엔지니어로서 기준점에서 물체의 방향이나 위치를 정확하게 찾는 방법에 대해 궁금한 적이 있습니까? 또는 위성 통신 및 추적을 개선하기 위해 방위각 및 앙각의 고급 계산을 어떻게 사용할 수 있습니까? 알아내려면 방위각이 무엇인지 알아야 합니다.
방위각은 측량, 내비게이션, 구축 및 위성과의 통신을 위한 매우 중요한 측정 단위입니다.
이번 블로그 포스트에서는 방위각이 무엇인지, 어떻게 알아내는지, 그리고 공학에서 어떻게 사용되는지에 대해 설명하겠습니다.
마지막에는 모든 엔지니어가 알아야 하는 이 기본 개념을 더 잘 이해하게 될 것입니다.
자, 시작하겠습니다!
공학 및 측량 분야의 방위각 소개
공식적인 정의:
방위각 계산이 수행되는 삼각측량 또는 트래버스 각도.
방위각은 0°에서 360°까지의 수평각으로 기준 방향에서 시계 방향으로 측정됩니다.
엔지니어링 및 측량에서는 북극이나 측량 스테이션과 같은 기준점에서 물체나 장소의 방향을 파악하는 데 자주 사용됩니다.
대부분의 경우 방위각은 북쪽에서 시계 방향으로 측정됩니다.
나침반 측량, 평면 측량 및 경계 측량과 같은 다양한 측량 유형에서 방향을 지정하는 데 사용됩니다.
방위각 이해
방위각은 진북과 같은 기준 방향과 동일한 평면에 투영된 관찰자에서 관심 지점까지의 선 사이의 각도입니다.
일반적으로 각도(°)로 측정되며 북쪽 기준 방향과 관련하여 물체 또는 장소의 방향을 설명하는 데 사용할 수 있습니다.
예를 들어, 관측자의 바로 북쪽에 있는 물체의 방위각은 0이고 관측자의 바로 동쪽에 있는 물체의 방위각은 90°입니다.
같은 방식으로 남쪽을 향하는 물체의 방위각은 180°이고 서쪽을 향하는 물체의 방위각은 270°입니다.
엔지니어링 동료를 혼란스럽게 하는 비결: 방위각
아직도 이해하기 어렵나요? 관점을 조금 바꿔보겠습니다.
엔지니어링 친구들을 불편하고 혼란스럽게 만들고 싶습니까? 일상 대화에서 "방위각"과 같은 단어와 문구를 사용하기 시작하고 혼란과 당혹감으로 얼굴이 일그러지는 것을 지켜보십시오.
방위각은 측량과 내비게이션에 사용되는 중요한 측정치라고 말할 수 있지만 그게 무슨 재미가 있겠습니까? 대신 "나는 그 방위각 생활에 관한 것입니다"또는 "나는 그 각도 생활에 관한 것입니다. "와 같이 명확하지 않은 말을하십시오. 방위각 기술을 마스터하는 것이 앞서나가는 열쇠입니다.
누가 말할 수 있습니까? 아마도 그들은 아직 찾지 못한 엔지니어링에서 성공할 수 있는 방법을 찾았다고 생각할 것입니다.
아니면 그냥 눈을 굴리고 떠날 수도 있습니다.
어쨌든 당신은 적어도 방위각으로 재미를 보았을 것입니다.
좋아, 그건 그냥 TV 광고처럼 보이도록 만든 농담일 뿐이야.
이제 말한 내용으로 돌아가 보겠습니다.
방위각 계산
측량 또는 지도의 삼각 함수 및 측정을 사용하여 방위각을 파악할 수 있습니다.
측량사가 각도를 측정할 때 일반적으로 결과를 방위각 또는 방향각으로 보고합니다.
삼각함수를 이용한 방위각 계산
다음 공식을 사용하여 측량 또는 지도의 삼각 함수 및 측정값에서 방위각을 계산할 수 있습니다.
A = arctan{(E2 - E1) / (N2 - N1)}
여기서 E1과 N1은 시작점의 Easting과 Northing 좌표이고 E2와 N2는 끝점의 Easting과 Northing 좌표입니다.
