Понятие и способы расчёта азимута

Размещено на http://www.allbest.ru/

Азимут

азимут румб магнитный

Азимут -- это угол, отсчитанный по ходу движения часовой стрелки между направлениями на север и на ориентир. Азимут измеряется в градусах от 0° до 360°. Если за исходное направление принимается географический меридиан, азимут называется истинным (А); если за исходное направление принимается магнитный меридиан, азимут называется магнитным (А_м).

Истинные азимуты и румбы

Кроме осевого меридиана зоны при ориентировании линий местности за основное направление может приниматься направление истинного (географического) меридиана.

Истинный меридиан - линия пересечения земной поверхности с плоскостью, проходящей через отвесную линию и ось вращения Земли.

Положение линии местности относительно истинного меридиана определяется истинным азимутом или истинным румбом.

Истинный азимут линии - угол в горизонтальной плоскости, отсчитываемый от северного направления истинного меридиана по ходу часовой стрелки до данной линии

Истинный румб линии - острый горизонтальный угол, отсчитываемый от ближайшего направления истинного меридиана (северного или южного) до данной линии.

Истинные азимуты

Истинный азимут A измеряется от 0° до 360°. Зависимость между истинными азимутами и румбами такая же, как и между дирекционными углами и осевыми румбами.

Истинные меридианы, проходящие через точки Земли с разной долготой, не параллельны между собой и сходятся на полюсах. Поэтому азимуты одной и той же прямой линии, определяемые относительно разных истинных меридианов, отличаются на величину г , которую называют углом сближения меридианов. Его приближенное значение можно рассчитать по формулам:

г = 0,54 · l · tgц или г = sinц · Дл,

где l - длина прямой линии между точками (км); ц - средняя широта линии; Дл - разность долгот. При l = 1 км и широте Хабаровска ц = 48°28' угол сближения меридианов г = 0,6' = 36".

Зависимость между истинным азимутом и дирекционным углом

Для перехода от дирекционного угла к истинному азимуту и наоборот необходимо знать угол сближения г между осевым и истинным меридианом. Зависимость между истинным азимутом и дирекционным углом следующая

А = б + г .

Если точка расположена к западу от осевого меридиана, то величину угла сближения г между осевым и истинным меридианом принято считать отрицательной, если к востоку - положительной. Например, истинные азимуты линии при дирекционном угле б = 70° и углах сближения г = - 0°50' для западной точки М1, г = 0°50' для восточной - М2 соответственно равны

А₁ = 70° - 0°50' = 69°50',

А₂ = 70° + 0°50' = 70°50'.

Магнитные азимуты и румбы

При ориентировании линий местности за основное направление может также приниматься направление магнитного меридиана.

Магнитная стрелка на концах имеет точки, в которых сосредоточены магнитные массы. Соединяющая их линия называется магнитной осью стрелки.

Вертикальная плоскость, проходящая через магнитную ось стрелки, является плоскостью магнитного меридиана.

Линия пересечения плоскости магнитного меридиана с горизонтальной плоскостью дает направление магнитного меридиана.

Горизонтальный угол, отсчитываемый от северного направления магнитного меридиана по ходу часовой стрелки до данной линии, называется магнитным азимутом А_м.

Магнитный азимут и склонение магнитной стрелки: а) западное; б) восточное

В каждой точке на поверхности Земли магнитный и истинный меридианы образуют между собой угол, называемый склонением магнитной стрелки. Северный конец магнитной стрелки может отклоняться от истинного меридиана к западу или востоку. В зависимости от этого различают западное и восточное склонения. Восточное склонение принято считать положительным, западное - отрицательным:

А_и = А_м + д_вост ,

А_и = А_м - д_зап .

Магнитное склонение в разных пунктах Земли различно и непостоянно. Различают вековые, годовые и суточные изменения склонения. В связи с этим магнитная стрелка указывает направление магнитного меридиана приблизительно и ориентировать линию по нему можно только тогда, когда не требуется большая точность ориентирования.

Зависимость между азимутами и румбами

Горизонталь

Горизонталь - замкнутая кривая линия, все точки которой имеют одну и ту же высоту над начальной уровенной поверхностью (могут выходить за рамку данного плана и замыкаться за его пределами).

Свойства горизонталей:

- точки, лежащие на одной и той же горизонтали, имеют одинаковую высоту;

- все горизонтали должны быть непрерывны;

- горизонтали не могут пересекаться или раздваиваться;

- расстояния между горизонталями в плане характеризуют крутизну ската - чем меньше расстояние (заложение), тем круче скат;

- кратчайшее расстояние между горизонталями соответствует направлению наибольшей крутизны ската;

- водораздельные линии и оси лощин пересекаются горизонталями под прямыми углами;

- горизонтали, изображающие наклонную плоскость, имеют вид параллельных кривых.

