2.8. Оценка точности счислимого места судна.
Статистический способ:
Точность счисления пути судна зависит от точности учитываемых элементов счисления, линии пути и пройденного расстояния. Зависимость погрешности счисления С от продолжительности плавания по счислению t может быть выражена соотношением:
С = Ксtm,
где m показатель степени, характеризующий скорость нарастания погрешности счисления с увеличением продолжительности плавания. Для многих районов Мирового океана и типов судов
m = 0,5;
Кс – коэффициент точности счисления. Если погрешность счисления выражена в милях, а продолжительность плавания в часах, то Кс имеет размерность мили/час. Экспериментально установлено, что радиальная СКП счисления Мс при интервалах счисления t<(=) 2ч и m = 0,5 изменяется по линейному закону: Мс = 0,7 Ксt, а при интервалах счисления t>2ч – по параболи-ческому закону: Мс = Кс√t, где Мс – радиальная СКП счисления; t – интервал счисления;
Кс зависит от района плавания, степени изученности течений, гидрометеорологических условий плавания, типа судна и состава его ТСС. Кс можно определить по совокупности невязок:
Кс = (Кс1n1 + Кс2n2)/(n1 + n2),
где Кс1 – коэф. точности счисления, определяемых по невязкам, соответствующим интервалу
t<(=) 2ч, n1 – общее количество таких невязок.
Кс2 — коэф. точности счисления, определяемых по невязкам, соответствующим интервалу t>2ч,
n2 – общее количество таких невязок.
Для определения коэффициента точности счисления с СКП, не превышающей 10%, требуется не менее 50 невязок. Если нужное количество невязок на одном переходе получить невозможно, то коэффициент точности счисления рассчитывается по результатам нескольких переходов, совершён-ных по одному и тому же маршруту в одинаковых гидрометеоусловиях. Численное значение коэффициентов точности счисления для судов с относительными лагами находится в пределах 0,6….1,6. СКП счислимого места рассчитывается по формуле: Мсч = √М02+Мс2, где М0 –радиальная СКП последней обсервации; Мс – радиальная СКП счисления.
Априорный способ:
Этот способ основан на раздельном учёте ожидаемых (априорных) погрешностей в элементах счисления. При этом предполагается, что погрешности отдельных элементов счисления независимы и постоянны на рассматриваемом участке пути. Допустим, что погрешности определения элементов счисления малы. Тогда эти погрешности можно разделить на 2 группы:
- погрешности, вызывающие смещение судна в направлении, перпендикулярном линии пути;
- погрешности, вызывающие смещение судна в направлении, линии пути.
Погрешности первой группы вызовут смещение на величину в, второй группы – на величину а. Величины а и в будут являться средними квадратическими продольными и поперечными погрешностями счисления, т.к. при отсутствии в районе плавания течения они вызваны СКП mПуα, mл и ms.
Зная значения а и в, можно вычислить радиальную СКП счисления Мс(t) = √a2+в2
При больших разностях а и в область возможного нахождения места судна будет характеризоваться эллипсом с полуосями а и в, который можно описать от руки вокруг фигуры CDFE.
Для случая, когда течение отсутствует, формула для Мс(t) будет иметь вид:
Мс(t) = S/100√2,8m2Пуα+ mл2
При расчёте погрешностей, полученных от действия течения используются след. формулы:
mβmax = 57,3VT/Vл, при Р = 90град.
Msmax = SVT/Vл, при Р = 0град.
Р – угол между направлением течения и направлением линии пути.
Среднее значение скорости неизвестного течения принимается:
- при плавании в районах со значительными приливно-отливными течениями – 0,5….1,0уз;
- в районах открытого моря, где по данным пособий течение отсутствует – 0,3…0,5уз,
- в прибрежной зоне – 0,2…0,3уз, ветровое течение обычно не превышает 0,3уз.
В результате многолетних наблюдений получены следующие приближённые значения радиуса Мс для нормальных условий плавания в зависимости от пройденного расстояния: без ветра и течения Мс = 0,02S, с учётом дрейфа Мс = 0,03S, с учётом дрейфа и течения Мс = 0,03…0,07S.
ФОРМУЛЫ - ?????????????????????????
2.8.3. Определение места судна по пеленгу в момент открытия ориентира, по пеленгу и глубине.
2.9. Оценка точности счислимого места судна.
2.10. Оценка точности места судна, полученного с помощью GPS и DGPS.
2.11. Оценка точности места судна, полученного по небесным светилам.
2.10. Оценка точности места судна, полученного с помощью GPS и DGPS.
Принцип определения своего места на земной поверхности в глобальной системе позицио-нирования (GPS) заключается в одновременном измерении расстояния до нескольких навигационных спутников (не менее трех) с известными параметрами их орбит на каждый момент времени, и вычислении по измеренным расстояниям своих координат (рис. 15). Данные о параметрах орбит и системы передаются со спутников и содержатся в т.н. «альманахе», хранящемся в памяти приемника. Приемоиндикатор системы спутниковой навигации или, как его еще называют, GPS-навигатор или приемник GPS принимает сигналы от спутников, измеряет расстояния до них, и по измеренным дальностям решает задачу определения своих координат – широты, долготы и, при приеме сигналов от 4-х и более спутников – высоты над уровнем моря, скорость, направление (курс), пройденный путь.
Для выполнения этих функций в состав навигатора входят приемник с антенной для приема сигналов, компьютер для их обработки и навигационных вычислений, дисплей для отображения навигационной и служебной информации и клавиатура для управления работой прибора.
Рис. 15. Принцип определения местоположения приемником GPS
GPS, бесспорно, наиболее точная глобальная система место определения. Но даже ее невероятная точность может быть повышена путем использования техники, получившей название "Дифференциальная GPS - DGPS". С ее использованием погрешности место определения уменьшаются до метров и ниже.
РИС.15 – не отражает прицип работы, нет точности в САНТИМЕТРАХ, ПОЛНАЯ ЕРУНДА
Моряки уже давно используют GPS для определения координат точки на земной поверхности с точностью до сантиметра! Новые методы и техника, которые они используют, строятся на основе DGPS. Эти сверхточные измерения обычно основываются на 15-минутном сборе данных от спутников при неподвижном приемнике и на очень точном знании координат некоторой "опорной", фиксированной на земной поверхности, точки, а также на использовании сложных вычислительных программ для камеральной обработки на ЭВМ накопленных данных.
Секрет получения высокой точности состоит в том, что с помощью приемника, помещенного на местности в точке с заранее точно определенными координатами, можно вычислить погрешности, возникающие в дальномерных спутниковых сигналах. Получается как бы новая точка отсчета, из которой можно передавать по радио сигналы коррекции на любые другие приемники GPS, находящиеся вместе с опорным в некоторой ограниченной области, для которой погрешности одинаковы.
Благодаря простой организации спутниковых сообщений, этот единственный корректирующий сигнал устраняет все возможные ошибки системы, независимо от того, возникают ли они из-за ухода часов, погрешностей в определении текущего положения спутника, или от ионосферных и тропосферных задержек. Сообщение о коррекции, которое посылает в эфир такая опорная станция, может быть организовано двумя способами.
В первом варианте "ведомым" приемникам по телеметрическим каналам посылаются данные об ошибках, а затем их компьютеры обрабатывают его совместно с собственными данными о местоположении для уточнения координат.
Другой способ как бы превращает опорную станцию в "псевдоспутник". Станция передает сигналы такой же структуры, как и спутники, т.е. содержащие псевдослучайные коды и информа-ционные сообщения.
"Ведомые" приемники обрабатывают сигналы опорной станции в одном из своих неис-пользованных каналов, т.е. получают данные коррекции тем же путем, что и данные об эфемеридах от реальных спутников. Система имеет тот недостаток, что при некоторых условиях "станция-псевдоспутник" ("pseudolite"), может быть источником помех в системе.
ТАКИМ ОБРАЗОМ: ТОЧНОСТЬ В ЕВРОПЕ – 5 метров, АМЕРИКЕ – 3 метра.????????????
Дифференциальные измерения в GPS могут быть гораздо более точными, чем обычные.
Опорная станция с известными координатами вычисляет поправки и передает в эфир комбиниро-ванные сообщения для коррекции спутниковых измерений. Этими сообщениями может восполь-зоваться любое количество ведомых GPS приемников, для устранения практически всех ошибок в своих измерениях.