Номограмний кіпрегель КН

Основою кіпрегеля є широка лінійка (2) (Рис.136,а) до якої за допомогою двох шарнірів прикріплена допоміжна лінійка (4), яка дозволяє наносити на планшет знімальні точки без перестановки всього приладу.

Допоміжна лінійка має паз, по якому пересувається змінна масштабна лінійка (3) з пуансоном (9) для нанесення знімальних точок.

В колонці приладу прикріплений циліндричний рівень (5) для приведення в горизонтальне положення планшета. Зорова труба дає пряме зображення предметів і обладнана ламаним окуляром, який повертається. Трубу фокусують кремальєрним гвинтом (8). На трубі установлено циліндричний рівень (6), що дозволяє використовувати зорову трубу приладу, як нівелір. За рівнем при вертикальному крузі спостерігають в дзеркало (7). На колонці кіпрегеля (1) (Рис.136,б) закріплена осьова система, на втулці якої закріплено круг, а на осі – зорова труба.

Нижня частина колонки прикріплена гвинтами до основної лінійки приладу.

На колонці розташований навідний гвинт труби (5), суміщений з закріпним гвинтом (8). Крім цього на колонці розташований навідний гвинт (4) і виправний гвинт (3) рівня вертикального круга. Виправний гвинт рівня закривається кришкою (2).

На рис.137 зображено поле зору зорової труби кіпрегеля. Номограмні криві горизонтальних проекцій Д з коефіцієнтами 100 і 200 і криві перевищень, які залежно від кута нахилу мають коефіцієнти “К” ±10, ±20, ±100, видно в полі зору труби при КЛ. В нижній частині поля зору труби розташована початкова (основна) крива, відносно якої беруться відліки по рейці для визначення горизонтальних проекцій і перевищень. Відліки виконують по точках перетину кривих горизонтальної проекції і кривих перевищень з вертикальною віссю середини рейки.

При візуванні на рейку основну криву наводять на нуль рейки, який установлюється за допомогою висувної підставки на висоту приладу. З основною кривою суміщено зображення лімба вертикального круга з оцифруванням градусних поділок. Перед тим, як взяти відлік, бульбашку рівня вертикального круга приводять в нуль-пункт.

Місце нуля МО і кут нахилу u обчислюють за формулами:

;

Горизонтальну проекцію і перевищення по відповідних кривих кіпрегеля визначають за формулами:

d=Дn₁; h=Кn₂ ; h=dtgu

де Д=100, 200 - коефіцієнт віддалеміра; n₁ – відстань по рейці в см від податкової кривої до відповідної кривої горизонтальної проекції.

К – коефіцієнт кривої перевищень; n₂ – відстань по рейці (відлік) в см від початкової кривої до відповідної кривої перевищень.

u – кут нахилу.

В нашому прикладі (Рис.137) горизонтальна проекція

d=36.1 см´100=36.1 м

Перевищення h=12.4 см´(+10)=+1.24 м

h=6.1 см´(+20)=+1.22 м

Кут нахилу u=+1°56¢

h=36.1tg1°56¢=36.1´0.03376=+1.22

33. Система горизонтальних координат небесних світил.

Положення світила на небесній сфері визначається двома сферичними координатами, подібно тому, як розташування точки на земній поверхні визначається широтою і довготою відносно двох взаємно перпендикулярних ліній: екватора та початкового меридіана.

В астрономії користуються трьома системами координат: горизонтною, першою екваторіальною та другою екваторіальною, які відрізняються між собою положенням двох взаємно перпендикулярних великих кругів, прийнятих за початкові.

1. Система горизонтальних координат.

В горизонтній системі за осі координат прийнято круги, пов’язані з точкою спостереження на земній поверхні: небесний горизонт і дійсний меридіан точки спостереження. Положення світила на небесній сфері відносно прийнятих кругів визначається двома горизонтними координатами: висотою та азимутом.

