Navigační zařízení a přístroje. Jaká zařízení v minulosti pomáhala lodím plout? Zařízení, které umožňuje navigátorovi určit souřadnice

Umění navigovat loď nejkratší cestou z přístavu do přístavu se nazývá navigace. Jinými slovy, navigace je způsob, jak určit kurz plavidla z místa vyplutí do cíle, řídit kurz a v případě potřeby jej korigovat.

Na navigačním můstku jsou nástroje a zařízení nezbytná k ovládání plavidla. Navigační přístroje - kompasy, gyroazimuty, autoplottery, logy, losy, echoloty, sextanty a další přístroje, jsou určeny k určování polohy plavidla a měření jednotlivých prvků jeho pohybu plavidla.

kružítko

Kompas je hlavní navigační nástroj používaný k určování kurzu plavidla, k určování směrů (azimutů) k různým objektům. Na lodích se používají magnetické a gyroskopické kompasy.

Magnetické kompasy se používají jako záložní a kontrolní zařízení. Magnetické kompasy se podle účelu dělí na hlavní a cestovní.

Hlavní kompas je instalován na horním můstku ve středové rovině plavidla tak, aby poskytoval dobrý výhled přes celý horizont (obr. 3.1). Obraz měřítka karty se pomocí optické soustavy promítá na zrcadlový reflektor instalovaný před kormidelníkem (obr. 3.2).

Rýže. 3.1. Mistrovský magnetický kompas

V kormidelně je instalován cestovní magnetický kompas. Pokud má hlavní kompas teleskopický referenční přenos na stanoviště kormidelníka, pak není nainstalovaný kormidelní kompas.

Rýže. 3.2. Zrcadlový reflektor magnetický kompas

Magnetická střelka na lodi je ovlivněna magnetickým polem lodi. Jde o kombinaci dvou magnetických polí: pole Země a pole železa lodi. To vysvětluje, že osa magnetické střelky není umístěna podél magnetického meridiánu, ale v rovině meridiánu kompasu. Úhel mezi rovinami magnetického poledníku a poledníku kompasu se nazývá odchylka.

Kompasová sada obsahuje: buřinku s kartou, binacle, vychylovací zařízení, optický systém a zaměřovač.

Záchranné čluny používají lehký, malý kompas, který není trvale upevněn (obr. 3.3).

Rýže. 3.3. Lodní magnetický kompas

Gyrokompas - mechanický ukazatel směru pravého (zeměpisného) poledníku, určený k určování průběhu objektu, jakož i azimutu (směru) orientovaného směru (obr. 3.4 - 3.5). Princip činnosti gyrokompasu je založen na využití vlastností gyroskopu a denní rotace Země.

Rýže. 3.4. Moderní gyrokompas

Gyroskopické kompasy mají dvě výhody oproti magnetickým kompasům:

• ukazují směr k pravému pólu, tzn. do bodu, kterým prochází osa rotace Země, přičemž magnetický kompas udává směr k magnetickému pólu;
• jsou mnohem méně citlivé na vnější magnetická pole, jako jsou ta, která vytvářejí feromagnetické části trupu lodi.

Nejjednodušší gyrokompas se skládá z gyroskopu zavěšeného uvnitř duté koule, která se vznáší v tekutině; hmotnost koule s gyroskopem je taková, že její těžiště leží na ose koule v její spodní části, kdy je osa otáčení gyroskopu vodorovná.

Rýže. 3.5. Gyrocompass repeater s ukazatelem směru namontovaným na pelorus

Gyrokompas může způsobit chyby měření. Například prudká změna kurzu nebo rychlosti způsobí odchylku a ta bude existovat, dokud gyroskop takovou změnu nezjistí. Většina moderních lodí má satelitní navigační systémy (jako je GPS) a/nebo jiné navigační pomůcky, které přivádějí opravy do vestavěného počítače gyrokompasu. Moderní konstrukce laserových gyroskopů takové chyby neprodukují, protože místo mechanických prvků používají princip rozdílu optických drah.

Elektronický kompas je postaven na principu určování souřadnic prostřednictvím satelitních navigačních systémů (obr. 3.6). Princip kompasu:

1. na základě signálů z družic se určí souřadnice přijímače družicového navigačního systému;
2. je detekován časový okamžik, ve kterém bylo provedeno určení souřadnic;
3. očekává se určitý časový interval;
4. je znovu určeno umístění objektu;
5. na základě souřadnic dvou bodů a velikosti časového intervalu se vypočítá vektor rychlosti:
   • směr pohybu;
   • rychlost pohybu.

Rýže. 3.6. Elektronické kompasy

echolot

Navigační echolot je určen pro spolehlivé měření, vizualizaci, registraci a přenos do dalších systémů údajů o hloubce pod kýlem plavidla (obr. 3.7). Echolokátor musí pracovat při všech rychlostech plavidla od 0 do 30 uzlů, v podmínkách silného provzdušňování vody, ledu a sněhové břečky, drceného a rozbitého ledu, v oblastech s ostře se měnící topografií dna, kamenité, písčité nebo bahnité půdě.

Rýže. 3.7. Sonarový ukazatel

Na lodích jsou instalovány hydroakustické echoloty. Princip jejich činnosti je následující: mechanické vibrace vybuzené ve vibrátoru-emitoru se šíří formou krátkého ultrazvukového pulzu, dosáhnou dna a od něj odražené jsou přijímány vibrátorem-přijímačem.

