Определение расстояний по карте различными способами. §13
В эпоху Великих географических открытий перед путешественниками и первооткрывателями стояли две самые важные задачи: измерение расстояний и определение своего местоположения на земной поверхности. Греки теоретически обосновали решение этих проблем, но они не располагали достаточно точными инструментами и картами.
Интересный факт. Когда Испания и Португалия решили договориться о разделе Нового Света на сферы влияния, то не смогли провести линию раздела на карте достаточно точно, так как в то время не умели определять долготу места и расстояние по карте. В этой связи возникали постоянные споры и конфликты между государствами.
Измерение расстояний с помощью градусной сети. Для расчета расстояний по карте или глобусу можно использовать следующие величины: длина дуги 1° меридиана и 1° экватора равна приблизительно 111 км. Для меридианов это верно всегда, а длина дуги 1° по параллелям уменьшается к полюсам (величина дуги в 1° параллели на экваторе равна 111 км, на 20° северной или южной широты - 105 км и т. д.). На полюсах она равна 0 (т. к. полюс - это точка). Поэтому необходимо знать число километров, соответствующее длине 1° дуги каждой конкретной параллели. Это число написано на каждой параллели на карте полушарий. Чтобы определить расстояние в километрах между двумя пунктами, лежащими на одном меридиане, вычисляют расстояние между ними в градусах, а затем число градусов умножают на 111 км. Для определения расстояния между двумя точками на экваторе также нужно определить расстояние между ними в градусах, а затем умножить на 111 км.
Измерение расстояний с помощью масштаба. Протяженность географического объекта можно определить также и с помощью масштаба. Масштаб карты показывает, во сколько раз расстояние на карте уменьшено относительно реального расстояния на местности. Поэтому, прочертив прямую линию (если нужно узнать расстояние по прямой) между двумя точками и с помощью линейки измерив это расстояние в сантиметрах, следует умножить полученное число на величину масштаба. Например, на карте масштаба 1:100 000 (в 1 см 1 км) расстояние равно 5 см, т. е. на местности это расстояние составляет 1 × 5 = 5 (км). Измерять расстояние по карте можно и с помощью циркуля-измерителя. В этом случае удобно пользоваться линейным масштабом.
Измерение по карте длины кривой линии (например, длины реки). Для измерения можно использовать циркуль-измеритель, курвиметр или тонкую влажную нитку. Предположим, измерение проводится по карте масштаба 1: 5 000 000 (в 1 см 50 км). Циркулю-измерителю придают маленький раствор (2-3 мм), для того чтобы была возможность измерить мелкие изгибы реки, и шагают им вдоль реки, считая шаги. Затем, умножив величину раствора циркуля (например, 3 мм) на количество шагов (предположим, 49), находят общую длину реки на карте:
3 мм × 49 = 147 мм = 14, 7 см.
Таким образом, длина реки будет равна 50 км × 14, 7 = 735 км.
Можно измерить длину реки курвиметром - специальным прибором для измерения длин кривых линий на картах и планах. Колесико курвиметра прокатывают по кривой линии (реки, дороги и т. п.), а счетчик курвиметра считает обороты, указывая искомую длину линии.
Можно измерить длину кривой влажной тонкой ниткой. Ее выкладывают по всем извилинам реки. Затем, выпрямив нитку без сильного натяжения, измеряют ее длину в сантиметрах, а по масштабу определяют длину реки в действительности.
Если производится измерение длины реки по мелкомасштабной карте, то полученный результат оказывается меньше реальной длины этой реки. Это связано с тем, что на мелкомасштабных картах невозможно показать все мелкие изгибы ее русла. Топографические же карты дают больше возможности отразить все изгибы русла, к тому же искажения на них очень малы. Поэтому наиболее точные результаты измерения можно получить по топографическим картам.
Курвиметр
При разработке маршрута для похода немаловажным критерием является его длинна. В зависимости от этого рассчитываются сложность и длительность предстоящего маршрута, определяется время, необходимое для его прохождения, необходимая средняя скорость движения, запас воды и продовольствия, определяется минимально допустимая степень подготовленности будущих участников. Способы и методы разработки самого маршрута могут быть различными, но все упирается в расстояние, которое вы готовы преодолеть за время, отведенное для его прохождения. От точности произведенных вами замеров и проведенных расчетов, будет зависеть многое, в частности, успеете ли вы на запланированную обратную электричку или вам придется искать место в гастинице или сидеть на платформе в ожидании утреннего поезда.
Существует множество средств и способов измерения расстояний по карте, но не все они одинаково применимы и удобны для точного измерения длинны будущих маршрутов по извилистым дорогам.
В качестве средств для измерения отрезков на карте можно использовать привычные линейку или циркуль. Но как не сложно догадаться, все эти приспособления предназначены для измерения прямых отрезков, а велосипедный маршрут редко представляет из себя набор прямых, если только вы не катаетесь по улицам города. При измерении маршрута проходящего по извилистым дорогам и тропам при помощи линейных инструментов вы непременно столкнетесь с необходимостью дополнительных вычислений, в том числе с определением величины погрешности ваших измерений, так как обычный плавный изгиб дороги при измерении линейкой будет выглядеть как ломаная, состоящая из множества коротких прямых отрезков. При этом, чем длиннее и извилистее маршрут, тем большая погрешность будет допущена в ваших измерениях и тем приблизительнее будет определена общая длинна маршрута, особенно, если вы используете для прокладки маршрута карту небольшого масштаба.
Более точные результаты можно получить при использовании нитки с заранее нанесенными на нее с помощью все той же линейки поперечными штихами-делениями, соответствующими сантиметровой шкале. Однако, в этом случае точность измерения будет напрямую зависеть от вашей аккуратности и терпения при раскладывании нитки на поверхности карты.
