Обзор истории развития навигации. Древние навигационные приборы
Обзор истории развития навигации
Все начиналось с мореплавателей
Для походов по морю были необходимы не только карты и лоции, но приборы, позволяющие вычислять время и координаты корабля, а для планирования путешествий – компас и измерители скорости.
Компас
Одним из первых в истории навигационных «приборов» можно считать соларстейн (в переводе с древнескандинавского — «солнечный камень»). Он несколько раз упоминается в текстах древних викингов.
Явление магнетизма было подмечено людьми еще в глубокой древности. Сегодня считается, что впервые свойства магнитного железняка описал Фалес Милетский в VI веке до н. э. Первые компасы, изобретенные независимо друг от друга в Азии и в Скандинавии около XI века, представляли собой плавающую в наполненной водой раковине дощечку.
К одному из ее концов был прикреплен кусочек каламита — камня, обладающего природными магнитными свойствами. Такой компас хорошо действовал лишь при незначительной качке на корабле.
В конце XII англичанин Некаме и француз Гио де Провенс впервые описали простейшую буссоль (фр. boussole) – устройство, позволяющее определять магнитный азимут в море.У моряков начала XV века в распоряжении имелись всего лишь примитивная буссоль, грубые песочные часы, кишащие ошибками карты. В те времена любая экспедиция по океанским просторам становилась опасной авантюрой, зачастую со смертельным исходом.
Часы
В 1530 году астроном Гемма Фризий (1508-1555) в своем труде «Принципы астрономической космографии» предложил способ определения долготы с помощью хронометра, но отсутствие достаточно точных часов надолго оставили этот метод чисто теоретическим. Дело в том, что часы в те времена редко могли идти без остановки в течение суток, а их точность не превышала 12–15 минут в сутки. Вплоть до 17 века песочные часы оставались единственным средством измерения времени в море. Песочные часы состояли из двух стеклянных сосудов, соединенных тонким отверстием. Сосуды заполнялись песком и запаивались, а количество песка было таким, чтобы за 1 час он полностью пересыпался из одного сосуда в другой, после чего часы переворачивали. Разумеется, что изменяя количество песка, можно было изменять промежуток времени, за которые песок пересыпался из одного сосуда в другой.Обычно песочные часы были рассчитаны на 1 час, 30 минут и полминуты. На кораблях песочные часы на 1 час использовались для измерения времени суток. 30-минутные песочные часы использовались для замера промежутков записи информации в «лисицу» – прообраз бортового журнала. 30 секундные песочные часы были необходимы для измерения скорости лаглинем. Капитан Джон Смит на своем корабле ввел обычай звонить в судовой колокол, чтобы моряки знали, когда начинается или заканчивается их вахта. Один удар колокола соответствовал 30 минутам, 2 удара – 1 часу и так далее вплоть до 8 ударов, означавших 4 часа. Вскоре этот способ оповещения стал общепринятым на всех кораблях в разных странах.
С появлением механических часов ими стали оснащать все морские суда, причем этот прибор считался настолько важным, что его запрещалось выносить с корабля для корректировки и навигатор брал на берег маленькие переносные часы, выставлял на них точное местное время и уже по их показаниям корректировались корабельные часы. Сегодня считается, что первые точные часы были собраны в 1735 англичанином Джоном Гаррисоном(1693-1776). Их точность составляла 4–6 секунд в сутки. По тем временам это была просто фантастическая точность.
Астролябия
Астролябия предназначалась для определения высоты стояния небесных тел, так как, зная высоту и точное время, можно было определить широту. Астролябия была известна еще в Древней Греции приблизительно в 240 году до нашей эры. На протяжении двух тысячелетий этот научный инструмент оставался практически неизменным.
Начиная со второй половины 19 века, на смену астролябии пришли квадранты, инструмент для измерения высоты звезд и определения широты. Днем (в полдень) широту определяли по длине солнечной тени, ночью — по высоте определенных звезд над горизонтом.
Появление навигации
Первый прообраз навигатора появился только в 1920 году. Устройство называлось Plus Fours Routefinder и было похоже на обычные часы, в комплекте с которыми шли карты, крутить которые нужно было вручную. Первый автомобильный навигатор, появился в 1930-м и назывался Iter-Auto Основные его отличия от Plus Fours Routefinder состояли в автоматическом прокручивании карты — при этом скорость, с которой механизм это делал, зависела от скорости движения автомобиля.
Поворот или возвращение назад в те времена были проблемой — приходилось останавливаться и заправлять в Iter Avto свиток с новой картой местности.
К 1966 получили свое развитие первые электронные навигационные системы, например компанияGeneral Motors представала устройство Driver Aid Information and Routing Система была призвана ассистировать водителя и брать на себя часть функций водителя, чтобы он мог сосредоточиться на управлении автомобилем, а не ориентации на местности. Среди дополнительных новинок того времени – возможность позвонить по радиотелефону! Но только в аварийную или справочную службы. В качестве носителей информации использовались перфокарты: по ним навигатор ориентировался и сообщал об ограничении скорости, направлении и других важных факторах. С бурным ростом количества автомобилей в стране восходящего солнца тоже начались свои собственные разработки. Так в 1973 году Японское агентство промышленной науки и техники запустило в проект системы контроля трафика Comprehensive Automobile Traffic Control System, который должен был помочь водителям ориентироваться в крупных городах с учетом актуальной дорожной информации.
Экспериментальные автомобили оснащенные специальными радиоприемниками и системами электронного отображения данных начала производить компания Toyota. Установленные на дорогах общего пользования передатчики транслировали на автомобильные приборы данные о заторах и предлагали варианты объезда.
Но фактическое начало новой эпохи спутниковой навигации, сам того не подозревая заложил Советский Союз, когда в 1957 году отправили в космос первый искусственный спутник Земли.
Американские учёные при этом наблюдали сигнал, исходящий от спутника и обнаружили, что благодаря эффекту Доплера, описанному еще в далеком 1842 году, частота принимаемого сигнала увеличивается при приближении спутника и уменьшается при отдалении. Поэтому, зная свои координаты, можно выяснить положение и скорость спутника, и, зная положение спутника, можно определить собственную скорость и координаты. На основе данного явления в 1974 году идея спутниковой навигации была реализована для нужд вооруженных сил США, которые запустили первый из 24 GPS-спутников, необходимых для покрытия всей Земли. Последний из них запустили в 1994 году. На данный момент этих спутников 32.
Первый GPS-приёмник, разработанный для вооруженных сил США, был двухместным и с колёсами. Весил около 122 килограммов.
Как видны спутники из одной точки земли
Советский Союз тоже вел свои разработки в данной области. Официально систему ГЛОНАСС начали разрабатывать в СССР в 1976 году, но только в 1984 запустили первые два спутника. Для полного покрытия Земли также как и для GPS требуется 24 спутника.
Коммерческие компании, не имеющие доступ к космическим, технологиям шли своим путем. Так в 1981 компанией Honda был выпущен первый коммерческий автомобильный навигатор, который назывался Honda Electro Gyro-Cator
Принцип работы основывался на инерциальной системе. Чтобы сделать прибор точным компания Honda совместно с компаниями Alpine и Stanley Electric разработали систему, которая была подключена к коробке передач, чтобы знать, когда автомобиль тронулся и когда остановился. Чтобы знать в каком направлении движется автомобиль, был разработан специальный прибор, в котором находился газообразный гелий, на который подавалось электричество.По направлению струи гелия система определяла направление транспортного средства. По сути это своеобразный гироскоп. К каждому навигационному прибору поставлялись различные карты, нанесенные на специальные пластиковые прозрачные пленки. Единственная проблема такого навигатора – это его цена. От 2000 до 3000 долларов, в зависимости от набора карт. Honda Accord, в то время, стоила около 8000 долларов.К 1985 году в США уже появляется первый массовый автомобильный навигатор — The Etak Navigator. В отличии от разработки Honda – навигационной прибор Etak с простейшим монохромным экраном хранил карты на магнитных лентах, которые требовалось периодически менять. На нескольких лентах едва умещались схемы Лос-Анджелеса и окрестностей.
Положение в пространстве устройство определяло при помощи расчетов, основываясь на данных цифрового компаса и датчиков скорости. В течение нескольких лет было продано несколько тысяч таких приборов. Решение о создании гражданской версии GPS системы было принято в 1983 году, после того, как ВВС СССР сбили самолёт компании Korean Airline вторгшейся в воздушное пространство Советского Союза. Споры о случайном сходе с воздушного коридора или намеренно пересечении границы до сих пор продолжаются. Но факт остается фактом, мир нуждался в более точной ориентации в пространстве. Как в воздухе, так и на земле. Из за своей высокой стоимости и большим габаритам, долгое время спутниковая навигация устанавливалась только на морские и воздушные суда.
С развитием электроники и появлением компактных микросхем размеры устройств уменьшались. И так только в 1994 году в списке опций новейшего BMW 7-Series в кузове E38 появляется GPS-навигатор. Уже в виде полноценного устройства с цветным экраном и отличной по тем временам графикой.
