18-04-2014_07-31-49 / ТЕМА_18_ЗАНЯТИЕ_1_ЛЕКЦИЯ

3

Введение

Сегодня в рамках раздела 1 «Общевоенная подготовка» мы продолжаем изучение блока материалы по военной топографии.

Напомню, что учебная дисциплина военная топография является одной из важнейших составных частей боевой подготовки офицеров, сержантов и рядового состава всех родов войск, проводимой в тесной связи с другими предметами обучения, особенно с тактикой, огневой и инженерной подготовкой. Связь военной топографии с этими предметами настолько тесна, что многие её вопросы (как, например, ориентирование на местности, способы полевых измерений при разведке, подготовки данных для стрельбы, целеуказания и т. п.) органически входят в задачи тактической, огневой и специальной подготовки войск, что находит соответствующее отражение в войсковых уставах и наставлениях.

Таким образом, топографическая подготовка осуществляется не только на занятии но военной топографии. Она непрерывно совершенствуется в процессе изучения других дисциплин, особенно на полевых занятиях и войсковых учениях, когда для решения боевых задач требуется изучать и оценивать местность, ориентироваться на ней, вести разведку и выполнять полевые измерения,

Все военнослужащие, изучив курс военной топографии, обязаны хорошо знать свойства карт и аэроснимков и уметь: безошибочно читать и правильно их использовать в боевой обстановке; быстро изучить и оценивать но ним тактические свойства местности; уверенно ориентироваться на незнакомой местности; особенно ночью, в условиях ограниченной видимости и в движении на больших маршевых скоростях, умело использовать карты при управлении подразделениями и целеуказания, точно определять по карте и аэроснимкам координаты выявленных целей и других объектов, быстро и точно наносить на карту элементы своего боевого порядка и результаты разведки, умело организовывать и проводить топографическую подготовку солдат и сержантов.

Вопрос № 1. Основные разновидности карт. Геометрическая сущность и математическая основа карт. Разграфка и номенклатура топографических карт.

Карта (географическая) — это изображение земной поверхности, построенное на плоскости по определенным математическим правилам. Поэтому все карты изображающие поверхность земли, в том числе и поверхность Мирового океана принято называть географическими.

Огромное практическое значение карт и многообразие их применения обусловлены замечательными особенностями картографического изображения. Важнейшие из этих особенностей:

во–первых, масштабность, т. е. строгая соразмерность картографического изображения, позволяющая с максимальной точностью, допускаемой масштабом карты, определять географическое и взаимное положение показанных на ней объектов — их координаты, территориальные размеры и размещение;

во–вторых, наглядность и выразительность картографического изображения, позволяющие быстро и однозначно воспринимать смысловое значение каждого его элемента. Это достигается применением на картах четкой, научно разработанной

4

системы графического, цветового и буквенно–цифрового обозначения изображаемых объектов;

в–третьих, целенаправленность содержания и смысловая, емкость изображения, основанные на рациональном отборе, обобщении и системном показе наиболее существенных черт и объектов картографируемой территории. Это позволяет быстро, с исчерпывающей для данной карты полнотой и подробностью определять по ней не только внешние признаки изображаемых объектов, но и более разносторонние их характеристики, в том числе такие, которые не воспринимаются визуально непосредственно на местности, но имеют важное значение (например, глубину водоемов, проходимость болот, отметки высот, величину магнитного склонения и т. п.). Вместе с тем карта позволяет одновременно рассматривать изображение значительной по размерам территория, быстро и комплексно воспринимать по рисунку общий характер и структурные особенности местности.

Общегеографические и специальные карты

Многообразие задач, решаемых с помощью карт, вызывает необходимость иметь карты, различные не только по их масштабам и охвату территории, но и по содержанию.

Картографические изображения земной поверхности в зависимости от способов их составления и размеров изображаемой на них территории принято разделять на планы и карты.

При съемке небольших участков местности уровенную поверхность, как указывалось ранее, можно принимать за плоскость и без заметных на чертеже искажений получить их картографическое изображение с сохранением полного подобия всех очертаний местности. Такое уменьшенное, точное и подробное изображение на плоскости небольшого участка местности, принимаемого за плоскость, называется топографическим планом или просто планом (напримерплан города). При изо-

бражении на плоскости обширных земных пространств приходится учитывать кривизну уровенной поверхности, применяя для этого ту или иную картографическую проекцию. Такое изображение всей земной поверхности или значительной ее части, выполненное на плоскости в какой-либо проекции, т. е. составленное по вычерченной предварительно картографической сетке, называется картой.

