[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2497076C1 - Method to determine astronomic azimuth and latitude by unknown stars - Google Patents

Method to determine astronomic azimuth and latitude by unknown stars Download PDF

Info

Publication number
RU2497076C1
RU2497076C1 RU2012123031/28A RU2012123031A RU2497076C1 RU 2497076 C1 RU2497076 C1 RU 2497076C1 RU 2012123031/28 A RU2012123031/28 A RU 2012123031/28A RU 2012123031 A RU2012123031 A RU 2012123031A RU 2497076 C1 RU2497076 C1 RU 2497076C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cos
sin
azimuth
theodolite
latitude
Prior art date
Application number
RU2012123031/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Садукович Пандул
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный"
Priority to RU2012123031/28A priority Critical patent/RU2497076C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2497076C1 publication Critical patent/RU2497076C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Telescopes (AREA)

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: method to determine astronomic azimuth and latitude by unknown stars includes measurement of zenith distances of the observed unknown star with a theodolite, as well as of horizontal directions at it and at an earth object, calculation of the north place and azimuth as the difference of the horizontal direction at the earth object and the north place. Measurements with the theodolite are carried out four times via time intervals of not more than 60 min., and the north place is calculated in accordance with the formula: tg MN=A/B, and width is determined twice in accordance with the formulae: tg φ=[sin z2 cos(N2-MN)-sin z1(N1-MN]:(cos z1-z2. tg φ=[sin z4 cos (N4-MN)-sin z3(N3-MN)]:(cos z3-z4).
EFFECT: expansion of functional capabilities and increased accuracy of joint determination of azimuth and latitude.
4 dwg

Description

Изобретение относится к области астрономо-геодезических измерений и может быть использовано для определения по звездам астрономических азимутов направлений на земные ориентиры для решения разнообразных задач инженерной геодезии.The invention relates to the field of astronomical and geodetic measurements and can be used to determine the direction of landmarks by astronomical azimuths from stars to solve various problems of engineering geodesy.

Известен способ определения азимута земного предмета (Колесниченко А.Е. Астрономическое определение азимута земного предмета. Артиллерийский журнал, №6, стр.24-28, 1951 г.), включающий измерение зенитные расстояния одной и той же звезды дважды через небольшой промежуток времени. Зная широту места, находят азимут а звезды в момент ее наблюдения по формуле:A known method for determining the azimuth of an earthly object (Kolesnichenko AE Astronomical determination of the azimuth of an earthly object. Artillery Journal, No. 6, pp. 24-28, 1951), including measuring the zenith distances of the same star twice after a short period of time. Knowing the latitude of the place, they find the azimuth and the stars at the time of its observation by the formula:

A=O-N,A = O-N,

где О - среднее значение направления на звезду,where O is the average value of the direction to the star,

N=C0-b0+Θ,N = C 0 -b 0 + Θ,

здесь С0 - средний отсчет по горизонтальному кругу на звезду.here C 0 is the average count in a horizontal circle on a star.

b0=arc tg[ΔZ0/(tg Z0 tg ΔC0)],b 0 = arc tg [ΔZ 0 / (tg Z 0 tg ΔC 0 )],

Θ=arc sin[(tg φ tg Z0 sin b0)/cos C0],Θ = arc sin [(tg φ tg Z 0 sin b 0 ) / cos C 0 ],

ΔZ0=(Z2-Z1)/2; Z0=(Z2+Z1)/2;ΔZ 0 = (Z 2 -Z 1 ) / 2; Z 0 = (Z 2 + Z 1 ) / 2;

ΔC0=(C2-C1)/2.ΔC 0 = (C 2 -C 1 ) / 2.

Точность определения азимута зависит от точности угловых измерений теодолитом и точности знания широты места наблюдения.The accuracy of determining the azimuth depends on the accuracy of the angular measurements by theodolite and the accuracy of the knowledge of the latitude of the observation site.

Недостатком является необходимость знание географической широты места стояния теодолита.The disadvantage is the need for knowledge of the geographical latitude of the theodolite.

