Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лаби методичка.pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
28.06.2022
Размер:
1.51 Mб
Скачать

Загальні відомості

Трикутники на поверхні еліпсоїда, утворені геодезичними лініями, називаються сфероїдними або еліпсоїдними трикутниками.

При створенні астрономо-геодезичних мереж наземними класичними методами, наприклад методом тріангуляції, довжини сторін сфероїдних трикутників зазвичай не перевищують 60км, тобто менші 0.01R, де R – радіус Землі. Проте в місцях зв’язку геодезичних мереж різних країн чи континентів, в космічних геодезичних побудовах віддалі між пунктами – сторони сфероїдних трикутників – можуть сягати сотень, а то й тисяч кілометрів.

Під поняттям розв’язування сфероїдного трикутника розуміють обчислення його невідомих елементів за заданим положенням трикутника на еліпсоїді і відомими: а) кутами трикутника і однією стороною; б) сторонами трикутника.

Сфероїдні трикутники не розв’язуються із використанням елементарних функцій. Проте малі сфероїдні трикутники, сторони яких довжиною до 240км, можна розв’язувати з відносною похибкою 10-8, як трикутники на кулі радіуса R, рівного середньому радіусу кривини еліпсоїда, обчисленому за середньою широтою Bm розміщення трикутника. Якщо розв’язувати ці трикутники за формулами сферичної тригонометрії, то сторони необхідно виражати в частинах радіуса, тоді як в геодезії вони виражаються в лінійній мірі. У зв’язку з цим в геодезичній практиці застосовують два особливих методи розв’язування малих сферичних трикутників: а) метод сферичних надлишків, що використовує теорему Лежандра, запропонований А.Лежандром в 1787 році; б) метод аддитаментів, запропонований І.Зольднером в 1820 році.

Спрямування обох методів одне: замінити розв’язування сферичного трикутника розв’язуванням відповідного плоского трикутника. Реалізується цей задум суттєво різними прийомами в кожному методі. Поправки за кривину кулі при розв’язуванні сферичних трикутників як плоских враховують: а) введенням поправок в сферичні кути зі збереженням довжин сторін у способі Лежандра; б) введенням поправок у довжини сторін зі збереженням величин кутів у способі аддитаментів.

Теорема Лежандра для малих сферичних трикутників звучить так: якщо сторони плоского і сферичного трикутників відповідно рівні, то кути А111 плоского трикутника рівні кутам Асфсфсф сферичного, зменшеним на одну третину сферичного надлишку ε:

A1

 

 

Aсф

 

 

 

 

 

B

 

 

B

 

 

 

.

(1)

 

сф

 

 

1

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C1

 

 

Cсф

 

 

 

 

Це означає, що малий сферичний трикутник можна розв’язувати як плоский, наприклад, за теоремою сінусів:

a

 

b

 

c

.

(2)

sin A1

sin B1

 

 

 

sin C1

 

Знайдені у такий спосіб сторони плоского трикутника будуть рівні шуканим сторонам сферичного трикутника (рис.).

 

 

B

 

B

 

 

 

 

 

 

 

c

a

c

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

A

b

C A

 

b

C

Рис.

При довжинах сторін трикутників більших ніж 240км їх потрібно розглядати як сфероїдні і для забезпечення точності 0.001” редукції плоских приведених кутів А111 потрібно обчислювати за формулами, що описують розширену теорему Лежандра:

A1

 

A

 

 

 

 

m2

 

 

 

 

 

 

 

2

B1

B

 

 

 

 

 

m

 

3

 

2

 

 

 

 

 

 

 

60 Rm

2

C1

 

C

 

 

 

 

 

m

 

a2

 

 

 

K A

K

 

 

2

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

K B

K .

(3)

 

 

c

2

 

 

12 K

 

 

 

 

 

 

KC

K

 

Розширення теореми Лежандра, якщо порівнювати формули (3) і (1), проявляється власне завдяки появі другого члена в наведених формулах. Він є малою величиною четвертого порядку (тоді як ε - мала величина другого порядку). Треті члени виражають різницю між кутами сфероїдного та сферичного трикутників, що мають відповідно рівні сторони (поправка за сфероїдність).