К счастью, уже давно существует специальный несложный прибор, предназначенный как раз для проведения измерений на карте как прямых так и извилистых отрезков под названием курвиметр. Курвиметр (от лат. curvus - кривой и …метр), прибор для измерения длин отрезков кривых и извилистых линий на топографических планах, картах и графических документах.
Курвиметр изготовляют с круговыми и прямолинейными шкалами. Курвиметр каждого типа выпускаются в двух исполнениях: с неподвижным циферблатом и подвижной стрелкой или индексом; с подвижным циферблатом и неподвижным индексом. Для измерения длины линии колесико Курвиметра прокатывают по этой линии. Измеряемое Курвиметром расстояние за один оборот соответствует длине шкалы в 100 см. Погрешность измерения отрезка прямой линии длиной не менее 50 см - не более 0,25 см.
Курвиметр механический (изображенный на рисунке) имеет метрическую и дюймовую шкалу. Цена деления метрической шкалы соответствует 1 см, дюймовой 0.05 дюйма. Погрешность измерения отрезка длиною 50 см не превышает 0.5%.
Таким образом, при использовании курвиметра вы с наименьшими затратами сможете измерить необходимый вам извилистый отрезок маршрута и с наибольшей точностью. Однако и здесь следует помнить несколько несложных правил измерения маршрута с помощью этого приспособления.
Во-первых, измеряя общую длину маршрута не пытайтесь измерить сразу всю его длину от начала и до конца. Лучше мерить отрезками - от одного важного ориентира к другому. И дело вовсе не в том, что вам может не хватить длинны шкалы. Просто с увеличением длинны измеряемого отрезка увеличивается степень погрешности измерения, неудобное положение, усталость или дрожь руки так же не лучшим образом могут сказаться на точности измерений.
Во-вторых, по возможности используйте карту большего масштаба. На практике, карта масштабом 1:50 000 (пятьсотметровка) или 1: 100 000 (километровка) вполне сгодятся. Только не ленитесь тщательно обводить курвиметром все изгибы дороги.
В -третьих, не поленитесь перемерить каждый отрезок несколько раз. Так вы исключите случайную ошибку. Если вы используете обычный механический курвиметр, а не электронный аналог позволяющий измерять с десятыми и даже тысячными долями, определяя на глаз оставшийся «хвостик» на глазок, что весьма актуально на картах масштабом менее 1:100 000, не стремитесь округлять всегда в одну сторону (большую или меньшую) используйте хотя бы примерные десятые доли.
В-четвертых, в отрезках между основными ориентирами не поленитесь отдельно замерить расстояния до второстепенных ориентиров по пути следования, например, мост через протоку, перекресток дорог, глубокий овраг, и т. д. Таким образом, как уже упоминалось выше, вы сможете постоянно контролировать свое местоположение на маршруте и иметь точное представление об оставшимся до финиша расстоянии и без GPS - приемника а только с помощью карты с нанесенными на нее расстояниями до ориентиров.
При нанесении на карту результатов замеров представляется удобным использование дробной записи А/В., где А - расстояние от предыдущего ориентира, а В - расстояние от точки начала маршрута. Подобный способ позволяет легко ориентироваться в пространстве без лишних математических вычислений. Это актуально, в случае, например, когда вам необходимо сообщить своим попутчикам, особенно любителям вырываться вперед от основной группы, точное расстояние до ориентира возле которого необходимо свернуть, дождаться группу и т. п. Кроме того, если вы на каком либо из отрезков маршрута совершали радиальные вылазки или случайно сделали незапланированный крюк, например в обход размытого участка дороги, вам не придется вносить коррективы в заранее нанесенные отметки на карте, перезаписывать их или постоянно держать в голове число «лишних» километров, на которое придется постоянно делать поправку.
Пример замера и нанесения его результатов на карту:
Старт (0/0) - поворот направо, съезд с асфальтового шоссе на грунтовую дорогу (3/3) - мост через реку (2/5) - деревня Дубки (7/13) - поселок Лесной (14/27) - мост через ручей (5/32) - перекресток с асфальтовым шоссе (8/40) - ж/д станция Конечная (10/50).
И несколько слов о многообразии форм и разновидностей курвиметров, которые представлены сегодня на российском рынке.
Как уже упоминалось выше, существуют два основных типа курвиметров: механический и электронный.
В устройстве механических курвиметров, вне зависимости от конкретной модели, нет особых принципиальных различий, за исключением типа шкалы (прямолинейная и круговая) и принципа отображения результатов замеров (с неподвижным циферблатом и подвижной стрелкой или индексом; с подвижным циферблатом и неподвижным индексом). Как правило, это пластмассовый прибор весом около 50 грамм довольно скромных размеров. Например курвиметр КУ-А российского производства изображенный на рисунке имеет габариты 50×20×100 (в футляре).
Данный курвиметр выпускается в нашей стране уже не первое десятилетие в неизменном виде, разве что теперь без знака качества СССР, и входил в обязательный перечень предметов в составе офицерского планшета. Он был стандартизирован еще в советские времена и соответствует ТУ 25-07-1039–74. Стоимость данного экземпляра составляет около до 500 рублей.
Примерно так же устроен курвиметр шведской фирмы Silva . Однако, неподвижный циферблат имеет более сложную разметку для измерений в восьми масштабах.
Стоимость такого курвиметра составляет порядка 1000 рублей.
Еще один образец механического курвиметра российского производства выполненный в виде брелока и снабженный дополнительно компасом.
Циферблат курвиметра имеет шкалы для карт масштаба 1:5000, 1:20000 и 1:50000. а так же метрическую шкалу, цена деления которой соответствует 1 сантиметру.
Стоимость его составляет 120 рублей.
еще один образец с выживай.сом
Измерение расстояния в мм., см., м. милях и км.