Известен способ определения азимута по неизвестной звезде (Колесниченко А.Е., Трофименко В.Т. О точности определения азимута по неизвестной звезде. Геодезия и картография, №6, стр.14-17, 1988 г.), включающий измерение дважды через небольшой промежуток времени зенитных расстояний и направлений на одну и ту же неизвестную звезду. Азимут А местного предмета вычисляют по формуле:There is a method of determining azimuth by an unknown star (Kolesnichenko A.E., Trofimenko VT. On the accuracy of determining azimuth by an unknown star. Geodesy and cartography, No. 6, pp. 14-17, 1988), including measurement twice through a small time span of zenith distances and directions to the same unknown star. Azimuth A of a local subject is calculated by the formula:

А=М-MN,A = M-M N ,

где М - отсчет по горизонтальному кругу на земной предмет,where M is the countdown in a horizontal circle on an earthly object,

MN - место севера.M N - place of the north.

MN=Θ-b+N0,M N = Θ-b + N 0 ,

где Θ=arc sin[(tg φ tg z0 sin b cos ΔN)/2],where Θ = arc sin [(tg φ tg z 0 sin b cos ΔN) / 2],

b=arc ctg[(tg z0 ctg Δz tg ΔN)/2],b = arc ctg [(tg z 0 ctg Δz tg ΔN) / 2],

где z0 и Δz - полусумма и разность зенитных расстояний z2 и z1;where z 0 and Δz are the half-sum and the difference of the zenith distances z 2 and z 1 ;

N0 и ΔN - полусумма и разность направлений на звезду.N 0 and ΔN are the half-sum and the difference of directions to the star.

Широта места снимается с топографической карты. Недостатком способа является предварительное знание широты места.The latitude of the place is removed from the topographic map. The disadvantage of this method is a preliminary knowledge of the latitude of the place.

Известен способ определения широты и азимута по звезде с неизвестными координатами (Пандул И.С. Определение широты и азимута без помощи хронометра по звезде с неизвестными координатами. // Сб. «Записки горного института», том 156, СПГГИ, 2004 г., с.225-228), принятый за прототип. Азимут, отсчитываемый от точки севера, и широту определяют по 4-кратным измерениям зенитных расстояний одной и той же неизвестной звезды, горизонтальных направлений на нее и по измерению разности часовых углов с помощью среднего секундомера. Способ включает помимо измерения горизонтальных направлений и зенитных расстояний, замеры разности часовых углов звезды с помощью секундомера. Знание широты места наблюдателя не требуется. Азимут А вычисляют по формуламThere is a method of determining latitude and azimuth from a star with unknown coordinates (Pandul I.S. Determination of latitude and azimuth without a chronometer from a star with unknown coordinates. // Sat. "Notes of the Mining Institute", volume 156, SPGGI, 2004, p. .225-228), adopted as a prototype. The azimuth, measured from the north point, and latitude are determined by 4-fold measurements of the zenith distances of the same unknown star, horizontal directions to it and by measuring the difference in hour angles using an average stopwatch. The method includes, in addition to measuring horizontal directions and zenith distances, measuring the difference in the hour angles of a star using a stopwatch. Knowledge of the latitude of the observer’s position is not required. Azimuth A is calculated by the formulas

A=N0-MN,A = N 0 -M N ,

где N0 - горизонтальное направление на земной предмет,where N 0 is the horizontal direction to the earthly object,

MN - место севера, соответствующее направлению меридиана на местности,M N - place of the north corresponding to the direction of the meridian on the ground,

MN=N1-A1,M N = N 1 -A 1 ,

где N1 - измеренное теодолитом горизонтальное направление на первую точку суточной параллели некоторой звезды,where N 1 - measured by theodolite horizontal direction to the first point of the diurnal parallel of a star,

А1=arc cos[(sin δ - sin φ cos z1): sin z1 cos φ],And 1 = arc cos [(sin δ - sin φ cos z 1 ): sin z 1 cos φ],

где δ=arc sin(sin φ cos z1 + cos φ sin z1 cos A1),where δ = arc sin (sin φ cos z 1 + cos φ sin z 1 cos A 1 ),

φ=arc sin(cos z2 sin δ + sin z2 cos δ cos q2),φ = arc sin (cos z 2 sin δ + sin z 2 cos δ cos q 2 ),

q2 - параллактический угол второго параллактического треугольника.q 2 is the parallactic angle of the second parallactic triangle.

