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第二章航空地图及其使用案例

发布时间:2019-07-05 21:59 来源:未知 编辑:admin

  第二章航空地图及其使用案例_旅游购物_生活休闲。第二章 航空地图及其使用 ?航图特征 ?地图失真 ?地图分幅与编号 ?地图投影 ?失真性质 ?投影特点 中国民航大学空中交通管理学院 ? 地图(地理信息的载体) ? 将地球表面的全部或一部分地形

  第二章 航空地图及其使用 ?航图特征 ?地图失真 ?地图分幅与编号 ?地图投影 ?失真性质 ?投影特点 中国民航大学空中交通管理学院 ? 地图(地理信息的载体) ? 将地球表面的全部或一部分地形、地物按一定的比 例缩小,用一定的方法(数学法则)和符号描绘在 平面上的图形。 ? 地图三要素: ? 比例尺:可量取性 ? 地图符号:描述自然和社会现象的地图语言 ? 投影方法:成图的数学法则 ? 在实践中,人们要从地图上量取方位、距离、面积、体积、 倾斜度等,这就要求地图具有符合一定精度要求的可量取性, 这种可量取性是通过特定的数学法则获得的。 ? 参考椭球面上点的经纬度与它在平面直角坐标系之中的直角 坐标之间的函数关系称为数学法则 中国民航大学空中交通管理学院 中国民航大学空中交通管理学院 ? 航图(Aeronautical Chart) ? 专门供航空使用的地图 ? 分类 ? 通用航图:高空、中低空飞行及训练飞行均可使用 ? 1/500,000训练飞行 ? 1/1,000,000航线远程飞行 ? 特种航图 ? ? ? ? ? 航路图(高空、中低空) STAR/SID 仪表进近图 机场图 区域图 中国民航大学空中交通管理学院 第一节 航图的特征 ? 比例尺特征 ? 分类 ? 数字比例尺1:1,000,000 ? 文字说明比例尺:1cm相当于10km ? 线km ? 比例尺的大小 ? 大比例尺地图:=1/50万 ? ? ? ? 地面范围小,地物描述详细 用于研究地点、净空、障碍物等地形情况 设计机场仪表进近程序 超低空飞行、SAR、护林、航空摄影等 ? 小比例尺地图:=1/100万 ? 地面范围大,地物描绘简单 ? 规划航线,远程飞行 中国民航大学空中交通管理学院 ? 地形地物特征 ? 地物特征-地图符号(图例) ? 不依比例尺(点状地标) ? 半依比例尺(线状地标) ? 全依比例尺(面状地标) 中国民航大学空中交通管理学院 ? 地形特征——地图上高低起伏的形态(等高线、标 高点、分层着色) ? 高程系 ? 1956黄海高程系( 1950-1956年青岛验潮站记录的资料, 水准原点在青岛市观象山山洞里,米) ? 1985国家高程基准(1953-1979,米) ? MSL (我国采用黄海平均海平面作为大地水准面,高于MSL 为正,低于为负) ? 标高(ELEV)(某一点沿垂线方向到MSL的距离) ? 标高和地形描述方法 ? 标高点法 0146 ±1705 ±1705 ±1705 中国民航大学空中交通管理学院 ? 等高线 中国民航大学空中交通管理学院 ? ? ? ? 首曲线(基本等高线) 计曲线(加粗等高线) 间曲线(半距等高线距等高线) 中国民航大学空中交通管理学院 ? 分层着色法 中国民航大学空中交通管理学院 ? 文化特征 ? 水文特征 ? 航空特征 中国民航大学空中交通管理学院 第二节 地图失真及分幅编号 一、地图投影失真 ? 地图投影:使用一定的数学法则将地球表面规定的 经纬网格转绘到平面上的方法。 F(?,?)= f(x,y) 中国民航大学空中交通管理学院 ? 几何透视法 ? 不能将地球上全部的地形、地物表现在地图上 ? 灵活性差 ? 数学分析法 ? 根据几何透视法的原理,利用约束条件满足我们的某种或 某几种特殊需求,推导出数学法则。 中国民航大学空中交通管理学院 ? 地图失真(地图变形) ? 在投影过程中产生的地球表面形状和航图形状的变化 ? 