— Диапазон измерений: 10 м. (актуальный размер)
— Возможности: установка масштаба
— Металлическое колесико для измерений
Диаметр 4,5см
Длина 9,7см
Материалы: пластик, сталь, стекло пластиковое.
цена 215,00 р.
В целом, у механических курвиметров можно выделить несколько основных преимуществ:
- простота конструкции и использования;
- отсутствие электронных цепей и иных сложных элементов, предполагает возможность его использования в любых климатических, погодных и температурных условиях;
- полная энергонезависимость в связи с отсутствием элементов питания как таковых;
- хорошая ударопрочность и невозможность выведения его из строя в результате водных процедур.
Все вышеперечисленное делает механический курвиметр наиболее пригодным для использования в полевых условиях. Основной и наверное единственный недостаток такого курвиметра это необходимость определять десятые доли цены деления «на глазок».
А теперь обратимся к многообразию электронных курвиметров. Здесь стоимость одного экземпляра колеблется от трехсот до пяти тысяч рублей в зависимости от сложности прибора и количества основных и дополнительных функций в нем. Как и при производстве многих других электронных приборов, производители электронных курвиметров редко избегают соблазна наделить его массой дополнительных функций, как полезных, так и не очень.
Например, один из простейших электронных курвиметров все той же шведской фирмы Silva , под названием«Silva Digital Map Measurer» выполненный в виде брелока, и по мимо выполнения основной функции - измерения расстояния по карте дополнительно снабжен:
Калькулятором;
- мини фонариком;
- компасом.
Его стоимость составляет порядка >2000рублей.
Гораздо более сложный высокоточный курвиметр производства США под названием «Scal Master II» , предназначен для выполнения сложных графических замеров и вычислений, имеет собственное программное обеспечение, возможность подключения к персональному компьютеру и обладает 91 архитектурной и инженерной функциями.
Этот прибор обрабатывает 50 англо-американских значений (футы, дюймы, и т. д.) и 41 метрическое значение, что позволяет работать с любыми картами и чертежами. Можно ввести наиболее часто используемый вид измерений, и прибор автоматически будет переводить масштабные измерения. Обладает возможностью сохранения данных. Имеет возможность подключения к компьютеру с помощью набора для подключения PC-Interface Kit. Совместим с Windows. Работает с Excel, Lotus.
Технические характеристики курвиметра Scale Master II :
Размер: 182×41×15 мм
Вес: 54 г
Материал колеса: цельный полимер
Эл. питания: 2×3 Volt - литиум
Срок использования: до 400 часов
Автоматическое выключение: 5 мин.
Кол-во кнопок: 12
Рабочие температуры: 0 - 55О С
Размер дисплея: 19×64 мм.
Стоимость такого прибора + Набор для подключения к РС - >11000 рублей
Обобщая информацию об электронных курвиметрах, можно сделать вывод, что их использование в полевых условиях, особенно более сложных аналогов, связано с некоторыми трудностями. Подверженность внешним воздействиям таким как холод и влага, зависимость от наличия элементов питания и значительно меньшая ударопрочность предполагают использование такого прибора в первую очередь в тепличных условиях городских помещений для предварительной разработки маршрутов. При этом, неоспоримым преимуществом электронного курвиметра будет максимальная точность измерений, и возможность немедленной их обработки, например, перевода в километры в зависимости от ранее выставленного масштаба.
Чтобы определить по карте расстояние между точками местности (предметами, объектами), пользуясь численным масштабом, надо измерить на карте расстояние между этими точками в сантиметрах и умножить полученное число на величину масштаба.
Например, на карте масштаба 1:50000 (величина масштаба 500 м.) расстояние между двумя ориентирами составляет 4,2 см. Следовательно, искомое расстояние между этими ориентирами на местности будет равно 4,2 * 500 = 2100 м.
Небольшое расстояние между двумя точками по прямой линии проще определить, пользуясь линейным масштабом. Для этого достаточно циркуль-измеритель, раствор которого равен расстоянию между заданными точками на карте, приложить к линейному масштабу и снять отсчет в метрах или километрах. На рис. измеренное расстояние равно 1250 м.
Большие расстояния между точками по прямым линиям измеряют обычно с помощью длинной линейки или циркуля-измерителя. В первом случае для определения расстояния по карте с помощью линейки пользуются численным масштабом. Во втором случае раствор («шаг») циркуля-измерителя устанавливают так, чтобы он соответствовал целому числу километров, и на измеряемом по карте отрезке откладывают целое число “шагов”. Расстояние, не укладывающееся в целое число “шагов” циркуля-измерителя, определяют с помощью линейного масштаба и прибавляют к полученному числу километров.
Таким же способом измеряют расстояния по извилистым линиям. В этом случае «шаг» циркуля-измерителя следует брать 0,5 или 1 см. в зависимости от длины и степени извилистости измеряемой линии.
Для определения длины маршрута по карте применяют специальный прибор, называемый курвиметром, который особенно удобен для измерения извилистых и длинных линий. В приборе имеется колесико, которое соединено системой передач со стрелкой.
При измерении расстояния курвиметром нужно установить его стрелку на нулевое деление, а затем прокатить колесико вдоль маршрута так, чтобы показания шкалы возрастали. Полученный отсчет в сантиметрах умножают на величину масштаба и получают расстояние на местности.
Для приближенного определения расстояний по карте используют имеющуюся на ней сетку квадратов (километровую сетку), величина сторон которых в масштабе карты равна целому числу километров (1, 2, 4), или определяют по карте на глаз расстояние между двумя заданными точками в сантиметрах и затем умножают его на величину масштаба.
Например, на карте масштаба 1:50000 между северной окраиной Снов и южной окраиной Каменогорск укладывается около 2,5 стороны сетки квадратов (около 5 см.). Зная, что на карте 1:50000 величина стороны квадрата равна 1 км., нетрудно установить, что искомое расстояние на местности будет составлять около 2,5 км.
