Форма и размеры Земли. Геоид, эллипсоид вращения, референц-эллипсоид. Географическая система координат.

Форма и размеры Земли. Геоид, эллипсоид вращения, референц-эллипсоид. Географическая система координат.

Многочисленные исследования и измерения позволили установить, что Земля имеет форму неправильного в математическом отношении тела, называемого геоидом. При производстве геодезических, картографических и других работ, требующих высокой точности, за фигуру Земли принимают эллипсоид вращения.

В разных странах представляют земной эллипсоид с размерами, принятыми для данной страны. Эллипсоид с определенными размерами, принятыми в конкретном государстве, называют референц - эллипсоидом.

Основными элементами, определяющими размеры земного эллипсоида, являются его полуоси: большая а и малая b. Кроме того, для характеристики земного эллипсоида, а также для некоторых расчетов применяются понятия: полярное сжатие α земного эллипсоида, выражаемое формулой:

α = (а – b) / a,

и его эксцентриситет е, определяемый выражением:

e = .

Начиная с 1946 г. для всех геодезических и картографических работ на территории СССР принимался референц-эллипсоид Ф. Н. Красовского.

Географическая система координат.

Для определения положения точек на земной поверхности применяется географическая система координат.

Малая ось эллипсоида пересекает поверхность последнего в двух точках, которые называются северными и южным полюсами. Плоскости, проходящие через ось вращения Земли, называются плоскостями земных меридианов, которые в сечении с поверхностью Земли образуют большие круги, называемые меридианами. Плоскость, перпендикулярная земной оси и проходящая через центр эллипсоида, называется плоскостью экватора. Большой круг, образующийся от пересечения этой плоскости с поверхностью эллипсоида, называется земным экватором. Плоскости, параллельные плоскости земного экватора в сечении с поверхностью Земли, образуют малые круги, называемые земными параллелями.

Координатными осями системы географических координат приняты: экватор и один из меридианов, принимаемый за начальный; координатными линиями являются земные параллели и меридианы, а величинами, определяющими положение точек, т. е. координатами, географическая широта j и географическая долгота l.

Географической широтой точки на поверхности Земли называется угол между нормалью к поверхности эллипсоида в этой точке и плоскостью экватора. Географическая широта в судовождении обозначается греческой буквой φ (фи). Счет широт ведется от экватора к полюсам от 0 до 90°. Широты северного полушария считаются положительными и при аналитических расчетах они принимаются со знаком плюс. Северные широты обозначаются буквой N. Широты точек южного полушария, обозначаемые буквой S, считаются отрицательными и им приписывается знак минус.

Географическая широта определяет положение параллели, на которой находится определяемая точка.

Географической долготой точки называется двугранный угол, образованный плоскостью начального меридиана и плоскостью меридиана, проходящего через эту точку. Двугранный угол измеряется сферическим углом при полюсе между начальным меридианом и меридианом определяемой точки или численно равной ему дугой экватора, заключенной между названными меридианами.

За начальный меридиан в принципе может приниматься любой земной меридиан. По международному соглашению 1884 г. за начальный принят меридиан, проходящий через Гринвичскую обсерваторию, расположенную около Лондона.

Счет географических долгот ведется к востоку и западу от Гринвичского меридиана от 0 до 180°. Географическая долгота в судовождении обозначается греческой буквой λ (лямбда). Долготы точек, находящихся в восточном полушарии, принято считать положительными (знак плюс), западные долготы считаются отрицательными (знак минус). При определении долготы той или иной точки земной поверхности обязательно указывают на ее наименование: восточной — Оst или, как сейчас принято, Е, западной — W.

Руководства для плавания

- Лоции и дополнения к ним;

- «Огни и знаки»;

- Радиотехнические средства навигационного оборудования;

- Расписание передач навигационных предупреждений и гидрометеорологических сообщений радиостанциями;

- Режимы плавания судов

Пособия для плавания

- Каталоги карт и книг;

- Мореходные таблицы;

- Океанские пути мира;

- Таблицы приливов (издаются ежегодно) и приливных течений;

- Морской астрономический ежегодник;

- Астронавигационный альманах;

- Таблицы «Высоты и азимуты светил» (ВАС-58);

- Таблицы вычисления высот и азимутов (ТВА-57).

