Расстояние до берега. Или тангенс маяка

Расстояние до берега. Или тангенс маяка

Как измерить расстояние до берега, без ДжиПиЭсов и электроники?

Нет ничего проще, скажет счастливый обладатель компьютерного гаждета . Всего то нужно навести курсор на объект на берегу, например маяк, и всякий приличный картплоттер моментально выдаст и расстояние, и направление и время хода. Чуть больше манипуляций потребуется с простым GPS, без встроенного картплоттера. Придётся ввести широту и долготу маяка, создав путевую точку (waypoint). И всё. Точно, надёжно и практично. К чему искать чего-то ещё.

Что касается точности, то тут вопросов нет. Практичность – возможно. А вот, насчёт надёжности, особенно в море – весьма спорно. Однако оставим тему надёжности Глобальных Систем Спутниковой Навигации (GNSS) для отдельного разговора, упомяну только один факт. В 2011 году британское правительственное агентство GLA (General Lighthouse Authorities), отвечающее за безопасное судоходство и систему навигационных знаков и маяков, приняло решение вернуть в эксплуатацию давно забытую систему радионавигации LORAN в качестве резервной, на случай отказов GPS. И уж если коммерческое судоходство задумалось о надёжности ДжиПиЭсов и Глонассов может и нам стоит задуматься на тему “А что, если … ?” Не слишком ли мы стали беспечны, всецело доверяя в море всем этим спутникам и компьютерам? Сколько раз они нас подводили, требуя повернуть туда, где нет дороги или вообще зависали, потеряв сигнал со спутника.

Лоция Англии, 1671 год. Автор Джон Селлер

Лоция Англии, 1671 год. Автор Джон Селлер

Морская навигация это не только точная наука, но в значительной степени искусство. В 1669 году Джон Селлер, гидрограф, картограф и составитель первых английских лоций, издал учебник, ставший классическим. Назывался он “Practical navigation, or An introduction to that whole Art” (“Практическая навигация или Введение в это всеобъемлющее Искусство”). Селлер писал:

“… the part (Navigation) may properly bare the name and principally deserves to be entitled the Art of Navigation, is that part which guides the ship in her Course through the Immense Ocean to any part of the known World.”

“… часть Навигации, которая по сути и определяет её название, по праву заслуживает называться Искусством, которое способно провести корабль намеченным курсом через Бескрайний Океан в любую известную часть Света.”

Много чего изменилось в морской навигации со времён Селлера, не одна сотня учебников издана, но по-прежнему её называют The Art of Navigation, а высшим проявлением мастерства считают владение именно классическими методами астро-навигации. При этом человек с секстантом многим видится членом некоего тайного ордена сродни Франкмасонам и Розенкрейцерам.

Для многих классическая астронавигация по сей день остаётся The Dark Art. К сожалению на месте навигатора всё чаще можно увидеть компьютерного оператора, который полностью зависит от всплывающих подсказок на мониторе, а забери у него компьютер, становится совершенно беспомощным. На самом же деле в искусстве навигации нет непостижимых секретов. А некоторые приёмы совсем не сложно освоить.

Секстант в открытом море

Раньше, в те времена, когда морские путешествия совершались под парусом, об электронике даже не догадывались, а электричество было предметом научных опытов, одним из самых главных навигационных инструментов был секстант. С его помощью измеряли высоту небесного тела – вертикальный угол между планетой или звездой и горизонтом (altitude). Затем с помощью предварительно рассчитанных учёными астрономических таблиц вычисляли широту (latitude) судна. А вот с долготой (longitude) были определённые сложности. До средины XVIII века определение долготы требовало много довольно сложных расчетов, осилить которые мог далеко не каждый навигатор. Только после опубликования немецким астрономом Тобиасом Мейером в 1751 году лунных таблиц постепенно стал получать практическое распространение метод так называемых лунных угловых расстояний (lunar distances или просто lunars).

