Принято считать, что магнитные силовые линии выходят из южного магнитного полюса и сходятся в северном образуя замкнутые кривые. Вертикальная плоскость, проходящая через такую магнитную стрелку, называется плоскостью магнитного меридиана.
Угол, на который магнитный меридиан отклонен от истинного меридиана, называется магнитным склонением, или склонением компаса.
Магнитное склонение , расчет на год плавания. МП, МК, ОМП.
Магнитное склонение - W,E изминение умножаем на разность лет с учетом знака.
Магнитный курс – угол в плоскости истинного горизонта, отсчитываемый от нордовой части магнитного меридиана по часовой стрелке до носовой части диаметральной плоскости судна;
Магнитный пеленг – угол в плоскости истинного горизонта, отсчитываемый от нордовой части магнитного меридиана по часовой стрелке до направления на ориентир.
Обратный магнитный пеленг – угол, отличающийся от МП на 180.
Судовой магнетизм и его влияние на показания магнитного компаса. Компасный меридиан Девиация магнитного компаса. Компасный меридиан. Девиация магнитного компаса. Таблица девиации. КК, КП, ОКП. Связь между компасным и магнитным курсом.
Стальной набор судна, его обшивка приобретают магнитные свойства с момента постройки и сохраняется годами. На компас оказывают влияние магнитные силы твердого и мягкого в магнитном отношении железа, причем действие их различно. Кроме того на компас влияют силы, возникающие от магнитного поля, работающих судовых агрегатов.
Угол в плоскости истинного горизонта наблюдателя между магнитным и компасными меридианами называют девиацией магнитного компаса, этот угол отсчитывается от нордовой част и магнитного меридиана к Оst или к W от 0 до 180. По характеру возникновения различают полукруговую, четвертную и креновую девиации.
Полукруговая – создается твердым в магнитном отношении железом, четвертная – мягким, креновая возникает во время качки. Компасный меридиан – воображаемая линия пересечения плоскости истинного горизонта наблюдателя с плоскостью компасного меридиан, проходящей через данную точку на судне.
Компасный курс
– угол при центре компаса, отсчитываемый от нордовой части компасного меридиана до направления носовой части диаметральной плоскости судна по часовой стрелке от 0 до 360. Компасный пеленг – угол при центре компаса, отсчитываемый от нордовой части компасного меридиана до направления на предмет от 0 до 360.
Обратный компасный пеленг – угол отличающийся от КП на 180. Для обеспечения надежной работы компаса, производят уничтожение девиации. Принцип уничтожения – в компенсации магнитного поля судна вблизи компаса (вблизи компаса устанавливают магниты – уничтожители и бруски мягкого железа). Уничтожить ее полностью невозможно, поэтому после проведения работ определяют остаточную девиацию и составляют таблицу ее значений.
Расчет истинных направлений по известным компасным называется исправлением направле ний (румбов). Исправление румбов необходимо для прокладки на карте линии курса или пеленга. Выбрав б из таблицы по известному КК, можно сначала найти магнитные направления по зависимости (15), а затем истинные по соотношению (13). Подставляя (15) в (13), получим формулы для исправления румбов
(23)
Расчет компасных направлений по известным истинным называется переводом направле ний (румбов). Перевод румбов необходим, например, для определения курса судна по компасу с целью перехода из одной точки в другую. Сначала по (14) вычисляют магнитный курс
МК=ИК - d,
а затем по (16) находят компасный курс
Девиацию выбирают из таблицы по магнитному курсу, учитывая, что МК и КК отличаются на небольшую величину. В случаях, если величина девиации превышает 4°, а табличный интервал 1°, целесообразно сделать второе приближение. Для этого после расчета КК снова входят в таблицу девиации уже с полученным значением компасного-курса, находят б и рассчитывают компасный курс второй раз.
Подставляя (14) в (16), получим зависимости прямого перевода румбов
(24)
Алгебраическая сумма склонения и девиации геометрически представляет собой (рис. 15) угол в плоскости горизонта между северной частью истинного и компасного меридианов, называемый поправкой компаса (ΔМК),
ΔМК = d +δ. (25)
Если северная часть компасного меридиана отклонена к Е от истинного, поправка компаса положительна, если к W - отрицательна.
С учетом зависимости (25) из (23) и (24) получаем формулы для исправления и перевода румбов при известной поправке компаса:
(26)
(27)
Все задачи исправления и перевода румбов могут быть проверены графически (рис 16).
Для этого, например, сначала строят истинный меридиан, затем по известным величинам (ΔМК, d или ИК) проводят другие линии (компасного, магнитного меридиана или курса) и определяют неизвестные величины. Расположение меридианов относительно друг друга определяют логическим рассуждением с учетом знака и величины δ, d или ΔМК. Графический контроль проводят с целью исключения ошибок в знаках.
Исправление и перевод румбов чаще всего производят, рассчитывая поправку компаса по формулам (26) и (27), для чего снимают с карты величину склонения, а девиацию выбирают из таблицы.
Достоверность поправки компаса обусловливает точность определения истинных направлений, а следовательно, и точность проводки судна. Отсюда вытекает необходимость систематического контроля поправки. Поправку компаса определяют сравнением истинных и компасных направлений. С этой целью необходимо знать значение истинного курса или пеленга и одновременно измерить соответствующее компасное направление. Из (26) имеем, что
(28)
Для определения ΔМК могут быть использованы способы, аналогичные способам определения девиации: по пеленгам створа, истинное направление которого дано на карте или может быть снято с карты; по пеленгу отдаленного предмета, когда место судна известно с высокой точностью, а предмет нанесен на карту, по пеленгам небесных светил. На некоторых речных судах, где не имеется возможности измерить пеленг с магнитного компаса, поправка может быть определена сравнением ИК и КК при плавании по створам, направление которых известно. Для этого, находясь на линии створа, приводят судно носом точно на створные знаки и замечают компасный курс.
Поправка магнитного компаса может быть получена также сличением с гирокомпасом, если его поправка известна:
ΔМК = ГКК - КК+ΔГК. (29)
При каждом определении поправки магнитного компаса следует вычислять девиацию по формуле
δ = ΔМК - d (30)
для контроля достоверности таблицы.
