Часть 2
«Основы навигации и гидрометеорологии»
Раздел 2.1
«Навигация»
Навигация – наука о выборе оптимального, безопасного и кротчайшего пути для судна.
Земля имеет форму Элепсоида или геоида вращения, но так как радиус от центра Земли к полюсу и радиус от центра Земли по экватору имеют не значительный радиус, то Землю принимают за шар. Помимо этого на шаре, легче решать сферические задачи.
На поверхности земли имеются некоторые условные линии.
Экватор – условная линия на поверхности Земли, делящий Земной шар на два полушария N, S.
Нулевой (гринвичский) меридиан – условная линия на поверхности Земли, делящий Земной шар на два полушария W,E.
Параллель – условная линия параллельная экватору.
Меридиан – условная линия, проходящая через северный и южный полюс и перпендикулярно экватору.
Параллель и меридиан наблюдателя – параллель и меридиан, проходящие через точку наблюдателя.
Рис 70 «Основные условные линии на поверхности Земли»
В навигации используют две географические координаты
- Широта (φ) – угол между экватором, центром земли и параллелью наблюдателя. Измеряется в градусах от 0 – 90 и имеет наименование N,S.
- Долгота (λ) – угол в плоскости экватора, между нулевым меридианом, центром земли и меридианом наблюдателя. Измеряется в градусах от 0-180 и имеет наименование W,E.
а) б)
Рис 71 «Географические координаты»
а. Широта; б. Долгота;
Пример: Снимите географические координаты с морской навигационной карты. (см рис)
Рис 72 «Снимите координаты»
Что мы видим? Нижняя кромка карты соответствует 45º50', следующая параллель 46º00', т.к. увеличивается вверх, значит N полушарие. Затем смотрим меридиан 37º00' и дальше влево увеличивается, значит - полушарие Е. Теперь снимаем координаты. φ=45º 52' N
λ=37º 09' Е
Ещё можно решить задачу на разность широт (∆φ) и разность долгот (Δλ), т.е. если даны координаты начальной точки и конечной можно посчитать, на сколько изменились координаты. Например: в билете правельный вариант №2
φ1=45º 10' N
φ2=45º 30' N
λ1=50º 00' Е
λ2=45º 20' Е
∆φ=?
Δλ=?
_φ1=45º 10' N _λ1=50º 00' Е
φ2=45º 30' N λ2=45º 20' Е
∆φ=00º 20' N Δλ=04º 40' W
Единицы, принятые в навигации для измерения пройденного расстояния и длины, это – Морская миля и кабельтов. Для измерения скорости – Узел.
- Морская миля – это линейная величина, одной дуговой минуты меридиана. Равна 1852 метра.
- Кабельтов – 1\10 морской мили и равна соответственно 185,2 метра.
-Узел – это 1миля в час, т.е. 10 узлов =18,5 км/ч.
5. Системы деления горизонта.
В открытом море чтобы держать направление движения необходимо плоскость горизонта как-то поделить. Применяют в основном две системы:
-Румбовая – плоскость горизонта поделена на 32 румба. Направления N,S,W,E – называются главные румбы. NW,NE,SW,SE – называются четвертные. Все остальные, например NNW,WNW,SSW и т.д. называют добавочные. Максимальная точность румбовой системы деления составляет 11 1/4º, т.е. не очень точно. В связи с этим, румбовая система применяется очень редко, и в основном на парусном флоте.
Рис 73 «Румбовая система»
-Круговая – плоскость горизонта поделена на 360º. Начало отсчёта берётся от направления на N и далее по круговой стрелке. Т.е E=90º, S=180º, W=270º.
Вопрос: «Какому градусному значению соответствует четвертной румб NW»
Ответ: NW=315º
6. Истинные направления.
Основные задачи навигации связанны с определением или расчётом направлений движения судна и направлений на ориентир или другое судно (пеленг). Если вести отсчёт от истинного меридиана, т.е. меридиана которые проходит через истинный (географический) северный полюс, то получим истинные направления. К ним относятся:
- Истинный курс (ИК) – угол в плоскости истинного горизонта, между истинным меридианом и Д.П. судна. Измеряется в градусах от 0º-360º.
- Истинный пеленг (ИП) - угол в плоскости истинного горизонта, между истинным меридианом и линией пеленга. Измеряется в градусах от 0º-360º.
- Обратный истинный пеленг (ОИП) – угол, отличающийся от истинного пеленга на 180º. Измеряется в градусах от 0º-360º. Рассчитывается по формуле
ОИП=ИП±180º
ИП=ОИП±180º
- Курсовой угол (КУ) – угол в плоскости истинного горизонта, между Д.П. судна и линией пеленга. Измеряется в градусах от 0º до 180º, и имеет наименования левого борта (л/б) или правого борта (п/б).
Рис 74 «Истинные направления»
Магнитные направления.
В связи с тем, что Земля представляет огромный магнит, и магнитные полюса не совпадают с географическими полюсами, появляются магнитные направления. Т.е. отсчёт ведётся от магнитного меридиана. К магнитным направлениям относятся:
- Магнитный курс (МК) – угол в плоскости истинного горизонта, между магнитным меридианом и Д.П. судна. Измеряется в градусах от 0º-360º.
- Магнитный пеленг (МП) – угол в плоскости истинного горизонта, между магнитным меридианом и линией пеленга. Измеряется в градусах от 0º-360º.
- Обратный магнитный пеленг (ОМП) - угол, отличающийся от магнитного пеленга на 180º. Измеряется в градусах от 0º-360º. Рассчитывается по формуле
ОМП=МП±180º
МП=ОМП±180º
Рис 75 «Магнитные направления»
Угол, на который магнитный меридиан не совпадает с истинным, называется Магнитное склонение (d).
Склонение измеряется в градусах от 0-180 и имеет наименование W с (-) или E с (+). Оно не постоянно и изменяется каждый год. Величина, на которое изменяется склонение и само склонение пишется на карте.
8. Компасные направления.
Современные суда изготовлены из железа, а железо под действием магнитного поля земли намагничивается, и стрелка компаса отклоняется ещё больше. Появляются компасные направления. К ним относятся:
- Компасный курс (КК) – угол в плоскости истинного горизонта, между компасным меридианом и Д.П. судна. Измеряется в градусах от 0º-360º.
- Компасный пеленг (КП) - угол в плоскости истинного горизонта, между компасным меридианом и линией пеленга. Измеряется в градусах от 0º-360º.
- Обратный компасный пеленг (ОКП) - угол, отличающийся от компасного пеленга на 180º. Измеряется в градусах от 0º-360º. Рассчитывается по формуле
ОКП=КП±180º
КП=ОКП±180º
Рис 76 «Компасные направления»
Из данного рисунка видно, что появляется угол, на который компасный меридиан не совпадает с магнитным. Этот угол называется Девиация (δ). Девиация измеряется в градусах от 0º-180º и имеет наименование W с (-) или E с (+). Девиация для каждого судна рассчитывается своя и заносится в таблицу девиации. Сумма склонения и девиации называется Поправка компаса (ΔК), она рассчитывается по формуле:
ΔК= d+ δ
7.Перевод и исправление направлений.
Т.к на карте прокладывают истинные направления, а с компаса снимают компасные, необходимо переходить от одних к другим. Переход от истинных к магнитным или компасным называется Перевод, если наоборот то исправление.
Решается либо графически, либо при помощи формул.
ОИП= ИП±180 ИП=ИК-КУ л/б ИК=КК+ ΔК
ИП=ОИП±180 ИП= ИК+КУ п/б ИП= КП+ ΔК
ОМП=МП±180 ИК=ИП+КУ л/б КК=ИК- ΔК
МП=ОМП±180 ИК=ИП-КУ п/б КП= ИП- ΔК
ОКП=КП±180 ИК=МК+d МК=КК+б
КП=ОКП±180 МК=ИК- d КК= МК -б
Для примера, решим несколько задач:
ИК=240º
КУ=40º л/б
ИП =?
ИП=ИК-КУл/б=240º-40º=200º
d= 8º W
δ= -3º
ΔК=?
ΔК= d+ δ = -8º+(-3º)= -11º
ИК=20º
ΔК= -5º
КК=?
КК=ИК- ΔК=20º - (-5º) = 25º
ИП=90º
КУ=30º л/б
ИК=?
ИК= ИП+КУл/б=90º + 30º = 120º
d= 10º Е
δ= +2º
ΔК=?
ΔК= d+ δ = 10º + 2º= 12º
d= 6º Е
δ= +4º
ΔК=?
ΔК= d+ δ = 6º + 4º= 10º
ОИП=270º
ΔК= +10º
КП=?
ИП=ОИП±180º=270º-180º=90º
КП=ИП- ΔК=90º-10º=80º
ИК=170º
d= 5º W
δ= 5º Е
КК=?
ΔК= d+ δ = -5º + 5º= 0º
КК=ИК- ΔК=170º-0º=170º
ОИП=90º
КУ=45º л/б
ИК=?
ИП=ОИП±180º=90º+180º=270º
ИК=ИП+КУ л/б=270º+45º=315º
ИП=200º
ИК=40º
КУ=?
КУ=ИП-ИК=200º – 40º = 160º п/б
ИК=100º
d= 5º W
δ= +2º
КК=?
ΔК= d+ δ = -5º + 2º= -3º
КК=ИК- ΔК=100º – (-3º)= 103º