Все карты, изображающие поверхность Земли, в том числе моря и океаны, называются географическими.

По содержанию географические карты подразделяются на два основных вида:

общегеографические и специальные карты.

К общегеографическим относятся карты, на которых с той или иной полно-

той, зависящей от масштаба карты, изображены все основные элементы земной поверхности, характеризующие ее устройство и особенности географических ландшафтов. Причем эти элементы показываются без предпочтительного выделения ка- ких–либо из них.

Однако на практике к собственно географическим картам относят лишь карты более мелких масштабов, на которых все линейные размеры земной поверхности уменьшены более чем в миллион раз; карты же масштаба 1: 1 000 000 и крупнее, подробно изображающие поверхность земной суши, называют топографическими.

На топографических картах, особенно на картах более крупных масштабов, с предельной точностью и полнотой, допускаемой масштабом, изображаются все подробности местности - как рельеф, так и местные предметы.

5

Топографические карты крупных масштабов (1: 25 000, 1: 50 000 и 1: 100 000) изготавливаются, как правило, по аэроснимкам с использованием результатов инструментальных измерений на местности. По этим картам затем составляются топографические карты более мелких масштабов (1: 200 000, 1: 500 000, 1: 1 000 000), которые в свою очередь служат основой для составления географических карт.

Топографические карты - одни из наиболее распространенных в войсках видов общегеографических карт.

В отличие от них карты, изображающие водные пространства с прилегающей к ним полосой суши и характеризующие акватории, острова, условия судоходства (мореплавания) и т. п., называются гидрографическими картами (морскими, речными и т. п.). Они составляются по результатам специальных работ, основным содержанием которых являются промеры глубин водоемов и определение характера дна.

Специальные карты отличаются от общегеографических тематической направленностью своего содержания, так как имеют по сравнению с ними более узкое и конкретное назначение. С особой полнотой и наглядностью на таких картах показываются те объекты и явления, которым в соответствии с. назначением карты придается преобладающее значение, но которые вовсе не представлены или изображаются недостаточно полно на общегеографических картах.

Из специальных карт, наиболее широко используемых в войсках, укажем на следующие:

—аэронавигационные карты (и микрофильмы с них), применяемые при подготовке и выполнении полетов авиации;

—карты путей сообщения и автодорожные карты. Они используются при планировании и осуществлении передвижений войск и организации военных перевозок.

К специальным относятся также топографические карты с дополнительно впечатанными в них ограниченным тиражом разведывательными данными о противнике и местности. Такие карты в необходимых случаях издаются на отдельные районы (десантирования, форсирования водных преград и т. п.) при подготовке и в ходе боевых действий. Они изготовляются обычно по материалам воздушного фотографирования и используются войсками для более детального изучения местности и обстановки в этих районах.

К таким специальным картам относятся, например, карты изменений местности

врайонах ядерных ударов, карты участков реки, зон затопляемости и др. Для обеспечения войск, действующих в особых условиях, могут издаваться карты горных проходов. и перевалов, источников водоснабжения и пр.

Для работы высших штабов создаются специальные обзорно–географические карты, наилучшим образом отвечающие требованиям современного уровня управления войсками с использованием автоматизированных систем.

Наряду с этим большое применение в войсках имеют планы городов, которые создаются в масштабах 1: 10 000 и 1: 25 000.

Классификация и назначение топографических карт.

Топографические карты как измерительные документы и основные источники информации о местности служат одним из важнейших средств управления войсками. По ним изучают местность и ориентируются в боевых условиях, выполняют не-

6

обходимые измерения и расчеты при изучении и оценке обстановки, принятии решений, организации боевых действий и постановке боевых задач подчиненным войскам. С помощью карт осуществляется организация взаимодействия войск при выполнении боевых задач. По ним определяют координаты целей и производят топогеодезическую привязку элементов боевого порядка всех родов войск, а также выполняют различные проектные и военно–инженерные расчеты.

Наши топографические карты в зависимости от их использования в войсках можно разделить на три группы:

точные измерительные; оперативно-тактические; оперативные.

Точные измерительные карты предназначены в армии для производства точных измерений и расчетов, связанных с использованием боевой техники, инженерным оборудованием местности и осуществлением других мероприятий оборонного значения.

