IPB

Welcome Guest ( Log In | Register )

 
Reply to this topicStart new topic
 АЗИМУТИ И ДИРЕКЦИОННИ ЪГЛИ
Rating 5 V
mitko
post Feb 26 2012, 08:34 PM
Post #1


Напреднал
Group Icon

Group: Root Admin
Posts: 28
Joined: 2-May 10
From: Melmak
Member No.: 2
Skype:



АЗИМУТИ И ДИРЕКЦИОННИ ЪГЛИ

1. ОПРЕДЕЛЯНЕ НА АЗИМУТИ И ДИРЕКЦИОННИ ЪГЛИ ПО КАРТА

При работа с карта много често се налага по нея да се мерят ъгли, в това число азимути и дирекционни ъгли.
Преди да се пристъпи към изучаването на въпросите за измерване на ъгли по картата, необходимо е да се разгледат различните видове мерки за ъгли.

1.1 МЕРКИ ЗА ЪГЛИ

Различаваме хоризонтални и вертикални ъгли. Единици мерки за измерване на ъгли са следните:
ГРАДУСНА МЯРКА СТАРО ДЕЛЕНИЕ. Кръгът е разделен на 360 градуса , всеки градус - на 60 (минути), всяка минута - на 60 (секунди) или 360 градуса = 21 600 минути = 1 296 000 секунди .
ГРАДУСНА МЯРКА НОВО ДЕЛЕНИЕ. Кръгът е разделен на 400g (гради), всеки град – 100с (сантигради), всеки сантиград - 100 сс (санти-сантигради) или 400g = 40 000 с ди = 4 000 000сс Преминаването от старо в ново деление става, като се използува равенството 360 градуса = 400 града.
ЧАСОВА МЯРКА. В астрономията ъглите обикновено се измерват в часова мярка, при което кръгът е разделен на 24 (часа), всеки час - на 60 (минути), всяка минута - 60 (секунди). Преминаването от старо градусово деление в часова мярка става, като се използва равенството 360 градуса= 24 часа.
ДЪГОВА МЯРКА. Дъгова или аналитическа мярка (ά) това е дължината на дъга, съответствуваща на централния ъгъл (ά) отокръжност с радиус единица. При дъговата мярка пълният кръг е равен на 2π.
ХИЛЯДНИ. В практиката много често вместо градусната ъглова мярка се изтолзява по- простата и по- удобна за бързи изчисления дъгова мярка (хилядни). Хилядната е централен ъгъл, чиято дъга е равна на 1/6000 част от дължината на окръжността, т.е. в случая кръгът е разделен на 6000 равни части. Тъй като тази мярка е приета в много ъгломерни прибори, то хилядната се нарича още ЪГЛОМЕРНО ДЕЛЕНИЕ.
При измерване на ъгли в хилядни е прието те да се съобщават и записват разделено, като за малки ъгли отпред се поставя 0.
Тъй като дължината на окръжността е равна на 21 600 или на 6000 ъгломерни деления (в хилядни), то лесно може да се намери съотношението между двете ъглови мерки: Едно малко ъгломерно деление, т.е. 0-01 = 21 600/6000 =3’,6.
Едно голямо ъгломерно деление, т.е. 1-00 = 3 6 х 100 = 360’ = 6 .

1.2 ПОНЯТИЕ ЗА РАВНИННИ ПОЛЯРНИ КООРДИНАТИ

Ако вместо две взаимно перпендикулярни оси ХУ, както при правоъгълната координатна система, вземем само оста Х, върху нея една начална точка О и приемем посоката на измерване по хоризонталните ъгли от оста, ще получим така наречената ПОЛЯРНА КООРДИНАТНА система. Оста О се нарича ПОЛЯРНА ОС,а началната точка О върху нея - ПОЛЮС. Местоположението на която и да е точка М в тази система се определя с полярните й координати:
- ПОЛЯРЕН ЪГЪЛ - измерва се от посоката на полярната ос до посоката към определяемата точка М;
- ПОЛЯРНО РАЗСТОЯНИЕ Р - разстоянието от полюса О до определяната точка М.
Полярните координати намират широко приложение в практиката при целеуказване на местността и по карта, която няма собствена координатна система, при ориентиране на местността и пр.

