Menu
RSS


Принцип действия и основные характеристики РНС "Декка".

Рассмотрим принцип работы всего комплекса фазовой радионавигационной системы "Декка" в целом. Этот комплекс состоит из цепочки береговых станций, судового приемоиндикатора и специальных радионагационных карт с нанесенным на них сетками гипорболических линий положения. Цепочка РНС "Декка" состоит из четырех (иногда трех) береговых станций, одна из которых ведущая, а остальные ведомые.

Определение места по радиопеленгам, оценка точности

Место судна обычно определяется по двум-трем радиопеленгам. Рассмотри ошибки определения ИРП с помощью судового радиопеленгатора, работающего на принципе приема минимума сигнала.
Точность определения ИРП зависит от ошибок в истинном курсе, РКУ и в радиодевиации. Средняя квадратичная ошибка ИРП может быть найдена по формуле

Ортодромическая поправка, исправление радиопеленгов

Направление распространения радиоволн совпадаетс дугой большого круга (ортодромией) - кратчайшим расстоянием между двумя точками на земном шаре. Ортодромия на меркаторской карте изображается кривой линией, обращенной выпуклостью к ближайшему полюсу.
Ортодромия служит навигационной изолинией обратного пеленга - с радиомаяка на судно. Зная истинный курс судна в момент пеленгования, можно рассчитать пеленг на радиомяк.

Судовые радиопеленгаторы

Радиопеленгатор - это радиоприемное устройство, предназначенное для определения направления на передающую станцию. Принцип действия радиопеленгатора имеют резко выраженные минимумы и максимумы силы приема. Ориентируя антенну соответствующим образом, можно получить, например, минимальную интенсивность принимаемых сигналов и таким образом определить направление (пеленг) на передающую радиостанцию.

Классификация радиотехнических средств навигации, способы получения обсервованного места по значениям навигационных параметров

Радотехнические средства (РТС) навигации позволяют определять место судна, пользуясь результатами измерений различных геометрических величин (навигационных параметров): пеленгов, расстояний, разностей расстояний.

Радиолокационные определения места, оценка точности

Определение места судна по радиолокационным маякам-ответчикам. Радиолокационные маяки-ответчики представляют собой устройства, излучающие электромагнитные импульсы и диапазоне судлвых РЛС в ответ на ее запросный сигнал. Они предназначены для создания активных радиолокационных ориентиров, обеспечивающих уверенное радиолокационное опознавание и определение места судна по пеленгу и расстоянию до них. 

Принцип действия и основные характеристики РСЛ

Радиолокация - метод обнаружения в пространстве различных объектов посредством радиоволн. Этот метод реализуется в радиолокационных станциях (РЛС), действия которых основано на использовании явления отражения радиоволн от различных объектов, расположенных на пути их распределения.

Судовая РЛС - это установленная на судне РЛС, предназначенная для обнаружения и последующего наблюдения за берегом, судами, льдам и другими объектами, представляющими интерес для судоводителя.

Определение места по двум горизонтальным углам

Способ определения места судна по двум горизонтальным углам можно применить, когда имеется сомнение в поправке компаса или когда требуется повышенная точность обсервации, например при ведении дноуглубительных работ, прокладке кабеля и др. 

Определение места по трем пеленгам, оценка точности

При определении места по трем пеленгам в быстрой последовательности берут пеленги трех предметов А, В, С. Переводят их в истинные и прокладывают на карте. Если бы наблюдения не содержали ошибоки пеленги были взяты одновременно, то все три пеленга пересеклись бы в одной точке F, представляющей собой место судна.

Использование разновременных наблюдений, крюйс-пеленг и крюйс-расстояние

Все наблюдения, выполненные для определения места судна, являются, строго говоря, разновременными. Исключение составляют те относительно редкие случаи, когда измерени навигационных параметров производятся по общей команде несколькими наблюдателями.

Определение места по двум пеленгам, оценка точности

Определение места судна по пеленгам относится к визуальным способам определения места судна. Способ определения места судна по двум пеленгам - один из наиболее распространенных при плавании в узкостях или вдоль берега, вблизи навигационных опасностей.

