1. Приближенные вычисления. Соотношение между угловой и радиальной мерами измерения углов и длинами дуг.

Приближённые вычисления, вычисления, в которых данные и результат (или по крайней мере только результат) являются числами, лишь приближённо представляющими истинные значения соответствующих величин. П. в. возникают в связи с численным решением задач и обусловлены неточностями, которые присущи формулировке задачи и способам её решения. Общие правила и теорию методов П. в. принято называть численными методами.Обозначение единиц измерения плоского угла:

градус- «°»;минута - «’»;секунда - «"».

Соотношение между угловыми единицами:

1° = 1/360 полного оборота = 2Π/З60 рад = 0,017453 рад;

1’ = 1/60° = Π/108*10^-2 рад = 0,000 291 рад;1’’ = 1/60’’ = Π/648*10^-3 рад = 0,000 005 рад.

2)Тригонометрические функции малых углов.

Пусть a будет какой-нибудь острый угол. Возьмём на одной из его сторон произвольную точку и опустим из неё перпендикуляр на другую сторону угла. Тогда мы получим прямоугольный треугольник. Возьмём отношения сторон этого треугольника попарно, а именно:1) отношение катета, противолежащего углу, к гипотенузе,

2) отношение катета, прилежащего углу, к гипотенузе,

3) отношение катета, противолежащего углу, к катету прилежащему,и обратные им отношения.

Величина каждого из этих отношений не зависит от положения точки на стороне угла.Все указанные отношения называются тригонометрическими функциями. Чаще других отношений берутся следующие четыре:

1) отношение катета, противолежащего углу a, к гипотенузе называется синусом угла a и обозначается sin(a),2) отношение катета, прилежащего углу a, к гипотенузе называется косинусом угла a и обозначается соs(a),3) отношение катета, противолежащего углу a, к катету прилежащему называется тангенсом угла a и обозначается tg(a),4) отношение катета, прилежащего углу a, к катету противолежащему называется котангенсом угла a и обозначается сtg(a).Так как каждый из двух катетов меньше гипотенузы, то синус и косинус каждого угла есть число меньшее единицы. Зависимости между тригонометрическими функциями одного и того же угла. Простейшие из этих зависимостей следующие четыре:

;;;

3)Элементы сферической тригонометрии

Сферическая тригонометрия занимается изучением соотношений между сторонами и углами сферических треугольников (например, на поверхности Земли и на небесной сфере).Сферические треугольники. На поверхности шара кратчайшее расстояние между двумя точками измеряется вдоль окружности большого круга, т. е. окружности, плоскость которой проходит через центр шара. Вершины сферического треугольника являются точками пересечения трех лучей, выходящих из центра шара и сферической поверхности. Сторонами a, b, c сферического треугольника называют те углы между лучами, которые меньше 180 (если один из этих углов равен 180, то сферический треугольник вырождается в полуокружность большого круга). Каждой стороне треугольника соответствует дуга большого круга на поверхности шара (см. рисунок).

Углы A, B, C сферического треугольника, противолежащие сторонам a, b, c соответственно, представляют собой, по определению, меньшие, чем 180, углы между дугами больших кругов, соответствующими сторонам треугольника, или углы между плоскостями, определяемыми данными лучами.Геометрия на поверхности шара является неевклидовой; в каждом сферическом треугольнике сумма сторон заключена между 0 и 360, сумма углов заключена между 180 и 540. В каждом сферическом треугольнике против большей стороны лежит больший угол. Сумма любых двух сторон больше третьей стороны, сумма любых двух углов меньше, чем 180 плюс третий угол.Сферический треугольник единственным образом определяется (с точностью до преобразования симметрии):1) тремя сторонами, 2) тремя углами, 3) двумя сторонами и заключенным между ними углом, 4) стороной и двумя прилежащими к ней углами.

4)Формула косинуса стороны.

Формула косинуса стороны связывает три стороны и один из углов сферического треугольника. Удобна для нахождения неизвестного угла или стороны, противолежащей этому углу, и читается следующим образом: «в сферическом треугольнике косинус стороны равен произведению косину­сов двух других сторон плюс произведение синусов этих сторон на косинус угла между ними»

5)Формула косинуса угла и синусов

Формула косинуса угла связывает три угла и сторону сферического тре­угольника, удобна для нахождения неизвестной стороны или угла, противо­лежащего этой стороне, и читается так: «косинус угла сферического тре­угольника равен отрицательному произведению косинусов двух других углов плюс произведение синусов этих углов на косинус стороны между ними».;

С*sinA=a*sinc;

6)Формулы пяти элементов и котангенсов.

Формула котангенсов (4-х рядом лежащих элементов) связывает 4 ря­дом лежащих элемента, используется для нахождения крайних элементов и читается следующим образом: "произведение котангенса крайнего угла на синус среднего угла равно произведению котангенса крайней стороны на си­нус средней стороны минус произведение косинусов средних элементов ".

