Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Демин В.М. Авиационная картография лекции

.pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
6.86 Mб
Скачать

- 80 -

Проинтегрировав исходное выражение (а) в пределах от ^

i

получим:

откуда

• (4.15)

Положим оС = 90 или 270°. Тогда

 

г

при

равенстве знаменателя нулю, так как

г

ет

равняться бесконечности. Равенство же знаменателя нулю возможно только при ШиР01а остается неизменной, локсодромия пре­ вращается в параллель или экватор. Таким образом, меридиан и Эква­ тор являются одновременно ортодромической и локсодромической кри­ выми.

В практике самолетовождения может возникнуть необходимость в

расчете путевого

угла и длины локсодромического пути. Получим не­

обходимые соотношения для решения указанных задач.

Р а с ч е т

д л и н ы

л о к с о д р о м и и .

Из элементарного треугольника АВС (рис.4 .6 ) находим:

- 81 -

R d if> = R d S cosoC ,

 

 

ds

d ip

 

 

 

 

COS<£

 

 

 

После интегрирования в пределах от

^

до

lf2 , А г (от

И1Ш до КПП) получаем:

 

 

 

 

Sлокс

% -

%

 

(4.16)

COSсС

 

 

 

 

 

 

В выражении (4.16) длина локсодромии

имеет

ту

же размерность,

что и разность широт. Чтобы получить ее в километрах, необходимо взять в минутах дуги большого круга и умножить на 1,853:

 

 

( у * - f t /

М

- ' , * «

(4.17)

 

 

COSсС

Полученная формула не дает достаточной точности, когда оС бли­ зок к 90° или 270°, а разность широт близка к нулю. В этом случае

целесообразно оперировать разностью долгот.

 

Обратимся вновь к элементарному треугольнику АВС ,

из которо­

го имеем:

 

 

i d A = R d S sin оС;

 

 

cos у*

(б)

d s = d A

 

sin оС

 

 

 

Принимая во внимание небольшую разность широт при оС,

близких

к 90° и 270°, можно положить

 

 

- 82 -

COSf. = C O S f cp COS

2

После интегрирования выражения (б) в пределах от начальной до конечной точки локсодромического пути получим:

 

 

 

 

 

cos ifcp

 

 

 

S JWKC =

(Л2~ Л ) sirtdC

(4.18)

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

COS 4>cp

 

S угокс [хм]-*,853 (A2- A j -

(4.19)

 

 

 

 

 

 

Sitl cL

 

Р а с ч е т

п у т е в о г о

у г л а

л о к с о д р о м и и .

Приближенную формулу путевого угла локсодромии можно получить

из выражений

(4.16)

и (4 .1 8 ),

приравняв их правые части:

 

% ~ Ч > {

 

\ ~

л ,

 

 

 

СОЗсС

 

Sitl оС

C0S

откуда

 

 

 

 

 

 

 

 

j

,

^2

 

 

 

(4.20)

 

 

 

 

 

 

 

Очевидно, разности координат, входящие в числитель и знамена­ тель правой части последней формулы должны быть выражены в одних и тех же единицах (градусах или минутах дуги).

-

83 -

Точное значение путевого угла следует рассчитывать по формуле

(4 .1 5 ), но в ней разность долгот

взята в радианах, а удоб­

нее брать ее в минутах. Кроме того, расчеты проще выполнять, опе­ рируя не натуральными, а десятичными логарифмами.

Принимая во внимание, что

( у * , ) '

5 7 ,3 - 6 0 ’

а

/tf t

 

 

 

i

 

 

 

 

0,43429

 

 

 

 

 

 

получим:

 

 

 

 

 

 

 

 

( л

г ~ У '

 

57,3

60

 

 

 

0,43 429

 

 

(*•21)

Величина

 

 

 

 

 

 

 

 

 

57,3

 

60

$ty(4S°+

 

0,43 429

 

называется

м е р и д и о н а л ь н о й

( м е р и д и а н н о й )

ч а с т ь ю .

 

 

 

 

 

Для данной широты значения

D в минутах дуги меридиана дают­

ся в специальных таблицах (см.приложение!!! 4 ).

 

Таким образом,

( Л ! -

Ю

(4.22)

 

d2 -

d

 

 

Разность D2~ty • называ0ТСЯ

м е р и д и о н а л ь н о й

( м е р и д и а н н о й )

р а з н о с т ь ю

ш и р о т и

сокращенно записывается МРШ. Поэтому

 

i ьС =

МРШ

(4.23)

При наличии таблиц меридиональных частей расчет путевого угла локсодромии по формуле (4.23) не вызывает затруднений.

§ 15. СРАВНЕНИЕ ОРТОДРОМИЧЕСШГО И ЛОКСОДРОМИЧЕСКОГО ПУТИ

Представляет теоретический и практический интерес сравнение длин ортодромии и локсодромии и боковое уклонение последней от дуги большого круга.

В общем случае путь по локсодромии длиннее пути по ортодромии.

Наибольшая разность длин имеет место, когда локсодромия совпада­

ет с параллелью.

Возьмем на параллели с широтой

точки А и В - на­

чальный и конечный пункты этапа полета (рис.4 .7 ) . Соединим их с

полюсом. Изобразим ортодромию и меридиан, на котором находится

точка вертекса V . Обозначим интересующие нас элементы прямо­

угольного сферического треугольника I^.V А . Беря три элемента, не

лежащие рядом, получим:

- 85 -

АЛ

COS(90

s i n ( 9° ’ ~

( * » ' -

откуда

 

 

 

S „п = 2 R a ve

s i n (si

inn^------^ -coso s f j .

