Как определить азимут: по компасу, карте и с помощью солнца
Навык определения азимута наиболее востребованным является в сфере туризма для изучения местности и работы с топографическими и контурными картами. Полученные данные позволяют составить наиболее удобный маршрут, с учётом препятствий, обусловленных особенностями ландшафта, и остановок для отдыха. Стоит разобраться какими способами можно определить азимут, чтобы в туристическом походе уверенно ориентироваться на местности.
Что такое азимут
Это термин, применяемый в геодезии для определения угла между выбранной точкой на местности и северным направлением (на компасе 0°). Он равен любому показателю от oт 0 дo 360 градусов. Измеряется азимут по направлению движения часовой стрелки. Встречаются частные случаи исчисления против часовой стрелки. Метод используют астрономы для чтения и создания карт звёздного неба.
Туристы учатся отсчитывать азимут различными способами, так как под рукой может отсутствовать карта. Встречаются случаи, когда фактические данные расходятся с установленным ранее маршрутом, тогда путь к точке назначения узнают по полученным данным.
Для чего нужен расчёт азимута
Некоторые факты об этом понятии вспоминаются с уроков географии и окружающего мира в школе. Для применения знаний на практике требуется более обширно разобрать особенности процесса поиска азимутального угла. Если представление об общем определении что такое азимут в географии имеет практически каждый человек, то туристы применяют расчёты для следующих целей:
- Создание оптимального маршрута для передвижения между точками А и В.
- Выбор ориентиров на местности.
- Способ установления местонахождения туриста, используя данные по координатам 2-х точек.
Те, кто занимаются охотой и лесничеством также знакомы с азами расчёта азимута. В профессиональной деятельности поиск угла между объектом и севером применяется в таких сферах, как:
Представители профессий, часто находящиеся в море, космосе или воздушном пространстве, имеют усовершенствованную технику, но также владеют навыком поиска азимутального угла. Оборудование может дать сбой, а измерить угол можно с помощью нескольких простых подручных приборов из арсенала любого моряка и летчика, благодаря чему можно найти правильное направление движения, устранить ошибки в выбранном маршруте или установить местонахождения судна, самолета без дополнительных приборов.
Виды азимутов
К основным видам относят: истинный или географический и магнитный. Основное отличие между магнитным и географическим азимутом — исходное направление. Если вычисления производятся, отталкиваясь от координат географического меридиана, то это исходный вид. Для получения показателей понадобится план ландшафта и транспортир.
Если за основу берётся магнитный меридиан, то мы получим магнитный азимут. Вычисляют угол с помощью компаса.
В зависимости от необходимого направления в отношении предмета и наблюдателя или двух объектов, азимуты бывают обратными и прямыми. Прямой вид измеряется классическим методом по часовой стрелке. Обратный указывает на расстояние от объекта к точке, где находится наблюдатель.
Важно! Обратный азимут вычисляют, прибавляя 180 к показателям прямого азимута, если число меньше 180° или отнимая 180, если угол превышает 180°.
Различия между магнитным и истинным азимутом
Оба значения зависят от разницы координат географического меридиана и меридиана силовой линии магнитного поля Земли. Последней единице свойственно периодически меняться. Разность между данными показателями называют магнитным склонением. Определяют направление магнитного склонения с помощью компаса. Ориентирование по истинному азимуту имеет погрешности. Разница достигает как несколько метров, так и десятки км.
Путешественнику стоит овладеть навыком перевода показателей истинного меридиана в магнитный и наоборот. Если отклонение происходит на запад, производится вычитание магнитного склонения, а если на восток — суммирование. Эта информация указана на нижней части карты. Так как показатели регулярно меняются, в связи с трансформацией магнитного поля Земли, путешественникам стоит пользоваться новыми картами.
Как определить азимут по компасу
Компас имеется у каждого путешественника. В «полевых» условиях с его помощью можно быстро создать оптимальный маршрут или скорректировать существующий.
