Долина очарования грибы. Долина Очарования – мини каньон в горах Кавказских Минвод

Азимуты и дирекционные углы. При работе с картой часто возникает необходимость в опре­делении направлений на какие-либо точки местности относительно направления, принятого за начальное.

В качестве начального направления (рис.

50) обычно прини­мают:

Направление, параллельное вертикальной километровой ли­нии карты;

Направление географического меридиана, называемого также истинным меридианом;

Направление магнитной стрелки компаса, то есть направление магнитного меридиана.

В зависимости от того, какое направление принято за началь­ное, различают три вида углов, определяющих направления на точки: дирекционный угол а, истинный азимут А и магнитный азимут Ам.

Дирекционным углом какого-либо направления на­зывается угол, измеряемый на карте по ходу часовой стрелки от 0 до 360° между северным направлением вертикальной кило­метровой линии и направлением на определяемую точку. Исполь­зование в качестве начального направления вертикальной километровой линии позволяет просто и быстро строить и измерять дирекционные углы в любой точке карты.

Рис. 50. Истинный азимут (А), магнитный азимут (Ам) и дирекционный угол (a)

Истинным или географическим азимутом А на­правления называется угол, измеряемый от северного направления географического меридиана по ходу часовой стрелки до заданного направления. Как и дирекционный угол, истинный азимут может иметь любое значение от 0 до 360°.

Чтобы по карте измерить в данной точке истинный азимут ка­кого-либо направления, через эту точку предварительно проводят географический меридиан таким же способом, как и при определе­нии географической долготы точки.

Магнитным азимутом Ам направления называется го­ризонтальный угол, измеряемый по ходу часовой стрелки (от О до 360°) от северного направления магнитного меридиана до опре­деляемого направления. Магнитные азимуты определяются на местности с помощью угломерных приборов, у которых имеется магнитная стрелка (у компасов и буссолей). Использование этого простого способа ориентирования направлений невозможно в районах магнитных аномалий и магнитных полюсов.

Измерение и построение дирекционных углов на карте выпол­няют транспортиром. Шкалы транспортиров построены в градусной мере.

Дирекционный угол какого-либо направления, например с наблю­дательного пункта (НП) на цель (Ц), как это показано на рис. 51, измеряют в точке О пересечения этого направления с одной из вертикальных километровых линий.

Очевидно, что при измерении транспортиром дирекционного угла, имеющего величину от 0 до 180°, необходимо нулевой радиус транспортира совмещать с северным направлением вертикальной километровой линии, а углов, больших 180° - с южным направле­нием (рис.

51). В последнем случае к полученному отсчету добав­ляют 180°.

Рис. 51. Измерение дирекционного угла транспортиром

Построение на карте направлений по их дирекционным углам начинают с того, что через заданную вершину угла проводят пря­мую, параллельную вертикальной километровой линии. От этой прямой транспортиром и строится за­данный угол. Точность отсчета углов по транспортиру порядка 15" - 30".

Переход от дирекционного угла к магнитному азимуту и обратно выполняют тогда, когда на местности необходимо с по­мощью компаса (буссоли) найти направление, дирекционный угол которого измерен по карте, или наоборот, когда на карту необхо­димо нанести направление, магнитный азимут которого измерен на местности с помощью компаса.

Для решения этой задачи необходимо знать величину отклоне­ния магнитного меридиана данной точки от вертикальной километровой линии. Эту величину называют поправкой направле­ния (П).

Поправка направления и составляющие ее углы - сближение меридианов и магнитное склонение - указываются на карте под южной стороной рамки в виде схемы, имеющей вид, показанный на рис. 52.

Сближение меридианов (у) - угол между истинным меридианом точки и вертикальной километровой линией - зависит от удаления этой точки от осевого меридиана зоны и может иметь значение от 0 до ±3°. На схеме показывают среднее для данного листа карты сближение меридианов.

Рис. 52. Схема магнитного склонения, сближения меридианов

и поправки направления

Магнитное склонение - угол между истинным и магнитным меридианами - указан на схеме на год съемки (об­новления) карты. В тексте, помещаемом рядом со схемой, приво­дятся сведения о направлении и величине годового изменения магнитного склонения.

Рис. 53. Определение поправки для перехода от дирекционного угла (а)

к магнитному азимуту (Ам) и обратно

Чтобы избежать ошибок в определении величины и знака по­правки направления, рекомендуется следующий прием. Из вер­шины углов на схеме (рис. 53) провести произвольное направле­ние ОМ и обозначить дужками дирекционный угол а и магнитный азимут Ам этого направления. Тогда сразу будет видно, каковы величина и знак поправки направления.

Если, например, а = 97º12" = 16-20, то Ам = 97012" - (2°10" + 10°15") = 84°47". При более точных расчетах, например при подготовке данных для стрельбы, поправку направления определяют с учетом годо­вого изменения магнитного склонения.

Это один из углов ориентирования, который применяется в геодезии при ориентировании линий в зональной системе координат (проекция Гаусса-Крюгера).

Дирекционный угол определяют по топографической карте или плану, или вычисляют аналитически, вначале определив азимут линии и угол сближения меридианов. На местности дирекционный угол измерить невозможно.

Отсчитывается от северного направления осевого меридиана шестиградусной зоны (или параллельного ему направления) по ходу движения часовой стрелки от 0° до 360° и обозначается буквой α.

На рисунке показан дирекционный угол линии BC в одной из шестиградусных зон проекции Гаусса-Крюгера.

Следует ещё раз обратить внимание, что дирекционный угол , в отличие от азимутов , отсчитывается не от географического или магнитного меридианов, а от осевого меридиана зональной системы координат.

На рисунке для линии BC показаны её дирекционный угол α B-C и азимут A B-C . Из рисунка видно, что зная истинный азимут и угол сближения меридианов γ, дирекционный угол линии можно вычислить по формуле :

Пример вычисления дирекционного угла линии по азимуту :

вычислить дирекционный угол линии 1-2, если ее истинный азимут равен А 1-2 = 15°25′, а угол сближения меридианов γ = -0°02′.

согласно формулы можем записать

α 1-2 = A 1-2 − γ = 15°25′ − (-0°02′) = 15°27′

Также, по известному дирекционному углу линии и углу сближения меридианов, можно вычислить истинный азимут линии:

где γ - угол сближения меридианов со своим знаком.

Пример вычисления азимута линии по её дирекционному углу :

вычислить истинный азимут линии 3-4, если ее дирекционный угол равен α 3-4 = 214°11′, а угол сближения меридианов γ = -0°03′.

согласно с формулой запишем

A 3-4 = α 3-4 + γ = 214°11′ + (-0°03′) = 214°08′.

Для определения дирекционного угла по топографической карте или плану, используют координатную сетку (километровую сетку), для чего транспортир прикладывают к координатной линии как показано на рисунке.

Использование дирекционных углов упрощает расчеты - при вычислениях не требуется постоянно учитывать угол сближения меридианов как при ориентировании линий с помощью азимутов.

Определение дирекционного угла ориентирного направления по контурным точкам карты. Передача дирекционных углов ориентирных направлений.

СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ПЕРЕДАЧИ ДИРЕКЦИОННЫХ УГЛОВ ОРИЕНТИРНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ.

Направление, дирекционный угол которого используется при наведении орудий, топогеодезических работах, выверки приборов, ориентировании принято называть ориентирным .

1. Ориентирное направление на местности обозначается двумя точками: точкой с которой определяется дирекционный угол (начальная точка), и точка на которую определяется угол (ориентирная точка).

Дирекционный угол ориентирного направления может быть определен следующими способами:

1. Гироскопическим.

2. Из астрономических наблюдений

3. Геодезическим.

4. С помощью магнитной стрелки буссоли

5. По контурным точкам карты или аэрофотоснимку.

