4.6.1. Стандартизация топографических карт в системе блока НАТО

Как было отмечено в 1.2.1, до сего времени единых общепринятых во всех странах мира размеров земного эллипсоида не установлено (таблица 1.2). Кроме того, при составлении карт используются различные картографические проекции (см.

Знакомство с топографическими картами иностранных государств наиболее целесообразно произвести по картам блока НАТО. При этом будут применяться и принятые в этих странах термины.

Страны, входящие в состав Североатлантического блока НАТО, имеют различную картографическую изученность своих территорий и различные, не связанные друг с другом геодезические сетки, вычисленные по разным геодезическим исходным данным. Но боевая подготовка и задачи управления войсками под общим командованием требовали унификации топографических карт стран-участниц этого блока. Картографическим вопросам посвящен ряд специальных соглашений по стандартизации – STANAG (Stan­dardization Agreements).

Этими соглашениями предусмотрены унификация геодезических сетей и топографических карт, их масштабного ряда, разграфки, проекции, сетки прямоугольных координат, условных знаков и зарамочного оформления.

Для совместного уравнивания геодезических сетей отдельных европейских стран в качестве начала приняты геодезические координаты пункта «Башня Гельмерта» в Потсдаме (ФРГ), а в качестве земного эллипсоида – эллипсоид Хейфорда (таблица 1.2).

В качестве единой проекции для топографических карт масштаба 1:500000 и крупнее принята универсальная поперечно-цилиндрическая проекция Меркатора (UTM – Universal Transversal Mercator projection), применяемая в шестиградусных зонах и вычисляемая по элементам эллипсоида Хейфорда. В нашей литературе данную проекцию принято сокращенно именовать УТМ.

За начало координат в каждой зоне принимается точка пересечения ее осевого меридиана с экватором, которой придается значение: Х0 = 0, У0 = 500 м для Северного полушария и Хо= 10000 км, У0 = 500 км для Южного полушария.

Проекция УTM применяется в пределах от 80° ю. ш. до 84° с. ш. Для полярных областей южнее 80° ю. ш. и севернее 84° с. ш. используется универсальная полярная стереографическая проекция (UPS — Universal Polar Stereographic projection).

Следовательно, в Северном полушарии до 84° с. ш. система плоских прямоугольных координат, используемая на картах НАТО, схожа с нашей. При этом как в проекции Гаусса (рисунок 1.5), так и в проекции УТМ поверхность земного эллипсоида разбивается меридианами на зоны размером в 6° по долготе. Каждая из зон последовательно проецируется на боковую поверхность цилиндра, ось которого перпендикулярна оси Земли и проходит через центр эллипсоида в плоскости экватора.

Но различие состоит в том, что в проекции Гаусса проецирование осуществляется на цилиндр, касательный к эллипсоиду по осевому меридиану зоны (рисунок 1.6), а в проекции УТМ – на цилиндр, который сечет эллипсоид по двум линиям, равноудаленным от осевого меридиана зоны. Эти особенности проецирования на цилиндр обуславливают различие масштабов m изображения (зависимость (1.2)) по осевым меридианам в проекции Гаусса (m = 1,000) и в проекции УТМ (m = 0,9996).

Различие масштабов изображения по осевым меридианам приводит к различию прямоугольных координат. Если измерить координаты одного и того же объекта на карте, составленного в проекции УТМ и в проекции Гаусса, то в общем случае они будут неодинаковыми. Различие между ними будет возрастать по мере удаления от экватора к полюсам.

Для перехода от системы координат УТМ к системе координат Гаусса (системе координат 1942 года) и обратно можно воспользоваться следующими зависимостями:

; ;

(4.1)

; ,

где и – прямоугольные координаты точки в системе Гаусса;

и – прямоугольные координаты точки в системе УТМ.

Зависимости (4.1) являются приближенными, потому что не учитывают различие размеров принятых эллипсоидов, особенности их ориентирования в теле Земли и ряд других факторов. Они позволяют переходить от одной системы координат к другой с точностью до 80 м.

В рамках Stan­dardization Agreements принят унифицированный масштабный ряд (таблица 4.1).

Анализ таблиц 1.1 и 4.1 показывает, что в системе блока НАТО размеры рамок листов карт по долготе такие же, как и в Российской Федерации, а по широте для крупномасштабных и среднемасштабных карт несколько отличаются.

Соглашением, принятым в рамках НАТО, предусматривается использование всеми странами, входящими в этот блок, единой системы подразделения топографических карт на серии.

Под серией понимается карта какого-либо масштаба на определенную территорию. Обозначаются серии сочетанием буквенного индекса с трехзначным числом.

Таблица 4.1 – Унифицированный масштабный ряд топографических карт в системе блока НАТО

Буквенный индекс служит для указания крупной территории большой страны или группы стран, например:

К – Ближний Восток;

L – Дальний Восток и Юго-Восточная Азия;

М – Западная Европа;

V – США.

Первая цифра после буквы обозначает масштаб карты:

4 – 1:500000;

5 – 1:250000;

6 – 1:100000;

7 – 1:50000;

8 – 1:25000.

Две последующие цифры служат для уточнения территории.

В качестве примера рассмотрим применение обозначения серий на территории США.

Для США, как указано выше, в целом принят индекс V. Страна поделена на 9 районов, каждый из которых включает от 3 до 9 штатов (рисунок 4.22). Карта масштаба 1:25000 на территорию штата Техас будет обозначаться «Серия V 832», что означает:

V – территория США;

8 – масштаб 1:25 000;

3 – группа южных штатов;

2 – штат Техас.

В качестве образца для стандартных условных знаков и зарамочного оформления рекомендованы топографические карты, издававшиеся бывшей Картографической службой армии США. Все тексты в зарамочном оформлении должны помещаться на двух-трех языках.

Стандартизовано и указание положения объектов по топографическим картам (целуказание). Указание положения объектов в странах НАТО осуществляется с использованием сетки УТМ, которая наносится на карты военного назначения.

Первым элементом, определяющим положение объекта, служит обозначение так называемых «указательных трапеций» (рисунок 4.23).

Боковыми сторонами таких трапеций служат граничные меридианы шестиградусных зон. Для обозначения шестиградусных зон сохраняется нумерация, принятая для обозначения колонн листов международной (в том числе и российской) миллионной карты (1:1000000). То есть зонам присваиваются номера от 1 до 60, начиная от меридиана с долготой 180°. Основаниями указательных трапеций служат параллели, взятые через 8° в пределах от 80° ю. ш. до 80° с. ш. Это пояса. Восьмиградусные пояса в направлении на север от параллели 80° ю. ш. обозначаются заглавными буквами латинского алфавита от С до X (буквы I и О пропускаются во избежание их смешения с единицей и нулем). Поясов всего двадцать: десять в Южном и десять в Северном полушарии. Сочетание номера зоны и буквы пояса образует обозначение указательной трапеции.

На рисунке 4.23 заштрихованы указательные трапеции 31Т и 48Р.

Вторым элементом указания положения объектов служат обозначения квадратов, образуемых 100-километровыми линиями сетки прямоугольных координат. Сетка координат строится в каждой зоне от ее осевого меридиана.

Столбцы обозначаются 24 заглавными буквами латинского алфавита – от А до Z (пропускаются буквы I и О во избежание их смешения с единицей и нулем).

Счет столбцов ведется на экваторе и начинается от меридиана 180° в направлении с запада на восток (на рисунке 4.24 показаны указательные трапеции 1N, 2N, 3N, 1Р, 2Р, 3Р и часть трапеций 1Q, 2Q, 3Q, находящихся вблизи экватора, с нанесенной на них сеткой квадратов со сторонами 100 км). Обозначаются как полные, так и неполные столбцы, находящиеся на краях зон. На рисунке неполными являются столбцы А, Н, J, R, S, Z. Цикл А – Z (без букв I и О) повторяется через 3 зоны, то есть через 18° по долготе.