На большинстве компасов обозначены градусы у каждой из сторон света. Однако, есть устройства, на которых отметки могут отсутствовать. Туристам стоит запомнить под каким углом относительно севера находятся другие направления:
Для получения корректных данных необходимо знать, как держать устройство. Существует несколько способов, с помощью которых можно определить азимут по магнитному компасу с большой точностью.
Методика центрального захвата
На современном рынке представлены различные модификации магнитных компасов, но рекомендовано для удобства работать с устройством с плоской крышкой. Это поможет с большей точностью определить вектор направления. Такой прибор упрощает процесс работы с картой.
Пластиковую прозрачную подложку располагают в нижней части компаса на одном уровне с устройством. Далее открывают крышку заднего прицела. Важно, чтобы все значения на приборе хорошо просматривались.
Компас покажет корректную информацию, если правильно держать устройство. Правая рука фиксирует прибор в правильном положении. Большой палец расположен на крышке, а остальная часть ладони находится под картой/прибором. Большой палец левой руки лежит между устройством и задним прицелом. Определяют азимутальный угол любого объекта, повернувшись лицом к выбранной точке.
Важно! При использовании компаса необходимо располагать его на уровне солнечного сплетения. Руки разводят в стороны, выбирая правильное положение для устройства.
Методика «компас к щеке»
Этот способ предполагает расположение устройства на уровне кончика носа (щеки). Чтобы найти азимутальный угол, открывают крышку под прямым углом по отношению к циферблату. Задний прицел находится в положении, совпадающем с прицельной нитью, расположенной на крышке устройства. Предмет должен попадать в прицел. Значение, отображённое на устройстве, является азимутальным углом.
В арсенале путешественника находятся металлические предметы, необходимые в маршруте (к примеру, колышки для палатки или лопата). Измеряя азимутальный угол, стоит отложить кладь с железными элементами подальше. Это нужно для исправной работы устройства.
Важно! Высоковольтные линии электропередач воздействуют на магнитное поле земли, становясь причиной неверных показаний по компасу в радиусе действия. Стоит отойти подальше от сети для проведения измерений (минимум на 100 м).
Как определить магнитный азимут
Навык определения магнитного азимута позволит проложить маршрут к выбранному объекту. Для этого нужно выполнить следующие действия:
- путешественник становится лицом к объекту;
- устройство располагается на уровне солнечного сплетения или на вытянутой руке (компас работает исправно на ровной поверхности);
- прибор кладут так, чтобы стрелка совпадала с 0 градусом;
- по центру циферблата размещают спичку или тонкую палочку;
- спичку двигают по циферблату по часовой стрелке пока кончик палочки не укажет на нужный объект;
- полученные значения фиксируют.
Способ подходит и для определения аварийного азимута, координат ориентиров на пути с препятствиями.
Методики определения азимута по карте
В зависимости от наличия оборудования под рукой и обстоятельств, путешественник выбирает подходящий способ определения азимутального угла с помощью карты.
Работа с транспортиром
Определить истинный азимут по транспортиру удастся, придерживаясь следующего алгоритма действий:
- расположите карту на ровной поверхности;
- отметьте исходную точку;
- через точку проведите прямую линию по вертикали;
- вторая точка на карте – объект, чей азимут определяется;
- две точки соединяются с помощью транспортира, изменяется угол между ними, полученные показатели фиксируются.
Поиск азимута с помощью планшетного магнитного компаса
Определить истинный азимут на карте получится с помощью компаса. Лучше выбрать планшетный вариант. С помощью крышки из пластика со значениями получают точные показатели. С этой задачей справится даже начинающий турист:
- Отмечаем на карте две точки (исходную и конечную).
- Пластиковую крышку размещаем параллельно намеченному маршруту.
- На каждой карте нарисована километровая разметка. Линии компаса должны совпадать с сеткой. Для этого прибор вращаем пока не получат нужный результат.
- С помощью данного метода устанавливаем дирекционный угол, который переводим в азимут.
Определение азимута по солнцу
Если у туриста нет допуска к GPS-навигации и компаса под рукой, определить азимутальный угол можно по солнцу.
