3.2. Картографічна проекція й система плоских прямокутних координат

Щоб зобразити на площині сферичну поверхню Землі у вигляді карти, на площину переносять мережу меридіанів і паралелей - картографічну сітку - і потім за географічними координатами точок земної поверхні будують карту. Спосіб перенесення сітки зі сферичної поверхні на площину називається картографічним проектуванням. Існує багато способів картографічного проектування й видів проекцій. Їх вибирають залежно від призначення карти та допустимих виду й величини перекручувань (викривлень) при проектуванні сферичної поверхні на площину. У геодезії доцільно застосовувати таку проекцію, що не спотворювала б кутів, тобто зберігала б подобу зображуваних фігур. Такі проекції називають рівнокутними.

Рис. 3.3. Поперечна циліндрична проекція Гаусса - Крюгера (а) і зональна система координат (б):

1 - зона, 2 - координатна сітка, 3 - осьовий меридіан, 4 - вісь В, 5 - екватор, 6 - проекція осьового меридіана, 7 - проекція екватора

У Росії топографічні карти будують у рівнокутній поперечній циліндричній проекції й відповідної їй системі плоских прямокутних координат Гаусса - Крюгера (названа по імені німецьких учених, що запропонували цю проекцію й формули для застосування її в геодезії).

Проекцію Гаусса — Крюгера (рис. 3.3, а) одержують, проектуючи земну кулю на поверхню циліндра, що торкається Землі, по якому-небудь меридіану. Щоб перекручування довжини ліній не перевищували меж точності масштабу карти, проекційну частину земної поверхні обмежують меридіанами з різницею довгот 6°, а при складанні планів у масштабах 1:5000 і крупніше — 3°. Така ділянка називається зоною. Середній меридіан 3 кожні зони називається осьовим. Рахунок зон ведеться від Гринвічського меридіана на схід.

Після розгортання циліндра в площину осьовий меридіан зони й екватор 5 зобразяться взаємно перпендикулярними прямими лініями 6 (проекція осьового меридіана) і 7 (проекція екватора).

Зображення осьового меридіана й екватора приймають за осі зональної системи прямокутних координат (рис. 3.3, б) з початком у точці їхнього перетинання. Із зображенням осьового меридіана сполучають вісь абсцис X, а екватора - вісь ординат У.

Для всіх точок на території нашої країни абсциси мають позитивне значення. Для того щоб ординати точок також були тільки позитивними, у кожній зоні ординату початку координат приймають рівною 500 км. Таким чином, точки, розташовані на захід від осьового меридіана, мають ординати менше 500км, а до сходу - більше 500км. Ці ординати називають перетвореними.

Для зручності користування плоскими прямокутними координатами на кожен аркуш топографічної карти, починаючи з масштабу 1:200000, наносять сітку квадратів, що називається кілометровою сіткою. Сторони квадратів паралельні осям Х и У даної зональної системи координат. Розміри сторін залежать від масштабу карти. Наприклад, на картах масштабів 1:10000...1:50000 сторони квадратів відповідають 1км на місцевості.

Так як осьові меридіани зон не паралельні один одному, кілометрові сітки двох суміжних зон не збігаються, тому на картах, розташованих у межах 2° по довготі уздовж західної й східної границь зони, показують виходи координат сітки сусідніх зон.