3.2. Компасы
Компас – самый сложный и капризный прибор в топосъемке. Как отсчитывать азимут я вам объяснять не буду – про это написано во множестве других мест. Здесь же обсудим темы, важные именно для спелеотопосъемки.
Прежде всего: какая точность и цена деления компаса нужны? Существуют несколько соображений, по которым можно придти к оптимальному варианту. Они примерно следующие:
1) Точности много не бывает.
2) Что можно достать и по какой цене?
3) Подходит ли для пещерных условий?
4) Приемлема ли скорость измерения?
Как видите, Америку я вам не открыл, за исключением возможно п.4. В пещере медленно = холодно. Теперь давайте немного посчитаем.
Вполне реально достать «ширпотребовско-туристический» компас с ценой деления до 1 градуса по незначительной цене. Естественно, есть компасы и с более крупной ценой деления, но мы их отметаем по п. 1 и 2. Следовательно, погрешность измерения таким компасом составит 0.5 градуса. Это даст линейные погрешности на расстояниях:
1м: 9мм; 2м: 1.8см; 3м: 2.6см; 5м: 4.4см; 10м: 8.7см; 20м: 17.5см; 30м: 26см; и т.д.
Много это или мало? См п.1. Однако нужно учесть точность определения точки пикета (+/–1см), о чем говорилось в разделе о рулетках. С этим и нужно сравнивать.
Есть одно соображение, широко применяемое в технике: все источники погрешностей должны давать примерно равный вклад в суммарную. Если какой-то источник слишком выделяется, то можно напрячься, уменьшить погрешность от него и система станет заметно точнее. И наоборот, если источник дает малый вклад, то напрягаться по его поводу смысла не имеет – результирующая погрешность практически не изменится. Исходя из этого принципа, на коротких расстояниях (до 3 м), цену деления 1 градус еще можно признать приемлемой, а на больших – слишком большой. А расстояния больше 3м в практике топосъемки встречаются сплошь и рядом.
Вам может показаться, что можно замечать, когда стрелка окажется посередине делений и считать это как 0.5 градуса, тогда погрешность уменьшится до 0.25 градуса. Оно конечно можно, но – в лабораторных условиях. В реалиях пещерных измерений я бы не советовал вам на это рассчитывать. После того же 10-го пролета измерений в самых разнообразных позах вам надоест замечать середины делений, вы плюнете на все и будете считать тупо по делениям. В некоторых ситуациях и на деления-то посмотреть бывает проблема. Возможно, самые дотошные из вас иногда и не откажут себе в удовольствии определить «123.5 градуса», но не более того. Так что определились: погрешность = цена деления пополам.
|
Планшетный компас |
Достаточно часто данный компас используется для топосъемки малых полостей и черновых замеров где не нужно точной топосъемки. Некоторые топосъемщики приделывал к компасам и инклинометрам целеуказатели из лазерных. Если вы захотите повторить этот опыт, то указку лучше покупать хорошего качества и прикручивать не прямо к компасу, т.к. батарейки влияют на компас. Нужно приделать компас к направляющей (не стальной и не стальными винтами!) а к ней уже лазер на достаточном расстоянии. И еще нужно заменить кнопку на выключатель, т.к. кнопку неудобно постоянно держать при измерениях, да и в указках она довольно плохо срабатывает. Выключатель тоже должен быть немагнитный. И еще нужно придумать как быть с целеуказанием крутых к горизонту направлений. В-общем – удачи вам на этом нелегком пути
Еще следует упомянуть такой компас как Компас горно-геологический (моделей ГК-1 или ГК-2). Данный компас имеет несколько достоинств по сравнению с планшетным туркомпасом: у него обратная шкала и, следовательно, нет лимба, который нужно крутить, что упрощает измерения. К тому же он совмещен с эклиметром. Цена деления – 1 градус у ГК-1 и 2 градуса у ГК-2.
Этот компас много применялся при топосъемке, не только пещер. В интернете вы можете прочитать рекомендации выбирать именно его для топосъемки. На протяжении многих лет данные компаса являлись хорошими помощниками спелеотопосъемщикам. Хотя и у них есть недостатки. Стрелка не доходит до шкалы, и измерять с точностью 1 градус довольно трудно.
|
|
ГК-1 |
ГК-2 |
Успокаивается стрелка очень медленно (он воздушный), электромагнитный демпфер спасает плохо. Как следствие воздушности стекло в свете фонаря сильно бликует. Эклиметром можно измерять только с одной стороны. Фиксаторы стрелки в данных вариантах вещь это вредная, т.к. избежать сдвига на градус и больше при фиксации очень трудно, а в спелеотопосъемке достаточно подводных камней и без этого. Топосъемили им, скорее всего, потому, что ничего другого или не было.
В чем его отличие от обычного туристского компаса?
1. Прямоугольная форма, на одной из сторон высечена сантиметровая шкала. Круглая форма категорически не подходит, так как именно прямая боковая сторона прикладывается к рулетке.
2. Цена деления - 1 градус. Компаса даже с ценой деления 2 градуса не годятся, так как точность съемки упадет сразу в два раза.
3. Встроенный эклиметр. Он дает невысокую точность, но может использоваться при отсутствии отдельного эклиметра.
4. Имеется винт для юстировки лимба (круговой шкалы с градусами).
5. Сам лимб, в отличие от большинства туристских компасов, неподвижен. Этот факт также значительно влияет на точность отсчета.
6. Шкала градусов идет против часовой стрелки, запад и восток обменяны местами. В туристских компасах шкала идет по часовой стрелке.
7. В горных компасах отсутствуют визирные устройства. Пользоваться визирами при топосъемке запрещено, так как такой способ дает ошибку в азимуте до 10 градусов. Мы же должны получить ошибку менее 2 градусов. Теоретически, при цене деления в 1 градус мы можем получить максимальную среднюю точность в 0.5 градуса. На практике ошибка будет больше и это в большой степени зависит от аккуратности топосъемщика.
Ну и, наконец, главный момент - как совмещать рулетку и компас. Так, как показано на рисунке: |
|
Не забудьте, что "0" всегда смотрит вперед, по ходу движения. Иногда по каким-то причинам главный съемщик может идти первым, а помощник сзади. Это называется обратная засечка. Тогда "0" надо направлять на себя, либо от себя, но показания снимать уже по красному концу стрелки, а не по синему.
Среди компасов, пригодных для спелеотопосъемки с ценой деления менее 1 градуса и ценой приобретения в разумных пределах я знаю только один – это Suunto. Suunto Tandem – совмещенный компас-эклиметр. Цена деления компаса – 0.5 градуса.
|
|
Suunto |
Suunto Tandem |
Компас Suunto сильно отличается от обычных туркомпасов. Визир его достаточно точен и является основным средством измерений в данном приборе. Измеряют им смотря одним глазом в визир, а другим на точку. Подробнее смотрите в руководстве по эксплуатации. Измерить точно смотря через боковое окно вам не удастся – цена деления верхней шкалы – 2 градуса и довольно неточная риска. Из этого проистекает недостаток данного прибора – т.к. измерять нужно смотря в него, то к точке нужно прикладываться затылком. В некоторых ситуациях приложиться головой к стене с нужной точностью не удастся и возможны погрешности гораздо большие вышеуказанных 0.5см, правда не зависящие от расстояния, что несколько утешает. Еще один недостаток – остается проблема измерения азимута крутонаклонных направлений, т.к. завизировать точки под углом больше градусов 15 к горизонту вам не удастся.
|
в продаже появились более дешевые варианты известного Suunto Tandem |
На что же нужно обращать внимание приобретая компас: легкость отсчета с точностью 1 градус (у некоторых компасов градусная шкала по-видимому для красоты нарисована - реально отсчитать с такой точностью бывает практически невозможно). Слабость бликов (в пещерных условиях свет направленный и блики – реальная проблема). Жидкостные, как правило, бликуют слабее воздушных. У дешевых жидкостных компасов при пещерных температурах вязкость жидкости может быть значительно выше чем при комнатной, как следствие значительно возрастет время успокоения стрелки. Это стоит проверить, поместив компас в холодильник. Еще у жидкостных компасов при пониженном давлении воздуха в горах могут возникать пузырьки внутри объема, которые касаясь стрелки могут исказить ее показание. Это уже сложно проверить до экспедиции.
О скорости измерений нужно сказать особо. Измерения компасом — самые длительные из всех. Если при проверке компаса перед экспедицией вам кажется, что измерять им долго и несколько неудобно — ищите другой компас, потому что в пещере это будет на порядок дольше и неудобнее.
Что может быть неисправно в компасе?
И как проверить его исправность?
1. Может быть не отцентрирована иголка. Если один конец показывает "0", а другой "179" или "181" вместо "180", то иглу надо центрировать. Проверять, кстати, надо в двух перпендикулярных направлениях, еще проверить "90-270". Почему - понятно. У меня игла была мало того, что не центрирована, так еще и стрелка на ней плохо вращалась. Пришлось ее выдрать и вместо нее вклеить на эпоксидке обломок булавки.
