книги из ГПНТБ / Демин В.М. Авиационная картография лекции

ВОЕННО-ВОЗДУШНАЯ КРАСНОЗНАМЕННАЯ ОРДЕНА КУТУЗОВА АКАДЕМИЯ

Доцент кандидат технических наук полконник В.М.ДЕМИН

АВИАЦИОННАЯ КАРТОГРАФИЯ

Лекции

МОНИНО-1968

- г -

■1«а п

4Ajfiv V - ■ X ■; ■. ,:.:ААК

Ж

55560

L

Лекции вклвчают вопросы, изучаемые слушателями по разделу "Авиационная картограф ия". В них изложены основные сведения о форме Земли, ее размерах и системах координат на земной поверх­ ности. Дана теория линий пути и линий положения на поверхности земной сферы. Рассмотрены основы теории искажений и картографи­ ческих проекцийi применяемых для создания к ар т, используемых

в практике работы летным составом и авиационными штабами. Опи­ саны приемы графической работы на картах при решении навигаци­ онных зад ач . Приведена классификация к ар т .

Лекции могут служить пособием для преподавателей и слушате­ лей авиационных училищ и специалистов штурманской службы ВВС.

-3 -

ВВ Е Д Е Н И Е

Подготовка полета в мурманском отноаенни и непосредственное его выполнение связаны с работой на карте. Действительно, перед полетом выбирается и прокладывается наивыгоднейиий марирут, наме­ р я тс я длины его этапов и путевые углы, намечается система ориен-' тиров для осуществления контроля полета, производится необходимая разметка марпрута. В ходе выполнения полета карта используется для ведения визуальной ориентировки, навигационных определений с по­ мощью различных радиотехнических, астрономических и других систем

иустройств. Карта требуется и при реиения таких задач, как развед­ ка, определение координат целей, целеуказание, перенацеливание, а также при выполнении многих других работ, связанных с обеспечением боевой деятельности авиации.

Оснащение летательных аппаратов высокоточной навигационной аппа­ ратурой, автоматически определяющей и выдающей на указатели текущие координаты места, не освобождает экипаж от работы с картой, посколь­ ку в этом случае необходимо снять точные координаты поворотных пунк­ тов для ввода их в вычислительное устройство, определить по карте требуемые угловые величины (так называемые азимутальные поправки)

ит .п . Для решения всех этих задач требуются карты различных про­ екций и масштабов.

Вопросы создания и производства карт, разработки способов ремения на картах различных задач рассматриваются в картография.

Таким образом, под к а р т о г р а ф и е й понимают науку о составлении, производстве и применении карт. Вместе с тем она явля­ ется и отраслью современного производства, изготавливающего различ­ ные виды картографических произведений для нужд обороны и народного

-4 -

Кчислу таких вопросов относятся:

полняемых на них измерений и построений в авиационной картографии рассматриваются отдельные вопросы создания карт, связанные в основ­ ном с картографическим проектированием, т .е . со способами построе­ ния на плоскости сетки меридианов и параллелей.

Существенное значение для решения картографических задач имеет знание формы и размеров Земли, возможностей отображения ее поверх­ ности на поверхности сферы. В связи с этим данные вопросы также рассматриваются в авиационной картографии.

Таким образом, предметом авиационной картографии являются узкая часть вопросов геодезии, основы математической картографии и спе­ цифические вопросы расчета и прокладки на картах линий пути и ли­ ний положения летательного аппарата. Указанные вопросы нашли отра­ жение в настоящем пособии.

до нашей эры . Он установил, что в день летнего солнцестояния в пол­

Линейное расстояние между этими городами, лежащими почти точно на одном меридиане, было определено по времени движения караванов; оно

измерение длины дуги градуса меридиана, или принцип градусного и з­ мерения, который широко используется в современных методах опреде­ ления формы и размеров Земли.

В последующие века по данным градусных измерений уточнялись р аз­ меры радиуса земной сферы. Заслуживают внимания измерения, выпол­ ненные в 1669-1670 г г . французским ученым Пикаром. Он измерил непо­ средственно на местности дугу меридиана в 153 689 м от Парижа до Амьена и получил линейную длину градуса 111 212 м (точная длина 1°

х) Новейшие исследования древнеармянской математической литера­ туры приводят к заключению, что стадия Эратосфена составляла около

158,6 м.

