книги из ГПНТБ / Скворцов М.И. Счисление и определение места корабля навигационными способами учебный материал

ВОЕННО-ПОЛИТИЧЕСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА КРАСНОЗНАМЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ В. И. ЛЕНИНА

Капитан I ранга М. И. СКВОРЦОВ

СЧИСЛЕНИЕ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ

МЕСТА КОРАБЛЯ

НАВИТА I ДЮННЫМИ СПОСОБАМИ

Учебный материал

М О С К В А 1 9 6 3

ВВ Е Д Е Н И Е

Всостав кораблевождения как науки входят следующие научные дисциплины:

Навигация — ведущая дисциплина кораблевождения, изу­

чающая общие основы счисления пути и определения места корабля в море, а также способы определения места по 'навигационным (земным) ориентирам.

Мореходная астрономия, основным содержанием которой является изучение методов определения места корабля в мо­ ре по небесным светилам и искусственным спутникам Земли.

Маневрирование — теория и практика использования по­ движности кораблей для достижения победы в бою. В манев­ рировании изучаются геометрические (кинематические) осно­ вы тактики морского боя.

Технические средства кораблевождения — дисциплина,

изучающая теорию, конструкцию и эксплуатацию приборов и инструментов, служащих для осуществления кораблевож­ дения. Одним из ее разделов является, в частности, девиация магнитных компасов, - ранее выделявшаяся в особую дисци­ плину.

Навигационные пособия — дисциплина, носившая ранее наименование «Лоция». Она имеет своим предметом основы методики изучения морского театра и района плавания, ис­ пользования морских карт и других применяемых в корабле­ вождении пособий.

Морская гидрометеорология -дисциплина, включающая прикладные вопросы Метеорологии и Океанографии; в ней изучаются происходящие в атмосфере и водной массе морей и океанов физические процессы, их влияние па кораблевож­ дение и использование боевых и технических средств кораб­ лей.

Роль навигации в обеспечении боевых действий кораблей за последние.годы значительно выросла. Применение в совре-

3

Г Л А В А 1

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ и ОПРЕДЕЛЕНИЯ

§ 1. ФОРМА И РАЗМЕРЫ ЗЕМЛИ

Часто говорят, что высота такой-то горы составляет столь- ко-то метров над уровнем моря (океана). Однако, как изме­ рить эту высоту, если гора находится в нескольких тысячах километров от ближайшего моря? Для этого надо мысленно представить себе, что от океана к горе прорыт глубокий ка­ нал, и измерять высоту горы от уровня воды в этом канале. Поверхность воды в таком канале будет совпадать с поверх­ ностью геоида - воображаемой фигуры, поверхность которой в любой точке перпендикулярна направлению силы тяжести. На акватории океанов и морей поверхность геоида совпадает со средним уровнем воды.

Геоид имеет неправильную форму. Приближенно он мо­ жет быть представлен в виде эллипсоида вращения'— геомет­ рически правильной фигуры, образованной вращением эллип­ са вокруг его малой оси, т. е. слегка сжатой у полюсов. Эллипсоид вращения, наиболее близкий по форме к геоиду, называется земным эллипсоидом, или референц-эллипсоидом. В Советском Союзе вычисления элементов земного эллипсои­ да были произведены под руководством проф. Ф. Н. Красов­ ского, в честь чего он назван эллипсоидом Красовского. Этот эллипсоид в 1946 г. был принят за основу для всех геодезиче­

совпадает с малой осью земного эллипсоида. Она называется осью Земли (в астрономии — осью мира), а точки ее пересе­ чения с поверхностью эллипсоида—полюсами: северным Р дг

и южным Ps.

5

Любая плоскость, проходящая через ось Земли, называется плоскостью истинного меридиана. Плоскость, перпендикуляр­ ная оси Земли и проходящая через центр земного эллипсоида, называется плоскостью экватора, а след ее сечения поверхно­ стью земного эллипсоида— земным экватором.

Представим себе наблюдателя, находящегося в точке К па земной поверхности. Плоскость истинного меридиана, проходя­ щая через точку К, называется пло­ скостью меридиана наблюдателя

(точки К), .а след сечения поверх­ ности земного эллипсоида этой пло­ скостью — географическим или ис­ тинным меридианом наблюдателя. Прямая Zn, совпадающая с направ­ лением силы тяжести в точке К, на­ зывается вертикальной, или отвес­ ной линией. Она практически совла­ дает с нормалью к поверхности зем­ ного эллипсоида.

Любая плоскость, проходящая через отвесную линию наблюдателя, называется вертикальной плоско­ стью. В частности, плоскость истин­ ного меридиана наблюдателя также

является вертикальной. Вертикальная плоскость /, перпенди­ кулярная плоскости истинного меридиана наблюдателя, на­ зывается плоскостью первого вертикала.

Плоскость НН, перпендикулярная отвесной линии наблю­ дателя, называется плоскостью истинного горизонта наблюда­ теля (точки К), или горизонтальной плоскостью. Линия NS пересечения плоскости истинного меридиана наблюдателя с плоскостью истинного горизонта называется линией истинного меридиана, или полуденной линией. Линия OstW пересечения горизонтальной плоскости НН и плоскости первого вертикала / наблюдателя именуется линией «восток-запад».

§ 2. ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ КООРДИНАТЫ. РАЗНОСТЬ ШИРОТ И РАЗНОСТЬ ДОЛГОТ

Для указания положения точек на поверхности Земли применяются разные системы координат. В навигации наибо­ лее употребительны географические координаты — широта и долгота. Они отсчитываются от взаимно-перпендикулярных плоскостей: экватора EQ (рис. 2) и одного из меридианов, принятого за начальный — Гринвичского меридиана Р уу Гр Ps.

6

Географической широтой ф точки К называется угол между плоскостью экватора и нормалью к поверхности земного эл­ липсоида в точке К. Она отсчитывается от плоскости экватора к северу или к югу. Северные широты считаются .положитель­

Геометрические места точек на земной поверхности, име­ ющих одинаковую широту, именуются параллелями; та из них (пт), на которой расположена точка К, именуется парал­ лелью точки К.

При расчетах, не требующих особой точности, допустимо пренебрегать эллипсовидностью земной поверхности, т. е. счи­

положение двух точек на земной поверхности, например—точ­ ки А, откуда вышел корабль, и точки В, куда он пришел. Для этого вводится понятие разности широт и разности долгот.

Разностью широт называется алгебраическая разность ши­

Она измеряется дугой меридиана, заключенной между па­ раллелями этих точек.

Если при вычислении по формуле (1) результат получится положительным, разности широт приписывают наименование Л/, в противном случае — S.

7

\

Разностью долгот называется алгебраическая разность дол­

Она измеряется дугой экватора, заключенной между мери­ дианами этих точек.

Если при вычислении по формуле (2) результат получится положительным, то разности долгот приписывается наименова­

РД = :443°00’ = — 17°00’ = 17W U7.

§ 3. МОРСКИЕ МЕРЫ д л и н ы И СКОРОСТИ

В основу принятой в кораблевождении системы мер приня­ та длина одной минуты дуги земного меридиана. Таким обра­ зом устанавливается непосредственное соотношение между единицами, в которых измеряются расстояния, и единицами, в которых измеряются углы. Это очень удобно. Так, в случа­ ях, когда допустимо пренебрегать эллипсовидностью Земли, можно считать, что расстояние между двумя точками на ее поверхности численно равно величине угла между направлени­ ями на эти точки из центра Земли, выраженной в минутах.

Однако Земля шаром не является; любой ее меридиан представляет собой эллипс, меньшая ось которого совпадает

8

с осью Земли, а большая лежит в плоскости экватора. Соот­ ветственно длина одной минуты дуги земного меридиана ока­ зывается величиной непостоянной, меняющейся от 1842,9 .и у экватора до 1861,6 м у полюса. Ясно, что пользоваться в ка­ честве единицы измерения переменной величиной неудобно. Поэтому за меру длины в кораблевождении принята средняя длина одной минуты дуги меридиана — морская миля, равная 1852 м. Длина одной минуты дуги меридиана близ полюса или близ экватора не отличается от морской мили больше, чем на 0,5%». С этой точностью можно считать расстояния между нанесенными через Г штрихами боковой рамки карты, соответ­ ствующими одной морской миле, и пользоваться ими в каче­ стве масштабной шкалы при прокладке расстояний на карте.

принятая в морской артиллерии. В артиллерийских кабельто­ вых градуируются шкалы приборов управления стрельбой, артиллерийских радиолокационных станций и дальномеров. Пели расстояние выражено в морских кабельтовых, то, чтобы

§ 4. ДАЛЬНОСТЬ ВИДИМОСТИ ПРЕДМЕТОВ В МОРЕ

Видимым горизонтом называется линия, соединяющая наи­ более удаленные от наблюдателя точки поверхности моря, ко­ торые еще видны наблюдателю. Поверхность моря, находя­ щаяся за видимым горизонтом, наблюда1елю не видна вслед­ ствие шаровидности Земли. Если е — высота глаза наблюдате­ ля в метрах, то с учетом земной рефракции (искривления лу­ чей света в нижних слоях атмосферы) дальность видимого горизонта в морских милях выражается формулой:

D, 2,08 \ е.

По этой формуле рассчитана таблица 22 МТ-53.

ч

Пример. Высота глаза наблюдателя 16 м.

De = 2,08- 1/^16 = 8,3 мили.

9