15 Навигация_mod
.pdfОсновы навигации
Что такое НАВИГАЦИЯ?
Слово НАВИГАЦИЯ происходит от латинских слов:
- navigo «плыву на судне»; - navigatio «мореплавание».
Может означать:
1. Период времени в году, когда по местным условиям возможно
судоходство;
2.Раздел судовождения:
-о выборе пути,
-определении места судна в море,
-перемещении судна с учетом влияния внешней среды.
Основная цель:
- безопасное перемещение в заданную точку по определённому маршруту.
Решаемые задачи:
-определять положение судна в море;
-определять направления и расстояния на море.
Основы навигации
Форма и размеры Земли
Эллипсоид Красовского |
Большая полуось |
(экваториальный радиус) |
а = 6 378 |
245.000 м |
|
|
Малая полуось |
(полярный радиус) |
b = 6 356 863.019 м
Полярное сжатие
(отношение разницы полуосей к большой полуоси)
а = (a — b) / а = а = 1 / 298,3
Средний радиус Земли
RСР = 6371,1 км
Радиус Земли
(принимаемой за шар, одна минута дуги большого круга которого равна морской миле)
R = 6 366 707 м
Основы навигации
Географические координаты
Земная ось -
- воображаемая прямая, вокруг которой
происходит суточное вращение Земли.
Географические полюса -
- точки пересечения земной оси с поверхностью Земли.
При сечении шара плоскостью получается круг, а на поверхности шара образуется окружность.
Большой круг –
- секущая плоскость проходит через центр шара.
Малый круг - сечения шара плоскостями, не проходящими через его центр.
Экватор - окружность большого круга, плоскость которого перпендикулярна
земной оси
Параллели - окружности малых кругов, плоскости которых параллельны плоскости экватора.
Географические или истинные меридианы –
- окружности больших кругов, плоскости которых проходят через ось Земли.
Основы навигации
Географические координаты
каждой точки на поверхности земного шара можно определить двумя числами:
географической широтой и географической долготой.
Географическая широта
показывает расстояние от экватора до заданной точки, выраженное в градусах.
Географическая широта бывает
северной и южной.
У всех точек, расположенных в северном полушарии – северная широта,
а в южном полушарии –южная широта.
Географическая долгота
показывает расстояние от нулевого меридиан до заданной точки,
выраженное в градусах. Географическая долгота бывает
западной и восточной.
У всех точек, расположенных в западном полушарии – западная долгота,
а в восточном – восточная долгота.
Основы навигации
Определение географической широты
Для определения географической широты на карте или на глобусе изображены
параллели – линии, проведённые параллельно экватору.
Основы навигации
Вычисление географической широты
Географическая широта места всегда равна высоте полюса мира над горизонтом.
Недалеко от северного полюса РN находится
достаточно яркая звезда Малой Медведицы,
называемой Полярной звездой.
Ее полярное расстояние = 44′.
В южном полушарии ориентируются по
созвездию Южный Крест - четырем ярким звездам, расположенным в форме креста.
Для более точного определения Южного полюса
пользуются звездами-указателями.
Точка пересечения перпендикуляра (Г) из середины
линии (Б – В) с линией А находится практически
над самым Южным полюсом.
Основы навигации
Определение географической долготы.
Для определения географической долготы на карте или на глобусе изображены
меридианы – линии, которые соединяют северный и южный полюса..
Долготу можно измерять по углу между плоскостью некоего нулевого меридиана и меридиана определяемой точки.
Меридианы принимавшиеся за нулевые:
- меридиан Родоса,
- меридиан Парижской
обсерватории
- меридиан Пулковской
обсерватории.
В 1884 г. международным соглашением было принято
считать начальным, нулевым
меридиан, проходящий
через Гринвичскую
обсерваторию.
Основы навигации
Вычисление значения географической долготы.
Главной проблемой в определении долготы было вычисление ее значения.
Градусом географической долготы является 1/360 часть экватора. Поскольку Земной шар совершает полный оборот по своей оси за 24 ч, то за 1 ч времени Земля проходит 15° долготы.
Соответственно:
1° долготы = 4 мин. времени
1´ долготы = 4 сек времени
Зная, что время наступления полудня
на меридиане точки
отличается от гринвичского на NN
минут и что Солнце «проходит» один градус за 4 минуты, находим нашу долготу,
разделив NN на 4.
Для определения долготы нужно иметь на корабле часы, которые в любой точке океана показывали бы точное
время того порта, откуда вышел корабль.
Для решения этой задачи нужны были
высокоточные часы!!!
В 1759 году англичанин Джон Гаррисон создал
Хронометр.
Основы навигации
Единицы длины и скорости, применяемые в судовождении.
Для измерения расстояний в море, а также скоростей судна и течения в
судовождении применяются следующие единицы длины.
Морская миля — единица длины, равная длине 1' дуги меридиана земного эллипсоида.
Для приближенных расчетов пользуются формулой
Δ1' = 1852,23 - 9,34cos2φ.
Из формул видно, что длина 1' дуги меридиана является величиной переменной,
зависящей от широты места!!!
Международное гидрографическое бюро приняло стандартную морскую милю.
1 миля = 1852 м (Δ 1′м для φ = 45° = 1852,228 м).
Морская миля — основная единица длины для измерения расстояний на море.
Кабельтов- единица длины, равная 0,1 мили, т. е. 185,2 м.
Скорость судна выражается
числом миль, проходимых за 1 час.
Единица скорости, равная одной миле в час, получила название
– узел (уз.) 1 узел = 1 миля/час.
Длина «одного узла» должна была быть 6076,1 фут/120 = 50,63
фута = 15,43 м.
Сколько узлов лаглиня вытравлено на ходу судна за 30 сек., столько
миль в час и проходит судно.
Основы навигации
Приборы для измерения скорости хода судна.
Лаг – прибор для измерения скорости судна и пройденного им расстояния.
Относительные лаги
– показывают скорость и пройденное расстояние относительно воды. Вертушечные - вертушка делает определенное количество оборотов на одну милю пройденного судном расстояния. Количество оборотов вертушки фиксируется механическим или электромеханическим путем. В зависимости от этого вертушечные лаги подразделяют на:
- механические (забортные);
- электромеханические (днищевые).
Гидродинамический лаг
– относительный лаг, действие которого
основано на измерении разности давления,
которая зависит от скорости судна.
Индукционный лаг
– относительный лаг, принцип работы которого основан на явлении электромагнитной индукции, возникающей при движении морской воды между двумя электродами в
переменном магнитном поле. С электродов ЭДС поступает в специальное устройство,
которое вычисляет скорость судна и пройденное расстояние.