ОКЕАНСКАЯ НАВИГАЦИЯ
Прибрежная и океанская навигации похожи во многих отношениях. В обоих случаях используются карты, инструменты для вычерчивания местоположения на карте и схожие методы определения местонахождения судна. Основная разница состоит в том, что для определения положения лодки прибрежная навигация использует береговые объекты, а океанская (астрономическая) – небесные тела. Конечно, существуют и практические отличия. Для прибрежной навигации приходится выполнять не так много расчетов, в то время как для астрономической их требуется значительно больше, и ведение астрономических наблюдений ограничено определенным временем, а определение местонахождения в прибрежных водах может проводиться и ночью, и днем. Система спутниковой связи GPS используется как для океанских судов, так и для яхт, плывущих вдоль берега. Но, как уже говорилось, в системе GPSмогут возникать проблемы, которые трудно решить посреди океана. Поэтому секстант и традиционные методы расчетов по звездному небу по-прежнему являются важной частью навигации в открытом море.
Карты для океанских переходов
Совершая дальний переход вдоль берега или через океан, нужно иметь на борту целый ряд карт. Пригодятся крупномасштабные карты портов отправления и назначения, а также всех других портов, куда корабль может зайти. Предусмотрительные моряки берут в путь карты всех портов вдоль запланированного маршрута – возможно, туда понадобится зайти в случае чрезвычайной ситуации.
Карты среднего масштаба, изображающие береговую линию в начале и конце пути, очень важны, так же как и карты прибрежных районов по пути. Вам понадобится и мелкомасштабная карта основной части пересекаемого океана, где вы сможете вычерчивать маршрут судна.
Океанские карты течений (см. с. 139) пригодятся для планирования маршрута таким образом, чтобы избежать неблагоприятных течений; карты с указанием преобладающих ветров в разные времена года также будут полезны.
Все вышеперечисленные карты считаются стандартными, их можно приобрести в любом специализированном магазине. Перед отплытием нужно проверить все карты на соответствие последним бюллетеням «Извещения мореплавателям».
При океанских переходах, особенно в высоких широтах, гномоническая карта избавит от лишних хлопот. Прямая линия, проведенная на такой карте, – это прямая линия на поверхности земли, то есть кратчайший путь из одной точки глобуса в другую.
На гномонической карте маршрут большого круга выглядит как прямая линия
Можно купить электронные карты на компакт-дисках или дискетах. Совмещая их с системой GPS, можно рассчитывать точки и курсы без гномонических карт. Обычно в электронных картах предусмотрена возможность вычерчивания румбовой линии или курса большого круга.
Секстант
Секстант, основной инструмент в традиционной океанской навигации, измеряет угол Солнца (звезд, планет или Луны) над горизонтом. С помощью двух зеркал, используя принцип расщепления изображения, секстант опускает Солнце в одном зеркале до горизонта, который виден в другом зеркале, и указывает величину угла на транспортире.
Большое зеркало, подвижная часть секстанта, прикреплено к алидаде. Солнце проходит через фильтры, благодаря которым оно выглядит как диск, и отражается от этого зеркала в малое зеркало, вертикально разделенное пополам, его наружная половина состоит из прозрачного стекла.
Солнце опускается в зеркальную половину, с помощью микрометрического винта изображение настраивается так, чтобы оно «сидело» на горизонте, что видно через стекло.
Принцип работы секстанта не изменился с тех пор, как его изобрел Исаак Ньютон в XVIII веке, он по-прежнему служит главным прибором для всех астронавигаторов
Угол Солнца над горизонтом (высота) определяется наблюдением Солнца и горизонта в телескоп. Когда они выровнены на одной линии, на транспортире снимается значение высоты
Корректировка секстанта
Зеркала являются важной и чувствительной частью секстанта, их настройка может нарушиться из-за малейшего толчка, жары или влажности. При повреждении или смещении зеркал относительно правильного положения в показаниях появляются ошибки.
Поэтому важно проверять правильную настройку зеркал каждый день перед первым измерением. Ниже рассмотрены основные ошибки и методы их устранения.
Она наблюдается, когда два зеркала расположены не параллельно. Это обнаруживается при установке секстанта на абсолютный ноль и рассматривании горизонта в зрительную трубу.
Искажений быть не должно, отражение горизонта и его реальный вид должны представлять собой прямую линию. Если это так, значит, индексной ошибки нет, если же они не совпадают, то ошибка есть.
Оба горизонта выравниваются по одной линии вращением микрометрического винта, значение индексной ошибки снимается по шкале транспортира и затем применяется ко всем последующим показаниям секстанта.
