книги из ГПНТБ / Черниев, Л. Ф. Азбука судовождения

Рис. 33. Радиопеленгатор «Рыбка»

Рис. 34. Визуальный радиопеленгатор «Румб»

не ЭЛТ вычерчивается фигура, имеющая форму «двух­ лопастного пропеллера». Отсчет пеленга снимают также по неподвижной шкале, совмещая визир с осью «пропел­ лера»-

Место судна определяют так же, как и по визуальным пеленгам: на карте прокладывают радиопеленги от ра­ диомаяков, а за обсервованное место принимают точку их пересечения.

С помощью радиопеленгатора определяют направле­ ние на радиомаяк относительно диаметральной плоско­ сти судна. Угол между носовой частью диаметральной плоскости судна и направлением на радиомаяк называ­ ют радиокурсовым углом (рис. 35). Если к истинному курсу прибавить радиокурсовой угол, получим истинный радиопеленг, который служит для прокладки радиопе­ ленгов.

Современные радиопеленгаторы дают показания совместно с подведенными к ним репитерами гироком­ пасов. Поэтому штурман при пеленговании может по­ лучить непосредственно компасный радиопеленг, а по­ сле исправления его соответствующими поправками — истинный.

При расчете и прокладке радиопеленги исправля­ ют поправками, которые зависят от навигационной карты и от внешних условий распространения радио­ волн.

На точность радиопеленгования влияет множество внешних факторов (например, электромагнитное поле судна, создающее радиодевиацию, ночной эффект, береговая рефракция и др.). При правильной методи­ ке наблюдений влияние этих факторов значительно сни­ жается.

Особенно важно при радиопеленговании учитывать радиодевиацию. Это явление заключается в том, что направление, показываемое радиопеленгатором, опре­ деляется в искаженном поле и отлично от направления

129

Рис. 35. Соотношение между истинным курсом судна и радиокурсовым углом (f — радиодевиа­ ция, г|з — ортодромнческая поправка)

прихода сигнала от радиомаяка. Искаженное поле воз­ никает вследствие влияния дополнительного электро­ магнитного поля, создаваемого металлическими частя­ ми судна. Радиодевиация иногда достигает большой величины, особенно при неудачном расположении ра­ диопеленгатора. Для уменьшения ее влияния рекомен­ дуется устанавливать пеленгатор возможно выше и так, чтобы все крупные металлические части судна располагались симметрично относительно рамки. Ве­ личина радиодевиации находится в тесной связи с ра­ диокурсовым углом радиомаяка.

Существуют различные способы уничтожения ра­ диодевиации, однако полностью уничтожить ее прак­ тически не удается. Поэтому путем специальных на­ блюдений определяют ее остаточное значение и учи­ тывают его при вычислении радиопеленгов.

Ночью на рамочную антенну поступают поверхно­ стные и отраженные от ионосферы радиоволны. Их суммарная величина порождает ночной эффект. Он вызывает увеличение и расплывчатость угла молча­ ния, его смещение, а сила сигнала часто колеблется. Особой интенсивности ночной эффект достигает во

130

время восхода и захода Солнца. Его влияние также сильно сказывается на расстояниях более 25—30 миль. Для уменьшения влияния ночного эффекта радиостан­ ции стараются пеленговать с возможно более близкого расстояния и по возможности избегают радиопеленго­ вания за 1—2 ч перед (или после) восходом и заходом Солнца.

На границе раздела вода — суша возникает берего­ вая рефракция — изменение фазовой структуры элек­ тромагнитного поля. Это вызывает изменение направ­ ления распространения радиоволн. Объяснение сущ­ ности береговой рефракции дано в работах советских ученых академиков Л. И. Мандельштама, II. Д. Папалекси, В. А. Фока и др.

Точность радиопеленгования зависит от многих факторов, поэтому штурман должен всегда анализи­ ровать обсервованное место судна, полученное по радио­ пеленгам, и давать ему критическую оценку.

В судовождении широко используются и радиома­ яки направленного действия: секторные, вращающиеся

степени совершенства. Они дают возможность опреде­ лить пеленг от направленного радиомаяка, который в сочетании с пеленгом другого секторного радиомаяка дает обсервованное место судна.

Направленные радиомаяки имеют большую даль­ ность действия. При благоприятных условиях она до­ стигает 1000—1500 миль. Пользоваться ими на рас­ стояниях меньше 25 миль не рекомендуется, так как возможны большие погрешности. На малых расстояниях секторный радиомаяк может быть использован как ра­ диомаяк кругового действия.

Самое оольшое достоинство секторных радиомая­ ков заключается в том, что для определения пеленга

131

их сигналы можно принимать с помощью обычного средневолнового радиоприемника. Процесс приема сиг­ налов очень прост и заключается в подсчете точек и тире, передаваемых секторным радиомаяком. Если пользуются радиопеленгатором, то прием ведут на вертикальную антенну.

Секторный радиомаяк состоит из трех антенн, расположенных на одной линии и удаленных друг от друга на расстояние около двух миль. Все антенны питаются от одного общего передатчика. Во время работы радиомаяка в течение цикла в пространство по смежным секторам передается 60 точек и 60 тире, т. е. направленные излучения. Точки и тире будут слышны в

равносигнальных зон точно известны, так как для дан­ ного маяка они всегда одни и те же. Затем все секто­ ры и их равносигнальные зоны равномерно поворачи­

направленных секторов достигается управлением фаз антенных токов.

Рассмотрим определение радиопеленга с судна на секторный радиомаяк. Допустим, что судно находится в точке А — сектор точек (см. рис. 36). Для того чтобы определить пеленг на радиомаяк, необходимо дополни­ тельно определить угол между равносигнальной зоной 3 и пеленгом точки А. Этот угол определяют подсчетом точек между началом работы цикла передачи точек и моментом, когда равносигнальная зона 3 проходит че­ рез место судна А. Для точного определения момента прохождения равносигнальной зоны через место судна

132

ленгов.

Штурманы для определения места судна пользуются специальными картами секторных радиомаяков. На них заранее вычерчены линии пеленгов, у которых ука­ зано количество точек или тире. Место судна будет на­ ходиться в точке пересечения двух линий, соответству­ ющих подсчитанным значениям знаков секторных ра­ диомаяков. Обсервованное место переносят на путевую карту, по которой ведут счисление пути судна.

Из всех современных средств морской радионавига­ ции секторные радиомаяки обладают существенными преимуществами перед другими системами: точность пеленгования, большая дальность действия, возмож­ ность использования обычных судовых радиоприемни-

Рис. 36. Характеристика секторного излучения всенаправленных маяков

133-

ков и исключительная простота приема сигналов и об­ работки вычислений.

В настоящее время во всем мире работает уже мно­ го секторных радиомаяков, зона действия которых ох­ ватывает северные части Атлантического и Тихого океа­ нов с прилегающими к ним морями и часть Северного Ледовитого океана у берегов Европы.

Направленные вращающиеся радиомаяки получили значительное распространение (особенно в Японии). Дальность их действия сравнительно небольшая (50— 100 миль). Однако простой прием сигналов, удобный расчет пеленгов и несложная аппаратура делают их популярными для определения места судна, особенно среди рыбопромысловых судов. Сигналы вращающихся радиомаяков могут быть приняты с помощью обыкно­ венного приемника. Если используется приемник радио­ пеленгатора, то он должен быть переключен на вер­ тикальную антенну.

Вращающийся радиомаяк работает на принципе приема минимума сигнала. Диаграмма излучения име­

обходимо сосчитать точки от момента начала работы маяка до момента, когда слышимость точек исчезает или доходит до минимума, т. е. когда через место суд­ на проходит угол молчания. Количество подсчитанных точек служит для расчета пеленга с маяка на судно или обратно. Для облегчения их подсчета тон подачи ме­ няют через каждые десять точек.