В полдень светило расположено на юге. Если встать к нему спиной, то впереди будет север, слева — запад, а справа — восток. Теперь с помощью подручных средств создают «циферблат» с градусной сеткой. В этом поможет листок бумаги. Лист сгибают пополам, затем снова и снова до 45 градусов. Затем лист разворачивают и кладут в точку стояния. По месту сгиба определяют угол азимута объекта.
Аварийный азимут
Эта информация необходима в условиях передвижения на местности с препятствиями. Путешественники находят аварийный азимут объектов, служащих как ориентир при отклонении от намеченного маршрута.
Выбирают предмет, расположенный на противоположной стороне по отношению к препятствию. При отсутствии подходящего объекта стоит самостоятельно создать ориентир. Чаще туристы делают насечку на дереве.
Построить маршрут и найти местоположение сегодня можно с помощью гаджетов. В два клика пользователь мобильного устройства может произвести расчёт азимута, но это возможно только при наличии интернета. Так как некоторые территории не покрыты сетью и интернет там работать не будет, вышеописанные способы помогут найти азимутальный угол с помощью подручных средств.
Источник
Азимут и высота солнца над горизонтом
Вычисление азимута и высоты солнца над горизонтом по заданным координатам и времени наблюдения. Возможно как задание координат вручную, так и выбор значения из справочника городов.
Продолжаем тему, начатую статьей Восход и закат солнца.
На повестке дня вычисление азимута солнца и его высоты над горизонтом в любой момент времени в точке с заданными координатами. Азимут мы откладываем от севера по часовой стрелке.
Алгоритм расчета взят отсюда. Описал его какой-то хороший швед. Он старался как мог, но все равно для стороннего человека ничего не понятно. Например, я могу еще понять, как мы переходим от одной системы координат к другой, но понять, почему долгота перигелия солнца вычисляется как
, где d — количество дней от эпохи J2000 — это уже выше моих сил.
Видимо где-то далеко, в башне из слоновой кости, сидят астрономы, и все эти цифры рассчитывают, а потом все остальные смертные их используют. Может быть какой-нибудь астроном когда-нибудь расскажет о том, как это все происходит; пока же пришлось взять на веру все эти магические цифры и воплотить расчет в жизнь. Очевидно, так делает большинство.
Есть несколько книг, которые обычно рекомендуют людям на форумах, когда не хотят отвечать развернуто, типа, «смотри вон там», и я тоже приведу их здесь:
Jean Meeus. Astronomical algorithms
Peter Duffett-Smith. Practical Astronomy with your calculator.
Как и в случае калькуляторов для расчета времени восхода и захода солнца, ниже представлены два калькулятора — первый берет информацию о координатах и часовом поясе из справочника городов, т. е. остается только выбрать город и ввести время наблюдения; а второй позволяет задать координаты и часовой пояс «вручную». Информацию о городах могут добавлять в справочник зарегистрированные пользователи.
Отрицательная высота над горизонтом соответствует темному времени суток — солнце «под» горизонтом. Пересечение с горизонтом утром происходит примерно на азимуте 90 градусов, из чего можно сделать смелый вывод, что солнце восходит все-таки на востоке.
Paul Schlyter (это швед) утверждает, что ошибка в расчетах не превышает одной угловой минуты для дат в диапазоне 1900 – 2100.
Источник
Определение сторон света по Солнцу и часам
Если под рукой не оказалось ни компаса, ни навигатора, а сориентироваться на местности все же нужно, наиболее эффективными способами для определения сторон света, ориентирования карты на местности (например, в лесу), нахождения своего местоположения и определения направления дальнейшего движения могут служить способы ориентирования по небесным светилам — звездам и Луне.
Отдельно мы подробно говорили про ориентирование по Полярной звезде. Сейчас же сконцентрируем наше внимание на способах ориентирования по Солнцу — самой близкой к нам звезде, — а именно на способах ориентирования по Солнцу и часам.