Висотою “ ” світила (Рис.211) називається дуга круга висот від небесного горизонту до даного світила “ ”. Цією дугою вимірюється центральний кут складений площиною небесного горизонту і напрямом на світило. Замість висоти часто користуються зенітною віддаллю світила, тобто дугою , яка доповнює висоту світила до 90°. Очевидно . Азимутом “ ” світила називається дуга небесного горизонту від точки півдня до вертикала даного світила. Величина цієї дуги чисельно рівна сферичному куту або центральному куту . Внаслідок добового обертання небесної сфери висота і азимут світила постійно змінюються.

34.перша система екваторіальних координат н.с

2. Перша система екваторіальних координат.

В першій системі екваторіальних координат за одну із координатних осей приймається та сама лінія, що і в системі горизонтних координат, – астрономічний (дійсний) меридіан точки спостереження, а за другу – небесний екватор. Положення світила на небесній сфері в цій системі визначається схиленням і годинним кутом, Схилення “ ” світила (Рис.2І2) називається дуга круга схилення від небесного екватора до даного світила “ ”. Ця дуга відповідає центральному куту , утвореному площиною небесного екватора і напрямом на світило. Замість схилення світила іноді користуються його полярною віддаллю .

Схилення і полярна віддаль пов’язані між собою рівнянням . Схилення світил відраховують в обидві сторони від екватора. На північ від екватора схилення супроводжують знаком плюс, а на південь від екватора – знаком мінус.

Годинним кутом “ ” світила називається дуга небесного екватора від астрономічного меридіана до круга схилення світила. Величина цієї луги чисельно рівна сферичному куту з вершиною на полюсі світу або центральному куту в центрі небесної сфери. Годинний кут відраховується від південної частини меридіана за ходом годинникової стрілки до круга схилення світила і змінюється від 0° до 360°.

Годинний кут світила постійно міняє свою величину внаслідок добового обертання небесної сфери. Схилення світила залишається постійним (якщо світилом є зірка), тому що його величина не залежить ні від добового обертання небесної сфери, ні від розташування точки спостереження на земній поверхні. Годинний кут світила постійно змінює свою величину пропорціонально часові. Величиною годинного кута користуються при вимірювані часток доби.

Годинні кути в більшості випадків зручно відраховувати не в градусній, а в часовій мірі: ; ; ; .

35.добовий рух світила

Спостерігаючи в даній точні земної поверхні за рухом Сонця і зірок, можна переконатися, що вони кожного дня сходять в східній частині неба досягають свого найвищого положення на небесній сфері і заходять в західному напрямі за горизонт. Найбільша висота підняття світил над горизонтом різна, але для одної і тієї ж. зірки вона в даній точці земної поверхні однакова в усі дні року, а найбільша висота Сонця над горизонтом в різні дні не однакова.

Видимий рух небесних світил обумовлений обертанням Землі навколо своєї осі. Обертання Землі навколо своєї осі відбувається досить рівномірно, і повний оберт відбувається протягом доби. Отже, впродовж однієї доби повний оберт здійснює також небесна сфера, тому рух світил називають добовим. Кожна зірка рухається по своїй добовій паралелі.

Легко помітити, що світила двічі перетинають даний меридіан. Проходження світил через меридіан називають кульмінаціями світил. Розрізняють верхню кульмінацію, коли світило на меридіані знаходиться ближче до зеніту і нижню кульмінацію, коли світило на меридіані найбільше віддалено від зеніту.

Якщо добова паралель світила (Рис.210) знаходиться вище горизонту, то таке світило називається незаходячим (циркумполярне). Якщо добова паралель світила розташована нижче горизонту, то таке світило називається несходячим.

Добова паралель , світила , перетинає лінію горизонту в відповідних двох точках: східна точка називається точкою сходу, а західна – точкою заходу світила.

36. Точки і лінії, пов’язані з розташуванням спостерігача

1. Точки та лінії, пов’язані з розташуванням спостерігача.

