Các Vấn Đề Thường Gặp Với Máy Toàn Đạc Tự Động (AMTS)

Máy Toàn Đạc Tự Động (AMTS), hay còn gọi là máy toàn đạc điện tử tự động, là một công cụ hữu ích trong việc theo dõi tiến độ dự án, đánh giá hiệu suất thiết kế và giám sát các công trình đã được xây dựng. Việc sử dụng AMTS mang lại nhiều lợi ích, nhưng để đảm bảo kết quả đo chính xác và hiệu quả, việc thiết lập và định vị thiết bị một cách chính xác là vô cùng quan trọng.

Topcon, một trong những thương hiệu hàng đầu trong lĩnh vực thiết bị khảo sát, cung cấp nhiều dòng sản phẩm AMTS tiên tiến, đáp ứng nhu cầu đa dạng của các dự án. Tuy nhiên, trong quá trình sử dụng máy toàn đạc tự động, người vận hành thường gặp phải một số vấn đề. May mắn thay, những vấn đề này có thể được giảm thiểu hoặc ngăn chặn bằng cách tuân thủ một số hướng dẫn cấu hình cơ bản cho cả AMTS và phần mềm liên quan.

Để tối ưu hóa hiệu quả sử dụng AMTS và đảm bảo an toàn trên công trường, người vận hành cần đặc biệt chú ý đến ba vấn đề chính:

• Tối ưu hóa hình học mạng: Bố trí hợp lý vị trí của AMTS, các ống kính tham chiếu và các ống kính được giám sát.

• Bản đồ và ổn định các ống kính tham chiếu: Chọn vị trí lắp đặt ống kính tham chiếu ổn định và tránh các tác động bên ngoài.

• Giảm thiểu các vấn đề về nhiệt độ và khúc xạ: Hiểu rõ ảnh hưởng của thời tiết, nhiệt độ và các yếu tố khác lên dữ liệu thu thập và tìm cách khắc phục.

Bài viết này của TOPCON Việt Nam sẽ phân tích kỹ hơn về từng vấn đề trên, giúp người vận hành AMTS có thể sử dụng thiết bị một cách hiệu quả và an toàn.

Tối ưu hóa Hình học khi sử dụng máy toàn đạc

Một trong những yếu tố quan trọng nhất khi lắp đặt máy toàn đạc tự động từ xa là đảm bảo hình học tốt trong quá trình thiết kế và thiết lập. “Hình học” đề cập đến bố cục của Máy Toàn Đạc, các ống kính tham chiếu và các ống kính được giám sát.

Ống kính tham chiếu là các điểm ổn định cho phép AMTS xác định vị trí của nó trong không gian. AMTS đo các ống kính tham chiếu và sau đó ghi lại vị trí ban đầu của chúng để sử dụng làm tham chiếu.

A. Phân cách các điểm tham chiếu của máy toàn đạc

Khi nói đến số lượng ống kính được sử dụng làm điểm tham chiếu, quy tắc chung là: nhiều hơn là tốt hơn.

Để thiết lập mạng AMTS, bạn cần tối thiểu ba ống kính tham chiếu. Vị trí lý tưởng của AMTS là ở trung tâm mạng, với các ống kính tham chiếu phân bố đều xung quanh. Khoảng cách giữa các ống kính tham chiếu và máy toàn đạc có thể thay đổi. Tuy nhiên, hãy đảm bảo các ống kính tham chiếu nằm ngoài vùng ảnh hưởng của đối tượng cần giám sát. Ngoài ra, nên có ít nhất một ống kính tham chiếu cách xa AMTS hơn so với ống kính giám sát xa nhất.

Việc có các ống kính giám sát được đặt xa AMTS hơn so với tham chiếu xa nhất của bạn được gọi là giám sát bên ngoài mạng của bạn và không nên thực hiện.

