stringtranslate.com

Компас

компас с прорезью на крышке и смотровым отверстием
Современный военный компас с прицелом для выравнивания.

Компас — это устройство, показывающее стороны света , используемое для навигации и географической ориентации. Обычно он состоит из намагниченной стрелки или другого элемента, например карты компаса или компасной розы , который может поворачиваться, выравниваясь по магнитному северу . Могут использоваться и другие методы, включая гироскопы, магнитометры и приемники GPS .

Компасы часто показывают углы в градусах: север соответствует 0°, а углы увеличиваются по часовой стрелке , поэтому восток составляет 90°, юг — 180°, а запад — 270°. Эти числа позволяют компасу показывать азимуты или пеленги , которые обычно указываются в градусах. Если известны местные различия между магнитным севером и истинным севером , то направление магнитного севера также дает направление истинного севера.

Среди четырех великих изобретений магнитный компас был впервые изобретен как устройство для гадания еще во времена китайской династии Хань (около 206 г. до н.э.), [1] [2] и позже принят для навигации китайской династией Сун во время 11 век. [3] [4] [5] Первое использование компаса, зарегистрированное в Западной Европе и исламском мире, произошло около 1190 года . [6] [7]

Магнитный компас — самый распространенный тип компаса. Он функционирует как указатель на « магнитный север », местный магнитный меридиан, поскольку намагниченная игла в его сердце выравнивается с горизонтальной составляющей магнитного поля Земли . Магнитное поле оказывает на иглу крутящий момент , притягивая северный конец или полюс иглы примерно к северному магнитному полюсу Земли , а другой - к южному магнитному полюсу Земли . [8] Игла установлена ​​на шарнире с низким коэффициентом трения, в лучшем случае на драгоценном подшипнике , поэтому она может легко вращаться. Когда компас удерживается ровно, стрелка поворачивается до тех пор, пока через несколько секунд, чтобы колебания затихли, она не установится в равновесное положение.

В навигации направления на картах обычно выражаются относительно географического или истинного севера , направления к географическому северному полюсу , оси вращения Земли. В зависимости от того, где расположен компас на поверхности Земли, угол между истинным севером и магнитным севером , называемый магнитным склонением , может широко варьироваться в зависимости от географического положения. Местное магнитное склонение указано на большинстве карт, чтобы можно было ориентировать карту по компасу параллельно истинному северу. Положения магнитных полюсов Земли медленно меняются со временем, что называется геомагнитным вековым изменением . Это означает, что следует использовать карту с последней информацией о склонении. [9] Некоторые магнитные компасы включают в себя средства ручной компенсации магнитного склонения, чтобы компас показывал истинные направления.

История

Модель компаса из магнита времен династии Хань.

Первые компасы в древнем Китае династии Хань были сделаны из магнита , естественно намагниченной железной руды. [2] [10] Более поздние компасы делались из железных игл, намагниченных ударами по ним магнитом, который появился в Китае к 1088 году во времена династии Сун , как описано Шэнь Го . [11] Сухие компасы начали появляться около 1300 года в средневековой Европе и исламском мире . [12] [7] В начале 20 века его заменил заполненный жидкостью магнитный компас. [13]

Дизайн

Заполненный жидкостью транспортир или компас для ориентирования со шнурком.

В современных компасах обычно используется намагниченная игла или циферблат внутри капсулы, полностью заполненной жидкостью (обычно ламповое масло, минеральное масло, уайт-спирит, очищенный керосин или этиловый спирт). В то время как более старые конструкции обычно включали гибкую резиновую диафрагму или воздушное пространство внутри капсулы, чтобы обеспечить изменение объема, вызванное температурой или высотой, в некоторых современных жидкостных компасах используются корпуса меньшего размера и / или материалы гибкой капсулы для достижения того же результата. [14] Жидкость внутри капсулы демпфирует движение иглы, сокращая время колебаний и повышая стабильность. Ключевые точки компаса, включая северный конец стрелки, часто отмечаются фосфоресцирующими , фотолюминесцентными или самосветящимися материалами [15] , чтобы можно было читать компас ночью или при плохом освещении. Поскольку заполняющая жидкость компаса не сжимается под давлением, многие обычные компасы, наполненные жидкостью, будут точно работать под водой на значительных глубинах.

