Дирекционный угол
Дирекционный угол (α) – это угол между проходящими через данную точку направлением на ориентир и линией параллельной оси абсцисс, отчитываемой от северного направления оси абсцисс по ходу часовой стрелки оси 0 до 360°.
Дирекционные углы направлений измеряются преимущественно по карте или определяются по магнитным азимутам.
Дирекционный угол ориентирного направления может определяться геодезическим или гироскопическим способом, из астрономических наблюдений, с помощью магнитной стрелки буссоли и по контурным точкам карты (аэрофотоснимка).
При геодезическом способе ориентирования дирекционный угол ориентирного направления может быть получен непосредственно из каталога (списка) координат, решением обратной геодезической задачи по координатам геодезических пунктов, при выполнении засечек или прокладке полигонометрического хода одновременно с определением координат привязываемых точек, а также путем передачи угловым ходом от направления с известным дирекционным углом.
При гироскопическом способе ориентирования с помощью гирокомпаса определяют истинный (астрономический) азимут ориентирного направления, а затем переходят к дирекционному углу этого направления. Азимут ориентирного направления с помощью гирокомпаса определяется по двум, трем (четырем) точкам реверсии. Увеличение числа точек реверсии до трех (четырех) обеспечивает контроль и повышает точность определения дирекционного угла.
При астрономическом способе ориентирования дирекционный угол ориентирного направления определяют путем перехода от азимута светила к азимуту ориентирного направления, а от последнего — к дирекционному углу. Азимут светила вычисляют по результатам наблюдений, выполненных на местности с данной точки. Азимут ориентирного направления из астрономических наблюдений может быть получен и с помощью азимутальной насадки АНБ-1 к буссоли ПАБ-2А непосредственно на местности без выполнения вычислений.
Способ определения дирекционного угла ориентирного направления из астрономических наблюдений является наиболее точным.
Работы в поле при этом способе заключаются в измерении горизонтального угла Q между направлением на светило и заданным направлением в момент времени наведения прибора на светило. По моменту времени наблюдения светила вычисляют азимут а светила, от него переходят к астрономическому азимуту А направления на ориентир: A’ = a + Q. Зная значение сближения меридианов у в точке наблюдения, определяют дирекционный угол с ориентирного направления: a = A — y.
При определении дирекционного угла ориентирного направления с помощью магнитной стрелки буссоли на местности сначала получают магнитный азимут ориентирного направления, а затем, учитывая поправку буссоли, переходят к дирекционному углу. Дирекционный угол ориентирного направления определяется по формуле: а = Ат + (±dАт).
По карте (аэрофотоснимку) дирекционный угол ориентирного направления получают решением обратной геодезической задачи по координатам двух контурных точек Координаты контурных точек при этом определяются по карте (аэрофотоснимку) с помощью циркуля измерителя и поперечного масштаба. Точность полученного дирекционного угла будет тем выше, чем больше расстояние между начальной и ориентирной точками и чем точнее определены координаты этих точек.
Дирекционный угол по карте также можно определить с помощью хордоугломера. Для этого опознают на карте исходную и ориентирную точки, проводят через них прямую линию и получают на карте ориентирное направление. Измерив с помощью хордоугломера угол между северным направлением вертикальной линии километровой сетки карты и ориентирным направлением, получают дирекционный угол этого направления.
Свойства дирекционных углов: дирекционные углы α1=α2=α3 так как параллельные линии пересекаются одной линией. Следовательно, углы равны.
Рисунок 2. — Дирекционные углы.
Дирекционные углы могут быть прямыми и обратными (они отличаются на 180°):
Рисунок 3. — Прямые и обратные дирекционные углы.
В зависимости от выбора системы поверхностных координат или проекции земного эллипсоида на плоскость дирекционный угол может иметь собственное название. Например, геодезическийдирекционный угол, гауссов дирекционный угол и т.д.
Источник
1.5 Передача на местности дирекционных углов линий
Измерить непосредственно на местности дирекционный угол линий не представляется возможным. Для того, чтобы определить дирекционный угол линии, на местности необходимо выполнить определенные построения. Иначе говоря, дирекционный угол можно передать от известного направления другой линии.
