1. Назначение карт
В авиации карты используются как при подготовке к полету, так и в процессе полета. При подготовке к полету карта необходима в целях:
1) прокладки и изучения маршрута полёта;
2) измерения путевых углов и расстояний между пунктами маршрута;
3) определения географических координат пунктов;
4) нанесения точек расположения радиотехнических средств, обеспечивающих полет;
5) получения данных о магнитном склонении района полета;
6) изучения рельефа местности и определения высоты гор и отдельных точек местности.
В настоящее время измерения путевых углов и расстояний между пунктами маршрута выполняется автоматически программным обеспечением построения плана полета. Географические координаты ИПМ, ППМ и КПМ, а также координаты радиотехнических средств расположенных по маршруту имеются в базах данных и отображаются пилотам на навигационном дисплее по мере следования по маршруту. Наиболее актуальными из приведенных пунктов являются 1) и 6). Даже с учётом отображения рельефа местности на навигационном дисплее, следует изучить расположение отдельных препятствий, особенно в районе аэродромов.
В полете карта применяется в целях:
1) ведения визуальной и радиолокационной ориентировки;
2) контроля пути или его возможной коррекции;
3) определения навигационных элементов полета.
Карты нужны также службе организации воздушного движения для руководства полетами и контроля за правильностью их выполнения. В авиации карта является основным пособием для самолетовождения. Без нее не может выполняться ни один полет.По мере развития авиации и средств самолетовождения возникла необходимость в издании специальных авиационных карт, отвечающих требованиям самолетовождения.
2. План и карта
Подробное изображение земной поверхности выполняется на плоскости в виде плана или карты.
План — уменьшенное изображение на плоскости в крупном масштабе небольшого участка земной поверхности.
План составляется без учета кривизны Земли. Небольшие участки земной поверхности радиусом 10—15 км можно практически принимать за плоскость и изображать на бумаге все элементы местности без искажений.
Свойства плана:
1) отсутствие градусной сетки меридианов и параллелей;
2) равномасштабность во всех направлениях;
3) большая подробность деталей местности и передача очертаний предметов без искажений.
Планы составляются в масштабе 200 м в 1 см и крупнее. На них помещаются объекты, в изображении которых нужна большая подробность.
Большие участки земной поверхности изображаются на карте.
Карта — условное изображение всей поверхности Земли или отдельных ее частей в уменьшенном виде на плоскости с учетом шарообразности Земли.
Планы и карты имеют разные масштабы.
3. Масштаб карты
Масштаб карты — отношение длины линии, взятой на карте, к действительной длине той же линии на местности.
Масштаб бывает численный и линейный.
Численный масштаб — дробь, у которой числитель — единица, а знаменатель — число, показывающее, во сколько раз действительные расстояния на Земле уменьшены при нанесении их на карту. Пример на иллюстрации ниже.
Линейный масштаб — прямая линию, разделенная на равные отрезки, обозначенные числами, показывающими, каким расстояниям на местности соответствуют эти отрезки.Пример на иллюстрации ниже.
Иными словами линейный масштаб — это графическое выражение численного масштаба.
Основание масштаба — отрезок линии, положенный в основу линейного масштаба.
Обычно основанием масштаба для удобства измерений на карте берется отрезок длиной в 1 см.
Величина масштаба — расстояние на местности, соответствующее основанию масштаба.
На приведенном выше примере основание масштаба 1 см величина масштаба карты 1 : 150 000 000 равна 1500 км.
Так как шарообразную поверхность Земли нельзя изобразить на плоскости без искажений, то масштаб не является постоянной величиной для всей карты. Поэтому
Главный масштаб карты — степень общего уменьшения земного шара до определенных размеров глобуса, с которого земная поверхность переносится на плоскость.
Главный масштаб позволяет судить об уменьшении длин отрезков при перенесении их с земного шара на глобус.
Частный масштаб — масштаб в данной точке карты по данному направлению.
Если главный масштаб принять равным единице, то частные масштабы могут быть больше и меньше единицы.
На авиационных картах есть линии нулевых искажений, где сохраняется главный масштаб. На листах карт указывается главный масштаб.
4. Картографические проекции и их классификация
Картографическая проекция — способ изображения земной поверхности на плоскости.
Любая картографическая проекция выполняется в два этапа:
- поверхность земного шара переносится на глобус определенного размера;
- с глобуса по намеченному способу земная поверхность переносится на плоскость.
При переносе поверхности Земли с глобуса на плоскость приходится в одних местах растягивать изображения, а в других сжимать, т. е. допускать искажения.
Каждая проекция имеет определенную степень искажения длин, направлений и площадей и определенный вид сетки меридианов и параллелей.
Картографические проекции подразделяют по двум критериям: по характеру искажений и по способу построения картографической сетки.
По характеру искажений картографические проекции:
- Равноугольные. Не имеют искажения углов и сохраняют подобие небольших фигур. В равноугольных проекциях угол, измеренный на карте, равен углу между этими же направлениями на поверхности Земли. Небольшие фигуры, изображенные на карте, подобны соответствующим фигурам на местности.
Картами в равноугольных проекциях широко пользуются в авиации, так как для самолетовождения важно точное измерение направления (путевого угла, пеленга и т. п.).
- Равнопромежуточные. В этих проекциях расстояние по меридиану или по параллели изображается без искажения.
- Равновеликие. В этих проекциях сохраняется постоянство отношения площади изображения фигуры на карте к площади этой же фигуры на земной поверхности. Равенства углов и подобия фигур в этих проекциях нет.
- Произвольные. Эти проекции не обладают ни одним из указанных выше свойств, но нужны для упрощения решения некоторых практических задач.
В основе любой картографической проекции лежит тот или иной способ изображения на плоскости сетки меридианов и параллелей.
Существует несколько способов изображения градусной сетки на плоскости. В одних случаях сетка меридианов и параллелей проектируется с глобуса на боковую поверхность цилиндра или конуса, которую затем разворачивают на плоскость, в других случаях проектирование осуществляется непосредственно на плоскость.
По способу построения сетки меридианов и параллелей картографические проекции делятся на:
1) цилиндрические;
2) конические;
3) поликонические;
4) азимутальные.
Каждая группа проекций имеет определенные свойства. Правильно пользоваться картой можно, зная свойства проекции, в которой составлена данная карта.
5. Цилиндрические проекции
Цилиндрические проекции получаются путем отображения поверхности глобуса на боковую поверхность касательного или секущего цилиндра.
В зависимости от положения оси цилиндра относительно оси вращения Земли цилиндрические проекции могут быть:
1) нормальные — ось цилиндра совпадает с осью вращения Земли;
2) поперечные — ось цилиндра перпендикулярна к оси вращения Земли;
3) косые — ось цилиндра составляет некоторый угол с осью вращения Земли.
Ниже изображена нормальная равноугольная цилиндрическая проекция:
Данная проекция известна как проекция Меркатора, по имени голландского картографа, который её предложил.
При проектировании на поверхность цилиндра параллели растягиваются до длины экватора. Соответственно на такую же величину растягиваются и меридианы. Поэтому проекция сохраняет подобие фигур и является равноугольной.
Свойства карт в равноугольной цилиндрической проекции:
1) меридианы и параллели изображаются взаимно перпендикулярными линиями;
2) расстояния между меридианами одинаковые, а между параллелями увеличиваются с увеличением широты;
3) сохраняется равенство углов и подобие фигур;
4) масштаб переменный и с увеличением широты становится крупнее, поэтому расстояние между двумя точками определяется по специальной шкале, нанесенной на боковых обрезах карты. Эта шкала учитывает переменный масштаб по широте;
5) искажение масштаба практически не ощутимо только в полосе ±5° от экватора;
6) локсодромия изображается прямой линией, что раньше являлось данной проекции, при решении навигационных задач;
7) ортодромия изображается кривой линией, выпуклой к полюсу (т. е. в сторону более крупного масштаба).
В нормальной равноугольной цилиндрической проекции издаются навигационные морские карты.
Равноугольная поперечно-цилиндрическая проекция — иначе именуемая проекцией Гаусса получается путем проектирования земной поверхности на боковую поверхность цилиндра, расположенного перпендикулярно оси вращения Земли.
Для построения карт в этой проекции поверхность Земли делят меридианами на 60 зон., соответственно каждая зона по долготе занимает 6°. Счет зон ведется на восток от Гринвичского меридиана, который является западной границей первой зоны. Каждая зона изображается на своем цилиндре, касающемся поверхности глобуса по среднему меридиану данной зоны. Указанные особенности построения позволяют уменьшить искажения.
Свойства карт в равноугольной поперечно-цилиндрической проекции:
1) незначительное искажение масштаба; на осевых меридианах искажения длин отсутствуют, а по краям зон на широте 0° не превышают 0,14%, т. е. 140 м на 100 км измеряемой длины и практического значения не имеют;
2) сохраняется равенство углов и подобие фигур; на крайних меридианах зон фигуры изображаются в более крупном масштабе, чем на среднем меридиане;
3) осевой меридиан зоны и экватор изображаются прямыми взаимно перпендикулярными линиями; остальные меридианы — кривыми линиями, сходящимися от экватора к полюсам, а параллели— дугами, выпуклыми к экватору; кривизна меридианов в пределах одного листа карты незаметна;
4) в пределах одной зоны листы карт склеиваются без разрывов;
5) локсодромия имеет вид кривой, выпуклой к экватору;
6) ортодромия на расстоянии до 1000 км изображается прямой линией;
7) на картах масштаба 1:200000 и крупнее нанесена километровая сетка прямоугольных координат Гаусса.
В равноугольной поперечно-цилиндрической проекции составлены карты масштабов 1 : 500 000, 1 : 200 000, 1 : 100 000, 1:50000, 1:25000 и 1:10000, т. е. все карты крупного масштаба.
Косая равноугольная цилиндрическая проекция. Эта проекция получается при проектировании земной поверхности на боковую поверхность цилиндра, расположенного под углом к оси вращения Земли. Цилиндр располагают так, чтобы он касался глобуса по оси маршрута. Этим достигается уменьшение искажений на составляемой карте. На картах в этой проекции в полосе 500—600 км от осевой линии маршрута искажения масштаба не превышают 0,5%. Ортодромия на карте изображается прямой линией.
В косой равноугольной цилиндрической проекции издаются маршрутно-полетные карты масштабов
1 : 1 000 000 и 1 : 2 000 000, а также бортовая карта масштаба 1 : 4 000 000.