Недостатком способа является значительное снижение точности определяемого азимута за счет одновременного применения теодолита и секундомера. Способ пригоден только для грубых определений.The disadvantage of this method is a significant decrease in the accuracy of the determined azimuth due to the simultaneous use of theodolite and stopwatch. The method is only suitable for rough definitions.

Техническим результатом предлагаемого способа является расширение возможностей и повышение точности совместного определения азимута и широты.The technical result of the proposed method is to expand the capabilities and improve the accuracy of the joint determination of azimuth and latitude.

Технический результат достигается тем, что в способе определения астрономического азимута на земной предмет и его широты, включающем измерение теодолитом зенитных расстояний наблюдаемой неизвестной звезды и горизонтальных направлений на нее и на земной предмет без применения секундомера, вычисление места севера и азимута как разности горизонтального направления на земной предмет и места севера, измерения теодолитом проводят четырехкратно через промежутки времени не более 60 мин, и место севера вычисляют по формуле:The technical result is achieved by the fact that in the method for determining the astronomical azimuth to an earthly object and its latitude, including theodolite measuring the zenith distances of an observable unknown star and horizontal directions to it and to an earthly object without using a stopwatch, calculating the north and azimuth as the difference of the horizontal direction to the earth the subject and places of the north, theodolite measurements are carried out four times at intervals of no more than 60 minutes, and the place of the north is calculated by the formula:

tg MN=А/В,tg M N = A / B,

где А и В вычисляют по формулам:where A and B are calculated by the formulas:

А=-b cos N1 + a cos N2 + d cos N3 - с cos N4,A = -b cos N 1 + a cos N 2 + d cos N 3 - with cos N 4 ,

В=+b sin N1 - a sin N2 - d sin N3 + с sin N4,B = + b sin N 1 - a sin N 2 - d sin N 3 + with sin N 4 ,

где коэффициенты а, b, с, d вычисляют по формулам:where the coefficients a, b, c, d are calculated by the formulas:

а=sin z2:(cos z1-z2);a = sin z 2 : (cos z 1 -z 2 );

b=sin z1:(cos z1-z2);b = sin z 1 : (cos z 1 -z 2 );

c=sin z4:(cos z3-z4);c = sin z 4 : (cos z 3 -z 4 );

d=sin z3:(cos z3-z4);d = sin z 3 : (cos z 3 -z 4 );

где N1, N2, N3, N4 - горизонтальные направления на наблюдаемую неизвестную звезду в четырех точках ее суточной параллели, измеренные по горизонтальному кругу теодолита,where N 1 , N 2 , N 3 , N 4 are the horizontal directions to the observable unknown star at four points of its diurnal parallel, measured along the horizontal circle of the theodolite,

z1, z2, z3 z4 - зенитные расстояния в четырех точках суточной параллели наблюдаемой неизвестной звезды, определяемые по формуле, соответствующей данному типу теодолита, по данным вертикального круга теодолита, а широту определяют дважды по формулам:z 1 , z 2 , z 3 z 4 - zenith distances at four points of the diurnal parallel of the observed unknown star, determined by the formula corresponding to this type of theodolite, according to the vertical circle of the theodolite, and latitude is determined twice by the formulas:

tg φ=[sin z2 cos (N2-MN)-sin z1(N1-MN)]:(cos z1-z2),tg φ = [sin z 2 cos (N 2 -M N ) -sin z 1 (N 1 -M N )] :( cos z 1 -z 2 ),

tg φ=[sin z4 cos (N4-MN)-sin z3(N3-MN)]:(cos z3-z4).tg φ = [sin z 4 cos (N 4 -M N ) -sin z 3 (N 3 -M N )] :( cos z 3 -z 4 ).