1.3 АЗИМУТ И ДИРЕКЦИОНЕН (ПОСОЧЕН) ЪГЪЛ

При решаване на редица задачи по картата и на местността се налага да се определи посоката към някоя точка спрямо друга посока, приета за начална (основна). За начални (основни) посоки най-често се приемат:
- посоката на географския (истинския) меридиан;
- посоката на абсцисната ос на правоъгълната координатна система, т.е. посоката на вертикалните линии на координатната мрежа на картата;
- посоката на магнитната стрелка, т.е. посоката на магнитния меридиан.
В зависимост от това, коя посока е приета за начална, различаваме три вида ъгли, определящи посоката към точки от местността: географски (истински) азимут А, дирекционен (посочен) ъгъл и магнитен азимут Ам.
ГЕОГРАФСКИ АЗИМУТ А се нарича хоризонталният ъгъл в точката на стоене между северната посока на географския меридиан и посоката към точка от местността, измерен в посока на движението на часовниковата стрелка от О до 360 . В този случай за полярна ос се приема посоката на географския меридиан.
РАЗЛИЧАВАМЕ ПРАВ И ОБРАТЕН АЗИМУТ. На фиг. 58 географския азимут в точка М на линията в посока към точката М1 е равен на ъгъла А и се нарича прав азимут, а географският азимут на обратната посока - към точката Е, т.е. ъгълът А1 - обратен азимут. Следователно:
А = А1 + 180
-
А1 = А + 180
Ако при изключването на обратния азимут А1 по горната формула се получи А + 180 да надвишава 360 , то от този резултата се изваждат 360 .
Географските меридиани, както е известно, не са успоредни помежду си и затова географският азимут на дадена геодезическа линия в различните й точки ще бъде различен.
Така например географският азимут в точката М на линията ЕF е равен на ъгъла А, а в точката М1 той е равен на ъгъла А2.
Географският азимут на дадена посока може да се определя приблизително чрез измерване по картата с транспортир. По-точно той може да се опредили чрез астрономически измервания по небесно светило с точни ъгломерни прибори.
Дирекционен ъгъл се нарича хоризонталният ъгъл между северната посока на вертикалните километрични линии (абсцисната ос) и посоката към точката от местността, измерен по посока на движението на часовниковата стрелка от 0 до 360 . Следователно в дадения случай за полярна ос се приема посоката на вертикалните линии, т.е. абсцисата Х, както при правоъгълните координати.
Подобно на географския азимут дирекционният ъгъл в точката М на линията АБ в посока към точка В се нарича ПРАВ ДИРЕКЦИОНЕН ЪГЪЛ, а в посока към точка А - ОБРАТЕН ДИРЕКЦИОНЕН ЪГЪЛ. Следователно:

= +180
= +180
Известно е, че вертикалните линии на координатната мрежа на картата са успоредни помежду си. Затова дирекционният ъгъл на права линия във всичките й точки, за разлика от географския азимут, е постоянна величина.
Дирекционният ъгъл на дадена посока може да се определи приблизително по картата чрез измерване с транспортир. По-точно той може да се определи чрез изчисление от правоъгълните координати на двете крайни точки на линията.
МАГНИТЕН АЗИМУТ Ам се нарича хоризонталният ъгъл между северната посока на магнитната стрелка (магнитния меридиан) и посоката към точката от местността, измерен по посоката на движението на часовниковата стрелка от 0 до 360 .
Магнитният азимут подобно на географския азимут и дирекционния ъгъл може да бъде ПРАВ и ОБРАТЕН. Следователно:
Ам = Ам1 + 180 ; Ам1 = Ам + 180 .
Магнитният азимут на дадена посока не може да се измери направо от картата, но той може да се получи от географския азимут и конвергенцията, деклинацията или от дирекционния ъгъл и деклинацията на тази посока. На местността той се определя с помощта на компас или други ъгломерни инструменти, имащи магнитна стрелка и градусен кръг.

