Вопрос 3. Классификация и назначение топографических и специальных карт.

Понятия: общегеографические карты; топографические карты; гидрографические карты; специальные карты; планы городов; классификация, назначение и масштабный ряд военных карт; проекции топографических карт; координаты и проекции Гаусса; координатные зоны; осевой меридиан; Гринвичский меридиан; топографические карты иностранных армий.

Общегеографические карты.

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

По содержанию карты подразделяются на два основных вида: общегеографические и специальные карты.

К общегеографическим относятся карты, на которых с той или иной полнотой, зависящей от масштаба карты, изображены все основные элементы земной поверхности, характеризующие ее устройство и особенности географических ландшафтов. Причем эти элементы показываются без предпочтительного выделения каких-либо из них.

Одним из наиболее распространенных в войсках видов общегеографических карт являются топографические карты. К ним относятся карты масштабов 1:1000000 и крупнее, подробно изображающие местность – поверхность земной суши с прилегающей к ней прибрежной полосой морей и океанов.

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

Классификация, назначение и масштабный ряд 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 необходимые 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.

По назначению топографические карты различают как:

• учебные;

• туристские;

• дорожные;

• навигационные;

• военные.

В зависимости от масштабов карты делятся на:

1) Топографические (карты масштаба 1 : 1 000 000 и крупнее).

2) Географические (карты масштаба мельче 1 : 1 000 000).

Топографическая карта – это точное и подробное изображение местности на плоскости (бумаге), выполненное условными знаками, с уменьшением всех ее линий в определенное количество раз (от 25 000 до 1 000 000).

От масштаба зависят точность измерений, подробность карты и размер картографического изображения одной и той же местности. Масштаб карты будет более крупным при меньшей степени уменьшения, что позволяет более подробно изображать местность на карте.

Чем больше степень уменьшения изображенной на карте территории, тем более мелким называют масштаб карты.

Понятие крупного или мелкого масштаба нисколько не зависят от того, большая или меньшая территория изображается на карте, и объясняет исключительно степень уменьшения, С уменьшением масштаба карты уменьшается и количество наносимых на нее деталей местности.

Например, 1 : 100 000 читается «одна стотысячная» и означает, что все линии и расстояния местности изображены на карте этого масштаба с уменьшением в 100 000 раз, т.е. в 1 сантиметре на карте соответствует 100 000 см ( или 1000 м) – в 1 см. на карте 1 км.

Для топографических карт Российской Федерации установлен следующий масштабный ряд (табл. № 2):

Таблица № 2

МАСШТАБ КАРТЫ	ВЕЛИЧИНА МАСШТАБА (В 1 см на карте сколько метров на местности)	НАЗВАНИЕ КАРТЫ
1:10 000	100 м.	ДЕСЯТИТЫСЯЧНАЯ
1:25 000	250 м.	ДВАДЦАТИПЯТИТЫСЯЧНАЯ
1:50 000	500 м.	ПЯТИДЕСЯТИТЫСЯЧНАЯ
1:100 000	1000 м. (1 км.)	СТОТЫСЯЧНАЯ
1:200 000	2000 м. (2 км.)	ДВУХСОТТЫСЯЧНАЯ
1:500 000	5000 м. (5 км.)	ПЯТИСОТТЫСЯЧНАЯ
1:1 000 000	10 000 м. (10 км.)	МИЛИОННАЯ

По своим масштабам, основному предназначению и использованию в различных командно-штабных звеньях военные топографические карты условно можно разделить на три группы (табл. № 3):

• точные измерительные;

• оперативно – тактические;

• оперативные.

Таблица № 3

Классификация карт по основному назначению и масштабам	Масштаб	Размер рамок листов		Площадь, покрываемая листом карты (кв. км.)
		по широте	по долготе
Точные измерительные карты (крупномасштабные)	1:25 000 1:50 000	5 мин. 10 мин.	7,5 мин. 15 мин.	75 300
Оперативно-тактические карты (среднемасштабные)	1:100 000 1:200 000	20 мин. 40 мин.	30 мин. 1 град.	1200 5000
Оперативные карты (мелкомасштабные)	1:500 000 1:1000 000	2 град. 4 град.	3 град. 6 град.	44 000 175 000

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.