Рассмотрим простейший случай. Пусть линия 1-2 имеет дирекционный угол α1-2 (см. рис. 1.6)
Если линию 1-2 представить в виде вектора, то переход к направлению следующего вектора 2-3 можно выполнить следующим образом. Сначала поменять направление вектора на обратное путём его вращение по часовой стрелке на 180°. Напомним, что вращение по часовой стрелке считается положительным. Затем совершить 2-ой поворот против часовой стрелки на угол βпр, то есть вычесть этот угол. Или иначе:
Рис. 1.6. Схема передачи дирекционного угла
В более сложном случае дирекционный угол последовательно передаётся от одной стороны теодолитного хода к другой.
В общем случае можно записать, что дирекционный угол последующей стороны полигона равен дирекционному углу предыдущей плюс 180° и минус угол при вершине лежащей справа по ходу движения.
1.6. Прямая геодезическая задача на плоскости
При производстве съёмочных работ необходимо производить передачу координат от одних пунктов местности к другим. Предположим, что пункт 1 имеет известные плоские прямоугольные координаты x1 и y1 (рис. 1.7). Требуется определить координаты пункта 2, то есть x2 и y2. Для того, чтобы решить эту задачу необходимо сначала передать дирекционный угол на линию 1-2 и измерить её длину. Линия может иметь наклонное положение, поэтому в конечном итоге требуется знать длину её проекции на горизонтальную плоскость, так называемое «горизонтальное проложение».
Окончательно прямую геодезическую задачу можно сформулировать так. По известным координатам начала линии, её направлению и горизонтальному проложению требуется определить координаты конца линии.
Рис. 1.7 К решению прямой и обратной геодезических задач
Решение задачи может быть проиллюстрировано чертежом (рис. 1.7) и оно состоит из 2 действий.
1). Определяются приращения (разности) координат в виде
2). Определяются координаты конца отрезка
Значения тригонометрических функций вычисляются на инженерных калькуляторах. При этом следует помнить, что прежде, чем использовать функции, значения аргумента, необходимо переформатировать. Минуты с долями переводятся в доли градуса путем деления на 60 и складываются с целыми градусами.
1.7 Обратная геодезическая задача на плоскости
По известным координатам начала и конца линии требуется определить её горизонтальное проложение и направление. Решение задачи осложняется тем обстоятельством, что обратные тригонометрические функции в области определения от 0 до 2π неоднозначны. Исключить неоднозначность можно путём использования понятия румб.
Решение задачи сводится к следующим действиям(см. рис. 1.7):
Определяется приращение координат в виде
Находится модуль румба по одной из зависимостей
│r│=arctg│Δx / Δy│, (1.11)
или │r│=arccos│Δx / d│. (1.12)
При составлении компьютерных программ удобнее пользовать второй зависимостью, поскольку она допускает в вычисленном алгоритме Δx=0.
По знакам приращений координат и таблице 1.1 устанавливается четверть, в которой находится направление линии.
Определяется окончательно румб линии и её дирекционный угол по таблице 1.1.
Горизонтальное проложение линии определяется по формуле:
. (1.13)
Решение обратной геодезической задачи целесообразно иллюстрировать схемой для исключения грубых ошибок.
Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.
Источник
Возможные способы определения дирекционных углов ориентирных направлений
Дирекционные углы ориентирных направлений необходимы для ориентирования буссоли, а при ее отсутствии – для определения дирекционных углов других направлений по измеренным горизонтальным углам (рис. 4). В последнем случае для определения дирекционного угла измеряется горизонтальный угол (с помощью сетки бинокля, дальномера и т. п.) между ориентиром, на который угол известен, и нужным направлением. Затем к значению дирекционного угла ориентирного направления прибавляется (если ориентир левее) или вычитается из него (если ориентир правее) величина измеренного горизонтального угла и получают необходимый дирекционный угол.
Корректировщиками артиллерийского огня могут применяться следующие способы определения дирекционных углов ориентирных направлений:
по часовому углу светила;
с помощью азимутальной насадки к буссоли;
с помощью магнитной стрелки буссоли;
передачей угла одновременным отмечанием по небесному светилу;
по контурным точкам карты;
с помощью компаса.
