|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 8 |
||
ф |
|
|
|
|
|
|
1. Исходный пункт |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i:; |
Элементы |
|
Дубровка |
|
1 |
Дубровка |
1 |
|
|
Маяк |
|
||||
:s |
|
|
|
|
|
||||||||||
<:.) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р' |
формул |
|
|
|
|
2. Определяемый пункт |
|
|
|
|
|
||||
~ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
~,:;;: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~ ~ |
|
|
|
Маян |
|
1 |
|
|
Беркут |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
А1 |
|
|
|
|
|
44°12'13,670" |
|
|
224°30'53,557" |
|||||
3 |
Угол треугольника |
|
44°12'13,67" |
+ |
67 26 58,999 |
|
- |
|
50 20 19,979 |
||||||
6 |
А1.2 |
|
|
111 39 12,669 |
|
|
17410 33,578 |
||||||||
57 |
t |
|
+ |
18 42,428 |
- |
+2123,091 |
|
- |
+ 248,051 |
||||||
58 |
8 |
|
+ |
|
2,541 |
1 |
,320 |
|
|
о |
,559 |
||||
59 |
А1.2 ± |
180° |
2241213,67 |
2913912,669 |
|
|
354 10 33,578 |
||||||||
60 |
t-8 |
+ |
18 39,887 |
+ |
21 24,411 |
|
+ |
|
248,610 |
||||||
61 |
А2.1 |
|
224 3n 53,557 |
|
292 00 37,080 |
|
|
35413 22,188 |
|||||||
1 |
В1 |
|
+ |
47 46 52,647 |
- |
47 46 52,6470 |
|
- |
48 04 |
9,6384 |
|||||
27 |
ь |
|
17 19,7427 |
7 45,7275 |
|
25 |
6,3049 |
||||||||
28 |
Во=В1+Ь |
48 04 12,3897 |
- |
47 39 |
6,9195 |
|
|
47 39 |
3,3335 |
||||||
53 |
-d |
|
|
|
2,7513 |
|
3,6487 |
|
|
|
00620 |
||||
54 |
В2 |
|
|
48 ()4 |
9,6384 |
|
47 39 |
3,2708 |
|
|
47 39 |
3,2709 |
|||
2 |
L1 |
|
|
35 49 |
36,330 |
|
35 4!) 36,3300 |
|
|
36 14 45,0504 |
|||||
55 |
l |
|
+ |
2508,7204 |
+ |
28 56,1074 |
+ |
|
3 47,3870 |
||||||
56 |
L2 |
|
3614 45,0504 |
|
36 18 32,4374 |
|
|
36 18 32,4374 |
|||||||
26 |
lg ь |
|
|
3,()169 2586 |
|
|
2.6681 3184 п |
|
3.1779 1288 |
п |
|||||
25 |
-(4)1и+ (5)1v2+ |
|
-751 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
12 |
+(6) 1u2 |
|
|
+958 |
|
|
|
+1598 |
|
||||||
lg ~ |
|
3.0169 3337 |
|
2. 6681 2226 |
п |
|
3.1778 9690 |
п |
|||||||
11 |
lg (1)1 |
|
8.5102 4471 |
|
8.5102 4471 |
|
|
8.5102 2282 |
|
||||||
10 |
lgu |
|
4.5066 8866 |
|
4.1578 7755 |
п |
|
4.6676 7408 |
п |
||||||
8 |
lg cos А1.2 |
|
9.8554 3702 |
|
9. 5670 1799 |
п |
|
9.9977 5249 |
n |
||||||
5 |
lg s |
|
4.6512 5164 |
|
4.5908 5956 |
|
|
4.6699 2159 |
|
||||||
7 |
lg sin А1.2 |
|
9.8433 6524 |
|
9.9682 1772 |
|
|
9.0063 5105 |
|
||||||
g |
lg V |
|
4.49461688 |
|
4.5590 7728 |
|
|
3.6762 7264 |
|
||||||
29 |
lg (2)о |
|
8.5089 1798 |
|
8.5089 2857 |
|
|
8.ЕО89 2860 |
|
||||||
31 |
lg 'У |
|
3.0035 3486 |
|
3.0680 0585 |
|
|
2.1852 0124 |
|
||||||
32 |
1 |
|
|
-183 |
|
|
-37 |
|
|
|
-385 |
|
|||
-(5)1u2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
13 21 |
2 |
|
8.53 386 |
-1097,9 |
8.53 380 |
|
|
8.53 341 |
+ 1588,8 |
||||||
lg (4)1 |
-(4)1и |
+491.7 |
|||||||||||||
15 22 |
lgu |
+(5)1v2 |
4.50 669 |
+ |
346,9 |
4.15 788 |
+466,8 |
4.66 767 |
+ |
8.0 |
|||||
18 24 |
lg (4)1u |
+ (6) u2 |
3.04 055 |
|
о |
2.69174 |
о |
|
3.20 108 |
1 |
|||||
|
lg \5)1v2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
19 23 |
(5)1u2 |
2.54 021 |
+ |
366,7 |
2.66 913 |
73,6 |
n.90 349 |
769,7 |
|||||||
17 |
2 gv |
|
8.98 923 |
|
|
9.11815 |
|
|
7.35 254 |
|
|
||||
14 |
lg (5)1 |
|
3.55 098 |
|
|
3.55 098 |
|
|
3.55 095 |
|
|
||||
16 |
2 lgu |
|
9.01 338 |
