 73,629 72,000 1275 2469 71,141 0782 1048 I IV ĐCTM ĐCTM 72,781 2067 1477 72,190 70,713 Hình2.21 2.9Thnhlậpbìnhđồtheokếtquảđocaoôvuông. Trêngiấyvẽđcócácđỉnhôvuôngđộcaocácđỉnhnyđ−ợcghilmtrònđếnphần trămmét. Theođộcaocácđỉnhôvuôngđểvẽđ−ờngđồngmức.Dùngph−ơngphápnộisuyđể xácđịnhvịtrícácđ−ờngđồngmức. Cóhaiph−ơngphápnộisuylph−ơngphápgiảitíchvph−ơngphápđồthị: 2.9.1.Ph−ơngphápgiảitích. Giảsửtrênmộtôvuôngcóđộcaocácđỉnhnh−trênhình2.22cầnvẽcácđ−ờngđồng mứccókhoảngcaođềuh=0,5m;chiềudicáccạnhôvuôngS=40m. 71,85 71,80 S 3S 2S 1 A1 S' 72,5 N 3 S'' 2 1 72,0 HAHB M1 S' 2 h2 71,5 S S h1 S S'' 1 A 3 2 1 B S' 1 S''' 2 N S M 71,72 S''' 71,18 Hình2.22 Hình2.23 45
43. TrêncạnhABsẽcócácđ−ờngđồngmứccóđộcao72,0mv72,5m.Cầnxácđịnhvị trícủacácđ−ờngđồngmứcny.Muốnthếchúngtadựnglạivịtrít−ơngđốicủacácđiểmA, Bởthựcđịanh−trênhình2.23.TrênhìnhnyđiểmMlvịtríđ−ờngđồngmứccóđộcao 72,0m,điểmNlvịtríđ−ờngđồngmứccóđộcao72,5m.Cáchiệusốđộcaot−ơngứng: h1=H MH B h2=H NH B TừcáctamgiácđồngdạngAA 1B,MM 1BvNN 1Bcó: S h S h − h S (H − H )− h 1 = 1 ; 2 = 2 1 ; 3 = A B 2 S HA − HB S HA − HB S HA − HB Rútra: h1 h2 − h1 (HA − HB ) − h2 S1 = S. ; S2 = S. ; S3 = S. HA − HB HA − HB HA − HB Cụthểcó: 0,20 S = .40 = 6,7 m 1 1,05 0,50 S = .40 = 19 0, m 2 1,05 0,35 S = .40 = 13 4, m 1 1,05 KiểmtraS=40,0m Saukhitínhđ−ợcchiềudicácđoạnthẳng,theotỷlệcủabìnhđồ,từBdọctheoh−ớng đếnđiểmAđặtđoạnS 1,tiếptheođặtđoạnS 2,S 3. 0 Đối với các cạnh ô vuông khác 73 9 cũnglmt−ơngtự.Saukhixácđịnhđ−ợc A vịtrícácđ−ờngđồngmức,nốicácđiểmcó 1 8 cùngđộcaolại,sẽđ−ợcđ−ờngđồngmức 7 biểudiễnđịahìnhkhuvựcđo. 6 5 2.9.2.Ph−ơngphápđồthị. 4 Dùnggiấybóngcankẻcácđ−ờng 3 nằm ngang v thẳng đứng tạo thnh hệ 2 thống các ô vuông. Ghi độ cao cho các 1 đ−ờngnằmngang. 72 0 Lấylạithídụxácđịnhvịtríđ−ờng 9 đồngmức72,0v72,5trêncạnhôvuông B1 8 AB. Đặt tờ giấy bóng can cho các đ−ờng A B nằmngangsongsongvớiAB(Hình2.24). 72,85 72,5 72,0 71,80 DóngđộcaocácđiểmA,Blêntờ Hình2.24 giấy bóng can đ−ợc các điểm A 1, B 1. 73,0 Đ−ờngnốiA 1B1trêngiấybóngcangặpcác A đ−ờng nằm ngang có độ cao 72,0m v 72,5 72,5m. Dóng các giao điểm ny xuống đ−ờngAB,sẽxácđịnhđ−ợcvịtrícủacác đ−ờng đồng mức có độ cao 72,0m v 72,0 B 72,5mtrênđ−ờngAB. 71,5 Hình2.25 46
