Питання 1

Для орієнтування спостерігача на поверхні землі використовуються наступні умовні точки, лінії та площини (мал. 3)

ВІСЬ ЗЕМЛІ – уявлена лінія P_NP_S, навколо якої відбувається добове обертання Землі.

ГЕОГРАФІЧНІ(дійсні) ПОЛЮСА ЗЕМЛІ – точки перетину вісі Землі з поверхнею Землі. Полюс, з якого обертання Землі спостерігається проти ходу годинникової стрілки, називається Північним (P_N), протилежний – Південним (P_S).

ПАРАЛЕЛЬ (_e,q) – лінія перетину поверхні Землі площиною, яка перпендикулярна вісі Землі.

ЕКВАТОР (EQ) – паралель, площина якої проходить крізь центр Землі.

ГЕОГРАФІЧИЙ (дійсний) МЕРИДІАН – лінія перетину поверхні земного еліпсоїду площиною, яка проходить крізь Північний та Південний географічні полюси. Географічний меридіан, який проходить через місце спостерігача, називається дійсним меридіаном спостерігача.

Для визначення положення точки на поверхні Землі необхідно знати не менше двох координат, відрахованих від визначених осей. В кораблеводінні основною системою координат є географічна.

ГЕОГРАФІЧНА СИСТЕМА КООРДИНАТ.

• Визначає положення точки на поверхні земного еліпсоїда. Координатними вісями в цій системі прийняті екватор та початковий (нульовий) меридіани. Координатними лініями є паралелі та меридіани, а координатами – географічна широта та географічна довгота (мал. 4)

Географічною широтою  точки на поверхні Землі називається кут між площиною екватора та нормаллю до поверхні земного еліпсоїду в даній точці. Вимірюється дугою меридіана від екватора у напрямку півночі або півдня від 0^о до 90^о. Якщо точка знаходиться в північній напівкулі, то широта називається північною (N), в південній – південною (S). При розрахунках північній широті прописується знак “плюс”, південній – “мінус”.

Географічною довготою  точки на поверхні Землі називається двограний кут між площинами меридіанів початкового (нульового) та меридіана який проходить через дану точку. Вимірюється меншою дугою екватора між цими меридіанами. За початковий приймається меридіан, який проходить крізь Гринвичську астрономічну обсерваторію. Рахується довгота від Гринвичського меридіану у напрямку сходу або заходу від 0^о до 180^о. Якщо точка знаходиться у східній напівкулі, то довгота має назву східної (Е), у західному – західної (W). При розрахунках східній довготі приписується знак “плюс”, західній – “мінус”. Якщо при розрахунках довгота виходить більш 180^о, то шуканий результат буде доповненням до 360^о, а назва – протилежною.

Географічні координати записуються наступним чином:

 = 44^o30,4’N;  = 33^o36,4^’E;

 = 45^o29,8’S;  = 137^o40,2’W.

При розрахунках запис виконується таким чином:

+44^o30,4’;  = +33^o36,4’

 = -45^o29,8’;  = -137^o40,2’;

При рішенні багатьох задач кораблеводіння виникає необхідність розрахунку різниці географічних широт та різниці географічних довгот (різність широт, різність довгот).

Різність широт ( двох точок на поверхні землі називається менша дуга меридіану між паралелями цих точок (мал. 5). Розрахунок різниці широт (РШ) ведеться від паралелі початкової (вихідної) точки до паралелі кінцевої точки від 0^о до 180^о (від півночі до півдня). РШ визначається за формулою

__(2)

Де _– широта початкової точки;

_широта кінцевої точки.

Різність широт має назву до півночі (доN), якщо кінцева точка розташована ближче до півночі відносно початкової (незалежно від напівкуля), або до півдня (доS), якщо кінцева точка розташована ближче до півдня відносно початкової.

При розрахунках північної різниці широт приписується знак “плюс”, південної – “мінус”.

Різність довгот ( двох точок на поверхні землі називається менша дуга екватора між меридіанами цих точок. Рахунок різниці довгот (РД) ведеться від меридіану початкової (вихідної) точки до меридіану кінцевої точки від 0^о до 180^о (до сходу або до заходу):

__

Де _– довгота початкової точки

_– довгота кінцевої точки.

Різність долгот має назву до східу (до Е). Якщо кінцева точка розташована ближче до східу відносно початкової (незалежно від напівкулі), чи до західу (до W), якщо кінцева точка розташована ближче до західу відносно початкової. При розрахунках східної разності долготі приписується знак “плюс”, західній – “мінус”. Якщо при розрахунках різність долгот виходить більшою за 180^о, то шукомиї результат буде доповненням до 360^о, а назва протилежною.

При рішенні задач кораблекерування частіше приходиться рішати рівняння:

_ = _; (4)

__(5)

Координати початкової (вихідної) точки предполагаються відомими, а різність широт, різність довгот розраховуються за допомогою таблиць (МТ – 75, табл. 24, 25 – а, 25 – б), автоматичних засобів кораблеводіння та спеціалізованих обчислювальних машин, а також шляхом графічного рішення на картах та спеціальних бланках. У всіх випадках необхідно пам’ятати, що формули (2) – (5) алгебраїчні.

Окрім географічної системи координат при рішенні геодезичних, топографічних, астрономічних та деяких інших задач використовується сферична, геодезична, астрономічна, квазігеографічна, прямокутова та полярна системи координат.

Якщо прийняти Землю за кулю, то фізична сущність координат не зміниться. В цьому разі умовно приймається що прямовісна лінія проходить крізь центр земної кулі (мал. 6). Широта та довгота, віднесені да земної кулі, є сферичними координатами. Для переходу від сферичних координат до географічних необхідно користатися спеціальними поправками.

ГЕОДЕЗИЧНА СИСТЕМА координат відрізняється від географічної лише тим, що координати точки в цьому разі визначаються шляхом привязки до державної геодезичної сітки. За початковий пункт в цій сітці прийнятий центр круглого залу Пулковської обсерваторії.

В АСТРОНОМІЧНІЙ СИСТЕМІ широта та долгота відносяться до геоїду та визначаються за спостереженням небесних світил.

В КВАЗІГЕОГРАФІЧНІЙ СИСТЕМІ координат за початок відліку координат прийнятий північний географічний полюс. Полюси в цій системі зміщені відносно географічних на 90^о. Ця система координат використовується для побудови карт приполюсних районів.

В ПРЯМОКУТОВІЙ СИСТЕМІ координат положення точки на поверхні землі визначається вилучанням її в метричних одиницях від екватору та від одного з меридіанів, прийнятого за осьовий. Використовується головним чином при складанні географічних карт.

В ПОЛЯРНІЙ СИСТЕМІ координат місце точки на поверхні Землі визначається за напрямком та відстанню відносно вихідної точки. Як правило, ця система використовується при визначенні положення корабля відносно другого об’єкту.

Більшість задач по визначенню місця корабля на поверхні землі та обліку його переміщення пов’язане з визначенням напрямку найкоротшої відстані між заданими точками. На поверхні земного еліпсоїду цей напрямок визначається геодезичною лінією, а на поверхні сфери – дугою великого кола, яка в кораблеводінні, називається ортодромією.