Карты масштабов 1:25000 – 1:100000 предназначаются для работы командиров и штабов при организации, ведении боя и управлении войсками в бою. Они наиболее широко используются в качестве рабочих карт в тактическом звене управления войсками. По ним изучают и оценивают местность при подготовке в ходе боевых действий, определяют координаты огневых позиций ракетных войск и артиллерии, технических средств разведки, а также координаты, целей, производят измерения и расчеты при проектировании и строительстве военно-инженерных сооружений и других объектов.

Рис. 25 Образец карты масштаба 1 : 25 000

а б

Рис. 26 Образцы карты масштаба: а – 1 : 50 000 ; б – 1 : 100 000

Карта масштаба 1:25000. 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 наиболее важных рубежей и участков местности. Эффективность применения этих карт наиболее высока при прорыве подготовлен­ной обороны противника и форсировании водных преград, при воздушном десантировании, при действиях в крупных населенных пунктах, а в артиллерии и ракетных войсках – для топографической подготовки стрельбы и пуска ракет. Они используются также для более точных измерений и расчетов при проектировании и строительстве военно-инженерных сооружений.

Карта масштаба 1:50000 являет­ся основной измерительной картой. Она применяется главным образом в условиях обороны, а в наступлении – преимущественно при прорыве обороны противника, форсировании водных преград, высадке воздушных и морских десантов, а также в боях за населенные пункты. 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 планирования боя, управления войсками и ориентирования па местности.

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

Карта масштаба 1:100000 использует­ся командирами и штабами соединений, частей и подразделений (включая командиров взводов) во всех видах боя. Ее принято считать основной тактической картой. По ней изучает­ся и оценивается местность, организуются боевые действия, ведется целеуказание и ориентирование на поле боя. Она может также ис­пользоваться (при отсутствии карты масштаба 1:50000) для топо­графической подготовки стрельбы артиллерии и пуска ракет.

При действиях в крупных населенных пунктах командирам и штабам могут в дополнение к картам выдаваться планы городов масштаба 1:10000 или 1:25000. Они предназначаются для изучения городов и подходов к ним, для ориентирования внутри города, целеуказания и управления войсками в ходе боя за город. С этой целью на планах указаны названия улиц, номера кварталов и важнейшие объекты города с их количественной и качественной характеристикой.

Карты масштабов 1:200000 и 1:500000 предназначаются для изучения и оценки местности при планировании и подготовке операций, для управления войсками в ходе операции и планирования передвижений войск.

Карта масштаба 1:200000 исполь­зуется главным образом для оперативной работы штабов, а также всеми родами войск при планировании и осуществлении передви­жения войск. Она особенно удобна в качестве дорожной, так как наглядно и достаточно полно для ориентирования на местности отображает дорожную сеть и характеризует ее пригодность для движения автотранспорта и боевой техники. По этой карте можно изучать общий характер рель­ефа местности, дорожной сети, водных рубежей, лесных массивов, крупных населенных пунктов. Этому помогают оправки о местности, помещенные на оборотной стороне листов карты. Справки содержат в обобщенном и систематизированном виде необходимые дополнительные сведения о характере местности и отдельных наиболее важных ее объектах, которые не могут быть отображены на самой карте. Во всех командно–штабных инстанциях от батальона и выше эта карта используется для ориентирования на местности при совершении маршей. В мотострелковых, танковых частях и соединениях в ходе наступления, особенно при преследовании противника, используется в качестве основной карты.

Оперативные карты предназначены для оперативной работы штабов.

Карта масштаба 1:500000 используется штабами для изу­чения физико-географических особенностей местности при плани­ровании операций. Может использоваться также в качестве до­рожной карты при передвижении войск. Эта карта используется, кроме того, фронтовой авиацией в качестве полетной карты.

Карта масштаба 1:1000000 используется штабами для изучения физико-географических условий обширных территорий и для об­щих, приближенных расчетов по обеспечению боевых действий войск при планировании операций.

Понятие о проекции топографических карт.

Все топографические карты масштабов 1:25000, 1:50000, 1:100000, 1:200000 и 1:500000 составляются в единой равноугольной проекции Гаусса, названной так по имени ее автора. Эта же проекция принята в Российской Федерации и для обработки результатов полевых гео­дезических измерений при определении плоских прямоугольных координат геодезических пунктов. Координаты, вычисленные на плоскости в этой проекции, называются координатами Гаусса.

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

Чтобы свести неизбежные искажения проекции к минимуму, не превышающему погрешности графических построений на картах, вся поверхность земного эллипсоида разбивается по меридиа­нам на 60 равных долготных зон, по 6° каждая (рис. 11). Эти зоны называются координатными зонами, так как каждая из них представляет самостоятельную систему плоских прямоугольных координат Гаусса, за начало которой принимается точка пересечения среднего меридиана зоны с экватором. 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 РФ, принят Гринвичский меридиан, проходящий через Гринвичскую обсерваторию (в окрестностях Лондона). Территория Российской Федерации, растянутая по долготе примерно на 170°, охватывает 29 зон, начиная с четвертой. Из них на долю Европейской части России приходится 6 зон – с четвертой по десятую включительно (без республик Прибалтики).

Рис. 11. Деление поверхности земного эллипсоида на шестиградусные зоны.

Чтобы представить себе, как получается изобра­жение этих зон на плоскости, вообразим цилиндр, который по осевому меридиа­ну одной из зон касается глобуса, изображающего в данном масштабе земной шар (рис. 12).

Зону спроецируем 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 спроецируем на бо­ковую поверхность цилин­дра все остальные зоны, од­ну рядом с другой.

Рис. 12. Проекция зоны на цилиндр,

касательный к земному эллипсоиду по осевому меридиану.

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, как показано на рис. 13.

Рис. 13. Развертка (изображение) координатных зон на плоскости.

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 зоны.

Как видно из рис. 13, осевой меридиан в каждой зоне и экватор изобража­ются прямыми линиями, при­чем осевые меридианы пер­пендикулярны к экватору. Так как при проецировании 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 незначительно увеличи­ваются по мере удаления от осевого меридиана на восток и запад.

Наибольшие искажения получаются на краях зоны, где они могут достигать величины порядка 0,001 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 1 см. Искажения же углов не превышают З’ – 4’.

Таким образом, теоретически российским 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 её участков можно считать постоянным.

Итак, основные преимущества проекции, применяемой для отечественных топографических карт, заключается в следующем:

1. По точности, вследствие незначительности искажений, эта проекция полностью отвечает всем требованиям, предъявляемым к топографическим картам масшта­ба 1:25000 и мельче. Максималь­ные линейные искажения, кото­рые получаются на краях зоны, не превосходят 0,1% длины изме­ряемых линий, что даже для карт масштаба 1:25000 не выходит за пределы графической точности.

2. Данная проекция отличает­ся универсальностью: она приме­няется для топографических карт различных масштабов, начиная с 1:500000 и крупнее, и для лю­бой части земного шара.

3. Благодаря единой проекции все наши топографические кар­ты связаны с системой плоских прямоугольных координат, в кото­рой в Российской Федерации 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.

Проекция топографической карты масштаба 1:1000000.

При составлении карт в проекции Гаусса зону разбивают на отдельные листы. Каждый лист карты имеет форму равнобочной трапеции, ограниченной сверху (с северной стороны) и снизу (с южной стороны) параллелями, а с боков – меридианами. На крупномасштабных топографических картах все стороны этих трапеций изображаются прямыми линиями.

На картах же масштаба 1:1000000 и мельче прямолинейны лишь боковые стороны рамок. Рамки листов этой карты имеют размеры: по долготе 6° (т.е. такие же, как у координатных зон), а по широте 4°, или в линейной мере – около 440 км.

Если бы карта масштаба 1:100000 со столь значительной длиной сторон рамок ее листов составлялась в проекции Гаусса, то все четыре стороны рамки, т.е. отрезки меридианов и параллелей, разграничивающих листы карты, изобразились кривыми линиями. А это исключило бы возможность склеивать листы в блоки. Поэтому карта масштаба 1:1000000 составляется не в проекции Гаусса, а в одной из произвольных проекций, позволяющей изображать земную поверхность без существенных искажений в пределах каждого листа. При этом листы получаются в рамках, допускающих склеивание блоков из нескольких листов (до 9 листов: 2 – 3 ряда по 2 – 3 листа в каждом).