Многие современные компасы включают в себя опорную плиту и транспортир , и их называют по-разному: конструкциями для ориентирования , опорной плитой, картографическим компасом или транспортиром. В этом типе компаса используется отдельная намагниченная стрелка внутри вращающейся капсулы, ориентирующая «коробка» или ворота для выравнивания стрелки по магнитному северу, прозрачное основание с линиями ориентации карты и безель (внешний циферблат), отмеченный в градусах или других единицах измерения. углового измерения. [16] Капсула установлена ​​на прозрачной опорной пластине, содержащей индикатор направления движения (DOT), который можно использовать для определения пеленга непосредственно по карте. [16]

Линзатический компас Камменги, наполненный воздухом

Другими особенностями современных компасов для ориентирования являются масштабы карт и ромеров для измерения расстояний и нанесения положений на карты, светящиеся отметки на лицевой стороне или безелях, различные визирные механизмы (зеркало, призма и т. д.) для более точного определения координат удаленных объектов. установленные на карданном подвесе «глобальные» стрелки для использования в разных полушариях, специальные редкоземельные магниты для стабилизации стрелок компаса, регулируемое отклонение для мгновенного получения истинных пеленгов, не прибегая к арифметике, и такие устройства, как инклинометры , для измерения уклонов. [17] Спортивное ориентирование также привело к разработке моделей с чрезвычайно быстро устанавливающимися и стабильными иглами, в которых используются редкоземельные магниты для оптимального использования с топографической картой - метод наземной навигации, известный как ассоциация местности . [18] Во многих морских компасах, предназначенных для использования на лодках с постоянно меняющимися углами, используются демпфирующие жидкости, такие как изопар М или изопар L, чтобы ограничить быстрые колебания и направление стрелки. [19]

Военные силы некоторых стран, в частности армия США, продолжают выпускать полевые компасы с намагниченными циферблатами или карточками вместо игл. Компас с магнитной картой обычно оснащен оптическим, линзовым или призматическим прицелом , который позволяет пользователю считывать направление или азимут с карты компаса, одновременно выравнивая компас с объективом (см. Фото). Для конструкции компаса с магнитной картой обычно требуется отдельный транспортир, чтобы определять направление непосредственно по карте. [20] [21]

В военном линзовом компасе США M-1950 в качестве демпфирующего механизма используется не заполненная жидкостью капсула, а электромагнитная индукция для управления колебаниями его намагниченной карты. Конструкция «глубокого колодца» позволяет использовать компас по всему миру с наклоном карты до 8 градусов без ущерба для точности. [22] Поскольку силы индукции обеспечивают меньшее демпфирование, чем конструкции, заполненные жидкостью, для уменьшения износа на компасе установлен игольчатый фиксатор, приводимый в действие за счет складывания целика/держателя линзы. Использование наполненных воздухом индукционных компасов с годами сократилось, поскольку они могут выйти из строя или дать неточную информацию при отрицательных температурах или в чрезвычайно влажной среде из-за конденсации или попадания воды. [23]

Некоторые военные компасы, такие как военный линзовый компас США M-1950 ( Cammenga 3H), Silva 4b Militaire и Suunto M-5N(T), содержат радиоактивный материал тритий (3
1
ЧАС
) и сочетание люминофоров. [24] Американский М-1950, оснащенный самосветящимся освещением, содержит 120 мКи (миликюри) трития. Назначение трития и люминофоров — обеспечить освещение компаса посредством радиолюминесцентного тритиевого освещения , которое не требует «перезарядки» компаса солнечным или искусственным светом. [25] Однако период полураспада трития составляет всего около 12 лет, [26] поэтому компас, который содержит 120 мКи трития, когда он новый, будет содержать только 60, когда ему 12 лет, и 30, когда ему 24 года, и так далее. Следовательно, подсветка дисплея угаснет.

Морские компасы могут иметь два или более магнита, постоянно прикрепленных к карте компаса, которая свободно перемещается на шарнире. Толстая линия , которая может представлять собой отметку на корпусе компаса или небольшую неподвижную иглу, указывает курс корабля на карте компаса. Традиционно карта разделена на тридцать две точки (известные как румы ), хотя современные компасы отмечены в градусах, а не по сторонам света. Застекленный ящик (или чаша) содержит подвесной подвес внутри нактоуза . При этом сохраняется горизонтальное положение.