Для обоснования и вывода формулы для определения астрономического азимута земного предмета воспользуемся фиг.1, где представлен параллактический треугольник светила σ1. Пусть теодолитом измерены через определенный промежуток времени горизонтальные направления N1 и N2, и зенитные расстояния z1 и z2 двух точек суточной параллели некоторой звезды.To justify and derive the formula for determining the astronomical azimuth of an earthly object, we use Fig. 1, where the parallactic triangle of the luminary σ 1 is represented. Let the horizontal directions N 1 and N 2 and zenith distances z 1 and z 2 of two points of the diurnal parallel of some star be measured with a theodolite after a certain period of time.

cos Δ = cos z 1 sin ϕ + sin z 1 cos ϕ cos ( N 1 M N ) ( 1 )

Figure 00000001
cos Δ = cos z one sin ϕ + sin z one cos ϕ cos ( N one - M N ) ( one )
Figure 00000001

Здесь MN - место севера, Δ - полярное расстояние, Δ=90°-δ.Here M N is the place of the north, Δ is the polar distance, Δ = 90 ° -δ.

Figure 00000002
Figure 00000002

cos M N A = sin M N B . О т к у д а t g M N = A / B . ( 9 )

Figure 00000003
cos M N A = sin M N B . ABOUT t to at d but t g M N = A / B . ( 9 )
Figure 00000003

Зная место севера, всегда легко получить астрономический азимут направления на земной предметKnowing the place of the north, it is always easy to get the astronomical azimuth of direction to an earthly object

A = N 0 M N , ( 10 )

Figure 00000004
A = N 0 - M N , ( 10 )
Figure 00000004

где N0 - горизонтальное направление на земной предмет.where N 0 is the horizontal direction to the earthly object.

Широту определяют по формулам (4) и (5).Latitude is determined by formulas (4) and (5).

Сходимость широт φ вычисленных по формулам (4) и (5) служит контролем вычислений. Формулами (9-10) следует пользоваться при определении искомого азимута. Формулы легко программируются с помощью стандартной программы Mathcad и вычисления выполненных наблюдений занимают совсем мало времени.The convergence of latitudes φ calculated by formulas (4) and (5) serves as a control of calculations. Formulas (9-10) should be used in determining the desired azimuth. The formulas are easily programmed using the standard Mathcad program and it takes very little time to calculate the observations made.

Способ осуществляют следующим образом. Выбирают звезду в западной или восточной части неба. Наблюдения восточной звезды следует начинать, а западной - заканчивать невысоко над горизонтом. Наблюдают любую звезду, заметную и легко опознаваемую для повторных наблюдений. Чтобы не потерять выбранную звезду, ее надо гидировать, удерживая все время в поле зрения грубы теодолита. Звезда должна быть не ближе 35° к меридиану наблюдателя, для чего теодолит следует грубо ориентировать в меридиане по компасу или на глаз. Измеренное зенитное расстояние отягощено приборными погрешностями, ошибкой наведения на звезду и ошибкой определения астрономической рефракции. Для уменьшения влияния ошибки рефракции следует наблюдать звезду, если ее зенитное расстояние менее 80°. Для учета астрономической рефракции в каждом приеме необходимо измерять температуру t°С и атмосферное давление воздуха В (в мм рт.ст.).The method is as follows. Choose a star in the western or eastern part of the sky. Observations of the eastern star should begin, and the western - end low above the horizon. Observe any star that is noticeable and easily identifiable for repeated observations. In order not to lose the selected star, it must be hydrated, keeping the rough theodolite in sight all the time. The star should be no closer than 35 ° to the observer’s meridian, for which theodolite should be roughly oriented in the meridian by compass or by eye. The measured zenith distance is burdened by instrumental errors, a pointing error at a star, and an error in determining astronomical refraction. To reduce the effect of refraction error, a star should be observed if its zenith distance is less than 80 °. To account for astronomical refraction in each technique, it is necessary to measure the temperature t ° C and atmospheric air pressure B (in mm Hg).

