Đo EDM hiện đang được ứng dụng phổ biến trong lĩnh vực trắc địa bản đồ. Tuy nhiên không phải ai cũng hiểu rõ về phép đo này. Vậy, đo EDM là gì, nguyên lý hoạt động như thế nào và được ứng dụng ra sao? Bài viết sau Geotech Global sẽ giải đáp chi tiết các vấn đề này.
1. Đo EDM là gì? Hoạt động như thế nào?
Trước khi tìm hiểu sâu về EDM, bạn đọc cần hiểu rõ khái niệm đo EDM và nguyên lý hoạt động của nó trong ngành trắc địa bản đồ.
1.1 Đo EDM là gì?
EDM trong ngành trắc địa bản đồ là viết tắt của Electronic Distance Measurement có nghĩa là đo khoảng cách điện tử. Có thể hiểu đơn giản, đo EDM là một trong những phương pháp xác định khoảng cách giữa hai điểm bằng cách sử dụng sóng điện từ.
Trong các phương pháp đo đạc hiện đại, thì đo EDM được sử dụng nhiều nhất do có sai số thấp tới hàng milimet bất kể địa hình, thời tiết hay khoảng cách.
1.2 Nguyên lý đo EDM là gì?
Để xác định khoảng cách giữa 2 điểm A và B bằng phương pháp đo EDM, người ta cần 3 yếu tố cơ bản:
- Thiết bị phát sóng điện từ: Thiết bị này đặt tại điểm A, chiếu tia điện từ tới điểm B
- Gương: Gương đặt tại điểm B, gương này được thiết kế sao cho các tia điện từ chiếu vào nó sẽ phản xạ ngược lại về đúng điểm phát ra.
- Bộ xử lý dữ liệu: Thiết bị này xác định được thời gian đi và về của tia điện từ, và tính được khoảng cách giữa 2 điểm A và B bằng công thức:
- Khoảng cách = (Vận tốc X Thời gian)/2
2 công thức tính khoảng cách khi sử dụng phương pháp đo EDM
Có 2 công thức xác định khoảng cách khi đo bằng sóng điện tử:
Công thức 1: Tính thời gian đi về của tia đo, sau đó sẽ ra khoảng cách: D=(V*T)/2
- D = khoảng cách giữa A và B
- V = vận tốc sóng điện tử
- T = thời gian đi và về của sóng điện từ
Công thức 2: Đếm số bước sóng bước sóng điện từ để tính khoảng cách: D=N.λ+λφ với:
- D = khoảng cách từ máy thu đến vệ tinh
- N = Số bước sóng
- λ = Khoảng cách bước sóng
- λφ = Khoảng cách từ khối đo đến điểm đầu của bước sóng cuối cùng
2. Các Thiết Bị Đo EDM
2.1 Thiết bị đo EDM bằng tia vi sóng
Thiết bị đo EDM bằng tia vi sóng này được phát minh vào năm 1950 ở Nam Phi bởi tiến sĩ T.L. Wadley và đặt tên là Tellurometers. Tuy có cấu tạo thô sơ nhưng thiết bị đo EDM giai đoạn đầu này có thể đo được trên phạm vi 100km với sai số chỉ +/- 5 đến 15 mm mỗi km.
2.2 Thiết bị đo EDM bằng tia hồng ngoại
Thiết bị đo EDM bằng tia hồng ngoại là những thiết bị sử dụng tia hồng ngoại để đo khoảng cách, tiêu biểu là máy toàn đạc. Tuy khoảng cách đo của loại thiết bị này giới hạn chỉ 10km trở lại, nhưng đo EDM bằng tia hồng ngoại được đánh giá có độ chính xác cao, nên đang được phát triển thành nhiều phiên bản nâng cấp.
Một số sản phẩm máy toàn đạc tiêu biểu đo EDM với độ chính xác cao là:
- MÁY TOÀN ĐẠC ĐIỆN TỬ HTS-521L10
- Máy Toàn Đạc Điện Tử Leica FlexLine Ts03
- Máy Toàn Đạc Điện Tử Sokkia IM-50 Series
2.3 Đo EDM bằng thiết bị ánh sáng
Đây là những thiết bị đo EDM sử dụng ánh sáng nhìn thấy hoặc độ dài bước sóng có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Ở đây thiết bị chính được sử dụng làm dụng cụ phát ánh sáng có bước sóng cao và lăng kính khối vuông được sử dụng làm gương phản xạ. Tuy ít được sử dụng do khoảng cách đo ngắn, nhưng có nhiều ưu điểm:
- Giá thành rẻ
- Độ chính xác cao: +/- 0,2mm đến 1mm mỗi km
3. Độ chính xác và khoảng cách phương pháp đo EDM
Phương pháp đo EDM bằng sóng điện tử này có sai số được coi là thấp nhất, chỉ vài mm. Thậm chí, trên các thiết bị chuyên dùng, phần mềm điều khiển sẽ cho máy đo liên tục nhiều phép đo trong thời gian dài. Kết quả trung bình của tất cả phép đo đó sẽ là kết quả có độ chính xác gần như tuyệt đối.
Về khoảng cách, các máy chuyên dụng có thể đo được ở khoảng cách gần như vô tận, miễn là người đo quan sát được gương. Do đó, lăng kính trang bị trên các máy đo có độ phóng đại lớn, thông thường là 30X.
Nhưng trên thực tế, do môi trường, địa hình tác động, nên người ta sử dụng để đo khoảng cách mấy trăm đến 1km.
4. Các yếu tố ảnh hưởng tới độ chính xác của phép đo EDM
Quá trình sử dụng phương pháp đo EDM có thể có sai số nhất định, lỗi này thường do:
- Lỗi người dùng trong quá trình vận hành. Cụ thể, người dùng có thể thực hiện sai, chưa đúng kỹ thuật,..
- Ngoài ra, yếu tố dụng cụ đo bị lỗi do không được bảo dưỡng, hiệu chỉnh và kiểm định thường xuyên.
- Lỗi xảy ra do dụng cụ bị phản xạ sai, áp suất khí chuyển và nhiệt độ
- Sự thay đổi của khí quyển về nhiệt độ, áp suất cũng như độ ẩm. Các thiết bị
- EDM sóng siêu nhỏ dễ bị ảnh hưởng bởi những điều này hơn.
- Nhiều khúc xạ của các tín hiệu.
5. Ứng dụng của đo EDM trong thực tế
Ứng dụng của đo EDM trong thực tế là sự kết hợp giữa khối đo điện từ cùng với khối đo góc và phần mềm tính toán. Từ các dữ liệu đo, phép đo EDM cho ra các thông tin về:
- Đo khoảng cách gián tiếp, tiêu biểu như khoảng chênh cao gián tiếp giữa 2 điểm A và B
- Tính diện tích khu đất
- Tính tọa độ 1 điểm khi biết tọa độ của 2 điểm trên thực địa.
- Tính toán khối lượng cần thiết cho đào, đắp, san lấp
- Đo chiều cao không với tới (Ngọn cây, dây điện,…)
- Chia đều một đường thẳng thành nhiều đoạn
- Các ứng dụng đo đạc khác trong quá trình xây dựng, khảo sát, trắc địa.
Trên đây là những thông tin về đo EDM là gì và các vấn đề liên quan. Hy vọng những thông tin trên hữu ích với bạn.
