Bài giảng xây dựng lưới

1

Bài giảng: Xây dựng lưới khống chế trắc địa
Biên soạn: TS Đinh Xuân Vinh
Điều kiện: đã học Trắc địa cơ sở, Trắc địa cao cấp đại cương, Lý thuyết sai số.
Trên lớp: 34 tiết
Đồ án môn học: 8 tiết
Thi: 3 tiết
Kết cấu: 4 chương.
CHƯƠNG 1. KHÁI QUÁT VỀ XÂY DỰNG LƯỚI KHỐNG CHẾ TRẮC ĐỊA
1.1. Phân loại lưới khống chế trắc địa và vai trò trong công tác trắc địa, bản đồ
Phân loại lưới trắc địa theo quy mô và độ chính xác gồm 3 loại:
(1) Lưới khống chế trắc địa nhà nước
(2) Lưới không chế trắc địa khu vực
(3) Lưới khống chế đo vẽ.
Phân loại lưới khống chế trắc địa mặt bằng theo phương pháp xây dựng lưới gồm
(ngoại trừ phương pháp thiên văn):
(1) Lưới tam giác đo góc hoặc đo góc – cạnh
(2) Lưới đường chuyền
(3) Lưới trắc địa vệ tinh (Lưới không gian)
Mạng lưới toạ độ quốc gia Việt nam trước năm 2000 bố trí theo 4 hạng là I, II, III,
IV. Năm 1994 đến 1997, Việt nam đã xây dựng mạng lưới cấp 0 gồm 69 điểm bao trùm
toàn lãnh thổ và lãnh hải. Điều này giúp hoàn thiện hệ quy chiếu mới VN 2000 của
Việt nam. Năm 1999, ellipsoid WGS 84 được Việt Nam lựa chọn để xây dựng hệ quy
chiếu và hệ toạ độ VN2000. Điểm gốc mới N
00
và 25 điểm định vị cơ sở GPS được nối
với lưới trắc địa quốc tế ITRS. Hệ toạ độ vuông góc phẳng là UTM. Hiện nay tồn tại 4
hạng là hạng 0, I, II và mạng lưới địa chính cơ sở. Mạng lưới địa chính cơ sở có độ
chính xác tương đương hạng III cũ, nhưng có mật độ điểm tương đương hạng IV cũ.
Lưới độ cao Nhà nước được xây dựng qua nhiều giai đoạn. Trước năm 1972,

chúng ta sử dụng hệ độ cao Hoàng hải (Trung quốc). Sau 1972, là hệ độ cao Hòn Dấu.
Miền Nam Việt Nam trước 1975 dùng hệ độ cao Hà tiên. Hiện nay, lưới độ cao Nhà
nước hạng 1 có tổng chiều dài 5096 km gồm 11 đường, lưới hạng 2 có tổng chiều dài
4515 km gồm 43 đường.
Mạng lưới toạ độ quốc gia Liên bang Nga trước năm 2000 được xây dựng theo
phương pháp truyền thống, bao gồm lưới thiên văn-trắc địa hạng I, II, tăng dày hạng
III, IV. Từ sau năm 2000, Nga đã ứng dụng hệ thống định vị toàn cầu GPS và
GLONASS xây dựng lưới toạ độ quốc gia thành 3 cấp (CK-95):
- Lưới thiên văn – trắc địa cơ bản: gồm các điểm GPS quan trắc liên tục hoặc
theo chu kỳ. Khoảng cách các điểm từ 650 km đến 1000 km với sai số tuyệt
đối trong hệ toạ độ không gian địa tâm là 10 cm đến 15 cm, sai số tương hỗ vị
trí điểm từ 2 đến 3 cm.
- Mạng lưới trắc địa độ chính xác cao phát triển dựa trên các điểm thiên văn –
trắc địa cơ sở. Khoảng cách giữa các điểm từ 250 km đến 300 km. Sai số trung
phương tương hỗ vị trí điểm mặt bằng nhỏ hơn 3 mm + 5.10
-8
.D(km).
2

- Mạng lưới trắc địa vệ tinh hạng I tăng dày trên cơ sở các điểm nhà nước cũ.
Khoảng cách giữa các điểm từ 20 km đến 35 km. Sai số trung phương tương
hỗ vị trí điểm 3 mm + 10
-3
.D(km).
Nhiều quốc gia đã sử dụng công nghệ GPS để xây dựng mạng lưới toạ độ cấp nhà
nước cao nhất. Trung quốc đã xây dựng mạng lưới cấp A và cấp B, là cấp trên hạng 1,
trong đó có sử dụng kĩ thuật đo Giao thoa cạnh đáy dài (VLBI – Very Long Baseline
Interferometry). Khối EU xây dựng mạng lưới EURF nhằm liên kết các quốc gia trong
khu vực và tạo thành hệ thống toạ độ thống nhất ETRF. Đó cũng là một phần của mạng
lưới toàn cầu ITRF vừa phục vụ cho mục đích dân sự và các mục đích nghiên cứu khoa

học.
Để thoả mãn nhiệm vụ nghiên cứu khoa học và các nhiệm vụ kỹ thuật, mạng lưới
toạ độ nhà nước cần phải xây dựng với nhiều cấp hạng. Để xử lý số liệu, quy định
mạng lưới cấp trên phải có độ chính xác cao hơn k lần mạng lưới cấp dưới liền kề. Hệ
số k rất quen thuộc trong trắc địa và lý thuyết sai số, thường từ 2 đến 3.
Để làm khống chế đo vẽ bản đồ 1/2000, các điểm toạ độ cần có độ chính xác
cm, mật độ 2 km đến 5 km.
Ngày nay, lưới khống chế trắc địa được xây dựng trên 3 kỹ thuật:
- Trắc địa vệ tinh: xây dựng trên cơ sở hệ thống GNSS, kỹ thuật InSAR;
- Trắc địa không gian: xây dựng trên cơ sở hệ thống Lidar bay chụp ảnh hàng
không;
- Trắc địa mặt đất: sử dụng các máy đo và thiết bị mặt đất.
Sự kết hợp cả 3 phương pháp trên tạo điều kiện theo dõi sự biến dạng vùng lãnh
thổ, dị thường trọng lực với độ chính xác cao, liên tục và có tính tức thời. Mang lại ý
nghĩa thực dụng trong nghiên cứu địa cầu.
1.2. Những nội dung cơ bản trong xây dựng lưới
Một mạng lưới khống chế trắc địa là một tập hợp bao gồm:
- Các điểm mốc khống chế;
- Các phép đo trắc địa giữa các mốc khống chế;
- Các phương tiện, thiết bị và cơ sở vật chất được sử dụng; - Các kĩ thuật
quan trắc được áp dụng.
Bởi vì mạng lưới trắc địa cần đạt được sự thống nhất chung với toàn bộ hệ thống
trắc địa thế giới. Nguyên tắc xây dựng lưới toạ độ quốc gia là từ toàn diện đến cục bộ,
độ chính xác từ cao đến thấp như trên đã trình bày. Cụ thể:
- Lưới phải bao phủ khắp cả nước;
- Lưới có đủ mật độ điểm cần thiết; - Lưới có đủ độ chính xác yêu cầu;
- Phù hợp điều kiện kinh tế đất nước.
Việc đầu tiên là xác định Elipsoid thực dụng WGS 84 và định vị nó phù hợp vị trí
quốc gia. Chọn phép chiếu UTM (trước năm 2000 là Elipsoid Kraxovski, phép chiếu
Gauss). Từ đó chúng ta có hệ toạ độ VN2000 với điểm gốc N

