НАВИГАЦИОННЫЕ СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА СУДНА.

Навигационные способы определения места судна предусматривают использование находящихся в видимости береговых ориентиров. Готовясь произвести обсерва­цию, судоводитель опознает на местности и отыскивает на карте соответствующие навигационные ориентиры и выбирает способ обсервации, дающий максимальную точность при минимальной затрате времени. Навигационные параметры следует измерять быстро и точно. Особое внимание необходимо обращать на правильное введение поправок приборов, с помощью которых проводились измерения. Обязательно одновременно с наблюдениями следует заметить и записать судовое время и отсчет лага.

 

Определение места судна по двум горизонтальным углам

Этот способ следует применять, когда имеется сомнение в поправке компаса или когда требуется повышенная точность обсервации. Горизонтальные углы (αиβ) можно измерять секстаном или получать как разность измеренных компасных пеленгов на

3 ориентира.

На карте место судна будет в пересечении окружностей, проходящих через ориенти­ры и вмещающих измеренные (или рассчитанные) углы. Искомые окружности мож­но построить используя правила геометрии, но на практике используют протрактор (навигационный инструмент, дающий возможность с помощью 3-х линеек, круга и точного отсчетного устройства построить 2 измеренных смежных угла α и β.

При отсутствии протрактора можно воспользоваться калькой, построив на ней с помощью транспортира и параллельной линейки вышеупомянутые смежные углы

(способ получения обсервованного места с помощью протрактора или кальки достаточно подробно описывается в любом учебнике или пособии по навигации.

С целью ускорения процесса обсервации (без ухудшения точности) можно рекомендовать способ не требующий сложных геометрических построений или использования кальки или протрактора. Этот способ условно можно назвать «методом шести засечек ».

Метод заключается в расчете радиусов двух окружностей, вмещающих горизонталь­ные углы α и β (Кα и К β). Углы измеряются секстаном или расчитывают­ся как разности трех компасных пеленгов (КП ₂ - КП 1 = α и КП зn - КП ₂ = β. Для расчета предварительно измеряют на карте расстояния от среднего ориентира до крайних (аи b). Точность измерения расстояний определяется масштабом карты (предельной точностью масштаба - ПТМ).

Для путевой карты масштаба 1: 200 000 предельная точность масштаба составляет 40 метров или ≈ 0,02 морской мили. Известно, что угол, опирающийся на хорду ок­ружности и имеющий вершину на этой же окружности, равен 1/2 дуги, которую стягивает эта хорда.

(см. приложение). В прямоугольном треугольнике ОМВ или ОМА МВ (МА) =1/2 хорды =1/2 а. Угол АОВ между радиусами, стягивающи­ми хорду = 2 α, а угол МОВ = α. Отсюда из прямоугольного треугольника МОВ радиус К = ОВ = 0,5 a / sin α.

Раствором циркуля равным R производят две засечки из точек А и В, в пересечении которых получают центр окружности, вмещающей угол α. Этим же раствором из полученного центра проводят саму окружность или ее необходимую часть. Окружность является изолинией, соответствующей навигационному парамет­ру (измеренному горизонтальному углу α).

Аналогичный расчет и построение производят для расстояния b и горизонтального угла β

(см. приложение). ПРИМЕЧАНИЕ:

Если горизонтальный угол α или β менее 90°, то засечки производят от ориентиров в сторону счислимой точки, если более 90° - то в противоположную сторону (см.приложение).

Как указывалось выше, рассмотренный способ не требует применения протрактора или кальки; исключает погрешности, связанные с процессом совмещения линеек протрактора или сторон углов на кальке с ориентирами на карте; как минимум втрое сокращает время нанесения обсервованной точки на карту. Графические построения предельно просты и сводят к минимуму возможность промахов.

Точность способа:

Практика показывает, что при погрешности в измерении углов в пределах от ±0,°1 до ± 0,'2 смещение линии положения на порядок меньше ПТМ и этим смеще­нием можно пренебречь и тогда точность обсервации (среднюю квадратичную ошибку места судна) можно рассчитать по формуле:

М = ± 1 / sin θ √2 ПТМ ² = ± 1,4 ПТМ / sin θ

С увеличением масштаба карты точность определения места судна возрастает, т.к. увеличивается точность измерения расстояний между ориентирами. Увеличение точности обсервации подтверждается уменьшением М, рассчитанной через предельную точность масштаба.