Точность определения расстояний по карте зависит от масштаба карты, характера измеряемых линий (прямые, извилистые), выбранного способа измерения, рельефа местности и других факторов.
Наиболее точно определить расстояние по карте можно по прямой линии. При измерении расстояний с помощью циркуля-измерителя или линейкой с миллиметровыми делениями средняя величина ошибки измерения на равнинных участках местности обычно не превышает 0,7-1 мм. в масштабе карты, что составляет для карты масштаба 1:25000-17,5-25 м., масштаба 1:50000- 35-50 м., масштаба 1:100000-70-100 м. В горных районах при большой крутизне скатов ошибки будут больше. Это объясняется тем, что при съемке местности на карту наносят не длину линий на поверхности Земли, а длину проекций этих линий на плоскость. При крутизне ската 20°С и расстоянии на местности 2120 м. его проекция на плоскость (расстояние на карте) составляет 2000 м., т. е., на 120 м. меньше. Подсчитано, что при угле наклона (крутизне ската) 20°С полученный результат измерения расстояния по карте следует увеличивать на 6% (на 100 м. прибавлять 6 м.), при угле наклона 30°С - на 15%, а при угле 40°С - на 23%.
При определении длины маршрута по карте следует учитывать, что расстояния по дорогам, измеренные на карте с помощью циркуля или курвиметра, в большинстве случаев получаются короче действительных расстояний. Это объясняется не только наличием спусков и подъемов на дорогах, но и некоторым обобщением извилин дорог на картах. Поэтому получаемый по карте результат измерения длины маршрута следует с учетом характера местности и масштаба карты умножить на коэффициент, указанный в табл. 2.
Таблица 2:
Заключение
В заключении, можно сформулировать следующие выводы:
- 1. Топографическая карта - основной графический документ о местности, содержащий точное, подробное и наглядное изображение местных предметов и рельефа. На топографических картах местные предметы изображаются условными общепринятыми знаками, а рельеф - горизонталями; войско боевой топографический
- 2. Масштаб карты показывает, во сколько раз длина линии на карте меньше соответствующей ей длины на местности. Он выражается в виде отношения двух чисел. Например, масштаб 1:50000 означает, что все линии местности изображены на карте с уменьшением в 50000 раз, т. е., 1 см. на карте соответствует 50000 см. (или 500 м.) на местности;
- 3. На крупные населенные пункты и другие объекты, имеющие важное значение, могут создаваться топографические планы. Они являются разновидностью топографических карт и отличаются от них тем, что издаются отдельными листами, размеры которых определяются границами изображаемого участка местности. Планы имеют особенности в оформлении;
- 4. Чтобы определить по карте расстояние между точками местности (предметами, объектами), пользуясь численным масштабом, надо измерить на карте расстояние между этими точками в сантиметрах и умножить полученное число на величину масштаба;
- 5. Для определения длины маршрута по карте применяют специальный прибор, называемый курвиметром, который особенно удобен для измерения извилистых и длинных линий. В приборе имеется колесико, которое соединено системой передач со стрелкой. При измерении расстояния курвиметром нужно установить его стрелку на нулевое деление, а затем прокатить колесико вдоль маршрута так, чтобы показания шкалы возрастали. Полученный отсчет в сантиметрах умножают на величину масштаба и получают расстояние на местности;
- 6. Для приближенного определения расстояний по карте используют имеющуюся на ней сетку квадратов (километровую сетку), величина сторон которых в масштабе карты равна целому числу километров (1, 2, 4), или определяют по карте на глаз расстояние между двумя заданными точками в сантиметрах и затем умножают его на величину масштаба;
- 7. Точность определения расстояний по карте зависит от масштаба карты, характера измеряемых линий (прямые, извилистые), выбранного способа измерения, рельефа местности и других факторов.
Местность на карте всегда изображается в уменьшенном виде. Степень уменьшения местности определяется масштабом карты.
Масштаб показывает во сколько раз длина линии на карте меньше соответствующей ей длины на местности. Масштаб указан - на каждом листе карты под южной (нижней) стороной рамки в числовом и графическом виде.
Численный масштаб обозначается на картах в виде отношения единицы к числу, показывающему, во сколько раз уменьшены длины линий на местности при изображении их на карте.
Пример : масштаб 1:50000 означает, что все линии местности изображены на карте с уменьшением в 50000 раз, т. е. 1 см на карте соответствует 50000 см на местности.
Количество метров (километров) на местности, соответствующее 1 см на карте, называется величиной масштаба. Она указывается на карте под численным масштабом.
Полезно запомнить правило : если в правой части отношения зачеркнуть два последних нуля 1:50000, то оставшееся число покажет, сколько метров на местности содержится в 1 см на карте, т. е. величину масштаба.
При сравнении нескольких масштабов более крупным будет тот, у которого число в правой части отношения меньше. Чем крупнее масштаб карты, тем подробнее и точнее на ней изображена местность.
Линейный масштаб - графическое изображение численного масштаба в виде прямой линии с делениями (в километрах, метрах) для непосредственного отчета расстояний, измеряемых на карте.
Способы измерения расстояний по карте.
Расстояние по карте измеряют, пользуясь численным или линейным масштабом.
Расстояние на местности равно произведению длины отрезка, измеренного на карте в сантиметрах на величину масштаба.
Расстояние между точками по прямым или ломаным линиям измеряют обычно при помощи линейки, умножая это значение на величину масштаба.
Пример 1: по карте 1:50000 (СНОВ) измерить длину дороги от мукомольного завода в свх. Беличи (6511) до пересечения с железной дорогой.
Длина дроги на карте - 4, 6 см
Величина масштаба - 500 м
Длина дороги на местности 4,6х500 = 2300 м
Пример 2 : по карте 1:50000 (СНОВ) измерить длину полевой дороги от Воронихи (7419) до моста через реку Губановку (7622). Длина дороги по карте равна 2 см + 1 см + 2, 3 см + 1, 4 см + 0,4 см = 7, 1 см. длина полевой дороги на местности 7, 1 х 500 = 3550 м.
