§ 56. Навигационные карты

Аэронавигационные карты

Аэронавигационные карты предназначены для навигацион­ной подготовки и навигационного обеспечения полетов самоле­тов. Они подразделяются на полетные (маршрутно-полетные); бортовые и специальные карты, а также карты целей и справоч­ные карты. (Такое подразделение аэронавигационных карт в оп­ределенной степени условно и зависит от вида авиации.)

К полетным относят карты, по которым ведется основ-ная работа при подготовке полета и его проведение. На них прокладывают маршрут, выбирают поворотные пункты, наме­чают контрольные ориентиры, обеспечивающие контроль само­летовождения.

Бортовые карты используют для самолетовождения за пределами обеспечения полетной картой, а также для обработки навигационных измерений, полученных при помощи астрономи­ческих и радиотехнических средств самолетовождения.

Специальные карты применяют, главным образом, для решения навигационных задач по данным измерений, получен­ных при помощи радиотехнических средств. На них наносят ли­нии равных азимутов от радиостанций, равных расстояний и ги­пербол— равных разностей расстояний (от радиостанций), сетку радиопеленгов от наземных радиопеленгаторов и т. il

Карты целей предназначены для определения координат заданных объектов, привязки и дешифрирования фотоснимков, вывода самолетов и вертолетов на малоразмерные объекты.

Справочные карты используют для получения справок, необходимых при планировании и подготовке полетов (карты крупных аэродромных узлов, магнитных склонений, климатиче­ские и метеорологические карты и т. д.).

Местоположение самолета определяют по картам визуально, при помощи радиолокаторов или приборов с использованием нанесенных на карту линий положения. Для сверхзвуковой авиации с целью автоматизации ориентирования созданы спе­циальные приборы — индикаторы навигационной обстановки, в которых на экран индикатора проецируется микрофильм с аэронавигационной карты.

Основные вопросы проектирования аэронавигационных карт

следующие: 1) разработка их математической основы, 2) про­ектирование содержания этих карт, 3) разработка их оформ­ления.

При решении различных задач навигации возникает необхо­димость определять географические координаты точек, измерять направления и углы, измерять расстояния между двумя пунк­тами, разности этих расстояний и т. п. В этой связи при оценке и выборе проекций для аэронавигационных карт, прежде всего, учитывается характер искажений проекции и величины этих ис­кажений; вид сетки меридианов и параллелей, характер изобра­жения линий пути и линий положения. Проекция карты должна обеспечить изображение ортодромии (геодезической линии) практически прямой линией для каждого этапа маршрута.

Ошибки определения данных по карте должны быть в преде­лах точности работы современных навигационных приборов.

Выбор проекций для карты зависит от конкретных условий.

В аэронавигационных картах нашли широкое применение следующие проекции:

1) видоизмененная поликоническая проекция. Она приме­ няется как многогранная, наибольшие искажения в ней дости­ гают: на листе карты масштаба 1:1000 000 угловые 0,1°; ли­ нейные 0,08%; на листе карты масштаба 1:2 000 000 угловые 0,7°; линейные 0,7 %; ортодромии в пределах одного листа прак­ тически прямые.

При сложении четырех листов в блок возникают угловые и линейные разрывы;

2. коническая равноугольная проекция. Она применяется как многогранная по широтным поясам, сохраняет длины на двух данных параллелях; ортодромии и локсодромии в этой проекции изображаются кривыми;

3. прямая азимутальная равноугольная проекция. В ней со­ставлены карты масштабов 1 :2 000 000 и 1 :4 000 000 на поляр­ные области. Ортодромия в ней изображается с небольшой кри­визной, уменьшающейся с приближением к полюсу.

Для составления маршрутно-полетных карт используется ко­сая равноугольная цилиндрическая проекция (в частном случае поперечная),косая равноугольная коническая проекция,а также проекция Чебышева. Их применение позволяет изображать по­лосу местности вдоль ортодромического маршрута с малыми искажениями. Ортодромия (геодезическая линия), проходящая вдоль оси маршрута, изображается прямой линией.

Масштаб карты влияет на точность навигационных расчетов, подробность содержания карты, возможность визуальной и ра­диолокационной ориентировки в полете. Размеры карты должны обеспечивать удобство работы с ней в полете.

Карты для авиации издаются, как правило, в масштабах 1:1000 000—1:4000 000. К ним относятся следующие карты: полетная карта масштаба 1 : 1 000 000; полимаршрутная карта масштаба 1 : 2 000 000; аэронавигационные карты масштабов

300

301

1 : 2 000 000 и 1 : 4 000 000, а также маршрутно-полетные карты этих трех масштабов.

Полимаршрутная карта на территорию СССР обеспечивает нужды транспортной и гражданской авиации. Аэронавигацион­ные карты. масштабов: 1:2 000 000—1 : 4 000 000 создаются на весь мир.