Фотография геологического компаса крупным планом.
Фотография геологического компаса крупным планом.

Магнитный компас очень надежен в умеренных широтах, но в географических регионах вблизи магнитных полюсов Земли он приходит в негодность. По мере приближения компаса к одному из магнитных полюсов магнитное склонение, разница между направлением на географический север и магнитным севером, становится все больше и больше. В какой-то момент вблизи магнитного полюса компас не будет указывать какое-либо конкретное направление, а начнет дрейфовать. Кроме того, при приближении к полюсам стрелка начинает указывать вверх или вниз из-за так называемого магнитного наклона . Дешевые компасы с плохими пеленгами могут из-за этого застрять и, следовательно, указать неверное направление.

На магнитные компасы влияют любые поля, кроме земного. Местная окружающая среда может содержать магнитные минеральные отложения и искусственные источники, такие как МРТ , большие железные или стальные тела, электрические двигатели или сильные постоянные магниты. Любое электропроводящее тело создает собственное магнитное поле, когда по нему протекает электрический ток. Магнитные компасы склонны к ошибкам в окрестности таких тел. Некоторые компасы оснащены магнитами, которые можно регулировать для компенсации внешних магнитных полей, что делает компас более надежным и точным.

Компас также подвержен ошибкам, когда компас ускоряется или замедляется в самолете или автомобиле. В зависимости от того, в каком из полушарий Земли расположен компас и действует ли сила ускорения или замедления, компас будет увеличивать или уменьшать указанный курс. Компасы, оснащенные компенсирующими магнитами, особенно подвержены этим ошибкам, поскольку ускорения наклоняют иглу, приближая или удаляя ее от магнитов.

Эффект наклона приводит к тому, что карта компаса опережает при ошибке поворота на север (рис. А) и отстает при ошибке поворота на юг (рис. Б). [27]

Еще одна ошибка механического компаса – ошибка поворота. Когда кто-то поворачивает с курса на восток или запад, компас будет отставать от поворота или опережать его. Магнитометры и их заменители, такие как гирокомпасы, более стабильны в таких ситуациях.

Варианты

Компас для большого пальца слева

Компас для большого пальца — это тип компаса, обычно используемый в спортивном ориентировании , виде спорта, в котором чтение карт и сопоставление с местностью имеют первостепенное значение. Следовательно, большинство компасов для большого пальца имеют минимальную маркировку градусов или вообще не имеют ее вообще и обычно используются только для ориентации карты на магнитный север. Увеличенная прямоугольная стрелка или указатель севера улучшают видимость. Компасы для большого пальца также часто прозрачны , так что ориентировщик может держать карту в руке с компасом и видеть карту через компас. В лучших моделях используются редкоземельные магниты, позволяющие сократить время установления иглы до 1 секунды или меньше.

3-осевой электронный магнитометр AKM8975 производства AKM Semiconductor

Небольшие компасы, используемые в часах, мобильных телефонах и других электронных устройствах, представляют собой компасы твердотельных микроэлектромеханических систем (МЭМС), обычно состоящие из двух или трех датчиков магнитного поля , которые передают данные для микропроцессора. Часто устройство представляет собой дискретный компонент, который выдает цифровой или аналоговый сигнал, пропорциональный его ориентации. Этот сигнал интерпретируется контроллером или микропроцессором и либо используется внутри, либо отправляется на дисплей. Датчик использует тщательно откалиброванную внутреннюю электронику для измерения реакции устройства на магнитное поле Земли.

Стандартный Brunton Geo, обычно используемый геологами.

Помимо навигационных компасов, для конкретных целей были разработаны и другие специальные компасы. К ним относятся:

Строительство

Магнитный стержень необходим при построении компаса. Его можно создать, совместив железный или стальной стержень с магнитным полем Земли, а затем закалив его или ударив по нему. Однако этот метод производит только слабый магнит, поэтому предпочтительны другие методы. Например, намагниченный стержень можно создать, многократно натирая железный стержень магнитным магнитом . Затем этот намагниченный стержень (или магнитную иглу) помещают на поверхность с низким коэффициентом трения, чтобы он мог свободно вращаться и выравниваться с магнитным полем. Затем он маркируется так, чтобы пользователь мог отличить конец, указывающий на север, от конца, указывающего на юг; в современных традициях северный конец обычно каким-либо образом обозначается.

