Михайлов В.С, Кудрявцев В.Г, Давыдов В.С. Навигация и лоция

Подождите немного. Документ загружается.

Надгоризонтная часть – все, что находится над истинным горизонтом и «видимо» для

наблюдателя.

Подгоризонтная часть – все, что находится под истинным горизонтом и «скрыто» от

наблюдателя.

Построим плоскость М-М′, проходящую через место наблюдателя и полюсы Земли (P

и P

), тогда:

вертикальная плоскость, проходящая через отвесную линию, место наблюдателя и

полюсы Земли, называется плоскостью истинного меридиана наблюдателя.

Плоскость истинного меридиана наблюдателя (ИМН) пересекает плоскость истинного горизонта

наблюдателя (ИГН) по прямой линии (N-S), называемой линией истинного меридиана наблюдателя

(ИМН) или полуденной линией (рис. 2.1 линия NAS).

Часть линии ИМН – линия А-N – северная часть ИМН; другая ее часть – линия А-S – южная часть

ИМН.

Линия ИМН соответствует направлению (от наблюдателя) на северный (P

) и южный (P

) полюсы.

На этом основании точка истинного горизонта наблюдателя, определяющая направление на

северный полюс (P

), обозначается как N («норд»), а противоположная ей как S («зюйд»).

Проведем теперь вертикальную плоскость (О-О′), которая пройдет через отвесную линию (ZOn)

перпендикулярно плоскости ИМН (М-М′), тогда:

вертикальная плоскость, проходящая через отвесную линию и перпендикулярная плоскости

ИМН, называется плоскостью I-го вертикала наблюдателя.

Плоскость I-го вертикала наблюдателя (О-О′) пересекает плоскость истинного горизонта

наблюдателя (Н-Н′) по линии, указывающей направление на восток – т. Е («ист») и запад – т. W

(«вест»).

Направления N («норд»), S («зюйд»), Е («ист»), W («вест») называются главными направлениями

(«главными румбами»).

Для каждой точки земной поверхности главные направления занимают вполне определенное

положение (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Главные направления

Главные направления делят плоскость ИГН на 4 равные четверти: NE, SE, SW, NW.

Любое направление на поверхности Земли может быть измерено наблюдателем углом в плоскости

ИГН от линии N-S меридиана.

Для определения направлений в плоскости ИГН используются три системы деления горизонта, три

системы счета направлений (круговая, полукруговая, четвертная).

Рассмотрим эти системы.

2.2. Системы счета направлений

2.2.1. Круговая система счета

Круговая система счета направлений является основной системой счета. В этой системе

горизонт делится на 360° (рис. 2.3) и счет направлений ведется от 0° до 360° от северной части

истинного меридиана наблюдателя N

вправо по ходу часовой стрелки.

Рис. 2.3. Круговая система счета направлений

Наблюдатель (т. А) – в центре.

Тогда направления:

• на т. Б – 90°;

• на т. В – 180°;

• на т. С – 270°;

• на т. Д – 360° или 0°.

Если при расчете направлений получится значение более 360° (390°), то от результата следует

вычесть 360° (т.е. один оборот 390° – 360° = 30°).

Круговая система счета направлений применяется в судовождении для определения направления

движения судна (курс) и определения направления с судна на береговые ориентиры, соседние суда и

пр. (пеленг).

2.2.2. Полукруговая система счета

В полукруговой системе счета (рис. 2.4) счет направлений ведется от северной или южной части

истинного меридиана наблюдателя в сторону востока Е или запада W в пределах от 0° до 180°.

Для исключения многозначности в полукруговой системе счета числовому значению направления

дается наименование. Например:

т.1 N 45°E; т.2 N 105°W (рис. 2.4а).

т.3 S 45°W; т.4 S 135°E (рис. 2.4б).

а)

б)

Рис. 2.4. Полукруговая система счета направлений

Первая буква наименования – от какой части ИМН (N или S) идет счет.

Вторая буква наименования – в каком направлении идет счет (к Е или к W).

Полукруговая система счета обычно применяется в мореходной астрономии.

Правила перехода от полукруговой системы счета направлений в круговую:

1. Если наименование N…E → оставь число (45°) без изменения, отбрось наименование (т. 1).

2. Если наименование N…W → от 360° вычти число (360° – 105° = 255°), отбрось наименование (т.

2).

3. Если наименование S…W → к 180° добавь число (180° + 45° = 225°), отбрось наименование (т. 3).

4. Если наименование S…Е → от 180° вычти число (180° – 135° = 45°), отбрось наименование (т. 4).

2.2.3. Четвертная система счета

Рис. 2.5. Четвертая система счета направлений

В четвертной системе счета направлений (рис. 2.5) счет направлений ведется от северной (N) и

южной (S) части ИМН в сторону востока (Е) и в сторону запада (W) в пределах от 0° до 90°.

В данной системе счета числовому значению направления дается наименование, соответствующее

наименованию четверти. Например:

т.1 10°NE; т.2 10°SE;

т.3 30°SW; т.4 70°NW.

Четвертная система счета направлений также будет нам встречаться при решении задач

мореходной астрономии.

Переход от четвертной системы счета к круговой аналогичен изложенному в п. Б, т.е.:

1. Если наименование NE → оставь величину угла без изменений (10°) → т. 1;

2. Если наименование SЕ → взять дополнение величины угла до 180° (170°) → т. 2;

3. Если наименование SW → к величине угла прибавь 180°(210°) → т. 3;

4. Если наименование NW → взять дополнение величины угла до 360° (290°) → т. 4.

2.2.4. Румбовая система счета (рис. 2.6)

Была основной системой счета направлений во времена парусного флота.

Всего 32 румба-направления. 1 румб = 111/4° (111/4° · 32 = 360°).

Румбы в градусной мере

(т. 41 «МТ-75», т. 5.13 «МТ-2000»)

Таблица 2.1

NE четверть

SE четверть

№ румба

Обозначение румба

Число градусов

№ румба

Обозначение румба

Число градусов

0,00°

90,00°

NtE

11,25°

EtS

101,25°

NNE

22,50°

ESE

112,50°

NEtN

33,75°

SEtE

123,75°

45,00°

135,00°

NEtE

56,25°

SEtS

146,25°

ENE

67,50°

SSE

157,50°

EtN

78,75°

StE

168,75°

90,00°

180,00°

SW четверть

NW четверть

180,00°

270,00°

StW

191,25°

WtN

281,25°

SSW

202,50°

WNW

292,50°

SWtS

213,75°

NWtW

303,75°

225,00°

315,00°

SWtW

236,25°

NWtN

326,25°

WSW

247,50°

NNW

337,50°

WtS

258,75°

NtW

348,75°

270,00°

360,00°

Главные румбы: N (0°), E (90°), S (180°), W (270°).

Четвертные румбы: NЕ (45°), SE (135°), SW (225°), NW (315°).

Вторые румбы: N NЕ (22,5°), S SE (157,5°), S SW (202,5°), N NW (337,5°).

Шестые румбы: E NЕ (67,5°), E SE (112,5°), W SW (247,5°), W NW (292,5°).

Нечетные

румбы:

NtE (11

1/4

°), NEtE (56

1/4

°) и т.д. Подробно см. табл. 41 «МТ-75» с. 311 или табл.

5.13 «МТ-2000» с. 435 (табл.2.1).

Рис. 2.6. Румбовая система счета направлений

2.2.5. Задачи на перевод направлений в круговую систему счета

Дано-Ответ

Румбовая

NtE –11

1/4

NNE –22,5°

NEtN –33

3/4

NEtE –56

1/4

ENE –67,5°

Четвертная

20°SE –160°

30°SW –210°

30°SE –150°

20°NW–340°

40°SE –140°

Полукруговая

N10°W–350°

S10°E –170°

S10°W–190°

N20°W–340°

S20°E –160°

Дано-Ответ

Румбовая

EtN –78

3/4

EtS –101

1/4

ESE –112,5°

SЕtE–123

3/4

SЕtS-146

1/4

Четвертная

40°SW–220°

30°NW–330°

50°SE –130°

50°SW –230°

40°NW–320°

Полукруговая

S20°W–200°

N30°W–330°

S30°E –150°

S30°W –210°

N40°W–320°

2.3. Истинные направления и их соотношения

2.3.1. Истинный курс, истинный пеленг, курсовой угол

При нахождении судна в море, деятельность судоводителя непосредственно связана с

определением направления движения судна, а также с определением направлений на подвижные

(соседние корабли, суда, самолеты, вертолеты) и неподвижные (береговые ориентиры, буи, бочки и пр.)

объекты.

Рассмотрим, как эти направления определяются?

Направление движения судна характеризуется его истинным курсом.

Покажем это на рис. 2.7 для чего:

Рис. 2.7. Истинный курс судна

• проведем северную часть истинного меридиана наблюдателя, находящегося на судне С → С-N

;

• продолжим носовую часть продольной оси симметрии судна → С-К, тогда:

– истинный курс судна есть ничто иное, как направление продольной оси судна, измеряемое

горизонтальным углом между северной частью истинного меридиана и носовой частью

продольной оси судна.

Истинный курс судна измеряется в круговой системе счета направлений от 0° до 360° (по часовой

стрелке) и обозначается – как ИК.

Направление на объект наблюдения определяется или относительно носовой части продольной оси

судна (курсовой угол), или относительно северной части истинного меридиана наблюдателя

(истинный пеленг).

Истинным пеленгом называется горизонтальный угол в плоскости истинного горизонта

наблюдателя между северной частью истинного меридиана наблюдателя и направлением из

точки наблюдения на объект (рис. 2.8).

Рис. 2.8. Истинный пеленг на ориентир

Истинный пеленг, также как и истинный курс, измеряется в круговой системе счета направлений от

0° до 360° по часовой стрелке и обозначается как ИП.

Обратный истинный пеленг (ОИП) – это направление, отличающееся от истинного пеленга на

180°.

Если ИП на маяк 95°, то ОИП (с маяка на судно) 275° (рис. 2.8).

ОИП = ИП ± 180°

(2.1)

Курсовым углом называется горизонтальный угол в плоскости истинного горизонта

наблюдателя между носовой частью продольной оси судна (ДП судна) и направлением из точки

наблюдения на объект (ориентир).

Курсовой угол измеряется в полукруговой системе счета направлений от 0° до 180° левого (л/б) и

правого (пр/б) бортов (рис. 2.9).

Рис. 2.9. Курсовой угол

Курсовой угол обозначается – как КУ или q.

При вычислениях курсовому углу правого борта (КУ пр/б) придается знак «+», а курсовому углу

левого борта (КУ л/б) – знак «–».

Курсовые углы, равные 90° (90° пр/б, 90° л/б) получили название «траверзных» курсовых углов.

Курсовые углы, равные 45° (45° пр/б, 45° л/б) – «крамбола».

Курсовые углы, равные 135° (135° пр/б, 135° л/б) – «раковина» или «подзор».

Все истинные направления (ИК, ИП, КУ) связаны между собой соотношениями, которые легко

установить из рис. 2.10.

Рис. 2.10. Истинные направления

ИП = ИК + КУ

(2.2)

ИК = ИП − КУ

(2.3)

КУ = ИП − ИК

(2.4)

Формулы алгебраические.

При решении задач по данным формулам необходимо знать, что:

1. Если при вычислениях ИК или ИП получается результат более 360°, то из полученного

результата необходимо вычесть 360°.

Например:

ИК = 270°, КУ = 130° пр/б, ИП = ?

ИП = ИК + КУ = 270° + 130° = 400° – 360° = 40°

Ответ:

ИП = 40°.

2. Если при вычислениях ИК или ИП получится отрицательный результат, необходимо к

полученному результату прибавить 360°.

Например:

ИК = 40°, КУ = 70° л/б, ИП = ?

ИП = ИК + КУ = 40° + (–70°) = 40° – 70° = –30° + 360° = 330°

Ответ:

ИП = 330°.

3. Если при вычислениях значение курсового угла (КУ) получается более 180°, то необходимо

полученный результат отнять от 360°, а наименование КУ изменить на противоположное.

Например:

ИП = 340°, ИК = 40°, КУ = ?

КУ = ИП – ИК = 340° – 40° = 300° пр/б, 360° – 300° = 60° л/б

Ответ:

КУ = 60° л/б.

Кратко рассмотрим устройство штурманского транспортира.

Транспортир штурманский служит для измерения направлений в море на карте относительно

истинного меридиана и представляет из себя полукруг, разделенный на 180° с линейкой,

расположенной по диаметру круга. На середину внутреннего среза линейки нанесен центральный

штрих, являющийся центром транспортира. Полукруг транспортира разбит на градусные деления.

Надписи десятков градусов сделаны двойными цифрами, обозначающими взаимно

противоположные направления (рис. 2.11).

Рис. 2.11. Оцифровка транспортира штурманского

А как провести на карте линию по заданному направлению?

Для проведения на карте линии по заданному направлению необходимо (рис.2.12):

Рис. 2.12. Проведение на карте линии заданного направления

1. К ближайшему от точки (из которой будет проводиться линия заданного направления)

меридиану прикладываем транспортир с параллельной линейкой таким образом, чтобы на

меридиане находился центральный штрих транспортира(*) и значение заданного

направления(**). Параллельная линейка должна плотно прилегать верхним своим срезом к

нижней кромке транспортира.

2. Удерживая параллельную линейку отодвигаем транспортир в сторону.

3. Последовательным перемещением верхней и нижней частей параллельной линейки добиваемся

совмещения верхнего среза линейки с точкой, из которой должна быть проведена линия

заданного направления.

4. От точки по срезу линейки проводим карандашом линию, которая и будет соответствовать

заданному направлению (перед тем как проводить линию необходимо убедиться, что она будет

проведена именно в ту, а не в обратную сторону).

Для определения направления проложенной на карте линии необходимо:

1. Приложить параллельную линейку (ее верхний срез) к линии на карте, направление которой

(линии) необходимо снять.

2. К верхнему срезу линейки приложить транспортир так, чтобы центральный штрих совпал с

меридианом (рис. 2.12) и снять отсчет со шкалы транспортира:

• если линия направлена вверх – отсчет необходимо снимать с внешней оцифровки

шкалы (290°);

• если линия направлена вниз – отсчет необходимо снимать с внутренней оцифровки

шкалы транспортира (110°).

2.3.2. Задачи на расчет значений ИК, ИП, КУ

А. Расчет значения КУ по известным ИК и ИП

ИК

ИП

20°

118°

346°

24°

144°

201°

229°

101°

307°

263°

200°

346°

340°

150°

205°

113°

10°

315°

357°

89°

КУ = ?

(ответ)

98°ПР/Б 38° ПР/Б 57°ПР/Б 128°Л/Б 44°Л/Б 146°ПР/Б 170°ПР/Б 92°Л/Б 55°Л/Б 92°ПР/Б

Б. Расчет значения ИП по известным ИК и КУ

ИК

КУ

260°

109°Л/Б

290°

54°ПР/Б

149°

146°Л/Б

223°

169°Л/Б

27°

90°Л/Б

100°

44°Л/Б

300°

131°ПР/Б

247°

33°ПР/Б

170°

58°ПР/Б

352°

82°Л/Б

ИП = ?

(ответ)

151° 344° 3° 54° 297° 56° 71° 280° 228° 270°

В. Расчет значения ИК по известным ИП и КУ

ИП

КУ

90°

58°ПР/Б

216°

40°Л/Б

105°

120°ПР/Б

58°

62°ПР/Б

63°

98°Л/Б

180°

15°Л/Б

359°

25°ПР/Б

29°

90°Л/Б

30°

30°ПР/Б

110°

87°ПР/Б

ИК = ?

(ответ)

32° 256° 345° 356° 161° 195° 334° 119° 0° 23°

2.4. Дальность видимости горизонта и ориентиров в море

2.4.1. Дальность видимости горизонта

Наблюдаемая в море линия, по которой море как бы соединяется с небосводом, называется

видимым горизонтом наблюдателя.

Если глаз наблюдателя находится на высоте е

над уровнем моря (т. А рис. 2.13), то луч зрения

идущий по касательной к земной поверхности, определяет на земной поверхности малый круг аа,

радиуса D.

Рис. 2.13. Дальность видимости горизонта

Это было бы верно, если бы Землю не окружала атмосфера.

Если принять Землю за шар и исключить влияние атмосферы то, из прямоугольного треугольника

ОАа следует: ОА=R+e

(2.5)

Так как величина чрезвычайно мала (для е = 50м при R = 6371км – 0,000004), то

окончательно имеем:

(2.6)

Под действием земной рефракции, в результате преломления зрительного луча в атмосфере,

наблюдатель видит горизонт дальше (по кругу вв).

(2.7)

где х – коэффициент земной рефракции (≈ 0,16).

Если принять дальность видимого горизонта D

в милях, а высоту глаза наблюдателя над уровнем

моря (е

) в метрах и подставить значение радиуса Земли (R=3437,7 мили = 6371 км), то окончательно

получим формулу для расчета дальности видимого горизонта

(2.8)

Например:

1) е = 4 м

= 4,16 мили;

2) е = 9 м

= 6,24 мили;

3) е = 16 м

= 8,32 мили;

4) е = 25 м

= 10,4 мили.

По формуле (2.8) составлена таблица № 22 «МТ-75» (с. 248) и таблица № 2.1 «МТ-2000» (с. 255) по

(е

) от 0,25 м ÷ 5100 м. (см. табл. 2.2)