Расстояние по воде до горизонта

Видимый горизонт и дальность видимости

Расчет видимого горизонта и дальности видимости в зависимости от высоты наблюдателя и наблюдаемого объекта.

Калькулятор ниже предназначен для расчета видимого горизонта и дальности видимости в зависимости от высоты наблюдателя и наблюдаемого объекта. Под ним, как водится, немного теории.

Видимый горизонт и дальность видимости

Видимый горизонт
Так как земля изогнута, наблюдателю, находящемуся, например, в море, представляется, что он находится в центре круга, по краям которого небо как бы смыкается с морской поверхностью. Эта окружность и называется видимым горизонтом наблюдателя. На картинке слева видимый горизонт обозначен пунктирной линией. То есть для наблюдателя, находящегося в точке А на высоте h от земли, видимый горизонт будет образован всеми точками касания лучей зрения земной поверхности (угол BCO равен 90 градусов).

Говоря о видимом горизонте чаще всего имеют в виду длину d отрезка BC. Длину d легко вывести из теоремы Пифагора.

где R — радиус Земли, который обычно принимают за 6378 километров.

В реальной жизни на стороне человека выступает атмосфера. Она, благодаря явлению рефракции, то есть преломлению лучей в верхних слоях атмосферы, расширяет его горизонты примерно на 6% 🙂
Формула, таким образом, принимает вид

В принципе, везде (по крайней мере, насколько я находил в Интернете) для расчетов используют упрощенную формулу, из которой исключен радиус Земли. Она, кстати, вполне выводится из верхней.
, для результата в морских милях или
, для результата в километрах

Дальность видимости
Дальность видимости предметов определяется наибольшим расстоянием, на котором наблюдатель увидит вершину наблюдаемого объекта на линии горизонта. Как видно из рисунка, она зависит как от высоты наблюдателя, так и от высоты наблюдаемого объекта. Собственно, это сумма дальности видимого горизонта наблюдателя и дальности видимого горизонта наблюдаемого объекта. Это довольно важный параметр для навигации.

В калькуляторе я ее вычисляю, а на практике, насколько я понимаю, дальности видимости береговых ориентиров указываются во всяческих лоциях, мореходных таблицах и тому подобном для высоты наблюдателя, равной пяти метрам. Для поправки на фактическую высоту наблюдателя используется «номограмма для расчета дальности видимости предметов в море в дневное время при среднем состоянии атмосферы».

Источник

Сколько километров до горизонта?

Что такое «горизонт»? Мы часто употребляем это слово, например: солнце скрылось за горизонтом или на горизонте показался автомобиль. Но есть ли научное определение данного термина и можно ли измерять расстояние до горизонта?

Что такое горизонт?

Говоря простым языком, это граница между небом и поверхностью земли или воды. Также иногда можно встретить в определении слово «видимый». Горизонт бывает видимым и истинным.

Видимый горизонт – та часть пространства, которую видит наблюдатель, включая границу между небом и земной поверхностью. Истинный горизонт – воображаемый круг небесной сферы, плоскость которого расположена перпендикулярно относительно вертикальной линии в точке наблюдателя. Его также называют астрономическим или математическим.

Видимый и астрономический горизонт

Расстояние измеряется до видимого горизонта. Для этого используется теорема Пифагора и несложная формула:

Чтобы узнать более-менее точное расстояние, необходимо знать две величины: радиус Земли (R) и высоту, на которой находится наблюдатель (h). Таким образом, очевидно, что чем выше располагается наблюдатель, тем сильнее будет отдаляться линия горизонта.

Примеры расстояния от определенного объекта до горизонта:

• человек ростом 1,75 м, стоящий на земле – 4,7 км;
• крыша 8-этажного дома 25 м – 17,9 км;
• воздушный шар 150 м – 43,8 км;
• самолет 10 км – 357,3 км;
• космический корабль 350 км – 2144 км.

Дальность видимости

Если представить, что наблюдатель стоит на ровной поверхности и ничто не загораживает горизонт, то чем ограничен его кругозор? На открытом пространстве линию горизонта ограничивает выпуклость поверхности Земли, связанная с ее геоидной формой.

Предыдущее изображение показывает, что видимость для наблюдателя заканчивается в той точке, где линия горизонта условно пересекается с геоидной формой Земли. Если наблюдатель поднимется выше, его кругозор расширится.

Возникает вопрос, могут ли различные устройства увеличить дальность видимости? Например, способен ли бинокль расширить кругозор в прямом смысле? Поскольку, бинокль – это оптический прибор, он способен лишь увеличить изображение. Для этого он оснащен специальной конструкцией, которая увеличивает отдаленные объекты, делает их более отчетливыми. Но «заглянуть» за линию горизонта при помощи бинокля нельзя.

Конструкция классического бинокля

Горизонт – граница, разделяющая небо и поверхность земли/воды. Расстояние до видимого горизонта зависит от высоты, на которой находится наблюдатель. Чем выше эта точка, тем сильнее отдаляется горизонт. Например, с высоты среднего человеческого роста (1,75 м) расстояние до горизонта составляет 4,7 км.

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Способы зрительного определения расстояний на море и методы борьбы с ними

Всем хороша цивилизация и сопутствующие ей технические средства. Однако при этом мы начинаем забывать, вроде бы элементарные, вещи. Такие, которым, например, учили нас на уроках начальной военной подготовке, или на курсе молодого бойца в армии. К ним относится и способ визуального определения расстояния до объекта. Особенно это актуально для АИ затрагивающий период до появления радиолокационных и лазерных дальномеров. Способ основан на принципе подобия, в данном случае – принципе подобия треугольников. Он применяется и на суше и на море. Но в данном случае интересно именно море. На гладкой, или временами не очень, водной поверхности при наличии лишь визуальных средств (глаза сигнальщика, бинокли и оптические дальномеры) – это единственный способ определить и расстояние до цели, и её скорость.

Так на полюбившемся нам всем расстоянии в 70 кабельтовых до большого эсминца или маленького крейсера на просторах срой Балтики, указанная цель для невооруженного взгляда сигнальщика, ведущего наблюдение, будет выглядеть серым пятном на сером фоне, диаметром около ОДНОГО миллиметра. Если же взглянуть на объект вооруженным взглядом ….

Всё будет зависеть от того чем этот взгляд вооружен. И от того классифицировал ли наблюдатель эту самую цель.

В противном случае с равным успехом это может оказаться и боевой корабль на расстоянии в 70 кабельтовых идущий встречным курсом со скоростью около 20 узлов, и банальная шаланда на 35-40 кабельтовых ковыляющая вам навстречу на 7-10 узлах.

«… Оптические приборы наблюдения. Оптические приборы применяются для наблюдения за окружающей обстановкой. К ним относятся бинокли, стереотрубы и морские бинокулярные трубы. … Бинокль состоит из двух параллельных зрительных труб, соединенных с помощью шарнира так, что имеется возможность смотреть в них одновременно двумя глазами. Применяются бинокли двух типов: ночные и призматические. …. Призматический (дневной) бинокль отличается от ночного тем, что в каждой из зрительных труб (рис. 9.2) кроме линз окуляра 1 и объектива 3 имеются еще две призмы 2 и 4. … Светосила бинокля — отношение яркости изображения предмета, наблюдаемого в бинокль, к яркости предмета, видимого невооруженным глазом. Светосила бинокля зависит от количества линз и призм. Чем их больше и чем они толще, тем больше потерь света. Ночные бинокли имеют потери света 15—18%, призматические до 40— 50%. В этом заключается недостаток призматических биноклей и преимущество ночных. …. Применяемые для наблюдения призматические артиллерийские бинокли имеют в поле зрения нанесенную сетку делений (рис. 9.4), в которой промежутки между двумя соседними большими делениями равны 10 т. д. (тысячных дистанции), а промежутки между соседними большим и малым делениями равны 5 т. д. Сетка бинокля позволяет приблизительно определять расстояния до корабля. Для этого необходимо лишь знать длину или ширину наблюдаемого корабля и уметь произвести несложное вычисление. Определение расстояния осуществляется делением известной длины (ширины) корабля на число тысячных дистанции, занимаемых изображением корабля в сетке бинокля. Допустим, наблюдатель обнаружил корабль, идущий встречным курсом, т. е. виден нос корабля; ширина корабля 12 м; изображение корабля в поле зрения бинокля занимает место, равное приблизительно половине промежутка между большим и малым делениями, т. е. 2,5 т.д. Разделив 12 на 0,0025, наблюдатель получит приблизительное расстояние до корабля — 4800 м. …».

Более подробно ознакомится со «СПРАВОЧНИКОМ СИГНАЛЬЩИКА» (Редактор Л. П. Демчук. Редактор (литературный) Я. Ф. Отмахова. Технический редактор Н. Я. Богданова. Корректор Э. В. Ежова. Воениздат, 1983) можно тут- http://flot.com/publications/books/shelf/signalman/50.htm

Достаточно просто визуально определить расстояние до гражданского корабля — с его контрастной окраской он достаточно четко определяется на любом фоне. Другое дело корабль военный.

«… Более сложной задачей для сигнальщика-наблюдателя является распознавание обнаруженного объекта, т. е. определение по характерным его признакам класса и типа обнаруженного наблюдателем корабля (самолета). Для этого наблюдатель должен хорошо знать существующую классификацию кораблей и типы самолетов, их силуэты и другие признаки, позволяющие распознать обнаруженный объект наблюдения.

Ответственнейшей задачей наблюдателя является не только обнаружение во-время объекта наблюдения, но и распознавание его.