1.4 МЕРИДИАННО СБЛИЖЕНИЕ (КОНВЕРГЕНЦИЯ), МАГНИТНО ОТКЛОНЕНИЕ (ДЕКЛИНАЦИЯ) И ПОПРАВКА НА ПОСОКАТА
При проекцията на Гаус, в която са съставени нашите топографски карти, само осовият меридиан на отделните ивици съвпада с посоката на вертикалните линии на координатната мрежа. Всички останали меридиани се изобразяват като криви линии, събиращи се в една точка на полюсите, докато вертикалните линии на координатаната мрежа на всяка ивица са успоредни помежду си. Следователно тези координатни линии сключват известен ъгъл с географските меридиани.
Ъгълът между северната посока на географския меридиан и вертикалната линия на координатната мрежа в дадена точка се нарича МЕРИДИАННО СБЛИЖЕНИЕ (КОНВЕРГЕНЦИЯ) (гама).
От фигурата се вижда, че всички точки, разположени на осовия меридиан, имат меридианно сближение О; с отдалечеването на вертикалните линии от осовия меридиан този ъгъл се увеличава, като в краищата на ивицата около полюсите той достига максимум 3 .
Когато северната посока на вертикалните линии на координатната мрежа се отклонява на изток от географския меридиан, меридианното сближение се счита ИЗТОЧНО (със знак +), а когато те се отклоняват на запад - ЗАПАДНО (със знак -). Всички точки, разположени в източната половина на дадена Гаусова илица, ще имат източно (положително) меридианно сближение, а тези, разположени в западната половина - западно (отрицателно) меридианно сближение.
Ъгълът, който се заключава между северната посока на географския меридиан и магнитния меридиан (магнитната стрелка) в дадена точка, се нарича МАГНИТНО ОТКЛОНЕНИЕ (ДЕКЛИНАЦИЯ) и се означава с гръцката буква  (делта). Когато северният край на магнитната стрелка се отклонява на изток от географския меридиан, магнитното отклонение се счита ИЗТОЧНО (със знак +), а когато тя се отклонява на запад - ЗАПАДНО (със знак -).
Ъгълът между северната посока на магнитния меридиан (магнитната стрелка) и вертикалните линии на координатната мрежа за картата в дадена точка се нарича ПОПРАВКА НА ПОСОКАТА - П или отклонение на магнитната стрелка от оста Х. То се счита положително (със знак +), когато северният край на магнитната стрелка се отклонява на изток от вертикалната коолдинатна линия и западно (със знак -), когато тя се отклонява на запад от тази линия.
Данни за стойностите на меридианното сближение на магнитното отклонение (деклинацията) и на поправката на посоката П се дава във вид на текст и схема в южното поле на топографските карти. Тези данни се използуват за точно ориентиране на картата на местността и за преминаване от дирекционни ъгли в магнитни азимути и обратно, при движение по азимут, при подготовка на данни за стрелба и пр.
Дадените на картата данни за магнитното отклонение и за отклонението на магнитната стрелка, т.е. поправката на посоката П, се отнасят за центъра на картния лист и за годината на издаването на картата. За да се намерят стойностите на тези ъгли за годината, в която се използува картата, необходимо е да се вземе пред вид годишното изменение на магнитното отклонение.
Нека например да изчислим колко е магнитното отклонение през 1995 г. за района на картата. През 1987 г. (годината на издаването на картата) то е било източно (+) 1 02 . Годишно се изменя с +4 3. От 1987 г. до 1995 са изминали 8 години, или 8х4 3 = 32 24 .Следователно магнитното отклонение за 1995 г. ще бъде: +1 02 + 32 24= 1 34 24 .
Магнитното отклонение е източно 1 02 (0-17) за 1987г. Годишно се изменя с + 4 3 (0-01,2). Средното меридианно сближение е западно 1 52 (0-31). При нагласяване на бусолата или компаса по вертикалните линии на координатната мрежа средното отклонение на магнитната стрелка е източно 2 54 (0-48).
За да се намери каква ще бъде поправката на посоката П за 1995 г. за района на тази карта, трябва да се използува формулата:
П = - , т.е. поправката на посоката П = на алгебричната разлика между магнитното отклонение и меридианното сближение .
За нашия пример ще се получи:
П = +1 34 24 -(-1 52 ) = +1 34 24 +1 52 = 2 86 24 = 3 26 24

