Способы измерения по карте. Тема 5. Измерения по карте.

Тема 5. Измерения по карте.

Занятие 1.Изучение по карте расстояния и углов.

1.Масштаб карты — численный, линейный и поперечный. Величина масштаба.

Способы определения расстояний, протяженности маршрута и площадей по карте. Точность измерений расстояний по карте.

2.Дирекционный угол, истинный и магнитный азимут. Переход от дирекционного угла к магнитному азимуту и обратно. Точность измерений углов по карте.

Место проведения:Лекционная аудитория.

Материальное пособие:Проектор, доска, наглядное пособие, топографические карты.

При определении расстояний по карте пользуются численным или линейным (рис. 9) и поперечным масштабом.

1:50000

в 1 сантиметре 500 метров

Рис. 9. Численный и линейный масштабы, помещаемые на карте

Численный масштаб — масштаб карты, выраженный дробью, числитель которой — единица, а знаменатель — число, показывающее степень уменьшения на карте линий местности (точнее — их горизонтальных положений); чем меньше знаменатель масштаба, тем крупнее масштаб карты. Подпись численного масштаба на картах обычно сопровождается указанием величины масштаба — расстояния на местности (в метрах или километрах), соответствующего одному сантиметру карты. Величина масштаба в метрах соответствует знаменателю численного масштаба без двух последних нулей,

При определении расстояния с помощью численного масштаба линия на карте измеряется линейкой и полученный результат в сантиметрах умножается на величину масштаба.

Линейный масштаб — графическое выражение численного масштаба; он представляет прямую линию, разделенную на определенные

Рис. 10. Измерение расстояний по линейному масштабу

части, которые сопровождаются подписями, означающими расстояния на местности. Линейный масштаб служит для измерения и откладывания расстояний на карте. На рис. 10 расстояние между точками А и В равно 1850 м.

Поперечный масштаб — график (обычно на металлической пластинке) для измерения и откладывания расстояний на карте с предельной графической точностью (0,1 мм).

Стандартный (нормальный) поперечный масштаб (рис. II) имеет большие деления, равные 2см, и малые деления (слева на графике), равные 2 мм’, кроме того, на графике имеются отрезки между вертикальной и наклонной линиями, равные по первой горизонтальной линии — 0,2 мм,по второй — 0,4 мм, по третьей — 0,6 мм и т. д. С помощью стандартного поперечного масштаба можно измерять и откладывать расстояния на карте любого (метрического) масштаба. Отсчет расстояния по поперечному масштабу состоит из суммы отсчета на основании графика и отсчета отрезка между вертикальной и наклонной линиями. На рис. 11 расстояние между точками А и В (при масштабе карты 1:100 000) равно 5500 м (4 км +1400 м+100 м).

 

 

Рис. II. Измерение расстояний по поперечному • масштабу


 

Измерение расстояний циркулем-измерителем. При измерении расстояния по прямой линии иглы циркуля устанавливают на конечные точки, затем, не изменяя раствора циркуля, по линейному или поперечному масштабу отсчитывают расстояние. В том случае, когда раствор циркуля превышает длину линейного или поперечного масштаба, целое число километров определяется по квадратам координатной сетки, а остаток — обычным порядком по масштабу.

Ломаные линии удобно измерять путем последовательного наращивания раствора циркуля прямолинейными отрезками, как показано на рис. 12.

Измерение длин кривых линий производится последовательным отложением «шага» циркуля (рис. 13). Величина «шага» циркуля зависит от степени извилистости линии, но, как правило, не должна превышать 1 см. Для исключения систематической ошибки длину «шага» циркуля, определенную по масштабу или линейке, следует проверять измерением линии километровой сетки длиной 6—8 см.

Длина извилистой линии, измеренной по карте, всегда несколько меньше ее действительной длины, так как измеряются не кривая линия, а хорды отдельных участков этой кривой; поэтому в результаты измерений по карте приходится вводить поправку — коэффициенты увеличения расстояний (см. табл. 29).

 

Рис. 12. Измерение расстояний способом наращивания раствора циркуля

 

Рис. 13. Измерение расстояний «шагом» циркуля

 

Измерение расстояний курвиметром. Вращением колесика стрелку курвиметра устанавливают на нулевое деление, а затем прокатывают колесико по измеряемой линии с равномерным нажимом слева направо (или снизу вверх); полученный отсчет в сантиметрах умножают на величину масштаба данной карты.

Определение расстояний по прямоугольным координатам в пределах одной зоны можно произвести по формуле

где D — длина линии, л;

Xi, Yi — координаты начальной точки прямой; Xi, yi — координаты конечной точки прямой.

