Máy kinh vĩ và máy toàn đạc: khác biệt, ứng dụng và nên mua loại nào
Những điểm chính
- Máy kinh vĩ đo góc; máy toàn đạc đo góc, khoảng cách và tính tọa độ tại hiện trường.
- "Transit" là tên cũ của máy kinh vĩ có ống kính quay qua phương đứng; phần lớn thiết bị hiện đại làm được điều này.
- "Laser transit" trên công trường thường là máy laser cân bằng hoặc laser quay cho san nền, khác máy kinh vĩ trắc địa.
- Máy kinh vĩ điện tử vẫn hữu ích cho dóng tuyến, kiểm tra thẳng đứng và đào tạo khi không cần khoảng cách.
- Với phần lớn công ty trắc địa, máy toàn đạc cho năng suất mỗi ngày hiện trường cao hơn nhiều so với máy kinh vĩ và thước dây.
Máy kinh vĩ là gì?
Máy kinh vĩ là thiết bị trắc địa chính xác đo góc ngang và đứng bằng ống kính quay trên hai trục vuông góc. Máy được gắn chân máy, cân bằng và định tâm trên điểm khảo sát, rồi ngắm mục tiêu để đọc góc.
Máy kinh vĩ có ba phần chính: đế với ốc cân, bộ phận ngắm trên (thân trên quay ngang) và ống kính nghiêng theo chiều đứng. Bàn độ chia vạch, bằng kính trên mẫu cũ và bộ mã hóa điện tử trên mẫu mới, ghi góc của mỗi lần ngắm.
Khảo sát bằng máy kinh vĩ là nền tảng của đo tam giác, đường chuyền và bố trí kỹ thuật suốt hơn hai thế kỷ. Từ này được phát âm THEE-od-uh-lite, nhấn âm tiết thứ hai.
Máy kinh vĩ và transit: có khác nhau không?
Trong lịch sử, transit là máy kinh vĩ có ống kính xoay, hay đảo, trọn vòng quanh trục ngang để ngắm ngược. Ngày nay gần như mọi máy kinh vĩ làm được điều này, nên hai thuật ngữ phần lớn thay thế cho nhau.
Trong thực hành Bắc Mỹ, transit trắc địa truyền thống là thiết bị nhẹ và ít chính xác hơn dùng cho đất đai, xây dựng, còn “theodolite” chỉ thiết bị chính xác cao hơn. Nhiều người vẫn nói surveying transit, land surveying transit hoặc transit theodolite cho cùng nhóm công cụ.
Laser transit là gì?
Trên công trường, “laser transit” và “laser level transit” thường mô tả công cụ khác: laser quay hoặc máy thủy bình transit để san nền. Chúng chiếu mặt phẳng laser ngang hoặc nghiêng mà đầu thu trên mia phát hiện, lý tưởng để đặt cao độ, móng và thoát nước. Máy transit dùng san nền liên quan đến độ cao, không phải góc ngang chính xác. Xem hướng dẫn máy thủy bình tự động, máy laser cân bằng và máy toàn đạc để chọn thiết bị đo cao.
Máy kinh vĩ quang học và số
Máy kinh vĩ số, còn gọi máy kinh vĩ điện tử, đọc bàn độ bằng bộ mã hóa điện tử và hiển thị góc trên LCD thay vì qua trắc vi quang học. Nó loại bỏ lỗi đọc và tăng tốc mọi quan trắc.
| Đặc điểm | Máy kinh vĩ quang học | Máy kinh vĩ điện tử / số |
|---|---|---|
| Đọc góc | Qua kính hiển vi đọc số | Trên màn hình LCD |
| Lỗi đọc | Có thể xảy ra, cần kinh nghiệm | Phần lớn được loại bỏ |
| Bù nghiêng | Thường chỉ theo phương đứng | Thường có bộ bù tự động |
| Nguồn điện | Không cần | Pin |
| Xuất dữ liệu | Sổ đo ghi tay | Màn hình, một số mẫu có xuất dữ liệu |
Máy kinh vĩ điện tử SET1 là ví dụ: ống kính 30×, màn hình LCD hai bên có bàn phím, bù tự động và nặng 4.8 kg. Hai màn hình cho phép người vận hành đọc góc ở cả hai vị trí bàn độ mà không đi vòng quanh máy.
Máy toàn đạc bổ sung gì cho máy kinh vĩ?
Máy toàn đạc là máy kinh vĩ điện tử kết hợp bộ đo xa điện tử (EDM) và vi xử lý. Nó đo góc và khoảng cách nghiêng trong một lần ngắm, rồi tính khoảng cách ngang, chênh cao và tọa độ.