Вискова лінія (Рис.208), яка проходить через точку спостереження, перетинає небесну сферу в двох діаметрально протилежних точках: в точці зеніту , яка знаходиться над головою спостерігача, і в точні надиру , яка знаходиться під його ногами. Площина, яка перпенди кулярна до вискової лінії і проходить через центр небесної сфери, називається площиною небесного (дійсного) горизонту, а переріз цією площиною небесної сфери називається небесним (дійсним) горизонтом. Площина , яка проходить через вискову лінію і вісь світу, називається площиною астрономічного, або дійсного, меридіана, а переріз цією площиною небесної сфери – астрономічним, або дійсним, меридіаном точки спостереження.

Очевидно, що кожній точці на земній поверхні відповідає свій меридіан. Площини меридіана і горизонту в перерізі утворюють полудневу лінію . Точки і перетину цієї лінії з небесною сферою називаються точками півночі і півдня.

Площини, які проходять через вискову лінію , називаються вертикальними площинами, а їх переріз з небесною сферою – вертикалами, або кругами висот . Вертикал , площина якого перпендикулярна до площини небесного меридіана, носить назву першого вертикала. Він перетинає горизонт в точках сходу і заходу . По лінії перерізуються три площини: горизонту, екватора і першого вертикала. Перераховані точки, лінії і площини (Рис.208) не беруть участь у видимому добовому обертанні небесної сфери. Вони складають начебто нерухомий каркас, всередині якого обертається небесна сфера.

37. Паралактичний трикутник, його елементи

Якщо на небесній сфері (Рис.218) побудувати круг схилення і вертикал, які проходять через дане світило , то одержимо сферичний трикутник . Сферичний трикутник з вершинами в точках: полюс світу , зеніт місця спостереження і світило спостереження , називається астрономічним або паралактичним трикутником.

Сторонами трикутника є: дуга меридіана ; дуга вертикала – зенітна відстань світила і дуга круга схилення – полярна відстань світила. Кутами трикутника є: – годинний кут світила, , – азимут світила, – паралактичний кут світила.

Згідно до Рис.203 для визначення азимута напряму необхідно знати азимут світила “ ”. Азимут світила можна визначити з розв’язання паралактичного трикутника за формулами сферичної тригонометрії, для цього необхідно знати три будь-які елементи трикутника. Відомими елементами можуть бути:

1. сторона (широту вимірюють по карті); сторона (схилення вибирають із астрономічних таблиць) і сторона (висоту міряють теодолітом)

2. сторона ; сторона і годинний кут світила (його обчислюють за показами годинника під час спостереження світила).

В залежності від способу розв'язання паралактичного трикутника застосовують два способи визначення азимута земного предмета:

1. за висотою світила

за годинним кутом світила

38. Друга система екваторіальних координат небесних світил

2. Друга система екваторіальних координат.

Координати світил можуть бути постійними тільки в тих випадках, коли обидві осі координат беруть участь в добовому обертанні небесної сфери.

Такими осями є небесний екватор і круг схилення точки весняного рівнодення ^ Р₁ (Рис.213). Положення світила на небесній сфері в другій системі екваторіальних координат визначається схиленням і прямим сходженням. Схилення світила “ ” є координатою спільною з першою системою екваторіальних координат.

Прямим сходженням “ ” світила називається дуга небесного екватора ^R від точки весняного рівнодення ^ до круга схилення світила. Величина цієї дуги чисельно рівна сферичному куту ^ з вершиною на полюсі світу або центральному куту ^ з вершиною в центрі небесної сфери.

Пряме сходження, як і годинний кут першої системи екваторіальних координат, вимірюється в часовій мірі. Відлік прямих сходжень світил починається від точки весняного рівнодення в напрямі, протилежному добовому обертанню небесної сфери, тобто проти ходу годинникової стрілки. Так як точка весняного рівнодення ^ небесний екватор і круг схилення світила обертаються разом з небесною сферою, то пряме сходження зірки не змінюється з плином часу або з переміщенням спостерігача. Координати і є постійними величинами для кожної зірки, тому вони даються в астрономічних каталогах, наприклад, в Астрономічному щорічнику. Незначні зміни і зірок обумовлені повільним переміщенням полюса світу і небесного екватора відносно нерухомих зірок.