6. Конические проекции
Конические проекции получаются в результате переноса поверхности Земли на боковую поверхность конуса, касательного к одной из параллелей или секущего земной шар по двум заданным параллелям. Затем конус разрезается по образующей и разворачивается на плоскость.
В зависимости от расположения оси конуса относительно оси вращения Земли:
- нормальные;
- поперечные;
- косые.
Большинство авиационных карт построено в нормальной конической проекции.
Равноугольные конические проекции. Равноугольные конические проекции могут строиться на касательном или на секущем конусе. Принцип построения такой проекции на касательном конусе состоит в том, что все меридианы выпрямляют до соприкосновения с боковой поверхностью конуса. При этом все параллели, кроме параллели касания, будут растягиваться до размеров окружности конуса. Для того чтобы сделать проекцию равноугольной и сохранить подобие фигур, производят растягивание меридианов в такой степени, в какой были растянуты параллели в данной точке карты. Затем конус разрезается по образующей и разворачивается на плоскость.
Карты в равноугольной конической проекции на касательном конусе имеют следующие свойства:
1) меридианы изображаются в виде прямых, сходящихся к полюсу;
2) угол схождения меридианов
σ= Δλ sinφ,
где Δλ — разность долгот между заданными меридианами;
φ — широта параллели касания;
3) параллели имеют вид дуг концентрических окружностей, расстояния между которыми увеличиваются по мере удаления от параллели касания;
4) на параллели касания искажения длин отсутствуют, а в полосе ±5° от этой параллели они незначительные и в практике не учитываются;
5) локсодромия изображается кривой линией, обращенной своей выпуклостью к экватору;
6) ортодромия для расстояний до 1200 км изображается прямой линией, а для больших расстояний имеет вид кривой, обращенной своей выпуклостью в сторону более крупного масштаба.
В равноугольной конической проекции на касательном конусе издаются бортовые карты масштабов 1:2000000, 1:2500000, 1 :3 000 000, 1 : 4 000 000 и обзорная карта масштаба 1 :5 000 000.
С целью уменьшения искажений поверхность Земли переносят на секущий конус.
Равноугольная коническая проекция на секущем конусе имеет следующие свойства:
1) угол схождения меридианов определяется по формуле
σ= Δλ sinφср,
где Δλ — разность долгот между заданными меридианами;
φср — средняя широта между параллелями сечения;
2) на параллелях сечения искажения длин отсутствуют, а в полосе ±5° от этих параллелей искажения незначительные;
3) масштаб в разных точках карты неодинаковый. На внешних сторонах от параллелей сечения он крупнее, а между параллелями сечения мельче. Такое изменение масштабов обусловлено тем, что при переносе поверхности Земли на секущий конус изображения на внешних сторонах от параллелей сечения, приходится растягивать, а между параллелями сечения сжимать;
4) ортодромия изображается кривой, выпуклой в сторону более крупного масштаба и имеет точку перегиба на параллели наименьшего масштаба.
В нормальной равноугольной конической проекции на секущем конусе издаются бортовые карты масштабов 1 :2 000 000 и 1 : 2 500 000.
7. Поликонические проекции
Поликонические проекции являются усовершенствованием конических проекций. В поликонических проекциях земная поверхность переносится на боковые поверхности нескольких конусов, касательных к параллелям или секущих земной шар по заданным параллелям. На поверхность каждого конуса переносится небольшой пояс земной поверхности. Затем каждый конус разрезается по образующей и разворачивается на плоскость. После склеивания полос получается поликоническая проекция.
8. Международная поликоническая проекция
Видоизмененная поликоническая проекция была принята на международной геофизической конференции в Лондоне в 1909 г. и получила название международной. В этой проекции издается международная карта масштаба 1 : 1 000 000.
Принцип построения карт в видоизмененной поликонической проекции масштаба 1 : 1 000 000 состоит в следующем:
- вся земная поверхность делится на пояса шириной по 4° и переносится на боковые поверхности конусов, секущих земной шар по заданным параллелям. Перенос местности производится не сразу всего пояса, а отдельными сферическими трапециями, размер которых равен 4° по широте и 6°по долготе.
- на каждом листе карты меридианы изображаются прямыми линиями, сходящимися к полюсу, а параллели — дугами концентрических окружностей. На крайних параллелях листа искажений нет. В целях равномерного распределения искажений на листе карты меридианы, отстоящие от среднего меридиана в обе стороны на 2°, растягивают настолько, что изображаются без искажений. Внутренние меридианы и параллели оставляют несколько сжатыми, а наружные меридианы несколько растягивают.
По характеру искажений видоизмененная поликоническая проекция является произвольной. Искажения на листе карты настолько незначительные, что проекцию практически считают равноугольной, равнопромежуточной и равновеликой.
Особенности построения сетки меридианов и параллелей в международной проекции приводят к тому, что склеивать без разрывов можно только листы одной колонки или одной полосы. Допускается склейка в «блок» девяти листов (3×3) карт масштаба 1 : 1 000 000. В этом случае возникающие разрывы не вызывают существенных искажений длин и углов.
Ортодромия на картах в этой проекции на расстоянии до 1200 км изображается прямой линией, а локсодромия — кривой, выпуклой к экватору.
Угол схождения меридианов
σ= Δλ sinφср,
где φср — средняя широта листа карты.
В видоизмененной поликонической проекции, кроме карт масштаба 1 : 1000 000, издается полетная карта масштаба 1 : 2 000 000 и бортовая карта масштаба 1 : 4 000 000.
