Giáo trình Trắc địa ảnh viễn thám - Phần 1 - Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Nội dung text: Giáo trình Trắc địa ảnh viễn thám - Phần 1 - Đại học Nông nghiệp Hà Nội

1. B GIÁO D C VÀ ðÀO T O TR ƯNG ðI H C NƠNG NGHI P HÀ N I ts. ðÀM XUÂN HỒN GIÁO TRÌNH TR C ðA NH VI N THÁM Hµ néi – 2008 Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 1
2. LI NĨI ðU ð ph c v vi c gi ng d y và hc t p mơn h c: “Tr c đi nh vi n thám” cho sinh viên ngành Qu n lý ðt đai, chúng tơi biên so n cu n giáo trình “Tr c đi nh vi n thám” . Giáo trình đưc biên so n ng n g n, d hi u cĩ c p nh t các ki n th c mi v nh máy bay, nh v tinh nh m cung c p cho sinh viên nh ng ki n th c c ơ b n v ngành h c này, đĩ là: Nh ng khái ni m v ph ươ ng pháp đo nh, c ơ s tốn h c c a ph ươ ng pháp đo nh, nh ng tính ch t hình h c c ơ b n c a nh đo trong ch p nh hàng khơng, nguyên lý nhìn và đo nh lp th , đốn đc điu v nh, nh ng ki n th c c ơ b n v nh v tinh, lý thuy t c a ph n x ph c a các đi t ưng t nhiên Giáo trình g m 7 ch ươ ng, tr ưc m i ch ươ ng cĩ tĩm t t n i dung chính c a ch ươ ng và sau đĩ là câu h i và bài t p. Trong quá trình biên so n chúng tơi cĩ tham kh o Giáo trình: “Trc đa nh” chuyên ngành. Tuy nhiên, do th i gian và kh n ăng cĩ h n. Chúng tơi mong nh n đưc nhi u ý ki n đĩng gĩp c a b n đc đ l n xu t b n sau đưc hồn ch nh h ơn. Xin chân thành c m ơn. Tác gi ả Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 2
3. Chươ ng I KHÁI NI M V PH ƯƠ NG PHÁP ðO NH Ni dung chính c a ch ươ ng này là gi i thi u b n ch t c a ph ươ ng pháp đo nh. Trình bày n i dung c ơ b n c a các ph ươ ng pháp đo nh: Ph ươ ng pháp đo nh t ươ ng t , ph ươ ng pháp đo nh gi i tích và ph ươ ng pháp đo nh s . Qui trình cơng ngh c a ph ươ ng pháp đo nh. S hình thành và phát tri n c a ngành Tr c đa nh trên th gi i và Vi t Nam. ng dng c a ph ươ ng pháp đo nh trong n n kinh t qu c dân và qu c phịng. 1.1. B n ch t và nhi m v c a phươ ng pháp đo nh Ph ươ ng pháp đo đc ch p nh cịn đưc g i là ph ươ ng pháp tr c đa nh là m t ph ươ ng pháp đo gián ti p thơng qua nh ho c các ngu n thơng tin thu đưc c a đi t ưng đo (b m t t nhiên c a trái đt). Nhi m v c a ph ươ ng pháp đo nh là xác đnh tr ng thái hình hc c a đi t ưng đo bao g m: V trí, hình d ng, kích th ưc và m i quan h t ươ ng h c a đi tưng đo, bi u di n các đi t ưng đo d ưi d ng bình đ ho c b n đ. Vì v y ph ươ ng pháp đo nh đưc tĩm t t b ng hai quá trình c ơ b n sau đây: Quá trình th nh t: là thu nh n hình nh ho c các thơng tin ban đu c a đi t ưng đo đưc th c hi n trong m t th i đim nh t đnh b ng các ph ươ ng pháp khác nhau, đĩ là: Ch p nh đi t ưng đo b ng máy ch p nh và ghi nh n hình nh c a các đi t ưng đo trên v t li u c m quang (phim c ng ho c phim m m). Quá trình thu nh n hình nh theo cách này hình nh thu đưc tuân theo qui lu t c a phép chi u xuyên tâm và các qui lu t v t lý trong h th ng máy ch p nh. Ngồi ra nĩ cịn ch u nh h ưng c a quá trình gia cơng nh (k thu t in, r a nh). Thu nh n các thơng tin b c x c a đi t ưng đo b ng các lo i máy quét khác nhau (máy quét quang c ơ ho c máy quét đin t ). Hình nh thu đưc d ưi d ng tín hi u và đưc lưu gi trên b ăng t . Các quá trình trên đưc th c hi n nh các thi t b đưc đt trên m t đt ho c trên khơng đưc g i là ch p nh m t đt ho c ch p nh trên khơng. Ch p nh m t đt: Là thi t b chúp nh đưc đt trên m t đt (Các máy ch p nh m t đt - Hình 1.1) Hình 1.1. Các máy ch p nh m t đt Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 3
4. Ch p nh trên khơng: Là thi t b ch p nh đưc đt trên v t mang, v t mang cĩ th là máy bay, v tinh nhân t o, các con tàu v ũ tr ho c các tr m v ũ tr qu c t . Thơng th ưng là các nh ch p t máy bay cịn đưc g i là nh hàng khơng, nh đưc ch p t các v tinh nhân t o g i là nh v tinh. Nh ư v y t ư li u đu vào c a nh đo là nh m t đt, nh hàng khơng ho c là nh v tinh. Tuy nhiên các lo i nh đưc th hi n 2 d ng đĩ là nh t ươ ng t và nh s . Quá trình th 2: Là d ng l i và đo đc các mơ hình c a đi t ưng đo t nh ch p ho c t các thơng tin thu đưc cĩ th phát hi n b ng m t trong 3 ph ươ ng pháp c ơ b n trên h th ng thi t b t ươ ng ng, đĩ là: Ph ươ ng pháp đo nh t ươ ng t Ph ươ ng pháp đo nh gi i tích Ph ươ ng pháp đo nh s . Nh ư v y, th c ch t c a ph ươ ng pháp đo nh là ghi l i hình nh c a đi t ưng đo trên vt li u nh ( nh t ươ ng t ) ho c ghi l i trên b ăng t ( nh s ) và d ng l i mơ hình l p th c a đi t ưng đo và ti n hành đo v trên các mơ hình đĩ, bi u di n các đi t ưng đo theo n i dung c a b n đ. Quá trình này cĩ th th c hi n b ng m t trong các ph ươ ng pháp trên. Quá trình này đưc tĩm t t theo s ơ đ hình 1.2. 1.2. Nguyên lý c ơ b n c a ph ươ ng pháp đo nh Nh ư chúng ta đã bi t cĩ 2 ph ươ ng pháp ghi nh n hình nh c a đi t ưng đo d ưi hai dng: nh t ươ ng t và nh s . ði t ưng đo đc Cơng tác ch p nh Cơng tác tr c đ a Các ph ươ ng pháp đo nh Ph ươ ng pháp t ươ ng t Ph ươ ng pháp gi i tích Ph ươ ng pháp nh s Quy trình cơng ngh và ph ươ ng pháp đo nh Tăng d y đim Gi i đốn v à Dng mơ h ình kh ng ch Nn nh điu v nh đo v Các k t qu đo nh Các s li u c ơ b n Bn đ nh Bn đ đa hình Mơ hình s Hình 1.2. Qui trình cơng ngh c ơ b n c a ph ươ ng pháp đo nh Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 4
5. nh t ươ ng t : nh t ươ ng t là lo i nh mà hình nh c a nĩ đưc ghi l i trên v t li u nh. ðây là k t qu c a quá trình ch p nh nh vào các máy ch p nh hàng khơng, máy ch p nh m t đt. nh s : nh s là lo i nh mà hình nh c a nĩ khơng đưc ghi l i trên v t li u nh mà ghi l i trên b ăng t d ưi d ng tín hi u. Ngày nay nh các máy quét nh ng ưi ta cĩ th bi n nh t ươ ng t thành nh s và ng ưc l i. Vi c x lý và khai thác nh tu ỳ thu c vào m c đích s d ng nh. Trong ch ươ ng trình mơn h c này ch đ c p đn các ph ươ ng pháp đo nh vi m c đích thành l p b n đ đa hình, b n đ đa chính các t l khác nhau. Cĩ 3 ph ươ ng pháp đo nh, đĩ là: 1. Ph ươ ng pháp đo nh t ươ ng t Sau khi ch p đưc các c p nh l p th ng ưi ta ti n hành n n nh b ng các máy n n nh (hình 1.3). Dùng nh đã n n đ điu v nh, đư a nh vào máy đo v (máy quang c ơ) d ng li mơ hình l p th , t ăng d y đim kh ng ch nh và ti n hành đo v trên các mơ hình l p th . 2. Ph ươ ng pháp đo nh gi i tích Ph ươ ng pháp đo nh gi i tích (g i t t là ph ươ ng pháp gi i tích) v nguyên lý c ơ bn ph ươ ng pháp gi i tích gi ng nh ư ph ươ ng pháp t ươ ng t ch khác là vi c t ăng dy đim kh ng ch nh b ng phươ ng pháp quang c ơ đưc thay b ng ph ươ ng pháp gi i tích. Vi c phát tri n h th ng đo nh gi i tích d a trên c ơ s ch t ch gi a thi t b đo nh cĩ đ chính xác cao v i máy tính đin t và các ph n m m chuyên d ng. Ph ươ ng pháp đo nh gi i tích cĩ 2 nhi m v ch y u là: Hình 1.3. Máy n n nh SEG.1 - Xây d ng l ưi tam giác nh khơng gian nh m t ăng d y đim kh ng ch nh. Nhi m v này đưc g i là ph ươ ng pháp x lý đim trong đo nh. - S d ng máy đo nh gi i tích thơng qua điu khi n s đ đo đc xác đnh hình d ng, v trí, đ l n và m i quan h t ươ ng h gi a các y u t hình h c c a đi t ưng đo và t đng đo v theo các n i dung c ơ b n đĩ. Nhi m v này đưc g i là ph ươ ng pháp x lý tuy n trong nh. 3. Ph ươ ng pháp đo nh s Ph ươ ng pháp đo nh s (g i t t là ph ươ ng pháp s ) là giai đon th 3 c a ph ươ ng pháp đo nh. S khác bi t c ơ b n c a ph ươ ng pháp đo nh s v i ph ươ ng pháp đo nh t ươ ng t và ph ươ ng pháp đo nh gi i tích cĩ th đưc tĩm t t nh ư sau: Ph ươ ng pháp đo nh t ươ ng t : S d ng nh ch p t các máy ch p nh quang h c. Chi u nh b ng các máy quang c ơ g i là máy đo nh t ươ ng t . Quá trình th c hi n do s thao tác c a con ng ưi và thu đưc s n ph m là bình đ ho c b n đ. Ph ươ ng pháp đo nh gi i tích: nh ch p t các máy ch p nh quang h c, chi u nh bng ph ươ ng pháp tốn h c trên các máy gi i tích cĩ s tr giúp c a con ng ưi (bán t đng) sn ph m thu đưc là s n ph m đ gi i ho c s n ph m s . Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 5
6. Ph ươ ng pháp đo nh s : s d ng nh s lo i nh đưc s hố, chi u nh b ng ph ươ ng pháp chi u nh s qua các tr m x lý nh s . Vi c thao tác đưc t đng cĩ s tr giúp c a con ng ưi và thu đưc s n ph m s và s n ph m đ ho . Nh ư v y trong quá trình phát tri n c a mình ph ươ ng pháp nh s là ph ươ ng pháp hồn thi n nh t, nĩ v a đy nhanh ti n trình t đng hố v a nâng cao đ chính xác c a ph ươ ng pháp đo nh. 1.3. Nh ng đc đim và ph m vi ng d ng c a ph ươ ng pháp đo nh Vi nh ng ph ươ ng pháp đo gián ti p trên nh c a đi t ưng đo, ph ươ ng pháp đo nh cĩ nh ng đc đim sau đây: - Ph ươ ng pháp đo nh cĩ kh n ăng đo đc t t c các đi t ưng đo mà khơng nh t thi t ph i ti p xúc ho c đn g n chúng, mi n các đi t ưng này cĩ th ch p nh đưc. Vì v y đi tưng c a nh ch p r t đa d ng t mi n th c đa r ng l n c a m t đt đn các vi sinh v t nh đn 10 -6mm. - Ph ươ ng pháp đo nh nhanh chĩng thu đưc các t ư li u đo đc trong th i gian ch p nh nên nĩ cho phép gi m nh cơng tác ngồi tr i, tránh đưc nh h ưng c a th i ti t đn cơng tác tr c đa. - Cĩ th đo trong cùng m t th i đim nhi u đim đo khác nhau c a đi t ưng đo. Do đĩ khơng nh ng cho phép đo các v t th t ĩnh (nh ư đa hình, đa v t c a b m t trái đt) mà cịn đo các v t th đang v n đng nhanh: nh ư qu đo chuy n đng c a tên l a, máy bay ho c các vt th chuy n đng c c ch m nh ư bi n d ng c a các cơng trình xây d ng. - Quy trình cơng ngh và ph ươ ng pháp r t thu n l i cho vi c t đng hố cơng tác tính tốn nâng cao hi u su t cơng tác gĩp ph n làm gi m giá thành s n ph m. Tuy nhiên nh ưc đim ch y u c a ph ươ ng pháp đo nh là trang thi t b k thu t c ng knh, đt ti n, địi h i nh ng điu ki n nh t đnh trong vi c s d ng và b o qu n trang thi t b , đc bi t là trong điu ki n khí h u n ưc ta. Ngày nay n ưc ta và nhi u n ưc trên th gi i ph ươ ng pháp đo nh đã tr thành ph ươ ng pháp c ơ b n trong cơng tác đo v b n đ đa hình, đa chính các lo i t l . Ngồi l ĩnh vc đa hình ph ươ ng pháp đo nh cịn đưc s d ng r ng rãi trong các ngành khoa h c k thu t khác, đc bi t là nh v tinh đưc s d ng trong nhi u ngành kinh t qu c dân và qu c phịng: - Trong xây d ng: ðo đ lún và bi n d ng c a các cơng trình b ng nh thay th cho các ph ươ ng pháp truy n th ng. - Trong cơng nghi p: ðo kh i l ưng khai thác m , nghiên c u các ph ươ ng pháp thi t k và gia cơng t i ưu, ki m tra cơng tác l p ráp thi t b cơng nghi p, ki m tra ch t l ưng t o hình trong cơng nghi p, ch t o máy bay, ơ tơ, tàu thu . - Trong lâm nghi p: ðiu tra quy ho ch r ng. Nghiên c u quá trình phát tri n c a rng. - Trong nơng nghi p: Lp b n đ hi n tr ng s d ng đt, b n đ cơ c u cây tr ng, nghiên c u s hình thành và phát tri n c a gia súc, cây tr ng. - Trong l ĩnh v c quân s : Thành l p b n đ đa hình. Nghiên c u qu đo và t c đ chuy n đng c a các lo i đu đn, tên l a, máy bay, nghiên c u các v n . Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 6