|
|
8.31 575 |
|
|
9.33 535 |
|
|
||||
20 |
lg (5)1и2 |
|
2.56 436 |
|
|
1.86 673 |
|
|
2.88 630 |
|
|
||||
46 |
lg t |
|
3.0501 5840 |
|
3.1082 5752 |
|
|
2.22544208 |
|
||||||
43 |
-vл2- vт2 |
|
-601 |
|
-794 |
|
|
|
|
-13 |
|
||||
37 |
]gт |
|
3.0501 6441 |
|
3.1082 6546 |
|
|
2.2254 4221 |
|
||||||
35 |
lg tg Во |
|
0.0466 3138 |
|
О.0402 5998 |
|
|
О.0402 4482' |
|
||||||
зз |
lg с |
|
3.0035 3303 |
|
3.0680 0548 |
|
|
2.1851 9739 |
|
||||||
34 |
lg sec !3о |
|
9.824919q8 |
|
9.8284 2330 |
|
|
9.8284 3158 |
|
||||||
;-ю |
1.; |
,. |
|
3.17861305 |
|
3.2395 8218 |
|
|
2.3567 6581 |
|
|||||
44 |
-2yi;2 |
|
-428 |
|
-560 |
|
|
|
|
-9 |
|
||||
47 |
tg l |
|
3.1786 0877 |
|
3.2395 7658 |
|
|
2.3567 6572 |
|
||||||
30 |
lg (3)о |
|
4.385 |
8;°J0 |
|
|
4.385 |
871 |
|
|
4.385 |
871 |
|
||
3 |
lg с |
|
3.оr,з ~;33 |
|
|
3.068 |
005 |
|
|
2.185 |
197 |
|
|||
39 |
]gт |
|
3.050 |
1G4 |
|
|
3.108 |
265 |
|
|
2.225 |
442 |
|
||
40 |
lg б |
|
0.439 |
547 |
|
|
ti.562 |
141 |
|
|
8.796 |
510 |
|
100
П р од о л ж е ни е т а б л. 8
- |
|
|
|
|
|
|
|
1. |
Исходный пуннт |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Элементы |
Дубровна |
1 |
|
|
Дубровна |
|
1 |
маян |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
P<,:s: |
формул |
|
|
|
|
2. |
Определяемый луннт |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~~ |
|
Маян |
|
1 |
|
|
|
|
|
Вернут |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
45 |
1 |
- 4 |
|
|
|
|
|
- 5 |
|
|
|
|
|
|||
-vi:2-- vл2 |
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
||||||
|
2 |
0.439 |
|
550 |
|
|
|
0.562 |
133 |
|
|
8.796 |
|
|
||
8 |
lg d |
|
|
|
|
|
|
510 |
|
|||||||
9 |
Ig ь |
3.01 |
|
693 |
|
|
|
2.66 |
813 |
п |
|
3.17 |
791 |
п |
||
50 |
lg с |
3.00 |
|
353 |
|
|
|
3.06 |
801 |
|
|
2.18 |
520 |
|
||
51 |
lg (1 : 2р") |
4.38 |
|
454 |
|
|
|
4.38 |
454 |
|
|
4.98 |
454 |
|
||
52 |
lg 8 |
0.40 |
|
500 |
|
|
|
0.12 |
068 |
п |
|
9.74 |
765 |
п |
||
41 |
vл2 |
387 |
|
|
|
|
|
513,1 |
|
|
8.3 |
|
|
|||
42 |
vт2 |
214 |
|
i |
|
|
|
280,0 |
|
|
4.4 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
еро = В1 + Ьр"; |
'"С= С tg еро; |
|
Л = С sec cro |
|
|
|
|
|
|||||||
|
t" = '"С ( 1 - ~ |
- |
~ |
2 |
) .р" |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l" = л (1 - ; 2 |
) |
р" |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
ст |
( |
|
11,2 |
|
i;2 ) |
|
|
|
|
|
(25.42) |
|||
|
|
d=-2- |
|
1 |
-12-т |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
Лq>= b-d |
|
|
|
|
|
|
|
~ . |
|
|
||||
|
ЛВ"= Vi Лер ( 1. |
- i ;,;sin 2В1 |
Лер- |
е;2 |
cos 2В1 |
Лер2) р" 1 |
|
|
||||||||
|
|
в"=_!.!!.._р" |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
2Vi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В2=В1 +лв•, |
L2= L1 + l" |
|
|
|
1 |
|
|
||||||||
|
|
А2 =А1+180- +t"-в" |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Эти формулы имеют много общего с формулами, полученными ранее; однако
их вывод иной - основан на перспективном: изображении сфероидическоrо треугольника АРВ на сферу радиуса N 1 • Они удобны для программирования, вычисления на ЭВМ. Вспомогательные таблицы для приближенных вычислений
по этим формулам имеются в <<Руководстве по вычислению азимута и длины rеодезической линии на поверхности эллипсоида Красовского~> [49].