Когда расстояние между горизонталями на плане превышает 2 см, для уточнения форм рельефа применяют дополнительные горизонтали - полугоризонтали.

Рис. Полугоризонталь

Рельеф в общем случае разделяют на три вида: равнинный - превышения до 30 м; холмистый - превышения до 200 м; горный - превышения более 200 м.

В каждом виде рельефа выделяют пять основных форм: возвышенность, котловину, хребет, лощину и седловину.

1. Возвышенность (гора - высота более 200 м, холм - менее 200 м). Элементы данной формы рельефа: вершина, скаты, подошва.

2. Котловина - замкнутое углубление. Элементы - дно, скаты, бровка.

3. Хребет - вытянутая возвышенность. Элементы - скаты, гребень хребта. Линия, идущая по гребню, называется водоразделом.

4. Лощина - вытянутое углубление. Элементы - скаты, водосливная линия (тальвег, водоток); широкая лощина называется долиной, узкая - ущельем или оврагом.

5. Седловина (перевал) - пониженная часть местности между двумя соседними возвышенностями с расходящимися в противоположные стороны лощинами.

Все формы рельефа образуются из сочетания наклонных поверхностей - скатов. Крутизна ската оценивается или углом наклона (в градусной мере), или величиной уклонаi.Уклоном линии называется тангенс угла наклона линии к горизонту: i = tg n = h/d , где h - превышение; d - горизонтальное проложение линии. Угол наклона линии и уклон линии могут быть положительными (+n; +i) или отрицательными (-n; -i).

Для построения горизонталей существуют различные способы. Но при использовании любого из них следуют единому принципу: на участке между двумя соседними характерными точками А и В линия реальной физической поверхности 1 заменяется условным прямолинейным отрезком 2. После такой замены становится возможным применение линейной интерполяции при определении на плане точек, принадлежащих конкретной горизонтали.

Замена реальной линии 1 условной 2 должна осуществляться таким образом, чтобы обеспечивалась необходимая точность изображения рельефа при заданной высоте сечения h_c. Требуемая точность Dh во всех случаях задается как часть h_c, например: Dh = ¹/₂h_c. Это означает, что во всех случаях замена (при построении горизонталей) линии 1 линией 2 должна обеспечить заданную точность Dh. Пусть, например, h_c = 5 м, тогда Dh = 2,5 м и точки А и В выбраны так, что заданная точность гарантируется. Если для этого участка местности принять h_c = 1 м (т.е. Dh = 0,5 м), то для обеспечения такой более высокой точности потребуются дополнительные точки С,D, E.

При съемке рельефа характерные точки (А, В или ACD и т.д.) выбирают там, где уклон ската меняет величину или направление. Чем меньше h_c (чем крупнее масштаб), тем больше требуется принимать характерных точек рельефа. После нанесения характерных точек с известными отметками на лист бумаги отыскание местоположения точек, принадлежащих определенной горизонтали, производят интерполированием: аналитически, графически или на глаз. При любом способе интерполирования необходимо определить величину трех различных отрезков - Dd_A; d; Dd_B. Пусть имеем на плане две соседние точки А и В. Их отметки таковы, что при данной h_c между этими точками пройдут три горизонтали с отметками H₁, H₂, H₃.

Отрезки DdA; d; DdB определяются интерполированием.

Нивелиры, их устройство

Нивелир - геодезический прибор, предназначенный для определения разности высот двух точек при помощи горизонтального луча и нивелирных реек, вертикально установленных в этих точках.

По классу точности нивелиры разделяют на: высокоточные Н-05; точные Н-3 и технические Н-10. Числа в шифре нивелира означают допустимую среднюю квадратическую погрешность, получаемую при нивелировании на 1 км двойного хода. Кроме того, числа, стоящие впереди Н, - номера последующих моделей (3Н-3КЛ). Нивелиры всех типов в зависимости от устройства, применяемого для приведения луча визирования в горизонтальное положение, выпускают в двух исполнениях: с уровнем при зрительной трубе (уровенные) и с компенсатором углов наклона (компенсационные). При наличии компенсатора к шифру нивелира добавляется индекс К, например Н-3К. Нивелиры типов Н-3 и Н-10 допускается изготовлять с лимбом для измерения горизонтальных углов с точностью до 5'. При наличии лимба к шифру нивелира добавляется индекс Л, например 2Н-10КЛ.

