Вся навигация. вся навигация 1. Фигура и модели Земли

• Название: Фигура и модели Земли
• Анкор: Вся навигация
• Дата: 31.01.2023
• Размер: 3.45 Mb.
• Имя файла: вся навигация 1.doc
• Тип: Документы; #913997
• страница: 2 из 9

Пример. Судно из точки А с координатами ₁=5423,8N, ₁=17356,7W перешло в точку В с координатами ₂=5818,0N, ₂=14719,3Е. Рассчитать РШ и РД. Все навигационные расчёты, выполняемые вручную, настоятельно рекомендуется делать “в столбик”, подписывая строго разряд под разрядом. Такая форма записи наилучшим образом позволяет избежать ошибок в расчётах.

Решение:

₂= + 58 18,0 ₂= + 147 19,3

 ₁= + 54 23,8 ₁=  173 56,7

РШ= + 3 54,2 РД= +321 16,0 =  38 44,0 

Ответ: РШ = 3 54,2 к N, РД = 38 44,0 к W.

Пример. Судно, выйдя из точки А с координатами ₁=3812,6S, ₁=1904,2Е, изменило широту на =1022,2 к N, а долготу на =2959,8 к W. Рассчитать координаты точки прихода В.

Решение:

 ₁=  38 12,6 ₁= + 19 04,2

 = + 10 22,2 =  29 59,8

₂= 27 50,4 ₂=  10 55,6

Ответ: ₂ = 27 50,3 S, ₂ = 10 55,6 W.

Системы счёта направлений в море

Н
Рис. 1.8. Основные плоскости и линии
аблюдатель в точке А на поверхности Земли отвесом определяет направление отвесной линии, которая вверх указывает на Зенит наблюдателя Z, а вниз на надир n (рис 1.8)

Все плоскости, проходящие через отвесную линию в точке А- вертикальные плоскости или плоскости вертикалов, а перпендикулярные отвесной линии - горизонтальные плоскости.

Горизонтальная плоскость Н, проходящая через место наблюдателя А называется плоскостью истинного горизонта наблюдателя.

Вертикальная плоскость М, проходящая через место наблюдателя и земную ось, как уже известно (см. п.1.2), называется плоскостью истинного меридиана наблюдателя; на поверхности Земли эта плоскость образует истинный меридиан наблюдателя.

Пересечение плоскости истинного меридиана наблюдателя с плоскостью истинного горизонта образует на последней полуденную линию или линию N-S, т.е. линию истинного меридиана. Луч АN показывает направление на северный, а луч АS на южный географический полюсы (эта линия называется полуденной, т.к. по направлению А S находится Солнце в полдень).

Вертикальная плоскость V, перпендикулярная плоскости истинного меридиана наблюдателя, называется плоскостью первого вертикала.

Пересечение плоскости первого вертикала с плоскостью истинного горизонта наблюдателя образует на последней линию Е - W.

Плоскости Н, М и V занимают на поверхности Земли для данного наблюдателя всегда постоянное и строго определённое положение, почему и служат основными плоскостями для ориентировки. Наблюдатель, стоя лицом к N, всегда будет иметь справа Е, слева W, а сзади S. Только на полюсах, где отвесная линия совпадает с земной осью, положение линий N - S и Е - W остаётся неопределённым. Во всех остальных точках земной поверхности линии N - S и Е - W делят горизонт на 4 четверти: NE, SE, SW и NW.

Основные задачи судовождения связаны с определением направлений. Используются 4 системы счёта направлений: круговая, полукруговая, четвертная и румбовая.

Круговая система является основной. Плоскость истинного горизонта делится на 360. За начало отсчёта (0) принимается северная часть истинного меридиана, отсчёт ведётся по часовой стрелке.

Полукруговая система. Счёт направлений ведётся или от N или от S к Е или к W. В наименовании указывается от какой части меридиана N или S и в какую сторону горизонта к Е или к W отсчитывается направление (рис.1.9). Например: N135W; S60E; N54E; S110W. Широко используется в мореходной астрономии.

Ч


Рис. 1.9. Полукруговая система счета направлений



Рис. 1.10. Четвертная система счета направлений
етвертная система. Каждая четверть горизонта (см. п. 1.4) делится на 90. Отсчёт ведется от N или S к Е или к W от 0 до 90. Указывается наименование четверти. B NE и SW четвертях счёт ведётся по часовой стрелке, в NW и SE четвертях - против часовой стрелки (рис. 1.10). Например: NW 25; NE 70; SE 36; SW 44. Используется при решении параллактических треугольников.

Р
Рис. 1.11. Румбовая система счета направлений
умбовая система. Всякое направление в плоскости истинного горизонта наблюдателя называется румбом и определяется углом между северной частью линии истинного меридиана и направлением на ориентир. Весь горизонт был разбит на 32 части. Полученные 32 направления называются румбами (рис.1.11).
Румбом называется и угол между двумя соседними направлениями:

1R=360/32=11,25

Румбы в каждой четверти имеют номера от 0 до 8. Направление N,S,E и W называются главными румбами; причём N и S являются нулевыми, а Е и W - восьмыми румбами. Остальные румбы называются промежуточными. NE, SE, SW и NW- четвертные румбы. Чётные румбы: вторые - имеют названия от ближайшего нулевого румба к четвертному - NNE, SSE, SSW, NNW; шестые - от ближайшего восьмого румба к четвертному- ENE, ESE, WSW, WNW. Нечётные румбы имеют голландскую приставку “тень“ (ten), что означает “к“. Первые имеют названия от нулевых к восьмым румбам- NtE, StE, StW, NtW. Седьмые - от восьмых к нулевым - EtN, EtS, WtS, WtN. Третьи - от четвертных к нулевым - NEtN, SEtS, SWtS, NWtN; пятые - от четвертных к восьмым- NEtE, SEtE, NWtW, SWtW.

Во времена парусного флота направление указывалось с точностью до 1/2R 5,6 и даже до 1/4 R2,8. В настоящее время румбовая система применяется для обозначения направления ветра и волнения, и изредка - течения.

П
Рис. 1.12. Переход от четвертной системы к круговой
ереход от четвертной системы к круговой (рис. 1.12):

1. 
   - при направлении в NE четверти  угол остаётся без изменения;
   
2. 
   - при направлении в SE четверти  берётся дополнение угла до 180;
   
3. 
   - при направлении в SW четверти  к величине угла прибавляется 180;
   
4. 
   - при направлении в NW четверти  берётся дополнение угла до 360.
   

Например: Направлению NE 45 соответствует 45; SE 30  150; SW 27  207; NW50  310.

Переход от круговой системы к четвертной:

1. 
   п
   Рис. 1.13. Переход от полукруговой системы к круговой и обратно
   ри направлении от 0 до 90  угол не изменяется и углу приписывается наименование NE;
   
2. 
   при направлении от 90 до 180  величина угла вычитается из 180 и приписывается наименование SE;
   
3. 
   при направлении от 180 до 270  из величины угла вычитается 180 и приписывается наименование SW;
   
4. 
   при направлении от 270 до 360  величина угла вычитается из 360 и приписывается наименование NW.
   

Например: Направлению 30 соответствует NE 30; 150  SE 30; 220  SW40; 325  NW 35.

Переход от полукруговой системы к круговой производится аналогично переходу от четвертной системы к круговой.

На рис.1.13 показана схема перехода от полукруговой системы к круговой и обратно.

Обратным румбом называется направление отличное от данного на 180. Например: 200  20; 35  215; SE 30  NW 30; NE 50  SW 50; NNE  SSW; NEtE  SWtW; N120E  S120W; S20E  N20 W.

Перпендикулярным румбом называется направление отличное от данного на 90. Например: 40  130 или 310; 270  180 или 0; SW25  NW65 или SE65; NtW  EtN или WtS; WNW  NNE или SSW.

Основные направления, принятые в судовождении

Такими направлениями являются направления относительно истинного меридиана или относительно диаметральной плоскости судна. Это - истинный курс, истинный пеленг и курсовой угол.

Диаметральной плоскостью судна (ДП) называется условная вертикальная продольная плоскость, делящая корпус судна на две симметричные части. Пересечение ДП с плоскостью истинного горизонта называется линией курса.

И


Рис. 1.14. ИК, ИП и КУ на сфере
стинным курсом (ИК) называется двугранный угол между северной частью плоскости истинного меридиана и носовой частью диаметральной плоскости судна.

Истинным пеленгом (ИП) называется двугранный угол между северной частью плоскости истинного меридиана и плоскостью вертикала, проходящего с судна на ориентир.

Курсовым углом (КУ) называется двугранный угол между носовой частью ДП судна и плоскостью вертикала, проходящего с судна на ориентир.

Эти плоскости в пересечении с поверхностью Земного шара образуют дуги больших кругов, поэтому ИК, ИП и КУ являются сферическими углами Р_NАК, Р_NАМ и КАМ (рис. 1.14).

Пересечение плоскости истинного горизонта с ДП судна называется линией курса, а пересечение с вертикалом, проходящим с судна на ориентир, - линией пеленга.

На плоскости истинного горизонта ИК, ИП и КУ формулируются следующим образом:

ИК - это плоский угол между северной частью истинного меридиана и носовой частью ДП судна, т.е. линией курса.

ИП - это плоский угол между северной частью истинного меридиана и направлением с судна на ориентир, т.е. линией пеленга.

Направление, отличающееся от ИП на 180, называется обратным истинным пеленгом (ОИП):

; . ^(1.9)

КУ - это плоский угол между носовой частью ДП судна, т.е. линией курса, и направлением с судна на ориентир, т.е. линией пеленга (рис. 1.15).

И


Рис. 1.15. ИК, ИП и КУ на плоскости
К и ИП отсчитываются в круговой системе счета от 0 на северной части истинного меридиана до 360 по часовой стрелке. КУ в полукруговой системе отсчитывается от 0 на носовой части ДП судна до 180 на правый борт (пр/б) и имеет знак “+” или левый борт (л/б) - имеет знак “ “.

Например: КУ = 50пр/б =+ 50, КУ = 120л/б= 120.

Направление, перпендикулярное ДП судна называется траверзным. Если КУ ориентира равен 90, то говорят, что ориентир находится на траверзе судна.

Некоторые средства судовождения имеют шкалы курсовых углов, отградуированные в круговой системе (азимутальные круги магнитного компаса, радиопеленгаторы и др.). Курсовые углы измеряемые в круговом счёте называются отчетами курсовых углов (ОКУ).

Если ОКУ меньше 180, то он равен КУ правого борта; если ОКУ больше 180, то для получения КУ левого борта надо вычесть ОКУ из 360:

КУ л/б = 360  ОКУ

Соотношения между ИК, ИП и КУ определяются следующими алгебраическими формулами:

ИП = ИК + КУ (1.10)

ИК = ИП  КУ (1.11)

КУ = ИП  ИК (1.12)

Пример 1: ИК=150, КУ=45пр/б. Определить ИП и ОИП.

И К = 150

КУ = +45

ИП = 195

180

ОИП = 15

Пример 2: ИП=230, КУ=60л/б. Определить ИК.

И П = 230

КУ = 60

ИК = 290

Пример 3: ИП=180, ИК=135. Определить КУ.

И П = 180

ИК = 135

КУ = +45 = 45пр/б

Три замечания к расчётам по этим формулам:

1. 
   если в результате расчёта ИП или ИК получаются больше 360, то из полученной суммы надо вычесть 360
   

Пример 4: ИК=340, КУ=60пр/б. Определить ИП и ОИП.

И К = 340

КУ = +60

ИП = 400360 = 40

180

ОИП = 220

2. 
   если при расчёте ИП или ИК уменьшаемое меньше вычитаемого, то к уменьшаемому надо прибавить 360
   

Пример 5: ИП=5, КУ=120пр/б. Определить ИК.

И П = 5+360 = 365

КУ = +120

ИК = 245

3. 
   если при расчёте КУ получается больше 180, надо вычесть его из 360 и сменить знак (т.е. наименование) на обратный
   

Пример 6: ИП=300, ИК=90. Определить КУ.

И П = 300

ИК = 90

КУ = +210360 = 150 = 150л/б

Основные сведения о земном магнетизме

Д


Рис. 1.16. Магнитный меридиан и элементы земного магнетизма
ля курсоуказания на судне используются гироскопические и магнитные компасы. Работа магнитного компаса основана на использовании магнитного поля Земли, которое в каждой точке характеризуется напряжённостью Т, называемой полной магнитной силой. Сила Т совпадает с направлением магнитных силовых линий и направлена под некоторым углом I к плоскости истинного горизонта, называемым магнитным наклонением (рис.1.16).

Проекция вектора Т на плоскость истинного горизонта называется горизонтальной составляющей Н, а проекция вектора Т на отвесную линию называется вертикальной составляющей магнитного поля Земли:

; H = T cosI; Z = T sinI (1.13)

Устройство магнитного компаса основано на свойстве магнитной стрелки устанавливаться под действием магнитного поля Земли по направлению горизонтальной составляющей Земного магнетизма Н. Поэтому именно сила Н играет главную роль в работе магнитного компаса. Из формул (1.13) видно, что на магнитных полюсах Z = T, H = 0 , а на магнитном экваторе Н = Т, Z = O. Поэтому в приполярных областях близких к магнитным полюсам магнитный компас работает ненадёжно.

В
Рис. 1.17. Магнитное склонение
ертикальная плоскость, содержащая векторы Т, Н, Z и I называется плоскостью магнитного меридиана. Именно в этой плоскости устанавливается картушка магнитного компаса. Поэтому плоскость магнитного меридиана можно сформулировать, как вертикальную плоскость, проходящую через геометрическую ось магнитной стрелки, подвешенной за центр тяжести на берегу.

След от пересечения плоскости истинного горизонта плоскостью магнитного меридиана называется магнитным меридианом.

Плоскость магнитного меридиана составляет двугранный угол с плоскостью истинного меридиана наблюдателя, который называется магнитным склонением d.

Магнитное склонение отсчитывается от северной части истинного меридиана от 0 до 180 к Е или W. Остовое склонение в расчётных формулах имеет знак “+”, вестовое - знак “”.

Магнитное склонение d показывает, куда и насколько N_М отклоняется от N_И (рис. .17).

Величины Т, Н, Z, I и d называются элементами земного магнетизма.

В плоскости истинного горизонта магнитным склонением называется угол между северными частями истинного (N_И) и магнитного меридианов (N_М).

Издаются специальные магнитные карты. Кривые, соединяющие точки с одинаковой напряжённостью, называются изодинами. Кривые, соединяющие точки с одинаковым склонением, называются изогонами. Кривая, соединяющая точки с нулевым склонением, называется агоной. Кривые, соединяющие точки с одинаковым наклонением, называются изоклинами. Они представляют собой приблизительно параллельные кривые, идущие примерно земным параллелям. Нулевая изоклина называется магнитным экватором.

Линиями магнитных меридианов являются кривые, направление которых в каждой точке на карте определяется направлением горизонтальной составляющей Н в этой точке.

М


Рис. 1.18. Магнитное поле Земли

агнитные меридианы сходятся в двух точках - магнитных полюсах (рис.1.18).

Координаты магнитных полюсов Земли в настоящее время таковы:

северный магнитный полюс -  = 76 N,  = 100 W,

южный магнитный полюс -  = 68 S,  = 144E.

Магнитное поле Земли непрерывно изменяется. Изменение элементов магнитного поля Земли во времени называется вариациями. Вариации магнитного склонения делятся на периодические - вековые и суточные - и апериодические магнитные бури. Суточные вариации склонения имеют период солнечных суток. В Санкт‑Петербурге их амплитуда 16. В судовых условиях они по малости не учитываются. Период вековых вариаций составляет несколько сотен лет, их амплитуда достигает 3035. Причём в различных пунктах Земли она различна.

В Лондоне магнитное склонение наблюдается с 1540г., в Санкт-Петербурге с 1720 года. В таблице 1.1. показаны изменения магнитного склонения в этих городах.

Таблица 1.1

Год	Санкт-Петербург, градусы	Лондон, градусы
1540	-	+7,2
1600	-	+10,9
1720	-3,4	-10,9
1860	-3,0	-21,5
1900	-0,7	-16,5
1960	+6,4	-10,0
1995	+7,5	-4,4

Кривые, соединяющие точки с одинаковым изменением магнитного склонения называются изопорами.

Именно вековые вариации магнитного склонения учитываются в судовождении. Поэтому на всех морских навигационных картах указывается величина магнитного склонения и его наименование (знак), к какому году оно приведено и величина годового изменения склонения (увеличение или уменьшение).

Прежде чем приступить к работе на навигационной карте, необходимо привести склонение к году плавания. Для чего надо найти разность лет между годом плавания и годом, к которому склонение приведено по карте. Эту разность надо умножить на величину годового изменения. Полученная поправка прибавляется к величине склонения, указанной на карте, если годовое “увеличение” или отнимается от неё, если годовое “уменьшение”.

Надо твёрдо помнить, что термины “увеличение” и “уменьшение” соответствуют изменению абсолютной величины магнитного склонения.