Mérnökként elgondolkozott már azon, hogyan lehet pontosan meghatározni egy tárgy vagy hely irányát egy referenciapontból? Vagy hogyan használhatók az irányszögek és magassági szögek fejlett számításai a műholdas kommunikáció és nyomon követés javítására? Ennek kiderítéséhez tudnod kell, mi az azimutszög.
Az azimutszög nagyon fontos mértékegység a felméréshez, a navigációhoz, az építkezéshez és a műholdakkal való kommunikációhoz.
Ebben a blogbejegyzésben elmagyarázom, hogy mi az azimutszög, hogyan lehet kitalálni, és hogyan használják a mérnöki munkákban.
A végére jobban megérti ezt az alapötletet, amelyet minden mérnöknek tudnia kell.
Szóval, kezdjük!
Bevezetés az azimutszögbe a mérnöki és földmérési területen
Formális meghatározás:
Háromszögelésben vagy traverzben lévő szög, amelyen keresztül az azimut kiszámítása történik.
Az azimutszög egy vízszintes szög, amely 0°-tól 360°-ig terjed, és az óramutató járásával megegyező irányban mérik a referencia irányból.
A tervezésben és a felmérésben gyakran használják egy tárgy vagy hely irányának meghatározására egy referenciapontból, például az Északi-sarkról vagy egy földmérő állomásról.
Az idő nagy részében az azimutszöget északról, az óramutató járásával megegyező irányban mérik.
Különböző típusú felmérések, például iránytű felmérések, síkfelmérések és határellenőrzési felmérések irányainak megadására szolgál.
Azimutszög megértése
Az azimutszög a referenciairány, például a valódi észak, és a megfigyelőtől egy érdekes pontig tartó, ugyanarra a síkra vetített vonal közötti szög.
Általában fokban (°) mérik, és egy objektum vagy hely irányának leírására használható az északi referenciairányhoz képest.
Például egy objektum, amely közvetlenül a megfigyelőtől északra van, azimutszöge 0, míg a megfigyelőtől közvetlenül keletre lévő objektum irányszöge 90°.
Ugyanígy a déli fekvésű objektum irányszöge 180°, a nyugat felé néző objektum irányszöge 270°.
A mérnök kollégák összezavarásának titka: Azimutszög
Még mindig nehéz megérteni? Hadd változtassak egy kicsit a nézőponton:
Szeretné, hogy mérnökbarátai kényelmetlenül és zavartan érezzék magukat? Kezdjen el olyan szavakat és kifejezéseket használni a mindennapi beszélgetésekben, mint az „azimutszög”, és figyelje, ahogy az arcuk zavarodottan és tanácstalanul eltorzul.
Mondhatnánk nekik, hogy az azimutszög fontos mérési és navigációs mérőeszköz, de hol van ebben a móka? Ehelyett mondjon olyan dolgokat, amelyek nem egyértelműek, például "Én minden az azimut szög életéről szól" vagy "Én az a szögéletről szól." Az azimutszög művészetének elsajátítása a kulcsa az előrejutásnak.
Ki mondhatja meg? Talán azt gondolják, hogy megtaláltad a módját, hogy sikeres legyél a mérnöki területen, amit ők még nem találtak meg.
Vagy csak a szemüket forgatják és elmennek.
Nem számít, mi, akkor legalább jól szórakozik az azimut szög.
Oké, ez csak egy vicc volt, hogy úgy nézzen ki, mint egy tévéreklám.
Most pedig térjünk vissza az elhangzottakhoz.
Azimutszög kiszámítása
A trigonometrikus függvények és a felmérésből vagy térképből származó mérések felhasználhatók az azimutszög meghatározására.
Amikor a földmérők szögeket mérnek, az eredményeket általában irányszögként vagy irányszögként jelentik.
Azimutszög kiszámítása trigonometrikus függvényekkel
A következő képlet használható az azimutszög meghatározására trigonometrikus függvényekből és mérésekből egy felmérésből vagy térképből:
A = arctán{(E2 - E1) / (N2 - N1)}
Ahol E1 és N1 a kiindulási pont keleti és északi koordinátái, E2 és N2 pedig a végpont keleti és északi koordinátái.