Карта масштаба 1: 25 000. В войсках эта карта наиболее крупного масштаба, а следовательно, самая подробная и точная. Она используется для детального изучения и оценки лишь отдельных, сравнительно небольших, но важных участков местности при прорыве подготовленной обороны противника и форсировании водных преград, при воздушном десантировании, при действиях в крупных населенных пунктах, при проектировании и осуществлении мероприятий по инженерному оборудованию местности, а в артиллерии и ракетных войсках - для топографической подготовки стрельбы и пуска ракет.

Карта масштаба 1: 50 000 является основной измерительной картой. В артиллерии и ракетных войсках она используется для топографической подготовки стрельбы и пуска ракет. В обжитых густо застроенных районах эта карта используется командирами и штабами также для организации и планировании боя, управления войсками и ориентирования на местности.

Оперативно-тактические карты предназначены главным образом для планирования боевых действий и для управления войсками на поле боя.

Карта масштаба 1: 100 000 используется командирами и штабами соединений, частей и подразделений (включая командиров взводов) во всех видах боя. По ней изучается и оценивается местность, организуются боевые действия, ведется целе-

7

указания и ориентирование на поле боя. Она может также использоваться (при отсутствии карты масштаба 1: 50 000) для топографической подготовки стрельбы артиллерии и пуска ракет.

Карта масштаба 1: 200 000 используется главным образом для оперативной работы штабов, а также всеми родами войск при планировании и осуществлении передвижения войск. По этой карте можно изучать общий характер рельефа местности, дорожной сети, водных рубежей, лесных массивов, крупных населенных пунктов. Она особенно удобна в качестве дорожной карты, так как на ней весьма наглядно и достаточно полно для ориентирования на местности отображается дорожная сеть и характеризуется ее пригодность для движения автотранспорта и боевой техники.

Оперативные карты предназначены для оперативной работы штабов.

Карта масштаба 1: 500 000 используется штабами для изучения физикогеографических особенностей местности при планировании операций. Может использоваться также в качестве дорожной карты при передвижении войск.

Карта масштаба 1: 1 000 000 используется для изучения физикогеографических условий обширных территорий и для общих, приближенных расчетов по обеспечению боевых действий войск при планировании операций.

Все наши топографические карты создаются на основе единых требований, а применяемые на них условные знаки являются стандартом, обязательным для всех министерств и ведомств. Карты непрерывно совершенствуются в целях наилучшего удовлетворения требований как народного хозяйства, так и обороны страны.

Геометрическая сущность и математическая основа карт

Для уяснения геометрической сущности изображения земной поверхности на топографических планах и картах рассмотрим вопрос о форме и размерах Земли и основные правила получения такого изображения.

Когда говорят о форме (фигуре) Земли, то имеют в виду не физическую ее поверхность со всеми неровностями (горами, низменностями и т.п.), а некоторую воображаемую поверхность океанов и открытых морей, мысленно продолженную под всеми материками. Эта воображаемая поверхность среднего уровня океана, как бы покрывающая всю нашу планету, называется уровенной поверхностью, а фигура Земли, ограниченная этой поверхностью - геоидом (от древнегреческого слова «Гея», что значит Земля).

По своей форме геоид хотя и является неправильной геометрической фигурой, однако весьма мало отличается от эллипсоида вращения, т.е. правильного геометрического тела, образуемого вращением эллипса вокруг его малой оси.

Отступления по высоте точек поверхности геоида от поверхности наиболее близко подходящего к нему по своим размерам эллипсоида характеризуются в среднем величиной 50 м и не превосходят 150 м. Такие расхождения столь незначительны по сравнению с размерами Земли, что на практике ее форму принимают за эллипсоид, который называют земным эллипсоидом или сфероидом.

Единых, общепринятых во всех странах размеров земного эллипсоида до сего времени не установлено. В России и в других странах ближнего и дальнего зарубежья за основу при создании топографических карт и определении координат геодезических пунктов принят эллипсоид Красовского, названный так в честь выдающегося русского ученого - геодезиста Ф.Н.Красовского (1878 - 1948 гг), под руководством которого были получены более точные данные о размерах земного эллип-

8

соида. Большое прикладное значение имеет математическая модель Земли в экономике и для обороны страны, от точности модели Земли зависит точность систем наведения баллистических ракет например. Сегодня эллипсоид Красовского одна из самых точных математически моделей Земли.

