книги из ГПНТБ / Кондрашихин В.Т. Визуальные определения места судна и поправки компаса

путем тренировок, когда имеется возможность точного из­ мерения этих расстояний. Применять данный способ опоз­ нания места ночью не рекомендуется, так как глазомерные определения расстояний по огням сопровождаются

большими ошибками. 3.3.3. Глазомерные оп­

ределения расстояний вы­ полняются более надежно и точно, если известны ли­ нейные размеры ориентира, а наблюдения ведутся через бинокль с артиллерийской сеткой!

Каждое деление сетки бинокля соответствует пяти Рис. 10 тысячным дистанции (меж­ ду удлиненными штрихами

сетки—10/1000), поэтому число метров высоты (длины) ориен­ тира, содержащееся в каждой тысячной сетки бинокля, равно числу километров до этого ориентира. Чтобы воспользо­ ваться этим правилом, наблюдая ориентир, замечают, сколь­ ко тысячных он занимает в поле зрения бинокля. Поделив затем известный в метрах линейный размер ориентира на полученное число тысячных, находят дистанцию в километ­ рах [17].

Пример 19. Маяк высотой 50 м занял в поле зрения бинокля (рис. 10) два деления, т. е. 10/1000. Разделив высоту маяка на число тысячных, получим дистанцию до маяка 5 км.

3.3.4. При подходе к берегу первоначальное опознание места судна возможно по пеленгу маяка и расстоянию до не­ го в момент открытия.

Н о ч ь ю , опознав с верхнего мостика огонь открывше­ гося маяка и измерив его пеленг, спускаются на нижние па­ лубы и замечают, при каком возвышении глаза наблюдате­ ля огонь скрылся за горизонтом. Затем, поднимаясь с ниж­ них палуб, замечают возвышение глаза наблюдателя, при котором вновь открывается огонь маяка, после чего пов­ торяют пеленгование. Далее используют средние пеленг и возвышение глаза наблюдателя е. Часто зарево маяка от­ крывается ранее самого огня. Тогда момент открытия маяка с данной высоты глаза наблюдателя определяется наиболее

40

просто: наблюдатель следит за пеленгом зарева вплоть до момента открытия огня. При этом замечают пеленг, время и отсчет лага. На карте по линии исправленного пеленга откладывается расстояние Д, определяемое по формуле

Д = 2,08(Уе+УТ), (*)

где h — высота огня над уровнем моря.

Вместо вычислений по этой формуле можно воспользо­ ваться табл. 22-вМТ—63. Еще удобнее для этой цели исполь­ зование номограммы «Дальность видимости предметов», по­ мещенной на вкладыше МТ—63 (приложение 1).

Следует помнить, что на картах обозначают дальность видимости огней в ясную погоду для возвышения глаза на­ блюдателя на 5 м. Для других возвышений глаза наблю­ дателя необходимо вводить поправку АД, знак и величина которой определяются' формулой

АД = 2,08]/" <?—4,7,

что, конечно, не проще, чем выборка дистанции сразу из табл. 22-в МТ—63.

Пример 20. С верхнего мостика опознан маяк, огонь которого на высоте 30 м над уровнем моря. Наблюдениями установлено, что при переходе на нижний мостик огонь скрывается при возвышении глаза наблюдателя ех = 7 м, а затем при переходе на верхний мостик вновь открывается при е2 — 8 м. Принимая е = 7,5 м и h = 30 м, по табл. 22-в МТ—63 (удобнее по номограмме) находим Д =17 милям.

Д н е м наблюдения и прокладка выполняются аналогич­ но описанному. Однако ориентир открывается (становится видимым) лишь тогда, когда угловая высота выступающей из-за горизонта части ориентира больше разрешающей спо­ собности глаза ло углу. Поэтому дистанция фактического обнаружения (скрытия) ориентира днем меньше, чем дает формула (*) и рассчитанная по ней табл 22-в или номограм­ ма МТ— 63 [18]. Чтобы учесть это обстоятельство, получен­ ную, как и ранее, дистанцию видимости предмета необхо­ димо уменьшить на величину поправки АД, определяемой по формуле

АД =

где у — разрешающая способность глаза в минутах дуги.

41

Для невооруженного глаза при хорошем контрасте меж­ ду ориентиром и фоном у « Г . Подсчитанные при этом ус­ ловии значения поправки АД (всегда отрицательные) даны в табл. 4.