Echosonery automaticky indikují hloubku moře, která je dána rychlostí šíření zvuku ve vodě a časovým intervalem od okamžiku vyslání impulsu do okamžiku jeho přijetí (obr. 3.8).

Rýže. 3.8. Princip činnosti echolotu

Echolot by měl zajistit měření hloubek pod kýlem v rozsahu od 1 do 200 metrů. Ukazatel hloubky musí být instalován v kormidelně a záznamník - v kormidelně nebo grafice.

K měření hloubek se ruční los používá také v případech najetí plavidla na mělčinu, měření hloubek na boku při kotvení v kotvišti atd.

Manuální lot (obr. 3.9) se skládá z olověného nebo litinového závaží a lotline. Kettlebell je vyroben ve formě kužele o výšce 25 - 30 cm a hmotnosti 3 až 5 kg. Ve spodní široké základně závaží je vytvořeno vybrání, které se před měřením hloubky namaže tukem. Když se partie dotkne mořského dna, částice zeminy ulpívají na mazu a po zvednutí partie z nich lze usuzovat na povahu půdy.

Rýže. 3.9. hodně rukou

Členění lotinu se provádí v metrických jednotkách a je uvedeno podle následujícího systému: vlajky různých barev jsou propleteny na desítky metrů; každý počet metrů končící na 5 je označen koženým razítkem se sekerami.

V každé pětce je první metr označen koženým razítkem s jedním hrotem, druhý razítkem se dvěma hroty, třetí třemi hroty a čtvrtý čtyřmi.

zpoždění

Kolem konce 15. stol. proslavil se jednoduchý měřič rychlosti - ruční kláda. Tvořilo ji dřevěné prkno s olověným závažím ve tvaru 1/1 kruhu, ke kterému byl připevněn světelný kabel, mající uzly v pravidelných rozestupech (nejčastěji 7 m). Pro měření rychlosti plachetnic, které v té době pluly, se kláda jako přibližně konstantní značka na hladině vody hodila přes palubu a přesýpací hodiny se otočily, přičemž se měřila určitá doba (14 s). Během doby, kdy se písek sypal, námořník počítal počet uzlů, které mu prošly rukama. Počet uzlů přijatých během této doby byl převeden na rychlost lodi v námořních mílích za hodinu. Tento způsob měření rychlosti vysvětluje původ výrazu „uzel“.

Log - navigační zařízení pro měření rychlosti plavidla a jím ujeté vzdálenosti. Na námořních plavidlech se používají mechanické, geomagnetické, hydroakustické, indukční a rádiové dopplerovské kulatiny. Rozlišovat:

• relativní zpoždění, měření rychlosti vzhledem k vodě; A
• absolutní logy, které měří rychlost vzhledem ke dnu.

Hydrodynamický log - relativní log, jehož působení je založeno na měření tlakového rozdílu, který závisí na rychlosti lodi. Základ hydrodynamického zpoždění tvoří dvě trubky vyvedené pod dnem plavidla: výstup jedné trubky je nasměrován na příď plavidla; a výstup z druhé trubice je v jedné rovině s kůží. Dynamický tlak je určen rozdílem výšek vody v trubkách a je převáděn pomocí zpožďovacích mechanismů na údaje o rychlosti lodi v uzlech. Kromě rychlosti ukazují hydrodynamické protokoly vzdálenost, kterou plavidlo urazilo v mílích.

Indukční zpoždění je relativní zpoždění, jehož princip je založen na vztahu mezi relativní rychlostí vodiče v magnetickém poli a elektromotorickou silou (EMF) indukovanou v tomto vodiči. Magnetické pole je vytvářeno zpožděným elektromagnetem a mořská voda je vodičem. Když se plavidlo pohybuje, magnetické pole protíná stacionární úseky vodního prostředí, zatímco ve vodě je indukováno EMP, úměrné rychlosti plavidla. Z elektrod vstupuje EMF do speciálního zařízení, které vypočítává rychlost plavidla a ujetou vzdálenost.

Hydroakustická kláda je absolutní kláda, která funguje na principu echolotu. Existují dopplerovské a korelační hydroakustické zpoždění.

Geomagnetické zpoždění - absolutní zpoždění založené na využití vlastností magnetického pole Země.

Radio lag - zpoždění, jehož princip je založen na využití zákonů šíření rádiových vln.

V praxi se hodnoty zpoždění zaznamenávají na začátku každé hodiny a z rozdílu v odečtech se získá navigace S v mílích a rychlost lodi V v uzlech. Protokoly mají chybu, která je zohledněna opravou zpoždění.

Radionavigační přístroje

Lodní radarová stanice (RLS) je určena k detekci povrchových objektů a pobřeží, určování polohy plavidla, zajišťování plavby v úzkých prostorech a zamezení srážkám lodí (obr. 3.10).

Rýže. 3.10. Radarová obrazovka

Radar využívá fenoménu odrazu rádiových vln od různých objektů nacházejících se na dráze jejich šíření, proto se v radaru využívá fenoménu echa. Radar obsahuje vysílač, přijímač, anténní vlnovodné zařízení, indikátor s obrazovkou pro vizuální pozorování echo signálů.

