Khảo sát độ chính xác của máy thuỷ chuẩn số trong trắc địa công trình

Bài viết Khảo sát độ chính xác của máy thủy chuẩn số trong trắc địa công trình tiến hành thực nghiệm với một số dạng công việc đo cao trong trắc địa công trình. Đặc biệt đã khảo sát độ chính xác của thiết bị thủy chuẩn số đo trong điều kiện thiếu ánh sáng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khảo sát độ chính xác của máy thuỷ chuẩn số trong trắc địa công trìnhT¹p chÝ KHKT Má - §Þa chÊt, sè 40/10-2012, tr. 63-68KHẢO SÁT ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA MÁYTHUỶ CHUẨN SỐ TRONG TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNHPHẠM TRUNG DŨNG, Trường Đại học Mỏ - Địa chấtTóm tắt: Từ những nghiên cứu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, các nguồn sai số ảnh hưởngđến độ chính xác của kết quả đo của máy thủy chuẩn số, bài báo đã tiến hành thực nghiệmvới một số dạng công việc đo cao trong trắc địa công trình. Đặc biệt đã khảo sát độ chínhxác của thiết bị thủy chuẩn số đo trong điều kiện thiếu ánh sáng. Những số liệu thu được chothấy máy chuẩn số hoàn toàn đảm bảo độ chính xác trong công tác trắc địa công trình.1. Đặt vấn đềMáy thủy chuẩn số là loại thiết bị đã đượcsử dụng phổ biến ở nhiều quốc gia phát triểntrên thế giới. Ở Việt Nam máy thủy chuẩn số đãđược sử dụng ở nhiều đơn vị sản xuất để thànhlập các mạng lưới khống chế độ cao thay thếcho các loại máy quang cơ chính xác hiện nay.Tuy nhiên ứng dụng thiết bị này trong một sốdạng công việc đặc thù khi điều kiện đo đạc khókhăn (thiếu ánh sáng, không khí.v.v.) như côngtác đo lún công trình nhà cao tầng, đo dẫn độcao thi công đường hầm, các mỏ khai thác hầmlò .v.v… thì vẫn là vấn đề cần được nghiên cứu.2. Giới thiệu chung về thiết bị máy thuỷchuẩn số2.1. Cấu tạo và hoạt động của máy thủy chuẩnsốa. Các bộ phận của máy thủy chuẩn số:Máy thuỷ chuẩn số là thiết bị hoạt động theonguyên tắc kết hợp giữa bộ tự động cân bằng vàmáy ảnh số. Phần cơ học của máy có cấu tạotương tự như máy thủy chuẩn quang cơ, phầnđiện tử của máy có cấu tạo giống như máy ảnh kỹthuật số. Các bộ phận chính của máy được miêu tảnhư hình 1 [1].MiaMáyChuyển hìnhảnh (A/D)8- Ốc cân bằng1- Ống kính ngắm2- Núm điều quang9- Bàn phím điều khiển3- Nút đo10- Màn hình hiển thị4- Núm vi động ngang 11- Kính mắt5- Bàn độ ngang12- Cửa sổ nhìn ống6- Thẻ nhớ;thủy tròn7- Đế máy13- Cáp trút dữ liệuHình 1. Sơ đồ cấu tạo của máy Dini12b. Nguyên lý hoạt động: Máy thủy chuẩn sốhoạt động dựa trên nguyên tắc thu nhận hình ảnhtrên mia bởi các chíp cảm biến CCD. Hình ảnhthu nhận được chuyển từ dạng tương tự (anolag)sang dạng số (digital) như trong hình 2 [3 ]:Bộ xử lý hìnhảnhMà hình hiển thịHình 2. Quy trình hoạt động của máy thuỷ chuẩn số632.2. Nguyên lý cấu tạo của mia thủy chuẩnMia dùng cho máy thuỷ chuẩn số là mia sửdụng vạch mã trên toàn bộ chiều dài của nó, mãvạch thường có màu đen-trắng hoặc đen-vàng. Tỉlệ các vạch chia tuyệt đối không lặp lại trên toànbộ chiều dài mia. Mỗi hãng sản xuất sử dụngmột loại mã trên mia riêng, do vậy một máy chỉthực hiện phép đo với mia của cùng hãng.Ví dụ: Mã hóa của hãng Leica là mã nhịphân đặc tính giả tuần hoàn. Mia được mã hóahoàn toàn với độ dài 4050 mm tương ứng với2000 yếu tố như hình 3 [1]:Hình 3. Mã vạch trên mia2.3. Một số nguồn sai số và biện pháp khắcphục khi sử dụng máy thủy chuẩn sốa. Một số nguồn sai sốCác yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng đến hoạtđộng của máy thủy chuẩn số cũng giống như đốivới máy thủy chuẩn quang cơ. Trong trường hợpmặt đất rung động lớn thì máy cũng không chophép thực hiện phép đo, ngoài ra máy thủy chuẩnsố còn chịu tác động do cường độ ánh sáng, điệntrường.v.v.b. Biện pháp khắc phụcĐể làm giảm ảnh hưởng của các nguồn saisố giống như của máy thủy chuẩn quang cơ, tacần áp dụng quy trình đo theo quy phạm hiệnhành [4]. Ngoài ra khi thiết kế tuyến đo cần tránhảnh hưởng của các nguồn bức xạ điện từ nhưtrạm biến áp, đường dây tải điện.v.v. Trườnghợp đo thiếu ánh sáng, cần chủ động tạo ra cácnguồn sáng nhân tạo như đèn pin, bóng điện.v.v.được miêu tả như trong hình 4 [6].Hình 4. Dïng ®Ìn pin chiÕu s¸ng khi ®oNgoài ra, điều kiện làm việc của máy thủy chuẩn số bắt buộc phải thu nhận đủ số lượng mẫu trênmia, khi đo gặp vật che chắn thì không thể thực hiện được phép đo (hình 5) [2]:Hình 5aHình 5bH×nh 5. Trường hợp đo khi bị che chắnHình 5a- có thể đo được; hình 5b- không thể đo được.643. Thiết kế công tác kiểm nghiệm độ chínhxác của máy thủy chuẩn sốKhi thiết kế tuyến đo cao bằng máy thủychuẩn số cũng cần tuân thủ các điều kiện nhưvới máy thủy chuẩn quang cơ. Các quy trình đocần tuân thủ theo quy phạm để giảm ảnh hưởngcủa các nguồn sai số như: sai số góc i, sai sốmáy lún mia lún, sai số vạch “0” của cặpmia.v.v. Ví dụ bố trí trạm máy trên tuyến đođược thể hiện như hình 6:00trong đó: H A , H A là độ cao điểm gốc; hi chênh cao đo.- Tính sai số chênh cao trên trạm đo (hoặctrên một km chiều dài tuyến đo):hoặc:  f2 n Nf2 L N,(4),(5)trong đó: f - sai số khép; n - số trạm đo từngtuyến; L - chiều dài đo của từng tuyến (km); N:là số vòng khép.4. Đo đạc, xử lý và phân tích kết quả đo4.1. Mục đíchĐể đánh giá khả năng ứng dụng máy thuỷchuẩn số trong trắc địa công trình cần so sánhkết quả đo theo một số chỉ tiêu sau: sai số khépHình 6. Trạm đo chênh caogiới hạn, sai số chênh cao trên trạm máy (hoặc ...