实质:由球面向平面投影时引起的经纬网特征变化,进而 引起地理要素和航行元素的变化 中国民航大学空中交通管理学院 ? 失真分类 ? 长度失真 ? 角度失真 ? 面积失真 X? X α r α? r? Y Y? 微分圆 变形椭圆 中国民航大学空中交通管理学院 二、地图投影分类 ? 按失真性质分 ? 等角投影:投影时任何一点沿经线、纬线方向的局部比例 尺相等,即没有角度失真——便于在航图上测量航行方位。 ? 等距投影:投影时保持各点只在某一投影主方向上没有长 度失真——便于在航图上测量航行航段、航线距离。 ? 等积投影:投影时保持某区域(小圆)的面积不变,即没 有面积失真——政区、人口密度、土地利用、森林和矿藏 分布以及其他自然和经济地图。 ? 任意投影:存在三种失真,但三种失真都控制在较小的范 围内。 ? 按投影面的形状分(圆柱投影、圆锥投影、方位投 影) ? 按投影与球面的位置关系分:正轴投影、横轴投影、 斜轴投影 中国民航大学空中交通管理学院 N N N S N S N S N S S S N N N S S 中国民航大学空中交通管理学院 S 三、地图分幅与编号 ? 按照一定幅面大小将某种比例尺地图所包含范围内 的图幅划分为许多幅地图,并编注其序号的方法称 为地图分幅与编号。 ? 作用 ? 生产:避免重复、遗漏;使图幅范围控制在适当范围内, 提高绘图质量;节约增效 ? 管理:便于分类印刷、存储、包装、运输 ? 使用:便于快速检索,及时提供;便于折叠、携带,室外 使用;便于扩大比例尺,更加详细的表示各种地理要素。 中国民航大学空中交通管理学院 ? 分幅:地形图根据经纬度按照特定的规则进 行分幅,各种比例尺地形图都具有一定的经 差和纬差。 ? 以百万分之一等角正割圆锥投影图的分幅和编号 为基础进行分幅和编号。(1891年,瑞士伯尔尼 的五届国际地理学会议上,德国地理学家彭克) ? 如果要查询某一区域的航图,可以根据该区域的 经纬度范围算出其在百万航图上图幅编号,然后 以此为基础,计算出该比例尺的航图在百万航图 上的位置编号,就可以迅速选用所需航图。 中国民航大学空中交通管理学院 百万分之一航图分幅规则 ? 每幅图范围:纬差4° ? 纬度60度以下,经度差6度 ? 纬度60度之76度之间,经度差12度 ? 纬度76度之84度之间,经度差24度 ? 纬度84度之88度之间,经度差36度 ? 纬度88度以上,不再分幅 中国民航大学空中交通管理学院 中国民航大学空中交通管理学院 大中比例尺航图分幅规则 △λ=6°1:100万 △ φ=4 ° 1:25万 △λ=1°30′ △ φ=1 ° 1:1万 △λ= 3′ 45″ △ φ= 2′ 30″ 1:50万 △λ=3° △ φ=2 ° 1:5万 △λ= 15′ △ φ= 10′ 1:10万 △λ= 30′ △ φ= 20′ 1:2.5万 △λ= 7′30″ △ φ= 5′ 1:5000 △λ= 1′ 52.5″ △ φ= 1′15″ 中国民航大学空中交通管理学院 ?百万分之一航图编号a-b ?φ ? a ? ? ? ? 1 — A, B, C, ......,V ? 4? ? ?λ ? bE ? ? ? ? 31— 31,32,33......., 60 ? 6? ? ?180 ?λ bW ? ? ? 6? ? ? 30 ? ? 1 — 1,2,3......., ? 中国民航大学空中交通管理学院 1:100万 △λ=6° △ φ=4 ° 4:A~D 1:50万 △λ=3° △ φ=2 ° 4:A~D 1:5万 △λ= 15′ △ φ= 10′ 4:1 ~ 4 1:2.5万 △λ= 7′30″ △ φ= 5′ 144:1~144 1:10万 △λ= 30′ △ φ= 20′ 16:[1]~[16] 1:25万 △λ=1°30′ △ φ=1 ° 64:(1)~(64) 1:1万 △λ= 3′ 45″ △ φ= 2′ 30″ 中国民航大学空中交通管理学院 例:已知某地地理坐标E125°57′40″/ N 44°00′20″,求该地所在各比例尺地 形图的编号 中国民航大学空中交通管理学院 1:100万航图编号计算方法 行号a-列号b L-51 ?