Дирекционный угол и азимут в чем разница
Активный туризм на Юге России
1.14. ДИРЕКЦИОННЫЕ УГЛЫ И АЗИМУТЫ
Дирекционный угол — угол а, измеряемый по ходу часовой стрелки от 0 до 360° между северным направлением вертикальной линии координатной сетки и направлением на определяемый объект
Дирекционные углы направлений измеряются преимущественно по карте или определяются по магнитным азимутам.
Истинный азимут—угол А, измеряемый по ходу часовой стрелки от 0 до 360° между северным направлением истинного (географического) меридиана и направлением на определяемую точку (рис. 24). Значения истинного азимута и дирекционного угла отличаются одно от другого на величину сближения меридианов.
Сближение меридианов — угол f (рис. 24) между северным направлением истинного меридиана данной точки и вертикальной линией координатной сетки (или линией, параллельной ей). Сближение меридианов отсчитывается от северного направления истинного меридиана до северного направления вертикальной линии. Для точек, расположенных восточнее среднего меридиана зоны, величина сближения положительная, а точек, расположенных западнее, — отрицательная.
Рис. 24. Дирекционный угол и сближение меридианов
Величина сближения меридианов на осевом меридиане зоны равна нулю и возрастает с удалением от среднего меридиана зоны и от экватора; ее максимальное значение будет вблизи полюсов и не превышает 3°.
Сближение меридианов, указываемое на топографических картах, относится к средней (центральной) точке листа; ее величина в пределах листа карты масштаба 1:100000 в средних широтах может отличаться на 10—15′ от значения, подписанного па карте.
Магнитный азимут—угол, измеряемый по ходу часовой стрелки от 0 до 360° между северным направлением магнитного меридиана (направлением установившейся магнитной стрелки компаса или буссоли) и направлением на определяемый объект.
Магнитные азимуты измеряются на местности компасом или буссолыо, а также определяются по карте по измеренным дирекционным углам.
Склонение магнитной стрелки (магнитное склонение) — угол между истинным (географическим) и магнитным меридианами.
Величина склонения магнитной стрелки подвержена суточным, годовым и вековым колебаниям, а также временным возмущениям под действием магнитных бурь. Величина склонения магнитной стрелки и его годовые изменения показываются на топографических и специальных картах. В районах магнитных аномалий обычно указывается амплитуда колебания величины склонения магнитной стрелки.
Склонение магнитной стрелки на восток считается восточным (положительным), а на запад—западным (отрицательным). Переход от дирекционного угла к магнитному азимуту к обратно производится различными способами; все необходимые данные для этого имеются на каждом листе карты масштаба 1:25 000— 1:200 000 в специальной текстовой справке и графической схеме, помещаемых на полях листа в левом нижнем углу (рис. 25).
Склонение на 1965 г. западное 3°10′ (0-53). Среднее сближение меридианов западное 2°12′ (0-37). При прикладывании буссоли (компаса) к вертикальным линиям координатной сетки среднее отклонение магнитной стрелки западное 0°58′ (0-10). Годовое изменение склонения восточное 0″05′ 2(0-01). Поправка в дирекционый угол при переходе к магнитному азимуту плюс (0-16) Примечание. В скобках показаны деления угломера (одно деление угломера)
Рис. 25. Данные о склонении магнитной стрелки и сближении меридианов, помещаемые на картах
Переход через поправку направления. В текстовой справке, помещаемой на картах, указывается величина (в градусах и делениях угломера) и знак поправки для перехода от дирекннонного угла к магнитному азимуту. Например, в справке, приведенной на рис. 25, указано: «Поправка в дирекционный угол при переходе к магнитному азимуту плюс (0-16)». Поэтому если дирекционный угол направления равен 18-00 дел. угл., то магнитный азимут будет равен 18-16 дел. угл.
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 10-00, то дирекционный угол этого направления для данной карты (рис. 25) равен 9-84 (10-00—0-16).
Переходно графической схеме (рис. 26). На схеме показывают примерное 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.
Рис. 26. Переход от дирекционного угла к магнитному азимуту и обратно
1. Дирекционный угол а= 12-60; магнитный азимут будет равен 10-53 (12-60—2-07).
2. 2 Магнитный азимут Ам = 153°; дирекционный угол будет равен
Переход по формуле. Зависимость между дирекционным углом II магнитным азимутом одного и того же направления выражается формулой
где Ая—магнитный азимут;
а — дирекиионпый угол;
5 — склонение магнитной стрелки;
f — сближение меридианов.
Это основная исходная формула для перехода от дирекционного угла к магнитному азимуту и обратно. Она применяется главным образом, когда приходится учитывать годовое изменение склонения магнитной стрелки.
