![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Демин В.М. Авиационная картография лекции
.pdf- 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 <р 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------------------- |