Основы ориентирования. Лекция — различия между версиями

Версия 15:22, 1 октября 2010

Цели и задачи

Данная лекция содержит сведения, необходимые для уверенного ориентирования на местности в простых походах (ПВД, 1кс).

Общая продолжительность

• 1 час

Преподавательский состав

• Лектор

Место проведения

• Аудитория с доской и проектором

Наглядные пособия

• Различные виды картографических материалов (атласы, генштаб)
• Приборы (компаса разных моделей, курвиметр, GPS)

Введение

Любой поход начинается с изучения карт. Намеченный маршрут также проходится при помощи карты. Начнем рассказ со знакомства с картами, а затем разберемся, как их применять на практике. Также будут даны некоторые полезные советы по ориентированию на местности.

Знакомство с картой

Карта – это уменьшенное изображение земной поверхности на плоскости.

Неважно, как создаются карты. Главное, что они есть!

Вот некоторые виды картографических материалов, используемых туристами:

• топографические карты - выпускаются в виде атласов или отдельных листов. можно купить в магазинах
• генштаб - старые военные топографические карты. зачастую наиболее подробные и полезные. купить нельзя, но можно скачать в сети или у знакомых
• снимки со спутника - хорошее дополнение к имеющимся картам.
• карты городов - продаются в магазинах для автолюбителей. полезны при ориентировании в городах
• схемы - схемы метро, линий пригородных поездов и автобусов и т. п.

Масштаб – величина, показывающая степень уменьшения объектов на карте относительно соответствующих им объектов на местности. Чем крупнее масштаб, тем подробнее карта.

Способы указания масштаба:

• численный — записанный в виде дроби. Числитель – единица, знаменатель – число, показывающее во сколько раз уменьшены на карте объекты местности. Например, 1:1000000, то есть "один к миллиону"
• именованный - записывается словами. Например, "в 1 см – 10 км".
• линейный – графическое изображение численного масштаба. Шкала, на которой деления соответствуют определенным расстояниям на местности. С помощью него без линейки можно легко измерять или откладывать расстояния на карте.

Чтение карты - это процесс получения по карте информации о реальных объектах на местности. Чтение карты выполняется для того чтобы:

• спланировать маршрут, оценить время, необходимое для его прохождения и характер препятствий, которые могут встретиться на пути, определить опасные участки.
• узнать характеристики тех или иных объектов на местности, например, направление течения реки, характер лесного массива, покрытие дороги, размер населенного пункта и т. п.
• выполнить ориентирование на местности.
• произвести измерения.

Любая карта читается при помощи условных обозначений. Системы условных знаков на различных картах могут сильно отличаться друг от друга. Условные обозначения, принятые на данной карте, помещают в легеде карты. Перед тем, как начать чтение карты, полезно эту легенду внимательно изучить.

Группы условных знаков

• Обозначение рельефа. Рельеф – совокупность неровностей земной поверхности. Как правило наносится на карту коричневым цветом. Основные способы изображения рельефа:
  • Горизонтали – линии, соединяющие точки с одинаковой высотой. Дополнительные горизонтали применяются в тех случаях, когда детали рельефа не могут быть выражены при помощи основных горизонталей. На картах указано, через сколько метров по высоте проведены горизонтали, это называется высотой сечения карты. Для определения направления уклона горизонтали дополняются бергштрихами, которые направлены в сторону стока воды. Чем чаще (плотнее) проведены горизонтали, тем круче склон.
  • Дополнительные специальные знаки - применяются для обозначения деталей рельефа (природных и искусственных), которые не могут быть в масштабе карты выражены горизонталями: ям, воронок, бугров, насыпей, выемок, обрывов, скал, пещер и т. д.
• Гидрография. Синим цветом наносятся реки, озера, болота, каналы, источники и т. п. На подробных картах может содержаться информация о направлении и скорости течения, глубине, характере дна и пр.
• Растительность. Зеленым или белым цветом обозначают леса, сады, заросли кустарников и т. п. Существует также масса условных знаков для обозначения характера растительности, цвет штриховки может обозначать плотность или проходимость леса (например, на картах для спортивного ориентирования).
• Искусственные сооружения. К этой группе относятся знаки для обозначения населенных пунктов, дорог, мостов, отдельно стоящих сооружений и т. д.

