Электронная почта: mail@sudno1.ru
Основы судовождения
I. Навигация
II. Мореходные приборы и инструменты
III. Морские навигационные карты
IV. Морская лоция
V. Мореходная астрономия
VI. Электронавигационные и радиотехнические средства судовождения
VII. Метеорология
VIII. Океанография
Судостроения XXI века
Статьи

Понятие о навигационных картах

Картой называется уменьшенное изображение на плоскости части или всей земной поверхности.

Морские навигационные карты являются одним из важнейших пособий для обеспечения безопасного плавания судов. На морские навигационные карты наносят отдельные участки моря с указанием глубин и грунтов, очертания береговой линии и рельефа, навигационные знаки и опасности.

Значение морских навигационных карт в судовождении .очень велико. Являясь уменьшенным изображением участков земной поверхности на плоскости, морская навигационная карта как бы рассказывает судоводителю о тех районах и условиях, в которых проходит плавание судна. Морская навигационная карта предупреждает моряка об. опасностях и одновременно подсказывает, как ему лучше проложить свой курс.

Морские карты являются древнейшими среди географических карт. Первым известным прообразом современных карт были появившиеся в глубокой древности периоды (от греческого "периплюс" - объезд, окружное плавание). В периплах содержались данные о расстояниях между приморскими населенными пунктами, прибрежных опасностях, местах укрытия...

Позднее появились портоланы (карты), которые по сути представляли собой планы; чертили их на пергаменте. С дальнейшим развитием мореплавания и приемов судовождения портоланы вытесняются уже настоящими картами с нанесенной на них сеткой меридианов и параллелей; их изготавливали не рукописным, а печатным способом.

В 1569 г. голландский ученый картограф Герард Кремер, известный также под латинским именем Меркатор, предложил новые математически обоснованные принципы построения карт, в частности несколько картографических проекций, из которых наиболее известна цилиндрическая равноугольная проекция карты. Эта проекция под названием меркаторской получила всеобщее распространение, и с тех пор до настоящего времени в этой проекции составляются морские навигационные и другие карты, требующие точного изображения углов. Производство русских морских карт, организованное на государственных основах, было начато Петром I. Были составлены и изданы карты на Азовское и Черное моря, атлас карт на реку Дон, тридцать карт на Финский залив и карта Каспийского моря.

Так, в 1714 г. на русском языке был издан атлас морских карт под заголовком "Книга размерная градусных карт Остзее или Варяжского моря", к которому были приложены три частные карты входов в шхеры с моря у Тверминне, Баразунда и Гангута. Этот атлас, обслуживающий русский флот в эпоху Петра I, дважды переиздавался (в 1720 и 1723 гг.).

Большое развитие картографические работы получили в годы Советской власти. В 1953 г. был издан Морской атлас - результат многолетнего труда советских гидрографов.

В 1966 г. был создан полный комплект советских руководств для плавания в Мировом океане, а в 1975 г. завершилось создание мировой коллекции морских навигационных карт, не уступающей лучшим иностранным коллекциям.

В послевоенное время для изучения гидрографических и метеорологических режимов всех океанов регулярно организуются экспедиции на специально предназначенных и соответствующим образом оборудованных судах. В 1974 г. вышел из печати первый том Атласа океанов - уникального научного труда о Мировом океане.

Понятие о локсодромии и ортодромии. Если судно совершает плавание между двумя пунктами и перемещается постоянным курсом, то оно пересечет все меридианы иод одним и тем же углом и его путь изобразится кривой линией, которая называется локсодромией (в переводе с греческого означает "косой бег"). Локсодромия на поверхности Земли изображается в виде спирали (рис. 37), которая приближается к полюсу, но никогда его не достигает. Плавание судна по локсодромии очень удобно, так как оно совершается ОДНИМ И тем же курсом и упрощает расчеты на все время перехода. Однако плавание по локсодромии не является наиболее кратчайшим расстоянием между двумя пунктами перехода.

Изображение локсодромии и ортодромии на поверхности Земли

Рис 37. Изображение локсодромии и ортодромии на поверхности Земли.