Метод лунных дистанций

Этот метод основан на том, что Луна подобно часовой стрелке гигантских часов совершает свой путь по небесному экватору, эклиптике, словно по циферблату. При этом звёзды зодиакальных созвездий, расположенные вблизи эклиптики служат “часовыми отметками” на этом циферблате. Поэтому если измерить угол между Луной и одной из примерно пятидесяти подходящих для этого звезд, то с помощью лунных таблиц можно довольно точно рассчитать местное время. А если ещё измерить высоту Луны и звезды над горизонтом (altitude) – то можно вычислить и гринвичское время. Разница между временем в Гринвиче и местным временем и будет ни что иное, как долгота (longitude).

И в прибрежной навигации

Секстант был незаменим не только в открытом море. Основным методом навигационной прокладки был так называемый метод последовательных счислений. Суть его заключается в том, что на карту наносили курс и последовательно отмечали положение судна с учётом скорости, сноса ветром и течением. Последние два фактора не всегда можно было рассчитать точно и это приводило к накапливающейся ошибке. В открытом море ошибка в несколько миль на так уж важна, но на подходах к берегу нужно было определить положение поточнее. Есть в морской навигации метод определения положения по направлению на объект, пеленгу (bearing), и расстоянию до этого объекта. Ну, если с направлением, которое можно измерить магнитным компасом всё более или менее ясно, то как измерить расстояние, находясь в море не очень понятно на первый взгляд.

определение горизонтальных расстояний при помощи секстанта в прибрежной навигации

Придётся вспомнить азы тригонометрии из программы девятого класса. А именно, что соотношение длины катета противолежащего углу α к длине прилежащего катета даёт тангенс этого угла. Угол α можно измерить секстантом, но откуда взять длину противолежащего катета, высоту объекта? Ответ нужно искать на морской карте. Поскольку маяки, бакены и знаки строили специально для навигационных целей, их высоту всегда обозначали на карте. Там же на карте обозначали некоторые высоты рельефа местности: гор, холмов и просто возвышенностей.

Вот например фрагмент Британской Адмиралтейской карты 1865 года. Здесь изображены скалы Каскетс (Casquets), коварно притаившиеся прямо посредине English Channel, в 6 милях западнее острова Олдерни (Alderney).

Casquets chart

Это настоящее кладбище погибших кораблей разных времён. Однако благодаря маяку, который построили здесь в 1724 году, многие кораблекрушения с тех пор удалось предотвратить. Высота его 120 футов. Прочтя на карте его высоту вооружённый секстантом навигатор мог измерить угол между верхней точкой маяка и линией моря у его основания. Дальше всё просто. Только нужно помнить, что если высота маяка в футах, то и расстояние до него тоже будет в футах. Сейчас, на современных картах высоты обозначают в метрах, а тогда, чтобы перевести футы в морские мили, нужно было помнить, что в морской миле примерно 6076 футов или 2025 ярдов.

About Salty

Для кого-то морская навигация это хобби, для кого-то - профессия. Для меня - и то и другое одновременно. За время преподавания морской навигации на курсах Королевской Яхтенной Ассоциации (RYA) у меня накопился внушительный список тем, которые мне хотелось бы раскрыть, но отведённого времени явно не хватало. Некоторые родились благодаря вопросам студентов, другие появились во время подготовки к преподаванию очередного курса. А ещё в классической навигации есть довольно много вопросов, с которыми мне самому хотелось бы подробно разобраться.

Comments (2)

  1. Алексей

    Приветствую Salty! Отличный сайт. Спасибо! Как бы подписаться на уведомления о новых материалах тут? Надеюсь победить свою лень и начать таки учиться надежной навигации без GPS и гаджетов.

    1. Salty

      Привет Алексей!
      Спасибо! Рад, что сайт понравился. Вэб-программирование оказалось не менее интересной и сложной наукой. Под стать морской навигации. Но я надеюсь в самое ближайшее время победить некоторые аспекты этой отрасли, чтобы предоставить возможность читателям интересующимся историей морской навигации и её классическими методами подписываться на обновления и новые статьи сайта.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Полистать архивы статей можно здесь:

Loading…