44. Hoặctrêntờgiấybóngcankẻcác đ−ờngthẳngsongsong,ghiđộcaochocác đ−ờngthẳngny.Đặttờgiấybóngcanlên bìnhđồ(hình2.25),xoaytờgiấybóngcan đểđiểmAvBnằmđúngđộcao. Đặt cạnh th−ớc thẳng nối liền hai điểmA,B.Dùngkimchâmcácgiaođiểm của đ−ờng AB với các đ−ờng thẳng song song có độ cao 72,0m v 72,5m lên trên bìnhđồ,sẽđ−ợcvịtrícủacácđ−ờngđồng mứccóđộcao72,5mv72m. Xindẫnraởđâythídụvềkếtquả đocaoôvuôngvbiểudiễnđịahìnhbằng đ−ờngđồngmứctrênbìnhđồ(hình2.26). Hình2.26 Trênhình2.26bìnhđồcótỷlệ1:1000,đ−ờngđồngmứccókhoảngcaođềuh=0,5m. 2.10.Đocaol−ợnggiác. 2.10.1Nguyênlýđocaol−ợnggiác. Khitiếnhnhtăngdyđiểmkhốngchếđộcaophụcvụcôngtácđovẽchitiếtởnhững vùngđồinúi,cóđộdốclớnmápdụngph−ơngphápđocaohìnhhọcđểxácđịnhđộcao,sẽ khôngkinhtế,tốcđộchậm.Vìthếng−ờitadùngph−ơngphápđocaol−ợnggiácđểxácđịnh độcaocácđiểmsẽtiệnlợihơn. Đểđocaol−ợnggiácng−ờitadùngcácmáytrắcđịacóbnđộđứngxácđịnhkhoảng cáchvgócđứngđểtínhchênhcaogiữacácđiểm,haynóicáchkháclđochênhcaogiữacác điểmtheonguyêntắctiangắmnghiêng. GiảsửcầnxácđịnhchênhcaogiữahaiđiểmA,Bởngoithựcđịa.TạiAng−ờita đặtmáykinhvĩ,tạiBng−ờitadựngmiathẳngđứng(hình2.27). ĐochiềucaomáyAJ=i,h−ớngốngkínhđếnđiểmMtrênmia,khoảngcáchtừBđến Mkýhiệull.KhoảngcáchnằmngangtừAđếnBlS.Giảsửcómộttiangắmnganghợp vớitiangắmnghiêngmộtgócnghiêngvvcắtmiadựngởđiểmBlN.ĐoạnMNsẽbằng S.tgv. Từhình2.27tacó: M h +l=i+S.tgv AB J Hay: v N l S hAB =S.tgv+il (2.40) B Khi khoảng cách giữa hai i hAB điểmABlớn,thìkếtquảđochênhcao A phảihiệuchỉnhdođộcongtráiđấtv chiếtquangkhôngkhí. HA Hình2.27 Thậtvậydoảnhh−ởngcủachiếtquang,tiangắmtừốngkínhtớimụctiêukhôngphải lđ−ờngthẳngJNmtheođ−ờngcongchiếtquangJN'.Đ−ờngcongchiếtquangquaybềlõm vềphíatâmtráiđất(hình2.28).KhoảngcáchNN'=rgọilsốhiệuchỉnhdochiếtquangtia ngắm. GiảsửcómộtmặtthuỷchuẩnđiquaJvcắtmiathẳngđứngtạiP.Đ−ờngnằmngang tiếptuyếnvớimặtthuỷchuẩnquaJvcắtmiathẳngđứngtạiB,đoạnMP=qgọilsốhiệu chỉnhdođộcongtráiđất. Từhình2.28tacó: i+q+MN=h AB +l+r 47
45. XéttamgiácvuôngMNJtacó: MN=S.tgv N Suyrah =S.tgv+il+q–r r AB Stgv N' Đặtq–r=flsốhiệuchỉnhdo J l ảnh h−ởng của độ cong trái đất v chiết v M S q quangtiangắm,tacó: i MTCquaJ ρ B h AB =S.tgv+il+f(2.41) h Trong công thức (2.41) ta thấy A i AB chiều cao máy i, chiều cao tiêu l, góc nghiêngvv chiềudinằm ngang S,có MặtTCquaA thểđotrựctiếpđ−ợc.Sốhiệuchỉnhdođộ Hình2.28 cong quả đất v chiết quang tia ngắm đ−ợctínhtheocôngthức: S2 f=qr= 1( − )k (2.42) 2R TrongđóSlkhoảngcáchtừmáytớiđiểmcầnđo,Rlbánkínhtrungbìnhtráiđất,k lhệsốchiếtquang.Nếulấyhệsốk=0,14thìcôngthức(2.42)códạng: S2 f=qr= .0,43 (2.43) 2R Thay(3.43)vo(3.41)tađ−ợc: S2 h =S.tgv+il+ 0,43 (2.44) AB 2R Khiđocaol−ợnggiác,chênhcaoth−ờnglmtrònđến0,01m.Vìvậysốhiệuchỉnhdo độcongquảđấtvchiếtquangtiangắmchỉcầntínhkhinogiátrịcủanóđạttới0,01m, nghĩalvớikhoảngcáchgiữacácđiểmlớnhơn300mmớicầntínhsốhiệuchỉnh. 