Эта ошибка редко удаляется с помощью настройки зеркал; если она небольшая, она просто записывается и делается поправка ко всем снимаемым показаниям. Ее также можно определить ночью, используя звезду вместо горизонта.
Индексная ошибка: когда секстант установлен на ноль, истинный и отраженный горизонты должны образовывать непрерывную прямую линию. Если это правило не соблюдается (как видно на фотографии), значит, присутствует индексная ошибка
Такая ошибка встречается, когда малое зеркало не перпендикулярно к самому секстанту. Она обнаруживается при установке прибора на абсолютный ноль и рассматривании горизонта. Затем секстант наклоняют в одну сторону под углом примерно 45°.
Если горизонт и его отражение смещаются друг относительно друга, значит, присутствует боковая ошибка, и ее нужно удалить с помощью небольшого винта за малым зеркалом. Винт при этом устанавливается в самое дальнее от корпуса инструмента положение.
Боковая ошибка: если линия горизонта ломается при наклоне секстанта в сторону (как видно на фотографии), значит, при сутствует боковая ошибка
Эту ошибку трудно исправить. Она возникает из-за того, что большое зеркало установлено не перпендикулярно к корпусу инструмента. Чтобы проверить это, нужно поворачивать секстант до тех пор, пока транспортир не отразится в большом зеркале при взгляде сверху вниз под косым углом. Если отражение транспортира в зеркале совпадает с ним самим, видным за зеркалом, то перпендикулярности нет. Если дуги смещены друг относительно друга, ошибку следует устранить, поворачивая маленький винт позади большого зеркала.
Пользование секстантом
После проверки секстанта на погрешности его можно использовать для определения угла Солнца (или другого небесного тела) над горизонтом.
Рассматривать горизонт в зрительную трубу и опускать солнце с помощью подгонки дуги транс -портира может быть неудобно. Вместо этого широко применяется другой метод. Нужно установить секстант на ноль, поставить на место светофильтры и направить инструмент прямо на Солнце. Будут видны два Солнца – реальное и его отражение. Теперь следует постепенно опускать секстант, одновременно настраивая алидаду, чтобы удержать отражение Солнца в зеркале; так можно опускать Солнце, пока в прозрачном стекле малого зеркала не появится горизонт. Теперь остается осуществить тонкую настройку, чтобы подготовить прибор к проведению измерений.
Правильно измерить угол солнца над горизонтом можно только в том случае, если вы держите секстант строго вертикально. Если инструмент отклонен от вертикального положения, его показания будут неправильными.
Чтобы убедиться в том, что секстант расположен вертикально, его раскачивают из стороны в сторону, что вызывает поднятие и опускание изображения Солнца при его прохождении через горизонт (аналогично пузырьку воздуха на поверхности спирта). Секстант расположен вертикально, когда Солнце находится в нижней точке своей кривой, и тогда можно снимать показания. Раскачивать секстант нужно, если вы хотите получить правильные значения высоты.
Время играет важную роль в астрономической навигации.
Местоположение лодки изначально определяется относительно положения Солнца (или другого тела) во время снятия показаний. Положение всех небесных тел в каждый час, минуту и секунду можно найти в «Морском астрономическом ежегоднике», поэтому точное определение времени проведения измерений является важным, если предстоит рассчитать местоположение судна.
Во времена, когда радио еще не было, а корабли находились в море в течение многих месяцев без какой бы то ни было связи с землей, на борту пользовались чрезвычайно точными хронометрами; в наши дни точное время можно узнать по радио непосредственно перед проведением измерений; хорошие наручные часы также могут помочь при выборе времени для снятия показаний.
Сигналы точного времени можно получать разными способами. Радиостанции регулярно сообщают время, любые суда в море могут следить за этими передачами. Два официальных издания, «Адмиралтейский перечень радиосигналов» (Великобритания) и «Пособие по радионавигации» (США), содержат подробную информацию о радиостанциях мира и их частотах. В навигации используется универсальное время (УВ), раньше оно называлось средним временем по Гринвичу.
Режим рабочего дня навигатора
Для контроля продвижения судна по океану многие навигаторы придерживаются определенного режима, при котором, если позволяют погодные условия, местоположение яхты проверяется регулярным наблюдением за небесными телами – иногда до пяти раз в день. Утреннее проведение измерений с использованием трех или четырех звезд проводится на рассвете, когда уже светло и горизонт виден отчетливо, но еще достаточно темно, чтобы можно было видеть звезды. Следующее измерение проводится по Солнцу вскоре после завтрака, так же как и полуденное, когда Солнце пересекает