Этот агрегат можно считать полноценной медиасистемой – помимо навигатора в одном корпусе были собраны кассетная дека, радиоприемник, бортовой компьютер и даже телевизионный приемник.В США впервые автомобильная GPS навигация появилась на год позже в 1995 году на автомобилях Oldsmobile 88. Опционально их начали комплектовать системой GuideStar
Цветной дисплей устанавливался на консоль, а в багажнике машины монтировался вычислительный процессор. Карты хранились на сменных картриджах – одного хватало не больше чем на карту Калифорнии.В это же время компанией Ashtech был выпущен первый приёмник, рассчитанный на работу и с ГЛОНАСС, и с GPS одновременно. Разработка была для военных и навигатор не была предназначен для массового рынка. Одним из первых портативных автомобильных навигаторов был Garmin StreetPilot Основным его преимуществом была стоимость – 600 долларов, что гораздо дешевле, чем любое встроенное в автомобиль устройство. Garmin StreetPilot крепился к лобовому стеклу или устанавливался на панель, обладал полноценным цветным экраном и хорошо прокладывал маршруты.
До 2000 на всех спутниках при передачи сигнала для гражданских приемников, правительством США искусственно включалась загрубляющая поправка, снижалась точность работы GPS, в результате чего ухудшалась точность определения местоположения. В 2000 году она была отключена, и на рынок начали массово выходить персональные и автомобильные устройства навигации.Так появился первый смартфон с GPS – Benefon ESC, доступный массовому потребителю.
В том же году компания Alpine представила первый в истории навигатор CVA-1005 с CD-приводом. На одном компакт-диске помимо программы умещалось много картографической информации, что давало возможность прокладывать протяженные маршруты.
К 2006 году для записи карт начали использовать жесткие диски вместо сменных CD. Первые такие аппараты были от компании Pioneer модель AVIC-Z1 являлась полноценными мультимедийным центром и работала быстрее встроенных систем.
В том же году автопроизводители начали осваивать сегмент систем навигации на российском рынке. Пионером стала компания BMW, предложившая диски с картами Москвы и Подмосковья. Навигация обходилась покупателю в дополнительные 3800 евро, использовала транслитерацию вместо кириллицы и в первое время не отличалась выдающейся детализацией.А первый гражданский автонавигатор с поддержкой российской и американской технологий Glospace появился только в 2007 году.
Массовое производство персональной аппаратуры ГЛОНАСС/GPS началось спустя четыре года.Первый смартфон с поддержкой ГЛОНАСС, поступил в продажу в 2011 году — МТС 945.
Сегодня обе технологии поддерживают около 10% всех навигационных устройств, включая популярные смартфоны.
Популяризация доступа в интернет принесла в автомобили и онлайн-сервисы. Так в 2011 компании начали объединять систему навигации авто с подгружаемыми из сети картами Google Maps, предложив водителю не схематичную карту, а реальный вид местности.
К 2013 году массовое распространение смартфонов привело к появлению новой концепции. Предлагая системы мультимедийных шлюзов, объединяющих возможности мобильного телефона и мультимедийного комплекса: GPS-датчик и программа навигации работают на смартфоне, а за отображение информации отвечает экран на консоли автомобиля.
Будущее – Дополненная реальность и полный автопилот
Десятки профильных и непрофильных компаний занимаются разработкой безпилотных автомобильных систем и адаптацией военных технологий дополненной реальности в мирное русло.
Например, концепция Dynamic & Intuitive Control Experience, получившая свое начало в 2012 году, от компании Mercedes-Benz, не предполагает участия человека в процессе управления автомобилем. Система навигации возьмет управление на себя, оставив пассажиру лишь развлекательные и информационные функции.
Audi тоже не отстает от концерна Daimler и разрабатывает собственные системы автопилотирования
А например компания Jaguar сконцентрировалась на системах дополненной реальности – Jaguar Virtual Windscreen Для внедорожников проектируется лобовое стекло позволяющее заглянуть сквозь автомобиль, для оценки дорожного покрытия.
Для спортивных версий – проецирование фантомных соперников и просчет оптимальной траектории входа в поворот.
mda-tech.ru
История науки. Как начиналась навигация | Newpix.ru
Все мы привыкли к современным средствам навигации, а ведь навигация существовала всегда. И древние путешественники ориентировались в пространстве ничуть не хуже современных. Но они как и мы, прибегали к помощи специальных устройств, которые на тот момент времени способна была дать наука.
Солнечный камень викингов
В древних сагах викингов есть сведения о таинственном солнечном камне — «Соларстейне». С его помощью викинги «видели» Солнце не только тогда, когда небо было затянуто облаками, но и тогда, когда светило уже зашло за горизонт! Мистика? Нет! Ученые высказали гипотезу, что «солнечный камень» — это исландский шпат. Этот кристалл имеет интересное свойство, которое физики называют двойным преломлением света. Проходя через кристалл этого минерала, световой луч поляризуется и расщепляется на два луча с разной поляризацией. Тайна «соларстейна» не давала покоя ученым на протяжении сорока лет. Недавно исследователи под руководством французского профессора Гайя Ропарса объяснили, как викинги использовали шпат. На одну из граней кристалла наносили метку и рассматривали ее, поворачивая кристалл, пытаясь уловить момент, когда отметка удвоится. Это происходило тогда, когда боковая поверхность кристалла располагалась перпендикулярно к солнечным лучам. Кристалл улавливал слабый свет, невидимый для невооруженного глаза.
Компас
Компас облегчил путешественникам прокладку курса. Ученые считают, что он появился в XI — XII веках в Китае и одновременно в Скандинавии. Магнитные свойства некоторых материалов знали еще в античные времена. Впервые магнетизм описал в VI веке до н . е. Фалес Милетский. Изучая притяжения и отталкивания кусочков горной породы, античный ученый «наделил» магнитный железняк душой. Научное объяснение природы магнетизма принадлежит английскому ученому Майклу Фарадею.
Прообразом компаса стало первое магнитное устройство для определения направления — буссоль. Простейшая буссоль (фр. boussole) — это деревянная стрелка, к концу которой прикреплен небольшой кусок магнитного минерала Каламита. Еще до нашей эры буссоль использовали китайцы, а в Европе буссоль появилась в XIII веке. В это время европейцы вновь заинтересовались магнетизмом. Петр Перигрин исследовал, что у магнита есть два полюса, которые невозможно разделить. В местности Магнезия в Греции было много магнитного железняка. Чтобы продемонстрировать магнитные свойства Земли, Перигрин выточил из магнитного железняка шар.
Первый компас был жидкостным. Дощечка с магнитным минералом плавала в сосуде с водой. Во время шторма на показы такого компаса нельзя было полагаться. Известны случаи, когда сбой в работе прибора пошел на пользу: отклонившись от курса, мореплаватели открывали новые земли! Позже компас усовершенствовали: его сделали герметичным, заменили воду маслом, а деревянную стрелку — металлической. Жидкостный компас еще используют на кораблях, ведь обычный компас работает только в горизонтальном положении, достичь которого на море бывает трудно.
Секстант и его родственники
Как же мореплаватели в Средние века прокладывали курс корабля? Ведь компас не решал проблемы: чтобы обозначить на карте местонахождение судна, нужно было определить его координаты.
Широту (градусное расстояние от экватора) находили по наклону и высотой над горизонтом небесных светил и специальными астрономическими таблицами. Точность измерений обеспечивали навигационные приборы. Например, примитивный угломерный инструмент — градшток. Моряки называли его «посохом святого Иакова» (покровителя пилигримов). Прибор состоял из длинной палки с градусной шкалой и вертикальных передвижных рельсов. Приведя палку на определенный сектор неба, одну из рельсов передвигали так, чтобы ее нижний конец «касался» горизонта, а верхний — Солнца или звезды. Достаточно остроумным был способ нанесения делений на палку: на столе вычерчивали углы различной величины и, прикладывая градшток, переносили на него отметки углов.
Градшток совершенствовали и, наконец, появились квадрант и секстант. Принципы использования этих приборов легко понять из названий, которые указывают на величину дуги инструмента. Слово «квадрант» означает четверть круга, «секстант» происходит от латинского sextus — шестая часть круга, то есть 60 °. Секстант до сих пор используют в морской навигации, а на карте звездного неба есть одноименное созвездие.
Гимн астролябии
Еще одним важным навигационным инструментом была астролябия. Этот прибор использовали еще с античных времен. Астролябия пережила два тысячелетия, но до сих пор привлекает своей таинственностью: загадочные круги, странные линии и знаки … В раннем Средневековье за использование астролябии испанская инквизиция могла обвинить ученого в колдовстве и приговорить к казни.
Этот прибор служил не только для определения географической широты. Он был настоящим компьютером средневекового астронома. В трактате арабского астронома X века ас-Суфи описано 1000 способов использования астролябии, в частности: астрономические измерения, определение направлений, исчисление времени, сложные математические расчеты, например нахождения тригонометрических функций. В XV — XVI веках, в эпоху Возрождения, умение пользоваться астролябией указывало на высокую образованность человека.
А использование инструмента астрологами для составления Гороскопов вельмож побудило изготавливать астролябии, совершенные по красоте и форме. И даже первые механические часы на башнях кафедральных соборов Европы часто изготовляли в виде астролябий.
Название прибора происходит из греческого языка (от astron – «звезда и labe — брать, хватать). Измерение осуществляли одновременно три человека: один держал подвешенный за кольцо прибор, второй направлял визирь в нужную точку, а третий считывал показания и производил расчеты.
Морская астролябия была значительно проще, так как использовалась исключительно для определения географической широты или времени (если широта была известна). Сегодня на морских судах используют современные секстанты и компьютерные технологии, а астролябия занимает почетное место в музейных коллекциях.
newpix.ru
Картография и навигация
История мореплавания, а, стало быть, и пиратства, тесным образом связана с историей навигации и картографии.
История мореплавания, а, стало быть, и пиратства самым тесным образом связана с историей навигации и картографии. Когда появились морские карты? Как люди в древности ориентировались в море? Ответить на эти вопросы не так просто, как может показаться вначале.