Поправка компаса. Вычисление и учёт поправки компаса. Определение и исправление румбов.
Румбовая система счёта направлений дошла в наш век из эпохи парусного флота. В ней горизонт разбит на 32 румба, которые имеют соответствующие номера и наименования. Один румб равен 11,25 о. Направления N,S,E, и W называют главными направлениями, NE, SE, SW, NW – четвертными направлениями, а остальные 24 – промежуточными. Чётные промежуточные румбы имеют названия от ближайшего главного и четвертного румбов, например, NNW, WSW, ESE и т. д. В названия нечётных промежуточных румбов входит голландская приставка «тень» (ten), что означает «к», например, NtE читается как «норд-тень-ост» и означает, что направление N «сдвинуто» на один румб к E, и т. д.
Румбовая система счёта применяется для обозначения направлений ветра, течения и волнения – это традиционная система счёта.
Магнитное склонение d – это угол в плоскости истинного горизонта между географическим (истинным) и магнитным меридианами.
На 1985 г. d = 1 о W, годовое изменение Dd = 0,2 o , склонение в 2000 г. - ?
Dt = 2000-1985 = 15 лет
d 2000 = d + DdDt = +2 o E
На судне обычно устанавливают два различных компаса: главный компас для определения места судна и путевой – для управления судном. Главный компас устанавливают в ДП судна, в месте, обеспечивающем круговой обзор и максимальную защищённость от судовых магнитных полей. Обычно – это навигацонный мостик судна.
Расчёт девиации:
d i = МП - КП i
И составляют таблицу или график девиации как функции компасного курса.
Если производят сличение путевого и главного магнитных компасов или путевого и гирокомпаса, то справедливы соотношения:
ККп + dп = ККгл + dгл
ККп + dп = ГКК + DГК - d
Морские единицы длины и скорости. Поправка и коэффициент лага. Определение пройденного расстояния по РОЛ.
Метрическая система неудобна для измерений расстояний на море, так как в прошессе судовождения приходится решать задачи, связанные с измерением углов и угловых расстояний.
Для референц-эллипсоида Красовского длина одной минуты такой дуги выражается следующей формулой:
D = 1852,23 – 9,34cos2f
Стандартная морская миля соответствует длине минуты мередиана референц-эллипсоида Красовского на широте 44 0 18’. Она отличается от значений на полюсах и экваторе всего на 0,5%.
Одна десятая часть морской мили называется кабельтов (кб) 1кб = 0,1 мили = 185,2 м
За еденицу скорости в морской навигации принят узел (уз) – 1уз = 1 миля/час.
Переход от скорости в узлах к скорости в кабельтовых в минуту производится по формуле:
V кб/мин = V уз /6
При рассчётах, связанных со скоростью ветра, и в других случаях используется единица метр в секунду (м/с) – 1м/с = 2уз.
Расстояние S o от некоторого нуля фиксируется специальным счётчиком, а его мгновеное значение в данный момент называется отсчётом лага (ОЛ). Пройденное судном расстояние определяется с помощью относительного лага как разность между его последовательными отсчётами (РОЛ) в моменты времени, снятыми со счётчика лага:
РОЛ = ОЛ i+1 - ОЛ i
Лаг, как любой прибор, определяет скорость с погрешностью. Систематическая погрешность в показаниях лага может быть скомпенсирована поправкой лага D Л, имеющей обратный знак. Такая поправка, выраженная в процентах, называется поправкой лага. Она расчитана по следующим формулам и может иметь как положительный, так и отрицательный знаки:
D Л = (S o – РОЛ)/РОЛ * 100%
D Л = (V o – V л)/ V л * 100%
S o – фактически пройденное судном расстояние.
V o и V л – скорости судна относительно воды и показанная лагом.
Вместо поправки часто используют коэффициент лага:
К л = 1 + D Л/100 = S л /РОЛ
S л = РОЛ * К л
Скорость судна и правильность работы лага, то есть поправка лага, определяется на ходовых испытаниях.
Классификация карт, используемых в судовождении. Содержание карт. Руководства и пособия для плавания. Требования конвенции СОЛАС в отношении карт и пособий для плавания.
Морские карты и другие навигационные пособия на все районы океанов и морей издаются Главным управлением навигации и океанографии (ГУНиО), а в зарубежных странах – гидрографическими службами (департаментами).
Морские карты издаются главным образом в меркаторской проекции и по своему назначению подразделяются на три вида:
Навигационные предназначаются для ведения счисления пути и определения места судна в море. К морским навигационым картам относятся общенавигационные, радионавигационные и т. д.
Специальные предназначены для решения ряда задач судовождения при использовании особых технических средств. К специальным относятся рулонные и маршрутные карты и т. д.
Вспомогательные и справочные морские карты, под названием которых объединены различные картографические издания ГУНиО. В эту группу входят: карты-сетки, карты в гномонической проекции для прокладки дуги большого круга, радиомаяков и радиостанций часовых поясов и т. д.
Общенавигационные карты являются основной подгруппой морских карт, обеспечивающих безопасность мореплавания. На них наиболее полно отражается рельеф дна, характер берегов и вся навигационная обстановка (огни, знаки, буи, фарватеры и др.).
В зависимости от масштаба общенавигационные марские карты подразделяются на: генеральные, имеющие масштаб от 1:1000000 до 1:5000000; путевые – от 1:100000; частные – от 1:25000 до 1:100000; планы – от 1:100 (при производстве различных гидрографических работ) до 1:25000.
Частные краты содержат все навигационные подробности. Дополнительно к картам издаются различные пособия и справочники, из которых можно почерпнуть много полезных, необходимых сведений. К таким пособиям можно отнести руководства для плавания (лоции), в которых собраны все необходимые для мореплавателя сведения, включая рекомендованные пути и советы по ориентировке при плавании вблизи берегов.
Для подбора карт и пособий издаётся специальный «Каталог карт и книг». Все карты и пособия имеют свой номер, который называется адмиралтейским .