9.Азимутальные проекции
Азимутальные проекции получаются путем переноса по определенному закону земной поверхности на плоскость, касательную к земному шару.
Азимутальные проекции обладают свойством сохранять без искажений азимуты линий, выходящих из точки касания картинной плоскости.
Картинная плоскость — плоскость, на которую проецируется земная поверхность.
Точка зрения – точка из которой ведется проецирование.
Центральная точка карты — точка касания картинной плоскости к поверхности Земли.
В зависимости от положения картинной плоскости относительно Земли азимутальные проекции бывают:
1) полярные (нормальные) — картинная плоскость касается поверхности земного шара в точке полюса;
2) экваториальные (поперечные) — картинная плоскость касается земного шара в точке экватора;
3) горизонтальные (косые) — картинная плоскость касается земного шара в точке с широтой более 0 и менее 90°.
В зависимости от положения точки зрения азимутальные проекции бывают:
1) центральные — точка зрения расположена в центре земного шара;
2) стереографические — точка зрения удалена от точки касания картинной плоскости на расстояние, равное диаметру Земли;
3) ортографические — точка зрения удалена от картинной плоскости в бесконечность;
4) внешние — точка зрения находится вне глобуса на некотором конечном расстоянии.
Из всех азимутальных проекций в авиации применяют равнопромежуточные азимутальные и перспективные проекции, которые являются частным случаем азимутальных проекций.
Перспективные проекции — проекции, которые строятся путем проецирования земной поверхности из какой-либо точки на плоскость.
Равнопромежуточная азимутальная проекция.
Наиболее простой равнопромежуточной азимутальной проекцией является полярная проекция. Она получается путем выпрямления меридианов на плоскость, касательную в точке полюса.
Свойства карт в равнопромежуточной азимутальной полярной проекции:
1) меридианы изображаются прямыми линиями, исходящими из точки полюса, а параллели — концентрическими окружностями, расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга;
2) так как проекция равнопромежуточная по меридианам и равноугольная в точке касания, то расстояния по меридианам не имеют искажений. От точки касания до любой другой точки расстояния измеряются без искажений. В других направлениях расстояния и направления изображаются с искажениями, и выполнять измерения в этих произвольных направлениях нельзя;
3) ортодромия, проходящая через точку касания, изображается прямой линией.
Обычно за точку касания картинной плоскости берут крупный административный или авиационный центр (Международный аэропорт). Тогда по такой карте можно точно измерять ортодромическое расстояние и направление от центральной точки карты до любой другой точки. В этой проекции издаются справочные карты масштаба 1:40 000 000.
Центральная полярная проекция.
Эта проекция применяется для составления карт полярных районов, т. е. тех районов, которые на картах других проекций изображаются с большими искажениями или совершенно не могут быть изображены. Получается она путем проецирования земной поверхности из центра Земли на картинную плоскость, касательную к шару в точке географического полюса.
Свойства карт в центральной полярной проекции:
1) меридианы изображаются в виде прямых линий, расходящихся от полюса под углом, равным разности долгот;
2) параллели изображаются концентрическими окружностями, расстояния между которыми увеличиваются по мере уменьшения широты;
3) углы, расстояния и площади искажаются, так как проекция по характеру искажений относится к произвольной. Поэтому измерять расстояния на этих картах в одном и том же масштабе и измерять направления при помощи обычного транспортира можно только вблизи полюса (на широтах больше 80°). В этом, случае ошибки в измерении расстояний не будут превышать 3%, а ошибки в измерении направлений — 0,5°;
4) ортодромия изображается прямой линией.
Центральная полярная проекция применяется для построения специальных сеток, которые используются для нанесения ортодромического пути на картах, составленных в других проекциях. В этой проекции ранее составлялись карты Арктики масштаба 1:2 000 000, которые сейчас заменяются картами в стереографической проекции.
Стереографическая полярная проекция.
Эта проекция получается в результате переноса глобуса на картинную плоскость, касающуюся его в точке полюса. Проектирование ведется из точки, расположенной на противоположном полюсе.
Свойства карт в стереографической полярной проекции:
1) меридианы изображаются прямыми линиями, расходящимися от полюса под углом, равным разности долгот;
2) параллели изображаются в виде концентрических окружностей, расстояния между которыми увеличиваются по мере уменьшения широты, но медленнее, чем в центральной полярной проекции;
3) нет искажения углов, а в районе полюсов искажения длин незначительные, которые с уменьшением широты возрастают медленнее, чем на картах в центральной полярной проекции. Например, на широте 80° они меньше 1%, а на широте 75° меньше 2%;
4) ортодромия незначительно изгибается в сторону экватора и практически на расстоянии до 1 000 км прокладывается в виде прямой линии;
5) локсодромия представляет собой кривую и прокладывается так же, как на картах конической проекции.
На картах в стереографической проекции нанесены условные меридианы, параллельные меридиану Гринвича (красным цветом) и меридиану 90° восточной долготы (синим цветом). В этой проекции издаются полетные и бортовые карты Арктики и Антарктики масштабов 1:2 000 000, 1:3 000 000 и 1:4 000 000.
Некоторая часть карт стереографической полярной проекции строится так, что картинная плоскость сечет глобус по параллели 70°. На таких картах искажения длин вблизи параллели 70° незначительные. Для точного измерения расстояний на рамках каждого листа и на одном из меридианов нанесена шкала в переменном масштабе.