Конечно, плавание вдоль берегов не требует карт или каких-то специальных способов ориентации. Достаточно изучить береговую линию. Большинство древних мореплавателей так и поступало, это, кстати, значительно упрощало и снаряжение судна: не требовалось иметь значительного запаса провианта и пресной воды. А раз так, то, казалось бы, и приспособления для навигации должны были бы появиться совсем недавно. Но штука вся в том, что длительные плавания совершались уже тысячелетия назад, в то время, как первые сведения о каких-либо навигационных приборах относятся к довольно позднему времени.
Когда картография только зарождалась, она отражала простое желание дать эстетическое видение мира: приведенная здесь карта Помпониуса Мела (I в. до н. э.) представляет собой элемент украшения. В данном случае прописная «О» вовсе не является научно обоснованной деталью.
Современная наука считает, что индейцы обеих американских континентов, также как и папуасы островов Океании, происходят от сибирских племен, мигрировавших через океан. Сибиряки оставили свой «след» в местах проживания майя, инков, ацтеков и других племен. Впрочем, есть и другие гипотезы на этот счет. Например, учеными не исключаются миграции финикийцев или других народов, населявших Средиземноморье, через Атлантический океан. Известным путешественником и ученым Туром Хейердалом было предпринято несколько успешных экспедиций на «Кон-Тики» и «Ра» с целью подтвердить это предположение.
Как бы то ни было, речь, безусловно, идет о плаваниях через океан, вдали от берегов, где единственным ориентиром могло быть звездное небо, солнце и луна. Сегодня считается, что первые мореплаватели пользовались антретным ориентированием (т. е. на глаз) по небесным светилам. Восток и запад определяли по восходу и заходу солнца, а север и юг — по положению Полярной звезды или звезд из созвездия Южный крест.
Часто древние мореплаватели брали с собой клетки с птицами. Если корабль терялся в море, то моряки периодически выпускали птицу (часто — черного ворона). Если птица возвращалась назад, значит суши поблизости нет, а если же она улетала в определенном направлении — то корабль следовал за ней, полностью доверяя пернатому: значит, птица летит на сушу. Такой прием был особенно популярен у скандинавов.
Карта Птолемея (II век н. э.) Благодаря опросу купцов и мореплавателей, а также чтению всех отчетов античных путешественников, ему удалось нарисовать карту мира в конической проекции, с параллелями и меридианами
Вероятно, это дало толчок к появлению портулан, хотя точное время зарождения этих карт я бы не рискнул назвать даже приблизительно. Что же такое портуланы?
Средиземноморские мореплаватели испытали необходимость иметь точные путеводители, которые помогли бы вести торговлю на очень больших расстояниях от родных портов. Из-за непостоянства ветров удаляться от берегов в Средиземном море можно было не всегда, так как капризная погода Средиземноморья делала эти путешествия весьма опасными. Даже в средневековье большинство передвижений в этом регионе по-прежнему совершалось в пределах видимости берегов.
Во времена критских, финикийских и египетских мореплавателей Средиземноморье бороздило множество кораблей, но из-за необходимости держаться берега, в год можно было успеть совершить только одно путешествие с востока на запад. С октября по март торговля практически прекращалась, а некоторые маршруты с севера на юг (Греция — Египет, Галлия — Северная Африка), при встречном ветре, занимали целые месяцы.
Лисица — это небольшая продырявленная дощечка, на которой каждая из дыр соответствует, в среднем, четырем часам. Палочка, передвигаемая рулевым при каждой смене вахтенных, позволяет вести точный учет дежурств на борту корабля; появилась в 1450 г.
Таким образом, в античные времена и в раннем средневековье первые карты становились скорее путеводителями для перехода из порта в порт, нежели точным описанием берегов. Лоцманы были больше заинтересованы в точном знании рельефа побережья, наличия мелей, постоянства ветров, местоположения портовых городов, нежели в научном представлении о поверхности Земли. Не имея для управления кораблем компаса, не обладая никакими средствами для определения широты (особенно когда облака прикрывали небо), лоцману — будь он египетским, греческим, венецианским или каталонским, оставался единственный выход — нарисовать карту! Ему необходим был портулан (от итальянского «портолано», то есть «путеводитель по портам»). Иначе говоря, требовался путеводитель, объединяющий в себе сведения о берегах, портах, ветрах, глубинах и течениях, собранные профессионалами мореплавания со времен античности, сведения с помощью которых в средневековье осуществлялась торговля в средиземноморских портах.
Первые сведения о непосредственно морских картах Марина Тирского относят ко II веку до н. э., хотя, карты вообще существовали уже у древних полинезийцев в V веке до н. э. и представляли собой сплетенные из растений циновки с изображением островов и рифов.
Карты того периода мало отличались от весьма схематичных планов, и чем большие территории изображались, тем меньше была точность карт: ведь Земля-то круглая, и большие участки ее поверхности нельзя показать на плоскости без искажений!
Карта Пьера Деселье никогда не использовалась мореплавателями. Она была нарисована, чтобы продемонстрировать при дворе короля Франции уровень научных познаний в области географии по состоянию на 1550 год. Несмотря на ряд допущенных неточностей (форма Северной Америки, восточного побережья Азии), общее расположение Европы, Африки и Южной Америки является верным.
Одно из решений этой проблемы было найдено еще две тысячи лет назад Эратоcфеном (276–196 г. до н. э.), который начал применять при создании карт квадратную равнопромежуточную цилиндрическую проекцию. Кстати говоря, именно Эрастофен, наблюдая за полуденной высотой солнца в Александрии и Асуане, определил радиус Земли (6366,7 км) с такой высокой точностью, что этому поражаются до сих пор! А в качестве измерительного инструмента «выступил» верблюд! Эрастофен определил расстояние между двумя точками методом подсчета среднего числа шагов, и, зная разницу в длине солнечной тени, провел несложные вычисления. Сейчас это элементарная задачка по геометрии о подобии двух треугольников, но в те времена это было чудом.
Чтобы лучше читать карту нужна лоция. Лоция (от голл. loodsen — вести корабль) — руководство для плавания в определенном водном бассейне с подробным описанием его навигационных особенностей. Древнейшая из сохранившихся лоций — грека Скилака (VI век до н. э.) которая подробно описывала расстояния между портами, их оборудовании, о якорных местах, навигационных опасностях...
Астролябия пирата Джона Дэвиса.
Вообще, задолго до средневековых космографов человек совершал попытки изобразить Землю в форме глобуса. Такими были уже упомянутые Эратосфен и Марин Тирский, таким был и Птолемей: они дерзко рисовали карты, основываясь на своих собственных расчетах. Когда Палла Строцци привез в Константинополь полный экземпляр «Географии» Птолемея, то его перевод на латинский язык стал, как сказали бы сегодня, одним из «бестселлеров» зарождавшегося книгопечатания! Птолемей — греческий ученый из Александрии, живший примерно с 90 по 160 года нашей эры. Благодаря опросу купцов и мореплавателей, а также чтению всех отчетов античных путешественников, ему удалось нарисовать карту мира в конической проекции, с параллелями и меридианами, то есть сетку координат, исчисляемых в градусах, где широты измерялись от экватора, а долготы — от самой западной точки известного тогда мира. Частично ошибочная, очень неточная во многих своих местах, «География» тем не менее, являла собой ощутимый этап в математическом осмыслении мира.
Квадрант - примитивный инструмент для измерения высоты звезд и определения широты.
Как уже стало ясно, понятия географической широты и долготы для однозначного определения местоположения на поверхности Земли, впервые возникли в Древней Греции. Днем (в полдень) широту определяли по длине солнечной тени, ночью — по высоте определенных звезд над горизонтом. Сегодня пальма первенства в использовании широты и долготы присуждается Гиппарху из Никеи (ок. 190–125 гг. до н. э.), который предложил метод определения долготы разных точек по измерению местного времени при наблюдении лунного затмения. Кроме того, Гиппархом была изобретена астролябия (греч. astron — «звезда», и labe — «схватывание») — угломерный инструмент, служивший с древнейших времен до начала XVIII века для определения положения небесных светил. Раньше для тех же целей использовался квадрант.
В 1342 году математиком Леви Бен Гершоном впервые был описан прибор впоследствии названный «Палочка Леви». Называемая также «арбалет», она являлась простым, но хитроумным приспособлением, с помощью которого можно измерять относительную высоту солнца в зените по отношению к линии горизонта. Благодаря таблицам Закуто и Визиньо (1465 год), используемым одновременно, можно было определить с точностью до одного или двух градусов широты свое местоположение.
Палочка Леви - средневековый инструмент для определения широты местоположения.
Эволюция европейской картографии вплоть до XVI века отражает собой гигантский коллективный труд во имя того, чтобы составить представление о мире, почерпнув сведения из грубого эмпиризма портуланов. Так моряки мало-помалу получают возможность пользоваться всеми плодами научного познания Земли. На место описаний, даже достаточно точных, но всегда неполных, приходят карты, способные дать геометрически верное представление о нашей планете. Но для этого требовалось избавиться от предрассудков мифологизированного сознания, а заодно обзавестись некоторыми навигационными и топографическими инструментами.
Одним из первых навигационных «приборов» можно считать соларстейн (в переводе с древнескандинавского — «солнечный камень»). С его помощью можно было определить положение солнца в туманную погоду. Он несколько раз упоминается в текстах древних викингов. Предполагается, что речь идет о кристалле исландского полевого шпата (кордиерита), обладавшего магнитными свойствами.
