Rozdział II.

SPOSOBY DOWIĄZANIA GEODEZYJNEGO ELEMENTÓW UGRUPOWANIA BOJOWEGO PODODDZIAŁÓW ARTYLERII.

Biorąc pod uwagę występowanie i wzajemne oddziaływanie różnych zmiennych takich jak: sytuacja, czas, posiadanie danych wyjściowych, warunki atmosferyczne i charakter terenu, dowiązanie geodezyjne może być wykonane w oparciu o punkty osnowy geodezyjnej lub w oparciu o punkty terenowe zidentyfikowane na mapie.

Współrzędne prostokątne są niezbędnym elementem dla skutecznego przeprowadzenia zadania ogniowego, w celu ich wyznaczenia stosuje się właśnie dowiązania geodezyjne.

2.1. Wyznaczanie współrzędnych prostokątnych x, y.

Do wyznaczania współrzędnych prostokątnych płaskich elementów ugrupowania bojowego w oparciu o punkty osnowy geodezyjnej stosuje się następujące sposoby :¹⁵

• ciągi poligonowe;

• wcięcia wstecz.

Podczas wyznaczania współrzędnych elementów ugrupowania bojowego w oparciu o punkty terenowe zidentyfikowane na mapie stosuje się następujące sposoby:¹⁶

• biegunowy;

• ciągi poligonowe;

• wcięcia wstecz.

Analizując wymienione sposoby dowiązania geodezyjnego i zachodzące pomiędzy nimi korelacje można stwierdzić, że do wyznaczania współrzędnych prostokątnych dowiązanych elementów ugrupowania bojowego , zarówno podczas dowiązania geodezyjnego w oparciu o punkty osnowy geodezyjnej jak i w oparciu o punkty terenowe zidentyfikowane na mapie, stosuje się następujące sposoby:

• ciągi;

• wcięcia.

2.1.1. Sposób biegunowy.

Istotą tego sposobu jest wyznaczenie współrzędnych prostokątnych punktu wyznaczonego poprzez rozwiązanie zadania geodezyjnego zwykłego na podstawie współrzędnych biegunowych z punktu o znanych współrzędnych.¹⁷

Azymut topograficzny wyznacza się: sposobem magnetycznym; sposobem geodezyjnym; sposobem astronomicznym; sposobem giroskopowym; przeniesieniem orientacji.

Odległość wyznacza się za pomocą: łaty bazowej 2 m. i PAB - 2A; taśmy geodezyjnej; wcięciem z krótkiej podstawy.

W celu kontroli współrzędne punktu dowiązywanego wyznacza się w stosunku do innego punktu terenowego.

Sposób możliwy jest do zastosowania, gdy w rejonie dowiązania znajduje się punkt terenowy lub punkt osnowy geodezyjnej, którego współrzędne są znane lub można je wyznaczyć z mapy.

Podczas wyznaczania współrzędnych sposobem biegunowym należy wybrać w terenie punkt terenowy zidentyfikowany na mapie lub punkt osnowy geodezyjnej o znanych współrzędnych. Zmierzyć za pomocą kątomierza - busoli z punktu terenowego na wyznaczony - azymut topograficzny i zmierzyć odległość między tymi punktami, a następnie obliczyć współrzędne punktu wyznaczanego rozwiązując zadanie geodezyjne zwykłe.

Czynnikiem istotnym dla sposobu biegunowego wyznaczania współrzędnych stanowiska ogniowego, jest dokładność. W zależności od wielu elementów, istotnych dla dowiązania geodezyjnego, dokładność może być różna. Czynnikami które w znacznym stopniu wpływają na dokładność są : błędy orientacji w punkcie wyjściowym, błędy pomiaru kąta i odległości, błędy zastosowanej metody rozwiązania, a także błędy położenia punktu wyjściowego.

Warto wspomnieć o fakcie występowania anomalii magnetycznych, które są o tyle niebezpieczne, że mogą istotnie wpływać na zachwiania przyrządów. Wynikiem tego jest uzyskanie błędnych danych wpływających m.in. na wyznaczenie azymutu.

Jeżeli uznamy, że panujące warunki terenowe są odpowiednie dla zastosowania sposobu biegunowego, to jest on prostym i praktycznym sposobem wyznaczania współrzędnych prostokątnych płaskich (x,y).

Sposób ten wydaje się jednak trudny do zastosowania w terenie o znacznych różnicach wysokości dowiązywanych punktów i punktów terenowych zidentyfikowanych na podstawie mapy. Zachodzi bowiem konieczność sprawdzenia odległości zmienionej nachylonej do rzeczywistej określanej na podstawie mapy. Zatem sposób biegunowy stosuje się najczęściej w przypadku znajomości punktów wyjściowych, których współrzędne zostały wyznaczone na podstawie mapy.

2.1.2. Ciągi poligonowe.

Ciągami poligonowymi dowiązuje się stanowiska ogniowe w terenie zakrytym lub częściowo zakrytym o małej ilości punktów terenowych, lub przy ograniczonej ich widoczności.

Istota wyznaczania współrzędnych ciągiem polega na kolejnym wyznaczeniu współrzędnych punktów tego ciągu sposobem biegunowym, by w oparciu o uzyskane wyniki pomiaru współrzędnych biegunowych wyznaczyć współrzędne prostokątne punktu dowiązywanego.¹⁸

Z istoty wynika, że na każdym z punktów pośrednich ciągu powinniśmy znać jego współrzędne biegunowe z punktu o znanych współrzędnych prostokątnych.

Warunkiem zastosowania tego sposobu jest konieczność posiadania współrzędnych prostokątnych 1-2 punktów osnowy geodezyjnej lub punktów terenowych zidentyfikowanych na mapie.

W czasie prac związanych z założeniem ciągu wykorzystuje się: kątomierz - busolę; taśmę geodezyjną; katalog współrzędnych punktów sieci geodezyjnej lub wykaz współrzędnych punktów sieci geodezyjnej oraz mapę.

W zależności od rozmieszczenia punktów wyjściowych podczas dowiązania stosuje się:

• ciągi otwarte,

• ciągi zamknięte,

• ciągi wiszące.