Маршрутно-полетные карты разрабатываются на отдельные наиболее важные маршруты, например, Москва — Свердловск. Они включают территории по обе стороны полета и вокруг ко­нечных пунктов маршрута шириной порядка 15—20 см в мас­штабе карты.

Разграфка маршрутно-полетных карт произвольная и зави­сит от длины маршрута. На листах карт обязательно изобра­жают конечные пункты маршрута с окружающей территорией, а в перекрывающихся частях листов — поворотные пункты маршрута. Листы именуются по собственным названиям ко­нечных пунктов маршрута с добавлением дополнительных но­менклатур.

Для многолистных аэронавигационных карт масштабов 1:2 000 000—1:4 000 000 применяется разграфка по линиям картографической сетки и соответствующие номенклатуры.

При проектировании содержания аэронавигационных карт и их составления учитывается, что эти карты должны обеспечи­вать: 1) решение задачи ориентирования по элементам изобра­жения местности, ее общую географическую оценку при реше­нии различных штурманских задач; 2) возможность быстрого определения необходимых данных для навигационных расчетов (широту и долготу точек, высоту местности и др.).

Создание аэронавигационных карт осуществляется по мето­дам и правилам, общим для мелкомасштабных карт, но с уче­том применения карты в условиях полета и для целей полета. Конкретные решения по отбору и детализации элементов содер­жания, ориентиров входят в компетенцию редактора-карто­графа, который в необходимых случаях консультируется со спе­циалистами-штурманами. Имеются различные инструкции по составлению аэронавигационных карт.

Основные требования для всех аэронавигационных карт — четкий показ ориентиров, а также объектов, представляющих опасность для полета на малых высотах. К ориентирам отно­сятся объекты местности, хорошо видимые с воздуха визуально или на экране самолетного радиолокатора. Эти объекты наносят на карту с наибольшей точностью и подробностью. Учитываются радиолокационные свойства объекта, а также возможности его визуального опознавания с учетом скорости самолета.

К числу ориентиров, которые отображают на аэронавигаци­онных картах в первую очередь, относятся: 1) водные ориен­тиры (береговая черта, озера, реки, каналы и т. п.); 2) населен­ные пункты с большим числом железобетонных и каменных строений (как правило, к числу таких населенных пунктов отно-

302

сятся города с количеством жителей более 50 000 и железнодо­рожные узлы с тремя-четырьмя и более магистральными на­правлениями); 3) железные дороги, автострады, шоссе и инже­нерные сооружения; 4) горные хребты и отдельные горные вершины.

Большое значение имеет точность нанесения на карту точеч­ных ориентиров (мостов, слияния рек, развилок дорог и т. п.).

Важно сохранить конфигурацию площадных ориентиров, что имеет первостепенное значение для определения местоположе­ния самолетов.

При полетах на малых и средних скоростях хорошо видны такие элементы местности, как речная сеть, растительность, а также дороги более низких классов.

Учитывая указанные особенности, при проектировании карт устанавливают нормы отбора, полноту, подробность и порядок показа всех элементов местности. Отметим, что аэродромы по­казывают на картах всех масштабов, при этом подписывают основные их характеристики.

Появление автоматизированных систем навигации обусло­вило необходимость других видов картографического обеспече­ния полета, соответствующих методик их проектирования и со­здания. Специально разрабатываемые для них карты называют индикаторными. В зависимости от устройства индикаторов они могут быть в виде обычных аэронавигационных карт, но специ­фической формы (например, ленточными, в виде полос и в виде микрофильмов индикаторных карт).

Проектирование и оформление индикаторных карт ведется с учетом условий и возможностей зрительного восприятия дви­жущегося картографического изображения летчиком-операто­ром, оценки навигационной ситуации и принятия им решений в условиях дефицита времени. Математическая основа индика­торных карт разрабатывается с учетом общих требований и особенностей данной системы карт. По содержанию индикатор­ные карты должны иметь меньшую по сравнению с обычными аэронавигационными картами нагрузку. Предельные их норма­тивы устанавливаются в соответствии с характером деятель­ности экипажа, решаемых зрительных задач, с учетом обеспе­чения удобства и надежности восприятия картографической ин­формации.

Важнейшим элементом содержания создаваемой карты яв­ляются сетки гипербол, радиопеленгов и т. п., которые исполь­зуют для решения навигационных задач.

Географической основой индикаторных карт в большинстве случаев служат аэронавигационные карты в бланковом ва­рианте.

Графическое и цветовое оформление аэронавигационных карт, применяемые системы условных знаков должны в любых условиях обеспечивать быстрое чтение карты и в первую оче­редь ориентиров.

303

Оформление карты должно обеспечить хорошее восприятие изображения в любых условиях освещенности, а условные знаки для изображения ориентиров должны соответствовать их форме на местности.