Наряду с достоинствами - способ ОМС по двум горизонтальным углам имеет существенный недостаток, называемый « случаем неопределенности ». Этот случай имеет место, когда в момент обсервации судно находится на окружнос­ти, проходящей через все три наблюдаемых ориентира.

Поэтому, перед производством обсервации следует убедиться в том, что случай не определенности отсутствует. Суть проверки заключается в следующем:

1. если α + β + Б = 180° - случай неопределенности имеет место

2. если α + β + Б ≠ 180° - случай неопределенности отсутствует

(где Б - угол между направлениями от среднего ориентира к крайним)

Как указывалось выше, качество обсервации зависит от угла пересечения (θ) линий положения (который должен лежать в пределах 30° <θ < 150 °). Величина этого угла рассчитывается по формуле: θ° = 360° - (Б° + α° + β°).

(Следует взять за правило: перед прокладкой линий положения на карте необхо­димо убедиться в достаточной величине угла в и отсутствии случая неопреде­ленности) СЛУЧАЙ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ НЕВОЗМОЖЕН ЕСЛИ СРЕДНИЙ ОРИЕНТИР БЛИЖЕ К НАБЛЮДАТЕЛЮ, ЧЕМ КРАЙНИЕ; ОРИЕНТИРЫРАС -ПОЛОЖЕНЫНА ОДНОЙ ПРЯМОЙ; ОРИЕНТИРЫОБРАЗУЮТ ТРЕУГОЛЬНИК, ВНУТРИ КОТОРОГО НАХОДИТСЯ СУДНО.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА СУДНА ПО ТРЕМ ПЕЛЕНГАМ.

Навигационное определение места судна в море по пеленгам ориентиров является наиболее распространенным в штурманской практике ввиду простоты, как наблюде­ний, так и прокладки линий положения ( Л П ). Как было замечено, для ОМС доста­точно иметь две

Л П (два пеленга); пеленг третьего ориентира является контрольным. В связи с неизбежным наличием различных погрешностей, три пеленга, как правило, пересекаются не в одной точке, а образуют треугольник погрешности. Если случайные погрешности вызвали появление небольшого ( со стороной не более 0,5 мили) треугольника, то место судна принимают в центре этого треугольника (в пересечении его биссектрис).

Если при наблюдениях были систематические погрешности или промахи, то тре­угольник погрешности будет большим. Это потребует ОБЯЗАТЕЛЬНОГО повторного наблюдения. Если повторная прокладка снова дала большой треугольник по­грешности - то в наличии именно систематические ошибки, источник которых мо­жет быть: в неодновременности наблюдений (при скорости судна более 12 узлов и времени, затраченном на пеленгование более 0,5 мин.); в неправильной поправке компаса либопри ведении прокладки на крупномасштабных картах или планах.

Неодновременность наблюдения пеленгов обычно исключается приведением их к одному моменту. Делается это в следующей последовательности: берут подряд пе­ленги трех ориентиров- П1, П₂, П₃, П'₂, П'₁- заметив время и отсчет лага при взятии третьего пеленга; рассчитывают средние значения первого и второго пеленгов:

П ср₁ = (П1 + П'₁): 2 и П ср₂ = (П₂ + П'₂): 2 (делая допущение, что за время наблюдений пеленги изменялись пропорционально времени). Влияние неодновременности взятия пеленгов в значительгой мере можно ослабить, если в первую очередь брать пеленги на ориентиры, находящиеся на более острых курсовых углах.

Погрешность в принятой поправке компаса можно устранить используя т. н. «спо­соб разгона треугольника погрешности» следующим образом: изменяют ранее принятую поправку компаса на 3°.... 5°; прокладывают новые (измененные) пеленги и получают новый (больший или меньший) квазиподобный треугольник. (Термин «квази...» означает «как бы...»).

Если теперь соединить соответственные вершины обеих треугольников пря - мыми линиями, то в точке их пересечения будет место судна.

Наиболее характерные взаимные расположения треугольников погрешности

(первоначальных и полученных с измененным значением поправки компаса) при­ведены в приложении к конспекту.

Погрешность в принятой поправке компаса можно выявить и устранить, перейдя на способ двух горизонтальных углов, полученных в виде разности пеленгов трех ориентиров. Если же судно и все три ориентира лежат на одной и той же окруж­ности, то будет иметь место случай неопределенности, такой же как и при ОМС по двум горизонтальным углам. В этом случае все три пеленга пересекутся в одной точке, даже если они будут ошибочными. Определить место судна и проверить наличие ошибки в поправке компаса в этом случае будет невозможно!