Условные знаки делятся на масштабные и внемасштабные.

• масштабные применяют для отображения объектов значительных размеров и площади, например, больших водоемов, лесов, крупных поселков и т. п.
• внемасштабные знаки применяют для нанесения на карту объектов, размер которых не может быть выражен в масштабе карты.

Кроме значков на подробных картах часто содержится много числовой информации. Цифры, как правило, относятся к тому или иному знаку и уточняют характеристики объекта (высота, ширина, характер грунта или покрытия, число жителей и т. п.) Цифры имеют тот же цвет, что и знак, к которому они относятся.

Умение разбираться в условных знаках и их числовых характеристиках - обязательное условие для правильного, полного и эффективного чтения карты.

Измерения по карте

Нужны для оценки выбранного маршрута. Чаще всего выполняются измерения расстояний и высот.

• По карте расстояние можно измерить следующими способами:
  • курвиметром - наиболее точный способ.
  • циркулем-измерителем, установив на нем удобный для пересчета небольшой шаг.
  • линейкой. На очень извилистых участках расстояние можно промерить ниткой, приложив её потом к линейке.
  • на глаз по клеткам координатной сетки. Размер ячеек прямоугольной сетки обычно 2 см.

Промеренное расстояние в соответствии с масштабом карты переводится в реальное расстояние на местности. Полученный результат затем еще можно умножить на коэффициент извилистости, который для разных районов различен. Максимальный коэффициент - в горах: измеренное на картах расстояние умножается на 1,2.

• Для измерения высоты (глубины), то есть превышения одной точки над другой, нужно посчитать горизонтали между ними и затем умножить на величину шага горизонталей.
• Для определения крутизны склона нужно воспользоваться специальной шкалой заложений или оценить ее на глаз.

Неточности в картах

Идеальных карт не бывает. Причины неточностей:

• карты устаревают. касается это и космоснимков. человек меняет облик планеты, дачи строятся очень быстро, вырубается лес, строятся новые дороги. меняется климат, идут процессы разрушения форм рельефа, зарастают старые дороги, исчезают деревни.
• недостаточно подробный масштаб.
• ошибки при рисовке.
• изображение запланированных, но так и не построенных объектов.
• преднамеренное искажение информации (секретные объекты не изображают).

Основы ориентирования

Ориентирование - это процесс определения своего местоположения относительно различных объектов на местности.

Как показывает практика, восстановление утерянной ориентировки требует больше умения и времени, чем простое ее сохранение.

Выполнять задачи ориентирования нам помогают ориентиры - это заметные, выделяющиеся объекты на местности, изображения которых нанесены на карту. Существуют следующие виды ориентиров:

• линейные - объекты, имеющие существенную длину на местности и обозначающиеся на карте линейными условными знаками (дороги, реки, каналы, берега озер и морей, ЛЭП, просеки, овраги, хребты, границы леса).
• точечные – изображаются на картах внемасштабными условными знаками (отдельные строения, башни, мосты и т. д.) Точки пересечения линейных ориентиров, а также точки их излома являются точечными ориентирами (перекрестки, слияния рек, резкие повороты и т. п.)
• площадные – объекты с хорошо выраженными контурами, занимающие определенную площадь (озеро, болото, луг, населенный пункт). Их контуры являются линейными ориентирами.

Основные задачи ориентирования:

• Определение сторон света. Эта задача решается следующими способами:
  • При помощи компаса. Его стрелка всегда указывает в сторону магнитного полюса земли. Это самый простой и надежный способ. Всегда, отправляясь в путешествие, следует брать с собой компас, даже если вы собираетесь в знакомые места и на короткое время. Важно точно знать, какой именно конец стрелки указывает на север. (В некоторых моделях компасов южный конец стрелки тоже раскрашен, и возникает путаница.)
  • С помощью местных признаков. Среди них есть как вполне надежные, так и довольно спорные. Вот примеры способов определения сторон света без компаса:
    • по полярной звезде.
    • по солнцу (солнце на юге в 14 часов).
    • по просекам. (Направление на север там, где сумма цифр на квартальном столбе, находящемся на пересечении просек, наименьшая).
    • по культовым сооружениям. Например, алтарь и часовня в православной церкви обращены на восток, колокольни – на запад. Опущенный край нижней перекладины креста на куполе обращен к югу, приподнятый – к северу. Алтари католических церквей обращены на запад, пагоды, буддийские монастыри фасадами обращены на юг.
    • по деревьям, мху, коре – очень приблизительно, в любом случае нужно смотреть не по одному, а по многим объектам. (Например, у березы кора грубее и темнее с севера.
    • с южной стороны склонов почва более сухая, снег раньше тает на них.
    • и т. п. народные приметы
• Определение местоположения. Это вторая задача ориентирования. Для ее выполнения требуется:
  • Сориентировать карту, то есть развернуть ее таким образом, чтобы изображения объектов и стороны света на ней совпали с реальными объектами и сторонами света. Сделать это можно так:
    • по компасу. Это, опять же, самый простой и надежный способ. Достаточно определить по компасу направление на север и совместить с ним север, обозначенный на карте. Обычно север на карте находится сверху или указан специальными стрелками. Также карту можно примерно сориентировать, определив направление на север другими описанными выше способами.
    • по линейным ориентирам. Зная примерно свое местоположение, нужно развернуть карту так, чтобы изображение какого-нибудь заметного линейного условного знака совпало по направлению с соответствующим линейным ориентиром на местности. Удобнее всего ориентировать карту по дорогам, просекам, ЛЭП, руслу реки и т. п.
  • После того, как карта сориентирована, следует произвести сличение карты с местностью, то есть постараться уточнить свое местоположение, отыскав поблизости конкретный точечный ориентир, обозначенный на карте.

При передвижении из одной точки в другую при помощи карты следует действовать в следующем порядке:

• изучив карту, спланировать маршрут.
• попытаться пройти маршрут, постоянно и непрерывно выполняя на ходу задачи ориентирования.

Движение по азимуту

Чтобы при движении выдерживать выбранное направление, измеряют азимут. Азимут - это угол между направлением "на север" и направлением "на объект". Измеряется он, очевидно, в градусах.

Для движения в нужном направлении необходимо:

• определить по карте азимут, то есть сориентировать карту, а затем приложить к ней компас, совместив визирную линию с выбранной линией движения. После этого повернуть колбу компаса так, чтобы северный конец стрелки совпал с нулевым (северным) делением шкалы. Сам компас при этом крутить не надо!
• карту теперь можно убрать.
• держа компас перед собой, двигаться по направлению, которое указывает визирная линия компаса. Если вы уклонитесь от выбранного направления, стрелка начнет "уходить" с нулевого деления. В этом случае нужно развернуться вместе с компасом так, чтобы стрелка вновь совпала с делением "север".

Чтобы долго выдерживать нужное направление, не нужно постоянно смотреть в компас.

• Если вы движетесь по открытому пространству, достаточно выбрать вдали на линии движения какой-нибудь заметный ориентир: дерево, строение и т. п. и просто идти на него. Приблизившись к ориентиру, выбрать следующий и т. д.
• При движении в лесу "по азимуту", направление движения нужно уточнять почаще. (Через каждые 30-50 метров, или после обхода завалов, плотных зарослей и др. препятствий.) По возможности также полезно выбирать ориентиры впереди, чтобы меньше уклоняться от выбранного направления.
• Выдерживать примерное направление без компаса можно по солнцу (солнце "в левый глаз"), по ветру (все время ветер в бок), по направлению склона (движение траверсом или с постоянным изменением высоты).

Определение пройденного расстояния

Для того, чтобы не проскочить мимо цели, или наоборот, чтобы не остановиться раньше времени, нужно отслеживать пройденое расстояние. Это можно делать:

• считая шаги. вернее, считаются пары шагов. чтобы использовать этот метод, надо предварительно определить, какое расстояние проходится за определенное число шагов на разных типах местности (в буреломе, по дороге, по траве)
• засекая время. зная среднюю скорость движения, можно прикинуть, сколько пройдено за данный временной отрезок.
• интуитивно. просто чувстуешь, что пора бы уже и прийти (нарабатывается с опытом).

Другие приемы

• При движении группой замыкающему удобно контролировать направление движения шеренги и делать поправки, давая команды лидеру.
• Подсечь поперечный линейный ориентир (дорогу, ручей, ЛЭП, просеку) довольно просто. Для этого необходимо примерно выдерживать направление, отклонение в стороны ничем не грозит - рано или поздно вы все-таки достигнете цели.
• Подсечь попутный линейный ориентир немного сложнее. Для этого нужно использовать метод преднамеренного отклонения, то есть, приблизившись к району начала линейного ориентира, сделать крюк в сторону, например, правее, под углом 20-30 градусов к прежнему направлению движения. Пройти в таком направлении некоторое расстояние. Такой прием гарантирует, что попутный линейный ориентир точно находится слева от вас. Теперь остается забрать покруче влево и его подсечь.
• Чтобы быстро и уверенно перемещаться по незнакомой местности, часто используется метод под названием бег в мешок. Он состот в том, что по карте выбираются два заметных линейных ориентира, сходящихся в точке, находящейся на вашем пути. Примерно прикинув направление, можно смело двигаться, не слишком следя за точностью, так как рано или поздно один из ориентиров будет подсечен, а двигаясь вдоль него можно будет выйти в точку пересечения со вторым ориентиром, что даст ваше точное местоположение. Метод очень часто применяется в спортивном ориентировании.
• Выбирая путь к цели, нужно оценить, какой метод будет более простым, быстрым и логичным. Зачастую более длинный путь по просекам, дорогам и открытым местам оказывается более оптимальным (то есть преодолевается быстрее и с меньшими затратами сил), чем ломежка напрямую по азимуту. Но в некоторых ситуациях движение напрямик наоборот дает выигрыш. Это зависит от многих факторов, которые следует предусмотреть и учесть:
  • качество и проходимость дорог. По некоторым дорогам идти трудней, чем просто по лесу.
  • плотность леса, завалы, заболоченность. Откровенную сельву лучше обойти, чем продираться насквозь.
  • вырубки, пахота, высокая трава. Двигаться по таким пространствам очень неудобно, проще обойти, чем пересекать.
  • простота ориентирования. Сомнительные дорожки могут не найтись или вскоре исчезнуть. Лучше выбирать для вариантов обхода надежные ориентиры.
• Умение запоминать карту - очень полезный навык. Не нужно все время идти, уткнувшись в планшет - надо ведь и под ноги смотреть! Поэтому при чтении карты нужно стараться запомнить участок предстоящего маршрута, выделить ориентиры, на которые придется обращать внимание и при движении мысленно сравнивать картинку с местностью. Для того, чтобы на карте быстро найти нужное место, сначала выделите взглядом заметные знакомые ориентиры, а затем, отталкиваясь от них, проследите свой маршрут до текущей точки. В спортивном ориентировании спортсмены всегда держат карту так, чтобы ноготь большого пальца находился на текущей точке стояния, и не тратят каждый раз время на то, чтобы вновь ее отыскать.
• Умение запоминать пройденный путь тоже важно. Нужно фиксировать в памяти основные ориентиры, чтобы можно было при необходимость вернуться тем же путем или составить описание, отчет.

Как обращаться с картой

Если карту жалко портить, ее убирают в специальный планшет или прячут поглубже в рюкзак.

Гораздо удобнее брать копию карты (сделать ксерокс или распечатать). При этом:

• можно сделать карту на интересующий район, а не тащить с собой весь атлас
• можно сделать удобный масштаб, например, увеличить изображение для повышения читаемости
• карту не надо особо беречь, достоточно вставить в прозрачный файл. можно как угодно подворачивать карту на ходу.
• карту можно носить в кармане.
• можно выкинуть после похода или пустить пройденные листы на растопку костра.
• копия, как правило, черно-белая, к этому надо привыкнуть, но ч/б карты вполне хватает.

Еще пара приемов, облегчающих работу с картой:

• При движении карту удобно сгибать и подворачивать так, чтобы видеть только текущий отрезок пути.
• Если карту носят в руке, большой палец держат на текущей точке и смещают по мере движения. Это называется "метод большого пальца".
• Прежде чем начать читать карту, ее сразу же необходимо сориентировать. Вас не должно смущать, если надписи при этом окажутся "кверх ногами", зато так гораздо удобнее сличать карту с местностью.

Как обращаться с компасом

• носить на руке, на шее, на пальце, в кармане, в рюкзаке
• держать горизонтально
• не трясти
• опасаться пузырей в колбе

Ночное ориентирование

• ночью тоже видно
• падает скорость
• более строго следить за азимутом

Спутниковая навигация

Как работает система GPS?

GPS - Global Positioning System - система глобальной спутниковой навигации, разрабатывается америкосами с 1977 года . Полностью развернута в 1993г.

Сеть искусственных спутников равномерно “покрывает” всю земную поверхность. В состав "созвездия" входит 21 основной и 5 запасных спутников на 6 орбитах. Плоскости орбит наклонены на угол около 55° к плоскости экватора и сдвинуты между собой на 60° по долготе. Радиусы орбит - 26 тыс. км, период обращения - около 12 ч. В любой момент времени в любой точке Земли могут быть видны от 5 до 12 спутников одновременно.

Принцип работы:

Орбиты вычисляются с очень высокой точностью, поэтому в любой момент времени известны координаты каждого спутника. Спутники непрерывно излучают сигналы точного времени в направлении Земли. Эти сигналы принимаются GPS-приемником, который вычисляет время задержки сигнала (сравнивая с собственными внутренними часами). Зная задержку радиосигнала, распространяющегося со скоростью света, можно вычислить расстояние до спутников. А зная расстояния от точки до трех точек с известными координатами можно вычислить трехмерные географические координаты (широту, долготу и высоту) самой этой точки, что нам и требуется.

Итак, в теории для определения координат достаточно трех спутников. Но в реальных условиях всегда существует ошибка синхронизации внутренних часов GPS-приемника с бортовыми часами спутников. (Отсчеты системного времени на всех спутниках очень точны и синхронизированы между собой.) Из-за смещения часов приемника относительно системного времени на поправку dT, в приемнике вычисляется лишь "псевдодальность" до спутников.

Так как поправка dT для всех спутников одинакова (их часы точно синхронизированы), то, получив псевдодальности до четырех спутников, можно решить систему уравнений с 4-мя неизвестными, получив трехмерные координаты точки приемника и точное время.

Избыточные измерения (сверх четырех) позволяют повысить точность определения координат и обеспечить непрерывность решения навигационной задачи. Если приемник установлен на движущемся объекте и наряду с "псевдодальностями" измеряет доплеровские сдвиги частот радиосигналов, то может быть вычислена и скорость объекта.

Что дает использование GPS?

Безусловно, использование GPS-приемника очень полезно при ориентировании в путешествиях. На экране прибора вы, поймав сигнал со спутников, видите свое местоположение относительно других ориентиров. Точность очень приличная - сделав пару шагов, вы видите, в какую сторону перемещаетесь.

• Преимущества следующие:
  • возможность определения своего местоположения в любое время суток, в любую погоду, в любой точке земли.
  • возможность записи поройденного трека, по которому всегда можно вернуться назад, определить протяженность пути и т. п.
  • возможность определения расстояний до выбранных точек, а также определение высоты и скорости передвижения.
• Но есть и недостатки:
  • ориентирование невозможно, если в прибор не залиты карты или хотя бы опорные точки местности. Точные географические координаты вам вряд ли помогут найти путь =)
  • возможности приема спутников ограничены рельефом. Приемником невозможно пользоваться под землей, в помещениях, в глубоких оврагах и даже в густом лесу.
  • сложный прибор требует бережного обращения, а также... батареек. Они могут сдохнуть в самый неподходящий момент, и если нет других приспособлений для навигации (карты и компаса), то вы окажетесь в трудной ситуации.

Более подробно приемы работы с GPS-приемниками будут описаны в других статьях.