Азимути та дирекційні кути. Взаємозв’язок між ними

Положення якої-небудь точки (цілі) на місцевості частіш за все визначають і вказують в полярних координатах, тобто кутом між початковим (заданим) напрямом і напрямом на точку і відстанню до точки. Як початковий вибирають напрям географічного (істинного) меридіана, магнітного меридіана або вертикальної лінії координатної сітки карти (рис. 3.25). За початковий може бути прийнятий і напрям на який-небудь віддалений орієнтир.

У залежності від того, який напрям прийнятий за початковий, розрізняють такі кути: істинний (геодезичний) азимут А _і , магнітний азимут А _м, дирекційнийкут α і кут положення Θ.

Істинний азимут (А _і) – це кут (рис. 3.25), який вимірю-ється за годинниковою стріл-кою від 0 до 360º між північ-ним напрямом істинного меридіана і напрямом на точку.

Магнітний азимут (А _м) – це кут (рис. 3.25), який вимірюється за годинниковою стрілкою від 0 до 360º між північним напрямом магнітного меридіана (напрям магнітної стрілки компаса, бусолі) і напрямом на точку.

Дирекційний кут (α) – це кут (рис. 3.25), виміряний за картою за годинниковою стріл-кою від 0 до 360º між північним напрямом вертикальної лінії кілометрової сітки або лінії, паралельній їй, і напрямком на точку.

Кут положення (Θ) – це кут (рис. 3.25), який вимірюється в обидві сторони від напряму, прийнятого за початковий. Перед тим, як назвати кут положення точки, вказують, в яку сторону (вправо, вліво) від початкового напряму він виміряний.

Вимірювання дирекційних кутів. Дирекційні кути вимірюють транспортиром у такій послідовності (рис. 3.26). Початкову точку і місцевий предмет (ціль) з’єднують прямою лінією, довжина якої від точки її перетину з вертикальною лінією координатної сітки має бути більше від радіуса транспортира.

Рис. 3.26. Вимірювання за картою дирекційних кутів транспортиром.

Потім сполучають транспортир з вертикальною лінією координатної сітки в залежності від величини кута. Відлік за шкалою транспортира навпроти проведеної лінії буде відповідати величині виміряного дирекційного кута. Середня помилка вимірювання кутів транспортиром офіцерської лінійки

становить 0,5º.

Щоб провести на карті напрям, заданий дирекційним кутом в градусному вимірі, потрібно через головну точку умовного знака вихідного пункту провести лінію, паралельну вертикальній ліній координатної сітки. До проведеної лінії прикласти транспортир і навпроти відповідної поділки шкали транспортира, яка дорівнює дирекційному куту, поставити відмітку (точку). Після чого через дві точки провести пряму лінію, яка і буде напрямом заданого дирекційного кута.

Зближення меридіанів (γ) – це кут між північним напрямом істинного меридіана даної точки і вертикальною лінією кілометрової сітки. Напряму геодезичного меридіана на топографічній карті відповідають бокові сторони її рамки, а також прямі лінії, які можна провести через однакові мінутні (секундні) поділки довготи.

Підрахунок зближення меридіанів ведеться від геодезичного меридіана. Зближення меридіанів вважається східним (додатним), якщо північний напрям осі абсцис відхилений на схід від геодезичного меридіана, і західним (від’єм-ним), якщо цей напрям відхилений на захід.

Величина зближення меридіанів, що вказується на топографічній карті в лівому нижньому куті, відноситься до центра аркуша карти. За необхідності величину зближення меридіанів можна розрахувати за формулою

γ = (L – L ₀) sin B,

де L – довгота даної точки;

L ₀ – довгота осьового меридіана;

B – широта даної точки.

Широту і довготу точки визначають за картою з точністю 30′, довготу осьового меридіана зони розраховують за формулою

L ₀ = 6 · N –3º,

де N – номер зони.

Зближення меридіанів дорівнює нулю, якщо точка розташовується на осьовому меридіані або на екваторі. Для будь-якої точки в межах однієї координатної шестиградусної зони зближення меридіанів за абсолютною величиною не перевищує 3º.

Властивість магнітної стрілки займати певне положення в даній точці простору обумовлено взаємодією її магнітного поля з магнітним полем Землі.

Напрям магнітної стрілки, яка встановилась в горизонтальній площині, відповідає напряму магнітного меридіана в даній точці.

