Тріангуляційний метод - Велика Енциклопедія Нафти та Газа, стаття 1
Тріангуляційний метод
Тріангуляційний метод був використаний для вимірювання відстаней до планет і навіть до деяких зірок. [1]
При використанні тріангуляційного методу вимірювання відстані спостерігач дивиться на об'єкт, розташований безпосередньо проти нього на іншому березі річки. Тут він встановлює другу стійку. Потім він переміщається у тому напрямку ще на 10 м і ставить третю стійку. Від цієї стійки він йде у напрямку від річки доти, доки не опиниться на одній лінії з другою стійкою та об'єктом, розташованим на іншому березі річки. [2]
Відстань до Сонця простим тріангуляційним способом виміряти не вдається, т.к. діаметр Землі малий проти відстанню Земля - Сонце, і точне вимір цієї відстані вимагає недосяжної точності вимірювання кутів і наведення телескопів на деяку точку Сонця. Спочатку астрономічна одиниця (відстань Земля - Сонце) було визначено в такий спосіб. Відомо, що квадрат часу обертання планети довкола Сонця пропорційний кубу відстані від цієї планети до Сонця. [3]
Для ознайомлення з ідеєю тріангуляційного методу корисно зробити наступний попередній досвід у класі. Попросіть учнів, які перебувають у класі, виміряти якусь відстань близько кількох метрів, використовуючи для цієї мети зручну базову лінію, на зразок метрової палиці або краю столу. Обидві лінії видимості можуть бути позначені безпосередньо за допомогою аркуша паперу стандартного розміру, що пересувається від одного краю базисної лінії до іншого так, щоб один із країв аркуша паперу рухався паралельно до базисної лінії. В результаті цього виходить трикутник, подібний до трикутника, утвореного базовою лінією і двома лініями видимості, алеменшого розміру. Використовуючи пропорційність між подібними сторонами подібних трикутників, легко обчислити відстань, яку шукаєте. Обчислену відстань слід перевірити безпосереднім виміром за допомогою метрової лінійки або рулетки. Щоб підвищити точність, з якою проводяться лінії видимості на папері, доцільно використовувати шпильки. [4]
Якщо ми хочемо отримати надійний результат при вимірі великих відстаней тріангуляційним методом, слід уникати спостережень у нагрітому, неспокійному повітрі. Ми не можемо вимірювати відстань до зірок у ті ночі, коли зірки дуже мерехтять через те, що від нагрітої поверхні Землі йдуть повітряні потоки. Ми повинні вибирати спокійні, ясні ночі, коли зірки добре видно на небі. [6]
Виконуючи досвід 1.2 (Великі відстані), учні знайомляться із застосуванням ідеї тріангуляційного методу у пристосуванні для вимірювання відстаней зі спостереження паралаксу. Теорія вимірів зі спостережень паралакса викладено на стор. Підручника; вона знайомить учнів із прийомом, що дозволяє працювати поза тієї області, у якій можливе градуювання. Цей прийом, який полягає у зіставленні перевірок, може бути скромною ілюстрацією здійснення наукового прогресу. [7]
Незалежно від того, що більшість міжпланетних відстаней цілком успішно може бути виміряно тріангуляційним методом з використанням як базисної лінії діаметра Землі, у багатьох випадках використовуються інші методи, що дозволяють досягти більшої точності. Спостереження за рухом планет щодо Сонця та зірок дозволяють викреслити в певному масштабі карту сонячної системи із збереженням співвідношень різних відстаней усередині сонячної системи. Вкажемо як приклад, що максимальний кут між радіус-векторами Венери та Землі, проведеними із Сонця, по суті фіксує відношення між радіусами орбіт Венери та Землі. У момент часу, коли кут між гв та Г3 досягає максимального значення, Сонце, Венера та Земля розташовані у вершинах прямокутного трикутника. [8]
Метод визначення розміру Землі, згадуваний у попередньому розділі, по суті, є тріангуляційним методом. У цьому випадку виміряною базовою лінією є дуга кола вздовж меридіана, а відстанню, що вимірюється - радіус Землі. Кут, вершина якого знаходиться у центрі Землі, спирається на дугу, що вимірюється зміною широти. Кут 90 - вимірює широту точки А. [9]
Зсувомір СГС-1 цілком виправдав себе в роботі, дозволив успішно замінити застарілі геодезичні прийоми (тріангуляційний метод або метод прямих схилів) - вимірювання горизонтальних зсувів гребель, які не завжди забезпечують високу якість вимірів, необхідних для визначення характеристик міцності при проектуванні гідроспоруд. Однак для успішної роботи зсувоміра СГС-1 та його нормальної експлуатації слід пробурити свердловину великого діаметру з максимальною прямолінійністю та вертикальністю, що допускають відхилення не більше 2 - 3 мм на 1 м свердловини. [10]
Оптичний далекомір (спільно з ЕОМ) дозволяє визначати відстань до об'єктів та стін кімнати тріангуляційним методом. Вимірювання кутів щодо бази проводиться за допомогою світлового променя, спрямованого на об'єкт, та його розсіяного відбиття від об'єкта. Дальномірна система змонтована на головці, що повертається по азимуту та куту місця. По командам ЕОМ оптична головка здійснює огляд навколишнього простору рядом послідовних вимірювань, і дані про відстань до об'єктів вводяться в ЕОМ. Обробляючи цюінформацію, ЕОМ створює більш точну модель навколишнього оточення, ніж отримана з допомогою датчиків дотику. Так здійснюється найпростіший вид візуальної орієнтації. [11]
Для побудови розгортки необхідно знайти справжні довжини чотирьох сторін та одну з діагоналей кожного чотирикутника. Наведені нижче висновки розрахункових рівнянь визначення розмірів розгорток косих дифузорів засновані також на наближеному триангуляционном методі . [12]
Основна ідея методу тріангуляції настільки ж дотепна, як і проста. Незважаючи на те, що ця тема дуже важлива і становить великий інтерес, вона може бути опрацьована за порівняно короткий термін. Виконання лабораторної роботи сприяє засвоєнню ідеї тріангуляційного методу. [14]
У низці реальних вимірів виникає ще одне питання. Вимірювання, що виконуються непрямими методами, завжди ґрунтуються на певних припущеннях. Наприклад, при вимірі товщини аркуша паперу ми припускали, що всі аркуші в стосі однакові за товщиною. При вимірі великих відстаней тріангуляційним методом ми виходили з припущення, добре нам знайомого з досвіду повсякденного життя, що лінія, яка йде від якогось об'єкта до ока, є прямою. Тільки тоді, коли це припущення вірне, тріангуляційний метод може дати правильний результат. Зазвичай ми перевіряємо кривизну дошки, дивлячись вздовж неї. Ми виходимо при цьому з припущення про прямолінійне поширення світла. Іноді, щоправда, нам здається, що це припущення не виправдовується. [15]