Nên hạn chế khoảng cách dốc từ máy toàn đạc đến các ống kính giám sát. Khoảng cách dốc là khoảng cách ngắn nhất giữa máy toàn đạc và ống kính. Ống kính càng xa máy toàn đạc, lỗi đo càng lớn. Độ chính xác của thiết bị được đo bằng độ chính xác cơ sở cộng với một phần triệu khoảng cách. Ví dụ, dụng cụ Topcon MS05AXII có độ chính xác 0,5 mm + 1 ppm. Do đó, hãy cố gắng giữ khoảng cách đến các điểm giám sát ở mức tối ưu.

Ví dụ, trong một mạng có ba ống kính tham chiếu, lý tưởng nhất là đơn vị AMTS nên được đặt ở trung tâm của mạng với các góc 120 độ giữa mỗi ống kính.

Tất nhiên, đây là thiết lập lý tưởng. Trong các tình huống thực tế, thường không thể có một thiết lập lý tưởng. Ví dụ, nếu bạn đang đào một công trường xây dựng yêu cầu máy toàn đạc của bạn nhìn thấy bên trong khu vực đào cũng như các tòa nhà trên mặt đất, đôi khi rất khó để định vị máy toàn đạc tự động của bạn ở một vị trí mà nó có thể nhìn thấy cả hai khu vực.

Tóm lại, khi thiết lập một mạng, điều quan trọng là phải đạt được gần nhất có thể với lý tưởng. Sau khi tính đến các yếu tố thực tế, máy toàn đạc nên càng gần trung tâm mạng càng tốt và các ống kính tham chiếu nên được phân bố đều.

Máy toàn đạc Robotic có ưu điểm ra sao so với máy thường?

B. Đảm bảo đường ngắm rõ ràng / Tránh chướng ngại vật

Ngoài việc đảm bảo các ống kính tham chiếu được phân cách chính xác, hình học mạng phải cho phép các đường ngắm rõ ràng giữa đơn vị AMTS và các ống kính tham chiếu. Nói một cách dễ hiểu, nếu nó không thể nhìn thấy, nó không thể đo được!

Điều quan trọng là phải đảm bảo rằng máy toàn đạc có thể:

• Nhìn thấy TẤT CẢ các ống kính;
• Nhìn thấy các ống kính TỐT; và Nhìn thấy
• các ống kính LẦN LƯỢT.

VÍ DỤ THỰC TẾ

Nếu có một khu vực mà xe hơi hoặc xe làm việc được đỗ thường xuyên trong ngày giữa máy toàn đạc và một số ống kính tham chiếu, những ống kính bị “chặn” sẽ không được đọc tất cả thời gian. Trong trường hợp này, điều cần thiết là phải đảm bảo rằng các ống kính được định vị sao cho các phương tiện đậu xe sẽ không chặn đường ngắm giữa các ống kính và đơn vị máy toàn đạc. Nếu một ống kính được đặt ở một vị trí mà nó có thể bị “chặn” khỏi đường ngắm của đơn vị máy toàn đạc, nó sẽ có tác dụng tương tự như một ống kính bị hỏng hoặc bị loại bỏ hoàn toàn khỏi mạng. Điều đó có nghĩa là điểm tham chiếu cụ thể cho ống kính bị chặn hoặc bị che khuất sẽ bị loại bỏ khỏi các phép tính của máy toàn đạc và do đó, sẽ dẫn đến “sự nhảy” trong dữ liệu.

C. Sử dụng một phạm vi góc ngang rộng

Bằng cách đặt các ống kính của bạn với một phạm vi góc ngang rộng từ máy toàn đạc, bạn có thể hạn chế khả năng đọc nhầm ống kính. Bất kể khoảng cách giữa hai điểm, điều quan trọng là phải tránh có các ống kính, từ trường nhìn của máy toàn đạc, có sự khác biệt rất nhỏ về tọa độ góc của chúng.