Явление магнетизма было подмечено людьми еще в глубокой древности. История магнетизма богата наблюдениями и фактами, различными взглядами и представлениями.
Морская астролябия, датируется 1588 г.
Сегодня считается, что впервые свойства магнитного железняка описал Фалес Милетский в VI веке до н. э. Это были чисто теоретические выкладки, не подтвержденные опытами. Фалес дал маловразумительное объяснение свойствам магнита, приписывая ему «одушевленность». Через столетие после него Эмпедокл объяснял притяжение железа магнитом некими «истечениями» из него какой-то нематериальной субстанции. Позднее подобное же объяснение в более определенной форме было представлено в книге Лукреция «О природе вещей». Высказывания о магнитных явлениях имелись и в сочинениях Платона , где он описывал их в поэтической форме. Представления о существе магнитных действий были у ученых более позднего времени — Декарта, Гюйгенса и Эйлера, причем эти представления в некоторых отношениях не слишком отличались от представлений древних философов.
В морской навигации магнитные явления использовались со времени раннего средневековья. В конце XII века в трудах англичанина Некаме и француза Гио де Провенс впервые описана простейшая буссоль (фр. boussole)- устройство, позволяющее определять магнитный азимут в море. Хотя в Китае буссоль применялась для навигации еще до нашей эры. В Европе же она приобрела распространение лишь в XIII веке.
Первым экспериментатором, занявшимся магнитами, был Петр Перегрин из Марикура (XIII век). Он опытным путем установил существование магнитных полюсов, притяжение разноименных полюсов и отталкивание одноименных. Разрезая магнит, он обнаружил невозможность изолировать один полюс от другого. Он выточил сфероид из магнитного железняка и пытался экспериментально показать аналогию в магнитном отношении между этим сфероидом и землей. Этот опыт впоследствии (в 1600 году) еще более наглядно воспроизвел Гильберт.
Первые компасы, изобретенные независимо друг от друга в Азии и в Скандинавии около XI века, пришли на Средиземноморское побережье Европы в XII веке и представляли собой плавающую в наполненной водой раковине дощечку. К одному из ее концов был прикреплен кусочек каламита — камня, обладающего природными магнитными свойствами, привозимого из Магнезии в Греции, где он очень распространен. Такой компас хорошо действовал лишь при незначительной качке на корабле.
а). Один из первых компасов, представлявший собой плавающую в наполненной водой раковине дощечку. К одному из ее концов был прикреплен кусочек магнитного камня;б). Обычная буссоль, состоящая из стальной магнитной стрелки, вращающейся на острие, расположенном в центре небольшой круглой или четырехугольной коробочки (по-итальянски — «боссола»), была наиболее распространена на борту первых каравелл.в). Компас или сухая буссоль со стрелкой, усовершенствованная в Сагрской школе, изготавливался из картонного диска, на котором была нарисована роза ветров. Под северной точкой розы ветров закреплялась небольшая намагниченная стальная полоска. Это уже более точный инструмент, чтобы держать правильный курс.
Так были ли достоверными сведения, содержавшиеся в портуланах? Думаю, что это зависело от возлагаемых на них задач. Для решения «местных» прикладных задач — попадания из точки А в точку Б — они вполне подходили. Навигация по Средиземному морю была довольно неплохо изучена, поскольку постоянно поддерживалась крупными лоцманскими школами, такими как генуэзская, венецианская или лагушская. Для познания же всего мира портуланы совершенно не годились, больше путая исследователей, нежели помогая им.
Только с конца XIII века первые попытки океанского плавания, а также более широкое использование компаса выявили необходимость реального отображения на плоском листе бумаги рельефа берегов с указанием ветров и основных координат.
После XIV века портуланы часто сопровождаются приблизительными контурными рисунками средиземноморского побережья и атлантических берегов Западной Европы. Постепенно корабли, уходящие в океанские плавания, начинают включаться в работу по составлению более точных портуланов и рисунков.
Где-то к началу XV века появляются уже настоящие навигационные карты. Они представляют собой уже полный набор сведений для лоцмана: рельеф берегов, перечень расстояний, указания широты и долготы, ориентиры, названия портов и местных обитателей, указываются ветра, течения и морские глубины.
Инфант Энрике (Генрих-Мореплаватель), великолепно знакомый с математикой и астрономией, он прекрасно сознавал несовершенство карт и постоянно требовал от капитанов вносить в карты все новые и новые поправки.
Карта, наследница математических знаний, полученных древними, все более точных сведений об астрономии и тысячелетнего опыта навигации из порта в порт, становится одним из главных плодов научной мысли первооткрывателей: отныне во время длительных плаваний требуется составлять отчеты, необходимые для полного отображения знаний о мире. И более того, появились первые судовые журналы! Конечно, морские путешествия описывались и ранее, но теперь это начинает носить регулярный характер. Первым ввел обязательный судовой журнал для капитанов своих каравелл инфант Генрих. Капитаны должны были ежедневно записывать сведения о берегах с указанием координат — дело чрезвычайно полезное для составления достоверных карт.
Несмотря на стремление уточнять и проверять, двигавшее наиболее знаменитыми картографами (Фра Мауро в 1457 году утверждал, что ему не удалось вместить в свою карту всех сведений, которые ему удалось собрать), фантазии, легенды, вымысел окружали любой картографический труд неким «фольклорным» ореолом: на большинстве карт, датированных до XVII века, мы видим, как на месте малоизвестных или недостаточно исследованных регионов возникают изображения различных чудовищ, почерпнутых из античной и раннехристианской мифологий.
Достаточно часто составитель, описывая обитателей отдаленных уголков, прибегал к домыслам. Районы, исследованные и попавшие под власть европейских королей, отмечались гербами и флагами. Однако великолепно разрисованные обширные розы ветров не могли принести пользы, если они неправильно ориентированы или размечены в ошибочных линиях «ромбов» (примитивная система ориентации, предшествовавшая системе меридианов и параллелей). Часто работа картографа становилась настоящим произведением искусства. При дворах королей разглядывали планисферы, словно полотна, за ними угадывались пустившиеся в дальние путешествия мореплаватели, чудовища вызывали дрожь, пройденные расстояния и интригующие названия завораживали. Потребовалось немало времени, прежде чем обычай делать карту декоративной уступил место действительно полезной картографии, лишенной всяческого вымысла.
Одна из карт Паоло дель Поццо, известного больше под именем Тосканелли. Он был флорентийским астрономом и космографом XV века. Его научные изыскания привели его к мысли о возможности пересечь Атлантику на запад, чтобы доплыть до Индии.
Этим объясняется та недоверчивость, с которой великие мореплаватели, и в первую очередь Христофор Колумб, относились к разукрашенным картам XV века. Большинство моряков предпочитало доверяться своему знанию ветров, рельефа дна, течений и наблюдениям за небесной сферой, или отслеживанию движения косяков рыб или птичьих стай, для того чтобы ориентироваться в бескрайних просторах океана.
Несомненно, именно в XV веке благодаря португальским мореплавателям, а затем путешествию Колумба и, наконец, кругосветному путешествию Магеллана в 1522 году человечество смогло на практике проверить расчеты древних греков и представления о сферичности Земли. Многие мореплаватели теперь на практике получали конкретные знания, свидетельствующие о шаровидности нашей планеты. Кривая линия горизонта, перемещение относительной высоты расположения звезд, рост температуры по мере приближений к экватору, смена созвездий в южном полушарии — все это делало очевидной истину, которая противоречила христианской догме: Земля — это шар! Оставалось только измерить расстояния, которые необходимо было преодолеть в открытом море, чтобы добраться до Индии, в южном направлении, как это сделали португальцы в 1498 году, или в западном, как казалось Колумбу, когда он в 1492 году встретил на своем пути непреодолимое препятствие в лице обеих Америк.
Глобус, созданный немецким географом Мартином Бехаймом в 1492 году, и отражающий средневековые представления о мире накануне открытия Нового Света.
Колумб был хорошо знаком с космографической литературой того времени. Его брат был картографом в Лиссабоне, и он сам попытался построить глобус на основе имевшихся атласов, современных и античных трактатов по космографии. Он, правда, допустил, вслед за Пьером Айи и его «Имаго Мунди» (1410 год), грубую ошибку в оценке расстояния между Португалией и Азией, занизив его (есть гипотеза, что он сделал это преднамеренно). Тем не менее, он внял советам именитых картографов, таких как Тосканелли (который верил в морской путь на запад), Пикколомини (будущий папа Пий II) и Мартин Бехайм (впоследствии автора довольно точного глобуса).
Начиная с 1435 года португальские и итальянские моряки взяли за правило плыть на расстоянии от африканского берега, чтобы избежать опасных зон и переменчивости ветров. Прибрежная зона, изобилующая рифами и отмелями, и впрямь являла собой очевидную опасность кораблекрушения.
Однако столь значительное удаление от берега, что он теряется из виду, предполагает умение ориентироваться в открытом море на плоском однообразном пространстве без маяков, ограниченном лишь линией горизонта. А морякам XV века не хватало теоретических познаний в области математики и геометрии, необходимых для точного определения своего местонахождения. Что же касается измерительных приборов, с ними дела обстояли еще хуже. До XVI–XVII веков ни один из них не был по-настоящему хорош в деле. На картах, хотя и постоянно уточняемых, имелись существенные пробелы.
Колумб не мог видеть глобуса Мартина Бехайма, но можно себе представить, что вслед за Тосканелли и Колумбом (в современную эпоху) и Птолемеем и Маринам Тирским (в древние времена) ученый из Нюрнберга заблуждался относительно размеров евразийского континента, а также будучи уверенным, что «узкое море» (Атлантика) отделяет Западную Европу от восточного берега Азии.