1.5 ПОНЯТИЕ ЗА ЗЕМНИЯ МАГНЕТИЗЪМ

При ориентиране и при работа с компас или бусоля на местността за начални (основни) посоки най- често се използуват географският (истинският) и магнитният меридиан.
Основна част на компаса и бусолята е магнитната стрелка. Краищата на магнитната стрелка С и Ю се наричат полюси на стрелката, а правата, съединяваща полюсите - магнитна ос. При свободно движение на магнитната стрелка найната ос във всяка точка от земната повърхност заема напълно определено положение, съвпадащо с посоката на минаващата през тази точка силова линия на земното магнитно поле - магнитния меридиан.
Посоките на силовите линии на земното магнитно поле, т.е. магнитните меридиани, представляват сложни криви линии, които, както вече се каза, не съвпадет с посоките на географските полюси на земята. ЮЖНИЯТ МАГНИТЕН ПОЛЮС се намира във Виктория - Антарктида ( =78 ю.ш. и= 107 и.д.), а СЕВЕРНИЯТ МАГНИТЕН ПОЛЮС на остров Принц Уелс - Канада ( = 74 с.ш. и = 100 з.д.). Североизточно от полуостров Таймлер магнитните меридиани се събират във вид на сноп, поради което някои изследователи приемат това място за втори северен магнитен полюс. Ако се съединят магнитните полюси с права линия, тя сключва със земната ос ъгъл около 11 30 .
Посоките на магнитните силови линии не само че не съвпадат с географските меридиани, но те са и наклонени спрямо хоризонталната равнина, допирателна към повърхността на земното кълбо в дадените точки. Вертикалният ъгъл в дадена точка между посоката на магнитните силови линии и хоризонталната равнина се нарича МАГНИТНА ИНКЛИНАЦИЯ или магнитно наклонение. Магнитната инклинация е също така различна за различните точки от земната повърхност. За топографията тя има особено значение.
Линиите, съединяващи точки с еднаква деклинация, се наричат ИЗОГОНИ. Линиите, съединяващи точки с еднаква инклинация, се наричат ИЗОКЛИНИ; те представляват нещо като магнитни паралели.
За удобно ползуване на магнитните данни се изготвят специални карти, наречени МАГНИТНИ КАРТИ. Същите са валидни за даден период от години - епоха.
По- нататъшното изучаване на явленията на земния магнетизъм показват, че магнитната деклинация е различна не само в отделните точки на земната повърхност, но се изменя и с течение на времето. Известни са следните видове изменения на магнитната деклинация: ВЕКОВО, ГОДИШНО (годишна секулация), ДЕНОНОЩНО (денонощна секулация) и МАГНИТНИ СМУЩЕНИЯ (магнитни бури).
Дългогодишните наблюдения в много точки на земната повърхност показват, че земното магнитно поле от година на година се изменя, като скоростта на това изменение е различна за различните места и периоди. Тези изменения се наричат векови. Има райони от земята, където нарастването или намаляването на напрежението на магнитното поле и изместването на силовите линии настъпва бързо, но има и такива райони, където тези изменения настъпват много бавно.
От повторни дългогодишни наблюдения в едни и същи точки се получават стойностите на годишното изменение на магнитната деклинация. Тези стойности се изразяват на магнитните карти с линии, наречени ИЗОПОРИ - линии, съединяващи точки с еднакво изменение на елементите на земното магнитно поле. По такава карта може да се определи магнитната деклинация на която и да е точка от земната повърхност за различните години, за които важи картата.
Освен посочените изменения съществува и ДЕНОНОЩНО ИЗМЕНЕНИЕ на магнитната деклинация. Във всяка точка на земната повърхност магнитната стрелка в течение на денонощието се отклонява на изток или на запад от някакво средно положение. За северното полукълбо и нашите географски дължини, например около 7 ч наше време, магнитната стрелка има най- голямо отклонение на изток от средното положение, а след това започва бавно да се движи към запад и достига най- голямо западно отклонение около 13 ч.
Денонощното изменение през различлните годишни времена, през различното време на денонощието и в различните райони не е еднакво. През лятото и на обед магнитната деклинация е по- голяма, отколкото през зимата и в полунощ. В северните страни тя е по- голяма, отколкото в тропическите страни.
В планините и в някои други места се срещат райони, където магнитната деклинация се изменя значително на разстояние 1-2 км. Такова рязко отклонение на магнитната стрелка от средното положение се нарича МАГНИТНА АНОМАЛИЯ. Магнитните аномалии се дължат най- вече на наличието на железни руди. Най- големите в света магнитни аномалии са Курската, Криворожката и др.
Районите на магнитните аномалии също както и другите магнитни данни се дават на южното поле на топографските карти във вид на схема и пояснителен текст.
Положението на магнитната стрелка е подложено и на още едно трето изменение, така наречените МАГНИТНИ СМУЩЕНИЯ (магнитни бури). Понякога без всякаква видима причина магнитната стрелка започва да трепти и да се отклонява ту на една, ту на друга страна. Магнитните смущения продължават един или няколко дни, като най- силните колебания траят няколко часа. Силни магнитни смущения се появяват най- често при полярните сияния.
Понастоящем е установено, че денонощното изменение на магнитната деклинация и магнитните смущения се дължат на периодическата активност на слънцето. Известно е например, че магнитните смущения са особено силни и чести в периода на най- силното развитие на слънчевите петна, което се повтаря през 11 години. Магнитни смущения се наблюдават и през всеки 26-27 дни, което отговаря на времето на едно пълно завъртане на слънцето около своята ос.

