Năm 2017 Lưu hành nội bộ chưƠng trình bồi dưỠng nâng hạng gcnkncm thuyền trưỞng hạng nhấT



tải về 13.07 Mb.
trang15/24
Chuyển đổi dữ liệu02.06.2018
Kích13.07 Mb.
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   ...   24

CHƯƠNG I : ĐỊA VĂN




  1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN

    1. Quả đất và hệ tọa độ địa lý

    1. Hình dạng và kích thước quả đất

      1. Hình dáng quả đất


Trái đất là một vật thể có hình dạng phức tạp, không đều được gọi là Geoit. Đó là một hình mà mặt phẳng tiếp xúc với nó ở mọi điểm luôn vuông góc với đường dây dọi. Hướng dây dọi (hướng trọng lực) luôn thay đổi do sự phân bổ không đồng đều và không ổn định các khối trong lòng của trái đất, bởi vậy Geoit có hình dáng vô cùng phức tạp, không thể biểu diễn được bằng công thức toán học, nên nó không được sử dụng trong các ngành khoa học.

Trong một số ngành kỹ thuật đòi hỏi độ chính xác cao như ngành đo đạc, bản đồ người ta coi trái đất là khối elipxoit (elip xoay). Khối elipxoit là khối hình học được tạo bởi một hình elip có bán trục lớn là a và bán trục nhỏ là b quay xung quanh bán trục nhỏ của nó với điều kiện khối lượng phải bằng khối lượng khối lượng của Geoit; trục quay, mặt phẳng xích đạo và tâm phải trùng với trục quay, mặt xích đạo và tâm của quả đất, hình 1.1. Elipoxit có độ dẹt nhỏ (chênh lệch giữa hai bán kính nhỏ) được gọi là sferoit. Elipoxit còn được gọi là khối hình học gần đúng nhất của quả đất.



Trong một số ngành khoa học kỹ thuật không đòi hỏi độ chính xác cao người ta coi trái đất là hình cầu. Đó là một khối hình học được tạo bởi một đường tròn bán kính R quay xung quanh đường kính của nó với điều kiện khối lượng bằng khối lượng của elipxoit; trục quay, mặt phẳng xích đạo và tâm phải trùng với trục quay, mặt xích đạo và tâm của quả đất, hình 1.1. Khối cầu là khối hình học gần đúng thứ hai của quả đất

      1. Kích thước quả đất.


Kích thước quả đất là khối elipxoit được đặc trưng bằng bán trục lớn (a), bán trục nhỏ (b); ngoài ra người ta còn dùng thêm khái niệm độ dẹt  để chỉ đặc tính của elipxoit. Độ dẹt  được tính bằng công thức:

(1.1)

Thông thường để chỉ kích thước của quả đất, người ta chỉ dùng hai thông số a và .



Độ lệch tâm (tâm sai) của quả đất được tính bằng công thức:

(1.2)

So sánh (1.1) và (1.2) ta được:




Kích thước của quả đất đã được đo đạc nhiều lần ở nhiều nước và ở các thời đại khác nhau. Dưới đây là một số kết quả được sử dụng trên thế giới.


Hệ quy chiếu

Năm

a ( mét)

b ( mét)



Nơi áp đụng

Clarke

1886

6378206

6356583

1:294,98

Mỹ, Canada, Mêhicô

Beexen

1841

6377397

6356079

1:299,2

Nhật, Đức, Thuỵ sỹ

Craxôpski

1940

6378245

6356863

1:298,2

Nga, Đông Âu, Việt Nam, Trung Quốc

WGS 72

1972

6378135

6356751

1:298,26

Mỹ

WGS 84

1984

6378137

6356752

1:298,257

Hệ thống HHVT GPS

Từ khái niệm trái đất hình cầu có khối lượng bằng khối lượng của elipxoit, có thể tính bán kính của quả đất hình cầu:

Khối lượng của elipxôit Ve =3/4. .a2b

Khối lượng hình cầu Vc = 4/3. .R2



Theo điều kiện khối lượng bằng nhau, ta được:

3/4. .a2b= 4/3 .R2 ; (1.3)

Thay số liệu kích thước elipxoit của Craxôpski vào công thức (1.3) ta được bán kính của quả đất hình cầu là R = 6.371.100 mét = 3437,75 hải lý


    1. Hệ tọa độ địa lý


Ví trí của một điểm trên mặt trái đất đ­ược xác định bằng hai đại lượng, hai đại lượng thường đ­ược dùng nhất hiện nay là kinh độ và vĩ độ. Hệ tọa độ gồm lưới kinh độ và vĩ độ được gọi là hệ tọa độ địa lý.
      1. Những điểm và đường cơ bản


  • Trục quả đất (địa trục): Trái đất quay không ngừng từ Tây sang Đông xung quanh bán trục nhỏ, gọi là trục quả đất hay còn gọi là địa trục (PNPs, hình 1.2).

