Máy toàn đạc điện tử là gì? Cách hoạt động của máy toàn đạc điện tử

Trong lĩnh vực trắc địa, xây dựng và khảo sát địa hình, máy toàn đạc điện tử (Total Station) là một trong những thiết bị quan trọng nhất. Đây không chỉ là một công cụ đo đạc thông thường, mà còn là một hệ thống tích hợp đa năng, mang lại hiệu quả và độ chính xác vượt trội. 

Nếu bạn là một sinh viên, kỹ sư, hay người làm việc trong ngành này, việc hiểu rõ máy toàn đạc điện tử là gì và cách nó hoạt động sẽ giúp bạn khai thác tối đa tiềm năng của thiết bị này. Bài viết dưới đây sẽ đi sâu vào cấu tạo, nguyên lý hoạt động và các ứng dụng thực tế của toàn đạc điện tử, giúp bạn có cái nhìn toàn diện nhất.

Máy toàn đạc điện tử

1. Máy toàn đạc điện tử là gì?

Máy toàn đạc điện tử là một thiết bị quang học điện tử đa năng, kết hợp chức năng của một máy kinh vĩ điện tử (đo góc) và một máy đo khoảng cách điện tử (EDM). Nói một cách đơn giản, máy toàn đạc có khả năng đo góc ngang, góc đứng, và khoảng cách nghiêng từ vị trí đặt máy đến một điểm mục tiêu. Sau đó, dựa vào các giá trị đo được, thiết bị sẽ tự động tính toán và hiển thị tọa độ (X, Y, Z) của điểm mục tiêu.

Các thế hệ máy toàn đạc điện tử hiện đại còn được tích hợp thêm nhiều tính năng thông minh khác như bộ nhớ lưu trữ dữ liệu, màn hình hiển thị LCD, bàn phím số, và khả năng kết nối với máy tính để truyền tải dữ liệu một cách dễ dàng.

Một số dòng máy toàn đạc điện tử

2. Các thành phần chính của máy toàn đạc điện tử

• Hệ thống đo góc: Bao gồm hai vòng tròn chia độ (ngang và đứng) cùng các bộ cảm biến điện tử để xác định góc một cách chính xác.
• Hệ thống đo khoảng cách (EDM): Sử dụng sóng hồng ngoại hoặc laser để đo khoảng cách từ máy đến gương phản xạ (gương trắc địa) hoặc trực tiếp đến vật thể.
• Ống kính ngắm: Cho phép người dùng ngắm chính xác vào mục tiêu.
• Bộ vi xử lý: Xử lý các phép tính toán học để chuyển đổi dữ liệu đo góc và khoảng cách thành tọa độ.
• Màn hình và bàn phím: Giao diện để người dùng nhập dữ liệu, xem kết quả và điều khiển máy.
• Bộ nhớ trong: Lưu trữ các điểm đo và dữ liệu dự án.
• Pin: Cung cấp năng lượng cho toàn bộ hệ thống hoạt động.

Các thành phần chính của máy toàn đạc điện tử

3. Cách hoạt động của máy toàn đạc điện tử

Nguyên lý hoạt động của toàn đạc điện tử có thể chia thành hai phần chính: đo góc và đo khoảng cách. Sự kết hợp nhịp nhàng của hai chức năng này tạo nên một quy trình đo đạc hoàn chỉnh.

Đo khoảng cách

Máy toàn đạc sử dụng công nghệ EDM (Electronic Distance Measurement) để đo khoảng cách. Quá trình này diễn ra như sau:

• Phát sóng: Máy phát ra một chùm tia hồng ngoại hoặc laser về phía điểm mục tiêu.
• Phản xạ: Tại điểm mục tiêu, một gương phản xạ chuyên dụng (hoặc trực tiếp bề mặt vật thể nếu máy có chế độ đo không gương) sẽ phản xạ chùm tia này trở lại máy.
• Thu sóng và tính toán: Máy thu lại chùm tia phản xạ và tính toán thời gian mà chùm tia đó di chuyển đi và về. Dựa vào tốc độ ánh sáng đã biết, máy sẽ tính được khoảng cách nghiêng giữa máy và mục tiêu. Công thức cơ bản là:

Khoảng cách = (Tốc độ ánh sáng × Thời gian di chuyển) / 2

• Độ chính xác: Để đảm bảo độ chính xác cao, các máy toàn đạc hiện đại sử dụng phương pháp đo pha (phase measurement), trong đó máy sẽ so sánh pha của sóng phát ra và sóng phản xạ để tính toán khoảng cách với sai số cực nhỏ (chỉ vài milimet).

Đo góc

• Đo góc ngang: Máy toàn đạc được trang bị một bộ mã hóa quang học hoặc điện tử trên vòng chia độ ngang. Khi máy quay, các cảm biến sẽ đọc giá trị trên vòng tròn này, cho biết góc quay so với một điểm tham chiếu ban đầu.
• Đo góc đứng: Tương tự như đo góc ngang, máy có một vòng tròn chia độ đứng. Khi ống kính ngắm được nâng lên hoặc hạ xuống, cảm biến sẽ đọc giá trị góc đứng của mục tiêu so với phương ngang.

Tính toán tọa độ

Sau khi đã có các giá trị đo về khoảng cách nghiêng, góc ngang và góc đứng, bộ vi xử lý của máy toàn đạc sẽ sử dụng lượng giác để tính toán tọa độ (X, Y, Z) của điểm mục tiêu.