Вследствие того, что ширина зоны по мере удаления от экватора уменьшается, уменьшается и количество столбцов (рисунок 4.25) в трапециях. Так, если на экваторе каждая зона, например первая, содержит 8 столбцов: 6 полных (В, С, D, E, F, G) и 2 неполных (А, Н), то на широте 40° их окажется всего 6, а на широте 72° – всего 4 столбца. Но буквенные обозначения столбцов сохраняются на всем протяжении. Это означает, что, в первой зоне на широте 40° останутся столбцы В, С, D, E, F и G, а на широте 72° – С, D, E и F. То есть вначале в зоне по мере удаления от экватора «исчезают» неполные столбцы, а соседние с ними становятся неполными и потом тоже «исчезают».

Обозначение рядов в каждой зоне производится отдельно. Для этого используется 20 букв: в нечетных зонах от А до V (без I и О), а в четных зонах те же 20 букв, но со сдвигом на 5 букв, то есть от F до Е. Через каждые 2000 км (20 рядов) цикл обозначений рядов в зоне повторяется.

Обозначение квадратов со сторонами 100 км образуется сочетанием индекса столбца и индекса ряда. Обозначение этих квадратов добавляется к обозначению указательной трапеции.

При необходимости указания положения объекта в пределах квадрата со стороной 100 км к обозначению данного квадрата добавляются прямоугольные координаты объекта внутри этого квадрата с требуемой точностью. В прямоугольных координатах первоначально записывается ордината, а затем – абсцисса. На рисунке 4.27 положение объекта Р указывается: с точностью 10 км – 31TDF32; с точностью 1 км – 31TDF3328; с точностью 100 м – 31TDF336284; с точностью 10 м – 31TDF33652846.

Обозначения квадратов со сторонами 100 км даются в их углах на картах и за рамками листов карт.

Линии прямоугольной сетки УТМ наносятся на карты через 1 и 10 км. На рисунке 4.27 показаны линии, нанесенные через 10 км. У выходов линий прямоугольной сетки за рамкой подписываются соответствующие значения прямоугольных координат. На рисунке за северной и восточной сторонами рамки даны подписи координатных линий для указания положения объекта в пределах квадрата (целеуказания), а за южной и западной – для определения полных прямоугольных координат объекта в пределах зоны.

Для определения листа карты, на котором должна находиться точка с заданными в буквенно-цифровом написании координатами УТМ, следует пользоваться схемами квадратов со сторонами 100 км сетки УТМ.

Для стандартизации условных знаков и зарамочного оформле­ния листов топографических карт в качестве образца приняты топографические карты, издаваемые Картографическим управлением министерства обороны США.

В целях удобства использования национальных карт отдельных стран объединенными вооруженными силами НАТО, и в первую очередь армией США, все тексты в зарамочном оформлении (выходные данные, перевод условных обозначений, расшифровка сокращений, правила пользования сеткой УТМ и т. д.) должны печататься на двух или трех языках. Как минимум, написанный текст на языке страны, издающей карту, сопровождается английским переводом. Может добавляться перевод и на язык какой-либо другой страны НАТО (например, немецкий, французский, датский на западногерманских картах земли Шлезвиг-Гольштейн, ФРГ).

Большинство европейских стран НАТО имеет свою хорошо развитую картографию и большой объем ранее выполненных картографических работ. Эти страны (Великобритания, Франция, ФРГ, Италия, Дания, Бельгия) пошли по пути сохранения большей части национальных характеристик своих топографических карт (проекций, эллипсоидов, разграфок, оформления и т.д.) и ограничились принятием стандартного масштабного ряда. Как правило, карты этих стран издаются в двух вариантах: национальном для внутреннего употребления и военном.

Особое место занимает карта масштаба 1:250000. Для всех европейских стран эта карта рассматривается как обзорная и дорожная и в то же время имеющая специфически военное назначение. Она создается только в стандартном варианте НАТО.

Но широко задуманные мероприятия по стандартизации топографических карт стран-участниц НАТО получили лишь частичное осуществление.