5. Морские навигационные карты в проекции Меркатора. Требование к морской навигационной карте: содержание и оформление. Класификация морских навигационных карт.

При осуществлении перехода по наивыгоднейшему пути судо­водителю необходимо иметь отчетливое представление о взаим­ном расположении пунктов отхода и прихода, о навигационных, условиях, через которые проходит трасса выбранного пути, а так­же знать гидрометеорологическую обстановку на тот период вре­мени, в течение которого будет проходить плавание.

Изучение районов земной поверхности, в которых предпола­гается плавание судов, осуществляется с помощью специальных навигационных пособий.

Наиболее распространенным видом навигационных пособий являются морские карты. Они используются для ведения навига­ционной прокладки, составления навигационно-гидрографических обзоров и дают разнообразные справочные сведения, необходи­мые судоводителю для изучения района плавания.

Карты изображают на плоскости земную поверхность или часть ее в определенном масштабе. Земля имеет сферическую форму, и изобразить ее на плоскости без искажений невозможно. Поэтому любая карта земной поверхности имеет искажения того или иного характера.

Способ условного изображения поверхности Земли на плоско­сти называют картографической проекцией, а полученную при этом систему меридианов и параллелей — картографической сет­кой. При этом каждой точке на изображаемой поверхности соот­ветствует однозначная точка на плоскости.

Существует много видов картографических проекций. Их мож­но классифицировать по следующим двум важнейшим признакам: характеру искажений (по свойствам изображений), которые име­ет данная карта, и виду меридианов и параллелей нормальной кар­тографической сетки.

По характеру искажений проекции делят на равноугольные (конформные), равновеликие (эквивалентные) и произвольные виды проекций.

На картах в конформной проекции бесконечно малые фигуры изображаются подобными соответствующим фигурам на земной по­верхности. Например, бесконечно малый кружок на земной поверх­ности изобразится на карте в равноугольной проекции также кружком. Подобие фигур обусловливает равенство соответст­вующих углов. Поэтому на картах в конформной проекции сохра­няется равенство углов между какими-либо направлениями на местности и теми же направлениями на карте. Отсюда и назва­ние проекции — равноугольная (конформная). На картах в такой проекции невозможно сохранить эквивалентность площадей.

На картах в равновеликой (эквивалентной) проекции сохра­няется пропорциональность площадей соответствующим площадям на земной поверхности, но н$ сохраняется подобие фигур. На­пример, бесконечно малый кружок на земной поверхности изобра­зится на карте в равновеликой проекции, пропорциональ­ным по площади эллипсом. Пропорциональность площадей сохра­няется в равновеликих проекциях независимо от размеров изоб­ражаемой площади.

Произвольные проекции не сохраняют ни равенства углов, ни пропорциональности площадей, но они обладают особыми специ­альными свойствами. Из числа произвольных проекций часто выделяют равнопромежуточные проекции, обладающие промежу­точными свойствами между равноугольными и равновеликими проекциями. В таких проекциях масштаб сохраняет свою величи­ну по одному из главных направлений.

По виду меридианов и параллелей нормальной картографичес­кой сетки различают конические, цилиндрические, азимутальные, перспективные и условные проекции.

При конических и цилиндрических проекциях земную поверх­ность проектируют по тому или иному закону на боковую поверхность касательного или секущего конуса или цилиндра, с последующей разверткой этой поверхности в плоскости. Разли­чают нормальные, поперечные или косые конические или цилинд­рические проекции в зависимости от того, совпадает ли ось кону­са или цилиндра с осью Земли, с экватором или занимает неко­торое промежуточное положение.

При азимутальной проекции земную поверхность проектируют на касательную к ней плоскость.

Перспективные проекции являются частным случаем азиму­тальных проекций и отличаются от последующих тем, что строят­ся по законам перспективы.

Условные проекции предполагают построение картографиче­ских сеток, исходя из тех или иных предварительно поставлен­ных условий, исполнение которых позволяет создать проекции, об­ладающие необходимыми достоинствами. Таких проекций можно мыслить бесконечно большое число.

Меркаторская проекция

Во время плавания необходимо вести учет движения судна в море. Для этого наиболее удобен и нагляден графический способ учета, связанный с прокладкой на карте пути судна и с построе­нием углов, под которыми с судна наблюдают различные пред­меты. Поэтому к морской карте предъявляются следующие тре­бования:

линия пути судна, следующего одним и тем же курсом (лок­содромия), должна изображаться на карте прямой;

картографическая проекция должна быть равноугольной.

Этим требованиям удовлетворяет равноугольная нормальная цилиндрическая (меркаторская) проекция. Свое второе название эта проекция получила по имени предложившего ее впервые в 1569 г. голландского ученого Кремера (Меркатора). Рассмот­рим эту проекцию.

Пусть вокруг земного шара описан цилиндр, ось котброгб сов­падает с осью вращения Земли. Такой цилиндр (рис. 25) каса­ется земного шара по экватору в точках ЕАВСйРС}. Если на бо­ковую поверхность этого цилиндра спроектировать изображения земных меридианов и параллелей, а затем его развернуть по одной из образующих, то получим нормальную цилиндрическую проекцию. На этой проекции все меридианы и параллели изображены

прямыми линиями, образуя прямоугольную сетку. На такой сетке расстояния между меридианами пропорциональны разностям соот­ветствующих им долгот, а расстояния И параллелей от экватора являются функцией широты. Исходя из требований, предъявляе­мых к морской карте, эта функция /),•=/(ср,-) должна удовлетворять условиям равноугольности, т. е. конформности.

Возьмем на поверхности земного шара участок 1^МТ8 (рис. 25 — сфера), образованный пересечением меридианов и паралле­лей, и соответствующую этому участку фигуру на нормаль­ной цилиндрической проекции. Фигуры ЬМТБ и /т^ должны быть подобными — только в этом случае проекция будет конформ­ной.