당신이 얻는 각도는 라디안 단위이므로 도 단위로 얻으려면 180/을 곱해야 합니다.
방위각을 알아내는 또 다른 방법은 다음과 같습니다.
여기서 형성된 각도는 도 단위로 측정됩니다.
내부 각도 및 기준선 길이 측정
점 A, B, C에서 각각 기선 길이 CAB, ABC, BCA를 측정한 후 측량사는 점 A, B, C에서 내각을 측정합니다.
여기서 나오는 정보는 선의 방위각을 알아내는 데 사용됩니다.
이 측정은 건물, 탐색, 위성과의 통신 및 태양광 패널 설치에 중요합니다.
방위각 및 방향각
방위각과 방향각은 자오선을 기준으로 선의 위치를 나타내는 수평각입니다.
선의 방위각은 기본 방향에서 주어진 선까지 시계 반대 방향으로 측정한 수평 각도입니다.
방위각은 일반적으로 북쪽에서 남쪽으로 측정되며 범위는 0°에서 360°까지이므로 어느 사분면에 있는지 표시하기 위해 문자가 필요하지 않습니다.
베어링은 기준 자오선에서 주어진 선까지의 거리를 측정하는 날카로운 각도입니다.
북쪽이나 남쪽에서 동쪽이나 서쪽으로 선을 측정했을 때 각도는 360도 미만입니다.
각도는 N 또는 S를 먼저 입력하고 각도 값을 입력한 다음 E 또는 W를 입력하여 표시됩니다.
방위각 및 방향각 변환
다음 공식을 사용하여 방위각을 베어링으로 변경합니다.
- 사분면 I(NE): 방향각 = 방위각
- 사분면 II(SE): 방향각 = 180° - 방위각
- 사분면 III(SW): 방향각 = 방위각 - 180°
- 사분면 IV(NW): 방향각 = 360° - 방위각
베어링을 방위각으로 바꾸려면 다음 공식을 사용하십시오.
- 사분면 I(NE): 방위각 = 방향각
- 사분면 II(SE): 방위각 = 180° - 방향각
- 사분면 III(SW): 방위각 = 방향각 + 180°
- 사분면 IV(NW): 방위각 = 360° - 방향각
전방 및 후방 베어링
평면 측량에서 전방 베어링은 측량이 이동하는 방향에서 선이 가리키는 방향입니다.
백베어링은 라인이 움직임의 반대 방향으로 가는 것을 의미합니다.
항공 측량에서 180도를 더하거나 빼면 전방 방위각이 후방 방위각으로 바뀝니다.
Azimuth Angle의 용도와 응용
방위각은 내비게이션, 천문학, 엔지니어링, 매핑, 광업, 포병, 달과 해가 뜨고 지는 시기 파악과 같은 다양한 분야에서 사용되는 구형 좌표계의 핵심 각도 측정입니다.
태양 방위각 결정
특정 장소와 시간에 대한 태양 방위각을 파악하려면 태양 전지판이 어느 반구에 있는지에 따라 조정 방향을 파악해야 합니다.
태양 전지판의 수직 각도 또는 기울기는 세계의 위치를 기준으로 설정해야 합니다.
일반적으로 이것은 북반구의 패널은 남쪽을 향하고 남반구의 패널은 북쪽을 향해야 함을 의미합니다.
태양 전지판이 사용되는 방법에 따라 정남향에서 약간 기울어지는 것도 도움이 될 수 있습니다.
태양 방위각이 올바르게 계산되면 태양 전지판이 가장 많은 에너지를 생산할 수 있습니다.
이것은 에너지 생산이 하루 중 다른 시간에 사용되는 에너지의 양과 일치해야 하는 주거용 설치에 중요합니다.
위성통신공학과
지구국의 경도와 위도, 위성 궤도의 위치를 이용하여 위성의 방위각과 앙각을 알아낼 수 있습니다.
방위각은 북쪽에서 시계 방향으로 측정한 수평면에서 북쪽과 위성 방향 사이의 각도입니다.
위성과 지역 수평선 사이의 각도가 앙각입니다.
