جی پی اس و نقشه های کاغذی – قسمت پنجم

نوع نقشه ای که معمولا مورد استفاده قرار می دهید از نوع نقشه برداری مرکاتور استوانه ای می باشد. این نوع نقشه برای جهت یابی و راهبری بسیار مناسب و کارآمد است زیرا خط مستقیمی بر روی نقشه ،مطابقت می کند با جهت قطبنما . به عنوان مثال در تصویر زیر مدارها و نصف النهارها به عنوان خطوطی مستقیم در زاویه های راست همدیگر را قطع می کنند .

فاصله بین نصف النهارها کاملا مساوی است اما مدارها اینطور نیستند زیرا نقشه برداری مرکاتور خطوط طول جغرافیایی را درست مرتب می کند و فضای بین خطوط عرض جغرافیایی را برابر با فضای پهنای مربوط به طول جغرافیایی افزایش می دهد. نقشه هایی که با این روش ایجاد می شوند بیشترین صحت را در 15 درجه خط استوا دارند و از آنجایی که انحراف در بخش های شمالی و جنوبی بسیار شدید است نقشه برداری در مدار هشتادو چهارم متوقف می گردد . این انحراف آنچنان شدید است که توده های زمین در این محدودیت ها بسیار بزرگتر از اندازه واقعی خود نسبت به توده های زمین اطراف خط استوا می باشند. بالا و پایین مدار 84 ( مناطق قطبی ) با استفاده از نقشه برداری مخروطی رسم می گردند که شرح آن در حوصله این مقاله نمی گنجد و دانستن آن نیز در این مرحله چندان ضرورتی ندارد.

از آنجائیکه خطوط طول جغرافیایی در نزدیکی قطب ها به هم نزدیکتر می شود و به هم میرسند و یا وقتی به سمت قطب ها حرکت می کنید در جائیکه نصف النهارها به هم می رسند، فواصل به تناسب کاهش پیدا می کنند و مدارها در آنها صفر درجه است. صرفنظر از اختلافات به سادگی می توانید فاصله بین دو موقعیت مکانی روی زمین را با استفاده از روش های اندازه گیری مناسب تعیین کنید.

دو گونه دیگر نقشه برداری مرکاتور ، یکی نقشه برداری مرکاتور عرضی جهانی می باشد که استوانه را از سمتی که هست به مرکز هر نصف النهار برمی گرداند و اندازه عمودی واقعی و دقیق ایجاد می کند و دیگری نقشه برداری مرکاتور مورب فضایی می باشد که در آن استوانه را با استفاده از مسیر مداری ماهواره به منظور نقشه کشی دقیق زمین از طریق ماهواره ها و با حداقل انحراف از بالا می کشند .( چیزی شبیه به ماهواره های GPS )

طول و عرض جغرافیایی :

نقشه خوانی نیازمند آن است که نحوه اندازه گیری موقعیت های مکانی روی نقشه را درک نمایید. تقریبا تمام نقشه ها موقعیت های مکانی را بر حسب یکی از واحدهای اندازه گیری به نام طول و عرض جغرافیایی مشخص می کنند. طول و عرض جغرافیایی به عنوان یک سیستم اندازه گیری شبکه در راهبری و جهت یابی بر روی زمین ، صدها سال است که مورد استفاده قرار می گیرد. این واحدها درجاتی هستند که به 60 دقیقه تقسیم می شوند که هر دقیقه به 60 ثانیه تقسیم می گردد.  مثالی از آن می تواند باشد.

نقطه ای که نصف النهار مبداء و خط استوا در آن با هم تلاقی می کنند E/W00 N/S00 تعریف می شود . N , S , E , W حروف اختصاری هستند که برای اطلاعات عددی بسته به اینکه نقطه مکانی در نیمکره شمالی یا جنوبی از خط استوا و شرقی یا غربی از نصف النهار مبداء باشد به کار برده می شوند. در هر صورت یک موقعیت مکانی باید در یکی از این چهار منطقه زمین قرار گرفته باشد ، این سیستم اندازه گیری به اندازه کافی دقیق هست تا بتوان یک شئ و یا موقعیتی را در روی زمین به فاصله چند متر اندازه گیری نمود.

از آنجائیکه این سیستم زمین را به بخش های قابل اندازه گیری تقسیم می کند در ابتدا برای راهبری بر روی اقیاوس ها ، جائیکه هیچ نشان خاکی به عنوان مرجع راهبری وجود ندارد مورد استفاده قرار می گرفت.

در استوا و تمام خطوط نصف النهار ، یک مایل دریایی برابر با یک دقیقه عرض جغرافیایی و یک درجه از عرض جغرافیایی برابر با 60 مایل دریایی می باشد. به دلیل اینکه طول مدارها زمانیکه از استوا رد می شوند کاهش می یابد اما هنوز بر تقسیمی از همان مقدار درجه دلالت می کند پهنای (عرض) درجه عرض جغرافیایی بسته به اینکه موقعیت مکانی به قطب شمال یا جنوب نزدیکتر باشد به تناسب کاهش می یابد.

از آنجائیکه سیستم اندازه گیری طول و عرض جغرافیایی بر مبنای الگوی کروی می باشد ، فرمولی برای محاسبه دقیق مسافت در هر عرض جغرافیایی وجود دارد :

(عرض جغرافیایی)Cos ضربدر (اختلاف دقیقه) = مسافت

اندازه گیری 60 مایل دریایی برای 1 درجه در خط استوا در 426/42 مایل دریایی برای 1 درجه در مدار 45 درجه محاسبه می شود. بنابراین همواره هشیار باشید که مسافت واقعی عرض جغرافیایی هر چه بیشتر از خط استوا دور شوید کاهش خواهد یافت. اگر قصد اندازه گیری مسافت را ندارید اما با استفاده از یک مقیاس می خواهید مسیر را ثبت نمایید می توانید نحوه تصحیح کردن اختلاف و رسم مسیر و تعیین موقعیت مکانی را با مطالعه مبحث کاربرد ابزار نقشه (که در قسمت های بعدی همین مقاله ارائه می گردد)بیاموزید. با این حال اگر مایلید محاسبات را حذف نمایید، می توانید از نقشه هایی که با روش نقشه برداری مرکاتور عرضی جهانی UTM تولید شده اند استفاده کنید ، در این نقشه ها ، خطوط در زوایای راست با اندازه مسافت واقعی ایجاد می شوند.

ادامه دارد …

ترجمه: ل – هدایتی

کارشناس فنی: علیرضا کیایی