39. Визначення поправки годинника на момент спостереження

Точність визначення азимута за годинним кутом світила залежить від точності визначення часу спостереження світила. При цьому в показання годинників необхідно вводити поправку “ ”, яку визначають за радіосигналами часу до і після спостереження азимута. Серія звукових сигналів складається із шести точок. В момент подачі шостої точки, яка відповідає початку наступної години, за годинником відраховують секун­ди, а потім хвилини та години. Поправкою годинника “ ” називається різниця між точним значенням часу і показанням годинника в один і той же фізичний момент, тобто

Наприклад, в момент подачі сигналу точного часу годинник, установлений за київським часом, показував . Отже, поправка . Поправка буде додатною, коли годинник запізнюється за часом, і від’ємною, коли він спішить.

Внаслідок нерівномірної роботи механізмів годинників їх поправки будуть постійно змінюватись. Зміна поправки годинника за визначуваний проміжок часу (добу, годину) називається ходом годинника (добовим або годинним). Хід годинника “ ” можна визначити з рівняння

;

де і – поправки годинника, яка відповідає моментам їх визначення і .

При визначенні добового ходу різниця виражається в добах, а годинного ходу – в годинах.

Знаючи хід годинника і поправку на момент можна обчислити поправку , годинника для будь-якого моменту за формулою

Час спостереження, виправлений поправкою годинника визначається за формулою

Наприклад. Спостереження Полярної зірки виконувалось в .Поправка годинника в , а в . Визначити виправлений час спостереження Полярної зірки

Поправка годинника на час спостереження

Виправлений момент спостереження Полярної

40,42. Польові роботи при визначенні азимута за висотою Сонця

Визначення азимута за висотою Сонця застосовують в тих випадках, коли необхідно одержати значення орієнтирних напрямів з середньою квадратичною помилкою і більше. Азимут за висотою Сонця визначають тоді, коли Сонце знаходиться поблизу першого вертикала. Висота Сонця над горизонтом повинна бути не менше 10° і не більше 50°. Сонце спостерігають рано, через півгодини після його сходу, і закінчують спостереження не пізніше 9 год. ранку. Увечері спостереження виконують з 15 год. і закінчують за півгодини до заходу Сонця. Сонце спостерігають через темне скло (світлофільтр), яке прикріплене до окулярної призми, яка прикріплюється на окуляр труби. Перед спостережен­ням теодоліт повинен бути добре вивірений, а стрілки годинника установлюють з точністю до хвилини за сигналами часу, які передаються по радіо.

Перед початком спостережень в польовий журнал (табл.29) записують: дату спостереження, назву напряму, широту і довготу точки спостереження, номер теодоліта, температуру повітря з точністю 5° С, атмосферний тиск з точністю 5 мм рт. ст. і номер прийому.

Спостереження азимута за висотою Сонця, після установлення теодоліта над даною точкою місцевості в робоче положення, виконують в такій послідовності:

1. При КЛ або КП суміщають нуль алідади з нульом лімба горизонтального круга, поворотом лімба і труби візують на місцевий предмет (міру), закріплюють лімб, беруть відліки по горизонтальному кругу і записують їх в журнал.

2. Повертаючи алідаду за азимутом і трубу за висотою, візують на Сонце на верхній (видимий в трубі Рис.219,а) край диска Сонця, з установкою вертикальної нитки “на око” на центр диска Сонця.

Для цього навідним гвинтом труби установлюють горизонтальну нитку так, щоб верхній або нижній край зображення Сонця внаслідок власного руху дотикнувся до неї через декілька секунд. Оставляючи трубу теодоліта нерухомою за висотою, повертаючи навідним гвинтом алідади утримують вертикальну нитку на середині зображення диска Сонця.

В момент дотику диска Сонця з горизонтальною ниткою спостерігач подає команду “час”, а помічник за цією командою бере відлік часу за годинником з точністю до 1 хв. і записує їх в журнал. Крім цього беруть відліки по горизонтальному та вертикальному кругах теодоліта і записують їх в журнал. Перед взяттям відліків по вертикальному кругу бульбашку його рівня виводять в нуль-пункт.

3. Переводять трубу через зеніт і знову при другому крузі (КЛ або КП) візують на Сонце, на нижній край диска Сонця (Рис.219,б). В момент дотику диска Сонця з горизонтальною ниткою беруть і записують відліки часу за годинником і по вертикальному та горизонтальному кругах теодоліта. При такому способі візування на Сонце середнє значення із відліків по горизонтальному і вертикальному кругах будуть відповідати наведенню труби на центр Сонця в середній момент часу .

4. Візують на місцевий предмет, беруть відліки по горизонтальному кругу і записують їх в журнал.

Про нерухомість лімба під час спостереження можна судити за величиною , вона не повинна перевищувати подвійної точності відліку. При переході до наступного прийому спостереження лімб теодоліта переставляють на величину , де – число прийомів.

Після закінчення спостережений Сонця приступають до опрацювання журналу спостережень. Опрацювання журналу (табл.29) полягає в наступному:

1. Обчислюють середнє значення з відліків “ ” по горизонтальному кругу при наведенні на земний предмет і “ ”при наведенні на Сонце.

2. Обчислюють значення горизонтального кута “ ” між напрямами на земний предмет і на центр Сонця

3. Обчислюють середній момент спостереження Сонця

4. Обчислюють середнє значення центра Сонця над горизонтом

5. Визначають поправку за астрономічну рефракцію за висотою Сонця над горизонтом, атмосферним тиском мм і температурою повітря .

Падаючий на поверхню Землі промінь скривлюється внаслідок збільшення густини атмосфери, при цьому рефракційна крива направлена випуклістю вверх. Тому промінь від небесного світила (Рис.220), ідучи до спостерігача в точці на Землі, вступивши в атмосферу, починає весь час збільшувати свою кривизну. Тому виміряна висота світила виявляється перебільшеною на кут “ ” порівняно з висотою “ ” світила, яку ми одержали би при відсутності атмосфери, тому що візирна вісь зорової труби теодоліта направлена за дотичною до кривої в точці спостереження . Кут “ ” називають поправкою за рефракцію або просто рефракцією. Слід враховувати, що два напрями на одне і теж світило “ ” показані паралельними тому, що світило можна прийняти нескінченно віддаленим. Таким чином, явище астрономічної рефракції наче піднімає світило над горизонтом, тому:

, а .

Поправку за рефракцію вибирають із таблиць поправок за рефракцію із Астрономічного щорічника, або обчислюють за формулою:

41. Висота полюса над горизонтом

Уявимо собі земну кулю, на якій в точці знаходиться спостерігач (Рис.217). Довільним радіусом із точки стояння спостерігача побудуємо небесну сферу і, продовживши вискову лінію , одержимо точку зеніту 2 на небесній сфері. Провівши вісь обертання Землі паралельно до неї вісь світу , одержимо північний полюс світу . Побудувавши дотичну до поверхні земної кулі в точні і продовжимо її до перетину з небесною сферою; знайшовши небесний горизонт, одержимо точку півночі і точку півдня . Проведемо екватор Землі іпаралельно до нього небесний екватор . На зображенні земної кулі (Рис.217) кут є широтою точки розташування спостерігача, а на зображенні небесної сфери кут є висотою полюса світу над горизонтом. Ці кути рівні між собою, як кути з взаємно перпендикулярними сторонами , тобто висота полюса світу над горизонтом дорівнює широті точки спостереження, а дуга меридіана між полюсом світу і зенітом точки спостереження

43. Визначення положення точки на планшеті оберненою засічкою при мензульному зніманні.

Планове положення точок місцевості на планшеті визначається графічно, якщо на місцевості і на планшеті є не менше трьох точок місцевості, які нанесені на планшет за координатами.