각도는 두 각도를 측정하는 데 사용됩니다.
위성을 추적하고 대화하려면 위성의 현재 위치에 대한 정확한 방위각과 앙각을 아는 것이 중요합니다.
GNSS-R(GNSS-Reflectometry)과 같은 위성 통신 엔지니어링 분야에서 필드는 특정 방위각을 가진 위성에 할당됩니다.
예를 들어 동쪽 필드에는 방위각이 100°에서 270° 사이인 위성을, 서쪽 필드에는 방위각이 190°에서 260° 사이인 위성을 배치했습니다.
연구원들은 로봇 팔의 움직임을 제어하는 복잡한 알고리즘을 만들어 위성을 정확하게 움직이고 연료를 보급할 수 있도록 했습니다.
이러한 각도를 파악하려면 위성 추적 소프트웨어나 온라인 계산기를 사용할 수 있습니다.
이러한 도구는 현재 위성이 있는 위치와 지상국이 있는 위치를 고려합니다.
그런 다음 위성을 추적하고 대화하는 데 필요한 각도를 제공합니다.
각도는 지상국 안테나를 위한 최적의 위치를 찾는 데 사용할 수 있으므로 안테나가 위성을 올바르게 가리키고 신호가 가능한 한 강해집니다.
방위각과 앙각을 정확하게 파악하는 것은 기상 예보 및 지구 관찰과 같은 위성 관측 및 원격 감지 응용 프로그램에도 중요합니다.
방위각의 고급 개념
방위각은 측량에서 기준 자오선과 관련하여 점이 있는 위치를 파악하는 데 사용되는 구형 좌표계의 각도 측정입니다.
측량에서 방위각을 측정하는 방법에는 자기 방위각과 진 방위각의 두 가지가 있습니다.
지구의 자기장은 자기 방위각을 측정하는 데 사용되며 회전축은 실제 방위각을 측정하는 데 사용됩니다.
나침반으로 측량할 때 자기 방위각보다 진 방위각이 더 자주 사용됩니다.
트루 방위각은 트랜짓 또는 경위의 측량사가 사용합니다.
자기 방위각은 지각 및 기타 지자기장에 있는 자화 암석으로 인해 발생하는 국지적 자기 이상 현상의 영향을 받을 수 있기 때문에 실제 방위각만큼 정확하지 않습니다.
측량사는 기포 수준기를 사용하여 이를 보완하고 측정값이 정확한지 확인합니다.
변형은 자북과 진북의 차이입니다.
자기 방위각과 실제 방위각의 차이를 보여주는 지도나 내비게이션 차트를 사용하여 수정할 수 있습니다.
3D 모델링 및 GIS 소프트웨어의 방위각
방위각은 지형을 분석하고 시각화하는 데 사용되는 광원의 위치와 각도를 제어하는 데 사용되는 ArcGIS와 같은 3D 모델링 및 GIS 소프트웨어의 핵심 매개변수입니다.
방위각은 광원의 방향을 지정하는 데 사용되며 지형 표면의 방향과 음영을 제어하기 위해 변경할 수 있습니다.
이를 통해 능선, 계곡 및 경사와 같은 지형 기능을 보다 쉽게 보고 분석할 수 있습니다.
예를 들어 ArcGIS Pro의 음영기복 기능은 빛의 단일 방향을 기준으로 언덕의 음영을 파악합니다.
이 방향은 광원이 비추는 위치와 방법을 제어하는 방위각 및 고도 옵션에 의해 설정됩니다.
이 매개변수를 변경하여 지형 기능을 보다 사실적이고 보기 좋게 보이게 할 수 있습니다.
방위각은 무엇보다도 3D 모델링, 사진 측량 및 원격 감지에도 사용됩니다.
3D 모델링에서 방위각은 그림자 맵이나 태양 각도 맵을 만들 때 태양의 방향을 제어하는 데 사용됩니다.
이 지도는 햇빛이 건물, 식물 및 기타 기능에 미치는 영향을 연구하는 데 사용할 수 있습니다.