2.10.2Trìnhtựthaotácvtínhtoántrongđocaol−ợnggiác. Ph−ơngphápđocaol−ợnggiácth−ờngđ−ợcápdụngtronglậpđ−ờngchuyềnđộcao l−ợnggiácvgiaohộiđiểmđộcaođộclập. Giảsửcầnxácđịnhchênhcao,tađặtmáyởđiểmB(hình2.29)tiếnhnhdọiđiểmvới saisốlệchtâmkhônglớnhơn1cm.Cânbằngmáychínhxác,đochiềucaoicủamáy,sauđó tiếnhnhđo. Đầutiênđặtmáyởvịtríbnđộtrái quay ống kính ngắm đến mia sau A, đ−a lA l dâychỉgiữavềgiátrịchẵntrênmia(1m, C vA vC 2m,2,5m)đọcđ−ợcsốđọcchiềucaomục tiêu. i Đọcsốtrêndâychỉtrênvdâychỉ C d−ới để tínhkhoảngcách nằmngang S= B K.lcosv.Đọcgócnghiêngsauđóđảokính A qua thiên đỉnh ta tìm đ−ợc góc đứng, rồi tínhrachênhcao.Saukhiđoxonglầnthứ Hình2.29 nhấttatiếnhnhđolầnthứhaibằngcách thayđổichiềucaotiêu. Lmnh−vậytađđoxongởmiasauA,quayốngkínhsangđiểmởmiaC. Thaotácvtínhtoánt−ơngtựnh−ởmiaA.Vídụvềcáchghisổvtínhtoánthểhiện ởbảng2.7. 48
46. Mẫusổđođ−ờngchuyềnđocaol−ợnggiác TrạmmáyB Loạimáy:Theo010A–Sốmáy: Thờitiết:Nắngnhẹ Từđiểm:AđếnđiểmC Ng−ờiđo:ĐonThanhH−ơng Ngyđo:26–11–1997 Ng−ờighi:VũKhắcLuận Bắtđầu:10h30’–Kếtthúc:11h30’ Ng−ờikiểmtra:TrầnKhải Bảng2.7 MiasauA Miatr−ớcC Sốliệutrạmđo Lầnđo1 Lầnđo2 Lầnđo1 Lầnđo2 Chỉtrên 2382 2581 2319 2520 Khoảngcách Chỉd−ới 0821 1020 0883 1082 156,1 156,1 143,6 143,6 KhoảngcáchngangS=K.l.cos 2V 156,0 156,0 143,5 143,5 0 0 0 0 Bn Sốđọclần1 90 42’9 90 38’4 88 32'4 88 27'2 độ Sốđọclần2 90 043’0 90 038’5 88 032'5 88 027'2 trái 0 0 0 0 Đogóc Trungbình 90 43’0 90 38’4 88 32'4 88 27'2 đứngV 0 0 0 0 Bn Sốđọclần1 269 18'0 269 22'2 271 28’4 271 33’2 độ Sốđọclần2 269 018'0 269 022'3 271 028’4 271 033’3 phải Trungbình 269 018'0 269 022'2 271 028’4 271 033’2 SaisốM0 +0'5 +0'3 +0'2 +0'2 GócđứngV 0042'5 0043'1 +1 028'2 +1 033'0 S.tgV(m) 1,929 1,728 +3,638 +3,888 Độcaomụctiêul(m) 1,60 1,80 1,60 1,80 Chiềucaomáyi(m) 1,50 1,50 1,50 1,50 Chênhcaoh=StgV+il(m) 2,03 2,03 +3,58 +3,59 Chênhcaotrungbình(m) 2,03 +3,58 2.10.3Độchínhxáccủaph−ơngphápđocaol−ợnggiác. Từcôngthức(2.41)tathấyđộchínhxácđịnhchênhcaoh AB phụthuộcvođộchính xáccácđạil−ợngS,v,i,lvf.Độchênhcaođobằngph−ơngphápđocaol−ợnggiácth−ờng đ−ợcxácđịnhtớicm. Saisốđochiềucaomáyvchiềucaomụctiêukhôngđ−ợcv−ợtquá1cm,nêncóthể bỏqua.Sốhiệuchỉnhfdođộcongtráiđấtvchiếtquangtiangắmởkhoảngcáchnhỏhơn 300mcũngkhôngv−ợtquá1cm,dođócóthểbỏqua. Nh− vậy độ chính xác đo chênh cao chỉ còn phụ thuộc vo độ chính xác đo góc nghiêngvvchiềudinằmngangS. Sựảnhh−ởngcủacácsaisốnêutrênđếnkếtquảđochênhcaocóthểphântíchtừ côngthức: hAB =S.tgv Lấylghaivế,tìmđạohmvchuyểnvềdạngsaisốtrungph−ơng,tacó: 49
47. 2 2 2  ∂h  2  ∂h  2 mh =   .mS +   .mV AB  ∂S   ∂V  2 2 2 2  mV  S mh = mS.tg V +   . AB  ρ"  cos 4 V 2 2 2 2  mS   mV  S mh = S   +   . (2.45) AB  S   ρ"  cos 4 V 0 Giảsửgócđứngvkhôngv−ợtquá30 ;S=100m,m vkhônglớnhơn1'0vsaisốđo 1 khoảngcáchkhôngv−ợtquá ,ápdụngcôngthức(2.45)tatínhđ−ợcm = ±2cm. 400 h Trêncơsởđótrongquyphạmquyđịnhhạnsai ∆h=2m h=4cm/100mchotr−ờnghợp đohaichiều(đođiđovề). Saisốkhéphiệusốđộcaocủađ−ờngchuyềnđộcaol−ợnggiáckhôngđ−ợcv−ợtquá fhchophép : fhchophép = ± (0,04 .S. n ).mh Trongđó: SChiềuditrungbìnhcủacạnh nSốcạnhtrongđ−ờngchuyền 50
48. Ch−ơng3 Đovẽbìnhđồ 3.1. Kháiniệmvềđovẽbìnhđồ Nh−chúngtađbiết,bìnhđồlhìnhchiếuthunhỏcủamộtphầnnhỏbềmặttráiđất lêngiấytheomộttỷlệnhấtđịnh(khôngtínhđếnảnhh−ởngđộcongcủabềmặttráiđất).Nh− vậyđểbiểudiễnmộtkhuvựcnhỏbềmặttráiđấtlêngiấytrongquátrìnhđođạcng−ờitacoi bềmặttráiđất(tạikhuvựcđovẽ)lphẳng.Cácđạil−ợngđo(Góc,chiềudi )đ−ợctiến hnh trên mặt phẳng v khi biểu diễn chũng cũng tiến hnh trên mặt phẳng, vì vậy chúng khôngbịbiếndạng.Đâylđiểmkhácnhaucơbảngiữabìnhđồvbảnđồ.Côngviệcđầu tiênđểthnhlậpbìnhđồmộtkhuvựcl:“Xâydựngl−ớikhốngchếđovẽ” Xâydựngl−ớikhốngchếđovẽ: L−ớikhốngchếđovẽltậphợpcácđiểmtrênmặtđấtcóliênhệvớinhautheomột quyluậttoánhọcnhấtđịnh.L−ớikhốngchếđovẽbaogồml−ớimặtbằngvl−ớiđộcao. Thôngth−ờngcácđiểmkhốngchếmặtbằngđềucóđộcao.L−ớikhốngchếmặtbằngvđộ caotrongđovẽbìnhđồcótọađộgốcltọađộgiảđịnh.Tuynhiênnóvẫntuânthủtheoquy địnhcủal−ớiđovẽkhiđovẽbảnđồ. L−ớimặtbằng: Tùytheođịahìnhđịavậtkhuvựcđovẽng−ờitabốtríl−ớimặtbằngtheodạngtam giácnhỏ.Tứclcácđiểmcủal−ớiliênhệvớinhautheodạngtamgiáccạnhngắn.Trongđó đocácgóctrongtamgiácvchiềudicạnhkhởitínhhoặclđochiềuditấtcảcáccạnh. Trongthựctếhiệnnaydạngnyítđ−ợcsửdụng. Thựctếng−ờitath−ờngdùngdạngđ−ờngchuyền.Có2dạngđ−ờngchuyềncơbản,đó lđ−ờngchuyênkinhvĩkhépkínvđ−ờngchuyềnphùhợp.(hình3.1) a)Đ−ờngchuyềnkhépkín a)Đ−ờngchuyềnphùhợp Hình3.1 51