Номера карт состоят из пяти цифр, которые означают: первая – океан или его часть (1 – Северный Ледовитый Океан, 2 и 3 – Северная и Южная часть Атлантики, 4 – Индийский Океан, 5 и 6 – Южная и Северная часть Тихого Океана), вторая – масштаб карты (каждой группе масштаб соответствует цифре от 0 до 4), третья – район моря, в пределах которой находится карта, четвёртая и пятая – порядковый номер в данном районе.
Навигационные морские карты и карты-сетки имеют номера, первой цифрой которой является 9. Вторая цифра обозначает океан или его часть; третья цифра – масштаб; последние две являются порядковыми номерами карты в океане.
6. Способность определения дрейфа судна. Учёт дрейфа и течения при счислении, точность счисления.
Дрейфом судна называется отклонение движущегося судна с линии намеченного курса под воздействием ветра и ветрового волнения. Направление ветра определяется по той точке горизонта, откуда дует ветер (ветер дует в компас) и выражается в румбах или градусах.
Дрейф возникает под воздействием силы давления набегающего потока воздуха на надводную часть судна. Скорость и направление этого потока соответствует вектору скорости кажущегося (наблюдаемого) ветра.
Где n - вектор скорости истинного ветра; V – вектор скорости судна; W – вектор скорости кажущегося ветра.
Несимметрические отклонения от курса под действием порывов ветра, ударов волн, отклонения руля вызывают зарыскивание судна, которое может быть как под ветер, так и на ветер.
Говоря об определении и учёте дрейфа, под термином «дрейф» будем понимать результирующее отклонение судна с линии истинного курса.
Полная сила А давления кажущегося ветра приложена к центру парусности надводной части судна и направлена под ветер.
В общем виде сила А определяется равенством:
Где C q – коэффициент сопротивления надводной части судна.
Угол a между линией истинного курса и линией пути судна называется углом дрейфа.
Угол между северной частью истинного мередиана и линией пути при дрейфе называется путевым углом
a
.
, 
Угол a имеет знак «+» - если ветер дует в левый борт, и «-» - если в правый.
Для учёта дрейфа при прокладке необходимо знать угол дрейфа, Угол дрейфа можно определить из наблюдений или вычислить по формулам, специально составленным таблицам или номограммам.
Учёт дрейфа при использования автоматического счисления координат сводится к введению дополнительной поправки курса, равной углу дрейфа судна. Для этого на приборе устанавливается поправка курса D Кл, равная алгебраической сумме поправки компаса и угла дрейфа:
7. Навигационная изолиния, линия положения, полоса положения. СКП определения места судна по двум линиям положения.
Геометрическое место точек, отвечающее постоянному значению навигационного параметра, называется навигационной изолинией. В навигации для определения места судна используются следующие навигационные параметры и соответствующие им изолинии:
Пеленг . На судне измерен истинный пеленг (ИП) предмета А, равный a . Проложив на карте линию пеленга АД, можно увтерждать, что судно в момент взятия пеленга находилось на этой линии. Прямая линия АД, отвечающая условию задачи, на которой находилось судно в момент наблюдения, будет называться изолинией пеленга или изопеленгой.
Расстояние. Измерено расстояние Д между судном и ориентиром А. В этом случае судно будет находится на окружности радиусом Д с центром в точке А. Эта окружность будет называться изолинией расстояния или изостадией.
Горизонтальный угол.
Если измерен горизонтальный угол между предметами А и Б, равный a
, или этот угол вычислен как разность двух пеленгов 
. Эта окружность называется изолинией горизонтального угла или изогоной.
Разность расстояний. В некоторых радионавигационных системах измеряется разность расстояний до двух ориентиров. Тогда изолинией разности расстояний будет гипербола.
Обобщённая теория линий пложения позволила расширить метода получения обсервованных кординат, которые можно подразделить на три группы: графические (использование карт с сетками изоолиний и непосредственная прокладка изолиний), графо-аналитические (обобщённый метод линий положения и использования специальных таблиц определяющих точек для построения линий положения), аналитический (прямые алгебраические методы решения уравнений и вычисления с использованием метода хорд или касательных).
При воздействии случайных ошибок измерений смещение каждой линии положения характеризуется линейной величиной D n , которое характеризуется линейной ошибкой линии положения m D n , а ошибка определения места, являющаяся результатом случайных ошибок в обеих линиях положения, характеризуется площадью параллелограмма, образованным двумя параметрамиm D n 1 и m D n 2 .
Общий порядок вычисления параллелограмма паогрешности обсервации судна при действии случайных ошибок таков:
Задаются средними квадратическими ошибками измерений для конкретных условий плавания m v1 и m v2 .
Вычисляют возможное смещение каждой линии положения 
; 
; 
; 
.
Откладывают от полученнной обсервации по нормали к линии положения (по направлению градиентов) полученные смещения и строят параллелограмм abcd. Вероятность нахождения судна в площади параллелограмма около 50%; если взять для расчёта 2m, то вероятность увеличивается до 95%, а если принять предельную ошибку 3m, то вероятность повышается до 99%.
Для удобства анализа точность обсервации места судна целесообразнее оценить не площадью, а одним числом. За среднюю квадратическую ошибку обсервованного места М принимают радиус круга, охватывающий эллипс погрешности. Этот радиус равен:
Вероятность того, что место судна находится внутри радиуса круга М изменяется от 63,2 до 68,3% и зависит от соотношения полуосей a и b.
8. Идея определения места судна по измерениям навигационных параметров. Способы определения места судна.
Определение места по двум пеленгам:
Способ определения места судна по двум пеленгам один из наиболее распространённых при плавании в узкостях или вдоль берега, вблизи навигационных опасностей.
Это объясняется ещё и тем, что часто в видимости судна не бывает одновременно большого количества ориентиров. Сущность способа состоит в следующем. В быстрой последовательности берут пеленги двух объектов (маяков, знаков, мысов и т. д.) Рассчитывают истинные пеленги, если имеется поправка компаса, и прокладывают их на карте.
В точке пересечения пеленгов будет обсервованное место судна F.
A Δ B Δ
Этот способ имеет ряд преимуществ (простота и быстрота определения), но и ряд недостатков, главным из которых является полное отсутствие контроля при единичном определении.
Величину линейной ошибки обсервованного места можно получить по формуле для систематической ошибки e k град, подставляя в неё значения градиентов:
; ; и 
град получим:
где AB – расстояние между ориентирами.
Из этой формулы видно, что величина FF 1 будет увеличиваться с уменьшением Q (при постоянном AB и e k). Поэтому при 30 о >Q>150 o , когда sinQ уменьшается особенно быстро, определение места по двум пеленгам нельзя считать точным.
Влияние случайных ошибок пеленгования.
Пеленгованию, как и любому измерению, сопутствуют случайные ошибки, к которым можно отнести ошибки из-за неточности наведения, колебаний в момент качки, отсутствие стабилизации в вертикальной плоскости и др. Это приводит к тому, что любому измеренному пеленгу соответствует ошибка 
, град. Если такую ошибку подставить в формулу для оценки точности обсервованного места, то получим формулу для средней квадратической погрешности обсервации по двум пеленгам:
.
Формула показывает, что при малых и близких к 180 о углах Q ошибки увеличиваются. Следовательно, место будет получаться точнее при Q=90 о. Точность определения зависит также от расстояния до ориентиров.
При определении места судна по двум пеленгам ошибка в принятой поправке компаса может быть значительно более случайных ошибок.
Для определения правильного значения поправки компаса по пеленгам двух предметов достаточно найти величину её ошибки, а затем алгебраически вычесть эту ошибку из принятого
значения поправки компаса: 
, где DК – поправка компаса, DКпр – принятое значение поправки компаса, e к – ошибка принятого значения с её знаком.
Определение места по трём пеленгам.
При определении места по трём пеленгам в быстрой последовательности берут пеленга трёх предметов A, B, C. Переводят их в истинные и прокладывают на карте. Если бы наблюдения не содержали ошибок и пеленги были взяты одновременно, то все три пеленга пересеклись бы в одной точке F, представляющей собой место судна.
Однако из-за неизбежного действия ряда факторов пеленги обычно не пересекаются в одной точке, а образуют так называемый треугольник погрешности. Его появление может быть вызвано различными видами ошибок:
Промахами при снятии счёта и при исправлении компасных пеленгов;
Ошибки в опознавании ориентиров;
Ошибки в принятой поправке компаса;
Случайные ошибки пеленгования в прокладке.
Чтобы избежать графических ошибок при построении, можно рассчитать параллельное смещение каждой линии положения при изменении поправки на 3…5 о и построить новый треугольник погрешности, перенеся все линии положения в сторону увеличения или уменьшения. Для рассчёта смещения необходимо снять с карты расстояния до каждого из трёх предметов. Тогда:
, 
, 
.
Влияние ошибки, вызванной неодновременным взятием пеленгов, можно исключить несколькими способами. Один из них – правильный выбор очерёдности взятия пеленгов. Первым можно пеленговать объекты, расположенные ближе к диаметральной плоскости судна. Пеленги этих ориентиров изменяются медленнее. Если берутся пеленги огней маяков, то наблюдение надо так организовывать, чтобы не пришлось долго ждать проблеска огня, если он пеленгуется не первым. При скорости до 15 уз, когда прокладка ведётся на путевых картах, этого достаточно для исключения ошибки от неодновременного пеленгования. При больших скоростях или при ведении прокладки на крупномасштабных картах или планах для уточнения следует привести пеленга к среднему моменту. Для этого берут пять пеленгов в следующем порядке, пеленгуют ориентиры A, B и C, а затем ещё повторно пеленги В и А в обратном порядке. Считая, что пеленги изменяются линейно, рассчитывают среднее значение пеленгов объектов А и В.
, 
.
Поправкой компаса называется величина параметра (курса или пеленга), компенсирующая систематическую ошибку его измерения. В общем виде поправка – это систематическая ошибка, взятая с обратным знаком.
Постоянную поправку гирокомпаса DГК по каждому ориентиру определяют как разность истинного и среднего измеренного пеленгов:
Определение расстояний в море.
Расстояние в море можно определить несколькими методами: с использованием дальномеров, по вертикальному углу, измеренным секстаном, по данным РЛС и глазомером.
Дальномеры представляют собой оптические приборы, измеряющие расстояния до видимого предмета на основе различных принципов.
Определение места судна по измеренным расстояниям.
Если в видимости судна имеются два ориентира, до которых измерены расстояния (по вертикальному углу или по данным РЛС), то обсервованные места судна можно получить по двум расстояниям. Пусть А и В – два объекта, до которых ичмерены расстояния ДА и ДВ. Известно, что измеренному расстоянию соответствует изолиния –окружность радиусом, равным этому расстоянию, и с центром в точке расположения ориентиров. Если оба наблюдения сделаны одновременно, то, проложив две окружности, в одной из точек получим место судна. Вопрос о том, какую из двух точек считать обсервованным местом, легко решается путём сопоставления её со счислимым местом.
Средняя квадратическая погрешность обсервации места по двум расстояниям получается, если в общую формулу подставить значения ошибок линий полодения, помня, что градиент расстояния равен единице.
Определение места судна по пеленгу и расстоянию.
Этот способ наиболее часто употребляется при использовании радиолокатора. Обычно пеленг и расстояние измеряют до одного ориентира, однако бывает целесообразнее измерить пеленг на светящийся маяк по компасу, а расстояние измерить до берега. В первом случае угол пересечения линий положения будет равен 90 о, а во втором – разности пеленгов, снятых с карты. Расстояние может быть измерено с помощью секстана по вертикальному углу либо получено приближённо по открытии маяка или глазомерно, при плавании по фарватеру или в узкостях.
Чтобы уменьшить ошибки неодновременности наблюдений, вначале измеряются расстояния, а затем берётся пеленг при положении предмета ближе к траверзу и в обратной последовательности – при острых углах. Обсервованное место получается на линии ИП на расстоянии от предмета, равном Д.