Если наблюдения ведутся в бинокль с до-кратным уве­ личением, то в расчет должна приниматься величина у =

= —. Соответствующие поправки получают делением на до

данных табл. 4. Напротив, при неблагоприятных условиях 7 = 2—3' и данные табл. 4 необходимо увеличить во столько же раз.

Пример 21. Маяк с высотой над уровнем моря 20 м открывается при наблюдении в бинокль с семикратным увеличением 7х при возвы­

=——у— = —1,8%, или —0,3 мили. Искомая дистанция до маяка

Д= 15,7 мили. Заметим, что при тех же условиях наблюдения без бинокля дают ДД = —12,5%, или —2 мили, и определяемая дистан­ ция будет 14 миль.

Обращаем внимание, что табл. 4 дает некоторое представ­ ление о точности определения дистанции в момент открытия ориентира: отклонение величины земной рефракции от нор­ мы на Г (такое отклонение весьма обычно у берегов) при­ водит и днем и ночью к ошибкам дистанции, показанным в табл. 4. К этому следует добавить, что видимость ориентиров в значительной степени зависит от прозрачности атмосферы, цвета и силы огня ночью или контрастности ориентиров и фона днем.

3.3.5. Опознание места судна по пеленгу и глубине ре­ комендуется как предварительное при подходе к берегу с •крутым и равномерным склоном дна, когда в поле зрения

42

имеется только один опознанный ориентир, пеленг которого изменяется медленно.

Для применения этого способа в момент пеленгования ориентира измеряется глубина. Пеленг и глубина исправ­ ляются, как обычно, поправками, а в районах с приливными явлениями глубина приводится к нулю глубин карты [19]. Проложив на карте линию пеленга ориентира, на ней нахо­ дят место, соответствующее измеренной (приведенной) глубине.

В районах со сложным и малообследованным рельефом дна, а также в тех случаях, когда дно имеет малый склон или изобаты располагаются вдоль линии пеленга, примене­ ние данного способа опознания места судна не рекомен­ дуется.

3.3.6. На подходах к берегу или мелководным районам вне видимости ориентиров опознание места судна может вы­ полняться по глубинам. Измеряемые глубины надлежит исправлять на глубину погружения вибраторов, а в прилив­ ных районах — приводить к нулю глубин карты.

Если в районе плавания имеются участки с отличитель­ ными глубинами, то для опознания места заблаговременно включают эхолот и, следя за его показаниями, замечают момент, когда судно проходит участок с данной отличитель­ ной глубиной.

В других случаях для опознания места по глубине применяется следующий прием [15]. По карте устанавли­ вают среднее расстояние, на котором проставлены друг от друга глубины, и рассчитывают, за сколько минут судно проходит такое расстояние. Измерение 10—12 глубин вы­ полняют через интервалы времени, равные рассчитанным, а в момент последнего измерения замечают время и отсчет лага. На листе кальки проводят меридиан, параллель и ли­ нию пути судна. На линии пути отмечают в масштабе карты счислимые точки в моменты измерения глубины и простав­ ляют около этих точек соответствующие им исправленные глубины. Наложив кальку на карту, ее передвигают так, что­ бы линии меридиана, параллели и пути судна оставались параллельными соответствующим линиям, обозначенным на карте. Перемещая кальку, ищут такое ее положение, при котором проставленные на кальке глубины будут наилучшим образом совпадать с глубинами на карте. Найдя такое поло­ жение кальки, на карту наносят место в момент последнего измерения глубины.

43

Этот способ опознания места неприменим, если изобаты

места судна специальных обозначений не установлено, но рекомендуется применять обозначение обсервации, взятой под сомнение.

4. Анализ определений и коррекции счисления

3.4.1. Анализ определений места заключается в оценке точности обсервованной точки и в сопоставлении ее с дру­ гими данными о местонахождении судна. Такими дан­ ными служат другие обсервации, счисление, измеренные глубины.

3.4.2. Наиболее полное суждение о точности обсерваций дает эллипс ошибок [11]. Вероятность нахождения действи­ тельного места судна внутри стандартного (среднего квадратического) эллипса ошибок одна и та же и равна 39,3%; вероятность нахождения внутри удвоенного эллипса (по­ лучают из стандартного увеличением линейных размеров в два раза) составляет 86,5%; вероятность нахождения ме­ ста внутри предельного эллипса (равен утроенному стан­ дартному) составляет 98,9%.

Если иметь в виду приближенное построение эллипса ошибок прямо на карте, то это проще, нежели оценка точ­ ности обсерваций стандартной (средней квадратической) ошибкой места («круговой ошибкой») и подобными ей грубыми характеристиками.

3.4.3. При оценке точности обсерваций необходимо учи­ тывать действие как случайных, так и систематических ошибок. Стандартные значения этих ошибок должны быть известны судоводителю (см. гл. 1).

Оценивая точность обсерваций, следует разделять два случая:

комбинированные обсервации, когда объединяются ли­ нии положения разной природы (например, пеленг и рас­ стояние);

обсервации по однородным линиям положения (например, два пеленга или два горизонтальных угла).

3.4.4. При определениях по двум разнородным линиям положения полные (общие) стандартные ошибки т соответ-

44

ствующих измерений получают из стандартных значений случайных ошибок е и систематических ошибок а следую­ щим образом:

прямыми или дугами окружностей и т. п.) на глаз вписать эллипс, который и является стандартным эллипсом оши­ бок.

Для построения предельного эллипса ошибок использу­ ют'величину Зт или, получив стандартный эллипс, увели­ чивают его в три раза.

Пример 22. Место судна определяется по пеленгу и дистанции до

Оценить точность обсервации построением предельного эллипса оши­ бок.

Рассчитываем, как описано, полные стандартные и предельные

45

Изменив измеренную дистанцию в обе стороны на 7 кбт, про­ кладываем на карте соответствующие изолинии (на рис. 11 показаны пунктиром). Увеличив и уменьшив измеренный пеленг на 3°,5, прокладываем линии новых пеленгов (на рис. 11 — так­

же пунктиром).

В полученный четырех­ угольник вписываем эл­ липс, который и является искомым ' предельным эл­ липсом, отражающим дей­ ствие как случайных, так и систематических ошибок.

3.4.5. При оценке точности определений места по двум однород­ ным линиям положения вначале учитывают дей­ ствие случайных, а за­ тем — систематических ошибок. Для построения стандартного эллипса ошибок надо [3, 11,20]:

1. Учитывая действие Рис. 12 только случайных оши­ бок (т. е. используя

только величину е), построить стандартный эллипс прие­ мом, описанным в п. 3.4.4 (на рис. 12 этот эллипс показан тонкой линией).

2.Изменить измеренные навигационные параметры на величину +а (или —а) и провести новые линии положения (на рис. 12 показаны пунктиром). Через полученную точку

Ви обсервованное место провести линию смещения, вдоль которой измеряются расстояния а и 5 (см. рис. 12).

3.Параллельно линии смещения провести две касатель­ ные к ранее построенному (см. п. 1) эллипсу ошибок и вдоль

этих линий отложить от точек касания отрезки A = ]fa2-\-S2. Соединив полученные точки, будем иметь параллелограмм погрешностей (на рис. 12 показан штрих-пунктирными ли­ ниями), в который на глаз от руки вписывается эллипс. Это и есть искомый стандартный эллипс ошибок, отража­ ющий совместное действие как случайных, так и система­ тических ошибок измерений.

Для построения предельного эллипса выполняют те же действия, но вместо стандартных ошибок измерений бе-

46

рут их предельные ошибки, т. е. Зе и За. Можно вначале построить стандартный эллипс, а затем перейти к предель­ ному увеличением его в три раза.

Обращаем внимание, что линия смещения всегда про­ ходит внутри угла, образованного градиентами,— по ней смещается обсервованная точка, когда измеренные нави­ гационные параметры одновременно или увеличивают, или уменьшают на величины их систематических ошибок.

Пример 23. Место судна определено по пеленгам двух ориенти­ ров, дистанция до которых 6 и 10 миль. Случайные ошибки пелен­

и величина смещения линий положения рассчитана по известной фор-

Д

муле An = 57~5з D, где D — дистанция до ориентира; смещенные

линии пеленгов показаны пунктиром). В четырехугольник погреш­ ностей вписываем эллипс, учитывающий действие только случайных ошибок (на рис. 12 показан тонкой линией).