Размеры земного эллипсоида характеризуются следующими данными: большая полуось - 6378245 м, малая полуось - 6356863 м. Из этих данных видно, что ось вращения Земли короче диаметра земного экватора примерно на 43 км. Поэтому для ряда практических задач, не требующих особой точности, фигуру Земли принимают за шар, радиус которого равен примерно 6371 км, а вся поверхность - около 510 млн. кв. км.

На земном шаре (эллипсоиде) различают сновные точки и линии. Концы земной оси, вокруг которой происходит суточное вращение Земли, называются географическими полюсами - северным и южным. Плоскость, перпендикулярная к оси вращения Земли и проходящая через ее центр, называется плоскостью земного экватора. Эта плоскость пересекает земную поверхность по окружности, называемой экватором. Плоскость экватора делит Землю на два полушария - северное и южное. Линии пересечения земной поверхности плоскостями, параллельными плоскости экватора, называются параллелями, а линии пересечения поверхности Земли вертикальными плоскостями, проходящими через земную ось - географическими или истинными меридианами. Сетка, образованная пересекающимися меридианами и па-

раллелями, называется географической сеткой.

Понятие о проекции российских топографических карт.

Все российские топографические карты масштабов 1: 25 000, 1: 50 000, 1: 100 000, 1: 200 000 и 1: 500 000 составляются в единой равноугольной проекции Гаусса (Карл Фридрих Гаусс (1777 - 1855 гг.) - немецкий математик, предложивший эту проекцию в начале XIX века). Эта же проекция принята у нас в России и для обработки результатов полевых геодезических измерений при определении координат геодезических пунктов.

Геометрическая сущность проекции, в которой изготовляются российские топографические карты, заключается в следующем.

Вся поверхность земного эллипсоида разбивается по меридианам на 60 зон, по 6˚ каждая. Средний меридиан в каждой зоне называется осевым меридианом; он делит зону на две равные части - западную и восточную.

Счет зон ведется с запада на восток от начального меридиана, за который в большинстве государств, в том числе и в России, принят Гринвичский меридиан, проходящий через Гринвичскую обсерваторию (в окрестностях Лондона).

Чтобы представить себе, как получается на плоскости изображение этих зон, вообразим цилиндр, который по осевому меридиану одной из зон касается глобуса, изображающего в данном масштабе земной шар. Зону спроектируем по законам математики на боковую поверхность цилиндра так, чтобы при этом сохранилось свойство равноугольности изображения, т. е. равенство всех углов их действительной величине на глобусе. Таким же способом последовательно спроектируем на боковую поверхность цилиндра все остальные зоны, одну рядом с другой. Разрезав теперь цилиндр по образующей АА1 или ВВ1 и развернув его боковую поверхность в плоскость, получим изображение земной поверхности на плоскости в виде отдельных зон, соприкасающихся одна с другой лишь в точках касания по экватору.

9

Изображение каждой зоны, полученное таким образом в нужном масштабе, делится сеткой меридианов и параллелей на отдельные листы карты установленного размера.

Рассмотрим основные геометрические свойства полученного изображения зо-

ны.

Осевой меридиан в каждой зоне и экватор изображаются прямыми линиями, причем осевые меридианы перпендикулярны к экватору. Так как при проектировании цилиндр соприкасался с каждой зоной по осевому меридиану, то очевидно, что все эти меридианы изображаются в данной проекции без искажения длин и сохраняют масштаб на всем своем протяжении. Остальные меридианы в каждой зоне изображаются в проекции кривыми линиями, поэтому все они длиннее осевого меридиана, т. е. искажены. Все параллели также изображаются кривыми и с некоторым искажением. Эти искажения длин всех линий увеличиваются по мере удаления от осевого меридиана на восток и запад. Наибольшие искажения получаются на краях зоны, где они могут достигать величины порядка 1/1000 длины линии, измеряемой по карте. Это значит, что если, например, вдоль осевого меридиана, где нет искажений длин, масштаб карты равен 500 м в 1 см, то на краю зоны он будет равен 499,5 м в 1см.

Таким образом, теоретически нашим топографическим картам также присущи искажения длин и переменный масштаб. Однако эти искажения при измерениях на карте практически неощутимы, и поэтому масштаб любой топографической карты для всех ее участков можно считать постоянным.

Итак, основные преимущества проекции, применяемой для наших топографических карт, заключаются в следующем.