Для подбора карт и пособий издаётся специальный «Каталог карт и книг». Все карты и пособия имеют свой номер, который называется адмиралтейским.

Согласно СОЛАС-74, все суда должны быть снабжены приведенными на уровень

современности картами, наставлениями для плавания, пособиями по огням, знакам,

радиотехническим средствам, извещениями мореплавателям, таблицами приливов

и другими специальными публикациями, необходимыми на предстоящий рейс.

Извещения мореплавателям (Notices to mariners). Содержание извещений мореплавателям. Правила корректуры навигационных карт.

Извещения Мореплавателям (" Notices to Mariners" ) являются основным видом корректурных документов, с помощью которых судоводитель поддерживает на уровне современности судовую коллекцию карт и книг.

Гидрографическим Офисом Британского Адмиралтейства публикуются следующие Извещения Мореплавателям:

1) Ежегодный Сборник Адмиралтейских Извещений Мореплавателям (" Annual Summary of Admiralty Notices to Mariners" ). Настоящее издание содержит следующую информацию:

· корректуру для Адмиралтейских Таблиц приливов;

сведения о возможных опасностях, связанных с поднятием подводных кабелей и повреждением подводных трубопроводов;
временные и предварительные Извещения Мореплавателям (Temporary and Preliminary Notices to Mariners), находящиеся в силе на 1-е января текущего года;
корректуру на Адмиралтейские лоции, находящуюся в силе на 1-е января текущего года;

2) выпуск Адмиралтейских Извещений Мореплавателям для маломерных судов (" Small Craft Edition of Admiralty Notices to Mariners ). В это издание включены извещения, относящиеся к водам Британских островов и европейским водам от реки Жиронда (Франция) до реки Эльба (ФРГ) с глубинами менее 7 метров. Издание публикуется ежеквартально;

3) Еженедельные выпуски Адмиралтейских Извещений Мореплавателям (" Weekly Editions of Admiralty Notices to Mariners" ) (см. ниже).

Извещения в Еженедельных выпусках нумеруются с начала каждого года с номера 1, сами Еженедельные выпуски также нумеруются с номера 1 в каждом году Дата Еженедельного выпуска относится к четвергу соответствующей недели. Таким образом, ссылка на конкретное извещение содержит его номер и год (например, ANM 1243/99 — Адмиралтейское извещение Мореплавателям № 1243 за 1999 год); может дополнительно указываться номер Еженедельного выпуска или дата его издания для того, чтобы можно было быстрее найти нужный Еженедельный выпуск.

Рассмотрим разделы Еженедельных выпусков Адмиралтейских Извещений Мореплавателям:

- раздел I. В начале этого раздела приведены общие рекомендации по правильному использованию морских карт и навигационных пособий (explanatory notes). В этом разделе также размещены: географический указатель (geographical index), перечень извещений (index of notices) и перечень корректируемых карт (index of charts affected).

Географический указатель позволяет быстро отыскать страницы выпуска, содержащие извещения на определённый географический район.

В перечне извещений извещения данного выпуска расположены в порядке возрастания номеров и для каждого извещения указана страница, на которой оно находится, и номер фолио, в который включена корректируемая по этому извещению карта. Указаны номера Стандартной Адмиралтейской системы фолио.

В перечне корректируемых карт приводятся номера карт, подвергаемых корректуре по данному выпуску Извещений Мореплавателям, и номера извещений, относящихся к каждой из таких карт.

- раздел II. В этом разделе приведены следующие сведения:

• список новых Адмиралтейских карт и пособий, опубликованных за последнюю неделю (New Admiralty Charts and Publications),

• список новых изданий существующих Адмиралтейских карт и пособий (New Editions of Admiralty Charts and Publications),

• список новых электронных карт (Additions to the ARCS Series);

• список карт, которые будут опубликованы в скором будущем или будут изъяты из обращения (Admiralty Charts to be published or withdrawn);

• список навигационных пособий, которые будут опубликованы в скором будущем, или будут изъяты из обращения (Admiralty Publications to be published or withdrawn);

• сведения об изменениях в сроках опубликования карт и пособий, ранее объявленных к печати (revised publications dates),