Приведенные способы перечислены в порядке ухудшения их точности. Корректировщики должны стремиться определять дирекционные углы наиболее точными способами, а для исключения грубых ошибок в ориентировании осуществлять контроль менее точными, беря за окончательный результат значения первых.
Для определения дирекционного угла ориентирного направления по часовому углу светила перед выходом на корректировку с использованием ЭВМ или «вручную» составляется таблица ДУС для района и времени действий корректировочной группы (табл. 2). В таблице указываются: наименование светила, дата, время и координаты точки, для которой производились вычисления дирекционных углов.
Шаг времени в таблице принимают равным 10 мин при ориентировании по Солнцу и 30 мин при ориентировании по звезде. Дирекционные углы для промежутков шага времени определяют линейным интерполированием. Таблицей можно пользоваться в радиусе 10 км относительно точки, для которой она составлена.
Таблица дирекционных углов Солнца
Дата: 25.07.02 г. Х = 6187000; У = 9627000
| Местное время | Дирекционный угол Солнца(αСВ), дел. угл. | Изменение αСВ за 1 мин, дел. угл. |
| 15.00 15.10 15.20 15.30 15.40 | 41-36 41-78 42-18 42-58 42-97 | 0-04,2 0-04,0 0-04,0 0-03,9 0-03,8 |
Для ориентирования буссоли с помощью таблицы ДУС необходимо (рис. 5):
подготовить прибор к работе. При высоте светила более 3-00 надеть и подготовить азимутальную насадку;
при нулевых отсчетах на буссольном кольце и барабане навести прибор установочным механизмом на ориентир, находящийся не ближе 200 м;
действуя отсчетным механизмом и механизмом вертикальной наводки монокуляра буссоли или азимутальной насадки (если она установлена), навести буссоль в центр светила и сопровождать его;
в момент, соответствующий целым значениям минут, зафиксировать время, прекратить сопровождение и снять с буссольных шкал отсчет βСВ;
определить по таблице ДУС значение αСВ, соответствующее фиксированному времени и вычислить дирекционный угол на ориентир αОР по формуле
продолжить сопровождение светила и заново рассчитать величину αОР по новым значениям αСВ и βСВ. Сопровождение прекращается, если расхождение не превышает 0-02;
навести буссоль в целях контроля правильности измерений отсчетным механизмом на ориентир и убедиться, что на буссольном кольце и барабане стоят нулевые отсчеты или отличающиеся от них не более чем на 0-02. В противном случае работу повторяют;
снять азимутальную насадку, если она была надета;
сориентировать буссоль по среднему значению вычисленного дирекционного угла на ориентир (установить отсчетным червяком на буссольном кольце и барабане значение дирекционного угла и, не сбивая отсчета (пользуясь установочным червяком), навести буссоль на ориентир).
При отсутствии буссоли или азимутальной насадки к ней (когда высота светила превышает 3-00) величина дирекционного угла ориентирного направления с помощью таблицы ДУС в исключительных случаях может быть определена приближенно по времени, когда светило находится над выбранным ориентиром.
Определение дирекционного угла ориентирного направления с помощью азимутальной насадки к буссоли производится по наблюдению двух звезд созвездия Малая Медведица: α (Полярная звезда) и β (рис. 6).
Звезду α отыскивают на небосводе с помощью двух крайних звезд «ковша» созвездия Большая Медведица. Для этого необходимо мысленно соединить эти звезды прямой линией и продолжить ее примерно на пятикратное расстояние до такой же яркой звезды. Это и будет звезда α созвездия Малая Медведица, также имеющего форму ковша.
Звезда β расположена на другом краю «ковша» созвездия Малая Медведица и является второй по яркости звездой этого созвездия после звезды α.