Порядок наблюдений следующий. Для наблюдений используют теодолит (желательно с накладным уровнем), наружный термометр, барометр-анероид, карманный фонарик и световая визирная цель. Для обеспечения устойчивости теодолита ножки штатива следует устанавливать на кирпичи или вбитые в землю колья.The observation order is as follows. For observations, use theodolite (preferably with an overhead level), an outdoor thermometer, aneroid barometer, a flashlight and a light target. To ensure theodolite stability, the legs of the tripod should be installed on bricks or stakes driven into the ground.

Первый полуприем - круг лево (круг право):The first half-reception is the circle to the left (circle to the right):

1) визирование на земной предмет: отсчеты N0 по горизонтальному и Л, П по вертикальному кругам (при двух положениях вертикального круга). Перед каждым отсчетом по вертикальному кругу пузырек уровня при алидаде вертикального круга приводят в нульпункт;1) sighting on an earthly object: readings N 0 in horizontal and L, P in vertical circles (with two positions of the vertical circle). Before each countdown in a vertical circle, the level bubble in the alidade of the vertical circle is brought to the nulpunk;

2) визирование на звезду и взятием отсчетов N1 по горизонтальному и Л1 по вертикальному кругам;2) sighting on a star and taking samples N 1 on horizontal and L 1 on vertical circles;

3) приблизительно через час вторичное визирование на ту же звезду и взятие отсчетов N2 по горизонтальному и Л2 по вертикальному кругам;3) after about an hour, secondary sighting on the same star and taking samples N 2 in horizontal and L 2 in vertical circles;

Далее следует перерыв в наблюдениях при смене кругов в течении примерно 10-15 минут.This is followed by a break in the observations when changing circles for about 10-15 minutes.

Второй полуприем - круг право (круг лево):The second half-reception is the circle right (circle left):

4) визирование на ту же звезду, отсчеты N3 по горизонтальному и П3 по вертикальному кругам;4) sighting on the same star, readings N 3 in horizontal and P 3 in vertical circles;

5) через час вторичное визирование на звезду и отсчеты N4 по горизонтальному и П4 по вертикальному кругам;5) after an hour, the secondary sighting on the star and readings N 4 in horizontal and P 4 in vertical circles;

6) повторное визирование на земной предмет: отсчеты N′0 по горизонтальному и П', Л' по вертикальному кругам (при двух положениях вертикального круга). Вертикальный круг при визировании на земной предмет отсчитывают для последующего вычисления места зенита MZ. Полный прием измерений занимает не более 135 мин.6) repeated sighting on an earthly object: counts N ′ 0 along the horizontal and P ′, L ′ along the vertical circles (at two positions of the vertical circle). The vertical circle when sighting on an earthly object is counted out for subsequent calculation of the zenith location MZ. A complete measurement takes no more than 135 minutes.

Методика визирования на звезду. После грубого захвата звезды горизонтальную нить следует установить на пути видимого движения звезды в поле зрения грубы. Ввести изображение звезды в биссектор и удерживать его там до контакта с горизонтальной нитью. В этот момент надо прекратить вращение наводящего винта алидады и последовательно отсчитать вертикальный и горизонтальный круги теодолита, предварительно убедившись в том, что пузырек уровня при алидаде вертикального круга находится в нульпункте. При выполнении приема в промежутках между наблюдениями звезды измерять температуру и атмосферное давление воздуха, необходимые для вычисления астрономической рефракции ρ. Для вычисления этих поправок брать метеоданные для конкретных наблюдений.Method of sighting a star. After a rough capture of a star, a horizontal thread should be set in the path of the visible movement of the star in the field of view of the rough. Enter the image of the star in the bisector and hold it there until it contacts a horizontal thread. At this moment, it is necessary to stop the rotation of the guide screw of the alidade and sequentially count the vertical and horizontal circles of the theodolite, first making sure that the level bubble with the alidade of the vertical circle is in the nulpunk. When performing a reception in the intervals between observations of a star, measure the temperature and atmospheric air pressure necessary to calculate the astronomical refraction ρ. To calculate these corrections, take meteorological data for specific observations.

Для уменьшения ряда ошибок, в частности ошибки определения широты желательно отнаблюдать другую звезду в противоположной стороне неба по изложенной выше методике.To reduce a number of errors, in particular, errors in determining latitude, it is desirable to observe another star in the opposite side of the sky according to the method described above.

