1.6. Орієнтування ліній

Орієнтування лінії на місцевості або карті є визначенням її напрямку щодо іншого напрямку, який беруть за вихідний, або початковий. Положення лінії, що орієнтують, визначається горизонтальним кутом від вихідного напрямку до напрямку даної лінії. За вихідні напрямки прийнято: географічний меридіан (на топографічних картах він має назву істинного), магнітний меридіан (збігається з напрямком вільно підвішеної магнітної стрілки) і осьо­вий меридіан (прийнятий за вісь ХХ у системі плоских прямокутних координат). На схемах взаємного положення меридіанів, розміщених на картах (див. рис. 2.21) перший напрямок позначають зірочкою, другий — прямою стрілочкою, третій — зворотною стрілочкою (рис. 1.12.).

Напрямок лінії може бути прямим (якщо розглядати його від будь-якої початкової точки до кінцевої) і зворотним (від кінцевої точки до початкової). У зв’язку з цим розрізняють прямі і зворотні кути орієнтування. Прямий і зворотний кути орієнтування можна також визначити для будь-якої точки на лінії, якщо вона ділить лінію на певні відрізки і для одного з них вважається початковою, а для другого - кінцевою. Орієнту­вальними кутами напрямку є азимути, дирекційний кут, румб.

Азимут (араб. ас-сумут – шлях, напрям) це горизонтальний кут між північним напрямком вихідного меридіану і напрямком даної лінії. Його відлічують від північного напрямку ме­ридіана відносно точки його перетину з лінією орієнтування за ходом годинникової стрілки. Азимути можуть мати значення від 0° до 360°. Є ази­мути географічні і магнітні. Азимут гео­графічний (А) відлічують від географічного ме­ридіана, магнітний (Ам) - від магнітного меридіана (рис. 1.12, а, б). Як і географічні координати, географічний ази­мут - це узагальнене по­няття азимута астрономіч­ного і азимута геодезично­го. На практиці географіч­ний азимут часто називають просто азимутом, азимутом істинним або дійсним.

Рис. 1.12. Кути орієнтування: азимути географічний (а), магнітний (б) та дирекційний кут (в)

Горизонтальні кути А₁, А₂, А₃, А₄ (рис. 1.13) є азимутами напрямків 1, 2, З, 4. Якщо лінія ПнПд є географічним меридіаном, то і азимути цих ліній будуть географічними, якщо ПнПд - магнітний меридіан, то й азимути магнітні.

Рис. 1.13. Азимути напрямків М1, М2, М3 та М4

Внаслідок непаралельності меридіанів на еліпсоїді азимут однієї і тієї ж лінії в різних її точках неоднаковий. Отже відомо, що меридіани внаслідок сферичності Землі паралельні між собою тільки на екваторі. В напрямку до земних полюсів відстань між ними поступово скорочується, а самі меридіани сходяться в точках полюсів. Кути, утворені меридіанами в точках полюсів, називають кутами зближення меридіанів g, скорочено - зближенням меридіанів. Його значення на екваторі дорівнює 0°, а на полюсі – різниці довгот меридіанів, між якими визначається g. Так, для лінії М₁М₂ (рис. 1.14) азимут в точці М₁ дорівнює А₁, в точці М₂ дорівнює А₂. Ос­танній відрізняється від А₁ на величину зближення меридіанів g. Прямий і зворотний азимути (А₁ і А¢₂ на рис. 1.14) однієї і тієї ж лінії в різних її точках М₁ і М₂ відрізняються між собою на 180° + g; вони ж в одній і тій самій точці М₂ (А₂ і А¢₂) різняться на 180°, тобто

А¢₂ = А₁ + 180° + g ; А¢₂ = А₂ + 180°.

Доведено, що

g = (L_M1- L_M2)_* sinφ = ΔL _* sinφ ,

де L_M1 , L_M2 — довгота точок М₁ і М₂, φ — середня широта лінії М₁М₂

Рис.1.14. Азимути і дирекційні кути та їх зв’язок

Проекція Гаусса, в якій створюються топографічні карти, дозволяє використовувати на певній території (зоні) систему плоских прямокутних координат, де абсцисою ХХ слугує середній (осьовий) меридіан зони. В роботі з топографічними картами виникає потреба у визначенні гауссового зближення g_r, тобто кута між географічним меридіаном певної точки на території зони і осьовим меридіаном цієї ж зони (або лінією, паралельною осьовому меридіану, яку можна провести через дану точку).

Магнітний меридіан будь-якої точки земної поверхні зага­лом не збігається з географічним меридіаном цієї точки. Кут, утворений магнітним меридіаном точки з її географічним ме­ридіаном, називають схиленням магнітної стрілки d, скорочено – магнітним схиленням. Схилення (рис. 1.15) може бути східним (додатним) або західним (від'ємним). Зв'язок між географічним А і магнітним А_м азимутами визначається за формулою:

А = А_м + d, А_м = А - d (1.4)

Схилення d змінюється із зміною місця і часу. На території України воно коливається від + 2° до + 6°. Розрізняють добові, річні і вікові зміни схилення. Якщо перші з них відносно малі, то річні та вікові можуть досягати величин у десятки градусів за кілька століть. Схилення змінюється також під впливом магнітних бур, пов'язаних з полярним сяйвом, сонячною активністю. Правильність показань магнітної стрілки порушуюється в районах залягання залізних руд і магнітних аномалій.

Рис. 1.15. Схилення магнітної стрілки

Рис. 1.16. Румби ліній М1, М2,М3, М4 (а); залежність між прямими