II. Судовождение с использованием лоцманского метода и графического счисления пути судна.
III. Судовождение, основанное на штурманском методе.
IV. Современное судовождение, основанное на штурманском методе с использованием средств автоматизации счисления пути судна и определения его места в море различными способами и методами.
На первом этапе развития методы судовождения были весьма примитивными. Отсутствие компаса вынуждало мореплавателей совершать только прибрежное плавание. В этот период применяется только лоцманский метод, основанный на использовании для ориентировки в море приметных береговых объектов и небесных светил. Только в конце XII века европейцам стало известно от арабов о простейшем указателе направлений в море – магнитной игле.
Начало второго этапа развития методов судовождения относится к эпохе Возрождения и Великих Географических Открытий, когда начинается ускоренное развитие методов и средств судовождения.
Потребности быстрого экономического развития отдельных стран вызвали бурное развитие торговли и, как следствие, мореплавания. На судах появляются магнитные компасы, карты и песочные часы. Наличие этих, хотя и примитивных, средств обусловило возможность ведения счисления пути судна и обеспечило плавание судов вдали от берегов.
12.Х.1492 г. генуэзец Христофор Колумб (1451¸1506 гг.) открыл американский материк.
В 1499 г. португалец Васко да Гама (1469¸1524 гг.) обогнул Африку и достиг берегов Индии.
В 1504 г. флорентиец Америго Веспуччи (1454¸1512 гг.) вторично достиг берегов Америки.
В 1519¸1521 гг. португалец Фернан Магеллан (~ 1480¸1521 гг.) совершил первое кругосветное плавание.
В 1569 г. фламандец Герард Крамер – лат. Меркатор (1512¸1594 гг.) предложил свою знаменитую картографическую проекцию.
Дальнейшему усовершенствованию счисления пути судна, как основы штурманского метода судовождения, способствовало появление часов с балансиром, меркаторских карт и ручного лага. Однако счисление пути судна в море в XVI веке было весьма приближенным из-за недостаточной точности морских карт и несовершенства приборов счисления.
Третий этап развития судовождения связан с появлением навигационных способов определения места судна. К концу XVII века благодаря применению триангуляции значительно повысилась точность геодезических работ и морские навигационные карты территорий, охваченных триангуляцией, стали достаточно точными и позволили определять место судна в море по наблюдениям береговых ориентиров.
В XVIII веке мореходные инструменты пополнились навигационным секстаном (~ 1732 г.) и хронометром (~ 1761 г.), что дало возможность производить определения места судна по наблюдениям небесных светил.
Появление паровых судов, увеличение их скорости хода потребовало повышения точности плавания, а это вызвало в свою очередь дальнейшее совершенствование средств и методов счисления пути, а также способов навигационных и астрономических определений места судна в море.
Штурманский метод судовождения, основанный на применении счисления пути судна и контроле счисления навигационными и астрономическими обсервациями, становится основным методом судовождения.
Третий этап развития судовождения характеризуется быстрым развитием теории судовождения, образованием отдельных дисциплин этой прикладной науки, охватывающей широкий круг вопросов, связанных с различными отраслями. Большой вклад в развитие судовождения внесли многие ученые и мореплаватели и среди них Г.И.Бутаков (1820¸1892 гг.), С.О. Макаров (1848¸1904 гг.) и многие, многие другие. На основании их трудов создаются теоретические основы судовождения как научной дисциплины.
Четвертый этап развития судовождения начинается с появлением электронавигационных приборов и открытием в 1895 г. радио великим ученым А.С.Поповым(1859¸1906 гг.). Увеличение скорости хода морских судов потребовало значительного повышения точности их плавания. Решению этой задачи способствовало создание гироскопических курсоуказателей (~ 1913 г.) и электромеханических лагов, использование которых не только повысило точность счисления пути судна, но и дало возможность автоматизировать процесс ведения счисления.
Необходимость высокой точности счисления пути судна потребовала обстоятельно разработать вопросы, связанные с влиянием внешних факторов (ветра и течения) на перемещение судна. Наибольшее развитие эта проблема получила в трудах известных ученых и моряков: Н.Н. Матусевича(1879¸1950 гг.), А.Н. Крылова (1863¸1945 гг.) и многих других.
Дальнейшее развитие радио намного расширило возможности определения места судна в море. В 1912 г. начинается использование радиоакустического способа определения места, а в 1915 г. производятся уже первые определения места судна с помощью судового радиопеленгатора.
На основе разработанного академиками Н.Д. Папалекси (1880¸1947 гг.) и Л.И.Мандельштамом (1879¸1944 гг.) метода измерений расстояний по радио в 1937 г. испытывается первая в мире фазовая радионавигационная система.
В 1939 г. для определения места судна в любых условиях видимости начали применять радиолокацию.
Использование радиопеленгования, радионавигационных систем и радиолокации в судовождении привело к значительному повышению точности определения места и в корне изменило представления мореплавателей о плавании в малую видимость, так как стало возможным непрерывно наблюдать за перемещением судна относительно навигационных опасностей.
Развитие средств и методов контроля счисления пути судна сопровождалось разработкой теоретических положений об определениях места судна в море.
Создание мощной индустрии в развитых странах позволило создать большой морской и океанский флот. На судах этого флота установлены лучшие образцы курсоуказателей, лагов, эхолотов, радиопеленгаторов, радиолокаторов, приемоиндикаторов береговых и спутниковых радионавигационных систем.
С 1967г. в коммерческом судоходстве начинают использоваться низкоорбитальные спутниковые радионавигационные системы «Транзит» (США) и «Цикада» (РФ), а с 1991 г. и среднеорбитальные спутниковые радионавигационные системы «Навстар» (США) и «Глонасс» (РФ), что позволило мореплавателям определять место своего судна в любой точке Мирового океана, в любое время, при любых условиях плавания и с высокой точностью.
Высокая точность современного судовождения обеспечивается не только с помощью новейшей навигационной техники, но и отличным знанием судоводителями любого ранга штурманской специальности, что достигается кропотливым и систематическим изучением всех тех вопросов, которые непосредственно связаны с мореплаванием.
Учебное пособие «Навигация и лоция» разработано в соответствии с требованиями отраслевого стандарта Министерства образования и науки Украины по специальности «Судовождение» и предназначено для оказания помощи студентам в изучении данной дисциплины. Кроме того, может быть полезным для судоводительского состава при самостоятельной подготовке при длительных перерывах в использовании методов и способов навигации. В этих целях в учебном пособии впервые среди пособий подобного типа наряду с теоретическим материалом приведены методики практического решения типовых задач навигации.
При подготовке учебного пособия «Навигация и лоция» соблюдены традиционная схема последовательности расположения глав и прежние принципы изложения теоретического материала – в строгом соответствии с действующей программой дисциплины, применение простых для понимания геометрических рисунков и схем, доступного аналитического материала.
Авторы учебного пособия выражают искреннюю благодарность профессорско-преподавательскому составу кафедры «Судовождение» Киевской государственной академии водного транспорта имени гетмана Петра Конашевича-Сагайдачного и Одесской Национальной морской академии за советы и пожелания при написании и издании учебного пособия «Навигация и лоция».
ГЛАВА 1. ОРИЕНТИРОВАНИЕ НАБЛЮДАТЕЛЯ
НА ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
Фигура и размеры Земли
Земля – третья по счету от Солнца планета Солнечной системы (SСР » 150 млн. км – 1 а.е.).
Современные представления о фигуре и размерах Земли основываются на многочисленных исследованиях, начало которым было положено в глубокой древности. Еще во II веке до н.э. древнегреческий математик, астроном и географ ЭратосфенКиренский считал Землю шаром, радиусом равным 6290 км (по его данным длина экватора составляет 39 501 км, что оказалось лишь на 574 км меньше фактической – 40 075 км).
Форма и размеры Земли изучались и изучаются по результатам астрономических и геодезических измерений, измерений силы тяжести в различных точках земной поверхности.
В последние годы некоторые величины, характеризующие фигуру и размеры Земли, уточнены по данным ИСЗ и пилотируемых космических кораблей.
Истинная поверхность Земли имеет сложную неправильную форму, которая получила название «геоид» (от греческих слов «Земля» и «вид» или «похожий на Землю»).
Геоид – геометрическая фигура, которая совпадает со средней поверхностью вод Мирового океана свободной от приливов, течений и прочих возмущений(т.е. поверхность геоида перпендикулярна отвесной линии во всех его точках).
Мы отметили, что геоид имеет сложную и неправильную форму, но для решения различных задач на поверхности Земли необходимо подобрать такую математически правильную фигуру, которая по форме была бы близка к форме геоида.
Такой фигурой является эллипсоид вращения (сфероид).
Земной эллипсоид – это двухосный эллипсоид вращения:
- его объем равен объему геоида;
- его большая и малая оси соответственно совпадают с плоскостью экватора (большая ось) и осью вращения Земли (малая ось);
- отклонения его поверхности от поверхности Земли минимальны (не превышают 100¸150 м).
Такой земной эллипсоид строго определенных размеров, является вспомогательной поверхностью для всех геодезических и картографических работ.
До 1964 г. каждая страна руководствовалась данными «своего» земного эллипсоида и такой эллипсоид получил название референц-эллипсоида (образец эллипсоида). Данные о некоторых из них приведены в таблице 1.1:
Элементы основных референц-эллипсоидов
(из табл. 2.23 «МТ-2000»)
Таблица 1.1
Референц-эллипсоид
| Большая полуось a, м
| Полярное сжатие a
| Латинское наименование
| Русское наименование
| × Airy
| Эйри
| 6 377 563,396
| 1/299,3249646
| Modified Airy
| Эйри модифицированный
| 6 377 340,189
| 1/299,3249646
| Australian National
| Австралийский национальный
| 6 378 160
| 1/298,25
| × Bessel 1841
| Бесселя 1841 г.
| 6 377 397,155*
| 1/299,1528128
| × Clarke 1866
| Кларка 1866 г.
| 6 378 206,4
| 1/294,9786982
| × Clarke 1880
| Кларка 1880 г.
| 6 378 249,145
| 1/293,465
| Everest
| Эвереста
| 6 377 276,345
| 1/300,8017
| Modified Everest
| Эвереста модифицированный
| 6 377 304,063
| 1/300,8017
| Fischer 1960
| Фишер 1960 г.
| 6 378 166
| 1/298,3
| Modified Fischer 1960
(South Asia)
| Фишер модифицированный 1960 г. (Южная Азия)
| 6 378 155
| 1/298,3
| Fischer 1968
| Фишер 1968 г.
| 6 378 150
| 1/298,3
| Geodetic Reference System 1980
| Геодезическая референц-система 1980 г.
| 6 378 137
| 1/298,257222101
| Helmert 1906
| Гельмерта 1906 г.
| 6 378 200
| 1/298,3
| Hougt
| Хьюга
| 6 378 270
| 1/297
| International
| Международный
| 6 378 388
| 1/297
| × Krassovsky
| Красовского*
| 6 378 245
| 1/298,3
| South American 1969
| Южно-американский 1969 г.
| 6 378 160
| 1/298,25
| WGS-60
| Всемирная геодезическая система 1960 г.
| 6 378 165
| 1/298,3
| WGS-66
| Всемирная геодезическая система 1966 г.
| 6 378 145
| 1/298,25
| WGS-72
| Всемирная геодезическая система 1972 г.
| 6 378 135
| 1/298,26
| WGS-84
| Всемирная геодезическая система 1984 г.
| 6 378 137
| 1/298,257223563
|
С 1946 г. на территории бывшего СССР для всех работ принят референц-эллипсоид Красовского Ф.Н. (см.* таблицы 1.1). Разность полуосей этого эллипсоида составляет 21 км 382 м.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|