Các phương pháp đo góc trong đo đạc trắc địa

Trong lĩnh vực trắc địa và đo đạc công trình, việc đo góc chính xác là một trong những bước quan trọng nhất để đảm bảo kết quả tọa độ – bản vẽ – thi công đạt yêu cầu. Bài viết này, Trắc Địa Sao Việt sẽ giúp bạn hiểu rõ các phương pháp đo góc trong đo đạc trắc địa và cách chọn thiết bị phù hợp.

Lý do cần sử dụng các phương pháp đo góc trong đo đạc trắc địa

Vai trò của đo góc

Khi triển khai trắc địa, ta thường cần xác định vị trí các điểm, thiết lập mạng lưới khống chế, định hướng tuyến, dựng trạm máy, kiểm tra méo mó công trình,… Tất cả đều phụ thuộc vào việc đo đúng góc ngang (giữa hai hướng trên mặt phẳng) hoặc góc đứng (giữa hướng và phương thẳng đứng).

Nếu bỏ qua việc đo góc hoặc đo thiếu chính xác, các sai số sẽ lan truyền – dẫn đến sai lệch vị trí sẽ ảnh hưởng đến toàn bộ quá trình thi công và bản vẽ hoàn công.

Các khái niệm cơ bản

• Góc bằng: Góc nằm trên mặt phẳng ngang, giữa hai tuyến nhìn từ một đỉnh. Ví dụ: đo góc A-B-C từ trạm B. 
• Góc đứng (V): Góc nằm trên mặt phẳng thẳng đứng, thường để đo độ cao, độ dốc.
• Góc thiên đỉnh (Z) là góc hợp bởi hướng ngắm và phương của dây dọi (luôn hướng thẳng lên đỉnh trời – thiên đỉnh). Đây là cách biểu diễn góc đứng phổ biến trên các máy toàn đạc điện tử hiện đại. 

Tác động nếu đo góc sai

Một sai số nhỏ ở bước đo góc có thể dẫn tới sai lệch lớn ở bước tính tọa độ hoặc thi công. Ví dụ: nếu hai tuyến được “dựng” bằng góc sai, khi đo dài vài chục mét sai số có thể lên đến vài cm hoặc hơn. Điều này gây tốn kém chỉnh sửa, ảnh hưởng tiến độ và chất lượng công trình. Do đó, việc lựa chọn và áp dụng phương pháp đo góc đúng là rất thiết yếu.

Các phương pháp đo góc bằng phổ biến hiện nay

Phương pháp đo góc bằng máy kinh vĩ (Theodolite)

Máy kinh vĩ có cấu tạo quang học – cơ học, sử dụng hai bàn độ (ngang và đứng) được khắc vạch chính xác. Người dùng sẽ đọc giá trị góc thông qua một hệ thống du xích hoặc kính hiển vi tích hợp bên trong máy.

Ưu điểm:

• Chi phí thấp: Giá thành máy kinh vĩ quang cơ rẻ hơn nhiều so với máy toàn đạc.
• Bền bỉ: Cấu tạo cơ học giúp máy hoạt động tốt trong các điều kiện khắc nghiệt, ít bị ảnh hưởng bởi lỗi điện tử.
• Không phụ thuộc năng lượng: Không cần pin, có thể làm việc liên tục.

Nhược điểm:

• Tốc độ chậm: Thao tác đọc số và ghi chép thủ công tốn nhiều thời gian.
• Dễ sai sót: Phụ thuộc hoàn toàn vào kỹ năng và sự cẩn thận của người đo. Việc đọc số trên du xích dễ gây nhầm lẫn.
• Độ chính xác hạn chế: Độ chính xác thường ở mức 5” – 20”, không đáp ứng được các công việc yêu cầu cao.

Ứng dụng: Thích hợp cho các công tác đo vẽ bản đồ địa chính tỷ lệ nhỏ, xây dựng các lưới khống chế cấp thấp, hoặc trong công tác đào tạo, giảng dạy.

>>>Xem thêm: Máy GPS RTK

Một kỹ sư đang thao tác với máy kinh vĩ quang cơ trên chân máy tại công trường.