Всякие ошибки в распознавании могут повлечь за собой серьезные последствия. В прошедшей второй мировой войне было немало таких случаев. Приведем несколько примеров. Во время преследования германского линкора Bismark английские самолеты, вылетевшие с авианосца Ark Royal, заметив какой-то крупный военный корабль и предполагая, что видят линкор Bismark, сбросили на него свои торпеды, и только после этого обнаружилось, что они атакуют свой (английский) крейсер Sheffield.

Эскадрилье итальянских самолетов было приказано найти английский средиземноморский флот, который, по донесениям, находился вблизи итальянских берегов. После долгих поисков самолеты, наконец, обнаружили несколько военных кораблей и забросали их бомбами. Оставив три горящих корабля, они направились в базу, где узнали, что бомбили свои (итальянские) корабли.

Из этих примеров ясно, какое значение имеет правильное распознавание объектов наблюдения. Только при отличном знании силуэтов и характерных признаков кораблей можно избежать ошибок в распознавании». Капитан 1 ранга В. В. ПОЛОЗОК. «Зрительная связь и зрительное наблюдение».

Учебное пособие. Военное издательство министерства обороны Союза ССР. МОСКВА–1954.

Книга же лауреата Сталинской премии инженер-майора И. Б. Левитина „Видимость и маскировка кораблей” (Москва 1949 год) посвящена рассмотрению вопросов физической сущности оптической маскировки кораблей. В первой главе книги кратко излагается история возникновения и развития маскировки на нашем флоте. Вторая, третья и четвертая главы включают в себя сведения о природе дневного освещения, об оптических свойствах фонов, о зрительных иллюзиях и по теории видимости кораблей в море. Пятая, шестая, седьмая и восьмая главы посвящены изложению всех видов оптической маскировки Последняя — девятая — глава излагает способы повышения видимости.

Книга рассчитана на широкий круг морских офицеров. http://scilib-fleet.narod.ru/Levitin/mask.htm

Таблица расстояния до горизонта (удаления горизонта) в зависимости от высоты глаз наблюдателя.

Расстояние до горизонта, конечно, можно вычислить по формуле: S = [(R+h)2 — R2]1/2 где:
S- высота глаз наблюдателя в метрах
R — радиус Земли- обычно: 6367250 м
h — высота глаз наблюдателя над поверхностью в метрах

Но намного удобнее пользоваться таблицей (которая, конечно, приблизительна, да верна только для моря, но все равно — человеку с головой — дает полное представление о явлении):

Думаю. что перевести килОметры в мили и кабельтовы для коллег труда не составит;)

Источник

Как рассчитать расстояние от вас до видимого объекта на линии горизонта? Оказывается совсем несложно

Добрый день, уважаемые гости и подписчики канала «Строю для Себя»!

Видимая граница, после ухода за которую скрывается объект, находящийся на земной поверхности относительно наблюдателя, называется линией горизонта. Горизонт невозможно достичь, поскольку он воображаем из-за особенностей поверхности земного шара. Эта линия является фикцией и наблюдателю кажется, что она соединяет земную либо водную поверхность с небом.

Если набросать всё на листе бумаги (рисунок ниже), то мы увидим следующую картину: чем выше мы находимся от поверхности земли, тем горизонт будет дальше. И вопрос сводится к тому, на каком же расстоянии находится эта линия от нас, насколько далеко мы можем видеть объекты? Предлагаю рассмотреть данный вопрос подробнее.

Итак, представим все в геометрических фигурах:

Точка В является точкой, из которой смотрит наблюдатель.

Точка А — точка, которая просматривается последней на дуге СА, поскольку она лежит на линии горизонта. Ввиду кривизны земли, объекты имеющие высоту и расположенные после точки А — просматриваться полностью уже не будут или совсем скроются за горизонтом.

Точка С — точка, на которой стоит наблюдатель.

h — высота глаз наблюдателя над уровнем земли.

Из рисунка видно, что мы должны получить длину отрезка АВ. Геометрия нам говорит, что также АВ является касательной к окружности земли . Касательная и окружность пересекаются лишь в одной точке — точке А, а также касательная всегда перпендикулярна радиусу, поэтому треугольник ОАВ является прямоугольным, следовательно квадрат отрезка АВ по теореме Пифагора равен:

R в нашем случае — это радиус земного шара, который равен 6 371 км.

Теперь у нас остается один неизвестный отрезок BH или h, т.е. высота наблюдателя над уровнем земли. Давайте примем это значение 1,6 м. = 0,0016 км. как высоту от грунта до глаз человека, таким образом:

А это значит, что если мы находимся в центре круга, то диаметр окружности горизонта относительно нас составляет всего 9 км., или площадь, которую мы с вами сможем осмотреть с одного места равна 3,14 * (4,515^2) = 64 кв.км.

Если объект имеет определенную высоту (например еще один человек) и нам нужно посчитать расстояние до его макушки, так как ноги уже скрылись за горизонтом, то здесь уже рассматриваются два треугольника и весь расчет сводится к сумме двух катетов прямоугольников:

Источник