По точности, вследствие незначительности искажений, эта проекция полностью отвечает всем требованиям, предъявляемым к топографическим картам масштаба 1: 25 000 и мельче. Максимальные линейные искажения, которые получаются на краях зоны, не превосходят 0,1% длины измеряемых линий, что даже для карт масштаба 1: 25 000 не выходит за пределы графической точности.

Данная проекция отличается универсальностью: она применяется для топографических карт различных масштабов, начиная с 1: 500 000 и крупнее, и для любой части земного шара.

Благодаря единой проекции все наши топографические карты связаны с системой плоских прямоугольных координат, в которой в России определяется положение геодезических пунктов. Это также является значительным преимуществом наших карт и системы плоских прямоугольных координат, так как позволяет получать в одной и той же системе координаты точек как по карте, так и по измерениям непосредственно на местности.

Разграфка и номенклатура топографических карт

Разграфка и номенклатура топографических карт.

Система деления карты на отдельные листы называется разграфкой карты, а система обозначения (нумерации) листов - их номеклатурой.

Каждый лист топографической карты имеет рамку в виде трапеции, верхняя и нижняя стороны которой являются параллелями, а боковые - меридианами.

Благодаря географической сетке, положенной в основу деления карты на листы, вполне определяется местоположение на земном шаре любого участка местности,

10

изображенного на данном листе карты. Кроме того, совпадение сторон рамки с меридианами и параллелями определяет расположение листов карты в отношении сторон горизонта, а именно: верхняя сторона рамки является северной, нижняя - южной, левая - западной и правая - восточной.

Чтобы легко и быстро находить нужные листы карты того или иного масштаба и района, каждому листу по определенному правилу присвоено свое цифровое и буквенное обозначение - номенклатура.

Номенклатура каждого листа указывается над северной стороной его рамки (посредине или справа). Рядом с номенклатурой листа, кроме того, подписывается название наиболее крупного из расположенных на нем населенных пунктов. На каждом листе также указывается номенклатура смежных, непосредственно прилегающих к нему листов. Эти подписи помещаются посредине внешней рамки со всех ее четырех сторон.

Номенклатура российских топографических карт представляет собой стройную систему, единую для карт любого масштаба.

В основу номенклатуры топографических карт всех масштабов положены листы миллионной карты. Любой лист этой карты имеет следующие размеры рамки: 6˚ по долготе и 4˚ по широте. Следовательно, если провести меридианы через 6˚ , а параллели через 4˚, то вся поверхность Земли будет разбита на трапеции, каждой из которых соответствует отдельный лист карты масштаба 1: 1 000 000.

Номенклатура листа карты 1: 1 000 000 слагается из указания ряда (пояса) и колонны. Ряды листов обозначаются заглавными буквами латинского алфавита (от А до V) и счет их ведется от экватора к полюсам (рис. 10). Колонны листов нумеруются арабскими цифрами. Их счет ведется от меридиана с долготой 180˚ с запада на восток. Например, номенклатура листа с г. Ташкент будет К - 42 (Ташкент).

Эта система разграфки и номенклатура листов карты масштаба 1: 1 000 000 являются международными.

Размеры и расположение колонн листов миллионной карты по долготе совпадают с шестиградусными зонами, на которые разбивается поверхность земного эллипсоида при составлении наших топографических карт в проекции Гаусса. Различие имеется лишь в их нумерации: так как счет зон ведется от нулевого (Гринвичского) меридиана, а счет колонн листов миллионной карты - от меридиана 180˚, то номер зоны отличается от номера колоны на 30; поэтому, зная номенклатуру листа карты, легко определить, к какой зоне он относится, и, наоборот, по номеру зоны можно определить колонну. Например, лист с г. Ташкент расположен в 12 зоне: 42 -

30 = 12 (см. рис. 10).

Размеры листов топографических карт всех остальных, более крупных масштабов установлены таким образом, что каждому листу миллионной карты соответствует всегда целое их число. В соответствии с этим номенклатура любого листа топографической карты масштаба 1: 500 000 и крупнее слагается из номенклатуры соответствующего листа миллионной карты с добавлением к ней номера или буквы, указывающих расположение на нем данного листа карты.

Расположение листов карт различных масштабов в пределах листа миллионной карты, а также порядок их нумерации показаны на рис. 11. Как видно из рисунка, счет листов всех масштабов ведется слева направо и сверху вниз, при этом, один лист миллионной карты включает: