Судовождение навигация. Учебное пособие «Навигация и лоция»

Форма и размеры Земли
По своей форме Земля близка к эллипсоиду, который получается при вращении эллипса вокруг малой оси (рис. 179).
Длина большой полуоси Земли а = 6378245 м, малой в = 6356863 м. а - b =21,4 км. Отношение a—Ь/ а называется сжатием Земли. В судовождении этой величиной можно пренебречь без ущерба точности решений многих навигационных задач и принять Землю за шар. При этом условии расчетный радиус Земли К=637110м.
Основные точки, круги и линии
На рис. 180 воображаемые точки p n и Р s от пересечения оси Земли с ее поверхностью называются полюсами Земли: p n - нордовый полюс (северный); Ps - зюйдовый полюс (южный). Окружность большого круга EABQ, которая получилась от пересечения поверхности Земли плоскостью, перпендикулярной оси вращения pnps и проходящей через его центр О, называется экватором. Плоскость экватора делит земной шар на северное и южное полушария.
Окружности малых кругов, параллельных экватору, называются параллелями (е а в q, е 1 а 1 в 1 q 1). Окружности больших кругов PnaAa 1 Ps и Р nвВв 1Р s, которые получаются от пересечения поверхности Земли плоскостями, проходящими черезось Р nОР s, называются меридианами.
Нулевым (начальным) или Гринвичским меридианом принято считать меридиан, проходящий через астрономическую обсерваторию в Гринвиче (недалеко от Лондона). Плоскость этого меридиана делит земной шар на восточное и западное полушария.

На земной поверхности можно провести сколько угодно параллелей и меридианов. Однако через одну любую точку можно провести только одну параллель и один меридиан (кроме полюсов).
Круговая и румбовая системы деления истинного горизонта
Плоскость истинного горизонта - это горизонтальная плоскость, проходящая через глаз наблюдателя.
В любой точке Земли (кроме полюсов), если встать лицом к севе­ру (N), то справа всегда будет находиться восток (Е), слева - запад (W), а за спиной - юг (S). Направления N, S, E, W (рис. 181) считаются главными румбами, а линии NS и EW делят плоскость истинного горизонта на четыре четверти: NE, SE, SW и NW. В навигации применяется круговая (градусная) система деления горизонта от 0° до 360°. При этом счет ведется от N по часовой стрелке. Главным румбам соответствуют следующие градусные значения: N - 0°(Зб(У), S - 180°, Е - 90 s. W - 270°.
В румбовой системе горизонт делится на 32 направления (румба): 4 главных (N, S, E, W); 4 четвертных (NE, SE, SW, NW), делящих каждую чет­верть горизонта пополам; 8 промежуточных (NNE, ENE, ESE, SSE, SSW. WSW, WNW, NNW), которые являются средними направлениями между главными и четвертными; 16 румбов, которые являются промежуточными между уже известными румбами. 1 румб =11° /4.

Географические координаты
Место нахождения любой точки на поверхности Земли определяется ее координатами - широтой и долготой.
Широта Широтой называется угол между плоскостью экватора и радиусом, проведенным из центра Земли в заданную точку на земной поверхности (рис. 182).

Широта в навигации обозначается буквой j (фи) и измеряется дугой меридиана от экватора до параллели, на которой находится заданная точка. Широта измеряется от 0° до 90" и имеет наименование: северная (N) или южная (S) в зависимости от того, в каком полушарии находится точка.
В нашем случае (рис. 182) точка М находится в северном полушарии и измеряется дугой AM. j= 45°,0 N.
В связи с тем,что судоводитель работает с навигационной картой, на которой параллели изображены прямымилиниями, параллельными экватору (рис. 183),
найдем на условной карте параллель со значением 45",0 N, проведем ее и увидим, что любая точка на этой параллели будет иметь значение j=45",0 N. Таким образом, зная значение широты <р, определить истинное место нахождения данной точки (судна)на карте нельзя,можно только утверждать, что эта точка находится где-то на параллели с j= 45°,0 N.
Долгота, Долготой называется двугранный угол между плоскостями начального меридиана и меридиана данной точки (рис.4).
Долгота обозначается буквой l (ламбда) и измеряется дугой экватора от гринвичского меридиана до меридиана, на котором находится заданная точка. Долгота измеряется от О° (на гринвичском меридиане) до 180° и имеет наименование: восточная (Е) и западная (W) в зависимости от того в каком полушарии находится точка.
В нашем случае (рис. 184) точка М находится в восточном полушарии и измеряется È O" A
(Ð OO"A). l =50°, 0 Е.
На рис. 185 точка М изображена на условной карте и находится ва меридиане с долготой 50°,0 Е. Однако на этой долготе можно расположить бесчисленное множество точек. Поэтому для нахождения истинного положения этой точки на карте в рассмотренном случае необходимо провести параллель с широтой

Разность широт и разность долгот Во время плавания координаты судна изменяются. Величина изменения широты между пунктом отхода и пунктом прихода называется разностью широт (РШ), а величина изменения долготы -разностью долгот (РД) Разность широт и долгот рассчитываются по формулам
РШ = j 2- j 1
РД= l 2- l 1
где: j 1 - широта пункта отхода;
j 2- широта пункта прихода;
l 1 - долгота пункта отхода;
l 2 - долгота пункта прихода.
При решении задач по определению РШ и РД необходимо знать, что северны-е широты и восточные долготы имеют знак "+", а южные широты и западные долготы - "-". При положительном значении "+" РШ считается к N, РД к Е, а при отрицательном значении "-" РШ считается к S, РД к W.
В пункте отхода точка М (рис. 187) судно имело координаты (pi = 45",0 N и l 1 = 50",0 Е, а в пункте прихода точка М 1: (j 2 = 15",0 N и А,2 " 20",0 Е. Таким образом в данном случае: РШ = j 2-- j 1 = 15",0 - 45°,0 » - 30",0 = 30°,0 к S;РД = l 2- l 1= 20°,0 -50", 0 = - 30",0 " 30" к W.

Решая аналогичные задачи можно получить результат РД более 180°, в этом случае необходимо произвести следующие дополнительные расчеты:

>если РД >180° и со знаком "-", то нужно прибавить 360°

> если РД > 180° и со знаком "+", то нужно вычесть 360°.

Морские единицы измерения
Морская миля. Основной единицей, принятой для измерения расстояний на море, является морская миля. Она равна длине одной минуты (1") дуги меридиана Земли или 1’ широты.
Величина Г на карте зависит от широты и наименьшее ее значение будет у экватора, а наибольшее -у полюсов.
Длина одной морской мили принята равной 1852,3 м, что соответствует длине 1"
для j = 45°.
Кабельтов. Кабельтов равен 0.1 мили. или 185.2 м.
Морская сажень. Сажень равна одной сотой кабельтова или 1,8 м (6 футов).
Фут. Фут составляет 1/6 часть морской сажени и равен 0.3048 м.
Метр. Метр составляет одну сорокамиллионную часть парижского меридиана и приближенно равен 3,28 фута, или 0,55 морской сажени.
Ярд. Ярд равен 0.9144 м.
Узел. Узел является единицей скорости судна за 1/120 часть часа (0,5 минуты). Теоретическая длина узла составляет 1/120 части мили (15",43). Таким образом, уменьшив единицу времени (час) и единицу длины (миля) в одинаковое (120) количество раз, можно считать: сколько узлов пройдет судно за полминуты, столько миль оно пройдет за час.
Вывод: узел соответствует понятию одной мили в час.
Выражение: "Судно следует со скоростью 15 узлов в час" - неверно, следует говорить правильно: "Судно следует со скоростью 15 миль в час", либо: "Скорость судна 15 узлов".
Дальность видимости
Видимый горизонт. Учитывая, что земная поверхность близка к окружности, наблюдатель видит эту окружность, ограниченную горизонтом. Эта окружность и называется видимым горизонтом. Расстояние от места нахождения наблюдателя до видимого горизонта называется дальностью видимого горизонта.
Предельно ясно, что чем выше над землей (поверхностью воды) будет расположен глаз наблюдателя, тем больше будет и дальность видимого горизонта.
Дальность видимого горизонта на море измеряется в милях и определяется по формуле:
De =2,08
где: De - дальность видимого горизонта, м;
е - высота глаза наблюдателя, м (метр).
Для получения результата в километрах:
De= 3,85 .
Дальность видимости предметов и огней. Дальность видимости предмета (маяк, другое судно, сооружение, скала и т.д.) на море зависит не только от высоты глаза наблюдателя, но и от высоты наблюдаемого предмета (рис. 188). Следовательно дальность видимости предмета (Dn) будет суммой Dg и Од.
Dn = De + О h ,
где: D„ - дальность видимости предмета, м;
Dp - дальность видимого горизонта наблюдателем;
О h - дальность видимого горизонта с высоты предмета. Дальность видимости предмета над уровнем воды определяется по формулам:
Dn = 2,08 (+ ) ., мили;
Dn = 3,85( + ) ,км.
Пример. Дано: высота глаза судоводителя е = 4 м, высота маяка h = 25 м.
Определить на каком расстоянии судоводитель должен увидеть маяк в ясную погоду. Dn - ?
Решение: Dn = 2,08 (+ )
Dn = 2,08 (+ ) Dn = 2,08 (2+5)= 14,56 м " 14,6 м.
Ответ: Маяк откроется наблюдателю на расстояние около 14,6 мили.
На практике судоводители дальность видимости предметов определяют либо по номограмме (рис. 189), либо по мореходным таблицам, используя при этом карты, лоции, описания огней и знаков. Следует знать, что в упомянутых пособиях дальность видимости предметов dk (дальность видимости карточная) указана при высоте глаза наблюдателя е = 5 м и, чтобы получить истинную дальность конкретного предмета, необходимо учесть поправку AD для разницы видимости между фактической высотой глаза наблюдателя и карточной e= 5 м. Эта задача решается при помощи мореходных таблиц (МТ).
Определение дальности видимости предмета по номограмме осуществляется следующим образом:
линейка прикладывается к известным значениям высоты глаза наблюдателя е и высоты предмета h;
пересечение линейки со средней шкалой номограммы дает значение искомой величины Dn. На рис. 189 Dn=15м при е = 4,5 м и h = 25,5 м.
При изучении вопроса о дальности видимости огней в ночное время следует помнить, что дальность будет зависеть не только от высоты расположения огня над поверхностью моря, но и от силы источника освещения и от вида осветительного аппарата. Как правило, осветительный аппарат и сила освещения рассчитываются для маяков и других навигационных знаков таким образом, чтобы дальность видимости их огней соответствовала дальности видимости горизонта с высоты огня над уровнем моря.
Судоводитель должен помнить, что дальность видимости предмета зависит от состояния атмосферы, а также топографических (цвет окружающего ландшафта), фотометрических (цвет и яркость предмета на фоне местности) и геометрических (размеры и форма предмета) факторов.