  • Địa cực: Trục quả đất cắt vỏ quả đất tại hai điểm gọi là Bắc cực (PN) và Nam cực (Ps).

  • Vòng tròn lớn: Vết cắt của mặt phẳng đi qua tâm quả đất với bề mặt của nó được gọi là vòng tròn lớn (ENQ, PN MNPs).




  • Xích đạo: Mặt phẳng đi qua tâm quả đất và vuông góc với trục quả đất gọi là mặt phẳng xích đạo (mặt phẳng f), vết cắt của mặt phẳng xích đạo với bề mặt của quả đất gọi là đ­ường xích đạo (ENQ).

  • Mặt phẳng xích đạo: Chia trái đất thành hai phần bằng nhau gọi là Bắc bán cầu (nửa chứa PN) và Nam bán cầu (nửa chứa Ps).

  • Vĩ tuyến: Mặt phẳng song song với mặt phẳng xích đạo được gọi là mặt phẳng vĩ tuyến, vết cắt của nó với bề mặt trái đất gọi là vĩ tuyến (aMa’, bpb’).

  • Kinh tuyến: Mặt phẳng chứa trục trái đất được gọi là mặt phẳng kinh tuyến, vết cắt của mặt phẳng kinh tuyến với bề mặt quả đất đ­ược giới hạn bởi Bắc cực (PN) và Nam cực (PS) của quả đất được gọi là kinh tuyến (PNMNPs).

Năm 1884 Hội nghị khoa học quốc tế đã quyết định lấy kinh tuyến đi qua đài thiên văn Greenwich ở phía Đông thủ đô Luân Đôn (Vương Quốc Anh) làm kinh tuyến gốc. Mặt phẳng kinh tuyến gốc chia quả đất làm hai phần: phía Đông kinh tuyến gốc là Đông bán cầu, còn phía Tây là Tây bán cầu.

Kinh tuyến đi qua vị trí ng­ười quan sát gọi là kinh tuyến ngư­ời quan sát.


      1. Hệ toạ độ địa lý


  • Vĩ độ (Vĩ độ địa dư) của một điểm trên bề mặt quả đất : Là góc kẹp ở tâm giữa mặt phẳng xích đạo và đường nối từ điểm đó tới tâm của quả đất, ký hiệu  (góc AOB, hình 1.3) hoặc là số đo cung nhỏ của đường kinh tuyến được giới hạn bởi đường xích đạo và vĩ tuyến đi qua điểm đó (cung AB). Vĩ độ tính từ xích đạo về phía hai cực từ 00-900, ở Bắc bán cầu vĩ độ được gọi là vĩ độ Bắc, ký hiệu chữ N hoặc mang dấu (+); còn ở Nam bán cầu vĩ độ được gọi là vĩ độ Nam, ký hiệu chữ S hoặc mang dấu (-).


  • Kinh độ (kinh độ địa dư) của một điểm trên bề mặt quả đất : Là góc nhị diện giữa mặt phẳng kinh tuyến gốc và mặt phẳng kinh tuyến đi qua điểm đó, ký hiệu  (góc AOG, hình 1.3), hoặc là số đo cung nhỏ trên đường xích đạo được giới hạn bởi kinh tuyến gốc và kinh tuyến đi qua điểm đó (cung AG). Kinh độ được tính từ kinh tuyến gốc về hai phía Đông và Tây từ 00-1800, kinh độ ở phía Đông bán cầu gọi là kinh độ Đông, ký hiệu bằng chữ E hoặc mang dấu (+), ở phía Tây bán cầu gọi là kinh độ Tây, ký hiệu bằng chữ W hoặc mang dấu (-).

Kinh tuyến có kinh độ bằng 1800 gọi là đường đổi ngày đêm.

Ví dụ:

  • Toạ độ của TP. Hà Nội:  = 21000N,  = 105052E

  • Toạ độ của TP. Hồ Chí Minh:  = 100 48N,  = 106048E
    1. Hiệu độ kinh và hiệu độ vĩ


Khi tàu hành trình trên biển từ điểm A (1, 1) đến điểm B (2, 2 ) thì vĩ độ của nó thay đổi từ 1 đến 2, tương tự như vậy, kinh độ của nó cũng thay đổi từ 1 đến 2. Sự thay đổi đó gọi là hiệu vĩ độ và hiệu kinh độ.
      1. Hiệu vĩ độ


Của hai điểm trên bề mặt quả đất là số đo cung nhỏ của đường kinh tuyến được giới hạn bởi hai vĩ tuyến đi qua hai điểm đó, ký hiệu H (hoặc ) (cung CB, Hình 1.4).

H = 2 - 1 (1.4)

Hiệu vĩ độ thay đổi từ 00-1800, tàu đi về hướng Bắc mang dấu (+) hoặc ký hiệu " Lên N", tàu đi về hướng Nam mang dấu (-) hoặc ký hiệu " Xuống S."


      1. Hiệu độ kinh


Của hai điểm trên bề mặt quả đất là số đo của cung nhỏ trên đường xích đạo kẹp giữa hai kinh tuyến đi qua hai điểm đó, ký hiệu H (hoặc ), (cung NM, hình 1.4).

H = 2 - 1 (1.5)

Hiệu độ kinh được tính từ kinh tuyến gốc về hai phía Đông và Tây từ 00-1800, tàu đi về hướng Đông mang dấu (+) hoặc ký hiệu " Sang E", trong trường hợp ngược lại mang dấu (-) hoặc ký hiệu "Sang W". Nếu kết quả tính được H > 1800 thì lấy 3600 trừ đi kết quả đó và đổi dấu.
Ví dụ 1.

Tàu hành trình từ điểm A có tọa độ 1 = 35031,0’ N; 1 = 35045,0’ E đến điểm B có tọa độ 2 = 31011,0' N; 2 = 29052,0' E. Tìm H và H ?



Giải: Từ hình vẽ ta thấy, khi tàu hành trình từ điểm A tới điểm B, thì H có dấu " Xuống S", và H có dấu " Sang W". Trị số của H và H được tính theo các công thức (1.4) và (1.5)




2 = 31011,0'

1 = 35031,0'

H = - 4020,0'

= 4020' Xuống N

2 = 29052,0'



1 = 35045,0'

H =- 5053,0'

= 5053,0' Sang W
Chúng ta cũng có thể kiểm tra được dấu của H và H theo các hình vẽ dưới đây



Ví dụ 2.

Tàu hành trình từ điểm A có tọa độ 1 = 31018,0' N; 1 = 32017,0' E đến điểm B có tọa độ 2 = 35010,0' N; 2 = 33057,0' E. Tìm H và H ?



Giải: Từ hình vẽ ta thấy, khi tàu hành trình từ điểm A tới điểm B, thì H có dấu " Lên N", và H có dấu " Sang E". Trị số của H và H được tính theo các công thức (1.4) và (1.5)

2 = +35010,0'

1 = +31018,0'

H =+3052,0'

= 3052,0' Lên N

2 = +33057,0'

1 = +32017,0'

H = +1040,0'



= 1040,0' Sang E

Chúng ta cũng có thể kiểm tra được dấu của HH theo các hình vẽ dưới đây:



Ví dụ 3.

Tàu hành trình từ điểm A có tọa độ 1 = 43002,0' N; 1 = 5035,0' E đến điểm B có tọa độ 2 = 35024,0' N; 2 = 4034,0' W. Tìm H và H ?



Giải: Từ hình vẽ ta thấy, khi tàu hành trình từ điểm A tới điểm B, thì H có dấu “Xuống S", và H có dấu " Sang W", trong đó tàu hành trình từ phía Đông bán cầu sang phía Tây bán cầu vượt qua kinh tuyến gốc. Trị số của H và H được tính theo các công thức (1.4) và (1.5)

2 = +35024,0'

1 = +43002,0'

H =- 7038,0'

= 7038,0' Xuống S

2 = - 4034,0'

1 = +5035,0'

H = - 10009,0'



= 10009,0' Sang W

Chúng ta cũng có thể kiểm tra được dấu của HH theo các hình vẽ dưới đây:


    1. Những đơn vị đo lường trong hàng hải

      1. Bán kính cong


Qua đường dây dọi của một điểm trên bề mặt elipxoít có thể vẽ được vô số các mặt phẳng vuông góc với mặt elipxoit, vết cắt của các mặt phẳng đó với mặt elipxoit là một hình elip. Trong số các hình elip đó có hai hình vuông góc với nhau, một hình trùng với mặt phẳng kinh tuyến có bán kính lớn nhất, ký hiệu là M và một hình vuông góc với mặt phẳng kinh tuyến gọi là mặt phẳng thẳng đứng thứ nhất có bán kính nhỏ nhất, ký hiệu là N. Các bán kính đó gọi là bán kính cong.

Các bán kính cong M, N của một điểm được tính bằng công thức:



(1.6)

(1.7)

Trong đó:

  •  là vĩ độ

  • e2 là tâm sai của quả đất
      1. Hải lý


Hải lý là độ dài của một phút trên cung kinh tuyến, ký hiệu HL. Nhưng ta biết trái đất có hình dáng là khối elipxoit, nên độ dài một phút của cung kinh tuyến không cố định mà phụ thuộc vào bán kính cong M và được tính theo công thức sau:

= 1HL = M.arc1'

Thay giá trị của M ở công thức (1.6) và các số liệu kích thước quả đất của Craxốpski vào công thức trên, sau khi biến đổi ta được:



= 1 HL = 1852,25 - 9,31 cos2

Ta có thể lập bảng để xác định sự phụ thuộc của vào vĩ độ như sau:



(m)



(m)

00

1842,9

600

1856,9

15

1844,2

75

1860,3

30

1847,6

90

1861,6

45

1852,2







Năm 1928 Hội nghị đo đạc biển quốc tế đã quyết định lấy hải lý chuẩn là 1852 mét. Đó là chiều dài 1’ cung kinh tuyến của vĩ độ 45 0 trên bề mặt elipxoit và là chiều dài 1’ cung kinh tuyến của hình cầu có R = 6.366.707 mét.
      1. Liên


Một liên bằng 0,1 hải lý, thường gọi tắt là liên, ký hiệu hl. (1l = 185,2 mét) hoặc 1 liên = 0,1' = 6 "
      1. Đơn vị đo tốc độ


  • Hải lý/giờ: Một giờ tàu chạy được một hải lý gọi là hải lý/ giờ, ký hiệu HL/g. Đây là đơn vị đo tốc độ của tàu trên biển.

  • Mét/giây (m/s) thường được dùng để đo tốc độ gió, dòng nước hoặc đồ giải radar.
      1. Đơn vị đo góc, cung


1 độ (0) = 60 phút (‘ )

1 phút ( ' ) = 60 giây ( '' )


      1. Đơn vị đo thời gian


1 giờ (g, h) = 60 phút (ph, m)

1 phút (ph, m) = 60 giây (gy, s)


      1. Mối liên hệ giữa đơn vị đo cung, góc với thời gian


  • 3600 tư­ơng ứng với 24 h

  • 150 t­ương ứng với 1 h

  • 10 t­ương ứng với 4 m

  • 15’ tư­ơng ứng với 1 m

  • 1’ t­ương ứng với 4 s

  • 15” t­ương ứng với 1s

  • Một số đơn vị khác

  • 1 tấc (inch) = 0,0254m

  • 1 bộ (foot) = 0, 3048 m

  • 1 thước (yard) = 3foot = 0,9144m

  • 1 sải (fathom) = 6foot =2yard = 1,8288m

  • 1 dặm Anh = 1.609, 88m

Các đơn vị Dặm Anh, Hải lý, liên… trên hải đồ của một số nước ngoài thường được dùng để đo độ dài khoảng cách trên biển, còn các đơn vị thước, sải thường được dùng để đo độ sâu đáy biển, độ cao của đất liền.
CÂU HỎI ÔN TẬP


  1. Hãy trình bày những điểm và đường cơ bản trên quả đất?

  2. Thế nào là vĩ độ, kinh độ của 1 điểm trên trái đất?

  3. Thế nào là hiệu vĩ độ, hiệu kinh độ? Công thức tính?

  4. Những đơn vị đo lường nào đặc trưng trong hàng hải ?

  5. Tàu hành trình từ điểm A đến điểm B có tọa độ ghi trong bảng dưới đây:




Bài tập

A

B

Bài tập 1

 = 150 38’ N

 = 1060 15’ E



 = 210 40’ N

 = 1210 25’ E



Bài tập 2

 = 170 20’ N

 = 1070 10’ E



 = 050 55’ N

 = 1150 05’ E



Bài tập 3

 = 400 05’ N

 = 80 25’ E



 = 310 24’ N

 = 50 54’ W



Tìm H và H?




1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   ...   24


Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2019
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương