Введение. История навигации от древности до наших дней (1151916)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

ВВЕДЕНИЕ.

история навигации от древности до наших дней

В.1 Зарождение систем навигационного обеспечения

Термин «навигация» (от лат. navigo – плыву на судне) первоначально относился к морскому судовождению. В настоящее время этот термин охватывает широкий круг видов деятельности человека, связанных с определением текущего местоположения различных подвижных объектов с целью обеспечения их движения по заданным траекториям или контроля этих траекторий. Родственной навигации, как с точки зрения решаемых задач, так и с точки зрения используемых средств, является проблема определения положения на местности неподвижных объектов (топогеодезическая привязка).

До настоящего времени дошло мало достоверных сведений о зарождении и первых шагах развития навигации. Очевидно, что до появления специальных навигационных приборов в основном применялось визуальное ориентирование: на суше и в прибрежных зонах – по характерным элементам рельефа местности, тех или иных сооружений и предметов, ночью в качестве ориентиров использовались костры. При плавании в открытом море ориентирами служили небесные тела, что положило начало астронавигации. Точно указать, когда и где появились первые навигационные приборы, невозможно.

Прототип прибора для определения расстояния, так называемого одометра (от греч. hodós – путь и métron – мера), по-видимому, впервые был реализован в Древнем Китае в виде специального устройства, установленного на повозке и измеряющего пройденное расстояние путем подсчета количества оборотов колеса с известным диаметром. Устройство состояло из комбинации рычагов, соединенных с колесами повозки, и двух человеческих фигурок. С помощью рычагов одна фигурка била по барабану каждый ли, а вторая – звонила в гонг каждые десять ли (ли – "китайская верста" – китайская единица измерения расстояния; в древности составляла 300 или 360 шагов, современное общепринятое значение — 500 метров).

Древнекитайские источники повествуют и об еще одном навигационном устройстве – чи-нане – «указателе юга». Согласно этим источникам, в Древнем Китае уже около 2600 г. до н. э. были известны конные двухколесные повозки с установленными на них фигурками человека из «вечного камня» — нефрита, с вытянутой вперед рукой. Стоящая на поворотной площадке в передней части колесницы, фигурка, благодаря якобы встроенному в нее магниту, всегда обращалась лицом к югу. Такие колесницы с «указателем юга», согласно древнекитайским источникам, в 2364 г. до н. э. помогли императору Хуангти в густом тумане и облаках пыли одержать победу над своим противником Чжису.

Однако современные исследования доказали, что “путеводная повозка” древних китайцев никакого отношения к магнитному компасу не имела. По древнекитайским документам удалось установить, что механизм действия фигурки основан на системе зубчатых передач (или рычагов), с помощью которых поворотная площадка под фигуркой связывалась с колесами повозки. Перед отправлением в путь фигурку выставляли так, чтобы вытянутая рука указывала на юг. При поворотах повозки фигурка сохраняла свое положение и по отклонению колес от начального направления определяли его изменение. Говоря современным языком, в данном устройстве была реализована идея дифференциального одометра. (В античной литературе принцип работы одометра впервые подробно описали в 100 г. до н. э. Герон Александрийский и римский архитектор Витрувий.)

Около 2000 г. до н. э. в Древнем Китае стали использовать первые карты морских побережий и рек с указанием направлений движения судов.

В.2 Эпоха Античности

Под словом «античность» обычно понимают «греко-римскую древность» т.е. исторический период, охватывающий цивилизации Древней Греции и Древнего Рима. В литературе Древнегреческим принято называть период, который длился с конца IV до I века до н.э.; периодом Римской империи – с I века до н. э. до конца V века н. э.. Для этого отрезка времени характерно быстрое развитие астрономии и математики, что оказало существенное влияние на прогресс методов и средств навигации и картографии.

О тметим вклад греческих астрономов в развитие представлений о Солнечной системе. В IV веке до н. э. Гераклид Понтийский предположил, что внутренние (по отношению к Земле) планеты вращаются вокруг Солнца, и что Земля вращается вокруг своей оси (рис. В.1).

Рис. В.1 Модель Солнечной системы Гераклида

Ч ерез 100 лет греческий астроном Аристарх Самосский заявил, что Земля вращается не только вокруг своей оси, но и вокруг Солнца, как и другие планеты. Очевидно, что такая гелиоцентрическая модель Солнечной системы весьма близкая к модели, предложенной на 2000 лет позже Николаем Коперником.

Э ратосфен Киренский, живший в Ш веке до н .э., может считаться первым геодезистом, определившим длину земного меридиана. В 225 г. до н. э. Эратосфен составил карту, в которой он использовал результаты наблюдений греческого мореплавателя, астронома, математика и географа Пифея из Массалии, разработавшего метод определения географической широты. Метод был основан на измерении длины тени гномона – древнего астрономического инструмента, представляющего собой вертикальный шест (рис. В.2).

Рис. В.2. Гномон

С ледует отметить, что уже в III веке до н. э. древним астрономам был известен и использовался для измерений на небесной сфере квадрант—угломерный астрономический инструмент для измерения высоты небесных светил и угловых расстояний между ними.

