Я могу говорить только по опыту, и это относится к PALLAS , установленному в греческом ACC и подходу LGAV. Во время обсуждения с ATCO я пришел к выводу, что используемая проекция является гномонической . К сожалению, я не читал ни одного документа, подтверждающего это (это чистое наблюдение), а если бы и читал, то не смог бы его процитировать (по понятным причинам, связанным с конфиденциальностью).

Во всяком случае, гномоника — это проекция, которую я использовал при разработке симулятора PALLAS для HCAA, и результаты были идентичными. Итак, какие характеристики имеет гномоническая проекция:

• Каждая прямая линия, которую вы начертите на нем, является частью большого круга . Это очень важно, поскольку дуга большого круга между двумя точками является наименьшим расстоянием между этими двумя точками. И при полете хочется избежать лишних миль
• Он сильно искажает области карты вдали от центра проекции, но дает очень хорошее приближение вблизи центра. Это делает его подходящим для относительно небольших географических районов.
• Вы никогда не сможете увидеть целое полушарие. Если вы посмотрите на статью в Википедии, вы поймете, почему.

Возможно, вы захотите взглянуть на эту картинку, которая не из реальной системы, а из симуляции. К сожалению, у меня нет фотографии системы, на которой показана концепция, но я надеюсь, что она есть. Обратите внимание на 19-й и 30-й меридианы, которые представляют собой прямые линии (каждый меридиан представляет собой дугу большого круга), и то, как они сходятся к северу. Также обратите внимание на синюю линию, измеряющую случайное расстояние. Это гарантированно большое расстояние по кругу. Таким образом, каждая прямая линия на карте, будь то от инструмента, подобного изображенному, или от воздушной трассы, является потенциальной траекторией движения самолета. Таким образом, вы видите «истину» каждый раз, когда видите прямую линию.

^{Авторское право: собственная работа, инструмент DARSSY}

PS: Теперь, что касается вашего фактического вопроса о том, какие проекции обычно используются : другие упомянули стереографические, а я упомянул гномонический (и я почти уверен, что это именно он) для PALLAS. Так что нет такой вещи, как обычно . Проекция — это инструмент . И поэтому вы должны выбрать правильный для каждой ситуации. Теперь я не знаю, в чем ваш профессиональный интерес , будь то пилот, ATCO или коллега-разработчик, желающий написать свой собственный симулятор (или даже CWP ???), в любом случае я бы посоветовал вам связаться с кем-то, кто знает внутренности конкретной интересующей вас системы.

Что касается точности, вам сначала необходимо решить вопрос о точности радара, на которую влияет покрытие, расстояние от радара, атмосферные условия и другие факторы, которые выходят за рамки ответа. Затем вы можете задаться вопросом, стоит ли анализировать, может ли проекция заставить контроллер ошибиться.

Обычно для дисплеев УВД используется стереографическая проекция, особенно если мультисенсорный трекер объединяет данные из нескольких источников. Европейская система обработки данных наблюдения ARTAS использует его для внутренних целей и для вывода (непроецируемый WGS84 также поддерживается для дисплеев, выполняющих собственные проекции, и инструментов поддержки контроллера). Система Thales Eurocat/TopSky также использует стереографическую проекцию.

В старых одиночных радиолокационных системах иногда используется простая локальная проекция.

$X=\rho \sin(\theta)\\ Y=\rho \cos(\theta)$

С:

• $\rho$: измеренный диапазон
• $\theta$: измеренный азимут

Из-за искажения, вызванного проекцией из 3D в 2D, это работает только для одного радара.

Похоже, @mins правильный. Согласно стереографической проекции радиолокационных данных в сетевой радиолокационной системе Дж. Дж. Берка,

В объединенных системах противовоздушной обороны и управления воздушным движением данные с радаров дальнего действия направляются в центр управления сектором и стереографически проецируются на общую координатную плоскость для представления операторам системы на консолях дисплея.

Кроме того, из книги Роберта Малхолланда «О применении стереографической проекции для представления движущихся целей в системах управления воздушным движением »:

ARTCC обслуживается множеством радаров, а управление воздушным судном в горизонтальном направлении осуществляется посредством стереографического представления местоположения целей в одной плоскости.

И,

Горизонтальное разделение воздушных судов под управлением единого центра управления воздушным движением в национальной системе воздушного пространства (NAS) достигается за счет управления относительным разделением точек на плоскости, которые представляют фактическое местоположение воздушных судов. Предполагается, что таким представлением является изображение ортогональной проекции самолета на среднюю поверхность земли на уровне моря при стереографическом отображении.

Картографические проекции, как известно, плохи на краях области, которую они представляют.

Следовательно, при взгляде на настенную карту земного шара область около середины довольно точна, а около верха и низа она становится странной.

Карты секторов УВД всегда отображаются по центру своей области. Так что середина их карты точна, а, в худшем случае, крайние края немного искажены.

Самые большие центры , которые я могу найти, находятся примерно в 1000 милях от центра до края. ( Секторы , очевидно, будут значительно меньше).

Так что, хотя я не могу сказать вам точную величину искажения, я думаю, что искажение примерно на 500 миль на прицеле будет довольно небольшим.

У меня есть некоторый опыт здесь. Основываясь на моих наблюдениях за фактическим радаром, размещение целей на прицеле полностью основано на наклонной дальности. Элементы карты основаны исключительно на расстоянии от датчика. Когда я впервые заметил это, я был сбит с толку несоответствиями, которые это внесло бы. Но решающими факторами являются ограничения размеров воздушного пространства и тот факт, что пилоты могут летать на постоянной высоте. Нам никогда не нужно беспокоиться об отделении самолета на высоте 20000 футов и 4 миль от самолета, который находится на расстоянии 3000 футов и одной мили. Диапазоны гораздо более горизонтальны, чем вертикальны, и это сводит к минимуму проблемы с разделением.