10. Содержание карт
Издаваемые карты отражают различные сведения о местности, т. е. каждая карта имеет определенное содержание. Содержанием (нагрузкой) карты называется степень отражения топографических элементов местности на ней. При составлении карт учитывают их масштаб и назначение и изображают на них лишь те элементы, которые необходимы при пользовании данными картами.
На авиационные карты наносятся гидрографические объекты (моря, озера, водохранилища, болота, реки и каналы). Эти элементы местности на полетных картах представлены на первом плане, поскольку они являются надежными ориентирами. На карты наносятся также крупные населенные пункты, дорожная сеть, рельеф, растительность и почвенный покров (лесные массивы, луга, болота, пески). Они дают возможность вести в полете визуальную ориентировку или ориентировку с помощью самолетного радиолокатора и получать данные для самолетовождения и обеспечения безопасности полетов. Кроме того, на авиационных картах изображаются изогоны и магнитные аномалии. На маршрутные и некоторые полимаршрутные карты, помимо топографических элементов наносится специальная нагрузка, которая включает воздушные трассы с навигационной разметкой, границы РДС и другие данные, необходимые для полетов по установленным трассам.
Элементы местности изображаются на картах условными знаками, которые делятся на контурные (масштабные), внемасштабные, линейные, пояснительные и знаки, изображающие рельеф.
Контурные (масштабные) условные знаки применяются для изображения элементов местности, которые по своим размерам могут быть выражены в масштабе карты. Поэтому такие знаки носят и другое название — масштабные. Ими изображаются моря, озера, болота, леса, крупные города и т. п.
Внемасштабные условные знаки применяются для изображения элементов местности, которые не могут быть выражены в масштабе карты. Эти условные знаки применяются для изображения мостов, километровых столбов, заводских труб, мачт РВС, аэродромов и т. п.
Некоторые объекты, изображенные на карте крупного масштаба контурными условными знаками, на карте мелкого масштаба показываются внемасштабными условными знаками. Например, небольшие населенные пункты на картах крупного масштаба изображаются со всеми подробностями, т. е. масштабными условными знаками. На картах мелкого масштаба эти же пункты изображаются в обобщенном виде, т. е. внемасштабными условными знаками.
Линейными условными знаками изображают реки, каналы, железные, шоссейные и грунтовые дороги, нефте- и газопроводы и т. п. На карты они наносятся обычно вне масштаба. Пояснения некоторым линейным условным знакам обычно даются под нижней рамкой листа карты. Линейные условные знаки позволяют определять, как правило, лишь длину ориентиров.
Пояснительные условные знаки применяются для дополнительной характеристики элементов местности, изображенных на карте. Эта группа знаков включает различные надписи и цифры. На карте указываются названия населенных пунктов, рек и озер, высоты отдельных точек рельефа, значения широт и долгот и т. п.
Изображение рельефа местности на картах.
Решение многих задач самолетовождения требует знания рельефа местности. На картах он может изображаться горизонталями, отметками высот, отмывкой и гипсометрическим способом. Изображение рельефа горизонталями является наиболее точным.
Горизонталями называются замкнутые кривые линии, соединяющие на карте точки с одинаковой высотой относительно уровня моря. За начало отсчета высот у нас в стране принят уровень Балтийского моря (нуль Кронштадтского футштока). Горизонтали обозначаются соответственно высотам, причем основание цифр направлено в сторону понижения ската. Проводятся они через определенное целое число метров по высоте. Разность высот между двумя смежными горизонталями называют высотой сечения горизонталей, которая зависит от масштаба карты и рельефа местности. Чем мельче масштаб карты, тем больше высота сечения и наоборот. В горных районах во избежание затемнения карты высоты сечения горизонталей больше, а в равнинной местности для наглядности изображения рельефа — меньше. Высота сечения горизонталей указывается на нижнем обрезе карты. По взаимному расположению горизонталей можно судить о крутизне местности. Чем ближе одна горизонталь к другой, тем скат круче. Расстояние между соседними горизонталями на карте называется заложением. Кроме высот горизонталей, на картах обозначаются высоты отдельных точек рельефа местности.
Отметки высот указываются на основании точных измерений и обозначают высоту данной точки над уровнем моря. Высотные отметки хотя и не дают полного представления о характере рельефа местности, но имеют весьма важное значение для определения наибольших превышений на каждом участке трассы и для изображения профиля рельефа по трассе полета.
Определение высот и взаимного превышения точек местности по карте.
Абсолютные высоты точек местности определяют на карте по высотным отметкам или по горизонталям. Если точка расположена на горизонтали, то ее высота равна отметке горизонтали. Если точка расположена между горизонталями, то ее высота равна отметке нижней горизонтали плюс превышение точки над этой горизонталью, которое определяется на глаз путем интерполирования. Взаимное превышение точек местности равно разности их абсолютных высот.
Расцветка и оформление листов карт.
Авиационные карты печатаются многоцветными, что повышает их наглядность. Печатание условных знаков различными красками придает карте выразительность и обеспечивает выделение на первый план тех элементов местности, которые более всего важны и необходимы летному составу как при подготовке к полету, так и особенно при его выполнении. Многие цвета условных знаков соответствуют окраске изображаемых ими элементов местности и тем самым облегчают чтение карты. Водные пространства обозначены на картах синим или голубым цветом, леса— зеленым, рельеф — коричневым, железные дороги — черным, шоссейные дороги и автострады — красным. Каждый цвет на карте выступает при этом в роли условного обозначения и тем самым облегчает пользование картой.