Небольшие прямолинейные участки измеряют, пользуясь линейным масштабом без всяких вычислений. Для этого достаточно отложить циркулем расстояние между заданными точками на карте и, приложив циркуль к линейному масштабу, снять готовый отсчет в метрах или километрах.
Пример 3: по карте 1:50000 (СНОВ) определить длину озера Камышовое (7412) при помощи линейного масштаба.
Длина озера - 575 м.
Пример 4 : пользуясь линейным масштабом определить длину реки Воронка от плотины (6717) до впадения в реку Соть.
Длина реки Воронка - 2175 м.
Для измерения кривых и извилистых линий используют либо циркуль-измеритель, либо специальный прибор - курвиметр.
При использовании циркуля - измерителя необходимо установить раствор циркуля, соответствующий целому числу метров (километров), а также соизмеримый с кривизной измеряемой линии.
Этим раствором проходят измеряемую линию, считая «шаги». Затем, пользуясь величиной масштаба, находят длину линии.
Пример 5 : по карте 1:50000 (СНОВ) измерить длину участка реки Андога от железнодорожного моста до места впадения Андоги в реку Соть.
Выбранный раствор циркуля - 0,5 см.
Количество шагов - 6.
Остаток - 0,2 см.
Величина масштаба - 500 м.
Длина участка реки Андоги на местности (0,5 х 6) х 500 + (0,2 х 500) = 1500 м + 100 м = 1600 м.
Для измерения кривых и извилистых линий используют также специальный прибор - курвиметр
. Механизм этого прибора состоит из измерительного колесика, соединенного со стрелкой, которая движется по циферблату. При движении колесика вдоль измеряемой по карте линии стрелка передвигается по циферблату и указывает пройденное колесиком расстояние в сантиметрах.
Для измерения кривых линий курвиметром следует предварительно установить стрелку курвиметра на «0», а затем прокатить его по измеряемой линии, следя за тем, чтобы стрелка курвиметра двигалась по направлению движения часовой стрелки. Умножив показания курвиметра в см на величину масштаба, получают расстояние на местности.
Пример 6: по карте 1:50000 (СНОВ) при помощи курвиметра измерить длину участка железной дороги Мирцевск - Бельцово ограниченного рамкой карты.
Показания стрелки курвиметра - 33 см
Величина масштаба - 500 м
Длина участка железной дороги Мирцевск - Бельцово на местности составляет: 33х500 = 16500 м = 16, 5 км.
Точность измерения расстояния по карте.
Точность измерения расстояний по карте зависит от ее масштаба, погрешностей в составлении самой карты, помятости и деформации бумаги, рельефа местности, измерительных приборов, зрения и аккуратности человека.
Предельная графическая точность в топографии принята 0,5 мм 5% от величины масштаба карты.
Измеренные по карте расстояния получаются всегда несколько короче действительных. Это происходит потому что, по карте измеряются горизонтальные проложения, в то время как соответствующие им линии на местности наклонные, т. е. длиннее своих горизонтальных проложений.
Поэтому при расчетов приходится вводить соответствующие поправки на наклон линий.
Наклон линий — 10° поправка - 2% от длины линии
Наклон линий — 20° поправка - 6% от длины линии
Наклон линий — 30° поправка - 15% от длины линии
Измерение площадей по карте.
Площади объектов чаще всего измеряют подсчетом квадратов координатной сетки. Каждому квадрату сетки карт 1:10000 - 1:50000 на местности соответствует 1 км, 1:100000 - 4 км, 1:200000 - 16 км.
При измерении больших площадей по карте или аэрофотоснимку применяется геометрический способ, который заключается в измерении линейных элементов участка и последующем вычислении его по формулам.
Если участок на карте имеет сложную конфигурацию, его делят прямыми линиями на прямоугольники ((а+в) х 2), треугольника ((ахв) : 2) и вычисляют площади полученных фигур, которые затем суммируют.
Площади небольших участков удобно измерять офицерской линейкой, имеющей специальные вырезы прямоугольной формы.
Площадь радиоактивного заражения местности рассчитывают по формуле для определения площади трапеции:
где R - радиус круга заражения, км
а - хорда, км.
Понятие системы координат.
Координатами называются линейные или угловые величины, определяющие положение точки на плоскости или в пространстве.
Системой координат называется совокупность линий и плоскостей, относительно которых определяют положение точек, объектов, целей и т.п.
Существует множество систем координат, которые находят применение в математике, физике, технике, военном деле.
В военной топографии для определения положения точек (объектов, целей) на земной поверхности и на карте применяются географические, плоские прямоугольные и полярные системы координат.
Географическая система координат.
В этой системе положение любой точки на наземной поверхности определяется двумя углами - географической широтой и географической долготой, относительно экватора и начального (нулевого меридиана).
Географическая широта (В) - это угол, образованный плоскостью экватора и ответственной линией в данной точке земной поверхности.
Широты отсчитываются по дуге меридиана к северу и к югу от экватора от) 0° на экваторе до 90° у полюсов. В северном полушарии - южные широты.
Географическая долгота (L) - угол, образованный плоскость начального (нулевого) меридиана и плоскостью меридиана, проходящего через данную точку.
За начальный меридиан принят меридиан, проходящий через астрономическую обсерваторию в Гринвиче (около Лондона). Все точки на земном шаре, расположенные к востоку от начального меридиана имеют восточную долготу от 0° до 180° а к западу - западную долготу, также от 0° до 180°. Все точки, лежащие на одном меридиане имеют одинаковою долготу.