6. Передачей от другого ориентирного направления с известным дирекционным углом.

А) Взаимным визированием

Б) Одновременным отмечанием по небесному светилу.

В) С помощью гирокурсоуказателя.

Г) Угловым ходом.

Способы передачи ориентирования:

С помощью гирокурсоуказателя автономной аппаратуры топопривязки;

Одновременным отмечанием по небесному светилу;

Угловым ходом.

Артиллерийские подразделения используют практически все способы определения дирекционных углов ориентирных направлений. Однако в каждом конкретном случае они выбирают тот способ, который обеспечивает в данных условиях обстановки своевременное определение дирекционных углов ориентирных направлений с требуемой точностью. (Таблица 7.1.)

Таблица 7.1. Характеристика точности определения дирекционных углов

Способ определения дирекционных углов	Срединная ошибка
1. Геодезический	Не более 0-00,3
2. Гироскопический с помощью гирокомпасов: 1Г11. 1Г17………………………………………………………… 1Г25…………………………………………………………	………0-00,3 ………...20"" ………0-00,5
3. Астрономический: с помощью теодолитов………………………….………………… ПАБ-2А ………………………………………………..	…….……1" ….…….0-01
4. С помощью магнитной стрелки буссоли: в радиусе 4 км от места определения поправки……………………….. в радиусе до 10 км от места определения поправки…………………...	….…….0-02 …….….0-04
5. Передача ориентирования: а) одновременным отмечанием по небесному светилу: с помощью теодолита…………………………………………….. с помощью ПАБ-2А б) с помощью гирокурсоуказателя автономной аппаратуры топопривязки: в течение не более 20 мин. с момента ориентирования с точностью Е ≤ 0-01 в течение не более 1 часа с момента ориентирования с точностью Е ≤ 0-01 в) угловым ходом:	….……...2" …….….0-02 …….….0-03 …….….0-06

При геодезическом способе ориентирования дирекционный угол для ориентирных направлений может быть получен непосредственно из каталога (списка) геодезических пунктов или же рассчитан по координатам пунктов, взятых из каталога (списка).

1.ГИРОСКОПИЧЕСКИЙ способ - основной способ определения дирекционных углов, как наиболее точный и надежный. Основан на свойстве гироскопа сохранять неизменным положение своей оси в мировом пространстве.

Основным этот способ является потому, что практически вся боевая техника связанная с ориентированием на местности, оборудована встроенными навигационными приборами позволяющими быстро определить на любой местности дирекционный угол.

Новейшие гирокомпаса способны без каких-либо дополнительных расчетов и записей выдавать готовый дирекционный угол ориентирного направления. Но так как на вооружении еще много гирокомпасов типа 1 Г 17 которые требуют при измерении дополнительных расчетов, рассмотрим порядок работы на нем.

Порядок расстановки и запуска гирокомпаса, а так же порядок заполнения бланка оператора и расчета дир.угла вы рассматривали на занятиях по АВ и Э.

Обращаю внимание, что гирокомпас как прибор предназначен для определения истинного азимута ориентирного направления. Даже те новейшие гирокомпаса которые якобы сразу самостоятельно определяют на ориентир дирекционный угол изначально определяют только азимут истинный этого направления, а уже потом обрабатывают его по заложенным заранее в аппаратуру формулам и выдают оператору готовый дирекционный угол.

На прошлом занятии было определено что

Срединная ошибка определения истинного азимута с помощью гирокомпаса составляет

20” для 1Г17

1,3* для Ги - Е1

Время работы - 7 - 12 мин.

:

1. Высокая точность и надежность

2. Позволяет определять a в любое время суток и в любых геомагнитных условиях.

Недостатк и:

1. Большое время определения a

2. Необходимость подготовки оператора, использование дополнительных бланков.

3. Зависимость от электропитания.