Нивелир Н-3 относится к точным нивелирам, увеличение зрительной трубы - 31,5^х, наименьшее расстояние визирования - 1 м, цена деления уровней: круглого - 10', контактного цилиндрического - 15''. Прибор предназначен для нивелирования III и IV классов, а также для инженерно-геодезических работ при изысканиях и в строительстве.

Точный нивелир Н-3:

а - вид со стороны круглого уровня; б - вид со стороны цилиндрического уровня; в - вид со стороны окуляра зрительной трубы без предохранительного колпачка: 1 - подъемные винты; 2 - элевационный винт; 3 - круглый уровень; 4 - кремальера; 5 - корпус зрительной трубы; 6 - наводящий винт; 7 - трегер; 8 - закрепительный винт; 9 - объектив; 10 - окуляр с диоптрийным кольцом; 11 - контактный цилиндрический уровень; 12 - юстировочные винты цилиндрического уровня; 13 - крышка; 14 - сетка нитей; 15 - металлическая пластина; 16 - крепежные винты сетки нитей

Нивелир крепят к штативу с помощью станового винта и пружинящей пластины. В отвесное положение ось вращения нивелира устанавливают по круглому уровню 3 с помощью подъемных винтов 1, винтовая нарезка которых входит в гнезда подставки (трегера) 7. Для приближенного наведения трубы на рейку служит мушка над объективом зрительной трубы нивелира, для точного - наводящий винт 6, который работает, когда труба зафиксирована закрепительным винтом 8. Винт кремальеры 4 служит для фокусировки трубы, а резкость изображения сетки нитей достигается вращением диоптрийного кольца окуляра 10. Перед каждым отсчетом по рейке визирную ось нивелира устанавливают в горизонтальное положение элевационным винтом 2. Изображения половинок концов пузырька контактного цилиндрического уровня 11 через систему призм передаются в поле зрения трубы . Если центр пузырька уровня совместить с нуль-пунктом ампулы, то произойдет оптический контакт - изображения половинок концов пузырька уровня будут равными по длине и образуют в верхней части один овал . При наклоне оси уровня контакт нарушается.

Поле зрения зрительной трубы нивелира Н-3 при положениях пузырька цилиндрического уровня вне нуль-пункта (а,б) и в нуль-пункте (в)

У нивелира Н-3К основные параметры те же, что и у нивелира Н-3. Предварительное наведение луча визирования нивелира на рейку осуществляется от руки, а точное - вращением бесконечного наводящего винта 1.

Точный нивелир Н-3К (а) и поперечный разрез окулярной части трубы (б):

1 - винт наводящего устройства бесконечной наводки; 2 - кремальера; 3 - окуляр с диоптрийным кольцом; 4 - предохранительный колпачок; 5 - откидное зеркальце; 6 - круглый уровень с тремя юстировочными винтами; 7 - подъемный винт; 8 - юстировочные винты сетки нитей; 9 - оправа окуляра; 10 - диафрагма сетки нитей

Предел работы компенсатора не менее 15', время затухания колебаний подвесной системы не более 2 с. Основные части компенсатора, обеспечивающие постоянство фокусировки и повышение точности его работы, - верхняя неподвижно закрепленная призма и нижняя, подвешенная на четырех стальных нитях; она придает визирному лучу горизонтальное положение.

Нивелир Н-10КЛ - технический нивелир с компенсатором, состоит из двух основных частей: нижней неподвижной части с тремя подъемными винтами и верхней - с горизонтальным лимбом, вращающейся относительно нижней на З60° . В верхней части нивелира укреплены зрительная труба, ось вращения которой приводится в вертикальное положение круглым установочным уровнем. Визирная ось наводится поворотом верхней части нивелира. Особенностью нивелира является наличие ломаных зрительных труб.

При нивелировании используются три типа реек: РН-05 - для нивелирования I и II классов; РН-3 - для нивелирования III и IV классов и инженерно-геодезических изысканий; РН-10 - для технического нивелирования и строительных работ. Рейки РН-3 и РН-10, предназначенные для нивелирования с погрешностями соответственно 3 и 10-мм на 1 км хода, имеют двусторонние сантиметровые шашечные деления: на одной стороне они нанесены черным цветом и начало счета их совпадает с нижней плоскостью пятки рейки, а на другой - красным и подписаны так, что с нижней плоскостью пятки совпадает отсчет, равный 4687 или 4787 мм. Рейки РН-3 имеют круглые уровни с исправительными винтами и защитным кожухом. При нивелировании их ставят на вбитые в землю колышки или переносные трости или костыли.

Размещено на Allbest.ru