Ориентирование буссоли проводится в такой последовательности:
установить буссоль, надеть на патрубок монокуляра азимутальную насадку и закрепить ее;
подсоединить и включить освещение;
установить отсчетным червяком буссоли нулевые отсчеты на буссольном кольце и барабане;
вращением барабана механизма вертикальной наводки монокуляра буссоли вывести пузырек уровня насадки на середину;
открыть крышку головки визира и, наблюдая в окуляр визира, вращением диоптрийного кольца установить резкое изображение сетки. Закрыть крышку;
вращая маховичок установочного червяка буссоли и поворачивая от руки визир насадки по вертикали (предварительно разжав зажимной винт), с помощью целика и мушки визира навести его в Полярную звезду. Наблюдая в окуляр, убедиться, что она находится в поле зрения. Зажать зажимной винт;
открыть крышку головки визира и вращением маховичка поворота головки визира, наблюдая в окуляр, ввести в поле зрения звезду β созвездия Малая Медведица;
действуя установочным червяком буссоли, винтом механизма вертикальной наводки визира и маховичком поворота головки визира, установить визир так, чтобы изображение звезды α было помещено в малом биссекторе против шкалы соответствующего года, а звезды β– в большом биссекторе. При этом оптическая ось визира (перекрестие сетки) будет совпадать с направлением истинного меридиана (истинный азимут А равен нулю);
вращая маховичок отсчетного червяка буссоли и поворачивая от руки визир насадки по вертикали (предварительно разжав зажимной винт), навести перекрестие сетки визира в выбранный ориентир, находящийся не ближе 200 м;
снять с буссольных шкал значение истинного азимута А направления на ориентир;
определить для района работы, если это не было сделано заранее, величину сближения меридианов γ (с использованием зависимости (8) или по карте);
вычислить дирекционный угол на ориентир αОР по формуле
снять азимутальную насадку;
сориентировать буссоль по вычисленному значению дирекционного угла на ориентир.
Дирекционный угол ориентирного направления с помощью магнитной стрелки буссоли определяют на широтах менее 65 0 в неаномалийных районах, когда величина градиента магнитного склонения g (изменения магнитного склонения при перемещении на 10 км) не превышает 0-10.
Величина градиента g определяется старшим корректировочной группы по формуле:
g = │δ1 – δ2 │/0,1S, (13)
где δ1 – величина магнитного склонения на текущий год для листа карты, где планируется определение поправки буссоли;
δ2 – величина магнитного склонения на текущий год для листа карты, где (в направлении которого) будет действовать группа; 0,1 S – расстояние между центрами листов в десятках километров.
Величины магнитных склонений на текущий год определяются на основе данных, имеющиеся в информационном тексте зарамочного оформления каждого листа.
Порядок ориентирования буссоли с помощью магнитной стрелки:
установить буссоль, вывести пузырек круглого уровня на середину;
освободить магнитную стрелку, выводя из под коробки ориентир-буссоли предохранительный рычажок и вывинчивая до отказа винт тормоза магнитной стрелки;
действуя установочным механизмом, совместить концы магнитной стрелки с установочными рисками;
действуя отсчетным механизмом навести буссоль на ориентир, и снять с буссольного кольца и барабана значение магнитного азимута А m ;
сбивая вращением установочного червяка ориентировку магнитной стрелки и выполняя предыдущие два пункта, определить значение магнитного азимута еще дважды и рассчитать его среднее значение А m СР;
рассчитать значение дирекционного угла на ориентир по формуле:
где ∆А m –поправка буссоли;
сориентировать буссоль по значению вычисленного дирекционного угла на ориентир (установить отсчетным червяком на буссольном кольце и барабане значение дирекционного угла и, не сбивая отсчета (пользуясь установочным червяком), навести буссоль на ориентир).
Необходимая для ориентирования буссоли с помощью ее магнитной стрелки поправка буссоли ∆А m определяется при подготовке группы к выходу на корректировку в районе, находящемся как можно ближе к району предстоящих действий.
С этой целью в указанном выше порядке по пяти-десяти измерениям определяется среднее значение магнитного азимута на ориентир, на который уже известен дирекционный угол (определен каким-либо другим способом) и определяется поправка буссоли по формуле:
Поправка буссоли принимается неизменной в радиусе 10 км от точки, на которой она была определена. При перемещение на большее (не превышающее 30 км) расстояние новая поправка рассчитывается прибавлением к старой поправки ∆γ со своим знаком, которая определяется по формуле (10) или берется из таблицы 1.