Princip činnosti radaru je následující. Vysílač stanice generuje silné vysokofrekvenční pulsy elektromagnetické energie, které jsou pomocí antény v úzkém paprsku vysílány do vesmíru. Rádiové impulsy odražené od nějakého objektu (loď, vysoký břeh atd.) se vracejí ve formě echo signálů do antény a vstupují do přijímače. Ze směru úzkého radarového paprsku, který se aktuálně odráží od objektu, můžete určit azimut nebo úhel směru objektu. Změřením časového intervalu mezi odesláním impulsu a přijetím odraženého signálu můžete získat vzdálenost k objektu. Vzhledem k tomu, že se anténa během činnosti radaru otáčí, pokrývají vysílané impulsní kmity celý horizont. Proto se na displeji lodního radaru vytváří obraz situace kolem plavidla. Centrální světelný bod na obrazovce radarového indikátoru označuje polohu plavidla a světelná čára vyčnívající z tohoto bodu ukazuje kurz plavidla.

Obraz různých objektů na obrazovce radaru může být orientován relativně ke středové rovině lodi (stabilizace kurzu) nebo relativně ke skutečnému poledníku (stabilizace severu). Dosah "viditelnosti" radaru dosahuje několika desítek mil a závisí na odrazivosti objektů a hydrometeorologických faktorech.

Lodní radary umožňují v krátkém časovém úseku určit kurz a rychlost připlouvajícího plavidla a předejít tak srážce.

Rýže. 3.11. Obrazovka ARPA

Všechny lodě musí poskytovat radarové zakreslování na obrazovce radaru, k tomu jsou vybaveny automatickým radarovým vykreslovacím systémem (ARPA). ARPA provádí zpracování radarových informací a umožňuje provádět (obr. 3.11):

• ruční a automatické zachycení cílů a jejich sledování;
• zobrazení na obrazovce indikátoru vektorů relativního nebo skutečného pohybu cílů;
• identifikace nebezpečně se blížících cílů;
• indikace parametrů pohybu a prvků cílového setkání na tabuli;
• hrát manévr s kurzem a rychlostí pro bezpečnou divergenci;
• automatizované řešení navigačních problémů;
• zobrazení prvků obsahu navigačních map;
• určení souřadnic polohy lodi na základě radarových měření.

Automatický informační systém (AIS) je námořní navigační systém, který využívá vzájemnou výměnu mezi loděmi, jakož i mezi lodí a pobřežní službou k přenosu informací o volacím znaku a názvu lodi pro její identifikaci, souřadnice, informace o loď (velikost, náklad, ponor atd.) a její plavba, parametry pohybu (kurz, rychlost atd.) za účelem řešení problémů předcházení srážkám lodí, sledování dodržování plavebního režimu a sledování lodí na moři .

Elektronické mapové navigační informační systémy (ECDIS) jsou efektivním prostředkem navigace, výrazně snižující pracovní zátěž důstojníka odpovědného za hlídku a umožňují vám věnovat maximum času pozorování prostředí a přijímání informovaných rozhodnutí o řízení lodi (obr. 3.12). .

Rýže. 3.12. ECDIS

Hlavní vlastnosti a vlastnosti ECDIS:

• provádění předběžné pokládky;
• kontrola bezpečnosti trasy;
• údržba výkonné pokládky;
• automatické řízení lodi;
• zobrazení „nebezpečné izobaty“ a „nebezpečné hloubky“;
• záznam informací do elektronického žurnálu s možností dalšího přehrávání;
• ruční a automatické (prostřednictvím internetu) korektury;
• alarm při přiblížení k dané izobatě nebo hloubce;
• denní, noční, ranní a soumrakové palety;
• elektronické pravítko a pevné značky;
• základní, standardní a plné zobrazení zatížení;
• rozsáhlá a doplňková základna mořských objektů;
• základna přílivu a odlivu ve více než 3000 bodech Světového oceánu.

Satelitní navigační systém je systém skládající se z pozemního a vesmírného zařízení určeného k určení polohy (geografické souřadnice), jakož i parametrů pohybu (rychlost a směr pohybu atd.) pro pozemní, vodní a vzdušné objekty (obr. 3.13) .

Rýže. 3.13. GPS indikátor

GPS je Global Positioning System, globální navigační satelitní navigační systém. Systém zahrnuje konstelaci navigačních satelitů na nízké oběžné dráze, pozemní sledovací a kontrolní zařízení a širokou škálu těch, které se používají k určení souřadnic. Principem určování polohy člověka na zemském povrchu v globálním polohovém systému je současné měření vzdálenosti k několika navigačním družicím (alespoň ke třem) - se známými parametry jejich drah v každém časovém okamžiku a výpočet jejich souřadnic ze změněných vzdálenosti.

Navigační nástroje

Navigační sextant je goniometrický nástroj (obr. 3.14), který slouží:

• v námořní astronomii - měřit výšky svítidel nad viditelným horizontem;
• v navigaci - k měření úhlů mezi pozemskými objekty.

Rýže. 3.14. sextant

Slovo „sextant“ pochází z latinského slova „sextans“ – šestá část kruhu.

Námořní chronometr jsou vysoce přesné přenosné hodinky, které umožňují kdykoli získat poměrně přesné GMT (obr. 3.15).

