Компасный, магнитный и истинный курс.
Калькулятор рассчитывает истинное, компасное или магнитное направление (курс,пеленг) по заданному направлению, магнитному склонению и девиации.
Стрелка магнитного компаса всегда показывает на север. Эту особенность магнитной стрелки подметили еще в далеком 13-м веке и начали использовать компас для ориентировки, прежде всего на море. Прибор крайне прост и его применение кажется ничуть не сложнее. Однако, если нарисовать на карте прямую линию из точки отправления в точку назначения, и не отклоняясь ни на градус следовать по проложенному курсу, используя магнитный компас в качестве указателя курса, то едва ли повезет оказаться точно в запланированном месте, особенно если расстояние между точками достаточно большое.
На отклонение вашего курса (компасного курса) от курса, который Вы нарисовали на карте (его называют истинным курсом), влияют два явления:
Чтобы вычислить компасный курс по истинному или наоборот можно нужно подставить значения магнитного склонения для данной местности, а также значения девиации для вашего компаса в соответствующие поля калькулятора. Значения по-умолчанию вычисляют компасный курс перехода от г. Кадис (Испания) до мыса Сент Винсент (Португалия). Для расчета я сначала определил истинный курс, воспользовавшись калькулятором Путевой угол и расстояние между двумя точками по локсодроме (линии румба)., куда подставил координаты точек из Google Maps. Значение магнитного склонения было получено с морской карты Западной Части Средиземного моря.
Подробные объяснения вы можете найти ниже.
Навигация по магнитному компасу.
Магнитная девиация
Кто читал Жюля Верна помнят, куда завел корабль 15-летний капитан, после того как Негоро подложил топор под нактоуз компаса. На судне, даже и без топора в нактоузе, хватает и других предметов, способных воздействовать на магнитный компас. Чтобы исключить этот эффект для каждого судового компаса рассчитываются таблицы девиации, показывающие отклонение показаний компаса для различных компасных курсов. С течением времени девиация может изменяться, вследствие установки нового оборудования или намагничивания старых железных деталей, поэтому таблицы регулярно обновляются. Используя значение таблицы девиации можно привести компасный курс, к курсу, отсчитываемому от магнитного меридиана, т. е. к магнитному курсу. Для этого значение девиации для данного компасного курса прибавляется к компасному курсу, если девиация к востоку (E) или отнимается, если к западу (W).
Магнитное склонение
Информация о магнитном склонений на морской карте
Магнитное склонение, не зависит от оборудования судна, но зависит от его местоположения и также как и девиация изменяется с течением времени, но более предсказуемо. Значение магнитного склонения указывается на карте, с обязательным указанием года измерения и среднегодового изменения. Для перехода к истинному курсу сначала мы получаем магнитный курс, затем прибавляем значение магнитного склонения к востоку (E) или вычитаем то, которое к западу (W), затем аналогично учитывается среднегодовое изменение магнитного склонения ( добавляется или отнимается помноженное на количество лет, прошедших с момента фиксации склонения).
Как запомнить как исправлять или переводить румбы
Источники:
В. С. Михайлов, В. Г. Кудрявцев, В. С. Давыдов Навигация и лоция.
Tim Bartlett An Introduction to Navigation. RYA.
Куда показывает компас на самом деле, о градусах, но не о температуре, и опять о непонятных моряках
Опять берем апельсин (в первый раз апельсин «брали» в прошлой статье о проекциях карт: /map_projection/)
На этот раз без обмана, это действительно апельсин 🙂
На нем сразу нарисована готовая карта из мира фильма Водный мир (В далеком будущем полярные снега растаяли, покрыв всю Землю водой. Авторы погружают нас в фантастический мир немногочисленных людей, живущих на воде… ) Такая карта нам, как ни странно, подойдет. Человечество не сильно задумывалось о проблемах навигации, пока ходило по суше или удалялось в море не дальше, чем виден берег. Поэтому все, о чем мы будем говорить, было изобретено в эпоху Великих географических открытий.
Отмечаем на нашем глобусе северный и южный полюса.
Как я говорил в прошлой статье, это точки, проткнув которые спицей, мы получим ось вращения планеты вокруг своей оси (благодаря этому вращению происходят смены дня и ночи).
Теперь я не только пишу, но и делаю!
Но сейчас я нарисую одну внезапную штуку.
