Đo cao lượng giác – Công cụ quan trọng trong đo đạc và thiết kế

25/06/2024
41 lượt xem

Đo cao lượng giác là một phương pháp đo đạc quan trọng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Nó giúp các chuyên gia đo chính xác vị trí, góc và độ cao của các điểm, tuyến và hình. Với độ chính xác cao, công nghệ này giúp giảm thiểu sai số, đảm bảo an toàn cho người lao động và giảm thiểu chi phí xây dựng. 

Vậy đo cao lượng giác là gì? Cùng Việt Thanh Group tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé.

Đo cao lượng giác là gì?

Đo cao lượng giác - Công cụ quan trọng trong đo đạc và thiết kế
Đo cao lượng giác là gì?

Đo cao lượng giác (Trigonometry surveying) là một lĩnh vực của đo lường và xây dựng, nhằm xác định vị trí, góc và độ cao của các điểm, tuyến và hình trên mặt đất hay trên không. 

Đo cao lượng giác sử dụng các phương pháp toán học và kỹ thuật để đo lường và vẽ biểu đồ các hình dạng và vị trí của các điểm, tuyến và hình, giúp đảm bảo tính chính xác và độ bền của công trình xây dựng.

Đối với khu địa hình có độ dốc lớn (núi cao) hoặc có chướng ngại vật (sông ngòi, vực sâu,…) thì người ta dùng phương pháp đo lượng giác để xác định độ cao của những điểm lưới khống chế mặt bằng Nhà nước, thành lập lưới khống chế độ cao đo vẽ bản đồ 1:25:000 – 1:10000.

>>> Xem thêm: Đo cao là gì? Phân loại và nguyên lý đo cao trong trắc địa

Các phương pháp đo cao lượng giác

Đo cao lượng giác - Công cụ quan trọng trong đo đạc và thiết kế
Các phương pháp đo cao lượng giác

Có nhiều phương pháp đo cao lượng giác khác nhau, mỗi phương pháp đều có ưu và nhược điểm riêng, tùy thuộc vào điều kiện địa hình, yêu cầu độ chính xác và tính thực tiễn của từng ứng dụng cụ thể. 

Dưới đây là các phương pháp đo cao lượng giác phổ biến:

1. Phương pháp đo cao bằng hàm sin:

Phương pháp đo cao bằng hàm sin dựa trên việc sử dụng định lý tam giác và hàm sin trong lượng giác.

Chúng ta có công thức tính như sau: h = d × sin(θ)

Trong đó: d là khoảng cách, b là độ dài đường cơ sở, A và C là 2 góc đo được.

Ưu điểm: Không cần biết trực tiếp khoảng cách, chỉ cần đo góc.

Nhược điểm: Cần có 2 điểm tham chiếu và đo được 2 góc.

2. Phương pháp đo cao bằng hàm tan:

Phương pháp đo cao bằng hàm tan cũng dựa trên định lý tam giác, nhưng thay vì sử dụng hàm sin, nó sử dụng hàm tan. 

Chúng ta có công thức tính như sau: h = d × tan(θ)

Trong đó: h là chiều cao, d là khoảng cách, và θ là góc nghiêng của đối tượng.

Ưu điểm: 

  • Tương đối đơn giản và dễ thực hiện.
  • Chỉ cần đo góc cao và khoảng cách từ vị trí quan sát đến đối tượng.
  • Phù hợp với nhiều loại địa hình và ứng dụng.

Nhược điểm:

  • Độ chính xác phụ thuộc vào độ chính xác của các phép đo khoảng cách và góc.
  • Không thể đo được độ cao nếu khoảng cách quan sát không đủ lớn so với độ cao đối tượng.

3. Phương pháp đo cao bằng hàm cos:

Phương pháp đo cao bằng hàm cos cũng dựa trên định lý tam giác, nhưng sử dụng hàm cos thay vì hàm sin hoặc tan. 

Chúng ta có công thức tính như sau: h = d × cos(θ)

Trong đó: h là chiều cao, d là khoảng cách, và θ là góc nghiêng của đối tượng.

Ưu điểm:

  • Cũng tương đối đơn giản và dễ thực hiện.
  • Có thể đo được độ cao của các đối tượng ở xa hơn so với phương pháp sử dụng tan.

Nhược điểm:

  • Cần đo được độ chính xác của 2 góc, làm tăng nguồn lỗi.
  • Cần có các thiết bị đo góc chính xác.
  • Không phù hợp với địa hình đồi núi hoặc có nhiều chướng ngại vật.

>>> Xem thêm: Cao độ trong xây dựng là gì? Phương pháp và cách đo cao độ chuẩn nhất

4. Phương pháp đo cao bằng tam giác:

Phương pháp đo cao bằng tam giác dựa trên việc xác định vị trí của đối tượng bằng cách sử dụng hai điểm tham chiếu (baseline) với khoảng cách và góc nhìn đã biết. 

Chúng ta có công thức tính khoảng cách d đến đối tượng là: d = (b – sin(A)) / sin(C)

Trong đó: b là độ dài đường cơ sở, A và C là hai góc đo được từ hai điểm tham chiếu đến đối tượng.

Ưu điểm:

  • Cho phép đo độ cao của các đối tượng ở xa và khó tiếp cận.
  • Có thể áp dụng được với nhiều loại địa hình.
  • Độ chính xác cao hơn so với phương pháp sử dụng tan hoặc cos.

Nhược điểm:

  • Cần đo được 3 thông số (2 khoảng cách và 1 góc) nên phức tạp hơn.
  • Yêu cầu các phép đo chính xác hơn.
  • Khó thực hiện trong môi trường có nhiều chướng ngại vật.

Các thiết bị hỗ trợ đo cao lượng giác

Với sự phát triển của công nghệ hiện đại, ngày nay việc đo đạc lượng giác có nhiều thiết bị chuyên dụng như:

1. Máy kinh vĩ:

  • Máy kinh vĩ là thiết bị quan trọng để đo các góc đứng (góc phương vị) và ngang (góc địa phương). 
  •  Các mẫu hiện đại có thể đo được với độ chính xác lên tới vài giây góc.
  •  Được sử dụng rộng rãi trong các công trình đo đạc địa hình, xây dựng, quân sự.
  •  Có các chức năng như đo góc, đo khoảng cách, định vị điểm.

2. Máy đo khoảng cách:

  • Máy đo khoảng cách được dùng để đo các khoảng cách ngang và nghiêng (khoảng cách thực tế).
  • Có thể sử dụng nguyên lý quang học (đo thời gian phản xạ tia laser) hoặc sóng âm.
  • Độ chính xác cao, phạm vi đo rộng, từ vài mét đến hàng km.
  • Kết hợp với máy đo góc để xác định tọa độ điểm.

3. Máy thủy bình:

  • Máy thuỷ bình được dùng để đo cao độ tương đối giữa các điểm trên mặt đất. 
  • Thích hợp cho các công trình yêu cầu độ chính xác lớn như xây dựng, thủy văn.
  • Cho phép xác định cao độ tuyệt đối so với mực nước biển.

4. Máy đo độ cao radar:

  • Máy đo độ cao radar được dùng để đo độ cao so với mặt đất hoặc mặt nước.
  • Hoạt động dựa trên nguyên lý phản xạ sóng radar.
  • Ứng dụng phổ biến trong lĩnh vực hàng không, không gian.
  •  Có thể đo được độ cao từ vài mét đến hàng km.

5. Máy GPS RTK:

  • Máy GPS RTK sử dụng hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu (GNSS/GPS) để xác định vị trí 3D.
  • Cho phép đo độ cao tuyệt đối so với mực nước biển.
  • Độ chính xác cao, phù hợp với các ứng dụng yêu cầu độ chính xác lớn.
  • Ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như địa chất, quân sự, hàng không.

>>> Xem thêm: Hướng dẫn đo góc bằng máy kinh vĩ chi tiết

Ứng dụng đo cao lượng giác 

Đo cao lượng giác - Công cụ quan trọng trong đo đạc và thiết kế
Ứng dụng đo cao lượng giác

Đo cao lượng giác có vai trò quan trọng, và được ứng dụng nhiều trong nhiều lĩnh vực như:

1. Địa chất và địa hình:

  • Đo đạc và lập bản đồ địa hình chính xác.
  • Phân tích địa chất, địa mạo, điều tra thăm dò.
  • Nghiên cứu và giám sát các hiện tượng địa chất.
  • Lập kế hoạch sử dụng đất, quy hoạch phát triển.

2. Xây dựng:

  • Khảo sát địa hình cho các dự án xây dựng.
  • Thiết kế và kiểm tra các công trình (đường, cầu, nhà…).
  • Quản lý tiến độ và chất lượng thi công các dự án.
  • Lập bản vẽ kỹ thuật, bản đồ hiện trạng công trình.

3. Quân sự:

  • Định vị và theo dõi mục tiêu, phương tiện quân sự.
  • Lập bản đồ địa hình phục vụ hoạt động quân sự.
  • Tính toán và điều chỉnh tiro pháo binh, tên lửa.
  • Định vị vị trí quân đội, điểm giao thông, căn cứ.

4. Hàng không và không gian:

  •  Đo độ cao máy bay, vệ tinh, tên lửa.
  •  Định vị và theo dõi chuyến bay, hạ cánh.
  •  Lập bản đồ địa hình, bản đồ chướng ngại vật.
  •  Nghiên cứu và giám sát các hiện tượng khí quyển.

5. Các ứng dụng khác:

  • Điều tra, khảo sát địa chất dầu khí.
  • Giám sát, đo đạc các công trình thủy lợi.
  • Lập bản đồ ranh giới, phân lô đất đai.
  • Nghiên cứu và giám sát biến động môi trường.

Đo cao lượng giác là một trong những phương pháp đo đạc quan trọng và phổ biến, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như địa chất, xây dựng, quân sự, hàng không,…

Với sự ra đời của nhiều thiết bị hiện đại, việc thực hiện các phép đo lượng giác ngày càng chính xác, nhanh chóng và hiệu quả hơn. Nắm vững kiến thức về đo cao lượng giác sẽ giúp các kỹ sư, nhà quy hoạch và các chuyên gia trong nhiều lĩnh vực có thể thực hiện công việc của mình một cách tốt hơn.

Ngoài ra, bạn có thể xem thêm những bài viết liên quan khác tại Việt Thanh Group.

Tags:
Share this post
(0)
lượt đánh giá

Bài viết cùng chủ đề

There are no reviews yet.

Be the first to review “Đo cao lượng giác – Công cụ quan trọng trong đo đạc và thiết kế”

Your email address will not be published.

Đánh giá