4. Невозможность использования на широтах более 70*

2. ИЗ АСТРОНОМИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ - способ подразделяющийся на:

А) С помощью азимутальной насадки буссоли АНБ - 1

Работа по расчету дирекционного угла ориентирного направления значительно упрощается, если есть возможность механическим способом определить направление истинного меридиана в данной точке. Т.е. , из-за серьезных недостатков гироскопического способа, встал вопрос замены гирокомпаса другим прибором, более дешевым, не потребляющим дополнительного питания и простым в эксплуатации. Для реализации этого применяется азимутальная насадка АНБ - 1.

Визирная ось насадки по положению звезд a и b Малой Медведицы механически ориентируется на полюс мира. Тем самым фиксируется северное направление истинного меридиана и задача определения азимута сводится к тому чтобы измерить горизонтальный угол между этим направлением и направлением на ориентир.

Место полюса мира на небесной сфере вполне ориентировано относительно звезд и определяется угловым расстоянием до этих звезд

Рa - полярное расстояние звезды a

Рb - полярное расстояние звезды b

Р - полюс мира

При суточном вращении небесной сферы полярные расстояния Рa и Рb остаются неизменными. Имеются только незначительные годичные изменения этих расстояний.Нанесем на сетку визира насадки точки a¢ и b¢ так, чтобы они были расположены на таких же угловых расстояниях относительно перекрестия сетки и одна относительно другой, как звезды a и b относительно полюса мира.

Если теперь в любое время направить визир насадки на Полярную звезду (a), а затем развернуть сетку и откорректировать направление визира так, чтобы изображения звезд a и b на сетке совпадали с точками a¢ и b¢ соответственно, то перекрестие сетки будет направлено на полюс мира.

Порядок расстановки буссоли и подготовки АНБ -1 к работе вы уже рассматривали на занятиях по АВ и Э.

1. устанавливают нулевые отсчеты на буссольном кольце и барабане

2. выводят пузырьки на середину

3. находят на небосклоне Полярную звезду и с помощью целика и мушки наводят на нее визир

4. наблюдая через окуляр визира, ввести в поле зрения большого биссектора изображение звезды b , а в малый изображение звезды a , работая маховичком установочного червяка, микрометренным винтом механизма вертикальной наводки визира и маховичком поворота головки визира. Из за годичных изменений полярных расстояний необходимо звезду a вводить в свойбиссектор напротив соответствующего года.

5. снять отсчет по буссольному кольцу барабану (Оо)

6. навести перекрестие сетки визира на ориентир, действуя отсчетным червяком буссоли и снять отсчет по буссольному кольцу и барабану (Оп)

7. вычислить азимут и дирекционный угол ориентирного направления по формулам:

А = Оп – Ооa=A-(±g)

Чтобы получить точность с ошибкой не более 0 -01 необходимо наблюдения произвести 3 раза и взять среднее значение. Расхождения по одному ориентиру не должно превышать 0-03.

Положительные свойства способа :

1. Высокая точность

Недостатки:

1. Зависимость от времени суток

2. Зависимость от прозрачности атмосферы

Точность: 0-01

Б) По часовому углу светила

Известно, что все небесные светила (солнце, планеты, звезды) в определенный момент времени занимают определенное положение в мировом пространстве. Зная его, можно с высокой точностью определить (вычислить) азимут светила в любой момент времени.

Используя вычисленный азимут направления на светило на данный момент времени можно определить азимут ориентирного направления.

Азимут светила рассчитывают с помощью ЭВМ, таблиц логарифмов, астрономических таблиц (САТ и ТВА).

Для удобства и сокращения времени работы сразу рассчитывают не азимуты а дирекционные углы светила. Результаты вычислений сводят в таблицу в которой указано:

Район для которого рассчитывались углы светила;

Дата и промежуток времени на который рассчитаны углы;

Светило по которому рассчитывались углы;

Дирекционные углы соответствующие каждому промежутку времени.