A kapott szög radiánban van megadva, ezért meg kell szoroznia 180/-al, hogy fokban kapja meg.
Van egy másik módja az azimutszög meghatározásának, amely a következő:
ahol a kialakult szöget fokban mérjük.
Belső szögek és alapvonali hosszok mérése
A CAB, ABC és BCA alapvonalhosszak A, B és C pontokban történő megmérése után a földmérők megmérik a belső szögeket az A, B és C pontokban.
Az ebből származó információ egy vonal azimutszögének meghatározására szolgál.
Ez a mérés fontos az építéshez, a navigációhoz, a műholdakkal való kommunikációhoz és a napelemek telepítéséhez.
Azimutok és csapágyak
Az azimut és irányszög olyan vízszintes szög, amely megmutatja, hogy egy vonal hogyan helyezkedik el a meridiánhoz képest.
Egy vonal azimutja az óramutató járásával ellentétes irányban mért vízszintes szög az adott egyeneshez képest.
Az azimutokat általában északról délre mérik, tartományuk 0°-tól 360°-ig terjed, így nincs szükségük betűkre, hogy megmutassák, melyik kvadránsban vannak.
A csapágyak éles szögek, amelyek a referencia meridián és az adott vonal közötti távolságot mérik.
Ha a vonalat északról vagy délről keletre vagy nyugatra mérjük, a szög kisebb, mint 360 fok.
A szöget úgy mutatjuk ki, hogy először N vagy S, majd a szögérték, majd az E vagy W.
Azimutok és csapágyak átalakítása
Használja az alábbi képleteket az azimut irányszögsé alakításához:
- I. Kvadráns (É): Irány = Azimut
- II. Kvadráns (SE): Irányszög = 180° - Azimut
- III. Kvadráns (Dny): irányszög = azimut - 180°
- IV. Kvadráns (Ény): Csapágy = 360° - Azimut
Használja a következő képleteket a csapágyak azimuttá alakításához:
- I. Kvadráns (ÉK): Azimut = irányszög
- II. Kvadráns (SE): Azimut = 180° – Irányszög
- III. Kvadráns (Dny): Azimut = irányszög + 180°
- IV. Kvadráns (Ény): Azimut = 360° – Irányszög
Első és hátsó csapágyak
A síkmérésben az előre irányultság az az irány, amelyet egy vonal a felmérés mozgásának irányába mutat.
A hátsó csapágyak azt jelentik, hogy a vonal az ellenkező irányba halad.
Légi felmérésben 180 fok hozzáadásával vagy elvételével az előre irányszöget hátsó azimuttá változtatja.
Az azimutszög felhasználása és alkalmazása
Az azimutszög egy kulcsfontosságú szögmérés egy gömbkoordináta-rendszerben, amelyet számos különböző területen használnak, mint például a navigáció, a csillagászat, a mérnöki munka, a térképezés, a bányászat, a tüzérség, valamint annak megállapítása, hogy mikor kel fel és nyugszik a hold és a nap.
A nap azimutszögének meghatározása
Egy adott helyen és napszakban a nap azimut szögének meghatározásához ki kell találnia a beállítás irányát, amely attól függ, hogy a napelem melyik féltekén van.
A napelem függőleges szögét vagy dőlését annak alapján kell beállítani, hogy hol van a világon.
Ez általában azt jelenti, hogy az északi féltekén lévő paneleknek délnek, a déli féltekén pedig északnak kell nézniük.
A napelemek használatának módjától függően hasznos lehet az is, ha enyhén döntünk a déli irányból.
A nap azimutszögének helyes kiszámítása esetén a napelemek képesek a legtöbb energiát előállítani.
Ez a lakossági létesítményeknél fontos, ahol az energiatermelésnek meg kell felelnie a nap különböző szakaszaiban felhasznált energia mennyiségének.
Műholdas kommunikáció mérnöki
A földi állomás hosszúsági és szélességi foka, valamint a műhold pályájának helyzete felhasználható a műhold irányszögének és magassági szögeinek meghatározására.
Az azimutszög az észak és a műhold iránya közötti szög vízszintes síkon, északról az óramutató járásával megegyező irányban mérve.
A műhold és a helyi horizont közötti szög a magassági szög.
A fokok mindkét szög mérésére szolgálnak.
