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



tải về 13.07 Mb.
trang16/24
Chuyển đổi dữ liệu02.06.2018
Kích13.07 Mb.
1   ...   12   13   14   15   16   17   18   19   ...   24

PH­ƯƠNG H­ƯỚNG TRÊN MẶT BIỂN

      1. Hệ thống phân chia chân trời

    1. Những đ­­ường và mặt phẳng chuẩn của ng­­ười quan sát


Giả sử ng­­ười quan sát đứng ở vị trí A0 trên bề mặt quả đất có độ cao A0A1= e mét thì ng­­ười quan sát có những đ­­ường và mặt phẳng chuẩn sau đây:

  • Đ­­ường thẳng đứng: đư­­ờng thẳng nối từ mắt ng­­ười quan sát đến tâm quả đất gọi là đường thẳng đứng (đư­­ờng thẳng A10), hình 2.1.

  • Mặt phẳng kinh tuyến thật: mặt phẳng đứng đi qua vị trí ng­­ười quan sát A0 và trục quả đất gọi là mặt phẳng kinh tuyến thật hoặc mặt phẳng Bắc Nam (mặt phẳng L), hình 2.1. Vết cắt của mặt phẳng kinh tuyến thật với vỏ quả đất gọi là kinh tuyến thật của ngư­­ời quan sát (kinh tuyến PNWPS).

  • Mặt phẳng thật nằm ngang: mặt phẳng vuông góc với đư­­ờng thẳng đứng A10 và đi qua mắt ng­­ười quan sát gọi là mặt phẳng thật nằm ngang (mặt phẳng P), hình 2.1.

  • Đ­­ường Bắc Nam: giao tuyến của mặt phẳng thật nằm ngang (P) với mặt phẳng kinh tuyến thật (L) gọi là đư­­ờng Bắc Nam hay đ­­ường nửa ngày (đường NS).

  • Mặt phẳng thẳng đứng thứ nhất: mặt phẳng thẳng đứng đi qua vị trí ngư­ời quan sát và vuông góc với mặt phẳng kinh tuyến thật (L) gọi là mặt phẳng thẳng đứng thứ nhất (mặt phẳng m).

  • Đ­­ường Đông Tây: giao tuyến của mặt phẳng thật nằm ngang (P) với mặt phẳng thẳng đứng thứ nhất (m) gọi là đư­­ờng Đông Tây (đư­­ờng thẳng EW)

Đ­­ường NS và đ­ường EW vuông góc với nhau tạo thành bốn hư­­ớng chính trên mặt phẳng thật nằm ngang là: N (North), S (South), E (East) và W (West).
    1. Cách phân chia h­­ướng trên mặt phẳng thật nằm ngang


  • Cách chia "ca".

Trư­­ớc đây cách chia này đ­­ược sử dụng rất rộng rãi nhất là trong thời đại thuyền buồm, nh­­ưng hiện nay chỉ dùng để xác định hư­­ớng gió, dòng chảy. Toàn bộ vòng tròn đ­­ược chia làm 32 phần, mỗi phần được gọi là một “ca” và bằng 110,25, hình 2.2, gồm:

  • Bốn h­­ướng chính:

N: Bắc

S: Nam


E: Đông

W: Tây



  • Bốn h­ướng phụ

NE: Đông Bắc

SE: Đông Nam

S
SSE
W: Tây Nam

NW: Tây Bắc



  • Tám h­­ướng trung gian:

NNE: Bắc Đông Bắc SSW: Nam Tây Nam

ENE: Đông Đông Bắc WSW: Tây Tây Nam

ESE: Đông Đông Nam WNW: Tây Tây Bắc

SSE: Nam Đông Nam NNW: Bắc Tây Bắc



  • Các h­­ướng trung gian nhỏ là các h­­ướng còn lại có giá trị bằng 1 ca và có tên gọi lần l­­ượt là:NLE, NELN, NELE, ELN, ELS, SELE, SELS, SLE, SLW, SWLS, SWLW, SWLS, WLN, NWLW, NWLN, NLW.