Если иглу потереть о магнит или другой магнит, игла намагничивается. Когда его вставляют в пробку или кусок дерева и помещают в чашу с водой, он становится компасом. Такие устройства повсеместно использовались в качестве компаса до изобретения коробчатого компаса с «сухой» вращающейся стрелкой где-то около 1300 г.

Наручный компас Советской Армии с двойной градуировкой против часовой стрелки: 60° (как часы) и 360°.

Первоначально на многих компасах было указано только направление магнитного севера или четыре стороны света (север, юг, восток, запад). Позже они были разделены в Китае на 24, а в Европе на 32 точки, расположенные на равном расстоянии друг от друга вокруг карты компаса. Таблицу тридцати двух точек см. в разделе «Точки компаса» .

В современную эпоху прижилась система 360 градусов. Эта система до сих пор используется гражданскими штурманами. Градусная система состоит из 360 равноудаленных точек, расположенных по часовой стрелке вокруг циферблата компаса. В 19 веке некоторые европейские страны вместо этого приняли систему « град » (также называемую град или гон), где прямой угол равен 100 градам, что дает круг в 400 град. Деление градов на десятые доли, чтобы получить круг в 4000 дециград , также использовалось в армиях.

Большинство вооруженных сил приняли французскую систему « миллием ». Это приблизительное значение миллирадиана (6283 на круг), в котором циферблат компаса разделен на 6400 единиц или «мил» для дополнительной точности при измерении углов, наведении артиллерии и т. д. Ценность для военных состоит в том, что один угловой мил составляет примерно один метр на расстоянии один километр. Императорская Россия использовала систему, полученную путем деления окружности круга на хорды той же длины, что и радиус. Каждый из них был разделен на 100 ячеек, что дало круг из 600 единиц. Советский Союз разделил их на десятые части, чтобы получить круг из 6000 единиц, что обычно переводится как «милы». Эта система была принята бывшими странами Варшавского договора (например , Советским Союзом , Восточной Германией ), часто против часовой стрелки (см. изображение компаса на запястье). Это до сих пор используется в России.

Поскольку наклон и интенсивность магнитного поля Земли различаются на разных широтах, компасы часто балансируют во время производства так, чтобы циферблат или стрелка были ровными, что исключает сопротивление стрелки, которое может дать неточные показания. Большинство производителей балансируют стрелки компаса по одной из пяти зон: от зоны 1, охватывающей большую часть Северного полушария , до зоны 5, охватывающей Австралию и южные океаны. Эта индивидуальная балансировка зон предотвращает чрезмерное погружение одного конца иглы, что может привести к застреванию карты компаса и получению ложных показаний. [30]

Некоторые компасы оснащены специальной системой балансировки стрелки, которая точно указывает магнитный север независимо от конкретной магнитной зоны. Другие магнитные компасы имеют небольшой скользящий противовес, установленный на самой игле. Этот скользящий противовес, называемый «наездником», можно использовать для уравновешивания стрелки при падении, вызванном наклоном, если компас перемещается в зону с более высоким или меньшим падением. [30]

Нактоуз , содержащий стандартный корабельный компас с двумя железными шариками, корректирующими воздействие ферромагнитных материалов. Этот аппарат выставлен в музее.

Как и любое магнитное устройство, на компас влияют близлежащие железосодержащие материалы, а также сильные местные электромагнитные силы. Компасы, используемые для навигации по суше, не следует использовать вблизи предметов из черных металлов или электромагнитных полей (автомобильных электросистем, автомобильных двигателей, стальных крюков и т. д.), поскольку это может повлиять на их точность. [31] Компасом особенно сложно точно пользоваться в грузовиках, автомобилях или других механизированных транспортных средствах или рядом с ними, даже если отклонение корректируется с помощью встроенных магнитов или других устройств. Большое количество черных металлов в сочетании с периодическими электрическими полями, создаваемыми системами зажигания и зарядки автомобиля, обычно приводит к значительным ошибкам компаса.