Spośród wymienionych rodzajów ciągów zaleca się stosować ciąg otwarty dwustronnie nawiązany ponieważ zakończenie tego ciągu na punkcie końcowym o znanych współrzędnych umożliwia porównanie określonych współrzędnych ostatniego punktu ciągu ze współrzędnymi katalogowymi tego punktu.¹⁹ W ten sposób kontroluje się pomiary polowe i obliczenia.

Ciąg poligonowy zakłada się przyrządem:²⁰

• niezorientowanym - na każdym punkcie ciągu mierząc kąty zawarte pomiędzy jego kolejnymi bokami;

• zorientowanym, wyznaczając bezpośrednio w terenie azymuty topograficzne boków ciągu.

Do zakładania ciągu należy stosować przyrząd zorientowany ponieważ w sposób istotny skraca czas wyznaczania współrzędnych prostokątnych.

Azymut topograficzny wyznacza się sposobem astronomicznym, sposobem geodezyjnym, magnetycznym, przeniesieniem orientacji.

Podczas wyznaczania współrzędnych ciągiem należy zmierzyć kąty lewe na punkcie początkowym, punktach ciągu i punkcie końcowym oraz zmierzyć długości boków.

Współrzędne prostokątne kolejnych punktów ciągu wyznacza się rozwiązując zadanie geodezyjne zwykłe.

Czas jaki jest potrzebny na obliczenie ciągu poligonowego otwartego wykonanego teodolitem lub kątomierzem - busolą PAB o czterech bokach przedstawiono w tabeli 2.1.²¹

Tabela 2.1.

Obliczenie ciągu	Normy czasu na ocenę
		bdb	db	dst
za pomocą tabel logarytmów	20m15s	22m	25m25s
za pomocą kalkulatora	15m	17m	20m
za pomocą zliczacza STM	15m40s	17m	20m25s

Dokładność wyznaczenia położenia punktów ciągu zleży przede wszystkim od:

• błędu pomiarów kątów wierzchołkowych i długości boków;

• dokładności wyznaczenia położenia punktów nawiązania;

• kształtu i wymiarów geometrycznych ciągu, w tym zwłaszcza długości boków i ich liczby w ciągu.

Dokładność położenia dowolnego punktu ciągu charakteryzuje się zazwyczaj błędem średnim, którego wielkość zależy od przesunięcia podłużnego i poprzecznego punktu i może być obliczona ze wzoru:²²

gdzie
- przesunięcie podłużne ciągu,

w którym:
- błąd pomiaru jednego boku;

n - liczba boków ciągu;

- przesunięcie poprzeczne ciągu,

w którym:
- błąd pomiaru kąta;

D - długość ciągu;

n - liczba kątów ciągu wraz z kątami nawiązania.

Jeżeli azymut topograficzny kierunku kierunku z punktu nawiązania jest określany astronomicznie, giroskopowo lub kątomierzem - busolą /magnetycznie/, to jego błąd wpłynie również na przesunięcie poprzeczne. W tej sytuacji przesunięcie poprzeczne, uwarunkowane błędami pomiaru kątów i błędem orientacji w punkcie nawiązania, można obliczyć ze wzoru:

gdzie
- błąd orientacji.

Na efekt końcowy wyznaczenia punktu ma wpływ średni błąd ostatniego punktu ciągu, który uzależniony jest od błędów przesunięcia podłużnego ciągu oraz przesunięcia poprzecznego.

Jeżeli ciąg zakładany jest w oparciu o punkty osnowy geodezyjnej, to można przyjąć, że współrzędne punktu podstawowego i azymut topograficzny w punkcie wyjściowym są bezbłędne, a stosowane sposoby obliczeń posiadają małe błędy i można ich również nie uwzględniać.

Ciągi poligonowe charakteryzują się prostą procedurą pomiaru, jednakże od ilości boków w ciągu wydłuża się czas pomiaru, który jest jednym z podstawowych wad tego sposobu. Wraz z wydłużeniem ciągu maleje dokładność wyznaczenia współrzędnych.

2.1.3. Wcięcia wstecz

Wcięciem nazywamy wyznaczenie położenia punktu względem dwóch lub więcej punktów na podstawie kątów, azymutów topograficznych lub odległości.²³

Wcięcia mogą być wykonywane w nawiązaniu do punktów osnowy geodezyjnej oraz względem punktów terenowych zidentyfikowanych na mapie. Istotnym warunkiem wyznaczenia współrzędnych, dla poszczególnych rodzajów wcięć, jest wybranie przynajmniej trzech punktów terenowych.

Sposób jest możliwy do zastosowania w terenie otwartym, gdy są widoczne punkty, do których wykonuje się pomiary i istnieje dobra widoczność.

Metody wyznaczania współrzędnych z użyciem przyrządów tym sposobem są takie same podczas dowiązania geodezyjnego w oparciu o punkty osnowy geodezyjnej, jak w oparciu o punkty terenowe zidentyfikowane na mapie. Różnica między nimi polega na innych wymaganiach dokładności pomiarów kątowych i liniowych.

W zależności od zastosowanych przyrządów, warunków widoczności i istnienia punktów wyjściowych wcięcia wstecz w oparciu o punkty osnowy geodezyjnej można podzielić na:²⁴

♦azymutalne;

♦kątowe;

♦liniowe.

W wypadku azymutalnego wcięcia wstecz na dowiązanym punkcie określa się azymuty na trzy punkty wyjściowe, zmieniając te azymuty na odwrotne o 30-00 w tym celu otrzymuje się azymuty topograficzne, które można określać następującymi sposobami: astronomicznym, giroskopowym oraz magnetycznym.

Współrzędne punktu dowiązywanego oblicza się za pomocą: tabel logarytmów; kalkulatora.

Podczas kątowego wcięcia wstecz współrzędne punktu dowiązywanego oblicza się na podstawie znajomości kątów pomiędzy kierunkami na cztery punkty wyjściowe, których współrzędne są znane. Punkty są wyjściowymi do obliczenia współrzędnych punktu .

Liniowe wcięcie wstecz polega na pomiarze odległości od punktu dowiązywanego do punktów wyjściowych. Obliczenie liniowego wcięcia wstecz można wykonać za pomocą kalkulatora i tabel logarytmów.

