7.3.4.1. Определение азимута и дирекционного угла ориентирного направления по часовому углу и склонению светила

В ходе выполнения полевых работ при наблюдении звезды вертикальная линия сетки прибора наводится в нее как в точку. Для того, чтобы изображение звезды в поле зрения трубы было четким, она у приборов имеющих кремальеру должна быть заранее отфокусирована на бесконечность.

При наблюдении Солнца вертикальная линия сетки наводится на центр его диска. При правильном наведении два малых сегмента, отсекаемые горизонтальной нитью, равны. Если наблюдение производится с помощью буссоли ПАБ-2А с азимутальной насадкой, то его диск вводится в центральный квадрат визира. Наблюдать Солнце следует только со светофильтр. При отсутствии светофильтра можно воспользоваться кусочком материи (носовым платком и т.п.).

Высота светила над горизонтом не должна превышать 60º.

Дирекционные углы ориентирных направлений при привязке на геодезической основе и азимуты направлений в ракетных подразделениях определяют в следующем порядке (рисунок 7.6):

готовят прибор к работе;

наводят зрительную трубу на ориентир и снимают отсчет М1 по горизонтальному кругу;

последовательно при исходном положении вертикального круга производят трехкратное наблюдение центра светила через равные промежутки времени (через 1 – 2 мин), снимая при каждом наведении отсчеты по часам (Т1, Т2 и Т3) и отсчеты по горизонтальному кругу прибора (С1, С2 и С3);

вычисляют расхождение разностей последовательных отсчетов

|(С2 – С1) – (С3 – С2)|;

если расхождение разностей превышает 3,0′, наблюдения повторяют, а если не превышает – повторно наводят зрительную трубу на ориентир и снимают отсчет М2 по горизонтальному кругу;

если отсчет М2 не отличается от отсчета М1 более чем на 1,0′, рассчитывают с помощью ЭВМ или микрокалькулятора (МК) дирекционный угол αсв (азимут Асв) светила на время наблюдения Т2;

рассчитывают величину дирекционного угла (азимута) на ориентир по формулам

βсв = Сср – Мср, (7.14)

αОр = αсв – βсв или А = Асв – βсв,

где βсв – угол, отсчитываемый по ходу часовой стрелки между

направлением на ориентир и направлением на светило;

Сср – среднее значение из отсчетов С1, С2 и С3;

Мср – среднее значение из отсчетов М1 и М2.

Указанные действия составляют один прием наблюдений. При наличии времени переводят трубу через зенит и повторяют вышеизложенные действия.

Время наблюдения светила определяют с учетом поправки часов на момент их проверки и поправки за ход часов. Проверку часов проводят заблаговременно по сигналам точного времени, для чего в момент шестого сигнала необходимо взять отчет по часам с точностью до 1 с.

Поправку часов определяют дважды с интервалом не менее одного часа и вычисляют по формуле:

; , (7.15)

где U1 и U2 – поправки, полученные соответственно при первой и второй

проверках часов;

, – точное время соответственно в момент первой и второй

проверки часов;

,– отсчет по часам соответственно в момент первой и второй

проверки часов.

Поправку за ход часов, выраженную в секундах на час времени, определяют по результатам двух проверок часов и вычисляют по формуле:

, (7.16)

где n – количество часов между первой и второй проверками.

Интервал времени между определением поправки часов и моментом наблюдения должен быть как можно короче и обеспечивать получение времени наблюдения светила с ошибкой не более 5 с.

Точное время наблюдения светила определяют по формуле:

, (7.17)

где – время наблюдения светила, определенное по часам;

n2 – количество часов, прошедшее после второй проверки.

Пример. Проверка часов проводилась по сигналам точного времени в 8.00 и 10.00.

Решение

1. Поправка часов при первой проверке: U1 = 8 ч 00 м 00 с – 8 ч 00 м 58 с = – 58 c.

2. Поправка часов при второй проверке: U2 = 10 ч 00 м 00 с – 10 ч 01 м 04 = – 1 м 04 c.

3. Поправка за ход часов: ω =[ (– 1 м 04 c) – (– 58 c) ] : 2 = – 3 с.

4. Точное время наблюдения светила:

= 12 ч 32 м 16 с – 1 м 04 c + 2,53 ∙(– 3 с) = 12 ч 31 м 04 с.

Таблица дирекционных углов светила при привязке по карте составляется с использованием ЭВМ или «вручную» с помощью МК. В таблице указываются: наименование светила, дата, координаты точки, для которой производились вычисления дирекционных углов, местное время и соответствующие ему величины дирекционных углов светила, а также изменения величин углов за 1 минуту.

Промежуток времени, на который составляется таблица, определяется условиями обстановки.

Шаг времени в таблице принимают равным 10 мин при ориентировании по Солнцу и 30 мин при ориентировании по звезде. Дирекционные углы для промежутков шага времени определяют линейным интерполированием с использованием значений изменения величин углов за 1 минуту.

Фрагмент таблицы дирекционных углов Солнца представлен в таблице 7.3.

