![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Демин В.М. Авиационная картография лекции
.pdf- 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