φ ? ? 44?00?20? ? a ? ? ? ?1 ? ? ? 1 ? 12 — L ? 4? ? 4? ? ? ? ?λ ? ?125?57?40? ? b ? ? ? ? 31 ? ? ? 31 ? 51 ? 6? ? 6? ? ? ? 中国民航大学空中交通管理学院 L A C B D D L L 中国民航大学空中交通管理学院 例:已知图号12-51-B,计算其地理位置 ? 由图号知该图幅的比例尺为1:50万。 ? 求出该图在百万图幅上的地理位置,并绘出草图 ? 依据1:50万航图的经纬差及其在百万航图上的序号,求 出该图幅经纬度范围 ?N ? a ? 4? ? 48? ?S ? (a ?1)? 4? ? 44? ?E ? (b ? 30)? 6? ?126? ?W ? (b ? 31)? 6? ?120? L 6 B A B D 3 C 中国民航大学空中交通管理学院 ? 1:200万航图编号(经差12? 纬差8? ;双写百万 航图的航号、列号) K,L-51,52 48°N L-51 44°N K-51 40°N 120°E L-52 K-52 126°E 132°E 中国民航大学空中交通管理学院 ? 1991年起实施的地图分幅编号系统 ? L51B002002 ? 比例尺代码:1:50万—B;1:25万-C;1:10万 -D;1:5万-E;1:2.5万-F;1:1万-G;1: 5000-H L 5 1 B 0 0 D 2 0 0 2 L 001001 002001 001002 002002 中国民航大学空中交通管理学院 第三节 地图投影 中国民航大学空中交通管理学院 ? 等角正圆柱投影——Mercator Projection 1569 ? 投影原理 中国民航大学空中交通管理学院 中国民航大学空中交通管理学院 ? 投影特点 ? 经线相互平行,间隔相等;纬线垂直于经线,越向两极, 间隔越大; ? 赤道上无任何失真; ? 地图等角,不等积,不等距(不能用统一的比例尺量取航 线距离) ? 面积失真随纬度增加明显变大。 ? 大圆航线凸向两极;等角航线是直线(任意两点相连的直 线为等角航线)。 ? 用途: ? 赤道附近领航;海上领航; 世界时区图;卫星轨迹图 ? 绘制较长距离的等角航线时的辅助用图。 中国民航大学空中交通管理学院 中国民航大学空中交通管理学院 ? 等角横圆柱投影—— Transverse Mercator Projection ? 19世纪20年代经高斯拟 定 ? 约束条件 ? 中央经线与投影面相切, 投影后保持长度不变 ? 投影后等角 中国民航大学空中交通管理学院 中国民航大学空中交通管理学院 ? 投影特点 ? 赤道为直线°的经线是直线,其他经线凹向切 经线; ? 地图等角; ? 切经线上无失真(切经线 ° 范围长度失线%,面积 失线%);同一条纬线上,离开切经线越远,失真越大; ? 同一条经线上,纬度越低,变形越大。 ? 大圆航线凹向切经线,等角航线是螺旋曲线。 ? 用途 ? 极地领航 ? 国家大地测量和五十万分之一及更大比例尺的国家基本地形图的 数学基础。 中国民航大学空中交通管理学院 ? 高斯-克吕格投影——Gauss—Kruger Projection ? 法规数学家高斯19世纪20年代拟定,后经克吕格改 进 ? 根据横墨卡托投影的特点,取可以限制投影的经度 范围,将地球表面按照经度差的分成不同的投影带 单独投影,各自建立坐标网,就可以将失真限制在 较小的范围内。 ? 我国1:2.5万至地形图采用6? 分带法;考虑到1:1万和 更大的比例尺地形图对制图精度的要求,采用3? 分 带法。 中国民航大学空中交通管理学院 6? 分带法 ? 从本初子午线? 