Определение направлений в море
Истинные направления. Зная положение истинного меридиана (NS) любое направление на поверхности земли (моря) можно определить углом между нордовой частью этого меридиана и направлением на предмет. При этом величина этого угла измеряется в градусах по круговой системе, т.е. от 0° до 360°. Направление движения судна определяется положением его диаметральной плоскости (ДП) относительно нордовой части истинного меридиана.
Истинный курс судна
(ИК). Угол между нордовой частью истинного меридиана и диаметральной плоскостью судна называется истинным курсом судна (рис. 190).
Истинный пеленг (ИП). Угол между нордовой частью истинного меридиана и направлением на наблюдаемый предмет называется истинным пеленгом (рис. 190).
На практике судоводителю приходится иметь дело с обратным истинным пеленгом (ОИП). ОИП = ИП ± 180".

Курсовой угол . (КУ). Угол между диаметральной плоскостью судна и направлением на наблюдаемый предмет называется курсовым углом (рис. 190).
Курсовой угол отсчитывается от 0° до 180" и имеет наименование: левого борта (л/б) или правого борта (п/б), в зависимости от нахождения предмета относительно ДП. В том случае, когда КУ = 90°, т.е. направление на предмет перпендикулярно ДП, то этот КУ называется траверзом (^).
Для расчета истинных направлений используются формулы:
ИП = ИК + КУ
КУ = ИП - ИК
ИК = ИП - КУ
При этом КУд/5 имеет знак"+", а
КУл/б - знак"-".
В связи с тем, что Земля представляет собой огромный магнит с полюсами Nм и Sм, силы магнетизма располагают стрелку компаса в плоскости магнитного меридиана. Эта стрелка направлена одним концом на северный полюс, а другим на южный. Таким образом, магнитный меридиан, проходящий через ось магнитной стрелки, не совпадает с истинным меридианом и составляет с ним некоторый угол, который называется магнитным склонением (рис. 191).

Магнитное склонение (d) - угол между нордовыми частями истинного и магнитного меридианов. Если d направлено к востоку, то оно называется остовым (Е) и имеет знак "+", если к западу - вестовым (W) и имеет знак "-". Магнитное склонение имеет различные значения для разных мест на земной поверхности и, кроме того, это значение носит переменный характер. Конкретные величины d и его годового изменения даны для данного района плавания на навигационной морской карте. Учитывая, что карты издаются периодически, судоводитель должен учесть изменение склонения за годы, прошедшие с года издания карты до настоящего времени. Например, на карте указано, что магнитное склонение (dp) приведено к 1990г. и в данном районе его значение равно 2",5Е, годовое уменьшение
D d= 0 0,1. Плавание осуществляется в 2000г. Требуется привести склонение к году плавания.
Дано: d 0 = +2",5
D d= 0 0,1
n= 10 лет
d 2000=?
Решение : d - do ± n (±Ad),
где d - склонение, приведенное к году плавания;
n - число лет (разность между годом плавания и годом, к которому приведено склонение на карте);
Ad - годовое изменение склонения (имеет знак "+", если увеличение, знак"-", если уменьшение).
Примечание: знак "+" ставится перед n, если d - восточное и "-", если d - западное.
d 2000=2 0,5+10(0 0,1)= +1 0,5 Ответ: d 2000=1 0,5Е.
Зная величину магнитного склонения, легко рассчитать магнитные направления при известных истинных направлениях: МК = ИК - d, МП-ИП-d
Эти формулы алгебраические, поэтому при расчетах нужно учитывать знак склонения.
Кроме земного магнетизма на магнитную стрелку компаса действует судовое железо, которое имеет свойство намагничиваться от Земли. В связи с этим стрелка компаса под воздействием судового железа отклоняется от плоскости магнитного меридиана и направление, в котором располагается ось стрелки на судне, называется компасным меридианом. Отклонение стрелки компаса судне от магнитного меридиана называется девиацией.

Девиация (5) - угол между нордовыми частями магнитного и компасного меридианов (рис. 194).
При отклонении nk к востоку от nm девиация имеет знак "+", при отклонении nk к западу от nm девиация имеет знак "-".
Величина девиации зависит от курса судна, а точнее от его положения относительно земных магнитных силовых линий, и является величиной переменной.
Если величина 5 путевого компаса на судне превышает б",0 принимаются меры по ее уничтожению. Уничтожение девиации производится специалистами с помощью магнитов и мягкой стали, помещаемых вблизи от магнитного компаса. Однако уничтожить девиацию полностью невозможно. Поэтому остаточную девиацию определяют на различных курсах и вносят в таблицу. Существует достаточное количество способов определения остаточной девиации, но все они основываются на том, что необходимо установить разность между известными магнитными и взятыми по компасу пеленгами на маяк, створ, знак и т.п..
5 ° МП - КП ° ОМП - ОКП;
6=ИП-КП-с1.
Для определения остаточной девиации возле портов есть специально оборудованные полигоны, имеющие по несколько (веера) створов с известными магнитными пеленгами. Пересекая створы на главных и четвертных румбах (8 курсах), по компасу берутся компасные пеленги (КП). Затем по известной формуле рассчитываются значения 5 на этих курсах.
Если нет веера створов, то девиацию можно определить и по одному створу, магнитное направление которого либо известно, либо рассчитывается по известному магнитному склонению (d) и истинному направлению (ИП) створа. Принцип определения тот же, что и в предыдущем случае.
Для определения девиации приемлем и такой способ:
Берется отдаленный предмет на расстоянии не менее 300 радиусов циркуляции; судно (катер) на якоре разворачивается и через каждые 45° берется 8 КП; средний КП (^КП:8) принимается за МП; разница между рассчитанным МП и снятыми на 8 курсах КП покажет значение 8 на каждом курсе.

При определении девиации судоводителю необходимо помнить, что при изменении курса картушка приходит в меридиан не сразу, поэтому пеленгование после изменения курса следует производить спу­стя 3-5 минут.
Для получения значения девиации в любом районе плавания можно использовать деревянную или резиновую лодку. Взятые с лодки, изготовленной из немагнитного материала, пеленги на разных курсах будут соответствовать МП, а пеленги на те же предметы с моторной лодки, катера, яхты из этой же точки дадут КП. Применяя уже известную формулу, определяются значения 8, которые оформляются в табличной форме.

тем с помощью линейной интерполяции определяются ее значения для остальных курсов. Нередко таблица составляется для КК через каждые 10", но для маломерных судов достаточно составить более укрупненную таблицу через 15°. При использовании табличных данных для КК, не указанных в таблице, значения 5 рассчитываются с помощью интерполяции. Например, нужно определить значение 5 для КК 25°. Из таблицы для КК 15" 8 = + 0°,5, для КК 30" 8 » + 0°,8, т.е. на 15°(30" -15°) Д8 - + 0°,3 (0°,8 - 0°,5).
Таким образом, на 1" изменения КК в данном случае приходится 0,02" (0°,3: 15), а на 5" - 0",1, на 10° - 0°,2. Значит, для КК= 25° значение 8 составит 0°,7(0°,5 + 0°,2; 0",8 - 0°,1).
В процессе эксплуатации судна, определение девиации компаса следует производить как можно чаще.
Поправка компаса. Алгебраическая сумма магнитного склонения и девиации называется поправкой компаса. (ДК).
AK- rf+8
Другими словами, поправка магнитного компаса - это угол заключенный между нордовыми частями истинного и компасного меридианов {рис. 195).
Исправление и перевод румбов. Переход от компасных направлений к истинным называется исправ­лением румбов, а переход от истинных к компасным - переводом румбов.
В тех случаях, когда d и 8 известны, решение задач по исправлению и переводу румбов не представляет сложности.

Для решения задач при помощи графического способа рекомендуется использовать рис. 198, а для исправления компасных и перевода истинных направлений следующие схемы:

Тип документа: Учебное пособие | docx .

Популярность: 0.13 %

Страниц: 638 .

Язык: Русский .

Год издания: 2007 .

Михайлов В.С., Кудрявцев В.Г. «Навигация и лоция». – Киев.: КГАВТ, 2006. – 638 с.

Главная задача судоводителя – провести судно из одного пункта в другой наивыгоднейшим путем, то есть в кратчайший срок, безопасно для людей, груза и самого судна.
Таким образом, основной задачей судовождения является обеспечение навигационной безопасности в любых условиях плавания.
Исходя из этой основной задачи, методика современного судовождения предусматривает решение следующих частных задач:
 предварительный выбор наиболее выгодного пути судна;
 вождение судна по заранее намеченному пути и осуществление контроля за плаванием по этому пути;
 изучение внешних факторов, влияющих на движение судна, сущность этого влияния и методы его учета.
Решение этих задач, обеспечивающее навигационную безопасность плавания и управление судном для достижения намеченных целей называют судовождением.
На современном этапе развития науки и техники судовождение включает следующие дисциплины: морскую навигацию, мореходную астрономию, маневрирование, технические средства судовождения, морскую гидрометеорологию и лоцию.
Основой комплексной науки судовождения является морская навигация – наука о вождении судна в море намеченным маршрутом с учетом влияния внешней среды на направление и скорость движения судна.
Навигация – основная дисциплина судовождения, разрабатывающая теоретические обоснования и практические методы вождения судов наивыгоднейшими путями и использующая для этой цели современные штурманские приборы, мореходные инструменты, морские навигационные карты, руководства и пособия для плавания.
В навигации рассматриваются следующие основные вопросы:
 основные понятия о фигуре и размерах Земли;
 основные линии и плоскости наблюдателя, а также измерение направлений и расстояний в море;
 маневренные элементы судна и ведение графического счисления его пути;
 влияние внешних факторов (течений и ветра), вызывающих отклонение судна от выбранного курса, а также методические приемы их учета в различных условиях плавания;
 определение места судна различными способами;
 судовождение в различных условиях плавания.
Если основой комплексной науки судовождения является морская навигация, то морская лоция открывает эту науку.
Морская лоция описывает руководства и пособия для плавания, дает указания о содержании материала и его расположение в них, устанавливает порядок выбора необходимой информации, освещает отдельные вопросы по созданию таких пособий для судоводителей, а также рекомендует методику выбора пути судна в конкретном случае.
С самого зарождения мореплавание преследовало основную цель – безопасно провести судно из одной точки в другую и на первых этапах эта задача решалась лоцманским методом, основанном на личном опыте и искусстве лоцмана – морского проводника.
Следующей, после безопасного плавания, задачей судовождения явилась потребность провести судно из одного пункта в другой наиболее выгодным путем, что сразу же вызвало необходимость предварительного выбора такого пути.
Первыми средствами судовождения явились карты и лоции, обобщавшие и закреплявшие мировой опыт мореплавания, а также оборудование морских путей.
В VI веке до н.э. древнегреческий философ Анаксимандр ( 610547 гг. до н.э.) составил первые географические карты.
В V веке до н.э. древнегреческий историк Геродот ( 490425 гг. до н.э.) создал первый образец лоции (наставление для подхода к порту Александрия).
В 283 г. до н.э. на о. Фарос (Египет) построен Александрийский маяк высотой 147 м с фигурой греческого бога морей Посейдона наверху (простоял 1500 лет, разрушен в XIII веке н.э.).
В 1702 г. построен первый маяк в России в устье р. Дон.
В 1715 г. сооружен первый маяк на побережье Америки у входа в гавань Бостон.
В 1721 г. в Петербурге впервые была напечатана первая лоция Балтийского моря («Книга морская, зело потребная, явно показующая правдивое мореплавание на Балтийском море»).
К 1966 г. издан полный комплект отечественных руководств для плавания на весь Мировой океан.
К 1975 г. завершилось создание мировой коллекции морских навигационных карт, не уступающей лучшим иностранным коллекциям.
Лоцманское искусство, основанное на личном опыте одного человека, превратилось в науку – морскую лоцию, имеющую свой метод и теорию.
Предметом морской лоции является установление оптимального и безопасного пути морского судна в предстоящем плавании.
Морская лоция учит методам использования морских карт, навигационных руководств и пособий для изучения района плавания и навигационного обеспечения методов судовождения в целом.
Морская лоция дает указания о способе поддержания материала морских навигационных карт, руководств и пособий для плавания на современном уровне, содержит рекомендации по методике сбора сведений для их обновления и пополнения.
Сведения об условиях предстоящего плавания судоводитель получает из специальных источников – морских карт, навигационных руководств и пособий для плавания. Большинство элементов морской и береговой обстановки изменяется в течении времени. Судоводитель же должен всегда иметь информацию о всех происходящих и вероятных изменениях навигационно-гидрографических и гидрометеорологических элементов как в качественном так и в количественном отношениях.
Потому, для поддержания морских карт, руководств и пособий для плавания на современном уровне необходимо пользоваться специальной навигационной информацией, доводимой до судоводителей или печатными изданиями или по радио.
Для контроля за движением судна по избранному пути необходимо вести наблюдения за искусственными и естественными навигационными ориентирами и измерять значения их навигационных параметров непосредственно на судне, с помощью технических средств навигации.
Морские карты, навигационные руководства и пособия, информация об изменениях навигационно-гидрографических и гидрометеорологических элементов морской обстановки, предупреждения о навигационных опасностях, навигационное оборудование морских путей, оборудование судов техническими средствами навигации – все это направлено на создание условий для правильного выбора оптимального пути судна и безопасной проводки его по этому пути в кратчайшие сроки. Совокупность же таких средств и методов называется обеспечением судовождения.
Уровень развития методов и средств судовождения определяется уровнем развития экономики и производства в конкретную историческую эпоху.
Процесс исторического развития методов и средств судовождения можно разделить на четыре основных этапа:

I. Судовождение, основанное только на лоцманском методе.
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».

Введение………………………………………………………………………………………………………….. 12
Глава 1. Ориентирование наблюдателя на земной поверхности….…………………………............ 17
1.1. Фигура и размеры Земли…………………………………………………...…………………….. 17
1.2. Основные точки, линии и плоскости на поверхности Земли……………………………….…. 19
1.3. Географические координаты. Разности широт и долгот: ………………………………….….. 20
1.3.1. Географические координаты………………………………………………………………. 20
1.3.2. Разности широт и долгот………………………………………………………………… 22
1.4. Радиусы кривизны земного эллипсоида…………………………………………………….…... 24
Контрольные вопросы ………………………………………………………...………………………………… 26
Глава 2. Определение направлений в море…….…………………………………..…………………... 28
2.1. Основные линии и плоскости наблюдателя.…………………………...……………………..… 28
2.2. Системы счета направлений: ………...................................................................……………….. 30
2.2.1. Круговая система счета...………………...………………………………………………... 30
2.2.2. Полукруговая система счета………………………………………………………………. 31
2.2.3. Четвертная система счета………………………………………………………………….. 31
2.2.4. Румбовая система счета………………………………………………………………….… 32
2.3. Истинные направления и их соотношения…………………………………..………………….. 33
2.4. Дальность видимости горизонта и ориентиров в море:……...……..………………………….. 37
2.4.1. Дальность видимости горизонта………………………………...………………………… 37
2.4.2. Дальность видимости ориентиров в море……………………………………................... 38
2.4.3. Дальность видимости огня ориентира, показанная на карте…………….…………….... 39
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 40
Глава 3. Определение направлений в море с помощью магнитных компасов…………………..... 42
3.1. Принцип определения направлений по магнитному компасу…………………...……………. 42
3.2. Магнитное склонение. Девиация магнитного компаса: .………................................................ 43
3.2.1. Магнитное склонение. Магнитные направления…………...…………….…………….... 43
3.2.2. Девиация магнитного компаса. Компасные направления……......……….….................. 45
3.3. Поправка магнитного компаса и ее определение…………………………................................. 48
3.4. Расчет истинных направлений по магнитному компасу………...…..……………..................... 52
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 53
Глава 4. Определение направлений в море с помощью гироскопических курсоуказателей……. 56
4.1. Принцип определения направлений с помощью гирокомпасов и гироазимутов…………….. 56
4.2. Расчет истинных направлений по гирокомпасу и гироазимуту:………………..……………... 58
4.2.1. Расчет истинных направлений по гирокомпасу………………………...……………...... 58
4.2.2. Расчет истинных направлений по гироазимуту…………………………….………….… 59
4.3. Способы определения поправок гироскопических курсоуказателей……………………….… 60
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 64
Глава 5. Определение скорости судна и пройденных им расстояний…………................................. 66
5.1. Единицы длины и скорости, применяемые в судовождении:…………………………………. 66
5.1.1. Единицы длины, применяемые в судовождении……………………………………….... 66
5.1.2. Единицы скорости, применяемые в судовождении…………………………………….... 67
5.2. Принципы измерения скорости судна…………………...…………………………………….... 69
5.3. Определение скорости судна. Поправка и коэффициент лага…………………………….…... 70
5.4. Определение пройденного судном расстояния……………………………………………..…... 74
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 79
Глава 6. Морские навигационные карты в проекции Меркатора………………………….………. 81
6.1. Требования к морской навигационной карте:……………………...…………………………… 81
6.1.1. Морская карта. Требования к ее содержанию и оформлению……................………….. 81
6.1.2. Классификация морских карт…………….…………………………………….…………. 81
6.1.3. Требования к морской навигационной карте…………………………………………..… 82
6.1.4. Система адмиралтейских номеров морских навигационных карт…………………….... 83
6.2. Принцип построения проекции Меркатора: ………………….................................................... 83
6.2.1. Картографические проекции и их классификация………………………………………. 83
6.2.2. Меркаторская проекция…………………………………………………………………… 84
6.3. Уравнение проекции Меркатора…………………………………………………………….…... 86
6.4. Единицы длины на карте меркаторской проекции…………………………………………...… 87
6.5. Построение меркаторской карты……………………………………………………………..….. 89
6.6. Решение элементарных задач на морской навигационной карте……......…………………..… 91
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 94
Глава 7. Графическое счисление координат судна………………………………………………….… 96
7.1. Назначение, содержание и сущность счисления:………………..…………………………...… 96
7.1.1. Общие положения. Элементы счисления…………………………………..………….…. 96
7.1.2. Счисление пути судна: определение, назначение, сущность и классификация……….. 96
7.1.3. Требования к счислению пути судна…………………...………………………................ 97
7.2. Графическое счисление пути судна без учета дрейфа и течения: ……………………………. 97
7.2.1. Задачи, решаемые при ручном графическом счислении пути судна ….....………….…. 97
7.2.2. Требования к оформлению счисления пути судна на карте…………………………..… 98
7.2.3. Решение основных задач счисления пути судна на карте………………………………. 100
7.3. Циркуляция судна и ее графический учет:……………………………........................................ 101
7.3.1. Циркуляция судна и ее элементы…………………………………………………………. 101
7.3.2. Способы определения элементов циркуляции судна……….…………………................ 101
7.3.3. Графический учет циркуляции при счислении пути судна…………..…...…………….. 104
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 107
Глава 8. Графическое счисление координат судна с учетом дрейфа и течения............................... 109
8.1. Определение дрейфа судна от ветра и его учет при графическом счислении: ….................... 109
8.1.1. Ветер и его влияние на путь судна…………....................................................................... 109
8.1.2. Определение угла дрейфа от ветра...................................................................................... 111
8.1.3. Учет дрейфа от ветра при графическом счислении пути судна……………..…………. 111
8.2. Графическое счисление координат судна с учетом течения: .…………………….................... 114
8.2.1. Морские течения и их влияние на путь судна………………………….….…………….. 114
8.2.2. Учет течения при графическом счислении пути судна…………….................................. 117
8.3. Совместный учет дрейфа и течения при графическом счислении пути судна……………….. 121
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 122
Глава 9. Морские навигационные карты………………………………………………………………. 124
9.1. Классификация морских карт:……………………………………………………..…………….. 124
9.1.1. Классификация морских карт по их назначению………………….………….…………. 124
9.1.2. Классификация морских навигационных карт по их масштабу………………………... 125
9.1.3. Требования, предъявляемые к морским картам…………………………………...…….. 127
9.2. Степень доверия к морским навигационным картам:………………………………………….. 129
9.2.1. Критерии качества морской навигационной карты………………………...……………. 129
9.2.2. «Подъем» морской навигационной карты………………………………………………... 131
9.2.3. Оценка морской навигационной карты судоводителем…………………………………. 131
9.3. Корректура морских навигационных карт:……………………………………………………... 132
9.3.1. Общие положения…………………………………………………….………………….… 132
9.3.2. Корректура карт при стоянке судна в порту………………………………….………….. 133
9.3.3. Корректура карт в рейсе…………………………………………………………................ 135
9.4. Условные знаки морских карт. «Чтение» карты………………………………………………... 136
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 139
Глава 10. Картографические проекции, используемые в навигации…………………………........... 140
10.1. Классификация картографических проекций………………....................................................... 140
10.2. Поперечная цилиндрическая проекция…………………………………………………………. 141
10.3. Перспективные картографические проекции…………………………………………………… 144
10.4. Равноугольная картографическая проекция Гаусса………………………….………………… 145
10.5. Использование для судовождения карт других стран………………………………………….. 151
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 155
Глава 11. Навигационное оборудование морей…………………………………………………………. 158
11.1. Назначение и задачи навигационного оборудования……………….…………………………. 158
11.2. Средства и методы навигационного оборудования………………..…………………………… 160
11.3. Зрительные средства навигационного оборудования:……….………………………………… 161
11.3.1. Определение и классификация…………………………………………………………... 161
11.3.2. Маяки, знаки и огни………………………………………………………………………. 162
11.3.3. Навигационные створы…………………………………………………………………... 163
11.4. Радиотехнические средства навигационного оборудования: ….……………………………… 165
11.4.1. Береговые радиопеленгаторные станции и радиомаяки……………………………….. 166
11.4.2. Радиолокационные отражатели………………………………………………………….. 168
11.4.3. Радионавигационные системы…………………………………………………………… 169
11.5. Плавучие предостерегательные знаки: …………………………………………………………. 170
11.5.1. Плавучие маяки, маячные суда и освещаемые поплавки……………………………… 170
11.5.2. Буи и вехи……………………………………………………………………...………….. 171
11.6. Звукосигнальные и гидроакустические средства навигационного оборудования: ......................... 172
11.6.1. Звукосигнальные средства навигационного оборудования……………………...…….. 172
11.6.2. Гидроакустические средства навигационного оборудования…………………………. 174
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 176
Глава 12. Основы определения места судна в море по видимым навигационным ориентирам……………………………………………………………………………………….. 179
12.1. Общие принципы определения места судна в море. Навигационные параметры и изолинии:………………………………………………………………………………………….. 179
12.1.1. Общие принципы определения места судна в море…………………………………..... 179
12.1.2. Навигационные параметры и изолинии…………………………………………………. 180
12.2. Сущность определения места судна по навигационным изолиниям………………………….. 183
12.3. Приведение навигационных параметров и изолиний к одному месту (моменту)…………… 186
Контрольные вопросы ………………………………………………………………………………………...… 188
Глава 13. Определение места судна по направлениям на видимые навигационные ориентиры………………………………………………………………………………………... 190
13.1. Определение места судна по визуальным пеленгам на береговые ориентиры:……………… 190
13.1.1. Определение места судна по пеленгам на три ориентира………………………..……. 190
13.1.2. Определение места судна по пеленгам на два ориентира…………………………...…. 193
13.1.3. Определение места судна способом «крюйс-пеленг»………………………….............. 194
13.2. Определение места судна по двум горизонтальным углам трех береговых ориентиров:…………………………………………………………………………...................... 195
13.2.1. Сущность способа……………………………………………………………………...…. 195
13.2.2. Способы нанесения обсервованного места судна на путевую карту: ……………...… 196
13.2.3. Случай неопределенности……………………………………………………………..… 198
13.2.4. Практическое выполнение способа определения места судна по двум горизонтальным углам …………………………………………………………………. 199
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 200
Глава 14. Определение места судна по расстояниям до видимых навигационных ориентиров…………………………………………………………………………………….…. 203
14.1. Средства и способы определения расстояний до видимых ориентиров: …….………………. 203
14.1.1. Определение расстояний с помощью дальномеров…………………………………… 203
14.1.2. Глазомерная оценка расстояний……………………………………………………...….. 203
14.1.3. Расчет расстояния до ориентира по измерению его вертикального угла…...……….... 205
14.1.4. Измерение расстояний до навигационных ориентиров с помощью технических средств……………………………………………………………………………………………... 207
14.2. Определение места судна по расстояниям до двух (трех) ориентиров:……….……………… 207
14.2.1. Определение места судна по двум расстояниям до ориентиров, полученных по их вертикальным углам…………………………………………………………………….… 207
14.2.2. Определение места судна по расстояниям до трех ориентиров, измеренных с помощью навигационной РЛС…………………………………………………………… 208
14.2.3. Определение места судна по расстояниям до двух ориентиров………….………….... 210
14.3. Определение места судна способом «крюйс-расстояние»………………………...................... 210
14.4. Определение места судна по пеленгу и расстоянию до ориентира…………………………… 211
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 213
Глава 15. Комбинированные и приближенные способы определения места судна…………........... 215
15.1. Использование эхолота для определения места судна: …………………………...................... 215