Магнітний меридіан у загальному випадку не збігається з геодезичним (істинним) меридіаном.

Магнітне схилення (δ) – це кут між північним напрямком геодезичного меридіана і північним напрямком магнітного меридіана точки.

Магнітне схилення буде східним (додатним), якщо північний кінець магнітної стрілки відхилений на схід від геодезичного меридіана, і західним (від’ємним), якщо він відхилений на захід.

Магнітне схилення змінюється з часом і зміною місця. Зміни бувають постійними і випадковими. Цю властивість магнітного схилення необхідно враховувати при точному визначенні магнітних азимутів напрямків, наприклад, при наведенні гармат і пускових установок, орієнтуванні за допомогою бусолі технічних засобів розвідки, підготовці даних для роботи з навігаційною апаратурою, руху за азимутами тощо.

Зміни магнітного схилення обумовлені властивостями магнітного поля Землі. Розрізняють вікові, річні та добові зміни магнітного схилення.

Вікові зміни магнітного схилення являють собою повільне збільшення або зменшення його значення з року в рік. Досягнувши якоїсь межі, вони починають змінюватися у протилежному напрямку. Припускають, що період вікових змін магнітного схилення становить близько 500 років.

Для полегшення обліку магнітного схилення в різних точках земної поверхні складають спеціальні карти магнітних схилень, на яких точки з однаковими магнітними схиленнями з’єднують кривими лініями. Ці лінії нази-ваються ізогонами. Їх наносять на топографічні карти масштабів 1:500 000 і

1:1 000 000.

Максимальні річні зміни магнітного схилення не перевищують 14 – 16′. Відомості про середнє для аркуша карти магнітне схилення на момент його визначення і річну зміну магнітного схилення розміщують на топографічних карта масштабу 1:200 000 і крупніше.

На протязі доби магнітне схилення здійснює два коливання. До 8 години магнітна стрілка займає крайнє східне положення, після чого до 14 години вона переміщується на захід, а потім до 23 години рухається на схід. До 3 години повторно переміщується на захід, а на сході сонця знову займає крайнє східне положення. Амплітуда такого коливання для середніх широт досягає 15′. Із збільшенням географічної широти точки амплітуда збільшується. Врахувати добові зміни магнітного схилення надто важко.

До випадкових змін магнітного схилення відносяться збурення магнітної стрілки та магнітні аномалії. Збурення магнітної стрілки спостерігається за час до землетрусу, вулканічних вивержень, полярного сяйва, грози, появлення великої кількості плям на Сонці і т. п. У цей час магнітна стрілка відхиляється іноді на 2 – 3º. Поклади залізних, нікелевих і інших руд у надрах землі викликають магнітні аномалії. У районах магнітних аномалій не можна користуватися магнітною стрілкою для визначення орієнтирних напрямків. Такі райони на топографічних картах відмічаються спеціальними умовними позначками. На місцевості за допомогою компаса (бусолі) вимірюють магнітні азимути напрямів, від яких потім переходять до дирекційних кутів. На карті, навпаки, вимірюють дирекційні кути і від них переходять до магнітних азимутів напрямів на місцевості. Для вирішення таких завдань необхідно знати величину відхилення магнітного меридіана в даній точці від вертикальної лінії координатної сітки карти.

Поправка напряму (ПН) – це кут між північним напрямом вертикальної лінії координатної сітки в даній точці та магнітним меридіаном. Він відраховується від північного напряму вертикальної лінії координатної сітки і вважається додатним, якщо північний кінець магнітної стрілки відхиляється на схід від цієї лінії, і від’ємним при західному відхиленні магнітної стрілки.

Поправку напряму та її складові зближення меридіанів і магнітне схилення вказують на карті під південною стороною рамки у вигляді схеми з пояснювальним текстом (рис. 2.27). Поправку напряму в загальному випадку можна виразити формулою

ПН = (±δ) – (±γ).

На рис. 2.27 поправка напряму дорівнює – 5º05′ – (+2º19′) = – 7º24′.

Перехід від дирекційних кутів до азимутів. Перехід від дирекційного кута до азимута істинного та азимута магнітного і навпаки можна виконати алгебраїчним або графічним способом.

Алгебраїчний спосіб переходу полягає у використанні формул. Істинний азимут напряму відрізняється від дирекційного на величину зближення меридіанів Залежність між ними може бути виражена формулою

А _і = α + (±γ).