При измерении пеленга и расстояния до одного ориентира средняя квадратическая погрешность места судна равна (угол 
)
При измерении пеленга и расстояния до разных объектов требуется знать угол пересечения, тогда:
9. Градиенты навигационных параметров. Способы оцеки точности места судна при навигационных определениях. СКП и 95% погрешность в месте судна. Практический учёт погрешностей в определении места судна для безопасной навигации. Требования ИМО.
Любые измерения содержат ошибки, поэтому, измерив пеленг, дистанцию или угол и рположив на карте соответствующую изолинию, нельзя считать, что судно будет находиться на этой изолинии. Вычислить возможное смещение изолинии из-за ошибок можно, используя понятие градиента функции.
Вектор 
называется градиентом
– это вектор, направленный по нормали к навигационной изолинии в сторону её смещения при положительном приращении параметра, причём модуль этого вектора характеризует наибольшую скорость изменения параметра в данном месте. Этот модуль равен:
.
Если при измерении навигационнаго параметра v допущена ошибка Dv и известен градиент, то смещение линии положения параллельно самой себе и определяется формулой:
.
Чем больше величина градиента g, тем меньше смещение линии положения при той же ошибке Dv, тем точнее будет определение места судна.
Если при измерении навигационного параметра имела место случайная погрешность m П, град, то погрешность линии положения найдётся по формуле:
.Полоса положения, ширина которой в три раза больше средней, захватывает места судна с вероятностью 99,7%. Такую полосу называют предельной полосой положения
. Аналитически 
вычисляется по формуле: 
, где d –вспомогательный угол.
Значение угла d получается вычислением:
.
Смещение линии положения в милях равно:
,
где m’a - погрешность угла в дуговых минутах.
Для предотвращения навигационных аварий, связанных с посадкой на мель, наряду с другими мероприятиями предпринимались попытки нормировать требования к точности и частоте обсервации в зависимости от условий плавания. Неоднократное обсуждение этих вопросов в комитете по безопасности мореплавания Международной морской организации (ИМО) привело к созданию стандарта точности судовождения, принятому в 1983 г. на 13-й Ассамблее ИМО в резолюции А.529.
Цель принятого стандарта обеспечение руководства различного рода администраций стандартами точности судовождения, которые должны применяться при оценке эффективности работы систем,предназначенных для определения места судна, в том числе радионавигационных систем, включая спутниковые. От судоводителя требуется знать свое место на любой момент времени. В стандарте указаны факторы, влияющие на требования к точности судовождения. К ним относятся:
скорость судна, расстояние до ближайшей навигационной опасности, которой считается всякий признанный или нанесённый на карту элемент, граница района плавания.
При плавании в других водах со скоростью до 30 узлов текущее место судна должно быть известно с погрешностью не более 4% расстояния до ближайшей опасности. При этом точность места должна оцениваться фигурой погрешностей с учётом случайных и систематических ошибок с вероятностью 95%. В стандарт ИМО включена таблица, которая содержит требования к точности места, а также допустимое время плавания по счислению при условии, что гирокомпас и лаг (время плавания), соответствуют требованиям ИМО, счисление не корректировалось, погрешности имеют нормальное распределение, а течение и дрейф учитываются с возможной точностью.
10. Ортодромия, ортодромическая поправка. Способы построения ортодромии на картах меркаторской проекции.
Ортодромическая поправка
При определении ИРП измеряют угол между истинным меридианом и дугой большого круга, по которой распространяется радиоволна от источника ее излучения М до места приема К на сфере (рис. 13.4). Измеренный угол является ортодромическим пеленгом.
Если на меркаторской проекции от места радиомаяка АД отложить, как это обычно делается, линию обратного ИРП (ОИРП) то место судна получится не в направлении МК, а в направлении MKi.
Для того чтобы линия пеленга, проложенная на меркаторской карте, прошла через место судна К, измеренный оргодромический пеленг должен быть 
переведен в локсодромический пеленг (Лок П) путем прибавления к нему угла y, называемого оргодромической поправкой:
Лок П = ИРП + y
Ортодромическая поправка является поправкой за кривизну изображения дуги большого круга на меркаторской карте. Найдем величину этой поправки по рис. 13.5, изображающему Северное полушарие Земли с проведенной на нем через точки К и М дугой большого круга. Эта дуга составляет с меридианами точек К и М соответственно углы Ai и Ад. Эти углы не равны между собой, так как дуга большого круга пересекает меридианы под разными углами.
Разность двух сферических углов, под которыми дуга большого круга пересекает меридианы двух заданных точек, назывется схождением меридианов. Величину схождения меридианов точек К и М можно найти, если применить к треугольнику КРМ аналогию Непера. На основании ее можно написать:
Из формулы (13.7) видно, что y не может быть больше РД. С увеличением широты схождение меридианов увеличивается. Наибольшего значения, равного 
разности долгот, схождение меридианов достигает при рт = 90°.
Значение оргодромической поправки можно найти по схождению 
меридианов на рис. 13.6, изображающем в меркаторской проекции часть земного шара с точками К и М, через которые проходит дуга большого круга, составляющая с меридианами данных точек углы Ai и Ад. На меркаторской проекции дуга большого круга изобразится кривой, обращенной своей выпуклостью к ближайшему полюсу. Локсодромия, проходящая через точки К и М, пересекает их меридианы под одним и тем же углом К.
Предположим, что расстояние между точками К и М сравнительно невелико, вследствие чего можно считать, что дуга большого круга, проходящая через эти точки, изображается дугой окружности. Это предположение будет верным с достаточной для практики точностью для расстояний до нескольких сотен миль. Тогда дуга большого круга будет составлять с локсодромией в точках К и М равные углы y.
Из рис. 13.6 видно, что в точке К поправка ip = К-Ац в точке М поправка гр = А; - К. Суммируя эти равенства, получаем 
Формула эта является приближенной потому, что при выводе ее мы допустили равенство ортодромических поправок в точках К и М. В действительности оргодромические поправки в этих точках не равны.
Подставляя эти данные в формулу (13.8) получаем:
При решении различных задач навигации чаще всего приходится находить локсодромический пеленг в данной точке при известном ортодромическом пеленге. Эту задачу решают по алгебраической формуле (13.5).
