- •Фигура и модели Земли
- •Системы координат
- •Р Рис. 1.7. Разность широт и разность долгот азность широт и разность долгот
- •Системы счёта направлений в море
- •Основные направления, принятые в судовождении
- •Основные сведения о земном магнетизме
- •Использование магнитного компаса
- •Использование гироскопических курсоуказателей
- •Определение поправок компаса и контроль за их работой в море
- •5. По взаимным пеленгам.
- •Поправка гирокомпаса
- •Способы определения поправки компасов
- •Морские единицы длины и скорости
- •Скорость судна и принципы её измерения
- •Определение пройденного расстояния
- •Определение пройденного расстояния с помощью относительного лага.
- •Определение пройденного расстояния по скорости судна и времени плавания.
- •Определение скорости и поправки лага на мерной линии.
- •Определение скорости и поправки лага с помощью радиолокационной станции (рлс)
- •Определение скорости и расстояния с помощью абсолютного лага
- •Видимый горизонт и его дальность
- •Географическая дальность видимости предметов
- •Влияние гидрометеорологических факторов на дальность видимости огней
- •Проекция Гаусса и её особенности.
- •Масштаб меркаторской карты.
- •Классификация морских карт.
Системы координат
Для ориентации наблюдателя на поверхности Земли приняты следующие условные точки, линии и плоскости. (Рис. 1.2).
З
Рис.
1.2. Земной сфероид
Географическими полюсами PN и PS называются точки пересечения земной оси с поверхностью Земли. Полюс PN, откуда вращение Земли усматривается против часовой стрелки, называется северным, его антипод PS - южным.
Параллелями ВВ1 называются малые круги на поверхности сфероида, образованные пересечением сфероида плоскостями перпендикулярными к земной оси.
Экватором ЕQ называется большой круг, образованный на поверхности сфероида, при пересечении его плоскостью перпендикулярной к земной оси и проходящей через центр Земли. Экватор делит Землю на два полушария: северное и южное.
Г
Рис.
1.3. Географическая и сферическая системы
координат
Истинным меридианом наблюдателя PNAМPS (Рис. 1.3) называется меридиан, проходящий через место наблюдателя А.
Соответствующие плоскости называются: плоскость параллели, плоскость экватора, плоскость истинного меридиана.
Отвесной линией называется прямая, совпадающая с направлением силы тяжести в данной точке.
Положение точки на земной поверхности определяется двумя координатами. Существуют несколько систем координат: географическая, сферическая, геодезическая, астрономическая, квазигеографическая, геоцентрическая, система с приведённой широтой, прямоугольная и полярная. Географическая система в навигации является основной системой координат на земном сфероиде.
Координатными осями в этой системе служат экватор ЕQ (Pис. 1.3) и начальный (нулевой) меридиан, за который в 1884 г. решением Международной конференции в Вашингтоне, принят Гринвичский меридиан, проходящий через пассажный прибор Гринвичской обсерватории, близ Лондона. Гринвичский меридиан делит Землю на два полушария: восточное и западное.
Координатными линиями в этой системе являются параллели и меридианы, а координатами - широта и долгота.
Географической широтой называется угол между плоскостью экватора и нормалью (отвесной линией) к поверхности земного сфероида. Широта измеряется дугой меридиана от экватора до параллели данной точки. Все точки на одной параллели имеют одинаковую , т.к. нормали в любой точке параллели пересекут ось вращения Земли в одной точке G. Счет географических широт ведётся в градусах, минутах, и десятых долях минуты ( или в секундах) от 0 на экваторе до 90на полюсах. Широтам в северном полушарии приписывается наименование Nord (N) или знак “+” (при расчётах), широтам в южном полушарии - наименование Sud (S) или знак “”. Например:
В ручных навигационных расчётах и записях во избежание ошибок, не принято опускать математический знак “+”.
Географической долготой называется двугранный угол между плоскостью начального (нулевого) меридиана и плоскостью меридиана, проходящего через данную точку. Долгота измеряется меньшей из дуг экватора от Гринвичского меридиана до меридиана данной точки. Все точки на одном меридиане имеют одинаковую долготу. Счёт географических долгот ведётся в градусах, минутах и десятых долях минуты (или в секундах) от 0 на Гринвичском меридиане до 180. Долготам в восточном полушарии приписывается наименование East (Е) (читается “ост”) или знак “+” (при расчётах), долготам в западном полушарии - West (W) или знак “”. Например:
Если при расчётах долгота получается больше 180, то необходимо взять её дополнение до 360 и поменять наименование на обратное. Например:
Меридиан 180 принят как международная линия перемены дат.
Сферическая система. Если принять Землю за шар, то географическая система координат превращается в сферическую. В этом случае нормаль к поверхности Земли (сферы) совпадает с направлением на центр сферы.
Геодезическая система относится к поверхности референц-эллипсоида. Геодезические широта (В) и долгота (L) определяются относительно пунктов государственной геодезической сети, исходным пунктом которой в России принят центр Круглого зала Пулковской обсерватории близ Санкт-Петербурга.
Различие геодезической и географической систем координат состоит в том, что геодезические координаты определяются геодезическим способом, а географические могут быть определены любым из существующих способов.
Астрономическая система. В ней используются те же координаты, что и в географической системе, но отнесённые не к земному сфероиду, а к геоиду. Расхождения между географическими и астрономическими координатами очень малы и в практике судовождения не учитываются.
Квазигеографическая система. Отличается от географической тем, что квазиполюсы этой системы PqN и Pqs смещены на 90 относительно географических полюсов, т.е. располагаются на экваторе (Рис.1.4). Координатными осями считаются квазиэкватор, являющийся меридианом 90Е - 90W и начальный квазимеридиан, совпадающий с меридианом 0-180. Координатными линиями являются квазипараллели и квазимеридианы, а координатами квазиширота q и квазидолгота q.
С
Рис.
1.4. Квазигеографическая система координат
Геоцентрическая система. Одной из координат является географическая или геодезическая долгота. Другой координатой является геоцентрическая широта (Рис1.3) - угол AOQ между плоскостью экватора и радиус-вектором, проходящим через центр Земного сфероида. Геоцентрическая широта в общем случае меньше . Разность между географической и геоцентрической широтами называется редукцией широты
, (1.5)
где полярное сжатие, географическая широта.
М
Рис.
1.5. Система с приведенной широтой
Используется в некоторых дисциплинах, смежных с навигацией.
Система с приведённой широтой. Одной из координат является географическая или геодезическая долгота. Другой координатой является приведённая широта U (Рис.1.5).
Для получения приведённой широты опишем окружность радиусом равным большой полуоси a земного сфероида. Через точку А проведём прямую АК, параллельную земной оси, и продолжим её до пересечения с окружностью в точке А. Центральный угол между плоскостью экватора и радиусом-вектором АОQ называется приведённой широтой.
Связь географической и приведённой широт определяется формулой
(1.6)
Приведённая широта применяется в теоретической картографии и при решении навигационных задач по расчёту кратчайших расстояний и азимутов на поверхности земного сфероида.
П
Рис.
1.6. Локальная система координат
Полярная система. Используется для определения положения заданной точки по направлению и расстоянию относительно другой точки. Обычно полярная система координат применяется для определения места судна относительно подвижного объекта.
Локальная система координат , с началом 0 в счислимой точке с, с применяются для решения задач определения места судна методом линий положения (Рис.1.6).