На рассвете Солнце находится на востоке. Следовательно, если стать лицом к нему, то справа будет юг, слева — север, за спиной — Запад.
Как ориентироваться по Солнцу с помощью часов
Мне известно три способа ориентирования по Солнцу и часам. Все эти способы базируются на нескольких аксиомах:
- Солнце встает на востоке и садится на западе, при этом чаще всего точное место восхода и захода отклонено в северную либо южную сторону.
- В середине дня Солнце проходит через прямую, соединяющую северное направление с южным.
- Солнце движется по небесной сфере с угловой скоростью примерно равной 15 градусам в час, то есть в два раза медленнее часовой стрелки часов.
- Если стать лицом на север, то позади окажется юг, справа — восток, слева — запад. Понимая это, можно, зная всего одну сторону света, найти все остальные.
Подробнее об этих и других фактах, а также о том, откуда они взяты и почему работают так, а не иначе, можно прочитать в отдельной статье. Сейчас же предлагаю перейти непосредственно к описанию методов ориентирования.
Способ №1. По ключевым точкам
Данный способ основан на понимании того, что Солнце в 6 часов утра находится приблизительно на востоке, а в 6 часов вечера — приблизительно на западе. Из всех способов ориентирования по Солнцу этот, пожалуй, самый простой.
Этот способ помогает решать и обратную задачу — по положению тени и известным сторонам света определять время.
С 12 часами дня все немного сложнее: в средних и высоких широтах северного полушария в полдень Солнце будет на юге, в средних и высоких широтах южного полушария — на севере. В тропиках и на экваторе в течение года Солнце в полдень может оказаться то на севере, то на юге, а иногда и строго над головой наблюдателя. Подробно этот вопрос мы разбирали здесь…
Исходя из этого, можно более-менее точно узнать расположение сторон света в 6:00, 12:00 и 18:00. Для этого определяется направление на Солнце, делается вывод о стороне света, которая соответствует этому направлению, а затем, зная одну сторону света, находятся все остальные.
Данный метод позволяет быстро сориентироваться на местности, но его главным недостатком является привязка лишь к трем ключевым точкам — моментам времени, когда Солнце примерно совпадает с основными направлениями сторон света. Использовать же его в другие моменты времени не представляется возможным.
Способ №2. По аналоговым часам и Солнцу
Этот способ основан на знании того, что в средних и высоких широтах северного полушария Солнце движется по небосводу по часовой стрелке с угловой скоростью, равной половине от скорости движения часовой стрелки на часах. Это, по сути, — усовершенствованный первый способ.
Чтобы определить стороны света по аналоговым часам и Солнцу, следует придерживаться следующей инструкции:
- Часы располагаются горизонтально. Циферблат должен быть направлен вверх.
- Часы поворачиваются в горизонтальной плоскости так, чтобы часовая стрелка указала на Солнце, а точнее на его проекцию на горизонт.
- От центра циферблата проводится луч так, чтобы он оказался строго между часовой стрелкой и цифрой «12». При этом в утренние часы этот луч будет находиться в промежутке от 6 до 12, а в вечерние — в промежутке от 12 до 6, если смотреть по часовой стрелке. Этот луч и укажет приблизительное направление на юг.
Существует вариация этого метода с использованием спички. Для этого:
- Часы располагаются горизонтально циферблатом вверх.
- Между часовой стрелкой и цифрой «12» на циферблате мысленно отмечается точка.
- Возле этой точки сбоку к корпусу часов прикладывается спичка так, чтобы она была перпендикулярна плоскости циферблата.
- Часы с прислоненной к ним спичкой вращаются в горизонтальной плоскости до тех пор, пока тень от спички не пересечет центр циферблата.
- Луч, проведенный из центра циферблата через цифру «12» укажет приблизительное направление на юг.
Методы с использованием аналоговых часов хорошо будут работать только в том случае, если Солнце в течение дня будет двигаться низко над горизонтом. Чем выше солнечный зенит в конкретном регионе в конкретное время года, тем большую ошибку эти методы будут давать.