Dokładność wcięcia wstecz uzależniona jest od dokładności położenia punktów wyjściowych; dokładności pomiaru kątów lub azymutów topograficznych; dokładności pomiaru boków przy wcięciu liniowym oraz od położenia punktu dowiązywanego w stosunku do punktów wyjściowych

Podczas wyznaczania współrzędnych dowiązywanych punktów w oparciu o punkty terenowe zidentyfikowane na mapie stosuje się następujące rodzaje wcięcia wstecz:²⁵

♦ na podstawie odwrotnych azymutów topograficznych (przyrządem zorientowanym);

♦ na podstawie zmierzonych odległości;

♦ na podstawie zmierzonych kątów.

Biorąc pod uwagę zmienną jaką jest czas wcięcie na podstawie odwrotnych azymutów, wydaje się być korzystne ze względu na stosunkowo krótki czas jego przeprowadzania, który wynosi około 20 minut z błędem 15-25m.

Wcięcie wstecz na podstawie zmierzonych odległości ze względu na brak pomiaru odległości (grupa dowiązania nie posiada dalmierza) nie jest możliwe do zastosowania.

Wcięcie wstecz na podstawie zmierzonych kątów ma dokładność 1mm w skali mapy, czas wykonania zadania około 15 minut.

Możliwości i ograniczenia wcięć.

Analizując poszczególne rodzaje wcięć, można wyodrębnić szereg możliwości stosowania poszczególnych ich rodzajów i ich ograniczenia, co związane jest z wyznaczeniem współrzędnych prostokątnych płaskich w oparciu o punkty osnowy geodezyjnej jak i w oparciu o punkty terenowe zidentyfikowane na mapie.

Możliwości stosowania azymutalnego i kątowego wcięcia wstecz to przede wszystkim: prosta procedura pomiaru, brak wymogów co do pomiaru odległości. Azymutalne wcięcie wstecz charakteryzuje się również dużą dokładnością pomiaru oraz możliwością stosowania w terenie gdzie występują anomalie magnetyczne. Natomiast przy kątowym wcięciu wstecz orientacja magnetyczna przyrządu nie jest wymagana i daje ono duży stopień dokładności pomiaru.

Analizując możliwości stosowania liniowego wcięcia wstecz należy uznać, że sposób ten można stosować tylko wówczas gdy różnica między punktem dowiązywanym, a punktami wyjściowymi jest nieznaczna (wiąże się to z potrzebą pomiaru odległości)

Istnieje jednak szereg ograniczeń w stosowaniu wcięcia wstecz zarówno w oparciu o punkty osnowy geodezyjnej jak i w oparciu o punkty terenowe zidentyfikowane na mapie, wszystkie te sposoby wyznaczania współrzędnych prostokątnych są niestety uzależnione od warunków pogodowych i pory dnia, ponieważ konieczna jest dobra widoczność punktów.

Dodatkowym utrudnieniem przy stosowaniu azymutalnego wcięcia wstecz jest niemożność jego stosowania w terenie całkowicie zakrytym. Natomiast w przypadku stosowania liniowego wcięcia wstecz konieczność mierzenia odległości powoduje jednocześnie zmniejszenie dokładności wyznaczania (x,y).

Z przedstawionych sposobów dowiązania stanowiska ogniowego na czoło wysuwa się dowiązanie geodezyjne wcięciem wstecz na podstawie odwrotnych azymutów.

Wnioski

Dokładność dowiązania geodezyjnego artylerii zależy od skutecznego trafienia pociskiem lub rakietą w cel. Jednakże wszystkie pomiary geodezyjne obarczone są błędami pomiaru, których wielkość zależy od typu przyrządów użytych do pomiaru, warunków pomiaru i predyspozycji obserwatora.

Stąd wyniki obserwacji (pomiarów) obarczone są też pewnymi błędami, czego dowodem jest to, że wielokrotne operacje pomiarowe nie dostarczają identycznych wyników. Każdy pomiar wykonany najbardziej dokładnym instrumentem może być obarczony pewnym błędem, którego istnienie należy zawsze brać pod uwagę. Źródło powstawania licznych błędów leży między innymi w: niedoskonałości zmysłów obserwatora takich jak wzrok, słuch, dotyk; niedoskonałości przyrządów pomiarowych (kątomierza-busoli, teodolitu, taśmy mierniczej, łaty, dalmierza, girokompasu itp.) oraz warunków pracy (temperatura, wiatr, teren pagórkowaty lub zadrzewiony).²⁶

Na tle wyżej wymienionych błędów występują również błędy typowo fachowe które dzielą się na:²⁷

• błąd odczytu wielkości liniowych lub kątowych;

• błąd poziomowania przyrządu;

• błąd celowania;

• błąd centrowania.

W tabeli 2.2. przedstawiłem błędy właściwe dla poszczególnych sposobów dowiązania geodezyjnego.

BŁĘDY POSZCZEGÓLNYCH METOD DOWIĄZANIA GEODEZYJNEGO

Tabela 2.2.

Sposób dowiązania geodezyjnego	W oparciu o punkty osnowy geodezyjnej	W oparciu o punkty terenowe zidentyfikowane na mapie topograficznej
Ciąg poligonowy	błędy średnie uzależnione od przesunięcia podłużnego i poprzecznego danego punktu przy błędzie przesunięcia podłużnego występuje błąd pomiaru jednego boku przy przesunięciu poprzecznym ciągu występuje błąd pomiaru kąta błąd orientacji
Wcięcia wstecz	dokładność wcięcia wstecz określa się na podstawie kształtu powierzchni równoległoboku, zwanego figurą błędów; na dokładność wyznaczenia punktu N wpływa pomiar kąta lub azymutu; przy wcięciu liniowym należy zwrócić uwagę na pomiar boków;	błędy pomiarów /kątów, azymutów, odległości itp./ błędy położenia punktów wyjściowych błędy prac kreślarskich, który wpływa na pojawienie się błędu określania współrzędnych, może wynosić do 0,3 mm w skali mapy, na mapie w skali 1:50 000 stanowi 15 metrów.
Sposób biegunowy		błędy powstałe w wyniku obliczenia zadań rachunkowych błędy powstające z niewłaściwego odczytania punktów z mapy błędy wynikające z orientacji w punkcie wyjściowym, błędów pomiaru kąta i odległości oraz błędów zastosowanej metody rozwiązania, a także błędów położenia punktu wyjściowego

Źródło: opracowanie własne na podstawie Topogeodezja wojsk rakietowych i artylerii, cz.II, Warszawa 1978.

Oprócz błędów dowiązania geodezyjnego, które towarzyszą poszczególnym metodom występuje również jeszcze jeden ważny czynnik mający duży wpływ na skuteczność prac geodezyjnych. Czynnik o którym jest mowa to czas oraz dokładność.

Podsumowując można powiedzieć, iż trudno jest jednoznacznie stwierdzić, które ze sposobów dowiązania geodezyjnego stanowisk ogniowych mają lepsze możliwości zastosowania. Każdy z tych sposobów z pewnością będzie wykorzystany w większym lub mniejszym stopniu, z różną dokładnością. W większości wypadków dokładność tych sposobów pozwala na otwarcie ognia skutecznego na podstawie pełnych danych o warunkach strzelania.

Jednakże należy zawsze zmierzać do jak najlepszego podwyższania efektywności ognia artylerii, co dokonuje się automatycznie po przez zwiększenie dokładności wyznaczania współrzędnych prostokątnych płaskich x,y.

Z analizy treści przedstawionych sposobów dowiązania geodezyjnego można wyciągnąć wniosek następujący:

badając sposoby wyznaczenia współrzędnych prostokątnych x, y w oparciu o punkty osnowy geodezyjnej możemy stwierdzić, że z teoretycznego punktu widzenia najdokładniejszym sposobem są wcięcia oraz ciągi poligonowe. Jednakże w praktyce te sposoby bardzo silnie są uzależnione od występowania punktów osnowy geodezyjnej, które stanowią niewielki zbiór rozmieszczenia na polu walki. Fakt ten zmusza drużynę geodezyjną do wyznaczania współrzędnych prostokątnych płaskich x,y w oparciu o punkty terenowe zidentyfikowane na mapie topograficznej. Na podstawie moich doświadczeń i obserwacji mogę wnioskować, że najdokładniejszym sposobem wyznaczania współrzędnych prostokątnych jest wcięcie wstecz na podstawie zmierzonych kątów następnie wcięcie wstecz na podstawie odwrotnych azymutów.

Z charakterystyki przedstawionych wyżej sposobów dowiązania geodezyjnego najczęściej stosowanym w praktyce, ze względu na łatwość i szybkość wykonania, jest sposób biegunowy.

Istotne znaczenie mogą mieć również ciągi poligonowe, których dużą zaletą jest możliwość stosowania w terenie zakrytym.

2.2. Wyznaczanie azymutów topograficznych kierunków orientacyjnych.

Istnieje szereg możliwych sposobów wyznaczania azymutów topograficznych kierunków orientacyjnych. Wybór i określenie sposobu wyznaczania azymutów topograficznych kierunków orientacyjnych jest uzależniony od wielu istotnych czynników, takich jak: sprzęt, warunków terenowych i atmosferycznych, warunków widoczności wymaganej dokładności oraz sytuacji operacyjno-taktycznej.

W rozdziale I, przy pomocy WYKRESU 1B „Błędy środkowe wyznaczenia azymutów topograficznych kierunków orientacyjnych” przedstawiono poszczególne sposoby określania azymutu topograficznego. Analizując ukazane sposoby azymutów topograficznych (przedstawionych na WYKRESIE 1B) można dokonać krótkiej charakterystyki wyżej wymienionych pomiarów.

2.2.1. Sposób giroskopowy określa azymut geograficzny G kierunku orientacyjnego, który następnie przelicza się na azymut topograficzny wg wzoru:²⁸

T= G - γ

Wyznaczenia azymutu topograficznego dokonuje się za pomocą artyleryjskich girokompasów na podstawie obserwacji i opracowania odczytów dwóch, trzech lub czterech punktów nawrotu. Zasada działania girokompasu oparta jest na wykorzystaniu zjawiska stabilizacji i precesji osi giroskopu. Podział girokompasów na wirnikowe i niewirnikowe został ustalony na podstawie zmiennej jaką jest typ giroskopu zastosowanego w girokompasie. Do girokompasów wirnikowych należą girokompasy: 1G5, 1G9 i 1G17. Do girokompasów niewirnikowych należą girokompasy wibracyjne, laserowe i atomowe.²⁹

Efekt wyznaczenia azymutu kierunku orientacyjnego sposobem giroskopowym zależy od uwzględnienia poprawki danego przyrządu używanego do pomiarów. Poprawkę girokompasu oblicza się na podstawie danych uzyskanych z sześciu serii określania azymutu giroskopowego tego samego kierunku wzorcowego, na podstawie obserwacji trzech (czterech) punktów nawrotu po każdej serii orientuje się czujnik, wyłącza napięcie, poziomuje się i centruje girokompas z wymaganą dokładnością.³⁰

Do najważniejszych zalet tego sposobu orientowania należy zaliczyć niezależność wyznaczenia azymutu od: sieci geodezyjnej; rzeźby terenu i jego pokrycia; dynamiki działań i rozśrodkowania wojsk; oddziaływania radioelektronicznego oraz anomalii i burz magnetycznych; warunków obserwacji, w tym warunków atmosferycznych i widoczności.

Jednak najważniejszą zaletą tego sposobu jest wysoka dokładność wyznaczenia azymutu topograficznego kierunku orientacyjnego. Błąd środkowy wyznaczenia azymutu tym sposobem wynosi 20'' lub 0-00,5. czas wyznaczenia azymutu wynosi 10 - 12 minut.³¹

Wyznaczenie azymutów topograficznych kierunków orientacyjnych a także orientowania przyrządów rozpoznawczych za pomocą girokompasu jest możliwe w dowolnych warunkach terenowych; atmosferycznych oraz w dowolnej sytuacji operacyjno - taktycznej. Ponadto jest to metoda o dużej niezawodności i dokładności wykonania zadania.

2.2.2. Sposób geodezyjny

Metoda geodezyjna wyznaczania azymutu topograficznego kierunku orientacyjnego polega na przeniesieniu azymutu od boku sieci geodezyjnej do punktu dowiązywanego za pomocą ciągu kątowego lub obliczeniu azymutu topograficznego przez rozwiązanie zadania geodezyjnego odwrotnego.