Чтобы оценить чрезвычайное мужество мореплавателей, которые осваивали ближнюю, а затем и дальнюю Атлантику, надо вспомнить, какими жалкими средствами они располагали для определения своего местонахождения в открытом море. Перечень будет краток: моряки XV века, в том числе и Христофор Колумб, не обладали практически ничем, что помогло бы им решить три главных задачи любого мореплавателя, отправляющегося в дальнее плавание: держать курс, измерять пройденный путь, знать с точностью свое настоящее местоположение.
У моряка XV века в распоряжении имелись всего лишь примитивная буссоль (в различных вариациях), грубые песочные часы, кишащие ошибками карты, приблизительные таблицы склонения светил и, в большинстве случаев, ошибочные представления о размерах и форме Земли! В те времена любая экспедиция по океанским просторам становилась опасной авантюрой, часто со смертельным исходом.
Средневековые песочные часы.
В 1569 году Меркатор составил первую карту в равноугольной цилиндрической проекции, а голландец Лука Вагенер ввел в обиход атлас. Это был крупный шаг в науке навигации и картографии, ведь даже сегодня, в двадцать первом веке, современные морские карты составлены в атласы и выполнены в меркаторской проекции!
В 1530 году голландский астроном Гемма Фризий (1508-1555) в своем труде «Принципы астрономической космографии» предложил способ определения долготы с помощью хронометра, но отсутствие достаточно точных и компактных часов надолго оставили этот метод чисто теоретическим. Этот способ был назван хронометрическим. Почему же способ оставался теоретическим, ведь часы появились много ранее?
Дело в том, что часы в те времена редко могли идти без остановки в течение суток, а их точность не превышала 12–15 минут в сутки. Да и механизмы часов того времени не были приспособлены для работы в условиях морской качки, высокой влажности и резких перепадов температуры. Конечно, кроме механических, в морской практике долгое время использовались песочные и солнечные часы, но точность солнечных часов, время «завода» песочных часов были совершенно недостаточными для реализации хронометрического метода определения долготы.
Сегодня считается, что первые точные часы были собраны в 1735 англичанином Джоном Гаррисоном (1693-1776). Их точность составляла 4–6 секунд в сутки! По тем временам это была просто фантастическая точность! И более того, часы были приспособлены для морских путешествий!
Предки наивно считали, что Земля вращается равномерно, лунные таблицы грешили неточностями, квадранты и астролябии вносили свою погрешность, поэтому итоговые ошибки в вычислениях координат составляли до 2,5 градусов, а это около 150 морских миль, т. е. почти 250 км!
Октант, сконструированный Бенджамином Колом в 1731 г.
В 1731 году английский оптик Джон Хэдли усовершенствовал астролябию. Новый прибор, получивший название октант, позволял решить проблему измерения широты на движущемся судне, так как теперь два зеркала позволяли одновременно видеть и линию горизонта и солнце. Но октанту не досталась слава астролябии: за год до этого Хадли сконструировал секстант — прибор, позволявший с очень большой точностью измерять местоположение судна.
Принципиальное устройство секстанта, т. е. прибора, использующего принцип двойного отражения объекта в зеркалах, было разработано еще Ньютоном, но было забыто и только в 1730 году было заново изобретено Хэдли независимо от Ньютона.
Морской секстант состоит из двух зеркал: указательного и неподвижного полупрозрачного зеркала горизонта. Свет от светила (звезды либо планеты) падает на подвижное зеркало, отражается на зеркало горизонта, на котором одновременно видны и светило и горизонт. Угол наклона указательного зеркала и есть высота светила.
Поскольку этот сайт по истории, а не по кораблевождению, то я не буду вдаваться в подробности и особенности различных навигационных приборов, но хочу сказать несколько слов о еще двух приборах. Это лот (лотлинь) и лаг (лаглинь).
Солнечные часы-компас и кожаный футляр с тиснением, XVII век, найдены во время раскопок в Мангазее (первом русском заполярном поселении).
В заключение, мне хотелось бы вкратце остановиться на некоторых исторических датах в истории развития навигации в России.
Тысяча семьсот первый год — это, пожалуй, самая знаменательная дата в отечественной навигации, поскольку в этом году император Петр I издал указ об учреждении «Математических и Навигацких, то есть мореходных хитростно наук учению».Год рождения первой отечественной навигационной школы.
Через два года, в 1703 году, преподаватель этой школы Магницкий составил учебник «Арифметика». Третья часть книги носит заглавие «Обще о земном размерении, и яже мореплаванию принадлежит».
В 1715 году старшие классы школы преобразовали в Морскую Академию.
1725 год — это год рождения Петербургской Академии Наук, где преподавали такие светила науки, как Леонард Эйлер, Даниил Бернулли, Михаил Ломоносов (1711-1765). Например, именно астрономические наблюдения и математическое описание движения планет Эйлера легли в основу высокоточных лунных таблиц для определения долготы. Гидродинамические исследования Бернулли позволили создать совершенные лаги для точного измерения скорости судна. Работы Ломоносова касались вопросов создания ряда новых навигационных приборов, прообразы которых используются и в настоящее время: курсопрокладчики, самописцы, лаги, кренометры, барометры, бинокли... Автор: Валерий Потапов privateers
mensby.com
Навигационные приборы » Детская энциклопедия (первое издание)
Навигация — наука о вождении судов, самолетов, космических аппаратов. Для судна, направляющегося из одного порта в другой, важно выбрать наиболее выгодный путь и держаться его, постоянно контролируя свое местонахождение. В этом людям и помогает навигация.
Древние мореходы старались плавать вблизи берегов и местонахождение судна определяли по береговым ориентирам. Смелые финикийцы и викинги, плавая вдали от берегов, ориентировались по солнцу и звездам. В XI в. появился компас, но магнитная стрелка в высоких широтах показывала не на географический север, а на магнитный полюс, не совпадающий с северным полюсом. Значит, чем выше были широты, в которых плавали суда, тем большей погрешностью отличались показания компаса. Компас являлся далеко не универсальным средством ориентации. В середине XVI в. выдающийся фламандский картограф Г. Меркатор вычислил координаты магнитного полюса, предложил новый принцип составления карт в равноугольной цилиндрической проекции. С тех пор в этой проекции составляются все морские карты.
В настоящее время направление движения судна определяют по магнитному компасу (с учетом магнитного склонения) или по гирокомпасу. Гирокомпас устроен по принципу волчка и вращается двигателем с частотой 300 000 оборотов в минуту. Как и всякий волчок, он обладает свойством сохранять в пространстве заданное положение оси, например направление с севера на юг.
Когда судно находится в открытом море, то его курс и пройденное расстояние постоянно наносят на карту. Такой учет курса называется счислением, а курс — счислимым. Результат работы штурмана называют прокладкой (курса судна по карте).
Только поблизости от берега по маяку или по пеленгатору (прибору для определения угловых направлений на внешние ориентиры: береговые или плавучие объекты, небесные светила и др.) штурман может точно назвать координаты судна. Он определяет направление на два ориентира, положение которых известно по карте. От этих ориентиров на карте проводят линии, а точкой их пересечения и будет местонахождение судна в море.
Вдали от берега штурман пользуется навигационными приборами. Скорость судна и пройденное расстояние измеряются с помощью лага. Лаги бывают гидродинамическими и гидростатическими. Гидродинамический лаг — это вертушка (винт), которую на тросе тянут за кормой судна. Обычно лаг соединяют со счетчиком оборотов, установленным на днище судна. Чем быстрее идет судно, тем быстрее вращается лаг, и счетчик показывает большее число оборотов, а на его циферблате указывается значение скорости судна.
Гидростатический лаг воспринимает силу давления воды. В воду опущена трубка, согнутая на конце. Отверстие трубки обращено вперед. Поток набегающей на судно воды создает давление. Чем больше скорость, тем больше давление. По значению давления и определяется скорость судна.
Измерение скорости судна в узлах связано с применением первого простейшего лага, похожего на поплавок. Его сбрасывали с судна на веревке, разделенной на части узлами. Число «выбежавших» за полминуты с судна узлов соответствовало числу пройденных судном морских миль (1,852 км) в час.
Однако лаг не дает очень точного представления о скорости судна, потому что с его помощью нельзя учесть скорости и направления течений, ветра, а также факторов, влияющих на снос судна. Морякам нужен не счислимый, а истинный курс судна, поэтому счислимый курс корректируется астрономическими наблюдениями с использованием секстанта (или секстана) — угломерного зеркально-отражательного инструмента для измерения высот небесных светил над горизонтом или углов между видимыми на берегу предметами. Устройство секстанта таково: к бронзовому сектору, составляющему примерно 1/6 часть круга (название прибора и произошло от латинского слова sextantis — «шестой»), прикреплены зрительная труба и два зеркала (для отражения лучей света от небесного светила). На секторе нанесены деления — градусы и минуты — для угловых измерений.
При определении местонахождения корабля или самолета по солнцу или звездам с помощью секстанта обычно измеряют высоты нескольких небесных светил над линией видимого горизонта. Затем вносят в полученный результат ряд поправок, учитывающих, например, понижение видимого горизонта и др. И наконец, определяют (чаще всего графически) поправки к счислимым координатам, пользуясь формулами мореходной и авиационной астрономии.
С развитием радиотехники радиосвязь пришла на помощь судовой навигации. Радиомаяки, местоположение которых точно известно, непрерывно посылают радиосигналы. Их принимает судовой радиопеленгатор — специальный радиоприемник, при помощи которого определяют пеленг — угол между меридианом, на котором находится судно, и направлением на источник радиоволн. При определении местоположения судна учитывают пеленги двух радиостанций (радиомаяков).
В интересах навигации используют и радиолокатор (см. Радиолокация), позволяющий «видеть» в темноте и тумане, определять расстояние и пеленг до берега или до судна, с которым нужно разойтись в море.
Место судна можно уточнить и по рельефу дна, изображенному на карте. Для этого применяют ультразвуковой прибор — эхолот (см. Акустика, акустическая техника). Измеряя время прохождения ультразвукового импульса до морского дна и обратно, прибор определяет глубину, и автосамописец вычерчивает кривую глубин — рельеф дна. Штурман сравнивает изображение на карте с показаниями эхолотов.
Важную роль играет навигационная техника в авиации, помогая водить самолеты. Перед пилотом на приборной доске среди множества различных приборов есть и навигационные. Это высотомер, устройство которого основано на тех же принципах, что и барометра, реагирующего на изменение давления. Давление с высотой уменьшается, и штурман сравнивает давление на земле с показаниями высотомера. Так можно узнать примерную высоту полета. Истинная высота полета определяется радиовысотомером — малым радиолокатором. Он посылает радиоимпульсы к земле и принимает их обратно. Скорость радиоволны известна — 300 000 км/с, и прибор определяет высоту полета по времени с момента посылки и до возвращения импульса. Измерителем скорости на высоте служит манометр, измеряющий давление встречного потока воздуха. С высотой оно уменьшается, и прибор показывает меньшую скорость. Но указатель скорости автоматически учитывает это изменение, и в результате его стрелка указывает на истинную скорость полета. О направлении полета можно судить по показаниям гирокомпаса.
Как судно морскими течениями, самолет сносит воздушными течениями. Здесь на помощь штурману приходит авиасекстант, измеряющий высоту светила над горизонтом. Зная угловую высоту светила и точное время ее определения, рассчитывают линию положения самолета. По двум светилам находят две линии положения, а точка их пересечения определяет местоположение самолета. Лететь точно по курсу помогают радиомаяки и радиолокаторы.
С началом космической эры появилась и космическая навигация (см. Управление космическим аппаратом в полете). Искусственные спутники Земли (ИСЗ) служат ориентирами судам. Создается глобальная система навигационных ИСЗ. Чтобы взять пеленг и определить точное место судна, спутников должно быть не менее двух. Результаты измерений в сочетании с известными географическими координатами спутников помогают определить место судна с точностью до 50—100 м.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
.
de-ussr.ru
НАВИГАЦИОННЫЕ ПРИБОРЫ
Навигация — наука о вождении судов, самолетов, космических аппаратов. Для судна, направляющегося из одного порта в другой, важно выбрать наиболее выгодный путь и держаться его, постоянно контролируя свое местонахождение. В этом людям и помогает навигация.
Древние мореходы старались плавать вблизи берегов и местонахождение судна определяли по береговым ориентирам. Смелые финикийцы и викинги, плавая вдали от берегов, ориентировались по солнцу и звездам. В XI в. появился компас, но магнитная стрелка в высоких широтах показывала не на географический север, а на магнитный полюс, не совпадающий с северным полюсом. Значит, чем выше были широты, в которых плавали суда, тем большей погрешностью отличались показания компаса. Компас являлся далеко не универсальным средством ориентации. В середине XVI в. выдающийся фламандский картограф Г. Меркатор вычислил координаты магнитного полюса, предложил новый принцип составления карт в равноугольной цилиндрической проекции. С тех пор в этой проекции составляются все морские карты.
В настоящее время направление движения судна определяют по магнитному компасу (с учетом магнитного склонения) или по гирокомпасу. Гирокомпас устроен по принципу волчка и вращается двигателем с частотой 300 ООО оборотов в минуту. Как и всякий волчок, он обладает свойством сохранять в пространстве заданное положение оси, например направление с севера на юг.
Когда судно находится в открытом море, то его курс и пройденное расстояние постоянно наносят на карту. Такой учет курса называется счислением, а курс — счислимым. Результат работы штурмана называют прокладкой (курса судна по карте).
Только поблизости от берега по маяку или по пеленгатору (прибору для определения угловых направлений на внешние ориентиры: береговые или плавучие объекты, небесные светила и др.) штурман может точно назвать координаты судна. Он определяет направление на два ориентира, положение которых известно по карте. От этих ориентиров на карте проводят линии, а точкой их пересечения и будет местонахождение судна в море.
Вдали от берега штурман пользуется навигационными приборами. Скорость судна и пройденное расстояние измеряются с помощью лага. Лаги бывают гидродинамическими и гидростатическими. Гидродинамический лаг — это вертушка (винт), которую на тросе тянут за кормой судна. Обычно лаг соединяют со счетчиком оборотов, установленным на днище судна. Чем быстрее идет судно, тем быстрее вращается лаг, и счетчик показывает большее число оборотов, а на его циферблате указывается значение скорости судна.
Гидростатический лаг воспринимает силу давления воды. В воду опущена трубка, согнутая на конце. Отверстие трубки обращено вперед. Поток набегающей на судно воды создает Давление. Чем больше скорость, тем больше давление. По значению давления и определяется скорость судна.
Измерение скорости судна в узлах связано с применением первого простейшего лага, похожего на поплавок. Его сбрасывали с судна на веревке, разделенной на части узлами. Число «выбежавших» за полминуты с судна узлов соответствовало числу пройденных судном морских миль (1111,852 км) в час.
Однако лаг не дает очень точного представления о скорости судна, потому что с его помощью нельзя учесть скорости и направления течений, ветра, а также факторов, влияющих на снос судна. Морякам нужен не счислимый, а истинный курс судна, поэтому счислимый курс корректируется астрономическими наблюдениями с использованием секстанта (или секстана) — угломерного зеркально-отражательного инструмента для измерения высот небесных светил над горизонтом или углов между видимыми на берегу предметами. Устройство секстанта таково: к бронзовому сектору, составляющему примерно 1/6 часть круга (название прибора и произошло от латинского слова sextantis — «шестой»), прикреплены зрительная труба и два зеркала (для отражения лучей света от небесного светила). На секторе нанесены деления — градусы и минуты — для угловых измерений.
При определении местонахождения корабля или самолета по солнцу или звездам с помощью секстанта обычно измеряют высоты нескольких небесных светил над линией видимого горизонта. Затем вносят в полученный результат ряд поправок, учитывающих, например, понижение видимого горизонта и др. И наконец, определяют (чаще всего графически) поправки к счислимым координатам, пользуясь формулами мореходной и авиационной астрономии.
С развитием радиотехники радиосвязь пришла на помощь судовой навигации. Радиомаяки, местоположение которых точно известно, непрерывно посылают радиосигналы. Их принимает судовой радиопеленгатор — специальный радиоприемник, при помощи которого определяют пеленг — угол между меридианом, на котором находится судно, и направлением на источник радиоволн. При определении местоположения судна учитывают пеленги двух радиостанций (радиомаяков).
В интересах навигации используют и радиолокатор (см. Радиолокация), позволяющий «видеть» в темноте и тумане, определять расстояние и пеленг до берега или до судна, с которым нужно разойтись в море.
Место судна можно уточнить и по рельефу дна, изображенному на карте. Для этого применяют ультразвуковой прибор — эхолот (см. Акустика, акустическая техника). Измеряя время прохождения ультразвукового импульса до морского дна и обратно, прибор определяет глубину, и автосамописец вычерчивает кривую глубин — рельеф дна. Штурман сравнивает изображение на карте с показаниями эхолотов.
Важную роль играет навигационная техника в авиации, помогая водить самолеты. Перед пилотом на приборной доске среди множества различных приборов есть и навигационные. Это высотомер, устройство которого основано на тех же принципах, что и барометра, реагирующего на изменение давления. Давление с высотой уменьшается, и штурман сравнивает давление на земле с показаниями высотомера. Так можно узнать примерную высоту полета. Истинная высота полета определяется радиовысотомером — малым радиолокатором. Он посылает радиоимпульсы к земле и принимает их обратно. Скорость радиоволны известна — 300 000 км/с, и прибор определяет высоту полета по времени с момента посылки и до возвращения импульса. Измерителем скорости на высоте служит манометр, измеряющий давление встречного потока воздуха. С высотой оно уменьшается, и прибор показывает меньшую скорость. Но указатель скорости автоматически учитывает это изменение, и в результате его стрелка указывает на истинную скорость полета. О направлении полета можно судить по показаниям гирокомпаса.
Как судно морскими течениями, самолет сносит воздушными течениями. Здесь на помощь штурману приходит авиасекстант, измеряющий высоту светила над горизонтом. Зная угловую высоту светила и точное время ее определения, рассчитывают линию положения самолета. По двум светилам находят две линии положения, а точка их пересечения определяет местоположение самолета. Лететь точно по курсу помогают радиомаяки и радиолокаторы.
С началом космической эры появилась и космическая навигация (см. Управление космическим аппаратом в полете). Искусственные спутники Земли (ИСЗ) служат ориентирами судам. Создается глобальная система навигационных ИСЗ. Чтобы взять пеленг и определить точное место судна, спутников должно быть не менее двух. Результаты измерений в сочетании с известными географическими координатами спутников помогают определить место судна с точностью до 50—100 м.
enciklopediya-tehniki.ru
Навигационные приборы — Юнциклопедия
Навигация — наука о вождении судов, самолетов, космических аппаратов. Для судна, направляющегося из одного порта в другой, важно выбрать наиболее выгодный путь и держаться его, постоянно контролируя свое местонахождение. В этом людям и помогает навигация.