Например, они будут прекрасно работать за полярным кругом во время полярного дня, неплохо — в средних широтах в зимний период, и окажутся совершенно непригодными для ориентирования — в летних тропиках и на экваторе.
Кроме того, я не зря указал, что способ ориентирования по Солнцу и аналоговым часам предназначен для северного полушария. В южном полушарии, где Солнце движется справа налево, этот метод ориентирования нужно менять (о том, как это сделать, мы говорили в другой статье). Однако пользоваться им при этом становится сложнее, а значит увеличивается вероятность допущения ошибки. В таких ситуациях лучше применять другой способ, о котором поговорим далее.
Способ №3. По пройденному Солнцем пути
Это мой авторский способ ориентирования, основанный на знании скорости движения Солнца по небосводу. Он был придуман несколько лет назад и показал свою эффективность на практике в условиях различных походов.
Рассмотрим его на примере средних широт северного полушария, где в 12 часов дня Солнце будет находится приблизительно на юге.
Зная время в данный момент, нетяжело определить, сколько часов осталось до 12, или сколько часов прошло после 12 часов дня, то есть того момента, когда Солнце было на юге. Зная положение Солнца в данный момент, скорость и направление его движения по небосводу, можно легко определить, где Солнце окажется или было в 12:00, тем самым определив направление на юг.
Предположим, что в данный момент 8 часов утра. Это значит, что до 12 часов осталось 4 часа. То есть через 4 часа Солнце окажется на юге, сместившись слева направо от положения, в котором находится в данный момент. Определяем расстояние, на которое нужно сместиться Солнцу, чтобы оказаться на юге: 4 часа умножаем на 15 градусов в час — получаем 60 градусов. То есть от того положения Солнца, где оно находится в данный момент времени, нужно отступить вправо угловое расстояние равное 60 градусам — и полученное направление будет соответствовать направлению на юг.
Зная, что на расстоянии 57 см от глаз 1 сантиметр соответствует примерно 1 градусу, можно легко без транспортира найти направление на юг. Выставленный на этом расстоянии кулак с отогнутым в сторону большим пальцем соответствует примерно 15–17 см, то есть 15–17 градусам. Соответственно, четыре таких кулака будут соответствовать примерно 60 градусам.
Конечно, в этом случае было бы удобнее отступить не 60 градусов вправо, определяя юг, а 30 градусов влево, определяя восток: это уменьшило бы ошибку и несколько бы сократило временные затраты. Однако я решил не путать читателя и решил задачу по описанной ранее схеме.
Недостатки у данного способа те же, что и у предыдущего, однако есть и ряд преимуществ. Так, например, не нужны аналоговые часы, то есть часы со стрелками: для этого способа достаточно электронных часов, мобильного телефона или радиоточки, по которой сообщают текущее время. Кроме того, этот метод одинаково удобен для использования, как в северном полушарии, так и в южном.
Пользуясь разобранными сегодня методами, необходимо вносить корректировки, связанные с переводом часов на летнее время. Если этого не сделать, ошибки при ориентировании по Солнцу и часам могут значительно возрасти. Об этом мы рассказывали в отдельной статье.
Также для повышения точности стоит вносить корректировку, связанную с рядом других моментов, которые влияют на отклонение «земного» времени от астрономического. Однако зачастую эти моменты не учитываются, поскольку их влияние на точность метода незначительно, ведь данные методы вообще не претендуют на звание точных.
Не лишним будет также отметить, что ориентироваться по Солнцу можно и без часов, однако именно методы с использованием часов позволяют найти стороны света наиболее быстро, хоть и не всегда точно. Именно благодаря своей скорости данные методы целесообразны в большинстве случаев, поскольку чаще всего скорость является приоритетнее точности.
Тем не менее, это вовсе не отменяет необходимости изучения всех вариантов ориентирования, поскольку ситуации бывают разные, а часы, как и любые сложные механизмы, имеют привычку выходить из строя. Поэтому всегда стоит уметь обходиться без них.
Источник