1.7. Определение расстояний по карте
При выполнении измерительных работ на карте чаще всего приходиться определять расстояния между точками: начальной и конечной точкой маршрута движения, целью и огневой (стартовой) позицией и т.д.
Расстояния по карте измеряют, пользуясь обычно численным или линейным 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 1:50000 показывает, что все линейные размеры элементов местности (их горизонтальные проекции на уровенную поверхность) при изображении на карте уменьшены в 50000 раз.
Расстояние на местности в метрах или километрах, соответствующее 1 см на карте, называется величиной масштаба. Ее указывают на карте под численным масштабом (рисунок 1.16).
При пользовании численным масштабом расстояние, измеренное на карте в сантиметрах, умножают на величину масштаба. Например, на карте масштаба 1:50000 расстояние между двумя местными предметами равно 4,7 см. На местности оно будет равно 4,7 ∙ 500 = 2350 м. Если расстояние, измеренное на местности, необходимо отложить на карте, его надо разделить на величину масштаба. Например, на местности расстояние между двумя местными предметами составляет 1525 м. На карте масштаба 1:50000 оно будет равно 1525 : 500 = 3,05 см.
Линейный масштаб представляет собой графическое выражение численного масштаба. Его помещают на карте под величиной масштаба (рисунок 1.16). На шкале линейного масштаба оцифрованы отрезки, соответствующие расстояниям на местности в метрах или километрах. Это облегчает процесс измерения расстояний, так как не требуется производить вычисления. Измерения по линейному масштабу выполняют с помощью циркуля-измерителя (рисунок 1.17).
Длинные прямые 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 (рисунок 1.18). Построение его основано на пропорциональности отрезков параллельных линий, пересекающих стороны угла.
Расстояния по карте с помощью поперечного масштаба и циркуля-измерителя определяют в следующем порядке:
совмещают ножки циркуля с концами измеряемого на карте отрезка прямой;
не меняя раствора циркуля, устанавливают его ножки на нижней горизонтальной линии масштаба так, чтобы правая ножка находилась на одной из вертикальных линий масштаба, а левая – в пределах участка масштаба с наклонными линиями;
не смещая правую ножку с вертикальной линии, передвигают циркуль вверх до тех пор, пока левая ножка не попадет на одну из наклонных линий масштаба, при этом обе ножки должны быть на одной горизонтальной линии;
определяют величину измеряемого расстояния, пользуясь цифрами масштаба: число километров указывает цифра вертикальной линии, на которой находится правая ножка циркуля, число сотен метров – цифра наклонной линии, на которой находится левая ножка циркуля, а число десятков метров – цифра горизонтальной линии, на которой (выше которой) находятся обе ножки циркуля. На рисунке 1.18 измеряемое расстояние равно 1167 метров.
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 1.9.
Таблица 1.9 – Ошибки в определении расстояний с помощью циркуля-измерителя и поперечного масштаба
Масштаб карты | Предельная графическая ошибка, м | Средняя ошибка |
1:25000 1:50000 1:100000 1:200000 1:500000 1:1000000 | 2,5 5 10 20 50 100 | 12–25 25–50 50–100 100–200 250–500 500–1000 |
Длину маршрута определяют по карте обычно курвиметром (рисунок 1.19). Стандартный курвиметр имеет две шкалы (2) для измерения расстояний по карте: с одной стороны метрическую (от 0 до 100 см), а с другой стороны дюймовую (от 0 до 39,4 дюйма). Один дюйм равен 2,54 см.
Механизм курвиметра состоит из обводного колеса (5), соединенного системой зубчатых передач со стрелкой (3). 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. Для установки курвиметра строго на начальной или конечной точки маршрута на корпусе курвиметра (1) имеется указатель (4). Снятый со шкалы курвиметра отчет необходимо умножить на величину масштаба карты.
Длина маршрута, представляющего собой прямую или извилистую линию, может измеряться «шагом» циркуля-измерителя (рисунок 1.20).
Порядок работы изложен выше при описании пользования линейным масштабом для измерения длинных прямых линий. При измерении криволинейного маршрута «шаг» циркуля-измерителя принимается таким, чтобы участки маршрута, соответствующие размеру шага, были близки к прямолинейным. Таким образом, извилистая линия заменяется ломаной, состоящей из одинаковых отрезков.Если маршрут представляет собой ломаную линию, то его длина может быть измерена наращиванием раствора циркуля-измерителя. При этом длина маршрута на карте не должна превышать длины шкалы линейного или поперечного масштаба. В противном случае маршрут делится на участки, измерение которых производится отдельно, а полученные результаты суммируются.
Измерение производится в следующем порядке (рисунок 1.21):
совмещают ножки циркуля с концами первого отрезка (одну с началом первого отрезка, а вторую – с началом второго);
переставляют ножку циркуля, стоящую на начале первого отрезка, на продолжении в сторону первого второго отрезка (на рисунке в точку А1);
наращивают раствор циркуля перестановкой второй ножки на конец второго отрезка (на рисунке в точку Б);
повторяют перестановки ножек (первой – на продолжение следующего отрезка в сторону предыдущего, а второй с наращиванием раствора циркуля – на конец последующего отрезка) до конца маршрута;
определяют длину маршрута с помощью линейного (поперечного) масштаба или сантиметровой линейки.