Истинный и магнитный азимут, дирекционный угол и формулы связи

В чем отличие угловых величин

Разница в построении геометрических фигур:

1. Когда высчитывают географический азимут осуществляют построение двугранного угла между 2 плоскостями — меридианным и вертикальным, которые отсчитывают по северному направлению и часовой стрелке.
2. Для магнитного азимута проводят построение горизонтального угла.
3. ДУ проходит через заданную точку и параллельную линию к оси абсцисс.

Все геометрические фигуры зависят от принятого начального направления. Следует учитывать наличие магнитного склонения, его образует расстояние между истинным и магнитным меридианом. Где западное считают отрицательным, а восточное положительным. Погрешность имеет разную величину в районах, но не меняется от времени. Поэтому для определения умножают изменение, которое происходит каждый год, на прошедшее время, после того как карта была изготовлена.

Переводить значение ДУ в азимут и назад нужно из-за определения движения по таким векторам, где учитывают наличие погрешности. Топокарты строят по ДУ, они позволяют хорошо ориентироваться, так как их откладывают от вертикальных координат.

Ориентирование линий на местности

При проектировании требуется знать расположение объектов по отношению к сторонам света. Карты и планы составляют таким образом, что их верхние края являются северными, для этого при измерениях на местности линии ориентируют по географическому меридиану.

Ориентировать линию местности – это значит определить ее направление относительно меридиана. В качестве углов, определяющих направление линий, служат азимуты, дирекционные углы и румбы. Угол, отсчитанный от северного направления географического или истинного меридиан по ходу часовой стрелки (от 0˚до 360˚) до направления данной линии, называется истинным или географическим меридианом.

Географическим или истинным меридианом называют линию пересечения плоскости, проходящей через данную точку и ось вращения Земли с земной поверхностью.

Азимут прямого направления линии является прямым, обратного направления – обратным азимутом. Прямой азимут направления Р1Р2

(рис. 1.7) будетА1 , а обратный для того же направления –А2 . Меридианы не параллельны между собой, поэтому азимут линии в каждой ее точке имеет разное значение. Угол между направлениями двух меридианов в данных двух точках называется сближением меридианов и обозначается черезg . Как видно из рис. 1.7, зависимость между прямым и обратным азимутами линии выражается формулой:

. (1.3)

При изображении земной поверхности на плоскости пользуются плоскостным ориентирным углом, называемым дирекционным.

Горизонтальный угол, отсчитываемый от северного конца осевого меридиана зоны или линии ему параллельной по ходу часовой стрелки (от 0˚до 360˚) до направления данной линии называется дирекционным углом α

Как следует из рис. 1.9, связь между азимутами и дирекционными углами выражается формулой

А

=a +g , (1.4)

где g

— сближение меридианов в точкеР1 .

Следует иметь в виду, что сближение меридианов точек, расположенных к востоку от осевого меридиана, имеет знак плюс, а к западу – знак минус. Прямой и обратный дирекционные углы одной и той же линии отличаются на 180° (рис. 1.10).

При решении ряда практических задач целесообразно пользоваться магнитными азимутами, так как они легко определяются с помощью простых приборов, таких как компас и буссоль, главной частью которых является магнитная стрелка.

Вертикальная плоскость, проходящая через концы магнитной стрелки, называется плоскостью магнитного меридиана. Угол, который она составляет с плоскостью географического меридиана, называется магнитным склонением d

(рис. 1.11). Магнитное склонение отсчитывается от севера к востоку и к западу: в первом случае оно называется восточным и считается положительным, во втором – западным и отрицательным. Магнитные азимутыА М отсчитываются так же, как и истинные, — по ходу часовой стрелки от 0 до 360°, но от направления магнитного меридиана.

Из изложенного следует, что

А

=Ам +d (1.5)

Величина магнитного склонения не остается постоянной в точках земной поверхности и имеет вековые, годичные и суточные периодические изменения, значительные по своей величине. В некоторых районах вообще нельзя пользоваться показаниями магнитной стрелки. Такие районы называются аномальными, например район Курской магнитной аномалии.