Методика вычислений.Calculation technique.

Вычисляют место зенита вертикального круга MZ по формуле, например, для теодолита Theo - 010The zenith position of the vertical circle MZ is calculated by the formula, for example, for theodolite Theo - 010

MZ=0,5(Л+П±360°),MZ = 0.5 (L + P ± 360 °),

где Л, П - отсчеты по вертикальному лимбу при двух положениях (справа и слева от наблюдателя). Затем вычисляют видимые зенитные расстояния z1, z2, z3, z4 - зенитные расстояния в четырех точках суточной параллели наблюдаемой звезды, определяемые по формуле, соответствующей данному типу теодолита, по данным вертикального круга теодолита. Например, для теодолита Theo - 010,where L, P - readings on the vertical dial at two positions (to the right and left of the observer). Then the apparent zenith distances z 1 , z 2 , z 3 , z 4 are calculated - the zenith distances at the four points of the diurnal parallel of the observed star, determined by the formula corresponding to this type of theodolite, according to the data of the theodolite’s vertical circle. For example, for Theodolite Theo - 010,

z=0,5 (Л-П±360°),z = 0.5 (L-P ± 360 °),

z=Л-MZ,z = L-MZ,

z=MZ-П.z = MZ-P.

Истинные зенитные расстояния z получить, как z=z'+ρ, где ρ - истинная астрономическая рефракция, которую можно вычислить по формулеTrue zenith distances z can be obtained as z = z '+ ρ, where ρ is the true astronomical refraction, which can be calculated by the formula

ρ = 60, 3 B 760 273 t + 273 t g z

Figure 00000005
ρ = 60, 3 B 760 273 t + 273 t g z
Figure 00000005

Затем по формулам (6, 7) вычисляют a, b, с, d и по формулам (9) А и В и место севера. Вычисления места севера MN по каждому отдельному полуприему будут различаться между собой вследствие влияния ошибки в определении MZ, поэтому на последнем этапе вычислений берут среднее значение места севера из приема.Then, using formulas (6, 7), a, b, c, d are calculated and, using formulas (9), A and B and the place of the north. The calculations of the north location M N for each individual half-reception will differ due to the influence of the error in the determination of MZ, therefore, at the last stage of the calculations, the average value of the north location from the reception is taken.

По формуле (10) вычисляют астрономический азимут направления на земной предмет Л и по формулам (4, 5) широту места φ.By the formula (10), the astronomical azimuth of the direction to the earthly object A is calculated and by the formulas (4, 5) the latitude of the place φ.

Пример. Проведен полевой эксперимент. Астрономические наблюдения азимута и широты способом выполнены летом 2011 года на Бережанском геодезическом полигоне с помощью точного оптического теодолита Theo-010. Наблюдения выполнялись по линии В-14 - АС-1 длиной 500 м. Координаты пунктов, широта и азимут линии определены из астрономических наблюдений 1 класса и приняты за эталонные:Example. A field experiment was conducted. Astronomical observations of azimuth and latitude by the method were performed in the summer of 2011 at the Berezhansky geodetic range using the exact optical theodolite Theo-010. The observations were carried out along the line B-14 - AC-1 with a length of 500 m. The coordinates of the points, latitude and azimuth of the line were determined from astronomical observations of class 1 and taken as reference:

φ0=49° 27' 40” N, A0=131° 56' 43”. Теодолит Theo-010 был установлен на пункте В-14, а световая визирная цель - на пункте АС-1. В разные дни выполнены 4 приема измерений.φ 0 = 49 ° 27 '40 ”N, A 0 = 131 ° 56' 43”. Theodolite Theo-010 was installed at point B-14, and the light target was at point AC-1. On different days 4 measurements were taken.

Результаты измерений и вычислений представлены на фиг.2, фиг.3 и фиг.4. Средняя квадратическая погрешность определения азимута из четырех приемов mA=±11”. Средняя квадратическая погрешность определения широты из четырех приемов mφ=±15”. Полевой эксперимент подтвердил достоверность вывода рабочих формул способа.The results of measurements and calculations are presented in figure 2, figure 3 and figure 4. The mean square error of determining the azimuth from four tricks is m A = ± 11 ”. The root-mean-square error of determining the latitude from four techniques is m φ = ± 15 ”. A field experiment confirmed the reliability of the conclusion of the working formulas of the method.

Таким образом, способ позволяет определить астрономический азимут направления на земной предмет с точностью ±10” и широту с точностью ±15” по некоторой неизвестной звезде без знания географических координат места наблюдения, точного звездного времени, названия и экваториальных координат наблюдаемой звезды.Thus, the method allows you to determine the astronomical azimuth of the direction to an earthly object with an accuracy of ± 10 ”and latitude with an accuracy of ± 15” from some unknown star without knowing the geographical coordinates of the place of observation, exact stellar time, name and equatorial coordinates of the observed star.

Claims (1)

Способ определения астрономического азимута и широты по неизвестным звездам, включающий измерение теодолитом зенитных расстояний наблюдаемой неизвестной звезды и горизонтальных направлений на нее и на земной предмет, вычисление места севера и азимута как разности горизонтального направления на земной предмет и места севера, отличающийся тем, что измерение теодолитом производят четырехкратно через промежутки времени не более 60 мин, и место севера вычисляют по формуле:
tgMN=A/B;
где А и В вычисляют по формулам:
A=-b cos N1+a cos N2+d cos N3-c cos N4;
B=+b sin N1-a sin N2-d sin N3+c sin N4,
где коэффициенты a, b, с, d вычисляют по формулам:
a=sin z2:(cos z1-z2); b=sin z1:(cos z1-z2);
c=sin z4:(cos z3-z4); d=sin z3:(cos z3-z4);
где N1, N2, N3, N4 - горизонтальные направления на наблюдаемую неизвестную звезду в четырех точках суточной параллели, измеренные по горизонтальному кругу теодолита; z1, z2, z3, z4 - зенитные расстояния в четырех точках суточной параллели наблюдаемой неизвестной звезды, определяемые по формуле, соответствующей данному типу теодолита, по данным вертикального круга теодолита, а широту определяют дважды по формулам:
tg φ=[sin z2 cos(N2-MN)-sin z1 cos(N1-MN)]:(cos z1-cos z2);
tg φ=[sin z4 cos(N4-MN)-sin z3 cos(N3-MN)]:(cos z3-cos z4).
A method for determining the astronomical azimuth and latitude from unknown stars, including theodolite measuring the zenith distances of the observed unknown star and horizontal directions to it and to an earthly object, calculating the north and azimuth as the difference of the horizontal direction to the earthly object and the north's place, characterized in that theodolite measurement produced four times at intervals of not more than 60 minutes, and the place of the north is calculated by the formula:
tgM N = A / B;
where A and B are calculated by the formulas:
A = -b cos N 1 + a cos N 2 + d cos N 3 -c cos N 4 ;
B = + b sin N 1 -a sin N 2 -d sin N 3 + c sin N 4 ,
where the coefficients a, b, c, d are calculated by the formulas:
a = sin z 2 : (cos z 1 -z 2 ); b = sin z 1 : (cos z 1 -z 2 );
c = sin z 4 : (cos z 3 -z 4 ); d = sin z 3 : (cos z 3 -z 4 );
where N 1 , N 2 , N 3 , N 4 are the horizontal directions to the observable unknown star at four points of the diurnal parallel, measured along the horizontal circle of the theodolite; z 1 , z 2 , z 3 , z 4 are the zenith distances at the four points of the diurnal parallel of the observed unknown star, determined by the formula corresponding to this type of theodolite, according to the vertical circle of the theodolite, and latitude is determined twice by the formulas:
tg φ = [sin z 2 cos (N 2 -M N ) -sin z 1 cos (N 1 -M N )] :( cos z 1 -cos z 2 );
tg φ = [sin z 4 cos (N 4 -M N ) -sin z 3 cos (N 3 -M N )] :( cos z 3 -cos z 4 ).
RU2012123031/28A 2012-06-04 2012-06-04 Method to determine astronomic azimuth and latitude by unknown stars RU2497076C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012123031/28A RU2497076C1 (en) 2012-06-04 2012-06-04 Method to determine astronomic azimuth and latitude by unknown stars

