Fiecare obiect are o anumită înălțime H (Fig. 11), prin urmare domeniul de vizibilitate al obiectului Дп-MR este alcătuit din intervalul orizontului vizibil al observatorului De = Мc și intervalul orizontului vizibil al obiectului Дн = RС:
Orez. unsprezece.
Conform formulelor (9) și (10) H. N. Struyskiy a compilat o nomogramă (Fig. 12), iar în MT-63 este dat un tabel. 22-c „Raza de vizibilitate a obiectelor”, calculată prin formula (9).
Exemplul 11. Găsiți intervalul de vizibilitate a unui obiect cu o înălțime deasupra nivelului mării H = 26,5 m (86 ft) la înălțimea ochiului unui observator deasupra nivelului mării e = 4,5 m (1 5 ft).
Soluţie.
1. Conform nomogramei lui Struisky (Fig. 12) pe scara verticală din stânga „Înălțimea obiectului observat” marcați punctul corespunzător la 26,5 m (86 ft), pe scara verticală din dreapta „Înălțimea ochiului observatorului” marcați punctul corespunzător la 4,5 m (15 ft); conectând punctele marcate cu o linie dreaptă, la intersecția acesteia din urmă cu scara medie verticală „Interval de vizibilitate” obținem răspunsul: Дn = 15,1 m.
2. Conform MT-63 (tabelul 22-c). Pentru e = 4,5 m și H = 26,5 m, valoarea lui Dn = 15,1 m. Gama de vizibilitate a farurilor DK-KR date în ajutoarele de navigație și pe hărțile nautice se calculează pentru înălțimea ochiului unui observator egală cu 5 m. ochiul observatorului nu este egal cu 5 m, atunci la intervalul Dk dat în manuale trebuie adăugată corecția A = MS-KS- = De-D5. Corecția este diferența dintre distanțele orizontului vizibil de la o înălțime de 5 m și se numește corecție pentru înălțimea ochiului observatorului:
După cum se poate observa din formula (11), corecția pentru înălțimea ochiului observatorului A poate fi pozitivă (când e> 5 m) sau negativă (când e
Deci, intervalul de vizibilitate a luminii farului este determinat de formulă
Orez. 12.
Exemplul 12. Intervalul de vizibilitate al farului indicat pe hartă este Dk = 20,0 mile.
De la ce distanță va vedea un observator focul, al cărui ochi se află la o înălțime de e = 16 m.
Soluţie. 1) conform formulei (11)
2) conform tabelului. 22-a ME-63 A = De - D5 = 8,3-4,7 = 3,6 mile;
3) conform formulei (12) Dp = (20,0 + 3,6) = 23,6 mile.
Exemplul 13. Intervalul de vizibilitate al farului indicat pe hartă este Dk = 26 mile.
De la ce distanță observatorul de pe barcă va vedea focul (e = 2,0 m)
Soluţie. 1) conform formulei (11)
2) conform tabelului. 22-a MT-63 A = D - D = 2,9 - 4,7 = -1,6 mile;
3) conform formulei (12) Dp = 26,0-1,6 = 24,4 mile.
Se numește intervalul de vizibilitate al unui obiect, calculat prin formulele (9) și (10). geografic.
Orez. 13.
Gama de vizibilitate a luminii farului sau raza optică vizibilitatea depinde de puterea sursei de lumină, de sistemul farului și de culoarea luminii. Într-un far construit corespunzător, de obicei coincide cu aria sa geografică.
Pe vreme înnorată, aria vizuală reală poate diferi semnificativ de aria geografică sau optică.
Recent, studiile au stabilit că, în condițiile de navigație în timpul zilei, aria de vizibilitate a obiectelor este determinată mai precis de următoarea formulă:
În fig. 13 prezintă o nomogramă calculată prin formula (13). Vom explica utilizarea nomogramei prin rezolvarea problemei cu condițiile din Exemplul 11.
Exemplul 14. Aflați intervalul de vizibilitate a unui obiect cu o înălțime deasupra nivelului mării H = 26,5 m, cu înălțimea ochiului unui observator deasupra nivelului mării e = 4,5 m.
