Прокладка при отсутствии ветра и течения

Основы навигации

Дисциплина «Навигация» является основным разделом прикладной науки судовождения, решающей, в конечном итоге. задачу выбора безопасного и выгодного пути судна и обеспечения плавания по выбранному маршруту с учетом влияния внешней среды.
Навигация изучает: методы определения направлений в море; навигационные карты, пособия и руководства для плавания, их корректуру; методы определения места судна по наземным ориентирам и с помощью радиотехнических систем; применение судовых и береговых радиолокационных станций; условия безопасного плавания по морям, океанам и внутренним водным путям, в стесненных условиях, во льдах; навигационные опасности и способы их ограждения; средства навигационного оборудования морей и внутренних водных путей; навигационные инструменты и приборы.

Основные точки, линии и плоскости на поверхности Земли
Для ориентирования на поверхности Земли служат определенные точки, линии и плоскости.
Ось Земли — воображаемая прямая PN — PS, вокруг которой вращается Земля (рис.3).
Географические полюсы — точки пересечения оси Земли с ее поверхностью. Полюс PN, со стороны которого вращение Земли усматривается против часовой стрелки, называется северным (нордовым).
Полюс PS ю жным (зюйдовым) полюсом.

Основные точки, линии и плоскости на поверхности Земли

Параллели — линии, образованные сечением поверхности земного эллипсоида плоскостями, перпендикулярными оси Земли.
Меридианы — линии, образованные сечением поверхности земного эллипсоида плоскостями, проходящими через ось Земли.
Меридианы и параллели на земной поверхности образуют сетку географических координат

Географические координаты. Разность широт, разность долгот.
В зависимости от избранной модели Земли и решаемых задач для определения положения точек на земной поверхности используют различные системы координат. Для определения положения точек на поверхности эллипсоида (сфероида) в судовождении используется система географических  координат.
В географической системе координат координатными осями являются экватор (рис.5) и один из меридианов, называемый нулевым (начальным).
За нулевой меридиан при измерении географических долгот принят меридиан Гринвича. Начало координат — в точке пересечения экватора с Гринвичским меридианом. Координатными линиями являются параллели и меридианы, а координатами — географическая широта и географическая долгота.
Географической широтой точки А называется угол между плоскостью экватора и нормалью к поверхности земного эллипсоида в этой точке. Географическая широта обозначается греческой буквой φ и измеряется дугой меридиана от экватора до параллели данной точки. Любая точка, которая находится на этой параллели, имеет такую же географическую широту, что и точка А. Плоскость экватора делит Землю на два полушария: Северное полушарие, в котором находится Северный полюс Pn, и Южное полушарие, в котором находится Южный полюс Ps. Точки, расположенные в Северном полушарии, имеют северную широту φN, в Южном полушарии — южную широту φS. Географическая широта отсчитывается от экватора к северу или югу от 0° до 90°. При решении задач судовождения северная широта считается положительной, южная широта — отрицательной. Точки, расположенные на экваторе, имеют φ = 0°, на полюсах φ = 90°.

  Географической долготой точки А называется двугранный угол между плоскостью Гринвичского меридиана и плоскостью меридиана данной точки. Географическая долгота обозначается греческой буквой λ и измеряется меньшей дугой экватора от Гринвичского меридиана до меридиана данной точки. Любая точка, которая находится на этом меридиане, имеет такую же географическую долготу, что и точка А. Гринвичский меридиан делит Землю на два полушария: Восточное и Западное. Точки, расположенные в Восточном полушарии, имеют восточную долготу λЕ. Точки, расположенные в Западном полушарии, имеют западную долготу λW.
Географическая долгота отсчитывается от Гринвичского меридиана к востоку или западу от 0° до 180°. При решении задач восточная долгота считается положительной, западная долгота — отрицательной.

На Гринвичском меридиане λ = 0°, на меридиане, противоположном Гринвичскому λ = 180°.
Географические координаты выражаются в угловых величинах: градусах, минутах и десятых долях минуты.
Пример записи координат:
φ = 59°46,3 N, λ = 30°19,7 Е.
При движении судна географические координаты его места изменяются. Если судно перешло из пункта отхода А с координатами φ=1λ1 в пункт прихода В с координатами φ=2λ2, то изменение его координат оценивается (рис.6.) разностью широт РШ (Δφ) и разностью долгот РД (Δλ):

Истинные направления
Для обеспечения безопасности плавания судна в море необходимо уметь определять направление его движения относительно заданного пути, а также направления на навигационные опасности и видимые с судна ориентиры.
Направления в море определяются относительно истинного меридиана и называются истинными направлениями.
Направление движения судна определяется истинным курсом ИК.
Истинным курсом называется горизонтальный угол между северной частью истинного меридиана и диаметральной плоскостью судна по направлению его движения, измеренный по ходу часовой стрелки (рис.11).

