Kohteiden maantieteellinen näkyvyysalue. Navigoinnin teoria. Todellisen horisontin jako ja näkyvän horisontin kantama Kuinka kauas ihmissilmä näkee

Riisi. 4 Havaitsijan perusviivat ja tasot

Meressä suuntautumiseen käytetään tarkkailijan ehdollisten linjojen ja tasojen järjestelmä. Kuvassa 4 näyttää maapallon, jonka pinnalla on piste M tarkkailija sijaitsee. Hänen silmänsä on pisteessä MUTTA. kirje e tarkkailijan silmän korkeus merenpinnasta. Havaitsijan paikan ja maapallon keskipisteen läpi vedettyä viivaa ZMn kutsutaan luotiviivaksi tai pystyviivaksi. Kaikkia tämän suoran läpi kulkevia tasoja kutsutaan pystysuora, ja kohtisuorassa siihen - vaakasuoraan. Tarkkailijan silmän läpi kulkevaa vaakatasoa HH / kutsutaan todellinen horisonttitaso. Havaitsijan M paikan ja maan akselin kautta kulkevaa pystytasoa VV / kutsutaan todellisen meridiaanin tasoksi. Tämän tason ja maan pinnan leikkauskohtaan muodostuu suuri ympyrä РnQPsQ /, ns. tarkkailijan todellinen meridiaani. Suoraa, joka saadaan todellisen horisontin tason ja todellisen meridiaanin tason leikkauspisteestä, kutsutaan todellinen meridiaaniviiva tai keskipäivän linja N-S. Tämä viiva määrittää suunnan horisontin pohjois- ja eteläpisteisiin. Kutsutaan pystytasoa FF / kohtisuorassa todellisen meridiaanin tasoon nähden ensimmäisen pystysuoran taso. Se muodostuu todellisen horisontin tason leikkauskohdassa E-W linja, kohtisuorassa pohjois-e-linjaan nähden ja määrittää suunnat itään ja läntinen piste horisontti. Viivat N-S ja E-W jakavat todellisen horisontin tason neljänneksiin: NE, SE, SW ja NW.

Kuva 5. Horisontin näkyvyysalue

Avomerellä tarkkailija näkee aluksen ympärillä vesipinnan, jota rajoittaa pieni ympyrä CC1 (kuva 5). Tätä ympyrää kutsutaan näkyväksi horisonttiksi. Etäisyyttä De aluksen M sijainnista näkyvän horisontin CC 1 viivaan kutsutaan näkyvä horisontti. Näkyvän horisontin Dt (segmentti AB) teoreettinen alue on aina pienempi kuin sen todellinen alue De. Tämä selittyy sillä, että ilmakehän kerrosten erilaisen tiheyden vuoksi korkeudella valonsäde ei etene siinä suorassa linjassa, vaan AC-käyrää pitkin. Tämän seurauksena havainnoija voi lisäksi nähdä osan veden pinnasta, joka sijaitsee teoreettisen näkyvän horisontin viivan takana ja jota rajoittaa pieni ympyrä SS 1 . Tämä ympyrä on tarkkailijan näkyvän horisontin viiva. Ilmiötä valonsäteiden taittumisesta ilmakehässä kutsutaan maanpäälliseksi taittumiseksi. Taittuminen riippuu ilmanpaineesta, lämpötilasta ja kosteudesta. Samassa paikassa maapallolla taittuminen voi muuttua jopa yhden vuorokauden aikana. Siksi laskelmissa otetaan taittumisen keskiarvo. Kaava näkyvän horisontin alueen määrittämiseksi:

Taittumisen seurauksena havainnoitsija näkee horisonttiviivan suunnassa AC / (kuva 5), ​​AC-kaaren tangentti. Tämä viiva on nostettu kulmassa r suoran AB yläpuolella. Kulma r kutsutaan myös maanpäälliseksi refraktioksi. Kulma d todellisen horisontin tason HH / ja suunnan välistä näkyvään horisonttiin kutsutaan näennäinen horisontin kaltevuus.

ESINEIDEN JA VALOJEN NÄKYVYYDEN ALA. Näkyvän horisontin kantaman avulla voit arvioida vedenpinnan tasolla sijaitsevien kohteiden näkyvyyttä. Jos esineellä on tietty korkeus h merenpinnan yläpuolella, tarkkailija voi havaita sen kaukaa:

Merikartoissa ja suunnistusapuvälineissä on annettu ennalta laskettu majakan valojen näkyvyysalue. Dk tarkkailijan silmän korkeudelta 5 m. Tästä korkeudesta De vastaa 4,7 mailia. klo e muu kuin 5 m tulee korjata. Sen arvo on:

Sitten majakan näkyvyysalue Dn on yhtä suuri kuin:

Tämän kaavan mukaan laskettua objektien näkyvyysaluetta kutsutaan geometriseksi tai maantieteelliseksi. Lasketut tulokset vastaavat jotain keskimääräistä ilmakehän tilaa päiväsaikaan. Sumussa, sateessa, lumisateessa tai sumuisessa säässä kohteiden näkyvyys heikkenee luonnollisesti. Päinvastoin, tietyssä ilmakehän tilassa taittuminen voi olla erittäin suuri, minkä seurauksena kohteiden näkyvyysalue osoittautuu paljon suuremmiksi kuin laskettu.

