Магнитные компасы

К.Е. ЯКОВЛЕВ 
Г.В. ХУДЯКОВ
Н.Н. ПАЛИЙ 
С.Ф. ЛАБУТИН
МАГНИТНЫЕ
КОМПАСЫ
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
Под редакцией Я.А. Ковалева
Москва
ИНФРА-М
2024

УДК 550.380.84(075.8)
ББК 39.471-521.1я73
 
Я47
Р е ц е н з е н т :
Паткаускас А.В., кандидат технических наук, доцент
Яковлев К.Е.
Я47
  
Магнитные компасы: учебное пособие / К.Е. Яковлев, Г.В. Худяков, Н.Н. Палий, С.Ф. Лабутин ; под ред. Я.А. Ковалева. — Москва : 
ИНФРА-М, 2024. — 211 с. — (Военное образование).
ISBN 978-5-16-020022-4 (print)
ISBN 978-5-16-112550-2 (online)
Учебное пособие составлено по разделу «Магнитные компасы», входящему в состав программы учебной дисциплины «Автономные морские 
средства навигации» для специальности «Применение и эксплуатация технических систем надводных кораблей и подводных лодок».
Включены все основные теоретические и практические вопросы, отрабатываемые обучающимися при эксплуатации магнитных компасов.
Может быть полезным для подготовки офицеров штурманской специальности и вахтенных офицеров надводных кораблей.
УДК 550.380.84(075.8)
ББК 39.471-521.1я73
© Черноморское высшее 
военно-морское училище 
имени П.С. Нахимова, 2024 
© Яковлев К.Е., Худяков Г.В., 
Палий Н.Н., Лабутин С.Ф., 
2024
ISBN 978-5-16-020022-4 (print)
ISBN 978-5-16-112550-2 (online)

Условные обозначения
АЦП — аналого- 
цифровой преобразователь;
БПП — блок полупроводниковый;
БЧ — боевая часть;
БЧЭ — блок чувствительного элемента;
ДП — диаметральная плоскость;
ИК — истинный курс;
ИМ — измерительный модуль;
ИП — истинный пеленг;
ИРП — источник резервного питания;
КБ — курсовая батоксовая обмотка РУ;
КГ — курсовая горизонтальная обмотка РУ;
КК — компасный курс;
КП — компасный пеленг;
КУС — компенсирующее устройство;
КЧД — компенсатор четвертной девиации;
КШ — курсовая шпангоутная обмотка РУ;
КЭД — компенсатор электромагнитной девиации;
МИК — магнитный индукционный компас;
МК — магнитный курс;
МПЗ — магнитное поле Земли;
МФ — мягкие ферромагнетики;
МЧЭ — магнитный чувствительный элемент;
ОГ — основная горизонтальная обмотка РУ;
ОШТ — основная широтно- 
температурная обмотка РУ;
ПК — преобразователь курсовой;
ПКБ — проектное конструкторское бюро;
ПП — преобразователь первичный;
Р — репитер;
РУ — размагничивающее устройство;
СБР — станция безобмоточного размагничивания;
ТФ — твердые ферромагнетики;
3

Условные обозначения
УОВ — устройство обработки и вычисления;
ЦМ — центральная метка;
ЦП — центральный прибор;
ЦПУ — центральный пульт управления;
ЧЭ — чувствительный элемент;
ЭМД — электромагнитная девиация;
ЭМК — электромагнитный компенсатор;
d — девиация магнитного компаса;
Bz — индукция вертикальной составляющей магнитного 
поля корабля (судна) по оси Z;
d — магнитное склонение;
H — горизонтальная составляющая вектора напряженности 
МПЗ;
I — магнитное наклонение / сила тока;
T — сила земного магнетизма —  
вектор напряженности 
МПЗ;
Z — вертикальная составляющая вектора напряженности 
МПЗ;
ΔВx — приращение индукции горизонтальной составляющей магнитного поля по продольной оси Х;
ΔВY — приращение индукции горизонтальной составляющей магнитного поля по поперечной оси Y;
ΔГК — поправка гирокомпаса;
ΔГКУ — поправка гирокурсоуказателя;
ΔМК — поправка магнитного компаса;
λ — коэффициент, характеризующий степень экранирования БЧЭ от горизонтальной составляющей индукции МПЗ 
корабельными конструкциями;
ВH — индукция горизонтальной составляющей МПЗ;
Вx — индукция горизонтальной составляющей магнитного 
поля корабля (судна) по продольной оси Х;
Ву — индукция горизонтальной составляющей магнитного 
поля корабля (судна) по поперечной оси Y.
4

Предисловие
Под магнитным компасом понимается навигационный 
прибор, основанный на использовании магнитного поля Земли 
и служащий для выработки компасного курса, а с учетом магнитного склонения и девиации —  
истинного курса кораб 
ля.
Магнитный компас является старейшим прибором в кораблевождении. Он довольно прост по устройству, долговечен 
и автономен.
Древний китайский компас, упоминания о котором относятся к эпохе Чжаньго, назывался сынань, что означает «ведающий югом». Этот компас имел вид ковшика с тонким черенком. Ковшик помещался на тщательно отполированной 
медной пластине так, чтобы он касался ее только своей выпуклой частью. По краям пластины были нанесены специальные 
знаки, обозначающие стороны света. Если придать ковшику 
вращательное движение вокруг точки его соприкосновения 
с пластиной, то в момент остановки черенок будет указывать 
на юг. Форма ковшика была выбрана не случайно. Она копировала форму созвездия Большой Медведицы, называемого 
в Китае «Небесным Ковшом» (Тянь Доу).
Считается, что амальфиец Флавио Джойя был изобретателем первого европейского компаса, прибора, столь необходимого морякам. Произошло это около 1300 года. В Амальфи 
ему установлен памятник.
На современных кораб 
лях и судах обеспечения военно- 
морского флота магнитный компас является дублирующим 
курсоуказателем. В качестве чувствительного элемента в магнитном компасе используются системы магнитных стрелок 
и индукционные бруски мягкого железа.
5

Глава 1. 
МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ 
И ЕГО ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
Земной шар подобен магниту, имеющему два полюса 
РNm —  
северный и РSm —  
южный. Условно считают, что в северном полюсе сконцентрированы отрицательные магнитные 
массы, а в южном — положительные. Поэтому магнитное поле 
Земли изображается силовыми линиями, идущими от южного 
магнитного полюса к северному (см. рис. 1.1).
T = Z (I = 90°)
H = 0
T = H 
I = 0
PN
S
T
Магнитный 
экватор
11,5°
H
I
–m
Z
+m
T = H 
Z = 0
PS
N
T = Z (I = 90°)
H = 0
Рис. 1.1.  
Магнитное поле Земли
Магнитные полюсы отстоят от географических полюсов 
более чем на 1000 км.
Координаты северного магнитного полюса ϕ = 70–750° N, 
λ = 950° W.
Координаты южного магнитного полюса ϕ = 70–750° S, 
λ = 1550° E.
Магнитные полюсы перемещаются вокруг географических 
полюсов в западном направлении, совершая один оборот примерно за 509 лет.
6

Глава 1. Магнитное поле земли и его основные параметры 
Характеристикой земного магнитного поля, как и всякого 
магнитного поля вообще служит вектор напряженности Т. 
Иногда его (Т) называют полной силой земного магнетизма.
Вектор напряженности магнитного поля Земли направлен 
по касательной к магнитной силовой линии.
С физической точки зрения под напряженностью магнитного поля в данной точке понимают величину силы, действующей на единицу положительной магнитной массы, помещенной в этой точке.
За единицу магнитной массы принималось такое количество магнетизма, которое действует (в вакууме или воздухе) 
на равное ему количество магнетизма, находящееся на расстоянии 1 см в 1 дину.
Единицей напряженности магнитного поля является эрстед (Э), под которым понимается напряженность такого поля, 
которое действует на единицу положительной магнитной массы 
с силой в 1 дину. За единицу количества магнетизма принимается магнетизм положительного северного наименования.
Вектор напряженности в различных точках земной поверхности имеет разное пространственное положение.
Проекция вектора напряженности магнитного поля Земли 
(МПЗ) на плоскость горизонта —  
называется горизонтальной 
составляющей и обозначается буквой Н, а проекция его 
на отвесную линию —  
вертикальной составляющей Z магнитного поля Земли. Величины составляющих вектора Т связаны между собой соотношениями, вытекающими из рис. 1.2.
H
I
Z
T
Рис. 1.2. Взаимосвязь элемен 
 
тов земного магнетизма
7

Глава 1. Магнитное поле земли и его основные параметры
cos
sin
 
2
2
2
, 
 (1.1)
arctg
Н
Т
I
Z
T
I
T
H
Z
Z
I
H
=
⋅
⎧
⎪
=
⋅
⎪
⎪
⎨
=
+
⎪
⎪
=
⎪
⎩
где I —  
магнитное наклонение —  
угол между плоскостью горизонта и направлением вектора T.
Магнитное наклонение изменяется от –90° (южный магнитный полюс) до +90° (северный магнитный полюс), магнитным наклонением характеризуется магнитная широта. 
Магнитная широта равна значению магнитного наклонения 
в данной точке.
Кривая, соединяющая точки земной поверхности, где магнитное наклонение равно нулю —  
называется магнитным экватором.
Магнитная стрелка устанавливается в магнитном поле 
Земли по направлению вектора T —  
вектора напряженности 
магнитного поля Земли. Из рис. 1.1 видно, что вектор напряженности МПЗ, направленный по касательной к магнитным 
силовым линиям, в различных точках Земли будет располагаться под различными углами к горизонтальной плоскости.
Наклонение I и вертикальная составляющая Z принимаются положительными, когда вектор T направлен вниз 
от плоскости горизонта, как это наблюдается в северном полушарии.
Таким образом, угол между горизонтальной плоскостью 
и магнитной осью свободно подвешенной за центр тяжести 
магнитной стрелки называется магнитным наклонением 
и обозначается I.
Вертикальная плоскость, проходящая через магнитную ось 
свободно подвешенной за центр тяжести магнитной стрелки, 
находящейся только в МПЗ, называется плоскостью магнитного меридиана.
8

Глава 1. Магнитное поле земли и его основные параметры 
След пересечения плоскости магнитного меридиана с поверхностью Земли в данной точке  
называется магнитным 
меридианом.
В общем случае магнитный меридиан не совпадает 
с истинным на величину угла  
d, называемого магнитным 
склонением. Горизонтальный угол между плоскостями истинного и магнитного меридианов, проходящих через данную 
точку поверхности Земли,  
называется магнитным склонением. При отклонении магнитного меридиана к востоку 
от истинного, склонение называется восточным и имеет 
знак (+), а при отклонении к западу —  
западным и имеет 
знак (–).
На характер МПЗ оказывают влияние Солнце, Луна. Это 
проявляется в виде суточных колебаний МПЗ и магнитных 
бурь. Суточные колебания наблюдаются дважды в течение 
суток.
Магнитные бури обычно возникают через каждые 27 дней 
(период вращения Солнца вокруг своей оси) и имеют одиннадцатилетний цикл возрастания солнечной активности. Магнитные бури вызывают относительно большие изменения 
магнитного поля в полярных районах, где сравнительно невелика горизонтальная Н составляющая МПЗ. В тропических 
районах влияние их малозначительно.
Полная сила Земного магнетизма Т, горизонтальная составляющая Н, вертикальная составляющая Z, магнитное наклонение I, магнитное склонение d —  
это элемен 
ты земного 
магнетизма.
Элемен 
 
ты земного магнетизма связаны между собой соотношениями (1.1).
Из анализа этих выражений следует:
1. Величины Н и Z зависят от магнитной широты.
2. На магнитном экваторе Н = Т; Z = 0.
3. На магнитных полюсах Z = Т; Н = 0.
Элемен 
ты земного магнетизма указываются на специальных магнитных картах, составленных для определенной 
9

Глава 1. Магнитное поле земли и его основные параметры
эпохи, на которых плавными кривыми (изолиниями) соединены точки равных значений того или иного элемента земного магнетизма.
Изоклины —  
линии, соединяющие точки на земной поверхности с одинаковым наклонением.
Изогоны —  
линии, соединяющие точки с одинаковым склонением.
Изодины —  
линии, соединяющие точки с равными величинами Н и Z.
10