Математическая основа построения карт

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 необходимые измерения и расчеты при изучении и оценки обстановки, принятии решения, 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 своим масштабам, основному предназначению и использованию в различных командно-штабных звеньях наши топографические карты условно можно подразделить (табл. 1):

Таблица 1.

Масштабы карт	Классификация карт
по масштабам	по основному назначению
1:25 000	Крупномасштабные	Тактические
1:100 000 1:200 000	Среднемасштабные
Оперативные
1:500 000 1:1 000 000	Мелкомасштабные

Карты масштабов 1:25 000 - 1:100 000 предназначается для штабов и командиров при организации, ведения боя и управления войсками в бою. Они наиболее широко используются в качестве рабочих карт в тактическом звене управления войсками. По ним изучают и оценивают местность при подготовке и в ходе боевых действий, определяют координаты боевых позиций зенитных 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.

Карта масштаба 1:25 000 применяется в войсках для детального изучения отдельных наиболее важных рубежей и участков местности при форсировании водных преград, десантировании и т. п. Они используются также для более точных измерений и расчетов при проектировании и строительстве военно-инженерных сооружений.

Карта масштаба 1:50 000 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.

При действиях в крупных населенных пунктах командирам и штабам могут в дополнение к картам выделятся планы городов масштаба 1:10 000 или 1:25 000. 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.

Основной тактической картой принято считать карту масштаба 1:100 000.

Карты масштаба 1:200 000 и 1; 500 000 предназначаются для изучения и оценки местности при планировании и подготовке операции, для управления войсками в ходе операции и планировании передвижения войск. Карта масштаба 1:500 000 используется кроме того фронтовой авиацией в качестве полетной карты.

Карта масштаба 1:200 000 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 и общий характер рельефа, водных рубежей, лесных массивов, крупных населенных пунктов. Этому помогают справки 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 карта масштаба 1:200 000 используется при ориентировании на местности при совершении маршей. В мотострелковых, танковых частях и соединениях в ходе наступления, особенно при преследовании противника, карта этого масштаба используется в качестве основной карты.

Карта масштаба 1:1 000 000 используется штабами для изучения физико-географических условий обширных территорий и для общих приближенных расчетов по обеспечению боевых действий войск при планировании операции.

Чтобы правильно и полноценно использовать карты в качестве измерительных документов, необходимо хорошо уяснить их геометрическую сущность и математические принципы их построения.

Геометрия картографического изображения связана с представлением о физике Земли – ее геометрических формах и размерах.

Географическое положение точек на земной поверхности определяется, как известно, их координатами. Поэтому математическая задача построения картографического изображения заключается в том, чтобы спроектировать и изобразить шарообразную поверхность Земли на плоскости (карте), строго соблюдая при этом однозначное соответствие между координатами точек на земной поверхности и координатами их изображения на карте.

Такое проектирование сопряжено с необходимостью отнесения результатов полевых геодезических измерений при их вычислительной обработке и отображении на картах к определенной, хорошо изученной в геометрическом соотношении поверхности, которая наиболее близко подходит по своей форме и размерам к реальной фигуре Земли, но более проста по сравнению с нею.

Под фигурой Земли понимают математическую фигуру, ограниченную поверхностью среднего уровня Мирового океана в спокойном его состоянии, мысленно продолженную под всеми континентами. Эта воображаемая поверхность перпендикулярная в любой ее точке к направлению отвесной линии (направлению силы тяжести) называется основной уровенной поверхностью, а фигура Земли, образованная ею, - геоидом.

Геоид как показали исследования, имеет выпуклую, но асимметричную, сложную и неправильную в геометрическом отношении фигуру (рис. 1 и 2) которая, однако, весьма мало отличается от эллипсоида вращения, т.е. правильного геометрического тела, образуемого вращением эллипса вокруг его малой оси. Поэтому при геодезических измерениях и составлении карт фигуру Земли и принимают за такой эллипсоид.

Эллипсоид вращения поверхность которого наиболее близка к поверхности геоида, называют земным эллипсоидом, или земным сфероидом.

На картах эту поверхность представляет сетка географических меридианов и параллелей земного эллипсоида. Такая сетка на картах называется картографичеческой сеткой. При составлении карты прежде строят картографическую сетку, а затем, пользуясь ею, как конвой, наносят на материалам топографической съемки, аэросъемки и другим материалам изображение всех объектов, которые должны быть показаны на карте.

Картографические сетки рассчитываются и строятся на картах по тем или иным математическим формулам, выражающим определенную для данной карты зависимость между географическими координатами точек на поверхности земного эллипсоида и плоскими прямоугольными координатами соответствующих им точек на карте.

Таким образом, нанесение на карту изображения земной поверхности представляет собой процесс двойного проектирования, включающий одновременно переход от действительных очертаний изображаемых объектов к их горизонтальным проложениям на поверхности земного эллипсоида (горизонтальным проложенном, или горизонтальной проекцией, какой-либо точки, линии или фигуры на математической поверхности Земли называется их изображение, спроектированное на эту поверхность по перпендикулярам к ней.), т.е. проектирование физической поверхности Земли на эллипсоид по нормалям (перпендикулярам) к его поверхности (рис. 3), и изображение на плоскости, т. е. на карте, этих горизонтальных проложений в заданном масштабе и по определенным для данной карты математическим правилам.

Математически определяемый способ построения на плоскости картографической сетки того или иного вида, на основе которой на карте изображают поверхность Земли, называется картографической проекцией.

Дата добавления: 2014-12-29