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:

1. Гироскопическим.

2. Из астрономических наблюдений

3. Геодезическим.

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;

- угловым ходом.

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

 

a=A-(±g)

 

Срединная ошибка определения истинного азимута с помощью гирокомпаса составляет

 

20” для 1Г17

1,3* для Ги - Е1

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.

Недостатк и:

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

Р - полюс мира

 

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.

Далее:

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

 

Недостатки:

1. Зависимость от времени суток

2. Зависимость от прозрачности атмосферы

 

Точность: 0-01

 

 

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.

 

Пример:

 

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

 

Недостатки:

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:

- название пункта

- тип геодезического знака и его высота

- класс пункта

- 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.

 

 

Х

 

 

 

 

DU

D

 

DCa

 

D

 

У

 

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

У₁ = 66660 У₂ = 62060

 

 

Определить: Дирекционный угол (a) с отм. 122,1 на отм.157,6.

 

 

1. Находим разность координат, вычитая координаты точки С которой необходимо определить угол, из координат точки НА которую необходимо определить угол. Проще запомнить правило- вычитаем из глаз ноги.

 

Х₂ = 65290 У₂ = 62060

Х₁ = 63490 У₁ = 66660

DC=+1800 DU=-4600

 

· 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

БРК - DU 4600

 

 

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

 

Недостатки:

1. Зависимость от каталога координат и геодезической сети

 

Точность:

1. 0 -01