사진 측량에서 방위각은 지형의 정확한 3D 모델을 만드는 데 필요한 카메라가 가리키는 방법과 위치를 파악하는 데 사용됩니다.
같은 방식으로 방위각은 위성이 가리키는 방법과 위치를 파악하기 위해 원격 감지에 사용됩니다.
이것은 위성 이미지를 분석하고 지형의 정확한 모델을 만드는 데 중요합니다.
태양 방위각이란 무엇입니까? 작동 원리
팁: 필요한 경우 캡션 버튼을 켭니다. 영어가 익숙하지 않다면 설정 버튼에서 "자동 번역"을 선택하세요. 좋아하는 언어를 번역할 수 있게 되기 전에 먼저 동영상의 언어를 클릭해야 할 수도 있습니다.
사용 사례
| 사용: | 설명: |
|---|---|
| 측량 | 측량사는 방위각을 사용하여 북극이나 측량 스테이션과 같은 기준점과 관련하여 개체 또는 장소가 있는 위치를 파악합니다. 방위각은 일반적으로 0도에서 360도 사이이며 북쪽에서 시계 방향으로 측정됩니다. 측량사는 방위각을 사용하여 서로 다른 물체 또는 장소가 서로 관련되어 있는 위치를 파악하고 정확한 지형 또는 모델을 만들 수 있습니다. |
| 항해 | 네비게이터는 방위각을 사용하여 배나 비행기가 북극을 기준으로 어디로 가고 있는지 파악하고 거기에 도달하기 위한 코스를 계획할 수 있습니다. |
| 위성통신 | 위성통신은 방위각도 중요하다. 전파는 일반적으로 위성이 지구상의 스테이션과 통신하는 방법입니다. 엔지니어는 통신이 제대로 작동하는지 확인하기 위해 지상국과 관련하여 위성의 방위각과 앙각을 파악해야 합니다. 앙각은 위성이 있는 위치와 지상국이 있는 위치 사이의 수직 각도를 나타냅니다. 방위각은 수평각을 나타냅니다. 방위각과 앙각을 정확히 파악함으로써 엔지니어는 통신이 제대로 작동하는지 확인하고 신호가 섞이지 않도록 할 수 있습니다. |
| 태양광 패널 설치 | 방위각은 태양광 패널의 방향과 기울기를 파악하는 데 매우 중요합니다. 에너지를 최대한 활용하려면 태양 전지판이 태양을 향해야 합니다. 엔지니어는 방위각을 사용하여 태양 전지판과 관련하여 태양의 위치를 파악한 다음 이에 맞게 방향과 기울기 각도를 변경할 수 있습니다. 예를 들어, 북반구에서 최상의 방향 각도는 일반적으로 남쪽을 향하는 반면 최상의 기울기 각도는 설치 사이트(GIS)의 위도에 따라 다릅니다. GIS에서 북극과 관련된 선 또는 벡터의 방향은 방위각으로 표시됩니다. |
| 3D 모델링 | 3D 모델링에서 방위각은 광원의 방향과 강도를 파악하고, 태양의 위치와 그림자를 시뮬레이션하고, 환경을 구축하거나 계획하기 위한 지형을 연구하는 데 사용할 수 있습니다. |
결론
방위각에 대한 이야기가 끝날 무렵 엔지니어링 및 측량에서 이 측정이 얼마나 중요한지 기억하는 것이 중요합니다.
방위각은 물체나 장소가 기준점과 관련된 위치를 파악하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 위성과 더 잘 통신하고 태양열과 같은 재생 가능 에너지원을 사용할 수 있게 해줍니다.
그러나 실제 사용을 넘어 방위각은 사람들이 주변 세계를 이해하고 탐색하기를 원하는 방법을 보여주는 중요한 아이디어입니다.
수학과 과학이 현실 세계의 문제를 해결하고 새로운 기회를 여는 데 사용될 수 있음을 상기시켜줍니다.
따라서 다음에 "방위각"이라는 용어를 들었을 때 이것이 무언가를 측정하는 방법일 뿐만 아니라 사람들이 일을 하는 데 있어 얼마나 창의적이고 결단력이 있는지에 대한 신호임을 기억하십시오.
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