- 6 -

дало результат довольно высокой точности.

Во второй половине ХУП в. Исаак Ньютон обосновал закон всемирно­ го тяготения и выдвинул новое учение о форме Земли как вращавшейся вокруг своей оси планетарной массы, находящейся в поле сил тяготе­

определялись астрономические координаты точек, измерялись расстоя­ ния и направления между ними и сила тяжести в данных точках земной поверхности.

В России первые работы по определению направления и величины силы тяжести (гравиметрические работы) выполнялись в 60-х гг . ХУШв. И.В.Ломоносовым. С 1816 г . начали развиваться и астрономо-геодези­ ческие работы одновременно в западных пограничных районах под руко­ водством К.И.Теннера и в прибалтийских областях под руководством выдающегося астронома В.Я.Струм. Эти работы продолжались около 36 лет. В результате была измерена дуга меридиана от устья Дуная до берегов Северного Ледовитого океана длиною более 25°, получив­ шая название "дуги меридиана Струве". Были произведены и другие градусные измерения. Наиболее значительными явились измерения по 48° параллели от Кишинева до Астрахани, по 52° параллели от Вар­ шавы до Орска, по меридиану от Ульяновска до Астрахани. Результа­ ты перечисленных измерений использовались русскими и иностранными учеными для определения размеров земного сфероида (эллипсоида).

Однако физическая поверхность Земли, состоящая из поверхности материков и океанов, не является поверхностью эллипсоида вращения и не может быть выражена каким-либо математическим уравнением. Для решения практических задач, связанных с расчетами, необходимо вы­ брать математическую поверхность, наиболее близко отражающую дей­ ствительную форму Земли. В качестве такой поверхности принимается поверхность геоида.

рового океана в спокойном состоянии (в состоянии равновесия воды).

водную массу.

Поверхность геоида не имеет простого математического вида. По­ этому при решении различных картографических и геодезических задач ее заменяют поверхностью эллипсоида вращения, которая ближе всего подходит к поверхности геоида.

Выполненные к настоящему времени астрономические наблюдения, градусные измерения и определения силы тяжести показывают, что ге­ оид имеет значительные отступления от фигуры вращения. Он ближе всего подходит к трехосному эллипсоиду, характеризующемуся следую­ щими данными:

х) Сжатие равно отношению разностей длин полуосей эллиптического сечения к его большой полуоси.

- 8 -

Однако в практическойработе пренебрегает экваториальный сжати­ ем, но подбирает эллипсоид таких размеров и так располагает его в теле геоида, чтобы он в пределах данной территории (данного госу­

дарства или группы государств) ближе всего подходил к поверхности

и топографов в Центральном научно-исследовательском институте гео ­ дезии , аэрофотосъемки и картографии под руководством члена-коррес- пондента Академии Наук СССР Ф .Н .Красовского и А .А .Изотова были вы­

и картографических работ на теджтории СССР. В настоящее время ука­ занный эллипсоид принят и странами социалистической системы.

- 9 -

вполне обеспечивает эффективное использование точных дальнонерннх систеи навигации, бомбометания, наведения и боевое применение сов­ ременных средств поражения.

Наблюдения за полетами искусственных спутников Земли, определе­ ние формы их орбиты и замеры ускорения силы тяжести на пути движе­ ния позволяют уточнить форму и размеры навей планеты. Выполненные расчеты показали, что сжатие Земли довольно точно совпадает с ве­ личиной сжатия эллипсоида Красовского. Поэтому с полным основанием будем считать, что для получения высокой точности расчеты, связан­ ные с измерениями на Земле, можно выполнять на поверхности указан­ ного эллипсоида.

§ 2. ОСНОВНЫЕ СЕЧЕНИЯ ЭЛЛИПСОИДА. ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ И АСТРОНОМИЧЕСКИЕ КООРДИНАТЫ

Земной эллипсоид является геометрическим телом, образованным вращением эллипса вокруг его малой оси £ (рис. 1. 2) . Точки пересечения оси с поверхностью эллипсоида называются север­ ным (Ря ) я южным ( P s ) полюсами. Сечение эллипсоида плоскостью, перпендикулярной к оси вращения, образует окружность, которая назы­

flue. / 2