Näkyvä horisonttietäisyys. Taulukko 22 MT-75:

Taulukko lasketaan kaavalla:

De = 2.0809 ,

Pöytään astuminen 22 MT-75 kappalekorkeudella h merenpinnan yläpuolella, hanki tämän kohteen näkyvyysalue merenpinnasta. Jos lisäämme saatuun vaihteluväliin samasta taulukosta löytyvän näkyvän horisontin etäisyys katsojan silmän korkeuden mukaan e merenpinnan yläpuolella, näiden etäisyyksien summa on kohteen näkyvyysalue ottamatta huomioon ilmakehän läpinäkyvyyttä.

Saadaksesi tutkahorisontin kantaman DR. hyväksytty valittuna taulukosta. 22 lisää näkyvän horisontin aluetta 15 %, jolloin Dp=2,3930 . Tämä kaava pätee normaaleissa ilmakehän olosuhteissa: paine 760 mm, lämpötila +15°C, lämpötilagradientti - 0,0065 astetta per metri, suhteellinen kosteus, vakio korkeuden mukaan, 60%. Mikä tahansa poikkeama ilmakehän hyväksytystä standarditilasta aiheuttaa osittaisen muutoksen tutkahorisontin kantamaan. Lisäksi tämä kantama, eli etäisyys, josta heijastuneet signaalit näkyvät tutkanäytöllä, riippuu suurelta osin tutkan yksittäisistä ominaisuuksista ja kohteen heijastusominaisuuksista. Näistä syistä käytä kerrointa 1,15 ja taulukon tietoja. 22 on noudatettava varoen.

Antennin Rd tutkahorisontin ja havaitun korkeuden A kohteen etäisyyksien summa on suurin etäisyys, jolta heijastunut signaali voi palata.

Esimerkki 1 Määritä majakan havaintoalue korkeudella h=42 m merenpinnasta katsojan silmän korkeudelta e=15,5 m.
Ratkaisu. Taulukosta. 22 valitse:
kun h = 42 m..... . Dh= 13,5 mailia;
varten e= 15.5 m. . . . . . De= 8,2 mailia,
tästä syystä majakan tunnistusalue
Dp \u003d Dh + De \u003d 21,7 mailia.

Kohteen näkyvyysalue voidaan määrittää myös liitteeseen sijoitetun nomogrammin avulla (Liite 6). MT-75

Esimerkki 2 Etsi tutkan kantama kohteelle, jonka korkeus on h=122 m, jos tutka-antennin tehollinen korkeus Hd = 18.3 m merenpinnan yläpuolella.
Ratkaisu. Taulukosta. 22 valitse kohteen ja antennin näkyvyysalueet merenpinnasta, vastaavasti 23,0 ja 8,9 mailia. Summaamalla nämä etäisyydet ja kertomalla ne kertoimella 1,15 saadaan, että tavallisissa ilmakehän olosuhteissa esine havaitaan todennäköisesti 36,7 mailin etäisyydeltä.

Luku VII. Navigointi.

Navigointi on navigointitieteen perusta. Navigointimenetelmänä on navigoida laiva paikasta toiseen edullisimmalla, lyhyimmällä ja turvallisimmalla tavalla. Tämä menetelmä ratkaisee kaksi ongelmaa: kuinka ohjata alus valittua polkua pitkin ja kuinka määrittää sen paikka meressä aluksen liikkeen elementtien ja rannikkokohteiden havaintojen perusteella, ottaen huomioon ulkoisten voimien - tuulen - vaikutuksen alukseen. ja nykyinen.

Jotta voit olla varma aluksen liikkeen turvallisuudesta, sinun on tiedettävä aluksen sijainti kartalla, joka määrittää sen sijainnin suhteessa vaaroihin tietyllä navigointialueella.

Navigointi kehittää navigoinnin perusteita, se tutkii:

Maan mitat ja pinta, maanpinnan kuvaamismenetelmät kartoilla;

Aluksen reitin laskemistavat ja määrittäminen merikarttoihin;

Menetelmät aluksen sijainnin määrittämiseksi merellä rannikon kohteiden perusteella.

§ 19. Navigoinnin perustiedot.

1. Peruspisteet, ympyrät, suorat ja tasot

Maapallomme on muodoltaan pallomainen, jolla on suuri puoliakseli OE yhtä suuri kuin 6378 km, ja pieni puoliakseli TAI 6356 km(Kuva 37).

Riisi. 37. Maan pinnan pisteen koordinaattien määrittäminen

Käytännössä maata voidaan jollain oletuksella pitää pallona, ​​joka pyörii akselin ympäri, joka on tietyssä paikassa avaruudessa.

Pisteiden määrittämiseksi maan pinnalla on tapana jakaa se henkisesti pysty- ja vaakasuoraan tasoon, jotka muodostavat viivoja maan pinnan kanssa - meridiaaneja ja yhdensuuntaisia. Maan kuvitteellisen pyörimisakselin päitä kutsutaan navoiksi - pohjoiseksi tai pohjoiseksi ja eteläksi tai eteläksi.

Meridiaanit ovat suuria ympyröitä, jotka kulkevat molempien navojen läpi. Yhdensuuntaiset ovat pieniä ympyröitä maan pinnalla päiväntasaajan suuntaisesti.

Päiväntasaaja on suuri ympyrä, jonka taso kulkee maan keskipisteen läpi kohtisuorassa sen pyörimisakseliin nähden.

Sekä meridiaaneja että rinnakkaiskohtia maan pinnalla voidaan kuvitella lukemattomia. Päiväntasaaja, pituuspiiri ja leveys muodostavat maantieteellisten koordinaattien ruudukon.

Minkä tahansa pisteen sijainti MUTTA Maan pinnalla voidaan määrittää sen leveysaste (f) ja pituusaste (l) .