Знак ортодромической поправки зависит от взаимного расположения судна и пеленгуемой им радиостанции и определяется по следующему правилу: если в Северном полушарии судно расположено к западу от радиостанции (величина пеленга в круговом счете от 0 до 180°), ортодромическая поправка имет знак «+»;если судно находится к востоку от радиостанции (величина пеленга от 180 до 360°), ортодромическая поправка имеет знак «-». В южном полушарии правило знаков будет обратным (рис. 13.7).
При выводе приближенной формулы ортодромической поправки было сделано предположение, что дуга большого круга изображается на меркаторской карте дугой окружности, вследствие чего ортодромическая поправка у обоих ее концов будет одинакова. Более строгое исследование, вопроса об ортодромической поправке показывает, что дуга большого круга на меркаторской карте изображается кривой, не являющейся окружностью, и ортодромическая поправка у разных концов дуги большого круга будет разной.
На больших расстояниях, когда DА > 10°, следует использовать точное значение ортодромической поправки. Точное значение ортодромической поправки можно найти с помощью табл. 23-6 МТ-75, составленной по формуле:
A 1 -ортодромическое направление, определяемое из выражения (13.2).
Повысить точность нахождения ортодромической поправки (при (р > 35°), можно, пользуясь обычной таблицей, составленной по приближенной формуле (13.8). Входить в эту таблицу следует не со средней широтой, а с широтой точки, для которой находится ортодромическая поправка. Ортодромическую поправку следует учитывать во всех случаях, когда ее величина больше случайных погрешностей прокладки, (их обычно принимают равными ± 0,3°).
Извещения мореплавателям (Notices to mariners). Содержание извещений мореплавателям. Правила корректуры навигационных карт.
Поддержание карт и руководств для плавания на современном уровне называется корректурой. Документы, содержащие сведения об изменениях в обстановке называются корректурными. Их издают органы ГУНиО МО в виде выпусков «Извещения мореплавателям» (ИМ). Наиболее важную и срочную информацию передают по радио. ИМ издают еженедельно отдельными выпусками, каждый из которых имеет свой порядковый номер. Выпуск ИМ №1 выходит в начале года и всегда должен быть на судне. На титульном листе выпуска ИМ указывают номер и дату его опубликации, номера ИМ которые вошли в данный выпуск и общие справочные сведения. Номерация извещения в течение календарного года сквозная. В перечне приводят номера карт, адмиралтейские номера и названия лоций, описание огней и знаков, радиотехнических средств навигационного оборудования и прочих руководств и пособий для плавания, которые при получении данного выпуска надлежит исправлять.
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:
1) новая карта (“New Chart” - NC). Новой картой называется:
карта, показывающая район, ранее не показанный ни на одной из Адмиралтейских карт;
карта с изменённой нарезкой;
карта на определённый район масштаба отличного от масштаба карт, уже существующих на этот район;
карта, показывающая глубины в других единицах измерения.
Для карт, изданных после ноября 1999 года, - под нижней внешней рамкой слева. О публикации новой карты сообщается заблаговременно в Еженедельных выпусках Извещений Мореплавателям;
2) новое издание карты («New Edition» - NE). Новое издание карты публикуется в том случае, когда имеется большое число новых сведений или накапливается большое количество исправлений на существующую карту. Дата опубликования нового издания карты указывается справа от даты опубликования её первого издания. Например:
На картах, изданных после ноября 1999 года - в рамке в левом нижнем углу карты. Новое издание карты содержит всю корректуру, вышедшую на карту с момента публикации предыдущего издания. С момента выхода нового издания запрещено использовать карты предыдущих изданий;
3) срочное новое издание («Urgent New Edition « - UNE).
Такое издание публикуется в том случае, когда имеется много новой информации по району карты, которая имеет большое значение для безопасности мореплавания, но по своему виду такая информация не может быть передана на суда для корректуры в Извещениях Мореплавателям. Ввиду срочности такое издание может не содержать всей корректуры, вышедшей на данную карту с момента печати последнего издания, если такая информация не является критической для безопасности мореплавания в данном районе (см. главу 2). Таким образом, срочное новое издание карты может нуждаться в корректуре по Еженедельным Извещениям Мореплавателям, вышедшим до его издания;
4) 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:
Большая корректура содержит все предыдущие малые корректуры (см. ниже) и корректуру, опубликованную в предыдущих Еженедельных Извещениях Мореплавателям. Большая корректура карт применялась до 1972 года;
5) 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:
882 - 985/01
Т&Р Notices in Force
Требование ИМО к форме и содержанию судовой информации о маневренных свойствах судна. Лоцманская карточка.
Основные свойства конкретного судна относящиеся в первую очередь к его ходкости, поворотливости и инерционно-тормо
Иногда, интервьюируя 3-х помощников, я в шутку спрашиваю: «C чего начинается утро для 3-го помощника и для капитана?»
Молодые ребята теряются, и пытаются что-то придумать на мой неожиданный вопрос.
Я им всем объясняю, что утро у капитана начинается с чашечки ароматного кофе, а для 3-го помощника утро начинается с поправки компаса. Шутка конечно, но с долей правды. Вот об этом я и хочу поговорить.
Все судоводители знают, что поправку компаса нужно определять каждую вахту. Как это сделать?
В прибрежном плавании, когда есть береговые ориентиры, это очень просто, и занимает несколько минут. А что делать, если судно в открытом океане? Вокруг ничего, только небо, океан, чайки и капитан, который с интересом наблюдает, как 3-й помощник решит поставленную задачу. Он же наверняка считает тебя «GPS generation». Как говорят, все гениальное просто.
Существует быстрый и легкий способ определения поправки компаса по нижнему или верхнему краю Солнца. Для этого нужно совсем немного – установить пеленгатор с борта, где Солнце заходит, и в момент, когда последний сегмент скрывается за горизонтом. После этого следует взять пеленг, засечь время, широту, долготу и вбить данные в компьютерную программу Navimate или Skymate. Если же не хотите краснеть перед капитаном, или на какой-нибудь инспекции, то покажите класс и рассчитайте поправку вручную.
Для этого нам нужно пособие под названием Nautical Almanac.
