方位角
方位角或地平經度,是一種衡量物體之間平面夾角的方法,在平面上描述某點與目標方向之間的水平角差。在球座標系中,方位角是從某觀測點的指北方向線出發,順時針方向到目標方向線之間的水平夾角。
天體坐標中的方位角


在天文觀測中,方位角是恆星或天體在地平線上的方向。將恆星向量投影到水平面上,並與真北方向向量之間的角度即為方位角。
陸地上導航中的方位角
陸地導航中,方位角通常用希臘字母 α 表示,是指從北方基線或子午線測得的水準角。方位角可以從任何固定基準面或易於建立的基準方向順時針量測。
方位角的基準
通常,方位角的基準面以真北方為 0°,但也可以使用其他角度單位,如梯度或密位。在圓週上,順時針方向,東為方位角 90°,南為 180°,西為 270°。在某些導航系統中,南方設為參考向量的 0°。
方位角的表示
方位角通常表示為從某個參考方向轉向另一個方向的角度,例如:”從南轉東 30°”(縮寫為 “S30°E”)。
計算平面上的方位角
已知 2 個點的座標後,可以使用以下公式計算它們之間的地圖方位角(採用十進位度數):
公式 | 參數 |
---|---|
AA = arctan(\frac{\text{終點}.x – \text{起點}.x}{\text{終點}.y – \text{起點}.y}) | AA:起點到終點的方位角 |
\text{起點}:起點座標 | |
\text{終點}:終點座標 |
注意:方位角值可能受到所使用的座標系影響。
方位角法
方位角法是一種常用的工程測量方法,用於確定一個目標的位置。它通過測量從觀察點到目標點的方位角和距離來實現。
工作原理
方位角法的工作原理是基於直角三角形原理。測量員在一個已知位置(基點)設置儀器,並測量到目標點的方位角和距離。方位角是指從儀器的北向線到目標點方向的水平角,而距離則是從儀器到目標點的水平距離。
透過這些測量,測量員可以繪製一個直角三角形,其中三個邊的長度都已知(見下表)。
邊長 | 説明 |
---|---|
AB | 測量的距離 |
AC | 基線長度(已知) |
BC | 目標點在基線上的投影長度 |
計算方法
利用畢氏定理和三角函數,測量員可以計算目標點的座標:
X = AC * cos(方位角) + BC
Y = AC * sin(方位角)
其中,X 和 Y 是目標點在基線上以基點為原點的座標。
使用儀器
進行方位角法測量需要使用以下儀器:
- 全站儀:整合了經緯儀和電子距離儀,可測量方位角和距離
- 經緯儀:測量水平角和垂直角
- 電子距離儀:測量距離
- 標竿:設置在目標點上,用於反射光束以確定目標點的位置
優點和缺點
- 精度高
- 適用於長距離測量
- 結果容易解釋
缺點:
- 設置和操作儀器需要經驗和技術
- 受高程差和地形影響
- 需要良好的視線