4. Орієнтування

Орієнтувати лінію на місцевості – це означає знайти її напрямок відносно іншого напрямку, який приймають за вихідний. Горизонтальний кут між вихідним напрямком і орієнтованою лінією називається кутом орієнтування.

Вихідними в геодезії вважають напрямок істинного (астрономічного) меридіана, магнітного меридіана або осьового меридіана зони. В залежності від обраного вихідного напрямку кутом орієнтування може бути істинний азимут, магнітний азимут, дирекційний кут або румб.

4.1. Орієнтування ліній за істинним і магнітним меридіанами

Напрямок істинного меридіана на місцевості може бути отриманий з астрономічних спостережень, а також за допомогою спеціальних приладів - гірокомпасів або гіротеодолітів.

Кут, який відраховується за рухом годинникової стрілки від північного напрямку істинного (астрономічного) меридіана до даного напрямку, називається істинним азимутом А (рис. 17 а). Істинний азимут змінюється від 0 до 360^о.

Рис. 17. Кути орієнтування

Напрямок магнітного меридіана визначається за допомогою приладів із магнітною стрілкою (компаса або бусолі). Кут, який відраховується за рухом годинникової стрілки від північного напрямку магнітного меридіана до даного напрямку, називається магнітним азимутом А_м (рис. 9, б). Магнітний азимут, так само як і істинний, може змінюватися від 0 до 360⁰.

Магнітний меридіан, як правило, не збігається з істинним у даній точці земної поверхні, створюючи з ним деякий кут δ, який називається схиленням магнітної стрілки. Кут δ відраховується від істинного меридіана до магнітного і може бути східним (зі знаком «плюс») і західним (зі знаком «мінус»).

Якщо відоме схилення магнітної стрілки в даній точці, можна здійснити перехід від магнітного азимута напрямку до істинного за формулою

А = А_м + δ,

тобто істинний азимут напрямку дорівнює магнітному азимуту плюс схилення магнітної стрілки зі своїм знаком.

У різних точках земної кулі схилення магнітної стрілки має різні значення. Схилення магнітної стрілки в одній і тієї ж точці суттєво змінюється з часом. Розрізняють вікові (на 22⁰,5 за 500 років), річні (до ±8^') і добові (±15^'' і більше) зміни схилення магнітної стрілки. Крім того, через магнітні бурі можуть виникати випадкові зміни схилення магнітної стрілки. В районах магнітних аномалій, пов’язаних звичайно з копалинами залізної руди, використання для орієнтування магнітної стрілки взагалі неможливе.

Унаслідок вказаних причин положення магнітного меридіана може бути встановлено лише приблизно, й орієнтування ліній за допомогою магнітних азимутів допускається лише при складанні планів невеликих ділянок.

Дирекційним кутом (α) називається кут напрямку, який відраховується за рухом годинникової стрілки (від 0 до 360⁰) від північного напрямку осьового меридіана координатної зони або лінії, паралельної осьовому меридіану, до напрямку на дану точку (рис. 17 в).

У межах координатної зони лінії, паралельні осьовому меридіану, не збігаються з географічними меридіанами, а створюють із ними деякий кут, який називається гауссовим зближенням меридіанів.

Рис. 18. Зближення меридіанів у координатній зоні

Гауссове зближення меридіанів дорівнює різниці довгот даної точки й осьового меридіана, помноженій на синус широти даної точки, тобто воно обчислюється за формулою

.

Знак зближення меридіанів буде визначатися різницею довготи даної точки і довготи осьового меридіана, тобто якщо точка буде знаходитися праворуч від осьового меридіана, то зближення буде мати додатний знак, ліворуч – від’ємний.

Рис. 19. Перехід від дирекційного кута до магнітного азимута і навпаки

У межах зони значення (L - L_о) змінюється від 0^º на осьовому меридіані до 3^º на краю зони; В змінюється від 0^º на екваторі до 90^º на полюсі.

При переході від дирекційного кута до магнітного азимута й навпаки існує шість різних комбінацій, коли осьовий, магнітний та істинний меридіани можуть займати різне положення (рис. 19).

З цього рисунка видно, що дирекційний кут дорівнює астрономічному азимуту мінус зближення меридіанів.

.

Іноді зручніше орієнтувати лінії за допомогою гострих кутів – румбів. Румбом називають горизонтальний кут, який відраховується від найближчого напрямку (північного або південного) меридіана до напрямку на даний предмет. Румби змінюються в межах від 0 до 90^º.

Між румбами й азимутами існує така залежність:

І чверть (П_НС_Х) r = А; А = r;

ІІ чверть (П_ДС_Х) r = 180^º - А; А = 180^º - r;

ІІІ чверть (П_ДЗ_Х) r = А - 180^º; А = 180^º + r;

ІV чверть (П_НЗ_Х) r = 360^º - А; А = 360^°.

Перед значенням румба в градусній мірі завжди зазначається координатна чверть по сторонах горизонту, наприклад П_НС_Х 46^º 26^'.