ТОЧНОСТЬ СПОСОБА:

М = ± (m°_п / 57°,3 sin θ) √D²₁₍₂₎ + D²₂₍₃₎

где: m°_п - средняя квадратичная ошибка измерения пеленгов

θ - угол между пеленгами ориентиров, близкий к 90° (выбирается между двумя любыми пеленгами независимо от их последовательности) D₁, D₂, D₃ - расстояния до ориентиров, определяемые ыбором угла θ (если угол, близкий к 90°, окажется между первым и вторым пеленгами, то в формулу войдут D₁ и D₂; если между первым и третьим – D₁ и D₃; между вторым и третьим – D₂ и D₃)

Приведенная формула упрощена для случая двух пеленгов, третий пеленг на 15 - 20 % повышает точность обсервации.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА СУДНА ПО ДВУМ ПЕЛЕНГАМ

Этот способ также очень распространен при плавании в узкостях или вдоль берега, вблизи навигационных опасностей т.к. часто в видимости судна одновременно нахо­дится не более двух ориентиров. Сущность способа состоит в следующем: в быст­рой последовательности берут пеленги двух ориентиров (маяков, знаков, мысов и др.) рассчитывают истинные пеленги и прокладывают их на карте. В точке пересечения пеленгов будет обсервованное место судна. Этот способ имеет ряд преимуществ (простота и быстрота определения), но и ряд недостатков, главным из которых - пол­ное отсутствие контроля при единичном определении.

Для того, чтобы своевременно обнаружить ошибку в ОМС по двум пеленгам, выз­ванную ошибкой в поправке компаса необходимо придерживаться следующих рекомендаций - ОБСЕРВАЦИИ НЕ ЗАСЛУЖИВАЮТ ДОВЕРИЯ:

1.Если обсервованные точки располагаются на некоторой кривой и через них нельзя провести прямую линию.

2.Если расстояния между обсервациями не пропорциональны соответствующим промежуткам времени или расстояниям, пройденным по лагу.

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА СУДНА ПО КРЮЙС – ПЕЛЕНГУ.

При наличии в пределах видимости одного ориентира, хорошо видимого с судна, можно определить место судна способом крюйс-пеленга. Он заключается в том, что производится пеленгование одного и того же ориентира в различные моменты времени и учитывается расстояние, пройденное судном за это время. Графическим построением определяется место судна на карте. Таким образом определение по крюйс-пеленгу зависит не только от точности пеленгования ориентира, которое вы­полняется дважды, но и от точности курса и пройденного расстояния за период времени, между которым производилось пеленгование, т.е. зависит от элементов счисле­ния. Место судна определенное таким способом называется счислимо - обсервованным местом.

Ввиду неизбежных ошибок счисления указанный способ ОМС не является точным, и прибегать к нему следует в тех случаях, когда невозможны более точные способы.

Ва риантами крюйс-метода могут быть крюйс-дистанция/крюйс-пеленг/дистан­ция или крюйс-дистанция/пеленг, крюйс-угол и способ разновременных пеленгов двух ориентиров, которые не наблюдаются одновременно. На практике для на­хождения места судна пользуются графическим решением (см. приложение): берут первый пеленг, замечают время и отсчет лага, исправляют пеленг поправкой компаса. Дождавшись достаточного по величине угла в между пелетами, берут второй пеленг, замечают время и отсчет лага, исправляют пе­ленг поправкой компаса и прокладывают его от ориентира в сторону счисления. От этого же ориентира строят линию пути судна и откладывают по ней пройденное судном расстояние за время между взятием первого и второго пе­ленгов. Из конца этого отрезка прокладываем прямую, параллельную первому пеленгу, до пересечения со вторым. Точка пересечения и будет СЧИСЛИМО -ОБСЕРВОВАННЫМ местом судна на момент второго наблюдения. Если нет дрейфа и течения, пройденное судном расстояние по показаниям лага, исправленное его поправкой, откладывают на линии ИК, а при дрейфе на линии пути судна ПУа (причем для лагов, жестко скрепленных с корпусом судна, при углах дрейфа а> 10° пройденное расстояние определяется

по формуле:

S_л = РОЛ х К_Л х sec α

При наличии течения, когда элементы его известны, плавание судна между пеленга­ми нужно проложить от ориентира с учетом действующего течения. Если за время между пеленгами судно меняло курс или другие элементы своего движения, то при ориентире строится фактическая линия пути и на ней откладывается фактически пройденное расстояние.