00
tại Viện Khoa học Đo
đạc và Bản đồ, đường Hoàng Quốc Việt, Hà Nội.
Do Elipsoid thực dụng chỉ phù hợp tốt nhất với phần bề mặt trái đất mà nó đặc
trưng, bởi vậy nó được xây dựng trên cơ sở rất nhiều số liệu đo đạc của chính quốc gia
đó. Chính vì vậy, người ta không thể áp dụng nhiều Elipsoid thực dụng cho một quốc
3

gia, mà phải chấp nhận một trong số các Elipsoid thực dụng đã công bố, cái nào phù
hợp hơn cả với quốc gia mình thì được chọn.
CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG LƯỚI KHỐNG CHẾ MẶT BẰNG NHÀ NƯỚC
2.1. Các chỉ tiêu kỹ thuật của lưới khống chế toạ độ nhà nước Lưới tọa độ quốc gia
là lưới khống chế tọa độ cơ bản, thống nhất trong toàn quốc phục vụ cho các nghiên
cứu khoa học, đo vẽ bản đồ địa hình, bản đồ địa chính, thành lập cơ sở dữ liệu địa lý và
các loại bản đồ chuyên đề khác.
Tổng quan: Lưới tọa độ quốc gia bao gồm: Lưới tọa độ cấp 0, lưới tọa độ hạng I,
lưới tọa độ hạng II và lưới tọa độ hạng III. Chúng khác nhau về độ chính xác, mật độ
phân bố điểm, mục đích sử dụng, phương pháp xây dựng và trình tự phát triển của lưới.
Lưới tọa độ hạng I là mạng lưới hiện đang tồn tại nhưng không xây dựng lại do vậy chỉ
đưa ra các quy định kỹ thuật cụ thể cho lưới tọa độ cấp 0, hạng II và hạng III. Từ năm
1959 đến 1966, miền Bắc đã đo đạc và bình sai xong mạng lưới cấp I và cấp II, sau đó
công bố hệ toạ độ quốc gia mang tên HN-72. Sau năm 1975, Cục Đo đạc và Bản đồ nhà
nước đã phát triển tiếp mạng lưới toạ độ nhà nước về phía nam. Năm 1987 đến 1988,
Cục Đo đạc và Bản đồ nhà nước đã áp dụng kỹ thuật đo Doppler vệ tinh của 14 điểm
trên đất liền và 4 điểm hải đảo, từ đó hoàn thiện và thống nhất mạng lưới toạ độ nhà
nước HN-72.
Hiện thực: Lưới tọa độ quốc gia hiện nay được xây dựng chủ yếu bằng công nghệ
GNSS (Global Navigation Satellite System).
Lưới tọa độ quốc gia được tính toán trong Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ VN-2000,
có điểm gốc là N00. Độ cao của các điểm trong lưới tọa độ quốc gia được tính theo hệ

độ cao quốc gia. Riêng lưới tọa độ cấp 0 được tính toán trong hai hệ tọa độ: VN-2000
và ITRF (International Terrestrial Reference Frame).
Giá trị tọa độ của các điểm trong lưới tọa độ quốc gia được biểu thị trên mặt
phẳng theo lưới chiếu UTM múi 6
0
kinh tuyến trục là 105
0
kinh đông (đối với múi thứ
48), múi 6
0
kinh tuyến trục là 111
0
kinh đông (đối với múi thứ 49) và múi 6
0
kinh tuyến
trục là 117
0
kinh đông (đối với múi thứ 50), tỷ lệ biến dạng chiều dài trên kinh tuyến
trục trong cả ba trường hợp là 0.9996.
Lưới tọa độ cấp 0 là lưới có độ chính xác cao nhất, được phân bố với mật độ
khoảng 10.000 km
2
- 15.000km
2
/điểm với khoảng cách trung bình giữa các điểm từ
100km - 150km. Trong một số trường hợp được xây dựng riêng cho các mục đích đặc
biệt như nghiên cứu khoa học, an ninh quốc phòng có thể được phân bố với mật độ dày
hơn.
Lưới tọa độ cấp 0 được đo lặp với chu kỳ 15 năm/lần. Để phục vụ cho việc gắn
kết lưới tọa độ quốc gia với ITRF theo quan điểm hệ tọa độ động, một số điểm trong

lưới được đo lặp với chu kỳ 1 năm/lần.
Lưới tọa độ hạng II là lưới tọa độ tăng dày trung gian làm cơ sở để phát triển lưới
tọa độ hạng III được phân bố với mật độ khoảng 700km
2
- 1000km
2
/điểm với khoảng
cách trung bình giữa các điểm từ 25km-30km. Các điểm gốc được sử dụng để phát
triển lưới tọa độ hạng II là các điểm tọa độ cấp 0.
Lưới tọa độ hạng III là lưới tọa độ làm cơ sở để phát triển các lưới khống chế đo
vẽ được phân bố với mật độ khoảng 5km
2
- 15km
2
/điểm đối với khu vực đồng bằng và
25km
2
- 50km
2
/điểm đối với khu vực miền núi. Khoảng cách trung bình giữa các điểm
trong lưới tọa độ hạng III là 2km - 4km đối với khu vực đồng bằng và 5km - 7km đối
với khu vực miền núi. Trong trường hợp đặc biệt, khi xây dựng lưới tọa độ hạng III ở
4

khu vực miền núi không thể bố trí được điểm theo mật độ quy định, khoảng cách giữa
các điểm trong lưới hạng III được phép kéo dài hơn nhưng không được vượt quá 2 lần.
Lưới tọa độ hạng III phải được đo nối với các điểm khống chế tọa độ hạng cao để
phục vụ cho việc xác định tọa độ và phải được đo nối với các điểm khống chế độ cao
hạng cao để phục vụ cho việc xác định độ cao. Các điểm gốc tọa độ hạng cao được sử
dụng để xây dựng lưới tọa độ hạng III là các điểm tọa độ cấp 0 và tọa độ hạng II; các

điểm gốc độ cao hạng cao được sử dụng để xây dựng lưới tọa độ hạng III là các điểm
độ cao quốc gia có độ chính xác từ hạng III trở lên.
Khoảng cách tối đa giữa hai điểm và khoảng cách tối đa từ một điểm bất kỳ trong
lưới đến điểm khống chế hạng cao gần nhất quy định ở bảng trên không áp dụng đối
với trường hợp xây dựng các điểm tọa độ cấp 0, hạng II, hạng III trên các khu vực đảo,
quần đảo hoặc đối với trường hợp chêm điểm.
Bảng 2.1

Nguyên tắc đánh số hiệu điểm:
a) Đánh số hiệu điểm trong lưới tọa độ cấp 0:
Số hiệu điểm trong lưới cấp 0 gồm 3 chữ số được đánh số từ 001 đến 999 theo
nguyên tắc từ trái sang phải, từ trên xuống dưới.
b) Đánh số hiệu điểm trong lưới tọa độ hạng II:
5

Số hiệu điểm trong lưới hạng II bao gồm năm (05) chữ số, trong đó ba (03) chữ số
đầu là phiên hiệu mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1/100.000 nằm trong mảnh bản đồ tỷ lệ
1/1.000.000 cộng thêm:
- 000 đối với mảnh bản đồ F-48
- 100 đối với mảnh bản đồ F-49
- 200 đối với mảnh bản đồ E-48
- 300 đối với mảnh bản đồ E-49
- 400 đối với mảnh bản đồ D-48
- 600 đối với mảnh bản đồ C-48
- 700 đối với mảnh bản đồ C-49
- 800 đối với mảnh bản đồ D-49
Hai (02) chữ số tiếp theo là số thứ tự của điểm tọa độ hạng II có trong mảnh bản
đồ tỷ lệ 1/100.000 được đánh số từ 21 theo nguyên tắc từ trái sang phải, từ trên xuống
dưới.
Ví dụ: Điểm tọa độ hạng II đầu tiên thuộc mảnh bản đồ tỷ lệ 1/100.000 có phiên

hiệu mảnh là C-48-54 sẽ có số hiệu điểm là 65421.
c) Đánh số hiệu điểm trong lưới tọa độ hạng III.
Số hiệu điểm trong lưới hạng III bao gồm sáu (06) chữ số, trong đó ba (03) chữ số
đầu được đánh số tương tự như đối với điểm tọa độ hạng II.
Ba (03) chữ số tiếp theo là số thứ tự của điểm tọa độ hạng III có trong mảnh bản
đồ tỷ lệ 1/100.000 được đánh giá từ 001 theo nguyên tắc từ trái sang phải, từ trên
xuống dưới và cộng thêm 400.
Ví dụ: Điểm tọa độ hạng III đầu tiên thuộc mảnh bản đồ tỷ lệ 1/100.000 có phiên
hiệu mảnh là C-48-54 sẽ có số hiệu điểm là 654401.
d) Trường hợp các điểm thuộc múi 6
0
kinh tuyến trục là 117
0
kinh đông việc đánh
số hiệu điểm sẽ được quy định riêng trong các thiết kế kỹ thuật.
Trước khi đánh số hiệu điểm trong lưới phải thu thập đầy đủ về thông tin số hiệu
điểm của các mốc đang tồn tại ở thực địa để đảm bảo việc đánh số hiệu điểm không bị
trùng. Trường hợp khôi phục điểm bị mất, bị phá hủy số hiệu điểm được giữ nguyên
như số hiệu điểm cũ, trường hợp chêm điểm hoặc chêm lưới số hiệu điểm được đánh
theo nguyên tắc là số tiếp theo của số hiệu điểm lớn nhất hiện đang tồn tại ở thực địa
tương ứng với cấp hạng của mạng lưới đó.
2.2. Thiết kế và ước tính độ chính xác lưới toạ độ
Việc thiết kế kỹ thuật lưới tọa độ nhằm đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật và đảm
bảo tính thống nhất cho toàn bộ mạng lưới tọa độ quốc gia đồng thời là cơ sở cho việc
dự toán kinh phí triển khai. Lưới tọa độ chỉ được thi công khi thiết kế kỹ thuật - dự
toán đã được cấp có thẩm quyền phê duyệt.
Lưới tọa độ hạng II được xây dựng chủ yếu theo phương pháp thiết kế thành
mạng lưới trên phạm vi rộng. Trong trường hợp cá biệt, khi có nhu cầu xây dựng một
vài điểm để phục vụ cho các mục đích riêng hoặc khôi phục điểm bị mất, bị phá hủy
được phép xây dựng theo phương pháp chêm điểm.