Máy toàn đạc sử dụng Nhận Dạng Mục tiêu Tự động (ATR) để theo dõi vị trí hiện tại của một ống kính mỗi khi nó đọc ống kính. ATR này tìm kiếm ống kính trong phạm vi của một cửa sổ tìm kiếm. Nếu, ví dụ, cửa sổ tìm kiếm ban đầu là 0,015 DMS (Độ, Phút, Giây), không thể xác định vị trí của ống kính, nó sẽ mở rộng cửa sổ tìm kiếm lên đến một độ cung đầy đủ hoặc hơn cho đến khi nó có thể xác định vị trí của một ống kính.

Nếu góc tương đối của hai ống kính nhỏ hơn cửa sổ tìm kiếm cần thiết để xác định vị trí các ống kính, ống kính sai thường được xác định vị trí trong quá trình ATR. Tác động của điều này có thể được giảm thiểu thông qua việc sử dụng các bộ lọc như Bộ lọc Khoảng cách Dốc hoặc Bộ lọc Tọa độ 3D có thể được cấu hình để loại bỏ một bản đọc nếu bộ lọc đã thay đổi hơn một lượng được xác định trước.

Máy toàn đạc cũng có tính năng Kiểm tra Ống kính được tích hợp sẵn. Tính năng này sử dụng loại ống kính đã chọn và khoảng cách dốc được đo để xác định xem điểm được đo có chính xác với loại ống kính hay không. Cả hai tùy chọn này đều có thể làm mất hiệu lực các bản đọc và ngăn chặn các báo động giả được kích hoạt bởi một ống kính đọc sai, nhưng vẫn sẽ dẫn đến mất dữ liệu. Một giải pháp tốt hơn là tránh tình huống này thông qua hình học tốt hơn.

VÍ DỤ THỰC TẾ

Một kịch bản tồi tệ nhất cho loại tình huống này là một kịch bản xuất hiện rất phổ biến khi giám sát đường sắt hoặc đường bộ. Nếu các ống kính giám sát được đặt dọc theo đường hoặc đường sắt và máy toàn đạc không được đặt tốt ở phía sau đường / đường sắt ở một góc vuông góc, rất dễ khiến máy toàn đạc nhặt nhầm ống kính. Kết quả là hoặc dữ liệu xấu, không có dữ liệu (nếu bạn đang lọc dữ liệu đúng cách) hoặc báo động giả (nếu bạn không).

Điều quan trọng cần lưu ý là phần mềm không thể sửa chữa hình học xấu!

Nếu mạng đã được bố trí kém hoặc máy toàn đạc được cài đặt theo cách không cho phép nó đọc đủ số lượng điểm tham chiếu chất lượng cao, không có lượng phần mềm kỳ diệu nào có thể sửa chữa dữ liệu – hoặc biến dữ liệu xấu thành dữ liệu tốt. Nó giống như câu tục ngữ mã hóa cũ, “rác vào, rác ra.”

Ngay cả khi phần mềm điều chỉnh mạng (giúp khai thác tối ưu dữ liệu đã ghi) được sử dụng, nó cũng không thể biến các phép đo xấu thành tốt.

Dưới đây là một ví dụ về thiết lập kém về mặt hình học.

Hai ví dụ sau đây cho thấy hình học mạng tối ưu khi bố trí máy toàn đạc

Bản đồ và Ổn định Các Ống Kính Tham Chiếu Của Máy Toàn Đạc

Máy toàn đạc tính toán vị trí của nó dựa trên vị trí mà nó đo được các ống kính tham chiếu ở bất kỳ thời điểm nào. Điều này được gọi là “phân vùng”. (Tất cả điều này dựa trên hình học, lượng giác và một quá trình gọi là Biến đổi Helmert.1) AMTS giả định rằng ống kính vẫn ở vị trí ban đầu, sau đó tính toán vị trí của nó so với ống kính đó.