; SINb*COSА=cosa*sinc-sina*cosc*cosB

Синус сторон х на косинус прилежащего угла равен произведению косинуса стороны на синус 3-ей стороны минус произведению синуса противолежащей стороны на косинус 3-ей стороны и на косинус угла между ними.

7) Решение прямоугольных сферических треугольников. Правило Модюи-Непера. Дополнительные формулы для решение косоугольных сферических треугольников.

Прямоугольным называется такой сферический треугольник, у которого один из углов равен 90°. Прямоугольные сферические треугольники более рационально решать по правилам Модюи-Непера:в прямоугольном сферическом треугольнике косинус любого среднего элемента равен произведению котангенсов крайних смежных с ним элемен­тов; косинус отдельно лежащего элемента сферического треугольника равен произведению синусов двух не смежных с ним рядом лежащих элемен­тов. Примечание: в обоих правилах принято, что катеты лежат рядом друг с другом и что вместо катетов надо брать их дополнения до 90°, изменяя соот­ветственно наименования тригонометрических функций.

8)Фигура и размеры Земли.

Земля представляет собой неправильной формы шар. Длина его экваториального радиуса равна 6 378 245 м. а полярного—6 356 863 м. Как видно, экваториальный диаметр Земли длиннее полярного примерно на 42,8 км. Если изобразить отклонение формы Земли от шара на глобусе с поперечником в 1 м по экватору, то его полярная ось будет короче экваториальной на 3,35 мм. Фигура Земли имеет форму геоида, что переводится как «землеподобный». Геоидом называется фигура, ограничивающая невозмущённую поверхность уровня мирового океана, мысленно проходит под материками и островами, таким образом, что она в каждой своей точке перпендикулярна отвесной линии и имеющая неправильную геометрическую форму. Геометрия геоида очень сложна, поэтому вместо геоида при решении штурманских задач ис­пользуют более простые модели Земли: эллипсоид вращения, сферу, карту. Размеры референц-эллипсоида Красовского: большая полуось а=6378245 м; в=6356863 м; полярное сжатие а=(а-в)/а=1/298,3; экс­центриситет е=0,0818;R=6371110м.

9)Основные элементы на поверхности небесной сферы и земного сфероида.

Плоскость истинного меридиана наблюдателя пересекается с плоскостью истинного горизонта по линии N — S, которая называется полуденной линией, так как в этой плоскости Солнце бывает точно в полдень.

Вертикальную плоскость, проходящую через глаз наблюдателя перпендикулярно плоскости истинного меридиана наблюдателя, называют плоскостью первого вертикала (плоскость 3). Она пересекается с плоскостью истинного горизонта наблюдателя по линии Ost—W. Таким образом, пересечение взаимно перпендикулярных плоскостей истинного меридиана наблюдателя и первого вертикала дает четыре главные линии на плоскости истинного горизонта наблюдателя, которые указывают на главные точки горизонта: N, S, Ost и W. Если наблюдатель станет лицом к северу, то за спиной у него будет юг, справа—восток, слева—запад. Линии N—S, Ost—W в любой точке земной поверхности (кроме полюсов) занимают вполне определенное положение. Направления N, S, Ost и W называют главными направлениями, или главными румбами, которые делят истинный горизонт на четыре четверти: NOst— северо-восточную, SOst — юго-восточную, SW—юго-западную и NW—северозападную. Каждая четверть делится на 8 румбов, а весь горизонт—на 32 румба.Основные географические точки, линии и круги на земном шаре.Земля непрерывно вращается в направлении с запада на восток. Диаметр, вокруг которого происходит это вращение, называется осью вращения Земли.Земля непрерывно вращается в направлении с запада на восток. Диаметр, вокруг которого происходит это вращение, называется осью вращения Земли.

Эта ось пересекается с поверхностью Земли в двух точках, которые называются географическими полюсами: один Северным (С), а другой Южным (Ю). Северным называется тот полюс, в котором, если смотреть на него сверху, вращение Земли направлено против хода часовой стрелки. Противоположный полюс называется Южным.

Через любую точку на земном шаре можно провести бесчисленное множество больших и малых кругов.Большим называется круг, образованный на земной поверхности плоскостью сечения, проходящей через центр Земли. Малым называется круг, образованный на земной поверхности плоскостью сечения, не проходящей через центр Земли. Большой круг, плоскость которого перпендикулярна оси вращения Земли, называется экватором. Экватор делит земной шар на Северное и Южное полушария. Малый круг, плоскость которого параллельна плоскости экватора, называется параллелью. Через каждую точку на земной поверхности можно провести только, одну параллель, которая называется параллелью места. Большой круг, проходящий через полюсы Земли, называется географическим, или истинным меридианом. Через каждую точку на земной поверхности, кроме полюсов, можно провести только один меридиан, который называется меридианом места. Меридиан, проходящий через Гринвичскую астрономическую обсерваторию, находящуюся в Англии вблизи Лондона, принят по международному соглашению в качестве начального меридиана.Начальный меридиан делит земной шар на Восточное и Западное полушария. Плоскость экватора и плоскость начального меридиана являются основными плоскостями, от которых производится отсчет географических координат.