Fontos tudni a műhold aktuális helyzetének pontos irányszögét és magassági szögét, hogy nyomon követhessük és beszélhessünk vele.
A műholdas kommunikációs mérnöki területeken, mint például a GNSS-reflectometry (GNSS-R), a mezők bizonyos irányszögű műholdakhoz vannak hozzárendelve.
Például a 100° és 270° közötti irányszögű műholdakat a keleti mezőbe, a 190° és 260° közötti irányszögű műholdakat a nyugati mezőbe helyezték.
A kutatók bonyolult algoritmusokat készítettek, amelyek irányítják a robotkar mozgását, hogy az pontosan tudja mozgatni és tankolni egy műholdat.
Ezeknek a szögeknek a kiszámításához műholdas nyomkövető szoftvert vagy online számológépet használhat.
Ezek az eszközök figyelembe veszik, hogy hol van éppen a műhold és hol van a földi állomás.
Ezután megadják a műhold követéséhez szükséges szögeket, és beszélnek vele.
A szögek segítségével meg lehet találni a legjobb helyet a földi állomás antennájának, így az pontosan a műholdra mutat, és a jel a lehető legerősebb.
Az irányszög és a magassági szögek pontos meghatározása a műholdas megfigyelési és távérzékelési alkalmazásoknál is fontos, mint például az időjárás előrejelzés és a Föld megfigyelése.
Fejlett fogalmak az azimutszögben
Az azimut egy szögmérés egy gömbkoordináta-rendszerben, amelyet arra használnak, hogy kitaláljuk, hol van egy pont a referencia meridiánhoz viszonyítva a felmérés során.
A földmérés során az irányszög mérésének két különböző módja van: a mágneses azimut és a valódi azimut.
A Föld mágneses tere a mágneses irányszög mérésére szolgál, míg a forgástengely a valódi azimut mérésére szolgál.
Iránytűvel végzett felméréskor a valódi azimutot gyakrabban használják, mint a mágneses irányszöget.
Az igazi azimutot tranzittal vagy teodolittal rendelkező földmérők használják.
A mágneses azimut nem olyan pontos, mint a valódi azimut, mert befolyásolhatják a földkéregben lévő mágnesezett kőzetek és más geomágneses mezők által okozott helyi mágneses anomáliák.
A földmérők buborékszinteket használnak ennek pótlására, és megbizonyosodnak arról, hogy méréseik helyesek.
A variáció a különbség a mágneses észak és a valódi észak között.
Megoldható térkép vagy navigációs térkép segítségével, amely megmutatja a különbséget a mágneses irányszög és a valódi azimut között.
Azimutszög a 3D modellezésben és a térinformatikai szoftverekben
Az azimutszög kulcsparaméter a 3D modellezésben és a térinformatikai szoftverekben, például az ArcGIS-ben, amely a terep elemzésére és megjelenítésére használt fényforrások helyzetének és szögének szabályozására szolgál.
Az azimutszög a fényforrás irányának meghatározására szolgál, és megváltoztatható a terepfelületek tájolásának és árnyékolásának szabályozására.
Ez megkönnyíti a tereptárgyak, például gerincek, völgyek és lejtők megtekintését és elemzését.
Például az ArcGIS Pro dombárnyékoló funkciója egyetlen fényirány alapján számítja ki a domb árnyékát.
Ezt az irányt az azimut és magasság opciók határozzák meg, amelyek szabályozzák, hogy hol és hogyan világítson a fényforrás.
E paraméterek megváltoztatásával valósághűbbé és kellemesebbé teheti a tereptárgyak megjelenését.
Az azimutszöget többek között 3D modellezésben, fotogrammetriában és távérzékelésben is használják.
A 3D modellezésben az azimutszöget a nap irányának szabályozására használják árnyéktérképek vagy napszögtérképek készítésekor.
Ezek a térképek felhasználhatók annak tanulmányozására, hogy a napfény milyen hatással van az épületekre, növényekre és egyéb jellemzőkre.
A fotogrammetriában az azimutszöget arra használjuk, hogy kitaláljuk, hogyan és hová mutat a kamera, ami szükséges a terep pontos 3D-s modelljeinek elkészítéséhez.