Do nguồn gốc này, đôi khi nó được gọi là kinh vĩ toàn đạc. EDM phát tín hiệu hồng ngoại hoặc laser tới gương hoặc trực tiếp bề mặt trên mẫu không gương. Chương trình tích hợp xử lý đường chuyền, giao hội nghịch, bố trí điểm, diện tích và độ cao từ xa; dữ liệu lưu dạng số để chuyển về văn phòng.
Ví dụ máy toàn đạc TS1000 đo góc tới 2" với bộ bù hai trục, khoảng cách tới 2 mm + 2 ppm bằng gương ở tầm tới 7500 m. Hướng dẫn máy toàn đạc giải thích EDM và phần mềm tích hợp hoạt động thế nào.
Máy kinh vĩ và máy toàn đạc: so sánh trực tiếp
Khác biệt chính là phạm vi đo: máy kinh vĩ cho góc, máy toàn đạc cho góc, khoảng cách và tọa độ. Khác biệt đó quyết định chi phí, số người trong tổ và năng suất.
| Tiêu chí | Máy kinh vĩ điện tử | Máy toàn đạc điện tử |
|---|---|---|
| Đại lượng đo | Góc ngang và đứng | Góc, khoảng cách, độ cao, tọa độ |
| Khoảng cách | Cần thước dây hoặc EDM riêng | EDM tích hợp, dùng gương và thường có không gương |
| Lưu trữ dữ liệu | Thường không có hoặc rất hạn chế | Bộ nhớ trong, thẻ, Bluetooth |
| Chương trình tích hợp | Chức năng góc cơ bản | Đường chuyền, bố trí điểm, giao hội nghịch, diện tích, thể tích |
| Nhân lực điển hình | Hai đến ba người | Một đến hai người |
| Trọng lượng | Thường 4–5 kg | Thường 5–7 kg |
| Chi phí tương đối | Thấp hơn | Cao hơn |
| Phù hợp nhất cho | Dóng tuyến, kiểm tra thẳng đứng, giảng dạy | Khảo sát, lập bản đồ, bố trí, quan trắc |
So sánh máy kinh vĩ và máy toàn đạc không phải cuộc đua độ chính xác vì cả hai có thể đo góc tới vài giây. Điều cần xác định là công việc có cần khoảng cách và tọa độ hay không.
Cách dùng máy kinh vĩ: quy trình hiện trường cơ bản
Dùng máy kinh vĩ cần thiết lập chính xác, ngắm cẩn thận và đo hai vị trí bàn độ. Quy trình sau áp dụng cho phần lớn máy điện tử.
- Đặt chân máy trên điểm trạm với đầu gần ngang và các chân ấn chắc xuống đất.
- Định tâm máy bằng dọi quang học hoặc laser, điều chỉnh chân máy tới khi dấu mốc ở tâm.
- Cân bằng bằng bọt thủy tròn rồi ốc cân, kiểm tra bọt thủy dài hoặc bọt thủy điện tử theo hai hướng.
- Loại thị sai bằng lấy nét thị kính vào chữ thập, rồi lấy nét ống kính vào mục tiêu.
- Ngắm mục tiêu định hướng sau và đặt góc ngang bằng không hoặc phương vị đã biết.
- Quay tới mục tiêu trước, ngắm chia đôi mục tiêu và ghi góc ngang, góc đứng.
- Đảo ống kính, quay máy và lặp lại ở vị trí bàn độ thứ hai. Lấy trung bình hai vị trí triệt tiêu phần lớn sai số thiết bị.
Để bố trí tuyến, người vận hành ngắm điểm tham chiếu, quay góc yêu cầu và hướng dẫn người phụ đặt cọc trên đường ngắm.
Ứng dụng máy kinh vĩ hiện nay
Dù máy toàn đạc và GNSS đã thay máy kinh vĩ trong phần lớn khảo sát, thiết bị chỉ đo góc vẫn có công dụng thực tế. Sự đơn giản và chi phí thấp giúp chúng còn hiện diện trong nhiều bộ thiết bị.
- Dóng tuyến xây dựng: kéo dài trục lưới, kiểm tra góc vuông và độ thẳng đứng cột hoặc giếng thang máy.
- Lắp đặt máy và kết cấu: căn chỉnh ray, trục và thiết bị nơi tham chiếu góc quan trọng hơn khoảng cách.
- Giảng dạy: trường trắc địa dùng máy kinh vĩ dạy đo góc và lý thuyết sai số trước khi học viên chuyển sang máy toàn đạc.
- Độ cao bằng góc: kết hợp đường đáy đã đo, góc đứng cho độ cao tháp và ống khói.
- Dự phòng và kiểm tra: kiểm tra góc độc lập cho bố trí quan trọng.
Nên mua loại nào và máy kinh vĩ giá bao nhiêu?