Разность долгот двух точек показывает не только их взаимное расположение, но и разницу во времени в этих точках. Каждые 15° по долготе соответствует 1 час, т. к. поворот Земли на 360° совершается на 24 часа.
Таким образом, зная долготу двух пунктов, легко определить разность местного времени в этих пунктах.
 |
Географическая сетка на топографических картах.
Линии, соединяющие точки земной поверхности одинаковой широты, называется параллелями.
Линии, соединяющие точки земной поверхности одинаковой долготы, называются меридианами.
Параллели и меридианы являются рамками листов топографических карт.
Нижняя и верхняя стороны рамки являются параллелями, а боковые стороны - меридианами.
Широты и долготы рамки подписываются на углах каждого листа кары (прочитать и показать на карте и плакате). На крупномасштабных и среднемасштабных топографических картах стороны рамок разделены на отрезки, равные одной минуте. Минутные отрезки оттенены через один черной краской и разделены точками на части по 10 секунд.
Кроме того, непосредственно на карте показывается пересечения средних параллелей и меридианов и дается их оцифровка в градусах и минутах, а по внутренней рамке показываются штрихами 2-3 мм выходы минутных делений.
Это позволяет прочерчивать параллели и меридианы на карте, склеенной из нескольких листов.
Чтобы определить географические координаты, какой либо точки по топографической карте, нужно через эту точку провести линии параллели и меридиана. Для чего из этой точки опустить перпендикуляры на нижнюю (верхнюю) и боковую стороны рамки карты. После этого произвести расчеты градусов, минут и секунд по шкалам широт и долгот на сторонах рамки карты.
Точность определения географических координат по крупномасштабным картам составляет около 2-х секунд.
Пример : географические координаты условного знака аэродрома (7407) на карте СНОВ будут соответственно:
B = 54 45’ 23” - северной широты;
L = 18 00’ 20” - восточной долготы.
Система плоских прямоугольных координат.
Плоскими прямоугольными координатами в топографии называются линейные величины:
Абсцисса Х,
Ордината У.
 |
Эти координаты несколько отличаются от принятых в математике декартовых координат на плоскости. За положительное направление осей координат принято для оси абсцисс (осевой меридиан зоны) направление на север, для оси ординат (экватора эллипсоида) на восток.
Оси координат делят шестиградусную зону на четыре четверти, счет которых ведется по ходу часовой стрелки от положительного направления оси абсцисс Х. Положение любой точки, например точки М, определяется кратчайшим расстоянием до осей координат, то есть по перпендикулярам.
Ширина любой координатной зоны составляет на экваторе примерно 670 км, на широте 40 - 510 км, на широте 50 - 430 км. В северном полушарии Земли (I и IV четверти зон) знаки абсцисс положительные. Знак ординаты в IV четверти отрицательный. Чтобы не иметь отрицательных значений ординат при работе с топографическими картами, в точке начала координат каждой зоны величина ординаты принята равной 500 км, а ордината точки расположенной к западу от осевого меридиана зоны, будет всегда положительной и по абсолютному значению меньше 500 км, а ордината точки, расположенной к востоку от осевого меридиана, будет всегда больше 500 км.
800+ конспектов
всего за 300 рублей!
* Старая цена - 500 руб.
Акция действует до 31.08.2018 года
Вопросы занятия:
1. Масштабы карт. Измерение по карте прямых и извилистых линий. Точность измерения расстояний по карте. Поправки на расстояние за наклон и извилистость линий. Простейшие способы измерения площадей по карте.
- Масштабы карт.
Масштаб карты показывает, во сколько раз длина линии на карте меньше соответствующей ей длины на местности. Он выражается в виде отношения двух чисел. Например, масштаб 1:50 000 означает, что все линии местности изображены на карте с уменьшением в 50000 раз, т. е. 1 см на карте соответствует 50000 см (или 500 м) на местности.
 Рис. 1. Оформление численного и линейного масштабов на топографических картах и планах городов |
Масштаб указывается под нижней стороной рамки карты в цифровом выражении (численный масштаб) и в виде прямой линии (линейный масштаб), на отрезках которой подписаны соответствующие им расстояния на местности (рис. 1). Здесь же указывается и величина масштаба - расстояние в метрах (или километрах) на местности, соответствующее одному сантиметру на карте. |
Чем крупнее масштаб карты, тем подробнее на ней изображена местность. С уменьшением масштаба карты уменьшается и количество наносимых на нее деталей местности
Подробность изображения местности на топографических картах зависит от ее характера: чем меньше деталей содержит местность, тем полнее они отображаются на картах более мелких масштабов.
В нашей стране и многих других странах в качестве основных масштабов топографических карт приняты: 1:10000, 1:25000, 1: 50000, 1: 100000, 1: 200000, 1: 500000 и 1:1000000.
Используемые в войсках карты подразделяются на крупномасштабные, среднемасштабные и мелкомасштабные.
Масштаб карты |
Наименование карты |
Классификация карт |
|
по масштабам |
по основному назначению |
||
1:10 000 (в 1 см 100 м) |
десятитысячная |
крупномасштабные |
тактические |
1:25 000 (в 1 см 250 м) |
двадцатипятитысячная |
||
1:50 000 (в 1 см 500 м) |
пятитысячная |
||
1:100 000 (в 1 см 1 км) |
стотысячная |
среднемасштабные |
|
1:200 000 (в 1 см 2 км) |
двухсоттысячная |
оперативные |
|
1:500 000 (в 1 см 5 км) |
пятисоттысячная |
мелкомасштабные |
|
1:1 000000 (в 1 см 10 км) |
миллионная |
||
- Измерение по карте прямых и извилистых линий.
Чтобы определить по карте расстояние между точками местности (предметами, объектами), пользуясь численным масштабом, надо измерить на карте расстояние между этими точками в сантиметрах и умножить полученное число на величину масштаба.
