【方位角法】揭秘方位角的奧秘:運用方位角法測量定位的利器

【方位角法】揭秘方位角的奧秘:運用方位角法測量定位的利器

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

方位角法 Play

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。

方位角法

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