Heb je je als ingenieur ooit afgevraagd hoe je precies de richting van een object of locatie kunt vinden vanaf een referentiepunt? Of, hoe kunnen geavanceerde berekeningen van azimut- en elevatiehoeken worden gebruikt om satellietcommunicatie en tracking te verbeteren? Om dit te weten te komen, moet u weten wat een azimuthoek is.
Azimuthoek is een zeer belangrijke meeteenheid voor landmeten, navigatie, bouwen en communiceren met satellieten.
In deze blogpost zal ik uitleggen wat de azimuthoek is, hoe je deze kunt berekenen en hoe deze wordt gebruikt in de techniek.
Aan het einde zul je een beter begrip hebben van dit basisidee dat elke ingenieur moet kennen.
Dus laten we aan de slag gaan!
Inleiding tot de azimuthoek in engineering en landmeetkunde
Formele definitie:
Een hoek in triangulatie of in traverse waardoor de berekening van azimut wordt uitgevoerd.
Azimuthoek is een horizontale hoek die loopt van 0° tot 360° en met de klok mee wordt gemeten vanuit een referentierichting.
In engineering en landmeetkunde wordt het vaak gebruikt om de richting van een object of plaats te bepalen vanaf een referentiepunt, zoals de Noordpool of een meetstation.
Meestal wordt de azimuthoek gemeten vanuit het noorden met de klok mee.
Het wordt gebruikt om richtingen te specificeren in verschillende soorten onderzoeken, zoals kompasonderzoeken, vliegtuigonderzoeken en grensbewakingsonderzoeken.
Azimuthoek begrijpen
De azimuthoek is de hoek tussen een referentierichting, zoals het ware noorden, en een lijn van de waarnemer naar een interessant punt geprojecteerd op hetzelfde vlak.
Het wordt meestal gemeten in graden (°) en kan worden gebruikt om de richting van een object of plaats ten opzichte van de noordreferentierichting te beschrijven.
Een object dat zich direct ten noorden van een waarnemer bevindt, heeft bijvoorbeeld een azimuthoek van 0, terwijl een object dat zich direct ten oosten van de waarnemer bevindt een azimuthoek van 90° heeft.
Op dezelfde manier heeft een object dat naar het zuiden is gericht een azimuthoek van 180° en een object dat naar het westen is gericht een azimuthoek van 270°.
Het geheim om uw technische collega's in de war te brengen: azimuthoek
Nog steeds moeilijk te begrijpen? Laat me het standpunt een beetje veranderen:
Wilt u uw technische vrienden zich ongemakkelijk en verward laten voelen? Begin woorden en uitdrukkingen als "azimuthoek" te gebruiken in alledaagse gesprekken en kijk hoe hun gezichten in verwarring en verbijstering draaien.
Je zou ze kunnen vertellen dat de azimuthoek een belangrijke meting is die wordt gebruikt bij landmetingen en navigatie, maar wat is daar nou leuk aan? Zeg in plaats daarvan dingen die niet duidelijk zijn, zoals "Ik ben helemaal voor dat azimuthoekleven" of "Ik ben helemaal voor dat hoekleven." Het beheersen van de kunst van de azimuthoek is de sleutel om vooruit te komen.
Wie kan het zeggen? Misschien denken ze dat je een manier hebt gevonden om succesvol te zijn in engineering die ze nog niet hebben gevonden.
Of ze kunnen gewoon met hun ogen rollen en vertrekken.
Wat er ook gebeurt, je zult in ieder geval plezier hebben gehad met de azimuthoek.
Oké, dat was maar een grap gemaakt om eruit te zien als een tv-reclame.
Laten we nu teruggaan naar wat er is gezegd.
Azimuthoek berekenen
Trigonometrische functies en metingen van een enquête of kaart kunnen worden gebruikt om de azimuthoek te bepalen.
Wanneer landmeters hoeken meten, rapporteren ze de resultaten meestal als azimuts of peilingen.
Azimuthoek berekenen met trigonometrische functies
De volgende formule kan worden gebruikt om de azimuthoek te berekenen op basis van goniometrische functies en metingen van een enquête of kaart:
A = arctan{(E2 - E1) / (N2 - N1)}
Waarbij E1 en N1 de oost- en noordcoördinaten van het startpunt zijn en E2 en N2 de oost- en noordcoördinaten van het eindpunt zijn.
De hoek die je krijgt is in radialen, dus je moet het vermenigvuldigen met 180/ om het in graden te krijgen.
Er is een andere manier om de azimuthoek te bepalen, namelijk:
waarbij de gevormde hoek wordt gemeten in graden.
Meten van binnenhoeken en basislijnlengtes
Na het meten van de basislijnlengtes CAB, ABC en BCA op respectievelijk de punten A, B en C, meten de landmeters de binnenhoeken op de punten A, B en C.
De informatie die hieruit voortkomt, wordt gebruikt om de azimuthoek van een lijn te bepalen.
Deze meting is belangrijk voor het bouwen, navigeren, communiceren met satellieten en het installeren van zonnepanelen.
Azimuts en lagers
Azimut en peiling zijn horizontale hoeken die laten zien hoe een lijn is gepositioneerd ten opzichte van een meridiaan.
De azimut van een lijn is de horizontale hoek gemeten tegen de klok in vanuit een basisrichting naar de gegeven lijn.
Azimuts worden meestal gemeten van noord naar zuid en hun bereik is van 0° tot 360°, dus ze hebben geen letters nodig om aan te geven in welk kwadrant ze zich bevinden.
Lagers zijn scherpe hoeken die de afstand meten van de referentiemeridiaan tot de gegeven lijn.
Wanneer de lijn wordt gemeten vanuit het noorden of zuiden naar het oosten of westen, is de hoek kleiner dan 360 graden.
De hoek wordt weergegeven door eerst N of S te plaatsen, dan de hoekwaarde en dan E of W.
Azimuts en lagers omzetten
Gebruik deze formules om een azimut in een peiling te veranderen:
- Kwadrant I (NE): Peiling = Azimut
- Kwadrant II (SE): Peiling = 180° - Azimut
- Kwadrant III (ZW): Peiling = Azimut - 180°
- Kwadrant IV (NW): Peiling = 360° - Azimut
Gebruik de volgende formules om lagers om te zetten in azimuts:
- Kwadrant I (NE): Azimut = Peiling
- Kwadrant II (SE): Azimut = 180° - Peiling
- Kwadrant III (ZW): Azimut = Peiling + 180°
- Kwadrant IV (NW): Azimut = 360° - Peiling
Voorwaartse en achterwaartse lagers
Bij vlakmeten is een voorwaartse peiling de richting waarin een lijn wijst in de richting waarin de meting beweegt.
Achterlagers betekenen dat de lijn in de tegenovergestelde bewegingsrichting gaat.
Bij luchtonderzoek verandert het toevoegen of wegnemen van 180 graden een voorwaartse azimut in een achterwaartse azimut.
Het gebruik en de toepassingen van Azimuth Angle
Azimuthoek is een belangrijke hoekmeting in een bolvormig coördinatensysteem dat op veel verschillende gebieden wordt gebruikt, zoals navigatie, astronomie, techniek, kaarten, mijnbouw, artillerie en uitzoeken wanneer de maan en de zon opkomen en ondergaan.
Bepalen van de zonne-azimuthoek
Om de azimuthoek van de zon voor een bepaalde plaats en tijd van de dag te bepalen, moet u de richting van de aanpassing bepalen, die afhangt van op welk halfrond het zonnepaneel zich bevindt.
De verticale hoek of kanteling van het zonnepaneel moet worden ingesteld op basis van waar ter wereld het zich bevindt.
Over het algemeen betekent dit dat panelen op het noordelijk halfrond naar het zuiden gericht moeten zijn en panelen op het zuidelijk halfrond naar het noorden.
Afhankelijk van hoe zonnepanelen worden gebruikt, kan het ook nuttig zijn om een lichte helling vanuit het zuiden te hebben.
Wanneer de azimuthoek van de zon correct wordt berekend, kunnen zonnepanelen de meeste energie produceren.
Dit is belangrijk voor residentiële installaties, waar de energieproductie moet overeenkomen met de hoeveelheid energie die op verschillende tijdstippen van de dag wordt verbruikt.
Satellietcommunicatietechniek
De lengtegraad en breedtegraad van een grondstation en de positie van de baan van de satelliet kunnen worden gebruikt om de azimut- en elevatiehoeken van de satelliet te bepalen.
De azimuthoek is de hoek tussen het noorden en de richting naar de satelliet op een horizontaal vlak, gemeten vanaf het noorden met de klok mee.
De hoek tussen de satelliet en de lokale horizon is de elevatiehoek.
De graden worden gebruikt om beide hoeken te meten.
Het is belangrijk om de exacte azimut- en elevatiehoeken van de huidige positie van een satelliet te kennen om deze te volgen en ermee te praten.
In technische velden voor satellietcommunicatie, zoals GNSS-Reflectometry (GNSS-R), worden velden toegewezen aan satellieten met bepaalde azimuthoeken.
Zo werden satellieten met een azimuthoek tussen 100° en 270° in het Oost-veld geplaatst en satellieten met een azimuthoek tussen 190° en 260° in het West-veld.
Onderzoekers hebben ingewikkelde algoritmen gemaakt die de bewegingen van een robotarm besturen, zodat deze een satelliet nauwkeurig kan verplaatsen en bijtanken.
Om deze hoeken te berekenen, kunt u software voor het volgen van satellieten of een online rekenmachine gebruiken.
Deze tools houden rekening met waar de satelliet zich nu bevindt en waar het grondstation is.
Vervolgens geven ze de hoeken die nodig zijn om de satelliet te volgen en ermee te praten.
De hoeken kunnen worden gebruikt om de beste plaats voor de antenne van het grondstation te vinden, zodat deze correct op de satelliet is gericht en het signaal zo sterk mogelijk is.
Het nauwkeurig bepalen van de azimut- en elevatiehoeken is ook belangrijk voor satellietobservatie en teledetectietoepassingen zoals weersvoorspellingen en het observeren van de aarde.
Geavanceerde concepten in azimuthoek
Azimut is een hoekmeting in een bolvormig coördinatensysteem dat wordt gebruikt om te bepalen waar een punt zich bevindt ten opzichte van een referentiemeridiaan bij landmeten.
Bij landmeten zijn er twee verschillende manieren om azimut te meten: magnetische azimut en echte azimut.
Het magnetische veld van de aarde wordt gebruikt om de magnetische azimut te meten, terwijl de rotatie-as wordt gebruikt om de ware azimut te meten.
Bij het meten met een kompas wordt ware azimut vaker gebruikt dan magnetische azimut.
Echte azimut wordt gebruikt door landmeters met doorvoeren of theodolieten.
Magnetische azimut is niet zo nauwkeurig als echte azimut omdat het kan worden beïnvloed door lokale magnetische anomalieën die worden veroorzaakt door gemagnetiseerde rotsen in de aardkorst en andere geomagnetische velden.
Landmeters gebruiken waterpassen om dit goed te maken en ervoor te zorgen dat hun metingen correct zijn.
Variatie is het verschil tussen het magnetische noorden en het ware noorden.
Het kan worden opgelost door een kaart of navigatiekaart te gebruiken die het verschil laat zien tussen magnetische azimut en ware azimut.
Azimuthoek in 3D-modellering en GIS-software
De azimuthoek is een sleutelparameter in 3D-modellering en GIS-software zoals ArcGIS die wordt gebruikt om de positie en hoek te regelen van lichtbronnen die worden gebruikt om terrein te analyseren en te visualiseren.
De azimuthoek wordt gebruikt om de richting van de lichtbron te specificeren en kan worden gewijzigd om de oriëntatie en schaduw van terreinoppervlakken te regelen.
Dit maakt het gemakkelijker om terreinkenmerken zoals bergkammen, valleien en hellingen te zien en te analyseren.
De functie voor schaduw op heuvels in ArcGIS Pro berekent bijvoorbeeld de schaduw van een heuvel op basis van een enkele lichtrichting.
Deze richting wordt bepaald door de opties voor azimut en hoogte, die bepalen waar en hoe de lichtbron schijnt.
Door deze parameters te wijzigen, kunt u de manier waarop terreinelementen er realistischer en aantrekkelijker uit laten zien, maken.
De azimuthoek wordt onder andere ook gebruikt bij 3D-modellering, fotogrammetrie en teledetectie.
Bij 3D-modellering wordt de azimuthoek gebruikt om de richting van de zon te regelen bij het maken van schaduwkaarten of zonnehoekkaarten.
Deze kaarten kunnen worden gebruikt om te bestuderen hoe zonlicht gebouwen, planten en andere kenmerken beïnvloedt.
Bij fotogrammetrie wordt de azimuthoek gebruikt om erachter te komen hoe en waar de camera naar wijst, wat nodig is om nauwkeurige 3D-modellen van het terrein te maken.
Op dezelfde manier wordt de azimuthoek gebruikt bij teledetectie om erachter te komen hoe en waar satellieten wijzen.
Dit is belangrijk voor het analyseren van satellietbeelden en het maken van nauwkeurige modellen van het terrein.
Wat Solar Azimuth is & Hoe het werkt
Tip: Schakel de ondertitelingsknop in als je die nodig hebt. Kies "automatische vertaling" in de instellingenknop, als u niet bekend bent met de Engelse taal. Mogelijk moet u eerst op de taal van de video klikken voordat uw favoriete taal beschikbaar komt voor vertaling.
Gebruik gevallen
| Gebruikt in: | Beschrijving: |
|---|---|
| Landmeten | Landmeters gebruiken de azimuthoek om uit te zoeken waar een object of plaats zich bevindt ten opzichte van een referentiepunt, zoals de Noordpool of een meetstation. De azimuthoek ligt meestal tussen 0 en 360 graden en wordt gemeten vanuit het noorden met de klok mee. Landmeters kunnen de azimuthoek gebruiken om erachter te komen waar verschillende objecten of plaatsen zich ten opzichte van elkaar bevinden en om nauwkeurige kaarten of modellen van het landschap te maken. |
| Navigatie | Navigators kunnen de azimuthoek gebruiken om erachter te komen waar een schip of vliegtuig naartoe gaat ten opzichte van de Noordpool en een koers uitzetten om daar te komen. |
| Satelliet communicatie | Satellietcommunicatie is ook belangrijk als het gaat om de azimuthoek. Radiogolven zijn meestal hoe satellieten praten met stations op aarde. Ingenieurs moeten de azimut- en elevatiehoeken van de satelliet ten opzichte van het grondstation bepalen om ervoor te zorgen dat de communicatie goed werkt. De elevatiehoek toont de verticale hoek tussen waar de satelliet is en waar het grondstation is. De azimuthoek geeft de horizontale hoek weer. Door de azimut- en elevatiehoeken precies goed te krijgen, kunnen technici ervoor zorgen dat de communicatie goed werkt en voorkomen dat signalen door elkaar worden gehaald. |
| Zonnepanelen installeren | De azimuthoek is erg belangrijk om uit te zoeken hoe zonnepanelen georiënteerd en gekanteld moeten worden. Om zoveel mogelijk energie op te wekken, moeten zonnepanelen naar de zon gericht zijn. Ingenieurs kunnen de azimuthoek gebruiken om erachter te komen waar de zon staat ten opzichte van de zonnepanelen en vervolgens de oriëntatie en kantelhoek aanpassen. Op het noordelijk halfrond is de beste oriëntatiehoek bijvoorbeeld meestal op het zuiden gericht, terwijl de beste kantelhoek afhangt van de breedtegraad van de installatieplaats (GIS). In GIS wordt de richting van een lijn of vector ten opzichte van de noordpool weergegeven door de azimuthoek. |
| 3D-modellering | Bij 3D-modellering kan de azimuthoek worden gebruikt om de richting en sterkte van lichtbronnen te bepalen, de positie en schaduw van de zon te simuleren en het terrein te bestuderen voor het bouwen of plannen van de omgeving. |
Conclusie
Nu we aan het einde van ons gesprek over de azimuthoek komen, is het belangrijk om te onthouden hoe belangrijk deze meting is bij engineering en landmeetkunde.
De azimuthoek helpt ons niet alleen om te bepalen waar een object of plaats zich bevindt ten opzichte van een referentiepunt, maar het stelt ons ook in staat beter te communiceren met satellieten en hernieuwbare energiebronnen zoals zonne-energie te gebruiken.
Maar naast het praktische gebruik ervan, is de azimuthoek een belangrijk idee dat laat zien hoe mensen de wereld om hen heen willen begrijpen en erin willen navigeren.
Het herinnert ons eraan dat wiskunde en wetenschap kunnen worden gebruikt om problemen in de echte wereld op te lossen en nieuwe kansen te creëren.
Dus, de volgende keer dat je de term "azimuthoek" hoort, bedenk dan dat het niet alleen een manier is om iets te meten, maar ook een teken van hoe creatief en vastberaden mensen zijn om nieuwe manieren te vinden om dingen te doen.
Delen op…
