Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
6.86 Mб
Скачать

- но -

Частные

масштабы

по главным

направлениям будут:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тп= 1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р

 

о£

 

 

 

 

(5.17)

 

 

 

 

 

 

1

Rcosp

 

 

 

 

 

 

Эллипсы искажений на параллелях сечения примут форму элемен­

тарных

круж очков.

Между этими параллелями

эллипсы

будут вытянуты

по м еридиану. Во

в сех

остальных

точках карты эллипсы

будут

вытяну­

ты по

п арал лел и .

 

 

 

 

р

0 с

 

 

 

 

 

 

Обозначим

радиус

параллели

наименьшим

масштабом

на

про­

екции

ч ер ез

р

о

,

а

радиус

параллели

с широтой

р

через

р

.

Т огда

р а зн о ст ь

ради усов P ~ f i 0

равна

произведению

радиуса земной

сферы

R на

р азн о сть

широт

Л

*р =

р

 

 

 

 

p - p 0 = R A f - R ( y B- f ) .

Уравнения равнопромекуточных по меридиану проекций можно запи­ с а т ь в следующем виде:

 

(5.18)

 

f - л л ,

гд е

оС - по-прежнему п р едставляет собой синус широты параллели

с наименьшим масштабом. Из рассмотрения равностороннего треуголь­

ника M jO M g

( р и с .5 .6 ) сл ед у ет ,

что

наибольшему сжатию

подверг­

н ется п ар ал л ел ь , лежащая посредине

между параллелями сечени я, т . и . :

 

 

 

 

 

 

(5.19)

Величина

радиуса параллели

с

наименьшим

масштабом р

о может

быть найдена

из треугольника

S O I,

( р и с .5

, 6 ) :

 

 

 

- I l l

-

 

 

 

 

Л

-

^

%

 

(5 .2 0 )

 

 

 

 

Но из треугольника M^OZ

находим, что

-^—R COS

Поэтому окончательно

 

 

 

 

 

 

 

Л - f i

У»

 

-

y

j

(5 .21)

 

 

 

 

§ 23. СВЯЗЬ КОСЫХ КООРДИНАТ С НОРМАЛЬНЫМ СФЕРИЧЕСКИМИ КООРДИНАТАМИ

Общие уравнения равноугольных и равнопромежуточных проекций бы­ ли получены для случая нормального конуса. При проектировании на косой конус уравнения проекций проще всего получить в косой сфери­ ческой системе координат ({>' , Л ' с полюсами Р^ и Р

(рис.5 .7 ), через которые проходит ось вспомогательной конической поверхности. Очевидно,.что для получения уравнений косой проекции

Р и с . 5 -7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

112 -

 

 

 

 

 

нужно в уравнениях нормальной проекции

заменить

 

на и Л

на

Л

'

 

Поскольку ориентация конуса известна,

полагаем координа­

ты полюса

^Рр<

,

Л р 1

 

известными.

Считаем известными и сфери­

ческие координаты некоторой точки М ( ^

, Л ) . Выразим косые коорди­

н а т

этой

точки

Ф*

,

Л *

через

указанные известные величины.

За

ш роту

Ф

|

 

I

 

|

 

 

I

I

 

за дол-

 

примем дугу М М большого круга P rМ Р„ , а

готу

Л

J

 

 

 

 

 

 

 

Ji

 

О

 

 

-

двугранный угол, заключенный между плоскостью началь­

ного меридиана в косой системе координат, проходящего через полюс

Р

,

и плоскостью меридиана точки М

в той же системе координат

р ; « р ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решим сферический треугольник Р^Р^М . По формуле косинуса

 

стороны имеем :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

COs(90-р')^ COS(9 0 -p)cOS(90°- р

, }+

Sin (90-y)sin(90-<p, )т (л ,-A).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pjf

 

 

Pff

ptf

 

Беря четыре элемента, расположенных последовательно (90° - f

),

(A

- А ),

 

 

 

А'

по формуле котангенсов

запишем:

 

 

Р *

 

 

 

 

P#

 

 

 

 

 

 

 

 

ш (90°-(рр1

 

 

 

 

 

 

 

</>)-&*(]( 7

!

