Связь между истинными и магнитными азимутами

Так как Земля имеет магнитное поле, то на земной поверхности имеются магнитные полюса. Положения магнитных полюсов не совпадают с положениями географических полюсов, а, соответственно не совпадают и направления географических и магнитных меридианов.

Для определения направления магнитного меридиана в геодезии применяют буссоль (рис. 2.7.1.). С помощью буссоли можно определить магнитные азимуты и румбы.

Рис. 2.7.1. Буссоль

Буссоль состоит из круглой коробки, в которой находится кольцо с градусными делениями, подписанными через 10 градусов. Если деления подписаны от 0 до 360 градусов против хода часовой стрелки, то на буссоли можно отсчитывать азимуты, при подписи делений от 0 до 90 градусов в каждой четверти – румбы. Сверху коробка закрыта стеклом. В центре коробки на шпиле вращается магнитная стрелка, которая показывает направление магнитного меридиана. Буссоль применяется в комплекте геодезических приборов и как самостоятельный прибор для простейших съемок. При определении направлений линий буссолью нулевой ее радиус кольца должен быть направлен вдоль заданной линии. В геодезических приборах нулевой радиус буссольного кольца устанавливают вдоль визирной плоскости зрительной трубы прибора. Величину азимута отсчитывают на азимутном кольце по северному концу магнитной стрелки. Если кольцо буссоли румбическое, то величину румба отсчитывают на кольце по ближайшему концу магнитной стрелки.

Рис. 2.7.2. Связь между истинным и магнитным азимутами

Для перехода от магнитного азимута к истинному (рис. 2.7.2.) надо знать величину и название склонения магнитной стрелки. Оно бывает восточным и западным. Величину магнитного склонения можно определить опытным путем или по топографической карте.

Из рисунка следует, что истинный азимут

,

где A_м – магнитный азимут,

δ – склонение магнитной стрелки.

Склонение магнитной стрелки изменяется в течение суток, года и века. Суточное изменение склонения в средней полосе России доходит до 15 мин. В аномальных районах пользоваться магнитной стрелкой нельзя.

3. Топографические карты и планы.

3.1.Понятие о карте и плане

Планом называется чертеж, изображающий в уменьшенном и подобном виде горизонтальное проложение участка местности без учета кривизны земной поверхности. Размер площади, которую можно изобразить на плане не выходя за пределы заданной точности, определяется формулами:

• план без съемки рельефа

;

• план со съемкой рельефа

,

где R – радиус земного шара (6380 км); Dl и Dh – заданная точность точек опорной сети по горизонтальному проложению и по высоте; r – радиус круга, в пределах которого обеспечивается заданная точность.

Планы бывают контурными и топографическими. На контурных планах изображают только контуры горизонтальных проекций местных предметов. Совокупность местных предметов, нанесенных на план, называют ситуацией плана. На топографических планах, кроме ситуации, условными знаками изображают рельеф местности.

В отличие от плана на значительные по размеру площади и на весь земной шар составляют карты. Картой называют чертеж, изображающий в уменьшенном и обобщенном виде всю поверхность Земли или значительную ее часть в специальной картографической проекции с учетом кривизны Земли. На карте при помощи условных знаков показывают размещение и связи различных предметов и явлений, а также их качественные и количественные характеристики.

На плане контуры предметов имеют подобный вид, на карте точного подобия нет, так как сферическую поверхность Земли нельзя развернуть без искажений. При построении карт сначала по определенному закону наносят сетку меридианов и параллелей, а затем по ней контуры местности. Внешне карта отличается от плана тем, что на ней имеется сетка меридианов и параллелей.

Профилем называется чертеж, изображающий вертикальный разрез местности в уменьшенном виде. Физическая поверхность Земли в большинстве случаев имеет плавное, криволинейное очертание. Профиль вычерчивают в виде ломаных линий по отметкам характерных точек местности.

Масштабы

При изображении участков земной поверхности на бумаге горизонтальные проложения их уменьшают в несколько раз. Масштабом плана или карты называется отношение длины линии на плане к длине горизонтального проложения соответствующей линии местности. Это отношение выражается в виде дроби с числителем 1 и знаменателем, показывающим, во сколько раз горизонтальные проложения линий местности уменьшены при перенесении их на план. В такой записи масштаб называют численным. Для удобства применяются линейный и поперечный масштабы.

Для построения линейного масштаба (рис. 3.2.1.) вычерчивают прямую линию и делят ее на ряд равных отрезков, называемых основанием масштаба. Линейный масштаб с основанием l=2 см называют нормальным. Крайний левый отрезок делят дополнительно на 10 равных частей. Концы отрезков подписывают количеством метров или километров на местности. За нулевой штрих принимают правый конец первого отрезка.

Рис. 3.2.1. Линейный масштаб

Поперечный масштаб обеспечивает более высокую точность измерений. Его строят следующим образом. На прямой линии откладывают несколько раз основание масштаба (рис. 3.2.2.). Из конца каждого полученного отрезка восстанавливают перпендикуляры, произвольной длины, крайние из которых делят на 10 равных частей и через точки деления проводят параллельные линии. Верхний и нижний крайние левые отрезки делят на 10 частей и точки деления соединяют косыми линиями.

Рис. 3.2.2. Поперечный масштаб

Наименьшее деление поперечного масштаба составляет 1/100 от основания. Поперечный масштаб с основанием 2 см. называется нормальным сотенным.

Если при использовании нормального поперечного масштаба одну ножку циркуля вести по вертикальной линии, а вторую по наклонной, то перемещение циркуля на одно деление вверх будет соответствовать изменению длины линии на 0,2 мм в масштабе плана.

За критерий точности, с которой можно определять длины линий, пользуясь поперечным масштабом, берется величина, равная 0,1 мм, соответствующая наименьшему расстоянию, которое можем различить невооруженным глазом. Расстояние на местности, соответствующее в данном масштабе 0,1мм на плане, называется точностью масштаба и определяется по формуле

, (3.2.1.)

где – δ – наименьшее расстояние, видимое невооруженным глазом (0,1 мм), N – знаменатель численного масштаба плана.

3.3.Разграфка и номенклатура топографических карт и планов

Для изображения большой территории на отдельных листах карты потребуется много таких листов. Для удобства использования многолистной карты ее лист получает определенное обозначение. Разделение топографической карты на части называется разграфкой, а система обозначений отдельных листов – номенклатурой.

В основу разграфки и номенклатуры топографических карт положена карта масштаба 1:1000000. Для получения такой карты земной шар делится меридианами через 6 градусов на колонны и параллелями через 4° на ряды (рис. 3.3.1.). Колонны нумеруются арабскими цифрами от 1 до 60 с запада на восток, начиная от меридиана с долготой 180°. Ряды обозначаются заглавными буквами латинского алфавита от A до V, начиная от экватора к северному и южному полюсам.

Каждый полученный таким образом участок земной поверхности изображается на отдельном листе карты масштаба 1:1000000. Номенклатура такого листа будет складываться из букв и цифр.

Номенклатура листов масштаба 1:100000 и более (рис. 3.3.2.) определяется следующим образом: каждому листу карты масштаба 1:1000000 соответствует 144 листа карты масштаба 1:100000, которые обозначаются арабскими цифрами. Такие листы служат основанием для разграфки и номенклатуры карт крупных масштабов.

Листы карты масштабов 1:50000, 1:25000, 1:10000 получают последовательным делением на 4 части листа карты масштаба 1:100000. Лист такого масштаба делят на 256 листов для масштаба 1:5000 и последний на 9 листов для масштаба 1:2000. Для определения номенклатуры листов карты пользуются таблицами, а прямоугольные координаты углов рамок съемочных трапеций рассчитывают по специальным таблицам.

Рис. 3.3.1. Разграфка и номенклатура листов карт масштаба 1:1000000

Рис. 3.3.2. Разграфка и номенклатура карт масштаба 1:100000; 1:50000; 1:25000 и 1:10000

При создании топографических планов участков, площадью до 20 км², может быть применена прямоугольная разграфка. В этом случае в основу разграфки положен лист плана масштаба 1:5000 с размерами 40 на 40 см (рис. 3.3.3.). Листы плана масштаба 1:5000 обозначаются арабскими цифрами. Одному листу плана масштаба 1:5000 соответствует 4 листа плана масштаба 1:2000. Номенклатура такого листа складывается из номенклатуры листа плана масштаба 1:5000 с добавлением заглавной буквы русского алфавита. Каждому листу плана масштаба 1: 2000 соответствуют 4 листа плана масштаба 1:1000, обозначаемые римскими цифрами и 16 листов плана масштаба 1:500, обозначаемых арабскими цифрами.

Рис. 3.3.3. Разграфка планов участков площадью до 20 км²

Номенклатура листов планов масштабов 1:1000 и 1:500 складывается из номенклатуры листа плана 1:2000 и соответствующей цифре римской или арабской. Порядок нумерации планшетов масштаба 1:5000 устанавливают организации, выдающие разрешение на производство топографических работ.

3.4.Координатные сетки на планах и картах

На каждом листе карт изображаются координатные сетки двух систем координат – географических и плоских прямоугольных Гаусса (рис. 3.3.4.). Сетка географических координат представляется линиями меридианов и параллелей, сетка прямоугольных координат – сеткой квадратов. Каждый лист карты ограничивается линиями южной и северной параллелей, составляющих рамку листа, форма которой представляет собой трапецию. На сторонах рамки листов карт показывают деления, соответствующие 1 минуте широты и 1 минуте долготы.

Рис. 3.3.4. Рамка топографической карты

У углов рамки листа карты указывают их широту и долготу. При квадратной разграфке подписывают плоские прямоугольные координаты. Выходы линий координатной сетки на картах подписывают выраженными в километрах значениями абсцисс и преобразованных ординат. Координаты отнесены к зональной системе.