При измерении величин навигационных параметров судоводитель использует различные навигационные приборы и инструменты. Однако каждый из них, как бы тщательно он ни был сделан и выверен, не является абсолютно точным.
Не в достаточной степени совершенны органы чувств и восприятие наблюдателя. Влияют на точность измерений и различные неучтенные или даже неизвестные внешние факторы, недостатки в самих методах измерений. Все это приводит к тому, что любое измерение в море неизбежно сопровождается ошибками. Все ошибки измерений по свойствам и характеру своего действия делятся на систематические, случайные и промахи.
Систематические ошибки — это ошибки, величина и направление которых постоянны или изменяются по определенному закону. Их можно изучить и определить по величине и знаку и, следовательно, исключить из наблюдений. Причины происхождения систематических ошибок следующие: неточности в определении поправок приборов и в произведенных регулировках измерительных приборов, изменение поправок приборов за время, прошедшее с момента их определения, нарушение методики пользования приборами, индивидуальные особенности наблюдателей.
Систематические ошибки от погрешностей приборов часто называют инструментальными, а зависящие от индивидуальных особенностей наблюдателя — личными ошибками наблюдателя. Например, один наблюдатель постоянно снимает с прибора несколько завышенные значения, в то время как другой склонен постоянно занижать их. Для исключения систематических ошибок из наблюдений надо:
- тщательно изучить и выверить по ряду наблюдений прибор или инструмент;
- всеми возможными способами проверять и уточнять поправки приборов, стараясь сделать это по сериям измерений с последующим усреднением полученных результатов;
- во всех возможных случаях обрабатывать результаты наблюдений так, чтобы исключалась систематическая ошибка.
Случайные ошибки — это ошибки, вызванные различными внешними причинами, существенно не связанными с проведением данных измерений. Случайные ошибки не подчинены какой-либо определенной закономерности. Величины и знаки их в каждом наблюдении могут изменяться, их нельзя учесть и устранить. Влияние случайных ошибок наблюдений можно уменьшить, соблюдая следующие рекомендации:
- регулярно тренироваться в выполнении навигационных наблюдений, используя для этого самые различные условия состояния моря и видимости ориентиров;
- строго выполнять правила и рекомендации по использованию приборов, проявляя особую внимательность и аккуратность при наблюдениях;
- по возможности выполнять наблюдения сериями, принимая в дальнейшем их средние значения.
Промахи — это грубые просчеты во время наблюдений или при их обработке. Для предотвращения возможных промахов необходимо быть крайне внимательным и сосредоточенным в процессе измерений, при снятии отсчетов и записи результатов.
Основной характеристикой точности измерений (с учетом влияния только случайных ошибок) в навигации в настоящее время принята средняя квадратическая ошибка ± m. В теории ошибок доказывается, что вероятность появления той или иной действительной ошибки в наблюдениях в интервале вычисленной средней квадратической ошибки составляет 68,3%. Это значит, что, если, например, средняя квадратическая ошибка в данных условиях измерения пеленга составляет m = ±1,0°, то наблюдатель, произведя серию измерений, в 68,3% измерений может получить результаты с ошибкой, не превышающей ±1,0°, в то время как в остальных измерениях серии эта ошибка может быть и большей.
Наиболее простым методом определения средней квадратической ошибки по серии измерений навигационного параметра является метод размаха. Сущность его состоит в следующем.
На стоянках в порту или на открытом рейде выполняют наблюдения, серии которых состоят не менее чем из пяти измерений выбранного навигационного параметра. Затем по проведенным измерениям определяют размах R — абсолютную величину разности наибольшего и наименьшего результатов измерений данной серии. Среднюю квадратическую ошибку одного измерения ±m вычисляют по формуле
±m = knR.
Коэффициент kn выбирают из таблицы в зависимости от числа измерений в серии n. Величину ∆пред определяют как утроенный результат найденной средней квадратической ошибки ±m.
Этим способом можно рассчитать среднюю квадратическую ошибку для любого вида не изменяющихся в процессе наблюдения измерений: пеленга, горизонтального или вертикального угла.