为一带,全球 共分为60带,用阿拉伯数字标记,如0 ? -6 ? E投影 带号为1,中央经线 ? E。 ? ? ? n为投影带序号 LOE ? 6 n ? 3 LO为中央经线 LE L为任一经度 n? 6 ? ? ? LOW ? (6 n ? 3 ) ? 360 ? ? ?1 360 ? LW n? ?1 ? 6 中国民航大学空中交通管理学院 3°E 9°E 01 02 ………… 3°W 60 中国民航大学空中交通管理学院 ? 投影特点 ? 每个投影带上,中央经线和赤道为直线;其他经 线关于中央经线对称,凹向中央经线;纬线凸向 赤道; ? 等角;中央经线%; ? 大圆航线近似为直线;等角航线是曲率极小的螺 旋曲线,领航实施中近距离可以近似认为直线。 ? 用途 ? 大比例尺航图多为此种投影,常用于研究地面目 标,在通用航空飞行领域内应用广泛; ? 绘制机场专用航图和涉及仪表飞行程序的基础用 图; ? 国家大地测量和五十万分之一及更大比例尺的国 家基本地形图 中国民航大学空中交通管理学院 ? 高斯投影坐标网 ? 经纬网(地理坐标网) ? 经纬线仅标绘出内图廓线,在四个角处标注 出相应当纬度数和投影带号(或经度数)。 120? 00? 40? 20? 120? 30? 14 1140 ° 30° 0 202 40? 3396 94 16 18 20 92 90 40? 00? 1:50万 中国民航大学空中交通管理学院 1:5万 ? 高斯投影坐标网 ? 方里网(平面直角坐 标网)(1:1万—1:50 万) ? 经纬线在实地和地图 上均为曲线,单位长 度非常数,不便于精 确确定所需的方向和 距离,因此需要加绘 直角坐标网(距离中 央经线为整公里数的 两组直线组成),以 满足经济建设和国防 建设的需要。 中国民航大学空中交通管理学院 中国民航大学空中交通管理学院 00 14 114° 202 30° α 40? 3396 94 -δ 16 18 20 TH/TC A( 20218 , 3394 ) 92 90 TH/TC= α+(± δ) 中国民航大学空中交通管理学院 ? 兰伯特投影—— Lambert Projection ? 也叫等角切(割) 正圆锥投影,德 国数学家Lambert 首创,百万航图 和世界地形图的 数学基础 ? 投影原理 中国民航大学空中交通管理学院 中国民航大学空中交通管理学院 ? 投影特点 ? 经线收敛于极点,纬线是以极点为中心的同心圆。 ? 两条标准纬线之间有一条最小比例尺纬线;两条 标准纬线之间的地区长度缩短,比例尺变小;两 条标准纬线之外的地区长度伸长,比例尺变大。 ? 地图等角;标准纬线上无失真。 ? 大圆航线凸向大比例尺一方;等角航线凹向极点。 最小比例尺 中国民航大学空中交通管理学院 ? 修正多圆锥投影 ? 1962年,波恩世界百万分之一国际地图会议,百万 分之一世界地图与百万分之一分幅航图的数学基础 ? 投影原理 中国民航大学空中交通管理学院 ? 为使地图失真减小, 对地图进行分幅投 影。分幅规则等同 国际百万分之一等 角正割圆锥投影图 分幅规则。每个投 影带独立投影,单 独计算坐标,建立 数学基础。 中国民航大学空中交通管理学院 ? 投影范围:纬差4? ,经差6? ? 标准纬线? ,范围内投影,失线%,面积失线%,而且失真分 布均匀。 φN φ1 φ0 φ2 φS 中国民航大学空中交通管理学院 ? 拼接 ? ? ?? sin 2? cos? ? ? L sin ? ?? ? 图幅经差; ? ? 裂隙角;L ? 图幅边长 K-49 Δ K-49 K-50 Δ α J- 49 J-49 α J-50 中国民航大学空中交通管理学院 ? 投影坐标系 ? 按照投影公式, 指导某一点的纬 度和距离中央经 线的经度差,即 可求出其直角坐 标值。 ? 还可以通过投影 坐标表查询。 X φN φ1 φ0 φ2 φS O 中国民航大学空中交通管理学院 Y ? 投影特点 ? 经线是不平行的直线,纬线是不同心的圆 弧 ? 