Paikan leveysaste on pituuspiirin kaari päiväntasaajalta tietyn paikan leveyspiiriin. Muuten: paikan leveysaste mitataan päiväntasaajan tason ja maan keskipisteestä annettuun paikkaan suuntautuvan suunnan välissä olevalla keskikulmalla. Leveysaste mitataan asteina 0-90° päiväntasaajalta napoihin. Laskettaessa otetaan huomioon, että pohjoisella leveysasteella f N on plusmerkki, eteläisellä leveysasteella - f S miinusmerkki.

Leveysasteero (f 1 - f 2) on näiden pisteiden (1 ja 2) yhdensuuntaisuuden välissä oleva meridiaanikaari.

Paikan pituusaste on päiväntasaajan kaari nollameridiaanista tietyn paikan pituuspiiriin. Muuten: paikan pituusaste mitataan päiväntasaajan kaarella, joka on nollameridiaanitason ja tietyn paikan pituuspiiritason välissä.

Pituusasteero (l 1 -l 2) on päiväntasaajan kaari, joka on annettujen pisteiden (1 ja 2) meridiaanien välissä.

Päämeridiaani - Greenwichin pituuspiiri. Siitä mitataan pituusaste molempiin suuntiin (itä ja länsi) 0 - 180 °. Länsipituusaste mitataan kartalla Greenwichin pituuspiirin vasemmalla puolella ja se on otettu miinusmerkillä laskelmissa; itään - oikealle ja siinä on plusmerkki.

Minkä tahansa maan pisteen leveys- ja pituusasteita kutsutaan kyseisen pisteen maantieteellisiksi koordinaateiksi.

2. Todellisen horisontin jako

Havainnoijan silmän läpi kulkevaa mentaalisesti kuvitteellista vaakatasoa kutsutaan tarkkailijan todellisen horisontin tasoksi tai todelliseksi horisontiksi (kuva 38).

Oletetaan, että tässä vaiheessa MUTTA on tarkkailijan silmä, viiva ZABC- pystysuora, HH 1 - todellisen horisontin taso ja viiva P NP S - maan pyörimisakseli.

Monista pystytasoista vain yksi taso piirustuksessa osuu yhteen maan pyörimisakselin ja pisteen kanssa MUTTA. Tämän pystysuoran tason leikkauspiste maan pinnan kanssa antaa sille suuren ympyrän P N BEP SQ, jota kutsutaan paikan todelliseksi meridiaaniksi tai tarkkailijan pituuspiiriksi. Todellisen meridiaanin taso leikkaa todellisen horisontin tason ja antaa pohjois-etelä-linjan jälkimmäisellä NS. Linja voi, kohtisuorassa todellisen pohjoisen ja etelän välistä linjaa vastaan ​​kutsutaan todellisen idän ja lännen (itä ja länsi) linjaksi.

Näin ollen todellisen horisontin neljä pääpistettä - pohjoinen, etelä, itä ja länsi - ovat varsin määritellyllä paikalla missä tahansa maapallolla, paitsi napoja, joiden ansiosta näiden pisteiden suhteen horisontissa voi olla eri suuntia. päättänyt.

Ohjeet N(pohjoinen), S (etelä), O(Itään), W(länsi) kutsutaan pääpisteiksi. Horisontin koko ympärysmitta on jaettu 360°:een. Jako tehdään pisteestä N myötäpäivään.

Pääpisteiden välisiä välisuuntia kutsutaan neljännespisteiksi ja niitä kutsutaan EI, SO, SW, NW. Majori- ja neljännesrumbilla on seuraavat arvot asteina:

Riisi. 38. Tarkkailijan todellinen horisontti

3. Näkyvä horisontti, näkyvän horisontin alue

Aluksesta näkyvää vesistöä rajoittaa ympyrä, joka muodostuu taivaanvahvuuden näennäisestä leikkauspisteestä veden pinnan kanssa. Tätä ympyrää kutsutaan tarkkailijan näkyväksi horisontiksi. Näkyvän horisontin kantama ei riipu pelkästään havainnointihenkilön silmien korkeudesta veden pinnasta, vaan myös ilmakehän tilasta.

Kuva 39. Kohteen näkyvyysalue

Päällikön tulee aina tietää, kuinka pitkälle hän näkee horisontin eri asennoissa, esimerkiksi ruorissa seisoessaan, kannella, istuen jne.

Näkyvän horisontin alue määritetään kaavalla:

d = 2,08

tai suunnilleen, jos tarkkailijan silmän korkeus on alle 20 m mennessä kaava:

d=2,

missä d on näkyvän horisontin kantama maileina;

h on tarkkailijan silmän korkeus, m.

Esimerkki. Jos tarkkailijan silmän korkeus h = 4 m, silloin näkyvän horisontin kantama on 4 mailia.

Havaitun kohteen näkyvyysalue (kuva 39), tai, kuten sitä kutsutaan, maantieteellinen alue D n , on näkyvän horisontin vaihteluvälien summa Kanssa tämän kohteen korkeus H ja tarkkailijan silmän korkeus A.

Korkeudella h sijaitseva tarkkailija A (kuva 39) näkee aluksestaan ​​horisontin vain etäisyydeltä d 1 eli vedenpinnan pisteeseen B. Jos tarkkailija kuitenkin sijoitetaan vedenpinnan pisteeseen B, hän voisi nähdä majakan C , sijaitsee etäisyydellä d 2 siitä ; siksi pisteessä sijaitseva tarkkailija MUTTA, näkee majakan etäisyydeltä, joka on yhtä suuri kuin D n :

Dn=d1+d2.

Vedenpinnan yläpuolella olevien kohteiden näkyvyysalue voidaan määrittää kaavalla:

Dn = 2,08(+).

