Cấu tạo của máy toàn đạc điện tử và ứng dụng chi tiết

Máy toàn đạc điện tử là một cải tiến mang tính cách mạng trong lĩnh vực khảo sát, đo đạc. Dữ liệu đo đạc từ máy toàn đạc mang lại kết quả chính xác, tiết kiệm thời gian và giảm tối đa sai sót không mong muốn. Để có được điều này, cấu tạo máy toàn đạc điện tử tương đối phức tạp, là sự kết hợp giữa nhiều bộ phận khác nhau.

Máy toàn đạc là một thiết bị điện tử/quang học được sử dụng trong khảo sát hiện đại với nhiều tính năng. Cấu tạo máy toàn đạc là một máy kinh vĩ điện tử (chuyển tuyến) được tích hợp với máy đo khoảng cách điện tử (EDM), cùng với bộ lưu trữ dữ liệu nội bộ và/hoặc bộ thu thập dữ liệu bên ngoài.

Cấu tạo máy toàn đạc điện tử

Cấu tạo của máy toàn đạc điện tử tương đối phức tạp, dưới đây là hình ảnh một số bộ phận cơ bản của thiết bị:

Một máy toàn đạc bao gồm bốn thành phần chính: EDM (Đo khoảng cách điện tử), máy kinh vĩ điện tử, bộ vi xử lý và màn hình điện tử. Trong đó:

EDM (Đo khoảng cách điện tử)

Đối với EDM, chức năng chính của EDM là đo khoảng cách từ máy toàn đạc đến gương phản xạ. Nó sử dụng năng lượng điện từ (EM) để xác định độ dài của một đường dây. Có nhiều loại EM khác nhau, quang điện (hồng ngoại hoặc laser). Bản chất của gương phản xạ phụ thuộc vào loại EM được sử dụng. Môi trường thụ động (lăng kính) được sử dụng với EM quang điện nhưng nếu sử dụng sóng laser thì cần có máy thu/máy phát thứ hai.

EDM không xác định khoảng cách bằng cách đo thời gian di chuyển của tín hiệu EM. Thay vào đó, nó sử dụng cấu trúc tín hiệu và xác định độ lệch pha. Tín hiệu EM có dạng sóng hình sin. Dạng sóng lặp lại sau mỗi 360°. Khoảng cách giữa các đầu dạng sóng là bước sóng. Máy toàn đạc không có gương phản xạ đo thời gian di chuyển của các xung laser và từ đó có thể xác định tổng khoảng cách giữa thiết bị-bề mặt-thiết bị. Điều này là do chúng sử dụng các xung ngắn của ánh sáng laser năng lượng cao có khả năng bật ra khỏi các bề mặt.

Tích hợp máy kinh vĩ điện tử

Chức năng của máy kinh vĩ là đo góc ngang và góc dọc. Máy kinh vĩ độc lập hoạt động bằng cách kết hợp quả dọi quang học, bong bóng cân bằng và các vòng tròn được hiệu chỉnh để tìm ra các góc nói trên. Bộ giảm chấn quang học đảm bảo máy kinh vĩ được đặt thẳng đứng phía trên điểm khảo sát. Mức bong bóng đảm bảo thiết bị ở mức ngang bằng với đường chân trời. Các vòng tròn được hiệu chỉnh, một dọc và một ngang, cho phép người dùng đọc các góc ở cả hai trục.

Tuy nhiên, khi được tích hợp vào máy toàn đạc, người ta không thể nhìn thấy các vòng tròn đã được hiệu chỉnh. Trường hợp tương tự cũng áp dụng cho máy kinh vĩ điện tử. Các góc ngang và dọc được đo và truyền tới màn hình điện tử.

>>> Tham khảo: So sánh máy toàn đạc và máy kinh vĩ – Nên chọn loại nào?

Bộ vi xử lý

Trước khi có bộ vi xử lý, những người khảo sát đã có rất nhiều phép tính toán học. Vì khoảng cách được đo bằng EDM là khoảng cách dốc nên người khảo sát phải giảm nó xuống khoảng cách theo phương ngang theo cách thủ công cho mỗi phép đo được quan sát.