中央经线°的经线上以及边缘纬线 上无失真; ? 大圆航线近似为直线,等角航线为曲线; 同一分幅内可以按直线对待。 ? 存在长度、角度和面积失真,但失真都在 控制范围内。 ? 用途 ? 百万航图(主要飞行用图之一) 中国民航大学空中交通管理学院 ? 方位投影——极地平面投影(Azimuth Projection or Polar Plane Projection) ? 投影原理 中国民航大学空中交通管理学院 中国民航大学空中交通管理学院 ? 投影特点 ? 经线是放射直线 ? 纬线是同心圆 ? 纬度越低,间隔越大 ? 大圆航线是直线 ? 等角航线是螺旋曲线 ? 用途 ? 极地领航用图 ? 标画大圆航线的辅助用图 中国民航大学空中交通管理学院 第四节 基本地图作业 ? 地图作业:在航图上确定位置、画航线、量数 据等工作叫地图作业。 ? 选、拼、标、连、量、注、填 中国民航大学空中交通管理学院 一、航图的选择与拼接 ? 航图的选择(飞行性质、飞机速度、航线长短) ? 比例尺: ? 远距、高速、高空——小比例尺 ? 低空、低速——大比例尺 ? 通用航空飞行——五万分之一或十万分之一 ? 地图投影(失真性质、地图作业方便等) ? 兰伯特、高斯-克吕格(通用航空) ? 地图的内容 ? 地形地物特征准确,有便于识别的显著地标,便于进行地 图作业 ? 地图的出版日期 ? 最新出版;工作中不断充实和修正 中国民航大学空中交通管理学院 ? 航图的拼接 ? 找出邻接地图,按照左压右、上压下的方法,将相 同度数的经纬线以及航线上主要的线状地标相互对 接好 中国民航大学空中交通管理学院 二、标绘基本位置点 ? 起点(起飞机场或机场导航点)、转弯点和检 查点(显著地标或航路导航点)、终点(着陆 机场或机场导航点) ? 机场位置及跑道方向(转化为真方位) ? 转弯点、检查点 ? 导航台使用半径5mm红色圆圈或三角形标绘 中国民航大学空中交通管理学院 三、连航线 中国民航大学空中交通管理学院 四、量数据(航线角和距离) ? 量出的航线角的度数为真航线角,要转化为磁航线角。 ? 向量尺度数分为内外量圈,航线°在外圈读。 ? 由于向量尺的刻度按照百万分之一和二百万分之一两种比例 尺刻画,因此可以直接从相应的比例尺刻度上读航段距离。 ? 在紧急出航、空中临时改变航线是,要求飞行员能迅速目测 出航线角和航段距离。 中国民航大学空中交通管理学院 四、注记航线数据 ? 航线角和航段距离 ? 航线最大标高 ? 磁差 中国民航大学空中交通管理学院 五、填写领航记录表 ? 将地图作业的有关参数天如领航记录表中的领 航计划部分,方便领航准备。 ? ? ? ? 航线:起点、转弯点、终点、检查点 航线角、距离 安全高度 其余数据:检查点(正切或飞越) 中国民航大学空中交通管理学院 领航计划 值班领航员 航 线 磁 航 向 地 速 距 离 (N M) 12.7 飞 行 时 间 高度 安 全 指 定 VE MN 无 线 电 导 航 点 电 台 方 位 角 相 对 方 位 航 线 检 查 点 正 切 汀 江 杜 鲁 杜 摩 17.3 100 葡 萄 程 海 昆 明 177 147 中国民航大学空中交通管理学院 人有了知识,就会具备各种分析能力, 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书,广泛阅读, 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍,我们能丰富知识, 培养逻辑思维能力; 通过阅读文学作品,我们能提高文学鉴赏水平, 培养文学情趣; 通过阅读报刊,我们能增长见识,扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操, 给我们巨大的精神力量, 鼓舞我们前进。

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