Đo góc là một công tác cần thiết trong việc thành lập lưới khống, bố trí điểm công trình, đo vẽ các dạng bản đồ. Có 3 loại đo góc phổ biến là: Đo góc bằng, đo góc đứng và đo góc thiên đỉnh.
Khái niệm đo góc
Trong khảo sát, việc đo góc chính xác là một thành phần cơ bản và cũng góp phần quan trọng trong việc lập bản đồ và quản lý đất đai. Bằng cách sử dụng các thiết bị như máy kinh vĩ hoặc máy toàn đạc, các kỹ sư xác định một cách tỉ mỉ và chính xác việc xác định vị trí, khoảng cách và hướng của các điểm trên bề mặt Trái Đất.
Các phép đo này rất quan trọng, thông qua việc đo góc chính xác, các kỹ sư có thể nắm bắt được các cấu hình hình học phức tạp của địa hình, cho phép tạo ra các số liệu đáng tin cậy cần thiết cho quy hoạch đô thị, xây dựng và các nỗ lực quản lý đất đai khác nhau.
Các góc trong trắc địa thường được đo bằng độ, phút và giây (DMS) hoặc độ thập phân (DD).
Đo góc là một công tác cần thiết trong việc thành lập lưới khống, bố trí điểm công trình, đo vẽ các dạng bản đồ.
3 loại đo góc trong trắc địa
Ở đây Đất Hợp sẽ nói về ba loại góc là: góc bằng là góc đứng, góc thiên đỉnh. Và phương pháp đo ba loại góc này.
– Đo góc bằng:
Góc bằng giữa hai hướng ngắm là góc hợp bởi hai hình chiếu của nó trên mặt phẳng nằm ngang.
Đo góc bằng thường sẽ có những cách như sau:
- Đo góc bằng với phương pháp đo đơn: Phương pháp này được sử dụng để đo góc có hai hướng, mỗi vòng đo có hai nửa vòng đo thuận kính và đảo kính độc lập nhau.
Góc bằng của hai hướng trong không gian là góc tạo bởi hình chiếu vuông góc của hai hướng đó trên mặt phẳng nằm ngang.
Nửa vòng đo thuận kính bàn độ đứng sẽ ở bên trái. Giả sử đo góc abc như hình trên, đặt máy tại b. Ngắm a, đặt trị số hướng ban đâu a1=00°00’00”. Xiết bàn độ ngang, quay ống kính thuận chiều kim đồng hồ, ngắm c đọc được số c1. Giá trị góc đo thuận kính là:
β1 = c1 – a1
Nửa vòng đo đảo kính bàn độ đứng sẽ ở bên phải. Cũng như hình trên, đảo ống kính qua thiên đỉnh, mở xiết bàn độ ngang, quay ống kính qua c đọc được c2, quay ống kính ngược chiều kim đồng hồ, ngắm a, đọc được a2, giá trị góc đo đảo kính là:
β2=c2 – a2
Giá trị 1 vòng đo: Nếu chênh lệch kết quả hai nửa vòng đo không vượt quá hai lần độ chính xác đọc số theo vành độ ngang thì tính giá trị góc đo bằng một vòng đo tính theo công thức:
β2 = (β1 + β2)/2
+ Tuỳ theo độ chính xác yêu cầu, một góc có thể đo bằng nhiều vòng đo.
+ Nếu tại một trạm, đo góc bằng n vòng đo thì trị đo số hướng ban đầu sẽ khác nhau 180°/n ở mỗi vòng đo và trị số góc là trung bình cộng trị số góc của các vòng đo.
+ Nếu chỉ đo bằng một vòng đo thì ở nửa vòng đo đảo kính phải xoay bàn độ đi 90° rồi mới đo.
- Đo góc bằng với phương pháp đo toàn vòng: Phương pháp này được dùng để đo góc có từ ba hướng trở lên.
