Навигация и технические средства навигации

Навигация и технические средства навигации

1.   Форма и размеры земли. Географические  координаты.

Земля представляет собой тело неправильной геометрической формы — геоид. По форме геоид близок к математически правильной фигуре — эллипсоиду вращения.

для решения задач навигации высокой точности, а также для нужд геодезии и картографии с 1946 г. принят эллипсоид Ф. II. Красовского со следующими размерами: большая полуось а = 6378245 м, малая полуось Ь — 6356863 м, полярное сжатие а. = 1:298,3. В других странах (кроме НРБ, ВНР, ПНР и СРР) приняты размеры земного эллипсоида, отличающиеся от приведенных. В решении многих задач навигации, которые не требуют высокой точности, Землю принимают за шар.

Положение любой  точки на поверхности Земли определяется в мореплавании географической системой координат.

Географическая широта ( ) — угол, составленный отвесной линией в данной точке с плоскостью экватора (рис. 146, для точки с_г). Отсчет широты ведется от экватора к северному и южному полюсам от 0 до 90°. Северная широта обозначается буквой Л' и считается положительной (-Ь), южная — буквой 5 и считается отрицательной.

Географическая долгота (X) — двугранный угол между плоскостью начального (гринвичского) меридиана и плоскостью меридиана, проходящего через данную точку (см. рис. 146).

Долгота измеряется меньшей из дуг экватора между  гринвичским меридианом и меридианом данной точки. Счет ведется от 0 до 180 к востоку и западу

от начального  меридиана.   Восточная  долгота 
1^я обозначается буквой Е   и  считается   положи- 
'                                 тельной (+},  западная — буквой    И?   и   счи 
тается отрицательной (—).

Разность широт (РШ) двух точек (с-1 и с_а, см. рис. 146) на земной поверхности — дуга меридиана, заключенная между параллелями этих точек,

Разность широт при  движении судна к N считается положительной, при движении к 5 — отрицательной. Разность широт изменяется от О ДО 180°.

Разность долгот (РД) двух точек (с и в₂, см. рис. 146) на земной поверхности определяется меньшей из дуг экватора, заключенной между меридианами этих точек,

разность долгот при движении к Е считается положительной (+), при движении к W — отрицательной (—). Разность долгот изменяется от 0 до 180⁴. Если при расчетах, по формуле (203 )РД получилась более 180°, то нужно взять ее дополнение до 360° и изменить наименование.

 

 

 

2.   Основные  линии и плоскости наблюдателя.  Видимых горизонт наблюдателя и его дальность. Дальность видимости огней предметов.

Дальность видимого горизонта D зависит от высоты глаза наблюдателя l и определяется в милях: D =2,08 , если высота глаза наблюдателя взята в метрах, и D =1,15 если высота взята в футах.,

Дальность видимости  маяков, показанная на советских картах, дана для высоты глаза наблюдателя 5 м (дальность видимого горизонта для этой высоты равна 4,7 мили). Дальность видимости маяков на картах для любой высоты глаза наблюдателя определяется формулой:

D =D +D = 2,08( + )

 

3.   Системы деления горизонта. Румбы.  Румбы в градусах. Трехбуквенные.  Общее количество румбов. Наименование. Количество в четверти. Перевод в румбы 22.5°;112,.5°.

В судовождении приняты три системы деления  горизонта: румбовая, круговая и четвертная.

Румбовая система В этой системе каждая четверть горизонта разбита на восемь частей, а весь горизонт на 32 части. Полученные 32 направления называются румбами. Румб представляет собой угол между двумя соседними направлениями, равный 1/32 части окружности, или 360° : 32 = 11,25°.

Румбы делятся    на    четыре  главные N. О, S, W, четыре четвертных N0, SO, SW,NW,  восемь, расположенных  между  главными    и  четвертными  румбами   — трехбуквенные NN0, ONО, ОSО и т. д., и промежуточные, которых шестнадцать.

Для получения названия трехбуквенных румбов складываются названия главных и четвертных, между  которыми они находятся. Название промежуточного румба образуется из названия ближайшего главного или четвертного румба, следующего за ним голландского слова «ten» (тэн), обозначающего предлог «к» и наименования главного румба, к которому приближается данный промежуточный румб (), например NOtO, МWtN, NtO.

Румбовая  система применяется для обозначения направлений ветра, течения или других приближенных направлений. Слово румб сохранилось как термин, обозначающий какое-либо направление в море.

В настоящее время  основной является круговая система, которая используется для ведения прокладки на карте и во всех приборах, указывающих направление.

В круговой системе плоскость истинного горизонта разбита на 360°. За начальное направление принята линия NS, от точки N которой ведется отсчет от 0 до 360° по часовой стрелке,. Основным направлениям N. О , S, W соответствуют О, 90, 180, 270°.

Линии NS и О W делят плоскость истинного горизонта на четыре четверти: NО , S О , NW, SW, В четвертной системе каждая такая четверть разбита на 90° и отсчет ведется от направлений N или S    в   сторону 
О или W от 0 до 90°. При такой системе деления горизонта направление указывается числом градусов с на 
именованием    четверти.    Например,      NО 45°, SW36⁰, 
Счет градусов в NО    или SW четвертях ведется по на 
правлению движения часовой стрелки, а. в SО и NW 
четвертях — против часовой стрелки.

Четвертная  система применяется обычно при  астрономических определениях и при рассмотрении некоторых теоретических вопросов.

Для перевода направления, данного по четвертному счету, в  круговой следует: в первой    (NО )    четверти оставить число градусов   без    изменения;    во    второй (SО ) данное число градусов вычесть из 180°; в третьей (SW)  к данному числу градусов прибавить 180; в четвертой  (NW)  данное число   градусов   -вычесть    из 360°. Наименование четверти при переходе от четвертного счета к круговому не пишется. Например, направлению SО 36,0° в круговой системе будет соответствовать направление, равное 144,0°.

 

4.  Истинные курсы и пеленги. Курсовой  угол. Магнитное склонение, девиация магнитного компаса,

В навигации  постоянно приходится иметь дело с двумя направлениями , направлением движения судна и направлением на какой-либо предмет.

Двугранный угол (рис. 98) между плоскостью истинного меридиана  и диаметральной плоскостью судна, отсчитываемый от нордовой части истинного меридиана до направления носовой части диаметральной плоскости судна по часовой   стрелке от 0 до 360°,     называется     истинный курсом судна ИК.

Двугранный  угол между плоскостью истинного меридиана и вертикальной плоскостью, проходящей через, место наблюдателя и наблюдаемый предмет, называется истинным пеленгом ИП,

Истинный  пеленг отсчитывается от нордовой части, истинного меридиана до направления на предмет по часовой стрелке от 0 до 360°.

Направление, определяемое углом, отличающимся на 180° от истинного пеленга, называется обратным истинным пеленгом ОИП.

Угол между  диаметральной плоскостью судна и направлением на данный предмет называется курсовым. углом КУ.

Курсовым  углам приписывается   наименование   правого или  левого борта, счет производится от  носовой части от Одо 180°. Взаимная связь их выражается уравнениями: 
ИП = ИК +КУ; ИК = ИП± 
± КУ; ОИП = ИП ± 180°.

Подобно тому как различные  направления определяются относительно истинного меридиана наблюдателя, так они могут определяться и относительно магнитного меридиана.

Магнитные курсы  и пеленги отсчитываются от северной части магнитного меридиана по часовой стрелке от 0 до 360° (рис. 99). Склонение магнитного' компаса d имеет наименование О (знак плюс) или West (знак минус). Для расчета курсов пеленгов и склонения служат уравнения: ИК = МК + ( ± d); МК = ИК - ( ± d); d = ИК – МК; ИП = МП + ( ± d); МП = ИП – (± d) ;   d = ИП-МП. Угол при центре компасной стрелки между нордовой частью магнитного меридиана и нордовой частью компасного меридиана называется

девиацией компаса  .

Девиация  компаса считается от нордовой части  магнитного меридиана к западу или востоку от 0 до 180°. Восточной девиации приписывается знак плюс, западной — знак минус.

Компасные курсы  и пеленги  отсчитываются от северной части компасного меридиана по часовой стрелке от 0 до 360 . Они связаны с магнитными   курсами  и  пеленгами   следующими   соотношениями:   МП = КП + ( ± ):   КП = МП - ( ± );    = МП   - КП;    МК = КК + ( ± ), КК= МК – (± ); = МК - КК

Девиацию  главных магнитных компасов определяют по створам, пеленгу отдельного предмета,  взаимным пеленгам,   пеленгам  небесных светил.

 

5.   Уничтожение девиации. Определение остаточной девиации магнитного компаса. Таблица девиации. Поправка магнитного и гироскопического компасов. Контроль за работой компасов в море. Определение поправок компасов. Процентное содержание этилового спирта в компасной жидкости.

6. Исправление и перевод курсов  и пеленгов.

На судах проводят работы по уменьшению девиации, которая создает неудобства при пользовании магнитным компасом. Девиацию уничтожают, создавая в центре компаса магнитные силы, равные по величине, но противоположные по направлению тем силам, которые вызывают девиацию. Это делается установкой постоянных магнитов и так называемого мягкого железа снабжения в виде брусков или шаров, размещаемых в непосредственной близости от компаса в специальных приспособлениях. Уничтожением девиации обычно занимаются специалисты — девиаторы, а иногда и судоводители. Однако полностью уничтожить девиацию магнитного компаса нельзя. Поэтому после уничтожения девиации у судовых магнитных компасов определяют остаточную девиацию, которая не должна превышать 2—3°, и составляют таблицу остаточной девиации ( для компасных курсов через 10°, а также через 15°, начиная с 0°). Поправка магнитного компаса. В практике судовождения необходимо определять истинные направления движения судна и истинные направления на ориентиры по компасу из приведенных соотношений

ИК=МК_+d; ИП=МП+ d; ОИП= ОМП+ d;

МК=КК+ ; МП=КП+ ; ОМП=ОКП+

можно получить формулы, позволяющие переходить от компасных  направлений к истинным и обратно:

                                                       ИК= КК +d+

                                                               ИП=КП+ d+

                                                                ОИП= ОКП+d+

Девиацию    и  склонение со своими    знаками, алгебраическая сумма магнитного склонения d и девиации  , на величину которой компасные направления

 

7.  Мореходные приборы и инструменты. Анемометр. Практическое применение.

Мореходные  приборы – магнитный компас, гирокомпас, лаги, эхолоты, секстан.

Инструменты- циркуль, параллельная линейка, транспортир, протрактор.

 

8.   Магнитные компасы. Магнитные компасы для малых судов. Установка и использование магнитных компасов на судах.

Магнитный компас работает, используя свойство намагниченной стрелки располагаться своей осью ,вдоль магнитных силовых линий магнитного поля Земли; следовательно, стрелка компаса должна показывать направление магнитного меридиана в данной точке на поверхности Земли. В связи с тем что на магнитную стрелку компаса, установленного на судне, действуют магнитные поля Земли и судового железа, ось магнитной стрелки или линия NS картушки магнитного компаса располагается в плоскости компасного .меридиана. По назначению морские магнитные компасы делятся на. главные и путевые,

Главный магнитный компас, как об    этом    говорит само название,  является наиболее важным    навигационным прибором, который .обычно    устанавливают    на верхнем  мостике в диаметральной плоскости    судна в  возможной удаленности от судового железа,   что обеспечивает оптимальные условия работы    компаса.    По главному   компасу     судоводитель   назначает  заданный . курс,  проверяет показания  путевого компаса     и гирокомпаса, пеленгует береговые объекты для    определения места.

Путевой магнитный компас служит указателем курса и, как правило, устанавливается в рулевой рубке перед рулевым.

В настоящее  время все отечественные суда снабжаются   127-миллиметровым  морским  магнитным    компасом. Он обладает достаточной точностью    и  надежностью показаний, прост в использовании, обслуживании и ремонте.

Морской магнитный 127-миллиметровый магнитный компас (рис. 23) состоит из следующих основных частей: защитного колпака /, котелка 2 с картушкой, пеленгатора 3, нактоуза 4 и девиационного прибора 5.

Картушка (рис, 24) является главной частью компаса и состоит из системы магнитных стрелок 5, поплавка с латунным ободком 2, агатовой топки 3, винта 4 для крепления топки, диска / со шкалой, разбитой на румбы и градусы.

Магнитная система  картушки собрана из шести стрелок круглого сечения диаметром, равным 2,5 мм. Стрелки делают попарно одинаковыми по длине, чтобы концы всех стрелок находились на одной окружности. Для предохранения от ржавчины магнитные стрелки помещают в герметически запаянные медные пенальчики. Поплавок в виде полусферы- изготавливают из тонкой листовой латуни. Обладая запасом плавучести, он значительно уменьшает вес картушки в компасной жидкости, а следовательно, и давление картушки на поддерживающую ее шпильку. Топку .цилиндрической формы изготавливают из агата. Снизу в топке делают углубление для того, чтобы надеть ее на острие компасной шпильки. Топка крепится винтом в