Астрономический способ определения дирекционного угла

ТЕМА 10: «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИРЕКЦИОННЫХ УГЛОВ ОРИЕНТИРНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ»

от Admin

ЗАНЯТИЕ 2: «Астрономический способ определения дирекционных углов ориентирных направлений с помощью АНБ-1»

Вопрос 1. Назначение и устройство АНБ-1.

Азимутальная насадка предназначена для определения направления истинного меридиана (Полюса Мира) по расположению на небосводе звезд a и b созвездия Малая Медведица, измерения истинных азимутов направлений, а также для отмечания по Солнцу, Луне, звездам и местным предметам.

Азимутальная насадка

Визир представляет собой зрительную трубу, состоящую из подвижной и неподвижной частей.

Оптические данные визира

-поле зрения -9 0.

Состав визира

• головка визира (объективная часть);
• корпус;
• окулярная часть с диоптрийным кольцом;
• механический визир (мушка и целик);
• отверстие для подсветки сетки.

Кронштейн с хомутиком служит для установки и закрепления АНБ на патрубке монокуляра буссоли. Кроме того, на нем расположен механизм вертикальной наводки визира имеющий зажимной и наводящий винты.

Уровень служит для приведения горизонтальной оси вращения визира в плоскость горизонта.

Органы управления

1. Маховичок предназначен для вращения головки визира вокруг своей оси.
2. Зажимной винт предназначен для расстопоривания визира при вращении в вертикальной плоскости от руки.
3. Наводящий винт предназначен для точного вращения визира в вертикальной плоскости, при этом зажимной винт должен быть зажат.

Вопрос 2. Сущность определения дирекционных углов ориентирных направлений с помощью АНБ-1.

Данный способ основан на переходе от азимута истинного направления на ориентир к дирекционному углу этого направления

a=А-(±g), (1)

где g- сближение меридианов.

Если на местности с точки стояния прибора каким- либо путем удается определить северное направление истинного меридиана, то после этого достаточно будет измерить горизонтальный угол между этим направлением и направлением на ориентир, который и будет азимутом истинным ориентира (А).

Сущность способа определения дирекционного угла ориентирного направления с помощью АНБ-1 к буссоли ПАБ-2А заключается в определении на местности с точки стояния прибора северного направления истинного меридиана, измерении азимута истинного направления на ориентир и перехода по (1) к a.

Северное направление истинного меридиана есть направление с точки стояния прибора на точку пересечения воображаемой оси вращения Земли с земной поверхностью. (СПГЗ).

Если ось вращения Земли мысленно провести до пересечения с небесной сферой, точка пересечения называется Полюс Мира. Полюс Мира, как точка небесной сферы, ничем не обозначен, но он расположен вблизи Полярной Звезды созвездия Малая Медведица.

Проекция направления с точки стояния прибора на Полюс Мира на земную поверхность есть северное направление истинного меридиана.

Место Полюса Мира на небесной сфере определяется

1. Угловым расстоянием от него до звезд a и b созвездия Малой Медведицы.
2. Разностью часовых углов звезд a и b.

a Р b- момент времени Т

a₁b- положение звезд на момент времени Т

a₁b₁— положение звезд на момент времени Т₁

Рa- полярное расстояние звезды a

Рb- полярное расстояние звезды b

aРb- разница часовых углов звезд.

При суточном вращении небесной сферы угловые расстояния Рa, Рb и угол aРb остаются неизменными, таким образом фигура aРb, как жесткое целое вращается вокруг полюса мира.

Для нахождения точки полюса мира создана азимутальная насадка АНБ-1 к буссоли ПАБ-2А.

Угловые расстояния звезд a и b от полюса мира хотя и незначительно, но изменяются в результате прецессии оси вращения Земли. Поэтому на сетке куда должны вводиться изображенные звезды показаны в виде двух биссекторов (рис.4). Биссектор для введения Полярной Звезды имеет шкалу на период с 2000 года до 2050 г.

Вопрос 3. Порядок определения дирекционных углов ориентирных направлений с помощью АНБ-1.

Определение азимута ориентирного направления с помощью АНБ-1 по звездам созвездия Малая Медведица производят в последовательности, указанной в приложении 5 РБР ТГП.

Для получения более точного значения истинного азимута его определяют 2-3 раза, изменяя перед каждым последующим определением установки на буссольном кольце и барабане (0₀+0-00).

Расхождение в значениях азимута истинного не должно превышать 0-03. За окончательное значение принимают среднее арифметическое из полученных значений.

На трехкратное определение азимута истинного отводить не более 15 мин.

При работе с АНБ-1 ориентиры следует выбирать не ближе 200 м от буссоли, что обеспечивает уменьшение влияния смещения оптической оси азимутальной насадки относительно вертикальной оси вращения буссоли на точность определения азимута истинного. Если ориентир удален на расстоянии менее 200 м в вычисленный дирекционный угол на ориентир вводят поправку, выбираемую из таблицы 8 РБР ТГП

Источник

Определение дирекционных углов ориентирного направления по светилу.

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:

2. Из астрономических наблюдений

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;

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

Время работы — 7 — 12 мин.

Положительные свойства способа:

1. Высокая точность и надежность

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

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

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

2. Независимость от геомагнитных условий

1. Зависимость от времени суток

2. Зависимость от прозрачности атмосферы

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

время	дирекционн.угол
10ч. 00мин	15-50
10ч. 10мин	16-02
10ч. 20мин	16-15
10ч. 30мин	16-30
10ч. 40мин	16-48
10ч 50мин	17-04

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.

Далее работая отсчетным червяком прибора можно сразу определять дирекционные угла любого направления.

Положительные свойства способа:

1. Высокая точность

2. Независимость от геомагнитных условий

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:

— тип геодезического знака и его высота

— 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

Х₁ = 63490 отм. 122,1 Х₂ = 65290 Отм.157,6

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 НАкоторую необходимо определить угол. Проще запомнить правило- вычитаем из глаз ноги.

· 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

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 = БРК · Кд

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

1. Зависимость от каталога координат и геодезической сети

Источник