Определение площадей по квадратам километровой сетки. Площадь участка определяется подсчетом целых квадратов и их долей, оцениваемых на глаз. Каждому квадрату километровой сетки соответствует: на картах масштаба 1:25000 и 1:50000—1 кв. км, на картах масштаба 1:100 000 — 4 кв. км, на картах масштаба 1:200000—16 кв. км.

Определение площадей геометрическим способом. Участок разбивается прямыми линиями на прямоугольники, треугольники и трапеции. Площади этих фигур вычисляют по формулам геометрии, предварительно измерив необходимые величины. Формулы вычисления площадей Р геометрических фигур: — прямоугольника со сторонами а и Ь:

Р=а-Ь-,

прямоугольного треугольника с катетами а и Ь:

треугольника со стороной о и высотой h:

Читайте также:  Как правильно манить косулю. Как манить косулю (методика, рекомендации, виды)

трапеции с параллельными сторонами а и & и высотой h:

Дирекционный угол — угол α, измеряемый по ходу часовой стрелки от 0 до 360° между северным направлением вертикальной линии координатной сетки и направлением на определяемый объект (рис. 24).

Дирекционные углы направлений измеряются преимущественно по карте или определяются по магнитным азимутам.

Истинный азимут—угол А, измеряемый по ходу часовой стрелки от 0 до 360° между северным направлением истинного (географического) меридиана и направлением на определяемую точку (рис. 24). Значения истинного азимута и дирекционного угла отличаются одно от другого на величину сближения меридианов.

 

Рис. 24. Дирекционный угол и сближение меридианов

Сближение меридианов — угол γ (рис. 24) между северным направлением истинного меридиана данной точки и вертикальной линией координатной сетки (или линией, параллельной ей). Сближение меридианов отсчитывается от северного направления истинного меридиана до северного направления вертикальной линии. Для точек, расположенных восточнее среднего меридиана зоны, величина сближения положительная, а точек, расположенных западнее, — отрицательная,

Величина сближения меридианов на осевом меридиане зоны равна нулю и возрастает с удалением от среднего меридиана зоны и от экватора; ее максимальное значение будет вблизи полюсов и не превышает 3°.

Сближение меридианов, указываемое на топографических картах, относится к средней (центральной) точке листа; ее величина в пределах листа карты масштаба 1:100000 в средних широтах может отличаться на 10…15′ от значения, подписанного па карте.

Магнитный азимут — угол, измеряемый по ходу часовой стрелки от 0 до 360° между северным направлением магнитного меридиана (направлением установившейся магнитной стрелки компаса или буссоли) и направлением на определяемый объект.

Магнитные азимуты измеряются на местности компасом или буссолью, а также определяются по карте по измеренным дирекционным углам.

Склонение магнитной стрелки (магнитное склонение) — угол между истинным (географическим) и магнитным меридианами.

Величина склонения магнитной стрелки подвержена суточным, годовым и вековым колебаниям, а также временным возмущениям под действием магнитных бурь. Величина склонения магнитной стрелки и его годовые изменения показываются на топографических и специальных картах. В районах магнитных аномалий обычно указывается амплитуда колебания величины склонения магнитной стрелки.

Склонение магнитной стрелки на восток считается восточным (положительным), а на запад—западным (отрицательным). Переход от дирекционного угла к магнитному азимуту к обратно производится различными способами; все необходимые данные для этого имеются на каждом листе карты масштаба 1:25 000— 1:200 000 в специальной текстовой справке и графической схеме, помещаемых на полях листа в левом нижнем углу (рис. 25).

 

Склонена на 1965 г. западное 3°10′ (0-53). Среднее сближение меридианов западное 2°12′ (0-37). При прикладывании буссоли (компаса) к вертикальным линиям координатной сетки среднее отклонение магнитной стрелки западное 0°58′ (0-10). Годовое изменение склонения восточное 0"05′ 2(0-01). Поправка в дирекционный угол при переходе к магнитному азимуту плюс (0-16) Примечание. В скобках показаны деления угломера (одно деление угломера)

Данные о склонении магнитной стрелки и сближении меридианов, помещаемые на картах

Переход через поправку направления. В текстовой справке, помещаемой на картах, указывается величина (в градусах и делениях угломера) и знак поправки для перехода от дирекционного угла к магнитному азимуту. Например, в справке, приведенной на рис. 25, указано: «Поправка в дирекционный угол при переходе к магнитному азимуту плюс (0-16)». Поэтому если дирекционный угол направления равен 18-00 дел. угл., то магнитный азимут будет равен 18-16 дел. угл.

При обратном переходе, т. е. при определении дирекционного угла по магнитному азимуту, знак поправки изменяют на обратный и она вводится в магнитный азимут. Например, если магнитный азимут равен 10-00, то дирекционный угол этого направления для данной карты (рис. 25) равен 9-84 (10-00—0-16).

Переход по графической схеме (рис. 26). Па схеме показывают примерное направление на объект и, сообразуясь с положением вертикальной линии координатной сетки и линии магнитного меридиана, увеличивают или уменьшают исходный угол на поправку, указанную на схеме в скобках.

Рис. 26. Переход от дирекционного угла к магнитному азимуту и обратно

Примеры (см. рис. 26):

1. Дирекционный угол α= 12-60; магнитный азимут будет равен

10-53 (12-60—2-07).

2. Магнитный азимут Ам = 153°; дирекционный угол будет равен

165°25′ (153°+2°10’+10°15′).

Переход по формуле. Зависимость между дирекционным углом и магнитным азимутом одного и того же направления выражается формулой

Ам = а — S + γ,

где Ам — магнитный азимут;

а — дирекиионпый угол;

S — склонение магнитной стрелки;

γ — сближение меридианов.

Это основная исходная формула для перехода от дирекционного угла к магнитному азимуту и обратно. Она применяется главным образом, когда приходится учитывать годовое изменение склонения магнитной стрелки.

Переход от дирекционного угла к магнитному азимуту с учетом годового изменения склонения магнитной стрелки. Вначале определяют склонение магнитной стрелки на данное время. Для этого годовое изменение склонения магнитной стрелки умножают на число лет, прошедшее после создания карты, и полученную величину алгебраически суммируют с величиной склонения магнитной стрелки, данной на карте. Затем производится переход от дирекционного угла к магнитному азимуту по основной формуле.

Читайте также:  Карточки правила поведения в лесу. Методическое пособие "Лэпбук "Правила поведения на природе"

Пример перехода от дирекционного угла, равного 120°30′, к магнитному азимуту этого направления на 1972 г. (исходные данные взяты с рис. 25).

1. Определение величины изменения склонения магнитной стрелки за 7 лет (1972—1965 гг.): Д=0°05.2′ × 7 = 0°36′.

2. Вычисление величины склонения магнитной стрелки на 1972 г.: S = -3°10′ + 0°36′ = -2°34′.

3. Переход от дирекционного угла к магнитному азимуту по основной формуле (см. выше)

Ам = 120°30′ — (-2°34′)+ (—2° 12′)= 120°52′.

ЗАДАНИЕ НА САМПО. Определение расстояний по прямоугольным координатам. Определение площадей геометрическим способом.

Лекция


Дата добавления: 2015-11-10; просмотров: 1575;


Измерения по карте

Вопросы:

  1. Измерение расстояний
  2. Измерение длины маршрута
  3. Определение площадей
  4. Определение азимутов и дирекционных углов

При создании топографических карт, спроектированные на уровенную поверхность линейные размеры всех объектов местности уменьшают в определенное количество раз. Степень такого уменьшения называется масштабом карты. Масштаб может быть выражен в числовой форме (численный масштаб) или в графической (линейный, поперечный масштабы) — в виде графика. Численный и линейный масштабы отображены на нижнем обрезе топографической карты.

Расстояния по карте измеряют, пользуясь обычно численным или линейный масштабом. Более точные измерения выполняют с помощью поперечного масштаба.

Численный масштаб— это масштаб карты, выраженный дробью, числитель которой — единица, а знаменатель — число, показывающее, во сколько раз уменьшены на карте горизонтальные проложения  линий местности. Чем меньше знаменатель, тем крупнее масштаб карты. Например, масштаб 1:25 000 показывает, что все линейные размеры элементов местности (их горизонтальные проложения на уровенную поверхность) при изображении на карте уменьшены в 25 000 раз.

Расстояния на местности в метрах и километрах, соответствующее 1 см на карте, называется величиной масштаба. Она указывается на карте под численным масштабом.

При пользовании численным масштабом расстояние, измеренное на карте в сантиметрах, умножают на знаменатель численного масштаба в метрах. Например, на карте масштаба 1:50 000 расстояние между двумя местными предметами равно 4,7 см; на местности оно будет 4,7 х 500 = 2350 м. Если расстояние, измеренное на местности, необходимо отложить на карте, его надо разделить на знаменатель численного масштаба. Например, на местности расстояние между двумя местными предметами составляет 1525 м. На карте масштаба 1:50 000 оно будет 1525_500=3,05 см.

Линейный масштаб представляет собой графическое выражение численного масштаба. На шкале линейного масштаба оцифрованы отрезки, соответствующие расстояниям на местности в метрах и километрах. Это облегчает процесс измерения расстояний, так как не требуется производить вычисления.

 

 Упрощенно масштаб — это отношение длины линии на карте (плане) к длине соответствующей линии на местности.

 

Измерения по линейному масштабу выполняются с помощью циркуля-измерителя. Длинные прямые линии и извилистые линии на карте измеряют по частям. Для этого устанавливают раствор («шаг») циркуля-измерителя, равный 0,5-1 см, и таким «шагом» проходят по измеряемой линии, ведя счет перестановок ножек циркуля-измерителя. Остаток расстояния измеряют по линейному масштабу. Расстояние подсчитывают, умножив число перестановок циркуля на величину «шага» в километрах и прибавив к полученной величине остаток. Если нет циркуля-измерителя, его можно заменить полоской бумаги, на которой черточкой отмечают измеренное на карте или откладываемое на ней по масштабу расстояние.

Поперечный масштаб — это специальный график, выгравированный на металлической пластинке. Построение его основано на пропорциональности отрезков параллельных линий, пересекающих стороны угла.

Стандартный (нормальный) поперечный масштаб имеет большие деления, равные 2 см, и малые деления (слева), равные 2 мм. Кроме того, на графике имеются отрезки между вертикальной и наклонной линиями, равные по первой нижней горизонтальной линии 0,» мм, по второй 0,4 мм,  по третьей 0,6 мм и т.д. С помощью поперечного масштаба можно измерять расстояния на картах любого масштаба.

Точность измерения расстояний. Точность измерения длины прямолинейных отрезков на топографической карте с помощью циркуля-измерителя и поперечного масштаба не превышает 0,1 мм. Эта величина называется предельной графической точностью измерений, а расстояние на местности, соответствующее 0,1 мм на карте, — предельной графической точностью масштаба карты.

Графическая ошибка измерения длины отрезка на карте зависит от деформации бумаги и условий измерения. Обычно она колеблется в пределах 0,5 — 1 мм. Чтобы исключить грубые ошибки, измерение отрезка на карте надо выполнять два раза. Если полученные результаты не расходятся более чем на 1 мм, за окончательное значение длины  отрезка принимают среднее из двух измерений.

Ошибки в определении расстояний по топографическим картам различных масштабов приведены в таблице.

 

Масштаб карты Предельная географическая ошибка (м) Средняя ошибка (м)
1:25 000

1:50 000

1:100 000

1:200 000

1:500 000

1:10 000 000

2,5

5

10

20

50

100

12-25

25-50

50-100

100-200

250-500

500-1000

 

Поправка в расстояние за наклон линии. Измеренное по карте расстояние на местности будет всегда несколько меньше. Это происходит потому, что на карте измеряют горизонтальные проложения, в то время как соответствующие им линии на местности обычно наклонные.

Коэффициенты перехода от измеренных на карте расстояний к действительным приведены в таблице.

Угол наклона

Коэффициент перехода от длины линии на

карте к расстоянию на местности

В градусах В делениях угломера
0

6

12

18

24

30

36

0-00

1-00

2-00

3-00

4-00

5-00

6-00

1,00

1,01

1,02

1,05

1,10

1,15

1,24

Читайте также:  Как долго печь картошку в углях. Как запекать картошку в углях — в фольге, без фольги и на мангале

 

Как видно из таблицы, на  равнинной местности измеренные по карте расстояния мало отличаются от действительных. На картах холмистой и особенно горной местности точность определения расстояний значительно снижается. Например, расстояние между двумя пунктами, измеренное по карте, на местности с углом наклона 12 5о 0, равно 9270 м. Действительное же расстояние между этими пунктами будет 9270*1.02 = 9455 м.

Таким образом, при измерении расстояний по карте необходимо вводить поправки за наклон линий (за рельеф).

Определение расстояний по координатам, снятым с карты.

Прямолинейные расстояния большой протяженности в одной координатной зоне могут быть рассчитаны по формуле

 

                       S=L-(Х 42 0- Х 41 0) + (Y 42 0- Y 41 0) 52 0,

где S  — расстояние на местности между двумя точками, м;

Х 41 0,Y 41 0  — координаты первой точки;

Х 42 0,Y 42 0  — координаты второй точки.

Этот способ определения расстояний используется при подготовке данных для стрельбы артиллерии и в других случаях.