(4 . 24)

орт

 

 

 

Длина локсодромии как дуга параллели А В определится выражением:

л окс R cos if А Л

(4 .25)

Обозначим наибольшую разность

длин на широте f

через Л S

Тогда:

 

 

 

Л S = ВлоксSopm=n[AA

cosf - 2

ate sin (sin^-cosfjj. ( 4 . 2 6 )

При широте if = 0 A S = 0,

так как

на экваторе

ортодромия

совладает с локсодромией. На полюсе обе линии пути обращаются в

 

 

- 86 -

 

точку и 21S также равно

нулю. Это вытекает и из формулы (4.26) при

подстановке в нее значений широт 0 и 90°.

 

Исследования показали,

что при данном значении разности долгот

А Л максимальная величина A S

имеет место только на одной вполне

определенной широте. Ниже

в

табл .4.1 приводятся значения макси­

мальных разностей длин локсодромии и ортодромии для шести значе­

 

ний А Л .

 

Т а б л и ц а

4.1

 

 

АЛ

О О

60°

90°

120°

150°

180°

 

ASmax(XM)

54°30'

15

53°35'

120

52°01'

419

49°31‘

1047

45°49 *

2200

39°32'

4185

Из таблицы видно, что при разности долгот 30°, т .е . при рассто­

яниях примерно до 2000 км, разность длин локсодромии и ортодромии

настолько мала, что практически ею можно пренебрегать.

Определим возможные наибольшие боковые уклонения А ? (рис.4.7) от ортодромической линии пути при полете по локсодромии. Из пря­ моугольного сферического треугольника i ^ V i 4. имеем:

COS-АЛ = c t ^ ( a 0 ° - f ) c t ^ 9 0 ° - ( 9 0 ° - i f - A / ) ]

или

 

 

 

 

d ^ (ip - b A ^ )

cL

GOS

а л

»

2

 

V

 

 

- 87 -

откуда

А £ =0.10

(c tjj'ip COS-^-^-^-if>. (4 .2 7 )

Боковые уклонения л £ [км] , рассчитанные по данной формуле, приведены в табл. 4 .2 .Очевидно, конкретная тактическая и навига­ ционная обстановка обусловят допустимые значения А £ , которыми при выборе типа маршрута придется руководствоваться.

Т а б л и ц а 4 .2

10°

20°

 

о

о

 

о

о

 

о

о

Л1

о

 

о

ко

 

45°

60°

75°

12°

10

7

48

42

24

НО

94

55

203

169

96

313

264

150

456

381

215

Боковое уклонение а £ локсодромии от линии кратчайшего пути в большинстве случаев следует учитывать, поскольку оно может дости­ гать десятков и сотен километров. Если маршрут проложен по орто­ дромии, а фактически выполняется полет по локсодромическому пути, намеченные для конкретных определений ориентиры за счет уклонения

А £

могут оказаться за

пределами видимости с данной высоты поле­

та,

а летательный аппарат

может войти в запретные зоны.

§ 16. ЛИНИЯ РАВНЫХ АЗИМУТОВ

Линия равных азимутов (ЛРА) представляет собой такую линию, во всех точках которой угол меаду меридианом самолета и ортодромичес-

- 88 -

кии направлением на наземную радиостанцию имеет одну и ту хе вели­ чину, равную П - истинному пеленгу радиостанции (р и с .4 .8 ). Она находит применение в самолетовождении при определении места само­ лета по пеленгам наземных радиостанций, измеренным с самолета с по­ мощью радиокомпаса, а также при определении места астрономически­ ми методами по высоте и азимуту светила. В последнем случае в каж­ дой точке ЛРА постоянной величиной будет азимут географического места светила.

Рис. 4.Я

Уравнение линии равных азимутов на сфере имеет вид:

Это уравнение есть не что иное, как формула направления 'орто-

молета, и Л т - координаты радиостанции, II - пеленг (ази­ мут) радиос*анции, являющийся для данной линии постоянной величи­ ной. Таким образом, выражение (4.28) связывает координаты и пеленг радиостанции с текущими сферическими координатами самолета и поэто­ му является уравнением линии положения.

В результате выполненных исследований установлено, что рассмат­ риваемые линии положения на поверхности земной сферы представляют

собой весьма сложные кривые,

называемые в математике п р о ­

с т р а н с т в е н н ы м и

л е м н и с к а т а м и .

- 89 -

Рис 4.9

Вид линий равных азимутов на сфере показан на рис.4.9 для слу­ чая, когда радиостанция Т находится на северной параллели 20° и на восточной меридиане полушария, обращенного к читателю.

Аг^лиз уравнения ЛРА позволяет сформулировать следующие ее свойства.

а) Все линии равных азимутов вне зависимости от величины пе­ ленга обязательно проходят через четыре характерные точки на по­ верхности земной сферы - место радиостанции Т (рис.4 .9 ), диамет­ рально противоположную точку (антипод) радиостанции Т и сфери­ ческие полюса.

б) Экватор пересекают только те ЛРА, у которых пеленг меныш или равен дополнению до 90° широты радиостанции, т .е .П — 9 0 ° - ^ .

в) Каждая линия равных азимутов состоит из двух ветвей (рис.4 .9 ) Если П < 90° - <рт , то одна ветвь ЛРА проходит от радиостан­