Кожен предмет має певну висоту Н (рис. 11), тому дальність видимості предмета Дп-MR складається з дальності видимого горизонту спостерігача Де=Мc та дальності видимого горизонту предмета Дн=RС:
Мал. 11.
За формулами (9) та (10) H. Н. Струйським складено номограму (рис. 12), а.в МТ-63 наведено табл. 22-в «Дальність видимості предметів», розрахована за формулою (9).
Приклад 11.Знайти дальність видимості предмета висотою над рівнем моря H = 26,5 м (86 футів) при висоті ока спостерігача над рівнем моря е = 4,5 м (1 5 футів).
Рішення.
1. За номограмою Струйського (рис. 12) па лівій вертикальній шкалі «Висота предмета, що спостерігається» відзначаємо точку, що відповідає 26,5 м (86 фут), на правій вертикальній шкалі «Висота ока спостерігача» відзначаємо точку, що відповідає 4,5 м ( 15 фут); з'єднавши зазначені точки прямою лінією, у місці перетину останньої із середньою вертикальною шкалою «Дальність видимості» отримуємо відповідь: Дn = 15,1 м.
2. За МТ-63 (табл. 22-в). Для е=4, 5 м і H=26, 5 м величина Дn = 15,1 м. Дальність видимості маякових вогнів Дк-KR, що приводиться в навігаційних посібниках і на морських картах, розрахована для висоти ока спостерігача, що дорівнює 5 м. Якщо дійсна висота очі спостерігача не дорівнює 5 м, то до даної в посібниках дальності Дк необхідно додати поправку А = МС-КС-Де-Д5. Поправка є різницею між дальностями видимого горизонту з висоти 5 м і називається поправкою на висоту ока спостерігача:
Як видно з формули (11), поправка на висоту ока спостерігача може бути позитивною (коли е> 5 м) або негативною (коли е
Отже, дальність видимості маячного вогню визначається за формулою
Мал. 12.
приклад 12.Дальність видимості маяка, вказана на карті Дк = 20,0 милі.
З якої відстані побачить вогонь спостерігач, око якого знаходиться на висоті е = 16 м-коду.
Рішення. 1) за формулою (11)
2) за табл. 22-а МЕ-63 А = Де - Д5 = 8,3-4,7 = 3,6 милі;
3) за формулою (12) Дп = (20,0 +3,6) = 23,6 милі.
приклад 13.Дальність видимості маяка, вказана на карті, Дк = 26 миль.
З якої відстані побачить вогонь спостерігач на шлюпці (е=2, 0 м)
Рішення. 1) за формулою (11)
2) за табл. 22-а МТ-63 А = Д - Д = 2,9 - 4,7 = -1,6 милі;
3) за формулою (12) Дп = 26,0-1,6 = 24,4 милі.
Дальність видимості предмета, розраховану за формулами (9) та (10), називають географічної.
Мал. 13.
Дальність видимості маячного вогню, або оптична дальністьвидимості, залежить від сили джерела світла, системи маячного апарату та кольору вогню. У правильно побудованому маяку вона збігається з його географічною дальністю.
У похмуру погоду дійсна дальність видимості може значно відрізнятись від географічної чи оптичної дальності.
Останнім часом дослідженнями встановлено, що в умовах денного плавання дальність видимості предметів точніше визначається за такою формулою:
На рис. 13 наведена номограма, розрахована за формулою (13). Користування номограмою пояснимо на розв'язанні задачі з умовами прикладу 11.
приклад 14.Знайти дальність видимості предмета заввишки над рівнем моря Н = 26,5 м-коду, при висоті ока спостерігача над рівнем моря е = 4,5 м-коду.
Рішення. 1 за формулою (13)
Географічна дальність видимості предметів у морі Д п визначається найбільшою відстанню, у якому спостерігач побачить його вершину над лінією горизонту, тобто. залежить тільки від геометричних факторів, що пов'язують висоту ока спостерігача е та висоту орієнтиру h при коефіцієнті рефракції c (рис.1.42):
де Д е і Д h - відповідно дальності видимого горизонту з висоти ока спостерігача та висоти предмета. Т.о. дальність видимості предмета, розрахована за висотою ока спостерігача і висотою предмета називається географічною чи геометричною дальністю видимості.
Розрахунок географічної дальності видимості предмета може проводитись за табл. 2.3 МТ - 2000 за аргументами e та h або за табл. 2.1 МТ – 2000 підсумовуванням результатів, отриманих дворазовим входом до таблиці за аргументами е та h. Можна також отримати Д п за номограмою Струйського, яка наведена в МТ - 2000 під номером 2.4, а також у кожній книзі "Вогні" та "Вогні та знаки" (рис.1.43).
На морських навігаційних картах та в навігаційних посібниках географічна дальність видимості орієнтирів дається для постійної висоти ока спостерігача е = 5 м і позначається як Д к - дальність видимості вказана на карті.
Підставивши значення е = 5 м у формулу (1.126), отримаємо:
Для визначення Д п треба до Д ввести поправку DД, величина якої і знак визначаються формулою:
Якщо фактична висота ока більша за 5 м, то DД має знак “+”, якщо менше – знак “-“. Таким чином:
. (1.129)
Величина Д п залежить також і від гостроти зору, яка виявляється у роздільній здатності ока по кутку, тобто. визначається найменшим кутом, у якому предмет і лінія горизонту різняться окремо (рис.1.44).
Відповідно до формули (1.126)
Але через роздільну здатність ока g спостерігач побачить предмет лише тоді, що його кутові розміри будуть менше g, тобто. коли він буде видно над лінією горизонту не менше ніж на Dh, яка з елементарного DА¢СС¢ при кутах С та С¢ близьких до 90° буде Dh = Д п × g¢.
Щоб отримати Д п g у милях у Dh у метрах:
де Д п g - географічна дальність видимості предмета з урахуванням роздільної здатності ока.
Практичними спостереженнями визначено, що з відкритті маяка g =2¢, а при прихованні g =1,5¢.
приклад. Знайти географічну дальність видимості маяка заввишки h=39 м, якщо висота ока спостерігача е=9 м, без урахування і з урахуванням роздільної здатності ока g =1,5¢.
Вплив гідрометеорологічних факторів на дальність видимості вогнів
На дальність видимості орієнтирів крім геометричних факторів (е і h) впливає контрастність, що дозволяє виділити орієнтир на навколишньому тлі.
Дальність видимості орієнтирів днем, що враховує також контрастність, називається денною оптичною дальністю видимості.
Для забезпечення безпечного судноводіння в нічних умовах використовуються спеціальні засоби навігаційного обладнання, що мають світлооптичні прилади: маяки, навігаційні знаки, що світяться, і навігаційні вогні.
Морський маякце спеціальна капітальна споруда з дальністю видимості білого або приведених до неї кольорових вогнів не менше 10 миль.
Морський навігаційний знак, що світиться- капітальна споруда, що має світлооптичний апарат з дальністю видимості білого або приведених до нього кольорових вогнів менше 10 миль.
Морський навігаційний вогонь- Світловий прилад, встановлений на природних об'єктах або спорудах неспеціальної споруди. Такі СНТ часто діють автоматично.
У темний час доби дальність видимості вогнів маяків і навігаційних знаків, що світяться, залежить не тільки від висоти ока спостерігача і висоти СНЗ, що світиться, але і від сили джерела світла, кольору вогню, конструкції світлооптичного апарату, а також і від прозорості атмосфери.
Дальність видимості, що враховує всі ці фактори, називається нічною оптичною дальністю видимості,тобто. це максимальна дальність видимості вогню в даний час за даної метеорологічної дальності видимості.
Метеорологічна дальність видимостізалежить від прозорості атмосфери. Частина світлового потоку вогнів СНО, що світять, поглинається частинками, що містяться в повітрі, тому відбувається ослаблення сили світла, що характеризується коефіцієнтом прозорості атмосфери t:
де I 0 – сила світла джерела; I 1 – сила світла на деякій відстані від джерела, що приймається за одиницю (1 км, 1 миля).
Коефіцієнт прозорості атмосфери завжди менше одиниці, тому географічна дальність видимості зазвичай більша за реальну, за винятком аномальних випадків.
Прозорість атмосфери у балах оцінюється за шкалою видимості таблиці 5.20 МТ – 2000 залежно стану атмосфери: дощ, туман, сніг, серпанок тощо.
Оскільки оптична дальність видимості вогнів змінюється у значних межах залежно від прозорості атмосфери, Міжнародна асоціація маячних служб (МАМС) рекомендувала використати термін “номінальна дальність видимості”.
Номінальною дальністю видимості вогнюназивається оптична дальність видимості при метеорологічній дальності видимості 10 миль, що відповідає коефіцієнту прозорості атмосфери t = 0,74. Номінальна дальність видимості вказується у навігаційних посібниках багатьох зарубіжних країн. На вітчизняних картах і в посібниках для плавання вказується стандартна дальність видимості (якщо вона менша за географічну дальність видимості).