Khi xây dựng lưới tọa độ hạng II, việc bố trí các điểm đo nối hạng cao được thực
hiện theo nguyên tắc:
6

- Trường hợp thiết kế thành mạng lưới trên phạm vi rộng lưới tọa độ hạng II phải
được đo nối với ít nhất 5 điểm tọa độ cấp 0 trong đó có 4 điểm bố trí tại các góc và 1
điểm bố trí tại trung tâm của lưới đồng thời đo nối với tất cả các điểm tọa độ cấp 0 khác
có trong phạm vi xây dựng lưới;
- Trường hợp chêm điểm, điểm tọa độ hạng II phải được đo nối với ít nhất 3 điểm
tọa độ cấp 0 bố trí ở các vị trí cách đều về 3 phía của điểm.
Lưới tọa độ hạng III được xây dựng chủ yếu theo phương pháp thiết kế thành
mạng lưới trên phạm vi rộng. Trong trường hợp cá biệt, khi có nhu cầu xây dựng một
vài điểm để phục vụ cho các mục đích riêng hoặc khôi phục điểm bị mất, bị phá hủy
được phép xây dựng theo phương pháp chêm điểm.


Hình 2.1. Ví dụ về lưới toạ độ vùng Bavarian-CH Áo. 1999.
Trước khi lập thiết kế kỹ thuật phải tiến hành điều tra, thu thập, nghiên cứu và
phân tích các tài liệu có liên quan trong phạm vi khu đo, bao gồm:
a) Hiện trạng mạng lưới tọa độ, độ cao có trong khu đo: Sơ đồ lưới; ghi chú
điểm, giá trị tọa độ, độ cao;
b) Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/50.000 (khi thiết kế lưới tọa độ hạng II, lưới tọa độ
hạng III) hoặc 1/1.000.000 (khi thiết kế lưới tọa độ cấp 0) trong phạm vi khu đo;
7

c) Các tài liệu khác về giao thông, thủy hệ, chất đất, đặc điểm dân cư, kinh tế, xã
hội.
Thiết kế kỹ thuật lưới tọa độ được thực hiện tuần tự theo các bước: Thiết kế sơ
bộ, khảo sát thực địa, thiết kế chính thức.
a) Thiết kế sơ bộ:

Trên cơ sở các tài liệu thu thập được, tiến hành thiết kế sơ bộ mạng lưới. Nguyên
tắc cơ bản nhất của bước này sử dụng tất cả các điểm tọa độ hạng cao, độ cao hạng cao
có trong khu đo kết hợp với các tài liệu về giao thông, thủy hệ, chất đất để tiến hành
thiết kế sơ bộ lưới theo các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản đối với từng cấp hạng.
b) Khảo sát thực địa:
Việc khảo sát thực địa được tiến hành sau bước thiết kế sơ bộ. Trên cơ sở thiết kế
sơ bộ tiến hành khảo sát toàn bộ khu vực cần thiết kế trong đó đặc biệt lưu ý tới các
thông tin về sự tồn tại của các điểm tọa độ hạng cao, độ cao hạng cao ở thực địa cũng
như khả năng sử dụng các điểm này cho đo ngắm. Đối với các mốc thiết kế mới, phải
lưu ý khả năng chọn điểm ở các khu vực địa hình khó khăn, dân cư đông đúc. Kết thúc
quá trình khảo sát phải lập báo cáo khảo sát phục vụ cho việc thiết kế chính thức. c)
Thiết kế chính thức:
Trên cơ sở thiết kế sơ bộ kết hợp với báo cáo khảo sát tiến hành thiết kế chính
thức. Kết thúc bước công việc này phải thể hiện sơ đồ mạng lưới đã thiết kế trên máy vi
tính kèm theo các thuộc tính cơ bản; số hiệu điểm, tọa độ gần đúng của điểm trên hệ tọa
độ VN-2000. Trên sơ đồ thiết kế chính thức phải sử dụng các ký hiệu rõ ràng và thống
nhất để thể hiện các điểm tọa độ hạng cao, các điểm độ cao hạng cao có sử dụng và các
điểm tọa độ có đo nối độ cao.
Lưới tọa độ quốc gia phải đo nối theo đồ hình lưới tam giác dày đặc. Hướng đo
nối được thiết kế theo thứ tự ưu tiên sau:
- Thỏa mãn điều kiện 4, 5 quy định tại bảng 2.1 (Số hướng đo tối thiểu tại 1 điểm và
số cạnh độc lập tối thiểu tạo 1 điểm);
- Số hướng đo nối tới các điểm tọa độ hạng cao là tối đa;
- Số hướng đo nối tới các điểm độ cao quốc gia (hoặc các điểm trong lưới có thiết kế
đo nối độ cao) là tối đa;
- Khoảng cách nối giữa các điểm là ngắn nhất.
Lưới tọa độ quốc gia phải được thiết kế đo nối với các điểm hạng cao theo quy
định về tăng dày trung gian và phát triển lưới khống chế.
Khi thiết kế đo nối độ cao thủy chuẩn cho các điểm trong lưới tọa độ hạng III phải
dựa vào các điểm độ cao hạng I, hạng II có trong khu đo. Trường hợp trong phạm vi

1km so với điểm tọa độ cần thiết kế có tồn tại các điểm độ cao quốc gia hạng I, II, III
có khả năng thu được tín hiệu vệ tinh thì phải tận dụng mốc của các điểm độ cao quốc
gia này làm mốc của điểm tọa độ cần thiết kế.
2.3. Chọn điểm, xây dựng tiêu và mốc Việc xây dựng tiêu ngắm chỉ phục vụ công tác
đo đạc truyền thống với các máy kinh vĩ đo góc, đặc biệt đối với lưới tam giác hạng I
trước kia. Hiện nay đã sử dụng công nghệ GNSS nên công tác này không còn cần thiết
nữa.
2.3.1. Chọn điểm
8

Vị trí chọn điểm phải là các vị trí có khả năng tồn tại ở thực địa lâu dài, có nền đất
vững chắc, ổn định, ở những vị trí quang đãng và cách xa các công trình kiến trúc lớn,
có vị trí thuận lợi cho việc đo ngắm, có khả năng phát triển cho các lưới cấp thấp hơn,
nằm ngoài lộ giới các đường giao thông đã được quy hoạch. Đối với trường hợp đường
giao thông chưa có quy hoạch hoặc khu vực có đường sắt chạy qua thì điểm được chọn
phải ở vị trí cách mép đường giao thông hoặc cách mép đường sắt ít nhất 50m.
-Vị trí được chọn phải có góc mở lên bầu trời lớn hơn 150
0
, trong trường hợp đặc
biệt ở các khu vực đô thị thì vị trí điểm được chọn cũng phải có góc mở lớn hơn 120
0
và
chỉ được phép che khuất về một phía;
- Điểm được chọn phải ở xa các trạm thu phát sóng tối thiểu 500m; xa các trạm biến
thế, đường dây cao thế, trạm cao áp ít nhất 50m;
- Hạn chế chọn điểm tại các vị trí gần mái nhà kim loại, cây cối ẩm, các nhà cao
tầng và hàng rào dây thép gai.
- Không được phép chọn điểm ở các vị trí dưới khe, suối, sát ta-luy, dưới tán cây.
Việc xê dịch vị trí điểm ở ngoài thực địa so với thiết kế chỉ được phép trong phạm vi
500m đối với khu vực đô thị và 1km đối với các khu vực khác; được phép thay đổi đồ

