Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Учебник_НОМТ.pdf
Скачиваний:
433
Добавлен:
15.02.2015
Размер:
44.82 Mб
Скачать

Глава 11.

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ НАВИГАЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ МОРСКОГО ТЕАТРА

Под навигационным оборудованием океанов и морей» как указывалось выше, подразумевается комплекс мероприятий, проводимых с целью поддержания или развертывания и ввода в действие различных средств навигационного оборудования.

Спомощью средств навигационного оборудования обеспечивается решение трех основных задач:

навигационное определение места корабля с заданной точностью в открытом море и вблизи берегов;

плавание кораблей по заданному направлению (по фарватерам, каналам и в узкостях);

ограждение каналов, фарватеров и навигационных опасностей.

Кроме того, с помощью СНО определяются маневренные элементы, производятся девиационные и радиодевиационные работы, обозначаются различные полигоны и т. п.

Определение места корабля с заданной точностью обеспечивается широким комплексом технических средств навигационного оборудования: радиотехнических, гидроакустических и зрительных. Обеспечение плавания кораблей по заданному направлению осуществляется с помощью зрительных и радиотехнических СНО направленного действия (створов, секторных огней, створных радиомаяков), а также электромагнитных СНО (системы ведущего кабеля).

Ограждение каналов, фарватеров и навигационных опасностей производится в основном зрительными СНО (плавучими предостерегательными знаками и знаками на гидротехническом основании). В качестве предупредительных средств, служащих для ориентировки мореплавателей, используются звукосигнальные СНО.

Совокупность средств навигационного оборудования в том или ином районе — это система навигационного оборудования, которая должна быть спроектирована и выполнена так, чтобы при минимальных затратах материальных и технических средств в сложных метеорологических условиях обеспечивалась возможность навигационных определений и безопасность плавания кораблей в открытом море и вблизи берега, па рекомендованным путям и фарватерам, в гаванях, бухтах и на подходах к ним. Это достигается правильным выбором средств навигационного оборудования, их рациональной расстановкой на берегу и в море и соответствующим режимом работы.

При выборе технических средств для навигационного оборудования морского театра учитывают их основные тактико-технические параметры, а также навигационно-гидрографическую и метеорологическую характеристику оборудуемого района.

§ 11.1 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К НАВИГАЦИОННОМУ ОБОРУДОВАНИЮ МОРСКОГО ТЕАТРА

В целях конкретизации требований к навигационному оборудованию для различных условий плавания всю акваторию морского театра можно разделить на следующие характерные зоны:

зона открытого моря;

прибрежная зона;

зона стесненного плавания.

Зона открытого моря — акватория, лежащая за пределами визуальной и радиолокационной наблюдаемости береговых ориентиров. Плавание в этой зоне, как правило, свободное — большие глубины, незначительное количество или отсутствие навигационных опасностей дают возможность широкого выбора пути следования корабля. В ряде случаев, особенно в районах интенсивного плавания, объявляются рекомендованные пути следования и устанавливаются районы разделения движения кораблей и судов.

Основным способом получения места корабля в зоне открытого моря является счисление пути с периодическим контролем местоположения корабля по средствам навигационного оборудования или по светилам. Поэтому главное требование к СНО в этой зоне—обеспечение навигационных определений места корабля с заданной точностью, что осуществляется с помощью радиотехнических и гидроакустических средств.

Прибрежная зона — акватория моря, лежащая вдоль материкового берега, архипелагов и отдельных островов, в которой возможно визуальное и радиолокационное наблюдение береговых ориентиров. Она занимает полосу шириной до 30—50 миль. Близость берега, сравнительно небольшие глубины, на-

личие отходящих от береговой черты и отдельно лежащих навигационных опасностей усложняют условия плавания и ограничивают выбор пути следования корабля в прибрежной зоне; Плавание в зоне осуществляется в основном по рекомендованным путям или по фарватерам и только в отдельных районах допускается свободное плавание. Следует также отметить, что прибрежная зона является наиболее оживленной по количеству плавающих в ней кораблей и судов.

Условия плавания в прибрежной зоне требуют систематического контроля местоположения корабля на всем пути следования, указания положения осей и границ фарватеров, рекомендованных путей, а также ограждения навигационных опасностей. Для этого используются зрительные, радиотехнические, электромагнитные и акустические СНО.

Зона стесненного плавания включает в себя каналы, узкости, шхеры, акватории портов, подходы к ним и устьевые участки судоходных рек. Плавание в этой зоне осуществляется, как правило, по строго определенным направлениям (фарватерам), обеспечивающим безопасный путь следования.

Условия плавания в прибрежной зоне требуют непрерывного контроля местоположения корабля с более высокой точностью, чем в других зонах, а также обеспечения следования корабля строго по заданному направлению и надежного ограждения навигационных опасностей. Эта задача решается путем использования зрительных, радиотехнических (радиолокационных), электромагнитных и акустических СНО. .В любой из указанных зон (в районах интенсивного плавания) в целях уменьшения опасности столкновений в соответствии с рекомендациями Межправительственной консультационной организации (ИМКО), членом которой является и СССР, может вводиться система разделения

надежность действия и помехоустойчивость;

автономность действия.

Кроме того, должны учитываться и такие показатели, как стоимость, сложность оборудования и его обслуживания, маневренность, возможность включения в систему телеуправления и т. п. Точность, обеспечиваемая СНО при определении места, характеризуется погрешностью в измерении навигационного параметра (направления, угла, расстояния и т. д.), погрешностью в линии положения и в определении места.

Дальность действия СНО зависит от его принципа действия и должна обеспечивать определение места в любой точке оборудуемого района.

Время, затрачиваемое на определение места, зависит от принципа действия СНО, уровня автоматизации бортовой аппаратуры и может колебаться в широких пределах (от десятых долей секунды до нескольких минут).

T0 = tnΣ

Надежность СНО — свойство оборудования выполнять заданные функции в определенных условиях эксплуатации при сохранении значений основных показателей в установленных пределах. Надежность СНО обеспечивается рядом мероприятий, проводимых при проектировании, изготовлении и эксплуатации этих средств, и зависит от схемно-конструктивного исполнения, надежности комплектующих элементов, технологии изготовления и своевременного, а также высококачественного технического обслуживания и ремонта.

Один из методов повышения надежности действия СНО — резервирование аппаратуры и источников питания. Включение резервных средств, как правило, должно происходить автоматически, не нарушая режима работы СНО. При отсутствии автоматического резервирования предусматривается аварийная сигнализация, которая должна предупреждать о предаварийном и аварийном состояниях оборудования.

Из принятых критериев количественной оценки надежности с точки зрения практики использования СНО наиболее удобными являются наработка на отказ и вероятность безотказной работы, а также среднее время восстановления. Причем под отказом СНО следует понимать не только нарушение его работоспособности, но и ухудшение основных качественных показателей ниже определенных пределов. Указанные величины могут быть определены статистическим путем по результатам специальных испытаний на надежность или в процессе эксплуатации.

Наработка на отказ То представляет собой отношение суммарной наработки прибора к числу его отказов, т. е.

(11.1)

где tΣ, — общее (суммарное) время исправной работы прибора, ч; п — число отказов за время работы (испытаний).

При оценке работы СНО важное значение имеет знание вероятности безотказной работы, т. е. вероятности того, что в пределах заданной наработки t в приборе не возникнет отказ. Вероятность безотказной работы P(t) за время t определяется как отношение числа приборов, исправно работающих на момент t, к числу приборов, находящихся под наблюдением, т.е.

P(t)=

N(t)

 

 

 

(11.2)

N0

 

 

где N (t) — число исправных приборов к моменту t;

 

No — число приборов, находящихся под наблюдением.

 

Вероятность безотказной работы и наработка на отказ связаны соотношением

 

P(t)= e

t

 

T0

 

(11.3)

Нужно помнить, что надежность каждого прибора в целом зависит от надежности всех входящих в него элементов. Следовательно, чем больше элементов в приборе при неизменной величине их надежности,, тем более резко уменьшается его общая надежность.

Среднее время восстановления СНО является показателем его ремонтопригодности и равно среднему времени, затрачиваемому на обнаружение, поиск причины отказа и устранение последствий отказа.

Помехоустойчивость СНО — один из показателей надежности, учитывающий влияние помех. При решении задач навигационного оборудования морских театров особый интерес представляет способность СНО сохранять свои основные показатели в заданных пределах в условиях естественных и искусственных помех. Действие помех может привести к уменьшению точности измерений и дальности действия средств, увеличению времени производства отсчета или создать такие условия, когда в определенной зоне вообще невозможно использовать СНО данного типа.

Автономность СНО — это способность действовать определенный период без обслуживания. Для достижения высокой автономности необходима автоматизация всей аппаратуры с высокой степенью надежности отдельных элементов, узлов и всего устройства в целом, а также наличие высокоэффективных и длительно действующих источников питания.

