- •Введение 5
- •Раздел 5 использование разновременных лп 107
- •6. Расчеты безопасности мореплавания 118
- •Введение
- •Раздел 1 элементы общей теории вождения морского судна
- •Навигационный сигнал как носитель навигационной информации.
- •1.1.1 Общие положения
- •1.1.2 Классификация средств и методов навигации
- •1.1.3 Классификация методов получения навигационной информации
- •1.2 Навигационное пространство и элементы движения судна
- •3 Навигационные параметры, их измерения. Классификация методов и средств
- •1.3.1 Навигационная информация и ее классификация
- •6) Параметры движения других судов (целей) и другие навигационные величины.
- •1.3.2 Классификация и принципы получения навигационных параметров
- •1.3.2 Погрешности навигационных элементов
- •Раздел 2 Геометрия земного сфероида
- •2.1 Размеры и форма Земли
- •2.2 Системы координат и направлений
- •2.2.1 Географические координаты
- •2.2.2 Деление горизонта
- •2.3 Главные радиусы кривизны, длины дуг
- •2.4 Геодезическая линия и локсодромия
- •2.5 Прямая и обратная геодезические задачи
- •Раздел 3 основы математической картографии
- •3.1 Основные понятия и определения
- •3.2 Элементы общей теории искажений
- •3.3 Картографические проекции
- •3.4 Цилиндрическая равноугольная проекция
- •3.5 Построение промыслово-навигационного планшета в меркаторской проекции.
- •Сущность омс
- •Способы решения задачи омс
- •Применение результатов омс
- •4.1.2 Изолинии и линии положения
- •4.2 Графоаналитический метод
- •4.3 Влияние случайных ошибок измерений на точность определяемого по двум лп места.
- •4.3.1 Смещение и вес лп.
- •4.3.2 Эллипс погрешностей
- •4.4 Графические методы отыскание вероятнейшего места судна при избыточном числе линий положения
- •4.4.1 Действие систематических ошибок
- •4.4.2 Действие случайных ошибок
- •4.4.3 Совместное действие систематических и случайных ошибок
- •4.4.4 Отыскание вероятнейшего места судна при неравноточных измерениях
- •Штурманский метод.
- •Центрографический метод
- •4.5 Общий случай построения эллипса погрешностей
- •4.6 Определение места судна и оценка точности аналитически
- •4.6.1 Аналитическое определения места судна
- •4.6.2 Аналитическая оценка точности места судна
- •Порядок и способы решения задач определения места судна (омс) с оценкой точности
- •Раздел 5 использование разновременных лп
- •5.1 Общий случай решения основной задачи судовождения
- •5.2 Метод исправленного крюйс-пеленга
- •5.3 Общий случай слп
- •5.4 Частные случаи применения слп
- •Раздел 6 расчеты безопасности плавания
- •6.1 Особенности проблемы
- •6.2 Основные способы определения вероятности безаварийной
- •6.3 Количественная оценка безопасности плавания судна вблизи навигационной опасности
- •6.4 Влияние технического состояния навигационных приборов судна
- •Математические основы судовождения
- •298309 Г. Керчь, Орджоникидзе, 82.
1.1.2 Классификация средств и методов навигации
Все измерения навигационных параметров и других величин, не обходимые для решения задач судовождения, производятся на судне с помощью различных приборов, инструментов и устройств, называемых в совокупности судовыми средствами навигации. Они установлены непосредственно на судне и обслуживаются судовыми специалистами - штурманами, радистами, электронавигаторами, гидроакустиками.
Специальная внесудовая система естественных и искусственных средств (маяки, буи, знаки, радиостанции, отражатели, туманные станции, искусственные спутники Земли, небесные светила и др.) используемая для определения места судна и его ориентировки, называется средствами навигационного оборудования. Средства судовождения, объединенные в систему взаимодействующих между собой судовых и внесудовых устройств, носят название навигационных систем.
Сочетание судовых и внесудовых средств навигации, электронно-вычислительных устройств и индикаторов, дающих на выходе координаты места судна или другие необходимые величины, называется навигационным комплексом. С помощью навигационных комплексов автоматически одновременно решается сразу несколько задач судовождения - счисление пути, определение места судна, автоматическая выдача координат места, курса,, скорости судна и других навигацион
ных параметров, предназначенных для решения задач безопасного маневрирования и промысла.