1.6 ОПРЕДЕЛЯНЕ НА АЗИМУТИ И ДИРЕКЦИОННИ ЪГЛИ ПО КАРТА

Географският азимут и дирекционният ъгъл на дадена посока могат да се измерят по картата с помощта на транспортир или с обикновен компас, а след това при нужда чрез въвеждане на съответните поправки да се премине към магнитни азимути. Измерените на местността с компас магнитни азимути на дадена посока чрез въвеждане на съответна поправка могат да се превърнат в географски азимути или дирекционни ъгли.
В практиката най-често се работи с дирекционни ъгли и магнитни азимути, тъй като те най- лесно и бълзо се измерват: първите - по вертикалните километрични линии на картата, а вторите - с прибор на местността.
ИЗМЕРВАНЕТО НА ДИРЕКЦИОННИ ЪГЛИ ПО КАРТАТА С ТРАНСПОРТИР СТАВА ПО СЛЕДНИЯ НАЧИН. Начертава се върху картата посоката, на която се измерва ъгълът. Ако началната и крайната точка на посоката са близко, необходимо е тази линия да се продължи, за да може да се отчете ъгълът с транспортир. През началната точка на посоката се прочертава линия, успоредна на вертикалните километрични линии. След това транспортирът се поставя върху картата така, че центърът му, отбелязан с чертичка, да съвпадне с началната точка на посоката, а линията 0 - 180 на транспортира да съвпадне с прочертаната вертикална линия. При това положение на транспортира отчитаме от север по посоката на движението на часовниковата стрелка дирекционния ъгъл на посоката.
На фигурата във втория случай е показан по- лесен начин за измерване на дирекционни ъгли по карта. Транспортирът се поставя така, че линията му 0 - 180 да съвпадне с най- близката вертикална километрична линия, като центърът съвпадне с пресечката на тази линия с отределената посока. След това се отчита по транспортира дирекционният ъгъл на посоката.
На фигурата са дадени два случая за измерване на дирекционни ъгли по карта. Първият, когато определеният ъгъл е до 180 - скалата на транспортира е надясно, вторият - когато определяемият ъгъл е повече от 180 - скалата на транспортира е наляво и към получения отчет се прибавя 180 . В дадения пример дирекционният ъгъл на посоката кошарата - ямата е равен на 65 , а на посоката кошарата - моста - 274 (180+94=274 ).
Измерените дирекционни ъгли в градусна мярка при необходимост могат да се превърнат в ъгломерни деления (в хилядни). Това става с помощта на специални таблици или като се раздели числото на градусите с цифрата 6 (сто ъгломерни деления - 1-00 са равни на 6 ). Делението се извършва до получаване на два знака след десетичната точка. Например 230 :6=36,33, т.е. ъгълът в хилядни е равен на 36-33.
ИЗМЕРВАНЕ НА ДИРЕКЦИОННИ ЪГЛИ ПО КАРТА С КОМПАС.
Когато няма транспортир, дирекционните ъгли по карта могат да се измерят, като се използува градусният крът (скалата) на обикновения компас "Адрианов". Разбира се, точността на измерването с наго е по- малка, тъй като най- малките деления на кръга са през 3 .
ПОСТРОЯВАНЕТО НА ДИРЕКЦИОННИ ЪГЛИ в дадена точка става, като най- напред се начертае през точката права, успоредна на вертикалните километрични линии, след което по нея с транспортир или компас се построява дадения дирекционен ъгъл.
ПРЕМИНАВАНЕ ОТ ДИРЕКЦИОНЕН ЪГЪЛ В МАГНИТЕН АЗИМУТ И ОБРАТНО.
За да се премине от дирекционен ъгъл в магнитен азимут Ам или обратно, необходимо е да се извади или прибави към един от тях ъгълът между северната посока на вертикалната километрична линия и магнитния меридиан (магнитната стрелка), т.е. поправката на посоката П.
Преминаването от дирекционен ъгъл в магнитен азимут Ам се извършва по формулата: Ам = - П т.е. МАГНИТНИЯТ АЗИМУТ Ам е равен на алгебричната разлика между дирекционния ъгъл и поправката на посоката П. Следователно, ако поправката на посоката е източна (със знак +), тя се изважда от дирекционния ъгъл, а ако е западно (със знак -), се прибавя.
Преминаването от магнитния азимут Ам в дирекционен ъгъл се извършва по формулата:
 = Ам+П, т.е. ДИРЕКЦИОННИЯТ ЪГЪЛ е равен на алгебричния сбор на магнитния азимут Ам и поправката на посоката П.
Поправката на посоката П, както вече се каза, е равна на алгебричната разлика между магнитното отклонение и меридианното сближение , т.е.
П =