ТОЧНОСТЬ СПОСОБА зависит от случайных ошибок пеленгования, соответствия принятой поправки компаса ее действительному значению и от ошибок счисления за время между моментами взятия пеленгов. Причиной появления ошибок счисле­ния являются те же погрешности в показаниях компаса и лага, а также неточный учет элементов дрейфа и течения. Случайные ошибки пеленгования обычно невелики, и при угле θ° > 30° ими можно пренебречь. Для уменьшения влияния ошибки в поправке компаса необходимо, чтобы при втором пеленговании расстояние до ориентира было бы наименьшим (т.е. близким к траверзному). Влияние ошибок счисления на точность ОМС сказывается тем больше, чем больше промежуток времени между двумя наблюдениями. Однако вместе с увеличением промежутка времени увеличивается угол θ, что улучшает обсервацию.

Добиться разумного сочетания (малый промежуток времени — большой угол θ) можно уменьшив расстояние до ориентира, что в свою очередь увеличит

НАВИГАЦИОННУЮ ОПАСНОСТЬ ПЛАВАНИЯ!

Таким образом судоводителю приходится решать, какие из приведенных факторов будут, в данном конкретном случае, наиболее важными.

Ошибку в определении места по крюйс - пеленгу можно определить по формуле:

М = ± √ ρ²/sin² θ + M²_2п

где: ρ - средняя квадратичная ошибка счисления пути судна за время между взятием первого и второго пеленгов.

М _2п - средняя квадратичная ошибка определения места судна по двум пеленгам (Практически можно считать, что точность определения места судна по крюйс - пеленгу в 2 раза ниже обсервации по двум пеленгам двух ориентиров).

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАССТОЯНИЙ В МОРЕ

Расстояния в море могут быть измерены несколькими методами: с помощью радио­локатора; с использованием различного вида дальномеров; по вертикальному углу, измеренному секстаном и глазомерно (антретно).

Дальномеры на транспортных и промысловых судах распространения не получили, хотя точность измеряемых с их помощью расстояний вполне достаточна для решения задач судовождения (ошибка в определении дистанции с помощью стереоско­пического дальномера составляет ≈ 1 % от измеряемого расстояния).

Радиолокаторы являются одними из основных приборов, с помощью которых в условиях любой видимости можно определить быстро и надежно расстояния и направ­ления до ориентиров (Подробнее вопросы использования РЛС освещены в разделе «Использование судовых РЛС в навигации »).

Секстаны дают возможность измерять вертикальные углы ориентиров, высоты которых известны, после чего по измеренным углам рассчитываются расстояния до этих ориентиров. Такие определения расстояний возможно выполнять только в дневное время и при хорошей видимости ориентиров (и со значительно меньшей точностью, чем при использовании РЛС).

При измерении вертикального угла следует различать три случая:

а) Основание ориентира расположено выше линии видимого горизонта и вертикальный угол измеряется между вершиной ориентира и основанием. Расстояние до ориентира рассчитывается по формуле:

D ≈ 1.86 h/α´

где: D - расстояние до ориентира в морских милях

h - высота ориентира от основания до вершины в метрах
α´ - вертикальный угол между основанием и вершиной (в угловых минутах)
При обработке наблюдений следует учитывать поправку индекса и инструмен-
тальную поправку секстана α = oc + i +s

б) Основание ориентира скрыто за горизонтом и вертикальный угол измеряется
между вершиной ориентира и линией видимого горизонта. В этом случае необходи-
мо учитывать рефракцию г и наклонение видимого горизонта d. Расстояние в
морских мил ях до ориентира рассчитывается по фор муле:

D = √ (tgβ / 0,000245)² + (h – e) / 0,02679 – tgβ / 0,000245

Где: (h - е) - разность высот ориентира и глаза наблюдателя в метрах

β - измеренный вертикальный угол между вершиной ориентира и линией видимого горизонта, исправленный поправкой за наклонение видимого горизонта. (по этой формуле рассчитана таблица 29 МТ - 75, аргументами для входа в ко­торую служат величины (h - е) и β.) При углах (β не менее 1 °(60^´) и разности высот (h - е) не более 100 метров можно использовать упрощенную формулу:

D = (h – e) / β´ - причем с увеличением / β увеличится диапазон (h-е).

