Способ изготовления модели небесного тела

 

Изобретение используют для изготовления объектов картографии - моделей небесных тел, имеющих сжатие более 0,2. Способ заключается в том, что модель небесного тела выполняют в виде трехосного эллипсоида , поверхность которого обклеивают картой , состоящей из набора отдельных сегментов, включающего четыре одинаковых комплекта, при этом конфигурацию каждого сегмента определяют по определенным математическим зависимостям. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 09 В 27/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

0< )3 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4758437/12 (22) 10.11.89 (46) 30.04.92, Бюл. № 16 (71) Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (72) Л.M. Бугаевский, Б,В. Краснопевцева и

К.В. Шингарева (53) 371.67 (088.8) (56) Патент Франции ¹ 2227803, кл.G 09 В 27/00, 1974.

Изобретение относится к картографии, в частности к способам изготовления объемных моделей небесных тел — глобусов, которые могут быть использованы при решении прикладных задач космонавтики, для чтения лекций в планетариях, в учебных процессах в школах и вузах.

Известны способы изготовления шаровых глобусов, в основе которых лежит объемная шаровая модель, на которую наносятся сегменты карт одинаковой формы и размеров в видоизменной поликонической проекции, где плановые координаты одинаковы для всех сегментов, Примером могут служить глобусы Земли, глобусы звездного неба и т.д.;

Наиболее близким к изобретению является способ изготовления глобуса Луны масштаба 1:10 000 000.

Однако для шаровых глобусов характерно недостаточное соответствие модели глобуса фигуре небесного тела при аппроксимации ее шаром, так как целый ряд небесных тел имеет геометрически более

ЫЛ 1730бб1 А1 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МОДЕЛИ

НЕБЕСНОГО ТЕЛА (57) Изобретение используют для изгОтовления объектов картографии — моделей небесных тел, имеющих сжатие более 0,2. Способ заключается в том, что модель небесного тела выполняют в виде трехосного эллипсоида, поверхность которого обклеивают картой, состоящей из набора отдельных сегментов, включающего четыре одинаковых комплекта, при этом конфигурацию каждого сегмента определяют по определенным математическим зависимостям. 3 ил. сложные формы (фигуры) со значительным экваториальным и полярным сжатием, Использование сегментов карт одинаковой формы и размеров в видоизмененной поликонической проекции непригодно для объемных моделей более сложной формы. Получаемое по этим моделям восприятие физической поверхности небесных тел является искаженным.

Цель изобретения — максимальное обеспечение соответствия моделей небесных тел их физическим особенностям и, как следствие, повышение адекватности восприятия отображенной на глобусе реальной поверхности небесного тела, а следовательно, повышение точности решения прикладных задач космонавтики.

Цель достигается тем, что модель небесного тела выполняется в виде трехосного эллипсоида (фиг,1), а набор сегментов карт представляют в виде четырех одинаковых комплектов (фиг.2), при этом геометрические параметры и конфигурацию

1730661 каждого сегмента определяют по следующим зависимостям (фиг.3):

5Л

Y =(уц — уцди) cos U+ by, где где Х, Y — прямоугольные координаты точек картографической сетки проекции для каждого сегмента;

$, — длины дуг меридианов, изменяющихся по долготам и широтам от экватора до параллели U = const;

U — заданные параллели; уц, уцо — длины дуг отрезков экватора данного трехосного эллипсоида между заданными и средними меридианами зон, получаемые при сохранении длин экватора;

Лу — поправки в ординаты и абсциссы за счет изменения кривизны эллипсов экватора и параллели.

На фиг.1 представлена модель небесного тела в форме трехосного эллипсоида, общий вид; на фиг.2 — комплект сегментов различной формы, обеспечивающих покрытие картами 1/4 части модели небесного тела (всего 4 симметричных части); на фи.3 — геометрическая интерпретация системы координат точек эллипсоида.

Сущность способа заключается в использовании в качестве объемной модели небесного тела трехосного эллипсоида и разработке двух новых специальных картографических проекций трехосного эллипсоида для последующего построения картографического изображения сегментов с минимальными искажениями вдоль меридианов и параллелей. В первой предназначенной для картографирования всей поверхности без полюсов, сохраняются длины на экваторе и учитывается неортогональность проекций меридианов на плоскость экватора экваториальному эллипсу.

Поскольку в каждом сегменте ординаты получают различные смещения, меридианы изображаются линиями, кривизна которых изменяется от сегмента к сегменту. Во второй, предназначенной для изображения полюсов, проекции сохраняются длины разных по величине меридианов трехосного эллипсоида.

Таким образом, заявляется глобус в форме трехосного эллипсоида, при создании которого соединяются в единую модель не просто отдельные элементы одинаковой формы и размеров, а разные по форме, кривизне линий, размерам детали (сегменты), полученные с учетом параметров реального небесного тела и в совокупности образующие единую объемную модель в форме трехосного эллипсоида, несущую на себе строго определенную и пространственно локализованную информацию о реальной поверхности небесного тела.

5 Примером конкретной реализации предложенного способа является создание глобуса поверхности естественного спутника Марса — Фобоса, фигура которого аппроксимируется трехосным эллипсоидом.

10 Использование трехосного эллипсоида в качестве объемной модели обеспечивает по сравнению с прототипом (шаровой моделью) уменьшение искажений и, следовательно, повышение точности при отобра15 жении поверхности небесного тела на глобусе, а также обеспечение максимального соответствия формы модели форме реального тела и, следовательно, формирование более адекватного, наиболее прибли20 женного к реальности представления о небесном теле, его форме и структуре поверхности, Формула изобретения

Способ изготовления модели небесного тела, заключающийся в том, что выполняют макет тела и обклеивают его картой, состоящей из набора отдельных сегментов, каж30 дый из которых представляет собой скорректированную на объемный участок часть плоской карты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности моделирования небесных тел, имеющих сжатие

35 более 0,2, макет небесного тела выполняют в виде трехосного эллипсоида, а набор сегментов выполняют из четырех одинаковых комплектов, при этом конфигурацию каждого сегмента определяют по следующим за40 висимостям: х=

Л

У=(уц — уцо) cos U+ hy

45 где Х, Y — прямоугольные координаты точек картографической сетки проекции для каждого сегмента;

$ — длины дуг меридианов, изменяю50 щихся по долготам и широтам от экватора до параллели;

U — заданные параллели; уц, уцо — длины дуг отрезков экватора данного трехосного эллипсоида между за55 данными и средними меридианами зон, получаемые при сохранении длин экватора;

Ay — поправки в ординаты и абсциссы за счет изменения кривизны эллипсов экватора и параллели.

1730661

100