Это не является исчерпывающим и не охватывает карты радаров вблизи полярных регионов, но в CONUS и многих других областях экран радара примерно соответствует проекции Ламберта. На самом деле, точные измерения с дисплеев УВД не нужны, так что фактическая проекция не вызывает особого беспокойства.

В системах наведения отображение управляется более тщательно, как часть бюджета ошибок при управлении наведением на цель и навигацией к цели (как в приложении для наведения ракет).

Возвращаясь к ATC, он приближается к Ламберту, но точная линейность проекции на экране не критична.

Наконец, в центральных операциях и при операциях наблюдения на больших территориях дисплеи, покрывающие большие площади, являются составными дисплеями, и опять же, точные измерения берутся не с экрана, а скорее из целевых метаданных, поддерживаемых компьютерами.

В вашем вопросе необходимо рассмотреть три момента. Обычно проекция, используемая для построения бумажных диаграмм, учитывает максимальную ошибку, с которой обычно справляется технология печати. То есть, учитывая деформацию термобумаги из-за источников/поглотителей тепла и механических допусков при печати, такие 0.1mmдопуски допустимы. На обычной 1:25000диаграмме это означает абсолютную погрешность 2,5 м в полевых условиях. Другой проблемой, которую следует учитывать, является разрешение экрана дисплея. При разрешениях 4096 на 4096 пикселей у вас будет относительная ошибка1/4096вы не можете исправить, как ограничение экрана дисплея. Это может значительно увеличить ошибку в абсолютных единицах по мере увеличения расширения карты, что делает проекцию абсолютно эффективной, скрывая ошибки внутри других ошибок.

Нормальные проекции расходятся нормально от точки построения (или линии в случае UTM, Ламберта или Прямого Меркатора). Я рассматриваю каждую из них.

Обычно в наземных местах наиболее общепринятым (сейчас) для его точности является UTM, который не является непрерывным, поскольку он состоит в отображении земной поверхности в виде эллиптического цилиндра с осью, перпендикулярной оси вращения Земли. В этом цилиндре учитывается только шесть градусов дома по долготе, а плоскость касается полного меридиана. Максимальное расстояние составляет 6 градусов по долготе, что приводит к отклонению от истинной точки менее чем на 0,05% (и по этой причине оно масштабируется на 0,9995, чтобы получить половину отклонения по всей плоскости). Обычно отображение этого класса полностью соответствует разрешению обычного дисплея (даже при разрешении 4000x4000 пикселей) без необходимости отклоняться на один пиксель от поверхности отсчета. Это составляет максимум 0,03% прибл. 350 км от меридиана.

Ламберт, который использует параллель касания, даже имея больше отвлекающих ошибок, также намного ниже предела для экрана 4000x4000 пикселей, даже при отклонении от параллели касания более чем на 1000 км. Это делает эффективный точный экран для карт с покрытием более 2000 км (север/юг).

Наконец, полярная стереографика обычно используется только для высоких широт (около полюсов) и не рассматривается на большей части земного шара. Из-за эллиптической поверхности земли обычно не используют для изображения в одной точке из-за разных радиусов кривизны земной поверхности в меридиональном и параллельном направлениях.

Также упоминалась гномоническая проекция, поскольку свойства, заключающиеся в том, что все максимальные окружности отображаются в прямые линии (это делает нормальные прямые аппроксимации для отображения в прямые линии), имеют аналогичные отклонения (например, двойное, будучи не проекцией касательной линии, а точкой касания). проекции он отклоняется больше, но ошибки примерно вдвое больше, чем у вас в проекциях по касательной)

Следует также учитывать, что в случае радиолокационной системы, вероятно, наиболее точной проекцией для достижения наилучших результатов должна быть локальная проекция UTM (с центральным меридианом, проходящим через ось вращения радара), поскольку тогда у вас не будет никакого отклонения. от северного полюса из-за схождения меридианов. Примечательно, что с этим замечанием, вероятно, различия между астрономическими (теми, которые вы измеряете до геоида) и геодезическими координатами начинают быть значимыми на расстояниях, значительно превышающих 1000km.

С другой стороны, радары делают ошибки, и вы обычно получаете на экране точки, привязанные к расстоянию и азимуту. Как было сказано в других ответах на этот вопрос. Расстояние зависит от метеорологических возмущений, которые делают ошибки, полностью превосходящие упомянутые ранее. А с углами проблема еще больше, так как на вас могут повлиять проблемы рефракции в радаре. Это приводит к тому, что на получение некоторых точек влияют ошибки, намного большие, чем ошибки, сделанные в проекции (за исключением случаев, когда проекция плохо рассчитана), вы можете полностью доверять используемой проекции.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Только в том случае, если ваша проекция ошибочно выбрана или рассчитана, вам придется беспокоиться об ошибках, вносимых (на любом расстоянии) для радиолокационного позиционирования. Если программное обеспечение для проектирования хорошо настроено, погрешности будут на несколько порядков ниже измерительных, и можно будет считать земную поверхность практически плоской. (вам в любом случае нужно делать только азимутальные поправки из-за схождения меридианов, так как проекции согласуются только локально, но все, что вы увидите на экране, будет точно так, как измерено на экране с возможностями разрешения экрана)

РАЗЪЯСНЕНИЕ

Как инженер-программист, наиболее вероятной картографической проекцией у вас будет коническая проекция Ламберта или UTM-меркатор , независимо от того, как тогда представлены координаты, поскольку обе сочетают в себе точность результатов с соответствием сеток данных. Но я рекомендую прочитать руководство по экрану радара, чтобы получить окончательный ответ. UTM является официальным в большинстве стран мира, но исторически lambert использовался долгое время.