Район: г. Тамбов (северная окраина (кв. 5265))

дирекционные углы солнца

Рассчитанный угол устанавливают на буссоли (или другом углоизмерительном приборе), наводят на светило и сопровождают его до наступления точного момента времени для которого рассчитан данный угол, работая при этом только установочным червяком.

Положительные свойства способа :

1. Высокая точность

2. Независимость от геомагнитных условий

Недостатки:

1. Зависимость от времени суток и прозрачности атмосферы.

2. Необходимость заблаговременных расчетов.

Точность: 0 -01 д.у.

3. ГЕОДЕЗИЧЕСКИЙ СПОСОБ - способ подразделяющийся на:

А) Непосредственно из каталога (списка) координат геодезической сети

Государственная (ГГС) и специальная (СГС) геодезические сети представляют собой совокупность пунктов, определенных и отмеченных на местности с определенной точностью координат и дирекционных углов друг на друга.

При создании этих сетей определяют прямоугольные координаты и абсолютные высоты пунктов, дирекционные углы сторон сети и направление на ориентирные пункты.

На местности эти пункты закрепляют геодезическими знаками. Эти знаки называют тригопунктами и каждый из вас их видел где-нибудь в поле или в лесу в виде деревянных или железных пирамид. Если встать возле одного из таких пунктов и внимательно осмотреться вокруг, то обязательно в поле зрения попадет другой или сразу несколько таких же пунктов. Это и есть сеть взаимовидимых пунктов ГС.

В зависимости от точности определения координат различают геодезические сети 4-х классов точности. Данные о пунктах ГС помещены в каталогах координат в которых указывается:

Название пункта

Тип геодезического знака и его высота

Класс пункта

Его полные прямоугольные координаты

Дирекционные углы на соседние видимые и невидимые с него пункты

Расстояния до соседних пунктов

Б) Решением обратной геодезической задачи по координатам пунктов ГГС

Решение обратной геодезической задачи (ОГЗ) на плоскости сводится к вычислению дирекционного угла с одной точки на другую расстояния между ними по прямоугольным координатам этих точек.

Принцип решения заключается в определении коэффициента направления (Кн) и коэффициента дальности (Кд) которые зависят от величин приращения (т.е. изменения) разности координат DC и DU.

При определенных значениях DC ,DU будет определенное значение дирекционного угла a .При постоянном значении дальности (АВ), чем больше значение DC, тем меньше значение DU и больше значение угла a и наоборот. Это видно из рисунка.

Зная величины DC и DU можно путем их деления т.е. через tg определить величину угла a и затем по тригонометрическим функциям определить значение (АВ) т.е. дальность от одной точки до другой.

Чтобы избежать работы с тригонометрическими фунциями, составлена специальная таблица для определения Кн и Кд называемая таблицей Кравченко .

Рассмотрим работу с таблицей и ее устройство на примере решения ОГЗ.

Дано: Карта М 1:50 000 Лист N-37-119-Б

Х 1 = 63490 отм. 122,1 Х 2 = 65290 Отм.157,6

У 1 = 66660 У 2 = 62060

Определить: Дирекционный угол (a) с отм. 122,1 на отм.157,6.

1. Находим разность координат, вычитая координаты точкиС которой необходимо определить угол, из координат точки НА которую необходимо определить угол. Проще запомнить правило- вычитаем из глаз ноги .

Х 2 = 65290 У 2 = 62060

Х 1 = 63490 У 1 = 66660

DC=+1800 DU=-4600

· Большая разность координат - БРК - DU=-4600

· Меньшая разность координат - МРК - DC=+1800

2. Находим коэффициент направления Кн. Для этого необходимо разделить меньшую разность координат на большую.

Кн = МРК + DC 1800 = 0,391

БРК - DU 4600

3. Необходимо по таблице Кравченко найти коэффициент дальности Кд. Входом в таблицу является отношение разностей координат т.еDC и DU со своими знаками и само значение Кн. Входим в таблицу и по коэффициенту

Кн = 0,391 и находим коэффициент дальности Кд = 1,074. Далее по отношению

знаков «+» DC и «-» DU находим значение дирекционного угла a = 48-56 с отм. 122,1 на отм. 157,6.