Esimerkki. Majakan korkeus H = 1b.8 m, tarkkailijan silmän korkeus h = 4 m.

Ratkaisu. D n \u003d l 2,6 mailia tai 23,3 km.

Kohteen näkyvyysalue määritetään myös likimäärin Struiskin nomogrammin mukaan (kuva 40). Käyttämällä viivainta siten, että tarkkailijan silmää ja havaittavaa kohdetta vastaavat korkeudet yhdistyvät yhdellä suoralla, saadaan näkyvyysalue keskiasteikolla.

Esimerkki. Etsi merenpinnan yläpuolella olevan kohteen näkyvyysalue kohdasta 26.2 m tarkkailijan silmien korkeudella merenpinnasta 4,5 m.

Ratkaisu. D n= 15,1 mailia (katkoviiva kuvassa 40).

Kartoissa, purjehdusohjeissa, suunnistusapuvälineissä, merkkien ja valojen kuvauksessa näkyvyysalue on annettu tarkkailijan silmän korkeudelle 5 m vedenpinnasta. Koska pienessä veneessä tarkkailijan silmä sijaitsee alle 5 m, hänelle näkyvyysalue on pienempi kuin käsikirjoissa tai kartalla on ilmoitettu (katso taulukko 1).

Esimerkki. Kartta osoittaa majakan näkyvyysalueen 16 mailia. Tämä tarkoittaa, että tarkkailija näkee tämän majakan 16 mailin etäisyydeltä, jos hänen silmänsä on 5 mailin korkeudella. m merenpinnan yläpuolella. Jos tarkkailijan silmä on 3:n korkeudella m, silloin näkyvyys heikkenee vastaavasti horisontin näkyvyysalueen eron verran korkeuksille 5 ja 3 m. Horisontin näkyvyysalue korkeudelle 5 m vastaa 4,7 mailia; korkeudelle 3 m- 3,6 mailia, ero 4,7 - 3,6 = 1,1 mailia.

Näin ollen majakan näkyvyysalue ei ole 16 mailia, vaan vain 16 - 1,1 = 14,9 mailia.

Riisi. 40. Struiskyn nomogrammi

Maan pinta kaartuu ja katoaa näkökentästä 5 kilometrin etäisyydellä. Mutta näkemyksemme terävyys antaa meille mahdollisuuden nähdä kauas horisontin taakse. Jos maapallo olisi litteä tai seisoisit vuoren huipulla ja katsoisit paljon tavallista suurempaa aluetta planeetalla, voisit nähdä kirkkaita valoja satojen kilometrien päässä. Pimeänä yönä saattoi nähdä jopa kynttilän liekin, joka sijaitsee 48 kilometrin päässä sinusta.

Se, kuinka kauas ihmissilmä näkee, riippuu siitä, kuinka monta valohiukkasta tai fotonia kaukana oleva kohde lähettää. Kauimpana paljaalla silmällä näkyvä kohde on Andromeda-sumu, joka sijaitsee suurella 2,6 miljoonan valovuoden etäisyydellä Maasta. Triljoona tähteä tässä galaksissa lähettää yhteensä tarpeeksi valoa useiden tuhansien fotonien törmäämiseen maanpinnan jokaiseen neliösenttimetriin joka sekunti. Pimeänä yönä tämä määrä riittää aktivoimaan verkkokalvon.

Vuonna 1941 näköasiantuntija Selig Hecht ja hänen kollegansa Columbian yliopistosta tekivät näön absoluuttisen kynnyksen luotettavana pidetyn mittarin – vähimmäismäärän fotoneista, joiden on päästävä verkkokalvoon, jotta se havaitsee visuaalisen havainnon. Kokeessa asetettiin kynnys ihanteellisissa olosuhteissa: osallistujien silmät saivat aikaa tottua täysin absoluuttiseen pimeyteen, ärsykkeenä toimivan sinivihreän valon välähdyksen aallonpituus oli 510 nanometriä (jolle silmät ovat herkimmät), ja valo suunnattiin verkkokalvon reunareunaan, joka oli täytetty valoa tunnistavilla sauvasoluilla.

Tutkijoiden mukaan, jotta kokeeseen osallistuneet kykenisivät tunnistamaan tällaisen valon välähdyksen yli puolessa tapauksista, 54–148 fotonia piti pudota silmämunaan. Verkkokalvon absorptiomittausten perusteella tutkijat laskivat, että ihmisen verkkokalvon sauvat absorboivat itse asiassa keskimäärin 10 fotonia. Siten 5-14 fotonin absorptio tai vastaavasti 5-14 sauvan aktivointi osoittaa aivoille, että näet jotain.

"Tämä on todella pieni määrä kemiallisia reaktioita", Hecht ja kollegat totesivat artikkelissa tästä kokeesta.

Kun otetaan huomioon absoluuttinen kynnys, kynttilän liekin kirkkaus ja arvioitu etäisyys, jolla valaiseva esine himmenee, tutkijat päättelivät, että ihminen voi erottaa kynttilän liekin heikon välkkymisen 48 kilometrin etäisyydeltä.

Mutta miltä etäisyydeltä voimme tunnistaa, että esine on enemmän kuin pelkkä valon välähdys? Jotta esine näyttäisi avaruudellisesti laajennetulta pisteen sijaan, siitä tulevan valon on aktivoitava vähintään kaksi vierekkäistä verkkokalvokartiota - värinäkyvystä vastaavat solut. Ihannetapauksessa kohteen tulisi olla vähintään 1 kaariminuutin tai asteen kuudesosan kulmassa vierekkäisten kartioiden virittämiseksi. Tämä kulmamitta pysyy samana riippumatta siitä, onko kohde lähellä vai kaukana (kaukaisen kohteen on oltava paljon suurempi ollakseen samassa kulmassa lähellä olevan kohteen kanssa). Täysikuu on 30 kaariminuutin kulmassa, kun taas Venus on tuskin näkyvissä laajennetun kohteena noin 1 kaariminuutin kulmassa.