Azymut topograficzny kierunku orientacyjnego sposobem geodezyjnym otrzymuje się: bezpośrednio z katalogu współrzędnych sieci geodezyjnych; z

rozwiązania odwrotnego zadania geodezyjnego na podstawie współrzędnych punktów sieci geodezyjnej; jednocześnie z określeniem współrzędnych dowiązywanych punktów przy wcięciach lub wykonywaniem ciągu z punktów sieci geodezyjnej.³² Sposób geodezyjny charakteryzuje się błędem środkowym 0,3' i 0-00,3, czas rozwiązania zadania to 5-8 min. Jest to sposób bardzo dokładny wymagający mało czasu; możliwość wykorzystania teodolitu, girokompasu, kątomierza-busoli PAB.

Do głównych problemów tego sposobu należy:³³

• zagęszczenie punktów sieci geodezyjnej na obszarze Polski;

• widoczność między punktami sieci geodezyjnej;

• zabudowa naziemna punktów sieci geodezyjnej.

W warunkach pokojowych na poligonach generalnie problemy te nie występują, na obszarach poza poligonami sposób ten jest możliwy do zastosowania bardzo rzadko. Związane jest to z zaniedbaniem punktów sieci geodezyjnej na obszarze kraju.

Nasuwa się wniosek, iż podczas działań bojowych w rejonie prowadzonych walk tego sposobu nie będzie można stosować ze względu na zniszczenia punktów sieci geodezyjnej.

2.2.3. Sposób astronomiczny polega na wyznaczeniu azymutu geograficznego z punktu stania obserwatora na wybrane ciało niebieskie /na sferze niebieskiej/

w ściśle określonym momencie i pomiarze kąta poziomego, zawartego między tym ciałem niebieskim a celem ziemskim. Metody astronomiczne polegają na pomiarze kąta pomiędzy kierunkiem na punkt orientacyjny a naziemnym kierunkiem na obrane ciało niebieskie wraz z odnotowaniem czasu, w którym ten pomiar ma miejsce. Na podstawie tych danych obserwacyjnych oraz znajomości współrzędnych geodezyjnych (B, L) punktu obserwacji można obliczyć azymut ciała niebieskiego w momencie obserwacji i na tej podstawie wyznaczyć kierunek południka geograficznego.³⁴

Mniej dokładne wyniki otrzymuje się z obserwacji Słońca. Jednakże są to obserwacje łatwiejsze, gdyż wykonuje się je w dzień.

Do dokładnego wyznaczenia kierunku południka geograficznego na półkuli północnej najczęściej wykorzystuje się Gwiazdę Biegunową (Gwiazdę Polarną) tzw. α gwiazdozbioru Małej Niedźwiedzicy.

Sposobem astronomicznym można wyznaczyć azymuty topograficzne kierunków orientacyjnych:

• na podstawie zestawionych tabel T_CN

• wg kąta godzinnego ciała niebieskiego (CN) t_CN

Wyznaczenie azymutu topograficznego na podstawie zestawionych tabel T_CN obejmuje: pomiar w terenie kąta poziomego β_CN zawartego pomiędzy kierunkiem orientacyjnym a kierunkiem na ciało niebieskie; odczytanie z zegarka czasu momentu wycelowania w ciało niebieskie; odczytanie z tabeli azymutu topograficznego ciała niebieskiego T_CN w momencie wycelowania; obliczenie azymutu topograficznego kierunku orientacyjnego T_OR ze wzoru:³⁵

T_OR = T_CN - β_CN

Gdzie:

T_CN - azymut toopograficzny ciała niebieskiego w momencie wycelowania,

β_CN - kąt między kierunkiem na ciało niebieskie a kierunkiem na punkt orientacyjny.

Aby można było zastosować powyższy sposób muszą być spełnione następujące warunki: należy posiadać zestawioną tabelę azymutów topograficznych ciała niebieskiego dla rejonu prowadzenia prac geodezyjnych; muszą być korzystne warunki atmosferyczne oraz wysokość ciała niebieskiego nie powinna przekraczać 60º.

Wyznaczenie azymutu topograficznego według kąta godzinnego ciała niebieskiego polega na określeniu azymutu tego kierunku na podstawie obliczonego azymutu geograficznego z trójkąta paralaktycznego (sferycznego) i zmierzonego kąta poziomego zawartego między kierunkiem na ciało niebieskie a kierunkiem orientacyjnym w ściśle określonym momencie czasu oraz z uwzględnieniem zbieżności południków na azymut topograficzny.

Azymut topograficzny kierunku określa się jednym przyrządem co najmniej dwiema seriami. Dopuszczalne różnice azymutu z różnych serii:³⁶

PAB - 0-03

teodolit - 3'

Do wyznaczenia azymutu topograficznego kierunku orientacyjnego wg. kąta godzinnego ciała niebieskiego za pomocą kątomierza-busoli PAB wykorzystuje się nasadkę azymutalną ANB-1, która pozwala obserwować ciała niebieskie na wysokości większej od 18˚.

Sposób astronomiczny wyznaczania azymutu topograficznego kierunku orientacyjnego jest bardzo dokładny - błąd środkowy z jakim zostaje wyznaczony azymut wynosi 0-01, czas wykonania zadania około 5-10 min., zależnie od stosowanego typu kalkulatora lub zawczasu zestawionych tabel azymutów na ciało niebieskie, które pozwalają znacznie skrócić czas rozwiązania zadania.

Ten sposób wyznaczania azymutu topograficznego kierunku orientacyjnego, zasługuje na szerokie zastosowanie na współczesnym polu walki. Do tego sposobu możemy wykorzystać zarówno girokompas 1G17, 1G9, teodolit jak i kątomierz-busolę PAB-2A z nasadką azymutalną ANB-1. Możliwość zastosowania sposobu w każdych warunkach terenowych, taktycznych, zarówno w dzień jak i w nocy bez względu na porę roku. Wadą tego sposobu jest uzależnienie od warunków pogodowych. Ale jeżeli średnio dla obszaru Polski przyjmuje się, że około 70% dni roku należy do słonecznych i nocy do gwieździstych nasuwa się wniosek, iż ten właśnie sposób powinien być szeroko stosowany, przemawia również za jego uzasadnieniem wprowadzona w wojskach rakietowych i artylerii komputeryzacja.

2.2.4.Sposób magnetyczny

W celu wyznaczenia azymutu topograficznego kierunku orientacyjnego sposobem magnetycznym za pomocą kątomierza - busoli należy uwzględnić poprawkę tego sprzętu ∆M ze wzoru:³⁷

T= M - ∆M

Wyznaczanie azymutu topograficznego kierunku orientacyjnego sposobem magnetycznym jest dość często stosowane przez grupy geodezyjne.

