XI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Умение ориентироваться на местности, важнейшее условие выживания человека при автономном пребывании в природной среде

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Мартынова В.Е. 1

---

1МБОУ Сельцовская СОШ

Мартынова Н.С. 1

---

1МБОУ Сельцовская СОШ

Работа в формате PDF

877.4 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Всегда полезно обладать навыками ориентирования. Особенно в наше время, когда все привыкли доверять электронике и полагаться только на навигаторы. Однако, электронике свойственно выходить из строя, да и просто нужен источник питания. В ситуации, когда всего этого под рукой нет, данное умение вполне способно спасти вам жизнь. Поэтому я и выбрала эту тему.

Умение ориентироваться на местности — это первое условие безопасного пребывания человека в природных условиях. Ориентироваться на местности — это значит уметь:

определять стороны горизонта и представлять себе, где находится юг, север, восток и запад;

определять своё местонахождение на местности относительно местных предметов, а также форм рельефа (холм, овраг, берег реки и др.);

выбрать нужное направление движения, чтобы выйти в намеченное место;

выдерживать во время движения выбранное направление, чтобы не сбиться с намеченного пути. 

При ориентировании в природных условиях необходимо прежде всего хорошо знать наиболее характерные местные предметы по маршруту движения (развилка дорог, характерный изгиб реки, отдельное дерево, лесная поляна и др.), которые необходимо использовать как маяки, указывающие ваше местоположение и нужное направление движения.

Для определения сторон горизонта необходимо уметь пользоваться компасом, солнцем и часами, определять стороны горизонта по Полярной звезде.

Для ориентирования на местности, если показ проходит по неизвестному для вас маршруту, необходимо уметь ориентироваться по компасу и карте.

Актуальность: ориентирование на местности, не менее важная тема. Так как, потерявшись, в какой-либо местности, человеку необходимо знать элементарные способы ориентирование без карты. Заблудившись в лесу, или же в горах, в степи, вам необходимо определить стороны горизонта для верного движения. Так же нужно обращать внимание на расположение признаков местных предметов. Наиболее известные методы определения сторон горизонта не всегда верны, нужно обращать внимание на их расположение, иначе вы можете окончательно сбиться с пути.

Цель работы: показать сущность ориентирования на местности, расписать наиболее распространенные способы определения сторон горизонта. Определить верность народных методов ориентирования.

Гипотеза: если подробно изучить способы ориентирования на местности без карты, то это даст возможность выжить в условиях автономного пребывания в природной среде.

Задачи:

Изучить способы ориентирования

Провести опрос среди учащихся, чтобы узнать уровень знаний на данную тему

Проверить один из способов ориентирования на практике

Разработать буклет «6 способов ориентирования»

Объектом исследовательской работы является ориентирование на местности.

Предметом – способы ориентирования без навигационных систем и компаса.

Точное ориентирование на местности, особенно в сложной обстановке, является одним из важнейших условий успешного перехода и выхода к намеченной цели. С помощью топографической карты, компаса и навигатора можно легко достичь своей цели. Ну а если же у вас нет с собой ни карты, ни компаса, ни навигатора. Что же делать?

Существует много различных способов ориентирование без карты. К основным из них можно отнести ориентирование по компасу и расположению небесных светил и Луны. Также нам могут помочь, в определении сторон горизонта, растения и животные. Следует обращать внимание на особенности местности.

Виды и средства ориентирования

Ориентирование по местным признакам

Ориентирование по Солнцу и звездам

Если же у вас нет с собой компаса, то найти верный путь можно с помощью солнца и звезд.

В северных широтах, в летние ночи, от близости зашедшего Солнца к горизонту северная сторона неба самая светлая, южная - более темная.

Самое высокое положение Солнца определяется по длине самой короткой тени, что соответствует полудню, а ее направление в северном полушарии указывает на север. Это соответствует действительности только между Северным полюсом и северным тропиком. Правило применимо в следующих случаях:

а) когда Солнце находится в зените (тень в основании предмета);

б) на экваторе, где полуденная тень полгода направлена на север (с 24 сентября по 20 марта) и полгода на юг (с 21 марта по 23 сен­тября);

в) в широтах между экватором и тропиками, где тень также меняет направление.

В южном полушарии, наоборот, тень указывает на юг.

С помощью часов.

С относительной точностью стороны горизонта можно определить по Солнцу с помощью часов. Для этого, держа часы горизонтально, нужно повернуть их так, чтобы часовая стрелка была направлена на Солнце. В этом случае биссектриса угла между часовой стрелкой и направлением на цифру 12 на циферблате покажет на юг. Следует помнить, что до полудня надо делить угол на циферблате, который часовая стрелка должна пройти до 12 часов, а после полудня - тот угол, который она прошла после 12 часов.

Ориентирование по полярной звезде.

Безоблачной ночью стороны горизонта легче всего определить по Полярной звезде, всегда указывающей направление на север с точностью до 1°. Чтобы найти на небосклоне эту звезду, находящуюся в созвездии Малой Медведицы, надо отыскать созвездие Большой Медведицы, которое представляется в виде огромного, хорошо заметного ковша из семи ярких, далеко отстоящих друг от друга звезд. Если через две крайние звезды ковша провести воображаемую прямую, а расстояние между ними отложить по этой линии пять раз, то на конце последнего отрезка будет видна неяркая звезда — это и есть Полярная - первая звезда ручки ковша Малой Медведицы.

Ориентирование по луне

Ночью и вечером можно ориентироваться по луне. Для этого нужно знать, как выглядят основные фазы луны.

Различают четыре основные фазы луны.

Новолуние. Луна находится между Землей и Солнцем, в это время к земле обращена теневая сторона Луны, и мы ее не видим.

Первая четверть. Луна видна вечером в юго-западной стороне неба в виде светлого полукруга, обращенного выпуклостью вправо.

Полнолуние. Луна освещена вся полностью и имеет вид яркого диска.

Последняя четверть. Луна видна под утро в юго-восточной стороне неба в виде светлого полукруга, обращенного выпуклостью влево.

Чтобы иметь возможность ориентироваться по луне, нужно запомнить следующее. Серп «молодой» луны, изогнутый в правую сторону, виден вечером в западной стороне неба и заходит вскоре после захода солнца. В первой четверти луна бывает на юге около 7 часов вечера. Полная луна в южном направлении наблюдается около 1 часа ночи. В 10 часов вечера она бывает в юго-восточной стороне неба, а в 4 часа утра - на юго-западе. Луна в последней четверти находится на юге в 7 часов утра. Серп «старой» луны, напоминающий букву «С», виден утром, незадолго до восхода солнца, в восточной стороне неба. Зная это, вы по положению луны и ее фазе легко определите точки горизонта.

Ориентирование по растениям и животным

Растительному и животному миру свойственны некоторые особенности, которые можно использовать для определения сторон горизонта. Однако ориентирование по растениям и животным менее надежно, чем простейшие астрономические приемы, поэтому пользоваться ими можно только в крайних случаях, например, в пасмурную погоду, когда не видно ни Солнца, ни звезд.

Многие приемы ориентирования получили широкую известность, хотя в их основу положены ошибочные представления. Например, часто приходится слышать и читать, что у деревьев с южной стороны кроны более пышные, чем с северной, и это может служить указанием сторон горизонта. На самом деле ветки деревьев в лесу развиваются в сторону свободного пространства, а вовсе не к югу. Даже у отдельно стоящих деревьев конфигурация кроны зависит в основном от направления господствующих ветров и от других причин. Правда, бывают случаи, когда указанный выше признак оправдывается. В некоторых районах Южного Урала приходилось наблюдать березы, кроны которых были особенно пышными именно с южной стороны. Но, разумеется, делать из подобных наблюдений обобщающие выводы не следует. Другое распространенное заблуждение связано с мнимой возможностью ориентирования по годичным кольцам прироста древесины на пнях спиленных деревьев. Этим признаком пользоваться нельзя, так как образование годичных колец целиком зависит от особенностей роста растений. Полагают, что эти кольца шире с юга, чем с севера, но на самом деле многочисленные наблюдения указанной закономерности не обнаруживают. Оказывается, ширина колец зависит от целого ряда факторов (например, от направления ветров) и неравномерна не только по горизонтали, но и по вертикали. Изменение расположения годичных колец можно увидеть, если пилить дерево на различной высоте от земли.

Теперь обратимся к более надежным способам ориентирования по растениям. Мхи и лишайники на коре деревьев сосредоточены преимущественно на северной стороне. Сравнивая несколько деревьев, можно по этому признаку довольно точно определить линию север - юг. Стремление мхов и лишайников развиваться в тени позволяет использовать для ориентировки не только деревья, но и старые деревянные строения, большие камни, скалы и т. п. На всех этих предметах мхи и лишайники растут преимущественно с северной стороны.

Другим неплохим ориентиром может служить кора деревьев, которая обычно с северной стороны бывает грубее и темнее, чем с южной. Особенно это хорошо заметно на березе. Но этим признаком можно пользоваться, наблюдая окраску коры не одного дерева, а нескольких. После дождя стволы сосен обычно чернеют с севера. Это вызвано тем, что на коре сосны развита тонкая вторичная корка, которая образуется раньше на теневой стороне ствола и заходит по ней выше, чем по южной. Корка во время дождя набухает и темнеет. Если нет дождя, а стоит жаркая погода, то сосны и ели и в этом случае могут служить ориентиром. Надо только внимательно при­смотреться, с какой стороны ствола выделяется больше смолы. Эта сторона всегда будет южной.

В горах дуб чаще произрастает на южных склонах.

Ягоды и фрукты раньше приобретают окраску зрелости (краснеют, желтеют) с южной стороны.

Цветы подсолнечника всегда поворачиваются за солнцем и никогда не смотрят на север.

Около отдельно стоящих деревьев снег с северной стороны рыхлый, а с южной покрывается корочкой, потому что на него светит солнышко.

Следует обращать внимание и на траву, которая весной на северных окраинах полян более густая, чем на южных. Если взять отдельно стоящие пни, деревья, большие камни, то здесь, наоборот, трава растет гуще с юга от них, а с севера дольше сохраняется свежей в жаркое время года.
Изучение повадок животных нередко дает интересный материал для ориентирования, хотя при этом требуется еще более осторожный подход, чем при ориентировании по растениям. Вот некоторые сведения об особенностях поведения животных.

Муравьи устраивают свои жилища почти всегда к югу от ближайших деревьев, пней, кустов. Южная сторона муравейника более пологая, а северная крутая.

Степные пчелы строят свои жилища из очень прочного материала. Их гнезда помещаются на камнях или на стенах, обращенных всегда к югу, и похожи на комки грязи, отброшенные колесами повозок или лошадиными копытами. Трехпалые чайки, или моевки, гнездятся по скалам многочисленными стаями, причем их гнезда всегда расположены на западных и северо-западных берегах островов.

Определение сторон горизонта по особенностям местности.

Некоторые местные признаки могут служить простейшим, хотя и не очень точным «компасом» для путешественника.

Влажность почвы около больших камней, отдельных строений, пней служит своего рода ориентиром - летом, почва более увлажнена с севера от этих предметов, чем с юга.

Стороны горизонта можно найти по господствующим в данной местности ветрам, если заранее известно их направление.

В пустынях о направлении господствующих ветров можно судить по воздействию их на легко разрушающиеся горные породы: песчаники, известняки, лёссы и др.

Под влиянием ветра в таких породах часто образуются многочисленные параллельные борозды, разделенные острыми гребнями.

Один из признаков, по которому можно определить направление преобладающих в данной местности ветров - состояние растительности на склонах гор. На наветренных склонах, сильнее промерзающих зимой, растения часто бывают наклонены, указывая этим направление господствующих ветров. На преобладание ветров того или иного направления указывают также и флагообразные кроны деревьев.

В песчаных пустынях ветер создает своеобразные формы рельефа - дюны и барханы. Барханы представляют собой холмообразные - скопления песков в форме полумесяца. Их выпуклая часть всегда обращена к ветру. С подветренной стороны склоны барханов гораздо круче, чем с наветренной, а края вытянуты в форме рогов по направлению ветра.

Дюны - невысокие песчаные гряды, обычно не имеющие крутых склонов и вытянутые перпендикулярно к направлению ветра. Наветренные склоны дюн и барханов уплотнены. На них нередко образуется, песчаная рябь в виде параллельных валиков. Подвет­ренные склоны осыпающиеся, рыхлые.

Снег около скал, больших камней, пней оттаивает быстрее с южной стороны. В оврагах, лощинах, ямах он быстрее оттаивает с северной стороны, потому что на южные края углублений не попадают прямые лучи солнца, падающие с юга. На южных склонах гор и холмов образование проталин происходит тем быстрее, чем больше крутизна склонов.

У северной опушки леса почва освобождается из-под снега иногда на 10-15 дней позднее, чем у южной. В марте - апреле вокруг стволов отдельно стоящих деревьев и пней в снегу образуются лунки, вытянутые в южном направлении. Весной на обращенных к солнцу склонах во время таяния снега образуются вытянутые к югу выступы - «шипы», разделенные выемками, открытая часть которых обращена на юг.

Различные постройки в некоторых случаях тоже могут служить хорошими ориентирами. В основном это сооружения религиозного культа: церкви, мечети и другие, которые в соответствии с законами религии строились довольно строго ориентированными по сторонам горизонта. Алтари и часовни православных церквей обращены на восток, а колокольни - на запад. Опущенный край нижней перекла­дины креста на куполе обращен к югу, а приподнятый - к северу.

Выход из юрт обычно делают на юг. В домах сельской местности больше окон в жилых помещениях прорубается с южной стороны, а краска на стенах строений с южной стороны выцветает больше и имеет жухлый цвет.

В больших массивах культурного леса определить стороны горизонта можно по просекам, которые, как правило, прорубаются строго по линиям север-юг и восток-запад, а также по надписям номеров кварталов на столбах, установленных на пересечениях просек. На каждом таком столбе в верхней его части и на каждой из четырех граней проставляются цифры - нумерация противолежащих кварталов леса; ребро между двумя гранями с наименьшими цифрами показывает направление на север.

Ориентирование по компасу

Чтобы определить стороны горизонта по компасу, нужно отпустить тормоз магнитной стрелки и установить компас горизонтально. Затем повернуть его так, чтобы северный конец магнитной стрелки оказался против буквы С, которая обозначает север. При таком положении буквы В, З и Ю укажут соответственно направления на восток, запад и юг. Теперь, только следует выбрать направление своего движения и соответствовать ему.

Пользование компасов общеизвестно, и поэтому на этом нет нужды подробно останавливаться. Следует только знать, что при определении сторон горизонта по компасу необходимо учитывать магнитное склонение. В большинстве случаев направление, указы­ваемое магнитной стрелкой (магнитный меридиан), отклоняется от направления истинного меридиана (географического) на некоторый угол, который и называется магнитным склонением. Если его величина больше 3°, то при ориентировании карты или определении по ней азимута необходимо вводить поправку на магнитное склонение.

На местности часто приходится совершать переходы не по направлениям на стороны горизонта, а по любым другим заданным на­правлениям. В таких случаях пользуются азимутами.

Азимут — это горизонтальный угол, измеренный от северного направления меридиана до направления на предмет по ходу часовой стрелки. Если азимут измерен от истинного меридиана, то он будет истинным, а если он измерен от магнитного меридиана - он будет магнитным. Магнитные азимуты на местности определяются с помощью компаса по его шкале. Шкала компаса Адрианова разделена на 120 делений, каждое деление равно 3°. Для определения азимута на какой-либо местный предмет нужно встать лицом к предмету, придать компасу горизонтальное поло­жение и отпустить тормоз магнитной стрелки. Когда стрелка успокоится, совместить нулевой штрих шкалы с северным концом стрелки. В этом положении компас будет ориентирован, то есть буква С на шкале укажет направление на север. Затем, поворачивая крышку, установим ее так, чтобы прорезь была направлена к нам, а мушка - точно в сторону предмета. Отсчет против указателя у мушки покажет значение азимута на данный предмет.

Но пользоваться компасом не везде возможно. Например: в районах природных магнитных аномалий, во время грозы, вблизи линий электропередач и электрифицированных железных дорог, около больших масс железа показания компаса искажаются, и ориентироваться приходится другими способами. Не совсем точно компас может показывать в горах и уж совсем большие ошибки наблюдаются вблизи Северного полюса.
Поэтому, перед любым выходом на местность нужно проверить исправность компаса. Для этого, компас с отпущенным тормозом устанав­ливается в горизонтальное положение. Поднеся к стрелке какой-либо стальной или железный предмет, выводят стрелку из равновесия и следят, устанавливается ли она на исходное положение. Если стрелка на прежнем отсчете не останавливается или долго не успокаивается - компасом пользоваться нельзя. При передвижении стрелка компаса должна быть остановлена тормозом, иначе от постоянного сотрясения она размагнитится и компас выйдет из строя.

Если компаса нет, ориентироваться можно по часам, небесным светилам, местным предметам и природным признакам. Попав в незнакомую местность и испытывая необходимость в ориентировании, в первую очередь нужно использовать небесные светила, даю­щие наиболее надежные способы определения сторон горизонта. Однако следует иметь в виду, что отдельно взятые природные при­знаки не всегда могут давать достоверную информацию, так как условия их формирования во многом зависят от местных условий. Поэтому для более точного определения сторон горизонта нужно оценивать сразу несколько признаков. Это поможет избежать грубой ошибки. Полезно запомнить несколько простых правил ориентирования по природным признакам.

Современные средства ориентирования

История географической карты, история картографии неразрывно связано с историей человеческого общества. Возникнув на заре человеческой цивилизации, задолго до возникновения письменности, картографические изображения служили сначала для передачи сообщений о местах добычи пищи и охоты, затем постепенно они приобретали все большее и большее значение для передачи другой информации об окружающем человеке пространстве, превратившись, наконец, в универсальное средство передачи фактически любой пространственной информации. Картографические изображения создавались на самом разнообразном материале – на каменных скалах (петроглифы), пергаменте, бумаге и т. п. Эскимосы Гренландии их составляли из отдельных камней или чертили на песке, аборигены Маршалловых островов конструировали карты из черенков пальмовых листьев и ракушек, в Древнем Вавилоне для рисования карт использовались глиняные таблички, в Египте – папирус, в Китае – бамбуковые палочки и шелк, в XX в. появились электронные карты.

Первые попытки создания карт были предприняты задолго до нашей эры. К наиболее древним из уцелевших картографических изображений относятся, например, план города на стене Чатал-Хююк (Турция), датируемый примерно 6200 г. до н. э. , картоподобное изображение на серебряной вазе из Майкопа (около 3000 г. до н. э. А Создателем первой географической карты считают древнегреческого ученого Анаксимандра. В VI в. до н. э. он начертил первую карту известного тогда мира, изобразив Землю в форме плоского круга, окруженного водой. В III в. до н. э. древнегреческий ученый Эратосфен написал книгу «Географика», впервые применив термины география, широта и долгота. Книга состояла из трех частей. В первой части была изложена история географии; во второй описаны форма и величина Земли, границы суши и океаны, климаты Земли; в третьей проведено деление суши на части света и сфрагеды - прообразы зон природы, а также сделано описание отдельных стран. Постепенное расширение использования карты в различных сферах деятельности человека обусловливало развитие и совершенствование условных знаков карты и ее оформления. Картография с эпохи Возрождения становится частью искусства. К созданию карт привлекаются величайшие мастера, художники – Леонардо да Винчи, Альбрехт Дюрер. Карты делаются по заказу вельмож, ими украшаются дворцы и галереи. Карты становятся и предметом коллекционирования.

История компаса

Изобретение компаса приписывают китайцам. Изобретение компаса приписывают китайцам. Они много столетий его использовали, но не для целей навигации, а для ориентации своих построек. Это всем известный фэн-шуй. А само слово ориентация восходит к расположению строений в сторону востока. В Древнем Риме все постройки и участки земли были прямоугольной формы с ориентацией точно по сторонам света. Все видели планировки их городов, расчерченные на прямоугольники. И собственно понятие ориентации использовалось древними только для целей строительства.

Магнит в Европу из Китая привез в 1260 году Марк Павел Венициан (Марко Поло). Неаполитанский купец Дамалфий открыл способность магнита указывать на магнитный полюс, а Иоанн Жира построил в 1300 году магнитный компас.

(Магнитный полюс не совпадает с географическим)

• Координаты северного магнитного полюса 72°N 96°W

• Координаты южного магнитного полюса 70°S 150°Ost

Впрочем, не факт, что мы его там найдем - магнитные полюса блуждают, поэтому для определения направления штурману необходимо учитывать магнитное склонение, т. е. расхождение с направлением на географические полюса в данной точке в данное время. А еще на стрелку компаса влияет металлическая масса корпуса судна (это называется девиацией), кроме того, бывают магнитные аномалии и магнитные бури. Однако с наступлением эпохи великих географических открытий удобнее все-таки стало использовать компас, так как ранние способы навигации использовали только локальные ориентиры, такие как маяки, скалы, очертания побережий. Компас произвел такой же переворот в мореплавании, какой порох — в военном деле, а переделочный процесс — в металлургии. Он был первым навигационным прибором, позволившим прокладывать курс в открытом море. Вооружившись компасом, испанские и португальские моряки в конце XV века отважились на далекие плавания. Они оставили морские берега (к которым мореплавание было привязано на протяжении нескольких тысячелетий) и пустились в плавание через океан.

Первые навигационные приборы.

Мы видим, что главным в навигации является определение местоположения наблюдателя. И локальных ориентиров для этого более чем достаточно. В более позднее время начали определять местоположение сначала по солнцу, потом по звездам. Появлялись специальные навигационные приборы. Они измеряли углы возвышения солнца или навигационных звезд. Армиллярная сфера, как астрономический инструмент, появилась в 6 в. до н. э. Астролябия – во 2 в. до н. э. Потом были квадранты, октанты и, наконец, всем известный секстант. Идею его создания высказал еще И. Ньютон. Однако позже он был заново изобретен в 18 веке. Все эти приборы до второй половины 18 века позволяли вычислять только широту. А долготу научились вычислять с помощью хронометра. Современные способы определения местоположения появились в 1875 году. Точное определение местонахождения требует наличия сложных навигационных приборов, точных знаний и навыков проведения расчетов, а также наличия специальных таблиц.

Для целей геодезии используются еще более точные приборы, называемые теодолитами. Они позволяют производить точные измерения углов, а иногда и расстояний между местными ориентирами. Первые точные карты были созданы именно благодаря таким приборам. А компас играл вспомогательную роль в указании севера на карте. Да и то, с ошибками из-за неравномерности магнитного поля.

В XIX веке американец Сперри и немец Аншютц разработали первые гирокомпасы. Работа гирокомпасов основана на свойстве гироскопа сохранять неизменным направление оси вращения в пространстве. Гирокомпасы точнее, чем магнитные, да и работать с ними проще, только они весьма сложны и соответственно дороги.

Радиоэлектронные системы навигации, история которых начинается со времен Второй мировой войны, позволяют бортовым приборам быстро и автоматически определять и указывать местоположение, а при необходимости и скорость, в любых погодных условиях. В наши дни многие такие системы, созданные в военных целях, обслуживают и гражданских пользователей.

Создание спутниковой навигации

Идея создания спутниковой навигации родилась ещё в 50-е годы. В тот момент, когда СССР был запущен первый искусственный спутник Земли, американские учёные во главе с Ричардом Кершнером, наблюдали сигнал, исходящий от советского спутника и обнаружили, что благодаря эффекту Доплера частота принимаемого сигнала увеличивается при приближении спутника и уменьшается при его отдалении. Суть открытия заключалась в том, что если Вы точно знаете свои координаты на Земле, то становится возможным измерить положение спутника, и наоборот, точно зная положение спутника, можно определить собственные координаты.

Реализована эта идея была через 20 лет. Первый тестовый спутник выведен на орбиту 14 июля 1974 г США, а последний из всех 24 спутников, необходимых для полного покрытия земной поверхности, был выведен на орбиту в 1993 г. , таким образом Глобальная система позиционирования или сокращённо GPS встала на вооружение. Стало возможным использовать GPS для точного наведения ракет на неподвижные, а затем и на подвижные объекты в воздухе и на земле. Также с помощью системы, вмонтированной в спутники, стало реально определять мощные ядерные заряды, находящиеся на поверхности планеты.

Первоначально GPS — глобальная система позиционирования, разрабатывалась как чисто военный проект. Но после того, как в 1983г. был сбит вторгшийся в воздушное пространство Советского Союза самолёт Корейских Авиалиний с 269 пассажирами на борту, президент США Рональд Рейган разрешил частичное использование системы навигации для гражданских целей. Но точность была уменьшена специальным алгоритмом.

Навигационные системы первого поколения, построенные на базе низкоорбитальных спутников, разрабатывались и вводились в строй в 60–70 гг. США была разработана система навигации для ВМС под названием NNSS (Navy Navigation Satellite System), впоследствии получила наименование TRANSIT. В ее состав входили спутники типа Oscar и Nova.

С 1967 г. TRANSIT находится в открытом коммерческом использовании, позволяя с помощью малогабаритных приемников GEOCEIVER определять координаты с метровой точностью. С помощью этой системы, в частности, в СССР и затем в России в 1984–1993 гг. была создана допплеровская геодезическая сеть. Помимо этого, в нашей стране разрабатывалась собственная аналогичная система – ЦИКАДА. К этому типу систем можно отнести и международную систему обнаружения терпящих бедствие КОСПАС-SARSAT. Но настоящую революцию в навигации и геодезии произвели спутниковые системы следующего поколения – GPS в США и ГЛОНАСС в СССР.  

Система GPS навигации

При включении GPS приемник должен определить, в какой части земного шара он находится, какое текущее время и какие спутники доступны. Эту информацию, называемую альманахом, передают все спутники GPS системы, что позволяет грубо вычислять положение приемников. Время жизни альманаха составляет 2-3 месяца. Эфемериды содержат более точные данные о местоположении каждого спутника в отдельности. Время жизни эфемериды составляет 4-6 часов. От наличия этих данных зависит время инициализации приемника. Дополнительные ошибки в определении координат GPS приемника вносят разнообразные факторы, а именно: плотная городская застройка, рельеф местности, погодные явления, плотные кроны деревьев, бытовые радиоприборы, кузов автомобиля и даже человеческое тело, если ваш GPS висит на поясе. Главное правило – спутники (минимум 4) должны быть в зоне прямой видимости. В этом случае точность будет максимальная. Приемники на новых чипсетах SIRF StarIII (2006), SiRFatlas (2008) и SiRFprima (2008) способны достойно работать даже в экстремальных условиях перекрытия и переотражения сигналов. Система GPS была признана готовой к эксплуатации в 1995 г. , хотя еще до этого спутниковая навигация широко применялась как на транспорте и в быту, так и военными – в частности, в ходе войны в Персидском заливе в 1991 г.

Согласно данным Canalys 2008 г., около 80% мировых продаж индивидуальных навигаторов приходится на три компании: Garmin (33. 7%), TomTom (29. 4%) и MiO Technology (18. 3%), известная также как Mio. Остальную часть рынка делят множество других компаний, менее известных, или подразделений таких гигантов, как «Sony»

ГЛОНАСС

ГЛОНАСС (Глобальная Навигационная Спутниковая Система) – стала разрабатываться в СССР также в середине 70-х гг. и в 1993 г. была официально принята в эксплуатацию МО РФ (Министерство обороны России). Американская GPS и отечественная ГЛОНАСС концептуально аналогичны и отличаются некоторыми аспектами технической реализации. В их основе - орбитальные группировки спутников на круговых орбитах. Высота орбит такова, что спутники совершают примерно два оборота вокруг Земли в сутки (у GPS – высота орбиты 20150 км и период обращения 11 часов 57 минут, у ГЛОНАСС – 19100 км и 11 часов 16 минут соответственно). Спутники распределены по нескольким орбитальным плоскостям – в ГЛОНАСС их три, в GPS – шесть. В обеих системах в полной конфигурации действуют 24 спутника плюс 3 резервных. Пользовательские приемники позволяют определить местоположение, регистрируя излучаемые видимыми в данной точке спутниками сигналы. Обе системы фактически дают возможность определять не только координаты, но и время с высокой точностью. Сама эта точность зависит от целого ряда факторов – как технических, так и политических. При использовании обычного приемника GPS удается получать точность порядка единиц метров. До 2000 г. сигнал GPS, предназначенный для обычных пользователей, намеренно искажался, что вело к снижению точности (так называемый режим селективного доступа). Историческим стало решение президента Клинтона. Он 1 мая 2000 г. специальным распоряжение отменил загрубление сигналов. Ситуация изменилась разительно. Специальные режимы работы (дифференциальный, двухчастотный, фазовые измерения) позволяют получать точность намного более высокую. Например, измерения фазы, несущей в GPS-приемниках (реализованные в серийной и имеющейся на рынке аппаратуре) позволяют получать точность определения расстояний между приемниками порядка 1 см + 1 мм на 1 км расстояния между ними. Не совсем ясно, какой уровень точности сможет обеспечивать ГЛОНАСС даже при гипотетической ситуации полного развертывания. Сообщалось, что ее удалось улучшить до 1 метра. Открытость GPS привела к быстрому насыщению рынка недорогими, надежными и эффективными приемниками различных классов. Региональные дифференциальные системы начинают развиваться и в России

Галилео

Галилео (Galileo) — европейский проект спутниковой системы навигации. Европейская система предназначена для решения навигационных задач для любых подвижных объектов с точностью менее одного метра. Ныне существующие GPS-приёмники не смогут принимать и обрабатывать сигналы со спутников Галилео, хотя достигнута договорённость о совместимости и взаимному дополнению с системой NAVSTAR GPS третьего поколения. Так как финансирование проекта будет осуществляться в том числе, за счёт продажи лицензий производителям приёмников, следует так же ожидать, что цена на последние будет несколько выше сегодняшних.

Помимо стран европейского сообщества достигнуты договорённости на участие в проекте с государствами: Китай, Израиль, Южная Корея, Украина и Россия. Кроме того, ведутся переговоры с представителями Аргентины, Австралии, Бразилии, Чили, Индии, Малайзии. Ожидается, что Галилео войдёт в строй в 2013, когда на орбиту будут выведены все 30 запланированных спутников (27 операционных и 3 резервных). Компания Arianespace заключила договор на 10 ракет-носителей "Союз" для запуска спутников начиная с 2010 года. Космический сегмент будет дополнен наземной инфраструктурой, включающей в себя два центра управления и глобальную сеть передающих и принимающих станций.

В отличие от американской GPS и российской ГЛОНАСС, система Галилео не контролируется ни государственными, ни военными учреждениями. Разработку осуществляет ЕКА.

Особенности основных систем спутниковой навигации (NAVSTAR и ГЛОНАСС)

Обе системы имеют двойное назначение — военное и гражданское, поэтому излучают два вида сигналов: один с пониженной точностью определения координат (~100 м) для гражданского применения и другой высокой точности (~10-15 м и точнее) для военного применения. Для ограничения доступа к точной навигационной информации вводят специальные помехи, которые могут быть учтены после получения ключей от соответствующего военного ведомства (США для NAVSTAR и России для ГЛОНАСС). В настоящее время эти помехи отменены, и точный сигнал доступен гражданским приёмникам, однако в случае соответствующего решения государственных органов стран-владельцев военный код может быть снова заблокирован (в системе NAVSTAR это ограничение было отменено только в мае 2000 года и в любой момент может быть восстановлено).

Обе системы используют сигналы на основе т. н. «псевдошумовых последовательностей», применение которых придаёт им высокую помехозащищённость и надёжность при невысокой мощности излучения передатчиков.

Каждый спутник системы, помимо основной информации, передаёт также вспомогательную, необходимую для непрерывной работы приёмного оборудования. В эту категорию входит полный альманах всей спутниковой группировки, передаваемый последовательно в течение нескольких минут. Таким образом, старт приёмного устройства может быть достаточно быстрым, если он содержит актуальный альманах (порядка 1-й минуты) — это называется «тёплый старт», но может занять и до 15-ти минут, если приёмник вынужден получать полный альманах — так называемый «холодный старт». Необходимость в «холодном старте» возникает обычно при первом включении приёмника, либо если он долго не использовался.

Для подавления сигналов спутниковых навигационных систем используются передатчики активных помех.

Вспомним и о системе GPRS.

GPRS (англ. General Packet Radio Service — пакетная радиосвязь общего пользования) — надстройка над технологией мобильной связи GSM, осуществляющая пакетную передачу данных. GPRS позволяет пользователю сети сотовой связи производить обмен данными с другими устройствами в сети GSM и с внешними сетями, в том числе Интернет. GPRS предполагает тарификацию по объёму переданной/полученной информации, а не по времени, проведённому онлайн. Эта система является незаменимым помощником для владельца такого телефона.

Развитие спутниковых систем навигации играет огромную роль не только в нашей стране, но и во всем мире.

Подводя итоги вышеизложенному, можно сказать, что вырабатываемая концепция развития спутниковой связи должна основываться на действующих в настоящее время законодательных актах и учитывать особенности спутниковых систем, к которым следует отнести чрезвычайно высокую стоимость проектов, длительные сроки окупаемости и эксплуатации таких систем. При этом нельзя забывать о довольно высокой рентабельности, усредненной за срок активного существования спутника на орбите, а также о необходимости учета быстро меняющихся технологических требований и постоянном возникновении задач по обеспечению кардинально новых услуг связи.

Исследование. Умение ориентироваться на местности, важнейшее условие выживания человека при автономном пребывании в природной среде

Основные причины и проблемы вынужденного автономного существования человека в природе.

Нередко случается так, что человек оказывается по воле случая один на один среди дикой природы, «выпадает» из привычных условий проживания, лишается привычного образа жизни. Трудно представить себе, как поведет себя человек в дали от цивилизации, например, в безлюдной местности, непроходимом лесу или тундре, океане или пустыне. В этом случае у него возникает проблема автономного существования (выживания) в природных условиях. Под термином «выживание» понимают активную деятельность человека, направленную на сохранение жизни, здоровья и работоспособности в экстремальных условиях.

Автономное существование — наиболее опасная экстремальная или аварийная ситуация, так как положение человека, оказавшегося один на один с природной средой, обычно возникает неожиданно и вынужденно, причем помощь извне проблематична.

Аварийная ситуация обычно возникает внезапно, и ее развитее не всегда можно предсказать заранее. В связи с этим обстоятельством порядок действий в таких ситуациях зависит от конк­ретной обстановки.

Опыт многих людей, оказавшихся в экстремальных ситуациях, связанных, например, с авариями транспортных средств (самолета, поезда, судна, автотранспорта и т.п.), позволил специали­стам выявить общую схему первоочередных действий в целях спасения жизни.

Необходимо воспользоваться следующими практическими рекомендациями:

перебраться самим и помочь перебраться пострадавшим в безопасное место;

необходимо взять с собой имущество, которое может пригодиться для автономного существования;

оказать пострадавшим первую медицинскую помощь;

сориентироваться на местности и уточнить свое местонахождение;

при неблагоприятных климатических условиях соорудить временное укрытие.

После выхода из опасной ситуации, непосредственно угрожающей жизни и здоровью, необходимо решить, что делать дальше: ждать помощи на месте или попытаться добраться до ближайшего населенного пункта.

Решение оставаться на месте аварии принимают при следующих обстоятельствах:

сигнал бедствия или сообщение о месте происшествия переданы при помощи аварийной радиостанции;

место происшествия точно не определено, местность незнакомая и труднопроходимая (например, горы, леса, болота, глубокие овраги, толстый слой снежного покрова и т.п.);

направление на ближайший населенный пункт и расстояние до него неизвестны;

большая часть людей не может самостоятельно передвигаться из-за болезни и полученных травм.

Приняв решение оставаться на месте аварии, следует придерживаться основных правил безопасного поведения в окружающей природной среде, которые позволят выжить и дождаться помощи спасателей.

Решение об уходе с места аварии принимается в следующих ситуациях:

точно известно местонахождение ближайшего населенного пункта, расстояние до него невелико и состояние здоровья людей позволяет преодолеть его;

возникла непосредственная угроза жизни: лесной пожар, разлом ледяного поля, наводнение, селевой поток и т.п.;

люди не могут быть обнаружены спасателями на этом месте из-за окружающей их густой растительности;

в течение трех суток нет связи и помощи.

На месте происшествия необходимо обозначить направления своего ухода, например, выложить стрелку, сделать зарубки на деревьях, связать пучки травы и т.п.

Для правильного перемещения в природной среде необходимо знать, как ориентироваться на местности. Чтобы прожить в природных условиях хотя бы один день, необходимы умения обеспе­чить себя пищей и водой, соорудить временное укрытие от непогоды, а также позаботиться о личной безопасности. При этом необходимо знать особенности того места, где планируется отдых (горы, равнина, лес, вода); соблюдать правила безопасного поведения; уметь оказывать первую доврачебную помощь человеку, попавшему в беду.

Человек, оказавшись в условиях автономного существования в природе, должен решить многочисленные и сложные проблемы, связанные со своим выживанием. Такая ситуация накладывает определенный отпечаток на состояние и поведение человека. Он попадает в условия, к которым специально не готовился, его жизнь и здоровье зависят только от него самого. Безопасность человека в этих условиях полностью зависит от его духовных и физических качеств, его общей подготовки к пребыванию в природной среде и способности мобилизовать все свои знания, жизненный опыт и умения для достижения единственной цели: выжить и выйти к людям в привычную для человека окружающую социоприродную среду.

Опыт свидетельствует о том, что люди, оказавшиеся в силу различных обстоятельств один на один с природой, могут в течение достаточно длительного времени сохранять свои силы, надежно и безопасно осуществлять свою жизнедеятельность, защищать себя от неблагоприятных факторов. При встрече в пути с неожиданными препятствиями не следует спешить, необходимо постараться найти наименее рискованный способ их преодоления. Нельзя впадать в панику, нужно победить в себе страх, контролировать свои эмоции и действия. Следует помнить, что человек, умеющий сохранять самообладание, имеет больше шансов выжить в экстремальной ситуации.

Как вести себя человеку, оказавшемуся в экстремальных условиях природной среды? Если нет твёрдой уверенности в возможности быстро выйти из создавшейся ситуации, а обстановка не требует немедленного ухода с места происшествия, лучше остаться на месте, развести костёр, построить укрытие из подручных материалов. Это поможет хорошо защититься от непогоды и в течение длительного времени сохранять силы. Кроме того, в условиях стоянки значительно легче добывать пищу. В ряде случаев эта тактика облегчит действия поисково-спасательной службы, получившей информацию о происшествии в конкретном районе.

Приняв решение «остаться на месте», нужно составить план дальнейших действий, в котором предусмотреть следующие мероприятия:

определение своего местонахождения; защиту от неблагоприятного воздействия факторов окружающей природной среды; разведение костра; подачу сигналов бедствия; добывание пищи и воды; оказание самопомощи и профилактику заболеваний.

Ориентирование в населенном пункте по местным признакам

Зачастую непросто ориентироваться на местности в большом населенном пункте. А все из-за того, что ограничивается обзор. Здесь необходимо так определить маршрут, чтобы максимально уменьшить количество поворотов. Последние лучше выбирать там, где есть легко опознаваемый объект: мост, парк, церковь, промышленное предприятие или любое высокое здание.

Сложнее всего ориентироваться, даже с помощью карты, в разрушенных районах. Здесь лучше использовать навигационную аппаратуру, аэрофотоснимки (новые) и выбрать те ориентиры, которые нельзя уничтожить – вершины, хребты, реки, озера и другие гидрографические объекты – их можно сверять с картой. Также подойдут автомобильные и железные дороги, их разрушения, если таковы будут, могут носить локальный характер, что не помешают общему ориентированию на местности.

В зимнюю пору, когда формы рельефа из-за снега сглаживаются, лучше применять компас. Ориентирами в таком случае будут служить автомобильные и железные дороги, реки, мосты, населенные пункты.

Перейдём к исследовательской части.

Мною были проведены опросы обучающихся МБОУ «Сельцовская СОШ», из которого я выяснила, что:

Рисунок.1. Результаты опроса

Совместно с обучающимися 8,9 классов, мы опросили 70 учащихся 3-5-х классов.

Вопросы анкеты:

1. Какие способы определения сторон света без компаса вам известны?

2. Опишите один из них подробно.

Рисунок.2. Результаты опроса

Вывод:

Учащимся известны 5 способов определения сторон света без компаса.

Мы нашли и изучили 28 способов определения сторон света: по Солнцу, по Солнцу и карманным часам, по Полярной звезде, по Луне, по кроне отдельно стоящих деревьев, по пням, по ягодам и фруктам, по траве, по горной растительности, по снегу, по проталинам, по смоле на хвойных деревьях, по коре деревьев, по цветам и листьям некоторых растений, по муравейникам, по насекомым, по грибам, по птицам, по норам грызунов, по почве, по мхам и лишайникам, по просекам, по постройкам, по садовым саженцам деревьев.

Исследование проводилось в лесопарковой зоне п. Сельцо.

Таблица.1.

Выводы: 1. Ветви деревьев в лесу развиваются сильнее в сторону свободного места, а вовсе не к югу. Даже у отдельно стоящих деревьев форма кроны зависит в основном от направления господствующих ветров и от некоторых других причин

2. Образование годичных колец на пнях зависит целиком от особенностей роста растений. Ширина колец древесины зависит от целого ряда факторов (например, от направления ветров) и является неравномерной.

3.У перелётных птиц кроме миграций сезонных есть миграции кормовые. Поэтому направление их полёта не всегда является правильным ориентиром.

4. Наиболее точно ориентированы по сторонам света церкви старой постройки

Достоверность некоторых способов ориентирования

Рисунок.3. Достоверность способов ориентирования

Практическое использование работы:

1.Провели обучающие занятия среди учеников 3-4-х классов на уроках ОБЖ и окружающего мира.

2.Изготовили буклет «6 способов ориентирования» ( Практическое пособие для тех, кто боится заблудиться в незнакомой местности) и распространили среди учащихся 3-5-х классов.

Заключение

Благоприятный исход автономного существования зависит от многих факторов, но основной из них - прочные знания из различных областей. Желательно не просто знать, как вести себя в той или иной ситуации, но и уметь это делать, ибо, когда положение становится угрожающим, поздно начинать учиться.

В условиях автономного существования рано или поздно наступает критический момент, когда непомерные физические и психические нагрузки, кажущаяся бессмысленность дальнейшего сопротивления подавляют волю. Человеком овладевают пассивность, безразличие. Его уже не пугают возможные трагические последствия непродуманных ночевок, рискованных переправ. Он не верит в возможность спасения и поэтому гибнет, не исчерпав до конца запасов сил, не использовав запасы продовольствия.

Выживание, основанное только на биологических законах самосохранения, кратковременно. Желание выжить должно быть осознанным и целенаправленным и должно диктоваться не инстинктом, а сознательной необходимостью. Если у человека оказавшемуся в экстремальных условиях природной среды нет твёрдой уверенности в возможности быстро выйти из создавшейся ситуации, а обстановка не требует немедленного ухода с места происшествия, лучше остаться на месте, с ориентироваться на местности, развести костёр, построить укрытие из подручных материалов. Это поможет хорошо защитится от непогоды и в течение длительного времени сохранять силы. В ряде случаев эта тактика облегчит действия поисково-спасательной службы, получившей информацию о происшествии в конкретном районе.

Проведя исследование, я выяснила, что ориентирование по местным признакам даёт приблизительное представление о расположении сторон горизонта. Поэтому нельзя ограничиваться одним методом ориентирования, т. к. даже незначительная погрешность в градусах даёт большую погрешность в метрах.

Опросив обучающихся школы, я сделала выводы, что опрашиваемые знакомы с ориентированием и в случае вынужденной автономии вполне справятся с такой задачей, как определение сторон горизонта.

Благодаря изученному мною материалу, гипотеза, выдвинутая в начале проекта, подтвердилась, а цель работы была достигнута.

Список литературы:

Куприн А.М. Занимательно об ориентировании. М., Просвещение, 1980

Берестов В. Как найти дорожку. К., Веселка,1989

Некляев C. Э. Поведение учащихся в экстремальных условиях природы. М.: Гуманит. Изд. Центр ВЛАДОС, 2003

Латчук, В.Н. Основы Безопасности жизнедеятельности 10 класс/ В.Н. Латчук – Москва: Дрофа, 2017 – 320 с

Чаругин, В.М. Астрономия 10-11 класс / В.М. Чаругин – Москва: Просвещение, 2018 -144 с

http://info-4all.ru/drugoe/zachem-nuzhno-umet-orientirovatsya-na-mestnosti/

http://info-4all.ru/puteshestviya-i-turizm/kak-sdelat-kompas-iz-podruchnih-sredstv/

http://studbooks.net/664309/turizm/vidy_orientirovaniya

https://studfiles.net/preview/5331365/page:4/

http://kombat.com.ua/stat17.html

http://www.faq-howto.ru/tourism/kak-bez-kompasa.html

http://vudka.ru/orientirovanie-bez-kompasa.html

http://hibaratxt.narod.ru/karemansprav/index05.html

http://www.rodina-ru.com/Statyi/gto1.php

http://forpostspb.narod.ru/Travel/PP_bezkompas.htm