При определении дирекционного угла ориентирного направления передачей угла одновременным отмечанием по небесному светилу используется ориентированная буссоль, находящаяся на огневой позиции подразделения, от которого выделены корректировщики. Для этого с огневой позиции по запросу корректировочной группы 3-4 раза с интервалом 1-2 минуты передаются дирекционные углы на правый край диска Солнца или Луны (на неущербленный край Луны, если она неполная). При этом за 5 сек до отмечания подается команда «Внимание !», в момент отмечания – команда «Стоп !», а затем – значение дирекционного угла. Если высота светила более 3-00 то и передающий и принимающий ориентирование используют азимутальную насадку. При этом передающий ориентирование должен буссоль сориентировать с азимутальной насадкой.
Порядок работы корректировочной группы (рис. 7):
подготовить буссоль к работе;
при нулевых отсчетах на буссольном кольце и барабане навести прибор установочным механизмом на ориентир, находящийся не ближе 200 м;
действуя отсчетным механизмом и механизмом вертикальной наводки монокуляра буссоли или азимутальной насадки (если она установлена), навести буссоль в правый (неущербленный) край светила и сопровождать его;
передать на огневую позицию: «К ориентированию по Солнцу (Луне) готов. Наводить в правый (левый) край.»
в момент поступления команды «Стоп !» прекратить сопровождение, записать полученное с огневой позиции значение αСВ и снять с буссольных шкал отсчет βСВ;
вычислить дирекционный угол на ориентир αОР по формуле
продолжить сопровождение светила и заново рассчитать величину αОР по новым значениям αСВ и βСВ. Сопровождение прекращается, если расхождение не превышает 0-02;
навести буссоль в целях контроля правильности измерений отсчетным механизмом на ориентир и убедиться, что на буссольном кольце и барабане стоят нулевые отсчеты или отличающиеся от них не более чем на 0-02. В противном случае работу повторяют;
снять азимутальную насадку, если она была надета;
сориентировать буссоль по среднему значению вычисленного дирекционного угла на ориентир.
При отсутствии буссоли или азимутальной насадки к ней (когда высота светила превышает 3-00) ориентирное направление, для которого передан дирекционный угол, в исключительных случаях может быть определено глазомерным визированием точки отмечания в момент команды «Стоп !» на горизонт.
Дирекционный угол ориентирного направления по контурным точкам карты может определяться при нахождении на надежно опознанной контурной точке или на точке, координаты которой определены с помощью радионавигационной аппаратуры или других неориентированных по дирекционным углам приборов.
Для этого необходимо:
выбрать наиболее удаленный из видимых ориентиров;
определить (снять с карты или выписать из заранее подготовленного списка) его координаты;
решением обратной геодезической задачи аналитическим (в крайнем случае – графическим) методом рассчитать дирекционный угол на выбранный ориентир. Порядок решения обратной геодезической задачи приведен в примере 3 (см. 2.2).
Определение дирекционного угла ориентирного направления с помощью компаса осуществляется в неаномалийных районах в исключительных случаях в последовательности:
отпустить тормоз магнитной стрелки и повернуть компас в горизонтальной плоскости так, чтобы северный конец магнитной стрелки установился против нулевого деления шкалы;
не меняя положения компаса, установить визирное приспособление так, чтобы линия визирования через целик и мушку совпала с направлением на ориентир;
снять со шкалы, оцифрованной по ходу часовой стрелки, напротив мушки значение магнитного азимута ориентирного направления;
рассчитать величину дирекционного угла ориентирного направления, отняв со своим знаком от магнитного азимута величину поправки в дирекционный угол при переходе к магнитному азимуту, которая берется в информационном тексте зарамочного оформления карты в юго-западном углу листа;
если значение дирекционного угла определено в градусах, то для перехода к делениям угломера необходимо полученную величину разделить на 6
Дата добавления: 2019-09-08 ; просмотров: 1120 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Источник