Измерение длины маршрута

Длину маршрута измеряют по карте обычно курвиметром. Стандартный курвиметр имеет две шкалы для измерения расстояний по карте: с одной стороны метрическую (от 0 до 100 см), с другой стороны дюймовую (от 0 до 39,4 дюйма). Механизм курвиметра состоит из обводного колеса,  соединенного системой зубчатых передач со стрелкой. Для измерения длины линии на карте следует предварительно вращением обводного колеса установить стрелку курвиметра на начальное (нулевое) деление шкалы, а затем прокатить обводное колесо строго по измеряемой линии. Полученный отсчет по шкале курвиметра необходимо умножить на величину масштаба карты.

Правильность работы курвиметра проверяют путем  измерения известной длины линии, например расстояния между линиями километровой сетки на карте. Погрешность в измерении линии длиной 50 см  курвиметром составляет не более 0,25 см.

Протяженность маршрута на карте может быть измерена также циркулем-измерителем.

Измеренная по карте длина маршрута всегда будет несколько короче действительной, так как при составлении карт, особенно мелкомасштабных, дороги спрямляют. В холмистой и горной местности, кроме того, имеется значительная разность между горизонтальным проложением маршрута и его действительной длиной из-за подъемов и спусков. По этим причинам в измеренную по карте длину маршрута необходимо вводить поправку. Поправочные коэффициенты для разных типов местности и масштабов карт неодинаковы, приведены в таблице.

 

 

Местность Поправочный коэффициент для карты масштаба
1:50 000 1:100 000 1:200 000 1:500 000
Равнинная

Холмистая

Горная

1

1,05

1,15

1

1,1

1,2

1,05

1,15

1,25

1,05

1,2

1,3

 

Из таблицы видно, что в холмистой и горной местности разность между измеренной по карте и действительной протяженностью маршрута значительная. Например, измеренная по карте масштаба 1:100 000 горного района длина маршрута равна 150 км, а действительная длина его будет 150*1.20 = 180 км.

Поправку в длину маршрута можно вводить непосредственно при его измерении по карте циркулем-измерителем, устанавливая «шаг» циркуля-измерителя с учетом поправочного коэффициента.

Определение площадей

Площадь участка местности определяют по карте чаще всего подсчетом квадратов координатной сетки, покрывающих этот участок. Величину долей квадратов определяют на глаз или с помощью специальной палетки на офицерской линейке (артиллерийском круге). Каждый квадрат, образуемый линиями координатной сетки на карте масштаба 1:50 000, соответствует на местности 1 км 52 0, на карте масштаба 1:100 000 — 4 км2 , на карте масштаба 1:200 000 — 16 км 2.

При измерении больших площадей по карте или фотодокументам применяется геометрический способ, который заключается в измерении линейных элементов участка и последующем вычислении его площади по формулам геометрии. Если участок на карте имеет сложную конфигурацию, его делят прямыми линиями на прямоугольники, треугольники, трапеции и вычисляют площади полученных фигур.

Площадь разрушений в районе ядерного взрыва подсчитывают по формуле P=пR . Величину радиуса R измеряют по карте. Например, радиус сильных разрушений в эпицентре ядерного взрыва равен 3,5 км.

Тогда

P=3,14 * 12,25 = 38,5 км2.

Площадь радиоактивного заражения местности рассчитывают по формуле для определения площади трапеции. Приближенно эту площадь можно вычислить по формуле для определения площади сектора круга

где R — радиус круга, км;

а — хорда, км.

 

Определение азимутов и дирекционных углов

Азимуты и дирекционные углы. Положение какого-либо объекта на местности чаще всего определяют и указывают в полярных координатах, то есть углом между начальным (заданным) направлением и направлением на объект и расстоянием до объекта. В качестве начального выбирают направление географического (геодезического, астрономического) меридиана, магнитного меридиана или вертикальной линии координатной сетки карты. За начальное может быть принято и направление на какой-нибудь удаленный ориентир. В зависимости от того, какое направление принято за начальное, различают географический (геодезический, астрономический) азимут А, магнитный азимут Ам, дирекционный угол a (альфа) и угол положения 0.

Географический (геодезический, астрономический) — это двугранный угол между плоскостью  меридиана данной точки и вертикальной плоскостью, проходящей в данном направлении, отсчитываемый от направления на север по ходу часовой стрелки (геодезический азимут представляет собой двугранный угол между плоскостью геодезического меридиана…

ОСТАВЬТЕ КОММЕНТАРИЙ

Please enter your comment!
Please enter your name here