§ 26. Решение геодезической задачи по формулам
со средними аргументами.
Вывод формул путем разложения в ряд
разностей широт, долгот и азимутов
В § 23 даны общие основания применения рядов для вывода разностей
IПирот,' долгот и азимутов; отмечена целесообразность использования рядов
СО средними аргументами:
Вт= |
В1+В2 |
И Ат= |
А1. 2 ± 180° +А2. 1 |
|
2 |
2 |
|||
|
|
101
Поясним это подробнее. Пусть на рис. 47 кривая АВ представляет гео
р;еэическую линию между начальной точкой А и конечной В.
Воэьмем точку С, расположенную на середине кривой АВ. Если длина rеодезической линии АВ равна s, то точка С будет находиться от точек А и В
на одинаковом расстоянии, равном ; . Обозначим координаты точки С через
В0, L0 и аэимут геодезической линии в этой точке череэ А0• Применим первую
строку рядов (23.4), т. е.
(В2В1)= ( ~~ ) 1 |
s т ( ~:~ ) 1 |
; |
2 + ( ::~ )1 |
: |
|
+ · · . |
(26.1) |
|||||||||||||
для выражения раэностей широт В 1 |
- |
В0 |
и В |
2 - |
|
В0• |
|
|
|
|
|
|
||||||||
Получим |
|
|
|
|
|
+ ~ |
( ~:~ )0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s; + ··· (26.2) |
|||
(Bi - Во)= - |
( |
~~ ) 0 |
; |
~ |
- |
|
~ |
( |
~:~ ) |
0 |
||||||||||
(В2-Во)- + ( ~~ )о ; |
+ : ( ~~ )о |
s~ |
+ ~ |
( ~:~ ) о |
~ + ••• |
(26.3) |
||||||||||||||
Вычитая (26.2) |
из (26.3), |
находим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(26.4) |
Поступая аналогично |
для (L 2 |
- |
L 1 ) |
|
и (А |
2 • |
1 |
- |
А |
1 • |
2 |
± 180°), находим |
||||||||
(L2L1) = ( ~~)0 s + 14 |
( ~:f |
)0 |
s + ··· |
|
(26.5) |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(А2 1 - |
А |
|
2 :±: 180°) = ( dA ) |
|
|
|
1 |
(~!__) |
|
s3 |
(26.6) |
|||||||||
1 |
о |
s +-- |
о |
|||||||||||||||||
• |
|
|
• |
|
|
|
ds |
|
24 |
|
ds 3 |
|
|
' |
|
|||||
|
|
|
|
где нулевой индекс при производных покаэывает, что |
||||||||||||||||
|
|
|
|
они должны вычисляться по ВO и А 0 • |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Сравнение |
выражений |
(26.4) |
и (26.1) |
показы |
||||||||||
|
|
|
|
вает |
выгоду |
использования |
рядов |
со средними ар |
||||||||||||
|
|
|
|
гументами: члены |
с четными проиэводными в рядах |
|||||||||||||||
C(B0 L0 Ao) |
|
|
|
(26.4) исчезли, |
в |
реэультате |
чего |
они будут иметь |
||||||||||||
|
|
|
лучшую сходимость, а в оставшихся членах с нечет |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||
\ |
|
|
|
ными проиэводными |
коэффициенты при них умень |
|||||||||||||||
|
|
|
шились в несколько |
раз. |
Но |
координаты |
точки С |
|||||||||||||
\ |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
(В |
0 , |
L 0 и А 0), расположенной на середине дуги АВ, |
|||||||||||||||
\ |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
т. |
е. |
на равных расстояниях от точек А и В, не будут |
\равны среднему значению координат этих точек (Вт,
А( 81 L, A1.z) |
Lm, Ат). |
|
|
|
.Найдем зависимость между этими координатами. |
||||
|
Складывая (26.2) и (26.3), после |
деления на два |
||
Рис. 47 |
получаем |
|
|
|
|
Вт- Во |
1 |
( d2B " |
(26.7) |
|
= 8 |
ds2 ) о s2 |
ианалогично
_ 1 |
( d2L ) |
2 |
(26.8) |
Lт-Lo -т |
ds2 |
os, |
|
|
|
|
(26.9) |
102
Как видно, разности (Вт - В 0 ); (Lт - L 0 ) и (Ат - А O ± 180°) - малые
величины второго порядка.