Rýže. 3.15. Chronometr

Čas lodi je určen poledníkem polohy plavidla a nejčastěji je v noci korigován strážním důstojníkem. Takže například, když se zeměpisná délka změní o 15 ° na východ, hodiny se posunou o 1 hodinu dopředu, a když se zeměpisná délka změní o 15 ° na západ - před 1 hodinou.

Pro přesnou a jednotnou indikaci času ve strojovně, jídelně posádky, kajutách, salonech, barech, kuchyňce jsou instalovány elektrické hodiny, korigované z hlavních hodin umístěných na můstku.

Rýže. 3.16. Vložkový nástroj

Mezi nástroje pro těsnění patří (obr. 3.16):

• měřicí kompas - pro měření a odkládání vzdáleností na mapě;
• paralelní pravítko - pro kreslení rovných čar na mapě i čar rovnoběžných s daným směrem;
• navigační úhloměr - pro vykreslování a měření úhlů, kurzů a směrů na mapě.

Kromě toho jsou na mostě časopisy, složky s dokumentací, navigační mapy, povinné příručky a manuály atd. (obr. 3.17).

Rýže. 3.17. Dokumentace

GPS

lín

Asistenti navigátorů

Nejdůležitější pro každé plavidlo je znát jeho přesnou polohu na moři. Kdykoli. Na tom závisí bezpečnost samotného plavidla, nákladu a celé posádky. Neobjevím Ameriku, když řeknu, že v současnosti je loď řízena počítačem. Člověk tento proces pouze řídí. V tomto článku budu mluvit o navigačních asistentech - satelitních navigačních systémech, které pomáhají lodím získat přesné souřadnice jejich polohy. Řeknu vám také, jaké nástroje používali staří navigátoři. Nyní jsou všechny lodě vybaveny GPS přijímači – globálním navigačním systémem. Navigační satelity, které létají kolem naší planety, k ní nepřetržitě vysílají proudy rádiových signálů. Tyto satelity patří k americkému námořnímu navigačnímu satelitnímu systému (VMNSS) a nově také americkému globálnímu polohovému systému (GNS resp. GPS). Oba systémy umožňují lodím na moři, ve dne i v noci, určit své souřadnice s velkou přesností. Skoro až metr.

Princip fungování VNSS i GSM je založen na tom, že speciální GPS přijímač na palubě lodi zachycuje rádiové vlny vysílané navigačními satelity na určitých frekvencích. Signály z přijímače jsou nepřetržitě odesílány do počítače. Počítač je zpracovává, doplňuje je o informace o době přenosu každého signálu a poloze navigačního satelitu na oběžné dráze. (Takové informace se dostávají do družic VNSS z pozemních sledovacích stanic a družice GSM mají na palubě referenční zařízení pro čas a oběžnou dráhu). Poté navigační počítač na lodi určí vzdálenost mezi nimi a satelitem letícím na obloze. Počítač tyto výpočty v určitých intervalech opakuje a nakonec obdrží údaje o zeměpisné šířce a délce, tedy o jeho souřadnicích.

Počátkem 15. století se začalo používat „slepé účtování“. K tomu byly přes palubu házeny klády přivázané k těmto lanům - lín. Na lanech se po určité vzdálenosti navazovaly uzly. U slunce nebo přesýpacích hodin byl zaznamenán čas odvíjení vlasce. Délku jsme vydělili časem a získali jsme samozřejmě velmi nepřesně rychlost plavidla.

P.S. Fotografie patří jejich právoplatným vlastníkům. Děkuji laskaví lidé.

V druhém je důležité vybrat si nejziskovější cestu a držet se jí a neustále sledovat svou polohu. Tady navigace pomáhá lidem.

Starověcí námořníci se snažili plavit poblíž pobřeží a umístění plavidla bylo určeno pobřežními orientačními body. Stateční Féničané a Vikingové, plující daleko od pobřeží, se nechali vést sluncem a hvězdami. Ve století XI. objevil se kompas, ale magnetická střelka ve vysokých zeměpisných šířkách neukazovala na geografický sever, ale na magnetický pól, který se neshodoval se severním pólem. To znamená, že čím vyšší jsou zeměpisné šířky, ve kterých lodě pluly, tím větší byla chyba v údajích kompasu. Kompas nebyl zdaleka univerzálním orientačním prostředkem. V polovině XVI. století. vynikající vlámský kartograf G. Mercator vypočítal souřadnice magnetického pólu, navrhl nový princip sestavování map v konformní válcové projekci. Od té doby jsou všechny námořní mapy sestavovány v této projekci.

V současné době je směr pohybu plavidla určován magnetickým kompasem (s přihlédnutím k magnetické deklinaci) nebo gyrokompasem. Gyrokompas je uspořádán podle principu vršku a otáčí se motorem s frekvencí 300 000 otáček za minutu. Jako každý vrchol má tu vlastnost, že udržuje danou polohu osy v prostoru, například směr od severu k jihu.

Když je loď na volném moři, její kurz a ujetá vzdálenost se neustále zakreslují do mapy. Takové účtování kurzu se nazývá kalkulace a kurz je kalkulovatelný. Výsledek práce navigátora se nazývá pokládání (kurs lodi na mapě).