Освободившись от дополнительных углов и решив последнее уравне­

ние

относительно

ct^A

,

окончательно получим:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sinip'-sinp sintp t

+ cosp eo s i f '

cosU

-A )

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

P/f

 

Pjf

Pjf

>(5.22)

ct^K = co sf, • t ^ f cosec(л , -A )-sin if' - do (a , -A ). j

PfT

/<]r

Рцг

"

Pjf

- и з -

Г л а в а У1

КАРТЫ В НОРМАЛЬНЫХ КОНИЧЕСКИХ ПРОЕКЦИЯХ

Как указывалось ранее, нормальная коническая проекция получа­ ется при проектировании поверхности глобуса на боковую поверх­ ность конуса, ось которого совпадает с осью врацения глобуса.

Для решения навигационных задач из всех конических проекций применяются нормальная равноугольная и нормальная равнопромещуточная проекции. Последняя из них получила название простой ко­ нической проекции. Дадим краткую характеристику этих проекций и рассмотрим порядок работы на подобных картах.

§ 24. НОРМАЛЬНАЯ РАВНОУГОЛЬНАЯ КОНИЧЕСКАЯ ПРОЕКЦИЯ

При выводе общих уравнений равноугольных картографических про­ екций был взят случай, когда ось вспомогательной коничеокой по­ верхности совпадает с осью вращения глобуса, т .е . была рассмотре­ на нормальная равноугольная коническая проекция. Следовательно, нормальной сеткой данной проекции является сетка меридианов и па­ раллелей нормальной сферической системы координат. При этом ме­

ридианы изображаются радиальными прямыми, выходящими иа полюса

под углом f , пропорциональным разности долгот, а параллели -

дугами концентрических окружностей с центром в полюсе (рис.6 .1 ) .

Полюс изображается точкой. Главные направления эллипса искажений

совпадают с направлениями меридианов и параллелей, поскольку углы

между ними на глобусе и на проекции равны 90°.

- m -

Общие уравнения равноугольных проекций являются и уравнениями рассматриваемой проекции:

p - kI v ,

(6 . 1)

 

 

 

■ ),

 

где к -

радиус экватора на проекции;

 

оС - синус широты параллели с наименьшим масштабом, т .е .

 

oC = S in у>0 .

 

(6 .2)

Частные

масштабы по меридиану

771

и по параллели

71 опреде

ляются выражением:

 

 

 

 

Р оС

=

Р аС

(6 .3 )

 

т ‘77 = — --------

—г —

 

 

 

R c o sip

 

Для подсчета по формуле (б .З )

величины частного масштаба в дан­

ной точке карты по главным направлениям необходимо знать постоянные проекции оС и к и широту параллели этой точки. Качественный

 

 

 

 

- 115 -

 

 

анализ изменений 71 и

т

легч е

выполнить,

руководствуясь

гео ­

метрическими

соображениями.

Д ействительно, параллели сечения

и зо ­

бражаются

в

натуральную

величину,

значит на них и масштаб по

ме­

ридианам

равен единице.

Искажения

отсутствую т.

Между параллелями

сечения частные масштабы меньше единицы. Эллипс искажений прини­

мает форму кружка, радиус которого меньше, чем

на гл о б у се .

За пре­

делами указанной полосы

Ш = 71 > i . По мере

удаления

от

п аралле­

лей сечения к периферии изображенного участка

глобуса

радиус

круж­

ка будет

в о зр аст ат ь ,

так

как увеличиваются значения частных

мас­

штабов по

меридиану

и параллели .

 

 

 

 

В нормальной равноугольной конической проекции составлено боль­

шое

количество

к ар т , используемых в

авиации.

 

 

 

Летному составу

хорошо и звестн а

бортовая

аэронавигационная

карта масштаба

1 :2

000 000 на секущем конусе

с параллелями

сеч е ­

ния

48° и 5 8 °,

охватывающая полосу

северных

широт от 46 до

6 0 ° .

За счет проектирования сравнительно узкой полосы широт на секущий конус получены незначительные отклонения частных масштабов от

единицы.

Максимальные

искажения

длин на краях и средней

п аралле­

ли карты

по абсолютной

величине

не превышают 0,34% . Это

зн ачи т,

что при измерении расстояний по этой карте с помощью обычной мас­

штабной линейки (в главном масштабе карты ) может быть допущена ошибка 0,0034 от расстояния или 3 ,4 км на каждые 1000 км . Очевид­

но, для большинства навигационных измерений такой точности вполне достаточно.