Связь между дирекционным углом и магнитным азимутом определяется согласно формуле:

Ам

=a — (g + d). (1.6)

На практике иногда вместо азимутов пользуются румбами. Румбом называется острый горизонтальный угол, отсчитанный от ближайшего конца меридиана до направления данной линии. Румбы обозначаются буквой r

с индексами, указывающими четверть, в которой находится румбы. Например,rЮВ – румб находится в юго-восточной четверти (рис. 1.8). Связь между азимутами и румбами показана в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Для вычисления румбов линии можно пользоваться и дирекционными углами. Связь между румбами и дирекционными углами такая же, как и с азимутами.

Составление маршрута движения по азимуту

Имея в наличии карту местности, часто при планировании маршрута можно обойтись без использования азимутов, например, если на карте видны тропинки, дороги и просеки. В этом случае обычно движение к цели осуществляется по ним.

Однако бывают ситуации, когда без азимутов не обойтись, например, при пересечении пустыни или дикой лесистой местности. Рассмотрим алгоритм действий в таких ситуациях.

Для того, чтобы максимально быстро и точно выйти к заданной цели, очень желательно выстроить маршрут на карте

Важно понимать, что движение напрямик может привести к большой ошибке, а значит человек может попросту промахнуться мимо цели, тем более, если ориентироваться приходится в местности со сниженной видимостью, например, в лесу

Для того, чтобы уменьшить указанную ошибку, лучше весь путь поделить на отрезки меньшей длины, соединяющие ориентиры, лежащие по пути к цели. Таким образом, подходя к каждому ориентиру, человек будет корректировать свое движение, устраняя ошибку, возникающую при перемещении от одного ориентира к другому.

Путь с переходами между множеством ориентиров будет несколько длиннее, поскольку ломанная линия, соединяющая две крайние точки, всегда длиннее прямой

Однако, и ошибка при этом значительно уменьшится, что в некоторых ситуациях очень важно

Для планирования «ломанного» маршрута:

1. На карте находится точка выхода на маршрут.
2. Находится лежащий по ходу движения ориентир.
3. От первой точки замеряется азимут и расстояние до середины найденного ориентира.
4. Возле этого ориентира указывается азимут и длина пути.
5. Теперь вся процедура повторяется, но в качестве начальной точки берется край найденного ориентира, откуда будет выполнено движение к середине следующего ориентира.
6. В конце от последнего ориентира, лежащего на пути, замеряется азимут и расстояние на цель и также подписывается.

При желании измеренное расстояние можно перевести в пары шагов и написать цифры рядом с каждым ориентиром. Но это имеет смысл лишь в том случае, когда человек знает длину своей пары шагов.

Правила перемещения по азимуту с препятствиями

Когда перемещение по местности предполагает обход непреодолимых препятствий, следует знать, как определить азимут без карты, ориентируясь только на объекты местности (рисунок 7).

В данном случае движение по азимуту будет таким:

1. Сначала следует выбрать какой-то заметный объект на стороне, противоположный преграде. Крайне желательно, чтобы данный ориентир находился на линии вашего движения.
2. Далее следует определить азимут для обхода преграды.
3. После этого вы можете спокойно обойти препятствие, снова найти предварительно выбранный ориентир и уже от него проложить новое направление по азимуту.

Если подходящего объекта для ориентира нет, можно сделать его самостоятельно, к примеру, сделав зарубку на дерева или воткнув в землю большую и заметную издалека палку.

Рисунок 7. Умение определять азимут поможет не заблудиться после схождения с маршрута

Иногда бывает, что обходить препятствие приходится с нулевой видимостью. В данном случае визуальный ориентир на местности вам не поможет и придется ориентироваться сугубо с помощью компаса и карты.

Составление маршрута движения по азимуту

Топографическая карта окрестности облегчает передвижение туриста. На них нарисованы дорожки и тропинки, ручейки и крупные реки со всеми изгибами и поворотами. Поэтому движение больших групп в запланированном походе производится при использовании карты.

Однако, иногда невозможно избежать хождения по азимуту. В качестве примера можно привести проливные дожди, влияющие на дальность обзора, густой туман, пустынная или степная местность, густой лес.

Чтобы ускорить продвижение к окончательной цели рекомендуется нарисовать запланированный путь на карте. Прямолинейное движение не всегда верное.

Чтобы не совершать ошибок или сократить их количество, рекомендуется разделить маршрут на несколько отрезков, меньших по длине. В каждой точке надо опираться на ориентиры, соединяющие места остановки. Достигнув намеченного ориентира необходимо проверять маршрутный лист и по возможности исправлять или дополнять его.