2. Линия "0-180" может быть не параллельна боковой стороне. Заметить на глаз ошибку даже в 2 градуса невозможно. Поэтому проверяем так. Кладем компас на лист миллиметровки и совмещаем боковую сторону компаса с одной из линий. Теперь очень аккуратно кладем сверху на компас линейку (лучше прозрачную) и совмещаем ее край точно с рисками "0" и "180". Если линейка не параллельна линиям на миллиметровке, то действуем юстировочным винтом, пока лимб не установится правильно.
3. Иголка может плохо вращаться на игле. Как это узнать? Установим компас на столе в любом направлении. Допустим, стрелка показала "56". Возьмем железный предмет и, не трогая компаса, раскачаем стрелку. Пусть теперь она успокоится. Если после остановки стрелка показала все те же "56", то все ОК. Если "57" или "55", то попробуем и перед первым и перед вторым замерами постучать карандашом или ногтем по стеклу. Если показания отличаются более, чем на градус, надо менять иглу. Хорошим, но необязательным признаком является дрожание стрелки. Если дрожания нет, надо во время замеров слегка встряхивать компас или слегка стучать по стеклу ногтем.
Об особенностях магнитных измерений. При измерениях компасом следует удалить все железные предметы от него на значительное расстояние. Для этого полезно знать заранее, что может на компас влиять. То, что практически вся спелеоснаряга влияет – это полбеды. А вот список (неполный) более пакостных предметов:
Спиты, шлямбура, железные уши;
Болты у спитовых ушей;
Защелки карабинов, сами карабины (если стальные);
Железный оконцеватель мерной ленты рулетки, детали самой рулетки;
Карбидка;
Нож (например, в кармане комбеза);
Часы наручные;
Батарейки (например, в часах, в лазерной указке, в фонаре, в блочке за пазухой);
Некоторые детали фонаря;
Кнопки на комбезе и замки некоторых молний;
Некоторые кольца, цепочки, браслеты;
«Белые» монеты (и все предметы, содержащие существенные количества никеля);
Булавки, иголки;
Металлическая проволочка, скрепляющая блокнот;
Шарик и пружинка у шариковой ручки (шарик реально жжот, проверьте!);
…
Я еще не вызвал у вас ферро-паранойю? Плохо, не быть вам хорошими топосъемщиками! Но позаботиться на эту тему надо. Все магнитные предметы при измерении необходимо удалить на достаточное расстояние от компаса. Проверяется это так: поднести предмет к компасу и попробовать раскачать стрелку. С какого расстояния не получится раскачать – то безопасное, увеличьте его еще раза в 2 для надежности. Так же проверяются сомнительные предметы. Проверять надо ВСЕ предметы, о которых вы не уверены что там нет железа и прочих ферромагнетиков. Иначе потом все измерения можно будет выкинуть в мусорную корзину. Разве что глубину пещеры определите.
Как часто надо поверять компас?
Идеально - перед каждым выходом и после каждого возвращения. Или хотя бы перед каждым выходом. Но в этом случае, если окажется, что компас сбит, то уже не узнать, когда это произошло - после или во время предыдущих съемок.
Что еще надо помнить? Магнитный север и географически север не совпадают. Вообще-то магнитный север находится в Антарктиде, а северная стрелка указывает на южный магнитный полюс, ведь N тянется к S. Логично? Ну так вот, магнитный север, который на самом деле южный, находится в сотнях км. от географического полюса, да кроме того еще медленно перемещается. Сейчас его координаты 100o ЗД и 77o СШ. Поэтому сетка на географических картах не совпадает с магнитным меридианом. Магнитное склонение в Московской области составляет 4oк востоку. Все топосъемки строятся по магнитному меридиану, но если придется привязывать нитки ходов к географической карте, надо делать поправку на склонение. |
|
Проведем такой опыт. Возьмем два горных компаса и снимем с них стекла. Теперь один из них установим, совместив стрелку с отметкой "0". Не сдвигая компаса, аккуратно снимем стрелку с иглы и на ее место поставим стрелку от другого компаса. И, - о ужас! - мы видим, что стрелка показывает, допустим, 3o. Происходит это оттого, что стрелки, как ни парадоксально, не всегда показывают на север. По линии север-юг устанавливаются магнитные линии внутри стрелки, а они не всегда идут точно от кончика к кончику.
Это зависит от технологии производства стрелок. Какая из стрелок правильнее, мы узнать в домашних условиях не можем, поэтому будем снимать тем, что есть, соблюдая следующее правило.
Запомните! Пещеру надо стараться снимать от начала до конца одним компасом. Если работа идет в несколько пар, то надо знать различие в компасах и вносить поправки. Если и это невозможно (например, часть системы отснята много лет назад неизвестно каким компасом), то подстраивать к ней новую часть надо с неким перекрытием, "корнем". То бишь, повторно отснять небольшую часть системы.