hình đo nối nếu đồ hình mới đảm bảo chặt chẽ hơn.
Khi chọn điểm cho lưới tọa độ hạng II, hạng III, đối với các điểm không thiết kế
đo nối độ cao, gần các vật kiến trúc ổn định đồng thời đảm bảo các quy định về công
tác chọn điểm thì được phép thiết kế mốc gắn trên vật kiến trúc đó. Vị trí đặt mốc gắn
trên vật kiến trúc phải đảm bảo cho việc đo đạc sau này được thuận tiện, dễ dàng; tận
dụng điểm độ cao quốc gia làm điểm tọa độ.
Quá trình chọn điểm tọa độ mà phát hiện điểm tọa độ cấp cao hơn trong khu đo
bị mất, bị phá hủy thì phải lập biên bản có xác nhận của UBND cấp xã hoặc của đơn vị
có trách nhiệm quản lý mốc tại địa phương đó trong đó phải ghi rõ các lý do cụ thể
như: do làm đường, do xây dựng, do bị phá hoại …, khi đó được phép thiết kế lại
mạng lưới ở khu vực này và báo cáo cấp có thẩm quyền phê duyệt để giải quyết. Không
được xem các mốc chưa tìm thấy là các mốc bị mất.
Đối với các điểm tọa độ cấp 0 được sử dụng trong quá trình đo nối với ITRF mốc
phải được chọn ở những vị trí thuận tiện cho việc đo thường xuyên và phải được thiết
kế trong các khuôn viên để đảm bảo việc bảo quản lâu dài.
Tên điểm tọa độ được lấy theo tên địa danh trong Danh mục địa danh. Tên điểm
tọa độ trong cùng một mảnh bản đồ tỷ lệ 1: 50.000 không được trùng nhau.
Sau khi chọn điểm xong phải tiến hành đánh dấu vị trí điểm tại thực địa bằng cọc
gỗ hoặc bê-tông đồng thời phải giải quyết các thủ tục về sử dụng đất hoặc sử dụng công
trình làm nơi đặt mốc, bảo đảm tiết kiệm đất và sử dụng lâu dài.
Khi kết thúc công tác chọn điểm phải tiến hành tu chỉnh tài liệu và giao nộp các
sản phẩm sau:
- Sơ đồ chọn điểm lưới tọa độ tỷ lệ 1: 100.000 hoặc 1: 250.000 trên đó ghi rõ tên
điểm, số hiệu điểm, các tuyến đo nối độ cao (nếu có), hệ thống giao thông, thủy văn
chính, các điểm dân cư chính;
- Bản tổng kết công tác chọn điểm trong đó phải trình bày rõ những vấn đề có thay
đổi so với thiết kế kỹ thuật dự toán đã được phê duyệt và các vấn đề đặc biệt khác (nếu
có).
2.3.2. Xây dựng mốc
9

Để đảm bảo các điểm toạ độ quốc gia được bảo vệ lâu dài, cần phải xây dựng tường
vây để bảo vệ mốc.

Hình 2.2. Mốc cấp 0

Hình 2.3. Mốc hạng II, hạng III
Đôi với các mốc trong lưới toạ độ cấp 0, là các điểm được đo nối toạ độ với mạng
lưới quốc tế ITRF hàng năm, được thiết kế chôn sâu, vững chắc, đảm bảo tuyệt đối
10

không bị xê dịch hoặc bị lún. Các mốc cấp 0 còn phục vụ công tác quan trắc chuyển
dịch mảng hoặc chuyển dịch vùng và các biến dạng khác. Các mốc này được thiết kế 3
tầng (Hình 2.2).
Đối với mốc trong lưới toạ độ hạng II, toạ độ hạng III được thiết kế gồm có 2
Dấu mốc toạ độ được làm bằng sứ hoặc kim loại không gỉ có khắc chữ thập ở tâm
mốc. Trên mặt mốc ghi số hiệu điểm (số hiệu điểm được ghi chìm so với mặt mốc.
Trường hợp tận dụng các mốc độ cao quốc gia làm mốc tọa độ quốc gia phải khắc bổ
sung chữ thập với lực nét 0.5mm ở tâm dấu mốc. Không ghi bổ sung số hiệu của điểm
tọa độ lên mặt mốc. Quy cách dấu mốc được trình bày ở hình 2.4.
Tường vây bảo vệ mốc tọa độ có kích thước về độ rộng, chiều cao và độ dày
tương ứng là 1m x 0,5m x 0,2m. Trên mặt tường vây ghi các thông tin về cơ quan quản
lý mốc, số hiệu điểm, thời gian chôn mốc … Trường hợp tận dụng các mốc độ cao
t
ầ
ng. (Hình 2.3).


Hình 2.4. Quy cách d
ấ

u m
ố
c
11

quốc gia làm mốc tọa độ quốc gia phải ghi bổ sung số hiệu của điểm tọa độ lên mặt
tường vây. Quy cách tường vây được trình bày ở hình 2.5.

Hình 2.5.Quy cách tường vây.
Cạnh tường vây song song với cạnh mốc, chữ viết quay về hướng Bắc.
Kích thước tường vây mốc tọa độ được quy định: rộng 100 cm, dày 20 cm, cao
50 cm;
Kích thước chữ khắc trên tường vây được quy định như sau:
- Dòng chữ cơ quan chủ quản “BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG” và
“CỤC ĐO ĐẠC VÀ BẢN ĐỒ VIỆT NAM” cao 4,0 cm, rộng 2,5 cm, sâu 0,5 cm, lực
nét 0,5 cm;
- Các chữ khác: cao 3,0 cm, rộng 2,0 cm, sâu 0,5 cm, lực nét 0,5 cm.
12

Mốc và tường vây phải được làm bằng bê-tông đạt mác M25 (39 TCVN
6025:1995) trở lên. Mốc phải được đổ trước rồi mới đem chôn. Trường hợp địa hình
khó khăn được phép đổ trực tiếp ở thực địa. Tường vây đổ trực tiếp ở thực địa.
Thời gian từ khi đổ bê tông đến khi tháo khuôn phụ thuộc vào thời tiết nhưng
không được ít hơn 48 giờ đối với mốc cấp 0 được thiết kế nối với ITRF và không ít hơn
24 giờ đối với các mốc còn lại.
Mốc được chôn sâu dưới đất, mặt trên của mốc có nắp đậy bằng bê-tông cách mặt
đất 30cm. Sau khi chôn mốc xong mới tiến hành đổ bê-tông tường vây. Mặt tường vây
phải cao hơn so với mặt đất 20cm. Sau khi chôn mốc và tường vây xong phải đổ đất
vào trong khuôn viên tường vây để bảo vệ mốc.
Khi chôn mốc ở các khu vực có mực nước ngầm cao, đất mềm hoặc đầm lầy thì

trước hết phải đầm chặt lớp đất dưới đáy hố, đóng cọc có chiều dài tối thiểu 1m, đường
kính 0,1m ở dưới, phía trên cọc phải lót thêm một lớp đá dăm hoặc sỏi rồi mới tiến
hành chôn mốc. Khi chôn mốc ở vùng đất phèn chua, nước mặn phải lựa chọn loại xi-
măng thích hợp. Tuyệt đối không chọn, chôn mốc cấp 0 ở những khu vực này.
Mép mốc và mép tường vây song song với nhau, chữ viết trên mặt mốc và mặt
tường vây quay về đúng hướng Bắc.
Khi chôn mốc phải làm ván dọi điểm để đưa tâm các tầng mốc trùng nhau theo
phương dây dọi. Ván dọi không được cao hơn mặt đất 1,5m. Độ lệch tâm giữa các tầng
mốc không được vượt quá 2mm đối với mốc trong lưới tọa độ cấp 0 và 3mm đối với
các lưới tọa độ hạng II và III. Chiều cao giữa tâm các tầng mốc được đo bằng thước
thép chính xác tới mm.
Sau khi việc chôn mốc và đổ tường vây kết thúc, phải tiến hành lập ghi chú điểm
và biên bản bàn giao mốc cho địa phương. Ghi chú điểm phải được điền viết đầy đủ, rõ
ràng, chính xác, đảm bảo thuận tiện và dễ dàng cho người sử dụng. Biên bản bàn giao
mốc phải kèm theo sơ đồ vị trí và tình trạng mốc tại thực địa cho UBND xã, phường,
thị trấn với sự có mặt của chủ sử dụng đất hoặc chủ sở hữu công trình nơi đặt mốc.
Khi kết thúc quá trình chôn mốc phải tiến hành tu chỉnh tài liệu và giao nộp các
sản phẩm sau:
a) Ghi chú điểm tọa độ;
b) Biên bản bàn giao mốc tọa độ;
c) Báo cáo chất lượng về quá trình chôn mốc, xây tường vây;
d) Các biên bản kiểm tra nghiệm thu cấp đơn vị thi công.
2.4. Máy đo và kiểm nghiệm máy
2.4.1. Máy đo
Máy đo góc hay còn gọi là máy kinh vĩ (Theodolite) dùng đo góc ngang và góc
thiên đỉnh. Phân chia cấp hạng theo độ chính xác gồm:
- Máy có độ chính xác cao: SSTP đo góc điều kiện tiêu chuẩn
;
- Máy có độ chính xác khá: ; - Máy có độ
chính xác kỹ thuật: .