4. Определяем расстояние между точками по формуле:

Д = 4600 · 0,074 = 4940м.

5. Проверим грубо с помощью линейки и АК-3 по карте правильность вычислений.

Положительные свойства способа :

1. Довольно высокая точность.

2. Отсутствие приборов

Недостатки:

1. Зависимость от каталога координат и геодезической сети

По известному дирекционному углу a n и по исправленным горизонтальным углам b испр вычисляются дирекционные углы остальных сторон теодолитного хода по формулам для правых горизонтальных углов:

– дирекционный угол последующей стороны равен дирекционному углу предыдущей стороны плюс 180° и минус исправленный горизонтальный угол правый по ходу.

Величина дирекционного угла не может превышать 360° и быть меньше 0°. Если величина дирекционного угла больше 360°, то из результата вычислений необходимо вычесть 360° (см. пример).

Контроль вычисления дирекционных углов. В замкнутом теодолитном ходе в результате вычислений получается дирекционный угол исходной стороны.

Пример вычисления дирекционных углов:

Дирекционный угол исходной стороны a 1-2 равен 45°45¢.

При вычислении дирекционного угла получилось значение 405°45¢. Из полученного значения вычитается 360°.

Контроль вычисления дирекционных углов получился.

Все результаты вычислений заносятся в таблицу «Ведомость вычисления координат» (табл. 2).

1.3 Вычисление приращений координат

Вычисление приращений координат выполняется по формулам:

где d – горизонтальное проложение (длина) линии; a – дирекционный угол этой линии.

Приращения координат вычисляются с точностью два знака после запятой.

Пример вычисления приращений координат:

Все результаты вычисления заносятся в табл. 2. Пример вычисления тригонометрических функций на калькуляторе приведен в отдельном файле.

1.4 Уравнивание линейных измерений

Разность между суммой вычисленных приращений координат и теоретической суммой называется линейной невязкой хода и обозначается f Х и f Y . Уравнивание линейных измерений выполняется по осям Х и Y .

Линейная невязка вычисляется по формулам:

Теоретическая сумма приращений координат зависит от геометрии хода. В замкнутом теодолитном ходе она равна нулю, тогда невязка равна

Прежде, чем распределять невязки в приращения координат, необходимо убедиться в их допустимости. Для чего вычисляется абсолютная невязка хода f абс

и относительная

где Р – периметр хода (сумма длин сторон), м.

Относительная невязка сравнивается с допустимой .

В случае, когда полученная относительная невязка допустима, т.е. , то вычисляются поправки в приращения координат пропорционально длинам сторон . Невязки распределяются с обратным знаком. Если , то проверяются вычисления в п. 3.3 и 3.4.

Поправки в приращения координат d X и d Y вычисляются по формулам с округлением до 0,01 м:

,

где d X и d Y – поправка в приращение по оси Х и Y, соответственно, м; f X и f Y – невязки по осям, м; Р – периметр (сумма сторон), м; d i – измеренная длина (горизонтальное проложение), м.

Знак у поправки противоположен знаку невязки. Поправки записываются в «Ведомость вычисления координат». В примере (табл. 6) поправки показаны красным цветом.

После вычисления поправок следует сделать проверку, т.е. сложить все поправки. Если их сумма будет равна невязке с обратным знаком, то распределение невязки выполнено правильно. То есть:

Вычисляются исправленные приращения.

Полученные поправки алгебраически прибавляются к соответствующим приращениям и получаются исправленные приращения:

Контроль: сумма исправленных приращений в замкнутом теодолитном ходе должна равняться нулю, т.е. должно выполняться равенство:

Пример вычисления линейной невязки:

.

Пример вычисления поправок в приращения координат: