МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ ТА ПРОДОВОЛЬСТВА УКРАЇНИ

ДЕРЖАВНЕ АГЕНТСТВО РИБНОГО ГОСПОДАРСТВА УКРАЇНИ

Херсонське морехідне училище рибної промисловості керченського державного морського технологічного університету

Конспект лекцій

з дисципліни

«Навігація та лоція»

для курсантів

спеціальності 5.07010401 «Судноводіння на морських шляхах»

Херсон 2014

Конспект лекцій з навчальної дисципліни «Навігація та лоція» для курсантів спеціальності 5.07010401 «Судноводіння на морських шляхах».

Розробив викладач Мішуков М.С. викладач І категорії

Розглянуто та схвалено на засіданні ЦМК «Судноводійні дисципліни»

Протокол № __ від «__» _________ 2014 р.

Голова ЦМК _____________ М.М. Одарик

Оглавление

1. Изолинии и линии положения . стр 1 2. Источники ошибок при навигационных наблюдениях и меры

по их уменьшению. 2

3.Требования к частоте и точности навигационных обсерваций . 3

4. Определение места судна по двум горизонтальным углам . 5

5. Определение места судна по трем пеленгам. 7

6. Определение места судна по двум пеленгам . 8

7. Определение места судна но крюйс - пеленгу . 8

8. Определение расстояний в море. 9

9. Определение места судна по измеренным расстояниям . 11

10. Комбинированные и частные случаи определения места судна. 11

11. Связь между обсервацией и счислением. Уточнение счисления

по одной линии положения . 12

12. Применение радиотехнических средств в судовождении . 13 13. Определение места судна по радиопеленгам. 14

14. Прокладка радиопеленгов на морской навигационной карте . 16

15. Точность радиопеленгования. 16

16. Прокладка радиопеленгов, когда радиомаяки расположены за

рамкой карты. 17

17. Гиперболические (разно дистанционные) радионавигационные

системы (РНС). 17

18. Определение места судна с помощью навигационных спутников . 22

19. Определение места судна с помощью Р Л С . 24

20. Выбор и расчет наивыгоднейшего пути . 25

Упрощенные способы нанесения ДБК на карту меркаторской проекции. 26

18. Использование карт гномонической проекции для прокладки ДБК . 28

Общие задачи навигационного обеспечений перекода. 29 Спутниковая навигационная система GPS « НАВСТАР » . 30

24. Информация на дисплее приемоиндикатора . 32

25. Использование электронных карт. 33

26. Перспективные спутниковые навигационные системы ( СНС ) 37

2$. Приложение к конспекту по предмету «Навигация и лоция»

Рекомендованная литература:

Ермолаев Г.Г. Морская навигация (на английском языке)

Bowdich Аmеriсаn Ргасtiсаn Navigatог - Vо1. 1. - 1995

Ляльков ЭЛ. Васин А.Г. Навигация

Файн Г.И. Навигация, лоция и мореходная астрономия.

Груздев Н.М. КолчинГ.А. Леонидов Р.Л. Навигация

Лесков М.М. Баранов Ю.К. ГаврюкМ.И. Навигация

Витченко А.Г. Навигаций и лоций

Баранов Ю.К. Использование РТС в морской навигации

Кондрашихин В.Т. Математические основы судовождения

ИЗОЛИНИИ И ЛИНИИ ПОЛОЖЕНИЯ.

Общие понятия

Как бы тщательно ни велось счисление пути судна, оно не может обеспечить безо­пасность плавания. Возможные ошибки в поправках компаса и лага , недостаточное знание элементов течения, трудности в учете дрейфа - все это ведет , в коне чном итоге, к значительному отклонению судна от заданного пути . Поэтому определение места судна в море по ориентирам

( нанесенным на карту и опознанным визуально) является необходимым условием безопасности в современном судовождении .

С развитием мореплавания методы счисления постоянно улучшались., но методы и средства определения места судна , служащие в первую очередь для уточнения эле­ментов движения судна, развивались особенно успешно и позволяют в настоящее время не только контролировать работу компаса и лага, но и рассчитывать действительные значения элементов движения судна, течения и дрейфа . Все визуальные способы определения места судна

( в дальнейшем -ОМС)осно­ваны на измерении расстояний и направлений до видимых ориентиров, координаты которых известны.

Вид ОМС оценивается двумя факторами: необходимой точностью и простотой вы­полнения наблюдений и расчетов. Любое определение места судна называется обсервацией ( от английского – observation) .

Обсервованными точками ( координаты φо и λо ) называются точки, полученные в результате любых видов обсерваций.

Основными методами обработки наблюдений, нашедшими широкое применение, являются графический и графоаналитический , которые основаны на понятии об изолинии и линии положения .

При визуальных способах ОМС , используемых на сравнительно небольших рассто­яниях до ориентиров, обычно кривизной земной поверхности пренебрегают, т\з есть решают задачу на плоскости .

Измеряемые для ОМС направления и расстояния (или их производные в виде углов, разности расстояний и.т.д.) до объектов с известными координатами называются навигационными параметрами .

Геометрическое место точек , отвечающее постоянному значению навигационного параметра, называется навигационной изолинией .

При визуальных ОМС изолинии прокладываются непосредственна на карте (выпол­няется графическое решение). При больших расстояниях, когда необходимо у читы­вать сфероидальность Земли, непосредственная прокладка изолиний на карте стано­вится затруднительной. В этом случае отрезок изолинии заменяется прямой линией. Профессор Каврайский В.В. дал этому методу теоретическое обобщение и ввел тер­мин линия положения (ЛП)- линии касательной или секущей к изолинии ее не­большой области.

Линией положения называется прямая. заменяющая участок навигационной изоли­нии вблизи счислимого места судна .

Обобщенная теория линий положения расширила способы получения обсервованных координат. Таких способов три - графический (использование карт с сетками изолиний или непосредственная прокладка линий положения на карте), графоана­литический (использование специальных таблиц определяющих точек для построения линий положения) и аналитический (прямые алгебраические методы реше­ния уравнений) с получением обсервованных координат ( φо и λо ).

При получении на карте обсервованного места дальнейшую прокладку курса начинают

от полученной точки, показывая на карте значение и направление отклонения судна от счислимого места. Несовпадение обсервованной и счислимой точек называется невязкой .

Для нахождения невязки наносят счислимое место на момент получения обсервации И его соединяют с обсервованным затухающей кривой (синусоидой). Сняв направление от счислимого места к обсервованному и измерив расстояние между этими точками, записывают невязку в судовой журнал. Значение и направление невязки рассчитывают при каждой обсервации, принятой к дальнейшему счислению, так как анализ вызвавших ее причин дает возможность установить, какие именно ошиб­ки могли быть допущены в принятых к учету элементах счисления .

Источники ошибок при навигационных наблюдениях и меры по их уменьшению.

При любых измерениях и наблюдениях в полученных результатов неизбежно существуют ошибки, которые принято делить на три группы : систематические, случайные и промахи.

Характер и причины возникновения систематических ошибок могут быть выяснены и их влияние на результаты измерений может быть исключено введением различно­го рода поправок. Основными причинами появления систематических ошибок при навигационных наблюдениях являются ошибки в принятых значениях по­правок мореходных приборов и инструментов . Поэтому для уменьшения или устранения систематических ошибок наблюдений рекомендуется чаще и точнее определять эти поправки ( в особенности ΔМК) по возможности на каждой вах­те и на каждом новом курсе.

Ошибки, вызываемые общим действием независимых друг от друга причин, проявляющих себя по-разному в каждом из наблюдений - называются случайными ошиб­ками . Появление случайных ошибок вызывается несовершенством зрительно­го восприятия наблюдателя и влиянием внешних условий . При благоприятных метеорологических условиях случайные ошибки невелики. Однако при качке судна а также при плохой видимости ориентиров случайные ошибки при пеленговании могут достигать 2° - 3°.

Случайные ошибки подчиняются некоторым закономерностям : В частности, при большой серии равноточных измерений, одинаково часто встреча­ются равные по значению, но противоположные по знаку ошибки . На основании этого можно заключить, что среднее арифметическое из всех измерений (при большом их количестве) стремится к истинному значению . (Поэтому рекомендуется производить несколько измерений с последующим

осреднением полученных отсчетов)

Общая площадь вероятного места судна при предполагаемых значениях случайных и систематических ошибок определяется средней квадратичной ошибкой обсервованного места М (радиусом круга, охватывающего эллипс погрешности).

Параметры эллипса погрешности (полуоси а и Ь ) наиболее удобно и быстро можно рассчитать с помощью приложения 5 МТ - 75. Теоретическая вероятность нахождения места судна внутри эллипса ошибок ~ 63 — 68 % ( в зависимости от угла пересечения линий положения θ)

Если взять для расчета 2 М, то вероятность увеличивается до 95 % , а если принять предельную ошибку = 3 М , то вероятность повышается до 99 % .

Промахи при наблюдениях и вычислениях .

Промахи, как правило, возни­кают из-за невнимательности судоводителя. Крупный промах обычно обнаружива­ют в конце решения задачи по резкому несоответствию полученного результата с ожидаемым. Мелкие промахи могут быть незаметными, и что особенно опасно, по -лученный результат может быть принят за правильный. Чтобы избежать промахов при наблюдениях, следует брать несколько отсчетов измеряемой величины. Тогда промах может быть обнаружен по заметному отличию данного отсчета от осталь­ных . При вычислениях гарантией от промахов может служить предельная внимательность , а также использование рекомендуемых методов контроля . Большое зна­чение имеет использование привычных и целесообразных схем, аккуратное написание цифр, расположенных в колонках строго по разрядам .

Средняя квадратичная ошибка обсервации М зависит, в первую очередь, от средних

квадратичных ошибок измерений m .

Наиболее простым способом расчета т является способ с использованием коэффициента размаха - k. Значение коэффициента приведены ниже :

Число наблюдений 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Коэффициент 0,59 0,48 0,43 0,39 0,37 0,35 0,34 0,32 0,31

Для вычисления m необходимо найти разность между максимальным и минимальным значениями навигационного параметра и умножить ее на коэффициент k :

m = (U max – U min) x k

Независимо от вида линии положения наличие некоторой ± m вызывает смещение

( отклонение в ту или иную сторону) этой линии на некоторую линейную величину

Δ n = ± m / g

где g - коэффициент пропорциональности , или градиент .

Величины градиентов для визуальных наблюдений навигационных параметров при­ведены ниже :

Измеряемая величина	Градиент g
Пеленг на судно	57, 30 / D
Пеленг с судна	57,30/D
Горизонтальный угол	D(между ориентирами)/ D₁ х D₂
Расстояние	1

Требования к частоте и точности навигационных обсерваций .

В 1983 году на 13-й Ассамблее ИМО в резолюции А.529 приняли стандарт точнос­ти судовождения . Цель принятого стандарта - оценка эффективности работы систем, предназначенных для определения места судна . В стандарте указаны факторы , влияющие на требования к точности судовождения. К ним относятся: скорость судна, расстояние до ближайшей навигационной опасности, граница района плавания и.т.д.

( см. таблицу приведенную ниже).

Кратчайшее расстояние до опасности	Допустимая погрешность определения места судна ( мили )	Погрешность определения места судна ( мили )
		0,1	0,25	0,5	1,0 2,0
		Допустимое время плавания по счислению ( мили )
10	0,4	12	9	-	- -
20	0,8	28	27	22	- -
30	1,2	48	47	44	27 -
40	1,6	72	71	68	56 -
50	2,0	100	99	97	87 -
60	2,4	132	131	129	120 73
70	2,8	168	167	165	157 118
80	3,2	208	207	206	198 162
90	3,6	252	251	250	242 210
100	4,0	300	300	298	291 260

Таким образом при плавании со скоростью до 30 узлов текущее место судна должно быть известно с погрешностью не более 4 % от расстояния до ближайшей опасности .При этом точность места должна оцениваться с вероятностью 95 % .

Следует иметь в виду , что таблица основана на усредненных оценках точности счисления .

Внедрение в практику судовождения рекомендаций ИМО позволяет реализовывать единый подход к определению требований к точности плавания и спо­собствует повышению безопасности мореплавания .

В зависимости от способа определения, место судна представляет собой пересече­ние различных геометрических линий (изолиний или линий положения) на поверхности земного шара . Некоторые из них имеют довольно простой вид и могут быть без особого труда нанесены на карту судоводителем с помощью прокладочно­го инструмента. Некоторые же изолинии представляют собой сложные кривые, по -строение которых в судовых условиях значительно затруднено, а иногда просто не -возможно. В таких случаях большую помощь оказывают специальные карты с сетками нанесенных на них изолиний . При определении места судна результата­ми наблюдений и измерений являются углы, расстояния либо их разности .

Линией равных пеленгов ( см. приложение) будет являться сама линия пеленга Мm, так как в любой точке ее ( К1 , К2 , КЗ ) пеленг на ориентир остается неизменным.

Линия равных расстояний представляет собой окружность, проведенную из точки М радиусом, равным измеренному расстоянию d. В любой точке этой окружности

( К1, К2, КЗ ) расстояния d до ориентира одинаковы .

Линия равных горизонтальных углов является окружность , вмещающая горизон­тальный угол α . В любой точке этой окружности (К1 , К2 , КЗ ) горизонтальный угол между предметами М1 и М2 будет одинаковым .

Линией равных разностей расстояний является гипербола, так как в любой точке

(К1 , К2 , КЗ ) разности расстояний равны т.е. :

Δd = d₂´- d₁´ = d₂´- d₁´= d₂" – d₁" и.т.д.

С определенным ограничением по точности, как линии положения, можно использовать изобаты ( линии равных глубин ), проведенные на морской навигационной карте (МНК).

На точность обсерваций кроме ошибок измерения навигационных параметров и ошибок прокладки линий положения значительное влияние оказывает угол пересе­чения линий положения . Чем этот угол ближе к 90° , тем точность обсервации бу­дет выше.

( Углы пересечения линий положения менее 30° и более 150 ° при обсерва­циях не допускаются ).

Пересечение двух линий положения всегда дает определенную точку, однако при этом невозможно обнаружить ошибки в обсервации . Желая получить надежно определенное место судна, измеряют одновременно не менее трех навигационных параметров .

Если все три линии положения пересекутся в одной точке, то такая обсервация будет надежной. Если же при прокладке линий положения получится треугольник погрешности, то это свидетельствует о том, что при измерении навигационных параметров или при прокладке допущена ошибка. Таким обра­зом, третье наблюдение является контрольным и по существу не увеличивает точность обсервации, а лищь гарантирует ее надежность .

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 ; ОРИЕНТИРЫ РАС -ПОЛОЖЕНЫ НА ОДНОЙ ПРЯМОЙ; ОРИЕНТИРЫ ОБРАЗУЮТ 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 либо при 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 .

Вариантами 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 милях до ориентира рассчитывается по формуле :

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