Общая картография
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B 0,942 1,032 2 0,94 1,03 sin 97 0,15
a A B 1,06 2
b A B 0,91 2
5.По формулам (5) и (6)определим масштаб площади:
p1 0,94 1,03 sin 97 0,97 p2 1,06 0,91 0,97
6.По формуле (7) найдем наибольшее искажение углов:
sin 1,06 0,91 0,076 2 1,06 0,91
9 10'
7. По формуле (8) найдем азимут большой полуоси эллипса искажений:
t g β |
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0,91 |
1,06 |
2 0,94 |
2 |
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1,785 |
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1,06 |
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0,942 0,912 |
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β59 58'
8.Определим относительные искажения длин:
Vm m 1 100 (0,94 1) 100 6% ,
Vn n 1 100 (1,03 1) 100 3% ,
Va a 1 100 (1,06 1) 100 6%,
Vb b 1 100 (0,91 1) 100 9% ,
Vр р 1 100 (0,97 1) 100 3%
41
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9.Найдем численные значения частных масштабов
m m o 1: 35000000 0,94 1: 37234042
n n o 1: 35000000 1,03 1: 33818182
a a o 1: 35000000 1,06 1: 38400576
b b o 1: 35000000 0,98 1: 38400576
Вычисления значений узловых точек приведены в таблице 1.
Таблица 1
Сводная таблица искажений узловых точек
Продолжение таблицы 1
Проведя расчет данных, можно проследить некую закономерность.
Двигаясь с юга на север до экватора, показатели искажения длин, площадей и углов уменьшаются. А с границы экватора, двигая на север, значения вновь увеличиваются.
3. Построение эллипсов искажения
Для построения эллипсов искажений возьмем условный масштаб
oro = 1 см. Переведем все единицы, учитывая заданный условный масштаб.
Эллипсы искажения представлены в приложении 1.
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Вывод
В ходе выполненной лабораторной работы были определены искажения углов, длин и площадей на географической карте, на основании полученных расчетов построены эллипсы искажений.
Проанализировав искажения в каждой точке, можно дать название картографической проекции. По характеру искажения – проекция произвольная; по характеру вспомогательных проекций – псевдоконическая,
потому что параллели представлены кривыми, параллельными друг другу, а
меридианы - кривыми, симметричными относительно среднего прямолинейного меридиана; по виду координатной сетки – нормальная, так как данная территория вытянута с севера на юг.
Таким образом, данная картографическая проекция имеет название произвольная псевдоцилиндрическая проекция с нормальным положением координатной сетки.
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Цель работы: по заданным уравнениям картографической проекции определить:
1.Масштаб по меридианам и параллелям;
2.Масштаб площади;
3.Ортогональность сетки;
4.Группу проекций по характеру искажений;
5.Вид сетки меридианов и параллелей.
Построить макет картографической сетки проекций и нанести изоколы длин,
площадей и наибольшее искажение углов. Дать полное название картографической проекции и рекомендации по применению при создании карт на разной территории.
Исходные данные: Уравнения картографической проекции, Вариант 10 x R arctg tg sec
y R arcsin cos sin
Общие сведения:
Обоснование математической основы карты, прежде всего, связано с выбором картографической проекции. Правильность выбора проекции подтверждается исследованиями её свойств.
Картографическая проекция определяет математический закон изображения поверхности эллипсоида на плоскости, а , следовательно, и свойство этого изображения с помощью уравнения картографической проекции.
x f1 ( , ); y f2 ( , )
где функции f1 и f2 - конечные, непрерывные и однозначные в некоторой области.
Поскольку при изображении земной поверхности на плоскости могут ставиться различные условия для получения определенных свойств этого изображения, то естественно функции f1 и f2 будут иметь различные, но вполне определенные, математические выражения. Исследование этих уравнений позволяет решить комплекс вопросов о свойствах конкретных проекций.
Основываясь на положениях общей теории картографических проекций, при исследовании проекции решаются следующие задачи:
- определение свойства изображения (условий равноугольности, равновеликости,
произвольности) и класса проекции по характеру искажений;
-определение вида линий. Изображающих меридианы и параллели, и установление класса проекции по виду картографической сетки;
-определение ортогональности картографической сетки или угла между меридианами и параллелями в проекции;
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-определение масштабов и искажений проекций;
-построение макета картографической сетки проекции и нанесение изокол искажений длин, площадей и углов.
На основании анализа полученных результатов делается окончательный вывод о
возможности применения выбранной проекции для конкретной карты.
Ход работы: В качестве поверхности относимости, на которую проецируется изображение выбирается шар.