Формулы (26.4) и (26. 7) в общем виде решают задачу. Конечная цель -
получить формулы для разностей координат и азимутов в функции Вт и Ат.
Очевидно, это будет достигнуто в результате вычислений и подстановки про изводных в формулы (26.4) с принятием во внимание (26. 7).
Дальнейший ход вывода: а) нахождение исходных дифференциальных
уравнений и вычисление производных; б) получение рабочих формул путем
подстановки найденных производных в уравнения (26.4) с учетом Исходные дифференциальные уравнения (13.4):
|
dB |
cosA |
vз |
А |
|
|
a:s= -к;:г-= |
-c-cos ' |
|
||
dL |
dl |
sin А sec В |
|
V |
|
-- = - = ----- = -sinA secB, |
|||||
ds |
ds |
N |
|
с |
|
dA |
dt |
sin А tg В |
= |
V |
А tg В. |
ds - |
ds |
N |
-с- :~in |
(26.7).
(26.10)
(26.11)
(26.12)
Переходим к вычислению производных следующего порядка
|
|
d2B |
3у2 |
|
|
dV |
|
|
|
|
|
|
|
|
vз . |
dA |
|
|
(26.13) |
|||||
|
|
--=----cosA---sшA - . |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
ds2 |
|
с |
|
|
|
|
ds |
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
ds |
|
|
|
||
Вспомним, что |
V2 = 1 +е'2 |
cos2 в= 1 + 11 2 • |
|
|
|
|||||||||||||||||||
Тогда |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В . |
|
|
|
|
|
|
|
|
2V dV |
|
|
|
|
|
|
2е |
,2 |
|
|
В |
|
|
|
|||||||
|
|
|
---;п;г- = - |
|
|
COS |
Slll |
, |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
dV |
|
|
|
|
|
|
|
е'2 cos2 В tg В |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
dB |
|
|
= - |
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
|||||||
Обозначая |
t = tg В, |
последнее |
|
выражение |
примет |
вид |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dV |
|
|
|
|
|
|
112 |
|
|
|
|
|
(26.14) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
7в= -т,t. |
|
|
|
|||||||||||||
Далее |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
112 |
|
|
|
|
|
|
|
dV |
|
|
|
|
|
|
dV |
|
dB |
|
|
|
|
уз |
|
|
|
||||
|
|
|
-- = |
|
---- = -- t - cosA |
' |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
ds |
|
|
|
|
|
|
dB |
|
ds |
|
v2 |
|
V |
с |
|
|
|||||
|
|
|
|
dV |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(26.15) |
|||||
|
|
|
|
- = - 112 -cosAt. |
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
ds |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
|
|
|
||
Подставляя найденные :выражения первых производных в (26.13), полу |
||||||||||||||||||||||||
чаем |
d2B зv2 ( |
|
|
|
|
v2 |
|
|
|
|
|
|
) |
|
|
|
|
|
v |
|
|
|||
|
-11 |
2 |
- |
|
cos At |
cos |
|
vз |
|
|
||||||||||||||
|
-- = -- |
|
|
с |
|
|
A--sinA-sinAt |
|||||||||||||||||
|
ds2 |
с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
с |
|
|
||
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d2B |
|
|
|
|
|
V4 |
|
|
{sin2 А+ 31') 2 cos2 А}. |
|
|
(26.16) |
||||||||||
|
|
ds2 = - |
|
|
с2 t |
|
|
|||||||||||||||||
Переходим |
к вычислению |
|
|
производной |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
d2l |
|
sec В sin А dV + V |
|
t |
sec |
В . |
А dB |
+ V |
В |
cos |
А dA |
|||||||||||||
ds 2 |
- |
с ds |
|
|
|
|
-с- |
|
|
|
sш |
|
ds |
с sec |
|
ds' |
||||||||
d2Z |
|
sec В sin А |
( |
|
|
2 |
|
|
v2 |
|
|
|
|
|
|
) |
|
V |
. |
|
vз |
|
||
-- ----- |
-1') |
|
|
|
-cosAt |
|
+-tsecBsшA- cosA+ |
|||||||||||||||||
ds2 |
- |
с |
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
|
с |
|
+_!:_ sec Всos А _!_ si n А · t
сс
103
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d2l |
2V2t |
|
. |
|
|
|
|
|
ds |
2 |
2 |
sec В sш А cosA |
(26.17) |
||
|
|
|
= -с-- |
|||||
и, наконец, |
находим |
производную |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
d2A |
|
d2t |
|
|
|
|
|
|
ds2 = |
ds2 • |
|
||
Так как |
|
|
|
dA =dl sinB, |
|
|||
|
|
|
|
|
||||
то |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dA |
d.l . |
В |
|
|
|
|
|
|
--=-SШ |
|
|
||
|
|
|
|
ds |
ds |
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d2A |
|
d2l . |
|
dt |
dB |
|
|
|
-d" |
= - d2 sшB-1--d cosB-d-, |
|
||||
|
|
s~ |
|
s |
' |
s |
s |
|
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
d2A |
2V2t |
. |
|
|
. |
V |
. |
уз |
- d |
= - -secBsmA cosA sшВ+-sшА secB--cosA cos В |
|||||||
s2 |
с2 |
|
|
|
|
с |
|
с |
иокончательно
|
|
d2A |
|
у2 |
|
+11 |
2). |
|
(26.18) |
|
|
- d2 |
= -" sin А cosA (1 + 2t2 |
|
|||||
|
|
s |
|
с- |
|
|
|
|
|
Приведем без вывода |
третьи производные: |
|
|
|
|
||||
|
dЗВ |
VБ |
|
. |
|
911 2t2) + |
|
||
|
ds3 |
= - с3 {cos А sш2 А (1- Зt2 + 112 - |
|
||||||
|
|
+ cos3 А (311 2 - |
З112t2 + З11'-15114t2)}, |
|
(26.19) |
||||
|
d3l |
2vз |
|
|
. . |
|
|
. |
(26.20) |
|
dsз = c3secB{cos2 |
A sшА (1+3t2 +112)-t2 |
sшA}, |
||||||
d3A |
V3t |
. |
|
|
|
. |
|
+ 2t2 +112 )}. |
(26.21) |
ds3 |
= са {cos2 А sшА |
(5+ 6t2 + 112 - 4114 ) - sш3 А (1 |
|||||||
Переходим к получению выражений для (В 2 - |
В |
1 ), |
(L 2 - L 1 ) и (А 2 1 - |
||||||
- А 1 2 ± |
180°) согласно (26.4). |
|
|
|
|
· |
|||
Так как мы ставим цель получить искомые разности координат в функции |
|||||||||
Вт и Ат, |
а в выражениях (26.4) производные отнесены к аргументам В O и А 0 , |
то в первую очередь необходимо установить зависимость между указанными
производными, т. е. между
d2B)
( ds2 т и т. д.
Предварительно отметим, что разности (В O - Вт)1 и (А O - Ат) малы.
Рассматриваемые производные - некоторые функции от В и А и других ве
.nичин, которые здесь можно рассматривать как постоянные. Таким образом:, аадача заключается в получении выражения функции при некоторых малых приращениях аргумента; конечно, для этого следует применить ряд Тейлора.
Попутно сделаем замечание: широта Вт не соответствует Ат в том смысле,
что если взять на дуге АВ точку с широтой Вт, то азимут геодезической линии в ней не будет равен Ат. Поэтому при вычислении приращений в ряде Тейлора
104
.,,J
следует В и А рассматривать как независимые переменные и брать частные
производные по В и А .
После этих пояснений имеем
j!!_) |
|
= (_!!!_) |
|
+ |
а ( dB) |
|
-В)+ |
а |
о |
т |
Тs т (В |
|
|||||
( ds |
ds |
|
дВ |
O |
т |
|
( dB) |
|
-А |
|
|
~ т (А |
т |
) (26.22) |
||
дА |
О |
|
|
(с ошибкой на малые величины четвертого порядка) или, принимая во внимание
(26.7) и (2о.9)
!!!..__) |
= (~) |
_ ~ (!!:!!_) |
д |
( |
dB) |
т _ |
~ ( |
|
|
д (!!!_) |
|
|
|||||
т |
|
dS |
|
d2A |
). |
ds |
т |
(26.23) |
|||||||||
( ds |
о |
ds т |
8 |
ds 2 |
|
|
дВ |
|
|
|
8 |
ds2 |
т |
дА |
|
|
|
Делая |
подстановку (26.23) |
|
в (26.4), |
получаем |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
(В2-В1)= ( dB ). s - ~ |
|
|
|
д |
( dB) |
т |
|
|
|||||||
|
|
|
( d2~) |
iis |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
ds |
|
т |
|
8 |
|
|
ds2 |
т |
дВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
д |
( dB) |
т +~ ( d3B) |
|
|
|
||||||
|
|
|
- ~ ( d2A) |
|
ds |
|
|
|
(26.24) |
||||||||
|
|
|
8 |
ds2 |
|
т |
|
дА |
|
|
|
24 |
ds3 |
т' |
|
|
|
причем в |
последнем принято, что |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
d3B ) |
|
( |
|
d3R ) |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
( --;[i3 |
т= |
-;Ji3 |
0° |
|
|
|
|
|
Входящие в (26.24) частные производные будут равны:
д ( dB )
ds т
-----=-дв-- -
д _vс_з cos А