Стандартною дальністю видимостівогню називається оптична дальність видимості за метеорологічної дальності видимості 13,5 миль, що відповідає коефіцієнту прозорості атмосфери t = 0,8.
У навігаційних посібниках "Вогні", "Вогні та знаки" крім таблиці дальності видимого горизонту та номограми дальності видимості предметів є і номограма оптичної дальності видимості вогнів (рис.1.45). Цю ж номограму наведено в МТ – 2000 під номером 2.5.
Аргументами для входу в номограму є сила світла, чи номінальна, чи стандартна дальності видимості, (отримані з навігаційних посібників), і метеорологічна дальність видимості (отримана з метеорологічного прогнозу). За цими аргументами з номограми набувають оптичної дальності видимості.
При проектуванні маяків і вогнів прагнуть, щоб оптична дальність видимості дорівнювала географічної дальності видимості за ясної погоди. Однак, для багатьох вогнів оптична дальність видимості менша за географічну. Якщо ці дальності не рівні, то на картах та в посібниках для плавання вказується менша з них.
Для практичних розрахунків очікуваної дальності видимості вогню днемтреба за висотами ока спостерігача та орієнтиру розрахувати Д п за формулою (1.126). Вночі: а) якщо оптична дальність видимості більша за географічну, треба взяти поправку за висоту ока спостерігача і розрахувати географічну дальність видимості за формулами (1.128) і (1.129). Прийняти меншу з оптичної та географічної, розрахованої за цими формулами; б) якщо оптична дальність видимості менша за географічну - прийняти оптичну дальність.
Якщо на карті біля вогню або маяка Д до< 2,1 h + 4,7 , то поправку DД вводить не нужно, т.к. эта дальность видимости оптическая меньшая географической дальности видимости.
приклад. Висота ока спостерігача e = 11 м, дальність видимості вогню, вказана на карті Д к =16 миль. Номінальна дальність видимості маяка з навігаційної допомоги "Вогні" 14 миль. Метеорологічна дальність видимості 17 миль. На якій відстані очікується відкриття вогню маяка?
За номограмою Допт 19,5 милі.
По е = 11м ® Д е = 6,9 милі
Д 5 = 4,7 милі
DД = +2,2 милі
Дк = 16,0 милі
Д п = 18,2 милі
Відповідь: очікується відкриття вогню з відстані 18,2 милі.
Морські карти. Картографічні проекції. Поперечна рівнокутна циліндрична проекція Гауса та її використання у судноводженні. Перспективні проекції: стереографічна, гномонічна.
Карта – зменшене спотворене зображення сферичної поверхні Землі на площині, за умови, що спотворення є закономірними.
План – не спотворене рахунок малості зображуваного ділянки зображення земної поверхні на площині.
Картографічна сітка – сукупність ліній, що зображують на карті меридіани та паралелі.
Картографічна проекція – математично обґрунтований спосіб зображення меридіанів та паралелей.
Географічна карта - побудоване у цій проекції умовне зображення всієї земної поверхні чи його частини.
Карти бувають різними за призначенням і масштабом, наприклад: планісфери - що зображують всю Землю або півкулю, генеральні або загальні - окремі країни, океани і моря, що зображують, приватні - що зображують менші простори, топографічні - зображують подробиці поверхні суші, орографічні - карти рельєфу, гео залягання пластів тощо.
Морські карти – спеціальні географічні карти, призначені переважно забезпечення судноводіння. У загальній класифікації географічних карток вони віднесені до технічних. p align="justify"> Особливе місце серед морських карт займають МНК, службовці для прокладання курсу судна і визначення його місця в морі. У судновій колекції також можуть бути допоміжні та довідкові картки.
Класифікація картографічних проекцій.
За характером спотворень усі картографічні проекції поділяють на:
- Рівнокутні або конформні – проекції, в яких фігури на картах подібні до відповідних фігур на поверхні Землі, але їх площі не пропорційні. Кути між об'єктами біля відповідають таким на карті.
- Рівновеликі чи еквівалентні – у яких збережено пропорційність площ фігур, але при цьому спотворюються кути між об'єктами.
- Рівнопроміжні – що зберігають довжину по одному з головних напрямів еліпса спотворень, тобто, наприклад, коло на місцевості на карті зображується у вигляді еліпса, у якого одна з піввісь дорівнює радіусу такого кола.
- Довільні – всі інші, які мають вищевказаними властивостями, але підпорядковуються іншим умовам.
За способом побудови проекції поділяють на:
|
, ортографічні – коли точка зору видалена в нескінченність, зовнішні – точка зору знаходиться на кінцевій відстані далі протилежного полюса сфери, центральні чи гномонічні – коли точка зору знаходиться в центрі сфери. Перспективні проекції – не конформні та не еквівалентні. Вимір відстаней на картах, побудованих у таких проекціях утруднений, зате дуга великого кола зображується прямою лінією, що зручно при прокладанні радіопеленгів, а також - курсів при плаванні по ДБК. приклади. У цій проекції можуть будуватися карти приполярних областей. Залежно від точки торкання картинної площини гномонічні проекції поділяються на: нормальні або полярні – торкання на одному з полюсів поперечні або екваторіальні торкання – на екваторі 
горизонтальні або косі - дотик у будь-якій точці між полюсом і екватором (меридіани на карті в такій проекції є промені, що розходяться від полюса, а паралелі - еліпси, гіперболи або параболи. 
Поверхня Землі згинається і зникає з поля видимості з відривом 5 кілометрів. Але гострота нашого зору дозволяє бачити далеко за обрій. Якби була плоскою, або якби ви стояли на вершині гори і дивилися на набагато більшу ділянку планети, ніж зазвичай, ви змогли б побачити яскраві вогні на відстані сотень кілометрів. У темну ніч вам удалося б навіть побачити полум'я свічки, що знаходиться за 48 кілометрів від вас.
Наскільки далеко може бачити людське око залежить від того, скільки частинок світла, або фотонів, випромінює віддалений об'єкт. Найдальшим об'єктом, видимим неозброєним оком, є Туманність Андромеди, розташована на величезній відстані 2,6 мільйона світлових років від Землі. Один трильйон зірок цієї галактики випускає загалом достатньо світла для того, щоб кілька тисяч фотонів щосекунди стикалися з кожним квадратним сантиметром земної поверхні. У темну ніч цієї кількості достатньо для активізації сітківки ока.
У 1941 році фахівець з питань зору Селіг Гехт зі своїми колегами з Колумбійського університету зробив те, що досі вважається надійним засобом вимірювання абсолютного порога зору – мінімальної кількості фотонів, які мають потрапити до сітківки, щоб спричинити усвідомлення візуального сприйняття. Експеримент встановлював поріг в ідеальних умовах: очам учасників давали час, щоб повністю звикнути до абсолютної темряви, синьо-зелений спалах світла, що діє як подразник, мав довжину хвилі 510 нанометрів (до якої очі найбільш чутливі), і світло було спрямоване на периферичний край сітківки , заповнений клітинами, що розпізнають світло, паличками.
За даними вчених, для того, щоб учасники експерименту змогли розпізнати такий спалах світла більш ніж у половині випадків, у очні яблука мало потрапити від 54 до 148 фотонів. На підставі вимірювань ретинальної абсорбції вчені підрахували, що в середньому 10 фотонів насправді всмоктуються паличками сітківки людини. Таким чином, абсорбція 5-14 фотонів або відповідно активація 5-14 паличок вказує мозку, що ви щось бачите.
«Це справді дуже мала кількість хімічних реакцій», - зазначили Гехт та його колеги у статті про цей експеримент.
Беручи до уваги абсолютний поріг, яскравість полум'я свічки і розрахункову відстань, на якій об'єкт, що світиться, тьмяніє, вчені дійшли висновку, що людина може розрізнити слабке мерехтіння полум'я свічки на відстані 48 кілометрів.
Але на якій відстані ми можемо розпізнати, що об'єкт є чимось більшим, ніж просто мерехтіння світла? Щоб об'єкт здавався просторово протяжним, а не точковим, світло від нього має активувати не менше двох суміжних колб сітківки – клітин, що відповідають за кольоровий зір. В ідеальних умовах об'єкт повинен лежати під кутом щонайменше 1 аркмінута, або одна шоста градуса, щоб порушити суміжні колбочки. Ця кутова міра залишається однією і тією ж незалежно від того, близько чи далеко знаходиться об'єкт (віддалений об'єкт повинен бути набагато більшим, щоб перебувати під тим самим кутом, що й ближній). Повна лежить під кутом 30 аркминут, тоді як Венера ледь помітна як протяжний об'єкт під кутом близько 1 акрминут.
Об'єкти завбільшки з людини помітні як протяжні лише близько 3 кілометрів. Порівняно на такій відстані ми змогли б чітко розрізнити дві фари автомобіля.
Loading...