Карты издаются отдельными листами. Каждый лист в зависимости от масштаба имеет определенные размеры. По краям лист карты ограничен рамкой, на внутренней части которой указано значение долготы меридианов и широты параллелей, а также нанесены деления частей дуги меридиана и параллели. В верхней части листа карты дается название главного населенного пункта, изображенного на данном листе, и номенклатура этого листа. В нижней части листа карты указываются численный и линейный масштабы карты, ее проекция, год издания, использованный для составления данной карты материал, год, которому соответствуют значения изогон, шкала высот сечения горизонталей, гипсометрическая шкала, схема расположения прилегающих листов и некоторые условные знаки с объясняющим их текстом. Для грамотного пользования картой рекомендуется предварительно ознакомиться со сведениями, указанными в зарамочном оформлении карты.
11.Классификация авиационных карт по назначению
Карты в гражданской авиации по назначению:
— полетные, применяемые для самолетовождения по трассам и маршрутам в районе полетов;
— бортовые, применяемые в полете для определения места самолета при помощи использования радиотехнических и астрономических средств;
— специальные (карты магнитных склонений, часовых поясов, бортовые карты неба и т. п.).
Основными полетными картами для самолетовождения в гражданской авиации РФ являются:
— для самолетов с ГТД — карта масштаба 1 : 2 000 000;
— для поршневых самолетов и вертолетов всех классов — карта масштаба 1 : 1 000 000;
— для легкомоторных самолетов(вертолетов) — карты масштабов 1:500 000, 1 : 200 000 и крупнее;
— для радиопеленгации и применения в полете астрономических средств используются карты масштаба 1:2000000, 1:2500000 и 1:4 000 000.
В настоящее время надобность в бумажных картах отпадает, их заменяют электронные карты на планшетах, пользование которыми удобнее и быстрее.
12.Разграфка и номенклатура карт
Каждая карта издается на отдельных листах, имеющих определенные размеры по долготе и широте и представляющих части общей карты целого государства, материка, всего мира.
Разграфка — система деления общей карты на отдельные листы.
Номенклатура — система обозначения листов.
Каждому листу карты в зависимости от масштаба по определенному правилу присваивается свое буквенное и числовое обозначение, что позволяет легко и быстро подбирать нужные смежные листы карты для подготовки к полету.
Системы разграфки карт:
— международная (для карт масштаба 1:1000000 и крупнее)
— прямоугольная(для карт мелких масштабов).
В международной разграфке общая карта делится на отдельные листы так, что рамками (границами) листов служат меридианы и параллели.
При прямоугольной разграфке общая карта делится на листы, имеющие форму прямоугольника. Рамка такого листа не совпадает с меридианами и параллелями.
Международная разграфка и номенклатура карты масштаба 1:1 000 000 выполнена следующим образом. Вся поверхность земного шара от экватора к северу и к югу до широт 88° делится на 22 пояса в каждом полушарии. Каждый пояс занимает по широте 4° и обозначается буквой латинского алфавита А, В, С и т. д. от экватора к полюсам. Районы Северного и Южного полюсов от 88 до 90° широты изображаются на отдельных листах, обозначенных буквой Z. Одновременно поверхность Земного шара делится на 60 колонок. Каждая колонка занимает 6° по долготе и обозначается арабскими цифрами 1, 2, …, 60. Счет ведется от меридиана 180° с запада на восток. В результате такого деления получаются листы карт размером 4° по широте и 6° по долготе.
Таким образом, номенклатура листа карты масштаба 1 : 1 000 000 состоит из буквы латинского алфавита и номера, написанного арабскими цифрами: например, N-37 (г. Москва). Она указывается на верхнем обрезе листа. В нижней части листа изображается схема расположения прилегающих листов.
Лист карты масштаба 1 : 1 000 000 принят за основу разграфки и номенклатуры листов карт масштабов 1 : 500 000, 1 : 200 000 и 1 : 100 000. Листы этих карт получаются путем деления листа карты масштаба 1 : 1 000 000 на части и имеют установленные схемы расположения. Для обозначения листов применяются буквы русского алфавита, римские и арабские цифры.
Так разграфка карт масштаба 1 : 500 000 получается делением листа миллионки на четыре равные части, каждая из которых обозначается заглавной буквой русского алфавита: А, Б, В и Г.
Лист карты масштаба 1 : 500 000 имеет размеры 2° по широте и 3° по долготе. Номенклатура листа такой карты (пятикилометровки) состоит из номенклатуры листа миллионки и заглавной буквы русского алфавита: например, N-37-Г.
Разграфка листов карт масштаба 1:200000 получается путем деления листа миллионки на 36 равных частей (6 рядов и 6 колонок), которые нумеруются римскими цифрами от I до XXXVI.
Лист карты масштаба 1:200000 (двухкилометровки) занимает 40′ по широте и 1° по долготе. Номенклатура листа двухкилометровки состоит из номенклатуры листа миллионки с добавлением соответствующего номера, написанного римскими цифрами: например, N-37-XXXVI.