В море корабельный компас также должен быть исправлен на ошибки, называемые отклонениями , вызванные железом и сталью в его конструкции и оборудовании. Корабль раскачивается , то есть вращается вокруг фиксированной точки, а его курс отмечается путем совмещения с фиксированными точками на берегу. Подготовлена ​​карта отклонения компаса, чтобы навигатор мог переключаться между компасным и магнитным курсами. Компас можно корректировать тремя способами. Сначала можно отрегулировать смазочный трос так, чтобы он соответствовал направлению движения корабля, затем можно скорректировать влияние постоянных магнитов с помощью небольших магнитов, установленных в корпусе компаса. Влияние ферромагнитных материалов в окружающей среде компаса можно исправить с помощью двух железных шариков, установленных по обе стороны нактоуза компаса вместе с постоянными магнитами и стержнем Флиндерса . [32] Коэффициент представляет собой погрешность в люббер-линии, в то время как ферромагнитные эффекты и неферромагнитная составляющая. [33]

Аналогичный процесс используется для калибровки компаса в легких самолетах авиации общего назначения, при этом карта отклонения компаса часто устанавливается постоянно чуть выше или ниже магнитного компаса на приборной панели. Электронные компасы Fluxgate могут калиброваться автоматически, а также могут быть запрограммированы на правильное местное изменение компаса, чтобы указывать истинный курс.

Использовать

Поворот шкалы компаса на карте (D – местное магнитное склонение)
Когда игла совмещена с очерченной ориентирующей стрелкой на нижней части капсулы и наложена на нее, цифра градуса на кольце компаса у указателя направления движения (DOT) указывает магнитный пеленг на цель (гору).

Магнитный компас указывает на северный магнитный полюс, который находится примерно в 1000 милях от истинного географического Северного полюса. Пользователь магнитного компаса может определить истинный север, найдя магнитный север и затем исправив отклонения и отклонения. Вариация определяется как угол между направлением истинного (географического) севера и направлением меридиана между магнитными полюсами. Значения вариаций для большинства океанов были рассчитаны и опубликованы к 1914 году. [34] Отклонение относится к реакции компаса на местные магнитные поля, вызванные присутствием железа и электрических токов; Частично компенсировать это можно тщательным расположением компаса и размещением компенсирующих магнитов под самим компасом. Морякам давно известно, что эти меры не устраняют полностью девиацию; следовательно, они выполнили дополнительный шаг, измерив компасный пеленг ориентира с известным магнитным пеленгом. Затем они направили свой корабль на следующую точку компаса и снова провели измерения, показав результаты на графике. Таким образом, можно было бы создать таблицы поправок, к которым можно было бы обращаться при использовании компасов во время путешествий в этих местах.

Моряки обеспокоены очень точными измерениями; однако обычным пользователям не следует беспокоиться о различиях между магнитным и истинным севером. За исключением областей с резким отклонением магнитного склонения (20 градусов и более), этого достаточно, чтобы защититься от движения на коротких расстояниях в направлении, существенно отличающемся от ожидаемого, при условии, что местность достаточно ровная и видимость не ухудшена. Тщательно записывая пройденные расстояния (время или шаги) и магнитные пеленги, можно проложить курс и вернуться в исходную точку, используя только компас. [35]

Солдат использует призматический компас , чтобы определить азимут

Навигация по компасу в сочетании с картой ( ассоциацией местности ) требует другого метода. Чтобы определить направление по карте или истинное направление (направление, взятое относительно истинного, а не магнитного севера) к пункту назначения с помощью компаса-транспортира , край компаса размещается на карте так, чтобы он соединял текущее местоположение с желаемым пунктом назначения. (некоторые источники рекомендуют физически провести линию). Затем ориентирующие линии в основании циферблата компаса поворачиваются для выравнивания с фактическим или истинным севером путем совмещения их с отмеченной линией долготы (или вертикальным краем карты), полностью игнорируя стрелку компаса. [36] Результирующий истинный пеленг или картографический пеленг затем может быть считан по указателю градуса или линии направления движения (DOT), которую можно отслеживать как азимут (курс) на пункт назначения. Если требуется магнитный северный пеленг или компасный пеленг , перед использованием компаса необходимо отрегулировать величину магнитного склонения так, чтобы карта и компас совпадали. [36] В данном примере большая гора на второй фотографии была выбрана в качестве конечного пункта на карте. Некоторые компасы позволяют регулировать шкалу для компенсации местного магнитного склонения; при правильной настройке компас будет показывать истинный пеленг вместо магнитного пеленга.

Современный ручной компас-транспортир всегда имеет дополнительную стрелку или указатель направления движения (ТОЧКА), нанесенную на опорную плиту. Чтобы проверить продвижение по курсу или азимуту или убедиться, что видимый объект действительно является пунктом назначения, можно измерить новое показание компаса до цели, если она видна (здесь - большая гора). После наведения стрелки ТОЧКИ на опорной плите на цель компас ориентируют так, чтобы игла накладывалась на ориентирующую стрелку в капсуле. Полученный в результате указанный пеленг является магнитным пеленгом на цель. Опять же, если кто-то использует «истинный» или картографический пеленг, а компас не имеет заранее настроенного склонения, необходимо дополнительно добавить или вычесть магнитное склонение , чтобы преобразовать магнитный пеленг в истинный пеленг . Точное значение магнитного склонения зависит от места и меняется со временем, хотя склонение часто указывается на самой карте или его можно получить в Интернете на различных сайтах. Если турист следовал по правильному пути, скорректированный (истинный) пеленг компаса должен точно соответствовать истинному пеленгу, полученному ранее по карте.

Компас следует положить на ровную поверхность так, чтобы игла опиралась или висела только на подшипнике, приваренном к корпусу компаса – при использовании под наклоном игла может коснуться корпуса компаса и не двигаться свободно и, следовательно, не указывать. точно на магнитный север, что дает ошибочные показания. Чтобы убедиться, что игла выровнена, внимательно посмотрите на иглу и слегка наклоните ее, чтобы убедиться, что игла свободно покачивается из стороны в сторону и не касается ли игла корпуса компаса. Если стрелка наклоняется в одном направлении, слегка и осторожно наклоните компас в противоположном направлении, пока игла компаса не станет горизонтальной в продольном направлении. Предметы, которые следует избегать рядом с компасом, — это любые магниты и любая электроника. Магнитные поля электроники могут легко повредить стрелку, не позволяя ей совпадать с магнитными полями Земли, что приводит к неточным показаниям. Естественные магнитные силы Земли значительно слабы, их величина составляет 0,5 Гаусса , а магнитные поля бытовой электроники могут легко превысить ее, подавляя стрелку компаса. Воздействие сильных магнитов или магнитных помех иногда может привести к тому, что магнитные полюса стрелки компаса будут различаться или даже меняться местами. При использовании компаса избегайте отложений, богатых железом, например, некоторых пород, содержащих магнитные минералы, такие как магнетит . На это часто указывает камень с темной поверхностью и металлическим блеском; не все породы, содержащие магнитные минералы, имеют этот признак. Чтобы проверить, не мешает ли камень или какой-либо участок работе компаса, выйдите из этого места и посмотрите, движется ли стрелка компаса. Если это так, это означает, что область или камень, на котором ранее находился компас, создают помехи, и их следует избегать.

Немагнитные компасы

Существуют и другие способы найти север, кроме использования магнетизма, и с навигационной точки зрения существует всего семь возможных способов [37] (где магнетизм является одним из семи). Два датчика, использующие два из оставшихся шести принципов, часто также называют компасами, то есть гирокомпас и GPS-компас.

Гирокомпас похож на гироскоп . Это немагнитный компас, который находит истинный север с помощью быстро вращающегося колеса (с электрическим приводом) и сил трения, чтобы использовать вращение Земли. Гирокомпасы широко используются на судах . У них есть два основных преимущества перед магнитными компасами:

Большие корабли обычно полагаются на гирокомпас, используя магнитный компас только в качестве резервного. Электронные феррозондовые компасы все чаще используются на небольших судах. Однако магнитные компасы по-прежнему широко используются, поскольку они могут быть небольшими, использовать простую надежную технологию, сравнительно дешевы, часто их проще использовать, чем GPS , не требуют энергоснабжения и, в отличие от GPS, на них не влияют объекты, например, деревья, которые могут блокировать прием электронных сигналов.

Приемники GPS , использующие две или более антенны, установленные отдельно и объединяющие данные с помощью блока инерциального движения (IMU), теперь могут достигать точности курса 0,02 ° и иметь время запуска в секундах, а не в часах для систем гирокомпаса. Устройства точно определяют положения (широту, долготу и высоту) антенн на Земле, на основе которых можно рассчитать стороны света. Изготовленные в первую очередь для морского и авиационного применения, они также могут обнаруживать качку и крен кораблей. Небольшие портативные GPS-приемники с одной антенной также могут определять направления, если они движутся, даже если это всего лишь пешеходная скорость. Точно определяя свое положение на Земле с интервалом в несколько секунд, устройство может рассчитать свою скорость и истинный азимут (относительно истинного севера ) направления своего движения. Зачастую предпочтительнее измерять направление фактического движения транспортного средства, а не его курс, т.е. направление, в котором указывает его нос. Эти направления могут быть разными, если есть боковой ветер или приливное течение.

GPS-компасы разделяют основные преимущества гирокомпасов. Они определяют истинный север [37] в отличие от магнитного севера, и на них не влияют возмущения магнитного поля Земли. Кроме того, по сравнению с гирокомпасами они намного дешевле, лучше работают в полярных регионах, менее подвержены воздействию механической вибрации и их можно инициализировать гораздо быстрее. Однако они зависят от функционирования спутников GPS и связи с ними, которые могут быть нарушены в результате электронной атаки или последствий сильной солнечной бури. Гирокомпасы по-прежнему используются в военных целях (особенно на подводных лодках, где магнитные компасы и GPS-компасы бесполезны), но в гражданских целях они в значительной степени вытеснены GPS-компасами с магнитными резервными копиями.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Ли Шу-хуа, с. 176
  2. ^ аб Лоури, Уильям (2007). Основы геофизики (2-е изд.). Лондон: Издательство Кембриджского университета. стр. 281. ISBN. 978-0-521-67596-3. В начале династии Хань, между 300 и 200 годами до нашей эры, китайцы изготовили элементарный компас из магнита... Этот компас, возможно, использовался при поиске драгоценных камней и выборе мест для строительства домов... Их директивная сила привела к тому, что использованию компаса для навигации...
  3. ^ Крейц, с. 367
  4. ^ Нидхэм, Джозеф (1986) Наука и цивилизация в Китае , Vol. 4: «Физика и физическая технология», Чт. 1: «Физика», Тайбэй. п. 252 Caves Books, первоначально опубл. издательством Кембриджского университета (1962), ISBN 0-521-05802-3 
  5. ^ Ли Шу-хуа, с. 182ф.
  6. ^ Крейц, с. 370
  7. ^ Аб Шмидл, Петра Г. (2014). "Компас". В Ибрагиме Калине (ред.). Оксфордская энциклопедия философии, науки и технологий в исламе . Издательство Оксфордского университета. стр. 144–146. ISBN 978-0-19-981257-8.
  8. ^ Магнитные силовые линии в поле Земли не следуют точно по большим кругам вокруг планеты, проходя точно над магнитными полюсами. Поэтому стрелка компаса лишь приблизительно указывает на магнитные полюса.
  9. ^ «Регулировка склонения на компасе» . Рей.com . Проверено 6 июня 2015 г.
  10. ^ Гуарниери, М. (2014). «Однажды компас». Журнал промышленной электроники IEEE . 8 (2): 60–63. дои : 10.1109/МИЭ.2014.2316044. S2CID  11949042.
  11. ^ Меррилл, Рональд Т.; МакЭлхинни, Майкл В. (1983). Магнитное поле Земли: его история, происхождение и планетарная перспектива (2-е издание). Сан-Франциско: Академическая пресса. п. 1. ISBN 978-0-12-491242-7.
  12. ^ Лейн, Фредерик К. (1963). «Экономический смысл изобретения компаса». Американский исторический обзор . 68 (3): 605–617 [615]. дои : 10.2307/1847032. JSTOR  1847032.
  13. ^ Скрип, WH (1920). «История жидкого компаса». Географический журнал . 56 (3): 238–239. Бибкод : 1920GeogJ..56..238C. дои : 10.2307/1781554. JSTOR  1781554.
  14. ^ Обзор снаряжения: Kasper & Richter Alpin Compass , OceanMountainSky.Com
  15. ^ Nemoto & Co. Ltd., статья, заархивированная 5 декабря 2008 г. в Wayback Machine : В дополнение к обычной фосфоресцирующей люминесцентной краске ( сульфид цинка ) используются более яркие фотолюминесцентные покрытия, которые включают радиоактивные изотопы , такие как стронций-90 , обычно в форме Алюминат стронция , или тритий , который представляет собой радиоактивный изотоп водорода , сейчас используется в современных компасах. Преимущество трития состоит в том, что его излучение имеет настолько низкую энергию, что не может проникнуть через корпус компаса.
  16. ^ Аб Джонсон, с. 110
  17. ^ Джонсон, стр. 110–111.
  18. ^ Кьернсмо, Кьетил, Как пользоваться компасом , получено 8 апреля 2012 г. Архивировано 2 марта 2020 г. на Wayback Machine.
  19. ^ "Жидкость Ричи Компас" . EastMarineAsia.com .
  20. ^ Джонсон, с. 112
  21. ^ Армия США, Чтение карт и наземная навигация , FM 21–26, Штаб-квартира Министерства армии, Вашингтон, округ Колумбия (7 мая 1993 г.), гл. 11, стр. 1–3: Любой компас типа «плавающей карты» с линейкой или осевой осью можно использовать для чтения координат карты, ориентируя карту на магнитный север с помощью нарисованного магнитного азимута, но этот процесс намного проще с помощью транспортир компас.
  22. ^ Статья MIL-PRF-10436N , ред. 31 октября 2003 г., Вашингтон, округ Колумбия: Министерство обороны США.
  23. ^ Кирни, Крессон Х., Джунгли Снафус ... И средства правовой защиты , Oregon Institute Press (1996), ISBN 1-884067-10-7 , стр. 164–170: В 1989 году один инструктор пехоты в джунглях армии США сообщил, что около 20 % линзовых компасов, использованных в его компании во время одного учения в джунглях Панамы , были испорчены в течение трех недель из-за дождя и влажности. 
  24. ^ Министерство обороны, Руководство по чтению карт и наземной навигации , армейский код HMSO 70947 (1988), ISBN 0-11-772611-7 , 978-0-11-772611-6 , гл. 8, сек. 26, стр. 6–7; гл. 12, сек. 39, с. 4 
  25. ^ "Военный компас". Орау.орг . Проверено 3 ноября 2021 г.
  26. ^ Справочник CRC по химии и физике . п. Б247
  27. ^ «Глава 8: Летные приборы». Справочник пилота по авиационным знаниям (изд. FAA-H-8083-25B). Федеральная авиационная администрация . 24 августа 2016 г. п. 26. Архивировано из оригинала 20 июня 2023 г.
  28. ^ Крамер, Мелвин Г., патент США 4 175 333 , Магнитный компас , Ривертон, Вайоминг: The Brunton Company, паб. 27 ноября 1979 г.: Исключением является Brunton Pocket Transit , в котором используется демпфирование магнитной индукции.
  29. ^ Аб Джонсон, стр. 113–114.
  30. ^ ab "Глобальные компасы". www.mapworld.co.nz . Проверено 16 марта 2023 г.
  31. ^ Джонсон, с. 122
  32. ^ АГЕНТСТВО ГЕОПРОСТРАНСТВЕННОЙ РАЗВЕДКИ, Национальное (2004). «Справочник по регулировке магнитного компаса» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 9 мая 2019 г. Проверено 9 мая 2019 г.
  33. ^ Лушников, Е. (декабрь 2015 г.). «Магнитный компас в современном морском судоходстве». ТрансНав, Международный журнал по морской навигации и безопасности морского транспорта . 9 (4): 539–543. дои : 10.12716/1001.09.04.10 . Проверено 11 февраля 2016 г.
  34. ^ Райт, Монте (1972) Наиболее вероятная позиция . Университетское издательство Канзаса, Лоуренс. п. 7
  35. ^ Джонсон, с. 149
  36. ^ Аб Джонсон, стр. 134–135.
  37. ^ Аб Гаде, Кеннет (2016). «Семь способов найти заголовок» (PDF) . Журнал навигации . 69 (5): 955–970. дои : 10.1017/S0373463316000096. S2CID  53587934. Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2022 г.

Рекомендации

дальнейшее чтение

Внешние ссылки