Soluţie. 1 conform formulei (13)
Gama geografică de vizibilitate a obiectelor din mare D p este determinată de cea mai mare distanță la care observatorul își va vedea vârful deasupra liniei orizontului, adică. depinde numai de factorii geometrici care leagă înălțimea e a ochiului observatorului și înălțimea reperului h cu un indice de refracție c (Figura 1.42):
unde D e și respectiv D h - distanța orizontului vizibil de la înălțimea ochiului observatorului și înălțimea obiectului. Acea. raza de vizibilitate a unui obiect, calculată din înălțimea ochiului observatorului și înălțimea obiectului se numește intervalul geografic sau geometric de vizibilitate.
Calculul intervalului geografic de vizibilitate a obiectului se poate face conform tabelului. 2.3 МТ - 2000 prin argumentele e și h sau prin tabel 2.1 MT - 2000 prin însumarea rezultatelor obținute prin introducerea dublă în tabel pentru argumentele e și h. De asemenea, puteți obține D p conform nomogramei Struisky, care este dată în MT - 2000 sub numărul 2.4, precum și în fiecare carte „Lumini” și „Lumini și semne” (Fig. 1.43).
Pe hărțile de navigație nautică și în ajutoarele de navigație, raza geografică de vizibilitate a reperelor este dată pentru o înălțime constantă a ochilor observatorului e = 5 m și se notează cu D k - intervalul de vizibilitate indicat pe hartă.
Înlocuind valoarea e = 5 m în formula (1.126), obținem:
Pentru a determina D p, este necesar ca D să introducă un amendament DD, a cărui valoare și semn sunt determinate de formula:
Dacă înălțimea reală a ochilor este mai mare de 5 m, atunci DД are un semn „+”, dacă este mai mic - un semn „-“. Prin urmare:
. (1.129)
Valoarea lui D p depinde si de acuitatea vizuala, care se exprima in rezolutia ochiului in termeni de unghi, i.e. este determinată de cel mai mic unghi la care obiectul și linia orizontului se disting separat (Figura 1.44).
Conform formulei (1.126)
Dar din cauza puterii de rezoluție a ochiului g, observatorul va vedea obiectul numai atunci când dimensiunile lui unghiulare nu sunt mai mici decât g, adică. când este vizibil deasupra liniei orizontului cel puțin Dh, care de la elementar DА ¢ CC ¢ la unghiuri С și С ¢ apropiate de 90 ° va fi Dh = Д п × g ¢.
Pentru a obține D n g în mile cu Dh în metri:
unde Д п g este intervalul geografic de vizibilitate a obiectului, ținând cont de puterea de rezoluție a ochiului.
Observațiile practice au determinat că atunci când farul este deschis, g = 2 ¢, iar când se ascunde, g = 1,5 ¢.
Exemplu... Aflați intervalul geografic de vizibilitate a unui far cu înălțimea h = 39 m, dacă înălțimea ochiului observatorului este e = 9 m, excluzând și ținând cont de rezoluția ochiului g = 1,5 ¢.
Influența factorilor hidrometeorologici asupra gamei de vizibilitate a luminilor
Pe lângă factorii geometrici (e și h), intervalul de vizibilitate al reperelor este influențat și de contrast, ceea ce face posibilă evidențierea reperului pe fundalul înconjurător.
Se numește intervalul de vizibilitate a reperelor în timpul zilei, care ia în considerare și contrastul intervalul optic de vizibilitate în timpul zilei.
Pentru a asigura o navigație sigură pe timp de noapte, se folosesc ajutoare speciale pentru navigație cu dispozitive lumino-optice: balize, indicatoare luminoase de navigație și lumini de navigație.
far marin - aceasta este o structură permanentă specială, cu o gamă de vizibilitate de lumini albe sau colorate aduse la ea nu mai puțin de 10 mile.
Marca de navigație nautică luminoasă- o structură capitală cu un aparat luminos-optic cu o gamă de vizibilitate de lumini albe sau colorate aduse la mai puțin de 10 mile.
Lumină de navigație nautică- un dispozitiv de iluminat instalat pe obiecte naturale sau structuri de construcție nespecială. Astfel de ajutoare pentru navigare sunt adesea automate.
În întuneric, gama de vizibilitate a farurilor și a semnelor luminoase de navigație depinde nu numai de înălțimea ochiului observatorului și de înălțimea ajutoarelor luminoase pentru navigare, ci și de puterea sursei de lumină, de culoarea focului. , proiectarea aparatului lumino-optic, precum și asupra transparenței atmosferei.
Gama de vizibilitate, ținând cont de toți acești factori, se numește gamă optică de vizibilitate nocturnă, acestea. este intervalul maxim de vizibilitate a incendiului la un moment dat pentru un interval meteorologic de vizibilitate dat.
Intervalul de vizibilitate meteorologică depinde de transparența atmosferei. O parte din fluxul luminos al luminilor ajutoarelor luminoase la navigație este absorbită de particulele conținute în aer, prin urmare, are loc o slăbire a intensității luminoase, caracterizată prin coeficientul de transparență atmosferică t:
unde I 0 - intensitatea luminii sursei; I 1 - intensitatea luminoasă la o anumită distanță de sursă, luată ca unitate (1 km, 1 milă).
Coeficientul de transparență al atmosferei este întotdeauna mai mic de unu, astfel încât intervalul geografic de vizibilitate este de obicei mai mare decât cel real, cu excepția cazurilor anormale.
Transparența atmosferei în puncte se apreciază în funcție de scara de vizibilitate din Tabelul 5.20 MT - 2000, în funcție de starea atmosferei: ploaie, ceață, zăpadă, ceață etc.
Deoarece gama optică a luminilor variază foarte mult în funcție de transparența atmosferei, Asociația Internațională a Serviciilor Farurilor (IALA) a recomandat utilizarea termenului „gamă nominală”.
Gama vizuală nominală de foc numit interval de vizibilitate optică la, interval de vizibilitate meteorologică de 10 mile, care corespunde coeficientului de transparență atmosferică t = 0,74. Raza de vizibilitate nominală este indicată în manualele de navigație ale multor țări străine. Pe hărțile naționale și manualele de navigație, este indicat intervalul de vizibilitate standard (dacă este mai mic decât intervalul de vizibilitate geografică).
Interval de vizibilitate standard focul se numește interval de vizibilitate optică la un interval de vizibilitate meteorologică de 13,5 mile, care corespunde coeficientului de transparență al atmosferei t = 0,8.
În ajutoarele de navigare „Lumuri”, „Lumuri și semne”, pe lângă tabelul intervalului de orizont vizibil și nomograma vizibilității obiectelor, există și o nomogramă a vizibilității optice a luminilor (Fig. 1.45) . Aceeași nomogramă este dată în MT - 2000 sub numărul 2.5.
Argumentele pentru introducerea nomogramei sunt intensitatea luminoasă, sau vizibilitatea nominală sau standard, (obținută din ajutoarele de navigație) și vizibilitatea meteorologică, (obținută din prognoza meteorologică). Din aceste argumente, intervalul de vizibilitate optică se obține din nomogramă.
Atunci când proiectați balize și lumini, scopul este ca intervalul de vizibilitate optică să fie egal cu domeniul de vizibilitate geografică pe vreme senină. Cu toate acestea, pentru multe lumini, raza optică este mai scurtă decât raza geografică. Dacă intervalele nu sunt egale, cea mai scurtă este indicată pe hărți și ghiduri de navigație.
Pentru calcule practice ale intervalului estimat de vizibilitate a focului după amiază este necesar să se calculeze D p din înălțimile ochiului observatorului și punctul de referință folosind formula (1.126). Noaptea: a) dacă intervalul de vizibilitate optică este mai mare decât cel geografic, este necesar să se ia corecția pentru înălțimea ochiului observatorului și să se calculeze intervalul de vizibilitate geografică folosind formulele (1.128) și (1.129). Acceptați cea mai mică dintre cele optice și geografice, calculate folosind aceste formule; b) dacă raza optică de vizibilitate este mai mică decât cea geografică, se ia raza optică.