Sposób ten stosuje się w miejscach o szerokości geograficznej mniejszej niż 65˚, a więc na całym terytorium Polski. Sposób magnetyczny stosować można tylko w miejscach pozbawionych anomalii magnetycznych. Anomalia magnetyczna występuje wówczas, gdy wartość uchylenia magnetycznego ∆ zmienia się o ponad 0-10 na odcinku 10km. Rejony z anomalią magnetyczną oznaczone są na mapach topograficznych. Sposób magnetyczny stosować można, ustawiając kątomierz-busolę w odpowiedniej odległości od przedmiotów mogących wpłynąć na położenie igły magnetycznej lub odsuwając od przyrządu te przedmioty.

W przypadku, gdy zajdzie konieczność wyznaczenia azymutu topograficznego w nowym rejonie, w którym nie można określić nowej poprawki kątomierza -busoli ∆M to zezwala się wykorzystać starą poprawkę w promieniu 30 km po wprowadzeniu poprawki na zbieżność południków ∆γ.

Nowa poprawkę oblicza się ze wzoru:³⁸

∆Mn = ∆Ms + ∆γ.

Dokładność orientowania magnetycznego w rejonach wolnych od anomalii magnetycznych wynosi 0-04, natomiast błąd średni wynosi 0-06. natomiast wymagana dokładność wyznaczenia azymutów topograficznych kierunków orientacyjnych do wycelowania dział i przyrządów optyczno-mierniczych w kierunku zasadniczym podczas przygotowania danych do strzelania (bez wstrzeliwania) wynosi 0-02 spełnia więc ono wymagania dokładnościowe.³⁹

Zależność określenia sposobu magnetycznego od dynamiki działań polega na dezaktualizacji poprawki przyrządu, wyznaczonej w określonym miejscu. Z tego powodu pododdziały geodezyjne muszą w ciągu dnia walki dwukrotnie określać poprawki kątomierzy-busoli, co podczas działań prowadzonych w warunkach ograniczonej widoczności jest zadaniem niełatwym. Ponadto wymaga ono wcześniejszego wyznaczenia azymutu kierunku wzorcowego, stanowiącego podstawę do określenia tych poprawek.

Orientowanie magnetyczne, stanowiące dotychczas zasadniczy sposób orientowania dział i przyrządów optyczno-mierniczych w kierunku zasadniczym, straciło wiele ze swego znaczenia. W dynamicznych działaniach bojowych jest ono bowiem coraz mniej pewnym sposobem wyznaczenia azymutu w porównaniu z wymienionymi wcześniej sposobami. Ma tę zaletę, że szybko można uzyskać azymut topograficzny kierunku orientacyjnego. Jest to jednak sposób niepewny, gdyż nie wiadomo dokładnie jakie zakłócenia wpłyną w danej chwili na dokładność wyznaczanego azymutu.

2.2.5. Sposoby przenoszenia orientacji.

Przeniesienie azymutu topograficznego z rejonu, w którym wyznaczono azymut topograficzny do drugiego rejonu może odbywać się przez: jednoczesne wycelowanie w ciało niebieskie oraz ciągiem kątowym na odległość 1km.

Podczas przeniesienia azymutu topograficznego jednoczesnym wycelowaniem w ciało niebieskie wykorzystywany jest fakt równoległości kierunków na ciała niebieskie dla różnych punktów położonych na Ziemi w niewielkiej odległości od siebie. Do przeniesienia orientacji wykorzystuje się sprzęt taki jak kątomierz-busola PAB-2A, teodolit mierząc ciało niebieskie na wysokości nie większej niż 50˚, a za pomocą kątomierza działowego - nie większej niż 18˚ /3-00/ nad horyzontem.⁴⁰

Podczas wycelowania w Słońce przyrządy nacelowuje się w prawy skraj tarczy, podczas wycelowania w Księżyc - w wypukły skraj.

W celu przekazania orientacji wyznacza się:

• punkt przekazania orientacji;

• jeden lub kilka punktów przyjęcia orientacji.

Przeniesienie orientacji jednoczesnym ustaleniem w ciało niebieskie może być stosowane podczas bezchmurnego nieba w dzień lub w nocy. Przeniesienie orientacji charakteryzuje się błędem średnim wynoszącym dla kątomierza-busoli 0-03.

Zaletą przeniesienia azymutu topograficznego jednoczesnym ustaleniem na ciało niebieskie jest krótki czas otrzymania azymutu na punkcie odbierającym.

Bardzo ważną zaletą wyznaczenia kierunku jednoczesnym ustaleniem w ciało niebieskie jest to, że przy dobrej pogodzie i wyszkolonych obsługach w ciągu ok. 10 minut można skierować wszystkie działa i przyrządy optyczne w nakazanym kierunku z błędem średnim 0-03.⁴¹

Istotą przeniesienia azymutu topograficznego ciągiem kątowym jest określenie azymutu topograficznego kierunku na podstawie znanego azymutu topograficznego kierunku wyjściowego i zmierzonych kątów /azymutów/.

Orientację można przenosić ciągami poligonowymi lub kątowymi. W ciągach poligonowych określamy kierunki orientacyjne i mierzymy długości boków, a w ciągach kątowych określamy tylko kierunki orientacyjne.

Ciągi kątowe według punktów nawiązania można podzielić na:⁴²

• otwarte

• zamknięte

• wiszące.

Zasadniczym rodzajem ciągu jest ciąg otwarty, który zapewnia otrzymanie najdokładniejszego kierunku orientacyjnego.

Sposoby wyznaczenia azymutów topograficznych kierunków orientacyjnych zobrazowano na WYKRESIE 2.⁴³

CHARAKTERYSTYKA CZASOWO - DOKŁADNOŚCIOWA WYZNACZANIA Tor

WYKRES 2

Z analizy wykresu, a także warunków zawartych w części opisowej poszczególnych metod wyznaczania azymutu topograficznego wynika, że aby spełnić wymagania strzelania w oparciu o pełne dane o warunkach strzelania azymutu topograficzne kierunków orientacyjnych służących do zorientowania przyrządów optyczno - mierniczych należy wyznaczać:

• sposobem geodezyjnym - jest to najdokładniejszy sposób wyznaczania Tor. Błąd środkowy wyznaczenia azymutu dla kątomierza - busoli wynosi 0-00,3, czas wyznaczania azymutów topograficznych wynosi 5 minut.

