Сомнительные результаты получаются тогда, когда определяемая точка находится вблизи этой окружности.
Задача о четвёртой точке (задача Потенота) решается с наибольшей точностью, если: а) определяемая точка лежит внутри треугольника, образованного исходными пунктами Т1, Т2 и Т3 (см. рис. 4), сумма углов β1 и β2 всегда больше 180°;
б) определяемая точка лежит вне треугольника, образованного исходными пунктами Т1, Т2 и Т3 (см. рис. 6), углы β1 и β2 должны быть не менее 30 и не более 150°;
в) расстояние между определяемой точкой Р и любым исходным пунктом Т должно быть не менее 0,8 - 1,0 км.
1.1 Вычисление радиусов окружностей, вмещающих измеренные на определяемом пункте Р углы β1 и β2
По формулам:
(39)
определить радиусы окружностей,
где ,
,
1.2 Вычисление координат центров окружностей, вмещающих измеренные на определяемом пункте Р углы β1 и β2 (рис. 4)
Рабочие формулы:
;
;
(40)
;
,
где Xi, Yi - координаты исходных пунктов (i=1, 2, 3); b1,2; b2,3- расстояния между исходными пунктами; XO1, YO1 и XO2, YO2 - координаты центров окружностей, проведённых через определяемую точку Р и исходные пункты Т1-Т2 и Т2-Т3.
- 19 -
1.3 Вычисление длины базиса В - расстояния между центрами окружностей, вмещающих измеренные на определяемом пункте Р углы β1 и β2
. (41)
1.4 Вычисление углов φ1 и φ2 при базисе В и угла τ
Вычисление углов φ1, φ2 и τ вычисляют по формуле, предложенной Хмелевским Ю.С.
, , (42)
, (43)
где - полупериметр.
Контроль: φ1 + φ2 + τ = 180°
1.4 Вычисление координат пункта Р и точки Коллинса P' (рис. 4)
по формулам Юнга
, (44)
, (45)
, (46)
- 20 -
, (47)
1.5 Решение обратных геодезических задач. Вычисление углов β1 и β2 с целью разрешения неоднозначности вычисления координат пункта Р
Рабочие формулы решения
Обратных геодезических задач
, , (48)
, (49)
, (50)
, , (51)
, (52)
. (53)
Формулы вычисления углов
β1 и β2
, , (54)
, , (55)
- 21 -
Если значения углов - величины отрицательные, то к ним следует прибавить 360°.
Совпадение вычисленных углов с измеренными позволяет однозначно определить определяемый пункт Р. В то же время, совпадение координат точки Р' с координатами пункта Т2, является дополнительным контролем правильности определения координат пункта Р.
1.6 Оценка точности определения положения пункта Р
Точность положения пункта Р (без учёта ошибок исходных пунктов) в задаче Потенота определяется формулой
, (56)
где ω - угол между исходными сторонами 2 - 1 и 2 - 3.
, (57)
- полупериметр исходных сторон.
, (58)
где i = 1, 2, 3 - номера сторон S и исходных (твёрдых) пунктов Т.
- 22 -
Решение задачи Потенота рассмотрим на примере.
Рис. 6. Решение задачи Потенота
- 23 -
Таблица 5
Исходные данные и измеренные величины
№ (названия) пунктов | К о о р д и н а т ы, м | Измеренные углы β | |
X | Y | ||
Т1 | + 49 052,900 | + 36 940,200 | β 1= 98° 11' 15.0" |
Т2 | + 45 587,500 | + 35 640,700 | β 2 = 112° 53' 03.0" |
Т3 | + 49 326,100 | + 33 321,100 |
Вычисление радиусов R1, R2 окружностей, вмещающих углы β 1, β 2 и длин исходных сторон b1,2, b1,3, b2,3 (см. рис. 4, 5 и формулы
(39 - 41).
R1 = 1 869,576 м; R2 = 2 387,805 м ;
b1,2 = 3 701,040 м; b1,3 = 3 629,397 м; b2,3 = 4 399,136 м.
Вычисление координат (Xo1, Yo1, Xo2, Yo2) центров окружностей, вмещающих измеренные углы β 1, β 2, и длины базиса В между центрами (см. рис. 4, 5 и формулы 40, 41)
Таблица 6
Координаты центров окружностей
и длина базиса между центрами
№ точек | Xo1, м | Yo1, м |
B, м | ||
O1 | + 47 226,714 | + 36 539,750 |
O2 | + 46 967,259 | + 33 691,885 |
B | 2 859, 659 |
Вычисление углов φ1, φ2, τ, ω (см. рис. 4, 5 и формулы: 42, 43, 57)
φ1= 56°03'04,47"; φ2 = 40°30'14,52"; τ = 83°26'41,00";
ω = 52°22'23,00"
Контроль: φ1+ φ2+ τ = 180°00'00,00"
Вычисление координат определяемого пункта Р и точки Коллинса P' по формулам Юнга (см. рис. 4, 5 и формулы 44 - 47)
Таблица 7
Координаты определяемого пункта Р и точки Коллинса
№ точек | XP, м | YP, м |
XP', м | YP', м | |
Р | + 45 587.500 | + 35 640.700 |
Р' | + 48 676.473 | + 35 359.278 |
- 24 -
Решение обратных геодезических задач с целью разрешения неоднозначности вычисления координат пункта Р (см. рис 4, 5 и формулы 48 - 55)
Таблица 8