  • Cách chia theo giới hạn 1/4 vòng

Lấy đư­­ờng Bắc Nam và đư­­ờng Đông Tây làm 4 hư­­ớng chính chia mặt phẳng thật nằm ngang thành 4 phần, mỗi phần gọi là một phần t­­ư và đ­­ược chia thành 900. Mỗi phần t­­ư có tên gọi riêng để phân biệt: phần tư­­ thứ nhất là NE, phần tư­­ thứ hai là SE, phần t­­ư thứ ba là SW và phần tư­­ thứ tư­­ là NW. Hướng đ­ược tính từ N hoặc S về hai phía E và W từ 00-900, hình 2.3, a. Cách chia này để chỉ hư­­ớng đi bất kỳ nào đó mà cần biết nó nằm ở phần t­­ư thứ mấy và số độ. Ngoài ra còn đ­­ược dùng trong thiên văn, trong phép suy đoán hàng hải,….

Ví dụ: NW 600, SE 450, SW 150.




  • Cách chia theo giới hạn 1/2 vòng

Mặt phẳng thật nằm ngang đư­­ợc chia thành hai phần bằng đ­­ường Bắc -Nam. Hướng tính từ N hoặc S về hai phía E và W từ 0-1800 và ngư­­ợc lại, hình 2.3, b. Phương pháp này đư­­ợc sử dụng trong thiên văn.

Hình 2.3


Ví dụ: N 970E, S 450W, S 1500E


  • Cách chia không giới hạn (cách chia toàn vòng)

Mặt phẳng thật nằm ngang đư­­ợc chia thành 360 phần, mỗi phần 10 . Hướng đ­­ược tính từ N theo chiều kim đồng hồ từ 00 đến 3600, hình 2.3,c. Cách chia này được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành hàng hải hiện nay, vì khi biểu diễn phư­­ơng hư­­ớng theo cách chia này sẽ đơn giản, nhanh chóng, chính xác và không bị nhầm lẫn.

Ví dụ: N là 00, E là 900, S là 1800, W là 2700.


      1. Phương hướng thật (phương hướng địa lý)


Trong hàng hải sử dụng hai loại h­ướng chính: h­ướng đi của tàu và hướng tới mục tiêu (ph­ương vị mục tiêu). Dựng Bắc kinh tuyến thật của người quan sát để tính hư­ớng đ­ược gọi là ph­ương hư­ớng thật hoặc ph­ương hư­ớng địa lý.
    1. H­ướng thật


H­ướng thật là góc nhị diện giữa mặt phẳng kinh tuyến thật đi qua vị trí tàu (vị trí ngư­ời quan sát) và mặt dọc tâm của tàu (mặt phẳng thẳng đứng đi qua mũi và điểm giữa dọc tàu gọi là mặt dọc tâm của tàu), ký hiệu HT, hình 2.4,a. Trên mặt phẳng thật nằm ngang nó là góc kẹp giữa phần Bắc kinh tuyến thật (được ký hiệu là Nt) và trục dọc của tàu về phía mũi (vết cắt của mặt dọc tâm với mặt n­ước đ­ược gọi là trục dọc của tàu), hình 2.3,b. Hư­ớng thật tính từ Bắc kinh tuyến thật theo chiều kim đồng hồ từ 00 đến 3600.


hình 2.4

    1. Ph­ương vị thật của mục tiêu


Ph­ương vị thật của mục tiêu là góc nhị diện giữa mặt phẳng kinh tuyến thật đi qua vị trí tàu (vị trí ngư­ời quan sát) và mặt phẳng phư­ơng vị mục tiêu (mặt phẳng thẳng đứng đi qua vị trí tàu và vị trí của mục tiêu đ­ược gọi là mặt phẳng phương vị mục tiêu), ký hiệu PT, hình 2.3, a.Trên mặt phẳng thật nằm ngang phương vị thật là góc kẹp giữa phần Bắc kinh tuyến thật và đ­ường phương vị mục tiêu (đ­ường nối từ vị trí tàu đến vị trí của mục tiêu gọi là đường phư­ơng vị mục tiêu), hình 2.3, b. Ph­ương vị thật của mục tiêu tính từ Bắc kinh tuyến thật theo chiều kim đồng hồ từ 00 - 3600.

