Визначення дирекційних кутів орієнтирних напрямків з використанням магнітної стрілки бусолі

Цій спосіб заснований на властивості земного магнетизму. Земля уявляє собою природній магніт, який має два полюсу – північний і південний та магнітне поле – сукупність магнітних силових ліній.

У будь якій точки земного шару магнітна стрілка, яка вільно підвішена, займає положення, яке співпадає з напрямком магнітних силових ліній у даній точці, т. е. встановлюється в напрямку магнітного меридіану.

Кут Am (Рис.10.1)відрахований від північного напрямку магнітного меридіану за ходом годинникової стрілки до заданого напрямку, називається магнітним азимутом цього напрямку.

Магнітні полюса Землі не співпадають з географічними полюсами, тому магнітні меридіани не співпадають з істинними (географічними) меридіанами.

Кут у даній точці Р, від північного напрямку істинного меридіану до північного напрямку магнітного меридіану, називається магнітним схиленням (δ).

Магнітне схилення називається східним, як що напрямок магнітного меридіану відхиляється від напрямку істинного меридіану на схід, и західним, як що напрямок магнітного меридіану відхиляється від напрямку істинного на захід. Східне схилення прийнято рахувати позитивним (знак “+”), західне схилення – негативним (знак “–“).

Багаторічними спостереженнями встановлено, що магнітне схилення змінюється з переміною міста. Так на України магнітне схилення змінюється у середньому на 1' при переміщенні на 1 км (у неаномалійних районах). У районах з широтами більш 65⁰ спостерігається загальна збільшення зміни магнітного схилення і орієнтування по магнітної стрілки може супроводжуватися великими помилками.

Величину і знак магнітного схилення у любої точки земної поверхні можна визначити по топографічної карті для даного району. Крім того, на топографічних картах масштабу 1: 500 000 і менше наносяться лінії рівних магнітних схилень (ізогони), по якім можливо визначити магнітне схилення та оцінити його зміну.

В одної і тої же точки магнітне схилення також змінюється на протязі часу. Розрізняють вікові, рокові та добові зміни магнітного схилення.

Вікові зміни магнітного схилення пов’язані з тім, що положення магнітних полюсів, а відповідно і магнітних меридіанів не є постійним, а безперервно змінюється. Довготривалими спостереженнями встановлено, що на протязі великого періоду часу (біля 500 років) магнітна стрілка у одному і тому ж пункті Землі у середніх широтах відхиляється на величину порядку 20⁰, а на протязі одного року па території України магнітне схилення змінюється порядку 3'.

Добові зміни магнітного схилення обумовлені електричними токами, які протікають у верхніх шарах атмосфери (іоносфери), сонячної діяльністю і другими геофізичними факторами. Ці зміни проявляються в тому, що магнітна стрілка на протязі доби здійснює коливання відносно середнього свого положення. Амплітуда добової зміни магнітного схилення залежить від широти міста, пори року, висоти Сонця і змінюється від одиниць до десятків кутових хвилин. Урахувати добову зміну магнітного схилення дуже важко.

Крім рокової та добової зміни магнітного схилення спостерігаються великі коливання магнітної стрілки під час магнітних бур. Стрілка у середніх широтах може відхилятися від середнього положення до 2⁰, а у північних до 10⁰, тому використане магнітної стрілки під час магнітних бур може давати значні помилки у визначенні дирекційних кутів. Вплив магнітних бур урахуванню не піддається.

Орієнтування за допомогою магнітної стрілки неможливо у районах магнітних аномалій, де за умови невеликих переміщень спостерігається різка зміна магнітного схилення. Магнітні аномалії обумовлені впливом на магнітну стрілку порід земної кори, які мають магнітні властивості (наприклад, магнітні залізні руди). Магнітні аномалії зустрічаються достатньо часто, особливо у гірських районах. Однією з самих потужних у світі є Курська магнітна аномалія, у районі якої магнітне схилення може змінюватися до ± 180⁰.

Такім чином, орієнтування за допомогою магнітної стрілки бусолі може здійснюватися на широтах до 65⁰ у неаномалійних районах у період часу, які вільні від магнітних бур, та у районах, де зміна магнітного схилення не перевищує 0 – 10 на 10 км.

Під час визначення дирекційних кутів орієнтирних напрямків за допомогою магнітної стрілки бусолі визначають магнітний азимут (Am, рис. 1.6) напрямку з точки стояння на орієнтир, а потім розраховують дирекційний кут за формулою

α = Am – Δ Am, (1.11)

де Δ Am – поправка бусолі.

З метою підвищення точності визначення дирекційних кутів азимут магнітний визначають тричі і розрахунки ведуть за середнім значенням азимуту, якщо Am_max – Am_min ≤ 0 – 03.