Диаметральной плоскостью судна называется вертикальная плоскость, проходящая через продольную ось симметрии судна.
Диаметральная плоскость, пересекаясь с плоскостью истинного горизонта, образует линию курса судна. Таким образом, истинным курсом ИК является угол между северной частью истинного меридиана и линией курса. Отсчитывается истинный курс в круговой системе счета.
Направление с судна на естественные и искусственные объекты определяется истинным пеленгом ИП (см. рис.11).
Истинным пеленгом называется горизонтальный угол между северной частью истинного меридиана и направлением из точки наблюдения на объект, измеряемый по часовой стрелке. Вертикальная плоскость, проходящая через место наблюдателя и место наблюдаемого объект, называется визирной плоскостью. Пересечение визирной плоскости с плоскостью истинного горизонта образует линию пеленга, которая и является направлением на объект. Таким образом, истинным пеленгом ИП является угол между северной частью истинного меридиана и линией пеленга. Отсчитывается истинный пеленг в круговой системе счета.
При решении отдельных задач используется направление, противоположное истинному пеленгу. Это направление называется обратным истинным пеленгом ОИП:
ОИП = ИП ±180°
При решении задач, для которых особое значение имеет взаимное расположение курса судна и наблюдаемого объекта, измеряют курсовой угол КУ — горизонтальный угол между носовой частью продольной оси судна и направлением из точки наблюдения на объект (см. рис.11). Таким образом, курсовым углом КУ называется угол между носовой частью диаметральной плоскости судна и линией пеленга. Курсовой угол измеряется в круговой или полукруговой системе счета направлений.
В основном курсовые углы измеряют в полукруговой системе и для исключения многозначности им придают наименования, указывающие в сторону какого борта судна (правого или левого) вели счет.
Например: КУ= 10° л/б, КУ= 63° п/б.
При решении задач курсовые углы правого борта считают положительными, а курсовые утлы левого борта считают отрицательными.
Некоторым значениям курсовых углов традиционно присвоены наименования. Например, КУ = 90° — направление, перпендикулярное диаметральной плоскости корабля — называют траверзом.
Математическая зависимость между истинными направлениями видна из рис.11:
ИП = ИК + КУ
При расчетах по этой формуле следует помнить о необходимости учитывать знак курсового угла. Другая особенность заключается в том, что истинный курс и истинный пеленг не могут иметь отрицательных значений. Если все же при решении задач будет получено отрицательное значение ИК или ИП, то его следует вычесть из 360°, а полученный результат считать положительным.

Магнитные направления
Земля обладает магнитными свойствами. Магнитные полюса Земли не совпадают с географическими полюсами.
Угол d между истинным и магнитным меридианами называется магнитным склонением. Если магнитный меридиан отклонен от истинного меридиана к востоку, то магнитное склонение называют восточным dE и считают положительным. Если магнитный меридиан отклонен к западу от истинного меридиана, то магнитное склонение называют западным dW и считают отрицательным.
Магнитное склонение в различных точках Земли имеет различные значения и, в связи с дрейфом магнитных полюсов, изменяется с течением времени. При этом магнитное склонение может увеличиваться или уменьшаться. Под увеличением или уменьшением магнитного склонения понимают увеличение или уменьшение модуля (абсолютной величины) магнитного склонения независимо от его знака. Изменения магнитного склонения характеризуются изменением склонения за год, т. е. годовыми изменениями. Например: годовое увеличение 0,08°; годовое уменьшение 0,04° и т. д. На морских навигационных картах указывают величину магнитного склонения на год печати карты и характер его изменения. Например, на карте № 22114 указано: «Магнитное склонение приведено к 2000 г., годовое увеличение 0,02°». Такие данные приводятся в нескольких точках карты. Для использования магнитного склонения при плавании судна его необходимо привести к году плавания.
Направления, измеренные относительно магнитного меридиана, называются магнитными направлениями (см. рис.13).
Угол в плоскости истинного горизонта между северной частью магнитного меридиана и линией курса судна называется магнитным курсом МК. Угол в плоскости истинного горизонта между северной частью магнитного меридиана и линией пеленга называется магнитным пеленгом МП. Магнитный курс и магнитный пеленг измеряются в круговой системе счета.
МП = МК + КУ.
Направление, обратное магнитному пеленгу, называется обратным магнитным пеленгом
ОМП = МП ± 180°.
Магнитные и истинные направления связаны следующими соотношениями (см. рис. 2.13):
ИК= МК+ d; ИП= МП+ d; ОИП= ОМП +d

Компасные направления по магнитному компасу
На судах много железа, которое обладает собственными магнитными свойствами. Поэтому на магнитный компас, установленный на судне, кроме магнитного поля Земли действует магнитное поле судна и стрелка магнитного компаса отклоняется от магнитного меридиана на некоторый угол.
Явление отклонения стрелки магнитного компаса от магнитного меридиана под действием магнитного поля судна называется девиацией.
Вертикальная плоскость, в которой устанавливается стрелка магнитного компаса на судне, называется компасным меридианом Nк (рис.14)

Рис.13 Компасные направления
Рис.14 Компасные, магнитные и истинные направления

Угол между магнитным и компасным меридианами называется девиацией магнитного компаса δ. Девиация измеряется в полукруговой системе счета. Если компасный меридиан отклонен к востоку от магнитного меридиана, то девиацию считают положительной. Если компасный меридиан отклонен к западу от магнитного меридиана, то девиацию считают отрицательной.
При изменении курса судна изменяются величина и направление магнитного поля судна. Следовательно, изменяется и воздействие его магнитного поля на стрелку магнитного компаса. Это вызывает изменение девиации. Таким образом, девиация магнитного компаса зависит от курса судна δ = f(KKMK).
При больших значениях девиации магнитный компас работает неустойчиво, поэтому на судне ее влияние компенсируют специальным девиационным устройством. Полностью устранить влияние судового железа на магнитный компас невозможно. Оставшуюся девиацию называют остаточной девиацией.
Направления, измеренные относительно компасного меридиана, называются компасными направлениями.
Угол между северной частью компасного меридиана и линией курса судна называется компасным курсом KK.
Угол между северной частью компасного меридиана и линией пеленга называется компасным пеленгом КП.
Компасный курс и компасный пеленг измеряются в круговой системе счета.
Конструкция магнитных компасов не позволяет измерять компасный пеленг. Возможно измерение лишь обратного компасного пеленга с последующим аналитическим расчетом компасного пеленга:
КП = ОКП ± 180°.
Связь между магнитными и компасными направлениями осуществляется через δ:
МК = КК+δ
МП =КП+δ
ОМП= ОКП+δ
Алгебраическую сумму магнитного склонения d и девиации δ называют поправкой магнитного компаса ΔМК:
ΔМК = d + δ)
Поправка магнитного компаса служит для перехода от компасных направлений к истинным направлениям:
ИК= КК + Δ МК
ИП= КП + Δ МК
Определяется поправка магнитного компаса как угол между истинным и компасным меридианами.
                        

 Таблица остаточной девиации:

Единицы длины и скорости в судовождении.
Для измерения расстояний в море, глубин, высот береговых ориентиров, а также скоростей судна, ветра и течения в судовождении применяются следующие единицы длины.
Морская миля — единица длины, равная длине 1 градуса дуги меридиана земного эллипсоида. Длина 1 градуса дуги меридиана является величиной переменной, зависящей от широты места. Поэтому за единицу длины для измерения расстояний на море принята стандартная миля, равная 1852 м. За стандартной милей сохранилось название морская миля.
Кабельтов — единица длины, равная 0,1 мили, т. е. 185,2 м. В кабельтовых измеряют небольшие расстояния на море:
• расстояния между судами при оценке безопасности плавания;
• дальности, измеренные радиолокационными станциями.
Глубины морей и океанов, высоты гор и других ориентиров над уровнем моря выражаются в метрах.
Основной единицей скорости, принятой в судовождении, является узел. Один узел соответствует скорости, при которой судно проходит за один час одну морскую милю: 1 уз = 1 миля/ч.
В судовождении в узлах выражают скорости судов и морских течений.

Принципы измерения скорости и пройденного судном расстояния
Для определения скорости и пройденного расстояния на судах устанавливают технические средства, которые получили название лагов.

Прокладка при отсутствии ветра и течения

Начало ведения прокладки определяется условиями начала плавания. Как правило, прокладку начинают с выходом судна с акватории порта или съемки с якоря в тот момент, когда есть возможность точно определить место судна.

Истинные курсы прокладывают на карте в виде линий не толще линий меридианов и параллелей мягким, остро отточенным карандашом. Вдоль линии истинного курса пишут компасный курс и в скобках – величину поправки компаса с ее знаком (с точностью до десятых долей градуса).

В штурманской практике место судна, полученное по результатам измерений параметров внешних ориентиров, называется обсервованным. Место судна, рассчитанное по элементам его движения (направление, скорость и пройденное расстояние) без использования внешних ориентиров, называется счислимым. При графическом выполнении предварительной прокладки на карту наносят истинные курсы перехода, рассчитывают моменты подхода к основным точкам поворотов. Графическую предварительную прокладку оформляют на путевых картах. Исполнительная прокладка ведется непосредственно во время перехода непрерывно с момента выхода из порта (с места якорной стоянки) до прихода в порт (до постановки на якорь в месте якорной стоянки), не пропуская любой возможности для контроля счислимого места с помощью обсервации.

Возле каждой обсервованной и счислимой точки на карте в виде дроби записывают время и отчет лага. После нанесения на карту обсервованного места дальнейшую прокладку ведут от полученной точки. Величину и направление несовпадения обсервованной точки со счислимой называют невязкой. Невязка определяется направлением от счислимого места к обсервованному и обозначается затухающей волнистой линией, начинающейся от счислимого места, пересекающей линию курса и оканчивающейся в обозначении обсервованного места. При этом возле обсервованной точки записываются время и отчет лага, а возле счислимой - ничего.