Кратчайшим расстоянием между двумя точками А и В на земной поверхности (см. рис. 37) является дуга большого круга, проходящая через эти две точки и называемая ортодромией (в переводе с греческого "прямой бег"). Ортодромия пересекает меридианы под разными углами. При плавании на небольшие расстояния разность в длине между локсодромией и ортодромией незначительна и поэтому ею пренебрегают, поскольку плавание по локсодромии удобнее. Однако при длительных океанских переходах плавание совершают по ортодромии, т. е. по дуге большого круга.

Построение карты в меркаторской проекции. Способ условного изображения поверхности Земли на плоскости называют картографической проекцией.

Поскольку поверхность Земли имеет форму шара, то ее изображение на плоскости невозможно осуществить без искажений. Значит, не существует такой картографической проекции, которая бы не искажала изображаемую на ней земную поверхность. Из большого числа различных картографических проекций можно, однако, выбрать такую, которая удовлетворяла бы основным требованиям, предъявляемым к морской карте.

1. Желательно, чтобы линия локсодромии (постоянного курса) изображалась на морской карте в виде прямой линии, как наиболее простой, прокладка

Построение меркаторской проекции

Рис. 38. Построение меркаторской проекции

которой осуществляется с помощью линейки и транспортира.

2. Все углы на карте должны соответствовать тем же углам на местности, и тогда форма очертаний суши и различных предметов на земной поверхности будет соответствовать их изображениям на карте. Это значит, что картографическая проекция должна быть равноугольной.

Таким образом, углы, измеренные штурманом между какими-либо ориентирами на местности, будут соответствовать углам между теми же ориентирами на карте, отвечающей последнему условию. Зрительное восприятие района плавания будет соответствовать его изображению на карте. Наиболее полно таким требованиям удовлетворяет равноугольная нормальная цилиндрическая меркаторская проекция. Проекция позволяет изображать географические меридианы прямыми и параллельными между собой линиями, перпендикулярными другой системе параллельных между собой прямых линий, являющихся географическими параллелями. Для того чтобы получить меркаторскую проекцию (рис. 38, а), представим себе земной шар, а проще географический глобус с нанесенными на него линиями меридианов и параллелей; который по экватору "закутан" в цилиндр, ось которого совпадает с осью земного шара (глобуса). Затем спроектируем изображения земных меридианов и параллелей на поверхность цилиндра и развернем его в плоскость. Полученная на плоскости картографическая сетка, являясь нормальной цилиндрической проекцией, будет выглядеть как система прямых параллельных между собой линий - земных меридианов, перпендикулярных другим параллельным между собой прямым - параллелям.

Однако при этом длина меридианов не изменится, в то время как параллели растянутся по длине экватора, оставаясь параллельными ему. Параллели близ экватора растянутся незначительно, однако по мере удаления от него, т. е. с увеличением широты, растяжение будет увеличиваться.

Определим, как увеличилась каждая параллель в любой широте ф. Обозначим через г радиус параллели АВ (рис. 38, б) и через R - радиус Земли. Угол BOQ определит выбранную широту <р.

Можно сказать, что длина любой параллели, умноженная на секанс широты этой параллели, будет равна длине экватора, или, удлиняясь до окружности экватора, любая параллель растягивается пропорционально секансу широты.

Однако полученная проекция не является равноугольной, поскольку параллели на ней растянулись пропорционально секансу широты, а длина меридианов осталась прежней. Для того чтобы она стала равноугольной, надо и меридианы растянуть так же, как растянулись параллели, т. е. пропорционально секансу широты. Теперь полученная проекция равноугольна, т. е. подобие фигур и равенство углов между опреде ленными направлениями сохраняется; линия постоянного курса (локсодромия) будет только прямой линией, пересекающей меридианы под одним и тем же углом; масштаб в пределах карты меняется незначительно. Следовательно, и первое, и второе требования к проекции морской карты оказались выполненными.

Масштабы и классификация морских карт по назначению. Масштабом карты называется отношение длины какой-либо линии на карте к действительной длине этой же линии на земной поверхности. Масштабы бывают числовые и линейные. Масштаб, выраженный в виде дроби, числитель которой единица, а знаменатель - число, показывающее, скольким единицам длины на поверхности Земли равна единица длины на карте, называется числовым, или численным. Например, 1:100 000 означает, что одной единице длины на карте соответствует 100 000 таких же единиц на земной поверхности (1 см на карте, например, равен 100 000 см на местности.