Pouze v blízkosti břehu pomocí majáku nebo směrovače (přístroj pro určování úhlových směrů k vnějším orientačním bodům: pobřežní nebo plovoucí objekty, nebeská tělesa atd.) dokáže navigátor přesně pojmenovat souřadnice lodi. Určuje směr ke dvěma orientačním bodům, jejichž poloha je známá z mapy. Z těchto orientačních bodů na mapě jsou nakresleny čáry a jejich průsečík bude umístěním plavidla na moři.

Daleko od pobřeží navigátor používá navigační přístroje. Rychlost plavidla a ujetá vzdálenost se měří pomocí protokolu. Kulatiny jsou hydrodynamické a hydrostatické. Hydrodynamické zpoždění je otočný talíř (šroub), který je natažen na lanku za zádí lodi. Dřevo je obvykle připojeno k otáčkoměru instalovanému na dně nádoby. Čím rychleji loď jede, tím rychleji se kláda otáčí a počítadlo ukazuje větší počet otáček a na jeho číselníku je uvedena hodnota rychlosti lodi.

Hydrostatická kláda vnímá sílu tlaku vody. Do vody je spuštěna trubka, která je na konci ohnutá. Otvor trubky směřuje dopředu. Proud vody tekoucí na lodi vytváří tlak. Čím větší rychlost, tím větší tlak. Hodnota tlaku se používá k určení rychlosti plavidla.

Měření rychlosti lodi v uzlech je spojeno s použitím první jednoduché klády, podobné plováku. Z lodi byl vyhozen na laně, rozděleném na části uzly. Počet uzlů, které „vyběhly“ z lodi za půl minuty, odpovídal počtu námořních mil (1111,852 km), které loď urazila za hodinu.

Deník však nedává příliš přesnou představu o rychlosti lodi, protože nemůže vzít v úvahu rychlost a směr proudů, vítr a faktory, které ovlivňují snos lodi. Námořníci nepotřebují vypočítatelný, ale skutečný kurz lodi, takže vypočítatelný kurz je korigován astronomickými pozorováními pomocí sextantu (nebo sextantu) - goniometrického reflexního přístroje pro měření výšek nebeských těles nad obzorem nebo úhlů mezi objekty. viditelné na břehu. Zařízení sextantu je následující: dalekohled a dvě zrcadla jsou připevněny k bronzovému sektoru, který je přibližně 1/6 kruhu (název zařízení pochází z latinského slova sextantis - „šestý“) a dvě zrcadla (k odrážení paprsků světla z nebeského tělesa). Sektor má dílky - stupně a minuty - pro úhlová měření.

Při určování polohy lodi nebo letadla podle slunce nebo hvězd sextant obvykle měří výšky několika nebeských těles nad linií viditelného horizontu. Poté se provede řada korekcí získaného výsledku s přihlédnutím např. k poklesu viditelného horizontu apod. Nakonec se (nejčastěji graficky) určují korekce na desetinné souřadnice pomocí vzorců námořní a letecké astronomie.

S rozvojem rádiové technologie přišla radiokomunikace na pomoc lodní navigaci. Rádiové majáky, jejichž umístění je přesně známo, nepřetržitě vysílají rádiové signály. Přijímá je lodní zaměřovač - speciální rádiový přijímač, s jehož pomocí se určuje azimut - úhel mezi poledníkem, na kterém se loď nachází, a směrem ke zdroji rádiových vln. Při určování polohy plavidla se berou v úvahu azimuty dvou radiostanic (rádiových majáků).

V zájmu navigace se používá i radar (viz Radar), který umožňuje „vidět“ ve tmě a mlze, určit vzdálenost a směr k pobřeží nebo k lodi, se kterou se potřebujete rozptýlit na moři.

Umístění plavidla lze také určit podle topografie dna zobrazené na mapě. K tomu slouží ultrazvukový přístroj - echolot (viz Akustika, akustická technika). Měřením doby průchodu ultrazvukového pulsu na mořské dno a zpět přístroj určí hloubku a automatický záznamník nakreslí hloubkovou křivku – topografii dna. Navigátor porovnává obraz na mapě s naměřenými hodnotami echolotů.

Důležitou roli hraje v letectví navigační technika, která pomáhá řídit letadla. Před pilotem na palubní desce jsou mezi mnoha různými přístroji také navigační. Jedná se o výškoměr, jehož zařízení je založeno na stejných principech jako barometr, který reaguje na změny tlaku. Tlak klesá s nadmořskou výškou a navigátor porovnává tlak na zemi s údaji na výškoměru. Můžete tak zjistit přibližnou výšku letu. Skutečnou výšku letu zjišťuje radiovýškoměr – malý radar. Vysílá rádiové impulsy na zem a přijímá je zpět. Rychlost rádiové vlny je známá - 300 000 km/s a přístroj určuje výšku letu v čase od okamžiku vyslání až do návratu pulsu. Výškoměr je manometr, který měří tlak proudícího vzduchu. S nadmořskou výškou klesá a zařízení ukazuje nižší rychlost. Ukazatel rychlosti ale tuto změnu automaticky zohledňuje a v důsledku toho jeho šipka ukazuje na skutečnou rychlost letu. Směr letu lze posoudit podle údajů gyrokompasu.

Navigátor musí být schopen určit místo lodi v moři podle pobřežních orientačních bodů, které zaujímají nezměněnou polohu na zemi a jsou přesně vyznačeny na mapách, a také podle nebeských těles.
Orientační body zhotovené pro toto pozorování a určení místa lodi z nich se nazývají pozorování .
Nazývají se body označující na mapě místo lodi, získané jako výsledek pozorování pozorováno . Vyhrazené souřadnice jsou v textu označeny indexem "o", například W o nebo Do o.
Neshoda očíslované místo (tedy místo, kde navigátor zvažuje podle svých výpočtů v okamžiku pozorování loď) s pozorovaným (tak či onak definovaným) se nazývá neviscidní . Nesoulad je označen písmenem C a je vyjádřen v textu vzdáleností a směrem od vypočítaného místa k pozorovanému, například C \u003d 9,5-130 °. To znamená, že pozorované místo se nachází 9,5 mil od počítání ve směru 130°.
Orientačními body pro vizuální určení polohy lodi jsou zmapované objekty: především k tomuto účelu speciálně instalované majáky a značky, jejichž poloha je přesně určena; pak další, jasně viditelné umělé stavby - věže, zvonice, tovární komíny - a nakonec přírodní dominanty, které se v okolí dobře vyjímají - mysy, horské štíty, jednotlivé skály. Nejčastěji jsou linie ložisek brané jako orientační body používány jako linie polohy.

Určení polohy lodi pomocí ložisek dvou objektů

Nejjednodušší a nejpoužívanější metodou určování polohy lodi na moři je určení polohy ze dvou současně odebraných zaměření dvou různých objektů. Objekt A (maják) nechť pozorujeme z lodi podél skutečného azimutu IP1 a objekt B ve stejném okamžiku podél azimutu IP2. Vezmeme-li kompasové azimuty těchto objektů a korigujeme je obecnou kompasovou korekcí, získáme hodnoty skutečných azimutů pozorovaných objektů. Po položení linií těchto ložisek na mapu dostaneme v průsečíku linií (bod M) pozorované místo lodi.
Výsledné místo (průsečík přímek skutečných ložisek) je zakroužkováno. V blízkosti získaného bodu se vytvoří nápis ve formě zlomku, který označuje časový okamžik na místě čitatele a odpočítávání zpoždění na místě jmenovatele. Pokud je zjištěna nesrovnalost, je také uvedena. (Veškerá práce na kartách se provádí jednoduchou tužkou).

Určení polohy lodi pomocí ložisek tří objektů


Předpokládejme, že směry kompasu tří objektů A, B a C jsou sejmuty současně a čáry odpovídajících skutečných směrů IP, IPv a IP jsou položeny na mapě. Je jasné, že pokud jsou pozorování správná a přijatá korekce kompasu je správná, pak se přímky všech tří směrů musí protínat ve stejném bodě, protože skutečná poloha lodi nemůže být současně v různých bodech.
Pokud dojde k chybě v pozorováních nebo přijatých hodnotách, pak se směrové čáry protnou ve třech bodech a vytvoří mezi nimi takzvaný chybový trojúhelník. V tomto případě, pokud je chybový trojúhelník relativně malý, je místo lodi vzato v jeho středu.

Určení místa lodi dvěma a
tři vzdálenosti


Podobně se poloha lodi určuje podle dvou a tří vzdáleností (pokud je možné nějak změřit vzdálenost ke dvěma nebo třem orientačním bodům např. radarem).

Určení místa lodi podle
dva vodorovné rohy

Stejně tak je poloha lodi určena dvěma horizontálními úhly (změřením horizontálních úhlů sextantem a jejich umístěním do map pomocí úhloměru).
Z obrázku níže vám bude myslím jasný princip určení místa 2 ložisky.

Od doby, kdy lodě – výtvory lidských rukou – začaly surfovat po mořích a oceánech, stáli navigátoři před úkolem určit svou vlastní polohu. Obrovské vlny, bouře a nutnost manévrovat s obraty, držet kurz proti větru, komplikované vícedenní plavby a starým námořníkům chyběl jen kompas. Dnes, kdy určování polohy lodi probíhá automaticky díky GLONASS, je těžké si představit pozici kapitána, který má k dispozici pouze jednoduchá zařízení pro orientaci podle hvězd. Přesto i dnes absolventi odborných středních a vyšších odborných škol všechna tato zařízení vlastní.

Základní metody námořní lokalizace

Dvousouřadnicové určení plavidla v (lokaci) se provádí sedmi typy metod, včetně:

• Nejstarší je vizuální.
• Později, ale nic moc – astronomické.
• Topograficko-výpočetní, tedy způsob zakreslení celé dráhy plavidla do mapy, vyznačení bodů změny kurzu a výpočet ujeté vzdálenosti vynásobením rychlosti časem. Vynalezen přibližně ve stejné době jako astronomická metoda a často se používá ve spojení s předchozími dvěma. Dnes rutinní práci vykonávají automatické kalkulačky;
• Radar, který umožňuje spojit obrázek na obrazovce radaru s námořní mapou.
• Rádiové ložisko. K dispozici v případech, kdy jsou na břehu zdroje signálu.
• Radionavigace, využívající komunikační prostředky, pomocí kterých navigátor přijímá informace, které potřebuje.
• Metoda satelitní navigace.