Ugyanígy a távérzékelésben az azimutszöget használják annak kiderítésére, hogyan és hová mutatnak a műholdak.
Ez fontos a műholdképek elemzéséhez és a domborzat pontos modelljének elkészítéséhez.
Mi az a Solar Azimuth & Hogyan működik
Tipp: Kapcsolja be a felirat gombot, ha szüksége van rá. Válassza az „automatikus fordítás” lehetőséget a beállítások gombban, ha nem ismeri az angol nyelvet. Előfordulhat, hogy először a videó nyelvére kell kattintania, mielőtt kedvenc nyelve elérhetővé válik a fordításhoz.
Használati esetek
| Használt: | Leírás: |
|---|---|
| Felmérés | A földmérők az azimutszöget használják annak kiderítésére, hogy egy tárgy vagy hely hol van egy vonatkoztatási ponthoz, például az Északi-sarkhoz vagy egy földmérő állomáshoz képest. Az azimutszög általában 0 és 360 fok között van, és északról, az óramutató járásával megegyező irányban mérik. A földmérők az azimutszög segítségével kitalálhatják, hol vannak a különböző objektumok vagy helyek egymáshoz képest, és pontos térképeket vagy modelleket készíthetnek a tájról. |
| Navigáció | A navigátorok az irányszög segítségével kitalálhatják, merre halad egy hajó vagy repülőgép az Északi-sarkhoz képest, és megtervezhetik az oda vezető útvonalat. |
| Műholdas kommunikáció | A műholdas kommunikáció szintén fontos az irányszög meghatározásakor. A rádióhullámok általában az, ahogy a műholdak beszélnek a Föld állomásaival. A mérnököknek meg kell találniuk a műhold irányszögét és magassági szögét a földi állomáshoz képest, hogy megbizonyosodjanak arról, hogy a kommunikáció megfelelően működik. A magassági szög a műhold és a földi állomás közötti függőleges szöget mutatja. Az azimutszög a vízszintes szöget mutatja. Az irányszög és a magassági szög megfelelő beállításával a mérnökök gondoskodhatnak arról, hogy a kommunikáció jól működjön, és ne keveredjenek össze a jelek. |
| Napelemek telepítése | Az azimutszög nagyon fontos annak meghatározásához, hogy a napelemeket hogyan kell elhelyezni és dönteni. A legtöbb energia előállításához a napelemeknek a nap felé kell nézniük. A mérnökök az azimutszög segítségével kitalálhatják, hol van a nap a napelemekhez képest, majd módosíthatják a tájolást és a dőlésszöget, hogy megfeleljenek. Például az északi féltekén a legjobb tájolási szög általában déli fekvésű, míg a legjobb dőlésszög a telepítési hely szélességétől (GIS) függ. A térinformatikai rendszerben egy vonal vagy vektor irányát az északi sarkhoz viszonyítva az irányszöge mutatja. |
| 3D modellezés | A 3D-s modellezés során az azimutszög segítségével meghatározható a fényforrások iránya és erőssége, szimulálható a nap helyzete és árnyéka, valamint tanulmányozható a terep a környezet építéséhez vagy tervezéséhez. |
Következtetés
Ahogy az azimutszögről szóló beszédünk végéhez érünk, fontos megjegyezni, hogy ez a mérés milyen fontos a mérnöki és földmérési szempontból.
Az azimutszög nemcsak abban segít, hogy kitaláljuk, hol van egy tárgy vagy hely egy viszonyítási ponthoz képest, hanem lehetővé teszi a műholdakkal való jobb kommunikációt és a megújuló energiaforrások, például a napenergia felhasználását is.
A gyakorlati felhasználáson túl azonban az azimutszög egy fontos ötlet, amely megmutatja, hogyan akarnak az emberek megérteni és eligazodni az őket körülvevő világban.
Emlékeztet bennünket arra, hogy a matematika és a tudomány felhasználható a való világban felmerülő problémák megoldására, és új lehetőségeket nyithat meg.
Tehát, ha legközelebb hallja az „azimutszög” kifejezést, ne feledje, hogy ez nem csak egy módja annak, hogy valamit mérjünk, hanem annak a jele is, hogy az emberek mennyire kreatívak és elszántak, hogy új módszereket találjanak a dolgok elvégzésére.
Oszd meg…