Масштаб, показывающий, сколько более крупных единиц длины на местности содержится в одной более мелкой единице длины на карте, называется линейным. Например, 10 км в 1 см или 3 мили в 1 см.

На морских картах в меркаторской проекции линейный масштаб изображается делениями боковых рамок карты. Так как меридианы в меркаторской проекции растягиваются с увеличением широты, то длина изображения на такой карте одной минуты широты, или одной морской мили, по мере удаления от экватора будет увеличиваться. При измерении расстояний на карте следует пользоваться боковой рамкой карты на той же параллели, что и измеряемое расстояние.

Морские карты служат для ведения навигационной прокладки и для получения сведений о районе плавания. Карты классифицируются в зависимости от назначения. Все морские карты делятся на две группы: навигационные и вспомогательные (справочные).

Морские навигационные карты по своему содержанию и масштабу делятся на генеральные, путевые, частные и планы.

Генеральные карты изображают заливы, моря, океаны или их части. Эти карты служат для общего изучения условий плавания на протяжении всего рейса, на них выполняют предварительную прокладку перехода и делают общие расчеты, связанные с рейсом судна. Масштаб генеральных карт обычно от 1:500 000 до 1:5 000 000.

На путевых картах изображают отдельные районы перехода судна, на них содержатся все необходимые подробности для безопасного плавания и подхода к берегу. Следовательно, масштаб путевых карт не должен быть слишком мелким. Издаются путевые карты в масштабах от 1:100 000 до 1:500 000.

На путевых картах ведется прокладка пути судна и производятся определения его мест. Поскольку путевые карты изображают отдельные части моря, то по мере продвижения судна приходится переходить с одной карты на другую. На путевых картах в зависимости от районов моря изображается и определенная часть прибрежной полосы.

Частные карты предназначены для плавания вблизи берегов и в стесненных районах - проливах, шхерах, подходах к портам и т.д. Масштабы частных карт от 1:25.000 до 1:75 000.

Планы додержат изображения со всеми подробностями бухт, гаваней, рейдов, портов и предназначены для входа в порты, прохода узкостей. Планы составляются в масштабах от 1:500 до 1:25 000.

Содержание морских навигационных карт и их чтение. Морская карта содержит наносимые на картографическую сетку географические и навигационные элементы, надписи и элементы дополнительных характеристик. Полнота и содержание карты зависят от ее назначения и масштаба.

Географическими элементами являются изображения берегов океанов, морей, заливов, населенных пунктов, рельефа морского дна и суши.

Навигационные элементы - порты, средства навигационного оборудования, морские каналы, фарватеры, навигационные опасности, навигационные ориентиры и другие сведения, имеющие навигационный характер.

Надписи - заголовки карт, различные пояснения и предупреждения, географические названия, данные об издании карты и ее корректуры.

Элементами дополнительной характеристики являются небольшие крупномасштабные планы портов или карты важных в навигационном отношении участков побережья, которые помещаются на свободных местах листа карты, а также таблицы со сведениями о приливах и течениях, рисунки маяков и т. п.

Все перечисленные элементы содержания карты наносят условными знаками и символами, а также условными сокращениями, которые приводятся в периодически переиздаваемой Главным управлением навигации и океанографии Министерства обороны СССР (ГУНиО МО) книге "Условные знаки для морских карт и карт внутренних водных путей" (приложение 2, листы 1, 2, 3).

Прежде чем пользоваться морской картой, следует ее внимательно изучить. Для этого надо научиться читать карту. Чтобы уметь читать карту, необходимо разбираться во всех условных обозначениях и дополняющих их сокращенных надписях.

Изучая карту, следует прежде всего начинать с чтения ее заголовка, всех примечаний и предостережений, помещенных на карте. Затем надо ознакомиться с навигационно-географическими данными района, изображенного на карте; глубинами, грунтами, навигационными опасностями, береговой чертой, различными навигационными знаками, маяками, огнями. Особое внимание следует уделить изучению опасностей (рифов, банок, затонувших на небольшой глубине судов) и их навигационного ограждения.
Все права защищены © 2007
sudno1.ru