К III веку до н. э. относится первое упоминание об использовании в прибрежной навигации специально созданных для этого сооружений – маяков. Входивший в список «Семи чудес света», первый в мире маяк (рис. В ) был построен у берегов основанного Александром Македонским в дельте Нила египетского порта Александрия, на маленьком острове Фарос (отсюда названия маяка – Александри́йский или Фа́росский).

Рис В № Вид Александрийского маяка (реконструкция 20 в.)

Высота маяка составляла 120—140 м, поэтому судоводители, направлявшиеся в александрийский порт, уже на расстоянии порядка 60 км могли видеть ночью свет пламени, отраженный в сторону моря бронзовыми зеркалами, а днём — столб дыма.

В 796 г. н. э. (спустя, без малого, тысячу лет с момента строительства) Александрийский маяк был разрушен землетрясением. Фрагменты гигантского сооружения были использованы при строительстве на его месте крепости, сохранившейся до наших дней.

Во П веке до н. э. Гиппа́рх Нике́йский— древнегреческий астроном, географ и математик, часто называемый величайшим астрономом античности, предложил систему параллелей с постоянной широтой и меридианов с постоянной долготой.

Через 350 лет древнегреческий ученый, Клавдий Птолемей, сочинения которого оказали большое влияние на развитие астрономии, географии и оптики, используя идеи Гиппарха, создал подобие карты мира (рис. В.3).

Рис. В.3. Карта мира Клавдия Птолемея: (П век н. э.)

К лавдий Птолемей – одна из крупнейших фигур в науке позднего эллинизма. В астрономии Птолемею не было равных на протяжении целого тысячелетия — от Гиппарха (II век до н. э.) до Бируни (X—XI века н. э.). Основной научный труд Птолемея – «Великое математическое построение астрономии в 13 книгах" (ок. 140 г. н.э.) в древности называли «Мэгистэ» (греч. "magistos" — величайший), которое у арабов превратилось в "Алмагест". Эпитет «величайший» вполне соответствует труду Птолемея, поскольку в нем с большим искусством не только изложена, но и проанализирована вся совокупность астрономических знаний того времени. Его именем названа геоцентрическая система мира, господствовавшая в астрономии более 15 веков. Кроме работ в области астрономии и математики известны работы Птолемея в области географии, оптики и других областях, вплоть до теории звуковысотной системы (гармонии) в современной ему музыке. Он является автором самой древней тригонометрической таблицы, для вычисления которой была использована 60-ричная система дробей.

В.3 Средние века

По современной классификации начало периода Средних веков относится к VI веку, окончание к ХIV - ХV векам.

Активное развития мореплавания и сухопутной международной торговли способствовало тому, что уже к периоду между VШ и Х веками на карту были нанесены направления навигации от Кореи до Восточной Африки.

Огромным шагом вперед явилось изобретение магнитного компаса, которое дало толчок развитию не только навигации, но и учения о магнитном поле Земли, способствовало открытию взаимосвязи магнитного и электрического полей, и многих других отраслей науки. Честь изобретения компаса оспаривают китайцы и индийцы, арабы и итальянцы, французы и англичане. Нет единства и в определении даты изобретения компаса.

Согласно некоторым древним китайским литературным источникам, магнит для определения стран света стали использовать где-то между 400 и 300 гг. до н.э. Назывался он «чи-нан-тином» и представлял собой намагниченную железную иглу, подвешенную на тонкой нити из некрученого шелка. Однако эта датировка вызывает ряд вопросов, поскольку примерно с начала VII века до н.э. уже существовало судоходство между Индией и Китаем, а в Индию уже во II веке до н. э. плавали греки, которые в начале нашего тысячелетия и сами проникли в Южно-Китайское море. Маловероятно, чтобы мимо их внимания прошло такое великое изобретение, как «указатель юга». А если бы греки что-то узнали о компасе, о таком важном для мореплавания предмете непременно упомянули бы древнегреческие историки, которые подробно описывали и менее значительные события.

В связи с этим большего доверия заслуживают литературные источники, в которых сообщается о появлении на китайских судах компасов в I—III веках н. э. Компасы того времени представляли собой сосуд с водой или маслом, в котором плавал магнит в виде иглы на стебле камыша. На сосуде было обозначено 24 знака, характеризующие 24 направления. Описание такого компаса обнаружено в сочинениях китайского ученого XI века Шэнь-Гуа (1030—1094). Он же впервые сообщил о том, что магнитная стрелка несколько отклоняется от направления север — юг, т. е. магнитный и географический меридианы не совпадают. Однако тогда на открытие явления магнитного склонения мало кто обратил внимание. Со временем конструкции компаса в Китае стали более разнообразными (см. рис. В.4).

Рис. В.4. Модель китайского компаса периода династии Хань (206 г. до н. э. – 200 г. н. э.)

Авторы книг по истории Арабского Востока полагают, что компас появился в странах западной части Индийского океана в VII веке, когда укрепились торговые отношения между арабскими странами и Китаем. В подтверждение приводится тот факт, что арабские суда, возвращаясь из Китая и пройдя Маллакский пролив, шли, как правило, не вдоль берега, а напрямую, пересекая Бенгальский залив через открытое море.

По поводу появления компаса в Европе существует несколько версий, из которых наиболее реальны две: либо компас попал в Европу через арабских мореплавателей Средиземного моря, либо был изобретен в Европе самостоятельно в результате развития науки и техники.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лекций