Giả sử:

• Tọa độ của máy (trạm máy): (X0​,Y0​,Z0​)
• Khoảng cách nghiêng: D
• Góc ngang: α
• Góc đứng: β

Máy sẽ tính toán tọa độ của điểm mục tiêu (Xp​,Yp​,Zp​) như sau:

• Khoảng cách ngang: d = D × cos(β)
• Độ chênh cao: h = D × sin(β)
• Tọa độ X: Xp​ = X0​ + d × sin(α)
• Tọa độ Y: Yp ​= Y0​ + d × cos(α)
• Tọa độ Z: Zp ​= Z0 ​+ h + i − l (trong đó i là chiều cao máy, l là chiều cao gương)

Tất cả các phép tính này được thực hiện tự động và nhanh chóng, giúp người dùng có được kết quả ngay lập tức trên màn hình.

4. Các ứng dụng thực tế của máy toàn đạc điện tử

Nhờ tính năng đa dạng và độ chính xác cao, máy toàn đạc điện tử được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực:

Các ứng dụng thực tế của máy toàn đạc điện tử

• Khảo sát địa hình: Lập bản đồ địa hình, đo vẽ chi tiết các điểm trên mặt đất để tạo ra bản đồ số.
• Thi công xây dựng: Định vị các điểm mốc, tim trục công trình, cọc móng, và giám sát độ chính xác trong quá trình thi công.
• Đo đạc địa chính: Phân chia ranh giới đất đai, đo đạc diện tích thửa đất.
• Khảo sát giao thông: Lập tuyến đường, khảo sát cầu, hầm, và các công trình giao thông khác.
• Đo đạc hầm mỏ: Khảo sát và lập bản đồ hầm mỏ, giám sát các biến dạng của hầm.
• Giám sát biến dạng: Theo dõi sự dịch chuyển, biến dạng của các công trình lớn như đập thủy điện, cầu, nhà cao tầng.

5. Phân loại máy toàn đạc điện tử

Trên thị trường hiện nay có nhiều loại máy toàn đạc, mỗi loại được thiết kế với những đặc điểm riêng để phù hợp với từng nhu cầu công việc:

• Máy toàn đạc điện tử tiêu chuẩn: Dành cho các công việc đo đạc thông thường, có độ chính xác và tính năng cơ bản.
• Máy toàn đạc điện tử Robotic: Máy tự động điều khiển, không cần người ngắm vào gương. Máy sẽ tự động theo dõi và khóa vào gương, giúp tăng năng suất làm việc đáng kể, đặc biệt trong các công việc đo đạc một người.
• Máy toàn đạc điện tử không gương (Reflectorless): Có khả năng đo khoảng cách trực tiếp đến các vật thể mà không cần gương phản xạ, rất tiện lợi khi đo những điểm khó tiếp cận.
• Máy toàn đạc điện tử tích hợp GNSS: Kết hợp công nghệ GNSS (GPS) để xác định vị trí tuyệt đối của trạm máy, giúp việc thiết lập trạm máy dễ dàng và nhanh chóng hơn.

6. Địa chỉ uy tín để mua máy toàn đạc điện tử chính hãng, uy tín

MÁY ĐỊNH VỊ XYZ PHÂN PHỐI CHÍNH HÃNG MÁY TRẮC ĐỊA

CÔNG TY TNHH MÁY ĐỊNH VỊ XYZ – Tự hào là đơn vị hàng đầu chuyên cung cấp các loại máy toàn đạc điện tử chính hãng, phục vụ hiệu quả cho các dự án xây dựng, khảo sát địa hình, giao thông và quản lý địa chính. Chúng tôi mang đến những giải pháp công nghệ tiên tiến nhất, giúp công việc của bạn đạt độ chính xác cao và hiệu suất vượt trội.

Khi chọn mua máy toàn đạc điện tử tại XYZ, quý khách sẽ được:

• Sản phẩm chính hãng 100%: Chúng tôi cam kết cung cấp thiết bị từ các thương hiệu uy tín, có đầy đủ giấy tờ chứng nhận xuất xứ và chất lượng.
• Hỗ trợ kỹ thuật toàn diện: Đội ngũ chuyên gia của chúng tôi luôn sẵn sàng hướng dẫn sử dụng chi tiết, cài đặt phần mềm và hỗ trợ kỹ thuật tận nơi, giúp bạn làm chủ thiết bị một cách nhanh chóng.
• Dịch vụ hậu mãi chuyên nghiệp: Bên cạnh chính sách bảo hành chính hãng, chúng tôi còn cung cấp dịch vụ bảo trì và hiệu chuẩn định kỳ, đảm bảo máy luôn hoạt động ổn định và chính xác.
• Giao hàng và chi phí tối ưu: Chúng tôi hỗ trợ giao hàng toàn quốc miễn phí, đảm bảo sản phẩm đến tay khách hàng nhanh chóng với mức giá cạnh tranh nhất.

Hãy liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay để nhận được tư vấn chuyên sâu và báo giá ưu đãi đặc biệt.

Địa chỉ: 57 Phổ Quang, Phường Tân Sơn Hòa, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam

Điện thoại: 0824 99 10 99

Email: maydinhvixyz@gmail.com

Website: maydinhvixyz.com

Facebook – Tiktok – Youtube

7. Kết luận

Máy toàn đạc điện tử đã thay đổi hoàn toàn cách thức thực hiện công việc trắc địa, mang lại tốc độ, độ chính xác và hiệu quả cao hơn rất nhiều so với các phương pháp truyền thống. 

Việc hiểu rõ máy toàn đạc điện tử là gì, cách hoạt động của máy toàn đạc điện tử, và các ứng dụng của nó sẽ giúp các chuyên gia trắc địa và kỹ sư xây dựng làm việc hiệu quả hơn, đảm bảo chất lượng và tiến độ cho mọi dự án. Nắm vững kiến thức về thiết bị này là một lợi thế lớn trong bối cảnh công nghệ ngày càng phát triển như hiện nay.