Đó chưa phải là tất cả, trước khi máy kinh vĩ và EDM được kết hợp để tạo thành thiết bị máy toàn đạc, người đo đạc trước tiên sẽ đo góc đứng bằng máy kinh vĩ, tháo máy kinh vĩ và thay thế bằng EDM để đo khoảng cách độ dốc ( trên cùng một máy kinh vĩ). Việc lắp và tháo như vậy đã gây ra lỗi bù đắp.

Do đó, bộ vi xử lý của máy toàn đạc đã tiết kiệm rất nhiều công sức cho người khảo sát. Nó thực hiện các chức năng sau:

• Trung bình nhiều phép đo góc
• Tính trung bình nhiều phép đo khoảng cách
• Tính toán khoảng cách ngang và dọc
• Cung cấp các hiệu chỉnh về nhiệt độ, áp suất và độ ẩm
• Tính toán nghịch đảo, cực và cắt bỏ
• Tính tọa độ X, Y và Z

Màn hình điện tử

Phần cuối cùng trong cấu tạo của máy toàn đạc điện tử là màn hình điện tử. Về cơ bản chức năng của nó là cung cấp hình ảnh trực quan về những gì đang xảy ra trong máy toàn đạc. Tùy thuộc vào nút được nhấn, nó sẽ giúp người dùng điều hướng đến các mục menu khác nhau. Nó cũng cho phép nhập chiều cao của thiết bị và gương phản xạ cũng như truy cập vào dữ liệu được lưu trữ. Nó hiển thị khoảng cách ngang, khoảng cách dọc, góc ngang và góc dọc, sự khác biệt về độ cao của hai điểm quan sát và cả ba tọa độ của các điểm quan sát (XYZ).

Máy toàn đạc đã đi được một chặng đường dài về mặt công nghệ phức tạp. Ngày nay, một số loại máy toàn đạc tích hợp nhận dạng mục tiêu tự động (ATR), chỉ cần một người dùng vì người khảo sát có thể điều khiển thiết bị của mình từ xa (mặc dù điều này còn gây tranh cãi vì thiết bị đôi khi mất mục tiêu và phải trải qua một loạt vòng quay trong một nỗ lực để tự động tìm thấy gương phản xạ).

Hơn nữa, tình trạng khó khăn về tầm nhìn đang được khắc phục bằng máy toàn đạc được tích hợp với máy thu GPS. Tương lai của thiết bị máy toàn đạc sẽ có nhiều thay đổi hỗ trợ hiệu quả người đo đạc.

Với cấu tạo máy toàn đạc điện tử như trên, thiết bị này có khả năng đo khoảng cách bằng khối đo xa điện tử, đo góc ngang, góc đứng bằng hoạt động của khối kinh vĩ điện tử. Phần mềm tiện ích sẽ là nơi xử lý các dữ liệu về cạnh và góc từ đó tính ra các đại lượng theo yêu cầu, đồng thời đây cũng là nơi lưu trữ, quản lý các dữ liệu và kết nối với máy tính.

Ứng dụng của máy toàn đạc điện tử

Máy toàn đạc là một thiết bị đo lường tự động thông minh, tích hợp nhiều chức năng trong một. Dưới đây là các chức năng chính của máy toàn đạc:

• Đo khoảng cách: Máy toàn đạc có khả năng đo khoảng cách từ máy đến điểm đo bằng cách sử dụng công nghệ laser hoặc sóng vô tuyến. Điều này cho phép nó đo được khoảng cách chính xác giữa các điểm trong một không gian ba chiều.
• Đo góc độ: Máy toàn đạc có thể đo góc độ giữa các đoạn thẳng hoặc giữa các điểm trong một mặt phẳng.
• Đo độ cao: Ngoài việc đo khoảng cách và góc độ, máy toàn đạc cũng có thể đo độ cao của các điểm so với một mặt phẳng tham chiếu, chẳng hạn như mặt đất hoặc mặt nước.
• Xác định tọa độ: Dựa trên dữ liệu khoảng cách, góc độ và độ cao, máy toàn đạc có khả năng xác định tọa độ của các điểm trong không gian.
• Thu thập dữ liệu: Máy toàn đạc có thể thu thập dữ liệu địa lý từ các điểm đo và lưu trữ chúng trong bộ nhớ hoặc truyền điều khiển bằng cách kết nối với máy tính hoặc thiết bị lưu trữ khác.
• Tạo bản đồ và biểu đồ: Dữ liệu được thu thập từ máy toàn đạc có thể được sử dụng để tạo ra các bản đồ, biểu đồ và mô hình số hóa của các địa hình và cấu trúc khác nhau.
• Hướng dẫn và điều khiển: Máy toàn đạc đi kèm với phần mềm và giao diện người dùng cho phép người sử dụng hướng dẫn và điều khiển thiết bị để thực hiện các chức năng đo lường và xử lý dữ liệu.
• Định vị GPS: Một số máy toàn đạc có tích hợp hệ thống định vị toàn cầu GPS, cho phép xác định tọa độ của thiết bị trong thời gian thực.

Chính vì những chức năng nổi bật trên, máy toàn đạc điện tử được ứng dụng trong:

• Đo lường và thiết kế công trình xây dựng: Máy toàn đạc được sử dụng để đo lường khoảng cách, góc độ và độ cao trong quá trình thiết kế và xây dựng các công trình như nhà ở, cầu, đường, bệnh viện, trường học và các cơ sở hạ tầng khác.
• Lập bản đồ: Trong địa lý và địa chất, máy toàn đạc được sử dụng để thu thập dữ liệu địa lý và tạo ra bản đồ địa hình, bản đồ địa chất, bản đồ mặt bằng và các loại bản đồ khác.
• Thăm dò và khảo sát địa chất: Máy toàn đạc được sử dụng để thu thập dữ liệu địa chất như kích thước và hình dạng của địa hình, độ cao của địa hình và tạo ra các biểu đồ và bản đồ để phân tích đặc điểm địa chất.
• Đo lường trong nông nghiệp: Trong nông nghiệp, máy toàn đạc được sử dụng để đo lường diện tích đất, độ cao của mặt đất và thậm chí là để quản lý cảnh quan nông trại.
• Đo lường và quản lý môi trường: Máy toàn đạc được sử dụng để đo lường và giám sát môi trường tự nhiên, bao gồm đo lường độ cao của mực nước, thăm dò địa hình dưới nước và xác định các biến đổi trong môi trường.
• Thăm dò dầu khí và khoáng sản: Trong ngành công nghiệp dầu khí và khai thác khoáng sản, máy toàn đạc được sử dụng để thăm dò và định vị các nguồn tài nguyên thiên nhiên như dầu, khí đốt, vàng và kim loại quý khác.
• Quản lý công viên và khu vực dự trữ tự nhiên: Máy toàn đạc được sử dụng để giám sát và quản lý các khu vực dự trữ tự nhiên và công viên quốc gia bằng cách đo lường địa hình, giúp trong việc bảo tồn và bảo vệ môi trường.
• Phục hồi sau thiên tai và tai nạn: Máy toàn đạc có thể được sử dụng để đo lường và phục hồi địa hình sau các thiên tai, động đất hoặc các tai nạn tự nhiên khác bằng cách tạo ra bản đồ và phân tích địa hình mới.

>>> Tham khảo thêm: Máy toàn đạc Hi-Target có tốt không? Có nên mua không?

Bài viết đã tổng hợp thông tin về cấu tạo máy toàn đạc điện tử và ứng dụng của thiết bị trong công tác đo đạc. Để chọn mua máy toàn đạc điện tử công nghệ mới, giá tốt, hỗ trợ khách hàng a-z, vui lòng liên hệ Việt Thanh Group, chúng tôi sẽ tư vấn và giải đáp chi tiết nhất cho quý khách hàng.