Для получения листов карты масштаба 1:100000 лист миллионной карты делят на 144 равные части (12 рядов и 12 колонок), которые нумеруются арабскими цифрами от 1 до 144. Лист карты масштаба 1 : 100 000 имеет размеры 20′ по широте и 30′ по долготе. Номенклатура листа карты масштаба 1 : 100 000 состоит из номенклатуры листа миллионки и соответствующего номера, написанного арабскими цифрами: например, N-37-140.
Для карт мелких масштабов (1:2 000 000, 1:2 500 000 и 1:4 000 000) установлена своя номенклатура листов.
Для получения листа карты масштаба 1:2 000 000 общую карту также делят на пояса и колонки. Пояса обозначаются заглавными буквами русского алфавита, а колонки нумеруются римскими цифрами. Счет поясов ведется к югу от северной широты 76°, а колонок— на восток от западной долготы 12°. Лист такой карты имеет размер 12° по широте и 18° по долготе (занимает девять листов карты масштаба 1:1 000 000), а его номенклатура состоит из буквы русского алфавита и номера, написанного римскими цифрами: например, A-III (г. Мурманск).
Для полимаршрутных карт масштаба 1:2 000 000 принята прямоугольная разграфка. Пояса общей карты обозначены заглавными буквами русского алфавита со штрихами, а колонки — римскими цифрами. Листы полимаршрутной карты нарезаются так, что на каждом из них изображается значительно больший район, чем на листе обычной карты масштаба 1:2000000, т. е. с перекрытием. Номенклатура листа полимаршрутной карты состоит из буквы русского алфавита со штрихом и римской цифры: например, Б’-III (Мурманск, Москва).
Листы карт масштаба 1:2 500 000 издаются в прямоугольной разграфке и нумеруются арабскими цифрами: например, лист 7 (г. Москва).
Номенклатура листов карты масштаба 1:4 000 000 состоит из заглавной буквы русского алфавита, обозначающей пояс, и арабской цифры, обозначающей номер колонки. Например, А-2 (г. Москва). Лист такой карты имеет размеры 24° то широте и 36° по долготе (занимает четыре листа карты (масштаба 1 : 2 000 000).
13. Сборные таблиц, подбор и склеивание необходимых листов карт
Сведения данного параграфа в значительной мере устарели, однако, для общего развития можно ознакомиться с тем, как осуществлялась работа по склейке карт в соответствии с полетным заданием.
Сборные таблицы предназначены для подбора нужных листов карт и быстрого определения их номенклатуры. Они представляют собой схематическую карту мелкого масштаба с обозначенной на ней разграфкой и номенклатурой листов карт одного, а иногда двух-трех масштабов. Для облегчения выбора нужных листов карт на сборных таблицах указаны названия крупных городов. Сборные таблицы издаются на отдельных листах. На борту самолета экипаж обязан иметь полетную и бортовую карты. Подбор необходимых листов этих карт производят в соответствии с полученным заданием.
Листы полетной карты подбираются так, чтобы они охватывали район полета в полосе не менее чем по 100 км в обе стороны от заданного маршрута для самолетов с поршневыми двигателями и вертолетов и по 200—250 км для самолетов с ГТД.
Для определения места самолета с помощью радиотехнических и астрономических средств, а также на случай восстановления ориентировки, обхода опасных метеорологических явлений и полета на запасные аэродромы экипаж самолета (вертолета), за исключением самолетов и вертолетов 3-го и 4-го классов, обязан иметь на боргу подготовленную бортовую карту масштаба 1 : 2 000 000 или 1:2 500 000, а для самолетов с ГТД — масштаба 1:4 000 000. Листы бортовой карты должны охватывать район в полосе по 700—1000 км для самолетов с ГТД и по 400 км для остальных самолетов (вертолетов) в обе стороны от заданной линии пути и обеспечивать выход на запасные аэродромы.
Необходимые листы карт подбирают по сборной таблице. Для этого на сборной таблице проводят тонкой линией маршрут полета и отмечают необходимую ширину полосы для полетной и бортовой карт. Затем выписывают номенклатуру тех листов, через которые проходят нанесенные полосы.
После подбора необходимых листов карты нужно убедиться в правильности их подбора, а затем приступить к склейке листов.
Листы карты склеиваются по следующему правилу: северные листы наклеиваются на южные, а западные — на восточные. В соответствии с этим правилом нужно обрезать восточные и южные поля наклеиваемых листов. При такой обрезке полей склеенные края листов не будут отдираться при прокладке карандашом линий, которые обычно проводятся слева направо и сверху вниз.
Склейку листов следует вести в таком порядке. Сначала накладывают верхний лист обратной стороной на нижний. Затем смазывают склеиваемые края обоих листов тонким слоем клея, после чего верхний лист переворачивают и аккуратно накладывают на северное поле нижнего листа, точно совмещая при этом меридианы и линейные ориентиры, переходящие с одного листа на другой. Добившись совпадения меридианов и линейных ориентиров, расположенных на склеиваемых листах, прижимают наклеиваемый лист и несколько, раз проводят по месту склейки чистым обрезком бумаги. При склеивании листов карты рекомендуется сначала склеивать листы колонок, а затем колонки склеивать между собой. После склейки листов и прокладки маршрута на карте ее складывают так, чтобы было удобно пользоваться. Для этого намечают нужную полосу карты. Лишние края подгибаются. Полученная полоса карты складывается в «гармошку». Переворачивая звенья «гармошки», как страницы книги, можно быстро, не прибегая к полному разворачиванию карты, найти тот район, который нужен для обзора.