Точность в определении дистанции будет тем больше, чем ближе к нам ориентир.

 

в) Ориентир ближе к нам, чем видимый горизонт и вертикальный угол измеряется
между ватерлинией ориентира (например буя) и линией видимого горизонта
(так называемый угол снижения). Расстояние в морских милях до ориентира
рассчитывается по формуле:

D = 1.86 e / (360⁰ - β°)

Где: е - высота глаза наблюдателя в метрах

β° - угол снижения,равный ОС + (± i) + (± s) - (- d) выраженный в угловых минутах Во время плавания по фарватерам, маневрировании в порту, расхождении судов в узкостях и т.д. очень часто используют глазомерное определение расстояния. Точность такого способа достаточно высока на небольшом расстоянии и резко снижается с увеличением расстояния (так расстояние в 30- 50 метров днемможно определить с точностью ± 5 метров, и притом мгновенно. Однако ког­да ориентир находится на расстоянии нескольких миль, ошибка сильно возрас­тает.) Ночью расстояние до огней, даже близких,определить еще сложнее. Поэтому глазомерное определение нужно считать приближенным. Большое значе­ние в глазомерной ориентировке играет практика; опыт, накопленный путем срав­нения определения расстояния «на глаз » - с инструментальным.

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА СУДНА ПО ИЗМЕРЕННЫМ РАССТОЯНИЯМ

Сущность способа. Линией равных расстояний (называемая изостадией) - при расстояниях «до 100 морских миль на меркаторской карте является окружность. Обсервованная точка будет находиться в одной из двух точек пересечения изостадий двух ориентиров и если эти точки находятся недалеко друг от друга, то возника­ет сомнение, какая из них является обсервованной. Подобная неопределенность может быть исключена, либо измерением еще одного расстояния(и построени­ем еще одной изостадии),либо измерением и прокладкой компасного, гироком-пасного или радиолокационного пеленга.

Наблюдения. Расстояния до ориентиров измеряются радиолокатором или с помощью вертикальных углов, измеренных секстаном. При этом важно правильно опознать ориентиры (в особенности в тех случаях, когда наблюдаются мысы, ост­рова, вершины гор и т.д.). В случае сомнений рекомендуется производить избыточные наблюдения, чтобы затем принимать в расчет только те из них, которые дают линии положения, пересекающиеся в одной точке (либо с малым треугольни­ком погрешности)

Прокладка. Линии положения - отрезки окружностей - проводят на карте с помощью циркуля, беря за центр этих окружностей опознанные ориентиры. Если расстояния измерялись неодновременно, следует приводить их к моменту последних наблю­дений (предпочтительней - графический метод приведения).

Точность способа. При измерении расстояний только до двух ориентиров точность места судна можно оценить с помощью формулы:

М = 1,41 m_д / sin θ°

Где m_д - возможная погрешность в измерении расстояния

θ - угол пересечения линий положения

Примечание:

Наличие трех (и более) дистанций на 15-20 % повышает точность обсервации

 

КОМБИНИРОВАННЫЕ И ЧАСТНЫЕ СЛУЧАИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

МЕСТА СУДНА

Способ определения места судна по пеленгу и расстоянию наиболее часто применя­ется при использовании радиолокатора. Обычно пеленг и расстояние берут до одно­го ориентира, однако предпочтительней пеленг брать на точечный ориентир (на маяк, приметную вершину и т.д.) по компасу а дистанцию - до наиболее харак­терного участка побережья.

Чтобы уменьшить ошибки неодновременности наблюдений, вначале измеряется рас­стояние, а затем берется пеленг, если ориентир близок к траверзу и в обратной последовательности - если ориентир на остром курсовом угле.

При измерении пеленга и расстояния до одного ориентира (угол θ = 90°) средняя
квадратичная ошибка места судна равна:

М = ±√(m_пD/57,3°)² + m²_д

Где m _п - средняя квадратичная погрешность измерения пеленга П - D - расстояние до ориентира

m _д - средняя квадратичная погрешность измерения дистанции При измерении пеленга и расстояния до разных объектов, для оценки точности об­сервации необходимо знать угол пересечения линий положения (θ) и разделить вы­шеприведенное значение М на sin θ.

Очевидно, что с увеличением расстояния точность обсервации понижается. Способ имеет достоинство в том, что для определения места судна достаточно иметь в видимости один ориентир. Недостаток способа заключается в невозможности вы­явить промах при опознавании ориентира.