Dacă pe hartă lângă foc sau far D k< 2,1 h + 4,7 , то поправку DД вводить не нужно, т.к. эта дальность видимости оптическая меньшая географической дальности видимости.
Exemplu... Înălțimea ochiului observatorului este e = 11 m, raza de vizibilitate a incendiului indicată pe hartă este D k = 16 mile. Gama nominală de vizibilitate a farului din manualul de navigație „Lights” este de 14 mile. Intervalul de vizibilitate meteorologică este de 17 mile. La ce distanță vă puteți aștepta ca farul să tragă?
Conform nomogramei Dopt „19,5 mile.
Pe e = 11m ® D e = 6,9 mile
L 5 = 4,7 mile
DD = + 2,2 mile
D k = 16,0 mile
D n = 18,2 mile
Răspuns: Este de așteptat ca focul să se declanșeze de la o distanță de 18,2 mile.
Hărți nautice. Proiectii pe harti. Proiecția cilindrică conformă transversală gaussiană și utilizarea sa în navigație. Proiecții de perspectivă: stereografice, gnomonice.
Hartă - o imagine distorsionată redusă a suprafeței sferice a Pământului pe un plan, cu condiția ca distorsiunile să fie naturale.
Planul este o imagine a suprafeței pământului pe un plan, nedistorsionată din cauza dimensiunii mici a zonei trasate.
O grilă cartografică este o colecție de linii care prezintă meridiane și paralele pe o hartă.
O proiecție cartografică este o modalitate corectă din punct de vedere matematic de a reprezenta meridianele și paralelele.
Harta geografică este o imagine condiționată a întregii suprafețe a pământului sau a unei părți a acesteia construită în această proiecție.
Hărțile sunt diferite ca scop și scară, de exemplu: planisfere - care înfățișează întregul Pământ sau emisfera, generală sau generală - care înfățișează țări individuale, oceane și mări, private - care înfățișează spații mai mici, topografice - care prezintă detalii ale suprafeței terestre, orografice - relief hărți, geologic - așternut etc.
Hărțile nautice sunt hărți geografice speciale concepute în principal pentru a oferi navigație. În clasificarea generală a hărților geografice, acestea sunt clasificate ca tehnice. Un loc special printre hărțile nautice îl ocupă CMN-urile, care sunt folosite pentru a trasa cursul navei și a-i determina locul în mare. În colecția navei pot exista și hărți auxiliare și de referință.
Clasificarea proiecțiilor cartografice.
Prin natura distorsiunilor, toate proiecțiile cartografice sunt împărțite în:
- Conform sau conform - proiecții în care figurile de pe hărți sunt similare cu figurile corespunzătoare de pe suprafața Pământului, dar aria lor nu este proporțională. Unghiurile dintre obiectele de pe sol corespund cu cele de pe hartă.
- Arie egală sau echivalent - în care se păstrează proporționalitatea zonelor figurilor, dar în același timp unghiurile dintre obiecte sunt distorsionate.
- Echidistant - păstrarea lungimii într-una dintre direcțiile principale ale elipsei de distorsiune, adică, de exemplu, un cerc pe terenul de pe hartă este reprezentat ca o elipsă, una dintre semiaxele căreia este egală cu raza unui astfel de cerc .
- Arbitrare - toate celelalte care nu au proprietățile de mai sus, dar sunt supuse unor condiții diferite.
Conform metodei de construire, proiecțiile sunt împărțite în:
|
, ortografic - când punctul de vedere este îndepărtat la infinit, extern - punctul de vedere este la o distanță finită mai departe decât polul opus al sferei, central sau gnomonic - când punctul de vedere este în centrul sferei. Proiecțiile de perspectivă nu sunt nici conforme, nici echivalente. Măsurarea distanțelor pe hărțile construite în astfel de proiecții este dificilă, dar arcul de cerc mare este reprezentat ca o linie dreaptă, ceea ce este convenabil atunci când se așează lagărele radio, precum și cursurile când navighează de-a lungul DBK. Exemple. În această proiecție, pot fi generate și hărți ale regiunilor polare. În funcție de punctul de tangență al planului cerului, proiecțiile gnomonice se împart în: normală sau polară - tangență la unul dintre poli, transversală sau ecuatorială - tangență - la ecuator 
orizontală sau oblică - tangență în orice punct între pol și ecuator (meridianele de pe hartă într-o astfel de proiecție sunt raze divergente de la pol, iar paralelele sunt elipse, hiperbole sau parabole. 