7. - Trong cơng tác đa chính: Xây d ng b n đ đa chính ph c v vi c qu n lý nhà nưc v đt đai, b n đ ph c v cơng tác quy ho ch, k ho ch s d ng đt. 1.4. Tĩm t t l ch s phát tri n c a ngành tr c đa nh Cùng v i s phát tri n c a các ngành khoa h c - k thu t c a các l ĩnh v c: quang h c, hàng khơng, c ơ khí chính xác, đin t , tin h c, ngành tr c đa nh c ũng khơng ng ng hồn thi n và luơn phát tri n. Cĩ th tĩm t t s hình thành và phát tri n c a nĩ theo các giai đon sau: 1. Giai đon (1858 - 1900) ðc tr ưng ch y u c a giai đon này là vi c thí nghi m thành cơng c a nhà khoa h c ng ưi Pháp A.Laussedat (1859) và ng ưi ðc A.Meydenbauer (1857) v i vi c ng d ng k thu t ch p nh m t đt đơ n gi n. Trong th i gian đĩ NADAR đã th c hi n vi c ch p nh trên khơng b ng m t máy nh đơ n gi n t m t kinh khí c u. Trong th i gian này ph ươ ng pháp đo nh ch ưa thốt kh i quy trình cơng ngh c a ph ươ ng pháp giao h i thu n v i các h ưng đưc xác đnh t các đim, nh trên m t đt đưc g i là ph ươ ng pháp giao h i nh. Nh ưc đim ch y u c a ph ươ ng pháp giao h i nh là nh n bi t r t khĩ kh ăn các đim nh cùng tên trên các t m nh đĩ đưc ch p t 2 tâm ch p khác nhau. Do đĩ kh n ăng ng dng c a ph ươ ng pháp này vào cơng tác đo đc đa hình r t h n ch . 2. Giai đon (1900 - 1914) ðc tr ưng c ơ b n c a giai đon này là s hình thành ph ươ ng pháp đo nh l p th v i s ra đi c a máy đo nh và máy ch p nh chuyên d ng. N ăm 1901 Carl - Fulfrich (1958 - 1927) nhà khoa h c ng ưi ðc đã thành cơng trong vi c đư a nguyên lý đo nh l p th vào l ĩnh vc đo đc ch p nh. Nh đĩ đã kh c ph c đưc nh ng nh ưc đim c a ph ươ ng pháp đo đc ch p nh trong giai đon đu và thúc đy đưc s phát tri n c a ph ươ ng pháp đo nh l p th mt đt. Nhi u máy đo v to đ l p th đưc ch t o. 3. Giai đon (1915 - 1930) ðây là giai đo n hì nh thà nh ph ươ ng phá p đo nh hà ng khơng v i s phát tri n c a k thu t hà ng khơng và s ra đi c a má y ch p nh hà nh khơng đu tiên c a Messter vàmá y đo nh hà ng khơng đu tiên c a Gasser (1915). Kho ng 15 năm sau cá c má y đo nh khơng ng ng đưc c i ti n vàhồ n ch nh. Vì vy ph ươ ng phá p đo nh đãđưc s d ng r ng rãi trong đo v b n đ. 4. Giai đon (1930 - 1945) ðc tr ưng c a giai đon này là s phát tri n c a ph ươ ng phá p ch p nh hàng khơng cho cơng tác đo v b n đ đa hình và hồn thi n các máy đo v , máy ch p nh. Trong giai đon này Liên Xơ đã thành cơng trong vi c thành l p b n đ quc gia t l 1:100 000 và b n đ t l 1: 25 000; 1: 50 000 nh ng vùng khĩ kh ăn. 5. Giai đon (1945 - 1970) ðc tr ưng ch y u c a giai đon này là vi c ng d ng ngày m t nhi u các thành t u ca k thu t đin t và máy tính vào vi c ch t o máy mĩc ch p nh vào các quá trình đo v nh. Các linh ki n đin t đã thay th cho các b ph n c ơ h c trong máy đo nh làm cho chúng tr nên g n nh gĩp ph n gi m s c lao đng, nâng cao hi u su t cơng tác. Trong giai đon này các h th ng máy mĩc bán t đng và t đng xu t hi n ngày càng nhi u, h th ng đo nh gi i tích xu t hi n. Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 7
8. Ngày nay, v i c ơ s lý thuyt hồn ch nh, h th ng máy mĩc hi n đi, đ chính xác cao, hi u su t cơng tác l n, v i vi c ng d ng ngày càng nhi u thành t u c a các máy tính đin t , ph ươ ng phá p đo đc ch p nh cĩ kh n ăng gi i quy t nhi m v đo v b n đ đa hình t t l nh đn t l l n (t l 1: 50 0000 - 1:200), đng th i gi i quy t nhi u nhi m v đo đc ph c t p trong các l ĩnh v c khoa h c k thu t khác thay th cho các ph ươ ng phá p đo đc truy n th ng. ðc bi t là nh v tinh đã m ra m t tri n v ng l n khơng ch cho vi c thành lp b n đ mà cịn ph c v nhi u m c đích khác trong các l ĩnh v c: đa ch t thu v ăn, lâm nghi p, nơng nghi p, b o v tài nguyên và mơi tr ưng. 1.5. S phát tri n c a ngành tr c đa nh Vi t Nam Cùng v i s phát tri n c a ngành tr c đa b n đ ngành trc đa nh c a Vi t Nam cũng khơng ng ng phát tri n. S hình thành và phát tri n c a ngành tr c đa nh Vi t Nam cĩ th tĩm t t nh ư sau: Năm 1958 d ưi s giúp đ c a C ng hồ dân ch ðc, Vi t Nam đã ti n hành ch p nh kh o sát tài nguyên r ng. Năm 1965 chúng ta m i b t đu s d ng ph ươ ng phá p đo nh hàng khơng vào vi c đo v b n đ đa hình t l 1: 50 000 - 1: 25 000. Giai đon 1965 – 1972, do khĩ kh ăn v thi t b k thu t cho nên ch yu s d ng ph ươ ng phá p đo v ph i h p đ đo v b n đ đa hình t l 1: 25 000 vùng đng b ng và vùng trung du b ng các máy đo v S7D-2, LCY, Stereokomparatov 1818, các máy n n nh SEG.1, SEGIV Trong giai đon này chúng ta c ũng đã xây d ng đưc đi bay ch p nh hàng khơng và ti n hành cơng tác bay ch p nh ph c v vi c đo v b n đ đa hình t l 1:25.000 và 1:10.000 và nh p thêm các máy đo v nh: SO.3, SPR3 c a Liên Xơ. T n ăm 1973 ph ươ ng phá p đo đc ch p nh m t đt đưc b t đu s d ng vào vi c đo v b n đ đa hình t l l n (t l 1: 500 - 1: 2000) các vùng khai thác cơng nghi p, các khu vc khai thác v t li u xây d ng, thu l i v i trang thi t b t ươ ng đi đng b nh ư máy ch p nh m t đt Phototheodolit 19/1318 Do đc đim và tính ch t c a t ng lo i nh mà cĩ th đưc ng d ng trong nhi u l ĩnh vc khoa h c - k thu t ph c v các l i ích kinh t , qu c phịng. ðc bi t là trong l ĩnh v c thành l p b n đ. n ưc ta cơng nghi p vi n thám v tinh b t đu đưc ti p c n và ng d ng trong cơng tác tr c đa b n đ, qu n lý đt vào đu nh ng n ăm 80 c a th k 20. N ăm 1990 nh v tinh đã đưc dùng đ hi u ch nh b n đ đa hình t l: 1:1.000.000 bng vi c s d ng nh v tinh KATE-200 c a Nga, Landsat TM c a M . Sau đĩ là vi c ti n hành hi u ch nh b n đ t l 1: 50.0000 các vùng trung du và đng b ng Bc B, các tnh mi n trung và đng bng Nam B. Trong đĩ cĩ sd ng nh v tinh KFA-1000 c a Nga, Spot c a Pháp. Nh t là chúng ta đã k t h p nh v tinh Spot và nh hàng khơng m t s khu v c đ hi u ch nh b n đ t l 1: 25.00 vùng đng b ng Bc B, làm gi m giá thành s n ph m, chi phí ch bng 30 - 70% so vi ph ươ ng phá p ch p nh và hi u ch nh b n đ b ng nh hàng khơng. Năm 1995 - 1999 cùng v i vi c hi u ch nh b n đ đa hình, chúng ta đã s d ng nh v tinh cĩ đ gi i cao c a Nga và m t ph n nh v tinh Spot ca Pháp, nh Landsat c a M đã thành l p b n đ vùng đo Hồng Sa - Tr ưng Sa t l 1: 25.000, các vùng đo n i t l 1:50.000, các vùng đo n i, đo chìm t l 1: 280.000, 1:500.000 ph trên 2 qu n đo này. B bn đ đã cung c p nhi u thơng tin m i v các đo, bãi ng m thu c 2 qu n đo Hồng Sa và Tr ưng Sa. V i v trí đa lý cách xa b c a 2 qu n đo này b n đ khơng thành l p đưc b ng ph ươ ng phá p truy n th ng mà đưc thành l p b ng nh v tinh cĩ m t ý ngh ĩa vơ cùng to l n. Ngồi ra n ăm 2000 chúng ta đã dùng nh Spot thành l p b n đ đa hình d i ven bi n v nh Bc b . Chúng ta cùng v i cơng ty TRIMAR (Thu ðin) thành l p b n đ t l 1:100.000 Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 8
9. ph c v cho m c đích xây d ng chi n l ưc s d ng và b o v các lo i cây ng p n ưc và phịng ch ng d u tràn các d i ven bi n Vi t Nam. Trong l ĩnh v c qu n lý đt đai nh v tinh đưc s d ng đ thành l p b n đ sd ng đt. Năm 1994 ta đã dùng nh v tinh xây d ng b n đ hi n tr ng s d ng đt t l 1: 250.000 ph trên c n ưc và g n đây đã thành l p đưc b n đ hi n tr ng hi n s d ng đt các t l 1:100.000, 1:50.000, 1:25.000 b ng các lo i nh KFA-1000, Spot, Landsat và dùng vào vi c ki m kê đt đai n ăm 2000, 2005. Tĩm l i, tuy m i hình thành và phát tri n trong m t th i gian ng n nh ưng ngành tr c đa nh c a chúng ta đã khơng ng ng phát tri n đáp ng đưc yêu c u ph c v các ngành kinh t và qu c phịng trong s phát tri n chúng c a đt n ưc. Câu h i ơn t p: 1. Bn ch t và nhi m v ca ph ươ ng phá p đo nh? 2. Nguyên lý cơ b n c a ph ươ ng phá p đo nh, ph ươ ng phá p đo nh t ươ ng t , ph ươ ng phá p đo nh gi i tích, ph ươ ng phá p đo nh s . S gi ng, khác nhau c a các ph ươ ng phá p đĩ? 3. Gi i thích quy trình cơng ngh ca ph ươ ng phá p đo nh? 4. Trình bày nh ng đc đim và ph m vi ng d ng c a ph ươ ng phá p đo nh? Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 9
10. Ch ươ ng II CƠ S TỐN H C C A PH ƯƠ NG PHÁP ðO NH Ni dung chính c a ch ươ ng này là trình b y khái ni m c ơ b n v nh đo ( nh ch p theo nguyên lý c a phép chi u xuyên tâm), nh ng khái ni m v phép chi u xuyên tâm, phép chi u th ng, các y u t hình h c c ơ b n c a nh đo, m t s đnh lý c ơ b n c a phép chi u xuyên tâm trong đo nh, ng d ng c a các đnh lý đĩ trong vi c gi i đốn và đim v nh, các h to đ trong đo nh, các nguyên t đnh h ưng c a nh đo, m i quan h tốn h c gi a v trí đim nh và đim v t trong đo nh. 2.1. Khái ni m v nh đo Các nh ch p đưc dùng vào m c đích đo đc đưc g i là nh đo. nh đo là s li u gc c a quá trình đo đc trong ph ươ ng phá p đo nh. Nĩ là hình chi u xuyên tâm c a khơng gian v t trên m t ph ng nghiêng. Tuy nhiên đnh ngh ĩa này ch cĩ ý ngh ĩa hình h c đơ n thu n. Trong th c t nh đo là k t qu t ng h p c a 3 quá trình: Quá trình hình h c: Vic ch p nh tuân theo quy lu t c a phép chi u xuyên tâm, vì vy m i quan h c a đim nh và đim v t đu tuân theo quy lu t c a phép chi u này. Do đĩ mu n hi u rõ m i quan h này c n hi u rõ quy lu t chi u hình trong phép chi u xuyên tâm. Quá trình quang h c: Hình nh ch p đưc ph i thơng qua m t h th ng th u kính, lăng kính trong máy ch p nh vì v y ch t l ưng c a nh ph thu c vào ch t l ưng c a h th ng th u kính, l ăng kính trong máy ch p nh. Quá trình hố h c: Hình nh ch p đưc đưc ghi l i trên v t hi n nh (phim c ng ho c phim m m) vì v y ch t l ưng c a nh cịn ph thu c vào đ nh y c a phim, quá trình ra nh, in nh. ðĩ là k t qu c a quá trình hố h c trong ch p nh. nh đo là k t qu c a 3 quá trình đĩ, vì v y nh đo cĩ nh ng tính ch t c ơ b n sâu đây: - N i dung c a nh ph n ánh trung th c các chi ti t b m t c a đi t ưng đo ( đa hình, đa v t trên m t đt t i khu v c ch p) nh ưng ch ưa th hi n đúng và đy đ theo yêu c u c a ni dung b n đ. ðây m i ch là ngu n thơng tin c ơ b n c a đi t ưng đo thu nh n đưc t i th i đim ch p nh. Chúng s đưc khai thác theo các m c đích khác nhau trong quá trình s d ng. - M c đ chi ti t và kh n ăng đo đc c a nh đo ph thu c vào điu ki n và ph ươ ng th c ch p nh nh ư: điu ki n khí t ưng, thi t b ch p nh, v t li u nh, k thu t ch p, r a và in nh. - nh đo ch là s li u ban đu cho nên khơng tr c ti p s d ng đưc nh ư nh ng thành qu đo đc khác (b n đ) vì: Quan h to đ gi a các đim trên nh và các đim t ươ ng ng trên m t đt là quan h ca phép chi u xuyên tâm ch khơng ph i là quan h c a phép chi u th ng nh ư trên b n đ. T l c a hình nh trên nh khơng th ng nh t nh ư trên b n đ do đc đim c a quá trình ch p nh. Các hình nh trên nh khơng chính xác v v trí mà nĩ b bi n d ng do nhi u nguyên nhân gây ra nh ư quy lu t chi u hình, sai s quang h c và nhi u ngu n sai s khác. Vì th mu n s d ng nh đo vào m c đích đo đc tr ưc h t c n nghiên c u quy lu t to hình trong phép chi u xuyên tâm. Nĩ là c ơ s đốn nh n đim v t khi bi t đim nh và ng ưc l i. Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 10
11. 2.2. Khái ni m v phép chi u 1. ðnh ngh ĩa v phép chi u Vi c bi u di n m t v t th b t k ỳ trên m t m t ph ng b t k ỳ theo quy lu t nh t đnh đưc g i là phép chi u. Hình nh nh n đưc g i là hình chi u. Cĩ nhi u lo i phép chi u khác nhau. a. Phép chi u th ng Trong tr c đa đ nh n đưc bình đ 1 khu v c nh ABCD c a b m t trái đt, t t c các đim đưc ng ưi ta chi u lên m t m t ph ng ngang theo ph ươ ng dây d i. Ph ươ ng phá p chi u nh ư vy đưc g i là phép chi u th ng đng và nh n đưc hình chi u A 0B0C0D0 là hình chi u th ng đng (hình 2.1). Hình 2.1. Phép chi u th ng và phép chi u xuyên tâm b. Phép chi u xuyên tâm Nu c ũng các đim trong khơng gian chi u hình ABCD (hình 2.1) ng ưi ta chi u lên mt ph ng P b t k ỳ b ng các tia chi u qua 1 đim S g i là tâm chi u thì phép chi u nh ư th đưc g i là phép chi u xuyên tâm, nh ng v t c t tia chi u đĩ lên m t ph ng chi u là abcd đưc g i là hình chi u xuyên tâm hay hình chi u ph i cnh c a nh ng đim đĩ. Nh ng tia nh đĩ đ th c hi n phép chi u đưc g i là tia chi u. 2. K t lu n: Như v y nh ng tia phân b trong khơng gian đưc g i là tia chi u. Nh ng tia chi u đi qua m t đim chung, đim chung đĩ g i là tâm chi u. Trong tr c đa ng ưi ta coi bình đ 1 khu v c là hình chi u th ng đng c a các đim vt trong khu v c đĩ, cịn nh ch p là hình chi u xuyên tâm c a các đim v t trong khu v c. Vn đ đt ra là cn ph i chuy n t nh ch p đưc v bn đ th c ch t là chuy n t phép chi u xuyên tâm v phép chi u th ng. Tuy nhiên nĩi nh ư v y m i ch mang ý ngh ĩa hình h c đơ n thu n. 2.3. Nh ng y u t hình h c c ơ b n c a nh đo Trong đo nh ng ưi ta th ưng khơi ph c v trí chùm tia ch p trong khơng gian v t, khi đĩ các đim nh th ưng đưc th hi n b ng các y u t , các y u t đĩ đưc g i là các y u t hình h c cơ b n c a nh đo. Các y u t đĩ là: Hình 2.2. Các y u t hình h c c ơ b n c a nh đo Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 11
12. - M t ph ng E là m t ph ng v t. Th ưng gi thi t m t ph ng E là m t ph ng n m ngang. - M t ph ng P là m t ph ng nh. Trong tr ưng h p chung m t ph ng P nghiêng v i mt ph ng E m t gĩc nghiêng α b t k ỳ. Gĩc α g i là gĩc nghiêng c a nh. - ðim S là tâm ch p hay tâm chi u. V trí c a S v i m t ph ng P đưc xác đnh theo tiêu c c a máy ch p nh sao cho tho mãn điu ki n SO = fk (fk là tiêu c c a máy ch p nh). - Qua tâm chi u S d ng m t ph ng W th ng gĩc v i m t ph ng E và m t ph ng P. M t ph ng W g i là m t ph ng chính. - V t c t c a m t W trên m t ph ng nh P đưc g i là đưng d c chính v v. - V t c t c a m t ph ng W trên m t ph ng E đưc g i là đưc h ưng ch p VV. - Giao tuy n gi a m t ph ng nh P và m t ph ng v t E đưc g i là đưng n m ngang hay g i là tr c ch p TT ( đưng g c TT). - T tâm ch p S k đưng vuơng gĩc xu ng m t ph ng nh P và giao đim c a chúng đưc g i là đim chính nh O. SO g i là tia sáng chính. - T tâm ch p S k đưng vuơng giác SN xu ng m t ph ng E và giao đim c a nĩ v i mt ph ng nh P là đim đáy nh n. - Trong m t ph ng W t tâm ch p S k đưng song song v i m t ph ng v t E giao đim c a nĩ v i m t ph ng P đưc g i là đim t chính I. - Trong m t ph ng W t tâm ch p S là đưng phân giác c a gĩc OSn = α, giao đim ca nĩ v i m t ph ng P g i là đim đng giác C. - Trong m t ph ng P qua I k đưng song song v i đưng n m ngang TT s cĩ đưng chân tr i hi h i. - Trong m t ph ng P qua đim chính nh O k đưng song song v i đưng n m ngang TT s cĩ đưng n m ngang chính h0 h 0. - Trong m t ph ng P, qua đim đng giác C k đưng song song v i đưng n m ngang TT s cĩ đưng đng t l h chc. - Kho ng cách t tâm ch p S đn m t ph ng v t E theo đưng dây d i đưc g i là đ cao bay ch p, SN = H. T hình 2.2. ta xác đnh đưc các đi l ưng hình h c c ơ b n c a nh hàng khơng nh ư sau: f f f S = f , Sn = k , Sc = k , SI = IC = k 0 k α Cos α Cos Sin α 2 α on = f k .tg α, OI = f k .ctg α, oc = f k. tg 2 Trong ph ươ ng pháp đo nh, nh đo cĩ th đưc ch p 2 v trí đc bi t: Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 12
13. ði v i nh hàng khơng Khi gĩc nghiêng c a nh α = 0 t c là m t ph ng nh P n m ngang (hình 2.3a). ðây là tr ưng h p nh hàng khơng lý t ưng. Trong tr ưng h p này các đim chính nh O, đim đáy nh n, và đim đng giác C trùng nhau t i 1 đim. Trên m t ph ng nh đim t chính I và đưng chân tr i h i h i n m vơ c c. ði v i m t ph ng đt: Khi gĩc nghiêng c a nh α = 90 o, t c là m t ph ng nh P th ng đng (hình 2.3 b). ðây là tr ưng h p ch p nh m t đt lý t ưng. Trong trưng h p này đim chính nh O s trùng v i đim t chính I c a nh. ðưng n m ngang chính h 0h0 trùng v i đưng chân tr i hi h i. ðim đáy nh n n m vơ c c. a. Tr ưng h p nh hàng khơng b. Tr ưng h p nh m t đt Hình 2.3. Các tr ưng h p ch p nh đc bi t 2.4. Nh ng tính ch t và đnh lý c ơ b n c a phép chi u xuyên tâm Các nh đo đưc ch p theo nguyên lý c a phép chi u xuyên tâm. Vì v y các đim nh trên nh đo c ũng tuân theo quy lu t c a phép chi u này. Vi c nghiên c u các tính ch t và đnh lý c a phép chi u xuyên tâm nh m ph c v vi c đốn nh n đim v t khi bi t đim nh và ng ưc l i. ðiu này giúp cho vi c gi i đốn và điu v nh đưc thu n l i. 2.4.1. Các đnh lý c ơ b n 1. ðnh lý c ơ b n v phép chi u c a đim a. ðnh lý thu n Nu đã bi t mt ph ng nh P, tâm chi u S và đim v t A thì hình chi u c a A trên m t nh P c ũng đưc xác đnh t i đim a và ch cĩ m t đim a mà thơi (hình 2.4a). b. ða lý đo Nu đã bi t m t ph ng P, tâm chi u S và đim nh a trên m t P, thì đim v t t ươ ng ng c a đim nh là đim A n m trên đưng th ng kéo dài Sa nh ưng khơng ph i là duy nh t (hình 2.4b). Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 13
14. a. ðnh lý thu n b. ðnh lý đo Hình 2.4. ðnh lý v phép chi u c a đim 2. ðnh lý v phép chi u c a đon th ng a. ðnh lý thu n Nu đã bi t m t ph ng P, tâm chi u S và m t đon th ng trong khơng gian AB thì hình chi u c a đon th ng AB trên m t ph ng P là m t đon th ng xác đnh ab và ch cĩ m t đon th ng ab mà thơi (Hình 2.5a). Trong tr ưng h p đc bi t khi đon th ng AB trùng v i tia chi u SA ho c SB thì hình chi u c a nĩ trên m t ph ng P ch là 1 đim (khi đĩ nh c a A và B trùng nhau). b. ðnh lý đo Nu đã bi t m t ph ng nh P, tâm chi u S và hình chi u ab là m t đon th ng thì đưng t ươ ng ng c a nĩ trong khơng gian v t khơng ph i là m t đon th ng AB duy nh t và cũng khơng nh t thi t ph i là 1 đon th ng (cĩ th là 1 đưng cong ho c đưng g y khúc). a. ðnh lý thu n b. ðnh lý đo Hình 2.5. ðnh lý v phép chi u c a đon th ng 2.4.2. Nguyên lý d ng hình trong phép chi u xuyên tâm 1. Các đnh lý c ơ b n a. ðnh lý thu n Nu các đưng n i c a các đnh t ươ ng ng c a 2 tam giác đã bi t, tam giá ABC trên mt ph ng v t E và tam giác A'B'C' trên m t P đu đi qua 1 đim S thì 3 giao đim L, M, N ca đưng kéo dài các c nh t ươ ng ng c a chúng nh t đnh s n m trên 1 đưng th ng, đĩ là đưng g c TT (hình 2.6). Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 14
15. Hình 2.6. Quan h ph i c nh trong phép chi u xuyên tâm b. ðnh lý đo Nu giao đim L, M, N c a các đưng kéo dài c a các c nh t ươ ng ng c a 2 tam giác, tam giác ABC và tam giác A'B'C' cùng n m trên m t đưng th ng ( đưng TT) thì đưng n i các đnh t ươ ng ng c a 2 tam giác đĩ nh t đnh s đi qua 1 đim đĩ là tâm chi u S. 2. ðnh lý v t s kép Trong đo nh ng ưi ta th ưng ph i d ng l i chùm tia ch p, khi đĩ các đim cĩ quan h v i nhau theo 1 qui lu t nh t đnh. ðnh lý v t s kép c a hàng đim cho ta th y rõ m i quan h đĩ. a. T s kép c a 4 đim trên đưng th ng: ðnh ngh ĩa: Gi s trên đưng th ng (1) (hình 2.7) trong khơng gian chi u hình, cĩ hàng đim ABCD ta l p đưc 2 t s đơ n: AC T s đơ n th 1: (ABC) = = K1 BC AD T s đơ n th 2: (ABD) = = K 2 BD T 2 t s đơ n ta l p đưc t s kép: (ABC ) AC AD K (ABCD) = = : = 1 = λ (2.1) ABD ) BC BD K2 λ đưc g i là t s kép c a hàng đim A, B, C, D trên 1 đưng th ng trong khơng gian chi u hình, ký hi u là: (ABCD). A B C D (1) a) A B C X (1') b) Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 15
16. Hình 2.7. ðnh ngh ĩa v t s kép c a hàng đim Tính ch t c a t s kép Theo đnh ngh ĩa trên cho th y v i 4 đim b t k ỳ trên 1 đưng th ng trong khơng gian chi u hình đu cĩ th thành l p đưc t s kép t ươ ng ng. Ng ưc l i n u bi t tr s t s kép và 3 đim trong hàng đim đĩ thì cĩ th xác đnh đưc v trí duy nh t c a đim th 4. Gi s trên hình 2.7b ta bi t 3 đim ABC và tr s t s kép c a hàng đim A, B, C và đim th 4 ch ưa bi t X ta cĩ th xác đnh đưc v trí c a đim X nh ư sau: Theo đnh ngh ĩa v t s kép, ta cĩ: (ABC ) K (ABCX) = = 1 = λ ABX ) K 2 K1 K1 T = λ suy ra: K 2 = K 2 λ Theo đnh ngh ĩa v t s đơ n th 2 ta cĩ: AX K (ABX) = = 1 suy ra: BX λ AX. λ = K 1BX = K 1 (AX - AB) AX. λ - K 1AX = - K 1AB AX( λ - K 1) = - K 1AB. K .AB AX = 1 (2.2.) K1 − λ Theo cơng th c (2.2) cĩ th xác đnh đưc v trí c a đim X trên đưng th ng (1') trong gian chi u hình. b. T s c a 4 đưng th ng trong chùm đưng th ng trong khơng gian chi u hình S a b c d A B C D Hình 2.8. T s kép c a chi u đưng th ng. ðnh ngh ĩa: Gi s cĩ chùm đưng th ng a, b, c, d trong khơng gian chi u hình. Ta l p đưc 1 t s đơ n sau đây c a t ng chùm 3 đưng th ng: Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 16
17. T s đơ n th nh t: sin (a.c) (abc) = sin (b.c) T s đơ n th 2: sin (ad ) (abd) = sin (bd ) T 2 t s đơ n, ta cĩ t s kép: (abc ) sin( ac ) sin( ad ) (abcd) = = : (abd ) sin( b.c) sin( b.d) Tính ch t c a t s kép c a chùm đưng th ng: Vi 4 đưng th ng b t k ỳ trong 1 chùm đưng th ng ta đu xác đnh đưc m t tr s t s kép t ươ ng ng v i chúng. Ng ưc l i n u ta bi t tr s t s kép c a 4 đưng th ng và 3 đưng th ng trong đĩ thì cĩ th xác đnh đưc v trí c a đưng th ng th 4. Tính ch t này đưc ch ng minh tươ ng t nh ư đi v i tính ch t t s kép c a hàng đim trên đưng th ng trong khơng gian chi u hình. 2.5. Các h th ng to đ trong đo nh ð xác đnh m i quan h chi u hình t ươ ng ng c a các đi l ưng đo trên nh và th c đa ho c trên mơ hình c n ph i cĩ các h to đ xác đnh v trí trong khơng gian t ươ ng ng. Trong đo nh các h to đ này th ưng dùng đưc xác đnh nh ư sau: 2.5.1. H to đ trong khơng gian nh Trong đo nh ng ưi ta th ưng s d ng các h to đ sau đây đ bi u di n và xác đnh v trí c a m t đim b t k ỳ trên nh. 1. H to đ m t ph ng nh Trên các t m nh đo đu cĩ in các m u khung ép phim c a máy ch p nh. ðưng n i 2 m u khung trái - ph i, trên - d ưi vuơng gĩc v i nhau. S d ng tính ch t này ng ưi ta l y đưng n i 2 m u khung trái - ph i làm tr c x' đưng n i 2 m u khung trên - d ưi làm tr c y'. Giao đim c a 2 tr c to đ đưc l y làm g c to đ o', m t đim P' trên nh đưc bi u di n trong h to đ m t ph ng nh b ng véct ơ: r' = (x', y') T. Trong đĩ x',y' là to đ c a đim P' 2. H to đ khơng gian nh H to đ khơng gian nh đưc xác đnh nh ư sau: ðim g c to đ trùng v i tâm ch p S, tr c to đ Z trùng v i tr c tia sáng chính SO và luơn luơn h ưng lên trên, các tr c x, y song song v i các tr c x', y' c a h to đ m t ph ng nh. Trong h to đ này m t đim P trên nh đưc bi u di n b ng vect ơ r = (xyz) T. Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 17
18. Trong đĩ: Z = -fk (tiêu c c a máy ch p) a. H to đ mt ph ng nh b. H to đ khơng gian nh Hình 2.9. Các h to đ trong khơng gian nh 2.5.2. H to đ trong khơng gian v t 1. H to đ đo nh: Trong đo nh ng ưi ta th ưng s d ng h to đ đo nh đ xác đnh v trí c a các đim đo trên mơ hình l p th . H to đ đo nh đưc xác đnh nh ư sau: G c to đ đưc ch n tu ỳ ý (m t đim b t k ỳ trên mơ hình). Các tr c to đ c ũng đưc ch n tu ỳ ý ch c n tuân theo nguyên t c h to đ khơng gian vuơng gĩc (2 tr c to đ vuơng gĩc v i nhau). Trên hình 2.10 bi u th h to đ đo nh cịn đưc g i là h to đ mơ hình. Hình 2.10. H to đ mơ hình trong đo nh Trong h to đ đo nh (H to đ mơ hình) m t đim đo P trên mơ hình đưc bi u di n b ng vect ơ: R' = (X', Y', Z') T. Trong đĩ: X', Y', Z' là tr to đ đo nh c a đim P trên mơ hình. 2. Các h to đ tr c đa th ưng dùng trong đo nh a. H to đ Gauss - Kruger: H to đ Gauss - Kruger đưc xây d ng trên m t ph ng c a múi chi u 6o ho c 3 o trong m t ph ng chi u hình Gauss đưc g i là h to đ Gauss- Kruger. Trong đĩ nh n hình chi u c a kinh tuy n tr c làm tr c X, c a xích đ o làm tr c Y. Nh ư v y n u tính t g c v Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 18 Hình 2.11 Phép chi u Gauss
19. phía B c X luơn mang d u d ươ ng, v phía Nam mang d u âm. Tr s Y tính t g c v phía ðơng mang d u d ươ ng, v phía Tây mang d u âm. Vi t Nam bán c u B c cho nên X luơn mang d u d ươ ng. ð Y luơn mang d u d ươ ng ng ưi ta ri kinh tuy n tr c v phía Tây 1 đon O'O = 500km ngh ĩa là g c to đ X 0 = 0, Y 0 = 500 km (hình 2.11). b. H to đ UTM Phép chi u UTM khác v i phép chi u Gauss là ch Ellipsoid quy chi u c t m t t ch khơng ti p xúc v i m t t t i kinh tuy n gi a. ðiu đĩ làm h n ch s bi n d ng 2 kinh tuy n biên. D a trên c ơ s c a phép chi u ng ưi ta xác đ nh h to đ g i là h to đ UTM. Trong phép chi u UTM hình chi u c a kinh tuy n gi a và xích đo là 2 đưng th ng vuơng gĩc v i nhau (hình 2.12) đưc ch n làm tr c to đ . Trong đĩ M là đim c n xác đ nh to đ , O' là giao đim hình chi u kinh tuy n γ tr c O'Z và xích đo O'E. ðim F là hình chi u ca M lên kinh tuy n tr c. Cung LM là hình chi u c a v ĩ tuy n qua M. Cung ZM là hình chi u c a cung kinh tuy n qua M, γ là đ g n kinh tuy n. To đ ca đim M trong h to đ UTM đưc xác đnh b ng tung đ N M, hồnh đ E M. Gi ng nh ư phép chi u Gauss ng ưi ta r i O' đ n O mt đon OO' = 500 km và cĩ: EM = E' + 500km. Hình 2.12. Phép chi u UTM Trong h to đ VN-2000 ta c ũng dùng phép chi u UTM, Ellipsoid quy chi u là Ellipsoid WGS-84. G c to đ t i khuơn viên Vi n nghiên c u ða chính, B Tài nguyên Mơi tr ưng. 2.6. Các nguyên t đ nh h ưng c a nh đo 1. ðnh ngh ĩa: ð xây d ng m i quan h chi u hình t ươ ng ng gi a nh đo và đi t ưng đo ( đ a hình, đa v t) c n ph i xác đ nh v trí khơng gian c a nh đo trong khơng gian v t và v trí t ươ ng đi c a tâm ch p S đ i v i m t ph ng nh. Nh ng y u t hình h c dùng đ xác đ nh v trí nĩi trên c a nh đo đưc đ nh ngh ĩa chung là các nguyên t đ nh h ưng c a nh đo. Chúng đưc chia thành 2 lo i: các nguyên t đ nh h ưng trong và nguyên t đ nh h ưng ngồi c a nh đo. 2. Các nguyên t đ nh h ưng trong c a nh đo: Các nguyên t đ nh h ưng trong c a nh đo là các y u t hình h c xác đ nh v trí khơng gian c a tâm ch p S đ i v i m t ph ng nh nh m khơi ph c l i chùm tia ch p khi ch p nh. Chúng bao g m: - To đ c a đim chính nh O trong h to đ m t ph ng nh, t c là: x' 0 y' 0 đi v i nh hàng khơng (hình 2.13a). x' 0 z' 0 đi v i nh m t đ t (hình 2.13b) Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 19
20. - Kho ng cách t tâm ch p S (ti t di n sau c a h th ng kính v t máy ch p nh) đ n mt ph ng nh, là tiêu c c a máy ch p nh (So = f k). a. nh hàng khơng b. nh m t đ t Hình 2.13. Các nguyên t đ nh h ưng trong c a nh đo 3. Các nguyên t đnh h ưng ngồi c a nh đo: Các nguyên t đnh h ưng ngồi c a nh đo là các y u t hình h c xác đnh v trí chùm tia ch p trong khơng gian v t. Các nguyên t đnh h ưng ngồi c a nh hàng khơng gm: - To đ khơng gian c a tâm ch p S trong h to đ Gauss (n u là phép chi u Gauss), trong h to đ UTM (n u là phép chi u UTM). - Các gĩc đnh h ưng c a h to đ trong khơng gian nh trong h to đ dùng trong tr c đa. Ng ưi ta cĩ th xác đnh theo 1 trong 2 nhĩm sau: Nhĩm 1: (Hình 2.14a). Gĩc κ là gĩp k p gi a đưng d c chính vv trên m t ph ng nh v i tr c to đ y' trong h to đ m t ph ng nh. Gĩc α là gĩc nghiêng c a nh, t c là gĩc k p gi a đưng tia sáng chính SO v i đưng dây d i đi qua tâm ch p S. Gĩc t là gĩc k p gi a đưng h ưng ch p VV v i tr c to đ X trong h to đ dùng trong tr c đa. Nhĩm 2: (hình 2.14b) κ κ a. Nhĩm 1 b. Nhĩm 2 Hình 2.14. Các nguyên t đnh h ưng ngồi c a nh đo Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 20
21. Gĩc ϕ là gĩc nghiêng d c c a nh, t c là gĩc k p gi a hình chi u c a tia sáng chính SO trên m t ph ng yoz vi tr c Z c a h to đ khơng gian v t. Gĩc ω là gĩc nghiêng ngang c a nh, t c là gĩc k p gi a tia sáng chính SO v i hình chi u c a nĩ trên m t ph ng yoz c a h to đ khơng gian v t. Gĩc κ là gĩc xoay c a nh, t c là gĩc k p gi a tr c y' c a h to đ m t ph ng nh v i đưng d c chính vv trên m t ph ng nh. Câu h i và bài t p 1. Th nào là nh đo? Thc ch t c a nh đo là k t qu c a quá trình nào ? Ti sao? 2. Trình bày nh ng tính ch t c ơ b n c a nh đo. Gi i thích rõ các tính ch t đĩ? 3. Th nào là phép chi u ? Phép chi u th ng, phép chi u xuyên tâm? S khác nhau c ơ bn gi a nh đo và bình đ ? 4. Trình bày các y u t hình h c c ơ b n c a nh đo trong ch p nh hàng khơng ? Gi i thích 2 v trí đc bi t c a nh hàng khơng, nh m t đt ?. 5. ðnh lý c ơ b n v phép chi u c a đim, c a đon th ng? Ý ngh ĩa c a các đnh lý đĩ trong đo nh? 6. ðnh ngh ĩa v t s kép c a hàng đim, tính ch t c a t s kép, ng d ng c a t s kép trong đo nh? 7. Trình b y các h th ng to đ trong đo nh? 8. Trình bày các nguyên t đnh h ưng c a nh đo? Ý ngh ĩa c a các nguyên t đnh hưng đĩ trong đo nh. 9. Trên đưng th ng trong khơng gian chi u hình cĩ 4 đim A, B, C, X. Hãy xác đnh v trí c a đim X bi t: AB = 6cm, BC = 2cm, λ = 2. Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 21
22. Ch ươ ng III NHNG TÍNH CH T HÌNH H C C Ơ B N C A B N ðO TRONG CH P NH HÀNG KHƠNG Ni dung chính c a ch ươ ng này là trình b y v các lo i nh đơ n trong ch p nh hàng khơng, m i quan h t o đ gi a đim nh và đim v t trên nh đơ n, t l nh đơ n, bi n d ng hình h c trên nh đơ n. N n nh và t ăng d y đim kh ng ch nh. 3.1. Các lo i nh đơ n trong ch p nh hàng khơng Trong ch p nh hàng khơng, nh đo đưc ch p trong điu ki n đc bi t nh ư máy nh luơn di đng và khơng n đnh trong quá trình ch p. ðiu đĩ đã làm cho các nguyên t đnh hưng ngồi c a nh luơn thay đi. C ăn c vào đc tính này c a nh ng ưi ta th ưng phân các nh hàng khơng thành 3 lo i sau: 1. nh n m ngang nh n m ngang là nh đưc ch p trong điu ki n lý t ưng, là nh đưc ch p v i nguyên t đnh h ưng ngồi c a nh b ng 0, t c là t = α = κ = 0 ho c ϕ = ω = κ = 0. 2. nh nghiêng nh nghiêng là nh đưc ch p v i các giá tr b t k ỳ c a các nguyên t đnh h ưng ngồi c a nh, t c là: t ≠ 0, α ≠ 0, κ ≠ 0 ho c là: ϕ ≠ 0, ω ≠ 0, κ ≠ 0 3. nh b ng Trong qúa trình ch p nh ng ưi ta th ưng dùng m t s bin pháp k thu t đc bi t làm cho nh đo đưc ch p v i các giá tr gi i h n c a các nguyên t đnh h ưng c a nh hàng khơng. N u nh đưc ch p v i điu ki n gĩc nghiêng α c a nh ho c các nguyên t đnh hưng khác nh ư: ω, ϕ ≤ 3 o và κ ≤ 5 o Nh ng nh hàng khơng đưc ch p trong điu ki n nh ư v y đưc g i là nh b ng. Ngày nay v i các ph ươ ng ti n k thu t ch p nh hàng khơng hi n đi ph n l n các nh đo đu là nh b ng. N u s d ng h th ng "cân b ng con quay" đ n đnh máy ch p nh hàng khơng đt trên máy bay thì gĩc nghiêng α c a nh r t nh , giá tr trung bình c a gĩc nghiêng α là 10', l n nh t c ũng khơng v ưt quá 40'. 3.2. Nh ng quan h to đ trên nh đơ n ð ph c v cho vi c phân tích các đi l ưng đc tr ưng c ơ b n c a nh đo, ng ưi ta xây d ng quan h to đ th ưng dùng gi a đim nh và đim v t t ươ ng ng v i các đim đc tr ưng trên nh nghiêng, các điu ki n đĩ là: α ≠ 0, t = κ = 0. Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 22
23. a’ N Hình 3.1. Quan h to đ trên nh đơ n Gi s t tâm ch p S (hình 3.1) ta ch p đưc t m nh hàng khơng nghiêng P c a 1 vùng đt b ng ph ng n m ngang v i tiêu c c a máy ch p nh f k = SO, đ cao bay ch p H = SN, gĩc nghiêng c a nh OSn = α. Trên nh l y đim đng giác C làm g c to đ, l y đưng d c chính vv ( đưng đi qua đim n, c làm tr c hồnh, l y đưng n m ngang h chc làm tr c tung). M t ph ng E trùng v i mt đt. Trên m t ph ng v t l y hình chi u c a đim đng giác c là đim C làm g c to đ, ly hình chi u c a đưng dc chính vv là đưng NC làm tr c hồnh, l y hình chi u c a đưng n m ngang h chc làm tr c tung. H ưng dươ ng c a tr c to đ đưc ch ra trên hình v theo chi u m ũi tên. Trên nh hàng khơng đim nh a cịn hình chi u c a nĩ trên m t ph ng vt là A. To đ c a đim a trên m t ph ng nh là: xa = ca', y a = a'a To đ c a đim A trên m t ph ng vt là: XA = CA', Y A = A'A T a', c k các đưng song song v i tr c hồnh trên m t ph ng v t, các đưng này c t đưng SN t i d và O'. Giao đim c a tia SC v i đưng a'd là đim K. ðon a'a song song v i A'A. T các c p tam giác: SA'A và Saa', SA'C và Sa'K, SA'N và Sa'd ta cĩ: Y X H A = A = (3.1) ya xa Sd Trên hình 3.2. ta cĩ: α α O'SC = CSO = , SCO' = SCO = 90 o - và cĩ: SC là c nh chung. Vì v y ∆O'SC = 2 2 ∆OSC. Suy ra: SO' = SO = f k (tiêu c c a máy ch p). Gĩc: da'n = nSO = α (gĩc cĩ c nh t ươ ng ng vuơng gĩc). Vì v y: do' = ca' sin α = x a.sin α sd = So' - do' = f k - x a.sin α (3.2) Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 23
24. Hình 3.2. Quan h to đ các đim nh trên m t c t. Thay (3.2) và (3.1) ta cĩ: X Y H A = A = xa ya fk − xa.sinα T đĩ suy ra: H H XA = .xa ,YA = .ya (3.3) fk − xa .sinα fk − xa.sinα Nu l y g c to đ là đim chính nh O và đim O t ươ ng ng trên m t ph ng v t, ta cĩ m i quan h to đ c a đim nh và đim v t nh ư sau: H H XA= .xa ; YA= .ya (3.4) ( fk .cos α − xa.sinα). cos α fk .cos α − xa.sinα Trong 2 cơng th c trên, các đi l ưng: H:là đ cao bay ch p α: là gĩc nghiêng c a nh fk: là tiêu c c a máy ch p nh. Các đi l ưng này th ưng bi t khi ch p nh. N u bi t to đ c a đim nh a thì cĩ th xác đnh đưc to đ c a đim v t A và ng ưc li. 3.3. T l nh trên nh đơ n Mt đc đim c ơ b n c a nh hàng khơng là t l c a các đim nh trên m t ph ng nh khơng đng nh t mà nĩ thay đi theo v trí và h ưng xác đnh. Nguyên nhân c a tính ch t này đi v i nh hàng khơng là: - nh hàng khơng là hình chi u xuyên tâm c a đim v t trên m t ph ng nghiêng (t c là do gĩc nghiêng α c a nh khác 0). - V t ch p (mi n th c đ a) khơng ph i là m t m t ph ng, đ chênh cao đa hình làm cho đ cao bay ch p luơn thay đ i và m t s nguyên nhân khác n a. Chúng ta hãy xem xét t l c a đim nh c a đim nh trên nh hàng khơng trong m t s tr ưng h p sau đây: Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 24
25. Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 25
26. 1. ði v i nh hàng khơng n m ngang Da vào m i quan h t a đ gi a đim nh và đim v t trong cơng th c (3.3) ta th y: Nu gĩ c nghiêng c a nh α = 0, khi đĩ cơng th c 3.3 s tr thà nh: H H YA = xa ; Y A = ya (3.5) fk fk T lđim nh đư c xá c đnh: 1 x y = a = a (3.6) m X A YA Thay giátr XA, Y A trong cơng th c (3.5) và o cơng th c (3.6), ta cĩ : 1 x f = a = k (3.7) m H H xa fk Nh ư vy, đi v i nh hà ng khơng n m ngang c a vù ng đt b ng ph ng t l nh 1 f = k . m H 2. ð i v i nh nghiêng Scĩ mt c a gĩ c nghiêng αlà m cho t l nh luơn thay đi. đây cá c đi l ư ng đã bi t: f k, α, H đư c coi làđi l ư ng c đnh. Chú ng ta xé t t l nh theo cá c đư ng đc tr ưng c a nh. a. T l nh theo đư ng n m ngang: Trong ch p nh đư ng n m ngang vàhì nh chi u c a nĩ trên m t ph ng v t luơn song 1 song v i nhau (hì nh 3.1). Do đĩt l nh theo đư ng n m ngang b ng t sc a đo n mh th ng n m ngang v i hì nh chi u c a nĩ trên m t đt. Tc là : 1 aa ' y = = a (3.8) mh AA ' YA' Trong đĩ: ya, Y Alà tung đc a đim trên nh vàđim t ươ ng ng trên m t đt. Thay giátr YA trong cơng th c (3.3) và o (3.8) ta cĩ : 1 y f  x  = a = k 1− a sin α  (3.9) H   mh H  fk  .ya fk − xa.sinα Cơng th c (3.9) là cơng th c xá c đnh t l nh trên đư ng n m ngang. T cơng th c (3.9) ta cĩ nh n xé t: Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 26
27. T l nh trên đư ng n m ngang đã cho cĩtr s x c đnh. Cá c đư ng n m ngang khá c nhau cĩgiátrhồ nh đkhá c nhau vàt l nh khá c nhau. S thay đit tđư ng n m ngang nà y sang đư ng n m ngang khá c cà ng l n khi gĩ c nghiêng αc a nh cà ng l n. T l nh theo đư ng n m ngang đi qua đim đng giá c C làđư ng h chc b ng t l 1 f chí nh c a nh, t c là : = k (Trong tr ư ng h p nà y x = 0). Nghĩ a là t l nh trên mh chc H đư ng n m ngang h chc b ng t l nh ngang. Vì vy ng ư i ta g i đư ng hchclàđư ng đng t l. Giátr x cà ng l n, nghĩ a làđư ng n m ngang n m xa đim đng gíac C theo h ư ng gn đ n đim t chính I thìt l nh cà ng nh . b. T l nh theo đư ng d c chí nh vv T l nh theo đư ng d c chí nh thay đi liên t c. Do đĩđxá c đnh t l nh theo đư ng d c chí nh trong 1 khu v c c a đim đã cho thi t l p t s gi a đo n dx trên đư ng d c chí nh vàđo n dX t ươ ng ng trên th c đa, ta xá c đnh đư c:  2 1 fk xa = 1− .sinα  (3.10) mv H  fk  Cơng th c (3.10) là cơng th c xá c đnh t l nh theo đư ng d c chí nh vv. T cơng th c 3.10 ta cĩ nhn xé t sau: T l nh theo đư ng d c chí nh t i đim đng giác C b ng t lchí nh c a nh, t c là : 1 f = k . mv H Giátr x cà ng l n, nghĩ a làđim nh n m cà ng xa đim đng giá c C h ư ng v đim t chí nh I t l nh cà ng nh . S thay đi t l nh theo đư ng d c chí nh x y ra nhanh h ơn so v i đư ng n m ngang do:   1 1 xa = 1− .sinα  mv mh  fk  Giá tr x cà ng nh nghĩ a làđim nh n m trên đư ng d c chí nh n m cà ng cà ng xa đim đng giá c C h ư ng v phí a đư ng g c TT thìt l nh cà ng l n. c. T l trung bì nh c a nh hà ng khơng Nh ư ta bi t t i cá c đim khá c nhau trên nh t l nh khá c nhau. ðxá c đnh t l trung bì nh c a nh ta c n tí nh giátr trung bì nh c a m u s t l t n đim. Cá c đim nà y đư c b tríđi nhau trên tồ n b di n tí ch c a nh, t c là : m1 + m2 + mn mTB = n 1 Nh ư vy t l trung bì nh c a nh là : mTB Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 27
