Основы морской навигации. Фигура и размеры Земли. Счет направлений в море. Системы координат. Понятие об ортодромии и локсодромии. Классификация и содержание морских карт, страница 2

В полярной системе координат место заданной точки определяется по направлению и расстоянию относительно другой точки. Чаще всего полярная система координат применяется при определении места корабля относительно подвижного объекта.

При переходе корабля морем его место непрерывно изменяется. В связи с этим изменяются я географические координаты корабля. Изменение географических координат определяется разностью географических широт и разностью географических долгот.

Если рассматривается плавание корабля из точки О1 в точку О2 (рис. 1.6), то за начальную точку принимается пункт отхода (точка О1), а за конечную - пункт прихода (точка О2).

Разностью широт (РШ или Dj) двух заданных точек называется меньшая дуга меридиана, заключенная между параллелями этих точек. Дуга, определяющая разность широт, направлена от параллели начальной точки к параллели конечной точки. Если это направление совпадает с направлением на Северный географический полюс, то независимо от полушария, в котором находятся точки, РШ имеет наименование NorthN) или знак "плюс". Если дуга меридиана направлена на Южный географический полюс, то РШ имеет наименование SouthS) или знак "минус".

РШ и ее знак определяются по алгебраической формуле

РШ = Dj = j1 - j2.  (1.2)

РШ изменяется в пределах от 0 до ± 180°.

Разностью долгот (РД или Dl) двух заданных точек называется меньшая дуга экватора, заключенная между меридианами этих точек. Дуга, определяющая разность долгот, направлена от меридиана начальной точки к меридиану конечной точки. Если это направление совпадает с направлением на восток, то независимо от полушария, в котором находятся точки, РД имеет наименование ЕаstE) или знак "плюс". Если дуга экватора направлена на запад, то РД имеет наименование WestW) или знак "минус".

РД и ее знак рассчитываются по алгебраической формуле

РД = Dl = l1 - l2.  (1.3)

РД изменяется в пределах от 0 до 180°.

Если результат расчета по формуле (1.3) окажется больше 180°, то искомая РД равна дополнению полученного результата до 360°, при этом полученный по формуле знак меняется на противоположный.

Формулы (1.2) и (1.3), представленные в виде равенств:

j2 = j1 + РШ = j1 + Dj;

l2 = l1 + РД = l1 + Dl,

используются для расчета координат конечной точки.

1.4 Понятие об ортодромии и локсодромии

Решение основных задач кораблевождения связано с определением линий (траекторий), проходящих через две заданные точки на земной поверхности и удовлетворяющих определенным требованиям. Такими линиями являются ортодромия и локсодромия.

1.4.1 Ортодромия

На поверхности сферы кратчайшим расстоянием между двумя точками является дуга большого круга, образованного пересечением плоскостью, проходящей через центр сферы и заданные точки, сферической поверхности.

Дуга большого круга в кораблевождении называется ортодромией (в переводе с греческого - "прямой путь").

Через три точки (две заданные на поверхности Земли и центр Земли-шара) можно провести только одну плоскость. Следовательно, через две точки на земной поверхности В1 (j1, l1) и B2 (j2, l2) можно провести только одну ортодромию МВ1В2V (рис. 1.7). Уравнение ортодромии, связывающее координаты точек, лежащих на ней, определяется по формуле сферической тригонометрии.

Из рис. 1.7 следует, что при направлении А0=0° (точки В1 и В2 на одном меридиане) ортодромия совпадает с меридианом, при А0=90° (точки В1 и В2 на экваторе) ортодромия совпадает с экватором. Ортодромия достигает максимальной широты в точке V, называемой вертексом. Меридиан вертекса является осью симметрии ортодромии. Ортодромия пересекает каждый меридиан только один раз (в одной точке). Одна и та же ортодромия пересекает меридиан под разными углами (А0¹А1¹А2). Разность углов, под которыми ортодромия пересекает меридианы двух точек, называется сближением меридианов g. Угол сближения меридианов точек В1 и В2 равен g = А2 - А1.

Ортодромия используется при расчете плавания по кратчайшему пути, а также при определении места корабля по радиопеленгам.

1.4.2 Локсодромия

Локсодромия - кривая на поверхности Земли, пересекающая все меридианы под одним и тем же углом К (рис. 1.8). Локсодромия - греческое слово, означающее "кривой путь". Эта линия представляет собой траекторию пути корабля, совершающего плавание в неизменном направлении относительно всех меридианов.

При К=0° (180°) локсодромия совпадает с меридианом и ортодромией. При К=90° (270°) локсодромия совпадает с параллелью.

При любых других курсах локсодромия пересекает каждый меридиан бесчисленное множество раз и каждый раз в новой широте, т. е. локсодромия является логарифмической спиралью, стремящейся к полюсу.

Если через заданные точки В1 (j1, l1) и В2 (j2, l2) провести ортодромию и локсодромию (рис. 1.9), то эти кривые пересекутся под некоторым углом y(А1¹К). Этот угол называется ортодромической поправкой. Она служит для перехода от ортодромических направлений к локсодромическим и обратно:

Лок П = Орт П + y;  Орт П = Лок П - y.

Значения ортодромической поправки приведены в табл. 23а, 23б МТ-75.

1.5 Единицы длины и скорости, принятые в кораблевождении

Для решения навигационных задач, связанных с движением и ориентированием корабля на водной поверхности Земли, необходимо измерять и рассчитывать расстояния. В качестве морской единицы длины в кораблевождении используют так называемую стандартную морскую милю, то есть среднюю величину одной минуты меридиана земного эллипсоида.