Это Северный Магнитный Полюс. Именно туда показывает стрелка компаса. В настоящее время магнитный полюс находится около Канады и смещается в северном и северо-западном направлении со скоростью около 10 км в год, поэтому любые его координаты являются временными и неточными. Южный полюс ведет себя точно так же. На магнитном полюсе стрелка компаса будет крутиться вокруг себя, и вы не сможете определить направление.
Расхождение между магнитным полюсом и географическим (это тот, куда воткнута моя спица) называют магнитным склонением.
В зависимости от того, где находится компас, магнитное склонение может быть:
восточным (от показаний компаса нам надо взять левее, чтобы найти географический север);
западным (от показаний компаса нам надо взять правее, чтобы найти географический север).
На этой картинке черные стрелки показывают на географический север, а красные на магнитный.
Чем ближе к полюсу мы находимся и чем на более дальнее расстояние собираемся передвигаться, тем более внимательно надо относиться к магнитному склонению при движении по компасу.
Например в Москве магнитное склонение восточное и составляет 10.91°. При этом оно сдвигается к востоку на 0.12° за год.
В Кандалашском заливе Белого моря магнитное склонение будет уже почти 15° (14.98° Восточное), и оно сдвигается к востоку на 0.18° за год.
Все-таки 15° можно заметить даже на самом простеньком компасе.
Только в XX веке изобрели гирокомпас — прибор, указывающий не на магнитный, а на истинный (географический) север. Он очень тяжел, и устанавливается только на больших кораблях.
О магнитном склонении можно не думать, если вы бегаете спортивное ориентирование в парке, но если вы идете через море или заснеженную тундру, то ваш штурман должен быть предельно трезв!
Проще всего узнать магнитное склонение на сайте nakarte.me
Красным квадратом я выделил кнопку, которую надо нажать, чтобы инструмент включился. Проведите в любом месте нужного вам района прямую (синяя), так чтобы Magnetic azimut равнялся 0. Значение True azimut (истинный север) и будет величиной магнитного склонения в этом районе.
Магнитное склонение меняется со временем. Если вы хотите узнать магнитное склонение для какого-то места в определенный момент времени, то для этого вам понадобится вот этот сайт: https://www.ngdc.noaa.gov/geomag-web/#declination
Только надо будет задать координаты места. Как раз о них и поговорим (тут тему с компасом мы закончили, о том, как пользоваться им при ориентировании, есть отдельная статья)
Для начала вернемся к нашему глобусу-апельсину и начертим на нем экватор — линию, равноудаленную от обоих полюсов
Теперь у нас есть Северное и Южное полушария. И мы можем уже начать ориентироваться по нашему апельсину в направлении север-юг (верх-низ). Ведь мы можем нарисовать параллельные линии экватору — паралели и пронумеровать их как-нибудь.
Их может быть нарисовано сколько угодно, лишь бы не заслоняли собою изображения объектов на глобусе.
Чтобы создать координаты еще и по направлению запад-восток (лево-право), надо прочертить еще линии, соединяющие полюса — меридианы.
Слово “меридиан” происходит от латинского “meridianus” — полуденный. Когда солнце светит прямо на такую линию, то люди на этой линии говорят, что сейчас полдень.
Прочертить-то мы их прочертили, но надо будет выбрать какую-нибудь одну, от которой начать считать. Это с экватором, все ясно, он — линия, равноудаленная от полюсов, ровно посредине планеты (на линии север-юг), а тут надо решить творчески, какая из линий будет ровно посередине на линии запад-восток.
Разные страны и народы по разному решали этот вопрос. Если вы французский капер и захватили испанский галеон, то трофейными картами не удастся так просто воспользоваться. У испанцев и португальцев долгое время был точкой отсчета меридиан, проходящий через остров Ферро, а у французов через Париж. У англичан — через Гринвичскую обсерваторию, а в России — через Пулковскую обсерваторию под Санкт-Петербургом. В итоге на международной конференции в 1884 году за начальный (нулевой) меридиан принят Гринвичский, и все современные карты ведут отсчет меридиан от него.
Собственно, на глобусе у нас появилась такая сетка.Похоже на клеточки для игры в морской бой. Казалось бы, чтобы придумать систему координат, достаточно поставить вдоль экватора буквы, а вдоль Гринвичского меридиана цифры. И клеточки готовы. Но как тогда быть с картами более крупного масштаба? Тоже в них начертить сетку и нумеровать клеточки и буквы? А в них еще более мелкую сетку? Такая система неудобна.