1. Нахождение частных производных
x |
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R |
1 |
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tg |
sin |
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||||||||
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1 tg sec 2 |
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cos2 |
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y |
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R |
1 |
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cos cos |
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1 (cos sin ) |
2 |
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||||||||
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|||||
x |
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R |
1 |
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sec |
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|||||
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1 (tg sec )2 |
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cos 2 |
||||||||||||
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||||||||||||
y |
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R |
1 |
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( sin ) sin |
|||||
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1 (cos sin ) |
2 |
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|||||||||||
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|||||||
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2.Определение свойства изображения и класса проекций по характеру искажений
2.1.Проверка условия равноугольности
R |
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1 |
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|
tg |
sin |
|||
|
tg sec 2 |
cos 2 |
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||||||
1 |
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||||||
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1 |
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1 |
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1 |
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||||||
1 tg sec 2 |
cos |
cos 2 |
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x |
cos |
y |
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||||||
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y |
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|
x |
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(1) |
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cos |
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|||||||
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|||||||
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1 |
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R |
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1 |
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cos R |
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( sin ) sin |
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(cos sin |
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1 |
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1 (cos sin ) 2 |
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||||||||||||
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1 |
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1 |
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|
cos |
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|||
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1 (cos sin |
||||||
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|||||||
1 (cos sin )2 |
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1 |
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1 |
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1 |
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1 |
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|
cos |
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|||||||
|
|
|
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||||
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tg sec |
2 |
cos |
|
2 |
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|
||||||||||
|
cos |
1 (cos sin ) 2 |
условие равноуг ольности |
|||||||||||||||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
sec |
|
|
не выполняется |
|||||
|
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|
|
|
|
cos |
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|
|
|
|
|
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|
||||||||||
|
|
|
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|
|
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|||||
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|
(tg sec ) |
2 |
|
2 |
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||||||||
1 (cos sin ) |
2 |
1 |
cos |
|
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|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
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2.2 Проверка условия равновеликости
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vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
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x |
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y |
|
x |
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y |
R 2 cos |
(2) |
||||||||||
|
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|
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|||||||||||||||
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||||||||
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|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
sec |
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|
|
1 |
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|
|
|
|
sec |
|
|
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|
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|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
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|||||||||||||||
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1 (tg sec ) |
2 |
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2 |
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2 |
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|
2 |
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||||||||||||||
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|
cos |
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1 (tg sec ) |
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cos |
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условие равновеликости |
||||||||||||||||||
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1 |
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sin |
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1 |
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не выполняется |
||||||
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|||||||||
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tg |
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( sin ) sin |
cos |
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|||||||||||||||||||||||
1 tg sec 2 |
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cos 2 |
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||||||||||||||||||||||||||||||||
|
1 (cos sin ) 2 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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3. Определение вида линий меридианов и параллелей и класса проекций по виду |
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картографической сетки |
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Необходимо выразить λ или φ из одного уравнения и подставить во второе: |
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x R arctg |
tg sec |
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x |
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||||||||||||||||||
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|
x |
|
arctg tg sec |
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tg |
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R |
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||||||||||||||||||
|
|
|
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|
arctg |
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|
|
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||||||||||||||||||||||||||
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|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
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|
sec |
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|
||||
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tg |
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x |
|
tg sec |
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||||||||||||
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|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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||||||||||||||
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y arcsin(cos sin )
|
|
|
x |
|
|
|||
|
|
tg |
|
|
|
|
- сложная трансцендентная кривая |
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||||||||
y arcsin cos arctg |
|
R |
|
sin |
||||
|
|
|
||||||
|
|
sec |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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4. Определение ортогональности картографической сетки или угла между параллелям и меридианами
F |
x |
|
x |
|
y |
|
y |
(3) |
|
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|
||||||
|
|
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|
Если F = 0 – меридианы и параллели ортогональны (т.е. взаимоперпендикулярны), следовательно tgθ = ∞, а угол θ = 90о
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|
|
|
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|
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|
|
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|
|
2 |
|
sec |
|
sin |
|
||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
F R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tg |
|
||||||||||||
|
|
|
1 |
(tg sec |
) |
2 |
|
|
cos |
2 |
|
cos |
2 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
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|
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|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
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|
|
|
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||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
cos cos |
( sin ) sin 0 |
|||||||||||||
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|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
(cos sin ) |
2 |
|
|
||||||||||||||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
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|
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|||||||||
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Параллели и меридианы
не ортог ональны
Необходимо найти угол между меридианами и параллелями:
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x |
|
x |
|
y |
|
|
y |
|
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|
tg |
H |
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(4) |
|||||
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||||||||
F |
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x |
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x |
|
y |
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|
y |
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|||
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|||
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47
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
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2 |
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2 |
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5. Определение масштабов длин, площадей и наибольшего искажения углов.
5.1 Масштаб по меридианам
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5.4 Масштаб по наименьшему направлению |
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