-----=-ав-- =
а(_!!!_)
ds т
дА
3V2 |
дV |
|
3v2т |
|
е12 |
cos2Rm tg Вт |
-с- cosA |
ав = - |
-с- cos Ат |
|
Vm |
||
ЗVт'Уl;/т COS Ат |
|
|
|
|
(26.25) |
|
|
с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
vз |
|
|
|
|
|
|
д -c-cos Ат |
|
vз |
|
|
|
|
дА |
= - |
ст |
slnAm, |
(26.26) |
Подставляя в (26.24) значения производных согласно (26.10), (26.16),
(26.25), (26.12), (26.26) и (26.19), получаем
- |
sз [ V ~ |
2 |
2 |
] [ |
- |
v; |
] |
+ |
|
8 |
с2 sin Ат cos Ат (1 |
+2tm +11m) |
|
-с- sin А rn |
|
||||
|
+ ~: {- ::'[cos Amsin2 Ат (1- 31;" + 11;:,- 91');;,tm) + |
|
|||||||
|
|
+ соsз Ат (?ri2m - |
3112 mt2rn - |
Зr14 т - |
15ri4mt2m)]} |
(26.27) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
105 |
•.,
Опуская в (26.27) малые величины в пятой степени, после алrебр,аических преобразований получаем
(В2-В1) = |
|
vз |
|
|
|
J |
+ ;4 |
v2 |
s2 [ sin2Ат (2+ 3t~ + 2'rt;)+ |
|
|||||||||||
|
ст s cos |
Ат l1 |
/; |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
+311;_ cos2 Ат(t;_ - |
1- ТJ;_-411;.t;_)]} . |
|
|
(26. 28) |
|||||||||||||
Из (26.28) следует, что с ошибкой на величину третьего порядка малости |
|||||||||||||||||||||
можно написать: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
J |
|
|
||
|
|
(В |
2 |
-В |
) =Ь= |
scos |
А |
т |
= |
vз |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
-2?!:.. scosAm |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
Мт |
|
|
с |
|
|
|
|
|
j |
|
|
||
(L 2 |
- |
L 1) |
= l ·= |
s sin Ат |
sec |
Вт |
V т |
|
. |
Ат |
sec |
Вт |
• |
(26.29) |
|||||||
|
|
N |
|
|
|
= - |
с |
s s1 n |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(A 2 _ 1 -A 1 • 2 ±180°)=t= |
ss~mAm |
tgBm= |
:т ssinAmtgBm 1 |
|
|
Используя эти выражения для преобразования поправочных членов,
допускаем ошибку пятого порядка малости и выше. Поэтому, принимая во
внимание (26.29), уравнение (26.28) примет вид
(в |
|
|
" |
|
(i |
)тS |
|
А |
f |
|
l"2 |
cos |
2Вт ( |
2 |
|
2 |
|
2) |
|
||
2- |
в1) |
= |
|
COS |
|
m1 |
+ |
|
24 |
р"1 |
+ |
3tm |
+ |
2Чm · |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|||||||
|
|
|
|
|
+ |
b"2 ri; (t;-1-ri~-4ri~t;}) |
|
|
|
(26.30) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
8р"2 |
|
|
|
V4 |
|
|
|
• |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Полученная формула пригодна для вычисления координат на расстояния |
|||||||||||||||||||||
ДО 200-250 КМ, |
|
|
для (L 2 |
|
L 1) и (А |
|
|
|
|
± |
180°) |
|
|
||||||||
Вывод формул |
|
- |
2 • 1 - |
|
А 1 • 2 |
произво·дится ана |
логично, поэтому, не приводя этих выводов, напишем формулы в окончательном
виде:
L 2 - |
|
|
|
• |
|
|
{ |
1 |
+ |
Z"2 sin2 Вт |
|
Ь" |
( 1+ri~ -9ri~t~} } |
|
(26.31) |
||||||||||
L 1 =- (2)m s sш Ат sec Вт |
|
|
24р" |
2 |
- |
-- 2 |
|
v4 |
|
|
, |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24р" |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
А |
|
-А |
+180°=(2) |
|
ssinA |
|
tgB |
|
|
1+ |
Ь |
,,. |
(2 +7ri2 +9'1'12 t2 |
+5 |
|
4) |
--1-- |
||||||||
2. 1 |
т |
т |
т |
"а |
|
т |
·•тт |
|
|
'YJm |
|||||||||||||||
|
|
1, 2 - |
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
у4 |
|
|
|
|
, |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24р |
|
|
m |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
+t2 + |
|
2)} . |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
+ |
l" cos2Bm ( |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
24р"2 |
|
|
m |
2rJт |
|
|
|
|
|
|
|
(26.32) |
|||||||
Для вычисления координат при расстояниях, соответствующих длинам |
|||||||||||||||||||||||||