Способ определения места судна по пеленгу и горизонтальному углу применяется с случае, когда один из двух ориентиров (А или Б)закрыт от обзора (невозможно его пеленгование). В этом случае, измерив один из пеленгов секстаном из наиболее удобной точки измеряют, горизонтальный угол между ориентирами (α). Пеленг закрытого для пеленгования ориентира рассчитывают по формуле: ИПА = ИПБ ± α (Тем самым метод сводится к определению места по двум пеленгам) со всеми не­достатками этого ОМС. Если вместо расчета ИП А построить окружность, вмещаю щую горизонтальный угол, то место судна будет в точке пересечения этой окруж ности с пеленгом ИП Б. (Причем вдвое уменьшится влияние погрешности измерения пеленга). В случае малого угла между пеленгами на ориентиры, этот вари­ант единственно приемлемый, т.к. угол между линиями положения будет близок к 90 ( Тем самым метод сводится, фактически, к определению места по пеленгу и расстоянию). Если в момент взятия пеленга (или радиопеленга, или получения только одной линии положения с помощью РНС) измерить высоту светила, то место судна будет в точке пересечения линии пеленга (радиопеленга, гиперболы) и круга равных высот. На практике круг равных высот заменяют высотной линией положения (ВЛП).

Если в какой-либо момент получения линии положения измерена глубина, то место судна можно получить в точке пересечения линии положения с соответствующей изобатой, изображенной на карте. Точность такого определения зависит от рельефа дна и будет тем выше, чем равномернее и ближе друг к другу будут располагаться изобаты в районе проложенного пеленга. В морях с приливами должна быть учтена высота прилива в момент обсервации. Следует помнить, что указатель (или самописец) эхолота показывает глубину под килем а не глубину места. Поэтому к показаниям эхолота необходимо прибавлять величину средней осадки судна!

Если линия пути проходит через отличительную глубину или безопасную банку, то линию положения следует получать на момент прохождения этой отличительной глубины. Место судна, найденное таким способом, является приближенным.

 

СВЯЗЬ МЕЖДУ ОБСЕРВАЦИЕЙ И СЧИСЛЕНИЕМ. Уточнение счисления по одной линии положения.

Счисление и обсервации представляют собой единый процесс контроля за движени­ем судна по выбранному пути. Поэтому следует постоянно взаимно анализировать счисление и обсервации с целью повышения надежности плавания. При получении невязки необходимо рассчитать квадратичные ошибки обсервации (Мо) и счисления (М с) и если они примерно одинаковы и не превышают величину невязки - нет основания переносить счисление в обсервованную точку.

(Отсутствие переноса счисления в обсервоеанную точку не является признаком сомнения в обсервации или признаком ее не учета. Обсервация считается принятой, если ее обозначение на карте не сопровождается знаком вопроса (?)

Счисление должно переноситься в полученную обсервацию:

а) перед входом в узкость, портовые воды, систему разделения движения или СУДС;

б) если обсервация дала заметное смещение в сторону навигационной опасности;

в) если величина невязки достигла такого значения, что это препятствует оценке навигационной ситуации;

г) в других случаях по указанию капитана.

Если при навигационной прокладке возникает сомнение, к какой из счислимых точек относится обсервация, то направление от счислимой точки в сторону обсервации или от обсервации к счислимой точке обозначается стрелкой (). Формальный анализ - сравнение счислимого и обсервованного места достаточен только при уверенности в отсутствии больших систематических ошибок и прома­хов. Лучшее средство контроля - производство нескольких обсерваций, по возможности различными способами и по другим ориентирам, а также исполь­зование дополнительной информации (глубины, рельеф дна, рисунки и фотогра­фии побережья и навигационных ориентиров, приведенные в «Лоциях» и «Огнях»).

 

ПРИМЕНЕНИЕ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ В СУДОВОЖДЕНИИ

Радиотехнические средства (РТС) навигации дают возможность определять место судна,используя результаты измерений пеленгов,расстояний и разностей расстояний в виде тех или иных навигационных параметров. По виду навигационного параметра РТС делятся на:

- азимутальные или угломерные - дающие возможность измерять пеленги и курсовые углы с судна на радиомаяки (РМк);

- дальномерные - позволяющие измерять расстояния или изменение расстояний; -разностно-дальномерные или гиперболические, измеряющие разность расстояний до двух станций;

-радиально-скоростные, измеряющие скорость сближения (или удаления) источника радиоизлучения с приемником;

- комбинированные - позволяющие измерять разнородные навигационные параметры

(например пеленг и расстояние).