Итак, снимаем пеленг на Солнце, записываем текущее время и координаты, записываем курс по гиро и магнитному компасу.
Пример:
Date: 19.03.2013 LMT(UTC+2): 17:46:30 Lat: 35-12,3 N Long: 35-55,0 E
Gyro bearing: 270,6 Heading 005 Magnetic heading 000
Приводим время к Гринвичу (2-й часовой пояс) GMT 15:46:30
Находим GHA (Гринвичский часовой угол)
Находим DEC (склонение)
Чтобы их найти, заходим в основную таблицу Альманаха, и находим текущую дату. Выписываем GHA и DEC на текущий час, также выписываем для Солнца поправку d (справа внизу таблицы). В нашем случае она равняется 1,0.
Затем нужно исправить Гринвичский часовой угол и склонение поправками на минуты и секунды.
Эти данные можно найти в конце книги. Страницы озаглавлены минутами, и на каждую секунду приведена поправка для GHA. Там же в правой части приведена поправка для склонения, которая выбирается по d.
M’S” = 11-37,5 corr = 0-00,8
Теперь приводим Гринвичский часовой угол к местному часовому поясу. Для этого мы прибавляем (если Е) или отнимаем (если W) нашу долготу:
GHA = 54-42,5 + Long 35-55,0
LHA = 90-37,5
Заходим в таблицу Sight reduction table и выбираем значения A, B, Z1:
A = 55,0 B = 0 Z1 = 0
Для второго вхождения в таблицу нам понадобятся F и А.
Чтобы получить F, нужно просто сложить B и DEC (+/-).
DEC у нас положительное, если знак склонения и широты совпадает (N и N/S и S).
Если склонение и широта у нас разные, то DEC отрицательное.
B = 0
DEC = 0-20,6 S
F = 359 39, 4 (округляем до 360)
Теперь уже имея F и A, мы второй и последний раз входим в ту же таблицу, и выписываем второй компонент азимута Z2:
Z2 = 90
Затем складываем Z1 и Z2 и получаем полукруговой азимут Z:
Z = 0 + 90 = 90
Переводим полукруговой азимут в круговой используя правило:
Для северной широты, если LHA больше 180: Zn = Z, если LHA меньше 180: Zn = 360 Z
Для Южной широты, если LHA больше 180: Zn = 180 – Z, если LHA меньше 180: Zn = 180 + Z
В нашем случае Zn = 360 – 90 = 270
Искомый пеленг найден. Отнимаем наш компасный пеленг 270 – 270,6 = — 0,6W
Чтобы не запутаться в порядке вычислений, привожу алгоритм:
- Производим вычисления, записываем пеленг, позицию, время, и курс.
- Приводим местное время к Гринвичскому.
- Выбираем из таблиц значение LHA и Dec.
- Исправляем их поправками на минуты и секунды.
- Выбираем из таблицы значения A, B, Z1.
- Вычисляем F, и выбираем из таблицы Z2.
- Находим азимут и переводим его в круговой.
- Находим поправку компаса (истинный пеленг минус компасный).
- ВЕШАЕМ СЕБЕ НА ГРУДЬ БОЛЬШУЮ АСТРОНОМИЧЕСКУЮ МЕДАЛЬ.
На первый взгляд все выглядит громоздко и непонятно. Но сделав пару практических вычислений, все встанет на свои места.
Кстати, делая поправку компаса по заходу а, у вас появится уникальный шанс увидеть зеленый луч. Дело в том, что при заходе Солнца, в момент, когда Солнце скрывается за горизонтом, из-за рефракции и преломления цвета очень редко, но можно наблюдать зеленый луч в течении нескольких секунд. Это таинственное, загадочное и очень редкое явление получило отражение во многочисленных преданиях разных народов, и обросло легендами и предсказаниями.
Например, по одному из преданий, тот, кто увидел зеленый луч, получит повышение по службе, благополучие, и сможет встреть ту единственную, c которой он встретит свое счастье.
И это не байка, так как Капитан, увидев и оценив старания, а также грамотность молодого судоводителя, конечно же будет рекомендовать его на повышение по службе.
Так что определение поправки компаса по заходу Солнца — это прямой путь к повышению по службе и, как следствие, к благополучию и счастью.
Я желаю всем молодым судоводителям спокойного моря, продвижения по службе, и возвращения к родным берегам. Пусть зеленый луч принесет вам счастье в вашей жизни.
Вопрос №9
АСТРОНОМИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОПРАВКИ КОМПАСА
Определение поравки компаса (∆К) в море является одной из важнейших задач в судовождении.Не зная верного значения ∆К, судоводитель не в состоянии обеспечить необходимой точности счисления пути судна, а так же и навигационных обсерваций. Как известно, поправки судовых компасов определяют по береговым створам. Однако с течением времени по различным причинам величины поправок гиросокпических и особенно магнитных компасов претерпевают изменения. Вследствии этого при нахождении судна в рейсе необходимо систематически определять верные значения поправок компасов. В открытом море это возможно делать только по небесным светилам, т.е. астронамическими методами.
Чтобы определить поправку компаса в море, необходимо получить истинное направление на светило С, т. е. его ИП (рис. 99), и компасное направление на светило, т. е. его КП, тогда величина и знак ΔК определяются по формуле ΔК = ИП - КП.
Истинный пеленг светила, равный азимуту его в круговом счете, в море вычисляют по формулам, таблицам, номограммам, приборам или ЭВМ. Азимут является функцией трех аргументов, т. е.
А = A 1 (φ, δ, t) = А 2 (φ, δ, h) = А 3 (φ, h, t)
На практике могут быть применены два способа наблюдений: метод моментов и метод высот. В первом случае одновременно со взятием КП замечают точное гривичское врея, а во втором - измеряют высоту пеленгуемого светила.
Метод моментов . Если при пеленговании светила замечен момент по хронометру и сняты с карты φ c , λ c , то в параллактическом треугольнике PnZCмогут быть получены следующие элементы:
Сторона 90 - φ c , где φ c снимается с карты по замеченным Тс и ол;
Сторона 90- , где выбирается из МАЕ по Т гр наблюдений, снимается с карты;
Угол
=
где выбирается
из МАЕ по Т гр наблюдений, снимается
с карты.
