14. Прямая геодезическая задача.

В геодезии часто приходится передавать координаты с одной точки на другую. Например, зная исходные координаты точки А, горизонтальное расстояние S_AB от неё до точки В и направление линии, соединяющей обе точки (дирекционный угол α_AB или румб r_AB), можно определить координаты точки В. В такой постановке передача координат называетсяпрямой геодезической задачей.

Для точек, расположенных на сфероиде, решение данной задачи представляет значительные трудности. Для точек на плоскости она решается следующим образом.

Дано: Точка А( X_A, Y_A ), S_AB и α_AB.

Найти: точку В( X_B, Y_B ).

Непосредственно из рисунка имеем:

 ΔX = X_B – X_A ; ΔY = Y_B – Y_A .

Разности ΔX и ΔY координат точек последующей и предыдущей называются приращениями координат. Они представляют собой проекции отрезка АВ на соответствующие оси координат. Их значения находим из прямоугольного прямоугольникаАВС:

ΔX = S_AB · cos α_AB ;

ΔY = S_AB · sin α_AB .

Приращения координат	Четверть окружности в которую направлена линия
	I (СВ)	II (ЮВ)	III (ЮЗ)	IV (СЗ)
ΔX	+	–	–	+
ΔY	+	+	–	–

Так как в этих формулах sab всегда число положительное, то знаки приращений координат δx и δy зависят от знаков cos αAb и sin αAb. Для различных значений углов знаки δx и δy представлены в таблице

При помощи румба приращения координат вычисляют по формулам:

ΔX = S_AB · cos r_AB ;

ΔY = S_AB · sin r_AB .

Знаки приращениям дают в зависимости от названия румба. Вычислив приращения координат, находим искомые координаты другой точки:

 X_B = X_A + ΔX  ;

 Y_B = Y_A + ΔY  .

Таким образом можно найти координаты любого числа точек по правилу: координаты последующей точки равны координатам предыдущей точки плюс соответствующие приращения.

15. Обратная геодезическая задача.

О братная геодезическая задача заключается в том, что при известных координатах точек А( X_A, Y_A ) и В( X_B, Y_B )необходимо найти длину S_AB и направление линии АВ: румб r_AB  и  дирекционный угол α_AB (рис.24).

Даннная задача решается следующим образом.

Сначала находим приращения координат:

 ΔX = X_B – X_A ;

 ΔY = Y_B – Y_A .

Величину угла r_AB определем из отношения

ΔY	= tg rAB
ΔX

 .

 

По знакам приращений координат вычисляют четверть, в которой располагается румб, и его название. Используя зависимость между дирекционными углами и румбами, находим α_AB.

Для контроля расстояние S_AB дважды вычисляют по формулам:

SAB=	ΔX	=	ΔY	= ΔX · sec αAB = ΔY · cosec αAB
	cos αAB		sin αAB

 

SAB=	ΔX	=	ΔY	= ΔX · sec rAB = ΔY · cosec rAB
	cos rAB		sin rAB

.

16. Связь между дирекционными углами и углами поворота линии

Дирекционный угол — угол α, измеряемый по ходу часовой стрелки от 0 до 360° между северным направлением вертикальной линии координатной сетки и направлением на определяемый объект.

Передача дирекционного угла на последующую сторону через угол поворота. Пусть имеются две линии BC и CD; угол поворота между ними в точке C равен β л (левый угол поворота) или β пр (правый угол поворота) - рис.1.15. Проведем через точки B и C направления, параллельные осевому меридиану зоны и покажем на рисунке дирекционные углы αBC и αCD. В задаче известны αBC и βл (или βпр); требуется найти αCD.

Продолжим линию BC и покажем на ее продолжении угол αBC. Из рис.1.15 видно, что αCD = αBC + x. Но x = βл- 180o или x = 180o - βпр, тогда:

,                  или .                          

Если при вычислении по двум последним формулам дирекционный угол получается отрицательным, к нему прибавляют 360o; если он получается больше 360o, то из него вычитают 360o.