Радиотехнические средства различают и по другим признакам:

- по дальности действия - для лоцманской проводки, для ближней, средней и дальней навигации и глобальные;

- по измеряемым радионавигационным параметрам - частотные, время - измерительные, амплитудные и фазовые.

Для получения обсервованного места по измеренным навигационным параметрам можно использовать графический, картографический, таблично-графический, графоаналитический и аналитический методы.

Графический способ (прокладка) - это графическое построение изолинии на карте с помощью прокладочного инструмента. Способ используется на сравнительно не­больших расстояниях при определении места с помощью судового радиопеленгато­ра или радиолокатора.

Картографический способ - это определение места с помощью сеток изолиний, на­несенных типографским способом на радионавигационные карты.

Таблично-графический способ - это определение с помощью специальных таблиц координат точек изолиний. По найденным в таблицах координатам, точки изолиний можно нанести на обычную путевую карту и затем провести через них соответствующие линии положения, в пересечении которых и будет обсервованная точка.
Графоаналитический способ - применяется при ОМС с помощью любой радионавигационной системы, если отсутствуют радионавигационные карты или соответствующие таблицы. Сущность способа заключается в построении линии положения методом, аналогичным методу высотной линии положения в мореходной астрономии. Для ее построения рассчитывают величину переноса (n) и его направление (τ).
В аналитическом способе координаты обсервованного места вычисляют по соответствующим формулам или находят поправки Δφ и Δλ к счислимым координатам:

φо= φс+Δφ и λо = λс+Δλ,

Так как вычисление поправок Δφ и Δλ, довольно трудоемко, в особенности при большом числе линий положения, то для их расчета используется бортовая ЭВМ.

(Аналитический способ наиболее точен, так как в нем применяются строгие фор­мулы сферической тригонометрии и учитывается сфероидичность Земли. Этот способ свободен от графических погрешностей. Его применяют при определении места судна по гиперболическим и спутниковым РНС.

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА СУДНА ПО РАДИОПЕЛЕНГАМ.

Если принимать Землю за шар, то направление распространения радиоволн будет совпадать с дугой большого круга (ДБК), соединяющее место судна и радиомаяка кратчайшим расстоянием между этими точками на шаре. Современные радиопелен­гаторы имеют встроенный репитер гирокомпаса, что позволяет непосредственно определить отсчет радиопеленга (ОРП). Истинный радиопеленг (ИРП) в этом слу­чае можно рассчитать по формуле:

ИРП = ОРП + Δ ГК + f

(Одновременно с ОРП, по азимутальному кругу определяется угол между диа­метральной плоскостью судна и направлением распространения радиоволн от радиомаяка. Этот угол называется радиокурсовым (РКУ). Но радиопеленга­тор, как и магнитный компас подвержен девиации и направление на радиома­як получается искаженным. Поэтому отсчет радиокурсового угла (ОРКУ), по­лученный с азимутального круга, необходимо исправить поправкой (f), назы­ваемой радиодевиацией:

РКУ = ОРКУ + (f)

(ОРКУ как и РКУ отсчитывают от носовой части диаметральной плоскости судна по часовой стрелке от 0° до 360°)

Для нахождения величины и знака радиодевиации рассчитываются и строят­ся таблицы и графики радиодевиации, с помощью которых по аргументу - ОРКУ находят величину и знак f.

Таким образом истинный радиопеленг можно рассчитать по другой формуле:

ИРП = ГКК + Δ ГК + ОРКУ + f

В случае отсутствия значения ОРКУ - его можно рассчитать по формулам:

ОРКУ = (ОРП + 360 °) ─ ГКК или ОРКУ = (ОРП + 360 °) ─ КК

Примечание:

360 "прибавляется к значению ОРП в том случае, когда ГКК больше чем ОРП.