Уменьшив оба пеленга на величину Дпред = 3°, получаем точ­ ку В. С чертежа снимаем а = 1,6 кбт, S = 5,2 кбт и находим А —

=/ 1 , 6 2 + 5,2а = 5,4 кбт-

Параллельно линии смещения проводим две касательные к ра­ нее построенному эллипсу и откладываем от точек касания отрезки А = 5,4 кбт- Соединив концы этих отрезков прямыми (на рис. 12 — штрих-пунктирные линии), получаем параллелограмм, в который вписываем искомый предельный эллипс ошибок (на рис. 12 показан жирной линией).

Так как при построении эллипса ошибок не требуется особой точности, то практически все построения можно выполнять на глаз от руки, а вычисления делать приближенно в уме. Так, в нашем

Поэтому, не прибегая к измерениям, следует откладывать на глаз величину А, большую, чем величина а, примерно в три раза.

Необходимо предупредить, что всякого рода глазомер­ ные и приближенные оценки хороши лишь тогда, когда они базируются на знании строгой теории и опыте точных ра­ счетов и построений [21].

47

3.4.6. При определениях по трем и более линиям поло­ жения строгая оценка точности обсерваций сложна и не мо­ жет рекомендоваться для применения в условиях мостика. В таких случаях следует выбрать из имеющихся две линии положения, пересекающиеся под наиболее благоприятным углом, и оценивать точность обсервации, не принимая во

внимание остальные ли­ нии положения. Такая оценка ошибки места всегда будет несколько завышена (в действи­ тельности обсервация выполнена более точно).

3.4.7. Надежность одиночной обсервации, когда повторные обсер­ вации невозможны, кон­ тролируется путем сопо­

Рис. 13 ставления ее со счислнмым местом: если пре-

Отаких случаях штурман обязан докладывать капитану

истараться выяснить причину несоответствия между счис­ лением и обсервацией, полученная обсервация берется под сомнение, счисление в нее не переносится, но если обсервованное место расположено ближе к опасностям, то из него следует вести вторую прокладку до тех пор, пока не будет возможности надежно определить место судна [1].

3.4.8.Сопоставление обсерваций со счислением помогает в опознании ориентиров. Так, если точность счисления

ентир В, а сходный с ним по виду ориентир В'{2].

3.4.9. Неучтенная большая ошибка в поправке компаса или ошибка в опознании одного из ориентиров приводят к то­ му, что точки, определяемые по двум пеленгам через интер­ валы времени 10—15 мин, ложатся по плавной кривой или по прямой, направление которой не соответствует направ­ лению движения судна [12, 22, 23].

Выполняя ряд обсерваций, штурман всегда обязан срав­ нивать расстояние между обсервованными точками с рас-

48

стоянием, проходимым между моментами обсерваций по счислению. В случае несоответствия этих расстояний (при расхождении большем, чем возможные предельные ошибки) штурман обязан доложить капитану и выяснить причину обнаруженного расхождения.

3.4.10. Во всех случаях, когда это возможно, надлежит одновременно с определениями места судна измерять глу­ бины. Сопоставление измеряемых глубин (исправленных за величину погружения вибраторов и приведенных к нулю глубин карты) с глубинами, обозначенными на карте у обсервованной точки, дает возможность контролировать правильность обсерваций. Конечно, такой контроль эф­ фективен лишь в районах с резким изменением глубин и при условии, что измерение глубин выполняется достаточно точно.

3.4.11.Надежный контроль обсерваций достигается вы­ полнением определений места по другим ориентирам и, же­ лательно, другим способом. Выполнение таких контроль­ ных определений целесообразно даже, если они менее точ­ ны, чем основные обсервации: такой прием позволяет сво­ евременно обнаружить промахи и ошибки опознания ори­ ентиров.

3.4.12.Счисление переносится в обсервоваиную точку, если обсервация выполнена по надежно опознанным ориен­ тирам и существенно точнее счисления.

Перенос счисления в обсервованную точку выполняется с ведома капитана.

Если счислимая и обсервованные точки имеют примерно одинаковую точность, то за наиболее вероятное место судна в общем случае следует принимать точку, расположенную посредине между ними. Однако если в районе плавания име­ ются опасности, то счисление продолжают вести из точки, располоотённой ближе к опасности.

Г л а в а 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И УЧЕТ

ПОПРАВКИ КОМПАСА

Поправка компаса (магнитного или гироскопического) есть угол между истинным и компасным меридианами. Если северная часть компасного меридиана отклонена к востоку от северной части истинного меридиана, то поправку компа­ са считают положительной и ей приписывается наименова­ ние Е. Если компасный меридиан отклонен к западу, то

49