Nửa vòng đo thuận kính: Giả sử ta đo góc từ các điểm A, B, C, D, gồm bốn hướng OA, OB, OC, OD. Đặt máy đo tại O, ngắm A. Đặt trị số hướng ban đầu a1=00°00’00”. Quay ống kính thuận chiều kim đồng hồ, lần lượt ngắm tiếp các điểm B, C, D rồi trở về A, được các số đọc tương ứng b1, c1, d1, a1.
Nếu tính trị số các góc AOB, BOC, COD, DOA bằng cách lấy trị số hướng đo sau trừ đi trị số hướng đo trước.
Nửa vòng đo đảo kính. Đảo ống kính qua thiên đỉnh, quay ống kính ngược chiều kim đồng hồ, lần lượt ngắm A, D, C, B đọc các số đọc tương ứng b2, c2, d2, a2‘.
Nếu góc được đo n vòng, thì trị số hướng ban đầu ở mỗi vòng đo sẽ khác sau 180°/n và trị số góc là trị trung bình cộng của các vòng đo.
– Đo góc đứng:
Góc đứng của một hướng ngắm là góc hợp bởi hướng ngắm đó với hình chiếu của nó trên mặt phẳng nằm ngang.
Góc đứng hợp bởi hướng ngắm đó với hình chiếu của nó trên mặt phẳng nằm ngang.
Đo góc đứng có hai cách đó là đo thuận kính và đảo kính.
Đo thuận kính sẽ đặt bàn độ đứng bên trái ống kính, ta ngắm giao điểm chữ thập đến điểm M và đọc số trên T.
Sau khi đo thuận kính tiến hành đo đảo kính bằng việc quay ống kính 180° trong mặt phẳng nằm ngang và ống kính quay ngược về phía người đo. Sau khi đo xong quay tiếp ống kính 180° và ngắm lại điểm M bàn độ đứng sẽ ở bên phải ống kính, ta đọc được P.
Từ T và P có trên sẽ tuỳ vào cách ghi số trên bàn độ đứng cũng như cách xác định góc đứng hay góc thiên đỉnh của từng loại máy đo ta có công thức tính góc đứng V và sai số vạch chuẩn MO khác nhau.
– Đo góc thiên đỉnh:
Góc thiên đỉnh là góc hợp bởi phương dây dọi và hướng ngắm đó.
Góc thiên đỉnh Z được hợp bởi góc đứng V thành góc 90°. Quan hệ giữa góc thiên đỉn và góc đứng được tính theo công thức.
Z= 90°- (±V)
V có dấu (+) khi góc đứng nằm trên mặt phẳng và ngược lại.
Góc thiên đỉnh được hợp với góc đứng V thành góc 90°.
Hiện nay, việc đo góc đã dễ dàng hơn với việc sử dụng các thiết bị máy móc. Và thường sẽ có 3 loại máy. Gồm có máy toàn đạc điện tử, máy thủy bình, máy kinh vỹ. Nhưng máy toàn đạc điện tử và máy kinh vỹ sẽ thường được sử dụng nhiều hơn, máy thủy bình sẽ ít sử dụng hơn do một số hạn chế.
Nhìn chung, đo góc là một khía cạnh cơ bản của trắc địa, để đảm bảo quá trình lập bản đồ, quy hoạch và xây dựng chính xác. Thông qua các kỹ thuật và công nghệ tiên tiến, người khảo sát có thể thu thập dữ liệu với độ chính xác và hiệu quả. Các góc được đo đóng vai trò là thành phần quan trọng trong việc xác định khoảng cách, thiết lập ranh giới và tạo bản đồ địa hình chi tiết. Hơn nữa, độ tin cậy của các phép đo góc ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của các dự án cơ sở hạ tầng, phát triển đất đai và đánh giá môi trường.
Tham khảo Nguyễn Tấn Lộc, Nhà xuất bản Đại học quốc gia Tp.HCM (2018), Sách Trắc địa đại cương, Chương IV, trang 57-83.
>>> Xem thêm: Đo góc trong trắc địa sử dụng thiết bị nào?
