Азимуты, румбы, дирекционные углы и зависимости между ними

При размещении любых сооружений (промышленных и гражданских зданий, сетей инженерных коммуникаций, транспортных устройств и т.п.) необходимо соблюсти такое их взаимное расположение на земной поверхности, которое максимально удовлетворяло бы потребности человека. Например, при расположении зданий учитывают дневную освещенность, преобладающие направления ветров и т.п.

Следовательно, совершенно необходимо уметь устанавливать направления осей сооружений в некоторой определенной системе, при которой имелась бы математическая связь между направлениями отдельных линий местности (например, осей сооружений). Имея на местности направление некоторой линии, можно по известному углу поворота определить направление какой-либо другой линии относительно начальной.

Определение направления линии местности относительно некоторого направления, принятого за начальное, называется ориентированием линий.

В качестве углов, определяющих направление линий, являются истинный и магнитный азимуты, дирекционный угол и румбы (рис. 37).

Рис. 37. Углы ориентирования линий

В геодезии принято за начальное направление считать северное направление меридиана.

Направление истинного (географического) меридиана в выбранной точке земной поверхности определяется при помощи наблюдений положения Солнца или звезд по соответствующим правилам астрономии. Для таких наблюдений нужны соответствующие инструменты, некоторые вспомогательные приспособления, таблицы для вычисления и специальные знания.

Графическим, или истинным, меридианом называется линия пересечения земной поверхности плоскостью, проходящей через ось вращения Земли.

Направление магнитного меридиана и истинного меридиана, как правило, не совпадают и между ними образуется некоторый угол δ, называемый склонением магнитной стрелки (рис.38). Склонение бывает восточное, если северный конец магнитной стрелки уклоняется от направления истинного меридиана к востоку, и западное – если к западу. Восточное склонение имеет знак плюс, западное – минус.

Магнитное склонение в разных пунктах России различно и непостоянно. В течение 400-500 лет склонение изменяется на десятки градусов и переходит с восточного на западное и обратно. Такое изменение склонения называют вековым.

Направление магнитной стрелки изменяется вследствие близкого расположения электролиний высокого напряжения, скопления железа, залежей магнитных руд, а также вследствие магнитных бурь, вызываемых изменением солнечных пятен и северным сиянием. Поэтому пользоваться магнитной стрелкой следует осторожно, чтобы не сделать грубой ошибки в определении направления магнитного меридиана.

Азимутом линии (А) называют угол, отсчитываемый от северного направления меридиана по ходу часовой стрелки до направления данной линии.

Азимуты бывают от 0 до 360⁰.

Для непосредственного измерения истинного азимута линии через ее начальную точку проводят меридиан (параллельно восточной или западной рамке трапеции) и относительно него измеряют азимут.

При съемке небольших площадей разрешается ориентировать линии по магнитному меридиану, направление которого определяется при помощи магнитной стрелки. Свободно подвешенная магнитная стрелка под действием земного магнетизма устанавливается по направлению магнитного меридиана.

Азимут линии, отсчитываемый от истинного меридиана, называют истинным, или географическим, а от магнитного – магнитным.

Рис. 38. Склонение магнитной стрелки и связь между магнитными и истинными азимутами

Азимут прямого направления называется прямым азимутом, обратного направления – обратным азимутом (рис. 39).

Рис. 40. Прямой и обратный азимуты

Румбом (r) называют горизонтальный угол, отсчитываемый от ближнего (северного или южного) направления меридиана до ориентируемой линии. Румбы могут принимать значения от 0 до 90⁰.

Рис. 40. Ориентирование линий относительно истинного меридиана

Направление СЮ меридиана данной точки, направление ЗВ линии экватора и четыре направления от точки Р на точки А, В, С, D земной поверхности. Углы А₁, А₂, А₃, А₄, составленные направлением северной части меридиана и направлением линии PА, PB, PC, PD на местности будут соответственно азимутами этих линий.

Зависимость между азимутами и румбами показана на рисунке 40, а формулы для перехода приведены в таблице 6.

Таблица 6

Четверть	r
I СВ 0…90º	А
II ЮВ 90º…180º	180º- А
III ЮЗ 180º…270º	А- 180º
IV СЗ 270º…360º	360º- А

Дирекционным углом (α) называется горизонтальный угол, отсчитываемый от северного направления осевого меридиана или линии, параллельной ему, по ходу часовой стрелки до данного направления линии в пределах от 0 до 360⁰.

Для измерения дирекционного угла линии через начальную ее точку проводят линию, параллельную оси абсцисс, и непосредственно при этой точке измеряют дирекционный угол. Можно также продолжить линию до пересечения ею ближайшей линии ординат координатной сетки и измерить дирекционный угол в точке пересечения.