Сближение меридианов. Переход от геодезического азимута к дирекционному углу. Сближение меридианов g - это угол в данной точке между ее меридианом и линией, параллельной оси абсцисс или осевому меридиану (рис. 2.1.2.)
Направлению геодезического меридиана на топографической карте соответствуют боковые стороны ее рамки, а также прямые линии, которые можно провести между одноименными минутными делениями долгот.
Счет сближения меридианов ведется от геодезического меридиана. Сближение меридианов считается положительным, если северное направление оси абсцисс отклонено к востоку от геодезического меридиана (рис 2.1.2.), и отрицательным, если это направление отклонено к западу.
Величина сближения меридианов, указанная на топографической карте в левом нижнем углу, относится к центру листа карты.
При необходимости величину сближения меридианов можно вычислить по формуле:
g = (L – L0) sin B,
где L - долгота данной точки;
L0 - долгота осевого меридиана зоны, в которой расположена точка;
В - широта данной точки.
Широту и долготу точки определяют по карте с точностью до 30’, а долготу осевого меридиана зоны рассчитывают по формуле
L0 = 6° N - 3°,
где N – номер зоны
(N = + 1).
Пример. Определить сближение меридианов для точки с координатами: В=67°40’ и L=31°12’.
Решение Номер зоны N = +1 = 6; L0 = 6° * 6 - 3°= 33°; g = (31°12’ - 33°) * * sin 67°40’ = - 1°48’ * 0,9245 = - 1°40’.
Сближение меридианов равно нулю, если точка находится на осевом меридиане зоны или на экваторе. Для любой точки в пределах одной координатной шестиградусной зоны сближение меридианов по абсолютной величине не превышает 3°.
Геодезический азимут направления отличается от дирекционного угла на величину сближения меридианов (рис 2.1.3.). зависимость между ними может быть выражена формулой:
А = a + (± g).
Из формулы легко найти выражение для определения дирекционного угла по известным значениям геодезического азимута и сближения меридианов:
a = А - (± g).
Магнитное склонение. Переход от магнитного азимута к геодезическому азимуту. Свойство магнитной стрелки занимать определенное положение в данной точке пространства обусловлено взаимодействием ее магнитного поля с магнитным полем Земли.
Направление установившейся магнитной стрелки в горизонтальной плоскости соответствует направлению магнитного меридиана в данной точке. Магнитный меридиан в общем случае не совпадает с геодезическим меридианом.
Угол между геодезическим меридианом данной точки и ее магнитным меридианом, направленным на север, называется склонением магнитной стрелки или магнитным склонением.
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).
Зависимость между геодезическим азимутом, магнитным азимутом и магнитным склонением (рис 2.1.4.) может быть выражена формулой:
А = АМ + (± d).
Магнитное склонение изменяется с течением времени и переменой места. Изменения бывают постоянные и случайные. Эту особенность магнитного склонения необходимо учитывать 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, движении по азимутам и т.п.
Изменения магнитного склонения обусловлены свойствами магнитного поля Земли.
Магнитное поле Земли – пространство вокруг земной поверхности, в котором обнаруживаются действия магнитных сил. Отмечается тесная их взаимосвязь с изменениями солнечной активности.
Вертикальная плоскость, проходящая через магнитную ось стрелки, свободно помещенной на острие иглы, называется плоскостью магнитного меридиана. Магнитные меридианы сходятся на Земле в двух точках, называемых северным и южным магнитными полюсами (М и М1), которые не совпадают с географическими полюсами. Северный магнитный полюс находится на северо-западе Канады и перемещается северо-северо-западном направлении со скоростью около 16 миль в год. Южный магнитный полюс находится в Антарктиде и тоже перемещается. Таким образом, это блуждающие полюсы.
Различают вековые, годовые и суточные изменения магнитного склонения.
Вековые изменения магнитного склонения представляют собой медленное увеличение или уменьшение его значения из года в год. Достигнув некоторого предела, они начинают изменяться в противоположном направлении. Например, в Лондоне 400 лет назад магнитное склонение было +11°20’. Затем оно уменьшалось и в 1818 г. достигло -24°38’. После этого стало увеличиваться и в настоящее время составляет около -11°. Предполагают, что период вековых изменений магнитного склонения составляет около 500 лет.