14. Работа с картой
В настоящее время при работе с картами в электронном виде все нижеперечисленные задачи решаются мгновенно, координаты конкретной точки можно узнать по одному щелчку, ЗИПУ отображается мгновенно, без расчетов со стороны человека. Тем не менее базовыми знаниями обращения с бумажными картами необходимо владеть, хотя бы для увренных действий в случае выхода из строя электронных помощников.
Определение координат пункта по карте. В практике самолетовождения приходится производить некоторые расчеты по географическим координатам пунктов или устанавливать эти координаты на различных навигационных приборах.
Для определения координат пункта по карте необходимо:
1) провести через заданный пункт отрезки прямых, параллельных ближайшей параллели и ближайшему меридиану;
2) в точках пересечения проведенных линий с рамкой карты отсчитать широту и долготу данного пункта.
Обычно прямые через весь лист карты не проводят, а лишь отмечают карандашом точки их пересечения с рамкой карты. Чтобы не прибегать к разворачиванию карты и упростить работу, используют оцифровку параллелей и меридианов и их разбивку на минуты дуги, выполненную внутри листа карты. Если на карте параллели изображены дугами, то для определения широты пункта необходимо измерить масштабной линейкой или циркулем расстояние от ближайшей параллели до заданного пункта. Затем перенести полученное расстояние по параллели к боковой рамке карты и в конце отложенного отрезка отсчитать широту пункта.
Нахождение пункта на карте по известным координатам. Чтобы найти на карте точки расположения наземных радиотехнических средств и заданные пункты по известным координатам, необходимо:
1) найти на рамке карты или на самой карте деления, соответствующие заданной широте и долготе места;
2) провести через эти деления параллель и меридиан места. Точка пересечения проложенных линий укажет искомый пункт.
Измерение расстояний на карте. На полетных картах искажения длин настолько незначительны, что не имеют практического значения при большинстве навигационных расчетов. Поэтому при измерении расстояний на карте пользуются только главным масштабом.
Расстояния на карте измеряются при помощи масштабной линейки, на которой нанесены шкалы, соответствующие нескольким масштабам карт. Чтобы измерить расстояния на карте между двумя пунктами, необходимо наложить масштабную линейку так, чтобы нуль шкалы расположился в центре одного из пунктов, а против центра другого пункта произвести отсчет расстояния.
В тех случаях, когда на линейке нет шкалы, соответствующей масштабу данной карты, расстояние между пунктами определяют следующим образом. С помощью линейки измеряют расстояние на карте между пунктами в сантиметрах, а затем, зная масштаб данной карты, подсчитывают в уме, чему равно это расстояние на местности в километрах.
В полете не всегда имеется время и возможность пользоваться масштабной линейкой, поэтому летный состав должен уметь глазомерно определять расстояния на карте. Для этого необходимо запомнить длину отрезков в 1, 5 и 10 см и уметь на глаз оценить отрезок прямой любой другой длины. Расстояния определяются с учетом масштаба данной карты. За единицу глазомерного измерения расстояния можно брать также длину одного градуса меридиана, равную 111 км. Чтобы облегчить определение расстояний на карте на глаз, рекомендуется запомнить, какой длине в сантиметрах соответствует ширина ладони, раствор большого и указательного пальцев и т. д.
Хороший глазомер не только облегчает и ускоряет определение расстояний на карте, но и помогает избежать грубые ошибки при инструментальном измерении. Штурманский глазомер должен развиваться систематическими тренировками с проверкой результатов инструментальным способом.
Измерение направлений на карте. В самолетовождении принято измерять направления полета на карте относительно северного направления истинного меридиана. Истинные путевые углы на карте измеряются с помощью транспортира, который представляет собой треугольник из прозрачного целлулоида с двумя шкалами.
Для измерения ЗИПУ на карте необходимо:
1) соединить прямой линией заданные пункты;
2) направить прямой угол транспортира в сторону полета;
3) наложить центр транспортира на середину линии пути так, чтобы линия транспортира 0—180° была параллельной ближайшему меридиану карты;
4) отсчитать ЗИПУ против пересечения линии заданного пути со шкалой транспортира.
Если прямой угол транспортира направлен к востоку, то отсчет путевого угла производится по внешней шкале (0—180°), а если к западу, то по внутренней шкале (180—360°).
Путевые углы измеряются по среднему меридиану, потому что на полетных картах меридианы непараллельны друг другу. При пересечении линией пути трех-четырех меридианов путевые углы у каждого из этих меридианов получаются разные, причем разность в углах, измеренных у крайних меридианов, достигает 2—3°. Измеренный по среднему меридиану путевой угол является локсодромическим путевым углом.
Чтобы не допустить ошибки при измерении путевых углов, следует запомнить основные направления:
С — 0°(360°)
СВ — 45°
В — 90°
ЮВ — 135°
Ю — 180°
ЮЗ — 225°
З — 270°
СЗ -315°
В летной практике необходимо уметь быстро и точно определять направления на карте не только с помощью транспортира, но и на глаз. Для этого нужно правильно представлять себе основные направления, а также уметь откладывать глазомерно углы величиной в 5 и 10°.