Навигационные приборы. Основной прибор гироскопического компаса; репитер — указатель истинного направления стран света. Экран радиолокатора. Навигационный прибор штурманов самолетов — высотомер. Рубка речного судна на подводных крыльях «Ракета».
Древние мореходы старались плавать вблизи берегов и местонахождение судна определяли по береговым ориентирам. Смелые финикийцы и викинги, плавая вдали от берегов, ориентировались по солнцу и звездам. В XI в. появился компас, но магнитная стрелка в высоких широтах показывала не на географический север, а на магнитный полюс, не совпадающий с северным полюсом. Значит, чем выше были широты, в которых плавали суда, тем большей погрешностью отличались показания компаса. Компас являлся далеко не универсальным средством ориентации. В середине XVI в. выдающийся фламандский картограф Г. Меркатор вычислил координаты магнитного полюса, предложил новый принцип составления карт в равноугольной цилиндрической проекции. С тех пор в этой проекции составляются все морские карты.
Направление движения судна определяют по магнитному компасу (с учетом магнитного склонения) или по гирокомпасу. Гирокомпас устроен по принципу волчка и вращается двигателем с частотой 300 000 оборотов в минуту. Как и всякий волчок, он обладает свойством сохранять в пространстве заданное положение оси, например направление с севера на юг.
Когда судно находится в открытом море, то его курс и пройденное расстояние постоянно наносят на карту. Такой учет курса называется счислением, а курс — счислимым. Результат работы штурмана называют прокладкой (курса судна по карте).
Только поблизости от берега по маяку или по пеленгатору (прибору для определения угловых направлений на внешние ориентиры: береговые или плавучие объекты, небесные светила и др.) штурман может точно назвать координаты судна. Он определяет направление на два ориентира, положение которых известно по карте. От этих ориентиров на карте проводят линии, а точкой их пересечения и будет местонахождение судна в море.
Вдали от берега штурман пользуется навигационными приборами. Скорость судна и пройденное расстояние измеряются с помощью лага. Лаги бывают гидродинамическими и гидростатическими. Гидродинамический лаг — это вертушка (винт), которую на тросе тянут за кормой судна. Обычно лаг соединяют со счетчиком оборотов, установленным на днище судна. Чем быстрее идет судно, тем быстрее вращается лаг, и счетчик показывает большее число оборотов, а на его циферблате указывается значение скорости судна.
Гидростатический лаг воспринимает силу давления воды. В воду опущена трубка, согнутая на конце. Отверстие трубки обращено вперед. Поток набегающей на судно воды создает давление. Чем больше скорость, тем больше давление. По значению давления и определяется скорость судна.
Измерение скорости судна в узлах связано с применением первого простейшего лага, похожего на поплавок. Его сбрасывали с судна на веревке, разделенной на части узлами. Число «выбежавших» за полминуты с судна узлов соответствовало числу пройденных судном морских миль (1,852 км) в час.
Однако лаг не дает очень точного представления о скорости судна, потому что с его помощью нельзя учесть скорости и направления течений, ветра, а также факторов, влияющих на снос судна. Морякам нужен не счислимый, а истинный курс судна, поэтому счислимый курс корректируется астрономическими наблюдениями с использованием секстанта (или секстана) — угломерного зеркально-отражательного инструмента для измерения высот небесных светил над горизонтом или углов между видимыми на берегу предметами. Устройство секстанта таково: к бронзовому сектору, составляющему примерно 1/6 часть круга (название прибора и произошло от латинского слова sextantis — «шестой»), прикреплены зрительная труба и два зеркала (для отражения лучей света от небесного светила). На секторе нанесены деления — градусы и минуты — для угловых измерений.
При определении местонахождения корабля или самолета по солнцу или звездам с помощью секстанта обычно измеряют высоты нескольких небесных светил над линией видимого горизонта. Затем вносят в полученный результат ряд поправок, учитывающих, например, понижение видимого горизонта и др. И наконец, определяют (чаще всего графически) поправки к счислимым координатам, пользуясь формулами мореходной и авиационной астрономии.
С развитием радиотехники радиосвязь пришла на помощь судовой навигации. Радиомаяки, местоположение которых точно известно, непрерывно посылают радиосигналы. Их принимает судовой радиопеленгатор — специальный радиоприемник, при помощи которого определяют пеленг — угол между меридианом, на котором находится судно, и направлением на источник радиоволн. При определении местоположения судна учитывают пеленги двух радиостанций (радиомаяков).
В интересах навигации используют и радиолокатор (см. Радиолокация), позволяющий «видеть» в темноте и тумане, определять расстояние и пеленг до берега или до судна, с которым нужно разойтись в море.
Место судна можно уточнить и по рельефу дна, изображенному на карте. Для этого применяют ультразвуковой прибор — эхолот (см. Акустика, акустическая техника). Измеряя время прохождения ультразвукового импульса до морского дна и обратно, прибор определяет глубину, и автосамописец вычерчивает кривую глубин — рельеф дна. Штурман сравнивает изображение на карте с показаниями эхолотов.
Важную роль играет навигационная техника в авиации, помогая водить самолеты. Перед пилотом на приборной доске среди множества различных приборов есть и навигационные. Это высотомер, устройство которого основано на тех же принципах, что и барометра, реагирующего на изменение давления. Давление с высотой уменьшается, и штурман сравнивает давление на земле с показаниями высотомера. Так можно узнать примерную высоту полета. Истинная высота полета определяется радиовысотомером — малым радиолокатором. Он посылает радиоимпульсы к земле и принимает их обратно. Скорость радиоволны известна — 300 000 км/с, и прибор определяет высоту полета по времени с момента посылки и до возвращения импульса. Измерителем скорости на высоте служит манометр, измеряющий давление встречного потока воздуха. С высотой оно уменьшается, и прибор показывает меньшую скорость. Но указатель скорости автоматически учитывает это изменение, и в результате его стрелка указывает на истинную скорость полета. О направлении полета можно судить по показаниям гирокомпаса.
Как судно морскими течениями, самолет сносит воздушными течениями. Здесь на помощь штурману приходит авиасекстант, измеряющий высоту светила над горизонтом. Зная угловую высоту светила и точное время её определения, рассчитывают линию положения самолета. По двум светилам находят две линии положения, а точка их пересечения определяет местоположение самолета. Лететь точно по курсу помогают радиомаяки и радиолокаторы.
С началом космической эры появилась и космическая навигация (см. Управление космическим аппаратом в полете). Искусственные спутники Земли (ИСЗ) служат ориентирами судам. Создана глобальная система навигационных ИСЗ. Чтобы взять пеленг и определить точное место судна, спутников должно быть не менее двух. Результаты измерений в сочетании с известными географическими координатами спутников помогают определить место судна с высокой точностью.
yunc.org
Штурманские приборы | Яхтинг от А до Я
Штурманские приборы и инструменты
Чтобы обеспечить безопасность плавания, контроль за движением судна и его местонахождением относительно берега, в штурманской практике применяют различные технические средства судовождения (ТСС), навигационные приборы и инструменты:
для определения направления - компасы;
для определения скорости движения судна и пройденного расстояния - лаги;
для определения глубины под килем - ручные лоты и эхолоты;
угломерные инструменты (секстаны), часы и секундомеры, оптические дальномеры, бинокли, наклономеры и др.;
традиционный инструментарий для работе на карте - штурманский транспортир, параллельная линейка, циркуль- измеритель, циркуль, протрактор, грузики для карт;
Это навигационные приборы, предназначенные для определения курса судна и направлений на береговые ориентиры и плавучие объекты, находящиеся в поле зрения судоводителя. На маломерных судах могут встретиться различные типы компасов и их модификации. Наиболее распространенным курсоуказателем является магнитный компас.
Измерители скорости – лаги
Лаги различных типов прочно заняли место наряду с другими современными ТСС. Из всех типов лагов (гидродинамического, индукционного, доплеровского гидроакустического, корреляционного, радиодоплеровского) наиболее приемлемыми для катеров и яхт являются гидроакустический и индукционный лаги, для судов на воздушной подушки наиболее приемлем радиодоплеровский лаг.
Измерители глубины.
Лотом называется прибор, с помощью которого измеряют глубины под днищем судна. Навигационные лоты различных типов предназначены для измерения глубин до 500 м Лоты бывают ручные и гидроакустические эхолоты. На маломерных судах используются преимущественно ручные лоты,Ручной лот предназначен для измерения глубин до 50 м. Лот состоит из гири и лотлиня .
Эхолот. Хотя редко, но и на маломерных судах применяются современные измерители глубины – эхолоты
Принцип действия эхолота основан на измерении времени, за которое звуковой импульс достигает дна и после его отражения возвращается обратно. После необходимых преобразований (практически это происходит мгновенно) на специальном табло или дисплее высвечивается значение глубины и рельеф дна.
Измерители расстояния.
Бинокль. Бинокли используются судоводителями для наблюдения за окружающей обстановкой (другими судами, береговыми ориентирами, знаками навигационной обстановки и т.д.)