• sposobem giroskopowym, błąd, z jakim zostaje wyznaczony azymut topograficzny na podstawie punktów nawrotu wynosi 20'' ( 0-00,5), czas wyznaczenia azymutu około 16 minut.

• sposobem astronomicznym, za pomocą którego błąd wyznaczenia azymutu dla kątomierza - busoli wynosi 0-01, czas 12 minut;

• sposobem magnetycznym w odległości do 5 km od miejsca wyznaczenia poprawki kątomierza - busoli w rejonach wolnych od anomalii magnetycznych, błąd środkowy wyznaczenia azymutu wynosi 0-02, czas pracy 5 minut;

• przez przeniesienie azymutu topograficznego kierunku orientacyjnego wyznaczonego wcześniej sposobem geodezyjnym, giroskopowym, astronomicznym, błąd środkowy dla kątomierza - busoli wynosi 0-02, czas pracy 10 minut;

• jednoczesnym wycelowaniem w ciało niebieskie lub ciągiem kątowym, błąd środkowy dla kątomierz - busoli będzie wynosił od 0-01 do 0-02.

2.3. Wyznaczanie wysokości bezwzględnej.

Wysokość stanowisk ogniowych wyznacza się na podstawie mapy, jeżeli kąt nachylenia terenu jest nie większy niż 6°. W wypadku gdy kąt nachylenia terenu jest większy od 6° wysokość punktu dowiązywanego wyznacza się za pomocą przyrządów od punktów sieci geodezyjnej lub punktu terenowego o znanej wysokości, położonego na zboczu, którego kąt nachylenia jest mniejszy od 6°.⁴⁴

Podczas dowiązania geodezyjnego wysokość stanowisk ogniowych określa się z dokładnością do 10 m.

WNIOSKI

Na współczesnym polu walki wzrasta liczba obiektów charakteryzujących się dużą manewrowością. Są to: środki przeciwpancerne, przeciwlotnicze, klasyczna artyleria samobieżna, zgrupowania wojsk pancernych, zmechanizowanych i inne. Powodują one potrzebę skrócenia czasu wykonania ognia artylerii.

Możliwość zwalczania tych obiektów zależy od możliwości rozpoznania, dokładności wyznaczania ich położenia, donośności dział, obliczeniowej strefy rażenia pocisków, czasu realizacji ognia artylerii liczonego od momentu wykrycia do czasu jego wykonania, również od czasu przebywania celu na pozycji (stanowisku ogniowym, rejonie wyczekiwania).

Wartość owych wskaźników zależą od wielu czynników np.: zasięgu rozpoznania, podatności rozpoznawczej celu, funkcji wykrywalności danym środkiem rozpoznania, charakteru działań taktycznych, zasięgu horyzontalnego, przejrzystości powietrza, kontrastowości celu, rozróżnialności przedmiotów, gęstość rozmieszczenia celów i ich odległość od środka rozpoznania, charakteru działalności bojowej i mobilizacyjnej celu.

Jednym z podstawowych warunków skuteczności uderzeń ogniowych jest wczesne i dokładne rozpoznania obiektów (celów). Wczesne i dokładne rozpoznanie celów zależy od możliwości systemu rozpoznania i ich czasu przebywania na stanowiskach ogniowych i w rejonach (ześrodkowania, wyjściowych).

Jednak źródłem, który w głównej mierze przyczyni się do wyżej wymienionych zależności jest prawidłowe i dokładne dowiązanie zarówno stanowisk ogniowych jak i innych niezbędnych elementów wchodzących w skład ugrupowania bojowego. To właśnie na podstawie danych z dowiązania geodezyjnego opracowuje się dane topograficzne, które w zasadniczej mierze przyczyniają się czy bateria artylerii trafi cel pierwszym pociskiem czy też system ogniowy wydłuży się o dodatkowy czas.

Na podstawie rozważań, które przedstawiłem w powyższym rozdziale, można wnioskować, że należałoby zwiększyć efektywność prac geodezyjnych w celu wyeliminowania lub przynajmniej zmniejszenia do minimum błędów.

Zajęcia z geodezji prowadzą najczęściej młodzi dowódcy plutonów, stąd ich wiedza nie zawsze jest ugruntowana. Dlatego też zwłaszcza w początkowym okresie wojskowej służby zawodowej - powinni oni usilnie dążyć do pogłębienia i utrwalenia swoich wiadomości z tego przedmiotu szczególnie w praktyce, by móc dobrze rozwiązywać zadania geodezyjne i astronomiczne oraz należycie przygotować pododdziały do sprawnego i dokładnego dowiązania elementów ugrupowania bojowego.

Możliwość wystąpienia pewnych niedociągnięć, ewentualny brak organizacji niektórych żołnierzy zawodowych w wyszkoleniu indywidualnym z geodezji, nie zawsze wystarczająca znajomość obowiązujących instrukcji oraz niekiedy mało wnikliwa kontrola przełożonych mogą mieć duży wpływ na poziom wyszkolenia dowódców drużyn geodezyjnych i poszczególnych funkcyjnych.

Do podstawowych błędów popełnianych przez dowódców pododdziałów w szkoleniu dowódców najniższego szczebla zaliczyłbym:

• stawianie zadań dotyczących dowiązania geodezyjnego elementów ugrupowania bojowego bez uprzedniej analizy i oceny terenu pod względem taktycznym oraz geodezyjnym;

• nie kształtowanie nawyków samodzielnego organizowania prac pomiarowych i obliczeniowych, a także korzystania - w uzasadnionych przypadkach - z prawa zmiany sposobu dowiązania;

• marginesowe traktowanie kontroli dowiązania geodezyjnego.