Уровень автоматизации СНО имеет важное значение как с точки зрения экономической (поскольку дает возможность максимально сократить или полностью снять обслуживающий персонал с объекта СНО), так и с точки зрения включения средств СНО в систему телеуправления.

В зависимости от характера решаемой задачи кораблевождения, навигационно-гидрографических и гидрометеорологических условий оборудуемого района и других факторов различные виды СНО удов-

летворяют предъявляемым к ним требованиям в различной степени.

Так, например, зрительные СНО просты по устройству, обеспечивают высокую точность определения места, однако дальность действия их ограничена и находится в прямой зависимости от условий видимости. Радиотехнические СНО обеспечивают определение места на больших удалениях, независимо от условий видимости с высокой точностью, однако требуют, как правило, наличия на корабле сложных приемо-индикаторных устройств, которые чувствительны к помехам, и часто их дальность действия и точность определения места зависят от времени суток, условий проходимости радиоволн, характера подстилающей поверхности и т. п.

Из сопоставления требований, предъявляемых к навигационному оборудованию, и тактикотехнических данных различных СНО следует, что с помощью СНО какого-либо одного типа решить все задачи в любых условиях часто невозможно. Поэтому при навигационном оборудовании морского театра стремятся применять принцип комплексирования различных СНО, тем самым обеспечивая выполнение всех требований, предъявляемых к навигационному оборудованию того или иного района, не забывая при этом, конечно, об экономии средств.

Например, у радиотехнических СНО большой дальности действия вблизи береговых станций по геометрическим причинам и из-за наличия нестационарного электромагнитного поля расположены области относительно низкой точности определения места, поэтому в этих районах развивается сеть СНО, основанных на других принципах действия: радиотехнических СНО ближнего действия, а также зрительных СНО, — т. е. применяется принцип комплексирования СНО по дальности действия.

Комплексирование СНО необходимо также для того, чтобы обеспечить использование их кораблями и судами с различной степенью оснащенности бортовыми навигационными устройствами или вообще их не имеющими, а также для повышения надежности системы навигационного оборудования.

§ 11.2. НОРМЫ ТОЧНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА КОРАБЛЯ

Знание требуемой точности определения места корабля имеет первостепенное значение при навигационном оборудовании морского театра, поскольку:

от обеспечиваемой средствами навигационного оборудования точности определения места в большой мере зависит безопасность кораблевождения и успех выполнения поставленных задач;

знание требуемой точности определения места в зависимости от решаемых задач позволяет при проектировании навигационного оборудования правильно выбрать тип используемых СНО и их необходимое количество.

Основными факторами, влияющими на требуемую точность определения места корабля для обеспечения навигационной безопасности в зоне плавания, являются расстояния до ближайших к пути следования навигационных опасностей, ширина канала, фарватера или безопасного прохода в узкости. При этом к навигационным опасностям, кроме надводных и подводных препятствий, следует отнести и районы с изобатами, лимитирующими плавание кораблей с определенной осадкой. Кроме того, требуемая точность определения места зависит от характера решаемых кораблями задач, интенсивности движения в данном районе, тактико-технических данных кораблей (скорости хода, маневренных элементов и т.

д.).

Одним из самых сложных и до сих пор не полностью решенных вопросов в системе обеспечения безопасности мореплавания является определение целесообразных и объективно оправданных количественных требований к нормам точности определения места корабля при плавании в том или ином районе. Завышение этих норм ведет к необоснованному завышению соответствующих требований к техническим средствам навигационного оборудования и удорожанию строительства и эксплуатации объектов СНО. Занижение же их может привести к снижению эффективности навигационно-гидрографичёского обеспечения безопасности плавания в оборудуемом районе. Завышение и особенно занижение норм точности недопустимо.

Точность определения места корабля оценивается средней квадратической погрешностью М, представляющей собой радиус круга, в пределах которого может находиться место корабля.

Вероятность Р нахождения действительного места корабля в круге радиусом М составляет примерно 65%. Заметим, что вероятность местоположения определяемой точки внутри окружности радиуса, равного М, несколько меняется в зависимости от характера эллипса погрешностей в данном месте. Если эллипс погрешностей имеет равные полуоси, эта вероятность составляет 63%, при очень вытянутом эллипсе она близка к 68%.

Сизменением радиуса круга, а следовательно, площади его, в пределах которой может находиться

корабль, вероятность этого нахождения при постоянной погрешности определения места меняется. При увеличении радиуса вероятность возрастает, а при уменьшении его понижается. Так, например, средние вероятности местоположения определяемой точки в кругах радиусов, равных 2М и ЗМ, будут соответственно не ниже 95% и 99,7%.

Вобщем случае при решении вопроса о необходимой точности определения места в целях безопасности мореплавания исходят из следующих положений.

Взоне открытого моря при расстояниях до опасностей не менее 50 миль допустимая величина средней квадратической погрешности не должна превышать примерно 1% до ближайшей навигационной опасности (но не более 3 миль).

Вприбрежной зоне при плавании по рекомендованным путям и для районов свободного плавания допустимые средние квадратические погрешности определения места не должны превышать величин, указанных в табл. 11.1.

Таблица 11.1

Расстояние до ближайшей опасности, мили

М, мили

 

 

Свыше 15

0,5

10—-15

0,4

5—10

0,3

3—5

0,2

Менее 3

0,1

 

 

Приведенные в табл. 11.1 допустимые значения М являются ориентировочными и в отдельных районах прибрежной зоны с неблагоприятными условиями плавания требования к точности определения места могут быть повышены в 2 или даже в 3 раза, особенно это относится к малым расстояниям до опасности (менее 3 миль).

В районах раздельного движения допустимые погрешности определения места с вероятностью не ниже 95% не должны превышать объявленной полуширины полосы одностороннего движения, т. е.

2M 12 m или M 14 m

где m — ширина полосы одностороннего движения.

Для естественных фарватеров прибрежной зоны допустимые погрешности определения места с

вероятностью не ниже 95% не должны выходить за пределы объявленной полуширины фарватера, т. е.

2M 12 B или M 14 B

где В — ширина фарватера В зонах стесненного плавания допустимые погрешности определения места с вероятностью не

ниже 99,7% не должны превышать полуширину канала, т. е

3M 12 B или M 16 B

где В — ширина канала.

Приведенные выше общие требования к точности определения места корабля при плавании в различных зонах хорошо согласуются с временными нормами Главного управления навигации и океанографии Министерства обороны [19] (табл. 11.2). При определении места с точностью, указанной в табл. 11.2, обеспечивается следующая вероятность нахождения корабля в пределах:

канала шириной 100 м — 99,7%,

фарватера шириной 250 м — 99,3%,

фарватера шириной от 2 до 20 кбт — 95%,

полосы движения шириной от 10 до 20 кбт — 95%.

Приведенные в табл. 11.2 точности определения места соответствуют рекомендациям Международной ассоциации маячных служб (МАМС) и должны использоваться в качестве нормативных при решении задач обеспечения безопасности мореплавания и анализе навигационного оборудования.

При решении других задач по навигационно-гидрографическому обеспечению кораблевождения в каждом конкретном случае требуемая точность определения места может задаваться исходя из характера задач, решаемых кораблями в данной зоне.

Таблица 11.2

 

Требуемая

 

Допустимое

 

Частота

время обра-

 

точность

Зона плавания

определе-

ботки навига-

определения

 

места

ний

ционных па-

 

 

раметров

 

 

 

Открытое море

2000—6000 м

2—4 ч

10—15 мин

Прибрежная зона:

(.10—30 кбт)

 

 

 

 

 

— рекомендованные

200—1000 м

20—30 мин

1—3 мин

пути и районы свободно-

(1,0—5,0 кбт)

 

 

го плавания

 

 

 

— районы разделения

400—900

5—10 мин

1—3 мин

движения при ширине

(2,0—5,0 кбт)

 

 

полосы движения 10—12

 

 

 

кбт

 

 

 

— фарватеры шириной

100—800 м

1—5 мин

0,5—1,0 мин

2— 20 кбт

(0,5—4 кбт)

 

 

Зона стесненного плава-

 

 

 

ния:

 

 

 

— узкие (шириной 100—

10—50 м

Непрерывно

Мгновенно

250 м) каналы, фарвате-

 

 

 

ры, акватории портов

 

 

 

— подходы к портам,

100—200 м

1—5 мин

0,5—1,0 мин

узкостям шириной до 10

(0,5—1,0 кбт)

 

 

кбт

 

 

 

 

 

 

 

§ 11.3. ЭТАПЫ НАВИГАЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ МОРСКОГО ТЕАТРА

Рассмотрим последовательность выполнения работ и их содержание при создании системы навигационного оборудования.

В зависимости от условий и требований, предъявляемых к оборудуемому району, может решаться одна из двух задач:

создание системы навигационного оборудования в необорудованном районе;

дооборудование заданного района путем развития сети новых и модернизации действующих СНО. Основные этапы оборудования:

1.Составление технического задания на разработку проекта.

2.Разработка проекта размещения СНО и установки на них технических средств навигационного оборудования для заданного района.

3.Разработка проектов отдельных объектов СНО.

4.Строительство объектов СНО, выполнение монтажных и пусконаладочных работ.

5.Навигационная отработка объектов СНО (испытания, оплавывание, калибровка и т. л.) и ввод их в действие.

6.Организация управления объектами СНО и создание системы контроля за их действием.

7.Составление руководств и пособий для использования СНО.

Техническое задание на разработку проекта устанавливает назначение, исходные данные и техни- ко-экономические требования, предъявляемые к проектируемой системе навигационного оборудования, стадии и этапы проектирования, сроки выполнения проектных работ, состав документации проекта и специальные требования к нему.

Содержание исходных данных и требований к создаваемой системе навигационного оборудования учитывается на всех этапах оборудования как комплекса мероприятий, проводимых для поддержания существующего или установления нового режима плавания кораблей (судов) с помощью различных СНО.

Исходные данные должны быть достоверными, составленными на основании последних изыска-

тельских работ (промер, траление, топо-геодезические работы и т. п.) с использованием новейших крупномасштабных карт (планшетов), откорректированных лоций, справочных изданий и материалов. Составление исходных данных должно основываться на глубоких знаниях военно-экономического значения района, перспектив его развития, навигационно-гидрографических и гидрометеорологических условий, задач военного, торгового и рыбопромыслового флотов, тактико-технических данных кораблей.

Кисходным данным относятся:

положение и границы оборудуемого района;

навигационно-гидрографическая и гидрометеорологическая характеристика района;

характер береговой черты и топографические особенности прибрежной полосы;

сведения о фарватерах и рекомендованных путях (их протяженность, направление, глубины, течения, положения и характер навигационных опасностей);

сведения о существующих СНО (при дооборудовании района);

основные данные кораблей и судов, плавание которых предполагается в заданном районе (осадка, длина и ширина корпуса, скорость, высота мостика, штурманское вооружение);

задачи, решаемые кораблями, и места их базирования;

— перечень картографических и описательных материалов, подлежащих использованию при разработке проекта;

продолжительность навигационного периода;

средняя продолжительность темного времени суток и характерный для данного района коэффициент прозрачности атмосферы (с повторяемостью не ниже 65%);

дополнительные сведения по оборудуемому району, которые могут потребоваться при составлении проекта (сведения о дноуглубительных работах, о наличии линий электропередач и т. п.).

Кисходным техническим требованиям относятся:

требуемая точность (погрешность с заданной вероятностью) определения места в оборудуемом районе;

условия, при которых должно быть обеспечено плавание кораблей (период года, время суток, условия видимости);

требования по использованию действующих СНО (при дооборудовании района), типовых проектов средств навигационного оборудования, аппаратуры СНО и источников питания;

указания по использованию руководящих документов;

требования по организации работ.

Проект навигационного оборудования представляет собой совокупность документов, содержащих обоснованное решение на размещение, строительство, реконструкцию и модернизацию СНО. На его основе разрабатываются тактико-технические задания (ТТЗ) на проектирование и строительство отдельных объектов СНО, а также на выполнение строительных и монтажных работ.

Проектирование навигационного оборудования затрагивает широкий круг сложных и различных по своему характеру вопросов и направлено в конечном итоге на эффективное обеспечение навигационной безопасности плавания применительно к особенностям и конкретным навигационно-гидрогра- фическим условиям данного района. Этот проект разрабатывается, как правило, подразделениями ГС ВМФ.

При разработке проекта системы навигационного оборудования предусматривается выполнение следующих основных работ:

анализ действующей системы навигационного оборудования (при дооборудовании района);

выбор и обоснование использования новых СНО для решения поставленных задач;

рациональное размещение проектируемых СНО и определение их тактико-технических характеристик (дальности действия, характера работы и т. д.);

оценка эффективности спроектированной сети навигационного оборудования.

Разработка проекта проводится, как правило, в три этапа:

разработка проектного задания (технических предложений);

разработка эскизного проекта;

разработка технического проекта.

Проектное задание представляет собой совокупность документов, в которых на основе анализа технического задания приводится обоснование предлагаемых вариантов решений по навигационному оборудованию заданного района.

При разработке проектного задания необходимо:

выполнить анализ действующей системы навигационного оборудования с целью определения степени обеспечения навигационной безопасности плавания и уточнить необходимые исходные данные;

определить виды СНО, обеспечивающие решение поставленной задачи и наметить ориентировочные места их установки;

определить ожидаемые точности по-каждому варианту оборудования

дать предварительную характеристику организации эксплуатации проектируемой системы;

определить ориентировочную стоимость строительно-монтажных работ.

Эскизный проект разрабатывается на основании технических предложений проектного задания и представляет собой совокупность документов, дающих принципиальное техническое решение по оборудованию (дооборудованию) СНО заданного района.

Вэскизном проекте дается общее представление:

о месте строительства новых СНО и типовых сооружений;

о реконструируемых СНО и замене оборудования на действующих СНО;

об ожидаемой эффективности проектируемой сети навигационного оборудования;

об организации обслуживания СНО, ориентировочной стоимости строительных и монтажных работ, а также стоимости оборудования.

На стадии разработки эскизного проекта проводится рекогносцировка оборудуемого района с целью уточнения исходных данных и сбора недостающих материалов для разработки технического проекта. При этом уточняется техническое состояние действующих СНО и выбираются участки будущего строительства новых СНО. Выбранные пункты нового строительства должны обеспечивать как экономичность выполнения строительных работ, так и удобство последующей эксплуатации зданий и сооружений в полном соответствии с их назначением и особенностями согласно тактико-техническим требованиям.

Технический проект разрабатывается на основании эскизного проекта и представляет собой совокупность документов, которые должны содержать законченное техническое решение на размещение, строительство, реконструкцию и модернизацию СНО. Технический проект дает полное представление о системе навигационного оборудования и содержит необходимые данные для разработки тактикотехнических заданий на проектирование, строительство новых, а также на модернизацию действующих объектов СНО.

Строительство объектов СНО производится по проектам, разработанным специализированными проектными организациями ВМФ на основании специальных тактико-технических заданий, составленных ГС ВМФ. Строительство осуществляется, как правило, по типовым и повторным проектам с привязкой их к конкретным условиям места размещения объекта СНО.

Вновь построенные или реконструированные в соответствии с утвержденными проектами объекты СНО принимаются в эксплуатацию Государственными приемочными комиссиями, которые проверяют качество строительно-монтажных работ и соответствие их проекту.

Навигационная отработка и ввод в действие объектов СНО производятся после принятия их в эксплуатацию. В процессе испытаний определяются фактические навигационные параметры СНО и другие характеристики, необходимые для издания «Извещений мореплавателям». Во время испытаний уточняются также координаты места посадки объекта СНО, определяется фактическая дальность действия, обеспечиваемая точность и характер работы СНО, производится (если это требуется) промер и гидрографическое траление фарватеров и каналов, обеспечиваемых створами и т. д.

Управление объектами СНО является одним из важнейших факторов,, определяющих эффективность действия системы навигационного оборудования. При любых условиях должно быть обеспечено надежное и оперативное управление всеми объектами СНО путем отработки связи между органом управления и управляемыми объектами. Средства и способы связи должны выбираться исходя из особенностей данного морского района.

Контроль за действием СНО осуществляется специальными контрольными пунктами (например, радиомаячными), гидрографическими судами (катерами), маяками, рейдовыми постами и другими подразделениями, расположенными вблизи установки СНО.

Контроль за действием СНО имеет целью своевременно обнаружить нарушение режима действия СНО и предупредить выход его из строя. Организация контроля должна предусматривать наблюдение за действием всех СНО, немедленное принятие мер к вводу вышедших из строя СНО или к устранению нарушений режима их действия, а также оповещение мореплавателей о выходе из строя или нарушении режима действия СНО.

Контроль за действием СНО производится путем:

наблюдения за действием зрительных СНО;

проверки местоположения буев и вех;

прослушивания сигналов звукосигнальных СНО;

прослушивания работы радиомаяков;

создания системы телеконтроля за действием СНО;

использования аварийной сигнализации.

Сведения о работе СНО, необходимые для использования их мореплавателями, публикуются в «Извещениях мореплавателям», а также в изданиях ГУНиО МО «Огни и знаки», «Радиотехнические СНО» и в лоциях.

Глава 12.

МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ НАВИГАЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ МОРСКОГО ТЕАТРА

Использование обоснованной методики проектирования системы навигационного оборудования в связи с большим объемом работ, проводимых в этой области, имеет первостепенное практическое значение. Важнейшим показателем качества и эффективности навигационного оборудования является обеспечиваемая СНО точность определения места корабля. Поэтому в основе проектирования лежит сравнительная оценка ожидаемых расчетных средних квадратических погрешностей определения места корабля и нормативных требований.

Анализ эффективности СНО производится путем построения на картах зон действия и рабочих зон СНО. Зона действия СНО — это район моря, в пределах которого возможно измерение навигационного параметра по данному СНО. Рабочая зона СНО — это часть зоны действия, в пределах которой возможно определение места корабля с заданной точностью.

§ 12.1. НАВИГАЦИОННЫЕ ГРУППЫ И ИХ ПАРАМЕТРЫ

Средства навигационного оборудования, предназначенные для определения места корабля, представляют собой сеть ориентиров, обеспечивающих возможность измерения направлений, расстояний или других навигационных параметров.

В зависимости от количества и расположения на местности СНО могут быть использованы как одиночные ориентиры или объединяться в навигационные группы. Ориентиры, входящие в навигационную группу (как правило, два или три), должны быть связаны между собой определенными геометрическими параметрами, обеспечивающими благоприятное их использование при определении места корабля навигационными способами.

Навигационная группа из двух ориентиров (рис. 12.1) характеризуется расстоянием (базой) В между ориентирами O1 и О2 и их дальностью действия Д1 и Д2. Величина базы зависит от дальности действия ориентиров и задаваемого угла в пересечений линий положения.

При равных дальностях действия, т. е. если Д12=Д,

 

B = 2 Д sin

Θ

(12.1)

В случае, если Д1 ≠ Д2,

2

 

 

 

B = Д12 + Д22 2 Д1 Д2 cos Θ

(12.2)

Если задаться принятыми в навигации пределами изменения углов пересечения линий положения

30о ≤ Θ ≤150 о

то из равенств (12.1) и (12.2) найдем оптимальное значение величины базы В для двух ориентиров:при равных дальностях ориентиров

BОПТ = 0,52 Д

(12.3)

при неодинаковых дальностях действия ориентиров

B = Д12 + Д22 1,73 Д1 Д2 (12.4)

Определим положение точки в зоне действия навигационной группы из двух ориентиров, где погрешность определения места будет иметь минимальное значение.

Рассмотрим группу из двух ориентиров с равной дальностью действия; Средняя квадратическая погрешность определения места способом двух пеленгов вычисляется по формуле

 

 

M

 

= mПo arc1o

 

 

D2

+ D2

 

 

 

 

 

 

(12.5)

 

 

 

 

 

 

sin Θ

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

где m°п — средняя квадратическая погрешность измерения пеленга;

 

 

 

 

Θ — угол пересечения пеленгов;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D1 и D2 — расстояния от определяемого места до навигационных ориентиров.

Из рис. 12.2 для случая D1=D2=D имеем ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

= D sin Θ

;

D

=

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

Θ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2sin 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 B

 

 

 

o

 

 

o

 

 

B

2

 

 

 

 

mПo arc1o

(12.6)

M =

mПarc1

2

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

sin Θ

 

2 Θ

 

 

sin Θsin

Θ

 

 

 

 

 

 

4sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Представим sinΘ в виде

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Θ cos

Θ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin Θ = 2sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

тогда

 

1

 

 

 

 

 

mП2 B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mПo B

(12.7)

 

o

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M = arc1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

K

 

 

 

 

 

 

 

2sin

Θ

cos

Θ

sin

Θ

sin

2 Θ

cos

Θ

 

 

 

 

2

2

2

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В выражении (12.7) величины K, m°П и В постоянные для: данной группы; т.е. M = f(Θ) Минимальное значение ошибки М будет при значениях угла Θ, когда

sin 2 Θ2 cos Θ2 = max

Для нахождения экстремального значения угла Θ возьмем первую производную от функции

 

 

 

 

f

(Θ)= sin 2 Θ

cos

Θ

 

 

 

 

 

 

 

и приравняем ее нулю:

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

'(Θ)= 2sin

Θ

 

2 Θ

 

3 Θ

 

 

Θ

 

2 Θ

 

 

Θ

 

(12.8)

f

cos

sin

= sin

2 cos

sin

2

= 0

2

2

2

2

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение (12.8) имеет два корня:

1)sin Θ2 = 0, Θ = 0

Нетрудно заметить из формулы (12.7), что при Θ = 0 и sin

Θ

=0 средняя квадратическая погрешность

 

 

 

2

 

принимает максимальное значение, стремясь к бесконечности.

 

2)

2 cos2 Θ sin 2

Θ

= 0

 

2

2

 

 

 

 

 

sin

2

Θ

sin

2

Θ

= 0

 

 

2 1

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2 3sin 2 Θ

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

отсюда

Θ

 

2 ;

Θ

 

 

 

 

 

 

sin

=

= 54o44';

Θ =109o28'

 

2

 

3

 

2

 

 

 

 

 

 

Следовательно, минимальная погрешность будет располагаться на перпендикуляре к базе при углах пересечения линий положения Θ=109о28/.

В единицах базы положение этой точки может быть определено следующим образом.

 

 

Из чертежа (см. рис. 12.2) следует, что tg

Θ

=

B

, отсюда D0 =

B

 

; так как

 

 

2

 

 

Θ

 

 

 

 

2D0

2tg

 

 

Θ

 

 

 

 

 

2

 

tg

= tg54o 44'=1,41

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

тогда

D0 = 0,35B

 

 

(12.9)

 

 

 

 

 

Следовательно, минимальная погрешность будет в точке на перпендикуляре к базе, отстоящей от нее на расстоянии 0,35 В.

Из чертежа (рис.12.2) нетрудно определить величину средней квадратической погрешности в этой

точке:

(12.10)

M min = 0,016BmПо

Анализ изменения значения М с изменением угла Θ в районе его оптимального значения показы-

вает, что в диапазоне Θ = 105—115° увеличение средней квадратической погрешности по сравнению с минимальной не превышает ~0,4%, а в диапазоне Θ = 95 — 125° — соответственно ~6%.

Таким образом, объекты СНО в навигационной группе из двух ориентиров следует размещать так, чтобы перпендикуляр, восстановленный к середине базы, проходил через район, где по условиям плавания требуется более высокая точность определения места корабля.

Наилучшим является вариант, при котором ориентиры располагаются по обе стороны от рекомендованного пути или фарватера. При такой расстановке используются зоны действия, расположенные по обе стороны базы.

Навигационная группа из трех ориентиров (рис. JS.3) характеризуется расстояниями (базами) В1 В2 и В3 между ориентирами О1 О2 и О3, их дальностью действия Д1 Д2 и Д3, а также базовым углом β при среднем ориентире.

Элементы взаимного положения ориентиров связаны с их дальностями действия Д1 Д2, Д3 и измеренными углами Θ1 и Θ2 следующей системой уравнений:

B12

= Д12 + Д22 2

Д1 Д2 cos Θ1

 

 

 

B22

= Д22 + Д32 2

Д2 Д3 cos Θ2

 

 

(12.11)

 

 

B32

= Д12 + Д32 2

Д1 Д3 cos(Θ1 + Θ2 )

 

Кроме того, для В3 можно написать уравнение

 

 

 

 

 

 

 

B2

= B2

+ B2

2B B

2

cos β

 

 

 

3

1

 

2

1

 

= Д2=Дз, оптимальное значение баз рас-

При равных дальностях действия ориентиров, т. е. если Д1

считывается по формулам:

 

B1 = B2 = 0,52 Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(12.12)

 

B =

B2

+ B2

2B B

2

cos β

 

 

3

1

 

2

1

 

 

 

 

Наивыгоднейший вариант расстановки в навигационной группе из трех ориентиров будет при В1 = В2; Д12=Дз и β=120° (в общем случае угол β должен находиться в пределах 100—140°). При неравенстве баз (В1 ≠ В2) площадь зоны действия смещается в сторону большей базы.

Влияние базового угла β на площадь зоны S происходит не только в случае равных баз, т. е. при В1

= В2 и

B1

=1 = b , но и при неравных базах, когда b<1. Это наглядно показано на графиках (рис.12.4),

B2

 

 

построенных для значений b = 1, b = 0,8, b = 0,6 и b = 0,4.

Из приведенных графиков видно, что с уменьшением значений величина площади зоны группового действия также уменьшается и объединение в навигационную группу трех ориентиров, у которых

соотношение баз меньше 0,5, т. е. B1 < 0,5 , практически нецелесообразно.

B2

Построение зон действия (рис. 12.5) одного, двух или трех ориентиров сводится к нанесению на карту окружностей или секторов радиусом, равным дальности действия СНО. Центрами окружностей являются места навигационных ориентиров.

За дальность действия зрительных навигационных ориентиров принимается расчетная дальность видимости огней ночью при наиболее вероятных для данного района моря значениях коэффициента прозрачности атмосферы т с повторяемостью не ниже 65%.

§ 12.2. СПОСОБЫ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ СЕТИ НАВИГАЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Для оценки эффективности действующей и вновь спроектированной сети навигационного оборудования с точки зрения обеспечиваемой точности определения места на практике используется два способа: способ изолиний и способ контрольных графиков.

Первый способ заключается в построении рабочих зон, ограниченных линиями равной точности, представляющими собой геометрическое место точек, в которых погрешности определения места равны между собой. Таким образом, нанесение границ рабочих зон сводится к построению кривых, на кото-

рых М = const.

При анализе эффективности действия зрительных СНО и морских радиомаяков рабочие зоны, как правило, строятся для наиболее распространенного способа определения места по двум или трем пеленгам.

При использовании трех пеленгов точность определения места повышается на 15—20%, по сравнению со способом двух пеленгов.

Отметим, что все формулы, приведенные ниже для расчета линий равной точности, справедливы лишь для тех случаев, когда ошибки пеленгования являются случайными, независимыми и подчиняются закону нормального распределения.

Рабочая зона одного навигационного ориентира

Одиночные навигационные ориентиры используются для определения места корабля главным образом в варианте «пеленг и расстояние».

В качестве одиночных навигационных ориентиров используются зрительные ориентиры в сочетании с корабельными РЛС или дальномерами, а также радиолокационные маяки-ответчики или пассивные отражатели.

Расчет средних квадратических погрешностей может быть выполнен по известной формуле

M =

1

n2

+ ∆n2

(12.13)

 

sin Θ

1

2

 

 

 

где ∆n1 и ∆n2 — смещения линий положения, вызванные средними квадратическими погрешностями n1

иn2 измерений;

Θ— угол пересечения линий положения.

Вданном случае ∆n1 — смещение линии положения за счет погрешности в определении пеленга (∆n1=moПarc1oD) и ∆n2 — смещение линий положения за счет погрешности при измерении расстояния (∆n2=m0). В связи с тем, что угол пересечения линий положения Θ = 90°, формула (12.13) примет вид

M = (mПo arc1o D)2 + mD2

(12.14)

где m°П — средняя квадратическая погрешность измерения пеленга; mD— средняя квадратическая погрешность измерения расстояния;. D — расстояние от определяемого места до объекта СНО.

Из формулы (12.14) видно, что значение погрешности М при неизменных погрешностях m°П и mD зависит только от расстояния D, а поэтому линиями равной точности являются концентрические окружности. Радиусы этих окружностей вычисляются по формуле

D =

M

2 mD2

(12.15)

mПo

arc1o

 

 

Рабочие зоны, в пределах которых обеспечивается заданная точность, представляют собой круги с радиусами D.

Рабочая зона двух навигационных ориентиров

Погрешность определения места по двум пеленгам будет зависеть от погрешностей измерения пеленгов и от взаимного положения определяемой точки и навигационных ориентиров.

Исходя из формулы (12.13), где ∆n1 и ∆n2 — смещения линий положения, вызванные средними

квадратическими погрешностями, mПo 1 и mПo 2 —измерения пеленга, Θ — угол пересечения линий поло-

жения, а также принимая, что угловая величина погрешности измерения пеленга mПo 1 и mПo 2 не зависит от расстояний до ориентира и по своему характеру эти погрешности равно точны, т. е. mПо1 = mПо 2 = mПо ,

можно записать n1 = mПо arc1o D1;

n2 = mПо arc1o D2

 

тогда формула (12.13) примет вид

 

 

 

M = mПо arc1o

D2

+ D2

(12.16)

sin Θ

1

2

 

 

 

По формуле (12.16) для различных значений D1 и D2 и соответствующих значений угла в можно вычислить величину М в различных точках зоны действия двух маяков и по этому судить о характере

распределения средней квадратической погрешности mПо .

Однако такой способ мало удобен и весьма трудоемок. Поэтому целесообразно формулу (12.16) представить в виде функции от полярных координат D0 и φ (рис. 12.6), освободившись от значений Θ, D1 и D2, и в конечном итоге получить зависимость

M = f (B, D0 ,ϕ)

Выполним несколько преобразований. Из рис. 12.6 следует, что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

B 2

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

=

D

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2D

 

 

 

 

 

 

cosϕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

B 2

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

=

D

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 2D

 

 

 

 

 

 

cosϕ

 

 

 

912.17)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

2

 

+ D

2

 

=

 

2D

2

+

 

B2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D1

 

 

+ D2

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(12.18)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

B

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если принять, что q =

D0

 

то формула (12.17)

 

 

будет иметь вид

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B2

(4q2 +1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(12.19)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D12 + D22

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определим площадь AO1O2P:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S =

 

D D

 

 

sin Θ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заметим, что S=S1+S2, где S1 — площадь AO1PO и S2 — площадь ∆О2РО. Тогда очевидно, что

 

1

D1D2 sin Θ =

 

 

1

D0

 

B

sin ϕ +

1

D0

B

sin(180o ϕ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

oткуда

 

 

 

 

D1D2 sin Θ = D0 B sin ϕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D0 Bsinϕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin Θ =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D1D2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(12.20)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin Θ D0 Bsinϕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставляя в формулу (12.19) значения D1 и D2 из равенства (12.17) и приведя подобные члены,

получим с учетом того, что q =

 

D0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4q

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

1+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(12.21)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin Θ

 

 

 

 

 

 

 

4q sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ϕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теперь полученные выражения для D2

+ D

2

 

 

из формулы (12.19) и

1

из формулы (12.21) под-

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin Θ

 

ставим в формулу (12.16):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,0175

 

 

o

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4q

2

1

2

(12.22)

 

 

 

 

 

 

M =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+1 1+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

mП B 4q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4q sin ϕ

 

Введем обозначение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4q

2

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

η = 0,0124

 

4q

2

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1+

4q sin ϕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тогда выражение (12.22) примет вид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(12.23)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M = mПo Bη

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вычисление коэффициента η громоздко, а поэтому для удобства расчета и построения рабочих зон

этот коэффициент целесообразно вычислить заранее для различных значений q = DB0 и φ. Вполне дос-

таточно произвести расчет для пяти значений φ (10, 30, 50, 70 и 90°). По результатам расчетов построен график (рис. 12.7).

Построение рабочей зоны выполняется в следующей последовательности:

1.Наносят на карту положения маяков, входящих в состав навигационной группы, и снимают с карты величину базы В.

2.По заданному значению средней квадратической погрешности места М из формулы (12.23) находят

значение величины η:

η = M mП0 B

где М — средняя квадратическая погрешность определения места; moП — средняя квадратическая погрешность измерения .пеленга;

В— длина базы.

3.Пользуясь графиком (рис. 12.7), по вычисленному значению η находят величину отношения q = DB0 .

Для этого на. оси ординат наносят точку, соответствующую найденному значению η, и проводят горизонтальную линию. Для точек пересечения ее с кривыми находят на оси абсцисс значения величины q = DB0

Из графика следует, что одному значению величины η для каждого угла φ будет соответствовать два значения величины q.

Полученные значения величины q с точностью до 0,01 записывают в табл. 12.1.

M = f (B1 , B2 , β, D1 , D2 , D3 )

Таблица 12.1

φ

q

q’

D0

D’0

100(170O)

30O(150O)

50O(130O)

70O(110O)

90O

4. По полученным значениям q, пользуясь формулой q = DB0 (значение базы В нам известно), опреде-

ляют значения Do и D'o, которые будут соответствовать тем значениям φ, для которых вычислены q. Результаты записывают в табл. 12.1.

5. По вычисленным значениям Do и D'o, а также по соответствующим им углам φ, т. е. по полярным координатам, находят положение точек, в которых ошибка определения места будет одинакова и будет соответствовать значению, принятому при расчетах. Соединив эти точки плавной кривой, получают линию, для которой М = const.

Построение рабочей зоны производят следующим образом:

из середины базы В с помощью транспортира на карте строят углы 10, 30, 50, 70, 90, ПО, 130, 150 и 170°;

по направлениям этих углов от середины базы откладывают соответствующие расстояния Do и D'o

полученные точки соединяют плавной кривой, характер которой показан на рис. 12.8.

Навигационная группа из трех навигационных ориентиров

Кривые равной точности для группы из трех навигационных ориентиров выражаются уравнениями высших порядков, а поэтому их построение весьма сложно ввиду значительного количества независимых переменных:

Для расчета рабочих зон можно использовать формулу

M =

 

n2

n2

+ ∆n2n2

+ ∆n2

n2

 

 

 

 

 

1

2

1

3

 

 

 

2

3

 

(12.24)

n2 sin 2 Θ

2

+ ∆n2 sin 2 (Θ

1

2

)+ ∆n2 sin 2

Θ

 

1

 

 

 

2

 

 

 

3

 

1

где ∆n1, ∆n2 и ∆n3 — смещения

линий

положения, вызванные средней квадратической погрешностью

измерения пеленга m0П

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Θ1 и Θ2 — углы пересечения соответственно первого и второго, второго и третьего пеленгов. Построение рабочих зон производится с помощью кривых равных смещений линий положения. Здесь

n = mПo arc1o , кривые равных смещений линий положения представляют собой концентрические ок-

ружности радиусов D.

С пунктами, в которых размещены маяки, совмещаются сетки кривых равных значений ∆n1 ∆п2, ∆п3 и углов Θ1 и Θ2. По значениям ∆n1 ∆п2, ∆п3 и Θ1, Θ2 подсчитываются погрешности М в поле действия маяков. Искомые линии равной точности проводятся по точкам, полученным интерполяцией значений погрешностей М, рассчитанных в пределах всей зоны действия маяков.

Эти построения, особенно для группы из трех навигационных ориентиров, весьма трудоемки и на практике ими пользуются очень редко. Однако они легли в основу построения специальных типовых графиков рабочих зон, разработанных Ф. С. Павловым, и получивших широкое распространение на флотах. В [46] приведено 92 графика расположения рабочих зон различных радионавигационных средств для типовых соотношений геометрических параметров, характеризующих взаимное расположение береговых устройств. Графики 1—16 для построения рабочих зон двух и трех радиомаяков могут быть использованы для оценки точности зрительных средств навигационного оборудования.

Выбранные параметры охватывают практически возможные соотношения баз, базовых углов и других элементов, от которых зависят размер и конфигурация рабочих зон. Чтобы получить рабочие зоны для конкретных значений баз между береговыми ориентирами, достаточно изменить масштаб соответствующего типового графика.

Для промежуточных соотношений геометрических параметров представление о характере расположения линий равной точности можно получить интерполированием близких типовых графиков. Образцы графиков для двух и трех навигационных ориентиров (радиомаяков или зрительных СНО) приведены на рис. 12.8 и 12.9.

Построение рабочих зон с помощью типовых графиков

Рабочие зоны для двух или трех навигационных ориентиров строятся с помощью графиков 1—16, помещенных в [46].

На графике (рис. 12.8) показаны линии равной точности в зоне действия двух маяков. Значения ошибок определения места на кривых приведены в виде коэффициентов, которые надо умножить на длину базы В между маяками и на среднюю квадратическую погрешность измерения пеленга m°П (на графиках средние квадратические погрешности измерения пеленга обозначены через ε°, т. е. m°П = ε°).

В показательных точках рабочих зон построены средние квадратические эллдасы погрешностей. Для получения размеров элементов эллипсов необходимо снять с графика значение полуосей а и b, а затем умножить на длину базы В и среднюю квадратическую погрешность измерения пеленга. Размерность величины М и элементов эллипсов будет такая же, как и у базы В.

Точка с минимальной ошибкой расположена на перпендикуляре, восстановленном из середины базы, и находится от середины базы на расстоянии 0,35.6. В этой точке угол пересечения пеленгов

Θ=109с28'.

На графиках 2—16 показаны линии равной точности в зоне действия трех маяков. Образец такого графика приведен на рис. 12.9. Конфигурация и площади рабочих зон меняются в этом случае в зависимости от соотношения баз В1 и В2 между маяками, а также от величины угла р между базами. На графиках представлены рабочие зоны для соотношений баз 1 : 1, 1,5: 1, 2: 1 и углов между базами 180, 150, 120, 90 и 60°.

Для получения погрешностей М и полуосей а и b эллипсов следует приведенные на графиках и линейных масштабах коэффициенты умножить на меньшую из баз В и среднюю квадратическую погрешность измерения пеленга.

Построение рабочих зон с помощью графиков выполняется в следующей последовательности.

1.На карту по координатам наносят положение навигационных ориентиров и снимают параметры

группы: базу В (для группы, состоящей из двух ориентиров), базы В1 и В2 и базовый угол β (для группы, состоящей из трех ориентиров).

2.По параметрам навигационной группы выбирают соответствующий график.

3.На выбранном типовом графике находят линию (линии), соответствующую заданному значению средней квадратической погрешности, которую (которые) нужно построить на карте. Для этого пользуются формулами, приведенными на графике в виде оцифровки линий равной точности.

4.На типовом графике к середине базы В (точка О) для навигационной группы, состоящей из двух ори-

ентиров (рис. 12.10), или базы B3 для группы из трех ориентиров (рис. 12.11) восстанавливается перпендикуляр. От перпендикуляра влево и вправо проводятся под углами ф радиус-векторы г так, чтобы эти векторы равномерно покрывали площадь графика. Точки пересечения линий равных средних квадратических погрешностей с радиус-векторами г нумеруются. Аналогично проводятся радиус-векторы и на карте; при этом углы φ на карте должны быть равны соответствующим углам на графике.

5.Определяется переходной масштаб m по формуле

m = BK

где Вк — длина базы В или В3 на карте, мм; BГ Вг —длина базы В или В3 на графике, мм.

6. Для каждой из точек на линии равных значений средних квадратических погрешностей снимается с графика радиус-вектор гг (в мм). Длина этого вектора для карты гк определяется по формуле

rK = mrГ

Радиус-вектор гк откладывается по соответствующему направлению, определяемому углом ф на карте. Полученной точке присваивается тот же номер, что и на графике.

Нанесенные на карту соответствующие точки соединяются плавной кривой. Оцифровка линий равных значений средних квадратических погрешностей на карте будет такая же, как и оцифровка соответствующих линий на графике.

Перенос линий равных точностей с типовых графиков рабочих зон может быть также осуществлен с помощью фототрансформатора или другого проекционного аппарата. При этом способе изображение рабочих зон с графика проектируется непосредственно на карту. Масштаб изображения изменяется так, чтобы места ориентиров на графике и карте были совмещены. На карту переносятся, в случае необхо-

димости, изображения не только линий равных точностей, но и эллипсов погрешностей. В этом случае при том же увеличении переносится и линейный масштаб эллипсов погрешностей.

Указанный способ переноса линий равных точностей с типовых графиков является наиболее точным, поскольку он позволяет при построении рабочих зон средств навигационного оборудования с большой дальностью действия путем наклонения плоскости экрана фототрансформатора учесть изменение масштаба изображения на навигационной карте.

Графики для оценки эффективности навигационного оборудования

При плавании по фарватеру или рекомендованному пути строятся в прямоугольной системе координат специальные графики. Они позволяют определить количество и наименование объектов СНО, которые можно использовать в данной точке фарватера или рекомендованного пути для определения места, а также оценить ожидаемую при этом точность определения места и установить, в какой мере полученные обсервации обеспечивают безопасность плавания.

Образец такого графика представлен на рис. 12.12. За ось абсцисс принимается выпрямленный рекомендованный путь или ось фарватера. На ней делаются отметки ориентиров (маяков, знаков, буев и т. д.), находящихся на траверзах.

На оси ординат строят две шкалы: левая показывает количество используемых для определения места средств навигационного оборудования, правая — величину средней квадратической погрешности определения места (в м) и величину чувствительности створов.

На график наносят:

ломаную линию, показывающую величину средней квадратической погрешности определения, которая необходима для обеспечения безопасности плавания, исходя из навигационных условий;

ломаную линию, показывающую, сколько средств навигационного оборудования может использоваться на данном участке фарватера или рекомендованного пути, под осью абсцисс указывают названия этих средств;

линию фактических погрешностей определения места.

При наличии створов на графике показывается величина их чувствительности. Используя различные цвета при построении графика, можно показать особенности навигационного оборудования для темного и светлого времени суток.

Рассмотренные графики позволяют оценить эффективность как действующей, так и запроектиро-

ванной сети навигационного оборудования для обеспечения плавания по заданному фарватеру или рекомендованному пути. Так, например, из графика рис. 12.12 видно, что на участке фарватера на расстоянии 20—25 миль от точки А ожидаемая точность определения места значительно ниже допустимой, поэтому на этом участке необходимо установить дополнительные СНО.

§ 12.3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ НАВИГАЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Под проектированием системы навигационного оборудования понимается решение широкого круга вопросов разработки и обоснования конкретных предложений по развитию и качественному улучшению сети действующих СНО в заданном районе морского театра. Цель проектирования — повысить безопасность кораблевождения, обеспечить базирование кораблей в данном районе, а также создать благоприятную в навигационном отношении обстановку, необходимую для решения кораблями и судами специальных задач.

Проектирование начинается и заканчивается анализом навигационного оборудования. Результаты анализа действующей сети СНО являются основанием и исходными данными для проектирования, а анализ спроектированной сети СНО — показателем правильности решений, принятых в ходе проектирования.

Анализ навигационного оборудования

В результате анализа оценивается эффективность действующей и проектируемой сети СНО. Исходными данными для анализа служат техническое задание и сведения, полученные из картографических, описательных и справочных материалов на заданный район.

Анализ навигационного оборудования выполняется на картах, схемах или планах, масштаб которых выбирается исходя из протяженности оборудуемого района. Наиболее удобны для анализа следующие масштабы картографических материалов:

для зоны открытого моря 1 : 250 000— 1 : 1000 000;

для прибрежной зоны 1 : 50 000—1 : 250 000;

для зон стесненного плавания 1 : 25 000 и крупнее.

Важнейшим критерием эффективности сети действующего или проектируемого навигационного оборудования является обеспечиваемая точность определения места корабля, поэтому основой анализа эффективности навигационного оборудования является сравнительная оценка величин средних квадратических погрешностей определения места корабля с допустимыми (нормативными) по условиям плавания на том или ином участке морского театра. Эта оценка производится с помощью рабочих зон и специальных графиков оценки обеспеченности плавания, методика построения которых рассмотрена в §

12.2.

Степень обеспеченности заданного района средствами навигационного оборудования определяется площадью и положением построенных на карте рабочих зон в пределах дальности действия СНО относительно рекомендованных путей и фарватеров, а также характером распределения величин средних квадратических погрешностей в построенных рабочих зонах.

Конечно, покрыть весь оборудуемый район рабочими зонами с заданной точностью определения места часто невозможно, да в этом и нет необходимости, поскольку плавание на участках, не перекрытых рабочими зонами, может производиться по счислению с помощью автономных технических средств навигации.

Допустимые разрывы между рабочими зонами в каждом конкретном случае определяются исходя из требуемой точности определения места на рекомендованном пути и точности плавания по счислению на участке от одной зоны до другой. Если средние квадратические погрешности счисления при плавании на участках между соседними рабочими зонами не превышают допустимых для данного района величин, то принятый разрыв между зонами является допустимым.

Допустимое расстояние Dдои в милях между рабочими зонами навигационных ориентиров, в пределах которого при продолжительности плавания более двух часов место корабля может определяться по счислению, ориентировочно рассчитывается по формулам:

 

DДОП

= vt ДОП

(12.25)

 

 

 

M 2

M 2

 

t

ДОП

=

 

ДОП

0

(12.26)

 

KC2

 

 

 

 

M ДОП = M 02 + M C2

(12.27)

M C = KC tΘДОП

(12.28)

где v — скорость корабля, уз;

tmn — допустимое время плавания по счислению, ч;

MДОП —допустимая средняя квадратическая погрешность определения места корабля, мили;

Мо — средняя квадратическая погрешность, с которой обеспечивается определение места корабля в зоне действия навигационных ориентиров, мили; Кс — коэффициент точности счисления, среднее значение коэффициента точности счисления при

нимается для тех классов кораблей, которые плавают в данном районе; Θ — безразмерный параметр, определяющий скорость нарастания погрешности счисления с увели чением времени t, для ориентировочных расчетов принимается Θ = 0,5;

Мс — средняя квадратическая погрешность счисления за время t, мили. Величина этой погрешности для Θ = 0,5 выбирается из номограммы, приведенной на рис. 12.13.

Результаты анализа оформляются графически на картах или схемах. На них показываются рекомендованные пути, фарватеры, якорные стоянки, полигоны, средства навигационного оборудования, рабочие зоны СНО, а при необходимости — и графики оценки эффективности действия СНО. Все это дает возможность наглядно оценить степень обеспеченности данного района средствами навигационного оборудования.

Кроме того, к графическим материалам прилагается пояснительная записка, в которой излагаются

результаты выполненного анализа и делается вывод о степени обеспеченности безопасности кораблевождения при решении специальных задач.

Впояснительной записке указываются:

цель анализа;

исходные данные, принятые при анализе;

требуемые точности определения места корабля;

сравнительная оценка требуемой и ожидаемой точности определения места корабля;

техническое состояние СНО (таблица);

возможность установки дополнительной аппаратуры СНО на действующие объекты без капитального строительства (если такая задача поставлена или возникла необходимость);

объекты, запланированные на капитальный ремонт и переоборудование в текущей пятилетке;

претензии мореплавателей к навигационному оборудованию рассматриваемого района;

выводы об обеспеченности навигационной безопасности плавания в рассматриваемом районе, на фарватерах и рекомендованных путях.

Выявленные в результате анализа недостатки навигационного оборудования могут быть устранены путем сгущения сети ориентиров за счет строительства и ввода в действие новых СНО, модернизации или реконструкции отдельных действующих СНО (с целью увеличения дальности действия или улучшения технического состояния), а также изменения и дополнения технических средств на действующих объектах для комплексного использования их в различных метеорологических условиях.

Выбор и обоснование использования новых СНО

Выбор и обоснование использования новых СНО производится исходя из поставленных задач, на- вигационно-гидрографических и гидрометеорологических особенностей оборудуемого района и такти- ко-технических данных средств навигационного оборудования.

Зона открытого моря оборудуется главным образом сетью радиотехнических СНО различного принципа действия: фазовых, импульсных, фазово-импульсных и амплитудных. Эти средства обеспечивают определение места при любых метеорологических условиях. При этом выбор типа РНС при проектировании навигационного оборудования обусловливается требуемой точностью определения места и удалением обеспечиваемого района от планируемых мест установки наземных комплексов РНС. Необходимо также учитывать штурманское вооружение кораблей, плавание которых предполагается в оборудуемом районе, и в частности наличие на них соответствующих приемоиндикаторов РНС.

Прибрежная зона оборудуется в основном радиотехническими и зрительными СНО. Из радиотехнических СНО наиболее широкое применение нашли радионавигационные системы, а также круговые радиомаяки, в том числе и маркерные, радиолокационные маяки-ответчики и пассивные отражатели. Использование этих средств возможно в любых метеорологических условиях; их дальность действия, как правило, превышает дальность видимости зрительных СНО.

Зрительные СНО (маяки, навигационные знаки) также широко применяются при оборудовании прибрежной зоны. Их использование возможно в условиях хорошей видимости на удалении 25—30 миль от берега. Значительная роль в обеспечении безопасности мореплавания в этой зоне принадлежит плавучим предостерегательным знакам.

Зона стесненного плавания оборудуется, главным образом, техническими средствами, обеспечивающими точное следование кораблей по рекомендованному пути. К этим СНО относятся радионавигационные системы, створные радиомаяки, визуальные створы, ведущий кабель, секторные огни и плавучие предостерегательные знаки.

Сеть зрительных ориентиров, а также радиотехнических СНО должна в этой зоне обеспечивать возможность непрерывного определения места корабля с требуемой точностью в любых метеорологических условиях.

Навигационные опасности в прибрежной зоне, находящиеся вблизи путей движения кораблей, должны быть ограждены плавучими предостерегательными знаками, или знаками на гидротехническом основании.

Использование звукосигнальных СНО (наутофонов, сирен и т. д.) также возможно, однако в связи с высокой оснащенностью современных кораблей радиолокационными средствами роль этого вида СНО значительно снизилась. В районах плавания малотоннажных судов, имеющих слабое штурманское вооружение, отказываться от использования звукосигнальных СНО не следует.

Разделение встречных потоков движения обеспечивается средствами навигационного оборудова-

ния, которые характерны для той или иной зоны плавания. Выбор их определяется требуемой дальностью действия и точностью определения места, а также гидрометеорологическими условиями данного района. При разделении движения и закреплении поворотных точек широко используются плавучие предостерегательные знаки (буи, вехи).

Независимо от зоны плавания технические средства навигационного оборудования при проектировании выбираются исходя из основного требования — необходимости обеспечения безопасности кораблевождения в сложных условиях, что достигается путем комплексированного использования различных СНО, дублирующих друг друга.

Размещение СНО

Рациональное размещение проектируемых средств навигационного оборудования предусматривает выбор наилучшего варианта размещения береговых и плавучих средств для обеспечения требуемой точности определения места, навигационной безопасности плавания в оборудуемом районе или решения других специальных задач.

Под рациональным размещением понимается оптимальное решение поставленной задачи при минимальных затратах сил и средств.

Работа по расстановке СНО начинается с подготовки карт, на которые наносятся:

границы оборудуемого района;

рекомендованные пути, положение каналов и фарватеров, а так же зон (полос) раздельного движения;

границы навигационных опасностей.

При этом определяются требуемые точности определения места корабля на том или ином участке оборудуемого района.

В зависимости от поставленных задач и исходных данных, которые изложены в § 11.3, принимается решение о методах навигационного оборудования путем развития сети РНС, радиомаяков, световых маяков (знаков), створов, секторных огней, плавучих предостерегательных знаков и т. п.

Требуемая дальность действия СНО определяется по среднему удалению dCp по нормали от берега до рекомендованного пути (фарватера) или наиболее удаленной границы оборудуемого района.

Требуемая дальность действия Д рассчитывается по следующим приближенным формулам:

для СНО, используемых в качестве одиночных ориентиров,

(12.29)

Д = 2dCP

для СНО, входящих в навигационную группу из двух ориентиров,

 

Д = 2,5dCP

(12.30)

для СНО, входящих в навигационную группу из трех ориентиров,

(12.31)

Д = 3dCP

Рассчитанная по приведенным формулам требуемая дальность действия проектируемых СНО служит основанием для выбора типа технического средства, а также для определения элементов взаимного расположения ориентиров в навигационной группе.

Расстановка СНО производится на карте и начинается с выбора пунктов для ориентиров, имеющих наибольшую дальность действия с тем, чтобы покрыть рабочими зонами рекомендованные пути и фарватеры, расположенные на значительном удалении от берега. Затем полученная сеть СНО постепенно сгущается путем расстановки ориентиров с меньшей дальностью действия, рабочие зоны которых увеличивают общее покрытие оборудуемого района.

Первоначальный выбор пунктов установки ориентиров и сведение их в навигационные группы производится путем построения зон действия согласно методике, изложенной в § 12.1. При этом необходимо стремиться к созданию групп с оптимальными параметрами.

В случае использования одиночных ориентиров, обеспечивающих определение места по пеленгу и расстоянию или способом крюйс-пеленга, (крюйс-расстояния), рекомендуется размещать их в местах с наименьшим удалением от оборудуемых рекомендованных путей и фарватеров. Такими местами могут быть отдельные острова и выдающиеся в море мысы.

Основным критерием, определяющим правильность принятых решений по расстановке проектируемых СНО, является обеспечение требуемой точности определения места на рекомендованных путях и фарватерах оборудуемого района. Поэтому принятая расстановка СНО проверяется путем построения рабочих зон ожидаемых средних квадратических погрешностей определения места с допустимыми значениями их на том или ином участке оборудуемого района. Построение рабочих зон осуществляется,

как правило, с помощью типовых графиков рабочих зон (рис. 12.14).

При расстановке СНО для обеспечения плавания по фарватерам и рекомендованным путям в стесненных районах оценка выбранного варианта расстановки должна производиться не только по величинам средних квадратических погрешностей, но и по характеру распределения их по направлениям. Такая оценка производится путем построения эллипсов погрешностей. При этом большие полуоси эллипсов должны располагаться вдоль рекомендованных путей или фарватеров.

Расстановку СНО выполняют обычно в нескольких вариантах и выбирают оптимальный, при котором рекомендованные пути и фарватеры оборудуемого района будут наилучшим образом перекрыты рабочими зонами с требуемой точностью определения места, а ориентиры будут располагаться в пунктах, удобных для строительства.

Предварительно выбранные на картах варианты размещения СНО на этапе эскизного проектирования должны быть проверены на местности путем рекогносцировки, в процессе которой проверяются возможности установки СНО с учетом строительных и технических требований к данному виду СНО.

§ 12.4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОБЪЕКТОВ СРЕДСТВ НАВИГАЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ

На основании утвержденного проекта системы навигационного оборудования заданного района морского театра разрабатываются тактико-технические задания на проектирование и строительство отдельных объектов СНО.

В целях стандартизации и индустриализации, а также для сокращения работ по проектированию объектов Гидрографической службы ВМФ разработаны типовые проекты маячных сооружений технических и жилых зданий, различных по конструктивному оформлению и строительным материалам.

Тип маячных сооружений выбирается с учетом максимального использования типовых и повторно применяемых проектов, принятых в практике строительства объектов гидрографической службы. Разработка индивидуальных проектов разрешается только в исключительных случаях, когда типовые проекты, ввиду специфических условий места размещения объекта, использованы быть не могут.

Исходными данными для выбора типов сооружений и зданий являются:

— состав оборудования (аппаратура и источники питания) проектируемого объекта и требования к их размещению;

метеорологические данные в районе размещения объекта: ветровой режим, осадки и их характеристика, толщина снегового покрова, средняя температура воздуха зимой и летом и т. п.;

гидрологические данные: сведения о волнении, течениях, приливах, ледовом режиме (сроки появления льда и вскрытия);

геоморфологические и геологические данные района: формы рельефа и сведения о физико-геоло- гических процессах, физические свойства пород, допускаемые давления на грунт, глубина залегания грунтовых вод, сейсмичность района, возможность возникновения цунами, наличие вечной мерзлоты;

наличие местных строительных материалов и возможности их использования для строительства;

возможность доставки строительных материалов, механизмов и отдельных узлов сооружений к месту строительства;

архитектурные требования к оформлению сооружений (особенно при строительстве в населенных пунктах и городах);

стоимость строительства сооружений и зданий;

сроки строительства.

Выбор места для строительства СНО заключается в отыскании такой площадки, которая при наименьших затратах на строительство и эксплуатацию обеспечивала бы размещение всех сооружений и зданий объекта в соответствии с их назначением, принципом действия СНО, тактико-техническими данными, а также удовлетворяла бы инженерно-строительным и санитарно-гигиеническим требованиям.

Исходными данными для выбора площадок являются намеченные при расстановке средств места размещения объектов, вид проектируемых СНО, состав оборудования и выбранный тип маячных сооружений. Места для строительства СНО выбираются специальными комиссиями.

Основные требования к строительным площадкам зрительных СНО можно объединить в три группы: навигационные, строительные и бытовые.

Навигационные требования обусловливают правильность выбора строительной площадки с точки зрения эффективности действия запланированного к строительству объекта СНО.

Место установки маяка (знака) должно быть открытым с моря и располагаться как можно ближе к береговой черте с целью обеспечения видимости маяка по возможности с большего числа направлений.

Сэтой точки зрения строительные площадки целесообразно выбирать на мысах и островах.

Врабочем секторе маяка не должно находиться каких-либо сооружений, зданий, возвышенностей, закрывающих маячное сооружение с моря, а также линий электропередач, влияющих на нормальную работу радиомаяков.

Строительная площадка должна иметь такую высоту над уровнем моря, которая обеспечивала бы географическую дальность видимости огня маяка. При этом должна учитываться возможность установки в будущем новых, более мощных источников света.

Строительные требования обусловливают правильность выбора площадки с точки зрения удобства выполнения строительных работ и дальнейшей эксплуатации маячно-технических сооружений.

Земельный участок должен быть по возможности:

— незаболоченным, незаливаемым водой и иметь достаточно надежный грунт для расположения маячной башни, маячно-технического и хозяйственно-бытовых зданий;

— не подвержен интенсивному разрушению под влиянием воды и ветра, а также оползневым и карстовым явлениям;

— удобным для застройки;

— должен иметь удобные подходы с моря (или берега) для доставки строительных материалов и техники.

Бытовые требования обусловливают удобство проживания на маяке обслуживающего личного состава.

С этой точки зрения место строительства должно быть:

— обеспечено естественным или искусственным источником водоснабжения;

— расположено таким образом, чтобы отдельные сооружения и здания были защищены от господствующих ветров складками местности, не закрывающими в то же время видимости маяка;

—иметь условия для строительства удобных подъездных путей и расположения жилых помещений вблизи маячно-технического здания (на расстоянии 30—50 м).

Кроме того, в северных районах и в районах с гористым рельефом выбираемые под маячные объекты площадки должны быть безопасны от снежных обвалов и обвалов горных пород. В песчаных и открытых местностях необходимо учитывать возможность заноса сооружений песком, а также выдувания

песчаного грунта из-под фундамента. В этих случаях строятся искусственные защитные сооружения. При выборе места для будущего строительства, как правило, рассматриваются две-три площадки, и на основании сравнительного анализа условий размещения на них проектируемого объекта СНО делается заключение о наиболее целесообразном месте строительства.

Окончательно выбранные места размещения СНО закрепляются на местности центрами и привязываются к геодезической сети. На каждое выбранное место размещения СНО составляется схема (кроки) или план посадки с указанием положения центров относительно местных приметных ориентиров и пунктов геодезической сети. Схема (кроки) прилагается к тактико-техническому заданию на проектирование и строительство объекта СНО.

Раздел V

ГИДРОАКУСТИЧЕСКИЕ

СРЕДСТВА

НАВИГАЦИОННОГО

ОБОРУДОВАНИЯ ПО МАТЕРИАЛАМ ОТКРЫТОЙ ЗАРУБЕЖНОЙ ПЕЧАТИ

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.