Trong công tác thành lập lưới toạ độ quốc gia, chỉ sử dụng loại máy có độ chính
xác cao và khá.
13

Máy kinh vĩ quang cơ có bàn độ được chế tạo từ thuỷ tinh pha-lê. Nhà sản xuất
khắc vạch trực tiếp trên bàn độ. Khi đo, người sử dụng đọc số trực tiếp thông qua bộ đo
cực nhỏ (ống kính phóng đại) để nhận giá trị hướng.
Máy kinh vĩ điện tử ra đời năm 1960. Bảng 2.2 thống kê một số loại máy thông
dụng hiện nay trên thế giới.
Bảng 2.2

Bàn độ của máy toàn đạc điện tử hiện nay có 3 loại:
- Loại mã hoá giá trị tuyệt đối của góc;
- Loại xác định lượng dịch chuyển của góc (loại tương đối); -
Loại bàn độ động.
Cùng với việc đo góc ngang, tại các điểm toạ độ còn đo góc đứng. Góc đứng được
dùng để tính số hiệu chỉnh trị đo và để tính chênh cao lượng giác. Đương nhiên, phải đo
chiều cao máy, chiều cao gương, yếu tố quy tâm, nhiệt độ, áp xuất, độ ẩm không khí,
để tính số hiệu chỉnh tương ứng cho các trị đo và phục vụ nghiên cứu khoa học.
Từ những năm 1960, máy đo khoảng cách điện tử đã được sử dụng. Máy đo
khoảng cách điện tử sử dụng sóng vô tuyến có ưu điểm đo được khoảng cách xa tới 60
km, nhưng nhược điểm là độ chính xác thấp, nên gần đây đã không sử dụng.
Hiện nay, máy đo dài sử dụng sóng ánh sáng hoạt động theo nguyên lý phát xung
được dùng phổ biến. Nguyên tắc đo khoảng cách như sau: Máy phát tín hiệu hình sin
dao động của bộ tạo sóng, từ đó tách 2 đường: Một đường dẫn vào bộ đếm xung, đường
kia dẫn vào bộ điều biến rồi chuyển qua bộ phận phát tín hiệu, Sau khi tín hiệu phản xạ
gương quay về máy, tín hiệu thu được sẽ thông qua đồng hồ đếm xung và bộ xử lý giải
ngay ra cạnh.
Hiện nay, thế giới sử dụng sóng Laser trong máy Toàn đạc điển tử. Do đặc điểm
tập trung năng lượng của tia Laser, máy có thể phản xạ được ở những bề mặt không

phẳng như gương quang học, do đó có thể đo khoảng cách không cần gương.
Độ chính xác đo khoảng cách trên máy toàn đạc điện tử:

Khi khoảng cách ngắn, có thể dùng công thức:
trong đó, a (mm) là thành phần cố định do nhà sản xuất đưa ra, b (mm) là thành phần tỷ
lệ thuận với chiều dài cần đo, D là khoảng cách đo tính theo km.
Bảng 2.3. Máy đo khoảng cách điện tử thông dụng
14


Bảng 2.4. Một số máy toàn đạc điện tử thông dụng

Các máy toàn đạc điện tử hiện đại có thể tự động dò tìm gương phản xạ đặt tại
điểm đo, tự động quan trắc và lưu trữ dữ liệu.
2.4.2. Kiểm nghiệm máy
Trước khi đưa máy kinh vĩ ra sử dụng nhất thiết phải tiến hành kiểm tra, kiểm
định chất lượng các bộ phận của nó. Nếu phát hiện thấy máy chưa đảm bảo độ chính
xác yêu cầu thì phải điều chỉnh, tìm biện pháp khắc phục hoặc đưa vào xưởng sửa
chữa.
Trong quá trình thao tác đo ngoài thực địa, phải đưa số cải chính về nhiệt độ, áp
xuất không khí, độ ẩm không khí, vào trị đo. Ngoài ra, cần lựa chọn quy trình đo hợp
lý để giảm và loại trừ sai số.
1/ Kiểm tra chất lượng các phụ kiện máy: Đây là việc làm trước khi nhận máy. Các
phụ kiện như hòm đựng máy phải chắc chắn, chân máy phải vững, các ốc cân đế máy
cũng như các ốc hãm, ốc vi động, phải làm việc bình thường, ống kính và bàn độ
sáng rõ, rọi tâm quang học sáng, thang đọc số, vạch khắc chữ thập rõ và sắc nét.
2/ Kiểm nghiệm và điều chỉnh ống thuỷ:
Ống thuỷ dài: Điều kiện hình học của ống thuỷ dài là trục LL của nó phải vuông góc
với trục đứng VV của máy (hình 2.6a). Bước 1, đặt ống thuỷ dài song song với hai ốc
cân 1 và 2, dùng 2 ốc cân này đưa bọt thuỷ về giữa (hình 2.6b). Bước 2, xoay máy

90 độ (hình 2.6c), dùng ốc cân 3 đưa bọt nước vào giữa. Bước 3, xoay máy đi 180 độ,
nếu bọt nước vẫn nằm giữa ống thuỷ là đảm bảo điều kiện LL VV. Nếu độ lệch vượt
15

quá ½ khoảng chia trên ống thuỷ (> 1 mm) thì phải điều chỉnh. Đây chính là thao tác
cân máy.

Hình 2.6.
Điều chỉnh ông thuỷ dài: Dùng que thép đưa bọt nước trở về ½ độ lệch, nửa còn
lại dùng ốc cân thứ 3 của đế máy. Sau đó, kiểm tra lại lần nữa cho đến khi đạt yêu cầu.
Ống thuỷ tròn: Sau khí làm xong ống thuỷ dài, nếu bọt nước trên ống thuỷ tròn bị
lệch. Dùng que điều chỉnh ốc cân đưa bọt thuỷ tròn vào tâm.
3/ Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh chỉ chữ thập
Màng chỉ chữ thập phải thoả mãn: chỉ đứng phải nằm trong mặt phẳng chứa trục
ngắm CC của ống kính, còn chỉ ngang nằm trong mặt phẳng chứa trục quay HH của
ống kính.
Sau khi cân bằng máy chính xác, ngắm một sợi dây dọi treo ở nơi lặng gió. Nếu
thấy chỉ đứng trùng với dây dọi là thoả mãn yêu cầu. Nếu không đạt yêu cầu, phải nới
16

lỏng 4 ốc ở kính mắt để xoay màng chữ thập sao cho trùng với dây dọi. Có thể thực
hiện thao tác này nhiều lần cho tới khi đạt yêu cầu.
Để kiểm tra chỉ ngang. Ta đưa ống kính ngắm đến một điểm cố định M nào đó
trên tường. Cố định ống kính, dùng ốc vi động ngang quan sát điểm M. Nếu vị trí điểm
M trùng khớp với vạch chỉ ngang là đạt yêu cầu. Nếu chưa trung khớp thì phải điều
chỉnh. Thông thường, chỉ cần điều chỉnh chỉ đứng thì chỉ ngang cũng đạt yêu cầu.
4/ Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh sai số trục ngắm của ống kính (2c)
Bản chất của sai số 2c là trục ngắm không vuông góc trục quay của ống kính.
Nhìn từ trên xuống theo mặt cắt ngang, ta thấy rõ điều kiện này (hình 2.7).
Nếu trục ngắm CC trục quay ống kính HH, khi ống kính quay trong góc đứng sẽ

tạo thành mặt phẳng đứng gọi là mặt phẳng ngắm chuẩn tại vị trí N. Nếu CC không
với trục HH, thì khi quay trong không gian sẽ vẽ lên một hình nón, tại vị trí thuận là
điểm L (left-trái) còn vị trí nghịch là điểm R (right-phải). Nếu
CC không vuông góc với HH:

trong đó L’ và R’ là số đọc có chứa sai số 2c.
Từ đó ta có:

Số đọc đúng ở vị trí thuận ống kính là



Hình 2.7
Hiệu chỉnh 2c.
Chọn điểm ngắm A có độ cao bằng độ cao máy. Cân bằng máy chính xác. Tại vị
trí thuận của ống kính, dùng ốc vi động ngang và đứng đưa vị trí A vào tâm chữ thập
ống kính. Đọc số L’ trên bàn độ ngang, ví dụ L’ = 45
0
39’42”. Đảo kính, quay máy
180
0
, ngắm lại điểm A. Đọc số R’, ví dụ R’ = 225
0
40’06”. Ta có
C = [45
0
39’42” – (225
0
40’06” - 180
0

)]/2 = - 12”
Sai số ước đọc (nội suy) trên thang vạch phụ thuộc vào mắt người và thường tuân
theo công thức thực nghiệm:

với t là khoảng chia nhỏ nhất trên thang vạch.
17

Số đọc đúng N = 45
0
39’54”. Dùng ốc vi động ống kính đặt vị trí bàn độ ngang là N.
Lúc này, tâm màng chữ thập lệch khỏi vị trí điểm A. Khoá ống kính. Mở vòng chữ thập
bằng 2 ốc trái phải và dùng que điều chỉnh cho tâm chữ thập về trùng điểm A. Việc làm
này phải nhiều lần mới đạt yêu cầu.
Biện pháp khắc phục hiện tượng sai số 2c: Như đã phân tích trên đây, nếu lấy số đọc
trung bình cả 2 vị trí bàn độ trái phải thì sẽ loại trừ sai số 2c đối với hướng ngang. Điều
quan trọng là độ ổn định của sai số 2c. Biến động của sai số 2c phụ thuộc vào biến
động góc đứng. Do vậy, khi đo góc, cố gắng bố trí các góc nằm ngang (V ).
5/ Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh sai số trục quay ống kính (2i)
Bản chất của sai số 2i là Trục quay HH của ống kính không vuông góc với trục quay
VV của máy. Nếu yêu cầu này không đạt, nghĩa là trục HH bị lệch một góc i với vị trí
nằm ngang, ứng với 2 vị trí trái L và phải R tạo thành góc 2i. Hình 2.8.
Sau khi điều chỉnh sai số 2C (CC HH), nếu tồn tại sai số 2i thì ở vị trí trái và
phải ống kính sẽ tạo thành 2 mặt phẳng giao nhau tại trục CC. Có nghĩa là khi trục
ngắm nằm ngang (V = 0) thì sai số 2i không ảnh hưởng gì đến góc ngang.
Kiểm nghiệm sai số 2i như sau: Đặt máy kinh vĩ cách xa một bức tường khoảng
30m. Cân bằng máy, đặt ống kính nằm ngang (V = 0
0
). Cố định ống kính. Dùng ốc vi
động ngang điều chỉnh ống kính tạo thành một đường nằm ngang HH trên bức tường.

Hình 2.8 Chọn một điểm P trên bức tường khi
trị số góc V > 30
0
. Tại vị trí thuận, ngắm tới P và dùng ốc vi động hạ dần ống kính
xuống chân đường nằm ngang HH được vị trí P
L
. Tương tự, tại vị trí đảo ống kính,
được P
R
. Nếu 2 điểm này trùng nhau thì sai số góc i đạt yêu cầu.
Cách hiệu chỉnh sai số 2i: Chia đôi đoạn P
L
- P
R
được điểm P
O
. Ta thấy góc
, ký hiệu , ta có

vì trị số i rất nhỏ nên

Điều chỉnh sai số
18

Đưa ống kính ngắm vào điểm P
0
sao cho trùng tâm chữ thập, hãm bàn độ, dùng ốc vi
động từ từ nâng ống kính lên điểm P. Vì có sai số 2i nên bây giờ tâm chữ thập không
trùng điểm P mà là P’. Để điều chỉnh sai số 2i, ta tháo vỏ bên trái máy, dùng vít nâng
hoặc hạ trục quay HH, sau đó nhìn vào ống kính sao cho tâm chữ thập trùng điểm P thì

dừng.
Biện pháp hạn chế sai số 2i: các góc bằng trong một trạm đo nên có chiều cao đều
nhau, tốt nhất bằng độ cao máy (hạn chế cả biến động 2C), đồng thời đo cả hai bàn độ
trái và phải.
6/ Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh sai số chỉ tiêu bàn độ đứng (MO)
Khi trục ngắm CC nằm ngang, góc đứng V = 0, thì đường nối 2 vạch 0
0
– 180
0
trên bàn
độ đứng phải trùng với vạch chuẩn đọc số (vạch 0 của thang khắc vạch). Nếu điều kiện
này không đảm bảo sẽ phát sinh sai số chỉ tiêu MO. Bản chất sai số MO chính là số đọc
thực tế so với số đọc lý thuyết 0
0
00’00”. Nếu đã hiệu chỉnh tốt sai số 2C và 2i thì có 2
nguyên nhân gây ra sai số MO: 1/ Bộ phận cân bằng (ống thuỷ dài hoặc con lắc tự cân
bằng) không chuẩn; 2/ Giao điểm màng chữ thập bị dịch chuyển theo hướng dây dọi.
Trị số MO chỉ xác định được khi góc đứng V được đo ở 2 vị trí bàn độ. Khi ngắm
điểm P ở 2 vị trí thuận đảo ống kính, thì góc hợp bởi trục ngắm CC với đường thẳng
nằm ngang HH là góc V. Vì vạch chuẩn 0 của thang khắc vạch không trùng đường nằm
ngang HH nên sinh ra sai số chỉ tiêu MO. Hình 2.9.

Hình 2.9.
Xét vị trí thuận ống kính, ta có: V = L’ – MO, còn vị trí đảo ống kính: V = 360
0
–
R’+MO, lấy hiệu hai biểu thức, ta có:

Tuỳ theo cách khắc vạch trên bàn độ đứng của các máy sẽ khác nhau là MO hay MZ.
Cách điều chỉnh sai số chỉ tiêu MO (hoặc MZ):

 Đối với máy có gắn ống thuỷ dài: Ngắm chính xác điểm P tại tâm chữ thập ống
kính, dùng ốc cân bằng của ống thuỷ đưa bọt nước vào giữa, đọc số L’. Đảo ống kính
đọc được số R’. Tuỳ theo từng loại máy, giá trị MO và V như sau:
T 30, T5: MO = 0,5 (L’+R’+180
0
); V = L’-MO;
2T30, 2T5, 2T5K: MO = 0,5 (L’+R’); V = L’-MO;
3T5K: MO = 0,5 (L’-R’); V = L’-MO;
2T2, 3T2K: MZ = 0,5 (L’+R’-360
0
); Z = L’-MZ;
19

T2: MZ = 0,5 (L’+R’+360
0
); Z = L’-MZ.
Tính trị số V hoặc Z và dùng ốc cân bằng của ống thuỷ dài đặt trị số này trên bàn
độ đứng. Lúc này bọt nước trong ống thuỷ dài sẽ bị lệch. Dùng que tăm thép điều chỉnh
ống thuỷ cho bọt nước vào giữa là được. Quá trình này phải thực hiện vài lần mới đạt
yêu cầu.
 Đối với máy dùng bộ cân bằng tự động: Có thể tiến hành tương tự như trên,
nhưng lúc điều chỉnh ốc cân bằng ống thuỷ dài thì phải mở máy, ốc đặc biệt này nằm
bên trong vỏ máy. Cách thứ hai như sau: Đặt ống kính trùng hướng với 1 trong 3 ốc cân
bằng máy. Sau khí ngắm điểm P. Dùng ốc cân bằng máy này vặn lên hoặc xuống để đặt
trị số V hoặc Z đã tính lên bàn độ đứng. Nếu trị số V hoặc Z sau lần thuận đảo ống kính
có hiệu số vượt hạn sai cho phép thì đưa máy về xưởng để sửa chữa.
Biện pháp khắc phục sai số chỉ tiêu MO hoặc MZ: Nhất thiết phải đo 2 vị trí thuận đảo
ống kính, sau đó lấy trung bình, giá trị sai số này sẽ bị triệt tiêu trong góc đứng đã đo.
7/ Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh dọi tâm quang học
Điều kiện của dọi tâm quang học là quang trục của nó phải trùng với trục quay của

máy, đồng thời trùng với tâm của vòng tròn trong ống ngắm dọi tâm.
Kiểm nghiệm: đặt 1 tờ giấy trắng trên nền phẳng dưới chân máy. Sau khi cân máy
chính xác. Tại mỗi vị trí chia 1/3 vòng tròn, đánh dấu tâm quang học trên giấy trắng.
Nếu 3 vị trí này trùng nhau thì tâm quang học rất tốt. Nếu tạo ra một tam giác sai số thì
phải điều chỉnh. (Hình 2.10).