Таблица 7.3 – Таблица дирекционных углов Солнца

Дата: 4.07.06 г. В = 57˚46,5′; L = 54˚48,0′

Если таблица составляется без использования ЭВМ, то при выполнении угловых измерений с помощью буссоли достаточно рассчитать дирекционные углы Солнца с интервалом 30 минут, а затем уплотнить таблицу линейным интерполированием, доведя шаг до 10 минут.

В один и тот же момент времени дирекционные углы направлений на светило в разных точках различны, потому что при переходе с одной точки на другую происходит поворот плоскости горизонта. Поэтому, если таблица дирекционных углов светила используется от точки, для которой она составлена, на удалении более 10 км, то в рассчитанные углы вводится со своим знаком поправка ∆αВ, которую рассчитывают в малых делениях угломера по формуле

∆αВ = 0,15 ∙SАВ ∙tg hсв ∙sin(αсв – αАВ) , (7.18)

где SАВ – расстояние в километрах от точки, для которой составлена

таблица (от точки А), до точки ее использования (точки В)

с округлением до 0,1 км;

hсв – высота светила над горизонтом с округлением до 0-15;

αсв – дирекционный угол светила, указанный в таблице;

αАВ – дирекционный угол направления с точки, для которой

составлена таблица, на точку ее использования с

округлением до 0-15.

Если таблица дирекционных углов светила составлена в градусной мере, то формула для определения поправки ∆αВ в угловых минутах принимает вид:

∆αВ = 0,54 ∙SАВ∙∙tg hсв ∙sin(αсв – αАВ) . (7.19)

В этом случае величины hсв и αАВ измеряются с точностью до 1°.

Зависимости (7.18) и (7.19) можно упростить, проведя дополнительные измерения на карте. Величина 0,15 ∙SАВ (0,54 ∙SАВ) выражает сферическое расстояние между точками А и В. Она численно равна углу поворота плоскости горизонта при переходе из точки А в точку В.

Нанесем точки А и В на топографическую карту (рисунок 7.7). По известной величине дирекционного угла αсв прочертим направление из точки А на светило и проведем перпендикуляр Р на это направление. Из рисунка 7.7 видно, что Р = SАВ ∙sin(αсв – αАВ).

Сделав в формулах (7.18) и (7.19) соответствующую замену, получим:

∆αВ = 0,15 ∙Р ∙tg hсв или ∆αВ = 0,54 ∙Р ∙tg hсв .

При вычислении поправки ∆αВ по формуле (7.20) ее значение берется со знаком «+», если точка В лежит левее направления из точки А на светило, и со знаком «–», если точка В лежит правее этого направления.

Для определения дирекционных углов ориентирных направлений с помощью таблицы ДУС необходимо (рисунок 7.8):

подготовить прибор (буссоль или теодолит) к работе. При высоте светила более 3-00 надеть и подготовить азимутальную насадку буссоли или окулярную насадку к теодолиту;

при нулевых отсчетах (у буссоли на буссольных шкалах) навести прибор на ориентир, находящийся не ближе 200 м. В дальнейшем работают только отсчетным механизмом;

навести прибор в центр светила и сопровождать его. Если точка наблюдения находится от точки, для которой составлена таблица, дальше, чем 10 км, то перед началом сопровождения измеряется высота светила с указанной выше точностью;

в момент, соответствующий целым значениям минут, зафиксировать время, прекратить сопровождение и снять отсчет βсв (горизонтальный угол, отсчитываемый по ходу часовой стрелки между направлением на ориентир и направлением на светило). При работе с буссолью отсчеты снимаются на буссольных шкалах. Используемые при этом часы должны быть выверены по сигналам точного времени так, чтобы можно было определять дирекционные углы по таблице с точностью 0-01;

определить по таблице ДУС значение αсв, соответствующее фиксированному времени и вычислить дирекционный угол на ориентир αОр по формуле

αОр = αсв – βсв . (7.21)

Если уменьшаемое αсв меньше вычитаемого βсв , то к уменьшаемому прибавляют 60-00 (360°).

продолжить сопровождение светила и заново рассчитать величину αОр по новым значениям αсв и βсв. Сопровождение прекращается, если расхождение в значениях αОр не превышает 0-02 при работе с буссолью и 3,0′ при работе с теодолитом;

навести прибор в целях контроля правильности измерений на ориентир и убедиться, что стоят нулевые отсчеты (у буссоли на буссольных шкалах) или отличающиеся от них не более чем на 0-01 при работе с буссолью и 1,5′ при работе с теодолитом.

Указанные действия составляют один прием наблюдений. При наличии времени выполняют второй прием наблюдений (переведя зрительную трубу теодолита через зенит), и рассчитывают среднее значение дирекционного угла.

Полученное значение дирекционного угла используется для ориентирования приборов.

Визирная ось азимутальной насадки смещена относительно вертикальной оси буссоли. Поэтому при использовании азимутальной насадки, если ориентир удален от буссоли менее 200 м (когда не было возможности выбрать удаленный ориентир), в вычисленный дирекционный угол на ориентир вводят поправку, выбираемую из таблицы 7.4.

Таблица 7.4 – Поправка в направление, определяемое с помощью АНБ-1