Файл: Скворцов М.И. Счисление и определение места корабля навигационными способами учебный материал.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.04.2024
Просмотров: 37
Скачиваний: 0
ВОЕННО-ПОЛИТИЧЕСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА КРАСНОЗНАМЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ В. И. ЛЕНИНА
Капитан I ранга М. И. СКВОРЦОВ
СЧИСЛЕНИЕ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ
МЕСТА КОРАБЛЯ
НАВИТА I ДЮННЫМИ СПОСОБАМИ
Учебный материал
М О С К В А 1 9 6 3
ГОС. ЛУ6/1ИЧ A rt НАУЧН-ТЕХНИЧЕСКАЯ
БИБЛИОТЕКА
ч и »
Настоящее пособие предназначено для само стоятельного изучения вопросов навигации и со держит лишь минимальный круг сведений, необ ходимых для счибления и определения места корабля навигационными способами.
Для более глубокого изучения изложенных в
пособии вопросов рекомендуется пользоваться следующей литературой:
1.Курс навигации и лоции. Часть 1 -- «Нави гация», под ред. А. П. Белоброва, изд. ВВМКУ им. Фрунзе, Л-д, 1951.
2.К. С. Ухов. Навигация, изд, 4-е, Водтранс-
издат, 1954.
3. Г. П. Попеко и Е. П. Соломатин. Навигация (Курс кораблевождения, том 1) изд. УГС ВМФ,
Л-д, 1961, 4. Навигационно-гидрографическая терминоло
гия. Условные знаки и сокращения (приложение
кт. IV Курса кораблевождения), изд. УГС ВМФ,
Л-д. 1962.
5.Мореходные таблицы (МТ53), Изд. ГУВМС,
Л-д, 1954.
Гоо.публичная
научно - теги.
биЗлдотека' оСН
ВВ Е Д Е Н И Е
Всостав кораблевождения как науки входят следующие научные дисциплины:
Навигация — ведущая дисциплина кораблевождения, изу
чающая общие основы счисления пути и определения места корабля в море, а также способы определения места по 'навигационным (земным) ориентирам.
Мореходная астрономия, основным содержанием которой является изучение методов определения места корабля в мо ре по небесным светилам и искусственным спутникам Земли.
Маневрирование — теория и практика использования по движности кораблей для достижения победы в бою. В манев рировании изучаются геометрические (кинематические) осно вы тактики морского боя.
Технические средства кораблевождения — дисциплина,
изучающая теорию, конструкцию и эксплуатацию приборов и инструментов, служащих для осуществления кораблевож дения. Одним из ее разделов является, в частности, девиация магнитных компасов, - ранее выделявшаяся в особую дисци плину.
Навигационные пособия — дисциплина, носившая ранее наименование «Лоция». Она имеет своим предметом основы методики изучения морского театра и района плавания, ис пользования морских карт и других применяемых в корабле вождении пособий.
Морская гидрометеорология -дисциплина, включающая прикладные вопросы Метеорологии и Океанографии; в ней изучаются происходящие в атмосфере и водной массе морей и океанов физические процессы, их влияние па кораблевож дение и использование боевых и технических средств кораб лей.
Роль навигации в обеспечении боевых действий кораблей за последние.годы значительно выросла. Применение в совре-
3
менной войне на море новых видов оружия, обладающих боль шими дальностями действия и большой разрушительной силой, ставит перед ней более трудные задачи, чем раньше. В преды дущих войнах использование оружия требовало большой точ ности знания места корабля лишь в отдельных видах боевых действий (постановка мин, траление, артиллерийские стрельбы по невидимым береговым целям), и основной задачей навига
ции было обеспечение безопасности |
плавания кораблей. |
Теперь высокие требования к точности |
знания своего места |
предъявляются при использовании большинства современных боевых средств, в особенности ракетного оружия, и не толь ко преимущественно в прибрежной зоне, как раньше, но и в большом удалении от берегов. Перед навигацией стоят и та
кие принципиально новые |
задачи, как обеспечение плавания |
и использования оружия |
современных подводных лодок,’ на |
ходящихся под водой педелями и даже месяцами, обеспечение боевых действий кораблей в арктических морях и т. д.
Технические средства кораблевождения претерпели за по следние годы серьезные изменения. В навигации стали горазд•> шире применяться электронные и радиоэлектронные средства. Все большее применение находят радионавигационные смете мы, электронные счетные машины, инерциальные средства на вигации. Не за горами осуществление комплексной автомати зации кораблевождения.
Все это предъявляет повышенные требования к подготов ке офицеров флота по вопросам кораблевождения. Чтобы удовлетворять этим требованиям, грамотно выполнять свои служебные обязанности, любой офицер, в том числе и полити ческий работник, должен знать основы навигации, уметь вести навигационную прокладку и определять место корабля любы ми способами.
Г Л А В А 1
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ и ОПРЕДЕЛЕНИЯ
§ 1. ФОРМА И РАЗМЕРЫ ЗЕМЛИ
Часто говорят, что высота такой-то горы составляет столь- ко-то метров над уровнем моря (океана). Однако, как изме рить эту высоту, если гора находится в нескольких тысячах километров от ближайшего моря? Для этого надо мысленно представить себе, что от океана к горе прорыт глубокий ка нал, и измерять высоту горы от уровня воды в этом канале. Поверхность воды в таком канале будет совпадать с поверх ностью геоида - воображаемой фигуры, поверхность которой в любой точке перпендикулярна направлению силы тяжести. На акватории океанов и морей поверхность геоида совпадает со средним уровнем воды.
Геоид имеет неправильную форму. Приближенно он мо жет быть представлен в виде эллипсоида вращения'— геомет рически правильной фигуры, образованной вращением эллип са вокруг его малой оси, т. е. слегка сжатой у полюсов. Эллипсоид вращения, наиболее близкий по форме к геоиду, называется земным эллипсоидом, или референц-эллипсоидом. В Советском Союзе вычисления элементов земного эллипсои да были произведены под руководством проф. Ф. Н. Красов ского, в честь чего он назван эллипсоидом Красовского. Этот эллипсоид в 1946 г. был принят за основу для всех геодезиче
ских работ на территории СССР. |
Он имеет следующие раз |
|||
меры: |
полуось а = |
6 378 245 |
м, |
|
большая |
||||
малая полуось |
b = |
6 356 863 |
м. |
|
Ось Рдг Ps (рис. |
1), вокруг которой вращается Земля, |
совпадает с малой осью земного эллипсоида. Она называется осью Земли (в астрономии — осью мира), а точки ее пересе чения с поверхностью эллипсоида—полюсами: северным Р дг
и южным Ps.
5
Любая плоскость, проходящая через ось Земли, называется плоскостью истинного меридиана. Плоскость, перпендикуляр ная оси Земли и проходящая через центр земного эллипсоида, называется плоскостью экватора, а след ее сечения поверхно стью земного эллипсоида— земным экватором.
Представим себе наблюдателя, находящегося в точке К па земной поверхности. Плоскость истинного меридиана, проходя щая через точку К, называется пло скостью меридиана наблюдателя
(точки К), .а след сечения поверх ности земного эллипсоида этой пло скостью — географическим или ис тинным меридианом наблюдателя. Прямая Zn, совпадающая с направ лением силы тяжести в точке К, на зывается вертикальной, или отвес ной линией. Она практически совла дает с нормалью к поверхности зем ного эллипсоида.
Любая плоскость, проходящая через отвесную линию наблюдателя, называется вертикальной плоско стью. В частности, плоскость истин ного меридиана наблюдателя также
является вертикальной. Вертикальная плоскость /, перпенди кулярная плоскости истинного меридиана наблюдателя, на зывается плоскостью первого вертикала.
Плоскость НН, перпендикулярная отвесной линии наблю дателя, называется плоскостью истинного горизонта наблюда теля (точки К), или горизонтальной плоскостью. Линия NS пересечения плоскости истинного меридиана наблюдателя с плоскостью истинного горизонта называется линией истинного меридиана, или полуденной линией. Линия OstW пересечения горизонтальной плоскости НН и плоскости первого вертикала / наблюдателя именуется линией «восток-запад».
§ 2. ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ КООРДИНАТЫ. РАЗНОСТЬ ШИРОТ И РАЗНОСТЬ ДОЛГОТ
Для указания положения точек на поверхности Земли применяются разные системы координат. В навигации наибо лее употребительны географические координаты — широта и долгота. Они отсчитываются от взаимно-перпендикулярных плоскостей: экватора EQ (рис. 2) и одного из меридианов, принятого за начальный — Гринвичского меридиана Р уу Гр Ps.
6
Географической широтой ф точки К называется угол между плоскостью экватора и нормалью к поверхности земного эл липсоида в точке К. Она отсчитывается от плоскости экватора к северу или к югу. Северные широты считаются .положитель
ными и обозначаются |
буквой N; южные — отрицательными |
и обозначаются буквой |
5. |
Геометрические места точек на земной поверхности, име ющих одинаковую широту, именуются параллелями; та из них (пт), на которой расположена точка К, именуется парал лелью точки К.
При расчетах, не требующих особой точности, допустимо пренебрегать эллипсовидностью земной поверхности, т. е. счи
тать Землю шаром. В кораблевож |
|
|
||||||
дении радиус |
такого |
шара |
обычно |
|
|
|||
принимают равным 6 366 707 м. Тог |
|
|
||||||
да можно сказать, что широта изме |
|
|
||||||
ряется дугой меридиана от экватора |
|
|
||||||
до параллели данной точки. |
|
f |
|
|||||
Географической |
долготой а точ- |
|
||||||
ки К называется |
двугранный угол |
|
|
|||||
между |
|
плоскостью |
гринвичского |
|
|
|||
меридиана |
Гр Р s |
и плоскостью |
|
|
||||
меридиана данной точки (точки К). |
|
|
||||||
Ему соответствует сферический угол |
|
|
||||||
К при |
полюсе |
между |
гринвичским |
Рис. 2 |
|
|||
меридианом и меридианом наблюда |
|
|
||||||
теля. Долгота измеряется дугой CD экватора от гринвичского |
||||||||
меридиана до меридиана точки К к |
востоку (тогда |
она счи |
||||||
тается |
положительной |
и |
обозначается знаком |
Ost) или |
||||
к западу |
(тогда она считается отрицательной и обозначается |
|||||||
буквой |
W). |
|
|
приходится |
рассматривать |
взаимное |
||
Часто |
в навигации |
положение двух точек на земной поверхности, например—точ ки А, откуда вышел корабль, и точки В, куда он пришел. Для этого вводится понятие разности широт и разности долгот.
Разностью широт называется алгебраическая разность ши
рот конечной и начальной точек перехода: |
|
РШ — Ч>Л —фд. |
(1) |
Она измеряется дугой меридиана, заключенной между па раллелями этих точек.
Если при вычислении по формуле (1) результат получится положительным, разности широт приписывают наименование Л/, в противном случае — S.
7
\
Пример I. |
Ш'25’ N; <f2 — 42°45‘ Л'. |
9 ,= |
9г= |
т42°45' |
_____ ____ |
|
" > 1= |
+30°25’ |
||
’ РШ = |
+ 1 2°20’ = |
12°20’ М |
|
Пример 2. |
5°20’N; 92= l№ ’i. |
||
_ 92= |
|||
—10°05’ |
|
||
?1= |
-г 5°20' |
15°25’5.’ |
|
РШ= —15°25’ = |
Разностью долгот называется алгебраическая разность дол
гот коночной и начальной точек перехода: |
|
РД = }./{— К А. |
(2) |
Она измеряется дугой экватора, заключенной между мери дианами этих точек.
Если при вычислении по формуле (2) результат получится положительным, то разности долгот приписывается наименова
ние |
Ost\ |
в противном |
случае— W. Если результат превы |
||
сил |
180°, то находится |
его дополнение до 360°, и ему припи |
|||
сывается |
наименование, обратное первоначальному. |
||||
|
Пример I. |
7<Г20' Ost; |
|
||
|
|
>■1 = |
>.а = Э1в45’0*1- |
||
|
|
_>а = |
-г91°45’ |
_____________ |
|
|
|
*1 = |
70°20’ |
||
|
|
РД = |
21°25’ = 21°25’ СИ |
||
|
Пример 2. |
175°00’ |
It; |
9. = I68°00' СИ |
|
|
|
Л, -- |
|||
|
|
а2= |
+168°00’ |
|
|
|
|
— |
—175°00’ |
|
|
РД = :443°00’ = — 17°00’ = 17W U7.
§ 3. МОРСКИЕ МЕРЫ д л и н ы И СКОРОСТИ
В основу принятой в кораблевождении системы мер приня та длина одной минуты дуги земного меридиана. Таким обра зом устанавливается непосредственное соотношение между единицами, в которых измеряются расстояния, и единицами, в которых измеряются углы. Это очень удобно. Так, в случа ях, когда допустимо пренебрегать эллипсовидностью Земли, можно считать, что расстояние между двумя точками на ее поверхности численно равно величине угла между направлени ями на эти точки из центра Земли, выраженной в минутах.
Однако Земля шаром не является; любой ее меридиан представляет собой эллипс, меньшая ось которого совпадает
8
с осью Земли, а большая лежит в плоскости экватора. Соот ветственно длина одной минуты дуги земного меридиана ока зывается величиной непостоянной, меняющейся от 1842,9 .и у экватора до 1861,6 м у полюса. Ясно, что пользоваться в ка честве единицы измерения переменной величиной неудобно. Поэтому за меру длины в кораблевождении принята средняя длина одной минуты дуги меридиана — морская миля, равная 1852 м. Длина одной минуты дуги меридиана близ полюса или близ экватора не отличается от морской мили больше, чем на 0,5%». С этой точностью можно считать расстояния между нанесенными через Г штрихами боковой рамки карты, соответ ствующими одной морской миле, и пользоваться ими в каче стве масштабной шкалы при прокладке расстояний на карте.
В качестве мер |
длины |
применяются |
также кабельтов |
и артиллерийский кабельтов. |
|
(185,2 м). |
|
Кабельтов — одна десятая морской мили |
|||
Артиллерийский |
кабельтов |
(182,9 .и )— единица длины, |
принятая в морской артиллерии. В артиллерийских кабельто вых градуируются шкалы приборов управления стрельбой, артиллерийских радиолокационных станций и дальномеров. Пели расстояние выражено в морских кабельтовых, то, чтобы
выразить его |
в артиллерийских кабельтовых, |
пользуются |
||
формулой: |
|
|
|
|
|
D„, = |
1,013 DMK. |
|
|
К морским |
мерам скорости |
относятся узел |
и кабельтов |
|
в минуту. |
|
|
|
|
Узел — морская миля .в |
час |
(1,852 км/час); |
кабельтов в |
|
минуту равен 6 узлам. |
|
|
|
§ 4. ДАЛЬНОСТЬ ВИДИМОСТИ ПРЕДМЕТОВ В МОРЕ
Видимым горизонтом называется линия, соединяющая наи более удаленные от наблюдателя точки поверхности моря, ко торые еще видны наблюдателю. Поверхность моря, находя щаяся за видимым горизонтом, наблюда1елю не видна вслед ствие шаровидности Земли. Если е — высота глаза наблюдате ля в метрах, то с учетом земной рефракции (искривления лу чей света в нижних слоях атмосферы) дальность видимого горизонта в морских милях выражается формулой:
D, 2,08 \ е.
По этой формуле рассчитана таблица 22 МТ-53.
ч
Пример. Высота глаза наблюдателя 16 м.
De = 2,08- 1/^16 = 8,3 мили.
9