Составленный таким образом маршрутный лист длиннее. Намеченный путь представляет собой ломаную кривую линию. Однако, вероятность совершения ошибки или заблудиться гораздо меньше.

Чтобы спланировать маршрут, надо выбрать пункты остановки с крупными ориентирами. До каждой точки дополнительно определяется расстояние. Если планируется обратный путь, то все замеченные неточности записываются в походном блокноте.

Истинный и магнитный азимут, дирекционный угол и формулы связи.

При изображении участков местности на бумаге необходимо всегда указывать их положение относительно сторон света (направлений север – юг, восток – запад). Определение направления линии относительно сторон света называют ориентированием линии. Исходными направлениями для ориентирования линий в геодезии служат: 1 – северное направление истинного (географического) меридиана (И.М.), 2 – северное направление магнитного меридиана (М.М.) (меридиана проходящего через ось магнитной стрелки компаса), 3 – северное направление осевого меридиана (О.М.), или направление, параллельное ему (рисунок 2.8).

Ориентирование линий местности относительно исходных направлений осуществляется с помощью следующих ориентирных углов: истинного азимута (АИ), магнитного азимута (АМ), дирекционного угла (α).

И с т и н н ы м а з и м у т о м ( Аи) называют угол между северным направлением истинного меридиана и направлением заданной линии АВ местности, отсчитываемый по ходу часовой стрелки. Истинный азимут в зависимости от направления линии АВ может изменяться от 0 до 360о.

М а г н и т н ы м а з и м у т о м называют угол между северным направлением магнитного меридиана и заданной линией АВ местности, отсчитываемый по ходу часовой стрелки от 0 до 360о.

Д и р е к ц и о н н ы м у г л о м называется угол между северным направлением осевого меридиана и заданной линией АВ местности, отсчитываемый по ходу часовой стрелки от 0 до 360о.

Из рисунка 2.8 видно, что

АИ = α + γ; (2.1)

АИ = АМ + δ. (2.2)

Приравняв (2.1) и (2.2), получим:

α = АМ + δ – γ; (2.3)

АМ = α + γ – δ. (2.4)

Формулы (2.1) – (2.4) определяют зависимость между истинным азимутом, дирекционным углом и магнитным азимутом данной линии АВ местности. В этих формулах γ – сближение меридианов. Сближением меридианов называется угол между направлением географического меридиана и направлением, параллельным осевому меридиану в данной точке А земной поверхности. Если точка А расположена на осевом меридиане или на экваторе, то γ = 0. В общем случае

γ = ΔL· sin В, (2.5)

где ΔL – разность долгот географического меридиана точки А и осевого

меридиана зоны;

В – широта точки А.

Сближение меридианов отсчитывается всегда от истинного меридиана к осевому и может быть восточным, если осевой меридиан отклоняется к востоку от истинного (см. рисунок 2.8), или западным, если осевой меридиан отклоняется к западу от истинного. Восточному сближению меридианов приписывают знак плюс, а западному – минус. Как видно из формулы (2.5), наибольшее значение сближение меридианов достигает на полюсах (В = ±90о), где для шестиградусных зон в проекции Гаусса – Крюгера γ = ±3о.

Угол δ в формулах (2.1) – (2.4) называют склонением магнитной стрелки и определяется как угол между направлениями географического и магнитного меридиана в данной точке А поверхности Земли. Магнитное склонение отсчитывают от истинного меридиана к магнитному. Восточному склонению приписывают знак плюс, а западному – минус. Магнитное склонение зависит как от места на поверхности Земли, так и от времени, и имеет вековые, годичные и суточные периодические изменения. Суточные изменения могут достигать 15′. Сведения о магнитном склонении можно получить на метеостанциях или выбрать из схемы, приведенной под южной рамкой топографической карты.

Градусная сеть: географическая широта

Определить географическую широту – это значит показать расстояние от экватора по меридиану до заданной точки; измеряется она в градусах, от 0° до 90°, бывает северной и южной.