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012123031/28A RU2497076C1 (en) 2012-06-04 2012-06-04 Method to determine astronomic azimuth and latitude by unknown stars

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2497076C1 true RU2497076C1 (en) 2013-10-27

Family

ID=49446812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012123031/28A RU2497076C1 (en) 2012-06-04 2012-06-04 Method to determine astronomic azimuth and latitude by unknown stars

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2497076C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115326007A (en) * 2022-07-21 2022-11-11 中国卫星海上测控部 Shipborne theodolite angle measurement time sequence detection method based on fixed star observation

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU71571A1 (en) * 1946-05-14 1947-11-30 Б.В. Измайлов The way to determine the azimuth of earth objects
RU1820210C (en) * 1989-11-17 1993-06-07 Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии Method and device for determining astronomic direction azimuth from observations of star near elongation
UA42158A (en) * 2000-05-04 2001-10-15 Ростислав Романович Пилип'юк Method to determine the azimuth of direction to surface object

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU71571A1 (en) * 1946-05-14 1947-11-30 Б.В. Измайлов The way to determine the azimuth of earth objects
RU1820210C (en) * 1989-11-17 1993-06-07 Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии Method and device for determining astronomic direction azimuth from observations of star near elongation
UA42158A (en) * 2000-05-04 2001-10-15 Ростислав Романович Пилип'юк Method to determine the azimuth of direction to surface object

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
И. Пандул, В. Колгунов. Приближенное определение широты и азимута по неизвестным звездам. Сучаснi досягнения геозезичноп науки та виробництва, випуск II(24), (с. 173-176), 2012. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115326007A (en) * 2022-07-21 2022-11-11 中国卫星海上测控部 Shipborne theodolite angle measurement time sequence detection method based on fixed star observation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103115623A (en) Positioning system and method based on bionic polarized light navigation
Abosekeen et al. Comparative analysis of magnetic-based RISS using different MEMS-based sensors
RU2737034C1 (en) Method of measuring gravitational field of earth
WO2012033429A1 (en) Method and device for azimuth determination
CN104635200A (en) Measuring method for calibration of north direction of phased array antenna based on gyro orientation
RU2497076C1 (en) Method to determine astronomic azimuth and latitude by unknown stars
JP2018054561A (en) Gyrocompass survey method
GB2344654A (en) Survey and navigation device
Dvulit et al. Determination of plumb lines with using trigonometric levelling and GNSS measurements
CN204988280U (en) Arbitrary transmission line engineering in simple and convenient high -efficient plane surveys and establishes device
Murra et al. An accurate solar compass for geomagnetic measurements
AU2018100746A4 (en) Didactic theodolite measuring instrument which makes it possible to interpret an interactive form the trigonometric and geometric reasoning usable in the pedagogy
Zeiske Surveying made easy
CN105258566B (en) Method for obtaining reference azimuth by means of rocket aiming system through aiming scaleplate and reference point
RU2594950C1 (en) Method for determining error of geodetic instruments for irregularity of journals shape and side bending of telescope
US20190104492A1 (en) Cell Phone-Based Land Navigation Methods and Systems
RU2735311C1 (en) Direct vector cross-cut method
Chiriac Study of deflection of the vertical determination methods and the influence on the traditional terrestrial three-dimensional geodetic measurements
RU2541152C1 (en) Method of inspecting alignment of gyrostabilised platform of inertial system
SU674637A1 (en) Method for transmission of astronomical azimuth
EA036007B1 (en) Method for measuring horizontal angles
SU1613858A1 (en) Method of building spatial geodetic grid in the shape of chain of triangles and goniometeer for effecting same
Mahdi et al. Accuracy Assessment for 3-D Target Coordinates Estimation UsingGPS & Total Station
Juceviciute et al. Trends of Development of the Lithuanian National Geodetic Control
Reedman Surveying

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140605