Figure 1: Resection	Figure 2: Helmert Transformation

Ống kính tham chiếu cho phép máy toàn đạc tự điều chỉnh đối với bất kỳ sự trôi dạt nào trong dụng cụ. Sự trôi dạt có thể do các biến thể nội tại trong máy toàn đạc hoặc do thay đổi môi trường tại vị trí nơi đặt đơn vị AMTS (ví dụ: thay đổi nhiệt độ hoặc thay đổi áp suất). Bởi vì các ống kính tham chiếu là cơ sở cho tất cả các phép đo của AMTS, điều quan trọng là chúng phải ổn định trong suốt thời gian thực hiện chương trình giám sát.

A. Chọn cấu trúc ổn định

Như đã lưu ý trước đó, các ống kính tham chiếu nên luôn được lắp đặt ở những vị trí mà chúng sẽ ổn định; đảm bảo rằng chúng nằm ngoài vùng ảnh hưởng của hoạt động xây dựng.

VÍ DỤ THỰC TẾ

Khi sử dụng máy toàn đạc để giám sát một công trường đào đất, bạn không nên lắp đặt các ống kính tham chiếu trên một bức tường liền kề với khu vực đào đất. Các ống kính tham chiếu thường cần phải cách vùng ảnh hưởng ít nhất một trăm feet để bạn không phân vùng dựa trên chuyển động do xây dựng gây ra.

Ngoài việc tính đến hoạt động xây dựng đang được giám sát, để đảm bảo tính ổn định vật lý của các ống kính tham chiếu, cần xem xét các thuộc tính vật lý của bề mặt mà ống kính được lắp đặt hoặc gắn vào.

Ví dụ, một ống kính tham chiếu không bao giờ được lắp đặt trên giàn giáo tạm thời hoặc bất kỳ loại cấu trúc nào có thể di chuyển độc lập với ảnh hưởng từ hoạt động xây dựng.

Một quy tắc chung là: cấu trúc càng lớn hoặc càng đồ sộ, nó càng tốt để sử dụng làm vị trí tham chiếu. Tuy nhiên, chúng ta cũng phải xem xét các ảnh hưởng bên ngoài khác đối với sự ổn định của các ống kính. Nếu bề mặt mà một ống kính được gắn vào dễ bị ảnh hưởng bởi gió hoặc có lẽ là hiệu ứng nhiệt trên bề mặt (ví dụ: ánh nắng mặt trời chiếu vào bề mặt kim loại), sự ổn định của ống kính có thể bị ảnh hưởng tiêu cực. Xem xét điều này, những điểm râm mát thường tốt hơn những điểm có ánh nắng mặt trời chiếu vào nhiều.

VÍ DỤ THỰC TẾ

Nếu một ống kính được gắn trên một bảng quảng cáo ở trên nóc tòa nhà, cần xem xét gió thổi vào diện tích bề mặt lớn của bảng quảng cáo. Gió có thể khiến bảng quảng cáo di chuyển và do đó, tạo ra sự không ổn định cho ống kính. Hoặc, nếu một ống kính nằm trên một cấu trúc bằng kim loại, việc tiếp xúc với ánh nắng mặt trời hàng ngày có thể ảnh hưởng đến vị trí của ống kính.

B. Tránh các ảnh hưởng khác gây ra sự không ổn định

Sau khi chọn được một cấu trúc ổn định để lắp đặt các ống kính tham chiếu, cần xem xét các ảnh hưởng bên ngoài khác có thể ảnh hưởng đến cách đọc các ống kính. Các ống kính tham chiếu cần được bảo vệ khỏi nguy cơ bị hư hại do giao thông hoặc bất kỳ thứ gì có thể khiến chúng bị di chuyển hoặc bị rơi khỏi cấu trúc mà chúng được gắn vào.