Všechny metody, kromě prvních tří, byly výsledkem technologické revoluce, která proběhla ve 20. století. Nebyly by možné bez objevů a vynálezů, které lidstvo učinilo v oblasti radiotechniky, elektroniky, kybernetiky a průlomu ve vesmírném sektoru. Nyní není těžké vypočítat bod v oceánu, kde se loď nachází, určení jejích souřadnic trvá několik sekund a zpravidla jsou sledovány nepřetržitě. Přibližně stejné technologie se používají v letecké navigaci a dokonce i v tak „všední“ oblasti, jako je řízení auta.

Zeměpisná šířka

Jak víte, země není plochá, má tvar poněkud zploštělé koule. Zdálo by se, že body na trojrozměrném obrazci by měly být popsány třemi euklidovskými souřadnicemi, ale geografům a navigátorům stačí dvě. Abyste mohli provést topografické určení plavidla, musíte pojmenovat pouze dvě čísla doprovázená slovy „severní“ (nebo „jižní“) zeměpisná šířka (zkráceně S nebo S) a západní nebo „východní“ zeměpisná délka (jinak - z d. nebo w.d.). Tyto hodnoty se měří ve stupních. Vše je velmi jednoduché. Zeměpisné šířky se počítají od rovníku (0°) k pólům (90°) a udávají, kterým směrem: pokud je blíže k Antarktidě, je označena jižní zeměpisná šířka, a pokud směrem k Arktidě, pak severní zeměpisná šířka. Body stejné zeměpisné šířky tvoří kružnice zvané rovnoběžky. Každý z nich má jiný průměr – od největšího na rovníku (asi 40 tisíc kilometrů) po nulový na pólu.

Zeměpisná délka a délkové míry

Určení polohy lodi je nemožné pomocí jedné souřadnice, takže existuje druhá. Zeměpisná délka je podmíněné číslo poledníku označující opět stranu, na které se odpočítávání provádí. Kruh je rozdělen na 360°, jeho dvě poloviny jsou rovny 180. Greenwichský poledník procházející slavnou britskou observatoří je považován za nulový. Na druhé straně planety je její antipod - 180. Obě tyto souřadnice (0° a 180°) jsou uvedeny bez názvu směru zeměpisné délky.

Kromě stupňů jsou to i minuty – ty udávají polohu objektů s 60x větší přesností. Protože všechny meridiány jsou stejně dlouhé, staly se délkou námořníků právě ony. Jedna odpovídá jedné minutě libovolného poledníku a rovná se 1,852 km. Metrický systém byl zaveden mnohem později, takže lodní navigátoři používají starou dobrou anglickou míli. Jednotky, jako jsou kabely, jsou také použitelné - rovná se 1/10 míle. Co je překvapivé, protože dříve Britové častěji počítali v desítkách než v desítkách.

vizuálním způsobem

Jak název napovídá, metoda je založena na tom, co vidí navigátor a kapitán, stejně jako ostatní členové týmu na palubě nebo výstroji. Dříve, v dobách plachetních flotil, existovala pozice hledící do budoucna, stanoviště tohoto námořníka bylo umístěno úplně nahoře, ve speciálně oploceném místě hlavního stěžně - skříni. Odtud bylo lépe vidět. Určení polohy plavidla podle pobřežních objektů je podobné nejjednodušší metodě chodce, který ví, co potřebuje, například dům na Staroportofrankivské ulici číslo 12 a pro přesnost je další kritérium vyhledávání - lékárna naproti. Námořníkům však slouží jako orientační body jiné objekty: majáky, hory, ostrovy nebo jakékoli jiné nápadné detaily krajiny, ale princip je stejný. Musíte změřit dva nebo více azimutů (to je úhel mezi střelkou kompasu a směrem k orientačnímu bodu), umístit je na mapu a získat souřadnice v bodě jejich průsečíku. Samozřejmě, že takové plavidlo, respektive jeho umístění, je použitelné pouze v zóně pobřežní viditelnosti a pak za jasného počasí. V mlze se můžete orientovat podle zvuku sirény majáku a při absenci povrchových znaků odbočit k mělčinám v mělké vodě a měřit hloubku se spoustou.

Astronomie v námořní službě

Nejromantičtější způsob umístění. Přibližně v 18. století vynalezli námořníci spolu s astronomy sextant (někdy zvaný sextant, to je také správně) - zařízení, se kterým lze provést poměrně přesné dvousouřadnicové určení plavidla podle polohy hvězd v nebe. Jeho zařízení je na první pohled komplikované, ale ve skutečnosti se s ním naučíte pracovat poměrně rychle. Má ve svém designu optický systém, který by měl být namířen na Slunce nebo jakoukoli hvězdu, poté, co předtím nainstaloval zařízení přísně horizontálně. Pro přesné nasměrování jsou k dispozici dvě zrcadla (velké a malé) a úhlová výška svítidla je určena stupnicí. Směr zařízení nastavuje kompas.

Tvůrci zařízení zohlednili staleté zkušenosti dávných navigátorů, kteří se zaměřovali pouze na světlo hvězd, Měsíce a Slunce, ale vytvořili systém, který zjednodušuje jak nácvik navigace, tak samotný proces určování polohy.

výpočet

Znáte-li souřadnice výchozího bodu (výstupního přístavu), času pohybu a rychlosti, je možné zakreslit celou trajektorii na mapu a zaznamenat, kdy a o kolik stupňů se kurz změnil. Tato metoda by mohla být ideální, když jsou směr a rychlost nezávislé na proudu a větru. Nerovnoměrnost průběhu a chyby indikátoru zpoždění také ovlivňují přesnost získaných souřadnic. Navigátor má k dispozici speciální pravítko pro pokládání rovnoběžných čar na mapě. Určení manévrovacích prvků námořního plavidla se provádí pomocí kompasu. Obvykle se v místě změny směru zjišťuje skutečná poloha jinými dostupnými metodami, a protože se zpravidla neshoduje s vypočítanou, nakreslí se mezi oběma body jakási vlnovka, vzdáleně připomínající hlemýžď ​​a nazývá se „rozpor“.