Что придумали? Мерить углы.
На оси север-юг измеряют градус от экватора и называют это широтой. Широта бывает северная (выше экватора) или южной (ниже экватора);
На оси запад-восток измеряют градус от Гринвичского меридиана и называют это долготой. Долгота бывает западной (левее гринвича) или восточной (правее).
Долгота может быть от 0° до 180°. По полкруга: западной или восточной.
Градус слишком крупная величина, и только градусами нельзя указать точное место на Земле. Поэтому каждый градус делят на на 60 угловых минут (обозначаются штрихом сверху ′ ), а тот на 60 угловых секунд (обозначаются двумя штрихами сверху ″). Да, к сожалению это наследство астрономии, которое пришло к нам от древних шумеров, у которых была шестидесятеричная система счисления, а не привычная нам десятеричная. Позже это деление перенесли для определения времени, и теперь у нас в одном часе столько же минут, а в минуте столько же секунд.
Как это записывают?
Существуют различные форматы записи координат.
Это все координаты одного и того же места, записанные разным способом:
Исторически первым был формат “градусы, минуты, секунды”
Пример записи: 55°38’17.28″С 37°28’48.96″В
Читается как: 55 градусов, 38 минут 17 целых 28 сотых секунд северной широты; 37 градусов 28 минут 48 целых 96 сотых секунд восточной долготы.
Чем удобен: получив координаты вашего местонахождения (используя GPS приемник или путем астрономических наблюдений), вы можете найти это место на карте с координатной сеткой.
Например. Наши координаты 55°41’10”C 36°3’50”В. Где мы на карте?
В каждом углу координатной сетки карты указаны координаты этого угла. Чередующиеся черные и белые полосочки — минуты широты или долготы. Точки рядом с полосками — разделяют десятки секунд.
Найдем сначала широту. Широта нижней грани листа составляет 55°40’00”, откладываем вверх еще одну полосочку. У нас станет 41’, и доходим до ближайшей точки — это еще 10”. Кладем туда линейку.
На пересечении линеек окажется поворот дороги, который я обвел желтым кругом.
Определив свое местоположение на местности и найдя его на карте, можно провести обратную операцию, найдя свои координаты. Подробнее я об этом расскажу в следующих статьях, когда буду рассказывать подробнее о том, как работать с картами.
Формат “градусы, минуты, доли минут”
Пример записи: 55°38.288’С 37°28.816’В
Читается как: 55 градусов, 38 минут 288 тысячных минут северной широты; 37 градусов 28 минут 816 тысячных минут восточной долготы.
Чем удобен: сухопутчикам ничем. Но встречается у моряков, у них это сложилось исторически. Это связано с строением шкалы секстанта и долю минуты удобно представлять в виде доли морской мили.
Формат “градусы, доли градусов”
Пример записи: 55.638133°С 37.480267°В
Читается как: 55 точка 638133 северной широты; 37 точка 480267 восточной долготы
Чем удобен: Во-первых, в современном компьютерном мире этот формат более пригоден для печати на клавиатуре или в смс (или попробуйте найти все эти обозначения градусов, минут и секунд на клавиатуре и в телефоне — долго!); во-вторых, его проще диктовать, например, по рации.
Это всем знакомая десятичная дробь. Количество знаков после запятой может быть разным (обычно 5 или 6), но пропущенный последний шестой знак не критично повлияет на точность. Обычному человеку хватит и четырех знаков. (6й знак уточняет позицию на 8 см на экваторе, а в остальных местах еще меньше, а 5й знак 80 см на экваторе. В наших широтах — 64 см). При этом для той же точности в других форматах записи надо использовать большее количество знаков.
Именно в этом виде пользователи чаще всего увидят координаты во всяком пользовательском софте (Яндекс-карты, Гугл-карты, MapsMe и т.д.) Мало кто догадывается, но в этих приложениях, тыкнув пальцем на экран и подержав, можно увидеть координаты любого места, затем скопировать в буфер обмена и потом отправить по смс например.
Часто возникает вопрос. Сколько во всех этих градусах и минутах метров, километров и попугаев с удавами?
Один градус, измеренный по параллели, всегда разный — Земля мало того что не плоская, так еще и сплющенная. Поэтому у экватора один градус (ну или угловой минуты или угловой секунды) будет сильно больше градуса (соответственно минуты или секунды) находящегося ближе к полюсам. Например 1’ дуги экватора равняется 1855 метрам, а 1’ долготы на широте Москвы будет равнятся 1040 метров.
Длина дуги меридиана на уровне экватора будет составлять 1843 метра, а на уровне той же Москвы 1856 метров. На уровне 85°почти у северного полюса, 1’ она составит 1864 метра. В среднем 1852 метра.
Измерять дугу по меридиану (находить широту) люди научились раньше (для этого морякам было достаточно измерить (с помощью секстанта) угол между Полярной звездой (висит почти ровно над северным полюсом) и горизонтом), а меркаторские карты, как мы знаем из прошлой статьи, по которым плавали моряки, имеют искажение как раз по меридиану. Поэтому моряки измеряют расстояние как раз одной минутой дуги меридиана (1’), которая в среднем равна 1852 метра. Это расстояние они называют одной милей. Поскольку морская миля выведена естественным путем, моряки не спешат от нее отказываться и переходить на километры и метры.
В следующей статье я наконец-то дойду до карт и расскажу, какие они бывают. Над апельсинами больше издеваться не буду 🙂
Вот ТУТ можно прочитать о картах Генштаба, фрагмет которых я приводил в части о координатной сетке.
А ЗДЕСЬ о спутниковой навигации и как выбрать навигатор в путешествие.
Магнитное склонение
На магнитное склонение влияет не только текущее положение магнитного компаса, но и искривление магнитных силовых линий:
В наш век всеобщей компьютеризации и Интернета для расчета магнитного склонения в любой точке планеты достаточно зайти на сайт с одним из калькуляторов магнитного склонения, и посчитать магнитное склонение для любого места на текущую дату.
Для Самары на сегодня это будет следующая величина:
| Используемая модель расчета магнитного склонения: | WMM2015V2 |  |
| Широта расчетной точки: | 53.185535° N | |
| Долгота расчетной точки: | 50.087677° E |
Дата расчета склонения
Расчетное магнитное склонение на 24 апреля 2019 года наглядно демонстрирует вот эта картинка:
Как определить стороны света? Магнитное склонение. Проверка и подготовка компаса.
Как надёжно определить стороны света? Самый первый и простой вариант, приходящий в голову, взять компас и посмотреть куда указывает магнитная стрелка компаса. Но подобное решение не всегда верное, так как компас покажет направление на магнитный север, а не на реальный север. Эту тонкость рассказывают в школе, но никогда не упоминают в магазинах по продаже туристического и спортивного оборудования. Есть ещё одна тонкость, которую не упоминают это магнитное склонение конкретного региона. А так же то, что каждый год магнитное склонение региона меняется с течением времени. И ещё бывают места в которых наблюдаются магнитные аномалии. Вот например, карта магнитных склонений за 2005 год.
По материалам United States Geological Survey
Оно и сейчас изменяется, существуют таблицы текущих склонений и алгоритмы расчёта их изменения. Собственно, так реализованы электронные компасы встроенные в различное оборудование. А для того чтобы иметь более корректные данные по картам и всегда держать электронный компас в исправном состоянии, нужно регулярно скачивать обновление прошивок для своих электронных карт и компасов.
Так же есть масса стабилизированных или скорректированных компасов у которых магнитная стрелка намагничена не равномерно и по этому они указывают не на магнитный север, а на реальный север. Но у подобного решения есть масса проблем так как компас можно скорректировать только для какого-то отдельного региона и в другом регионе он будет безбожно врать.
Так же в школьных учебниках по биологии и географии есть серия заблуждений о том, что мох растёт только в определённой стороне дерева и о том, что годовые кольца на спиле могут указывать стороны света. На самом деле подобные приметы работают при таком количестве совпадений, что лучше не брать их в качестве достоверных ориентиров. Я сам был свидетелем когда вокруг небольшого озера у деревьев мох рос в направлении этого озера, а не в направлении какой-либо одной стороны света. Получалось, что в зависимости от того в какой части подобного леса находишься мох показывал на север, на юг, на восток и на запад. Короче на все четыре стороны, как в старых добрых сказках. По подобным приметам можно узнать преобладающее направление ветра, расположение источников воды и ещё разные факторы, но никак не сторону света.
