Тема: общие сведения по геодезии. предмет геодезии

Истинный азимут это угол. Что такое азимут, и как его определить

Чтобы завершить рассмотрение вопросов, связанных с ориентированием, необходимо рассмотреть еще один вопрос. В предыдущем изложении мы исходили из того, что направление на север, показанное на карте, и направление на север, определяемое с помощью компаса на местности, является одним и тем же. В действительности это совсем не так, поэтому необ­ходимо сделать соответствующее уточнение. (Суть описанных способов ориентирования от этого не меняется, к ним лишь до­бавляется одна простая вычислительная операция, знать кото­рую туристу необходимо). Речь идет о переводе истинных ази­мутов в магнитные и обратно.

Выше мы определили азимут как угол между направлением на север и направлением на нужный нам местный предмет. С направлением на нужный предмет все ясно, и тут никаких вопросов не возникает. Но что такое направление на север? Это направление на Северный полюс. И определяем мы это направление на местности по компасу. Дело заключается в том, что компас на Северный полюс не указывает! Магнитная стрелка компаса указывает на магнитный, а не на географиче­ский полюс.

Понятие о географическом, или, иначе, истинном, полюсе связано с представлением о форме Земли и характере ее вра­щения: Северный и Южный полюсы — это точки, через которые проходит ось вращения земного шара.

В то же время Земля обладает свойствами магнита, и во­круг нее существует магнитное поле. Как всякий магнит, она имеет два полюса, не совпадающие с географическими. Север­ный магнитный полюс находится под 74° северной широты и 100° западной долготы. Южный магнитный полюс лежит под 69° южной широты и 144° восточной долготы. (Магнитные по­люсы с течением времени медленно перемещаются; правда, пе­ремещения эти не настолько значительны, чтобы учитывать их для практических целей в турпоходе.)

Итак, существуют истинный и магнитный полюсы, не сов­падающие между собой. Соответственно этому есть истинный и, магнитный меридианы. И от того и от другого можно отсчитывать направление на нужный предмет. В одном случае мы будем иметь дело с истинным азимутом, в другом — с магнитным. Истинный азимут — это угол между истинным (географи­ческим) меридианом и направлением на данный предмет. Магнитный азимут — угол между магнитным меридианом и направлением на данный предмет. Понятно, что истинный и магнитный азимуты отличаются на ту же самую величину, на которую магнитный меридиан отличается от истинного. Эта величина называется магнитным склонением. Ес­ли стрелка компаса откло­няется от истинного мери­диана к востоку, магнитное склонение называют восточ­ным, если стрелка отклоня­ется к западу, склонение называют западным. Вос­точное склонение часто обозначают знаком «+» (плюс), западное — знаком «—». (минус). Величина магнитного склонения неодинакова в различной местности. Так, для Московской области склонение составляет +7, +8°, а вообще на территории СССР оно меняется в бо­лее значительных пределах.

Возвращаясь к случаю, когда надо, имея карту и компас, выйти на какой-либо пункт, который не виден с точки стояния, мы сталкиваемся со следующей трудностью. Измеряя азимут по карте, мы узнаем истинный азимут. Когда на местности мы определяем по компасу то же самое направление, то мы узна­ем магнитный азимут. Отсюда возникает необходимость уметь переводить истинные азимуты в магнитные и обратно.

Что такое геодезия

_______ Геодезия – это наука об измерениях на земной поверхности, выполняемых для изучения общей фигуры Земли, для составления планов и карт, для решения инженерных задач при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений.

_______В процессе своего развития геодезия разделилась на ряд самостоятельных научных дисциплин: высшую геодезию, топографию, инженерную геодезию, аэрофотогеодезию, картографию и космическую геодезию.

_______Высшая геодезия занимается определением фигуры и размеров всей Земли и значительных ее частей.

_______Топография занимается измерением и изображением на планах и картах земной поверхности.

_______Инженерная геодезия занимается вопросами геодезических работ при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений, при монтаже оборудования, при наблюдениях за вертикальными и горизонтальными смещениями инженерных сооружений и технологического оборудования.

_______Аэрофотогеодезия занимается изучением методов и средств создания топографических карт и планов по материалам фотографирования Земли.

_______Картография занимается изучением методов составления, издания и использования карт.

_______Космическая геодезия занимается обработкой измерений, полученных при помощи искусственных спутников Земли, орбитальных станций и межпланетных кораблей.

_______

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:

• Топографы.
• Геодезисты.
• Разработчики туристических маршрутов.

Человеку, не связанному с походами, предпочитающему спокойный «диванный» образ жизни, знания расширят собственный кругозор.

Как определить азимут с помощью транспортира по топографической карте?

Азимут отсчитывается от 0, движется по часовой стрелке до показателя 360 градусов. То есть от северной метки магнитного меридиана к заданной точке.

Если вам необходимо передвигаться именно по компасу, вам нужно на карте указать значения азимута. Такой методикой пользуются воздушные и морские судна, которые совершают длительные по расстоянию перелеты либо плавания. Также данным методом пользуются путешественники во время плохой видимости, к примеру, в ночное время, если нет вообще шансов передвигаться по специальному ориентиру.

Для правильного определения возьмите:

• Путевую карту
• Компас
• Простой карандаш с линеечкой
• Транспортир

Азимут с транспортиром Далее следуйте нашей инструкции:

• Отметьте на своей карте собственное местоположение. Постарайтесь ориентироваться по обозначениям, которые есть на карте.
• Отыщите ориентир, куда именно вы должны попасть. Прямолинейное передвижение можно осуществить исключительно по воздуху либо по морю. Есть правда и исключения на суше – это пустыня либо степь. Как правило, по земле передвижение происходит по ломанной, при этом учитываются все природные препятствия. Следовательно, вам придется во время передвижения регулярно корректировать азимут.
• Положите на путевую карту линеечку так, чтобы место вашего расположения и конечный пункт были на этой линейке. Начертите при помощи простого карандаша полоску, пока она не пересечется с самым близким меридианом. К данной полоске приложите основание собственного транспортира. Дорисуйте риску, которая находится в центральной части, до места, где она пересекается с начерченной полоской – направление должно смотреть на ориентир. С дуги транспортира, где пересекается она с той полоской, возьмите показания. Азимут у вас готов.

Формула вычисления дирекционных углов в теодолитном ходе

Дирекционный угол – горизонтальный угол, отсчитываемый от северного направления параллельно осевому меридиану по ходу до напр. данной линии.

Исходный дирекционный угол получают в результате невязки стороны теодолитного хода к пунктам геодезической опорной сети или определяют для нее истинный или магнитный азимут. По известному дирекционному углу и по исправленным углам вычисляют дирекционные углы всех сторон замкнутого хода по формулам .

Связь между дирекционными углами и румбами сторон теодолитного хода.

Дирекционный угол – горизонтальный угол, отсчитываемый от северного направления параллельно осевому меридиану по ходу до напр. данной линии.

Дирекционный угол получают в результате привязки к пунктам геодезической опорной сети или опред азимут.

I r=d, II 180 – d = r, III d – 180 = r, IV r = 360 – d.

Румб – горизонтальный угол отсчитываемый от ближайшего направления линии параллельной осевому меридиану, до направления данной линии. Румбам приписывают названия по частям света. 0-90.

31. Порядок составления плана участка по данным измерений теодолитной съемки. Построение плана теодолитной съемки начинают с построения на чертежной бумаге координатной сетки со сторонами квадратов 10 см. После построения сетки ее подписывают таким образом, чтобы участок поместился примерно на середине листа, далее стоятся вершины теодолитных ходов по их координатам. Составление контурного плана местности выполняется на основе нанесенных на план теодолитных ходов по данным абриса. Построенный в карандаше план вычерчивается в туши в соответствии с установленными условными знаками.

35. Виды и способы нивелирования. Геодезические работы, выполняемые с целью определения отметок, точек поверхности называются вертикальной съемкой или нивелированием. В результате нивелирования получаются разности высот (отметок) т.е. превышения между точками. Виды нивелирования: 1) геометрическое

– выполняемое горизонтальным визирным лучом с помощью нивелира; 2)тригонометрическое – вып наклонным визирным лучом с помощью теодолита; 3)гидростатическое – основанное на свойствах свободной поверхности жидкости в сообщающихся сосудах всегда находиться на одном уровне; 4)барометрическое – превышения между точками определяются по разностям атмосферного давления в этих точках; 5)механическое – с помощью приборов автоматически записывающих профиль местности.

37. Устройство и поверки нивелиров. Верхняя вращающаяся часть нивелира несет на себе корпус зрительной трубы, который имеет прилив с расположенным в нем цилиндрическим уровнем, горизонтальный уровень, три элевационных винта, регулировочные винты, круглый уровень. Становой винт используется для крепления к треножнику. Поверки:

1) ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира. 2)Горизонтальная нить сетки нитей должна быть перпендикулярна оси вращения нивелира. 3) визирная ось зрительной трубы должна быть параллельна оси цилиндрического уровня.

46. Геодезическая плановая опорная сеть. Методы создания. Значение геодезической сети, точность. Геодезическая сеть – система закрепленных на местности точек, положение которых определено в общей для них системе координат и высот. Плановые геодезические сети создаются методами триангуляции, трилатерации, полигонометрии и спутниковой технологии.

Триангуляции

– на местности строится сеть треугольников, примыкающих друг к другу, координаты вершин которых определяются. В Δ измеряются все углы и некоторые стороны, которые называются базисными. По длине базисной стороны и углам вычисляют длины всех сторон Δ-в. Зная дирекционный угол базисной стороны и координаты одного из пунктов можно вычислить координаты всех пунктов.

При построении сети методом трилатерации

на местности также строится сеть Δ, в которых при помощи свето– или радиодальномеров измеряются все стороны.

Метод полигонометрии

заключается в построении на местности системы ломаных линий, называемых полигонометрическими ходами. Эти ходы прокладываются обычно между пунктами триангуляции. В полигонометрических ходах измеряются все углы поворота и длины всех сторон. Высотная геодезическая сеть строится с помощью спутниковых технологий.

Системы координат, принятые в геодезии

_______В геодезии применяются следующие системы координат:

• Географическая система координат,
• Зональная система плоских прямоугольных координат Гаусса–Крюгера,
• Полярная система координат.

4.1. Географические координаты

_______С помощью географических координат, то есть широт (φ) и долгот (λ), определяют положение точки относительно экватора и начального меридиана.

_______Широтой (φ) точки называется угол, составленный отвесной линией в данной точке и плоскостью экватора.

_______Долготой (λ) точки называется двугранный угол между плоскостью меридиана данной точки и плоскостью начального меридиана.

https://vk.com/video_ext.php

_______Широта отсчитывается по дуге меридиана к северу и к югу от экватора от 0° до 90°. К северу от экватора широта называется северной, к югу – южной.

_______Долгота отсчитывается от меридиана, проходящего через Гринвич на окраине Лондона. Долгота отсчитывается по дуге экватора или параллели от начального меридиана в сторону востока и запада от 0° до 180°. Долгота к востоку от Гринвичского меридиана называется восточной долготой, к западу – западной. Широты и долготы определяют положение любой точки на земной поверхности и выражаются в угловой мере. Географические координаты определяются из астрономических наблюдений и, а также с помощью геодезических измерений.

4.2. Зональная система плоских прямоугольных координат Гаусса–Крюгера

_______При геодезических работах на больших территориях применяется зональная система плоских прямоугольных координат Гаусса–Крюгера (рис. 4). Для этого земной шар делится меридианами на шестиградусные или трехградусные зоны (рис. 3). Счет зон ведется к востоку от Гринвичского меридиана. Каждая зона проецируется на плоскость таким образом, чтобы средний меридиан зоны был изображен прямой линией. Средний меридиан зоны называется осевым меридианом.

_______Изображение осевого меридиана принимается за ось абсцисс (x), изображение экватора – за ось ординат (y). За начало координат принимают точку пересечения осевого меридиана с экватором.

_______Чтобы не иметь отрицательных ординат, ординату осевого меридиана принимают равной 500 км. Перед ординатой точки указывается номер зоны, в которой точка расположена.

Где проходит линия нулевого меридиана в Лондоне

Где же находится нулевой меридиан в Лондоне? Искать его нужно в парке Гринвич. Ориентируйтесь на Королевскую обсерваторию, расположенную по адресу: Blackheath Avenue, London SE10 8XJ. Она работает с 10:00 до 17:00 часов. Вход в нее стоит 20 фунтов для взрослых и 11,50 для детей

Обратите внимание, что посещение планетария не входит в билет

Корабль Cutty Sark в Гринвиче (источник – PhotosForClass)

Будучи вблизи Гринвичского нулевого меридиана в Лондоне, обязательно посетите судно Cutty Sark. Если вы не приобрели билеты в обсерваторию, можете купить их отдельно для осмотра корабля. Стоимость для взрослого составляет 13,50 фунтов, для детей – 7 фунтов. Покупая онлайн можно сэкономить 10% от цены. Билет также включает осмотр королевских музеев. Часы работы те же, что и в обсерватории.

Ганна Коваль

Tweet

Схема средних значений склонения и сближения меридианов на картах

Магнитное склонение – это угол между меридианом данной точки (O) и магнитным меридианом данной точки.

Обозначается буквой δ (рисунок 1). Магнитное склонение может быть как западным — со знаком «-», так и восточным — со знаком «+».

Рисунок 1. — Магнитное склонение.

Магнитное поле Земли — пространство вокруг земной поверхности, в котором обнаруживаются действия магнитных сил.

Плоскостью магнитного меридиана называется вертикальная плоскость, проходящая через магнитную ось стрелки, свободно помещенной на острие иглы.

Магнитные меридианы сходятся на Земле в двух точках, называемых северным и южным магнитными полюсами (N и S), которые не совпадают с географическими полюсами. Северный магнитный полюс находится на северо-западе Канады и перемещается в северо-западном направлении со скоростью около 16 миль в год. Южный магнитный полюс находится в Антарктиде и тоже перемещается.

Склонением магнитной стрелки или магнитным склонением называется угол между геодезическим меридианом данной точки и ее магнитным меридианом, направленным на север.

Магнитное склонение считается положительным, если северный конец магнитной стрелки отклонен к востоку от геодезического меридиана (восточное склонение), и отрицательным, если он отклонен к западу (западное склонение). Направлению геодезического меридиана на топографической карте соответствуют боковые стороны ее рамки, а также прямые линии, которые можно провести между одноименными минутными делениями долгот.

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 масштабов 1:25 000-1:200 000. Например:

Склонение на 2002 г. восточное 10°15′ (1-71).

Среднее сближение меридианов западное 2°10′ (0-36). Пр прикладывании буссоли (компаса) к вертикальным линиям координатной сетки среднее отклонение магнитной стрелки восточное 12°25′ (2-07). Годовое изменение склонения восточное 0°04′ (О-01). Поправка в дирекционный угол при переходе к магнитному азимуту минус (2-07). Примечание. В скобках показаны деления угломера (одно деление угломера равно 5).

На картах 1:500 000 и 1:1 000 000 показываются районы магнитных аномалий и в каждом из них подписывается значение амплитуды колебания магнитного склонения.

Для облегчения учета магнитного склонения в разных точках земной поверхности составляют специальные карты магнитных склонений, на которых точки с одинаковыми магнитными склонениями соединяют кривыми линиями. Эти линии называются изогонами. Их наносят на топографические карты 1:500 000 и 1:1 000 000.

Магнитное склонение и его изменения учитывают при точном определении магнитных азимутов направлений, например, при наводке орудий и пусковых установок, ориентировании с помощью буссоли технических средств разведки, подготовке данных для работы с навигационной аппаратурой и т.п.

В чем отличие угловых величин

Разница в построении геометрических фигур:

1. Когда высчитывают географический азимут осуществляют построение двугранного угла между 2 плоскостями — меридианным и вертикальным, которые отсчитывают по северному направлению и часовой стрелке.
2. Для магнитного азимута проводят построение горизонтального угла.
3. ДУ проходит через заданную точку и параллельную линию к оси абсцисс.

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.

Способы изображения земной поверхности. Метод проекций в геодезии

_______На местности точки, линии, углы и контуры расположены в силу неровностей земной поверхности на возвышениях или впадинах. Так как возвышения и впадины являются пространственными формами, изобразить их на бумаге в виде плоской карты или плана достаточно непросто. Способы изображения земной поверхности на плоскости основываются на методе проекций.

_______При изучении действительной поверхности Земли точки местности проецируют отвесными линиями на поверхность земного эллипсоида. Так как уровенная поверхность радиусом до 20 км может быть заменена плоскостью, при относительно небольших площадях, точки местности проецируют на горизонтальную плоскость. Положение полученных проекций точек может быть определено координатами.

_______В результате перенесения точек на плоскость длины линий заменяют их горизонтальными проекциями, называемыми горизонтальными проложениями; пространственные углы заменяются плоскими, и вся фигура заменяется проекцией на горизонтальную плоскость (рис. 2).

Как определить азимут с помощью компаса?

Чтобы научиться правильно ориентироваться в той или иной местности и получить необходимое направление, нужно вычислить азимут при помощи компаса. Делается это очень просто:

Возьмите в левую ладонь компас, положите его горизонтально. При помощи правой руки отпустите тормоз, который удерживает стрелочку на компасе. Начните вращать компас, чтобы северный кончик стрелки показал на «0» шкалы. Потом поверните колечко с визиром, чтобы линия взгляда совпала с удаленным предметом и с тем, который хорошо видим. Отсчитайте нужное количество делений магнитного азимута именно на данный элемент. Сделайте отсчет от показателя «0», перемещайтесь так, как перемещается часовая стрелочка пока не попадете на ту цифру, которая находится напротив визира и его указателя.

Азимут по компасу

• Совместите указатель визира с указателем на заданный предмет. Выполните данную манипуляцию несколько раз: посмотрите для начала на указатель визира, потом посмотрите на указатель предмета, выполните процесс наоборот. Запомните важный момент: компас ни в коем случае нельзя подносить к лицу, а особенно к глазам, поскольку может ухудшиться точность будущих измерений азимута. Пользуйтесь специальным компасом, к примеру, компасом Андрианова. Таким образом вы получите более точные результаты.
• Если вы будете передвигаться от выбранного предмета только в противоположном направлении, тогда попытайтесь вычислить обратный азимут. Показания прямого азимута равны менее 180 градусов, прибавляется 180 градусов. Но, а если эти показатели больше данной отметки – тогда отнимается 180 градусов.
• Для определения указанного направления по старым значениям азимута, необходимо производить вращение колечка визира: указатель визира совмещается с показанием, расположенном на шкале, который равен заданному ранее значению азимута. После этого снимается тормоз стрелочки на компасе, вращается его корпус, пока северный краешек стрелочки не покажет на цифорку «0». Указатель визира покажет необходимый курс.

Предмет геодезии. Понятие о форме и размерах Земли

_______Предметом геодезии является планета Земля. Общая площадь Земли – 510 млн. км2; 71% поверхности Земли – это моря и океаны, 29% – суша. При определении положения точек земной поверхности обычно относят их к общей фигуре Земли, которую называют геоидом.

_______Геоид – это геометрическое тело, ограниченное уровенной поверхностью.

_______Уровенная поверхность – поверхность, совпадающая с поверхностью воды в морях и океанах, которые находятся в спокойном состоянии, продолженная под материками.

_______Уровенная поверхность в каждой своей точке перпендикулярна к отвесной линии, проведенной через эту точку.

_______Фигура геоида в геометрическом отношении является весьма сложной, однако она очень близка к эллипсоиду вращения. Такой эллипсоид получается в результате вращения вокруг малой полуоси эллипса РQP₁Q₁ (рис. 1).

_______Эти величины определяют форму и размеры Земли. В 1946 году были приняты размеры земного эллипсоида, вычисленные группой российских ученых под руководством профессора Ф.Н. Красовского. Эти размеры: а = 6378245 м и b = 6356863 м.