28. 3.4. Khá i ni m chung v bi n d ng hì nh h c trên nh đơ n Cá c hì nh nh ch p đư c trên nh đo th ư ng b bi n d ng do nhi u nguyên nhân gây ra. Nh ng bi n d ng nà y cĩ nh h ư ng đ n tí nh ch t đo c a nh. Vì vy c n nghiên c u nguyên nhân l àm bi n d ng nh đo, đĩlà : Theo quy lu t chi u hì nh trong phé p chi u xuyên tâm hì nh chi u khơng đng d ng v i vt là do 2 nguyên nhân c ơ b n sau: - M t ph ng nh b nghiêng, t c là khi ch p nh gĩ c nghiêng c a nh α ≠ 0 là m cho v tríđim nh b xê d ch. - Do tí nh khơng gian c a v t th . Trong tr c đa đĩlà khi ch p nh b mt trá i đt đa hì nh b mt ch p luơn thay đi (nh t làđi v i khu v c đi nú i) là m cho vtríđim nh b xê d ch. Ngồ i ra cị n do nh h ư ng đ cong c a b mt trá i đt cũ ng là m cho hì nh nh thu đư c khơng th c s đng d ng v i v t. Do tí nh ch t v t lýc a quátrì nh ch p nh g m: - Sai s mé o hì nh c a h th ng kí nh trong m áy ch p nh. - Sai s chi t quang c a mơi tr ư ng truy n ánh sá ng. - Sai s bi n d ng c a v t li u ch p nh Tt c cá c nguyên nhân k trên đã gây ra sai s xê d ch v trí đim nh và sai s ph ươ ng h ư ng c a đư ng th ng trên nh. Trong giá o trì nh nà y chú ng ta đi sâu nghiên c u 2 nguyên nhân là m xê d ch vtríđim nh, đĩlà : - S xê d ch vtríđim nh do nh nghiêng gây ra. - S xê d ch vtríđim nh do đa hì nh gây ra. 3.5. S xê d ch vtríđim nh do nh nghiêng gây ra Hì nh 3.3. S xê d ch vtríđim nh do nh nghiêng gây ra Gi s t tâm ch p S ta ch p đư c 2 tm nh: nh n m ngang P 0, nh nghiêng P cĩ gĩ c nghiêng c a nh là α. Hì nh nh c a đim trên m t đt đư c ghi l i trên nh ngang P 0là ao, trên nh nghiêng P là a (hì nh 3.3). Nu nh nghiêng P xoay quanh đư ng th ng t l hchc (đư ng n m ngang qua đim đng giá c C) đntrù ng v i nh n m ngang P 0thìđo n ca trù ng Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 28
29. vi ca 0 ( đo n ca 0 thu c m t ph ng P o). Khi đĩđim a di chuy n đ n a' (a' n m trên đư ng ca 0). ðo n a'a 0 = δαlàđi l ư ng d ch chuy n vtríđim nh do nh nghiêng gây ra. G i đo n ca = r, đo n ca 0 = r 0. Khi đĩ δα đư c tí nh theo cơng th c: − r2 cos ϕ.sinα δα = r – r 0 = (3.11) fk − rcos ϕ.sinα Trong đĩ: r làbá n kí nh đim nh khi l y đim đng gĩ c C là m tâm. αlàgĩ c nghiêng c a nh fklà tiêu c c c a má y ch p nh ϕlàgĩ c nghiêng đư c tí nh t đư ng d c chí nh vv theo chi u ng ư c chi u kim đng h đn bá n kí nh vect ơ r. x r = a Hì nh 3.4. Gĩ c ϕ cos ϕ T cơng th c 3.11 ta cĩ nh n xé t sau: -ð i v i nh b ng khi gĩ c nghiêng α nh (α ≤ 2 o) thìđi l ư ng r.cos ϕ.sin α mu sc a cơng th c (3.11) nh hơn r t nhi u so vi đi l ư ng f k cho nên cĩ th b qua khi đĩ cơng th c 3.11 tr thà nh: − r2.cos ϕ.sinα δα = (3.12) fk Hì nh 3.5. S xê d ch vtríđim nh do nh nghiêng - S xê d ch vtríđim nh do nh nghiêng gây ra sblo i tr khi n n nh. Nghĩ a là trong quátrì nh đư a nh nghiêng v nh ngang đng th i đư a t l nh v t l ngang. - Khi r = 0, t c làt i đim đng giá c C khơng cĩ s xê d ch vtríđim nh do nh nghiêng gây ra. - Nh ng đim nh n m trên đư ng h chc khơng cĩ s xê d ch vtríđim nh do nh 0 0 nghiêng gây ra, vì khi đĩgĩ c ϕ = 90 ho c ϕ = 270 do đĩ cos ϕ = 0. Vì v y đư ng hchc đư c g i làđư ng đng t l (đim 1 ≡1'). - Nh ng đim n m phí a trên đư ng hchc (x > 0) thì δα 0 trong tr ư ng h p nà y vtrí đim nh b xê d ch ra xa đim đng giá c C (đim 3 di chuy n v 3'). - Nh ng đim n m trên đư ng d c chí nh vv s xê d ch vtríđim nh do nh nghiêng gây ra là ln nh t, t c là |δα| = max. Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 29
30. 3.6. S xê d ch vtríđim nh đo đa hì nh gây ra nh hà ng khơng là nh c a vù ng đt trong phé p chi u xuyên tâm, cị n bì nh đlàhì nh chi u c a vù ng đt trong phé p chi u th ng đng. Nu gĩ c nghiêng c a nh α = 0, cị n vù ng đt là mt m t ph ng n m ngang thì nh hà ng khơng vàbì nh đ gi ng nhau (nu cù ng m t t l). Trong tr ư ng h p m t đt khơng b ng ph ng thìvtríđim nh sbd ch chuy n so vi đim t ươ ng ng trong phé p chi u th ng đng. Gi s t tâm ch p S ta ch p đư c mt t m nh ngang P 0c a m t vù ng đt b ng ph ng cĩ hi u s đ cao h A so v i m t ph ng ngang E (hì nh 3.6). Hì nh 3.6. S xê d ch v tríđim nh do đa hì nh gây ra nh c a đim A trên m t ph ng ngang P 0là a n m cá ch đim chí nh nh o m t đo n oa = r. (r đư c g i làbá n kí nh c a đim nh v i tâm làđim chí nh nh o). Chi u đim A theo ph ươ ng th ng đng xu ng m t ph ng E đư c A 0. Ni A 0 v i S đư c a 0 trên nh. ðo n aa 0là sd ch chuy n vtríđim nh do đa hì nh gây ra. Chú ng ta hã y xá c đnh s d ch chuy n đĩ: ∆AA'A 0 đng d ng ∆Saơ do đĩ ta cĩ : A' A AA 0 = 0 oa So AA 0 Suy ra: A'A 0 = .oa (3.13) So aa So Ta cũ ng cĩ : 0 = A' A0 SO So Suy ra: aa 0 = .A' A (3.14) SO 0 Thay (3.13) và o (3.14) ta cĩ : So AA 0.oa AA 0.oa aa 0 = . = SO So SO Trong đĩ: oa = r a, AA 0 = h A, SO = H, aa 0 = δh. Cho nên: h r. δh = A a (3.15) H Cơng th c (3.15) là cơng th c tí nh s xê d ch vtríđim nh do đa hì nh gây ra. T cơng th c (3.15) ta cĩ th nh n xé t sau: Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 30
31. - Khi h A = 0 thì δh = 0, nghĩ a làvù ng b ng ph ng khơng cĩ s xê d ch vtríđim nh do đa hì nh gây ra. - Khi r a = 0 thì δh = 0, nghĩ a làt i đim chí nh nh O khơng cĩ s xê d ch vtríđim nh do đa hì nh gây ra. - N u h Avà racà ng l n thì s xê d ch vtrí đim nh do đa hì nh gây ra cà ng l n. ðiu đĩcĩnghĩ a là khi chênh l ch đa hì nh cà ng l n vàđim nh n m cà ng xa đim chí nh nh O thì s xê d ch vtríđim nh do đa hì nh gây ra cà ng l n. - Khi đ cao bay ch p H cà ng l n thì δh cà ng nh . Nghĩ a làđgi m b t s xê d ch v tríđim nh đo đa hì nh gây ra vù ng đi nú i ng ư i ta th ư ng t ăng đ cao bay ch p ho c cĩ th làm gi m nh h ưng c a chênh cao đa hình đi v i s xê d ch v trí đim nh nh các máy ch p nh gĩc h p. - Khi hi u s đ cao d ươ ng thìvtríđim nh b xê d ch ra xa đim đáy nh là m cho t l nh t ăng. Ng ư c l i khi đ cao âm thìđim d ch chuy n nh v phí a đim đáy nh là m gi m t lnh. Tc là trên m t b c nh,t l nh khơng đng đ u. 3.7. Tăng d y đim kh ng ch nh 3.7.1. Khá i ni m chung v ph ươ ng phá p t ăng d y đim kh ng ch nh Trong đo v nh hà ng khơng cá c đim kh ng ch nh là cơ s cho vi c xá c đnh vtrí khơng gian c a chù m tia ch p ho c mơ hì nh l p th c a nh đo trong h tođ tr c đa. Cá c đim kh ng ch nh là nh ng đim đa v t đư c đánh d u vtrí trên nh đo vàđng th i đư c xá c đnh to đc a chú ng trong h tođ tr c đa. Nu t t ccá c đim kh ng ch nh đ u đư c ti n hà nh đo đc ngồ i th c đa thì kh i lư ng cơng tá c t ăng dà y r t l n. Vì vy trong ph ươ ng phá p đo nh ng ư i ta d a trên cá c tí nh ch t c ơ b n c a nh đo và nguyên lý cơ b n v mi quan h gi a nh đo, mơ hì nh l p th và tođ tr c đa c a cá c đim kh ng ch nh. Vi c t ăng d y cá c đim kh ng ch nh b ng cá ch thay th vi c đo đc ngồ i th c đa, đư c g i là cơng tá c t ăng d y đim kh ng ch nh. Nhi m vc a cơng tá c t ăng d y đim kh ng ch nh làxá c đnh tođ tr c đa c a đim kh ng ch đo v nh đư c ch n vàđánh d u vtríthí ch h p trên nh nh m là m c ơ s cho vi c liên k t cá c đi t ư ng đo v trong phị ng v i mi n th c đa. Do v y đim t ăng d y ph i thomã n m t s điu ki n nh t đnh trong cơng tá c đo nh. 3.7.2. Nh ng yêu c u c ơ b n đi v i cơng tá c t ăng d y đim kh ng ch nh Nh ng đim kh ng ch nh đư c xá c đnh b ng ph ươ ng phá p trong phị ng g i là đim kh ng ch nh t ăng d y. ðim kh ng ch tăng d y là nh ng đim nh rõné t đư c ch n vàđánh d u trên nh, đng th i xá c đnh đư c tođ bng ph ươ ng phá p trong phị ng. ðim kh ng ch tăng d y là cơ s cho vi c đnh h ư ng tuy t đi cá c chù m tia ch p ho c cá c mơ hì nh l p th trong đo nh. Vì vy chú ng ph i thomã n nh ng yêu c u v đchí nh xá c, m t đ đim vàvtríđim trên nh đo. 1. Yêu c u v đchí nh xá c c a cá c đim kh ng ch nh t ăng d y ðđm b o đchí nh xá c c a cơng tá c đo nh, đchí nh xá c c a cá c đim kh ng ch nh c n ph i cao h ơn đchí nh xá c c a đim đa v t trên b n đí t nh t m t c p. Trong ph ươ ng phá p đo nh n i dung b n đđư c đo v tr c ti p t cá c nh đo và đư c đnh h ư ng trong h tođ tr c đa trên c ơ scá c đim kh ng ch nh đư c t ăng d y. Tuỳ theo yêu c u c th vđchí nh xá c c a b n đđư c thà nh l p màxá c đnh đchí nh xá c Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 31
32. c a đim kh ng ch tăng d y. Thơng th ư ng nh ng yêu c u nà y đư c quy đnh trong quy ph m đo v bng nh hà ng khơng (b ng 3.1). Sai s cho phé p c a đim kh ng ch tăng d y chđư c phé p b ng 2 ln sai s trung bì nh ghi trong (b ng 3.1) vi s ln xu t hi n t i đa là 5%. ð i v i đim đ cao c a đim t ăng dy vù ng khĩ kh ăn cho phé p s ln xu t hi n t i đa là 10%. B ng 3.1. Sai s trung bì nh cho phé p c a tođvàđ cao đim kh ng ch nh Sai s trung bì nh Sai s trung bì nh đ cao Vù ng đo v mt ph ng (theo kho ng cao đ u c a đư ng bì nh đ) (theo t lb n đ) 0,5 -1m 2m 2,5m 5m >10m Vù ng đng b ng ± 0,35mm 1/5 1/4 1/4 Vù ng đi ± 0,35mm 1/4 1/3 Vù ng nú i ± 0,50mm 1/3 1/3 Trong ph ươ ng phá p đo nh gi i tí ch đchí nh xá c c a n i dung đo v quy t đnh b i đchí nh xá c đố n nh n đim nh. Ngà y nay v i nh ng ti n b trong k thu t ch p nh vàđo nh đchí nh xá c nà y cĩ th đt đ n ± 0,01mm. Do đĩđchí nh xá c đim kh ng ch nh ph i cao h ơn ho c ít nh t là bng đchí nh xá c nĩ i trên. Vì vy sai s trung bì nh cho phé p c a vtrí mt ph ng c a đim kh ng ch tăng d y đư c tí nh theo cơng th c: -5 mp = ± 10 m a (m) (3.16) Trong đĩ: m alà mu s t l nh. Theo Gruber gi a t l nh vàt lb n đcĩ quan h vi nhau và ơng đãđư a ra cơng th c, g i là cơng th c Gruber: ma = C mbđ (3.17) Trong đĩ C là h s kinh t , g i là h s Gruber. Ngà y nay C đư c xá c đnh trong kho ng C = 200 ÷ 300; m bđlà mu s c a t lb n đ. Thay (3.17) và (3.16) ta đư c: -5 mp ≤ ± 10 C. mbđ (3.18) Trong ph ươ ng phá p đo nh gi i tí ch ho c đo nh s sai s đ cao trung bì nh cá c đim kh ng ch tăng d y đư c tí nh theo cơng th c: H 0 mh ≤ ± 0,1 (3.19) 1000 Trong đĩ: H 0làđ cao bay ch p c a nh hà ng khơng. 2. Nh ng yêu c u v s lư ng và ph ươ ng án b tríđim t ăng d y trong đo nh (*) Trong đo nh s lư ng và ph ươ ng án b tríđim kh ng ch đo v trên nh ph thu c và o ph ươ ng phá p đo v . Trong ph ươ ng phá p đo v nh ph i h p l y cá c nh đơ n là m c ơ sthì s lư ng và ph ươ ng án b tríđim kh ng ch trên nh ph i thomã n v i yêu c u c a vi c n n nh. ð i vi ph ươ ng phá p n n nh trên má y n n quang c ơ trên m t t m nh đo ph i cĩí t nh t 4 đim kh ng ch 4 gĩ c c a di n tí ch đo v . Ngồ i ra đ ki m tra tođchí nh xá c n n nh th ư ng Tr(*)ư Cĩ ngth thamði kh h oc Giáo Nơng trình nghi Tr c đpi Hành - PhN ni Cơng – Giáo tác t ătrìnhng dày Trđimc kh đnga chnh nhvi –n GS.TSKH thám Tr ươ ng Anh Ki . t. NXB Giao thơng v n t i 32– 2002 .
33. trên m i nh c n b trí thêm đim th 5 gi a (hì nh 3.7). Hì nh 3.7. Ph ươ ng án b tríđim kh ng ch nn nh ð i v i ph ươ ng án đo v nh l p th , đim kh ng ch nh là cơ s cho vi c đnh hư ng cá c mơ hì nh l p th . Do đĩ mi mơ hì nh ph i cĩí t nh t 3 đim kh ng ch . ð tăng thêm đchí nh xá c và ki m tra vi c đnh h ư ng th ư ng b trí 4 đim kh ng ch nh 4 gĩ c khung cu nh. Cá c đim kh ng ch tăng d y ph c v vi c đo v trong phị ng c n ph i đư c l a ch n nh ng vtrícĩcá c điu ki n sau: - ðim kh ng ch khơng đư c đt sá t mé p nh d ưi 1 cm vàcá c d u đc bi t c a nh (nh ư đư ng ép ph ng, b t n ư c ) khơng đư c đt cá ch d ư i 1mm. - ðim kh ng ch nh ph i cĩkh năng s d ng cho cá c nh k cù ng d i bay vàd i bay bên c nh. Trong tr ư ng h p đphc a nh khơng đúng tiêu chu n đim kh ng ch ph i ch n riêng cho t ng d i bay nh ưng ph i n m trên đư ng vuơng gĩ c v i c nh đáy nh k t đim chí nh nh vàcá ch đim chí nh nh khơng nh hơn m t c nh đáy nh đi v i ph ươ ng án btríhì nh 3.7. - T i nh ng v trí tiêu chu n nĩ i trên đim kh ng ch tăng d y ph i đư c ch n t i nh ng đim đa v tcĩhì nh nh rõné t, d đĩn nh n vàcĩkh năng châm chí ch chí nh xá c v tríc a nĩ trên cá c nh k nhau. Nh ng đa v t nh ư vy th ư ng là giao đim c a cá c đa v t hì nh tuy n cĩgĩ c c t g n b ng 90 0, gĩ c c a cá c m ng rung, m nh đt hay m nh th c v t cĩ hì nh d ng rõ rt vàđ tươ ng ph n l n, cá c đa v t riêng lđt bi t. 3. Nh ng yêu c u đi v i đim kh ng ch ngo i nghi p trong đo nh Nh ng đim kh ng ch đư c b trí trên th c đa màtođc a chú ng đư c xá c đnh bng ph ươ ng phá p đo đcngồ i tr i, đng th i vtríc a chú ng đư c đánh d u trên nh n m trong l ư i kh ng ch tăng dà y g i là nh ng đim kh ng ch ngo i nghi p. Tồ n b cơng tá c btríđim, đo đc vàđánh d u vtríđim trên nh đo đư c g i là cơng tá c đo n i kh ng ch nh. ðim kh ng ch ngo i nghi p g m 3lo i: - ðim kh ng ch tng h p làcá c đim kh ng ch nh đư c xá c đnh cto đ mt bng vàđ cao. - ðim kh ng ch mt b ng - ðim kh ng ch đ cao. Nh ng đim kh ng ch nh ngo i nghi p dùđư c xá c đnh b ng ph ươ ng phá p gìcũ ng đ u ph i thomã n cá c yêu c u v đchí nh xá c, kh i l ư ng vàvtríđim. a. Yêu c u v s lư ng đim và ph ươ ng án b tríđim S lư ng đim và ph ươ ng án b tríđim kh ng ch ngo i nghi p ph thu c và o đ chí nh xá c c n đt c a đim kh ng ch đph c v cho nhi m vđo vc th . Ngà y nay v i s Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 33
34. phá t tri n m i c a ph ươ ng phá p tam giá c nh cho phé p nâng cao đchí nh xá c và hi u quc a cơng tá c t ăng d y. Vì vy s đim kh ng ch ngo i nghi p đư c gi m đi r t nhi u, cá c ph ươ ng án b tríđim cũ ng r t linh ho t. a) b) Hì nh 3.8. Cá c ph ươ ng án b tríđim kh ng ch ngo i nghi p a. Ph ươ ng án b tríđim kh ng ch nh ngo i nghi p cho l ư i d i bay b. Ph ươ ng án b tríđim kh ng ch nh ngo i nghi p t i thi u cho l ư i kh i. Ký hi u:
    : ðim kh ng ch tng h p
    : ðim kh ng ch đ cao. Trên hì nh 3.8 mơ t ph ươ ng án b tríđim kh ng ch ngo i nghi p cho cơng tá c t ăng dy đim kh ng ch theo cá c ph ươ ng phá p khá c nhau. b. Nh ng yêu c u v cơng tá c đánh d u đim Khi đo vb n đt l ln ho c đo v nh ng vù ng th ưa th t đa v t đc tr ưng ng ư i ta th ư ng ph i s d ng hì nh nh c a nh ng d u m c đc bi t vàđt tên th c đa nhng vtrí thí ch h p tr ư c khi bay ch p đlà m đim kh ng ch ngo i nghi p. ðđm b o đchí nh xá c đố n nh n và châm chí ch vtrí trên nh nh ng d u m c nà y ph i đư c t o nên theo yêu c u sau: Hì nh d ng vàmà u s c c a d u m c ph i d đố n nh n trên nh. Kt qu th c nghi m cho th y d u m c hì nh trị n vàcĩmà u s c t ươ ng ph n v i n n đt d u m c làthí ch h p nh t. Nu n n đt d u cĩ mu t i thì du m c cĩmà u tr ng ho c m àu và ng là tt nh t. Ngồ i ra d u mc cũ ng cĩ th cĩd ng hì nh vuơng ho c hì nh tam giá c đ u. Du m c ph i cĩ kí ch th ư c thí ch h p đ hì nh nh c a chú ng trên nh cĩ đ ln kho ng 0,03 - 0,05mm. ðthomã n yêu c u nà y, đư ng kí nh c a d u m c cĩ th đư c xá c đnh theo cơng th c: m d = a (m) (3.20) 3.10 4 Trong đĩ: m alà mu s t l nh Nu chúýđ n m i quan h gi a t l nh vàt lb n đ theo cơng th c Gruber vi C = 200, ta cĩ : Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 34
35. 2 m d = bd (m) (3.21) 300 Trên c ơ sđĩcĩ th tí nh tố n kí ch th ư c c a cá c d u m c cho cá c lo i b n đcĩt l khá c nhau (b ng 3.2). B ng 3.2. Kí ch th ư c c a cá c d u m c cho cá c lo i b n đt l ln T lb n đ T l nh d (cm) d' (mm) Ghi chú 1/1000 1/6000 20 0.03 d: kí ch th ư c d u m c trên th c đa 1/2000 1/9000 30 0.03 d': kí ch th ư c d u m c trên nh 1/5000 1/14000 50 0.03 Trong th c t bên c nh du m c chí nh đư c b trícá c d u m c ph nh ư và nh vị ng trị n quanh d u m c hì nh trị n (hì nh 3.9a) ho c vhì nh ch nh t theo h ư ng ké o dà i c a cá c c nh d u m c hì nh vuơng ho c hì nh tam giá c đ u (hì nh 3.9b). Ngồ i ra c n chúýđm b o s ăn kh p v th i gian đt m c và th i gian ch p nh đtrá nh s tá c đng c a thiên nhiên là m hư h i d u m c. a. Du m c hì nh trị n b. Du m c hì nh vuơng Hì nh 3.9. Cá c d ng d u m c dù ng đđánh d u đim kh ng ch nh c. Châm chí ch đim kh ng ch nh b ng thi t bk thu t cĩđchí nh xá c cao Trong nh ng tr ư ng h p thi u đa v t rõ rt n m vtrí tiêu chu n đlà m đim kh ng ch nh, đc bi t trong cơng tá c t ăng d y đim kh ng ch nh ph c v vi c đo vb n đt l ln, vi c đố n nh n và châm chí ch đim kh ng ch nh trên cá c nh đo k nhau c n đư c th c hi n trên cá c má y chuy n đim cĩđchí nh xá c cao. Hi n nay cĩ nhi u n ư c s n xu t cá c má y châm chuy n đim cĩđchí nh xá c cao dù ng cho cơng tá c t ăng d y đim kh ng ch nh (b ng 3.3). Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 35
36. B ng 3.3. Cá c lo i má y châm chuy n đim cĩđchí nh xá c cao Cá c thơng s k thu t chí nh Tên má y và Nưc s n Bà n đt nh Thi t b châm đim ký hi u xu t H s S C nh Ph ươ ng th c phĩ ng đi ð ln (mm) lư ng (cm × cm) châm PVG4 ThuSĩ 2 23 × 23 6x ÷ 10 x Mũ i khoan 0,04 ÷ 0,06 PMG1 ThuSĩ 3 23 × 23 2x ÷ 10 x Mũi kim 0,08 DSI Nga 2 18 × 18 7,5 x Mũ i khoan 0,05 ÷ 0,07 ð c đim chung c a h th ng quan sá t c a má y châm chuy n đim làcĩđphĩ ng đi rt l n vàcĩ th thay đi t ng n c ho c liên t c nh đĩcĩ th quan sá t l p th nh ng đim nm trên nh ng t m nh cĩt lhồ n tồ n khá c nhau. Ngồ i ra h th ng quan sá t c a nhi u má y châm chuy n đim cĩ b xoay quang h c cĩ th đng th i quan sá t v i đchí nh xá c cao trên 2 hư ng tođ x, y (hì nh 3.10). Hì nh 3.10. Má y châm chuy n đim PVG.4 3.8. Nn nh 3.8.1. Khá i ni m chung v nn nh Nn nh là cơng vi c x lýđlo i tr cá c sai s do nh nghiêng gây ra vàh n ch sai s do đa hì nh l i lõ m gây ra. Như vy n n nh làquátrì nh bi n đi hì nh nh c a mi n th c đa đư c ch p trên nh nghiêng thà nh hì nh nh t ươ ng ng trên nh n m ngang cĩt lphù hp v i t lb n đ cn thà nh l p. Vì vy nhi m vch yu c a cơng tá c n n nh là : - Thơng qua cá c bi n đi phù hp đ bi n hì nh nh trên nh nghiêng thà nh hì nh nh trên nh ngang t ươ ng ng đlo i tr sai s vtríđim nh do nh nghiêng gây ra, t c làlà m cho δα = 0. - L a ch n ph ươ ng phá p thí ch h p đh n ch sai s vtríđim do đa hì nh l i lõ m gây ra, t c làlà m cho δh ≤ ∆ cho phé p. -Xá c đnh t l nh n n phù hp v i t lb n đ ho c bì nh đ cn thà nh l p. Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 36
37. Cĩ nhi u ph ươ ng phá p n n nh khá c nhau: Ph ươ ng phá p n n nh đgi i: Trong ph ươ ng phá p n n nh đgi i hì nh nh đư c n n theo ph ươ ng th c đgi i trên cơ s lư i chi u ph i c nh t ươ ng ng đư c xá c l p trên nh và trên m t n n Ph ươ ng phá p n n nh quang c ơ: Trong ph ươ ng phá p n n nh quang c ơ quátrì nh n n nh đư c th c hi n nh cá c thi t b nn nh chuyên d ng đư c g i làmá y n n nh quang c ơ. Tuỳ thu c và o đc tr ưng đa hì nh khi đo, điu ki n thi t b ph ươ ng p há p n n nh quang c ơ đư c th c hi n theo 3 ph ươ ng th c sau: Nn nh m t ph ng Nn nh phân vù ng Nn nh vi phân. Ph ươ ng phá p n n nh gi i tí ch: Ph ươ ng phá p n n nh gi i tí ch là ph ươ ng phá p tí nh tố n, bi n đi t ng đim nh trên mt nh nghiêng thà nh đim nh t ươ ng ng trên m t nh n m ngang thơng qua m i quan h tố n h c ch t ch . Ph ươ ng phá p n n nh s : Ph ươ ng phá p n n nh s là ph ươ ng phá p n n nh trong ph ươ ng phá p đo nh s đt o nên nh tr c chi u, trong đĩhì nh nh trên nh nghiêng sđư c bi n đi t ng ph n t nh (g i là pixel) trên nh nghiêng thà nh pixel nh t ươ ng ng trên nh n n theo tođđư c tí nh tố n da trên quan h ph i c nh vàđxá m c a nĩ . 3.8.2. Nguyên lý cơ b n c a n n nh Cơng tác n n nh đư c th c hi n trên nguyên lý cơ b n sau đây: 1. Bi n đi hì nh nh trên nh nghiêng thà nh hì nh nh trên nh ngang Hì nh 3.11. Quan h ph i c nh c a nh nn Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 37
38. Trên hì nh 3.11 bi u di n m i quan h ph i c nh gi a mi n th c đa G (gi thi t là mt mt ph ng ngang G) nh hà ng khơng nghiêng (P) và nh n n t lb n đ cn thà nh l p (E). Th c ch t m t E làhì nh nh thu nhc a G theo t l 1/M. Vì vy m i quan h ph i c nh c n đư c xá c l p đây là gi a m t ph ng nh P và mt n n E. Nh ư vy th c ch t c a vi c n n nh là đư a m t ph ng nh nghiêng P v mt m t ph ng nh n m ngang (mt nn E). 2. H n ch nh h ưng c a chênh cao đa hình đn v trí đim nh n n. nh hà ng khơng làhì nh chi u xuyên tâm c a mi n th c đa trên m t ph ng nh. Do đĩ khi mi n th c đa cĩđ li lõ m thìhì nh nh c a chú ng trên nh hà ng khơng t ươ ng ng v i hì nh nh c a chú ng c n bi u di n trên b n đ. Sai s xê d ch vtríđim nh ph thu c và o đ chênh cao đa hì nh khu v c ch p (hì nh 3.12). Sai s tí nh s xê d ch vtríđim nh do đa hì nh gây ra đư c xá c đnh theo cơng th c (3.15). h r δh = A a H Trong đĩ: hA l à chênh cao c a đa hì nh khu đo. ralàbá n kí nh c a đim nh khi l y đim chí nh c a O là m tâm. H làđ cao bay ch p Hì nh 3.12. S xê d ch đim nh do đa hì nh gây ra Tđĩ cho th y: mu n h n ch sai s xê d ch vtríđim nh đo đa hì nh gây ra c n ph i gi i h n đ chênh cao đa hì nh c a mi n th c đa trong ph m vi t m nh sao cho nĩ khơng v ư t quá gi i h n xá c đnh theo cơng th c: ∆hmax = H max - H min ≤ 2h max δhmax Vì hmax ≤ H ra δhmax Nên: ∆hmax ≤ 2 H ra Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 38