Phương pháp đo góc bằng máy toàn đạc điện tử

Thay vì bàn độ khắc vạch, máy toàn đạc sử dụng một hệ thống mã hóa quang điện tử (digital encoder). Khi máy quay, một bộ cảm biến sẽ đọc các tín hiệu từ đĩa mã hóa và chuyển đổi thành giá trị góc với độ phân giải cực cao, hiển thị trực tiếp trên màn hình LCD

Ưu điểm:

• Độ chính xác vượt trội: Các máy phổ thông có độ chính xác từ 1” – 5”, các máy chuyên dụng có thể đạt 0.5”.
• Tốc độ cực nhanh: Thời gian đo và ghi nhận một điểm chỉ mất vài giây.
• Tự động hóa: Tự động tính toán, xử lý và lưu trữ dữ liệu, giảm thiểu sai sót chủ quan của con người.
• Quản lý dữ liệu hiệu quả: Dữ liệu được lưu trong bộ nhớ máy và dễ dàng trút sang máy tính để xử lý bằng phần mềm chuyên dụng.
•  

Nhược điểm:

• Chi phí đầu tư cao: Giá thành cao hơn đáng kể so với máy kinh vĩ.
• Yêu cầu đào tạo: Người dùng cần có kiến thức về cách vận hành máy và phần mềm.

Ứng dụng: phương pháp đo góc bằng máy toàn đạc điện tử là lựa chọn tối ưu cho hầu hết mọi công việc: từ thành lập lưới khống chế nhà nước, bố trí kết cấu công trình siêu chính xác, quan trắc biến dạng, đến khảo sát địa hình, giao thông.

Máy toàn đạc điện tử tích hợp đo góc và khoảng cách trong đo đạc công trình

Các phương pháp đo góc khác

Đo góc bằng la bàn: Sử dụng kim nam châm để xác định góc phương vị từ (so với hướng Bắc từ). Độ chính xác thấp, bị ảnh hưởng bởi các vật kim loại xung quanh. Dùng trong công tác sơ bộ, định hướng nhanh, đo đạc trong điều kiện đơn giản, yêu cầu độ chính xác thấp.

Đo góc bằng thiết bị GNSS/RTK: Đây là một phương pháp gián tiếp. Thay vì đo góc trực tiếp, hệ thống GNSS/RTK xác định tọa độ (X, Y, Z) của các điểm với độ chính xác đến centimet. Từ tọa độ của 3 điểm, ta có thể dễ dàng tính toán ra các góc kẹp giữa chúng bằng các công thức hình học giải tích. Phương pháp này cực kỳ hiệu quả khi đo các khu vực rộng lớn, thông thoáng, không bị che khuất tín hiệu vệ tinh.

Hệ thống máy GNSS RTK Rover với sổ tay điều khiển đặt tại một điểm đo trên thực địa

Lựa chọn phương pháp đo góc phù hợp

Việc lựa chọn phương pháp đo góc tối ưu phụ thuộc vào 3 yếu tố: yêu cầu độ chính xác, quy mô công việc và ngân sách.

• Với các công trình dân dụng nhỏ, không yêu cầu độ chính xác quá khắt khe, máy kinh vĩ vẫn có thể là một lựa chọn kinh tế.
• Với các công trình xây dựng công nghiệp, nhà cao tầng, cầu đường, và các mạng lưới khống chế, máy toàn đạc điện tử là yêu cầu gần như bắt buộc để đảm bảo chất lượng.
• Đối với các dự án khảo sát địa hình trên diện rộng, làm bản đồ quy hoạch, GNSS/RTK sẽ phát huy hiệu quả vượt trội về năng suất.

Việc hiểu và áp dụng đúng các phương pháp đo góc là yếu tố then chốt để đảm bảo thành công trong công tác trắc địa và đo đạc – từ mạng khống chế ban đầu đến bản vẽ hoàn công cuối cùng. Hãy lựa chọn thiết bị và kỹ thuật phù hợp với yêu cầu công trình của bạn, kiểm chuẩn thường xuyên và áp dụng quy trình bài bản.

Nếu bạn đang tìm kiếm thiết bị trắc địa chất lượng và muốn được tư vấn chọn thiết bị phù hợp với công tác đo góc, hãy liên hệ Trắc Địa Sao Việt – chuyên gia trong lĩnh vực thiết bị trắc địa và đo đạc.

CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI VÀ CÔNG NGHỆ TRẮC ĐỊA SAO VIỆT

• Địa chỉ: Số nhà B20 ngõ 252 Lương Thế Vinh, phường Trung Văn, quận Nam Từ Liêm, TP. Hà Nội
• Hotline: 0912 339 513
• Website: https://maytracdiasaoviet.vn/