Для оценки качества и эффективности навигационных систем используются различные критерии и характеристики. Рассмотрим их кратко.
1. Степень навигационного обеспечения определяет полноту измерения необходимого количества навигационных параметров, необходимых для навигации.
Если а - необходимое число параметров, а в- число измеряемых параметров, то степень навигационного обеспечения определяется коэффициентом к=в:а. Полное обеспечение соответствует коэффициенту к=1. При к<1 возникает информационная недостаточность, при к>1 – избыточность.
2. Диапазон измерений навигационных устройств должен соответствовать предельным (максимальным и минимальным) измерениям навигационных параметров, взятым с некоторым запасом (5-10%).
3. Погрешность навигационного устройства, определяемая как разность между показаниями измерительного прибора и истинным значением измеряемой величины, является важнейшей его характеристикой. Классификация погрешностей основана на следующих признаках:
а) в зависимости от причин появления погрешностей их разделяют на методические и инструментальные. Методические возникают от несовершенства метода измерений, инструментальные от недостатков конструкции устройства ;
б) в зависимости от свойств погрешностей при многократных измерениях их разделяют на систематические и случайные
в) при учете изменения погрешностей во времени их разделяют на статические, не зависящие от времени, и динамические, являющиеся функциями времени.
4. Точность средства измерения является его статистической характеристикой. Для определения точности необходимо знать закон распределения погрешностей. Для нормального закона распределения погрешности, наиболее часто
встречающегося в практике измерений, точность характеризуется вероятностью того, что погрешность навигационного устройства не выйдет за пределы области допустимых величин.
5. Чувствительность характеризует реакцию измерительного прибора на входную величину. Количественно чувствительность характеризуется числом К = х/у где х и у - приращения входного и выходного сигналов соответственно. Чувствительности является статистической характеристикой.
Динамическая характеристика средства измерения определяет реакцию навигационного устройства на помеху или на измеряемую величину, меняющуюся во времени.
Приспособленность к внешним условиям работы определяется так. Вначале устанавливается закон распределения случайных событий, характеризующих внешние условия, затем вероятность того что точность навигационного устройства не выйдет за пределы допуска при рассматриваемых условиях.
Приспособленность к условиям эксплуатации характеризует средние затраты времени t1 на настройку, регулировку и обслуживание измерительного устройства по сравнению со временем его нормальной работы t2 . Чем больше t1 по сравнению с t2 , тем хуже приспособлено средство измерения к условиям эксплуатации.
Надежность - это свойство навигационного устройства безотказно выполнять свои функции при сохранении основных характеристик. Надежность бывает инструментальная и методическая. Инструментальная надежность зависит от безотказной работы всех элементов устройства, а методическая - от безотказности метода измерения.
10. Живучесть определяет способность навигационного устройства выполнять свои функции и безотказно продолжать работу при наличии повреждений или отказов составных элементов данного устройства. Количественно живучесть опре
деляется вероятностью безотказной работы устройства при появлении отказов в отдельных его элементах.
Экономичность включает ряд таких характеристик, как стоимость изготовления и эксплуатации, вес и объем устройства, расход электроэнергии и т.п.
Степень технического совершенства средств измерений навигационного параметра определяется качеством используемых материалов, деталей, элементов радиотехники, радиоэлектроники, компенсирующими и стабилизирующими элементами, уровнем технологии изготовления и контроля качества конструкции и т.п. Чем выше и качественнее эти критерии, тем более технически совершенно навигационное устройство.
Эффективность - это самая обобщенная характеристика навигационного устройства. Она определяется степенью приспособленности средства измерения к выполнению навигационных задач с требуемой точностью и надежностью в течение заданного времени и в определенных условиях применения.
Так как любое из возможных измерений навигационного параметра в той или иной степени осуществляется с помощью соответствующих технических средств, не следует искусственно разобщать методы и средства измерений, методы и средства судовождения. Поэтому вопросы развития методов измерений будем рассматривать в непосредственной связи с развитием соответствующих технических средств.