Для облегчения учета магнитного склонения в разных точках земной поверхности составляет специальные карты магнитных склонений, на которых точки с одинаковыми магнитными склонениями соединяют кривыми линиями. Эти линии называются изогонами. Их наносят на топографические карты масштабов 1: 500 000 и 1: 1 000 000.
Максимальные годовые изменения магнитного склонения не превышают 14-16’. Сведения о среднем на территорию листа карты магнитном склонении, относящиеся к моменту его определения, и годовом изменении магнитного склонения помещают на топографических картах масштаба 1: 200 000 и крупнее.
В течение суток магнитное склонение совершает два колебания. К 8 ч магнитная стрелка занимает крайнее восточное положение, после чего до 14 ч она перемещается к западу, а затем до 23 ч движется к востоку. До 3 ч вторично перемещается к западу, а к восходу Солнца опять занимает крайнее восточное положение. Амплитуда такого колебания для средних широт достигает 15'. С увеличением широты места амплитуда колебаний увеличивается.
Учесть суточные изменения магнитного склонения весьма сложно.
К случайным изменениям магнитного склонения относятся возмущения магнитной стрелки и магнитные аномалии.
Возмущения магнитной стрелки, захватывающие обширные районы, наблюдаются во время землетрясений, вулканических извержений, полярных сияний, грозы появления большого числа пятен на Солнце и т.п. В это время магнитная стрелка отклоняется от своего обычного положения иногда до 2-3°. Длительность возмущений колеблется от нескольких часов до двух и более суток.
Залежи железных, никелевых и других руд в недрах Земли оказывают большое влияние на положение магнитной стрелки. В таких местах возникают магнитные аномалии. Небольшие магнитные аномалии встречаются довольно часто, особенно в горных районах. В районах магнитных аномалий нельзя пользоваться магнитной стрелкой для определения ориентирных направлений. Районы магнитных аномалий отмечают на топографических картах специальными условными знаками.
Переход от магнитного азимута к дирекционному углу. На местности при помощи компаса (буссоли) измеряют магнитные азимуты направлений, от которых затем переходят к дирекционным углам. На карте, наоборот, измеряют дирекционные углы и от них переходят к магнитным азимутам направлений на местности. Для решения этих задач необходимо знать величину отклонения магнитного меридиана в данной точке от вертикальной линии координатной сетки карты.
Угол, образованный вертикальной линией координатной сетки и магнитным меридианом, представляющий собой сумму сближения меридианов и магнитного склонения, называется отклонением магнитной стрелки или поправкой направления (ПН). Он отсчитывается от северного направления вертикальной линии координатной сетки и считается положительным, если северный конец магнитной стрелки отклоняется к востоку от этой линии, и отрицательным при западном отклонении магнитной стрелки. На рис. 2.1.5. поправка направления равна 2°16’+5°16’=+7°32’.
Поправку направления и составляющие ее сближение меридианов и магнитное склонение приводят на карте по южной стороной рамки в виде схемы с пояснительным текстом.
Поправку направления в общем случае можно выразить формулой:
ПН = (± d) – (± g).
Если на карте измерен дирекционный угол направления, то магнитный азимут этого направления на местности:
АМ = a - (± ПН).
Измеренный на местности магнитный азимут какого-либо направления переводится в дирекционный угол этого направления по формуле:
a = АМ + (± ПН).
Чтобы избежать ошибок при определении величины и знака поправки направления, нужно пользоваться помещаемой на карте схемой направлений геодезического меридиана, магнитного меридиана и вертикальной линии координатной сетки.
При точных измерениях переход от дирекционных углов к магнитным азимутам и обратно выполняется с учетом годового изменения магнитного склонения. Сначала определяют склонение магнитной стрелки на данное время (указанное на карте годовое изменение склонения магнитной стрелки умножают на число лет, прошедших после создания карты), затем полученную величину алгебраически суммируют с величиной склонения магнитной стрелки, указанной на карте. После этого переходят от измеренного дирекционного угла к магнитному азимуту по приведенным выше формулам.
III. Заключительная часть – 5 мин.
Подвести итог занятия. Ответить на вопросы обучаемых. Дать задание на самоподготовку.
Задание на самоподготовку:
1. «Военная топография», Москва, ВИ, 1977 г., стр. 47, 48, 52-54;
2. «Военная топография», Москва, ВИ, 1986 г., стр.152-155.
Разработал:
Старший преподаватель
Кафедры РХБ защиты
подполковник О.В.Кузьменок
