Другие картографические проекции, применяемые в мореплавании

Проекции карт, используемых в навигации в основном подразделяются на два вида:

· Навигационные карты цилиндрической проекции. На таких картах параллели и меридианы перпендикулярны друг другу и представляют собой прямые линии. Это навигационные карты в проекции Меркатора.

· Навигационные карты перспективных проекций. Здесь проекция осуществляется не на цилиндр, а на плоскость, касательную к поверхности из различных точек зрения.

Закон построения навигационной карты в меркаторской проекции нами уже изучен. Приступим к рассмотрению навигационных карт в перспективных проекциях.

Перспективные проекции. Они применяются при проектировании земной поверхности на плоскость, которая может касаться поверхности Земли, либо пересекать ее, либо находиться на некотором расстоянии от нее (Рис.1.27 b). Такая плоскость называется картинной.

Необходимое условие проекции – размещение точки зрения (К) на линии, проходящей через центр Земли и точку касания картинной плоскости.

При D = 0 (т.е. точка зрения (К) находится в центре Земли) (точка О). Проекция с таким местом точки зрения называется гномонической. Если D = R (точка К) точка зрения находится на антиподе точки касания картинной плоскости. Такая проекция называется стереографической (Рис.1.27 b).

При R< D<¥ Проекция называется внешней и при D=¥ проекция ортографическая (Рис.1.28b).

Свойства перспективных проекций:

Гномоническая – на этой проекции (Рис.1.28 а) дуги больших кругов (ортодромий) являются прямыми линиями. Радиус параллели на проекции r = R tg Z. Такая проекция не равноугольна и масштабы не равны m¹n и их произведение не является постоянной величиной m*n ¹ Const. На гномонической проекции фигуры будут вытягиваться от центральной точки по радиус-вектору (r) пропорционально SecZ. Это свойство проекции позволяет прокладывать прямыми линиями кратчайшие расстояния между точками. Для получения азимута в лютой точке ортодромии составлены специальные таблицы, помещенные на самой карте. Здесь приводятся пояснения для расчета ортодромических расстояний между точками. Наиболее просто совместное использование карт в гномонической и меркаторской проекции. На гномонической проекции наносят по географическим координатам начальную и конечную точки и их соединяют прямой линией. Затем с карты в гномонической проекции снимают координаты точек ортодромии в необходимом интервале. На карте в меркаторской проекции по координатам наносят выбранные точки и соединяют прямыми линиями.

Стереографическая – на этой проекции (Рис.1.28а) всякая окружность на поверхности будет и окружностью на плоскости проекции, кроме проходящих через точку зрения. Такие окружности будут уже прямыми. Эта проекция равноугольна m = n = Sec² . Стереографическая проекция используется для составления путевых карт полярной области (где меркаторская проекция не

применима) и искажения на ней не превышают погрешностей графических построений. Чем крупнее масштаб такой карты, тем искажения уменьшаются.

На планах в этой проекции локсодромия как логарифмическую спираль используют в виде прямой линии, так как на плане она будет иметь малый радиус кривизны. Масштаб на планах в стереографической проекции считают постоянным.

Электронные карты.

В настоящее время используется Электронная Картографическая Навигационная информационная Система (ЭКНИС) или английская аббревиатура ECDIS, работающая в двух режимах:

• Электронно-навигационная карта (ENC).
• Сканированная бумажная навигационная карта (RCDS), если нет данных по ENC.

Карта ENC - это векторная электронная карта, которая по сравнению с бумажной имеет расширенные возможности при использовании:

- отображать любую карту в удобном масштабе,

- выражать и увеличивать на весь экран любой фрагмент карты,

- использовать ориентацию карты как по меридиану, так и по курсу,

- получать информацию по любому объекту, отображенному на карте,

- выполнять предварительную прокладку,

- предусматривать контроль безопасности при исполнительной прокладке по времени, курсу, скорости и месту судна и получать предупредительные сигналы,

- измерять пеленг и дистанцию на любую выбранную точку,

- использовать базы данных системы ЭКНИС для получения навигационной и гидрометеорологической информации,

- снимать копии с экрана дисплея и распечатку маршрута,

- при присоединении к РЛС/САРП и АИС получать необходимую информацию о целях на экране дисплея.