Hình 2.10.
Điều chỉnh tam giác sai số của dọi tâm quang học: Lấy điểm trọng tâm của tam giác
sai số đó. Mở 4 ốc điều chỉnh của màng khắc vạch vòng tròn trong dọi tâm quang học,
điều chỉnh cho tâm màng khắc vạch vào đúng điểm tâm của tam giác sai số, cố định 4
ốc đó lại.
Trên đây trình bày 7 mục kiểm nghiệm và điều chỉnh cơ bản đối với máy kinh vĩ
quang cơ. Đối với máy kinh vĩ có độ chính xác cao, người ta còn tiến hành kiểm định
độ lệch tâm của bàn độ ngang và đứng, kiểm định sai số do khắc vạch không đều nhau
trên bàn độ, kiểm định sai số của bộ đo cực nhỏ. Những mục kiểm định này thường tiến
hành trong xưởng chuyên nghiệp.
2.4.3. Máy kinh vĩ và toàn đạc điện tử
1/ Cấu tạo máy kinh vĩ điện tử (Digital Theodolite)
20

Máy kinh vĩ điện tử còn gọi là máy kinh vĩ số xuất hiện từ những năm 70 của thế
kỉ 20. Thay cho bàn độ quang học như máy kinh vĩ quang học, một bàn độ được mã
hoá chính xác đến 1/100 giây, thông qua bộ vi xử lý CPU (Central Processing Unit) mà
trị số hướng đo được thể hiện trên màn hình tinh thể lỏng hoặc lưu trữ trong bộ nhớ của
máy, khi nội nghiệp có thể trút dữ liệu về máy vi tính. Để chọn chương trình đo, cài đặt
các số cải chính vào hướng đo được thực hiện thông qua bàn phím trên máy.
Như vậy, cơ bản máy kinh vĩ điện tử cũng như máy kinh vĩ quang cơ. Chỉ có điểm
khác là có bàn phím và màn hình, nguồn điện nuôi máy như pin hoặc ac-quy, bộ nhớ
trong và cổng trút dữ liệu.
2/ Bàn độ điện tử mã hoá

Hình 2.11 mô tả bàn độ của máy kinh vĩ điện tử. Bao gồm bóng đèn Z, tụ điện, 2
diod quang điện A và B, hệ thấu kính 0
1
, 0
2
, P
1
, P
2
, P
3
, P
4
, P
5
, P
6
. Từ đó tạo ra trên bàn
độ pha-lê các vòng tròn đồng tâm, mỗi vòng tròn đồng tâm có cá khoảng đen- trắng.
Khoảng trắng cho ánh sáng đi qua, còn khoảng đen giữ ánh sáng lại.

Hình 2.11.
Nếu gọi n là số lượng các vòng tròn, thì toàn bàn độ có 2n vùng mã hoá (mã nhị phân).
Có 16 vùng đánh số tử 0 đến 15. Vậy mỗi vùng mã hoá có giá trị 360/16 = 22,5
0
.
Vì phía dưới bàn độ có đèn Z và 2 diod quang điện A và B, nên khi có ánh sáng đi qua
khoảng trắng sẽ tạo thành dòng điện, đi qua khoảng đen sẽ tạo thành dòng điện rất yếu.
Gán trạng thái có ánh sáng đi qua là 1 thì trang thái không có ánh sáng qua sẽ là 0. Nối
kết quả đọc này với máy đếm xung điện từ, sau khi giải mã ta sẽ nhận được trị số

hướng đo. Thông qua bộ vi xử lý kết hợp với các lệnh trên bàn phím, các trị số này
được hiển thị trên màn hình và lưu trữ vào bộ nhớ trong.
Ngày nay, máy kinh vĩ điện tử được kết hợp với máy đo khoảng cách điện tử (EDM-
Electronic distance measure) tạo thành máy toàn đạc điện tử (Total Station).
Thực tế hiện nay không dùng máy kinh vĩ điện tử.
3/ Máy toàn đạc điện tử (Total Station)
21

Máy toàn đạc điện tử hiện nay khá thông dụng, được nhiều hãng trên thế giới sản xuất.
Độ chính xác đo có thể từ trung bình đến cao, tùy theo yêu cầu của người làm công tác
trắc địa.
Toàn đạc điện tử thực hiện các chương trình phổ thông sau:
- Nhập toạ độ trạm máy;
- Định hướng bàn độ;
- Giao hội nghịch;
- Đưa toạ độ và độ cao thiết kế ra thực địa;
- Đo khoảng cách gián tiếp;
- Tính diện tích khép vùng;
- Đo chi tiết thành lập bản đồ.

Hình 2.12. Leica TPS 1100;
Kiểm định các sai số 2C và MO giống như máy kinh vĩ quang học. Điều kiện hình của
hai nguồn sai số này được lưu trữ và hiệu chỉnh trong quá trình đo.
Các số cải chính điều kiện khí tượng ppm được nhập vào qua bàn phím của máy, nhằm
hiệu chỉnh trị đo khoảng cách.
22

Hằng số K của gương phản xạ cũng cần khai báo khi ta dùng gương của dòng máy
khác. Trong quá trình đo, màn hình hiển thị các hằng số K và ppm.
Trong thực tế sản xuất, khi sử dụng máy nào, chúng ta cần tìm hiểu và nắm vững các

quy trình thao tác đo của máy đó thông qua lý lịch máy được nhà sản xuất đính kèm
trong hòm máy.
4/ Nguyên tắc đo khoảng cách điện tử
Giả sử cần đo khoảng cáh giữa 2 điểm A – B, máy đặt tại A, gương phản xạ đặt tại B.
Tín hiệu đo được phát đi từ máy tại A, đến B sau đó quay trở lại A. Xác định hiệu pha
của tín hiệu phát đi so với tín hiệu trở về, ta có khoảng thời gian mà tín hiệu đi qua
2 lần khoảng cách A-B. Căn cứ tốc độ truyền sóng (Nu), ta tính được khoảng cách
cần đo như sau:

Tốc độ truyền sóng điện từ được tính theo tốc độ truyền trong chân không C với
chiết xuất môi trường n theo công thức:

Máy đo khoảng cách điện tử được chia 2 loại, đo pha và đo xung.
 Đối với loại đo pha, khoảng thời gian tín hiệu lan truyền giữa 2 lần khoảng cách
cần đo xác định như sau:

trong đó, là hiệu pha của tín hiệu đi-về;
là tốc độ góc;
f là tần số của tín hiệu;
N là số nguyên lần chu kì nhận được; là
phần lẻ của chu kỳ dao động của tín hiệu.
Công thức tổng hợp như sau:

Từ (2.3) ta thấy rằng, đo khoảng cách bằng máy toàn đạc điện tử thực chất là đo
khoảng cách bằng thước mẫu có chiều dài , trong đó cần biết số nguyên lần
thước mẫu N và phần lẻ của thước mẫu chứa khoảng cách cần đo. Để xác định N, cần
biết trước khoảng cách cần đo hoặc sử dụng từ 2 tần số trở lên. Việc xác định phần lẻ
thực hiện ngay trên máy đo với độ chính xác 1% chu kỳ.
 Máy đo khoảng cách theo phương pháp xung khá phổ biến hiện nay, vì nó trực tiếp
xác định được với độ chính xác cần thiết mà không cần phải đo ở 2 tần số.