Кроме указанной карты , данная проекция и спользуется для со ст ав ­ ления:

- бортовой аэронавигационной карты в прямоугольных рамках в

масштабе 1 :4 000 000;

- маршрутно-полетных карт для трасс Гражданской авиации в мас­

штабе 1 :2

000

000

на

районы

Сибири, Дальнего Востока и Чукотки л

в масштабе

1 :1

000

000 для

некоторых других районов;

- бланковой

карты

Европы

в масштабе 1:1 000 000;

- карты

Европы

и

Азии в

масштабе 1 :2 500 000 и некоторых

других.

 

 

 

 

 

-116 -

§25. РАБОТА НА КАРТАХ В НОРМАЛЬНОЙ РАВНОУГОЛЬНОЙ

КОНИЧЕСКОЙ ПРОЕКЦИИ

Представляет существенный интерес определение характера изобра­ жения линий пути и линий положения на этих картах и порядка их по­ строения при выполнении навигационных определений.

Чтобы определи» на карте любой проекции вид какой-либо линии, нужно получить ее уравнение в координатах этой проекции. В ряде случаев решение этой задачи является достаточно сложным, поэтому при рассмотрении линий пути и линий положения мы приведем для примера только вывод уравнения ортодромии в координатах данной проекции.

О р т о д р о м и я . Возьмем уравнение ортодромии в сфери­ ческих координатах:

t(^<f = С Sin А А ^

где А Л представляет собой разность текущей долготы и долготы точки, в которой ортодромия пересекает экватор (ЛА=А ~ А£ ) .

Выразим широту Iр через ее дополнение Z до 90°, т .е .

tp - 90°—Z ■

Тогда указанное выше уравнение ортодромии можно записать в следующем виде:

ct^ <ЭSin A A t l j Z = i .

Учитывая, что

*2

2J l

 

2

 

-

117

-

 

 

подучим

 

 

 

 

 

 

 

7

2 Z

 

2

<3SinAh

= i - l

(6 .4 )

Обратимся к уравнениям (6 .1 ) нормальной равноугольной

коничес-

кой проекции и запииеи их так:

 

 

 

 

Я -

Для упрощения вывода примем радиус экватора на проекции к = I .

Тогда

Подставив полученные

значения

чТ ‘ л А

в уравнение

(6 .4 ), запишем:

 

 

 

Г

_2

 

2 eta <Т sin

оС

 

«С /

 

 

}

 

 

- 118 -

или

2

у"

=1-

 

J3— + 2 ctj& JO * Л / ? Д -

(6 .5 )

Выражение (6 .5 ) и представляет

собой

уравнение

ортодроиии в

нормальной равноугольной конической проекции. Анализ уравнения по­ казывает, что ортодромия представляет собой трансцендентную кривую, довольно близко подходящую к окружности большого радиуса. В связи с этим при небольших длинах ортодромии (порядка 1500 км) с доста­

точной для практических целей

точностью можно считать, что

углы IL

между ортодромией и прямой карты в точках А и В

(рис.6

.2) рав­

ны между собой, как углы между окружностью и хордой.

Получим выра­

жение для определения величины

U .

 

 

В треугольнике РА В (рис.6 .2а)

1

п+ и + f + n d+ и = т \

откуда

2

 

 

 

 

-

119 -

 

 

 

Поскольку углы U

и

у

налы, можно записать:

 

 

и +

Г

 

, /

f \

.

п+ п.

 

 

 

 

1^ и + ~ г У с1} ~ 2 ^ ‘

( 6 *б)

 

 

 

 

Найдем d o

Л *

 

из

сферического

треугольника РАБ (ри с.6.2(3).

<f

2

 

 

 

 

 

 

 

Используем следующую аналогию Непера:

cos

ct\7Ач-В

cos

ё +i

ё - а 2

Учтем, что

А = П , В = П { , Р = А Х , а =90°~ ips } ё = 9 0 - ipA

Поэтому

 

 

COS

,

п + п <

А Х

с{}

(■<Ю-Ч>а)-(90°-Ч>, ) Т

 

 

COS

Для расстояний до 1500 км с достаточной для практики точностью можно положить

 

АХ

AX

* i .

IQ

------ ~

---------; cis-------------------