Секстан – угломерный инструмент отражательного типа для измерения высот небесных светил и углов (вертикальных и горизонтальных) на земной поверхности. Для измерения вертикального угла секстан берется в правую руку и в вертикальном положении направляется трубой на основание предмета (маяк, судно, заводская труба, знак и т.д.). Затем стопором передвигается алидада так, чтобы подвести дважды отраженное изображение верхней части предмета к его основанию. После чего снимается в градусах отсчет по индексу алидады в соответствии с делением лимба, а минуты и их десятые доли – с отсчетного барабана . Снятый отсчет исправляют поправкой индекса секстана и полученный результат будет соответствовать величине вертикального угла на данный предмет.Измерители времени.Морской хронометр.Этот прибор служит для определения достаточно точного гринвичского времени, его часто называют хранителем всемирного времени. Высокая точность хода и его равномерность обеспечиваются специальными регуляторами. Большой циферблат разбит на 12 часовых делений и имеет часовую и минутную стрелку. На одном из двух малых циферблатов стрелка отсчитывает секунды, на другом – время, прошедшее с момента последнего завода хронометра. Хранится хронометр в специальном ящике на кардановом подвесе, который обеспечивает состояние покоя часовому механизму во время качки. Заводится хронометр ежесуточно в одно и тоже время (как правило, в 8 часов).Поправка хронометра (разность между Тгр и показанием хронометра) определяется по радиосигналам точного времени и каждые сутки фиксируется в специальном журнале. Рис.15 ХронометрПалубные часы. Устанавливаются по гринвичскому времени, и при отсутствии на судне хронометра, выполняют его функцию. Механизм часов имеет повышенную точность.Циферблат разбит на 12 делений и имеет часовую, минутную и центральную секундную стрелки.Судовые или морские часы. Назначение судовых часов – показывать судовое время, по которому организуется служба и повседневная жизнь на судне. Их устанавливают в каютах и служебных помещениях. Часы имеют круглый циферблат, разбитый на 12 или 24 часовых деления, часовую, минутную и центральную секундную стрелки. Как правило завод часов недельный.Секундомер — служит для точного измерения небольших промежутков времени. На маломерных судах ручные или карманные часы, имеющие большую центральную секундную стрелку, вполне могут заменить секундомер. Эти же часы можно использовать для определения пройденного расстояния, моментов взятия пеленгов, времени изменения курса и других моментов, которые необходимо наносить на карту.
Прокладочные инструменты
При работе на карте судоводитель-любитель должен использовать прокладочный инструмент, в набор которого входят параллельная линейка, транспортир, циркуль-измеритель, грузики для карт.
Параллельная линейка (рис.16) служит для проведения на карте прямых и параллельных заданному направлению линий. Линейка состоит из двух половин, соединенных двумя равными тягами на шарнирах. Срезы линеек не должны иметь зазубрин, изгибов, заусениц, а тяги должны легко вращаться вокруг осей, но без свободного хода. При работе с линейкой необходимо следить за параллельностью передвижения, чтобы не сбить заданного направления линии. Линии наносят остроотточенным карандашом без заметного усилия.
Транспортир навигационный (рис. 16) служит для построения и измерения на карте углов, курсов и пеленгов. Он представляет собой полукруг с линейкой имеется несколько разновидностей). Центр полукруга отмечен вырезом на линейке. Верхний срез дуги градуирован по верхнему ряду от точки 1 до точки 2 влево — от 0 до 90°, от точки 2 до точки 3 влево — от 270 до 360°, по нижнему ряду от точки 1 до точки 2 влево — от 180 до 270° и от точки 2 до точки 3 — от 90° до 180°. Верхний ряд цифр используется для прокладки направлений северной половины картушки компаса, а нижний — южной.
Следует помнить, что углы увеличиваются от О до 360° от нордовой части меридиана вправо.Циркуль-измеритель служит для измерения ‘расстояний и нанесения их на карту. Работать с циркулем удобнее одной рукой. Большие расстояния откладывают по частям. Разводить ножки циркуля более чем на 90° не рекомендуется. Расстояние измеряют на боковой рамке карты в той же широте, где происходит плавание или находится измеряемое расстояние. Отложив расстояние, следует проверить его повторным обратным измерением.
Грузики для карт предназначены для удержания карты на рабочем месте. На маломерных судах, где нет рубки, грузики можно заменять кнопками, которыми карта крепится на плоском деревянном переносном планшете.
Гидрометеорологические приборы.Атмосферное давление (давление воздуха, барометрическое давление) определяется весом столба воздуха, который давит на единицу площади горизонтальной поверхности. Прибор для измерения атмосферного давления носит название барометра. Шкала прибора проградуирована в миллиметрах ртутного столба, на ней встроен термометр.
Астролябия предназначалась для определения высоты стояния небесных тел, так как, зная высоту и точное время, можно было определить широту. Астролябия была известна еще в Древней Греции приблизительно в 240 году до нашей эры. На протяжении двух тысячелетий этот научный инструмент оставался практически неизменным. 
Garmin StreetPilot крепился к лобовому стеклу или устанавливался на панель, обладал полноценным цветным экраном и хорошо прокладывал маршруты. 
Когда картография только зарождалась, она отражала простое желание дать эстетическое видение мира: приведенная здесь карта Помпониуса Мела (I в. до н. э.) представляет собой элемент украшения. В данном случае прописная «О» вовсе не является научно обоснованной деталью.
Карта Птолемея (II век н. э.) Благодаря опросу купцов и мореплавателей, а также чтению всех отчетов античных путешественников, ему удалось нарисовать карту мира в конической проекции, с параллелями и меридианами
Лисица — это небольшая продырявленная дощечка, на которой каждая из дыр соответствует, в среднем, четырем часам. Палочка, передвигаемая рулевым при каждой смене вахтенных, позволяет вести точный учет дежурств на борту корабля; появилась в 1450 г.
Карта Пьера Деселье никогда не использовалась мореплавателями. Она была нарисована, чтобы продемонстрировать при дворе короля Франции уровень научных познаний в области географии по состоянию на 1550 год. Несмотря на ряд допущенных неточностей (форма Северной Америки, восточного побережья Азии), общее расположение Европы, Африки и Южной Америки является верным.
Астролябия пирата Джона Дэвиса.
Квадрант - примитивный инструмент для измерения высоты звезд и определения широты.
Палочка Леви - средневековый инструмент для определения широты местоположения.
Морская астролябия, датируется 1588 г.
а). Один из первых компасов, представлявший собой плавающую в наполненной водой раковине дощечку. К одному из ее концов был прикреплен кусочек магнитного камня;б). Обычная буссоль, состоящая из стальной магнитной стрелки, вращающейся на острие, расположенном в центре небольшой круглой или четырехугольной коробочки (по-итальянски — «боссола»), была наиболее распространена на борту первых каравелл.в). Компас или сухая буссоль со стрелкой, усовершенствованная в Сагрской школе, изготавливался из картонного диска, на котором была нарисована роза ветров. Под северной точкой розы ветров закреплялась небольшая намагниченная стальная полоска. Это уже более точный инструмент, чтобы держать правильный курс.
Инфант Энрике (Генрих-Мореплаватель), великолепно знакомый с математикой и астрономией, он прекрасно сознавал несовершенство карт и постоянно требовал от капитанов вносить в карты все новые и новые поправки.
Одна из карт Паоло дель Поццо, известного больше под именем Тосканелли. Он был флорентийским астрономом и космографом XV века. Его научные изыскания привели его к мысли о возможности пересечь Атлантику на запад, чтобы доплыть до Индии.
Глобус, созданный немецким географом Мартином Бехаймом в 1492 году, и отражающий средневековые представления о мире накануне открытия Нового Света.
Колумб не мог видеть глобуса Мартина Бехайма, но можно себе представить, что вслед за Тосканелли и Колумбом (в современную эпоху) и Птолемеем и Маринам Тирским (в древние времена) ученый из Нюрнберга заблуждался относительно размеров евразийского континента, а также будучи уверенным, что «узкое море» (Атлантика) отделяет Западную Европу от восточного берега Азии.
Средневековые песочные часы.
Октант, сконструированный Бенджамином Колом в 1731 г.
Солнечные часы-компас и кожаный футляр с тиснением, XVII век, найдены во время раскопок в Мангазее (первом русском заполярном поселении).
Навигационные приборы. Основной прибор гироскопического компаса; репитер — указатель истинного направления стран света. 
Экран радиолокатора. 
Навигационный прибор штурманов самолетов — высотомер. 
Рубка речного судна на подводных крыльях «Ракета». 
Транспортир навигационный (рис. 16) служит для построения и измерения на карте углов, курсов и пеленгов. Он представляет собой полукруг с линейкой имеется несколько разновидностей). Центр полукруга отмечен вырезом на линейке. Верхний срез дуги градуирован по верхнему ряду от точки 1 до точки 2 влево — от 0 до 90°, от точки 2 до точки 3 влево — от 270 до 360°, по нижнему ряду от точки 1 до точки 2 влево — от 180 до 270° и от точки 2 до точки 3 — от 90° до 180°. Верхний ряд цифр используется для прокладки направлений северной половины картушки компаса, а нижний — южной.
Следует помнить, что углы увеличиваются от О до 360° от нордовой части меридиана вправо.Циркуль-измеритель служит для измерения ‘расстояний и нанесения их на карту. Работать с циркулем удобнее одной рукой. Большие расстояния откладывают по частям. Разводить ножки циркуля более чем на 90° не рекомендуется. Расстояние измеряют на боковой рамке карты в той же широте, где происходит плавание или находится измеряемое расстояние. Отложив расстояние, следует проверить его повторным обратным измерением.
Грузики для карт предназначены для удержания карты на рабочем месте. На маломерных судах, где нет рубки, грузики можно заменять кнопками, которыми карта крепится на плоском деревянном переносном планшете.