Для того, чтобы узнать широту заданной точки, нужно найти параллель, на которой она расположена. Отсчёт начинается от экватора, следуя строго вдоль меридиана на север или на юг. Расстояние от экватора по меридиану до полюса составляет 90°, чем больше мы будем удаляться от экватора, тем больше будет длина меридиана до нужной нам параллели, тем больше будет её широта.

Некоторые параллели специально подписывают и обозначают на картах. Это тропики и полярные круги. Северный тропик ещё называют Тропиком Рака, а южный – тропиком Козерога. Задание: определите широту каждой из этих условных линий.

Алгоритм определения широты объекта, расположенного на обозначенной на карте параллели:

1. Найти объект на карте.
2. Найти экватор.
3. Определить, в каком направлении нужно двигаться к определяемому объекту – на север или на юг (так мы узнаём, какой будет широта северной или южной).
4. Определяем широту параллели, на которой расположен объект. Например, Санкт-Петербург расположен на параллели, отстоящей от экватора на 60° к северу от экватора, значит его широта 60° северной широты (с. ш.).

Если объект расположен между параллелями:

1. Определить широту ближайшей к объекту параллели со стороны экватора (действуя по алгоритму, описанному выше).
2. Определить количество градусов от этой параллели до нужного нам объекта. Делать это нужно при помощи линейки. Расстояние между соседними параллелями на карте равно 10°, значит 1° — это 1/10 часть этого расстояния.
3. Прибавить полученное число к широте найденной ближайшей параллели. (Например, ближайшая к Москве параллель со стороны экватора – 50° с.ш. Расстояние от этой параллели до Москвы равно 6°. Широта Москвы равна 56°, так как если мы к 50 +6 получится именно столько).

А теперь покажите на карте место катастрофы корабля, если в сообщении сказано, что оно произошло на 12 параллели. Чего нам не хватает для точного нахождения места? Данных о долготе.

Переход от дирекционного угла к магнитному азимуту и обратно

Переход от дирекционного угла к магнитному азимуту и обратно выполняют тогда, когда на местности необходимо с помощью компаса найти направление, дирекционный угол которого измерен по карте (например при подготовке данных для движения по азимуту), или наоборот, когда на карту необходимо нанести направление, магнитный азимут которого измерен на местности с помощью компаса. Так как измеряемые дирекционные углы на карте не соответствуют магнитным азимутам на местности, необходимо определить величину склонения магнитного меридиана данной точки от вертикальной километровой линии. Величину этого отклонения называют поправкой направления (Пн) или отклонением магнитной стрелки.

Поправка направления и составляющие её углы – сближение меридианов и магнитное склонение – указываются на карте под южной стороной рамки в виде схемы с необходимыми пояснениями.

Сближение меридианов (Сб)–

это угол в данной точке между истинным меридианом и вертикальной километровой линией и в зависимости от удаления этой точки от осевого меридиана зоны, он может иметь значение от 0º до ±3º Чем дальше вертикальные километровые линии отстоят от осевого меридиана зоны, тем этот угол больше.

Если вертикальная линия километровой (координатной) сетки отклоняется северным концом к востоку от истинного меридиана, то сближение меридианов считается восточным, со знаком плюс, при отклонении в противоположную сторону – западным, со знаком минус.

Свойство магнитной стрелки занимать определенное положение в данной точке пространства обусловлено взаимодействием её магнитного поля с магнитным полем Земли.

Направление установившейся магнитной стрелки в горизонтальной плоскости соответствует направлению магнитного меридиана в данной точке. Магнитный меридиан в общем случае не совпадает с геодезическим меридианом.

Угол между геодезическим меридианом и магнитным, направленным на север, называется склонением магнитной стрелки или магнитным склонением (Ск).

Магнитное склонение считается положительным (со знаком +) или восточным, если северный конец стрелки уклоняется к востоку от истинного меридиана, и западным (со знаком –) при уклонение к западу.

Магнитное склонение изменяется с течением времени и переменной места. Изменения бывают постоянные и случайные. Эту особенность магнитного склонения необходимо учитывать при точном определении магнитных азимутов направлений, например, при движении по азимуту и т.п.

Изменения магнитного склонения обусловлены свойствами магнитного поля Земли, вокруг которой обнаруживаются действия магнитных сил. Поправку направления в общем случае можно выразить формулой:

Пн = (±Ск) – ( ±Сб).

Если на карте измерен дирекционный угол направления, то магнитный азимут этого направления на местности будет определяться формулой:

Ам = Ду – ( ±Пн).

Измеренный на местности магнитный азимут какого-либо направления переводится в дирекционный угол этого направления по формуле:

Ду = Ам + (Пн).

Чтобы избежать ошибок при определении величины и знака поправки направления, нужно пользоваться помещаемой на карте схемой направлений геодезического меридиана, магнитного меридиана и вертикальной линии координатной сетки.

При точных измерениях переход от дирекционных углов к магнитным азимутам и обратно выполняется с учетом годового изменения магнитного склонения. Сначала определяют склонение магнитной стрелки на данное время (указанное на карте годовое изменение склонения магнитной стрелки умножают на число лет, прошедшее после издания карты), затем полученную величину алгебраически суммируют с величиной склонения магнитной стрелки, указанной на карте. После этого переходят от измеренного дирекционного угла к магнитному азимуту по приведенным выше формулам.

Бубнов И. А., Богатов С. Ф. и д.р. Военная топография : Учебник М., 1976. С. 52.

Нахождение магнитного азимута

Научиться определять магнитный азимут нужно в том случае, если необходимо определение направления движения относительно какого-либо объекта. Это объясняется тем, что магнитный азимут представляет собой угол между определенной точкой маршрута и северным направлением (рисунок 6).

Определить магнитный азимут можно следующим способом:

1. В первую очередь нужно встать так, чтобы находиться по направлению к выбранному предмету.
2. Компас следует уложить на ровную поверхность не выше уровня груди. Как вариант, можно просто держать прибор перед собой на вытянутой ладони.
3. Далее нужно сориентировать компас, совместив его синюю стрелку с буквой С.
4. По центру компаса следует положить тоненькую палочку или спичку. Конец этой палочки следует направить в сторону назначенной точки.
5. Далее палочку начинают потихоньку поворачивать по часовой стрелке, но не допуская ее смещения с центра. Под окончательным значением, на лимбе, можно увидеть нужное цифровое значение.

Рисунок 6. Определение магнитного азимута на местности При необходимости определить магнитный азимут можно не только для отдельного объекта, но и для всей окружности местности в 360 градусов.

Ам = а П

Все это справедливо только при восточном магнитном склонении ( + ) и западном сближении меридианов (— ). Для других же схем поправка направления может быть равна не сумме этих углов, а разности. Или, более того, она сама может стать отрицательной. Тогда при переходе от дирекционного угла к магнитному азимуту в первой формуле ее надо вычитать. А во второй формуле, наоборот, прибавлять.

Это обстоятельство заставляет каждого работающего с картой внимательно изучить схему расположения линии вертикальной сетки, истинного и магнитного меридианов и данные о величине поправки, помещаемые на каждой топографической карте.

Ошибки, допущенные в определении поправки направления (П) и тем более в ее знаке при определении данных по карте длядвижения по азимутам по местности, опасны тем, что при их величине в 5 градусов и при движении на расстояние до 1 км отклонение в конце пути может составить около 100 метров. Если это на открытой местности, то ориентир еще может быть обнаружен. Но на закрытой местности (в лесу) найти его уже почти невозможно.

По материалам книги «Карта и компас мои друзья». Клименко А.И.

Угол отклонения магнитной стрелки или поправка направления.

Таким образом, из сказанного видно, что вертикальные линии координатной сетки и магнитные меридианы образуют между собой угол, представляющий сумму сближения меридианов и магнитного склонения. Этот угол называют углом отклонения магнитной стрелки. Или поправкой направления, и обозначают заглавной буквой — П.

Поправка направления П отсчитывается от северного направления вертикальной линии координатной сетки и считается положительной (со знаком +), если северный конец магнитной стрелки отклоняется к востоку от этой линии. И отрицательной (со знаком — ) при западном отклонении магнитной стрелки. Данные о величине поправки направления (П) и ее слагающих величин: сближение меридианов, магнитное склонение, помещают в виде схемы под нижней рамкой листакарты с пояснениями.

Эти данные необходимы для того, чтобы быстро переходить от дирекционных углов, измеренных по карте, к соответствующим им магнитным азимутам на местности. Для данной схемы соотношения между углом положения и поправкой будут выглядеть так:

Можно ли определить азимут на местности без компаса и карты?

Определить направление без компаса несколько сложнее, но при желании можно. Конечно, лучше все-таки ходить с компасом. Если же его у вас не оказалось, то лучшим помощником станет солнце. В полдень оно обычно находится на юге и, если встать к нему спиной, можно определить стороны света. Лицом мы будем находится на юге, слева у нас будет запад, а справа, соответственно, восток.

Итак стороны света нашли, теперь надо определить азимут. В любом случае нужен транспортир. Но если его нет, то аналог можно сделать из бумаги. Бумага наверняка у вас найдется. Делаем следующим образом.

Теперь остается положить лист отверстием на точку стояния, а по линиям изгиба определить направление и азимут на объект. Ниже приведу таблицу, в которой показано в какие месяцы и в какое время располагается солнце по сторонам света.

Вот и все, что необходимо знать об ориентировании на местности как при помощи компаса и транспортира, так и без них. Но лучше всего, повторю, брать с собой компас. Тогда вы в случае потери направления сможете легко и быстро найти выход из этой ситуации. Успехов!

Источник

Проблемы, возникающие при некорректном подходе к работе

Неправильное ориентирование в рамках изысканий может быть связано с ошибочным построением:

• основных линий;
• вспомогательных линий;
• углов, отвечающих за ориентацию;
• дополнительных углов.

Нередко возникают сложности с выбором направления базовых линий.

Перечисленные недочеты приводят к следующим неприятностям:

• недостоверное отображение объектов и линий на карте, смещение инфраструктурных построек, элементов ландшафта, зеленых насаждений;
• сложности в ориентации относительно заданной системы координат, невозможность корректно воспользоваться планом;
• проведение дополнительных работ с целью выявления и устранения ошибок;
• выполнение повторных замеров, получение дополнительных согласований;
• получение неравноточных измерений в связи с изменением погодных условий или магнитного фона;
• дополнительные финансовые траты;
• исправление документации, повторное написание отчетов о проведении геодезических изысканий;
• получение прямого несоответствия между существующими и вновь подготовленными документами;
• увеличение нагрузки на персонал, ответственный за камеральные работы.

При неблагоприятном стечении обстоятельств приходится осуществлять все замеры заново.

Определение азимута по карте без компаса

Определение азимута Алгоритм определения истинного азимута по карте без компаса следующий:

• разверните карту и уложите на ровную поверхность;
• отметьте то место, где вы находитесь – его же и возьмете за отсчет;
• выберите интересующую вас точку – по отношению к ней будет определяться величина;
• соедините обе точки ровной линией до пересечения с ближайшим меридианом;
• приложите основание транспортира к меридианной линии;
• далее вам нужно измерять при помощи часовой стрелки угол между прямой линией и меридианом, чтобы в результате получить географический азимут.

Обратите внимание, что использовать величину, исчисляемую по карте для ориентации на своем пути нельзя. Дело в том, что она является географической и отличается от той, которую указывает компас (магнитный азимут)

Вам нужно преобразовать истинный в магнитный по специальной формуле: Магнитный = Истинный – магнитное склонение + сближение меридианов.

Кроме того, каждый год склонение меняется. Чтобы получить максимально точное значение, необходимо ежегодное изменение умножить на количество лет с момента издания карты.

Как определить азимут на местности

На местности, не имея карты, можно выбирать знаковые объекты, которые будут опорными точками, и определять азимут движения на эти маркеры.

• Нужно положить компас на ладонь или на горизонтальную поверхность и совместить стрелку с нулевой отметкой (или с буквой S) на шкале.
• После этого совмещают мушку на подвижном кольце с направление на объект. Численное значение на шкале — значение азимута.
• Рекомендуется держать компас так, чтобы был виден и ориентир, и мушка, и совмещать их. При достаточном опыте погрешность составит 1-3 градуса.

Если азимут задан ранее, то мушку выставляют напротив нужного значения, а северный конец стрелки совмещают с нулем. В направлении указанного азимута находят какой-нибудь значимый объект и считают его ориентиром.

Похожие записи:

Лещ горячего и холодного копчения, доступные для всех рецепты Герб мвд: описание, история, изготовление. символика мвд россии История национализма Знак ветеран боевых действий на северном кавказе кому вручают Президентский полк изнутри. бывший солдат Посещение и правила поведения в православном храме