Пример, на карте масштаба 1:25000 измеряем линейкой расстояние между мостом и ветряной мельницей (рис. 2); оно равно 7,3 см, умножаем 250 м на 7,3 и получаем искомое расстояние; оно равно 1825 метров (250х7,3=1825).
Небольшое расстояние между двумя точками по прямой линии проще определить, пользуясь линейным масштабом (рис. 3). Для этого достаточно циркуль-измеритель, раствор которого равен расстоянию между заданными точками на карте, приложить к линейному масштабу и снять отсчет в метрах или километрах. На рис. 3 измеренное расстояние равно 1070 м.
Большие расстояния между точками по прямым линиям измеряют обычно с помощью длинной линейки или циркуля-измерителя.
В первом случае для определения расстояния по карте с помощью линейки пользуются численным масштабом (см. рис. 2).
Во втором случае раствор «шаг» циркуля-измерителя устанавливают так, чтобы он соответствовал целому числу километров, и на измеряемом по карте отрезке откладывают целое число «шагов». Расстояние, не укладывающееся в целое число «шагов» циркуля-измерителя, определяют с помощью линейного масштаба и прибавляют к полученному числу километров.
Таким же способом измеряют расстояния по извилистым линиям (рис. 4). В этом случае «шаг» циркуля-измерителя следует брать 0,5 или 1 см в зависимости от длины и степени извилистости измеряемой линии.
Рис. 5. Измерения расстояния курвиметром |
Для определения длины маршрута по карте применяют специальный прибор, называемый курвиметром (рис. 5), который особенно удобен для измерения извилистых и длинных линий.
В приборе имеется колесико, которое соединено системой передач со стрелкой.
При измерении расстояния курвиметром нужно установить его стрелку на деление 99. Держа курвиметр в вертикальном положении вести его по измеряемой линии, не отрывая от карты вдоль маршрута так, чтобы показания шкалы возрастали. Доведя до конечной точки, отсчитать измеренное расстояние и умножить его на знаменатель численного масштаба. (В данном примере 34х25000=850000, или 8500 м)
- Точность измерения расстояний по карте. Поправки на расстояние за наклон и извилистость линий.
Точность определения расстояний по карте
зависит от масштаба карты, характера измеряемых линий (прямые, извилистые), выбранного способа измерения, рельефа местности и других факторов.
Наиболее точно определить расстояние по карте можно по прямой линии.
При измерении расстояний с помощью циркуля-измерителя или линейкой с миллиметровыми делениями средняя величина ошибки измерения на равнинных участках местности обычно не превышает 0,7-1 мм в масштабе карты, что составляет для карты масштаба 1:25000 - 17,5-25 м, масштаба 1:50000 – 35-50 м, масштаба 1:100000 – 70-100 м.
В горных районах при большой крутизне скатов ошибки будут больше. Это объясняется тем, что при съемке местности на карту наносят не длину линий на поверхности Земли, а длину проекций этих линий на плоскость.
Например, При крутизне ската 20° (рис. 6) и расстоянии на местности 2120 м его проекция на плоскость (расстояние на карте) составляет 2000 м, т. е. на 120 м меньше.
Подсчитано, что при угле наклона (крутизне ската) 20° полученный результат измерения расстояния по карте следует увеличивать на 6% (на 100 м прибавлять 6 м), при угле наклона 30° - на 15%, а при угле 40° - на 23%.
- Простейшие способы измерения площадей по карте.
Приближенную оценку размеров площадей производят на глаз по квадратам километровой сетки, имеющейся на карте. Каждому квадрату сетки карт масштабов 1:10000 - 1:50000 на местности соответствует 1 км2 , квадрату сетки карт масштаба 1:
100000 - 4 км2, квадрату сетки карт масштаба 1:200000 - 16 км2.
Более точно площади измеряют палеткой
, представляющей собой лист прозрачного пластика с нанесенной на него сеткой квадратов со стороной 10 мм (в зависимости от масштаба карты и необходимой точности измерений).
Наложив такую палетку на измеряемый объект на карте, подсчитывают по ней сначала число квадратов, полностью укладывающихся внутри контура объекта, а затем число квадратов пересекаемых контуром объекта. Каждый из неполных квадратов принимаем за половину квадрата. В результате перемножения площади одного квадрата на сумму квадратов получают площадь объекта.
По квадратам масштабов 1:25000 и 1:50000 площади небольших участков удобно измерять офицерской линейкой, имеющей специальные вырезы прямоугольной формы. Площади этих прямоугольников {в гектарах) указаны на линейке для каждого масштаба гарты.
2. Азимуты и дирекционный угол. Магнитное склонение, сближение меридианов и поправка направления.
Истинный азимут
(Аи) - горизонтальный угол, измеряемый по ходу часовой стрелки от 0° до 360° между северным направлением истинного меридиана данной точки и направлением на объект (см. рис. 7).
Магнитный азимут
(Ам) - горизонтальный угол, измеряемый по ходу часовой стрелки от 0е до 360° между северным направлением магнитного меридиана данной точки и направлением на объект.
Дирекционный угол
(α; ДУ) - горизонтальный угол, измеряемый по ходу часовой стрелки от 0° до 360° между северным направлением вертикальной линии координатной сетки данной точки и направлением на объект.
Магнитное склонение
(δ; Ск) - угол между северным направлением истинного и магнитного меридианов в данной точке.
Если магнитная стрелка отклоняется от истинного меридиана к востоку, то склонение восточное (учитывается со знаком +), при отклонении магнитной стрелки к западу - западное (учитывается со знаком -).
Рис. 7. Углы, направления и их взаимосвязь на карте |
Сближение меридианов
(γ; Сб) - угол между северным направлением истинного меридиана и вертикальной линией координатной сетки в данной точке. При отклонении линии сетки к востоку – сближение меридиана восточное (учитывается со знаком +), при отклонении линии сетки к западу - западное (учитывается со знаком -). |
3. Измерение и построение дирекционных углов на карте. Переход от дирекционного угла к магнитному азимуту и обратно.