39. δhmax ho c: ∆hmax ≤ 2m a.f k. ra Trong đĩ: ∆hmax làđ chênh cao l n nh t c a mi n th c đa trong ph m vi t m nh. δhmax là sai s vtríđim nh cho phé p malà mu s t l nh fklà tiêu c c a má y ch p nh Nu sai s vtríđim đa v t trên b n đ (tc là trên nh n n) do đ chênh cao đa hì nh gây ra cho phé p là (± ∆h gi i h n) tc là : maδhmax ≤ ∆h gi i h n mbd thìđ chênh cao đa hì nh l n nh t cho phé p trong ph m vi t m nh đư c xá c đnh theo cơng th c sau: fk ∆hmax ≤ 2m bd .∆h gi i h n ra Trong đĩ: ma, m bd là mu s t l nh, t lb n đ cn thà nh l p. Nu mi n th c đa trong ph m vi m t t m nh cĩđ chênh cao đa hì nh l n h ơn giátr cho phé p ∆hmax thì cn ph i phân chia t m nh th ành nhi u vù ng sao cho trong ph m vi 1 vù ng đ chênh cao đa hì nh nh hơn ∆hmax và ti n hà nh n n nh cho t ng vù ng riêng bi t. Ph ươ ng th c n n nh nà y g i là nn nh phân vù ng. Câu h i vàbà i t p 1. Th nà o là nh ngang, nh nghiêng, nh b ng ? 2. Xây d ng m i quan h tođ gi a đim nh vàđim v t khi l y đim đng giá c C là m gc tođ ? 3. Xây d ng cơng th c tí nh t l nh n m ngang ? 4. Xây d ng cơng th c tí nh t l nh nghiêng theo đư ng n m ngang vàđư a ra cá c nh n xé t vt lcá c đim nh trên đư ng nà y? 5. Trì nh b y t l nh trên đư ng d c chí nh vv? T l trung bì nh c a nh? 6. Trì nh b y cá c bi n d ng hì nh h c trên nh đơ n? 7. Trì nh bà y s xê d ch vtríđim nh do nh nghiêng gây ra? 8. Trì nh bà y s xê d ch vtríđim nh do đa hì nh gây ra? 9. Th nà o là ph ươ ng phá p t ăng d y đim kh ng ch nh ? 10. Nh ng yêu c u c ơ b n đi v i cơng tá c t ăng d y đim kh ng ch nh ? 11. Nh ng yêu c u đi v i đim kh ng ch nh ngo i nghi p ? 12. Th nà o là nn nh ? Cá c ph ươ ng phá p n n nh? Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 39
40. 13. Trì nh b y nguyên lý cơ b n c a n n nh? Cá c ph ươ ng phá p n n nh? 14. a) Gi i thí ch cơng th c H H XA = xa ; Y A = ya fk − xa .sinα fk − xa.sinα 0 b) Tí nh X A, Y A bi t: H = 2000m, f k = 200mm, α = 5 x a = 5cm, y a = 6cm c) Tí nh t l nh trong tr ư ng h p nĩ i trên? 15. Tí nh t l nh theo đư ng n m ngang cĩ xa = 5cm. 0 Bi t: f k = 300mm, H = 3000m, α = 4 ? 16. a) Gi i thí ch cơng th c: − r2.cos ϕ.sinα δα = fk − r.cos ϕ.sin α 0 0 b) TÍ nh δα bi t: r = 5cm, ϕ = 45 , α = 5 , f k = 200mm 17. a). Gi i thí ch cơng th c: h r. δh = A a H b) Tí nh δh, bi t: h A = 50m, H = 2000m, r a = 6cm. c) Nh ng đim nh nà o c ĩ s xê d ch vtríđim nh là 2,5mm? T i sao? Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 40
41. Ch ươ ng IV NGUYÊN LÝNHÌ N VÀðO L P TH Ni dung chí nh c a ch ươ ng nà y làtrì nh b y c u t o c a m t ng ư i, kh năng nhì n c a mt. Nguyên lýnhì n l p th , cá c ph ươ ng ph áp nhi u l p th . Nguyên lýđo l p th bng tiêu đo th c và tiêu đo o. ðchí nh xá c đo l p th bng tiêu đo th c và tiêu đo o. 4.1. Mt ng ư i vàkh năng c a m t ng ư i Mt ng ư i là 1 h th ng quang h c t nhiên r t ho àn ch nh, cĩ cu t o ph c t p, cĩ tí nh n ăng tuy t v i. Trong cơng tá c đo nh đ s d ng cá c má y mĩ c, thi t bđo đư c t t, tr ư c h t c n nghiên c u c u t o c a m t ng ư i. 4.1.1. Cu t o c a m t ng ư i Hì nh 4.1. S ơ đ cu t o c a m t ng ư i Mt ng ư i cĩhì nh d ng g n gi ng 1 qu cu cĩđư ng kí nh kho ng 25mm, ph n sau c a qu cu đư c bao b c h i 1 lp mà ng m ng g i là cũng m c (5). Ph n tr ư c võ ng m c là giá c m c (1) hồ n tồ n trong su t. Phí a trong giá c m c làthu tinh d ch (3) vàthu tinh th (4). Xung quanh thu tinh th là lp c ơ vị ng cĩkh năng là m thay đi đ ln c a l đng t (2) cĩtá c d ng điu ti t l ư ng ánh sá ng và o m t gi ng nh ư ca m c a h th ng kí nh v t má y ch p nh. Võ ng m c (6) là m thà nh vá ch trong c a m t trên đĩ dy đc nh ng t bà o thgiá c, gm nh ng t bà o c m thmà u s c hì nh nĩ n và nh ng t bà o c m thá nh sá ng hì nh que. Vù ng cĩkh năng c m th nh sá ng t ươ ng đi m nh trên võ ng m c g i làvù ng đim và ng (7), vù ng nà y n m gi a võ ng m c cĩ di n tí ch kho ng 0,81 mm 2. võ ng m c (8) là nơi nh y c m nh t v i ánh sá ng, cĩđư ng kí nh 0,3 đ n 0,4mm. võ ng m c n m chí nh gi a vù ng đim vàng. Sc c m thá nh sá ng trung tâm võ ng m c l n g p 19 ln so v i vù ng biên. ðư ng th ng qua tâm võ ng m c và ti p đim sau c a thu tinh th g i làtr c nhì n c a m t. Khi nhì n 1 đim b t kỳ , tr c nhì n c a m t s tđng đnh h ư ng v đim đĩ, đng th i thu tinh th tđng thay đi tiêu c c a nĩđ thu đư c nh rõné t trong võ ng m c, l đng t t đng thay đi đ lnđđiu ti t m t l ư ng ánh sá ng c n thi t và o m t. Kt qulàvõ ng m c thu đư c hì nh nh vàcá c dây th n kinh thgiá c (9) lp t c truy n cá c tí n hi u hì nh nh đĩ v trung tâm th n kinh thgiá c vnã o. Mt s s li u c ơ b n c a m t ng ư i bì nh th ư ng đư c chia ra b ng 4.1. Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 41
42. B ng 4.1. Nh ng s li u c ơ b n c a m t ng ư i bì nh th ư ng 1. C nh đáy m t: b'= 55 ÷75mm, trung bì nh b’ = 65mm 2. Tiêu c c a m t: f' = 12 ÷ 16mm 3. Kho ng cá ch nhì n rõ nh t: 20cm 4. ðư ng kí nh c a t bà o thgiá c hì nh nĩ n: 3,5 µm 5. ðư ng kí nh c a t bà o thgiá c hì nh que: 2,0 µm 6. Gĩ c l ch c a tr c nhì n: ± 45 0 7. ðư ng kí nh c a l đng t : 3 ÷ 7 µm 4.1.2. Kh năng nhì n c a m t m t Kh năng nhì n c a m t đư c đánh giá bng l c phân bi t c a m t, đư c đnh nghĩ a nh ư sau: 1. ðnh nghĩ a Lc phân bi t c a m t làkho ng cá ch nh nh t gi a 2 vt th mà mt m t cĩ th nhì n rõ . Gĩ c trươ ng t ươ ng ng c a kho ng cá ch nà y đư c ký hi u là : δ. 2. Cá c lo i l c phân bi t c a m t Theo k t qu nghiên c u c a cá c nhà sinh lýh c cho th y: Nu 2 đim nh c a v t đng th i r ơi và o 1 tbà o c m thmà u s c hì nh nĩ n thì trung tâm th n kinh thgiá c khơng th nh n đư c s tn t i c a 2 đim v t. Do đĩ mu n nhì n rõ 2 đim v t thìí t nh t đim nh t ươ ng ng c a chú ng ph i r ơi và o 2 t bà o hì nh nĩ n k nhau. Vì vy l c phân bi t c a m t đư c bi u th bng gĩ c tr ươ ng đư ng kinh t bà o hì nh nĩ n, đư c tí nh theo cơng th c: ,0 0035 δ'' = .ρ '' = 45'' 16 ðây làlo i l c phân bi t đi v i d ng đim vàđư c g i là lc phân bi t lo i 1c a mt. Nu nhì n 2 đư ng th ng song song scĩ nhi u t bà o hì nh nĩ n tham gia và o vi c thu nh n hì nh nh b i vìcá c t bà o nà y s p x p so le v i nhau trên võ ng m c. Do đĩ lc phân bi t c a m t s cao h ơn khi nhì n v t th d ng đim. Kt qu th c nghi m cho th y l c phân bi t c a m t đi v i v t th d ng đư ng th ng kho ng 20'' ( δ = 20''). Lc phân bi t nà y g i là lc phân bi t lo i 2. Khi đ chi u sá ng t ăng lên l đng t s thu nhl i và lc phân bi t c a m t s tăng lên. Bng th c nghi m cũ ng cho th y: nu v t th đư c chi u sá ng b ng ánh sá ng đơ n mà u thì cư ng đá nh sá ng l n h ơn t 2 đ n 4 ln ánh sá ng th ư ng khi đĩ lc phân bi t c a m t sđt giátr cao nh t. Tcá c thí nghi m cũ ng cho th y m t m t khơng cĩkh năng phân bi t tí nh khơng gian c a v t th . Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 42
43. 4.1.3. Kh năng nhì n c a 2 m t Khi nhì n v t th bng 2 m t ta d dà ng nh n ra tí nh khơng gian ba chi u c a v t th . Kh năng nà y đã tr thà nh b n n ăng c a m t ng ư i. ð hi u rõ cơ sc a b n n ăng nà y ta s là m thí nghi m sau: 1. Thí nghi m γ1 Gi s bng 2 mt ta nhì n 1 vt A cá ch γ đáy m t 1 đo n y a ( hì nh 4.2) khi đĩtr c nhì n c a 2 mt s tđiu ch nh và giao nhau A t o thà nh 1 gĩ c γ, đng th i thu tinh th c a m t cũ ng t đng điu ti t và thu nh n đư c hì nh nh c a A trên võ ng m c c a m t trá i là a1, trên võ ng m c c a m t ph i là a2. Nu c nh đim A cĩ 1 đim v t p 1 n m Hì nh 4.2. Kh năng nhì n trong tr ư ng nhì n c a m t, cũ ng t ươ ng khơng gian c a 2 mt t nh ư trên tr c nhì n c a m t cũ ng t đng điu ch nh và giao nhau P t o thà nh gĩ c giao h i γi. Hì nh nh c a P sđư c ghi l i trên võ ng m c c a m t trá i là P1, m t ph i là P2. Gĩ c giao h i γvà γis khơng b ng nhau vìkho ng cá ch y avà y pkhá c nhau, t c là ng vi m i kho ng cá ch nhì n khá c nhau scĩgĩ c giao h i γkhá c nhau. Nh ư vy s khá c nhau gi a cá c gĩ c giao h i c a đim v t là cơ sđố n nh n tí nh khơng gian c a v t th c a 2 mt. Vì th hi u: ∆γ = γi - γ (4.1) đư c đnh nghĩ a là lc nhì n khơng gian c a m t. Trên th c t kh năng nhì n khơng gian c a 2 mt khơng tr c ti p d a và o s khá c bi t gi a cá c gĩ c giao h i mà da và o s khá c bi t hì nh nh thu đư c trên võ ng m c c a m t trá i và mt ph i, t c là : σ = a 1p1 - a 1p2 (4.2) Trong đĩ: σ đư c g i làth sai sinh lýc a m t. Ng ư i ta cũ ng tì m ra m i quan h gi a th sai sinh lýc a m t và lc nhì n khơng gian c a m t b i cơng th c: σ ∆γ = .ρ '' (4.3) f ' Trong đĩ: f' là tiêu c c a m t Qua đĩ cho th y: lc nhì n khơng gian c a m t ph thu c và o kh năng ti p nh n th sai sinh lýc a m t. Kt quthí nghi m cho th y: Th sai sinh lýnh nh t c a m t đđố n nh n tí nh khơng gian (gn, xa) c a v t th , đi v i dang đim là : σmin = 2,3µ. Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 43
44. đi v i d ng đư ng th ng là : σmin = 1,0µ Th sai sinh lý ln nh t c a m t khơng đư c l n h ơn đư ng kí nh c a ơ võ ng m c, t c là : σmax ≤ 0,4 mm Thay giátr σmin và σmax và o cơng th c (4.3) ta cĩ : ∆γmin = 30'' ho c ∆γmin = 12'' 0 ∆γmax = 1 30' Da trên cá c tr s v lc nhì n khơng gian c a m t ta xá c đnh đư c s li u v kh năng nhì n khơng gian c a m t. 2. Kh năng nhì n khơng gian l n nh t c a m t Thì nh 4.2 ta cĩ : b' y = .ρ '' (4.4) γ Trong đĩ: b' - làđáy m t, b' = 65mm γ - làgĩ c giao h i y - làkho ng cá ch t đáy nhì n đ n v t th . ρ'' = 206265'' Nhì n và o cơng th c (4.4) ta nh n th y: kho ng cá ch cà ng xa thìgĩ c giao h i cà ng nh . Gĩ c giao h i nh nh t đ mt cĩ th đố n nh n ra m t đim trong khơng gian nhì n đư c vìlà gi i h n c a gĩ c giao h i γmin vàđư c l y b ng l c nhì n khơng gian nh nh t c a 2 m t, t c là : γmin = ∆γmin = 30'' Thay giátrđĩvà o cơng th c (4.4) ta đư c: 65 mm ymax = .ρ '' = 446,9m ≅ 447m. 30 '' ymax = 447m làkho ng cá ch nhì n khơng gian l n nh t c a m t, ngồ i kho ng cá ch nà y mt ng ư i khơng phân bi t đư c tí nh khơng gian c a v t th . Vì vy y max đư c g i làbá n kí nh nhì n khơng gian l n nh t c a m t. 3. Kh năng phân bi t g n, xa c a m t b' T cơng th c: y = .ρ '' γ − b' ta cĩ : dy = .ρ '' dγ γ 2 Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 44