Рис. 14. Разрыв между листами карты масштаба 1:1000000.

Построение карты в этой проекции основано на делении земного эллипсоида не на зоны, как это делается при составлении топографических карт остальных масштабов, а на равнобочные сфероидические трапеции указанных выше размеров, и каждую из них изображают на отдельном листе карты.

В этой проекций изображение всех меридианов, а, следовательно, и боковых сторон трапеций получается в виде прямых линий, а параллелей – в виде дуг окружностей различных радиусов. Поэтому при склейке вертикальной колонны или горизонтального ряда листов все листы точно совмещаются по смежным сторонам рамок. При склейке же листов, относящихся к разным рядам и колоннам, между ними образуются разрывы, как показано на рис. 14. Однако в блоке из 4 – 9 листов эти разрывы незначительны, и их легко устранить при склейке, несколько растягивая бумагу.

Величина линейных и угловых искажений в этой проекции примерно того же порядка, что и на топографических картах более крупных масштабов. Они не превышают 0,14% для длин линий. Вовсе не искажается длина линий по крайним параллелям листа (по верхней и нижней сторонам рамки), а также по двум меридианам, расположенным на 2° западнее и восточнее среднего меридиана листа.

Назначение специальных карт.

 

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.

Карты, основное содержание которых составляют какие-либо специальные данные, отсутствующие или недостаточно полно ото­бражаемые на общегеографических или топографических картах, называются специальными картами.

Из специальных карт, наиболее используемых в войсках, можно указать 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 в районах 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.

 Широкое применение в вой­сках имеют планы городов, которые создаются в масштабах 1:10000 и 1:25000.

Топографические карты иностранных армий.

Принцип построения картографического чертежа местности, а также графическое изображение местности и её элементов в различных государствах сходны. Поэтому язык топографических карт в известной степени можно считать международным. Рельеф местности на большинстве топографических карт зарубежных государств изображается также как и у нас. Почти все государства применяют такие же цвета для оформления карт, как это принято и в России.

В то же время, топографические карты зарубежных государств имеют свои особенности по содержанию и оформлению, неодинаковы по проекциям и масштабам. При работе с зарубежными картами нужно учитывать, что их масштабы могут составляться в дюймах, милях и т.д. Значительное затруднение могут вызвать только одни надписи на иностранных языках.

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ ЗАНЯТИЯ - 10 минут

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Курс Военной топографии и топогеодезической подготовки в значительной степени перекликается с содержанием школьных дисциплин География и Астрономия. Кроме того, к помощи географических и топографических карт прибегают не только военные профессионалы. Многим специалистам – представителям различных профессиональных областей – нередко приходится сталкиваться с необходимостью обращаться к картам и топографическим планам. Поэтому хорошо усвоенный учебный материал наших занятий, несомненно, сослужит хорошую службу многим из сегодняшних студентов. Знание же основ военной топографии и топогеодезии офицерами артиллерии является служебной необходимостью.

Для контроля усвоения материала предлагается следующий перечень вопросов:

1. На сколько ось вра­щения Земли короче диаметра земно­го экватора?

2. В чем заключается сущность проекции российских топографических карт?

3. Какой масштабный ряд установлен для топографических карт Российской Федерации?

Подвести итог занятию.

Ответить на вопросы студентов.

Дать задание на самоподготовку.

Задание на самоподготовку:

Изучить материалы занятия по конспекту.

Литература:

1. Военная топография, учебник. И.А. Бубнов. Военное издательство, Москва 1977 год.

2. Справочник по военной топографии. А.М. Говорухин и др. Москва, Воениздат, 1980 год.

3. Военная топография, учебное пособие. А.А. Псарев, А.Н. Коваленко. А.М. Куприн. Б.И. Пирнак. Военное издательство, Москва, 1986 год.

4. Справочник офицера по топографическим и специальным картам, учебное пособие, А.А. Псарев, Москва, УНИИНТЕХ, 2003 г.

Преподаватель военной кафедры при СПбГУ

подполковник в отставке Ф. Тимофеев