сторон треугольников 1 класса, в |
формулах достаточно сохранить малые ве- |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~ |
|
2 |
|
и меньше. |
|
личины в третьеи степени, т. е. не принимать во внимание члены :нзТ1 |
|
|
|||||||||||||||||||||||
С этой точностью перепишем формулу (26.28), |
тогда |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
(В2-В1) = |
vз |
J |
|
|
1 |
v2 |
|
|
|
|
|
|
1 |
v2 |
2sin2Атtg2Вт |
} |
|
||||||||
ст s cos Ат l1+~ /; S2~in2Ат+ |
8 |
/; s |
|
(26.33) |
106
или
(В2 |
-В1)" = Ь" = s cos Ат (1)т |
|
l"2 |
zп1 |
} |
{ |
1+--2 |
cos2 Вт +--2 sin2 |
Вт |
||
|
|
12р" |
8р" |
|
иокончательно
|
|
|
2 |
|
2 |
• |
|
|
|
b"=(1)mscosAm 1+--2 |
+-t-2 |
|
|||
|
|
Z" |
|
|
" ) |
|
|
|
|
{ 12р" |
|
24р" |
|
|
|
Из (26.31) |
и (26.32) с той же точностью |
|
получаем: |
|
|||
L 2 |
- L 1 |
= l" = (2)т s sin Ат sec Вт |
|
|
Ь"" |
,, 2 |
) |
{ |
1 - --2 |
+-t-2 |
, |
||||
|
|
|
|
24р" |
24р" |
|
(26.34)
(26.35)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ь"2 |
|
|
t"2 |
+-- |
|
|
< |
А |
2• |
1 |
-А |
1 |
• |
2 ± 180°)" = t"= (2)mssinAm tg Вт |
{ |
1 +--2 - |
-- 2 |
12р" |
2 |
. (26.36) |
||||
|
|
|
|
|
12р" |
|
24р" |
|
|
||||||||
|
|
|
Обозначим v = 108~; после логарифмирования |
формулы примут вид: |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
6р" |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
• |
|
1 |
|
2 |
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ig Ь" = lg [(1)m s cosAm] + Т vt" |
+ 2 |
vl" |
1 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
lg Z" = lg [(2)тs sin Атsec Вт]+f vt" |
-+vb" |
1 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
1· |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
(26.37) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
1 |
|
2 |
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1g t" = 1g [(2)т S S.Ш Ат t g вт]+z |
'VЬ" |
+2 V Z" |
- -4- 'Vt" |
|
|
Поправочные члены формул (26.37) могут быть еще представлены так:
|
|
1 |
|
|
11 |
• |
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
Лlg b=-vl" |
|
Sin2 B |
т |
+- vl" |
|
|
|||||||||
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
||
л |
- |
1 |
'V |
l "I |
. 2 в |
т |
- |
1 |
'V |
Ь"2 |
|
||||
1g l - |
4 |
|
|
sш |
4 |
|
|
|
|||||||
1 |
2 |
|
1 |
|
|
2 . |
|
|
|
|
1 |
|
|
J |
cos2 B |
л lg t=-vb" |
+-vl" sш2 В |
т |
-+--vl" |
|
|||||||||||
2 |
|
|
4 |
|
|
|
|
' |
2 |
|
|
|
m |
Искомые координаты точки В:
)
1
1
}• (26.38)
]
Б2=В1+Ь |
} |
|
L2= L 1 + l |
. |
(26.39) |
А2. 1 = А1. 2 ± 180° + t
В формулах (26.37) определяемые величины Ь, l и t - функции средней широты Вт и среднего азимута Ат, которые неизвестны. Неизвестны также и аргументы Ь и l в поправочных членах. Поэтому задача решается методом последовательных приближений.
Полагая в первом приближении
в;= В1+ s cos А1. 2 (1)1 = В1 + Ь',
l' = s sin А1. 2 sec В1 (2)1 ,
А;. 1 =-- А1. 2 ± 180° + ssinA 1 • 2 tg В1 (2)1 =А1• 2 ± 180° + t\
1()7
ВЫЧИСЛЯЮТ%
В' _ _!!_1~в;
т- |
2 |
' |
А, _ А1. .,+(л;. 1 ± |
180°) |
|
т- |
2 |
• |
Со значениями Ь', l' и t' рассчитывают поправочные члены фор:мул (26.37), |
||
(26.38) и вычисляют, принимая во |
внимание В'т и А'т, значения Ь", |
l" и t ". Таким образом, получаются новые значения искомых величин в третьем
приближении. Так поступают до тех пор, пока результаты вычиелений из двух смежных приближений не станут одинаковыми. ·
Полученные формулы очень просты и достаточно точны для вычислений координат в триангуляции. Единственный, но существенный недостаток их - необходимость применения приближений, что увеличивает объем вычислений.