• список карт и пособий, изъятых из обращения (Admiralty Charts and Publications permanently withdrawn). Выход нового издания карты или пособия автоматически аннулирует предыдущее издание. Пользоваться картами и публикациями,
изъятыми из обращения, категорически запрещено;

• каждый квартал (в конце марта, июня, сентября и декабря) публикуется список всех действующих изданий:

• корректуру для карт, связанную с изданием новых карт и изданий (miscellaneous updates to charts);

• извещения для корректуры Адмиралтейских карт (формат извещений подробно рассмотрен ниже);

• временные и предварительные извещения (temporary & preliminary ANMs). За номером временного извещения следует буква Т, за номером предварительного — Р.
Временные и предварительные извещения печатаются только на одной стороне листа, что даёт возможность разрезать эти листы и вклеивать извещения в соответствующие места
«Файла учёта предварительных и временных извещений» (см. п. 3.2 настоящей главы).

Ежемесячно публикуется перечень временных и предварительных извещений, находящихся в силе;

• наклейки для корректуры карт (blocks) (см. п. 3.2. настоящей главы);

- раздел IIА. В том разделе с 1993 года публикуется корректура на австралийские и новозеландские карты, входящие в Адмиралтейскую Серию;

- раздел III. Этот раздел содержит Навигационные Предупреждения (NAVAREA, HYDROLANT, HYDROPAC);

- раздел IV. Этот раздел содержит корректуру для Адмиралтейских лоций (Amendments to Admiralty Sailing Directions);

- раздел V. В этом разделе помещена корректура для «Адмиралтейского Списка Огней и Туманных Сигналов» (Amendments to «Admiralty List of Lights and Fog Signals»);

- раздел VI. Раздел содержит информацию по корректуре «Адмиралтейского Списка Радиосигналов» (Amendments to «Admiralty List of Radio Signals»).

Систематически осуществляемый процесс исправления морских навигационных карт и руководств для плавания с целью их приведения на уровень современности называется корректурой карт и пособий. Из числа морских карт корректуре подлежат морские навигационные карты, так как именно на них содержатся наиболее подвергающиеся изменениям элементы, и эти карты служат для непосредственных расчётов во время плавания.

Все руководства для плавания в большей или меньшей степени также подвергаются корректуре.

В зависимости от объёма и характера исправлений, а также от того производятся ли эти исправления организацией, выпустившей карту, или самим судоводителем на судне различают следующие виды корректуры Адмиралтейских карт:

большая корректура («Large Correction»). Если существенные изменения должны быть внесены не на всю карту, а только на один или несколько её участков, организацией, выпустившей карту, производится большая корректура этой карты. Дата большой корректуры указывается справа от даты опубликования карты. Например:

Large Correction 12^th June 1969

Большая корректура содержит все предыдущие малые корректуры (см. ниже) и корректуру, опубликованную в предыдущих Еженедельных Извещениях Мореплавателям. Большая корректура карт применялась до 1972 года;

малая корректура («Small Correction»). Такая корректура периодически производится организацией, выпустившей карту. При этом виде корректуры на карту наносится вся корректура по Еженедельным выпускам Извещений Мореплавателям, вышедшим после издания карты (последнего из новых изданий) или её Большой корректуры, а также технические исправления («Bracketed Correction»). Сведения о малой корректуре приводятся в нижнем левом углу карты. Например, карта откорректирована по извещение № 2926 за 1991 год:

Береговые СНО.

К береговым СНО относятся маяки, навигационные и створные знаки.

Маяк представляет собой фундаментальное строение башенного типа, оборудованное в верхней части специальным световым аппаратом. Маяк не только предупреждает об опасности, но и служит для определения места судна в море. Для того чтобы мореплаватель мог опознать маяки, их строят различной приметной формы и придают огню каждого маяка особую световую характеристику. Это помогает судоводителю безошибочно определить местонахождение своего судна (в том случае, если он детально изучил предстоящий район плавания).

Отличительной характеристикой маяка являются: характер и цвет огня; число проблесков или затмений; период проблесков; Дальность видимости маяка в милях на картах и пособиях приведена для высоты глаза наблюдателя в 5 м; указывается обслуживаемый маяк пли нет; сведения о техническом вооружении маяка; сведения об имеющихся лоцманских и спасательных станциях и средствах связи.

Огонь маяков бывает: постоянным, проблесковым, группопроблесковым, постоянным с проблесками, постоянным с группой проблесков. Огонь маяка может быть цветопеременным, т. е. меняющим цвет, хотя, как правило, его цвет неизменный.

Для обеспечения безопасности плавания во время тумана и ограниченной видимости на маяках подают звуковые сигналы при помощи сирены, тифона, наутфона, колокола, предупреждающие судоводителя о близкой навигационной опасности. На картах маяки обозначаются звездочками с просветом посередине и с точкой в центре, указывающей точное положение маяка на карте. На генеральных картах все маячные огни независимо от их цвета изображаются желтыми пятнами. Около условного изображения маяка на карте ставится его полная характеристика и название. Если маяк светит только в определенном секторе, то этот сектор наносится в виде пунктира. Например, рядом с обозначением маяка на карте стоит надпись ГР Пр (2) (20с) 18м Т (с) РМк ЛС. Расшифровывается это так: маяк имеет огонь группо-проблесковый, 2 проблеска в группе, продолжительность периода 20 секунд, дальность видимости огня 18 миль, туманный сигнал — сирена, имеются радиомаяк и лоцманская станция.

Рис. 33. Береговые створные знаки

.Навигационные знаки — специальные сооружения различной конструкции, по размерам значительно меньше маяков. Они могут быть освещаемыми и неосвещаемыми. Включение огня на знаках производится обычно автоматически при помощи фотоэлементов. Знаки постоянно не обслуживаются. Освещаемые навигационные знаки имеют отличительную от других знаков района световую характеристику, которая, как правило, бывает проблесковой, постоянной или группо-проблесковой. Кроме того, освещаемые знаки различаются по цвету огня. Само расположение знака и характеристика его огня наносятся на навигационную карту. Дальность видимости огней таких знаков достигает 6—8 миль при ясном состоянии атмосферы.

Створные знаки устанавливаются на берегу для указания судового хода на фарватерах и в узкостях (рис. 33). Они служат для обеспечения безопасности прохода судов в районах со стесненными условиями плавания. Кроме того, створные знаки устанавливаются при оборудовании мерных линий Знаки бывают деревянными, металлическими, каменными, освещаемыми и неосвещаемыми. Днем на белых (черных) трапециевидных щитах отчетливо видны черные (белые) вертикальные полосы, а ночью в верхней части щитов зажигаются огни, чаще всего красного или зеленого цвета, чтобы их легко было отличить от любых случайных огней населенного берегового пункта. Направление линий створов на фарватере, узкости или мерной линии нанесено па навигационной карте. На карту мелкого масштаба нельзя одновременно нанести два створных знака, тогда наносят один знак и линию, а рядом ставят пояснительную надпись «2 ств. зн. ».

Линия девиационных, ограничительных и поворотных створов на карте обозначается точечным пунктиром, а ходовые направления— сплошной линией. Значения направления створов даются на карте только истинные.

Определение и исправление инструментальной поправки секстана. Определение поправки индекса. Порядок выполенения наблюдений небесных светил и вычисления элементов линий положения. Определение вероятного места судна.

При измерении высот светил необходимо учитывать поправку секстанта С, которая включает инструментальную ошибку прибора и личную ошибку штурмана при измерении. Вследствие того, что поправка секстанта зависит от личной ошибки наблюдателя, необходимо, чтобы ее определение производилось тем штурманом, который будет пользоваться данным секстантом.

Величина поправки секстанта с течением времени может изменяться за счет ударов и сотрясений прибора в процессе его эксплуатации. Поэтому поправку секстанта необходимо периодически проверять, но не реже одного раза в три месяца, а также при подготовке к выполнению особо ответственных заданий.

В практике применяются следующие наиболее распространенные способы определения поправки секстанта: измерение высоты светила в момент его кульминации; прокладка астрономических линий положения; сравнение широты места наблюдателя, снятой с карты, с широтой, полученной по измеренной высоте Полярной звезды.

Требования в отношениях несения ходовой навигационной вахты.

2.14. Вахтенный помощник капитана обязан:

1) нести вахту на ходовом мостике;

2) не оставлять мостик ни при каких обстоятельствах без должной замены;

3) продолжать нести ответственность за безопасность плавания судна, несмотря на присутствие на ходовом мостике капитана, до тех пор пока капитан специально не информирует вахтенного помощника о том, что он принял командование на себя и это будет взаимно понято;

4) при возникновении любых сомнений относительно выбора необходимых мер для обеспечения безопасности судна, - поставить в известность капитана.

2.15.Проверять, через достаточно частые промежутки времени, курс, местоположение, скорость судна, используя для этой цели любые имеющиеся навигационные средства.

2.17. Вахтенный помощник не должен выполнять никакие дополнительные обязанности, мешающие обеспечению безопасного плавания судна.

2.18. Вахтенный помощник обязан максимально эффективно использовать все имеющееся в его распоряжении навигационное оборудование.

2.19. При использовании радиолокатора, вахтенный помощник должен соблюдать положения Международных правил предупреждения столкновений судов в море 1972 года относительно использования радиолокатора.

2.20. В случае необходимости, вахтенный помощник капитана должен без колебаний использовать руль, главный двигатель и звуковые сигнальные средства. Однако, если позволяют обстоятельства, о предполагаемом изменении оборотов главного двигателя необходимо давать своевременное предупреждение.

2.21. Вахтенный помощник должен знать характеристики управляемости своего судна, включая тормозные характеристики, и должен принимать во внимание возможные различия этих характеристик для разных типов судов.

2.22. Все действия, предпринятые во время вахты, имеющие отношение к плаванию судна, должны надлежащим образом записываться в судовой журнал.

2.23. Вахтенный помощник обязан обеспечить постоянное надлежащее наблюдение.

2.25. Вахтенный помощник должен контролировать:

1) удержание судна на правильном курсе лицом, стоящим на руле, или авторулевым;

2) определение поправок главного магнитного компаса не менее одного раза за вахту и, если это возможно, после каждого значительного изменения курса; регулярное сличение показаний гиро- и главного магнитного компасов и согласованность репитеров;

3) проверку перехода с автоматического управления рулем на ручное, по крайней мере один раз за вахту;

6) состояние дистанционного пульта управления главным двигателем и другими механизмами машинного отделения, дистанционно управляемыми с мостика; системы аварийно-предупредительной сигнализации.

2.26. Вахтенный помощник должен соблюдать требования Международной конвенции по охране человеческой жизни на море (СОЛАС) 1974 года.

Вахтенный помощник должен учитывать:

1) необходимость заблаговременного вызова рулевого и перехода на ручное управление рулем, с тем, чтобы безопасным образом выйти из любой потенциально опасной ситуации;

2) что при управлении судном на авторулевом, чрезвычайно опасно допускать развитие ситуации до момента, когда вахтенный помощник, находясь на мостике один, должен прервать наблюдение для выполнения экстренного маневра судна.

Судно на якоре

При стоянке на якоре несется постоянная ходовая вахта на мостике. При стоянке на якоре, вахтенный помощник обязан:

1) как можно быстрее определить и нанести место судна на карту крупного масштаба;

2) достаточно часто, сообразуясь с обстановкой, проверять путем взятия пеленгов навигационных знаков или легко опознаваемых береговых объектов, стоит ли судно на якоре безопасно;

3) обеспечить эффективное наблюдение;

4) обеспечить регулярные обходы судна;

5) наблюдать за метеорологическими условиями, приливами и состоянием моря;

6) при обнаружении дрейфа судна немедленно известить капитана и принять все необходимые меры;

7) обеспечить готовность главного двигателя и других механизмов в соответствии с указаниями капитана;

8) в случае ухудшения видимости извещать капитана;

9) обеспечить выставление надлежащих огней и знаков и подачу соответствующих звуковых сигналов в соответствии с МППСС-72;

10) обеспечить выполнение мер по предотвращению загрязнения окружающей среды.

Если капитан считает возможным, то на хорошо защищенной якорной стоянке и при благоприятных погодных условиях вахтенный помощник может находиться в другом месте судна, имея постоянную и надежную связь с мостиком и возможность в кратчайшее время прибыть на мостик по первому вызову вахтенного.

Требования ИМО к форме и содержанию судовой информации о маневренных свойствах судна. Лоцманская карточка.

Информация о маневренных характеристиках судна в соответствии с резолюцией ИМО А.601(15) «Требования к отображению маневренной информации на судах» должна быть представлена в виде:
• лоцманской карточки;
• таблицы маневренных характеристик (для рулевой рубки);
• формуляра маневренных элементов.

В информацию о маневренных характеристиках должны вноситься все изменения после модернизации или переоборудования судна, в результате которых могут измениться маневренные характеристики или наибольшие размерения судна.

Лоцманская карточка. Лоцманская карточка, подлежащая заполнению капитаном, предназначена для предоставления информации лоцману, принимающему судно под проводку. Эта информация должна дать представление о состоянии судна в период проводки в части загрузки, двигателей и движителей, рулевого и подруливающего устройства и другого соответствующего оборудования. Для заполнения лоцманской карточки проведение специальных ходовых испытаний не требуется.

Таблица маневренных характеристик. Таблица маневренных характеристик должна содержать основные особенности и подробную информацию о маневренных характеристиках судна. Она должна постоянно находиться в рулевой рубке и быть таких размеров, чтобы ею было удобно пользоваться. Маневренные характеристики судна могут отличаться от приведенных в таблице в зависимости от внешних условий, состояния корпуса и загрузки судна.

В таблицу маневренных характеристик для рулевой рубки должны быть включены следующие данные.

1.Название судна, позывные, валовая и чистая вместимость, водоизмещение, дедвейт, коэффициент общей полноты при осадке в полном грузу по летнюю грузовую марку.

2.Осадки, при которых была получена информация о маневренных элементах.

3.Характеристики рулевого устройства.

4.Характеристики якорной цепи.

5.Характеристики энергетической установки.

6.Влияние подруливающего устройства в условиях испытания.

7. Увеличение осадки (в грузу) из-за проседания и влияния крена.

8. Циркуляция при максимальном угле перекладки руля (в грузу и в балласте).

9. Тормозные характеристики и маневры в аварийной ситуации (в грузу и в балласте).

10.Маневрирование при спасании человека за бортом. Последовательность действий и рекомендованная циркуляция.

11.Мертвые зоны.

12.Теневые секторы.

13.Высота судна (в грузу и в балласте).

Инерционные характеристики представляют в виде линейных графиков, построенных в постоянном масштабе расстояний и имеющих шкалу значений времени и скорости. Тормозной путь с передних ходов на «Стоп» ограничивают моментом потери управляемости судна или конечной скоростью, равной 20% исходной. На графиках показывают стрелкой наиболее вероятную сторону отклонения судна от начального пути в процессе снижения скорости.

Информация о поворотливости приводится в виде графика и таблицы. График циркуляции отражает положение судна через 30° на траекторию вправо и влево с положением руля «на борт» и «на полборта». Аналогичная информация представляется в табличной форме, но через каждые 10° изменения начального курса в диапазоне 0—90°, на каждые 30° — в диапазоне 90—180°, на каждые 90° — в диапазоне 180—360°. В нижней части таблицы помещают данные о наибольшем диаметре циркуляции.

Элементы ходкости отражают в виде графической зависимости скорости судна от частоты вращения гребного винта и дополняют таблицей, где на каждое значение постоянной скорости указана частота вращения гребного винта.

Увеличение осадки судна учитывается при крене и проседании, когда судно движется на ограниченной глубине с определенной скоростью.

Элементы маневра для спасения человека, упавшего за борт, выполняют приемом координат на правый или левый борт. В информации указывают следующие данные для выполнения правильного маневра: угол отворота от начального курса; оперативное время перекладки руля на противоположный борт, выхода на контркурс и в точку начала маневра; действия судоводителя на каждом этапе эволюции.

Все расстояния в информации о маневренных элементах приводят в кабельтовах, время— в минутах, скорость — в узлах.

Формуляр маневренных элементов должен содержать достаточно подробное описание маневренных характеристик и другие соответствующие данные. В него должна быть включена информация, приведенная в таблице маневренных характеристик, и другая имеющаяся информация о маневренных характеристиках.