Поэтим трем известным элементам азимут светила может быть вычислен из треугольникаPnZC по формуле котангенсов:
ctg А = tg δ cos φ c cosec t M - sin φ c ctg t M . (1.1)
По этой формуле вычисляют азимут в полукруговом счете, переводят в круговой счет и принимают за ИП. Однако для получения азимута по трем известным величинам φ c , и чаще используют специальные таблицы.
Метод высот .
Если при пеленговании светила измерена его высота h, то азимут может быть рассчитан по трем другим известным сторонам параллактического треугольника.Применив формулу косинуса стороны PnC
cos А = sin δ sec φ c sec h - tg φ c tg h
Применяется, когда высоту можно вычислить заранее
Метод высот и моментов . Если после наблюдения высот светила взять его пеленг по компасу и заметить Тхр, то одновременно с получением места судна или линии положения можно получить и поправку компаса.
Для вычисления h и A применяется система формул:
применяется, если высота светила получена предварительно, а азимут вычисляется попутно.
Метод высот и моментов применяется также при определениях ΔК по Полярной звезде, но ее высота не измеряется, а принимается равной φ.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОПРАВКИ КОМПАСА. ОБЩИЙ СЛУЧАЙ
При видимости светил поправка компаса может быть определена в любое время суток по методу моментов, который и представляет общий случай определения поправки компаса. Для определения поправки компаса этим способом может быть использовано любое светило, независимо от величины его склонения.Наблюдения могут быть ваполнены как днем, тк и ночью, в любой широте. Все это позволяет считать способ универсальным.
Формула для расчета азимута (1.1) является нелогарифмической и при вычислениях требует исследования знаками.
Предварительные операции. Выбор условий наблюдений. На намеченное время подобрать светило с высотой до 10° (и не более 20°) с помощью звездного глобуса или на глаз. Проверка инструментов, Наблюдения. Пронаблюдать серию из трех пеленгов и КП. Получить навигационную информацию: Тс, ол, φ , λ, КК, ΔК.
Обработка наблюдений. Проанализировать ΔК; сравнить с принятой постоянной - расхождения не должны превышать точности курсоуказания (от ±0,3° в хороших условиях, до 1,5° - в плохих);
ВАС-58. ТВА-57. ЭВМ.
ПО ВОСХОДУ (ЗАХОДУ) СОЛНЦА
В момент касания верхнего края Солнца линии видимого горизонта центр светила распологается ниже истинного горизонта, т.е. имеет отрицательную высоту. При высоте глаза набюдателя е=12м, наиболее характерной для большинства судов, снижение центра Солнца в момент его видимоговосхода или захода составляет – 57,8 мин. Оно складывается из наклонения горизонта, среднего полудиаметра, параллакса и рефракции. При известном снижении азимуты Солнца в момент его видимого восхода или захода могут быть заранее рассчитаны по методу высот. Эти значения азимутов, ывчисленные по преобразованной формуле приводятся в таблицах 20а и 20б МТ-75.
Выборку табличного азимута из таб. 20а и 20б производят по счислимой широте и склонению солнца с интерполяцией по обоим аргументам. В табл 20а входят при одноименных широте и склонению, в табл 20б при разноименных. Азимуты получают а полукруговом счете. В северной широте наименование азимута будет NO при восходе и NW при заходе. В южнлм полушарии SO при восходе и SW при заходе. Полученные поправки компаса в момент видимого восхода или захода Солнца на практике сводится к следующему. С помощью МАЕ рассчитывают предворительно судовое время захода (восхода) и берут компасный пленг верхнего края светила в момент касания его линии видимого горизонта.
Порядок работы при определении ΔК по восходу (заходу) Солнца.
1. Пронаблюдать пеленг Солнца в момент появления (или погружения) на горизонте его верхнего края.
3. Войти в табл. 20-а при одноименных φ и λ или 20-6 при разноименных и выбрать ближайшее к φ и λ значение Ат. Проинтерполировать азимут по б и ф и придать поправки к А г. Полученному азимуту приписать наименование в полукруговом счете и перевести его в круговой счет.
5. Проанализировать ΔК. сравнением с принятой ранее и оценить возможные ошибки определения АК-
Определение поправки компаса по наблюдениям Полярной звезды
.
При плавании в малых северных широтах удобным объектом для определения поправки компаса является Полярная звезда. Так как полярное расстояние ∆=90- этой звезды составляет приблизительно 0,9 градуса, то в суточном движениии она описывает вокруг Северного полюса мира параллель, сферический радиус которой очень мал. Вследствии этого высота Полярной звезды в любой момент остается близкой к высоте полюса, или, что все равно к широте наблюдателя. Азимуты Полярной меняются незначительно и могут находится в пределах от 0 при кульминации звезды до 1.2 градуса NO или NW в элонгациях для широт, меньших 35 градусов. Указанные обстоятельства позволяют получить упрощенную формулу для ычисления азимута Полярнй звезды.
Определние поправки компаса по Полярной звезде возможно в широтах от 0 до 15 N при непосредственном пеленговании светила и до 40-50 градусов N при пользовании отражательным зеркалом.
Наблюдения состоят в получении трех – пяти компасных пеленгов звезды, взятых в быстрой последовательности.Время наблюдений, вследствии медленного изменения азимута, можно замечтаь по судовым часам с точностью до 5 мин. Счислимые координаты судна достаточно знать с точностью до 1 градуса.
Вычислив гринвичиское время Т гр наблюдений, выбирают по нему из МАЕ гринвичиское звездное время S гр, которое переводят долготой в местное Sм. Выбранный из таблицаазимут звезды переводят в круговой счет.
Пример 73. 5 мая 1977 г. в Южно-Китайском море, следуя КК = 190° (+1°), V = 17 уз, определить АГК" по Полярной.
Решение. 1. Наблюдения. Около Т в = 2 Ч 13 м (№ = -9) пеленговали Полярную-ГКП = 359,6°; ф = 18° N; X = 116° 0 s ".
2. Обработка наблюдений:
