Вопрос 4: Полярные и биполярные координаты. Определение дирекционных углов и азимутов.

Полярные координаты - величины, определяющие положение точки на карте относительно исходной точки, принимаемой за полюс. Такими величинами являются угол положения, отсчитываемый от направления полярной оси, и расстояние (дальность) от полюса до определяемой точки (рис 22).

Полярной осью может служить направление на ориентир, линия меридиана (истинного или магнитного) или вертикальная линия координатной сетки. Углы положения от истинного меридиана, магнитного меридиана и вертикальной линии сетки называются соответственно истинными азимутами, магнитными азимутами и дирекционными углами (см п. 2.5) и отсчитываются по ходу часовой стрелки.

Полярные координаты широко применяются при ориентировании и целеуказании.

Биполярные координаты— две линейные (рис 23,а) или угловые (рис. 23,6) величины, определяющие положение точки относительно двух исходных точек полюсов. Линейными величинами служат расстояния (дальности) от полюсов до определяемой точки. Угловыми величинами могут быть магнитные или истинные азимуты, дирекционные углы или углы, измеряемые от линии, соединяющей исходные точки.

Рис.23. Биполярные координаты: Рис.22 Полярные координаты.

а – дальности Д₁ и Д₂; б – углы А₁ и А₂

Дирекционные углы измеряются по карте, а также определяются по измеренным на местности магнитным или истинным азимутам.

Истинный азимут — угол А (рис. 24), измеряемый по ходу часовой стрелки от 0 до 360° (от 0-00 до 60-00) между северным направлением истинного (географического) меридиана и направлением на определяемый пункт. Значения истинного азимута и дирекционного угла отличаются одно от другого на величину сближения меридианов.

Сближение меридианов — угол g (рис. 24) между северным направлением истинного меридиана данной точки и вертикальной линией координатной сетки. Сближение меридианов отсчитывается от северного направления истинного меридиана до северного направления вертикальной линии сетки. Для точек, расположенных восточнее среднего меридиана зоны, величина сближения положительная, а для точек, расположенных западнее, — отрицательная.

Величина сближения меридианов на осевом меридиане зоны равна нулю и возрастает с удалением от среднего меридиана зоны и от экватора; ее максимальное значение не превышает 3°.

Сближение меридианов, указываемое на топографических картах, относится к средней (центральной) точке листа; величина ее в пределах листа карты масштаба 1:100000 на средних широтах у западной или восточной рамки может отличаться на 10—15' от значения, подписанного на карте.

Магнитный азимут — угол Aм, измеряемый по ходу часовой стрелки от 0 до 360° (от 0-00 до 60-00) между северным направлением магнитного меридиана (направлением установившейся магнитной стрелки компаса или буссоли) и направлением на определяемый пункт.

Магнитные азимуты измеряются на местности компасом или буссолью, а также определяются по измеренным на карте дирекционным углам.

Обратный азимут — азимут (истинный, магнитный) направления, противоположного определяемому (прямому); он отличается от прямого на 180°, и его можно отсчитать по компасу против указателя у прорези.

Магнитное склонение (склонение магнитной стрелки) — угол d между истинным (географическим) и магнитным меридианами. Магнитное склонение на восток считается восточным (положительным), а на запад - западным (отрицательным).

Величина магнитного склонения подвержена суточным годовым и вековым колебаниям, а также временным возмущениям под действием магнитных бурь. Величина магнитного склонения и его годовые изменения указаны на каждом листе топографической карты. Суточное колебание магнитного склонения достигает 0-04 и при точных измерениях магнитного азимута учитывается по графику поправок, составленному в зависимости от времени суток.

Рис. 25. Данные о склонении магнитной стрелки и сближении меридианов, помещаемых на картах.

На картах масштабов 1:500000 и 1:1000000 показываются районы магнитных аномалий, и в каждом из них подписывается значение амплитуды колебания магнитного склонения.

Переход от дирекционного угла к магнитному азимуту и обратно производится различными способами. Необходимые данные для этого имеются на каждом листе карты масштабов 1:25000—1:200000 в специальной текстовой справке и графической схеме, помещаемых на полях листа в левом нижнем углу (рис. 25).

Переход через поправку направления. В текстовой справке, помещаемой на картах, указываются величина (в градусах, и делениях угломера) и знак поправки для перехода от дирекционного углак магнитному азимуту. Например, в справке, приведенной на рис. 25, указано: «Поправка в дирекционный угол при переходе к магнитному азимуту плюс (0-16). Значит, если дирекционный угол направления равен 18-00, магнитный азимут будет 18-16.

При обратном переходе, т. е. при определении дирекционного угла по магнитному азимуту, знак поправки изменяют на обратный, и она вводится в магнитный азимут. Например, если магнитный азимут равен 40-00, то дирекционный угол этого направления для данной карты будет 9-84 (10-00—0-16).

Переход по графической схеме. На схеме показывают направление на объект и, сообразуясь с положением вертикальной линии координатной сетки и линии магнитного меридиана, увеличивают или уменьшают исходный угол на поправку, указанную на схеме в скобках.

Примеры (рис. 26):

1. Дирекционный угол a =12-60; магнитный азимут равен 10-53 (12-60 - 2-07).

2. Магнитныйазимут А_м =153°;дирекционный угол равен165°25'(153°+2°1р'4-10°15').

Переход по формуле. Зависимость между дирекционным углом и магнитным азимутом одного и того же направления выражается формулами:

А_м=a-d+g

a= А_м +d-g

где d — склонение магнитной стрелки;

g— сближение меридианов.

Переход от дирекционного угла к Магнитному азимуту и обратно по приведенным формулам применяется главным образом тогда, когда приходится учитывать годовое изменение магнитного склонения.

Переход с учетом годового изменения магнитного склонения. Вначале определяют склонение магнитной стрелки на данное время. Для этого годовое изменение склонения магнитной стрелки умножают на число лет, прошедшее после создания карты, и полученную величину алгебраически суммируют с величиной склонения магнитной стрелки, указанной на карте. Затем переходят от дирекционного угла к магнитному азимуту или обратно по формуле.

Определить магнитный азимут этого направления на 1980 г. (исходные данные см. на рис. 25).

1. Изменениесклонения магнитной стрелки за 15 лет (с 1965 по 1980г) Д - 5,2' Х 15-б.1°1Ч'

2.Величина склонения магнитной стрелки на 1980 г. D=5,2' x1°18'=-1°52'.

3. Переход от дирекционного угла к магнитному азимуту производят по формуле А_м=a-d+g.

откуда А_м=120°30' - (-1°52') + (-2°12') = 120°10'.

Измерение дирекционных углов по карте.

Транспортиром. Карандашом прочерчивают линию через главные точки условных знаков исходного пункта и ориентира. Длина прочерченной линии от точки ее пересечения с вертикальной линией координатной сетки должна быть больше радиуса транспортира. Затем совмещают центр транспортира с точкой пересечения и поворачивают его, сообразуясь с величиной угла. Отсчет против прочерченной» линии при положении транспортира, указанном на рис. 27,а, будет соответствовать величине дирекционного угла, апри положении транспортира, указанном на рис 27,б, к полученному отсчету необходимо прибавить 180°.

Средняя ошибка измерения угла транспортиром, имеющимся на офицерской линейке, 0,5°(0-08).

Артиллерийским кругом. Центр круга совмещают с исходным пунктом (главной точкой условного знака), и круг устанавливают так, чтобы его диаметр 0-30 был параллелен вертикальным линиям координатной сетки, а нуль направлен на север. Затем масштабную Линейку совмещают с главной точкой условного знака ориентира и на пересечении ребра линейки со шкалой круга считывают величину угла. Отсчеты читают по красным (внутренним) надписям шкалы, возрастающим по ходу часовой стрелки.

Артиллерийским кругом можно измерить дирекционный угол и без масштабной линейки (рис.28).В этом случае предварительно прочерчивают на карте линию через главные точки условных знаков исходного пункта и ориентира. Затем артиллерийский круг устанавливают, как указано выше, и против прочерченной линии считывают по шкале круга величину дирекционногоугла.

При измерении дирекционного угла артиллерийским кругом средняя ошибка составляет 0-03 (10').

Хордоугломером (рис. 29). Через главные точки условных знаков исходного пункта и ориентира проводят на карте тонкую прямую линию длиной не менее 15 см. Из точки пересечения этой линии с вертикальной линией сетки карты циркулем делают засечки на линиях, образующих острый угол, радиусом, равным расстоянию на хордоугломере от 0 до 10 больших делений.

Затем измеряют хорду—расстояние между отметками отложенных радиусов. Для этого левую иглу циркуля-измерителя, раствор которого равен хорде, передвигают по крайней левой вертикальной линии шкалы хордоугломера до тех пор, пока правая игла не совпадет с каким-либо пересечением наклонной и горизонтальной линий. При этом правую иглу необходимо передвигать строго на одном уровне с левой. В таком положении циркуля производят отсчет против его правой иглы. Если дирекционный угол меньше 15-00 (90°), по верхней шкале отсчитывают большие и. десятки малых, делений, а по левой шкале с ценой делений 0-01 уточняют величину угла. На рис. 29 хорде АВ соответствует угол 5-48. Если дирекционный угол больше 15-00, то отсчет больших и десятков малых делений берут по нижней шкале, а уточняющий отсчет— по правой шкале Дирекционный угол с исходного пункта на ориентир (башню), отмеченный на рис. 29, равен 26-84. Средняя ошибка измерения дирекционного угла Хордоугломером составляет 0-01—*0-02.

Построение на карте направлений. Направления на карте проводятся по дирекционным углам. Если направление задано магнитным азимутом, его значение предварительно переводят в дирекционный угол одним из способов, указанных в п.25.

Для нанесения на карту направления через главную точку условного знака исходного пункта проводят линию, параллельную вертикальной линии координатной сетки. К ней прикладывают транспортир, как показано на рис 27. Против соответствующего деления шкалы транспортира делают отметку на карте и затем, сняв транспортир, соединяют ее прямой с исходной точкой. Эта линия и будет соответствовать заданному направлению

Артиллерийским кругом наносят на карту направления по дирекционным углам в делениях угломера. Центр круга совмещают с исходной точкой, и круг устанавливают диаметром 0-30 параллельно вертикальным линиям сетки нулевым делением на север. По шкале с оцифровкой, возрастающей по ходу часовой стрелки, против необходимого штриха делают отметку на карте Прямая, проведенная через исходную точку и данную отметку, будет искомым направлением

Направление ветра по данным метеосводки строят на карте обычными приемами, но стрелку показывают в противоположном направлении, так как в метеосводке дается азимут направления, откуда ветер дует.

III. Заключительная часть

- подвести итог занятия;

- объявить оценки;

- дать задание на самостоятельную подготовку;

- ответить на вопросы, возникшие в ходе занятия;

- осуществить контроль сдачи имущества и приборов.

Методическую разработку составил