Растровой же карте присущи недостатки:

На ней невозможно автоматически выполнить:

§ подъем карты,

§ нанесение безопасной изобаты,

§ селекцию объектов и изображений,

§ вызов дополнительных характеристик объектов,

§ производство анализа обстановки по пути следования.

Использование электронных карт сдерживается:

- во первых – большой стоимостью без отмены наличия на борту полного комплекта бумажных карт,

- во - вторых – по правовым причинам. При аварии по причине недостоверности карты ответственность несет фирма, издающая карты. Электронные карты пока официального статуса не имеет.

Признание ENC в качестве документа возможно после обеспечения надежности аппаратуры и достоверности отображаемой информации, а также создания методов фиксации обстоятельств использования ENC в момент аварии. Временно можно использовать приборы регистрации рейса (черный ящик). До настоящего времени прибор регистрации о рейсе (ПРД) требуется иметь на пассажирских судах вместимостью 3000 р.т. и более, построенных после 1.07.2002 года. Таких судов меньшинство.

Пример. 1. По боковой рамке карты измерена длина изображения 1 мили, равная 1 см. Определить численный масштаб карты, если измерение производилось по главной параллели карты.

Решение: 1 см на карте - равен 185200 см на местности, тогда: М 1 : 185 200

Пример 2. Главный масштаб карты по параллели j = 40° N равен 1:200 000. Определить частный масштаб этой карты по параллели j =35°50¢ N, учитывая сфероидичность Земли.

Решение. Определяем приведенные широты: U₀ = 40° 00¢ + (-) 5,7¢ = 39° 54,3¢

U = 35° 50¢ + (-) 5,5¢ = 35° 44,5¢

Рассчитываем главный масштаб по экватору С_Э: С_Э = 200 000* Sec39° 54,3¢ = 260720.

Рассчитываем частный масштаб по заданной параллели С:

С = 260720* Cos 35° 44,5¢ = 211 600

М 1:211600

Пример 3. Рассчитать размеры рамки промыслового планшета на район ограниченный координатами j₁ = 45°44,0¢ N l₁ = 36°12,0¢ E; j₂ = 46°21,0¢ N l₁ = 35°27,0¢ E. Размеры рамки 600Х700.

Решение. Исходя из размеров горизонтальной рамки карты а = 600 мм. Определяем единицу карты: а = е (l_E - l_W). е = .

Размер вертикальной рамки планшета будет b = D_N – D_S. Из мореходных таблиц МТ на заданные широты рамок выбираем меридиальные части и вычисляем их разность

РМЧ = 3129,2 – 3076,1 = 53,1. b= 13,3*53,1 = 706,2 мм.

Рассчитаем масштаб такого планшета для j = 46°.

е= С_Э = С_Э =

С_j = С_ЭСosU. U = 46 – 5,8 = 45°54,2¢. С_j = 139500*0,7181 = 100 175.

М 1: 100 175.

1.13.7 Построение промыслово – навигационного планшета при помощи углового масштаба.

Так как в пределах промыслово – навигационного планшета длину меркаторской мили можно считать практически постоянной, в судовых условиях возможно построение планшета графическим путем – при помощи углового масштаба.

Например.Рассчитать и построить рамку и картографическую сетку через 10′ широты и через 20′ долготы промыслово – навигационного планшета по угловому масштабу для промыслового района, ограниченного параллелями φ_S = 69⁰15,0′N и φ_N = 69⁰45,0′N, и меридианами λ_W = 40⁰50,0′E и λ_E = 42⁰20,0′E. Размер внутренней рамки 930 х 680 мм.