А. Розв’язування малого сфероїдного трикутника за відомими кутами і стороною

Постановка задачі. Задано (рис.) кути A, B, C сфероїдного трикутника, вихідна сторона b, геодезичні широти BA, BB, BC вершин трикутника і середня широта Bm розміщення трикутника. Необхідно визначити дві інші сторони трикутника.

А.1. Порядок розв’язування малого сфероїдного трикутника за

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

теоремою Лежандра

 

1.

Знайти суму виміряних кутів кутів трикутника

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пр A B C .

(4)

2.

Обчислити сферичний надлишок трикутника за формулою

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

c2 sin A sin B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

(5)

 

 

"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

де f

,

R

 

 

 

 

 

 

 

 

, b і e – параметри еліпсоїда, для еліпсоїда

 

 

2R2

 

(1 e

2 sin 2 B)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Красовського значення цих величин такі: b = 6356863,01877

 

3.

Визначити нев’язку трикутника

 

 

 

 

 

 

 

e2 = 6,693421623*10-3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пр т

A B C (1800 ) .

(6)

4.

Обчислити виправлені кути сферичного трикутника

 

 

 

A '

A

 

 

 

 

 

B '

B

 

 

 

 

C ' C

 

 

 

 

 

 

 

 

3

,

 

 

 

 

 

 

3 ,

 

3 .

(7)

5.

Знайти плоскі приведені кути

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A" A'

 

 

 

, B" B

'

 

 

C " C '

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

.

(8)

 

 

 

3

 

 

 

 

3

3

6.

Обчислити за теоремою синусів довжину невідомих сторін трикутника

 

 

 

 

 

 

 

a

с sin

 

A"

,

 

b

c sin B"

 

(9)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin С"

 

 

 

 

 

 

 

sin C"

 

Приклад розв’язування

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вихідні дані

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Назва

 

 

 

Виміряні

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сферичні кути

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вершини

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

49

 

59

 

 

51,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

51

 

33

 

 

02,51

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

78

 

27

 

 

09,18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bm

 

 

59

 

30

 

 

00

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sab

 

 

 

 

13907,77

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обчислення сферичного надлишку

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Елементи

Числові значення

 

 

 

 

 

 

 

 

 

формул

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

 

 

2,52687E-09

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c2

 

 

1,93426E+08

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ε

 

 

0,490

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розв'язання трикутника за теоремою Лежандра

 

 

 

 

 

 

 

 

Назва

Виміряні

-w/3

Вирівняні

- ε/3,

Вирівняні

Довжини

сферичні кути

сферичні кути

плоскі кути

вершини

0

0

0

сторін, м

 

 

 

 

 

 

 

 

C

49

59

51,20

-0,80

49

59

50,40

-0,16

49

 

59

49,24

13907,770

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

51

33

02,51

-0,80

51

33

01,71

-0,16

51

 

33

01,55

14218,996

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

78

27

09,18

-0,80

78

27

08,38

-0,17

78

 

27

08,21

17788,517

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

180

00

02,89

-2,40

180

00

00,49

-0,49

180

00

00,00

 

ε

 

 

00,49

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

2,40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А.2. Порядок розв’язування малого сфероїдного трикутника за способом адитаментів

Адитамент – це поправка у довжину сторони трикутника, що виражається формулою

As

s3

 

6R2 .

(10)

Пункти 1, 2, 3, 4 аналогічні, як і у вищенаведеній формулі. 5. Визначити адитамент вихідної сторони

Ac

c3

 

.

(11)

6R

2

 

 

 

6. Обчислити наближене значення вихідної сторони

 

c' c Ac .

(12)

7.Знайти, за теоремою синусів, наближені значення довжин невідомих сторін трикутника

Соседние файлы в предмете Вища геодезія