Средний квадратический круг погрешностей, 95%-ный круг погрешностей

Средним квадратическим кругом погрешностей места называют круг с центром в обсервованной или счислимой точке с радиусом, равным среднему квадратическому значению возможных погрешностей такой точки независимо от их направления. Эта оценка точности места выражается одним числом, которое обозначают mМ или М и называют также средней квадратической погрешностью (ошибкой) места или радиальной (круговой) погрешностью, подразумевая под этим круг погрешностей с таким радиусом. 

Построение эллипсов погрешности определения места по двум изолиниям

Эллипс погрешности дает наиболее полные сведения о точности определения места. В прямоугольной системе координат xOy, начало которой и оси совмещены с центром и осями эллипса, его уравнение имеет вид 

(x/caэ)2 + (y/cbэ)2 = 1,
где полуоси эллипса представлены в виде произведений с одинаковым сомножителем c. При разных значениях коэффициента с получаем семейство подобных эллипсов с общим центром. Чес больше значение с, тем больше эллипс и тем больше вероятность того, что он накрывает истинное место.

Способы и методы определения места

Для определения места судна необходимо и достаточно измерение двух навигационных параметров, изолинии которых имеют только одну общую точку в районе возможного нахождения судна. 

Способы определения места различают в судовождении по разным признакам, но в первую очередь в зависимости от того, какие ориентиры и с помощью каких средств наблюдаются. 

Линия и полоса положения

Линией положения называется прямая, заменяющая небольшой участок навигационной изолинии вблизи счислимого места судна. Это определение охватывает два вида линий положения, применяемых в судовождении: касательные и хорды.

Градиенты навигационных параметров

Почти все измерения содержат в себе некоторые ошибки, поэтому измерив дистанцию, пеленг или угол, а после проложив на карте соответствующую измеренным данным изолинию, нельзя полагать, что судно будет двигаться по проложенной изолинии. Найти возможное смещение изолинии из-за ошибок наблюдений можно, пользуясь термином градиента функции.

Навигационные изолинии

Линия, каждая точка которой соответсвует одному и тому же значению навигационного параметра, называется навигационной изолинией.

Таким образом, измерив навигационный параметр U, можно заключить, что данное судно в момент измерения находится на навигационной изолинии U=U(φ, λ), соответствующей этому параметру.

Навигационные параметры и функции

Навигационные параметры и функции являются основными понятиями теории навигации, связанными с определением места судна. 

Навигационный параметр - это физическая величина, определяющая положение судна в пространстве. В общем случае он обозначается символом U. К навигационным параметрам относятся: направления, углы, расстояния, разности расстояний, скорости изменения расстояний и т.д.

Контроль и коррекция счисления

Коэффициент точности счисления определяется двумя способами:

а) по погрешностям в элементах счисления;
б) по совокупностям невязок, полученных при плавании по заданному маршруту. 

Точность счисления

Счисление пути судна ведется по показаниям штурманских приборов - компаса и лага. Направление и скорость ветра измеряются на судне, а элементы течения выбираются из таблиц. Современные штурманские приборы обладают высокой точностью, их погрешности незначительны, однако они могут накапливаться за время плавания. Погрешность в угле дрейфа может стать значительной, если судно не имеет дрейфомера.

Автоматизация счисления

В практике судовождения применяются разнообразные специальные автоматические устройства, который ведут счисление судна. Эти устройства называются автопрокладчиками или счислителями. Такие автоматические устройства производят корректируемое счисление, в результате которого координаты судна представляются на основе объединения счислимой информации и эпизодически поступающей обсервованной информации с учетом точности счисления и обсерваций.

Аналитическое счисление

Аналитический способ счисления применяется в тех случаях, когда графическое счисление вести невозможно или когда оно сопровождается значительными графическими погрешностями.

Счисление с учетом дрейфа и течения

Как правило, в открытых районах морей и океанов на судно одновременно действуют и ветер и течение. Возникает задача совместного учета дрейфа и течения. В этом случае решается следующая задача.

По известным элементам движения судна и элементам ветра рассчитываются курсовой угол кажущегося ветра KУw=Kw и отношение скоростей W/VO , где VO - скорость судна. По єтим даннім из таблицы углов дрейфа выбирается угол дрейфа и определяется его знак. 

Определение дрейфа и учет его при счислении

Перемещающиеся при ветре массы воздуха оказывают давление на надводную часть корпуса судна. Под действием этого давления судно смещается с линии намеченного истинного курса, изменяется скорость его движения.

Отклонение от намеченной линии истинного курса под влиянием ветра называется дрейфом судна. 

Элементы счисления судна и их определение

Для целей счисления используются такие величины, которые называются элементами счисления. К ним относятся:

- истинный курс и относительная скорость судна;
- направление и скорость течения;
- направление и скорость ветра;
- время плавания.

Предварительная прокладка

Прокладка бывает как предварительной, так и исполнительной. 

Предварительная прокладка - это морская навигационная прокладка пути судна, которая выполняется предварительно, то есть заблаговременно, исходя из назначенного маршрута, отвечающего всем требованиям плавания, утвержденным задачам и экономической целесообразности.

Английский адмиралтейский Каталог карт и книг

Английский адмиралтейский Каталог карт и книг (Catalogue of Admiralty Charts and other Hydrographic Publications) так же, как и советский Каталог, издается двумя изданиями: полным и сокращенным. Английские каталоги состоят из обычных вводных документов и значительного числа секций (свыше 400), охватывая различного рода навигационные пособия по морям всего земного шара.

Счисление координат судна

С целью обеспечения безопасности судовождения экипаж должен знать точное место судна в любой момент времени. Для этого существует такое понятие, как счисление координат судна. Этот термин определяется как непрерывный учет движения судна по поверхности воды с целью установления его точного местонахождения в любой момент времени.

Корректура карт и книг

Систематическое дополнение и исправление данных на картах и в пособиях для поддержания их на современном уровне , то есть изменение их в согласно с действительной обстановкой на море (т.е. на местности), называется корректурой. Систематической корректуре подлежат все НМК, которые содержат элементы обстановки наиболее быстро изменяющиеся; из пособий для мореплавания корректируются в первую очередь лоции, руководства для захода в порты, описания РТСНО и каталоги книг и карт.

Судовая коллекция карт и книг

С целью обеспечения безопасности плавания на судне должны быть в наличии требуемые карты и пособия для плавания, необходимый перечень которых  устанавливается службой мореплавания судовладельца согласно типу судна, плану перевозок судна, закрепления его на той либо другой судоходной линии и всех возможных изменений районов плавания. При отсутствии на район плавания советских НМК нужных масштабов их дополняют иностранными картами.

Английские морские навигационные карты

По назначению и масштабу английские навигационные карты (АНК) Британского Адмиралтейства подразделяются на четыре вида: океанские, генеральные, прибрежные и крупномасштабные.

Океанские карты (Ocean Charts) в масштабах от 1:1800000 и мельче служат для общегеографического отображения вод Мирового океана и районов плавания при океанских переходах. Такие карты показывают целые океаны или их части, большие океанские моря, крупные проливы и т. п. Из СНО на них показаны лишь системы дальней навигации, а также маяки с дальностью видимости более 15 миль, при этом указывается лишь характер и цвет огня.

Использование в судовождении карт других стран

В каждой стране при составлении морских навигационных карт в качестве их математической основы выбирается референц-эллипсоид, т. е. эллипсоид, имеющий наилучшее приближение к размерам на территории данной страны. Принятие референц-эллипсоида характеризует определенную систему геодезических координат, к которой приводятся координаты всех опорных пунктов.

Руководства и пособия для плавания

Навигационные карты не могут дать всех сведений, необходимых для проведения судна по наивыгоднейшему и безопасному пути. На них не отражены гидрометеорологические факторы, не показан внешний вид знаков и характерных участков берега, не указаны данные различных радиотехнических средств, нет специальных правил, установленных в тех или иных районах плавания. Поэтому в дополнение к картам печатаются различные справочники и пособия, откуда можно взять много необходимых сведений. К таким пособиям относят руководства для плавания (лоции), где собраны необходимые для мореплавателя сведения, включая рекомендованные советы и пути по ориентировке при плавании вблизи берегов. В книгах «Огни и знаки» дано подробное описание маяков, огней и знаков.

Морские навигационные карты

Морские навигационные карты предназначенны для ведения счисления пути и определения места нахождения судна в море. К навигационным картам относятся следующие их виды: общенавигационные, навигационно-промысловые и радионавигационные, навигационно-тактические, а также карты внутренних водных путей.

Содержание морских навигационных карт

В зависимости от масштаба общенавигационные морские карты подразделяются на:

генеральные, имеющие масштаб от 1:1 000 000 до 1:5 000 000;
путевые, имеющие масштаб от 1:100 000;
частные в масштабе 1:25 000 до 1:100 000;
планы, имеющие масштаб от 1:1000 (при производстве различных гидротехнических работ) до 1:25 000. 

Классификация и нумерация морских карт и пособий

Многочисленность и разнообразие тех сведений, которые необходимы для решения определенных задач современного судовождения при разных условиях плавания, не позволяют работать на морской карте одного типа. Именно поэтому в практике выработались два основных типа морских карт, которые определяются назначением.

Поперечная меркаторская проекция, гномоническая и стереографическая проекции

Анализ некоторых формул показывает, что для построения карт на приполюсные районы нормальная проекция Меркатора непригодна. В этой связи одновременно с нормальной Меркатор предложил также еще и другую — поперечную цилиндрическую равноугольную проекцию. Представим себе земной шар, опоясанный цилиндром так, что он касается земной поверхности по одному из географических меридианов PNPS (рис. 37), называемому квазиэкватором. Чтобы продолжить аналогию с нормальной цилиндрической проекцией, большие круги QQ', проходящие через точки экватора Q и Q', называют квазимеридианами, а малые круги аа', bb', cc' параллельные плоскости меридиана касания, — квазипараллелями.

Построение и использование меркаторской карты

При составлении меркаторской карты за главную (параллель сечения) можно принимать среднюю параллель участка земной поверхности, охватываемого данной картой, тогда частные масштабы других параллелей будут наиболее близкими к заданному масштабу, совпадающему с частным масштабом параллели сечения. Так строят карты мелких масштабов (1:500 000) и мельче.

Меркаторская проекция

В судовождении используют несколько видов картографических проекций, в каждом конкретном случае избирают ту, которая наилучшим образом удовлетворяет условиям поставленной задачи.

К числу таких картографических проекций относятся, прежде всего, проекция Меркатора, стереографическая, гномоническая и ряд других.

Общие сведения о картографических проекциях. Искажения

Картографией называется область науки, техники и производства, изучающая создание и использование картографических произведений. Картография подразделяется на математическую картографию, картометрию, картоведение, проектирование и составление карт, оформление и издание карт.

Математическая картография разрабатывает вопросы математического обоснования карт и является первой ступенью в процессе создания карты.

Перевод и исправление румбов

На судне по магнитному компасу получают компасные курсы и компасные пеленги. На навигационной карте прокладывают только истинные курсы и истинные пеленги. Поэтому судоводителям необходимо уметь переходить от компасных направлений к истинным и обратно. Переход от истинного курса или пеленга, снятого с карты, к компасному носит название перевода курса или пеленга, а от компасного курса или пеленга, полученного по компасу, к истинным их значениям — исправлением курса или пеленга. Обе задачи могут быть решены как графически, так и аналитически. 

Деление горизонта: курс, пеленг, курсовой угол

Предположим, что наблюдатель находится в некоторой точке А на поверхности Земли. Проведем мысленно плоскость Н, перпендикулярную отвесной линии в данной точке. Это плоскость истинного горизонта (рис. 1.9).

Представим, что через наблюдателя проходит плоскость истинного меридиана М. Это плоскость истинного меридиана наблюдателя. Она образует, как известно, на поверхности Земли истинный меридиан наблюдателя. Все плоскости, проходящие через отвесную линию в точке А, — плоскости вертикалов. Плоскостью первого вертикала V называется вертикальная плоскость, перпендикулярная плоскости истинного меридиана наблюдателя.

Визуальные определения расстояний до ориентиров

Расстояние до ориентира в настоящее время, как правило, определяют с помощью РЛС. В качестве резервного может быть рассмотрен способ определения расстояния по вертикальному углу, измеренному секстаном. Определить расстояние по вертикальному углу можно, если известна высота ориентира над уровнем моря или его высота над основанием. Предположим, что, находясь в точке М, наблюдатель видит ориентир, высота которого h над уровнем моря известна. Измерив вертикальный угол α, можно рассчитать расстояние D до ориентира. При этом высотой глаза наблюдателя е можно пренебречь.

Дальность видимости огней и предметов

Географическая дальность видимости предметов в море Дп, как следует из предыдущего вопроса, будет зависеть от величины е — высоты глаза наблюдателя, величины Н — высоты предмета и от коэффициента рефракции x. 

Величина Дп определяется наибольшим расстоянием, на котором наблюдатель увидит его вершину над линией горизонта. В профессиональной терминологии существует понятие дальности, а также моментов «открытия» и «закрытия» навигационного ориентира, например маяка или судна. Расчет такой дальности позволяет штурману иметь дополнительную информацию о приближенном месте судна относительно ориентира.

Дальность видимого горизонта

Видимость играет огромную роль в безопасности мореплавания и зачастую многие навигационные аварии могли бы не случиться, если бы моряки принимали видимость в районе движения судна во внимание. Скорость судна должна назначаться с учетом текущей видимости. Совершенно необходима техника, которая бы автоматически определяла эту видимость, фиксировала ее.

Рассмотрим детально проблему видимости на море. Пусть высота глаза наблюдателя, находящегося в точке А' над уровнем моря, равна е (рис. 1.15). Задача заключается в том, чтобы определить, как далеко наблюдатель может увидеть линию горизонта. Представление поверхности Земли в виде сферы радиусом R нас вполне устраивает.
Лучи зрения, идущие к А' и касательные к поверхности воды по всем направлениям, образуют малый круг КК', который называется линией теоретически видимого горизонта.
Вследствие различной плотности атмосферы по высоте луч света распространяется не прямолинейно, а по некоторой кривой А'В, которая может быть аппроксимирована окружностью радиусом р.

Компасы. Определение поправки компаса

Для измерения истинных направлений в море необходимо знать направление истинного меридиана. Для определения направления истинного меридиана на судах используют технические средства, называемые курсоуказателями. Основными из них являются гироскопические компасы (гирокомпасы) и магнитные компасы.

Гирокомпас. Гироскопический компас (ГК) — электромеханический прибор с гироскопическим чувствительным элементом (ЧЭ), центр тяжести которого расположен ниже точки подвеса.

Определение направлений на море

Основным условием безопасности плавания корабля является безошибочное определение направления движения судна относительно заданной линии пути и направлений на навигационные опасности.

Основой для определения направлений движения судна и на окружающие судно объекты являются главные направления: N, S, Е, W. Любое из этих главных направлений может быть принято за начало счета направлений. В судовождении традиционно за начало счета направлений принимают или северную или южную часть линии истинного меридиана (полуденной линии) NS. Определение направлений относительно полуденной линии NS производится по различным системам счета в зависимости от характера решаемых навигационных задач с точностью до 0.1 градуса.

Лаги. Определение и использование поправки и коэффициента лага

Для определения скорости и пройденного расстояния на судах устанавливают технические средства, которые получили название лагов. Лаги классифицируют по виду измеряемой скорости и по физическим принципам измерения скорости. Современные лаги подразделяются на абсолютные и относительные, исходя из того, какую скорость судна они измеряют.

Существует несколько физических принципов измерения абсолютной скорости, из которых в настоящее время на практике реализованы два: измерение абсолютной скорости по доплеровскому сдвигу частот и определение абсолютной скорости по результатам измерения ускорений судна в инерциальном пространстве. Первый принцип реализован в гидроакустических доплеровских лагах. Второй принцип реализован в инерциальных навигационных системах (ИНС).

Морские единицы длины и скорости

Для измерения расстояний в море, глубин, высот береговых ориентиров, а также скоростей судна, ветра и течения в судовождении применяются следующие единицы длины.

Морская миля — единица длины, равная длине одной минуте дуги меридиана земного эллипсоида.
1 миля = 1852,23 м

Кабельтов— единица длины, равная 0,1 мили, т. е. 185,2 м. В кабельтовых измеряют небольшие расстояния на море:
• расстояния между судами при оценке безопасности плавания;
• дальности, измеренные радиолокационными станциями.

Subscribe to this RSS feed
  • Facebook
  • Twitter
  • Google+
  • VK
  • RSS