На местности
при помощи компаса (буссоли) измеряют магнитные азимуты
направлений, от которых затем переходят к дирекционным углам.
На карте
наоборот, измеряют дирекционные углы
и от них переходят к магнитным азимутам направлений на местности.
 Рис. 8. Изменение дирекционных углов |
Дирекционные углы на карте измеряются транспортиром или хордоугломером.
|
На практике часто возникает необходимость в определении магнитного АМ по известному дирекционному углу ά , или, наоборот, угла ά no известному магнитному азимуту.
Переход от дирекционного угла к магнитному азимуту и обратно
Переход от дирекционного угла к магнитному азимуту и обратно выполняют тогда, когда на местности необходимо с помощью компаса (буссоли) найти направление, дирекционный угол которого измерен по карте, или наоборот, когда на карту необходимо нанести направление, магнитный азимут которого измерен, на местности с помощью компаса.
Для решения этой задачи необходимо знать величину отклонения магнитного меридиана данной точки от вертикальной километровой линии. Эту величину называют поправкой направления (ПН).
Рис. 9. Схема магнитного склонения, сближения меридианов
Рис. 10. Определение поправки для перехода от дирекционного угла |
Поправка направления и составляющие ее углы - сближение меридианов и магнитное склонение указываются на карте под южной стороной рамки в виде схемы, имеющей вид, показанный на рис. 9. |
Если, например, ά = 97°12", то Ам = 97°12" - (2°10"+10°15") = 84°47" .
4. Подготовка по карте данных для движения по азимутам.
Движение по азимутам
– это основной способ ориентирования на местности, бедной ориентирами, особенно ночью и при ограниченной видимости.
Сущность его заключается в выдерживании на местности направлений, заданных магнитными азимутами, и расстояний, определенных по карте между поворотными пунктами намеченного маршрута. Направления движения выдерживают с помощью компаса, расстояния измеряют шагами или по спидометру.
Исходные данные для движения по азимутам (магнитные азимуты и расстояния) определяют по карте, а время движения – по нормативу и оформляют в виде схемы (рис. 11) или вписывают в таблицу (табл. 1). Данные в таком виде выдают командирам, которые не имеют топографических карт. Если командир имеет свою рабочую карту, то исходные данные для движения по азимутам он оформляет непосредственно на рабочей карте.
Маршрут движения по азимутам выбирают с учетом проходимости местности, ее защитных и маскировочных свойств, чтобы он обеспечивал в боевой обстановке быстрый и скрытный выход к указанному пункту.
Рис. 11. Схема для |
В маршрут обычно включают дороги, просеки и другие линейные ориентиры, которые облегчают выдерживание направления движения. Поворотные пункты выбирают у ориентиров, легко опознаваемых на местности (например, постройки башенного типа, перекрестки дорог, мосты, путепроводы, геодезические пункты и т. п.). |
Таблица 1
Участок пути |
Ам, |
Расстояние, м |
Время, |
Расстояние, |
|
Сарай - курган |
|||||
Курган - развилка просеки и дороги |
|||||
Развилка просеки и дороги - башня |
|||||
Башня - труба под дорогой |
5. Выполнение нормативов.
Наименование норматива |
Условия (порядок) выполнения норматива |
Оценка по времени |
||||
Определение направления (азимута) на местности |
Дан азимут направления (ориентир). Указать направление, соответствующее заданному азимуту на местности, или определить азимут на указанный ориентир. |
Военнослужащий |
||||
Подготовка данных для движения по азимутам |
На карте М 1:50000 указаны два пункта на расстоянии не менее 4 км. Изучить по карте местность, наметить маршрут движения, выбрать не менее трех промежуточных ориентиров, определить дирекционные углы и расстояния между ними.
Время на выполнение норматива отсчитывается от момента выдачи карты до представления схемы (таблицы). |
|||||
Конспекты
Военная топография
Военная экология
Военно-медицинская подготовка
Инженерная подготовка
Огневая подготовка
Очень часто пользователи сталкиваются с ситуацией, когда требуется рассчитать расстояние пути. Однако как и с помощью чего это сделать? Первое, что приходит на ум, — навигатор, способный определять расстояние. Однако проблема в том, что навигатор работает только с автомобильной дорогой, и если вы будете находиться, например, в парке и захотите узнать сколько километров требуется пройти по пустынным областям, подобное «решение» проблемы вовсе не решит её.
Однако мы бы не стали писать статью, если бы у нас не было козыря в рукаве: речь идет о Картах. Приложение с каждым днем обновляется и дополняется новыми фишками, сказать точно, когда появилась возможность определять расстояние, мы не можем, однако это, вероятно, одна из полезнейших функций.
Для того чтобы узнать расстояние пройденного или планируемого пути, нужно:
По мере проложения пути расстояние, отображаемое в нижнем левом углу, будет увеличиваться. Для того чтобы удалить последнюю точку, нужно нажать на кнопку возврата, которая расположена в верхнем правом углу рядом с кнопкой «Меню». К слову, нажав на три точки меню, можно полностью очистить весь проложенный маршрут.
Таким образом, мы научились определять расстояние интересующего маршрута.
Стоит отметить в целом стабильную и качественную работу Google Карт. В Play Маркет существует множество подобных приложений, включая MAPS.ME, Яндекс.Карты, однако почему-то именно решение от Google, во-первых, лучше всего внешне вписывается в систему, привнося свои Material-фишки, во-вторых, программно реализовано на достаточно высоком уровне. Здесь можно просмотреть улицу с помощью StreetView-панорамы, загружать офлайн-навигацию и так далее. Одним словом, если вас интересуют карты — смело скачивайте официальное решение Google.
