РТС СНО
.pdf1
РадиоНавигационные системы:
Кроме радиопеленгаторов, для определения места судна в море используются разностнодальномерные радионавигационные системы (РНС) дальней навигации.
Принцип работы этих РНС заключается в измерении разности расстояний до береговых радиостанций. В зависимости от применяемого способа определения разности расстояний РНС бывают импульсные, фазовые и импульсно-фазовые.
1.К импульсным и импульсно-фазовым системам относятся: «Лоран-А» и «Лоран-С» (от английского Long Range Novigation).
В настоящее время система «Лоран-А» заменена более высокоточными системами, в частности импульсно-фазовой РНС "Лоран-С".
Береговые станции системы «Лоран-С» объединены в цепочки, которые состоят из одной ведущей и нескольких ведомых станций. Ведущая станция с каждой из ведомых образует пару станций, излучающих импульсы одинаковой длительности согласованно друг с другом.
Ведомая станция принимает импульсы ведущей и излучает их после некоторой временной задержки. Поэтому в точку приема, находящуюся на неодинаковых расстояниях от излучающих станций, импульсы придут через различные промежутки времени. Разность времени прихода импульсов определится разностью расстояний от точки приема до обеих станций и некоторой временной задержкой. Точность определения линии положения с помощью импульсных РНС зависит от взаимного расположения станций и места судна, а также от условий распространения радиоволн и от точности измерения разности времени прихода импульсов. Судовой приемоиндикатор принимает импульсы данной пары станций и производит измерения разности времени их прихода, а также разности фаз колебаний. Точность измерения места судна РНС "Лоран-С" по разности времени прихода импульсов составляет 0,5-1,5 мили на расстоянии 350 миль и 1,5-5 миль на расстоянии от 800 до 1200 миль от станции. 10 действующих цепочек станций РНС «Лоран-С» обслуживают 3/4 поверхности северного полушария Земли.
Судовой приемоиндикатор состоит из приемника и электронно-лучевого индикатора. Электроннолучевой индикатор позволяет выбрать на экране данную пару импульсов и одновременно измерить разность времени их прихода. По разности времени прихода импульсов на карте отыскивают гиперболу или линию положения, на которой находится судно. Вторая пара станций дает вторую линию положения. Точка пересечения двух линий положения и будет местом судна. При определении места судна по РНС "Лоран-С" используют радионавигационные карты, На которых нанесены расчётные гиперболические изолинии, или специальные таблицы, с помощью которых на путевой карте можно нанести отрезки гипербол в районе места нахождения судна. Изолинии на карте наносят разными цветами для различных пар станций и отмечают цифрами, представляющими собой временную задержку сигнала ведомой станции относительно сигнала ведущей.На судах морского флота применяются приемоиндикаторы КДИ-4 и КПИ-5Ф. Принцип действия судового приемоиндикатора состоит в следующем. Сигналы береговых станций поступают в приемник, усиливаются, детектируются и поступают на индикатор, в котором непрерывно автоматически измеряется временной интервал между двумя сигналами в микросекундах. Включение приемоиндика-тора и измерение запаздывания импульсов двух пар станций производится в определенной последовательности в соответствии с инструкцией по эксплуатации приемоиндикатора.
2.К разностно-дальномерным системам относится также и фазовая РНС «Декка-навигатор». Принцип работы этой станции основан на измерении на судне разности фаз электромагнитных колебаний, приходящих от двух береговых станций. Комплекс РНС "Декка-навигатор" состоит из цепочки береговых станций, судового приемоиндикатора и специальных радионавигационных карт, на которых нанесены сетки гиперболических линий положений. В цепочку РНС "Декканавигатор" входят три, чаще четыре береговые станции, o одна из которых ведущая, а остальные ведомые.
Для определения места судна по сигналам фазовой РНС «Декка-навигатор» предназначен приемоиндикатор "Пирс-1".
В комплект приемоиндикатора «Пирс-1» входят приемник, индикатор, противолокационный фильтр, прибор обнаружения неисправностей.
В последнее время большое распространение получила спутниковая система навигации. В состав такой системы входят: навигационные искусственные спутники Земли, излучающие или ретранслирующие радиосигнал; наземный комплекс, обеспечивающий управление спутниками, их бортовой аппаратурой, определение параметров движения спутников и передачу этих данных на
2
определяющиеся суда; судовая аппаратура для навигационных измерений и обработки информации.
Спутниковые системы навигации могут обеспечить высокоточной навигационной информацией неограниченное количество судов в любой точке земного шара; обеспечить непрерывное управление движением судна и его маневрами; выдавать точные обсервации независимо от географического положения района плавания судов.
Определение места судна в море с помощью спутниковой системы навигации может производиться со средней квадратичной ошибкой, не превышающей нескольких десятков метров, причем независимо от гидрометеорологических условий плавания.
3.Введена в строй глобальная РНС «Омега», которая дает возможность определять местонахождение судов в любой точке северного и в большей части южного полушарий. Приемоиндикаторы РНС "Омега" автоматически осуществляют поиск, синхронизацию и слежение за наземными станциями РНС «Омега», обеспечивают одновременный прием сигналов от четырех наземных станций и выдают две линии положения, которые считывают с табло на передней панели приемоиндикатора в виде шестизначных цифр.
Другая модель приемоиндикатора РНС «Омега» автоматически определяет широту и долготу места судна и показывает их на табло в течение всего плавания. Точность определения 3 мили в любое время суток. Современные судовые автоматизированные навигационные комплексы ведут прокладку курса, определяют место судна, гарантируют расхождение с десятью и более судами.
4.Радиомаяки
§ 37. ОРТОДРОМИЧЕСКАЯ ПОПРАВКА
При определении места судна с помощью радиопеленгов могут быть использованы два случая — обратный и прямой засечки. В первом радиопеленг берется с судна на радиомаяк, а во втором — с радиомаяка на судно.
Если судно будет перемещаться по некоторой кривой, из всех точек которой при обратной засечке пеленг на один и тот же радиомаяк остается постоянным, такая кривая будет являться линией равных пеленгов и называется изопеленгой или изоазимутой.
Рис. 97
3
Изопеленга проходит через радиомаяк, судно и географический полюс и своей выпуклостью обращена в сторону экватора.
Если судно будет перемещаться по дуге большого круга, то она будет являться линией равных пеленгов при прямой засечке, т. е. когда радиопеленг берется с радиомаяка на судно. Это получается потому, что электромагнитные волны распространяются от радиомаяка по земной поверхности по кратчайшему расстоянию, которым является ортодромия (дуга большого круга). Ортодромия в отличие от изопеленги на меркаторской карте изображается выпуклостью к полюсам.
Истинный радиопеленг есть угол между северной частью истинного меридиана и касательной к ортодромии. Поэтому истинный радиопеленг называют ортодромическим, и на меркаторской карте он не может быть изображен прямой линией.
Для перехода от ортодромического пеленга к локсодромическому пользуются поправкой на кривизну изображения ортодромии на морской карте.
Величина поправки зависит от широты места, направления с судна на радиомаяк и расстояния между ними.
Предположим, что в точке Р (рис. 97, а) находится судно и с него взят радиопеленг радиомаяка М. Линия радиопеленга на меркаторской карте изобразится дугой РnМ, а локсодромия, проходящая через судно Р и маяк М — прямой РМС. Направления ортодромических пеленгов совпадают с касательной к дуге ортодромии в точках Р и М, но величина пеленгов различна. Ортодр омический пеленг А0 в точке касания Р не равен ортодромическому пеленгу А'0 в точке касания М. Разность углов А'0 — А0, под которыми дуга большого круга пересекает два различных меридиана, называется схождением меридианов и обозначается у.
Из рисунка 97, а видно, что
и
Поскольку угол А — локсодромический пеленг, а угол А0 — ортодромический пеленг, то угол w будет представлять поправку на кривизну изображения ортодромии на меркаторской карте. Чтобы узнать необходимо рассчитать величину угла схождения меридианов у.
Приближенное значение схождения меридианов найдем по рис 97, б, на котором изображена элементарная трапеция, образованная двумя близкими меридианами и параллелями:
4
При небольшом значении Aφ можно принять
Следовательно, ортодромическая поправка w, приближенно равная 1/2 y> будет равна
По этой приближенной формуле в табл. 23-6 (МТ—63) рассчитана w, но ее можно применять, когда расстояние от судна до радиомаяка не превышает 300 миль.
На больших расстояниях w следует выбирать из табл. 23-а (МТ—63), где она вычислена по более точной формуле.
Расчет истинных радиопеленгов и определение места судна по ним на карте для малых, средних и больших расстояний различны.