Переход от дирекционного угла к магнитному азимуту с учетом годового изменения склонения магнитной стрелки. 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, данной на карте. Затем производится переход от дирекционного угла к магнитному азимуту по основной формуле.
Пример перехода от дирекционного угла, равного 120°30′, к магнитному азимуту этого направления на 1972 г. (исходные данные взяты с рис. 25).
1. Определение величины изменения склонения магнитной стрелки за 7 лет (1972—1965 гг.): Д=0°05′,2Х7=0°36′.
2. Вычисление величины склонения магнитной стрелки на 1972 г.: б =—3°10’+0°36’=—2°34′.
3. Переход от дирекционного угла к магнитному азимуту по основной формуле (см. выше)
В чем разница между дирекционным углом и азимутом?
Под дирекционным углом (ДУ) следует понимать величину, состоящую из любого значения от 0 до 360 градусов. Для определения берется вертикальная сетка координат и движение часовых стрелок. Отсчет ведут по северному направлению, там показан осевой меридиан в шестиградусной зоне.
Точность дирекционного угла от 1 до 60 секунд достигают с помощью метода:
Особенность форм, внутреннее строение, движение земного эллипсоида наделены географическими, магнитными полюсами, которые не совпадают. По Северному и Южному географическим полюсам проходит ось, там вращается наша планета. Если рассматривать гигантский магнит в виде Земли, то его ориентиры постепенно изменяются, в этих координатах нет постоянства. Показания стрелки на компасе принимаются как магнитные, а не истинные, у них не может быть совпадений.
Поэтому у геодезистов появилось понятие истинных и магнитных меридиан, от них ведут отсчет направлений до объектов. Для ДУ понадобится расстояние между выбранным и северным направлением по топографической карте. В качестве инструмента для измерений или построений используют транспортир. Если на карте нужно построить такой угол, выбирают точку, через неё чертят прямую линию, параллельно вертикальным лучам, которые показывает километровая сетка северного направления. Когда будет определена эта черта, угол построить не составит труда. Такие действия нужны для ориентирования в картах.
Что такое азимуты
Азимутом в геодезии служит расстояние между 2 лучами, выходящими из 1 точки. Один из них показывает северное направление другой на заданный объект. Отсчет этого значения ведут по видимому движению в небесной сфере или по часам при работе с картой. При принятии географического меридиана за исходное положение его называют истинным. Наименование магнитного получил вектор, если таким же взято его исходное направление. При этом лучи могут показывать на северное направление, точку, взятую на конкретной местности. Компасные стрелки указывают в сторону полюса, а не географического положения. Если специалисты рассматривают истинный полюс, они раскрывают географическое положение на Земле. Магнитный вектор связан с магнитным полем и его 2 полюсами – северным и южным. Они не имеют совпадений с истинными и магнитными меридианами.
Когда географы откладывают линию определенного направления по отношению к предмету на местности и меридианов, между ними образуется магнитный или истинный азимут. Такие действия проводят, чтобы:
При движении по азимуту определяют нужное направление, придерживаются его, чтобы не сбиться с пути до завершения путешествия.
Определение азимутов и дирекционных углов
Как было указано выше, в силу особенностей формы, внутреннего строения и движения в пространстве земной эллипсоид имеет истинные (географические) и магнитные полюса, не совпадающие друг с другом.
Северный и Южный географические полюсы — это точки, через которые проходит ось вращения земного шара, а Северный и Южный магнитные полюсы – это полюсы гигантского магнита, которым, собственно, является Земля, причем Северный магнитный полюс (≈ 74°с.ш., 100°з.д.) и Южный магнитный полюс (≈ 69°ю.ш., 144°в.д.) постепенно дрейфуют и, соответственно, не имеют постоянных координат. В этой связи важно понимать, что магнитная стрелка компаса указывает именно на магнитный, а не на истинный (географический) полюс.
Таким образом, существуют истинный и магнитный полюсы, не совпадающие между собой, соответственно этому существуют истинный (географический) и магнитный меридианы. И от того и от другого можно отсчитывать направление на нужный объект: в одном случае наблюдатель будет иметь дело с истинным азимутом, в другом — с магнитным.
Рис. 2.7 Истинный азимут А, дирекционный угол α, и сближение меридианов γ
Истинный азимут — это угол А (рис.2.7), измеряемый по ходу часовой стрелки от 0 до 360° между северным направлением истинного (географического) меридиана и направлением на определяемый пункт.
Магнитный азимут — это угол Ам, измеряемый по ходу часовой стрелки от 0 до 360° между заданным (выбранным) направлением и направлением на Север на местности.
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.