Для создания карт необходимо использовать контрастные красители, способствующие выделению и быстрому восприятию ориентиров и обеспечивающие легкость чтения основного содер­жания карты днем и ночью без специальной подсветки.

Навигационные морские карты

Эти карты предназначены для обеспечения кораблевожде­ния, прокладки пути корабля и определения его местоположе­ния в море. Их также используют в качестве основного мате­риала для создания морских карт специального назначения.

Навигационные морские карты подразделяют на генераль­ные, путевые, частные карты и планы.

Генеральные карты создают в масштабах 1 : 1 000000— 1 :5 000 000. Они предназначаются для общего изучения навига-ционно-гидрографических условий района плавания, предвари­тельной прокладки пути корабля и обеспечения плавания в от­крытом море.

Путевые карты составляют в масштабах 1:100000 — 1 : 500 000. Они используются для обеспечения кораблевождения вдоль берегов и на значительном от них удалении, иногда с полной потерей видимости берега. На путевых картах ведется навигационная прокладка пути корабля и определяется возмож­ность его подхода к берегу.

Частные карты создаются в масштабах 1:25000 — 1 :50 000 и применяются для обеспечения кораблевождения в районах сложных в навигационном отношении — в непосред­ственной близости от берегов, в шхерах, в узкостях, при про­ходе морских каналов и т. п.

Планы в масштабах 1 : 500 — 1 : 25 000 предназначаются для захода кораблей в порты, гавани, на рейды, в бухты, при передвижении их по акваториям и постановке на якорь. Планы используют также при проектировании сооружений, набереж­ных, волномеров и при производстве дноуглубительных работ в портах.

Генеральные и путевые карты изготавливаются на целые бассейны, а частные карты и планы — лишь на отдельные участки побережий и островов.

Проектирование морских навигационных карт имеет ряд особенностей, связанных прежде всего со спецификой применяе­мых для них математических основ и элементов содержания.

К элементам математической основы относятся картографи­ческая проекция, масштаб, а также компоновка карты — ее на­резка и форматы.

Морские навигационные карты, как правило, составляют

тора, широкое распространение которой для морских карт объ-в нормальной равноугольной цилиндрической проекции Мерка-ясняется простотой решения на картах основных навигацион­ных задач; прокладка линии постоянного курса судна, (лоско-дромии) в виде прямой и передача без искажений на карте углов, измеренных в натуре.

Помимо нормальной проекции Меркатора для создания на­вигационных карт в морской картографии нашли применение следующие проекции: для карт на полярные районы — гномони-ческая, стереографическая и поперечная Меркатора; для блан­ковых карт — гномоническая, стереографическая и равнопроме-жуточная коническая; для ортодромических карт — гномони­ческая.

В ряде случаев используют карты-сетки, составленные в гно-монической и двуазимутальной проекциях, равноугольной по­перечно-цилиндрической и некоторых других проекциях, пред­назначенных для решения навигационных задач по измерениям, полученным при помощи радиотехнических средств.

Для советских морских карт установлены стандартные мас­штабы.

Вследствие значительного изменения частных масштабов в проекции Меркатора по мере удаления от главной параллели для карт всех морей принимают не единую главную параллель, а несколько — так, чтобы удаление от нее было не более 5— 10°. Для различных морских районов, морей, широтных поясов установлены стандартные главные параллели, указываемые в заголовке карты. В целях уменьшения отклонений частных масштабов от главного для карт масштаба 1 :50 000 и крупнее принято отнесение главного масштаба к средней параллели карты.

Под компоновкой морских карт, как и других, подразумева­ется установление ее границ относительно картографической сетки и расположение на свободных местах небольших карт и планов, различных таблиц и т. д. Система нарезки морских на­вигационных карт отлична от системы разграфки, принятой для многолистных топографических карт, и строится на основаниях, полностью отвечающих требованиям мореплавания.

Нарезка проектируется так, чтобы генеральными картами покрывалось все море, путевыми картами — определенная по­ лоса моря вдоль берегов, частными картами и планами от­ дельные районы (бухты, узкости, порты и пр.). При нарезке не­ обходимо, чтобы каждая отдельная карта изображала целост­ ный в географическом и навигационном отношении район и при плавании в пределах этого морского района не возникало не­ обходимости в соседних картах того же масштаба. Между со­ седними о/шомасштабными картами предусматривают взаимное перекрытие — находы, ширина которых зависит от гидрографи­ ческих и навигационных особенностей картографируемых рай­ онов. Во всяком случае ширина полосы перекрытия не должна

304

305

быть менее 10 см, а площадь его не превосходить ¹U полезной площади карты.

Каждой морской карте присваивается номер, называемый: адмиралтейским. Он печатается на всех четырех углах за внеш­ней рамкой карты для удобства отыскания нужной карты из-стопы карт. Кроме номера на морской карте помещают заголо­вок, или титул, который должен содержать название района, изображенного на карте.

Подготовка математической основы составляемой карты за­ключается в вычислении прямоугольных координат узловых то­чек картографической сетки в заданной проекции, ее построе­нии и нанесении опорных пунктов. Вычисления, как правило,, выполняются на ЭВМ. Также автоматически производится вы­числение и нанесение сеток изолиний радионавигационных си­стем.

При проектировании содержания морских навигационных карт особое внимание обращается на отображение элементов на­вигационной обстановки, опасных для кораблевождения участ­ков, на уточнение особенностей и решение вопросов изображе­ния прибрежной полосы как со стороны суши, так и акватории.

На морских навигационных картах, прежде всего, на част­ных картах и планах с особой тщательностью дается изображе­ние береговой линии, отображаются типы берегов, различия в расчлененности береговой линии на разных участках, наличие приливно-отливных зон.

Для характеристик дна морей и доступности берегов со» стороны моря наносят морские каналы, якорные стоянки, нави­гационные опасности (скалы, рифы, камни, отмели), маяки и другие навигационные сооружения, а также отметки глубин и изобаты. На этих картах также отображается детальная ха­рактеристика береговой зоны: грунт побережья, строение бе­регового уступа, наличие и ширина пляжа, береговых ва­лов и т. п.

Важное значение для содержания навигационных морских: карт имеет нанесение на них различных линий положения: ли­ний равных азимутов, расстояний, разностей расстояний и т. п._г использование которых обеспечивает решение задач определе­ния местоположения корабля на основе использования радио­технических средств навигации.

При этом все линии положения, как правило, наносят на навигационные карты, составленные в проекции Меркатора и других основных проекциях. Для этих целей находят также применение карты-сетки, составленные в специальных проек­циях.

Составление редакционных документов для создания мор­ских карт и выполнение редактирования в процессе работ осу­ществляется аналогично рассмотренному для других карт. К ос­новным особенностям подготовки и разработки редакционных документов для создания этих карт относится специфика

используемых картматериалов и задач, решаемых при изучении районов картографирования.

К источникам информации, используемой при составлении морских карт навигационного назначения, относятся, прежде всего, промеры и траления, съемочно-картографические мате­риалы: навигационные морские и топографические карты, бати­метрические карты, карты грунтов и изогон, планшеты топогра­фической съемки. Кроме них собирают литературные источ­ники: научно-технические отчеты гидрографических экспедиций, руководства для плавания (лоции, описания огней и знаков, описания радиотехнических средств навигационного оборудова­ния); извещения мореплавателям; отчеты и материалы океано­графических и метеорологических наблюдений научных экспе­диций; географические описания, указатели географических на­званий и пр.

Изучение района, на который будет составляться карта, имеет целью выявить его навигационно-гидрографические и гео­графические особенности с тем, чтобы отразить их на состав­ляемой карте. Изучение картографируемого района, как пра­вило, выполняется в камеральных условиях по имеющимся морским, топографическим и другим географическим картам и литературным источникам.

Кроме того, особенностью составления редакционных доку­ментов в данном случае является необходимость дополнитель­ной разработки: 1) указаний по составлению планов-врезок, облегчающих навигацию, таблиц элементов приливов, отливов и течений; 2) текстов предупреждений и примечаний; 3) указа­ний по согласованию содержания составляемой карты с дру­гими картами, пособиями и руководствами.

Важнейшей особенностью составления и использования на­вигационных морских карт является их поддержание на уровне современного состояния навигационной обстановки на основе систематического их обновления — корректуры. В зависимости от характера и объема исправления различают: новое издание, •большую корректуру и малую корректуру.

Новое издание предпринимается в тех случаях/когда из-за больших по объему и важных по характеру исправле­ний приходится пересоставлять карту, т. е. изготовлять новый составительский и издательский оригиналы. Дата нового изда­ния указывается под нижней рамкой карты справа.

Большая корректура проводится в тех случаях, ко­гда исправления не вызывают нового издания карты и могут быть опубликованы в Извещениях мореплавателям и требуют лересоставления отдельных участков карты.

Возможность оперативного обновления навигационных мор­ских карт расширилась с введением в практику работ издания вклеек на наиболее значительно изменившиеся участки карты. Малая корректура — это оперативное систематическое исправление карт по данным, поступающим из экспедиций, и

306

307

осуществляемое рукописным путем. Эти данные наносят йа дежурную карту.

Следует отметить, что навигационные морские карты при­влекаются в качестве дополнительных источников при создании топографических карт. Все навигационные объекты на аквато­рии, предусмотренные условными знаками топографических карт, наносят преимущественно с морских карт. При этом воз­никает задача преобразования картографических проекций, ко­торая в большинстве случаев решается путем проектирования содержания карты по малым участкам.