§ 27. Решение обратной геодезичес«ой задачи
по формулам со средними аргументами
Искомые s, А 1 2 и А 2 1 легко определяются из формул для решения прямой
геодезической задачи (26:37).
Используя прежние обозначения по заданным координатам конечных
точек, имеем:
|
|
|
(27.1) |
Вычисляя по формулам (26.38) и значения Л lg Ь и Л lg l |
на осповании |
||
(26.37) легко получаем |
|
|
|
lg s sin Ат= Ig z cr;):т - |
Л lg Z= lg Р } |
|
(27.2) |
ь |
|
' |
|
lgscosAm=lg (1)т -Лlgb=lgQ |
|
|
|
откуда |
Ig Q. |
|
(27 .3) |
lg tg Ат= lg Р - |
|
||
По Ат находим далее: |
|
|
|
lg s = lg P- lg sin Ат= lg Q- lg cos Ат• |
(27 .4) |
Для вычисления t имеем последнюю формулу из системы (26.37); целе
сообразно вычисления проводить по следующей формуле, которую получаем
из сопоставления второго и третьего |
|
выражений в формулах (26.37). |
|
|||
lg t = lg Zsin Вы+ : |
|
vb2 +-½- |
vl 2 cos2 Вт. |
(27 .5) |
||
Искомые азимуты определяются: |
|
|
|
|
|
|
А |
"=А |
т |
-- t |
|
|
|
|
1.~ |
|
2 |
} |
|
|
|
|
|
|
1 |
(27 .6) |
|
|
|
1 |
• |
• |
||
А2. 1 =Ат+ |
2 t± 180 |
|
|
f08
ЧР
Формулы для решения обратной геодезической задачи для нелогарифми ческих вычислений при помощи арифмометра или иной счетной машины при
Еедем без |
вывода: |
т +cos2 |
|
|
|
|
|
|
. |
Вт |
- |
-2- -з |
]=D~ 1 , |
(27.7) |
|
|
ssmAm= |
п+соs2 |
Вт |
[а1Z+а2 |
ЛВ z+a3l |
||
где |
т = + |
593,602160; |
|
|
|
|
D= т+соs2Вт |
(27 .8) |
|
n+cos2 Вт |
||
|
а1 =+103422,05 cosBm;
а2 = + 9,5144 cos Вт+ 0,5525 cos3 Вт-0,0078 cos5 Вт;
а3 = - 10, 1287 cos Вт + 10,1287 cos3Вт
scosAm= |
т+соs2 Вт |
- |
-- |
- |
]=D~2, |
(27.9) |
|||
п |
+ |
2в |
т |
[а4ЛВ+а5ЛВZ2 |
+авЛВ3 |
||||
|
|
cos. |
|
|
|
|
|
||
где а4 = + 103 422,05-696,9116 cos2 Вт+ 4,6954cos4 |
Вт-0,0310 cos6 Вт; |
а5 = - 30,3860 + 10,3334 cos2 Вт- 0,2061 сш,4 Вт+ 0,0014 cos6 Вт;
а6 = - 0,2048+ 0,4192 cos2 Вт-0,0124 cos4 Вт;
t• = sin Вт [ai+ а8 Лffil + а/3] = sin Вm~з, |
(27.10) |
||
где |
а7 = + 10 000=104; |
|
|
|
а8 = 2, 9381 + 0,0132 cos2 Вт; |
|
|
|
а9 = + 1,9587 cos2 Вт+ 0,0132 cost Вт; |
|
|
|
|
1 |
|
|
А1. 2 = Ат- 2 ЛА; |
|
|
|
А2. 1 =Ат± 18G0 +-½-сЛА; |
(27 .11) |
|
|
s = D~1 • |
|
|
|
1 |
sin Ат ' |
|
|
|
|
|
|
|
|
(27 .12) |
Пример на решение обратной геодезической задачи по нелогарифмическим |
|||
формулам приведен в табл. 9. |
|
L 1 и В 2 , L2 |
|
Пр им ер. По |
заданным геодезическим координатам В 1 , |
точек 1 и 2 вычислить расстояние s между этими точками, а также прямой А 12 и обратный А 21 геодезические азимуты.
Заметим, что неудобство, возникающее при решении прямой геодезической
задачи, - необходимость применения последовательных приближений, при решении обратной геодезической задачи по формулам со средними аргументами
отпадает.
Образец таблиц для D при решении обратной геодезической задачи по
формулам со средними аргументами (нелогарифмические вычисления).
109