Проверка и подготовка компаса
Как проверить и подготовить компас. Во-первых, ещё дома лучше проверить компас на размагниченность. Это делается очень просто. Кладём компас на ровную горизонтальную поверхность и проверяем чтобы вокруг не было источников магнитного поля. Смотрим чтобы стрелка, картушка или диск компаса не цеплялись за стекло и корпус компаса. Стрелка должна быть свободной и легко проворачиватся под действием магнитного поля земли. Когда стрелка сориентировалсь по магнитному полю Земли поворачиваем компас так, чтобы северный конец стрелки был совмещен с мушкой компаса или поворотной насечкой компаса (всё зависит от того какой тип компаса используется). После этого берём какой-нибудь намагниченный предмет, но н ив коем случае не берите сильные магниты, так как они очень быстро перемагнитят стрелку компаса и он станет совершенно не пригодным для использования. Подносим намагниченный предмет к компасу и ждём когда стрелка отклонится больше чем на девяносто градусов. После этого убираем этот предмет и ждём когда стрелка вернётся обратно, потом подносим намагниченный предмет с другой стороны компаса и убираем. Если стрелка компаса каждый раз возвращается в правильное положение, то поздравляю у вас хороший компас и он может вам помочь в дальнейшем путешествии. Во-вторых, нужно узнать магнитное склонение вашего региона. Это сделать довольно сложно, но есть несколько методов позволяющих это сделать. В-третьих, нужно узнать магнитную погрешность вашего компаса. И после того как магнитное склонение и погрешность будут известны мы сможем по нашему компасу узнавать расположение реального севера.
Запомните, все карты рисуются ориентируясь на географический север, а не на магнитный север. Это одна из самых частых ошибок которые совершают путешественники которые пытаются сориентироваться по компасу. При движении по азимуту без карты, нам безразлично где реальный север, а где магнитный. Нам нужна точка углового отсчёта и всё. Тогда можно не заморачиваться по поводу корректировки и расчёта отклонений, да и купить тогда можно практически любой компас с мушкой и целиком, чтобы брать пеленг.
Так же обратите внимание на то, что разные компасы могут показывать на север в разных направлениях, точнее с небольшим уклоном. Это нормально и это зависит от магнитной погрешности вашего компаса. Лучше всего выяснять магнитную погрешность исходя из того региона в котором мы находимся. Я для этих целей пользуюсь геодезическими картами и выкопировками из реестров. Берём карту и располагаем её по местности, для этого нужен планшет и точно выбранные ориентиры, в идеале ориентироваться надо по геодезическим знакам. Когда карта выровнена, то нужно приложить компас так чтобы его север был сориентирован по краям карты. Подождать пока стрелка успокоится и замерить отклонение магнитного севера от географического. Это и будет нужное нам магнитное склонение на которое нам и следует ориентироваться при использовании карт.
Ещё одна ошибка при работе с компасом состоит в том, что прикладывают два компаса рядом друг с другом. Этого делать не стоит так как стрелки компасов намагничены и будут искажать данные друг друга. По этому для подстраховки нужно не два компаса класть, а по очереди брать один компас, а потом другой. Так же необходимо обращать внимание на местные магнитные искажения. Например, очень сильно будут искажены данные компаса если проводить измерения под линиями электропередач. Так же находясь рядом с большим скоплением железа или электрощитовых мы получим сильное искажение данных. А исказиться они могут не на пару градусов, а на несколько десятков градусов.
Проводя корректировку разных китайских компасов, продающихся в Красноярских туристических магазинах, я выяснил, что средняя погрешность компаса составляет от 25 до 30 градусов. В любом случае в России стрелка компаса будет отклоняться на Запад из-за того, что магнитный север располагается на севере материка Северная Америка. До 2005 года он располагался под паковыми льдами в границах канадской Арктики и движется в сторону Северного ледовитого океана. Вот карта перемещения северного магнитного полюса.
По материалам National Geophysical Data Center
Как видно из представленной карты, магнитное склонение нужно регулярно проверять. А если вы хотите быть уверенными в своём компасе, то необходимо проводить его проверку на каждом месте использования по геодезическим знакам.
Можно проводить относительные корректировки. Например можно взять карту с обозначенными домами, сориентировать карту по расположению домов и уже по этой карте мы можем скорректировать компас и узнать его погрешность.
При работе с компасом возникает масса вопросов. По этому можете задавать свои вопросы, попробую на них ответить по мере сил.