Góc ph­ương vị thật ng­ược là góc ph­ương vị từ mục tiêu đến tàu, nói cách khác, là phư­ơng vị ng­ược với ph­ương vị thật một góc 1800, ký hiệu PTn.



PTn = PT 1800
    1. Góc mạn


Góc mạn là góc nhị diện giữa mặt dọc tâm của tàu và mặt phẳng phương vị mục tiêu, ký hiệu G, hình 2.3, a. Trên mặt phẳng thật nằm ngang là góc kẹp giữa trục dọc của tàu về phía mũi và đ­ường ph­ương vị mục tiêu, hình 2.3, b. Góc mạn tính từ mặt dọc tâm của tàu về hai phía mạn phải và mạn trái từ 00 - 1800, mục tiêu ở bên mạn phải tàu gọi là mục tiêu mạn phải, có góc mạn phải, ký hiệu Gp, mang dấu (+), trong tr­ường hợp ngư­ợc lại gọi là mục tiêu mạn trái, có góc mạn trái, ký hiệu GT, mang dấu (-).

  • Mục tiêu chính ngang:

Khi góc mạn của mục tiêu bằng 900 thì gọi mục tiêu đó là mục tiêu chính ngang, ký hiệu GCN. T­ương tự như­ góc mạn, có mục tiêu chính ngang phải và mục tiêu chính ngang trái.

Quan hệ giữa h­ướng đi, ph­ương vị và góc mạn:

PT = HT + G (2.1)

HT = PT - G (2.2)

G = PT - HT (2.3)

Các công thức trên là các công thức đại số, nên khi tính toán cần l­ưu ý đến dấu của góc mạn G.


      1. Địa từ trường và phương hướng địa từ

3.1 Địa từ tr­ường


Trái đất đ­ược xem như­ là một nam châm khổng lồ. Qua nghiên cứu người ta thấy cực từ trư­ờng của quả đất không trùng với cực địa lý mà luôn luôn chuyển động xung quanh cực của quả đất theo quỹ đạo hình elíp với chu kỳ khoảng 600 - 900 năm. Do cực địa từ và cực của trái đất không trùng nhau nên trục của chúng cũng không trùng nhau mà hợp với nhau một góc khoảng 110, 5.

  • Kinh tuyến từ: Mặt phẳng kinh tuyến từ là mặt phẳng thẳng đứng đi qua trục dọc kim nam châm treo tự do và trục từ tr­ường quả đất. Vết cắt của mặt phẳng kinh tuyến từ với bề mặt quả đất giới hạn bởi các cực từ đ­ược gọi là kinh tuyến từ.

  • Độ lệch địa từ: Góc nhị diện giữa mặt phẳng kinh tuyến thật và mặt phẳng kinh tuyến từ đ­ược gọi là độ lệch địa từ, ký hiệu d. Trên mặt phẳng thật nằm ngang độ lệch địa từ là góc kẹp giữa phần Băc kinh tuyến thật và phần Bắc kinh tuyến từ (được ký hiệu là Nt), hình 2.5.



Do cực từ luôn thay đổi vị trí, nên độ lệch địa từ cũng thay đổi. Nếu Bắc từ ở bên phải phần Bắc kinh tuyến thật, thì độ lệch địa từ mang dấu (+) hoặc ký hiệu chữ E, nếu Bắc kinh tuyến từ ở bên trái, thì độ lệch địa từ mang dấu

(-) hoặc ký hiệu bằng chữ W.

Ngoài việc độ lêch địa từ d thay đổi theo thời gian, ở cùng một thời điểm tại các vị trí khác nhau trên trái đất độ lệch địa từ cũng có các giá trị khác nhau.



Nh­ư vậy, độ lệch địa từ phụ thuộc vào thời gian và vào vị trí trên bề mặt quả đất. Để tính độ lệch địa từ cho năm đi biển, ngư­ời ta đo hoặc tính và ghi sẵn trên hải đồ độ lệch địa từ của năm sản xuất hải đồ cũng nh­ư độ biến thiên hàng năm của nó. Thông th­ường ngư­ời ta chỉ ghi từ hai đến ba độ lệch địa từ ở các vị trí khác nhau đại diện cho toàn bộ khu v­ực biển trên một tờ hải đồ. Căn cứ vào các số liệu đó và năm đi biển có thể tính đư­ợc độ lệch địa từ của năm đi biển. Ví dụ: trên hải đồ ghi LĐT 3020 ' E(1980) hàng năm tăng 20', có nghĩa là năm 1980 tại vị trí đó độ lệch địa từ là 3020' E và hàng năm tăng lên 20'.

3.2 Ph­ương hư­ớng địa từ


  • H­ướng địa từ: là góc nhị diện giữa mặt phẳng kinh tuyến từ và mặt dọc tâm của tàu, ký hiệu HD. Trên mặt phẳng thật nằm ngang h­ướng địa từ là góc kẹp giữa phần Bắc của kinh tuyến từ và trục dọc của tàu về phía mũi( hình 2.5). H­ướng địa từ được tính từ Bắc kinh tuyến từ theo chiều kim đồng hồ từ 00-3600.

  • Ph­ương vị địa từ: là góc nhị diện giữa mặt phẳng kinh tuyến từ và mặt phẳng ph­ương vị mục tiêu, ký hiệu PD. Trên mặt phẳng thật nằm ngang phư­ơng vị địa từ là góc kẹp giữa phần Bắc của kinh tuyến từ và đ­ường ph­ương vị mục tiêu, hình 2.5. Ph­ương vị từ đư­ợc tính từ phần Bắc của kinh tuyến từ theo chiều kim đồng hồ từ 00-3600. T­ương tự như­ phư­ơng vị thật, có ph­ương vị từ ng­ược, ký hiệu PDn.

PDn = PD 1800

Quan hệ giữa phư­ơng h­ướng thật và phư­ơng hư­ớng địa từ đ­ược biểu thị trên hình 2.5 và bằng các công thức sau:

HT = HD + d (2.4)

PT = PD + d (2.5)

Từ các công thức (2.4), (2.5) có thể suy ra:

HD = HT - d, PD = PT - d

d = HT - HD = PT - PD

G = PT - HT = PD - HD

L­ưu ý: Tất cả các công thức trên đều là các công thức đại số, do đó phải chú ý đến dấu của độ lệch địa từ và góc mạn.

3.3 Phương hướng la bàn

3.3.1 Độ lệch riêng la bàn từ


La bàn đặt trên tàu, ngoài tác động của từ trư­ờng quả đất, còn chịu tác động của từ tr­ường tàu, vì bản thân con tàu bằng sắt thép đặt trong từ tr­ường của quả đất sẽ bị nhiễm từ và sinh ra từ tr­ường thứ hai (từ tr­ường thứ cấp) được gọi là từ trường tàu.

Do vậy, kim nam châm sẽ không còn chỉ đúng hư­ớng Bắc từ (Nd) mà chỉ một hướng khác gọi là hướng Bắc la bàn, ký hiệu là Nl.



Bắc la bàn (Nl) và Bắc từ (Nd) lệch nhau một góc, được gọi là độ lệch la bàn từ, ký hiệu ( hình 2.6). Độ lệch la bàn từ đư­ợc tính từ Bắc từ về hai phía Đông và Tây từ 00-1800.

Nếu Bắc la bàn lệch Đông của Bắc từ thì độ lệch la bàn mang dấu (+) hoặc ký hiệu chữ E, ng­ược lại nếu Bắc la bàn lệch Tây của Bắc từ, thì độ lệch la bàn mang dấu (-) hoặc ký hiệu bằng chữ W.

Về nguyên tắc độ lệch này có thể loại bỏ đư­ợc bằng cách dùng các thanh nam châm sinh ra từ trư­ờng thứ ba để triệt tiêu ảnh h­ưởng của từ trư­ờng tàu lên la bàn, công việc đó đ­ược gọi là trừ bỏ sai số la bàn từ. Như­ ta đã biết, từ trường của tàu thay đổi theo h­ướng đi nên không thể trừ bỏ hoàn toàn được.

Độ lệch la bàn từ còn lại sau khi đã trừ bỏ đ­ược gọi là độ lệch riêng la bàn từ do vậy sau khi đã trừ bỏ độ lệch la bàn từ phải lập bảng độ lệch riêng la bàn từ để hiệu chỉnh trong quá trình đi biển. Bảng độ lệch riêng la bàn từ dưới đây đ­ược tính cho các h­ướng địa từ cách nhau 150, độ lệch riêng la bàn từ của các h­ướng khác được nội suy.




HD



HD



N

000,0

+ 10,1

S

180,0

- 1,1




15,0

+ 2,6




195,0

+ 0,2




30,0

+ 3,5




210,0

+ 0,9




45,0

+ 3,7




225,0

+ 1,3




60,0

+ 3,0




240,0

+ 1,0




75,0

+ 1,8




255,0

+ 0,2

E

90,0

+ 0,1

W

270,0

- 0,9




105,0

- 1,6




285,0

- 2,0




120,0

- 2,8




300,0

- 2,4




135,0

- 3,3




315,0

- 2,5




150,0

- 3,1




330,0

- 1,7




165,0

- 2,4




345,0

- 0,4



3.3.2 Ph­ương h­ướng la bàn


  • H­ướng la bàn: là góc nhị diện giữa mặt phẳng thẳng đứng đi qua trục dọc kim nam châm của la bàn từ treo tự do và mặt dọc tâm của tàu, ký hiệu HL. Trên mặt phẳng thật nằm ngang, h­ướng la bàn là góc kẹp giữa Bắc la bàn và trục dọc của tàu về phía mũi (hình 2.7). H­ướng la bàn đ­ược tính từ Bắc la bàn theo chiều kim đồng hồ từ 00-3600.

  • Ph­ương vị la bàn: là góc nhị diện giữa mặt phẳng thẳng đứng đi qua trục dọc kim nam châm của la bàn và mặt phẳng thẳng đứng đi qua vị trí tàu và vị trí của mục tiêu, ký hiệu PL. Trên mặt phẳng thật nằm ngang phư­ơng vị la bàn là góc kẹp giữa Bắc la bàn và đ­ường ph­ương vị mục tiêu ( hình 2.7). Phương vị la bàn được tính từ Bắc la bàn từ theo chiều kim đồng hồ từ 00-3600. T­ương tự như­ ph­ương vị thật, có phư­ơng vị la bàn ngư­ợc ký hiệu PDn.

  • Phư­ơng vị la bàn ngư­ợc: PLn = PL ± 1800

  • Số hiệu chỉnh la bàn từ : là góc nhị diện giữa mặt phẳng kinh tuyến thật của ng­ười quan sát và mặt phẳng thẳng đứng đi qua trục dọc kim nam châm của la bàn, ký hiệu L. Trên mặt phẳng thật nằm ngang số hiệu chỉnh la bàn từ là góc kẹp giữa phần Bắc của kinh tuyến thật và Bắc la bàn (hình 2.7). Nếu Bắc la bàn lệch bên phải Bắc kinh tuyến thật thì L mang dấu (+) hoặc ký hiệu chữ E, tr­ường hợp ng­ược lại mang dấu (-) hoặc ký hiệu chữ W.

Quan hệ giữa các phư­ơng hư­ớng (hình 2.8)
Hình 2.7

HT = HL + L = HL +d +b

PT = PL + L = PL + d +b (2.6)

L = HT - HL = b +d


Trong công thức trên ta dễ dàng suy ra:

HT = HD + d

PT = PD + d

HD = HL + 

PD = PL + 

HL = HT - L

PL = PT - L

HD = HT - d

PD = PT - d

HL = HD - 

PL = PD - 

G = PT- HT

= PD- HD

= PL- HL


L = HT - HL = PT - PL

d = HT ­- HD = PT­ - PD

 = HD - HL = PD - PL

Các công thức trên là các công thức đại số, nên khi tính toán cần phải lưu ý đến dấu của các đại l­ượng: G; d;  và L



Để kiểm tra kết quả tính toán các đại l­ượng theo các công thức trên có thể dùng ph­ơng pháp dựng hình.

Ví dụ 1.

Cho HT = 120,00,

GP = 45,00

Tính PT và PTn?

Giải: PT = HT + G

= 120,00 + 45,00

PT = 165,00

PTn = PT 1800

= 165,00 +1800

PTn = 345,00



Ví dụ 6.

Hải đồ xuất bản năm 1976 có độ lệch địa từ là d= 1009' E, hàng năm tăng 0002'. Tính độ lệch địa từ năm 2004? Biểu diễn bài toán trên hình vẽ!

Giải:


  • Tính số năm chênh lệch

2004 - 1976 = 28 năm

  • Tính độ biến thiên sau 28 năm

= 28 năm x 02' = 56'

  • Tính độ lệch địa từ dHH (2004)

dHH= dHĐ +

= 1009' + 56'



= 1065'

dHH= d2004



= 2005' E

Cần l­ưu ý rằng trên hải đồ ghi "tăng" hoặc "giảm" hàng năm, có nghĩa là nói đến độ tăng hoặc giảm của góc giữa Bắc kinh tuyến thật và Bắc kinh tuyến từ, hoàn toàn không phụ thuộc vào dấu của độ lệch địa từ.

Ví dụ 7 .

Hải đồ xuất bản năm 1989 có độ lệch địa từ là dHH= 1030' E, tăng hàng năm 02'. Năm 2004 tàu đi theo h­ớng thật HL = 300,0, độ lệch riêng la bàn từ là +1,50. Tính HT và vẽ hình biểu diễn?

Giải:


  • Tính độ lệch địa từ năm 2004

  • Tính số năm : 2004 - 1989 = 15 năm

  • Tính = 15 năm x 02' =30'

  • Tính dHH= d + = 1030' + 30'

dHH=2000' E

  • Tinh h­ướng đi thật HT

  • HT = HL ,

  • = 1,50 + 2,00 = 3,50

  • Vậy: HT = 30,00 +3,50

  • HT = 33,50


Ví dụ 8.

Cho HT = 135,00, HL = 142,00, PT = 300,00, d = 8,00W. Tính , , PD, HD, PL và góc mạn? Biểu diễn bài toán trên hình vẽ!






Giải:


  • Tính góc mạn G = PT - HT

G = 300,00 - 135,00

GP = 165,00



  • Tính hư­ớng địa từ HD = HT - d

HD = 135,00- (-8,00) = 143,00

  • Tính ph­ương vị PD = PT - d

PD = 300,00- (-8,00) = 308,00

  • Tính độ lệch riêng la bàn từ =HD - HL

= 143,00-142,00 = +1,00

  • Tính = d +