- •Практическое судовождение
- •Введение
- •Краткий исторический очерк
- •Навигация
- •1.1.1. Форма и размеры Земли
- •1.1.2. Географические координаты и их разности
- •1.1.4. Измерение глубины моря. Лоты
- •1.1.5. Дальность видимости огней на море
- •1.1.6. Системы деления горизонта
- •1.1.7. Направления на море
- •1.1.8. Магнитные меридиан и склонение
- •1.1.9. Компасы. Компасный меридиан. Девиация
- •1.1.10. Перевод и исправление румбов (направлений)
- •1.1.11. Определение поправки компаса
- •1.2. Счисление пути судна
- •1.2.1. Назначение и виды счисления. Основные задачи,
- •1.2.2. Учет ветра
- •1.2.3. Учет течения
- •1.2.4. Учет циркуляции
- •1.2.5. Аналитическое счисление
- •1.2.6. Точность счисления
- •1.3. Определение места судна
- •1.3.1. Основы определения места судна и оценка точности
- •1.3.2. Визуальные определения
- •1.3.3. Определение места по радионавигационным системам (рнс)
- •1.3.4. Радиолокационные определения места судна
- •2. Помехи от аэрозолей
- •1.3.5. Спутниковые навигационные системы (снс)
- •1.4. Плавание при особых условиях
- •1.4.1. Плавание в стесненных водах
- •1.4.2. Плавание в морях с приливами.
- •1.4.3. Плавание в условиях шторма
- •1.4.4. Плавание по Дуге Большого Круга.
- •2. Морская лоция
- •2.1. Навигационно-географическая терминология и сно
- •2.1.1. Подразделения Мирового океана
- •2.1.2. Рельеф морского дна
- •2.1.3. Берег. Порт
- •2.1.4. Средства навигационного оборудования (сно)
- •Система ограждения навигационных опасностей плавучими предостерегательными знаками мамс
- •2.2. Картографические проекции и морские карты
- •2.2.1. Картографические проекции. Масштабы
- •2.2.2. Локсодромия. Ортодромия
- •2.2.3. Классификация картографических проекций
- •2.2.4. Меркаторская проекция
- •2.2.5. Классификация морских карт
- •2.2.6. Чтение мнк
- •2.2.8. Подъем и корректура карт
- •2.2.9. Навигационные пособия
- •2.3. Навигационная проработка перехода
- •2.3.1. Подбор карт, руководств и пособий, их корректура
- •2.3.2. Гидрометеорологические условия
- •2.3.3. Навигационно-гидрографические условия
- •2.3.4. Сведения о портах
- •2.3.5. Выбор пути судна
- •2.3.6. Предварительная прокладка
- •2.3.7. Естественная освещенность
- •2.3.8. Приливные явления
- •2.3.9. Составление табличного плана перехода
- •3. Мореходная астрономия
- •3.1. Небесная сфера
- •3.2. Видимое суточное движение светил
- •Азимут истинного восхода и захода светил
- •3.3. Видимое годовое движение Солнца
- •3.4. Видимое движение Луны и Планет
- •3.5. Измерение времени
- •3.6. Морские астрономические ежегодники
- •3.7. Звездное небо и звездный глобус. Основные созвездия и навигационные звезды
- •3.8. Измерение и исправление высот светил
- •3.9. Определение полправки компаса
- •3.10. Определение места судна методом высотных линий положения
- •3.11. Определение места судна по разновременным наблюдениям Солнца
- •3.12. Частные и аварийные способы определения координат
- •4. Навигационная гидрометеорология
- •4.1. Метеорология
- •4.1.1. Атмосфера
- •4.1.2. Метеорологические элементы
- •Осадки, образующиеся на поверхности Земли и земных предметов
- •4.1.3. Циклоны умеренных широт
- •4.1.4. Тропические циклоны
- •4.1.5. Факсимильные карты и метеобюллетени
- •4.2. Океанография
- •4.2.1. Морская вода
- •4.2.2. Ветровое волнение
- •Наблюдения над волнением с судна
- •4.2.3. Течения
- •Балтийское море
- •Северное море и проливы
- •Средиземное море и Гибралтарский пролив
- •Черное море, проливы и другие моря
- •Понятие о статической теории приливов
- •Суточные неравенства
- •Полумесячное фазовое неравенство
- •Параллактическое неравенство
- •Явление прилива на реках и в устьях рек
- •4.2.5. Некоторые природные явления
- •Большие волны в бухте
- •Падающие ветры
- •Заключение
Навигация
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
1.1.1. Форма и размеры Земли
При изучении формы и размеров нашей планеты пренебрегают сложностями ее рельефа и колебаниями уровня моря, рассматривая Землю в целом, как особую неповторимую фигуру – геоид. Эта фигура ограничена замкнутой уровненной поверхностью одинаковой силы тяжести и всюду нормальной к вектору этой силы. Если бы вся Земля была покрыта океаном, то при отсутствии внешних возмущений его поверхностью была бы поверхность геоида.
Из-за неравномерного распределения масс в Земле ее гравитационное поле и, следовательно, геоид имеют весьма сложную форму, не поддающуюся простому математическому описанию. Из правильных фигур лучшее приближение к геоиду дает двухосный эллипсоид, получаемый вращением эллипса вокруг малой оси. Форма и размеры такого эллипсоида определяются двумя числами в любом из трех вариантов: большой a и малой b полуосями, или полуосью а и сжатием = (а - b) / a, или полуосью а и эксцентриситетом
Так как эллипсоид имеет малое сжатие, то его часто называют земным сфероидом.
Размеры земного эллипсоида и его положение относительно геоида определялись учеными разных стран на основе чрезвычайно трудоемких астрономо-геодезических работ. При этом, естественно, старались достичь наилучшего приближения к геоиду в пределах определенной территории. В результате было получено более десятка не совпадающих по размерам и положению земных эллипсоидов. Эллипсоид с указанием начального пункта, где отвесная линия совпадает с нормалью к эллипсоиду (такой пункт называют «дата»), официально принятый в стране или группе стран называют референц-эллипсоидом. Например, в качестве основ для систем географических координат применяют референц-эллипсоиды Красовского, Кларка, Бесселя, Хайфорда, Эверест и др.
Долгое время имеющиеся расхождения геодезических основ морских карт у разных побережий не очень затрудняли работу судоводителей, так как место судна определяли по ориентирам ближайших берегов. Однако с появлением глобальных навигационных систем оказалось необходимым и возможным создание единого земного эллипсоида. Такой эллипсоид был создан с помощью спутниковой геодезии под названием "Стандартная Земля", а позже – "Мировая геодезическая система, 1984" (ее обозначают WGS-84). Большая полуось эллипсоида этой системы а = 6 378 137 м, в = 6 356 752, е = 0,081819, сжатие = 1/298,257. Именно в этой системе координат работают глобальные навигационные системы. Но полученную обсервованную точку наносят на карту, изданную в местной (не всегда известно в какой) системе координат, что порождает погрешности места иногда большие, чем погрешность самой навигационной системы. Подробнее эти вопросы рассматриваются далее при изучении глобальных навигационных систем.
Наиболее строгое и общее решение навигационных задач выполняют на земном эллипсоиде (называют: «с учетом сфероидичности Земли»). Часто требуемая точность достигается более простыми решениями на сфере или на плоскости, что является частными случаями общего решения.
На земном эллипсоиде выделяют следующие основные точки и линии. Малую ось эллипсоида называют осью Земли. Она пересекает поверхность эллипсоида в географических полюсах – северном РNи южном РS(рис. 1.1, где сжатие эллипсоида для наглядности преувеличено).
Рис. 1.1.
Окружность Q в пересечении эллипсоида плоскостью, проходящей через его центр перпендикулярно земной оси, называют экватором. Он делит поверхность Земли на северное (с РN) и южное полушария. В пересечении эллипсоида плоскостью, проходящей через ось Земли, получается меридианный эллипс. Его половину между полюсами называют меридианом. Окружности от пересечения эллипсоида плоскостями, параллельными плоскости экватора, называют параллелями. Через любую точку на эллипсоиде (кроме полюсов) проходят взаимоперпендикулярно один меридиан и одна параллель места.