Do niedociągnięć najczęściej stwierdzanych podczas prac geodezyjnych należy zliczyć:

• jednokrotny pomiar pojedynczego kąta poziomego za pomocą kątomierza-busoli, począwszy od nastaw zerowych, zamiast dwiema półseriami - przy różnych nastawach;

• pomiar odległości z małą dokładnością, podczas dowiązania geodezyjnego w oparciu o punkty osnowy geodezyjnej np.: taśmą geodezyjną bez użycia kompletu szpilek; sznurem traserskim; przyrządem optyczno-mierniczym z wykorzystaniem łaty bazowej lub paralaktycznej;

• nieudokumentowanie wyników pomiarów azymutów, kątów i odległości;

• stosowanie w nowym rejonie, oddalonym od poprzedniego ponad 10 km, nieaktualnej poprawki busoli (jeżeli w promieniu do 30 km nie można jej określić, to należy wprowadzić do niej poprawkę na różnice zbieżności południków);

• niedokonywanie kontroli obliczeń (zaprzestanie obliczeń z chwila uzyskania współrzędnych) i niestosowanie zasady jednoczesnego, niezależnego obliczania tego samego zadania przez dwóch żołnierzy; co jest częstą przyczyną otrzymywania błędnych wyników.

W pododdziałach artylerii naziemnej w minimalnym stopniu wykorzystuje się girokompasy w celu uściślenia i kontroli zorientowania dział oraz przyrządów w kierunku zasadniczym. Przyrządy te, ze względu na swe walory powinny być w szerszym niż dotychczas stopniu wykorzystywane podczas dowiązania geodezyjnego.

Drużyna geodezyjna powinna stanowić zespół wyszkolonych i zgranych w działaniu żołnierzy. Dlatego też dowódcy plutonów muszą uczyć dowódców drużyn geodezyjnych (topograficznych) oraz poszczególnych funkcyjnych terminowego, dokładnego i skrytego wykonywania prac geodezyjnych - w warunkach maksymalnie zbliżonych do bojowych.

¹⁵ Instrukcja topogeodezyjna Wojsk Rakietowych i Artylerii, Warszawa 1991, s. 67.

¹⁶ Ibidem, s. 101.

¹⁷ M. Rzemykowski, Dowiązanie geodezyjne elementów ugrupowania bojowego pododdziałów artylerii, WSOWRiA, Torun 199998, s. 75-76.

¹⁸Instrukcja topogeodezyjna Wojsk Rakietowych i Artylerii, Warszawa 1991, s. 91.

¹⁹ Topogeodezja w Wojskach Rakietowych i Artylerii, cz. II, Warszawa 1978, s. 208.

²⁰ J. Karpiak, Dowiązanie topogeodezyjne elementów ugrupowania bojowego na podstawie mapy z użyciem przyrządów, WSOWRiA, Toruń 1980, s. 14-15.

²¹ Zbiór Norm Szkolenia Bojowego Wojsk Rakietowych I Artylerii cz. II, Art. 763/87, Warszawa 1987, s. 67 - 68.

²² Topogeodezja Wojsk Rakietowych i Artylerii, cz. II, Warszawa 1978, s. 221-222.

²³ M. Rzemykowski, Dowiązanie geodezyjne stanowisk ogniowych i punktów obserwacyjnych w oparciu o punkty terenowe zidentyfikowane na mapie, WSOWRiA, Toruń 2000, s. 71-72.

²⁴ Instrukcja topogeodezyjna Wojsk Rakietowych i Artylerii, Warszawa 1991, s. 76.

²⁵ Ibidem, s. 104-105.

²⁶ Topogeodezja Wojsk Rakietowych i Artylerii, cz. II, Warszawa 1978, s. 112-113.

²⁷ Ibidem, s. 143-144.

²⁸ Instrukcja topogeodezyjna Wojsk Rakietowych i Artylerii, Warszawa 1991, s. 115-116.

²⁹ Topogeodezja Wojsk Rakietowych i Artylerii, cz. II, Warszawa 1978, s. 195.

³⁰ Instrukcja topogeodezyjna Wojsk Rakietowych i Artylerii, Warszawa 1991,s. 116-117.

³¹ Ibidem, s. 26.

³² Ibidem, s. 136.

³³ R. Sugalski, Analiza i ocena sposobów okreslania azymutów topograficznych kierunków orientacyjnych i współrzędnych punktów ugrupowania bojowego pododdziałów artylerii przez grupy rozpoznania, „Biuletyn Naukowego Koła Podchorążych”, R. 1994, nr 2, s. 39.

³⁴ K. Harłoziński, R. Korczyński, Przygotowanie geodezyjne w dywizjonie artylerii, cz. IV, WSOWRiA, Toruń 1999, s. 29-30.

³⁵ Ibidem, s. 35.

³⁶ Ibidem, s. 30.

³⁷ Instrukcja topogeodezyjna Wojsk Rakietowych i Artylerii, Warszawa 1991, s. 137.

³⁸ Ibidem, s. 138.

³⁹ H. Grzegorczyk, Z. Marciniak, Określanie nastaw na podstawie pełnych danych o warunkach strzelania, WSOWRiA, Toruń 1999, s. 57.

⁴⁰ Instrukcja topogeodezyjna wojsk rakietowych i artylerii, Warszawa 1991, s. 139.

⁴¹ Ibidem, s. 27.

⁴² A. Orłowski, Dowiązanie topogeodezyjne w pododdziałach artylerii, cz. II, WSOWRiA, Toruń 1990, s. 72-73.

⁴³ Instrukcja topogeodezyjna Wojsk Rakietowych i Artylerii, Warszawa 1991, s. 26-29.

⁴⁴ Ibidem, s. 113-114.

38

15 min

charakterystyka dokładnościowa

20 min

Ciągiem kątowym na odległość 1km

-uzależnienie od terenu

- dość długi czas przenoszenia orientacji

35 min

Jednoczesnym wycelowaniem w CN

-zachowana widoczność CN

konieczność zapewnienia łączności z posterunkami

Przeniesienie Tor

Sposób magnetyczny

- brak anomalii magnetycznych

-uzależnienia od odległości wyznaczenia poprawki

- konieczna widoczność CN

- znajomość dokładnego czasu

wg kąta godzinnego CN t_CN

Na podstawie zestawionych tabel T_CN

Sposób Astronomiczny

Sposób

Giroskopowy

-możliwość zastosowania w każdych warunkach atmosferyczych o dowolnej porze roku i doby

Sposób

Geodezyjny

-istnienie punktów osnowy geodezyjnej

-dobre warunki atmosferyczne

-widoczność punktów osnowy geodezyjnej

-możliwość pracy tylko w dzień

charakterystyka czasowa

LEGENDA:

5 min

10 min

0-04

0-03

0-02

0-01

---