Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Лекции по навигации

Фадюшин С. Г., доцент кафедры судовождения

ЛЕКЦИЯ №1

«ВВЕДЕНИЕ В НАВИГАЦИЮ»

Предмет морской навигации, фигура и размеры Земли.

Основные единицы длины и скорости.

 

 

Слово "навигация" происходит от латинского "navigatio", что означает "мореплавание, судоходство". В русский язык оно вошло в эпоху Петра I. В те времена всех, кто занимался мореплаванием, на­зывали "навигаторами".

Морская навигация - это наука об управлении движе­нием морского судна по выбранной или заданной траектории с учётом внешних сил и субъективного фактора.

Основная цель морской навигации - это выработка научно обоснованных методик, способов и рекомендаций для обеспечения безопасного плавания морского судна из пункта отхода в пункт прихода.

Для выполнения основной цели в морской навигации решают­ся задачи:

•выбора безопасного и выгодного пути судна;

•следования выбранным путём на основании показаний при­боров о направлении и пройденном расстоянии (счисления пути судна) и с учётом коррекции траектории движения судна по ориен­тирам (обсерваций);

•анализа возможных ошибок в счислении пути и обсервациях;

Навигация является ведущей наукой в цикле судоводительских дисциплин, включающем лоцию, мореходную астрономию, техни­ческие средства судовождения, математические основы специаль­ности Судовождение" которые выделились из неё в процессе разви­тия мореплавания.

Навигация - точная наука, построенная на строгой математиче­ской основе. Однако для выполнения штурманских обязанностей знания только теории недостаточно. Штурман обязан иметь практи­ческие навыки в решении задач навигации, а этого можно достичь только систематическими тренировками.

В навигации большую роль играет субъективный фактор, т. к. авария может произойти и от серьёзного упущения в штурманском деле, и от незначительной ошибки при наблюдениях или вычисле­ниях. Штурман обязан постоянно помнить об этом.

В более широком смысле слово "навигация" употребляется в его первоначальном значении как "мореплава­ние" (например, летняя навигация, зимняя навигация и т. д.).

Фигура Земли имеет форму геоида, что переводится как «землеподобный».

Геоидом называется фигура, образованная уровенной поверхностью, перпендикулярной вектору силы тяжести, и имеющая неправильную геометрическую форму. Геометрия геоида очень сложна, поэтому вместо геоида при решении штурманских задач ис­пользуют более простые модели Земли: эллипсоид вращения, сферу, карту.

Размеры референц-эллипсоида Красовского: большая полуось а=6378245 м; в=6356863 м; полярное сжатие а=(а-в)/а=1/298,3; экс­центриситет е=0,0818; R=6371110м.

Основные единицы длины и скорости, используемые в судовождении

Метрическая система неудобна для измерения расстояний на море, т.к. в процессе судовождения приходится решать задачи, связанные с измерением углов и угловых расстояний. Именно поэтому в качестве основной единицы длины в практике мореплавания принята длина одной минуты дуги меридиана земного эллипсоида.

Морской милей называется одна минута дуги меридиана земного эллипсоида. Обозначается как м. миля. Допускается обозначение как просто миля.

Для референц-эллипсоида Красовского длина одной минуты дуги меридиана (длина одной морской мили) выражается формулой:

,

где j - широта.

Как видно из формулы, длина морской мили является величиной непостоянной, зависящей от широты места судна.

В 1928 г. Международное гидрографическое бюро приняло в качестве морской мили постоянную величину, равную 1852 м. Такая миля называется международной стандартной морской милей. В России принята в 1931 году. Однако до сих пор не все страны приняли эту морскую милю. Например, в Японии длина морской мили равна 1853,18 м.

Одна десятая часть морской мили называется кабельтов (кбт):

1 кбт = 0,1 мили = 185,2 м.

За единицу скорости в морской навигации принят узел (уз):

1 уз = 1 миля/час.

При использовании картографических материалов других стран могут встречаться другие единицы длины:

Сажень морская, равна 1,828 м или 6 футов. Применяется при обозначении глубин.

Фут, равен 30,48 см применяется для обозначения высот побережья, малых глубин и осадки судна.

Ярд, равен 3 футам или 91,44 см. Используется для измерения небольших расстояний в США и Англии.

Для перехода от одних единиц к другим служит таблица 44 Мореходных таблиц 1975 года. (МТ-75). Соотношения скоростей указаны в табл. 37 МТ-75. В МТ-2000 этим целям служат таблицы 5.15-5.26.

Практические советы:

1. Следует записывать лишь те показания приборов и инструментов, которые наблюдатель действительно видит. «Пишем, что видим, и не пишем того, что не видим». Щепетильность при фиксации и записи измерений – основное правило штурмана.

2. Все записи следует делать сразу начисто, карандашом, избегая случайных черновиков, листов и чернил.

3. Все записи нужно выполнять аккуратно, цифры записывать разряд под разрядом. Неверные вычисления не стирать, а зачёркивать, так, чтобы их можно было разобрать. Именно оно в итоге может оказаться верным.

4. При вычислениях надо всегда пользоваться расчётными схемами. Если схем нет, то их надо составить самому. Вычисление по схеме дисциплинирует счёт, ограждает от ошибок и позволяет организовать контроль. В ответственных случаях, например, при определении координат судна, вычисления необходимо тщательно проверять. Действенным контролем необходимо признать расчёты по вспомогательным формулам, которые выполняются одновременно с основными расчётами, и сопровождаются графическими построениями.

ЛЕКЦИЯ №2

«ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ СИСТЕМА КООРДИНАТ»

Основные точки и линии на поверхности Земли, координатные оси, линии, координаты.

Земная ось – это воображаемая линия, вокруг которой происходит суточное вращение Земли.

Географическим (истинным) полюсом называется точка пересечения земной оси с поверхностью Земли. Полюс, откуда вращение Земли усматривается против часовой стрелки, называется северным географическим (истинным) полюсом и обозначается как P_N. Противоположная точка – это южный географический (истинный) полюс. Обознается как P_S.

Параллель – это малый круг, образованный пересечением эллипсоида плоскостью, перпендикулярной оси вращения Земли. На карте в меркаторской проекции это прямая линия, которая показывает широту.

Экватором называется большой круг, образованный пересечением эллипсоида плоскостью, проходящей через центр Земли перпендикулярно земной оси.

Географическим или истинным меридианом называется большой круг, образованный пересечением эллипсоида плоскостью, проходящей через ось вращения Земли. На карте в меркаторской проекции меридиан – это прямая линия, которая показывает долготу. В соответствии с решением международной меридианной конференции в Вашингтоне (1884 год) в качестве начального (нулевого) меридиана принят Гринвичский меридиан. (Проходит через Гринвичскую обсерваторию близ Лондона). Меридиан, проходящий через место наблюдателя, называется меридианом наблюдателя.

Для определения положения точки на поверхности эллипсоида в навигации применяется географическая система координат. В этой системе координатными осями являются экватор и Гринвичский меридиан, координатными линиями – параллели и меридианы, а координатами – географическая широта и географическая долгота.

Географической широтой называется угол между экватором и нормалью к поверхности эллипсоида. Обозначается буквой j. Измеряется дугой меридиана от экватора до параллели заданной точки и может изменяться от 0⁰ на экваторе до 90⁰ на полюсе. Экватор делит Землю на северное и южное полушарие, поэтому широта может быть северной (обозначается буквой N и при расчётах ей придаётся знак +) и южной (обозначается буквой S и при расчётах ей придаётся знак -).

Пример: j = 45⁰15,2¢ N; j = 55⁰05,1¢ S

Географической долготой называется угол между гринвичским меридианам и меридианом наблюдателя. Обозначается буквой l. Измеряется дугой экватора от 0⁰ до 180⁰. Гринвичский меридиан делит Землю на восточное (справа от гринвичского меридиана) и западное (слева от гринвичского меридиана) полушария. Поэтому долгота может быть восточной (обозначается буквой Е и при расчётах ей придаётся знак +) и западной (обозначается буквой W и при расчётах ей придаётся знак -). Например: l = 125⁰16,9¢Е; l = 105⁰00,1¢W

Если в результате расчётов долгота окажется больше 180⁰, то необходимо взять её дополнение до 360⁰, а наименование поменять. Например: Если l = 225⁰16,9¢Е, то 360⁰00,0¢ - 225⁰16,9¢ = 134⁰43,1¢W.

На полюсах долготы нет.

Чтобы показать движение судна в навигации используются такие понятия как разность широт и разность долгот.

Разностью широт (РШ, D j ) называется дуга меридиана, заключённая между параллелями точки отхода (точки отшествия) и точки прихода (точки пришествия). Измеряется от 0⁰ до 180⁰ и имеет наименование к N или к S, а при расчётах соответственно знаки + и -.

РШ = j_{2 -} j_1.                         (1)

Разностью долгот (РД, D l ) называется меньшая из дуг экватора, заключённая между меридианами точки отхода (точки отшествия) и точки прихода (точки пришествия). Измеряется от 0⁰ до 180⁰ и имеет наименование к Е или к W, а при расчётах соответственно знаки + и - .

РД = l₂ - l₁.         (2)

Формулы (1) и (2) алгебраические, поэтому в них надо учитывать знаки.

Если в результате расчётов РД получится более 180⁰, то необходимо взять её дополнение до 360⁰ и поменять наименование.

Кроме географической используются квазигеографическая, локальная, полярная и геодезическая системы координат.

 

ЛЕКЦИЯ №3

«СЧЁТ НАПРАВЛЕНИЙ В МОРЕ»

Основные плоскости, линии и углы для счёта направлений в море.

Направления в море задаются с помощью следующих углов: ИК, ИП, КУ.

Плоскость, проходящая через место наблюдателя, перпендикулярно отвесной линии, называется плоскостью истинного горизонта.

Плоскость, проходящая через ось вращения Земли и место наблюдателя, называется плоскостью истинного меридиана наблюдателя.

Плоскость, проходящая через отвесную линию, называется плоскостью вертикала. Плоскостью первого вертикала называется плоскость вертикала, перпендикулярная плоскости истинного меридиана наблюдателя.

Плоскость истинного меридиана наблюдателя, пересекая плоскость истинного горизонта, образует на её поверхности линию, которая называется полуденной линией и обозначается как N-S. Эта линия показывает направление на северный и южный географические полюса.

Плоскость первого вертикала, пересекая плоскость истинного горизонта, образует линию E-W. Эта линия показывает направление на восток и на запад.

Диаметральная плоскость (ДП) – это условная вертикальная продольная плоскость, делящая корпус судна на две симметричные части. Диаметральная плоскость, пересекая плоскость истинного горизонта, образует на её поверхности линию, которая называется линией курса судна.

В навигации основной системой счёта направлений является круговая система. В этой системе счёт ведётся от нордовой части (N_и) истинного меридиана наблюдателя по часовой стрелке от 0⁰ до 360⁰.

Истинным курсом (ИК) называется угол между нордовой частью истинного меридиана и линией курса судна. ИК показывает движение судна в направлении носовой части ДП относительно N_и.

Истинным пеленгом (ИП) называется угол между нордовой частью истинного меридиана и линией пеленга. ИП показывает направление на ориентир относительно Nи. Линия пеленга - это линия, образованная пересечением плоскости вертикала, проходящего через место судна и ориентир, с плоскостью истинного горизонта.

Направление, обратное ИП, называется обратным истинным пеленгом (ОИП):

ОИП=ИП±1800.

Курсовым углом (КУ) называется угол между линией курса и линией пеленга. КУ может измеряться как в круговой, так и в полукруговой системах счёта направлений. В полукруговой системе счёта направлений КУ измеряется от носовой части ДП судна от 0⁰ до 180⁰ в сторону правого борта (пр/б) (при расчётах ему придаётся знак +), и в сторону левого борта (л/б) (при расчётах ему придаётся знак -). КУ=90⁰ называется траверзом.

ИП=ИК+КУ.

Другие системы счёта направлений:

Полукруговая. В этой системе счёт ведётся от N и от S к E и к W, от 0⁰ до 180⁰. Например, N 130⁰ E и S50⁰ E.

Четвертная. В этой системе счёт ведётся по четвертям от N или S, от 0⁰ до 90⁰. например, NW 45⁰, SE50⁰.

Румбовая. Счёт ведётся по румбам. Горизонт разбит на 32 румба. 1 румб = 11,25⁰. Направления N, S, E и W называются главными румбами. NE, SE, SW, NW – четвертные, а остальные 24 – промежуточные. Для перевода румбов в градусы служит таблица 41 МТ-75. Румбовая система счёта направлений служит для обозначения направлений ветра, течения и волнения.

Необходимо уметь переводить направления из одной системы счёта направлений в другую. Например, направление 135⁰ перевести в другие системы счёта направлений. Ответ: N135⁰E, S55⁰E; SE55⁰; SE.

ЛЕКЦИЯ №4

«Использование магнитного компаса для определения направлений в море»

Основные линии, углы. Магнитные и компасные направления.

Для определения направлений в море на морских судах используются магнитные и гироскопические компасы. Чувствительным элементом магнитного компаса является система магнитных стрелок, показывающая направление на северный (N_м) и южный (S_м) магнитные полюса Земли

Плоскостью магнитного меридиана называется условная вертикальная плоскость, проходящая через северный и южный магнитные полюса. В этой плоскости устанавливается система магнитных стрелок магнитного компаса. Магнитным меридианом называется след от пересечения плоскости магнитного меридиана с поверхностью земного эллипсоида или с плоскостью истинного горизонта. На поверхности земного эллипсоида это будет большой круг, проходящий через N_м и S_к, а на плоскости истинного горизонта – прямая линия.

Магнитным склонением d   называется угол между N_и и N_м .

Пример. На карте показано магнитное склонение на 1985 г. d85=1°W, го­довое уменьшение Dd = 0,2°, т. е. предполагается, что вестовое склонение ежегодно уменьшается, приближаясь к 0°, а затем меняет наименование. Необходимо определить склонение в 2000 г.

Решение: Dt = 2000 -1985 = 15 лет,

На. некоторых картах указывается изменение склонения к Е или к W, Открыл изменение магнитного склонения на земном шаре Христофор Колумб в своем первом плавании к берегам Америки в 1492 г. Изменяется оно в широких пределах: от -180 до -1-180°.

Магнитными направлениями называются направления, отсчитываемые от магнитного меридиана.

Магнитным курсом называется угол между Nм и линией курса.

Магнитным пеленгом называется угол между Nм и линией пеленга.

МК=ИК-(±d);

МП=ИП-(±d);

ОМП=МП±1800.

 

На судне магнитный компас находится под воздействием магнитного поля Земли и судна и показывает компасные направления.

Плоскостью компасного меридиана называется условная вертикальная плоскость, проходящая через ось магнитной стрелки, установленной на судне. Компасным меридианом называется след от пересечения плоскости компасного меридиана с поверхностью земного эллипсоида или с плоскостью истинного горизонта. На поверхности земного эллипсоида это будет большой круг, проходящий через условные полюсы N_к и S_к, а на плоскости истинного горизонта – прямая линия, показывающая направление на N_к и S_к.

Девиацией (d) называется угол между Nм и Nк.

Компасными направлениями называются направления, отсчитываемые относительно Nк.

Компасным курсом (КК) называется угол между Nк и линией курса.

Компасным пеленгом (КП) называется угол между Nк и линией пеленга.

КК=МК+(±d);

КП=МП+(±d);

ОКП=КП±180⁰;

ИК=КК+(±d)+ (±d);

ИП=КП+(±d)+ (±d).

 

Поправкой магнитного компаса называется угол между N_и и N_к.

DМК=(±d) + (±d);

ИК=КК+(±DМК);

ИП=КП+(±DМК).

 

Лекция №5

«Использование гирокомпаса для определения направлений в море»

Плоскостью гирокомпасного меридиана называется плоскость, проходящая через ось гироскопа.

Гирокомпасным меридианом (Nгк - Sгк или Nгк) называется линия, образованная пересечением плоскости истинного горизонта плоскостью гирокомпасного меридиана.

Относительно Nгк отсчитываются гирокомпасные направления.

Гирокопасным курсом (ГКК) называется угол между Nгк и линией курса.

Гирокомпасным пеленгом (ГКП) называется угол между Nгк и линией пеленга.

Поправкой гирокомпаса ( D ГК) называется угол между Nи и Nгк.

 

Дополнительные вопросы

Прямая задача (исправление румбов):

Обратная задача (перевод румбов):

Вспомогательные задачи:

 

 

Лекция №6

«Определение поправки компасов»

Лекция №7

«Определение скорости и расстояния в море»

 

Движение судна принято делить на относительное со скоростью V_о (V_л), абсолютное со скоростью V (V_а, V_и) и переносное V_c под воздействием ветра, течения или их совместном воздействии.

(1)

Для измерения скорости и расстояния используются абсолютные и относительные лаги. На судах в основном используются относительные лаги, которые измеряют скорость и пройденное расстояние относительно воды с учётом ветра, но без учёта течения. Как правило, лаги имеют погрешность, называемую поправкой лага. Поправкой лага называется систематическая погрешность, выраженная в процентах и взятая с обратным знаком.

       (2)

где S _ф – фактическое (истинное) расстояние; РОЛ – разность отсчётов лага. РОЛ=ОЛ _i+1 - ОЛ _i .

Поправку лага и скорость судна определяют после постройки или ремонта на специальных полигонах – мерных линиях при следующих условиях: волнение не более 3 баллов, ветер до 8 м/с, глубина не менее 6 средних осадок. Поправка лага и скорость судна определяются на ППХ, СПХ, МПХ, СМПХ в грузу и в балласте. Полученные результаты заносят в таблицу маневренных элементов.

При отсутствии течения на мерной линии делается 1 пробег.

При наличии постоянного течения для его исключения делается 2 пробега, т.к. на взаимно обратных курсах из формулы (1) на первом пробеге, предположим, , тогда на втором пробеге . Совместное решение этих двух уравнений позволяет исключить течение и определить скорость судна относительно воды.

Соответственно определится и поправка лага: рассчитываются по формуле (2) для двух пробегов. Для контроля можно сделать 3 пробег. Тогда, если РОЛ₁ =РОЛ₃ или DТ₁=DТ₃, то течение постоянное.

При переменном течении (приливоотливном) делается 3 пробега, т.к. на первом пробеге , на втором пробеге  и на третьем пробеге . Предположив, что на втором пробеге  и, подставив это выражение во второе уравнение, при совместном решении полученных трёх уравнений можно исключить течение и скорость судна определится по формуле:

, где

Соответственно определится поправка лага:  рассчитываются по формуле (2) для трёх пробегов.

Если на судне установлен винт фиксированного шага, то во время пробегов замечают скорость оборотов винта N и составляют зависимость от неё скорости судна V_об. Тогда пройденное расстояние можно определить по формуле: , где a  - аванс, т.е. расстояние проходимое судном относительно воды за один оборот движителя. Рассчитывается по V_об и соответствующей ей частоте вращения движителей N: . .

В море скорость и поправка лага определяются по свободно плавающему ориентиру (для исключения течения) с помощью РЛС или с помощью высокоточных обсерваций (по спутникам) с исключением течения графически или по формулам. Для исключения накапливающихся погрешностей длина одного пробега должна составлять при скорости 10 уз. – 2,3 м.мили; 15уз. – 3,6 м. мили; 18 уз. – 4,3 м.м или; 20 уз. – 4,9 м.мили (Н. В. Авербах, Ю. К. Баранов Определение маневренных элементов морского судна и поправки лага). Тогда

.

Задачи, решаемые при ведении счисления.

Предвычисление отсчёта лага: ОЛ_i+1=РОЛ+ ОЛ_i, где РОЛ=Sл/kл.

Расчёт расстояния, пройденного по лагу: S_л=V_лDT.

Расчёт времени плавания: T= S_л/ V_л; DT= S_и/ V_и;

Расстояние S_л выражается в стандартных морских милях. Для перехода к морским милям, длина которых изменяется с широтой, можно пользоваться поправкой DS=((1852/D1¢)-1)100, где D1¢ - длина дуги меридиана, в средней широте прокладываемого отрезка. При графическом счислении расстояние измеряется напротив того места, где ведётся счисление.

Лекция №8

«Дальность видимости горизонта, предметов и огней в море»

Видимый горизонт

Линией теоретического горизонта называется малый круг КК¢, образованный лучами зрения, касательными к поверхности воды. Земной рефракцией называется явление искривления зрительного луча в атмосфере Земли. Видимым горизонтом наблюдателя называется малый круг ВВ¢, образованный лучами зрения с учётом земной рефракции.

De

где c - коэффициент земной рефракции;

R – радиус Земли;

R1 – радиус кривой А¢В, по которой распространяются лучи зрения.

Наклонением горизонта d называется угол между плоскостью истинного горизонта и направлением на видимый горизонт.

Дальностью видимого горизонта Де называется сферический радиус видимого горизонта. По малости величины высоты глаза наблюдателя е по сравнению с радиусом Земли можно принять Де»АВ» »А¢В. В судовождении необходимо знать Де и d.

Для нахождения Де рассмотрим треугольник АА¢В. Из геометрии известно, что угол, составленный касательной и хордой, измеряется половиной дуги, заключённой внутри него. Тогда углы . По теореме синусов можно написать:

Т. к. углы С и r малы, то  Тогда  Из геометрии известно, что радианная мера любого угла есть отношение длины дуги, заключённой между сторонами этого угла, к радиусу этой дуги. С учётом этого, а также того, что  будем иметь: . Тогда  Подставляя сюда значение c=0,16 будем иметь  Для получения Де в морских милях при е, выраженной в метрах, примем R=3437,75 мили. Тогда

Величина наклонения видимого горизонта в минутах: . Для расчёта Де служит табл. 2.1 МТ-2000.

Дальность видимости огней и предметов в море

Географической (геометрической) дальностью видимости предметов Дп называется расстояние, на котором наблюдатель увидит вершину предмета над горизонтом. С учётом разрешающей способности человеческого глаза по углу g

 где h – высота предмета, м.

Разрешающей способностью человеческого глаза по углу g называется наименьший угол, на котором наблюдатель различит предмет (или два предмета раздельно). Зависит от состояния атмосферы и физиологических способностей человеческого глаза (g»2¢).

При расчёте дальности видимости огней ночью g=0. Тогда

.

На российских навигационных картах и в пособиях указана дальность видимости огней Дк для стандартной высоты глаза наблюдателя е=5 м. (На адмиралтейских е=15 футов). Если высота глаза наблюдателя другая, то необходимо рассчитать поправку и прибавить её к Дк. (Для расчёта Дп служит табл. 2.3 и номограмма 2.4 МТ-2000).

Оптической (ночной) дальностью видимости называется дальность видимости, которая зависит от способности человеческого глаза различать предмет по яркости на некотором фоне. Зависит от силы света наблюдаемого огня. На картах и в руководствах указывается меньшая из дальностей (оптическая или геометрическая). Поэтому, прежде чем исправлять Дк поправкой за высоту глаза наблюдателя, необходимо по условиям  определить, какая дальность указана на карте. Если это условие выполняется, то на карте указана оптическая дальность, и Дп поправкой за высоту глаза наблюдателя исправлять не следует. В противном случае на карте указана геометрическая дальность и следует пользоваться поправкой D. Если Дк<4,7 мили, то Дп также не исправляют поправкой D.

 

Лекция №9

«Предмет и назначение морской лоции. Руководства и пособия для обеспечения мореплавания»

 

Литература: Ермолаев Г. Г. Морская лоция: Учебник для вузов морского транспорта. 4-е изд., перераб. И доп. – М.: Транспорт, 1982. – 392 с.

 

Морская лоция – раздел судовождения, изучающий условия плавания в океанах и морях, рассматривающий системы навигационного оборудования, а также принципы использования карт и пособий для плавания и поддержания их на уровне современности.

Предметом морской лоции является установление оптимального и безопасного пути морского судна.

Морские навигационные руководства и пособия (МНР и МНП) представляют собой издания Главного управления навигации и океанографии министерства обороны РФ (ГУНиО МО РФ) и других ведомств, содержащие навигационную, гидрографическую, гидрометеорологическую, геофизическую и гидробиологическую информацию для мореплавателей по районам Мирового океана, а также правила и рекомендации по обеспечению безопасности плавания, международно-правовые сведения, необходимые для решения совместно с морскими картами задач мореплавания, использования природных ресурсов и специальных задач.

 

Классификация МНР и МНП

 

МНР – официальные издания, содержащие правила, наставления, указания, невыполнение которых возлагает на мореплавателя ответственность за возможные последствия.

МНП – официальные издания, содержащие справочную информацию.

Каталог карт и книг – это основной документ по систематизации карт, руководств и пособий для плавания в судовых условиях.

Лоция – МНР, в котором содержится информация об условиях плавания в описываемом районе. В сочетании с данными на морских навигационных картах она позволяет производить опознание на местности географических объектов и назначать безопасный курс судна.

Огни и знаки – МНР, в котором содержится информация для мореплавателей о всех штатных средствах навигационного оборудования (СНО), за исключением вех.

Радиотехнические средства навигационного оборудования (РТСНО) – МНР, в которых содержится информация о радионавигационных системах (РНС), морских радиомаяках (РМк), аэрорадиомаяках (АэроРМк), радиопеленгаторных станциях (РПС), радиолакационных маяках (РЛМк) и других РТСНО.

Каждое руководство и пособие имеет адмиралтейский номер, который состоит из 4-х цифр:

Первая цифра – вид руководства или пособия (1 – лоции, 2- Огни и знаки, 3- РТСНО, 4 - руководства и правила плавания, 5 – резерв, 6- гидрометеорологические пособия, 7 – каталоги, 8 – таблицы определения места судна по РНС, 9 – специальные пособия);

Вторая цифра – океан (1 – Северный Ледовитый, 2 – Атлантический, 3 – Индийский, 4 – Тихий);

Третья и четвёртая цифры – порядковый номер руководства или пособия на данном океане.

Пример: 1225 – лоция, относящаяся к Атлантическому океану, с порядковым номером 25; 3401 – РТСНО; 2401 – Огни и знаки; 7401 – каталог карт и книг.

 

Лекция №10

«Морские карты»

 

Литература по докладу: Рюттен М. Г. Приливы и динозавры.

 

Географической картой называется уменьшенное обобщённое изображение земной поверхности на плоскости, полученное по определённому математическому закону.

Морская карта – это частный случай географической карты. Предназначена для обеспечения мореплавания.

 

Лекция №11

«КОРРЕКТУРА МОРСКИХ КАРТ И РУКОВОДСТВ ДЛЯ ПЛАВАНИЯ»

Литература:

1. Н. В. Авербах и др. Корректура морских карт и руководств для плавания.

2. Правила корректуры, комплектования и хранения карт и руководств для плавания на судах гражданских ведомств.

 

Корректурой называется систематический процесс исправления карт и руководств для плавания с целью приведения их на уровень современности.

Печатные корректурные документы :

1. Извещения мореплавателям Главного управления навигации и океанографии МО РФ (ИМ ГУНиО);

Структура, ИМ ГУНиО Выпуск №1.

2. Приложения к ИМ ГУНиО;

3. Извлечения из ИМ ГУНиО ГС флотов;

4. Вклейки на карты;

5. Сводные корректуры (для контроля);

6. Дополнения к руководствам для плавания (содержат сведения об изменениях навигационной обстановки, появившихся после издания руководства);

7. Еженедельные бюллетени навигационных предупреждений.

Все ИМ, в зависимости от срока действия навигационной информации подразделяются на постоянные, временные (В) и предварительные (П).

Раз в полгода издаются нумерники ИМ (полугодовые и годовые), которые служат для контроля корректуры.

Один раз в год издаётся Перечень перечень временных и предварительных ИМ, также для контроля.

Подшивки ИМ на судне хранятся 2 года (за предшествующий и текущий год).

 

Лекция №13

Литература

1. Фадюшин С. Г. Учёт циркуляции при счислении: Уч.-метод. пос. Владивосток: Дальрыбвтуз, 1999. 22 с.

2. Справочник по теории корабля: Том. 3. Управляемость судов/ Под ред. Войткунского Я. И.

 

Если на движущемся судне переложить руль на некоторый угол и удерживать его в этом положении, то оно начнет перемещаться по криволинейной траектории. Такое движение судна, а также траекторию движения его центра тяжести называют циркуляцией.

Учитывать циркуляцию требуется при плавании в стесненных навигационных условиях (вблизи берегов и в уз-костях), когда прокладка ведется на картах крупного масштаба, для повышения точности графического счисления и предупреждения сближения судна с надводными и подводными опасностями. Циркуляцию необходимо учитывать также при плавании по фарватерам, при поворотах и выходах с одной линии створа на другую.

Циркуляция - сложный процесс, осуществляемый по законам гидродинамики движения судна. В настоящем учебно-методическом пособии рассмотрены практические приемы учета циркуляции при прокладке в форме упрощенной, но удовлетворяющей требованиям практической навигации. Некоторые способы учета циркуляции представлены в форме, модернизированной автором.

Учет циркуляции на движущемся судне затруднен и зачастую по объективным причинам не может быть реализован в том виде, в котором он предлагается в настоящей работе. Но для обеспечения безопасности мореплавания судоводитель должен знать и четко представлять себе все этапы и особенности, сопутствующие этому процессу.

Характерную особенность в поведении корабля на циркуляции довольно точно отметил адмирал С.О. Макаров. Он писал, что прежде всего следует уяснить, что руль двигает в сторону не нос. а корму корабля и что точка вращения корабля находится далеко впереди центра корабля. Эту и другие особенности движения корабля на циркуляции и должен четко уяснить себе судоводитель.

 Циркуляцией называется процесс движения судна при перекладке руля (или другого средства управления) из нулевого положения на некоторый угол и удержания его в этом положении. Термином циркуляция обозначается также траектория движения судна, сопутствующая этому процессу.

Различают три периода циркуляции: маневренный, эволюционный и установившийся. Маневренный период по времени совпадает с продолжительностью перекладки руля. Эволюционный период начинается с момента окончания перекладки руля и заканчивается, когда элементы движения судна перестанут изменяться во времени. Установившийся период начинается с момента окончания второго периода и длится все время, пока руль находится в переложенном положении. Движение судна в третьем периоде принято называть установившейся циркуляцией.

w

В первых двух периодах циркуляция судна представляет собой кривую переменной кривизны, в установившемся периоде - окружность. Форма циркуляции показана на рис. 1.

       Началом циркуляции является точка на линии первоначального курса А_о, совпадающая с центром тяжести судна в момент начала перекладки руля. Для количественной характеристики циркуляции используются следующие величины:

D_T - тактический диаметр циркуляции - расстояние между ДП судна в начале поворота и ее положением после изменения первоначального курса судна на 180°.

D_C - диаметр установившейся циркуляции - диаметр окружности, по которой движется ц.т. судна на установившейся циркуляции.

Рис. 1

l₁ - выдвиг - расстояние, на которое смещается центр тяжести судна в направлении первоначального курса от точки начала циркуляции до точки, с которой совпадает центр тяжести в момент изменения курса на 90°.

 

 

l₂ - прямое смещение - кратчайшее расстояние от линии первоначального курса судна до точки, с которой совпадает центр тяжести в момент изменения курса на 90°.

l₃ - обратное смещение - расстояние между линией первоначального курса и параллельной ей касательной к траектории движения в начальные периоды поворота, т.е. смещение ц.т. судна в сторону, обратную направлению поворота.

d _R - угол перекладки руля - угол между ДП и пером руля.

b_с - угол дрейфа - угол между вектором скорости судна (касательной к траектории движения судна) и ДП.

w _c – угловая скорость судна.

S_м - путь "мертвого" промежутка - расстояние, пройденное судном между моментом подачи команды на руль (точка АО) и моментом начала поворота (точка А).

Примечание: индекс с означает установившуюся циркуляцию.

Величины D_T, l₁, l₂, l₃  в долях диаметра установившейся циркуляции D_C лежат в относительно узких пределах для судов различных классов и в среднем составляют: D_T = (0,9 ¸ 1,2) D_c; l₁= (0,6 ¸1,2) D_c; l₂= (0,5 ¸0,6) D_c; l₃ = (0 ¸0,1)D_C.

При движении судна на установившейся циркуляции каждая точка по длине судна описывает окружность. Эти окружности имеют общий центр, именуемый центром циркуляции. Под характеристиками циркуляции понимаются соответствующие характеристики центра тяжести судна.

Прямая задача. Известно положение точки А начала поворота. Требуется определить положение точки В конца поворота, из которой следует проложить новый курс.

1. Рассчитывается средний курс

ИК_ср = ИК₁ ± a°/2,

где a° - угол поворота в градусах (знак "плюс" при повороте вправо, знак "минус" при повороте влево).

2. Рассчитывается промежуточное плавание (в кбт)

d = 2R_сsina/2,,

                  Рис 2

 

где R_с - радиус установившейся циркуляции (выбирается из таблицы маневренных элементов).

3. Из точки А прокладывается линия ИК_ср и по ней, от точки А, промежуточное плавание d. В результате будет получена точка В конца поворота.

4. Из точки В прокладывается линия ИК₂,

5. Траекторию движения судна из точки А в точку В по циркуляции можно провести в виде дуги окружности радиусом R_с, соединяющей точки А и В.

6. Рассчитывается плавание на циркуляции (расстояние поворота)

S_a = 0,017R_сa°.

7. Рассчитывается продолжительность поворота

 

где T₁₈₀ - полупериод циркуляции (выбрать из таблицы маневренных элементов судна).

8. Рассчитывается РОЛ между точкой А и В

РОЛ = S_a/k_л,

где k_л - коэффициент лага.

9. Рассчитывается время и отсчет лага в точке В

Т_в = Т_А + t_a;

 ОЛ_в = ОЛ_А + РОЛ.

 

Обратная задача. Заданы линия начального курса (ИК₁) и ли­ния нового курса (ИК₂). Требуется определить положение точки А, в которой следует начать поворот, чтобы после циркуляции оказаться на заданной линии нового курса, и положение точ­ки В конца поворота.

1. При заданном угле перекладки руля d_R рассчиты­вается расстояние до нового курса

d1 = Rctg a /2,

(1)

2. Расстояние d₁ откладывается от точки М пересечения начального и нового курсов по линиям ИК₁ и ИК₂ (см. рис 1). В результате будут получены точка начала поворота А и точка окончания поворота В.

3. Время и отчёт лага рассчитываются также как и при решении прямой задачи.

 

Рис.1

После расчёта элементов циркуляции при решении обеих задач (прямой и обратной) рассчитывается расстояние "мертвого" промежутка

s_m = Vt_M,

где V - скорость судна перед поворотом (выбирается из таблицы маневренных элементов);

t_M – время "мертвого" промежутка (определяется экспериментально).

Команду на руль необходимо подавать, не доходя до точки начала поворота на расстояние S_м.

Если в районе плавания действует течение, элементы которого известны, то положение точки А начала поворота необходимо определить с учетом действия на судно течения. Для этого способом, изложенным выше, необходимо найти положение точки А без учета течения. Из этой точки в направлении, противоположном направлению течения, от­кладывается модуль вектора течения, который рассчиты­вается по формуле:

s_t ⁼ t _a V_T,

где V_T - скорость течения;

t _a- продолжительность поворота.

Из конца вектора s_t проводится линия, параллельная новой линии пути ПУ₂ , до пересечения с первоначальной ли­нией пути ПУ₁. В результате будет получена точка начала поворота с учетом течения.

Учет циркуляции графическим способом

 

Линия ИК2

Рис. 2

Линия ИК1

При решении прямой задачи (см. рис. 2) из точки А начала поворота перпендикулярно линии первоначального курса провести в сторону поворота судна прямую, на которой отложить отрезок АО, равный радиусу циркуляции R_с. Из полученной точки О – как центра циркуляции - циркулем провести дугу окружности радиусом R_с. Линия нового курса проводится как касательная к дуге. Точка касания В будет точкой окончания поворота.

Линия ИК2

Рис. 3

Линия

При решении обратной задачи (см. рис. 3) проводят две прямые, параллельные линиям первоначального и нового курсов и отстоящие от них на расстоянии R_с. Точка пересечения этих прямых О будет центром циркуляции, а перпендикуляры, опущенные из точки О на линии обоих курсов, определят положение точек А и В начала и конца поворота.

 

При расчёте элементов циркуляции судна можно использовать МТ-2000, табл. 2.21. (с. 302)

Элементы циркуляции определяются для каждого конкретного судна с помощью высокоточных обсерваций и относительно свободноплавающего ориентира по пеленгам и дистанциям, измеренным РЛС.

Циркуляция крупнотоннажных судов, как правило, отличается от окружности. Поэтому учёт циркуляции для таких судов осуществляется с помощью экспериментальных диаграмм циркуляции.

 

Лекция №14

Аналитическое (письменное) счисление

 

S

Отшествием (ОТШ) называется длина отрезка параллели между меридианами пункта отхода и прихода, рассчитываемая по средней параллели и выраженная в морских милях.

.

 

Меридиональной частью (МЧ) называется длина меридиана от экватора до параллели заданной точки, выраженная в экваториальных милях

(см. МТ-2000, табл. 2.28а).

РМЧ=МЧ₂-МЧ₁

РД=РМЧtgK

где j_п - промежуточное значение широты в интервале между j₁ j₂

(на коротких расстояниях промежуточное значение широты можно принимать равным среднему значению).

Разность широт рассчитывается по формулам:

Курс судна рассчитывается по формулам:

Примечание. Если нет ни ветра ни течения, то в качестве курса К принимается ИК, если есть ветер – то ПУ_a. Течение учитывается отдельным курсом. Курс получается в четвертном счёте.

 

Плавание судна рассчитывается по формуле:

Аналитическое счисление принято подразделять на простое, составное и сложное.

Простое счисление

Простое аналитическое счисление выполняется, когда судно шло одним курсом. Порядок решения задачи будет следующий.

Дано: Координаты пункта отшествия j₁ и l₁, К, S. Найти координаты пункта пришествия j₂ и l₂.

Решение

1. ; 2.  3.   4.  5.

 

Дано: Координаты пункта отшествия j₁ и l₁ и координаты пункта пришествия j₂ и l₂. Найти К и S.

Решение

1. 2.  3.  4.  5.

Составное счисление

Составное счисление используется, когда судно совершает плавание несколькими курсами и требуется определить координаты пункта пришествия. При решении этой задачи на каждом отдельном курсе рассчитываются РШ и ОТШ и находится их алгебраическая сумма, которые будут называться соответственно генеральной разностью широт (Ген РШ и Ген ОТШ)

.

Дальше расчёт делается по формулам:

Сложное счисление

Сложным счислением называется такое счисление, при котором для каждого курса в точке поворота рассчитывается не только РШ и ОТШ, но и РД. Алгебраическая сумма разностей долгот будет называться генеральной разностью долгот:

Затем рассчитываются координаты промежуточных точек.

 

Курс, рассчитанный по Ген РШ и Ген ОТШ, ведущий непосредственно в точку пришествия, называется генеральным курсом, а расстояние по генеральному курсу между этими точками называется генеральным плаванием.

Метод составного (сложного) счисления позволяет вести учет постоянного и прилизо-отливного течений, а также учет циркуляции. При учете течения его направление принимается за отдельный дополнительный курс, а произведение скорости течения на время его действия — за плавание. По этому отдельному курсу выбирают РШ и ОТШ. При учете циркуляции за курс судна принимается средний курс ИК,_ср, а за плавание — величина d — плавание по среднему курсу на циркуляции.

Лекция №15

«ТОЧНОСТЬ СУДОВОЖДЕНИЯ»

 

Лекция №16

“ПРИМЕНЕНИЕ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ В НАВИГАЦИИ”

 

Радиотехнические средства навигации, состоящие из опорных передающих станций, излучающих взаимно синхронизированные сигналы на определённых частотах и в определённом порядке, и судовых приёмоиндикаторов, называются радионавигационными системами (РНС).

Фазовая гиперболическая РНС средней дальности «Декка»

Работа РНС «Декка» основана на измерении в точке приёма разности фаз взаимосвязанных колебаний, излучаемых береговыми станциями. Эти колебания принимаются на судне специальным приёмоиндикатором, имеющим устройство для измерения разности фаз – фазометр.

Разность фаз DФ можно рассчитать по формуле

(1)

где l - длина волны колебаний;

D1, D2 – расстояния до береговых станций.

Из формулы (1) видно, что измеренной разности фаз DФ будет соответствовать разность расстояний до двух береговых станций. Разности расстояний соответствует математическая кривая – гипербола. Измерив разность фаз до двух пар станций, можно получить две гиперболы. Точка пересечения полученных гипербол будет являться обсервованным местом судна.

Таким образом, в РНС «Деккка» радионавигационным параметром является разность фаз, навигационным параметром – разность расстояний, а изолинией – гипербола.

С помощью РНС «Декка» место судна определяется с высокой точностью (днём при 30° <q < 150° Мо с вероятностью 95% составляет 0,25-0,5 кбт и менее). Место судна определяется на расстоянии 250-300 миль.

Недостатком системы является большая многозначность и ненадёжность её устранения на больших расстояниях.

Импульсно-фазовая гиперболическая РНС «Лоран-С»

Работа РНС «Лоран-С» основана на измерении в точке приёма промежутка времени между моментами прихода импульсов от ведущей и ведомой станций и разности фаз колебаний. Импульсный метод используется для устранения многозначности, а фазовый - для определения места судна с высокой точностью.

Навигационным параметром является разность расстояний до двух береговых станций. Изолинией – гипербола.

Место судна определяется на расстоянии до 1400 миль. Погрешность определения места судна 80¸300м.

Лекции по навигации

Фадюшин С. Г., доцент кафедры судовождения

ЛЕКЦИЯ №1

«ВВЕДЕНИЕ В НАВИГАЦИЮ»

Предмет морской навигации, фигура и размеры Земли.

Основные единицы длины и скорости.

 

 

Слово "навигация" происходит от латинского "navigatio", что означает "мореплавание, судоходство". В русский язык оно вошло в эпоху Петра I. В те времена всех, кто занимался мореплаванием, на­зывали "навигаторами".

Морская навигация - это наука об управлении движе­нием морского судна по выбранной или заданной траектории с учётом внешних сил и субъективного фактора.

Основная цель морской навигации - это выработка научно обоснованных методик, способов и рекомендаций для обеспечения безопасного плавания морского судна из пункта отхода в пункт прихода.

Для выполнения основной цели в морской навигации решают­ся задачи:

•выбора безопасного и выгодного пути судна;

•следования выбранным путём на основании показаний при­боров о направлении и пройденном расстоянии (счисления пути судна) и с учётом коррекции траектории движения судна по ориен­тирам (обсерваций);

•анализа возможных ошибок в счислении пути и обсервациях;

Навигация является ведущей наукой в цикле судоводительских дисциплин, включающем лоцию, мореходную астрономию, техни­ческие средства судовождения, математические основы специаль­ности Судовождение" которые выделились из неё в процессе разви­тия мореплавания.

Навигация - точная наука, построенная на строгой математиче­ской основе. Однако для выполнения штурманских обязанностей знания только теории недостаточно. Штурман обязан иметь практи­ческие навыки в решении задач навигации, а этого можно достичь только систематическими тренировками.

В навигации большую роль играет субъективный фактор, т. к. авария может произойти и от серьёзного упущения в штурманском деле, и от незначительной ошибки при наблюдениях или вычисле­ниях. Штурман обязан постоянно помнить об этом.

В более широком смысле слово "навигация" употребляется в его первоначальном значении как "мореплава­ние" (например, летняя навигация, зимняя навигация и т. д.).

Фигура Земли имеет форму геоида, что переводится как «землеподобный».

Геоидом называется фигура, образованная уровенной поверхностью, перпендикулярной вектору силы тяжести, и имеющая неправильную геометрическую форму. Геометрия геоида очень сложна, поэтому вместо геоида при решении штурманских задач ис­пользуют более простые модели Земли: эллипсоид вращения, сферу, карту.

Размеры референц-эллипсоида Красовского: большая полуось а=6378245 м; в=6356863 м; полярное сжатие а=(а-в)/а=1/298,3; экс­центриситет е=0,0818; R=6371110м.

Основные единицы длины и скорости, используемые в судовождении

Метрическая система неудобна для измерения расстояний на море, т.к. в процессе судовождения приходится решать задачи, связанные с измерением углов и угловых расстояний. Именно поэтому в качестве основной единицы длины в практике мореплавания принята длина одной минуты дуги меридиана земного эллипсоида.

Морской милей называется одна минута дуги меридиана земного эллипсоида. Обозначается как м. миля. Допускается обозначение как просто миля.

Для референц-эллипсоида Красовского длина одной минуты дуги меридиана (длина одной морской мили) выражается формулой:

,

где j - широта.

Как видно из формулы, длина морской мили является величиной непостоянной, зависящей от широты места судна.

В 1928 г. Международное гидрографическое бюро приняло в качестве морской мили постоянную величину, равную 1852 м. Такая миля называется международной стандартной морской милей. В России принята в 1931 году. Однако до сих пор не все страны приняли эту морскую милю. Например, в Японии длина морской мили равна 1853,18 м.

Одна десятая часть морской мили называется кабельтов (кбт):

1 кбт = 0,1 мили = 185,2 м.

За единицу скорости в морской навигации принят узел (уз):

1 уз = 1 миля/час.

При использовании картографических материалов других стран могут встречаться другие единицы длины:

Сажень морская, равна 1,828 м или 6 футов. Применяется при обозначении глубин.

Фут, равен 30,48 см применяется для обозначения высот побережья, малых глубин и осадки судна.

Ярд, равен 3 футам или 91,44 см. Используется для измерения небольших расстояний в США и Англии.

Для перехода от одних единиц к другим служит таблица 44 Мореходных таблиц 1975 года. (МТ-75). Соотношения скоростей указаны в табл. 37 МТ-75. В МТ-2000 этим целям служат таблицы 5.15-5.26.

Практические советы:

1. Следует записывать лишь те показания приборов и инструментов, которые наблюдатель действительно видит. «Пишем, что видим, и не пишем того, что не видим». Щепетильность при фиксации и записи измерений – основное правило штурмана.

2. Все записи следует делать сразу начисто, карандашом, избегая случайных черновиков, листов и чернил.

3. Все записи нужно выполнять аккуратно, цифры записывать разряд под разрядом. Неверные вычисления не стирать, а зачёркивать, так, чтобы их можно было разобрать. Именно оно в итоге может оказаться верным.

4. При вычислениях надо всегда пользоваться расчётными схемами. Если схем нет, то их надо составить самому. Вычисление по схеме дисциплинирует счёт, ограждает от ошибок и позволяет организовать контроль. В ответственных случаях, например, при определении координат судна, вычисления необходимо тщательно проверять. Действенным контролем необходимо признать расчёты по вспомогательным формулам, которые выполняются одновременно с основными расчётами, и сопровождаются графическими построениями.

ЛЕКЦИЯ №2

«ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ СИСТЕМА КООРДИНАТ»

Основные точки и линии на поверхности Земли, координатные оси, линии, координаты.

Земная ось – это воображаемая линия, вокруг которой происходит суточное вращение Земли.

Географическим (истинным) полюсом называется точка пересечения земной оси с поверхностью Земли. Полюс, откуда вращение Земли усматривается против часовой стрелки, называется северным географическим (истинным) полюсом и обозначается как P_N. Противоположная точка – это южный географический (истинный) полюс. Обознается как P_S.

Параллель – это малый круг, образованный пересечением эллипсоида плоскостью, перпендикулярной оси вращения Земли. На карте в меркаторской проекции это прямая линия, которая показывает широту.

Экватором называется большой круг, образованный пересечением эллипсоида плоскостью, проходящей через центр Земли перпендикулярно земной оси.

Географическим или истинным меридианом называется большой круг, образованный пересечением эллипсоида плоскостью, проходящей через ось вращения Земли. На карте в меркаторской проекции меридиан – это прямая линия, которая показывает долготу. В соответствии с решением международной меридианной конференции в Вашингтоне (1884 год) в качестве начального (нулевого) меридиана принят Гринвичский меридиан. (Проходит через Гринвичскую обсерваторию близ Лондона). Меридиан, проходящий через место наблюдателя, называется меридианом наблюдателя.

Для определения положения точки на поверхности эллипсоида в навигации применяется географическая система координат. В этой системе координатными осями являются экватор и Гринвичский меридиан, координатными линиями – параллели и меридианы, а координатами – географическая широта и географическая долгота.

Географической широтой называется угол между экватором и нормалью к поверхности эллипсоида. Обозначается буквой j. Измеряется дугой меридиана от экватора до параллели заданной точки и может изменяться от 0⁰ на экваторе до 90⁰ на полюсе. Экватор делит Землю на северное и южное полушарие, поэтому широта может быть северной (обозначается буквой N и при расчётах ей придаётся знак +) и южной (обозначается буквой S и при расчётах ей придаётся знак -).

Пример: j = 45⁰15,2¢ N; j = 55⁰05,1¢ S

Географической долготой называется угол между гринвичским меридианам и меридианом наблюдателя. Обозначается буквой l. Измеряется дугой экватора от 0⁰ до 180⁰. Гринвичский меридиан делит Землю на восточное (справа от гринвичского меридиана) и западное (слева от гринвичского меридиана) полушария. Поэтому долгота может быть восточной (обозначается буквой Е и при расчётах ей придаётся знак +) и западной (обозначается буквой W и при расчётах ей придаётся знак -). Например: l = 125⁰16,9¢Е; l = 105⁰00,1¢W

Если в результате расчётов долгота окажется больше 180⁰, то необходимо взять её дополнение до 360⁰, а наименование поменять. Например: Если l = 225⁰16,9¢Е, то 360⁰00,0¢ - 225⁰16,9¢ = 134⁰43,1¢W.

На полюсах долготы нет.

Чтобы показать движение судна в навигации используются такие понятия как разность широт и разность долгот.

Разностью широт (РШ, D j ) называется дуга меридиана, заключённая между параллелями точки отхода (точки отшествия) и точки прихода (точки пришествия). Измеряется от 0⁰ до 180⁰ и имеет наименование к N или к S, а при расчётах соответственно знаки + и -.

РШ = j_{2 -} j_1.                         (1)

Разностью долгот (РД, D l ) называется меньшая из дуг экватора, заключённая между меридианами точки отхода (точки отшествия) и точки прихода (точки пришествия). Измеряется от 0⁰ до 180⁰ и имеет наименование к Е или к W, а при расчётах соответственно знаки + и - .

РД = l₂ - l₁.         (2)

Формулы (1) и (2) алгебраические, поэтому в них надо учитывать знаки.

Если в результате расчётов РД получится более 180⁰, то необходимо взять её дополнение до 360⁰ и поменять наименование.

Кроме географической используются квазигеографическая, локальная, полярная и геодезическая системы координат.

 

ЛЕКЦИЯ №3

«СЧЁТ НАПРАВЛЕНИЙ В МОРЕ»

Основные плоскости, линии и углы для счёта направлений в море.

Направления в море задаются с помощью следующих углов: ИК, ИП, КУ.

Плоскость, проходящая через место наблюдателя, перпендикулярно отвесной линии, называется плоскостью истинного горизонта.

Плоскость, проходящая через ось вращения Земли и место наблюдателя, называется плоскостью истинного меридиана наблюдателя.

Плоскость, проходящая через отвесную линию, называется плоскостью вертикала. Плоскостью первого вертикала называется плоскость вертикала, перпендикулярная плоскости истинного меридиана наблюдателя.

Плоскость истинного меридиана наблюдателя, пересекая плоскость истинного горизонта, образует на её поверхности линию, которая называется полуденной линией и обозначается как N-S. Эта линия показывает направление на северный и южный географические полюса.

Плоскость первого вертикала, пересекая плоскость истинного горизонта, образует линию E-W. Эта линия показывает направление на восток и на запад.

Диаметральная плоскость (ДП) – это условная вертикальная продольная плоскость, делящая корпус судна на две симметричные части. Диаметральная плоскость, пересекая плоскость истинного горизонта, образует на её поверхности линию, которая называется линией курса судна.

В навигации основной системой счёта направлений является круговая система. В этой системе счёт ведётся от нордовой части (N_и) истинного меридиана наблюдателя по часовой стрелке от 0⁰ до 360⁰.

Истинным курсом (ИК) называется угол между нордовой частью истинного меридиана и линией курса судна. ИК показывает движение судна в направлении носовой части ДП относительно N_и.

Истинным пеленгом (ИП) называется угол между нордовой частью истинного меридиана и линией пеленга. ИП показывает направление на ориентир относительно Nи. Линия пеленга - это линия, образованная пересечением плоскости вертикала, проходящего через место судна и ориентир, с плоскостью истинного горизонта.

Направление, обратное ИП, называется обратным истинным пеленгом (ОИП):

ОИП=ИП±1800.

Курсовым углом (КУ) называется угол между линией курса и линией пеленга. КУ может измеряться как в круговой, так и в полукруговой системах счёта направлений. В полукруговой системе счёта направлений КУ измеряется от носовой части ДП судна от 0⁰ до 180⁰ в сторону правого борта (пр/б) (при расчётах ему придаётся знак +), и в сторону левого борта (л/б) (при расчётах ему придаётся знак -). КУ=90⁰ называется траверзом.

ИП=ИК+КУ.

Другие системы счёта направлений:

Полукруговая. В этой системе счёт ведётся от N и от S к E и к W, от 0⁰ до 180⁰. Например, N 130⁰ E и S50⁰ E.

Четвертная. В этой системе счёт ведётся по четвертям от N или S, от 0⁰ до 90⁰. например, NW 45⁰, SE50⁰.

Румбовая. Счёт ведётся по румбам. Горизонт разбит на 32 румба. 1 румб = 11,25⁰. Направления N, S, E и W называются главными румбами. NE, SE, SW, NW – четвертные, а остальные 24 – промежуточные. Для перевода румбов в градусы служит таблица 41 МТ-75. Румбовая система счёта направлений служит для обозначения направлений ветра, течения и волнения.

Необходимо уметь переводить направления из одной системы счёта направлений в другую. Например, направление 135⁰ перевести в другие системы счёта направлений. Ответ: N135⁰E, S55⁰E; SE55⁰; SE.

ЛЕКЦИЯ №4

«Использование магнитного компаса для определения направлений в море»

Основные линии, углы. Магнитные и компасные направления.

Для определения направлений в море на морских судах используются магнитные и гироскопические компасы. Чувствительным элементом магнитного компаса является система магнитных стрелок, показывающая направление на северный (N_м) и южный (S_м) магнитные полюса Земли

Плоскостью магнитного меридиана называется условная вертикальная плоскость, проходящая через северный и южный магнитные полюса. В этой плоскости устанавливается система магнитных стрелок магнитного компаса. Магнитным меридианом называется след от пересечения плоскости магнитного меридиана с поверхностью земного эллипсоида или с плоскостью истинного горизонта. На поверхности земного эллипсоида это будет большой круг, проходящий через N_м и S_к, а на плоскости истинного горизонта – прямая линия.

Магнитным склонением d   называется угол между N_и и N_м .

Пример. На карте показано магнитное склонение на 1985 г. d85=1°W, го­довое уменьшение Dd = 0,2°, т. е. предполагается, что вестовое склонение ежегодно уменьшается, приближаясь к 0°, а затем меняет наименование. Необходимо определить склонение в 2000 г.

Решение: Dt = 2000 -1985 = 15 лет,

На. некоторых картах указывается изменение склонения к Е или к W, Открыл изменение магнитного склонения на земном шаре Христофор Колумб в своем первом плавании к берегам Америки в 1492 г. Изменяется оно в широких пределах: от -180 до -1-180°.

Магнитными направлениями называются направления, отсчитываемые от магнитного меридиана.

Магнитным курсом называется угол между Nм и линией курса.

Магнитным пеленгом называется угол между Nм и линией пеленга.

МК=ИК-(±d);

МП=ИП-(±d);

ОМП=МП±1800.

 

На судне магнитный компас находится под воздействием магнитного поля Земли и судна и показывает компасные направления.

Плоскостью компасного меридиана называется условная вертикальная плоскость, проходящая через ось магнитной стрелки, установленной на судне. Компасным меридианом называется след от пересечения плоскости компасного меридиана с поверхностью земного эллипсоида или с плоскостью истинного горизонта. На поверхности земного эллипсоида это будет большой круг, проходящий через условные полюсы N_к и S_к, а на плоскости истинного горизонта – прямая линия, показывающая направление на N_к и S_к.

Девиацией (d) называется угол между Nм и Nк.

Компасными направлениями называются направления, отсчитываемые относительно Nк.

Компасным курсом (КК) называется угол между Nк и линией курса.

Компасным пеленгом (КП) называется угол между Nк и линией пеленга.

КК=МК+(±d);

КП=МП+(±d);

ОКП=КП±180⁰;

ИК=КК+(±d)+ (±d);

ИП=КП+(±d)+ (±d).

 

Поправкой магнитного компаса называется угол между N_и и N_к.

DМК=(±d) + (±d);

ИК=КК+(±DМК);

ИП=КП+(±DМК).

 

Лекция №5

«Использование гирокомпаса для определения направлений в море»

Плоскостью гирокомпасного меридиана называется плоскость, проходящая через ось гироскопа.

Гирокомпасным меридианом (Nгк - Sгк или Nгк) называется линия, образованная пересечением плоскости истинного горизонта плоскостью гирокомпасного меридиана.

Относительно Nгк отсчитываются гирокомпасные направления.

Гирокопасным курсом (ГКК) называется угол между Nгк и линией курса.

Гирокомпасным пеленгом (ГКП) называется угол между Nгк и линией пеленга.

Поправкой гирокомпаса ( D ГК) называется угол между Nи и Nгк.

 

Дополнительные вопросы

Прямая задача (исправление румбов):

Обратная задача (перевод румбов):

Вспомогательные задачи:

 

 

Лекция №6

«Определение поправки компасов»

Определение поправки магнитного компаса и гирокомпаса»