134

Каждый вращающийся радиомаяк работает на оп­ ределенной частоте и по определенной программе. Пол­

ным точкам даны в навигационном пособии «Радиотех­ нические средства навигационного оборудования».

К рассматриваемой группе маяков относятся также створные радиомаяки. Их назначение — указать суд­ ну безопасное направление, фарватер среди навигаци­ онных опасностей. Ими можно пользоваться в любое время суток, но особенно большую услугу морякам они оказывают в плохую погоду (дождь, туман и т. д.).

У створного радиомаяка антенна состоит из двух неподвижных рамок, расположенных под постоянным углом друг к другу. Антенны излучают узкопаправлепными секторами два сигнала (две буквы азбуки Мор­ зе). Секторы направлены так, что они частично пере­ крывают друг друга. В местах перекрытий образуется равносигнальная зона, где обе буквы прослушиваются с одинаковой силой и сливаются в одно сплошное тире. По сторонам равносигнальной зоны образуются двухснгнальные зоны. В них один из сигналов прослушивает­ ся сильнее другого.

Антенны створного радиомаяка располагают так, чтобы границы равносигнальной зоны целиком помеща­ лись в безопасном направлении. Если во время про­ хождения судна вдоль фарватера прослушивается рав­ носигнальная зона, то это значит, что судно движется в безопасном направлении, если судно выходит за гра­ ницы равносигнальной зоны, то, следовательно, где-то близко навигационные опасности.

Следует отметить, что радиомаяки кругового дей­ ствия имеют ряд существенных недостатков:

ночной эффект при пеленговании вызывает рас­ плывчатость угла молчания, сила сигнала колеблется, что затрудняет обсервацию;

135

при постоянной погрешности в отсчете пеленга воз­ никает погрешность в положении линии пеленга, и она увеличивается с увеличением расстояния до маяка;

в районах интенсивного радиообмена пеленгование затруднено из-за помех станций, работающих на вол­ нах, близких к волне радиомаяков.

В СССР в тридцатые годы были созданы радиона­ вигационные системы дальнего действия, которые не имеют недостатков, присущих азимутальным системам, они более совершенны и точны.

Современные

радионавигационные

системы

Радионавигационные системы дальнего действия часто

данных точек, именуемых фокусами, есть величина по­ стоянная. В фокусах гиперболы размещены станции, излучающие радиоволны. Разность расстояния от точек

гиперболы до фокусов измеряется различными мето­ дами.

В зависимости от избранного метода гиперболиче­ ские радионавигационные системы разделяют на им­ пульсные, фазовые и смешанные.

Фазовые системы в СССР были разработаны в 1930 г. Они с успехом применялись в Арктике при гид­ рографических работах и показали высокую точ­ ность. В разработке этих систем большая заслуга при­ надлежит советским ученым Л. И. Мандельштаму, Н. Д. Папалекси, Е. Я. Щеголеву. Импульсные системы разработаны в 1942 г. в "США.

136

Рис. 37. Схема гипербо­ лической системы двух станций

В настоящее время широко используются импульс­ ные системы дальнего действия — системы «Лоран». Принцип их работы очень простой.

С помощью приемного устройства, состоящего из специального приемника с индикатором в виде электрон­ нолучевой трубки, измеряют промежуток времени между моментами прихода двух импульсов, посланных двумя станциями, для чего на экране трубки совмещают изо­ бражения импульсов этих станций, одна из которых ве­ дущая, а другая ведомая. После этого на счетчике полу­ чают цифры, указывающие разность моментов приема (в микросекундах).

В новейших приемных устройствах применены ав­ томатические счетчики с дублированным счетным уст­ ройством. Это позволяет производить измерения одно­ временно по двум парам станций.

На рис. 37 в точке А размещена ведущая станция,

Для заданной разности расстояний существуют две гиперболы, что вызывает неоднозначное определение ли­ нии положения, например, судно может находиться в

137