15.1.1. Измерение глубин эхолотом……………………………………………………………... 215
15.1.2. Определение места судна по глубинам (общий случай)……………………….............. 216
15.1.3. Определение места судна способом «крюйс-изобата»………………………………… 217
15.1.4. Определение места судна по навигационной линии положения и глубине, измеренной одновременно и разновременно……………………………………………. 218
15.2. Комбинированные способы определения места судна: …………………………...................... 218
15.2.1. Определение места судна по горизонтальному углу и пеленгу на один из ориентиров…………………………………………………………………………………. 218
15.2.2. Определение места судна по горизонтальному углу и расстоянию до одного из ориентиров…………………………………………………………………………………. 219
15.2.3. Определение места судна по разновременным расстояниям до двух и более ориентиров…………………………………………………………………………………. 221
15.2.4. Определение места судна способом «исправленное крюйс-расстояние»…….............. 222
15.2.5. Определение места при следовании судна по створу………………………………..… 223
15.3. Приближенные способы определения места судна: …………………………………………… 224
15.3.1. Уточнение места судна по изобатам……………………………………………............ 224
15.3.2. Уточнение места судна по линиям положения, параллельным береговой черте с помощью судовой РЛС……………………………………………………………………. 225
15.3.3. Уточнение места судна по моменту открытия маяка и пеленгу на него……………… 226
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 227
Глава 16. Навигационные руководства и пособия для обеспечения мореплавания……………….. 229
16.1. Общие сведения. Назначение и классификация: ………………………………………………. 229
16.1.1. Морские навигационные руководства…………………………………………………... 229
16.1.2. Морские навигационные пособия……………………………………………….............. 230
16.2. Лоции и дополнения к ним………………………………………………………………………. 230
16.3. Руководства «Огни и знаки» («Огни»)……………………………………………...................... 235
16.4. Руководство «РТСНО»…………………………………………………………………………… 237
16.5. Расписания радиопередач для мореплавателей: ……………………………………………….. 241
16.5.1. Расписание радиопередач навигационных и гидрометеорологических сообщений для мореплавателей……………………………………………………………………….. 241
16.5.2. Расписание факсимильных гидрометеорологических передач………………………... 242
16.6. Специальные руководства для плавания: ………………………………………………………. 242
16.6.1. Навигационно-гидрографический обзор………………………………………………... 242
16.6.2. Радиолокационные описания маршрутов……………………………………….............. 243
16.6.3. Руководства для захода судов в порты………………………………………….............. 243
16.6.4. Сводное описание опасных, запретных и ограниченных для плавания районов…….. 243
16.7. Нумерация морских навигационных руководств и пособий для плавания…………………... 244
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 245
Глава 17. Аналитическое (письменное) счисление координат судна…………………………........... 249
17.1. Сущность и основные формулы аналитического (письменного) счисления…………………. 249
17.2. Виды аналитического (письменного) счисления: ……………………………………………… 253
17.2.1. Простое аналитическое (письменное) счисление……………………………………..... 253
17.2.2. Составное аналитическое (письменное) счисление……………………………………. 254
17.2.3. Сложное аналитическое (письменное) счисление……………………………………… 256
17.3. Учет дрейфа от ветра, течения и циркуляции судна при аналитическом (письменном) счислении…………………………………………………………………………………………. 257
17.4. Понятие об автоматизированном счислении пути судна………………………………………. 259
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 260
Глава 18. Оценка и анализ точности счисления координат судна…………………………………… 262
18.1. Погрешности измерений и их виды……………………………………………………………... 262
18.2. Оценка точности счисления координат судна………………………………………………….. 265
18.3. Коэффициент точности счисления и его расчет………………………………………………... 267
18.4. Средняя квадратическая погрешность линии положения……………………………………... 269
18.5. Радиальная (круговая) СКП обсервованного места судна………………………....................... 272
18.6. Оценка и анализ точности счислимого места судна…………………………………………… 274
18.6.1. Средняя квадратическая и предельная погрешности счислимого места судна………. 274
18.6.2. Выбор безопасного пути судна с учетом точности его плавания……………………... 276
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 277
Глава 19. Определение места судна по радиопеленгам на круговые радиомаяки…………………. 281
19.1. Принцип радиопеленгования…………………………………………………………………….. 281
19.2. Исправление и расчет радиопеленгов: ………………………………………………………….. 283
19.2.1. Радиодевиация…………………………………………………………………….............. 283
19.2.2. Ортодромическая поправка……………………………………………………………… 284
19.3. Определение места судна по радиопеленгам на круговые радиомаяки: ……………………... 286
19.3.1. Последовательность действий при определении места судна по радиопеленгам на КРМКИ………………………………………………………………………………………. 286
19.3.2. Расчет СКП определения места (МО) по радиопеленгам на два КРМКА………………. 288
19.4. Прокладка радиопеленга на КРМК, находящийся за рамкой карты: …………………………. 289
19.4.1. КРМК не вмещается на МНК по долготе………………………………………………... 289
19.4.2. КРМК не вмещается на МНК по широте………………………………………………… 289
19.4.3. КРМК не вмещается на МНК и по долготе и по широте……………………….............. 290
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 291
Глава 20. Определение места судна по радиомаякам всенаправленного действия…………........... 293
20.1. Принцип работы секторных радиомаяков……………………………………………………… 293
20.2. Порядок определения радиопеленга всенаправленного радиомаяка…………………………. 295
20.3. Способы прокладки линий положения ВРМКОВ и получения обсервованного места судна на путевой карте: ………………………………………………………………………………….
300
20.3.1. Прокладка линий положения и получение обсервованного места судна с помощью специальных радионавигационных карт РА…………………………………………….. 300
20.3.2. Получение обсервованного места судна путем прокладки линий положения на морской навигационной карте……………………………………………………………. 301
20.4. Точность определения места по ВРМКАМ……………………………………………………….. 302
20.5. Использование других радиомаяков направленного действия: ………………………………. 304
20.5.1. Радиомаяки на океанских судах службы погоды………………………………............. 304
20.5.2. Радиостанции, работающие по запросу для пеленгования……………………............. 305
20.5.3. Радиопеленгаторные станции……………………………………………………………. 306
20.5.4. Радиолокационные маяки………………………………………………………………... 308
20.5.5. Комбинированные радиомаяки………………………………………………………….. 310
20.5.6. Радиомаяки на плавучих маяках………………………………………………………… 311
20.5.7. Створные радиомаяки……………………………………………………………............. 311
20.5.8. Автоматические радиомаяки…………………………………………………………….. 311
20.5.9. Аэрорадиомаяки …………………………………………………………………............. 311
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 313
Глава 21. Использование судовых РЛС для целей навигации…………………………………........... 315
21.1. Основные эксплуатационные данные судовой РЛС: ……………………………...................... 315
21.1.1. Общие положения………………………………………………………………………… 315
21.1.2. Максимальная дальность действия и дальность обнаружения объектов……………... 315
21.1.3. Минимальная дальность действия и мертвая зона РЛС……………………………….. 316
21.1.4. Разрешающая способность РЛС…………………………………………………………. 317
21.1.5. Точность радиолокационного пеленгования……………………………………………. 317
21.1.6. Радиолокационная девиация……………………………………………………………... 317
21.1.7. Точность измерения расстояний………………………………………………………… 318
21.2. Чтение радиолокационного изображения: ……………………………………………………... 318
21.2.1. Искажение линии берегов………………………………………………………………... 318
21.2.2. Влияние волнения моря…………………………………………………………………... 319
21.2.3. Влияние метеорологических условий…………………………………………………… 319
21.2.4. Обнаружение льдов………………………………………………………………............. 319
21.2.5. Теневые секторы………………………………………………………………….............. 319
21.2.6. Ложные эхо-сигналы……………………………………………………………………... 320
21.3. Определение места судна с помощью судовой РЛС: ………………………………………….. 320
21.3.1. Опознавание береговой черты…………………………………………………………… 320
21.3.2. Определение места судна по расстояниям (DР) до нескольких ориентиров….............. 322
21.3.3. Определение места судна по РЛП и DР одного ориентира…………………….............. 323
21.4. Оценка точности обсервованного места по данным РЛС……………………………………… 324
21.5. Использование средств автоматической радиолокационной прокладки в навигации………. 326
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 327
Главы 22. Определение места судна по данным гиперболических радионавигационных систем…………………………………………………………………………………………….. 329
22.1. Радионавигационные системы и их классификация: ………………………………………….. 329
22.1.1. Основные определения…………………………………………………………………… 329
22.1.2. Классификация радионавигационных систем…………………………………………... 330
22.1.3. Общая характеристика гиперболических РНС…………………………………………. 331
22.2. Определение места судна с помощью фазовой РНС средней дальности действия: ………… 332
22.2.1. Фазовый метод радионавигационных определений……………………………………. 332
22.2.2. Принцип работы фазовых РНС………………………………………………………….. 334
22.2.3. Определение места судна по фазовым РНС……………………………………............. 335
22.2.4. Оценка точности обсервованного места………………………………………………… 337
22.2.5. Фазовая РНС «Декка» (Англия)…………………………………………………............. 338
22.3. Определение маневренных элементов судна с помощью фазовых РНС……........................... 339
22.4. Определение места судна с помощью импульсных РНС: …………………………………….. 340
22.4.1. Импульсный метод радионавигационных определений……………………….............. 340
22.4.2. Импульсная РНС «Лоран-А» (США)…………………………………………….. 342
22.5. Определение места судна с помощью импульсно-фазовых РНС: ……………………………. 344
22.5.1. Принцип действия импульсно-фазовой РНС…………………………………………… 344
22.5.2. Методы получения обсервованного места судна и оценка его точности…………….. 346
22.5.3.Импульсно-фазовая РНС «Лоран-С» (США) и «Чайка» (РФ)…………………………. 348
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 352
Главы 23. Определение места судна при помощи спутниковых радионавигационных систем………………………………………………………………………………………........... 356
23.1. Основные закономерности движения ИСЗ. Орбиты ИСЗ:…………………………………….. 356
23.1.1. Основные закономерности движения ИСЗ……………………………………………… 356
23.1.2. Орбиты ИСЗ и их особенности………………………………………………………....... 358
23.2. Особенности навигационного использования ИСЗ (НКА)…………………………………….. 359
23.3. Способы радионавигационных определений при помощи НКА……………............................ 363
23.4. Методы определения места судна с помощью навигационных спутников:………………….. 366
23.4.1. Общие сведения…………………………………………………………………………... 366
23.4.2. Дальномерный метод…………………………………………………………………….. 366
23.4.3. Псевдодальномерный метод…………………………………………………………….. 368
23.4.4. Разностно-дальномерный (доплеровский – интегральный) метод……………………. 368
23.4.5. Радиально-скоростной (доплеровский – дифференциальный) метод………………… 370
23.5. Использование низкоорбитальной спутниковой РНС доплеровского типа:…………………. 371
23.5.1. Общие положения………………………………………………………………………… 371
23.5.2. Судовые приемоиндикаторы…………………………………………………………….. 372
23.5.3. Точность определения места…………………………………………………………….. 373
23.5.4. Дискретность определения места……………………………………………………….. 373
23.5.5. Дополнительные навигационные задачи, решаемые спутниковой РНС……………… 374
23.5.6. Низкоорбитальные спутниковые РНС…………………………………………………... 374
23.6. Структура глобальных навигационных спутниковых систем:………………........................... 376
23.6.1. Общие сведения…………………………………………………………………………... 376
23.6.2. Подсистема навигационных космических аппаратов………………………………….. 377
23.6.3. Подсистема контроля и управления…………………………………………………….. 378
23.6.4. Подсистема навигационной аппаратуры потребителей………………………………... 378
23.7. Среднеорбитальные навигационные спутниковые системы:………………………………….. 381
23.7.1. Общие сведения…………………………………………………………………………... 381
23.7.2. Навигационная спутниковая система GPS (США)…………………………………….. 382
23.7.3. Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС (РФ)…………………... 384
23.7.4. Дифференциальная подсистема ГНСС………………………………………….............. 386
23.7.5. Точность определения места по среднеорбитальной ГНСС…………………………... 388
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 394
Глава 24. Плавание по дуге большого круга – ортодромии…………………………………………… 397
24.1. Локсодромия и ортодромия. Элементы дуги большого круга: ……………………………….. 397
24.1.1. Локсодромия и ее элементы……………………………………………………………… 397
24.1.2. Ортодромия и ее элементы………………………………………………………............. 398
24.2. Основные формулы ортодромии. Способы ее задания: ………………………………………. 399
24.2.1. Основные формулы ортодромии………………………………………………………… 399
24.2.2. Способы задания ортодромии…………………………………………………………… 400
24.3. Расчет плавания по локсодромии…………………………………………………...................... 401
24.4. Расчет плавания по ортодромии: …………………………………………………...................... 402
24.4.1. Расчет пройденного по ортодромии расстояния……………………………………….. 402
24.4.2. Расчет начального курса плавания по ортодромии……………………………............. 402
24.4.3. Расчет конечного курса плавания по ортодромии……………………………………… 403
24.4.4. Расчет значений К0 и 0 ………………………………………………………………….. 403
24.4.5. Расчет координат промежуточных точек ортодромии………………………………… 404
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 406
Глава 25. Английские морские карты, руководства и пособия для плавания………………........... 408
25.1. Английские морские карты: ………………………………………………………...................... 408
25.1.1. Английские навигационные карты……………………………………………………… 408
25.1.2. Английские справочные и вспомогательные карты………………………..…………... 409
25.2. Английские руководства и пособия для плавания: ……………………………………………. 410
25.2.1. Английские лоции………………………………………………………………………… 411
25.2.2. Английские описания огней и туманных сигналов…………………………….............. 413
25.2.3. Английские описания радиосигналов…………………………………………………… 414
25.2.4. Английские таблицы приливов………………………………………………………….. 418
25.2.5. Английский каталог карт и книг………………………………………………………… 418
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 421
Глава 26. Судовая коллекция карт, руководств и пособий для плавания…………………………... 423
26.1. Судовая коллекция карт, руководств и пособий для плавания: ………………………………. 423
26.1.1. Комплектование судовой коллекции КРиПДП…………………………………………. 423
26.1.2. Хранение, учет, передача и списание КРиПДП на судне……………………………… 424
26.1.3. Каталоги карт и книг……………………………………………………………………... 426
26.2. Поддержание карт, руководств и пособий для плавания на уровне современности:………... 428
26.2.1. Общие положения………………………………………………………………………… 428
26.2.2. Печатные корректурные документы…………………………………………….............. 430
26.2.3. Навигационные предупреждения, передаваемые по радио……………………………. 434
26.2.4. Корректурные документы и их хранение на судне…………………………………….. 439
26.2.5. Корректура карт, руководств и пособий для плавания на судне……………………… 440
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 445
Глава 27. Подготовка штурманской части к рейсу……………………………………………………... 449
27.1. Рейсовое задание………………………………………………………………………………….. 449
27.2. Подбор карт, руководств и пособий для плавания на переход………………………………... 450
27.3. Изучение района плавания………………………………………………………………………. 455
27.4. Предварительная прокладка пути судна………………………………………………………… 463
27.5. «Подъем» карт и окончательная проработка плана перехода: …………………....................... 465
27.5.1. «Подъем» карт…………………………………………………………………….............. 465
27.5.2. Окончательная проработка плана перехода…………………………………….............. 466
27.6. Штурманская справка на переход…………………………………………………...................... 468
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 470
Глава 28. Организация вахты на мостике……………………………………………………………….. 472
28.1. Общие принципы организации вахты…………………………………………………………… 472
28.2. Заступление на вахту и ее несение при стоянке судна: …………………………...................... 473
28.2.1. Обязанности ВПК при стоянке судна в порту………………………………………….. 473
28.2.2. Обязанности ВПК при стоянке судна на якоре…………………………………………. 474
28.3. Подготовка судна к выходу в море……………………………………………………………… 475
28.4. Прием-сдача ходовой вахты……………………………………………………………………... 476
28.5. Наблюдение и вахта на мостике…………………………………………………………………. 478
28.6. Определение поправок ТСН……………………………………………………………………... 481
28.7. Характерные недостатки технических средств и способов навигации……………………….. 483
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 487
Глава 29. Штурманская работа в рейсе…………………………………………………………………... 489
29.1. Ведение исполнительной навигационной прокладки………………………………………….. 489
29.2. Счисление пути судна……………………………………………………………………………. 490
29.3. Определение места судна. Стандарты точности судовождения………………………………. 493
29.4. Оценка точности места судна……………………………………………………………………. 496
29.5. Маневренные характеристики судна. Лоцманская карточка……………………...................... 497
29.6. Правила ведения судового журнала………………………………………………....................... 499
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 518
Глава 30. Навигационное обеспечение плавания судна в стесненных водах……………………….. 520
30.1. Общая характеристика условий плавания в стесненных водах: ……………………………… 520
30.1.1. Основные особенности условий плавания в стесненных водах……………….............. 520
30.1.2. Безопасная скорость судна……………………………………………………….............. 521
30.2. Подготовка к плаванию в стесненных условиях: ……………………………………………… 523
30.2.1. Навигационные особенности плавания в стесненных условиях………………………. 523
30.2.2. Специальные меры обеспечения навигационной безопасности в стесненных водах... 524
30.2.3. Расчет и планирование поворота. Контроль глубин…………………………………… 525
30.2.4. Подготовка к плаванию в стесненных водах…………………………………………… 528
30.3. Обязанности судоводителя при плавании в стесненных условиях: ……………...................... 530
30.3.1. Обязанности ВПК при плавании судна в стесненных водах…………………………... 530
30.3.2. Особенности плавания судна по СРД…………………………………………………… 531
30.3.3. Действия ВПК при выходе судна из полосы движения СРД………………………….. 532
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 532
Глава 31. Навигационное обеспечение плавания судна в открытом море………………………….. 534
31.1. Навигационное обеспечение плавания в открытом море: ………………………...................... 534
31.1.1. Оптимальная скорость судна…………………………………………………….............. 534
31.1.2. Контроль за местом судна…………………....................................................................... 535
31.2. Организация обслуживания судов рекомендациями по выбору оптимального пути:……….. 536
31.2.1. Общие положения………………………………………………………………………… 536
31.2.2. Организация взаимодействия «БГОСРК  судно»……………………………………. 538
31.3. Оценка ветроволновых потерь скорости судна………………………………………………… 540
31.4. Уклонение от штормовых зон…………………………………………………………………… 540
31.5. Экономика и перспективы плавания оптимальными путями…………………………………. 542
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 543
Глава 32. Навигационное обеспечение плавания судна на морях с приливами……………………. 545
32.1. Физическая сущность явления приливов и отливов…………………………………………… 545
32.2. Основные элементы прилива……………………………………………………………………. 547
32.3. Неравенства приливов: ………………………………………………………………………….. 548
32.3.1. Суточные (тропические) неравенства…………………………………………………… 548
32.3.2. Полумесячные (фазовые) неравенства…………………………………………………... 549
32.3.3. Параллактические (месячные) неравенства…………………………………….............. 549
32.4. Таблицы приливов………………………………………………………………………………... 550
32.5. Решение задач с использованием «Таблиц приливов»………………………………………… 552
32.6. График прилива…………………………………………………………………………………… 556
32.7. Предвычисление приливов по гармоническим постоянным……………………....................... 557
32.8. Сведения о приливо-отливных явлениях, помещаемых на морских навигационных картах.. 561
32.9. Атласы приливо-отливных явлений………………………………………………....................... 562
32.10. Судовождение в морях с приливами……………………………………………………………. 564
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 567
Глава 33. Навигационное обеспечение подхода судна к берегу и прибрежного плавания………... 570
33.1. Подготовка судна к подходу к берегу…………………………………………………………… 570
33.2. Подход судна к берегу с моря……………………………………………………………………. 572
33.3. Навигационное обеспечение плавания судна при подходе к побережью: …………………… 575
33.3.1. Варианты подхода судна к побережью………………………………………….............. 575
33.3.2. Выбор курсов подхода……………………………………………………………………. 576
33.3.3. Опознавание ориентиров………………………………………………………………… 579
33.4. Навигационное обеспечение прибрежного плавания……………………………...................... 582
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 585
Глава 34. Плавание судна в особых условиях……………………………………………………........... 588
34.1. Общие требования к плаванию судна в особых условиях и в районах со стесненными условиями: ………………………………………………………………………………………... 588
34.1.1. Общие требования к плаванию судна в особых условиях…………………………...… 588
34.1.2. Плавание судна в районах со стесненными условиями………………………………... 588
34.2. Действия судоводителя при ухудшении видимости и плавании судна при ограниченной видимости: ………………………………………………………………………………………... 589
34.2.1.Ухудшение видимости…………………………………………………………………….. 589
34.2.2. Плавание судна при ограниченной видимости…………………………………………. 589
34.3. Действия судоводителя при подходе судна к порту и выходе из него: ……………………… 589
34.3.1. Плавание судна при подходе к порту и выходе из него……………………………….. 589
34.3.2. Подход судна к порту…………………………………………………………….............. 590
34.4. Действия судоводителя при плавании с лоцманом: …………………………………………… 591
34.4.1. Подготовка к приему-высадке лоцмана…………………………………………………. 591
34.4.2. Прием-высадка лоцмана и работа с лоцманом…………………………………............. 591
34.4.3. Плавание с лоцманом…………………………………………………………………….. 592
34.5. Действия судоводителя при угрозе нападения и нападении пиратов: …………...................... 592
34.5.1. Угроза нападения пиратов……………………………………………………………….. 592
34.5.2. Нападение пиратов на судно……………………………………………………………... 593
34.6. Действия судоводителя при постановке судна на якорь и стоянке на якоре: …....................... 594
34.6.1. Постановка судна на якорь………………………………………………………............. 594
34.6.2. Стоянка судна на якоре…………………………………………………………………... 594
34.6.3. Подготовка к постановке судна в док…………………………………………………… 595
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 596
Глава 35. Действия судоводителей в нестандартных ситуациях………………………………........... 597
35.1. Обязанности судоводителей при плавании в штормовых условиях: ………………………… 597
35.1.1. Подготовка судна к плаванию в штормовых условиях………………………………… 597
35.1.2. Плавание в штормовых условиях………………………………………………………... 597
35.2. Действия судоводителей при плавании в ледовых условиях: ………………………………… 601
35.2.1. Общие положения………………………………………………………………………… 601
35.2.2. Плавание во льдах………………………………………………………………………… 603
35.3. Действия судоводителей при выходе из строя технических средств: …………....................... 604
35.3.1. Выход из строя рулевой машины………………………………………………………... 604
35.3.2. Выход из строя ДАУ или машинного телеграфа……………………………….............. 604
35.3.3. Обесточивание судна вблизи навигационных опасностей…………………….............. 604
35.3.4. Выход из строя гирокомпаса……………………………………………………………... 605
35.4. Действия судоводителей при падении человека за борт: ……………………………………... 605
35.4.1. Общие положения………………………………………………………………………… 605
35.4.2. Маневрирование судном по тревоге «Человек за бортом»……………………………. 606
35.5. Действия судоводителей в аварийных ситуациях: ………………………………...................... 607
35.5.1. Столкновение судов………………………………………………………………………. 607
35.5.2. Пожар на судне……………………………………………………………………………. 607
35.5.3. Посадка судна на мель……………………………………………………………………. 608
35.5.4. Смещение груза…………………………………………………………………………… 608
35.5.5. Повреждение судном гидротехнических сооружений, кранового оборудования, отшвартованных судов…………………………………………......................................... 609
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 610
Глава 36. Организация штурманской службы………………………………………………………….. 612
36.1. Рекомендации по организации штурманской службы на морских судах Украины (РШСУ-98)………………………………………………………………………………………………….. 612
36.2. Обязанности капитанов и штурманского состава судов по сбору и передаче навигационной информации……………………………………………………………………... 613
36.3. Сигналы и сигнальные станции: ………………………………………………………………… 615
36.3.1. Станции, обслуживающие мореплавателей…………………………………….............. 615
36.3.2. Сигналы и оповещения…………………………………………………………………... 616
36.4. Навигационный анализ рейса……………………………………………………………………. 620
Контрольные вопросы …………………………………………………………………………………………... 621
Перечень и значение сокращений, использованных в тексте……………………………………………. 624
Перечень литературы…………………………………………………………………………………………... 629

Ключевые слова:

В учебнике с современных позиций изложены основные разделы ведущей дисциплины судовождения – «Навигации и лоции»: картография, основы морской и речной лоции, счисление пути судна, способы определения места судна и оценка его точности, электронная картография, методы навигации в особых условиях плавания, штурманская подготовка к рейсу, перспективы развития средств и методов навигации.
Особое внимание обращено на использование на судах глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС) и электронных картографических навигационных информационных систем (ЭКНИС).
Учебник предназначен для студентов и курсантов высших учебных заведений водного транспорта, а также может быть использован на факультетах повышения квалификации судоводительского состава судов морского, речного и рыбопромыслового флотов.

Форма Земли и ее модели.
Штурманский метод решения задач судовождения требует знания закономерностей движения судна по поверхности Земли. Это возможно лишь при знании формы нашей планеты и ее основных размеров. Многовековые попытки решить эту научную проблему привели к представлению физической формы Земли в виде геоида - сглаженного тела, размеры которого наиболее близки к размерам нашей планеты.

Геоид - тело, ограниченное невозмущенной поверхностью уровня Мирового океана, мысленно продолженной под материками и островами таким образом, что она в каждой своей точке перпендикулярна отвесной линии (рис. 1.1).

Геоид получен экспериментально и его поверхность не может быть описана конечным математическим уравнением. Поэтому на поверхности геоида невозможно решать математические задачи судовождения. Возникает необходимость аппроксимации геоида другим телом - моделью Земли, имеющей простое математическое описание.

Содержание
Введение
Раздел 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ НАВИГАЦИИ
Глава 1. Ориентирование наблюдателя на земной поверхности
1.1. Форма Земли и ее модели
1.2. Основные точки, линии и плоскости на поверхности Земли
1.3. Основные линии и плоскости наблюдателя
1.4. Географические координаты. Разность широт, разность долгот
1.5. Сечения земного эллипсоида. Длина одной минуты меридиана и параллели
1.6. Преобразование координат
1.7. Ортодромия
1.8. Локсодромия
1.9. Ортодромическая поправка
Глава 2. Определение направлений в море
2.1. Системы деления горизонта
2.2. Истинные направления
2.3. Принципы измерения направлений
2.4. Компасные направления. Поправка компаса
2.5. Способы определения поправки компаса
2.6. Земной магнетизм. Магнитные направления
2.7. Компасные направления по магнитному компасу
Глава 3. Определение расстояния, пройденного судном
3.1. Единицы длины и скорости в судовождении
3.2. Принципы измерения скорости и пройденного судном расстояния
3.3. Определение пройденного судном расстояния по относительному лагу
Раздел 2. КАРТОГРАФИЯ
Глава 4. Основы теории картографических проекций
4.1. Картографическая проекция
4.2. Масштаб
4.3. Характеристика искажений проекции
4.4. Классификация картографических проекций
Глава 5. Нормальная равноугольная проекция Меркатора
5.1. Общие формулы цилиндрических проекций
5.2. Принцип построения меркаторской проекции
5.3. Уравнения проекции и их анализ
5.4. Изменение масштаба. Полоса широт практически постоянного масштаба
5.5. Единица карты
5.6. Меридиональные части
5.7. Меркаторская миля
5.8. Главная параллель карты
5.9. Расчет и построение картографической сетки меркаторской проекции
Глава 6. Равноугольная поперечная цилиндрическая проекция Гаусса
6.1. Сферические и плоские прямоугольные координаты
6.2. Принцип построения картографической сетки. Уравнения проекции
6.3. Определение направлений и расстояний на карте в проекции Гаусса
Глава 7. Перспективные азимутальные проекции
7.1. Общая теория перспективных проекций
7.2. Решение основных задач на картах в гномонической проекции
7.3. Плавание по дуге большого круга
Раздел 3. ОСНОВЫ МОРСКОЙ И РЕЧНОЙ ЛОЦИИ
Глава 8. Навигационное оборудование морей
8.1. Навигационные опасности
8.2. Принципы навигационного оборудования
8.3. Характеристики и классификация средств навигационного оборудования
8.4. Зрительные средства навигационного оборудования
8.5. Звукосигнальные системы
8.6. Дальность видимости предметов в морс
Глава 9. Морские карты
9.1. Требования к морским картам
9.2. Общая характеристика морских изданий
9.3. Содержание морской навигационной карты
9.4. Классификация морских карт
9.5. Система адмиралтейских номеров морских карт
9.6. Степень доверия к морской навигационной карте
9.7. Классификация руководств и пособий для плавания
9.8. Система адмиралтейских номеров руководств и пособий для плавания
Глава 10. Основные понятия о лоции внутренних водных путей
Глава 11. Навигационное оборудование внутренних водных путей
11.1. Назначение и виды навигационного оборудования
11.2. Береговые навигационные знаки обозначения положения судового хода
11.3. Береговые информационные знаки
11.4. Плавучие навигационные знаки
Глава 12. Навигационные пособия внутренних водных путей
12.1. Карты и атласы
12.2. Руководства и справочные пособия для плавания
Глава 13. Навигационная информация
13.1. Необходимость получения в море печатной и оперативной информации
13.2. Навигационная информация, распространяемая в виде изданий
13.3. Оперативная навигационная и гидрометеорологическая информация
Глава 14. Корректура морских навигационных карт и пособий
14.1. Основные принципы корректуры навигационных карт и пособий
14.2. Организация корректуры карт на судах
14.3. Корректура карт на судах
14.4. Корректура руководств и пособий на судах
14.5. Обязанности штурманского состава судов по сбору и передаче навигационной информации
Раздел 4. СЧИСЛЕНИЕ ПУТИ СУДНА
Глава 15. Графическое счисление пути судна
15.1. Назначение, сущность и разновидности счисления
15.2. Ручное графическое счисление
15.3. Графическое счисление с учетом дрейфа
15.4. Графическое счисление с учетом течения
15.5. Совместный учет дрейфа и течения
15.6. Графическое счисление с учетом суммарного течения
15.7. Точность счисления пути судна
Глава 1 б. Аналитическое счисление пути судна
16.1. Аналитический способ расчета счислимых координат
16.2. Учет дрейфа и течения при аналитическом счислении
16.3. Аналитический расчет направления и длины локсодромии
Раздел 5. ВИЗУАЛЬНЫЕ СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА СУДНА В МОРЕ
Глава 17. Основные понятия и определения
17.1. Основные понятия, связанные с определением места судна
17.2. Сущность определения места судна по навигационным параметрам
17.3. Влияние и учет неодновременности измерения навигационных параметров
17.4. Оценка точности обсерваций по двум навигационным изолиниям (линиям положения)
17.5. Последовательность действий при обсервации
Глава 18. Определение места судна по пеленгам и горизонтальным углам
18.1. Определение места судна по пеленгам двух навигационных ориентиров
18.2. Определение места судна по пеленгам трех навигационных ориентиров
18.3. Определение места судна по двум горизонтальным углам
Глава 19. Определение места судна по расстояниям
Глава 20. Определение места судна по разновременным линиям положения
20.1. Определение места судна по крюйс-пеленгу
20.2. Определение места судна по крюйс-расстоянию
20.3. Расчет кратчайшего расстояния до ориентира по двум разновременным пеленгам на него
Глава 21. Комбинированные способы определения места судна
21.1. Определение места судна по пеленгу и вертикальному углу
21.2. Определение места судна по пеленгу и горизонтальному углу
21.3. Определение места судна по горизонтальному и вертикальному углам
21.4. Определение места судна по створу и измеренным навигационным параметрам
Раздел 6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ В НАВИГАЦИИ
Глава 22. Определение места судна с помощью круговых радиомаяков и разностно-дальномерных радионавигационных систем
22.1. Классификация радионавигационных систем
22.2. Принципы радиопеленгования. Радиокурсовой угол. Истинный радиопеленг
22.3. Определение места судна по РНС "Лоран-С" и "Чайка”
Глава 23. Использование судовых радиолокационных станций
23.1. Назначение и принцип действия судовых навигационных РЛС
23.2. Способы определения места судна с помощью РЛС
23.3. Определение места судна с использованием радиолокационных маяков-ответчиков и отражателей
23.4. Средство автоматической радиолокационной прокладки
23.5. Особенности использования РЛС при плавании по внутренним водным путям
Глава 24. Определение места судна с использованием глобальных навигационных спутниковых систем
24.1. Структура глобальных навигационных спутниковых систем
24.2. Методы определения места судна с помощью навигационных спутников
24.3. Среднеорбитные навигационные спутниковые системы GPS и ГЛОНАСС
24.4. Дифференциальная подсистема ГНСС
24.5. Точность определения места по среднеорбитной ГНСС
Раздел 7. ЭЛЕКТРОННАЯ КАРТОГРАФИЯ
Глава 25. Электронные навигационные карты и картографические системы
25.1. Международные стандарты и формат электронных картографических систем
25.2. Основные определения и сокращения
25.3. Картографическая информация, используемая в ЭКНИС
25.4. Структура данных в ЭКНИС и используемая информация
Глава 26. Функции электронных картографических систем
26.1. Отображение ЭК на экране дисплея ЭКНИС
26.2. Предварительная и исполнительная прокладки
26.3. Сигнализация и индикация в электронных картографических системах
26.4. Корректура электронных навигационных карт
26.5. Некоторые рекомендации по практическому использованию ЭКНИС
Глава 27. Международные и национальные требования к ЭКНИС
Раздел 8. МЕТОДЫ НАВИГАЦИИ В ОСОБЫХ УСЛОВИЯХ ПЛАВАНИЯ
Глава 28. Плавание в стесненных водах
28.1. Характеристика стесненных вод
28.2. Подготовка к плаванию в узкостях
28.3. Использование сеток изолиний и ограждающих линий положения
28.4. Навигационные особенности плавания в узкостях
Глава 29. Плавание в районах регулирования движения судов
29.1. Транспортный поток судов
29.2. Плавание в системах разделения движения судов
29.3. Плавание в районах регулирования движения судов
Глава 30. Плавание в условиях ограниченной видимости
30.1. Навигационные особенности плавания в условиях ограниченной видимости
30.2. Подход к берегу в условиях ограниченной видимости
30.3. Выбор морских путей с учетом гидрометеорологических условий
Глава 31. Плавание в высоких широтах и во льдах
31.1. Навигационные условия плавания в высоких широтах
31.2. Навигационные особенности плавания во льдах
31.3. Счисление во льдах
Глава 32. Требование к точности судовождения
32.1. Стандарт точности судовождения Международной морской организации
32.2. Требование Международной ассоциации маячных служб
32.3. Российские национальные требования к точности судовождения
Глава 33. Навигационная подготовка к рейсу судна
33.1. Международные требования, регламентирующие подготовку к рейсу
33.2. Национальные требования к выполнению предварительной прокладки
33.3. Проработка перехода
33.4. Анализ навигационной прокладки
33.5. Типичные промахи штурманов при решении навигационных задач
Глава 34. Перспективы развития средств и методов навигации
34.1. Основные направления развития и совершенствования средств навигации
34.2. Комплексное использование спутниковых и геоинформационных технологий
34.3. Интегрированные навигационные системы
34.4. Интегрированная система ходового мостика
Список литературы.

Книга подготовлена в соответствии с программой одноименной дисциплины для учащихся речных училищ и техникумов по специальности "Морское судовождение".

В первой части книги освещены теоретические основы и методы вождения судов в условиях плавания река - море с использованием современных мореходных инструментов и приборов, а также радиотехнических средств; способы учета движения судов и контроля его перемещения по избранному пути в различных условиях плавания для обеспечения безопасности судовождения.

Во второй части описаны системы ограждения опасностей, средства навигационного оборудования, а также карты, лоции и другие навигационные пособия и даны рекомендации по их использованию. Освещены методы учета направления и скоростей приливных течений, выбора наивыгоднейшего пути по заданному маршруту, его проработки и другие вопросы, необходимые для подготовки судоводителей.

Книга предназначена в качестве учебного пособия для учащихся речных училищ и техникумов и может быть полезна для командного состава судов смешанного река - море плавания.

Введение

Часть первая. НАВИГАЦИЯ.

Глава I.Основные определения
§ 1. Форма и размеры Земли
§ 2. Географические координаты
§ 3. Морские единицы измерения.
§ 4. Линии и плоскости наблюдателя
§ 5. Дальность видимости

Глава II. Определение направлений в море
§ 6. Истинные направления
§ 7. Магнитные направления
§ 8. Створы
§ 9. Компасные направления
§ 10. Перевод и исправление направлений

Глава III. Мореходные приборы и инструменты
§ 11. Магнитные компасы и пеленгаторы
§ 12. Использование магнитных компасов и уход за ними
§ 13. Механические лаги
§ 14. Определение скорости судна, поправки и коэффициента лага
§ 15. Ручной лот
§ 16. "Прокладочные инструменты

Глава IV. Картографические проекции и морские карты
§ 17. Картографические проекции
§ 18. Меркаторская проекция
§ 19. Основные задачи, решаемые на морских картах

Глава V. Графическое счисление пути судна
§ 20. Графическое счисление и его точность
§ 21. Учет циркуляции при графическом счислении
§ 22. Учет дрейфа при графическом счислении
§ 23. Учет морских течений при графическом счислении

Глава VI. Определение места судна визуальными методами
§ 24. Сущность навигационных определений
§ 25. Оценка точности обсерваций
§ 26. Определение места по двум горизонтальным углам.
§ 27. Определение места по трем пеленгам.
§ 28. Определение места по двум пеленгам
§ 29. Определение места по двум и трем расстояниям
§ 30. Определение места судна по крюйс-пеленгу
§ 31. Комбинированные способы определения места судна..
§ 32. Использование одной линии положения в судовождении

Глава VII. Письменное (аналитическое) счисление.
§ 33. Сущность письменного счисления.
§ 34. Приемы письменного счисления

Глава VIII. Использование радиотехнических средств в судовождении
§ 35. Применение радиотехнических средств
§ 36. Радиодевиация
§ 37. Ортодромическая поправка
§ 38. Определение места по радиопеленгам
§ 39. Радиомаяки направленного действия
§ 40. Радиолокационные станции
§ 41. Определение маневренных элементов судов
§ 42. Использование РЛС при плавании во льдах и в узкостях.

Глава IX. Плавание и определение места в особых условиях.
§ 43. Плавание в тумане.
§ 44. Плавание в узкостях и шхерах
§ 45. Плавание во льдах
§ 46. Плавание по дуге большого круга

Часть вторая. ЛОЦИЯ
Глава X. Навигационное оборудование
§ 47. Служба обеспечения безопасности мореплавания
§ 48. Навигационные опасности
§ 49. Классификация средств навигационного оборудования.
§ 50. Системы ограждения опасностей
§ 51. Станции обслуживания мореплавателей

Глава XI. Пособия для плавания
§ 52. Морские карты.
§ 53. Лоции и наставления для плавания
§ 54. Описание огней и знаков
§ 55. Руководство "Радиотехнические средства навигационного оборудования"
§ 56. Каталог карт и книг
§ 57. Извещения мореплавателям
§ 58. Корректура карт и пособий

Глава XII. Приливы и приливно-отливные явления
§ 59. Сведения о приливах
§ 60. Таблицы приливов
§ 61. Учет приливно-отливных явлении

Глава XIII. Проработка маршрута перехода
§ 62. Подбор пособий и выбор пути
§ 63. Предварительная и навигационная прокладка

Список литературы

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА СУДНА В МОРЕ ВИЗУАЛЬНЫМИ МЕТОДАМИ. Учет перемещения судна путем ведения графического счисления не является достаточно точным методом. Для уточнения своего положения судоводитель должен систематически определять место судна по наблюдениям различных ориентиров, положение которых известно. Место, полученное путем обработки результатов таких наблюдений, называется обсервованным . Если обсервованная точка признается надежной, дальнейшая прокладка ведется от этой точки. Несовпадение обсервованной и счислимой точек называют невязкой . Значение и направление невязки рассчитывают при каждой обсервации, так как анализ вызвавших ее причин дает возможность установить, какие именно ошибки могли быть допущены в принятых к учету элементах счисления. Все величины, которые измеряют с целью определить обсервованное место судна (пеленги, расстояния, горизонтальные и вертикальные углы), называют навигационными параметрами . По измеренным навигационным параметрам рассчитывают и прокладывают на карте изолинии или заменяющие их линии положения. Навигационной изолинией называют линию равных значений навигационного параметра (рис 40). Точка пересечения двух таких изолиний и будет местом судна. На практике всю изолинию не строят, тем более, что на меркаторских картах она часто имеет вид сложной кривой, а заменяют её линией положения - отрезком прямой, касательной к изолинии вблизи счислимого места.

При визуальных способах определения места судна для наблюдений используют нанесенные на карту хорошо видимые и опознанные береговые и плавучие маяки, огни, неосвещаемые знаки, башни, церкви, а также различные естественные ориентиры: мысы, вершины гор, скалы и т.д. Не следует использовать для обсерваций буи, вехи и другие знаки плавучего ограждения, так как они могут быть снесены со своих штатных мест. Для указания на карте места судна, полученного по обсервациям, применяют условные обозначения:

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА СУДНА ПО ПЕЛЕНГАМ ДВУХ ОРИЕНТИРОВ. На берегу выбирают два хорошо видимых и опознанных ориентира А и В (рис. 41) с таким расчетом, чтобы угол между направлениями на них был по возможности близким к 90", но, во всяком случае, не меньше 30 и не больше 150°. Берут по компасу пеленги ориентиров. Время и ол замечают в момент Т вторых наблюдений. Компасные пеленги исправляют поправкой компаса в истинные и прокладывают на карте. При незначительных случайных ошибках наблюдений и уверенности в правильности учитываемой поправки компаса точность определения места судна по двум пеленгам вполне удовлетворительная. Если угол между направлениями на ориентиры меньше 30 или больше 150°, то к полученному обсервованному месту следует относиться с осторожностью.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА СУДНА ПО ПЕЛЕНГАМ ТРЕХ ОРИЕНТИРОВ. Три линии положения, проложенные на карте, пересекаются в одной точке в том случае, если наблюдения, вычисления и прокладка не содержали никаких ошибок. На практике линии пеленгов часто образуют треугольник, называемый треугольником погрешностей (авс на рис. 42). Причинами его появления могут быть:

промахи при опознании ориентиров или при взятии отсчетов по картушке компаса;

случайные ошибки пеленгования. При нормальных условиях наблюдений они невелики и не приводят к появлению большого треугольника погрешности;

ошибки от неодновременного взятия пеленгов. Эти ошибки проявляют себя при скорости судна, большей 15-18 уз, и небольших (2-3 мили) расстояниях до ориентиров.

Для установления причин появления треугольника погрешностей проводят анализ обсервации. Промахи в наблюдениях сразу же обнаруживаются из-за появления значительного треугольника погрешностей. Чтобы убедиться, что причиной этого не является промах, измерения пеленгов повторяют. Если после повторных наблюдений треугольник не уменьшился, причиной его появления следует считать значительную ошибку в поправке компаса. Следует изменить ее на 2-4° в ту или другую сторону. Проложив пеленги, исправленные новой поправкой, получают на карте второй треугольник погрешности (a"b"c" на рис. 42). Если измененное значение поправки компаса оказалось ближе к ее истинному значению, то второй треугольник уменьшится по сравнению с первым и наоборот. Соединив сходные вершины этих треугольников отрезками прямых, получают в их пересечении точку М (см. рис. 42), которая является обсервованным местом судна, свободным от влияния систематической ошибки в МК . Пользоваться описанным приемом для нахождения верного места судна следует только в том случае, если значение сторон треугольника погрешности 0,5 мили и более. Если его стороны меньше указанного значения, то вероятное место судна принимают в центре треугольника, относя причину его возникновения к случайным ошибкам.

Практическое выполнение. Заблаговременно выбирают на берегу три ориентира с расчетом, чтобы углы между их пеленгами были от 60 до 120°. В быстрой последовательности измеряют пеленги каждого ориентира. При взятии третьего пеленга замечают время и ол . Исправляют пеленги поправкой компаса и прокладывают на карте, принимая место судна в точке их пересечения. При получении треугольника погрешности находят верное место судна, как указывалось выше. Снимают с карты координаты обсервованного места, а также направление и невязку. Эти данные записывают в судовой журнал. Способ определения места судна по трем пеленгам является одним из наиболее точных в судовождении.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА СУДНА ПО ДВУМ ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ УГЛАМ . Если на берегу имеются три ориентира А, В и С (см. рис. 43), то с судна могут быть одновременно измерены два горизонтальных угла: а - между ориентирами А и В и в - между В и С. В результате будут получены две окружности - изолинии, в одной из точек пересечения которых (точка М) находится судно. На практике окружности на карту не наносят, а для нахождения места судна используют кальку (рис.44). Место судна получают, делая в точке М нажим карандашом или укол циркулем.

Случай неопределенности. Определение места судна по двум горизонтальным углам оказывается невозможным, если в момент измерения углов судно будет находиться на окружности, проходящей через все три ориентира А, В, С (рис. 45). Случая неопределенности не будет, если средний ориентир расположен ближе к судну, чем крайний; все три ориентира расположены на одной прямой; все три ориентира находятся на одинаковом расстоянии от судна.

Практическое выполнение. Углы между ориентирами, как правило, измеряют секстаном. Углы между ориентирами можно определить и при помощи компаса. Для этого в быстрой последовательности берут пеленги трех ориентиров, а затем вычисляют разности между отсчетами смежных компасных пеленгов: левого и среднего, среднего и правого ориентиров. Этим приемом пользуются, в частности, если поправка компаса ненадежна.

Определение места судна по двум горизонтальным углам относится к числу наиболее точных визуальных способов.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА СУДНА ПО ПЕЛЕНГУ И ГОРИЗОНТАЛЬНОМУ УГЛУ. Этот прием является разновидностью способа определения места судна по двум пеленгам. Его применяют, когда один из двух ориентиров почему-либо не виден наблюдателю, расположенному у компаса, например, закрыт надстройкой. В этом случае измерения обычно проводят два наблюдателя. Первый располагается так, чтобы видеть оба ориентира, второй находится у компаса. Первый наблюдатель секстаном измеряет горизонтальный угол между ориентирами, а второй по команде, подаваемой в момент измерения угла, берет пеленг. Одновременно замечают время и ол . Отсчет компасного пеленга исправляют МК . Для получения истинного пеленга на второй ориентир к первому пеленгу прибавляют измеренный угол. Угол берется со знаком плюс ("+"), если он был измерен вправо от линии измеренного пеленга, и со знаком минус ("-"), если влево. Место судна получают в пересечении линий двух истинных пеленгов. Точность обсервации может быть принята равной точности определения места по двум пеленгам.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА СУДНА ПО КРЮЙС-ПЕЛЕНГУ. Если с движущегося судна виден только один ориентир, расстояние до которого не может быть измерено, то для определения места применяют способ крюйс-пеленга. При этом ориентир пеленгуют 2 раза в различные моменты времени, место судна получают на момент вторых наблюдений. На карте счислимо-обсервованное место обозначают треугольником.

Наблюдения, вычисления и прокладку при определении места судна по крюйс-пеленгу выполняют в следующем порядке. Берут первый компасный пеленг ориентира, замечая время и ол . Когда направление на ориентир изменится на 30-40°, берут второй пеленг и вновь замечают время и ол . Компасные пеленги исправляют поправкой компаса и рассчитывают пройденное судном расстояние между измеренными пеленгами. Линии истинных пеленгов прокладывают на карте (см. рис. 46). От точки пересечения первого пеленга с линией ИК. откладывают по курсу отрезок Sл , через конец которого проводят линию, параллельную первому пеленгу. В точке пересечения этой линии со вторым пеленгом получают счислимо-обсервованное место судна на момент вторых наблюдений. Если счисление переносят в полученную точку, то снимают ее координаты, величину и направление невязки, которые записывают в судовой журнал. Если при счислении учитывали дрейф, то Sл откладывают не по линии ИК, а по линии пути судна при дрейфе (см. рис.), а при течении откладывают Sл по линии пути при течении.

Точность счислимо-обсервованного места зависит от случайных ошибок пеленгования, соответствия принятой поправки компаса ее действительному значению и от ошибок счисления за время между моментами взятия пеленгов. Причиной появления ошибок счисления являются погрешности в показаниях компаса и лага, а также неточный учет дрейфа и течения. Для повышения точности стараются взять второй пеленг как можно быстрее после первого, однако не ранее того момента, когда он не изменится на 30-40°. При этом пеленгование ведут с таким расчетом, чтобы второй пеленг ориентира был взят вблизи его траверза.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА СУДНА ПО ПЕЛЕНГУ И РАССТОЯНИЮ

Определение расстояния до ориентира. Расстояние до ориентира в настоящее время, как правило, определяют с помощью РЛС. В качестве резервного может быть рассмотрен способ определения расстояния по вертикальному углу, измеренному секстаном. Определить расстояние по вертикальному углу можно, если известна высота ориентира над уровнем моря или его высота над основанием. Предположим, что, находясь в точке М, наблюдатель видит ориентир, высота которого h над уровнем моря известна (см. рис. 48). Измерив вертикальный угол а , можно рассчитать расстояние D до ориентира. При этом высотой глаза наблюдателя е можно пренебречь. Тогда из прямоугольного треугольника M"OA получаем:

D = h ctg а .

Выражая h в метрах и D в милях, получим:

D = (h /1852) ctg а

Перед измерением вертикального угла подготавливают секстан к наблюдениям, определяют поправку индекса. Из навигационного пособия выбирают высоту ориентира над уровнем моря или от основания. Измеренный угол исправляют поправкой индекса и инструментальной поправкой (t + s). Точность измерения расстояния рассматриваемым способом невелика. Возможные ошибки связаны с колебаниями уровня моря и значительное удаление ориентира от береговой черты.

Существует также проверенный практикой способ определения расстояния с помощю школьной линейки (см. рис). Если известны высота ориентира Н (м), длина вытянутой руки l (см) и видимая высота ориентира hв (см), наблюдаемая на шкале линейки на вытянутой руке, то расстояние от судна до ориентира D (мили) будет равно:

D = Н (l / hв) /1852

Определение места судна по пеленгу и расстоянию.

Этот способ применяют, если с судна виден только один ориентир А, расстояние до которого может быть определено по измеренному вертикальному углу либо при помощи РЛС. Изолиниями, в пересечении которых принимается обсервованное место, являются проложенная на карте линия истинного пеленга ориентира АР и дуга окружности (засечка), проведенная радиусом, равным измеренному расстоянию d (рис. 49). Для уменьшения ошибки от перемещения судна первым измеряют вертикальный угол, а затем пеленг на момент времени Т . Для повышения точности обсервации следует выбирать ориентир, расположенный ближе к судну. При уверенности в принятой поправке компаса обсервованное место судна можно считать достаточно надежным.

Определение места судна по двум расстояниям .

Аналогично определяется место по двум расстояниям. При помощи РЛС, либо измеряя секстаном вертикальные углы, измеряют расстояние до двух ориентиров, причём момент времени засекается при измерении расстояния к ориентиру, который расположен под меньшим углом к ДП судна, и откладывают засечки дуг окружностей на карте, находя их пересечение, соответствующее месту судна.

ОПОЗНАНИЕ МЕСТА СУДНА ПО ПЕЛЕНГУ В МОМЕНТ ОТКРЫТИЯ ОРИЕНТИРА, ПО ПЕЛЕНГУ И ГЛУБИНЕ.

Опознанное место в отличие от обсервованного является ориентировочным. Судоводитель не должен полагаться на него в своих расчетах, однако его необходимо принимать во внимание, особенно если оно находится ближе к опасности, чем счислимая точка.

Опознание места по пеленгу в момент открытия ориентира применяют при подходе к берегу, когда на судне продолжительное время не имели обсерваций. Заблаговременно рассчитывают дальность видимости ориентира и ведут наблюдение в направлении, по которому он должен открыться. В момент обнаружения ориентира берут его компасный пеленг, замечают время и ол . Исправленный пеленг прокладывают на карте. Место судна получают на линии пеленга, отложив по нему рассчитанное расстояние. Точность опознанного места во многом зависит от состояния атмосферы.

Опознание места судна по пеленгу и глубине применяют, если с судна виден только один ориентир, а глубины в районе плавания изменяются равномерно. Берут компасный пеленг ориентира и одновременно измеряют глубину эхолотом. Место судна получают на пересечении линии исправленного пеленга с отрезком изобаты, соответствующей измеренной глубине. Изобату наносят, ориентируясь на отметки глубин на карте. Точность опознанного места будет тем выше, чем равномернее и ближе одна к другой изобаты.