Nguyên tắc như sau: Tín hiệu đo dạng dao động hình sin nhận được từ bộ tạo
sóng dẫn đến bộ tạo xung để từ đó tách theo 2 đường: 1/ dẫn vào bộ đếm xung; 2/ dẫn
tới bộ điều biến, sau đó chuyển sang bộ phận phát xạ để tới gương phản xạ. Tín hiệu
phản xạ rồi quay trở lại máy thu. Tiếp theo, tín hiệu được dẫn đến đồng hồ đếm xung.
23

Bộ đếm xung tính được số n xung đã phát, bộ xử lý giải ngay ra cạnh. Nếu kí hiệu T là
chu kỳ của xung, n là số xung đếm được. Ta có:

Thay (2.4) vào (2.3), ta được:

trong đó, d là chiều dài một xung.
Vậy thì khi chọn trước giá trị d ta có thể xác định được chiều dài cần đo.
Loại xung laser có đặc điểm là tập trung năng lượng, đi thẳng nên hiện nay người
ta đã chế tạo loại máy đo khoảng cách điện tử sử dụng laser và đo không cần gương ở
khoảng cách gần (dưới 300 m). Dòng máy TPS của Leica tự động tìm điểm đo nhờ bộ
dẫn đường điện tử.
CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG LƯỚI ĐỘ CAO NHÀ NƯỚC
3.1. Các chỉ tiêu kỹ thuật lưới độ cao Một
số từ ngữ chuyên dùng cần nhớ:
Lưới độ cao quốc gia: là lưới khống chế về độ cao thống nhất trong toàn quốc.
Phương pháp đo cao hình học: là phương pháp đo chênh cao giữa 2 điểm bằng
một tia ngắm nằm ngang của máy thuỷ chuẩn.
Mực chuẩn “0”: Là mực nước biển trung bình từ quan trắc nhiều năm tại trạm
nghiệm triều khởi tính.
Độ cao chuẩn: Độ cao chuẩn của một điểm là khoảng cách tính theo phương dây
dọi(đường sức trọng trường trái đất) từ điểm đó đến mặt Kvazigeoid.
Mốc cơ bản: Là mốc độ cao có thiết kế đặc biệt, có độ ổn định cao được chôn
chìm ở những vị trí quan trọng hoặc chôn cách nhau theo một khoảng cách quy định
trên đường độ cao.

Mốc thường: Là mốc độ cao được thiết kế theo quy địnhthông thường được chôn
cách nhau khoảng từ 3đến 6km tùy theo điều kiện địa hình trên tất cả các đường độ
cao hạng I, II, IIIvà IV.
Điểm nút: Là giao điểm của ít nhất 3 đường độ cao cùng cấp hạng.
Điểm tựa: Là điểm độ cao hạng cao hoặc cùng hạng đã có từ trước mà điểm đầu
hoặc điểm cuối của đường độ cao mới được đo nối vào.
Sai số khép: Là chênh lệch giữa giá trị đo được sau hiệu chỉnh với giá trị độ cao
gốc.
Lưới độ cao quốc gia là lưới khống chế về độ cao thống nhất trong toàn quốc,
được đo theo phương pháp đo cao hình học, là cơ sở để xác định độ cao phục vụ cho
nhu cầu phát triển kinh tế xã hội, quốc phòng và nghiên cứu khoa học ở Việt Nam.
Lưới độ cao quốc giađược xây dựng theo trình tự từ hạng I, II đến III, IV.
Lưới độ cao hạng I, II quốc gialà cơ sở để phát triển và khống chế các lưới độ
cao hạng III, IV. Lưới độ cao hạng III, IVtrực tiếp phục vụ cho các mục đích khác
nhau.
Lướiđộ cao quốc gia lấy mực nước biển trung bình quan trắc nhiều năm tại trạm
nghiệm triều Hòn Dấu (Đồ Sơn, Hải Phòng)làm mực chuẩn “0”về độ cao.Độ cao
trong lưới độ cao quốc gia được tính theo hệ thống độ cao chuẩn.
24

Lưới độ cao hạng I gồm những đường hạng I nối với nhau. Lưới độ cao hạng II
gồm những đường hạng II nối với nhau hoặc đường hạng I và II nối với nhau tạo thành
các vòng khép.
Các đường độ cao hạng I, II được bố trí dọc theo đường giao thông chính, ở
những vùng đi lại khó khăn thì bố trí dọc theo đường đất ổn định hoặc dọc theo bờ
sông lớn.
Chu kỳ đo lặp lại tất cả các đường độ cao hạng I, II từ 20 đến 25 năm; trong
trường hợp do hoạt động kiến tạo địa chất ảnh hưởng trực tiếp đến mạng lưới độ cao
Quốc gia thì có thể rút ngắn thời gian của chu kỳ đo lặp.
Lưới độ cao hạng III, IV được phát triển từ các mốc hạng I, II và được thiết kế

thành các đường đơn, hoặc thành đường vòng khép kín. Trường hợp địa hình thật
khó khăn đường độ cao hạng III, IV được thiết kế thành đường treo (không khép với
hạng cao).
Chiều dài đường đo độ cao các hạng (tính theo km) không được dài hơn quy định
nêu ở bảng 1.
Bảng 3.1 Chiều dài tối đa đường độ cao theo cấp hạng

Đường độ cao hạng I được xây dựng với độ chính xác cao nhất bằng thiết bị và
công nghệ tốt nhất tại thời điểm đó. Đường độ cao hạng I được đo đi, đo về bằng hai
hàng mia (đối với máy thủy chuẩn điện tử đo 1 hàng mia) và đảm bảo sai số trung
phương ngẫu nhiên của chênh cao trung bình đo đi đo về trên 1 km không được vượt
quá 0,50 mm (đối với máy thủy chuẩn điện tử là 0,40 mm), sai số trung phương hệ
thống không được vượt quá 0,05 mm.
Đường độ cao hạng II được đo đi đo về bằng một hàng mia và đảm bảo sai số
trung phương ngẫu nhiên của chênh cao đo đi đo về trên 1 km không được vượt quá
1,00 mm, sai số trung phương hệ thống không được vượt quá 0,15 mm.
Sau khi xử lý sơ bộ kết quả đo cao ở bảng tính khái lược, cần tính sai số trung
phương ngẫu nhiên và sai số hệ thống như sau:


trong đó: là SSTP ngẫu nhiên trên 1 km;
là SSTP hệ thống trên 1 km;
SS khép chênh cao đo đi về trong một đoạn, mm; Đối với hạng I thì chính
là hoặc
25


R là chiều dài đoạn đo tính bằng km;
L :Chiều dài phần đường đo chịu ảnh hưởng sai số hệ thống giống nhau tính bằng km;
S :Số tích lũy các sai số hệ thốngcủa kết quả đo đi so với đo về, ứng với phần đường

L, tính bằng mm;
Nếu đường đo độ cao dài quá 600km thì chia làm nhiều phần để tính.
Đường độ cao hạng III được đo đi, đo về bằng một hàng mia. Đường độ cao hạng
IV chỉ đo một chiều bằng một hàng mia. Đối với đường hạng IV treo, cần phải đo
ngắm theo một trong các phươngpháp dưới đây:
a) Đo đi và đo về;
b) Đo theo một chiều bằng hai hàng mia.
Sai số khép đường hoặc khép vòng của mỗi cấp hạng không được lớn hơn quy
định tại bảng 3.2 dưới đây (đơn vị tính là mm).
Bảng 3.2. Quy định giới hạn sai số khép đường, khép vòng độ cao theo cấp hạng.

Khi tính chênh cao đo được giữa các mốc độ cao hạng I, II và hạng III ở vùng núi,
vùng mỏ phải đưa các số hiệu chỉnh chiều dài mia, hiệu chỉnh nhiệt vào kết quả đo và
tính chuyển về hệ độ cao chuẩn.
Khi tính chuyển về hệ độ cao chuẩn thì số cải chính phải cộng vào chênh cao
đo được trước khi tính sai số khép. Trường hợp chưa đủ số liệu trọng lực để tính
chuyển về hệ độ cao chuẩn thì chênh cao đo được phải hiệu chỉnh về hệ độ cao gần
đúng .
Khi đo chuyền độ cao tuỳ theo yêu cầu về độ chính xác của điểm chuyền độ cao
để quyết định cấp hạng đo ngắm. Trường hợp địa hình không cho phép được đo rẽ
nhánh. Đo độ cao rẽ nhánh phải bắt đầu từ điểm có cấp hạng cao hơn. Chiều dài đường
nhánh không vượt quá 50 km.
Trên đường độ cao các hạng phải chôn mốc hoặc gắn dấu mốc lâu dài để lưu giữ
lại độ cao. Phân biệt hai loại mốc độ cao: mốc cơ bản(mốc gắn 2 dấu mốc) và mốc
thường (mốc gắn 1 dấu mốc). Khoảng cách giữa hai mốc gọi là đoạn, một số đoạn tạo
thành chặng.
Mốc độ cao lâu dài gồm 2 loại:
a/ Loại “mốc cơ bản” có loại chôn chìm và loại gắn vào vỉa đá ngầm. Cách mốc