Із формули легко знайти вираз для визначення дирекційного кута за відомими значеннями істинного азимута і зближення меридіанів:

α = А _і – (±γ).

Якщо за картою виміряний дирекційний кут напряму, то магніт-ний азимут цього напряму на місцевості буде

А _м = α – (±ПН).

Виміряний на місцевості магніт-ний азимут напряму переводиться у дирекційний кут напряму за формулою

α = А _м + (±ПН).

Графічний спосіб переходу заснований на використанні схеми полярних осей (рис. 3.28) для даного аркуша карти, яка вказується внизу аркуша ліворуч від лінійного масштабу.

На карті доповнюють схему (подумки чи олівцем) напрямом на місцевий предмет і, використовуючи сполучні кути, визначають азимути. При цьому знаки не враховуються, беруться тільки абсолютні значення сполучних кутів.

Наприклад, виміряний за картою дирекційний кут на місцевий предмет дорівнює 70º.

Виходячи з абсолютних величин сполучних кутів, вказаних на схемі, знаходимо:

А _і = 70º +2º39′ = 72º39′, А _м = 70º +1º10′ = 71º10′.

Рис. 3.28. Графічний спосіб визначення азимутів  

Використання графічного способу дозволяє уникнути помилок при визначенні величини і знака поправки напряму.

Порядок визначення збли-женя меридіанів даної точки був наведений раніше.

А_і

Потім визна-чають магнітне схилення – вка-зану на карті річну зміну схи-лення магнітної стрілки множать на кількість років, що минули після складання карти. Отриману величину підсумовують з величи-ною магнітного схилення, указа-ного на карті. Після цього визна-чають величину поправки на-прям--ку і здійснюють перехід від виміряного дирекційного кута до магнітного азимута за приве-деними вище формулами або графічним способом.

Питання та завдання для самоконтролю

1. Що являє собою топографічна карта?

2. Які карти і чому називаються топографічними?

3. В якій топографічній проекції виготовляють топографічні карти?

4. Чим обумовлена різномасштабність карт?

5. Яких масштабів видаються топографічні карти в Україні?

6. Поясніть і охарактеризуйте систему розграфлення і номенклатури топографічних карт.

7. Карта якого масштабу є основою для створення топографічних карт масштабів: 1:500 000, 1:200 000, 1:100 000, 1:50 000, 1:25 000.

8. Вкажіть масштаб наступних аркушів карт М-36-121, L-37-В, N-38-XI,

М-37-18-Б, N-35-79-Г-в.

9. Визначте номенклатуру аркушів карт масштабів 1:500 000, 1:100 000,

1:50 000, 1: 5 000, які розташовані в південно-східному куті аркуша карти

М-36.

10. За номенклатурою аркуша М-34-XXXVI визначте його масштаб і випишіть номенклатуру аркушів карт того ж масштабу, що прилягають до нього з усіх чотирьох сторін.

11. Який із масштабів 1:1 000 000 і 1:100 000 є крупнішим?

12. Яка величина масштабу карт 1:200 000, 1:50 000, 1:25 000, 1:500 000?

13. На карті масштабу 1:100 000 відрізок прямої дорівнює 24,4 см. Яка відповідна йому відстань на місцевості? Чому дорівнює відстань на місцевості, відповідна тому ж відрізку, виміряному за картою масштаб якої: 1) дрібніший 1: 100 000 в 2 рази, 2) крупніший в 4 рази, 3) дрібніший в 5 разів?

14. Знайдіть географічні координати кутів рамки аркушів топографічних карт М-36, L-37-А, К-38-XII, М-35-133, N-35-144-А.

15. Чому виникла необхідність створення плоских прямокутних координат?

16. В яких координатних зонах знаходяться пункти з координатами:

а) Xа = 5485 125м; Уа = 7501 245м;

б) Хв = 6324 200м; Ув = 12748 300м.

17. На якій відстані на схід або на захід від осьового меридіана координатної зони роташовується точка з координатами:

а) Xа = 6 325 км; Уа = 5 299 км; б) Хв = 5 241 км; Ув = 1 8612 км.

18. Який кут необхідно знати при переході від вимірювання кутів на місцевості до відкладання кутів на карті і навпаки?

19. Складіть схему розташування полярних осей, якщо відомо, що δ – західне 6º, γ – східне 2º, і обчисліть α та А_і, якщо А _м = 125º.

Дата добавления: 2015-05-08