V současné době je většina lodí vybavena automatickými kalkulačkami, které s ohledem na vstupní rychlost a směr provádějí integraci přes časovou proměnnou.

Pomocí radaru

Nyní na námořních mapách nezůstala žádná bílá místa a zkušený navigátor, který vidí obrysy pobřeží, okamžitě pozná, kde se nachází plavidlo svěřené do jeho péče. Když si například všiml světla majáku na obzoru i v mlze a zaslechl tlumený zvuk jeho sirény, okamžitě řekne něco jako: „Jsme na traverzu Voroncovského ohně, vzdálenost je dvě míle. “ To znamená, že loď je v uvedené vzdálenosti na přímce spojující v pravém úhlu kurz a kolmý směr k majáku, jehož souřadnice jsou známé.

Často se však stává, že pobřeží je daleko a nejsou zde žádné viditelné orientační body. Dříve, v dobách plachetní flotily, byla loď „položena na záda“, sbírala plachty, někdy, pokud byla známa náladovost dominantních větrů a nepředvídatelnost dna (útesy, mělčiny atd.), pak zakotvil a „čekal v moři na počasí“, tedy objasnění. Nyní již není třeba plýtvat časem a navigátor může vidět pobřeží pohledem na obrazovku lokátoru. Určení lodi pomocí radaru je jednoduchý úkol, pokud máte kvalifikaci. Stačí zkombinovat obrázek na navigačním zařízení a mapu příslušné oblasti a vše bude hned jasné.

Zaměřování a metoda radionavigace

Existuje taková amatérská rozhlasová hra - "Lov na lišku". Jeho účastníci pomocí podomácku vyrobených přístrojů hledají v křoví nebo za stromy schovanou „lišku“ – hráče, který má funkční radiostanici s nízkým výkonem. Stejným způsobem, tedy nesením, kontrarozvědky identifikují obyvatele cizích zpravodajských služeb (alespoň tomu tak bylo dříve) v okamžiku, kdy odeslaly špionážní zprávy. Lokalizace vyžaduje alespoň dva směry protínající se v místě umístění, ale častěji než ne. Vzhledem k tomu, že v naměřených hodnotách je vždy nějaký rozptyl a není možné dosáhnout absolutní přesnosti, ložiska se nesbíhají v jednom bodě, ale tvoří jakýsi mnohostranný obrazec, v jehož geometrickém středu bychom měli zaujmout polohu s vysokou stupeň pravděpodobnosti. Referenčními body mohou být pilotní signály speciálně vytvořené na pobřeží (například na majácích) nebo záření z radiostanic, jejichž souřadnice jsou známé (jsou zakresleny do mapy).

Korekce pobřežního kurzu pomocí rádiové komunikace je také široce použitelná.

Přes satelit

Dnes je téměř nemožné ztratit se v oceánu nebo moři. Pohyb pohybujících se objektů na moři, ve vzduchu i na souši sleduje ruský Cospas a mezinárodní Sarsat. Pracují na Dopplerově principu. Na loď je nutné nainstalovat speciální radiomaják, ale bezpečnost a důvěra v úspěšný výsledek plavby stojí za vynaložené peníze. Zaměřovače jsou umístěny na geostacionárních satelitech („visí“ nad pevným bodem na zemském povrchu), které tvoří systém. Tato služba je poskytována zdarma a kromě záchranné funkce provádí navigační vyhledávání polohy plavidla. Metoda satelitní navigace dává nejpřesnější souřadnice, její aplikace nezpůsobuje potíže a navigátoři v naší technologické době ji používají nejčastěji.

Doplňkový parametr - načítání

Splavnost plavidla a jeho případný kurz výrazně ovlivňuje jeho ponor. Zpravidla platí, že čím větší část těla je ponořena ve vodě, tím vyšší je úroveň jeho hydrodynamického odporu. Existují ale výjimky, například u jaderných ponorek podvodní tok přesahuje hladinu a speciální nosní „bulva“ v případě jejího úplného utopení vytváří efekt lepšího zefektivnění. Tak či onak, ale rychlost pohybu (zdvihu) je ovlivněna hmotností nákladu (nákladu) v podpalubí nebo nádržích. K posouzení této hodnoty námořníci používají speciální značky s riziky na přídi, zádi a bočních částech trupu (nejméně šest stupnic). Tyto znaky jsou aplikovány individuálně, každá loď má svůj vlastní, neexistuje jednotný standard. Technika určování hmotnosti nákladu na palubě lodi, nazývaná „průzkum ponoru“, je založena na použití „značek ponoru“ a používá se k mnoha účelům, zejména k navigaci. Hloubka dna vždy neumožňuje lodi proplout konkrétní plavební dráhou a navigátor musí s tímto faktorem počítat.

Zbývá jen popřát alespoň těm, kteří se vydají na plavbu.