本发明涉及地理坐标网在大比例尺地图中应用、读取大比例尺地图地理坐标方法及实现该方法的地图。
背景技术：
常见地图，地理坐标网采用高斯投影的方法，由转绘到平面上的经纬线网构成。2015年1月武汉大学出版社出版的胡允达主编《军事地形学与定向越野》第二版上介绍比例尺大于1：25万的地图上，图廓间只绘有分度带的分划，每一分划相应经纬度1′，图的四角注有相应的经纬度数值。当用户需要时，将两两相对的经纬度分划短线临时连接起来，就是纬线和经线。用户需要用地理坐标指示目标点在图上的位置时可分两种情况：一是图上量取点的地理坐标；二是按地理坐标确定点在图上的位置。现以第一种情况，图上量取点的地理坐标为例说明使用过程：第一步，先在南北图廓和东西图廓间的分度带上，找出最接近但又小于该点的经度分划和纬度分划；第二步，在分划间连以经、纬线；第三步，量取目标点至所连经、纬线的垂距；第四步，量取经、纬线分度带的分划长；第五步，按下式分别计算不足一分的秒值：秒值=60秒×点至经（纬）线的垂距÷经（纬）线分度带的分划长。第六步，分别计算出秒值。第七步，将所得秒值分别加在所连经度或纬线的度、分值上，即得目标点地理坐标。如果已知某点的地理坐标，当需确定它在图上位置时，可先在南北和东西分度带上，按经纬度确定出垂距，再将对应点连线，其交点即为目标点在图上的位置。由此可见，上述过程繁琐，效率低下，容易出错。
技术实现要素：
本发明的目的为克服上述目标点地理坐标量测方法和大比例尺地图存在的缺陷，提供地理坐标网在大比例尺地图中的应用、读取大比例尺地图地理坐标的方法以及实现该方法的地图。
本发明解决上述问题采用的技术方案：地理坐标网在大比例尺地图中的应用、读取大比例尺地图地理坐标的方法以及实现该方法的地图，读取大比例尺地图地理坐标的方法包括如下步骤：备经纬网线，寻找最接近但又小于该点的经度线和纬度线，量取目标点至该经线和纬线的垂距，求秒值，判读地理坐标；所述备经纬网线的过程包括寻找地图相同的经度分划和纬度分划，连以经线和纬线，这两个内容均由专业人员在地图使用前完成；所述寻找最接近但又小于目标点的经度分度线和纬度分度线改为地理坐标网上目测快速实施，所述量取目标点至所连经线和纬线的垂距改为卡取垂距，所述求秒值包括量取经线和纬线分度带的分划长、列式计算、得出秒值共3项内容改为平移垂距完成，所述判断地理坐标改为直接读取地理坐标完成。
读取大比例尺地图地理坐标方法的地图包括地理要素、数学要素、辅助要素，地理坐标网应用于大比例尺地图，相邻地理坐标网经纬线的分度带相差1分值，每个分度带都用度值分值标注，每个分度带之间在外图廓线上有秒值分划尺短线刻度。
地图的内廓线上为直角坐标的短划线刻度，并全部标注全概略坐标。
直角坐标与地理坐标网标注字体样式区分明显不同，直角坐标采用斜体字。
为了更好地理解本发明的实质，鉴于大比例尺地图均采用平面直角坐标网测绘，就让我们先说说平面直角坐标使用中存在的不足：1.它依据高斯原理测绘，目标点的直角坐标不是它们在地球上的唯一坐标，而是相对高斯投影带上的相对坐标。这个特点犹如人工加密，使初学者伤透脑筋。2.同一平面直角坐标表述方法多达5种，就全球来讲，有正有负，数位不一，不利于信息化处理传输。3.不同投影带的直角坐标系不一致。故不利于用户远距离跨部门协同使用。全球投影带多达60个，仅我国就涉及第13带至第23带。
将平面直角坐标网和地理坐标网作以比较，可以看出：
1.地图上的线由若干个点测绘而成。就实地测绘而言，点的位置首先是由测绘人员装备的定位装备确定的。所以，地理坐标的数据具有原始性和可靠性。
2.地理坐标具有绝对性和唯一性。而平面直角坐标网，依据高斯原理测绘，目标点的常用直角坐标不是它们在地球上的唯一坐标，而是相对高斯投影带上的相对坐标。如平面直角坐标网为了避免横坐标出现负值，采用所谓通用横坐标值，即把中央经线按500公里计算。这样，在中央经线以东的横坐标值均大于500公里，以西的小于500公里。这种人为起算方式使得普通使用者费解和费事。地理坐标网对于初学者来说，极易学习和掌握，而直角坐标网的系统性复杂性使许多人浪费了大量时间精力，甚至产生畏难情绪而止步于学科门外。
3.用户需求方面。用户导航等设备总是依赖于目标点的地理坐标。大比例尺地图上的平面直角坐标网即使量测方便，但最终要换算为地理坐标。这种换算必然浪费时间和带来较大误差。
4.人员定位装置能直接读出站立点的地理坐标，而在大比例尺上标注时需要反向计算，费时费事并带来误差。
5.图上量测目标点时，由于距离具有十进制的特点，更加符合人的习惯，应该说最容易办到。而图上量测目标点的地理坐标难度更大。如果能将难办和浪费时间的事情放在制作大比例尺地图时由专业测绘人员预先办好，就能为用户节约大量时间，减少工作量，还能减少误差，这是都是本发明在大比例尺地图上确立地理坐标网主体地位的原因所在。
由以上讨论，可以得出本发明大比例尺地图上应用地理坐标网的优点如下：
1通过在大比例尺地图上应用地理坐标网，图上目标点更便于以地理坐标定位，并具有直观性和唯一性。便于学习者理解，有利于激发学习兴趣，缩短学习时间。
2通过在大比例尺地图上应用地理坐标网，指示具体目标更加准确。以1:5万地图对应地球赤道为例，直角坐标每毫米对应于50米；地理坐标每秒角度对应约30多米。地理坐标刻度明显优于直角坐标。
3通过在大比例尺地图上应用地理坐标网，当具体目标点与用户人员重合时，用户人员随身所带定位仪器报读结果将与目标具有高度一致性。这使用户人员站立点在图上位置更便于直接标示出来。
4通过在大比例尺地图上应用地理坐标网，用户报告目标点坐标更加快捷。而不需繁琐换算。
5地理坐标在大比例地图上不成网，并由此造成地图及用图人员人力物力资源很大浪费，其原因就是人们长期存在的轻视地理坐标网的认识偏见，以为地理坐标网极不好用，而传统的平面直角坐标网方林格方方正正、使用起来便利准确快速。
因此，推动地理坐标网在大比例尺地图上的应用，需要克服人们长期存在的平面直角坐标网“准确好用”的认识偏见。以解决人们长期以来想解决的快速、准确、远程、协同地报告目标的难题。
就目标点的大比例尺地图地理坐标量测方法而言，本发明解决上述技术问题的量测方法包括如下步骤：备经纬网线，寻找最接近但又小于该点的经度线和纬度线，量取目标点至该经线、纬线的垂距，求秒值，判读地理坐标。本发明将所述备经纬网线的过程包括寻找地图相同的经度分划和纬度分划，连以经线和纬线，这两个内容改由专业人员在地图制作过程中即地图使用前完成；所述寻找最接近但又小于目标点的经度分度线和纬度分度线改为用户在地理坐标网上目测快速实现，所述量取目标点至所连经线、纬线的垂距改为用户卡取垂距，所述求秒值的3项内容包括量取经线和纬线分度带的分划长、列式计算、得出秒值改为平移垂距，读取地理坐标改为连读地理坐标完成。
对于用户来说，备经纬网线的过程包括寻找地图相同的经度分划和纬度分划，连以经线和纬线，这两项最复杂繁琐的工作内容改由专业人员在地图制作过程中即地图使用前完成，不仅带来用户省略这两项内容的时间和画线的误差，而且对于一些较大比例尺地图，减小了用直线直接代替经纬线实际上的曲线所引起的误差。用户寻找最接近但又小于目标点的经度分度线和纬度分度线在地图幅面很大并充满密密麻麻等高线地图的实际操作中很容易出错，而改为用户在地理坐标网上判读不仅能快速实现而且不易出错。用户量取目标点至所连经线、纬线的垂距改为用户卡取垂距不仅排除了原平面工具如指挥尺覆盖地图带来的视觉干扰，而且避免了读出数字产生的人工误差。用户以下3项内容包括量取经、纬线分度带的分划长；用秒值=60秒×点至经（纬）线的垂距÷经（纬）线分度带的分划长，列计算式；通过计算得出不足一分的秒值，这些一般要用到计算器之类的工具，同时四舍五入也要带来误差。求秒值的这3项内容改为平移垂距线段则要省事便捷得多。读取地理坐标改为连读地理坐标后，省事省力。
本发明还涉及实现目标点地理坐标量测方法的地图，包括地理要素、数学要素、辅助要素。其特征在于：地理坐标网应用于大比例尺地图，相邻经纬线的分度带相差1分值，每个分度带都用度值分值标注，每个分度带在内廓线上有秒值分划尺短线刻度。
作为本发明的一种改进，地图的外图廓线上为直角坐标的短划线刻度，并全部予以完整标注。
作为本发明的一种改进，直角坐标与地理坐标网字体样式区分明显，直角坐标采用斜体字。
本发明有益效果：
1．用户原有方法的多个步骤及其内容因过程简化，效率高。
2改进后不需费力地寻找、标识分度带短划线和连线，有利于防止寻线差错、消除连线误差和读数误差。
3．不再需要读出数字和列式计算，速度快，出错也少。
4．减少了工量具如本例中的长直尺，计算器等。
5．人们长期以来存在轻视地理坐标网的认识偏见，以为大比例尺地图上地理坐标网不如直角坐标好用，传统的平面直角坐标网方林格方方正正、使用起来似乎便利准确快速。本发明通过比较直角坐标网和地理坐标网1：5万以上（含）分度带上最小刻划的毫米和秒值对应赤道实地长度，表明使用地理坐标刻度精度可以更高；通过论证地理坐标数据的原始性，表明地理坐标更为便捷准确；特别是将最复杂最繁琐的地理坐标网测绘工作改由专业测绘人员去做，放在地图制作过程完成，通过上述全面比较，纠正了这种偏见，并产生了预料不到的上述效果。总之，大比例尺地图用地理坐标网代替平面直角坐标网，有利于节约用图人员人力物力和地图印刷资源的很大浪费。
附图说明
图1适合1：5万以上（含）地图通用的本发明示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实例1
如附图所示，拟判读目标点p的地理坐标。现以应用地理坐标前后两种方法分别求取p点地理坐标为例，详述判读过程及其差异。
第一种办法：以使用本发明前的原有方法和地图，量取p点纬度的实际过程如下：第一步，在地图西图廓间的分度带上，通过图廓西南角、西北角标注的经纬度数值差值，结合西图廓间的分度短划数量，先判断出哪组数字是纬度数字，并标出度值之间的分度带短划对应的分值数。操作中，因短划线与直角坐标相距不一，有的甚至接近重合，容易混淆，操作时需格外细心，特别要利用好每分划长几乎一样这个特点。同理，标出东图廓线上的分度带短划及其分值数。通过试连，寻找出最接近但又小于该点的经度分划，结果为29°31′，操作中因地图幅面较大，需要准备一个长达东、西图廓之间的长直尺，推荐使用44厘米长直尺。第二步，用长直尺连接东、西图廓之间的29°31′短划线为直线段。第三步，量取p点到所连纬线的垂距，结果为1.05厘米。第四步，量取临近纬线分度带的分划长，为3.7厘米。第五步，按以下公式计算不足一分的秒值：秒值=60秒×点至经（纬）线的垂距÷经（纬）线分度带的分划长=60″×1.2÷1.6。第六步，计算得出秒值为=17″。第七步，将所得秒值分别加在所连纬线的度、分值上，即得p点地理坐标的纬度为29°31′17″。
以使用本发明前原有方法和地图，量取p点经度的实际过程如下：第一步，在地图南图廓间的分度带上，通过图廓西南角、东南角标注的经纬度数值差值，结合南图廓间的分度短划数量，先判断出哪组数字是经度数字，并寻找标出度值之间的分度带短划及对应的分值数。操作中，因短划线与直角坐标相距不一，有的几乎重叠，容易混淆，操作时需格外细心，特别要利用好每分划长几乎一样这个特点。同理，标出北图廓线上的分度带短划及分值数字。通过试连，寻找出最接近但又小于该点的经度分划。结果为106°31′。第二步，用长直尺连接南北图廓之间的106°31′短划线为直线段。第三步，量取p点到所连经线的垂距，结果为23厘米。第四步，量取经线分度带的分划长，结果为26.75厘米。第五步，按以下公式计算不足一分的秒值：秒值=60秒×点至经（纬）线的垂距÷经（纬）线分度带的分划长=60″×23÷26.75。第六步,计算得出秒值为45″。第六步，将所得秒值分别加在所连经线的度、分值上，即得p点的地理坐标的经度为106°31′52″。
第二种办法：
以本发明方法和地图，量取p点纬度的实际过程如下：在地理坐标网格上容易看出小于p点的纬线为29°31′，用两脚规卡定p点到该线的垂距，平移该垂线至南图廓上，从该图廓上读得p点的北纬坐标为29°31′17″。其中，29°31′是读出的地图西外图廓线上的分度带标注，17″是两脚规张度不变平移到西外图廓线，即以29°31′为第一脚，第二脚落在29°31′与29°31′之间秒值分划尺上的读数。
同理，量取p点经度的实际过程如下：在地理坐标网格上容易看出小于p点的经线为106°31′，用两脚规卡定p点到该线的垂距，平移该垂线至南外图廓上，从该外图廓上读得p点的经线坐标为106°31′52″。其中，106°31′是读出的地图南廓线上的分度带标注，52″是两脚规张度不变平移到南廓线第一脚以106°31′为起点，第二脚落在106°31′与106°32′之间秒值分划尺上的读数。
通过两种办法的比较，可以看出，本发明将原有地图使用的步骤及其工作内容简化，效率高；不再需要寻找分度带短划线和作连线，有利于消除寻线错误、连线误差和读数误差；不再需要读出数字和列式计算，速度快，出错机会少；减少了人员对工量具如长直尺，计算器的依赖；大比例尺地图用地理坐标网代替平面直角坐标网，有利于节约人力物力，减少地图损耗，防止地图印刷资源的浪费。