Suprafața Pământului se îndoaie și dispare din câmpul vizual la o distanță de 5 kilometri. Dar acuitatea noastră vizuală ne permite să vedem mult dincolo de orizont. Dacă ar fi plat, sau dacă ai sta în vârful unui munte și ai privi o zonă mult mai mare a planetei decât de obicei, ai putea vedea lumini strălucitoare la sute de kilometri distanță. Într-o noapte întunecată, puteai vedea chiar și flacăra unei lumânări la 48 de kilometri distanță.
Cât de departe poate vedea ochiul uman depinde de câte particule de lumină, sau fotoni, emite obiectul îndepărtat. Cel mai îndepărtat obiect vizibil cu ochiul liber este Nebuloasa Andromeda, situată la o distanță enormă de 2,6 milioane de ani lumină de Pământ. În total, un trilion de stele din această galaxie emit suficientă lumină pentru ca câteva mii de fotoni să se ciocnească cu fiecare centimetru pătrat al suprafeței pământului în fiecare secundă. Într-o noapte întunecată, această cantitate este suficientă pentru a activa retina.
În 1941, omul de știință Selig Hecht și colegii săi de la Universitatea Columbia au realizat ceea ce este considerat încă o măsură sigură a pragului absolut al vederii - numărul minim de fotoni care trebuie să intre în retină pentru a induce conștientizarea vizuală. Experimentul a stabilit pragul în condiții ideale: ochilor participanților li sa dat timp să se obișnuiască pe deplin cu întunericul absolut, un fulger albastru-verde care acționează ca un iritant avea o lungime de undă de 510 nanometri (la care ochii sunt cei mai sensibili) , iar lumina a fost direcționată către marginea periferică a retinei umplute cu celule care recunosc lumina cu bastoane.
Potrivit oamenilor de știință, pentru ca participanții la experiment să poată recunoaște un astfel de fulger de lumină în mai mult de jumătate din cazuri, de la 54 la 148 de fotoni au trebuit să lovească globii oculari. Pe baza măsurătorilor absorbției retinei, oamenii de știință au calculat că o medie de 10 fotoni sunt absorbiți de fapt de tijele retinei umane. Astfel, absorbția a 5-14 fotoni sau, în consecință, activarea a 5-14 tije indică creierului că vedeți ceva.
„Acesta este într-adevăr un număr foarte mic de reacții chimice”, au remarcat Hecht și colegii într-un articol despre experiment.
Luând în considerare pragul absolut, luminozitatea flăcării lumânării și distanța estimată la care obiectul luminos se estompează, oamenii de știință au ajuns la concluzia că o persoană poate distinge pâlpâirea slabă a flăcării unei lumânări la o distanță de 48 de kilometri.
Dar la ce distanță putem recunoaște că un obiect este mai mult decât o sclipire de lumină? Pentru ca un obiect să pară extins spațial și nu punctual, lumina din acesta trebuie să activeze cel puțin două conuri adiacente ale retinei - celulele responsabile de vederea culorilor. În mod ideal, obiectul ar trebui să se afle la un unghi de cel puțin 1 minut de arc, sau o șesime de grad, pentru a excita conurile adiacente. Această măsură unghiulară rămâne aceeași, indiferent dacă obiectul este aproape sau departe (obiectul îndepărtat trebuie să fie mult mai mare pentru a fi la același unghi cu cel apropiat). Cel plin se află la un unghi de 30 de minute de arc, în timp ce Venus abia se distinge ca obiect extins la un unghi de aproximativ 1 minut de arc.
Obiectele de dimensiuni umane se disting ca fiind extinse la o distanță de numai aproximativ 3 kilometri. În comparație, la această distanță, am putut distinge clar între cele două faruri ale mașinii.
Se încarcă ...