Для уменьшения величины (антенну радиопеленгатора следует устанавливать как можно выше и так, чтобы металлический рангоут и такелаж был,по возможности, симметричны относительно антенны. Существуют электрические и механические способы компенсации, описание которых дается в курсе «Радионавига­ционные приборы»). Остаточная радиодевиация не должна превышать несколь­ких градусов. Определяют ее в светлое время суток, визуальным способом, сравнивая курсовые углы (взятые по азимутальному кругу компаса) на антенну радиома­яка с ОРКУ, взятым с азимутального круга радиопеленгатора:

± f = КУ ─ ОРКУ

Наиболее рационально определять остаточную радиодевиацию по береговому радиомаяку в следующей последовательности:

район маневрирования судна выбирают с таким расчетом, чтобы радиоволна пересекала береговую черту под уг­лом, близким к 90°. Отсчеты производят одновременно с компаса и радиопеленгатора. По полученным на разных курсовых углах значениям f составляют таблицу, подобно тому как вычисляется таблица девиации магнитного компаса.

(С целью экономии времени радиодевиационные и девиационные работы производятся на одном и том же девиационном полигоне и, практически, дновременно.)Радиодевиация зависит от длины принимаемых радиоволн и осадки судна. Поэтому ее следует определять, как минимум, для двух длин волн и для осадок в пол­ном грузу и порожнем.

 

ОРТОДРОМИЧЕСКАЯ ПОПРАВКА.

При определении ИРП измеряют угол между истинным меридианом наблюдателя и

дугой большого круга, по которой распространяется радиоволна от радиомаяка до

судна (точнее между меридианом судна и касательной к ДБК в месте приема).

Измеренный угол называется ортодромическим пеленгом (ОРТ. П).

Если на меркаторской карте от места РМк отложить, как это обычно делается, линию обратного ИРП то место судна не будет находиться на этой линии.

Для того чтобы линия пеленга, положенная на меркаторской карте прошла через

место судна, измеренный ОРТ.П должен быть переведен в локсодромический пеленг

(ЛОК.П) путем прибавления к нему угла ψ, называемого ортодромической поправкой: ЛОК.П = ИРП + (±ψ)

Ортодромическая поправка является поправкой за кривизну изображения ДБК на меркаторской карте.

Значение ортодромической поправки можно найти по схождению (углу схождения)

меридианов (γ). Углом схождения меридианов называется разность углов, под которыми ДБК пересекает меридианы радиомаяка и места судна.

Точной формулой для расчета γ является выражение:

tgγ/2 = tg (λ₂ - λ₁) / 2 • sin φm • sec (φ₂ - φ₁) / 2

При решении практических задач навигации РШ, РД и γ обычно невелики и можно принять:

tg γ/2 = tg γ/2агс1° РД/2 = РД/2агс1° sес РШ/2 = 1

и тогда:

γ = РД • sin φ_m

Нетрудно заметить, что угол схождения меридианов не может быть больше чем РД cувеличением широты угол схождения меридианов увеличивается и становится равным РД при φ = 90°

На расстояниях до 200-300 морских миль ДБК на меркаторской карте между судном и радиомаяком можно считать частью окружности, а углы, под которыми пересека­ются ДБК с локсодромией (прямой, соединяющей место судна с радиомаяком) можно считать равными между собой. Тогда 2ψ ≈ γ и следовательно:

ψ = γ/2 = РД/2 • sin φ_m

Формула эта является приближенной. Более точно ψ рассчитывают по формуле:

ψ = S/2 • sin лок П • tg φ_m

Где: S - расстояние между РМк и судном.

В мореходных таблицах (табл. 23-а) ψ вычислена по формуле:

tg ψ = tg Δλ/2 • sin φ_m

Где Δλ - разность долгот пеленгуемого радиомаяка и судна.

Ортодромическую поправку следует учитывать во всех случаях, когда ее величина больше случайных погрешностей прокладки( их обычно считают равными ± 0,2°)

 

 

ПРОКЛАДКА РАДИОПЕЛЕНГОВ НА МОРСКОЙ НАВИГАЦИОННОЙ КАРТЕ.

Место судна по измеренным с него радиопеленгам на радиомаяки обычно определя­ют графически. Способ прокладки зависит от величины ψ, и если она, как сказано выше, не превышает ±0,2°, то ее можно не учитывать т.к. отрезок дуги большого круга (ИРП) будет иметь столь небольшую кривизну, что практически изобразится прямой линией (т.е. совпадет с локсодромией).

Предельные расстояния на которых радиопеленги можно прокладывать без учета ψ можно рассчитать по формуле:

D = 36 ctgφ•cosec ИРП

Расчеты показывают, что в арктических морях (φ≈ 70°) ψ можно не учитывать на расстояниях до 10 - 15 миль; в северной и южной частях Атлантики, Тих