Khi một ống kính tham chiếu được loại bỏ hoặc thêm vào mạng lưới máy toàn đạc, nó sẽ thay đổi sự điều chỉnh được thực hiện đối với vị trí của đơn vị và khiến tất cả dữ liệu trong mạng đó bị dịch chuyển. Do đó, nếu một hoặc nhiều ống kính bị hỏng hoặc bị phá hủy, dữ liệu sẽ nhảy do ống kính bị loại bỏ khỏi các phép tính. Đương nhiên, đây là điều cần tránh.

Máy toàn đạc tự động và những ưu điểm khi sử dụng

Giảm thiểu Các Vấn Đề về Nhiệt độ và Khúc Xạ Có Thể Ảnh Hưởng Đến Độ Chính Xác Của Máy Toàn Đạc

Merriam-Webster định nghĩa khúc xạ là sự lệch khỏi đường thẳng mà một tia sáng hoặc sóng năng lượng trải qua khi đi nghiêng từ một môi trường (như không khí) vào một môi trường khác (như nước hoặc thủy tinh) trong đó vận tốc của nó khác nhau.2

Đối với mục đích của chúng ta, khi một thiết bị khảo sát đất đai như máy toàn đạc phải “bắn” tia laser của nó qua một thứ gì đó làm thay đổi chiết suất của không khí, khúc xạ xảy ra và các phép đo bị ảnh hưởng. Khúc xạ có thể do các hiệu ứng khí quyển hoặc do các “lưới” khác thêm nhiễu vào tín hiệu và làm cong ánh sáng, gây ra sự biến động trong dữ liệu được truyền từ các ống kính đến máy toàn đạc.

A. Ảnh hưởng của thời tiết đối với phép đo của máy toàn đạc

B. Hiện tượng nhiễu nhiệt và che bóng máy toàn đạc

Ngoài ra có thể có các hiệu ứng nhiệt độ cục bộ hoặc khúc xạ do nhiệt gây ra. Hiện tượng nhiễu nhiệt là một hiện tượng quang học xảy ra do không khí bốc lên trên bề mặt nóng, chẳng hạn như nhựa đường, làm cong ánh sáng. Khi nhựa đường bị ánh nắng mặt trời làm nóng, không khí gần đường nhất trở nên nóng hơn không khí trên đường. Không khí nóng đó làm cong ánh sáng. Khi không khí nóng bốc lên, nó tạo ra một hiệu ứng mờ ảo, giống như ảo ảnh, hoặc nhiễu, làm biến dạng các chi tiết của cảnh quan xung quanh nó.

VÍ DỤ THỰC TẾ

Một ví dụ khác về hiện tượng nhiễu nhiệt là không khí ấm được thải ra từ một lỗ thông gió trên một tòa nhà. Khi máy toàn đạc phải bắn qua loại “lưới” đó để đến được ống kính tham chiếu, khúc xạ sẽ xảy ra. Khúc xạ sau đó sẽ hiển thị như nhiễu trong phép đo của ống kính tham chiếu cụ thể đó và do đó, lan truyền như nhiễu trong phép tính vị trí của thiết bị máy toàn đạc, và do đó truyền lỗi sang dữ liệu giám sát được thu thập. Loại khúc xạ cục bộ này có tác động đáng kể đến dữ liệu được thu thập và không thể được sửa chữa bằng cảm biến khí quyển vì nó xảy ra trong một khu vực rất cục bộ. Để giảm thiểu tác động, mạng lưới máy toàn đạc nên được thiết lập theo cách tránh hiện tượng nhiễu nhiệt.

Nhiệt độ cũng có thể ảnh hưởng đến chính AMTS hoặc cấu trúc nó được gắn vào, gây ra chuyển động nhỏ. Vấn đề này thường có thể được khắc phục nếu mạng có vị trí tham chiếu ổn định. Tuy nhiên, ánh nắng mặt trời trực tiếp chiếu vào ống ngắm AMTS có thể gây nhiễu dữ liệu đo. Để tránh điều này, nên lắp đặt tấm chắn nắng hoặc mái che cho AMTS.

C. Các nguồn khác của Khúc Xạ để xem xét

• Không khí ướt
• Các bức tường hoặc các cấu trúc kim loại ấm
• Cây cối
• Mặt nước
• Sương mù
• Bụi
• Bụi bẩn

Kết luận

Máy toàn đạc tự động có thể cung cấp dữ liệu cần thiết để theo dõi hiệu quả mặt đất hoặc các cấu trúc liền kề với hoạt động xây dựng. Để thu thập dữ liệu chính xác nhất có thể, điều quan trọng là phải cấu hình mạng giám sát một cách tối ưu. Sau khi xác định được một số vị trí cho các ống kính tham chiếu, cần xác định xem những vị trí đó có phù hợp với mạng đang được cấu hình hay không. Bạn phải đảm bảo rằng các ống kính tham chiếu của bạn được phân bố đều xung quanh máy toàn đạc, tránh sự không ổn định và chướng ngại vật, và loại bỏ các nguồn khúc xạ, chẳng hạn như thời tiết và các lưới khác. Bằng cách tuân thủ những hướng dẫn cấu hình cơ bản này, thiệt hại có thể được ngăn chặn và dự án của bạn sẽ thành công!

 

Đơn vị cung cấp máy trắc đạc hãng Topcon – Nhật bản uy tín, chất lượng

Topcon là tập đoàn chuyên về sản xuất các loại thiết bị trắc địa hàng đầu thế giới. Sản phẩm của họ được sản xuất theo dây chuyền và được cấp chứng chỉ xuất xưởng của Nhật Bản nên có độ bền cực cao. với giao diện thiết kế thân thiện nên chúng được đánh giá là thiết bị dễ sử dụng nhất so với thiết bị trắc địa của các hãng sản xuất khác. Ngoài ra, Topcon còn phân khúc sản phẩm đa dạng. Người sử dụng có thể lựa chọn loại thiết bị phù hợp nhất với nhu cầu công việc và ngân sách đầu tư của mình, giúp họ tránh lãng phí và tiết kiệm được nhiều tiền bạc.

Hiện nay, nếu bạn có nhu cầu mua các thiết bị đo đạc khảo sát của Topcon mà chưa biết mua ở đâu để đảm bảo hàng chính hãng, chất lượng. Bạn hãy liên hệ với Công Ty Cổ Phần Thiết Bị Thắng Lợi. Chúng tôi là đại diện phân phối duy nhất sản phẩm trắc địa hãng Topcon tại Việt Nam.

Chúng tôi cam kết:

• 100% thiết bị được nhập khẩu chính hãng, có đầy đủ giấy tờ, hóa đơn chứng minh nguồn gốc.
• Được bảo hành chính hãng và hướng dẫn sử dụng các thiết bị chi tiết.
• Cam kết hỗ trợ kỹ thuật 24/7 khi khách hàng có nhu cầu

Liên hệ Hotline để chúng tôi tư vấn và hỗ trợ nhanh nhất :

• Mr. Sơn: 0979 217 856
• Mr. Tùng: 0982 826 667

Công Ty Cổ Phần Thiết Bị Thắng Lợi

• Địa chỉ: Số 6 phố Hoà Mã ,P.Phạm Đình Hổ, Q.Hai Bà Trưng, TP.Hà Nội
• Điện thoại: 024 3976 1588
• Email: info@victory.com.vn

VPĐD TP HỒ CHÍ MINH

• Địa chỉ: Số 91 Nguyễn Bỉnh Khiêm, Quận 1, Tp Hồ Chí Minh
• Điện thoại: 028 3910 4694

VPĐD TP Đà Nẵng

• Địa chỉ: 234 Hà Huy Tập,Q Thanh Khê, TP Đà Nẵng
• Điện Thoại: 0236 3811 646