45. Trong đĩ: b2 γ2 = .ρ '' y 2 y2 dγ rú t ra: dy = − . b' ρ '' Thay: dy = ∆y; d γ = ∆γ ta cĩ : − y2 ∆y = .∆γ (4.5) b'. ρ '' Trong cơng th c (4.5) thay ∆γ = ∆γmin ta cĩ : − y2 ∆ymin = ∆γ (4.6) b'. ρ '' min Cơng th c (4.6) là cơng th c tí nh kho ng cá ch nh nh t c a 2 vt th mà mt ng ư i cĩ th phân bi t đư c tí nh khơng gian c a v t th . Nu 2 vt th cá ch nhau (theo chi u y) nh hơn kho ng cá ch nà y thì mt ng ư i khơng th phân bi t đư c khơng gian (gn, xa) c a v t th . 4.2. Nguyên lýnhì n l p th 4.2.1. Shì nh thà nh c m giác nhìn l p th nhân t o Tcá c thí nghi m trên cho th y: c m giá c khơng gian khi nhì n v t th bng 2 m t đư c t o nên nh s xu t hi n th sai sinh lýc a m t. ð hi u rõ hơn v shì nh thà nh c m giá c l p th nhân t o ta là m thí nghi m sau: 1. Thí nghi m: Gi s ta nhì n m t kh i h p (hì nh 4.3) bng 2 mt, ta đt tr ư c m i m t 1 tm kí nh và ghi l i hì nh nh c a v t th trên 2 tm kí nh, hì nh nh c a v t th nhì n t mt trá i đư c ghi l i trên t m kí nh trá i, t mt ph i đư c ghi l i trên t m kí nh p h i. Ta c t v t th đi nh ưng 2 mt vn ghi l i hì nh nh c a v t th trên 2 tm kí nh trá i vàph i v i điu ki n m t trá i chnhì n hì nh nh trên t m kí nh trá i, m t ph i chnhì n hì nh nh trên t m kí nh ph i. Khi đĩ trên võ ng m c c a 2 mt v n hì nh thà nh hì nh nh c a v t th nh ư khi quan sá t tr c ti p v t th , t c là trên võ ng m c m t trá i xu t hi n hì nh nh a 1 b 1và trên võ ng m c m t ph i xu t hi n hì nh nh a2và b2. Cá c hì nh nh nà y st o ra th sai sinh lý nh ư vt th th c, t c là : σ = a 1b1 - a 2b2 Hi n t ư ng nà y đư c làc m giá c l p th nhân t o. Nĩlà cơ sc a ph ươ ng phá p đo nh trong tr c đa nh. Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 45
46. a. Shì nh thà nh c p nh l p th b. Shì nh thà nh th sai sinh lý nhân t o Hì nh 4.3. Shì nh thà nh c m giá c l p th Cp nh l p th T thí nghi m trên cho th y c p nh P1P2 thu đư c t 2 đim nhì n c a 2 mt khá c nhau đi v i 1 vt th đư c g i là cp nh l p th . Trong ch p nh cù ng 1 vt th nu ta đt má y 2 vtríkhá c nhau và ch p đư c 2 tm nh t 2 tâm ch p khá c nhau ta thu đư c 2 t m nh, đĩlà cp nh l p th . nh c a 1 đim v t (nh ư đim A ho c B) trên 2 nh c a c p nh l p th đư c g i là đim nh cù ng tên nh ư đim a 1và a2 ho c b 1và b2. Cá c tia t 1 đim v t đ n tâm nhì n c a 2 mt ho c tâm ch p c a 2 nh đư c g i là tia ng m ho c tia chi u cù ng tên, nh ưcá c tia AO 1và AO 2 ho c BO 1và BO 2. Nh ư vy c m giá c l p th đư c hì nh thà nh là do s xu t hi n th sai sinh lý nhân t o t cá c đim nh cù ng tên trên c p nh l p th . Thì nh 4.3 ta cĩ th xá c l p m i quan h gi a t h sai sinh lý nhân t o v i tođđim nh cù ng tên trên c p nh l p th . σ = a 1'b 1' - a 2'b 2' = K (a 1b1 -a2b2) (4.7) Trong đĩ: K là h st l a1b1, a 2b2làcá c vé ct ơ đim nh trên nh trá i và nh ph i Kt lu n Mu n t o nên c m giá c l p th nhân t o c n ph i cĩcá c điu ki n c ơ b n sau: -Hì nh nh c a v t th ph i đư c ch p t 2 t m nh cĩ tâm ch p khá c nhau, t c làph i cĩ cp nh l p th . - Khi quan sá t c p nh l p th mi m t chnhì n th y m t nh t ươ ng ng trong c p nh lp th . - C p nh l p th ph i đư c đt vtríthí ch h p sao cho cá c tia ng m cù ng tên ph i giao nhau trong khơng gian, t c là : a) Cá c tia ng m cù ng tên ph i n m trong m t ph ng c a đư ng đáy m t Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 46
47. b) Kho ng cá ch c a 2 nh ph i phù hp, sao cho kho ng cá ch gi a cá c đim nh cù ng tên ph i nh hơn chi u dà i c nh đáy m t. c) Kho ng cá ch nhì n t mt đ n c p nh l p th tươ ng ng v i k ho ng cá ch t tâm ch p đ n m t ph ng nh. Tuy nhiên, s phá vcá c điu ki n b và c trên đây khơng là m m t đi c m giá c l p th nhân t o màchphá vtí nh đng d ng gi a c m giá c l p th vi hì nh d ng t nhiên c a v t th mà thơi. 4.2.2. Hi u ng l p th vàcá c tí nh ch t c a nĩ C m giá c l p th đư c t o nên b i th sai sinh lýc a m t, đư c hì nh thà nh khi quan sá t m t c p nh l p th đư c g i là hi u ng l p th . Căn c và o đc đim, tí nh ch t c a c m giá c l p th nhân t o ng ư i ta phân thà nh 3lo i hi u ng l p th , đĩlà : 1. Hi u ng l p th thu n Nu c m giá c l p th nhân t o hồ n tồ n đng nh t v i khơng gian th c c a v t th thì cm giá c nà y đư c g i là hi u ng l p th thu n. ðiu ki n đ thu nh n hi u ng l p th thu n là : -Thomã n cá c điu ki n c ơ b n đt o nên c m giá c l p th nhân t o (nh ư đãtrì nh bà y trên). - Khi quan sá t c p nh l p th mt trá i nhì n hì nh nh trên nh trá i, m t ph i nhì n hì nh nh trên nh ph i. 2. Hi u ng l p th ngh ch Khi c m giá c l p nhân t o ng ư c v i khơng gian th c c a v t th thìc m giá c l p th nà y đư c g i là hi u ng l p th ngh ch. ðiu ki n đ thu đư c hi u ng l p th ngh ch là : - Xoay t ng t m nh c a c p nh l p th quanh đim chí nh nh O c a nĩđi 1 gĩ c 180 0. - M t trá i nhì n nh trá i, m t ph i nhì n nh ph i. Khi đĩth sai sinh lý nhân t o sinh ra cĩ du ng ư c v i d u c a th sai sinh lý khi quan sá t c p nh l p th vtrí thu n (hì nh 4.4). a. Hi u ng l p th thu n b. Hi u ng l p th ngh ch Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 47
48. Hì nh 4.4. Shì nh thà nh hi u ng l p th thu n vàngh ch Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 48
49. 3. Hi u ng l p th khơng C m giá c l p th nhân t o đư c t o nên d ư i điu ki n tr sth sai sinh lýc a t t c cá c đim quan sá t đ u b ng khơng. Lú c đĩ khơng gian c a v t th đư c nhì n th y là 1 m t ph ng. C m giá c nà y đư c g i là hi u ng l p th khơng. 4. Cá c tí nh ch t c a hi u ng l p th Cá c hi u ng l p th đư c t o nên khi quan sá t c p nh l p th cĩ th thay đi tuỳ theo s thay đic u điu ki n quan sá t. ð th y đư c s thay đi đĩ ta là m thí nghi m sau: a. Thí nghi m 1: Hì nh 4.5 M rng hi u ng l p th bng vi c t ăng đáy quan sá t Gi s bng m t th ư ng ta quan sá t c p nh l p th p1p2 v i đáy nhì n b' = 65mm. Khi đĩ ta thu đư c hì nh nh c a v t th là : ABCD. Nu dù ng m t h th ng quang h c cĩc nh đáy nhì n là b = nb' cũ ng quan sá t c p nh l p th đĩ, ta thu đư c hì nh nh c a v t th là A'B'C'D'. Khi đĩ ta nh n th y hì nh A'B'C'D' l n h ơn hì nh ABCD nhi u l n. Hi n t ư ng nà y g i là s m rng hi u ng l p th bng vi c t ăng đáy nhì n. H s m rng tươ ng ng v i h sphĩ ng đi c a c nh đáy nhì n. Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 49
50. b. Thí nghi m 2 Hì nh 4.6. M rng hi u ng l p th bng vi c t ăng tiêu c c a đáy nhì n Gi sthí nghi m trên đư c ti p t c th c hi n b ng h th ng quan sá t m i, trong đĩ kho ng cá ch nhì n t ti p đim tr ư c c a m t đ n nh đư c m rng V l n so v i tiêu c c a mt, t c là : f = vf ' Vi điu ki n nhì n nà y cá c tia nhì n t ươ ng ng s t o nên hì nh nh m i c a hì nh ABCD làhì nh A''B''C''D'' (hì nh 4.6). Hì nh A''B''C''D'' đư c m rng theo h ưng y là V l n. Hi n t ư ng nà y đư c g i là m rng hi u ng l p th bng vi c t ăng h sphĩ ng đi c a h th ng quan sá t. c. Kt lu n - L c nhì n khơng gian c a m t cĩ th đư c nâng cao n u hi u ng l p th đư c m rng. - N u t ăng tiêu c f' lên V l n thì lc nhì n khơng gian nh nh t c a m t sgi m đi V ln vàkh năng phân bi t c a m t đư c t ăng lên V l n. G i l c nhì n khơng gian nh nh t c a m t khi nhì n v t th bng m t th ư ng là : ∆γmin = σ min . f ' Nu nhì n qua kí nh cĩđphĩ ng đi V l n, l c nhì n khơng gian nh nh t c a m t ký hi u ∆γ’min đư c tí nh: Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 50
51. ∆γ min . f ' ∆γ min ∆γ’min = = (4.8) Vf ' V - Khi t ăng đáy nhì n lên n l n (b = nb'), tiêu c lên V l n (f = vf') thìkh năng nhì n khơng gian c a m t đư c t ăng lên nv l n. Th t v y, khi nhì n b ng m t th ư ng ta cĩ : b' ymax = .ρ '' (4.9) ∆γ min Nu t ăng đáy nhì n lên n l n, t ăng tiêu c lên v l n khi đĩ: nb ' y’ max = .ρ '' = nv .ymax (4.10) ∆γ min V - Khi t ăng đáy nhì n lên n l n (b = nb'), tiêu c lên V l n (f = vf') kh năng phân bi t khơng gian c a m t t ăng lên nv l n. Nh ư ta bi t, khi nhì n b ng m t th ư ng thì : 2 − y ∆γ min ∆ymin = (4.11) b'. ρ '' Khi t ăng đáy nhì n lên n l n, tiêu c lên v l n khi đĩ: ∆γ min 2 − .y 2 V − y ∆γ min ∆ymin ∆y' min = = = (4.12) nb '. ρ '' nv .b '.ρ '' nv Da trên c ơ slý lu n đĩ, ng ư i ta ch t o kí nh l p th cĩđáy nhì n đư c m rng b = nb' và tiêu c nhì n đưc t ăng lên y = vf' (hì nh 4.7). Hì nh 4.7. Sơ đ quang h c c a kí nh l p th 4.2.3. Cá c ph ươ ng phá p nhì n l p th ðt o nên hi u ng l p th cn ph i th c hi n m t trong nh ng điu ki n c ơ b n là mi m t chnhì n m t hì nh nh c a c p nh l p th . Mu n th c hi n đư c điu ki n c ơ b n nà y ng ư i ta cĩ th sd ng nhi u ph ươ ng phá p khá c nhau đtá ch tia ng m c a t ng m t v i tng nh riêng bi t c a c p nh l p th . Căn c và o ph ương th c tá ch tia ng m c a 2 m t ta cĩ cá c ph ươ ng phá p nhì n l p th nh ư sau: Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 51
52. 1. Ph ươ ng phá p kí nh l p th Trong h th ng kí nh nà y ng ư i ta dù ng h th ng quang h c đtá ch tia ng m c a 2 mt. Cĩ 2lo i kí nh l p th sau: a. Kí nh l p th đơ n gi n: Cu t o c a kí nh l p th đơ n gi n ch gm 2 th u kí nh đư c đt trên 2 giánhdù ng đ nhì n c p nh cĩkí ch th ư c nh . Kí nh l p th đơ n gi n ch yu làtá ch tia ng m đt o nên hi u ng l p th . Nh ư c đim ch yu c a lo i kí nh nà y là khay đng nh nh khơng đt đư c cá c nh cĩkí ch th ư c l n và khơng m rng đư c hi u ng l p th . ð kh c ph c đư c cá c nh ư c đim đĩ ng ư i ta ch t o kí nh l p th ph n quang (hì nh 4.8a). b. Kí nh l p th ph n quang Trong h th ng kí nh l p th ph n quang ngồ i cá c th u kí nh cĩtá c d ng t ăng h s phĩ ng đi h ình nh quan sá t cị n cĩ các kí nh ph n quang đư c đt song song t ng đơi m t v i gĩ c nghiêng 45 0 so v i tr c nhì n th ng đng c ĩ tá c d ng m rng c nh đáy nhì n đ tăng kho ng cá ch gi a 2 t m nh c a c p nh l p th (hì nh 4.8b). 2. Ph ươ ng phá p kí nh l c a. Kí nh l p th đơ n gi n b. Kí nh l p th ph n quang Hì nh 4.8. Kí nh l p th đơ n gi n vàkí nh l p th ph n quang Mt trong nh ng ph ươ ng phá p nhì n l p th th ư ng đư c s d ng làdù ng kí nh l c đ tá ch tia ng m c a 2 mt riêng bi t đi v i t ng nh c a c p nh l p th . Hi n nay cĩ 2lo i kí nh l c th ư ng dù ng là : kí nh l c mà u vàkí nh phân c c. a. Ph ươ ng phá p kí nh l c m u ð c đim c a ph ươ ng phá p nà y là dù ng 2 lo i mà u đc bi t đ nhu m 2 chù m tia chi u c a c p nh l p th đng th i dù ng 1 kí nh cĩ 2 mu t ươ ng ng đnhì n chù m tia đã đư c nhu m m u. Do tí nh ch t đc bi t c a cá c lo i m u nà y mà mi m t chnhì n th y m t lo i tia sá ng cĩmà u t ươ ng ng do đĩt o nên hi u ng l p th nhân t o (hì nh 4.9). Tr ưng ði h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Tr c đa nh vi n thám . 52