На фигурата се показани различни случаи на взаимно разположение на посоките на магнитната стрелка (магнитния меридиан) и вертикалните километрични линии спрямо географския меридиан.
ПРИМЕР 1. Имаме карта издание 2000 г., на която магнитното отклонение е източно = + 1 12 , годишно се изменя с +4 , меридианното сближение е западно = - 2 30 . През 2007 г. по тази карта е и дирекционен ъгъл = 45 , който трябва да се превърне в магнитен азимут.
Изминали са 7 г., следователно магнитното отклонение за 2007 г. ще бъде:
7 х 4 = +28
1 12 + 28 = 1 40
= + 1 40

Поправката на посоката П за 2007 г. ще бъде:

П = - = + 1 40 - (-2 30 )
П = 1 40 + 2 30
П = 4 10

Следователно :

Ам = - П = 14 - (34 10 )
Ам = 40 50

ПРИМЕР 2. Измерен е през 1996 г. на местността с обикновен компас магнитен азимут А м = 217 30 , който трябва да се превърне в дирекционен ъгъл и да се построи върху карта издание 1991 г.
Магнитното отклонение на тази карта е западно - = -1 20 , годишно се изменя с +3, меридианното сближение е източно = +2 40
Изминали са 5 години, следователно магнитното отклонение ще бъде:

5 х 3 =+15
-1 20 +15 = -1 05
= -1 05

П за 1996 г. ще бъде:

П = - = -1 05 - (+2 40 )
П = -1 05 -2 40
П = -3 45

Следователно:

= Ам + П = 217 30 - 3 45
= 213 45
Go to the top of the page
 
+Quote Post

Reply to this topicStart new topic
2 User(s) are reading this topic (2 Guests and 0 Anonymous Users)
0 Members:

 

Lo-Fi Version Time is now: 24th July 2014 - 07:06 PM
Blue Bliss © Copyright 2008 xcine