Ihmisen kokoiset esineet ovat erotettavissa vain noin 3 kilometrin etäisyydeltä. Vertailun vuoksi tällä etäisyydellä voimme selvästi erottaa kaksi

Maan pinta kaartuu ja katoaa näkökentästä 5 kilometrin etäisyydellä. Mutta näkemyksemme terävyys antaa meille mahdollisuuden nähdä kauas horisontin taakse. Jos se olisi tasainen tai seisoisit vuoren huipulla ja katsoisit paljon tavallista suurempaa aluetta planeetalla, voisit nähdä kirkkaita valoja satojen kilometrien päässä. Pimeänä yönä saattoi nähdä jopa kynttilän liekin, joka sijaitsee 48 kilometrin päässä sinusta.

Se, kuinka kauas ihmissilmä näkee, riippuu siitä, kuinka monta valohiukkasta tai fotonia kaukana oleva kohde lähettää. Kauimpana paljaalla silmällä näkyvä kohde on Andromeda-sumu, joka sijaitsee suurella 2,6 miljoonan valovuoden etäisyydellä Maasta. Triljoona tähteä tässä galaksissa lähettää yhteensä tarpeeksi valoa useiden tuhansien fotonien törmäämiseen maanpinnan jokaiseen neliösenttimetriin joka sekunti. Pimeänä yönä tämä määrä riittää aktivoimaan verkkokalvon.

Vuonna 1941 näköasiantuntija Selig Hecht ja hänen kollegansa Columbian yliopistosta tekivät näön absoluuttisen kynnyksen luotettavana pidetyn mittarin – vähimmäismäärän fotoneista, joiden on päästävä verkkokalvoon, jotta se havaitsee visuaalisen havainnon. Kokeessa asetettiin kynnys ihanteellisissa olosuhteissa: osallistujien silmät saivat aikaa tottua täysin absoluuttiseen pimeyteen, ärsykkeenä toimivan sinivihreän valon välähdyksen aallonpituus oli 510 nanometriä (jolle silmät ovat herkimmät), ja valo suunnattiin verkkokalvon reunareunaan, joka oli täytetty valoa tunnistavilla sauvasoluilla.

Tutkijoiden mukaan, jotta kokeeseen osallistuneet kykenisivät tunnistamaan tällaisen valon välähdyksen yli puolessa tapauksista, 54–148 fotonia piti pudota silmämunaan. Verkkokalvon absorptiomittausten perusteella tutkijat laskivat, että ihmisen verkkokalvon sauvat absorboivat itse asiassa keskimäärin 10 fotonia. Siten 5-14 fotonin absorptio tai vastaavasti 5-14 sauvan aktivointi osoittaa aivoille, että näet jotain.

"Tämä on todella pieni määrä kemiallisia reaktioita", Hecht ja kollegat totesivat kokeesta kertovassa paperissa.

Kun otetaan huomioon absoluuttinen kynnys, kynttilän liekin kirkkaus ja arvioitu etäisyys, jolla valaiseva esine himmenee, tutkijat päättelivät, että ihminen voi erottaa kynttilän liekin heikon välkkymisen 48 kilometrin etäisyydeltä.

Mutta miltä etäisyydeltä voimme tunnistaa, että esine on enemmän kuin pelkkä valon välähdys? Jotta esine näyttäisi avaruudellisesti laajennetulta pisteen sijaan, siitä tulevan valon on aktivoitava vähintään kaksi vierekkäistä verkkokalvokartiota - värinäkyvystä vastaavat solut. Ihannetapauksessa kohteen tulisi olla vähintään 1 kaariminuutin tai asteen kuudesosan kulmassa vierekkäisten kartioiden virittämiseksi. Tämä kulmamitta pysyy samana riippumatta siitä, onko kohde lähellä vai kaukana (kaukaisen kohteen on oltava paljon suurempi ollakseen samassa kulmassa lähellä olevan kohteen kanssa). Täysi on 30 kaariminuutin kulmassa, kun taas Venus on tuskin näkyvissä laajennettuna kohteena noin 1 kaariminuutin kulmassa.

Ihmisen kokoiset esineet ovat erotettavissa vain noin 3 kilometrin etäisyydeltä. Vertailun vuoksi tällä etäisyydellä pystyimme erottamaan selvästi auton kaksi ajovaloa.

LUENTOKURSSI

KURIIN

"MEREN LIINNOSTUS JA LOTION"

Kokoanut opettaja Milovanov V.G.

NAVIGOINTI JA SIJAINTI

PERUSKÄSITTEET JA MÄÄRITELMÄT

Maan muoto ja mitat

Maan muoto on geoidi - geometrinen kappale, jonka pinta on kaikissa pisteissä kohtisuorassa painovoiman suuntaan, muodoltaan lähellä pyörimisellipsoidia. Neuvostoliitossa otettiin käyttöön F. N. Krasovskin vertailuellipsoidi (vuodesta 1946), jonka mitat: puolipääakseli 6 378 245 m; puolipieni akseli 6 356 863 m. V eri maat Maan ellipsoidikokoja on erilaisia, joten siirtyminen ulkomaisiin karttoihin, varsinkin kun purjehditaan lähellä rannikkoa ja navigointivaaroja, ei tulisi suorittaa koordinaattien, vaan suuntiman ja etäisyyden mukaan molemmille kartoille piirrettyyn rannikon maamerkkiin.

Merenkulun pituuden ja nopeuden yksiköt

Merimaili * - Maan pituuspiirin yhden minuutin kaaren keskimääräinen pituus (* Alla on mailia kaikkialla). Maan pituuspiirin yhden minuutin kaaren pituus

L` = 1852,23 - 9,34 cos 2f,

missä f on aluksen sijainnin leveysaste, astetta.

Eri valtioissa hyväksytty merimailin pituus, m

Kaapeli- yksi kymmenesosa merimailista, pyöristettynä 185 metriä.

Solmu- yksi merimaili tunnissa eli 0,514 m/s.

Käytetään myös englanninkielisissä kartoissa jalat. (0,3048 m) ja syistä(1,83 m).

Näkyvä horisontti ja objektien näkyvyysalue

Näkyvä horisonttietäisyys: De = 2,08√e

Objektin (objektin) näkyvyysalue: Dp=2,08√e + 2,08√h

Kartalla näkyvän kohteen näkyvyysalueen tuominen tarkkailijan silmän korkeuteen, joka poikkeaa 5 m:stä, tulee suorittaa kaavan mukaan:

Dp \u003d Dk + De - 4,7.

Näissä kaavoissa:

De- näkyvän horisontin etäisyys, mailia tietyllä tarkkailijan silmän korkeudella e, m;

2,08 - kerroin laskettu ehdosta, että maan taitekerroin on 0,16 ja maan säde R = 6371,1 km;

Dp- kohteen näkyvyysalue, mailia;

h- havaitun kohteen korkeus, m;

Dk- kartalla olevan kohteen näkyvyysalue.

Merkintä. On pidettävä mielessä, että näitä kaavoja voidaan soveltaa ilmakehän keskimääräisen tilan ja päiväajan olosuhteissa.

Pisteiden korjaus ja käännös (kuva 2.1)

True Heading (IR)- todellisen pituuspiirin pohjoisosan ja aluksen diametraalisen tason välinen kulma.

Todellinen laakeri (IP)- todellisen meridiaanin pohjoisosan ja kohteen suunnan välinen kulma.

Reverse True Bearing (TRB)- eroaa IP:stä 180°

Suuntakulma (KU)- aluksen keskilinjan keulan ja kohteen suunnan välinen kulma; mitattuna 0 - 180° oikealle ja vasemmalle tai myötäpäivään 0 - 360°. Oikealla KU:ssa on plusmerkki ja vasemmalla KU:ssa miinusmerkki.

Riippuvuudet välillä IC, IP ja KU:

IR = IP-KU; IP \u003d IC + KU; KU=IP-IC.

Kompassi, gyrokompassin suunta (KK, GKK)- kompassin (gyroskooppisen) pituuspiirin pohjoisosan ja aluksen keskilinjan keulan välinen kulma.

Kompassi, gyrokompassin laakeri (KP, GKP) on kompassin (gyroskooppisen) meridiaanin pohjoisosan ja kohteen suunnan välinen kulma.

Kompassin korjaus (gyrokompassi) AK (AGK)- todellisen ja kompassin (gyroskooppisen) meridiaanin välinen kulma. Itäisessä (selkäranka) LK:ssa (LGK) on plusmerkki, lännessä miinusmerkki.

Riisi. 2.1. Rumbien korjaus ja kääntäminen

IR \u003d KK + ΔK;

IP \u003d KP + ΔK;

KK = IR - AK;

KP \u003d IP - ΔK;

IR = GKK - ΔGK;

IP = GKP + ΔGK;

GKK = IR - ΔGK

GKP \u003d IP - ΔGK

Maantieteelliset koordinaatit

Olkoon alus ja aluksella oleva tarkkailija pisteessä M maan pinnalla (ks. kuva 2). Piirretään tämän pisteen yhdensuuntaisuus ja meridiaani huomioiden viimeksi mainitun leikkaus päiväntasaajan kanssa pisteessä K. Pisteen sijainti pallon pinnalla määräytyy kahdella pallomaisella koordinaatilla - leveysaste f ja pituusaste L.

Leveysaste- päiväntasaajan tason ja linjan välinen kulma, joka yhdistää tarkkailijan paikan maan pinnalla maapallon keskipisteeseen. Joten pisteen M leveysaste ilmaistaan ​​IOC:n keskikulmalla, joka mitataan KM-meridiaanin kaarella. Leveysaste cp mitataan alueella 0–90 ° päiväntasaajalta maantieteellisiin napoihin päin, ja sitä kutsutaan N - pohjoiseksi tai eteläksi - eteläiseksi sen mukaan, millä pallonpuoliskolla havainnoija on. Siten maantieteellinen rinnakkainen MM"M" on niiden pisteiden paikka, joilla on sama leveysaste.

Päiväntasaajalla sijaitsevien pisteiden leveysaste on 0°, pohjoisnavan leveysaste on 90° N ja etelänavan leveysaste on 90° eteläistä leveyttä.

Pituusaste- dihedraalinen kulma nollameridiaanin (Greenwich) ja tarkkailijan pituuspiirin (piste M) välillä. Tämä kulma mitataan päiväntasaajan pienemmällä kaarella (mutta ei yhdensuuntaisuudella), joka on merkitty ilmoitettujen meridiaanien väliin, 0 - 180 ° alkuperäisen (Greenwich) pituuspiirin molemmilla puolilla. Siten pisteen M pituusaste (ks. kuvat 2 ja 3) mitataan päiväntasaajan GK kaarella.

Kuva 3.

Pituusaste on nimeltään Ost - itä tai länsi - länsi riippuen siitä, millä pallonpuoliskolla (länsi tai itä) tarkkailija on.

Siten PnMP:iden maantieteellinen pituuspiiri on niiden pisteiden sijainti, joilla on sama pituusaste.

Greenwichin meridiaanilla sijaitsevien pisteiden pituusaste (Pn GPs - kuva 2 tai PnG - kuva 3) on 0°; pituuspiirillä P n G "P s sijaitsevien pisteiden pituusaste (katso kuva 2) on 180 ° Ost tai 180 ° W.

Suuret merikartat, jotka on tarkoitettu navigointiin rannikon lähellä, mahdollistavat pisteen maantieteellisten koordinaattien ottamisen kaariminuutin kymmenesosien tarkkuudella. Joten esimerkiksi meren rannikkoalueiden kartoissa: Arkhonan majakan koordinaatit ϕ = 54°40", 8N ja λ = 13°26, 10st; Balen majakan ϕ = 53°31", 7N ja λ = 9 °04", 90.; majakka Helgoland ϕ = 54°11,0 N ja λ =7°53", Ost;

Leveysaste- ja pituusasteero

Purjehtiessaan yhdestä pisteestä maan pinnalla A (ϕ1 λ1 - lähtöpiste) pisteeseen B (ϕ2, λ2 - saapumispiste), alus muuttaa leveys- ja pituusastettaan; tässä tapauksessa muodostuu ero leveysasteissa ja pituusasteissa (kuva 4).

Leveysasteero (RS)- minkä tahansa pituuspiirin pienin kaari, joka sijaitsee lähtö- ja saapumispisteiden yhdensuuntaisuuden välissä (kaari NE kuvassa 4), mitataan alueella 0 - 180° ja sen nimi on N, jos pohjoinen leveysaste kasvaa tai eteläinen leveysaste pienenee ja etelään, jos pohjoinen leveysaste pienenee tai eteläinen leveysaste kasvaa.

Jos pohjoiselle leveysasteelle on määritetty ehdollisesti plusmerkki ja eteläiselle leveysasteelle on miinusmerkki, RSH ja sen nimi määritetään kaavalla

Esimerkeissä 1, 2 ja 3 päättelyn yksinkertaisuuden vuoksi lähtö- ja saapumispisteet sijaitsevat samalla maantieteellisellä pituuspiirillä, eli niillä on sama pituusaste. Kuvassa Kuviossa 5 nuoli näyttää aluksen liikesuunnan ja sen aiheuttamat leveysasteerot.

Lähtöpiste A - φ1 = 16°44" PÄÄLLÄ kaavan (4) mukaan φ2 = + 58°17", 5

Lähtöpiste C - φ1 = 47°10", 4 S kaavan (4) mukaan φ2 = -21°23", 0

Lähtöpiste F - φ1 = 24°17", 5 N kaavan (4) mukaan φ2 = -5°49",2

Pituusasteero (RD) - päiväntasaajan kaarista pienempi, joka on lähtö- ja saapumispisteiden pituuspiirien välissä (kaari KD, kuva 4), mitataan alueella 0-180° ja on nimetty Ostiksi, jos itäinen pituusaste kasvaa tai läntinen pituusaste pienenee ja länteen, jos itäinen pituusaste pienenee tai läntinen pituusaste kasvaa.

Jos itäiselle pituusasteelle on määritetty ehdollisesti plusmerkki ja läntiselle pituusasteelle on miinus, PD ja sen nimi määritetään kaavalla:

RD = λ2 – λ1 (5)

Esimerkeissä 4, 5, 6 ja 7 päättelyn yksinkertaisuuden vuoksi lähtö- ja saapumispisteet on valittu sijaitsemaan samalla maantieteellisellä leveysasteella, eli niillä on sama leveysaste. Kuvassa 6, a, b nuolet osoittavat aluksen liikesuunnan ja sen aiheuttamat pituuserot.

Pituusasteero ei voi olla suurempi kuin 180°. Kuitenkin, kun ratkaistaan ​​pituusasteeron tehtäviä kaavan (5) mukaisesti, RD:n arvo voi osoittautua yli 180°:ksi. Tässä tapauksessa saatu tulos vähennetään 360°:sta ja rullaustien nimi käännetään (esimerkki 7).

Lähtöpiste A - λ1 = 12°44", 0 Ost kaavan (5) mukaan λ2 =+48°13", 5

Lähtöpiste C - λ1 = 110°15",0 W kaavan (5) mukaan λ2 = -87°10",0

Lähtöpiste M - λ1 = 21°37",8 W kaavan (5) mukaan λ2 = + 11°42",4

Lähtöpiste F - λ1 =164°06",3 W kaavan (5) mukaan λ2 = + 170°35",1

Suoraan kuvasta. 6, mutta on selvää, että (AB)°=(A"B")°, mutta näiden kaarien pituudet eivät ole yhtä suuret, eli AB=A"B". Siten maantieteellisen yhdensuuntaisuuden ympärysmitta leveysasteella cp on lyhyempi kuin päiväntasaajan pituus, koska tällaisen yhdensuuntaisuuden säde r on lyhyempi kuin päiväntasaajan säde R suhteessa suhteeseen.

R = r sec ϕ.

Siksi А"В" = АВ sek ϕ tai

RD = RSS sek ϕav (6)

missä OTSH on suuntauksen (mutta ei päiväntasaajan) kaaren pituus leveysasteina cp, joka on lähtö- ja saapumispisteiden pituuspiirien välissä.

Magneettinen deklinaatio

(d) - todellisen ja magneettisen meridiaanin välinen kulma vaihtelee välillä 0 - 180°. Itäisessä on plusmerkki, lännessä miinusmerkki; d poistetaan kartalta navigointialueella ja pienennetään navigointivuodeksi. Vuosittainen lisäys (lasku) d viittaa deklinaation itseisarvoon eli kulmaan, ei sen etumerkkiin (ks. kuva 2.1.). Kun deklinaatio pienenee, jos sen arvo on pieni ja muutos useiden vuosien aikana ylittää kartalla ilmoitetun, deklinaatio alkaa nollaa kulkiessaan kasvaa päinvastaisella merkillä.

Magneettinen deklinaatio- navigoinnin tärkein elementti, joten erityisten magneettisten karttojen lisäksi se on merkitty navigointimerikarttoihin, joihin he kirjoittavat esimerkiksi näin: "Skl. k. 16 °, 5 W". Kaikki maan magnetismin elementit missä tahansa maan pinnan kohdassa ovat alttiina muutoksille, joita kutsutaan variaatioiksi. Muutokset maan magnetismin elementeissä jaetaan jaksollisiin ja ei-jaksollisiin (tai häiriöihin).

Jaksottaiset muutokset sisältävät maallisia, vuosittaisia ​​(kausiluonteisia) ja päivittäisiä muutoksia. Näistä päivittäiset ja vuosittaiset vaihtelut ovat pieniä, eikä niitä oteta huomioon navigoinnissa. Maalliset vaihtelut ovat monimutkainen ilmiö, jonka ajanjakso on useita vuosisatoja. Magneettisen deklinaation maallisen muutoksen suuruus vaihtelee maan pinnan eri kohdissa välillä 0-0,2-0,3° vuodessa. Siksi merikartoissa kompassin magneettinen deklinaatio annetaan tietylle vuodelle, mikä osoittaa vuosittaisen lisäyksen tai vähennyksen määrän.

Deklinaation tuomiseksi navigointivuoteen on tarpeen laskea sen muutos kuluneen ajan aikana ja tuloksena olevan korjauksen avulla lisätä tai vähentää navigointialueen kartalla näkyvää deklinaatiota.

Esimerkki: Purjehdus 2012. Kompassin deklinaatio, otettu pois kartalta, d = 11°, 5 Ost mukautettu vuoteen 2004. Vuosittainen deklinaation lisäys 5" . Säädä deklinaatio 2012.

Ratkaisu. Aikajakso 2004–2012 on kahdeksan vuotta; muuta Mainos \u003d 8 x 5 \u003d 40 "~0 °,7. Kompassin deklinaatio vuonna 2012 d \u003d 11 °,5 + 0 °,7 \u003d - 12 °, 2 Ost

Äkillisiä lyhytaikaisia ​​muutoksia maan magnetismin elementeissä (häiriöt) kutsutaan magneettimyrskyiksi, joiden esiintyminen johtuu revontulesta ja auringonpilkkujen määrästä. Samanaikaisesti muutoksia deklinaatiossa havaitaan lauhkeilla leveysasteilla 7 °: een asti ja napa-alueilla - jopa 50 °.

Joillakin maanpinnan alueilla deklinaatio eroaa jyrkästi suuruusluokkansa ja etumerkin suhteen sen arvoista viereisissä kohdissa. Tätä ilmiötä kutsutaan magneettiseksi anomaliaksi. Merikartoissa osoittavat magneettisen poikkeaman alueiden rajat. Näillä alueilla purjehtiessasi sinun on seurattava tarkasti magneettikompassin toimintaa, koska työn tarkkuus heikkenee.

Magneettinen suunta (MK)- magneettisen pituuspiirin pohjoisosan ja aluksen keskilinjan keulan välinen kulma.

Magneettinen laakeri (MP)- magneettisen meridiaanin pohjoisosan ja kohteen suunnan välinen kulma.

Käänteinen magneettilaakeri (BMF)- eroaa MP:stä 180°.

Magneettisen kompassin poikkeama (δ ) - magneettisen ja kompassin meridiaanin välinen kulma vaihtelee 0 - 180°. Itä (luuranko) - annetaan plusmerkki, länsi (liivi) - miinusmerkki.

Laivaasiantuntijat voivat poistaa puoliympyrän muotoiset ja kantapoikkeamat käytön aikana. Yksinkertaisin tapa puoliympyrän muotoisten ja rullapoikkeamien yhteinen tuhoutuminen on seuraava:

laivan inklinaattorin avulla mitataan magneettisen kaltevuuden arvo rannalla. Kun tämä menetelmä suoritetaan avomerellä, magneettinen kaltevuus poistetaan kartalta;

tuo alus magneettisuunnassa 0 (tai 180 °) ja nolla poikkeama poikittaismagneeteilla;

käännä alus magneettisuunnassa 180° (tai 0°), määritä poikkeama ja vähennä sitä 2 kertaa samoilla magneeteilla;

makaa 90° (tai 270°) magneettisuunnassa. Kompassin tilalle asennetaan kaltevuus ja inklinaattorin lukemat tuodaan rannalta mitatun tai kartalta kallistusmagneetin avulla mitatun magneettisen kaltevuuden arvoon;

samalla radalla kompassikeila laitetaan paikoilleen ja poikkeama nollataan pitkittäismagneettien avulla;

käännä magneettisuuntaan 270° (tai 90°), määritä poikkeama ja pienennä se 2 kertaa samoilla pitkittäismagneeteilla.