Mua máy kinh vĩ điện tử nếu công việc chủ yếu là căn chỉnh góc hoặc đào tạo và ngân sách hạn chế. Mua máy toàn đạc nếu khảo sát, lập bản đồ hoặc bố trí theo tọa độ, bao gồm phần lớn công việc chuyên nghiệp.
Giá máy kinh vĩ thay đổi theo cấp chính xác và tính năng, nhưng máy kinh vĩ điện tử thường chỉ bằng một phần giá máy toàn đạc cơ bản. Máy toàn đạc mới thường bắt đầu từ vài nghìn đô la Mỹ và tăng theo tầm không gương, Android hoặc chức năng robot. Công cụ thủy bình transit cho san nền còn rẻ hơn. Hãy xem đây là khoảng thị trường tổng quát, không phải báo giá.
Cho trắc địa thông thường, máy không gương như STS2, tầm không gương 1000 m, dọi laser và bộ nhớ 32 GB, là bước nâng cấp phổ biến từ máy kinh vĩ. Xem máy toàn đạc và máy kinh vĩ, hoặc yêu cầu báo giá máy kinh vĩ, máy toàn đạc hay bộ kết hợp qua trang báo giá. Số lượng tối thiểu một thiết bị, gắn thương hiệu OEM từ 10 thiết bị.
Câu hỏi thường gặp
Máy kinh vĩ khác máy toàn đạc như thế nào?
Máy kinh vĩ chỉ đo góc ngang và đứng. Máy toàn đạc bổ sung bộ đo xa điện tử và bộ xử lý nên đo đồng thời góc, khoảng cách, lưu dữ liệu và tính tọa độ. Cả hai có thể đạt độ chính xác góc tương tự, nhưng máy toàn đạc hoàn thành khảo sát, lập bản đồ và bố trí điểm với ít người và bước hơn nhiều.
Transit có giống máy kinh vĩ không?
Trong sử dụng hiện đại, phần lớn là có. Ban đầu transit chỉ máy kinh vĩ có ống kính quay trọn vòng quanh trục ngang; tại Bắc Mỹ nó thường chỉ thiết bị ít chính xác hơn cho đất đai và xây dựng. Ngày nay gần như mọi máy kinh vĩ đều đảo kính được nên các tên chỉ cùng thiết bị đo góc.
Laser transit dùng để làm gì?
Trên công trường, laser transit thường chỉ laser quay hoặc máy laser cân bằng chiếu mặt phẳng ngang hoặc nghiêng. Công nhân dùng đầu thu trên mia cao độ để phát hiện tia, đặt móng, sàn, độ dốc thoát nước và cao độ công tác đất. Nó đo độ cao chứ không đo góc ngang chính xác, nên không thay được máy kinh vĩ trắc địa.
Ứng dụng chính của máy kinh vĩ là gì?
Máy kinh vĩ dùng đo góc ngang và đứng trong đường chuyền, kéo dài đường thẳng, bố trí góc vuông, kiểm tra độ thẳng đứng kết cấu cao, căn chỉnh máy móc và ray, tính độ cao vật thể cao bằng lượng giác. Nó còn phổ biến trong đào tạo trắc địa vì dạy đo góc trước khi học viên chuyển sang máy toàn đạc.
Máy kinh vĩ điện tử chính xác đến đâu?
Máy kinh vĩ điện tử thường được bán theo cấp chính xác góc khoảng 1" đến 10" (giây cung), thử theo tiêu chuẩn như ISO 17123. Mẫu xây dựng thường 5" đến 10", còn mẫu trắc địa đạt 1" đến 2". Đo hai vị trí bàn độ và lấy trung bình cải thiện kết quả bằng triệt tiêu phần lớn sai số thiết bị.
Máy kinh vĩ có đo khoảng cách không?
Máy kinh vĩ không đo khoảng cách trực tiếp. Người khảo sát kết hợp nó với thước thép, bộ đo xa riêng hoặc đọc chỉ khoảng cách trên mia thủy chuẩn. Phương pháp chỉ khoảng cách chỉ cho khoảng cách thô, thường đến đềximét. Nếu thường xuyên cần khoảng cách, máy toàn đạc tích hợp bộ đo xa hiệu quả hơn.
Máy kinh vĩ là gì?
Máy kinh vĩ là thiết bị trắc địa đo góc ngang và đứng bằng ống kính gắn trên hai trục chia độ. Máy kinh vĩ điện tử hiển thị góc dạng số nhưng khác máy toàn đạc ở chỗ không đo khoảng cách. Máy kinh vĩ vẫn dùng dóng tuyến, bố trí góc vuông và dạy kiến thức trắc địa cơ bản.
Bạn cần thiết bị cho công việc này?
Cho chúng tôi biết công việc, quốc gia và số lượng. Kỹ sư sẽ phản hồi cấu hình và giá trong một ngày làm việc. Số lượng đặt hàng tối thiểu là một thiết bị; có dịch vụ OEM.
