К району высоких широт относится Северный Ледовитый океан и прилегающие к нему моря Арктического бассейна, расположенные севернее параллели 70°. Навигационные условия плавания в высоких широтах определяются географическими условиями. Для высокоширотных районов характерно наличие полярного дня и полярной ночи длительностью до полугода. Малые высоты солнца и продолжительное его отсутствие над горизонтом определяют суровость климата, постоянные отрицательные температуры воздуха и воды в поверхностном слое и, как результат, наличие мощного ледяного покрова.
Многолетний паковый лед может достигать толщины 20 м, а плавающие айсберги могут иметь осадку до 100 м. Ледяной покров и плавающие айсберги находятся в постоянном движении под воздействием ветров и течений. Наличие мощного ледового покрова определяет сезонность навигации в данном районе, ограничивает мореплавание. До недавнего времени тяжелые паковые льды для судов считались непроходимыми. Походы отечественных атомных ледоколов к Северному полюсу доказали возможность и перспективу освоения этого района. Пока высокие широты доступны только для плавания ледоколов с ядерными энергетическими установками при всестороннем их береговом, авиационном и космическом обеспечении. Ледовые условия существенно затрудняют плавание судов и увеличивают опасность столкновения с айсбергами. Для высоких широт характерно наличие частых туманов, сплошной многоярусной облачности, что затрудняет наблюдение ледовой и надводной обстановки и значительно ограничивает возможности определения координат места судна по небесным светилам. Недостаточная изученность рельефа дна, течений, ледовых образований, магнитного склонения и других геофизических элементов делает условия плавания в высоких широтах исключительно сложными. Высокие широты — район недостаточно оборудованный береговыми средствами навигационного оборудования. Наличие полярных сияний и магнитных бурь вносит помехи в работу радионавигационных систем, средств связи и магнитных курсоуказателей. Географические и геофизические факторы определяют невозможность использования при плавании в широтах более 85° традиционных навигационных средств и методов.
С увеличением широты уменьшается направляющий момент гирокомпаса, вызываемый полезной составляющей суточного вращения Земли:
где со — угловая скорость вращения Земли; ф — географическая широта места судна; а — отклонение главной оси гирокомпаса от меридиана. В широтах около 87° направляющий момент настолько мал, что гирокомпас перестает быть курсоуказателем. Кроме того, с увеличением широты у гирокомпасов возрастают почти все методические и инерционные погрешности. С увеличением географической широты уменьшается горизонтальная составляющая магнитного поля Земли:
где Т— напряженность магнитного поля, J— магнитная широта. Следовательно, уменьшается и направляющая сила магнитного компаса \Н. На магнитном полюсе при J =90° картушка магнитного компаса занимает относительно меридиана безразличное положение. Для пояса широт более 85° невозможно создание карт в прямой равноугольной цилиндрической проекции Меркатора, поскольку с увеличением широты беспредельно увеличивается частный масштаб карты:
где М — масштаб по главной параллели, ср гп — широта главной параллели. Действительно, если ср =90°, то coscp =0 и М -> оо. При ф > 85° неудобна и сама географическая система координат, так как незначительная погрешность в пройденном расстоянии (от- шествии) вызывает значительную погрешность в определяемой долготе. Таким образом, высокие широты не только усложняют условия плавания, но и ставят перед судовождением проблему в части определения средств и методов навигации. Эта проблема успешно решается созданием навигационных систем и комплексов, обеспечивающих как курсоуказание, так и счисление в высоких широтах, а также наблюдение за ледовой обстановкой. Решена проблема выбора картографических проекций для прокладки пути судна в высоких широтах, в том числе и в при- полярных районах. Для курсоуказания и счисления пути судна в приполюсных районах применяются гироазимуты и инерциальные навигационные системы, ориентированные в системе квазигеографических координат, а также системы электронной картографии, решающие задачу счисления в этой же системе координат. Для ведения графической прокладки в высоких широтах используются карты равноугольной поперечной цилиндрической проекции Меркатора, а для отдельных расчетов — карты в центральной (гномонической) проекции. Успешно решаются при плавании в высоких широтах и проблемы коррекции координат места и систем курсоуказания.