Понятно, что истинный и магнитный азимуты отличаются, как минимум, на ту же самую величину, на которую магнитный меридиан отличается от истинного. Эта величина называется магнитным склонением. Другими словами, магнитное склонение – угол δ ( дельта) между истинным и магнитным меридианами.
На величину магнитного склонения оказывают влияние различные магнитные аномалии (залежи руд, подземные потоки и т.д.), суточные, годовые и вековые колебания, а также временные возмущения под действием магнитных бурь. Величина магнитного склонения и его годовые изменения указаны на каждом листе топографической карты. Суточное колебание магнитного склонения достигает 0,3° и при точных измерениях магнитного азимута учитывается по графику поправок, составленному в зависимости от времени суток. На картах масштабов 1:500000 и 1:1000000 показываются районы магнитных аномалий, и в каждом из них подписывается значение амплитуды колебания магнитного склонения. Если стрелка компаса отклоняется от истинного меридиана к востоку, магнитное склонение называют восточным (положительным), если стрелка отклоняется к западу, склонение называют западным (отрицательным). Соответственно, восточное склонение часто обозначают знаком «+», западное — знаком «—».
Дирекционный угол — это угол α (альфа), измеряемый на карте по ходу часовой стрелки от 0 до 360° между северным направлением вертикальной линии координатной сетки и направлением на определяемый пункт. Другими словами, дирекционный угол — это угол между заданным (выбранным) направлением и направлением на Север на карте(рис.2.7). Дирекционные углы измеряются по карте, а также определяются по измеренным на местности магнитным или истинным азимутам.
Рис. 2.8 Измерение дирекционного угла транспортиром
Измерение и построение дирекционных углов на карте производится с помощью транспортира (рис.2.8).
Чтобы измерить на карте дирекционный угол какого-нибудь направления, надо наложить на нее транспортир так, чтобы середина его линейки, отмеченная штрихом, совпала с точкой пересечения определяемого направления с вертикальной километровой линией сетки, а край линейки (т.е. деления 0 и 180° на транспортире) совместился с этой линией. Затем следует отсчитать по шкале транспортира угол по ходу часовой стрелки от северного направления километровой линии до определяемого направления.
Для построения на карте в какой-либо точке дирекционного угла проводят через эту точку прямую, параллельную вертикальным линиям километровой сетки, и от этой прямой строят заданный дирекционный угол.
Следует учитывать, что средняя ошибка измерения угла транспортиром, имеющимся на офицерской линейке, составляет 0,5°.
Значения истинного азимута и дирекционного угла отличаются друг от друга на величину сближения меридианов. Сближение меридианов — угол ? (гамма) между северным направлением истинного меридиана данной точки и вертикальной линией координатной сетки (рис.2.7). 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, при этом 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.
Переход от дирекционного угла к магнитному азимуту и обратно может производиться различными способами: по формуле, с учетом годового изменения магнитного склонения, по графической схеме. Удобен переход через поправку направления. 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.2.9).
Рис. 2.9 Данные о величине поправки направления
При этом в специальной текстовой справке ключевой фразой является: «Поправка в дирекционный угол при переходе к магнитному азимуту плюс (минус)…», также важен угол между «стрелочкой» и «вилочкой»:
Рис. 2.10 Внесение поправки
Внимание! Невнесение поправки в дирекционный угол или магнитный азимут, особенно при больших расстояниях и крупных масштабах карт, ведет к значительным ошибкам в определении координат, промежуточных и конечных точек маршрута.
Глава 1. Военная топография в допризывной подготовке молодежи
Раздел 3. Изучение местности
Общие показатели
ДУ, азимут является всего лишь геометрическими величинами, их измеряют в одинаковых единицах, начиная от 0 до 360 градусов. Эти механизмы тесно связаны, чтобы определять ориентировку по топографическим картам. Когда готовят маршруты с использованием азимута, на карте проводят взаимосвязанные действия:
Дирекционный угол вместе с магнитными, истинными азимутами находятся в единой связке для вычисления верного направления в дальнейшем ориентировании. Для точного определения выполняют перевод одного значения в другое.
Определение азимута по солнцу
Если у туриста нет допуска к GPS-навигации и компаса под рукой, определить азимутальный угол можно по солнцу.
В полдень светило расположено на юге. Если встать к нему спиной, то впереди будет север, слева — запад, а справа — восток. Теперь с помощью подручных средств создают «циферблат» с градусной сеткой. В этом поможет листок бумаги. Лист сгибают пополам, затем снова и снова до 45 градусов. Затем лист разворачивают и кладут в точку стояния. По месту сгиба определяют угол азимута объекта.
В чем отличие угловых величин
Разница в построении геометрических фигур:
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.
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.
Не стоит поднимать компас на уровень глаз. В таком положении погрешность будет больше.
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.
Когда и кому пригодятся знания
Прежде всего путешественнику такого уровня как Федор Конюхов, нужно знать не только отличительные черты в координатах, но и грамотное применение карт. Если нет под рукой современной технологии в определении расположения на местности, но есть схема региона, то при возникновении проблемы предстоит рассмотреть год издания. Возможно, нужно дождаться появления Полярной звезды, верного помощника, ориентира многих заблудившихся в лесу, пустыне.
Эти инструменты, грамотное чтение координатных векторов, несмотря на появление IT, прочих высокотехнологичных атрибутов активно используют:
Человеку, не связанному с походами, предпочитающему спокойный «диванный» образ жизни, знания расширят собственный кругозор.
Для чего нужен расчёт азимута
Некоторые факты об этом понятии вспоминаются с уроков географии и окружающего мира в школе. Для применения знаний на практике требуется более обширно разобрать особенности процесса поиска азимутального угла. Если представление об общем определении что такое азимут в географии имеет практически каждый человек, то туристы применяют расчёты для следующих целей:
Те, кто занимаются охотой и лесничеством также знакомы с азами расчёта азимута. В профессиональной деятельности поиск угла между объектом и севером применяется в таких сферах, как:
Представители профессий, часто находящиеся в море, космосе или воздушном пространстве, имеют усовершенствованную технику, но также владеют навыком поиска азимутального угла. Оборудование может дать сбой, а измерить угол можно с помощью нескольких простых подручных приборов из арсенала любого моряка и летчика, благодаря чему можно найти правильное направление движения, устранить ошибки в выбранном маршруте или установить местонахождения судна, самолета без дополнительных приборов.
Порядок внесение данных в ведомость
Изучим более подробно данный документ и порядок его заполнения. Чтобы лучше разобраться в этом вопросе рассмотрим его на примере теодолитного хода, изображённого на рис. 2.
Рисунок 2. Схема разомкнутого теодолитного хода
После первичной камеральной обработки координаты точек, ориентирные и измеренные горизонтальные углы, а также расстояния между ними будут занесены в ведомость. На рис. 3. наглядно изображено, как она будет выглядеть в заполненном виде.
Стоит отметить, что в зависимости от технического задания и вида геодезических работ, ее оформление может отличаться, а некоторые величины отсутствовать или же наоборот.
Рисунок 3. Заполненная таблица ведомости вычисления координат теодолитного хода
Разберем каждую графу в данном документе по порядку его заполнения:
Рисунок 4. Начальные данные в ведомости
Потом идет определение невязок и ориентирных углов в такой последовательности:
\(\alpha _<н>,\alpha _<к>\), – конечный и начальный дирекционный угол; n – количество точек хода.
Рисунок 6. Взаимосвязь румбов и дирекционных углов
Правила ориентирования
При прокладывании маршрута по местности неизбежно возникают погрешности, наличие которых приводит к ошибкам в намеченном пути. Неточность всего лишь в 5 градусов приведет к отклонению в 100 метров на каждый километр. Однако можно снизить риск появления погрешностей:
Перед началом движения рекомендуется сделать вычисления так называемого аварийного азимута. Ориентиром может выступать трасса, населенный пункт или иной объект, к которому можно выйти в случае потери основного направления, то есть когда человек заблудится. Азимут вычисляется перед отправкой в путь, а полученное значение записывается. Ошибки могут быть связаны с:
Риск погрешности из-за девиаций возрастает при движении вблизи объектов, обладающих магнитными свойствами — линий электропередач, железнодорожных путей, в зоне действия другого компаса и мобильного телефона.
Сегодня многие гаджеты оснащены специальными программами для определения ориентиров, но специалисты не относят их к категории надежных. Они способны в любой момент «заглючить» в случае падения или непредвиденной ситуации, у них может сесть зарядка. Использование таких приборов часто затруднено при погружении под землю, движении по туннелям или пещерам.
На рынке спортивных товаров сегодня представлено большое разнообразие моделей компасов, отличающихся ценой, функциональность и внешним исполнением. Специалисты рекомендуют отдавать предпочтение планшетным вариантам, так как они обеспечивают легкость работы с картой. Оптимальными считаются жидкостный принцип функционирования — такие устройства обеспечивают более быструю стабилизацию стрелки. Дополнительным преимуществом является наличие подсветки, что поможет ориентированию в темноте, когда использование фонарика невозможно или затруднено.
Умение правильно определять азимут и двигаться по нему входит в основы ориентирования. Для вычисления значения и прокладывания маршрута могут использоваться компас, транспортир и карта. Опыт и практика применения таких инструментов сведут к минимуму риск потеряться даже в незнакомой местности.