книги из ГПНТБ / Скворцов М.И. Счисление и определение места корабля навигационными способами учебный материал

оно может быть отложено и от точки С' и т. д. Концы всех от­ резков CD; C'D’ и т. д., отложенных от разных точек на пер­ вой линии положения, естественно, располагаются на прямой /', параллельной первой линии положения. Иногда называют эту линию «перенесенной», или «сопутствующей» линией положе­ ний, приведенной к моменту второго измерения.

Этот прием применяется для приведения линий положения к одному моменту и в тех случаях, когда их число больше двух. Обычно все линии положения приводятся к моменту по­ следнего измерения. При определении места корабля по трем линиям положения (рис. 36) от произвольной точки Л. на первой линии положения / в направлении пути откладывается расстояние, проходимое кораблем за промежуток времени между измерениями первого и третьего навигационных пара­ метров, при отсутствии течения это будет S) = /с, (ол3— ол\).

Через полученную таким образом точку В проводится параллель­ ная первой линии положения прямая /' — это будет первая ли­ ния положения, приведенная к моменту измерения третьего на­ вигационного параметра. Подоб­ ным образом к этому моменту приводится и вторая линия поло­ жения; при этом надо, отклады­ вать расстояние, пройденное ко­ раблем за промежуток времени между измерениями второго и третьего навигационных пара-

метров. Третья линия положения в приведении не нуждается. Точка К пересечения приведенных линий положе­ ния /', //' и третьей линии положения III представляет собой ■обсервованпое место корабля в момент времени, соответствую­ щий измерению третьего навигационного параметра.

4. Определение места корабля по разновременно изме ным расстояниям до одного ориентира (крюйс-расстояние).

Предположим,® момент времени Т\ при отсчете лага 0Л| было

'измерено расстояние D, до ориентира О; в момент времени Т2 при отсчете лага ол2— расстояние D2. Ясно, что в момент Т\

корабль находился где-то ,на окружности, проведенной из точ­

(р и с. 37). Чтобы выяснить,, где же именно— необходимо вме­ стить между этими двумя окружностями расстояние S, прой­

60

зывается невозможным, то находят такое положение кальки, при котором нанесенные

на ней точки будут находиться возможно ближе к соответству­ ющим изобатам. Для контроля однозначности решения следует сдвинуть кальку в сторону -и произвести совмещение повторно. Если результаты этих действий совпадают, в точке, соответст­ вующей последнему измерению глубины, делается накол ост­ рием циркуля. Убрав кальку, эту точку на карте помечают как место, опознанное по глубинам, знаком, похожим на бук­ ву П с точкой в центре; около нее надписывают время и от­ счет лага, показывают невязку.

Для успешности определения места по глубинам необходи­ мо соблюдение следующих условий:

—глубины на карте нанесены по данным промера доста­ точной точности и подробности (практически можно считать, что этим условиям отвечает промер, выполненный в послевоен­ ные годы в расстояниях до 100 миль от берега);

—среди всех использованных изобат должны быть хотя бы две такие, чтобы они пересекали линию пути под углами, отличающимися друг-от друга не менее, чем на 30° (что равно­ значно условию пересечения приведенных изолиний под углом не менее 30°). Если все изобаты параллельны или почти па­ раллельны друг другу — определение места невозможно;

—глубины в районе, где производится определение места, должны быть не однообразными (мало отличающимися друг от друга), но и не очень резко, скачкообразно и беспорядочно меняющимися.

Если эти условия соблюдены, то достижима точность, срав­ нимая с точностью таких обсерваций, как астрономические -и по радиопеленгам,— тогда можно говорить уже не об опозна­ нии, а об определении места по глубинам.

63

§ 22, КОМБИНИРОВАННЫЕ ОБСЕРВАЦИИ. ОБЩИЕ СООБРАЖЕНИЯ ОБ ОПРЕДЕЛЕНИИ МЕСТА КОРАБЛЯ

Комбинированными называются обсервации, являющиеся результатом измерения разнородных навигационных парамет­ ров, например:

1. Пеленг и расстояние. Этот вид обсерваций наиболее употребителен в случаях, когда в видимости корабля имеется лишь один ориентир. Расстояние до него может измеряться непосредственно или вычисляться по измеренному секстаном вертикальному углу (см. § 19). При подходе с моря к высоким островам вулканического происхождения, приметным горам и пикам на берегу, видимым иногда за десятки миль, этот спо­ соб позволяет определять место корабля задолго до того, как применение любого другого способа станет возможным.

2. Пеленг (радиопеленг) и глубина, измеренная эхолотом. Место.корабля получается в точке пересечения линии пеленга и изобаты, соответствующей измеренной глубине. При малой видимости (туман) этот способ иногда может представлять единственную возможность определения места корабля.

3. Пеленг и расстояние в момент открытия огня маяка. Это способ применим ночью, при хорошей видимости. Если из­ вестны высота глаза наблюдателя и высота огня маяка над уровнем моря, то’ расстояние в момент его открытия может быть рассчитано по формуле (3). При этом следует учитывать возможность запоздания с обнаружением маяка вследствие недостаточной бдительности наблюдателей, а также уменьше­ ния видимости туманом или мглой. Чтобы исключить возника­ ющие при этом ошибки, после открытия маяка рекомендуется спуститься с мостика несколько ниже, пока огонь маяка не скроется, и в соответствии с высотой глаза в этот момент за­ ново рассчитать дальность до маяка.

4. Астрономическая линия положения и радиопеленг; аст­ рономическая линия положения и глубина и т. д.

Каким бы способом пи определялось место корабля, сле­ дует постоянно иметь в виду некоторые общие правила:

1.Надо постоянно обращать внимание на верность опозна­ ния ориентиров, днем — сличая их вид с зарисовками и фото­ графиями в лоции, ночью — сравнивая фактическую характе­ ристику огня с указанной в пособии.

2.При наблюдениях сначала измерять тот навигационный

параметр, который меняется медленнее, а последним — меняю­ щийся быстро. При больших скоростях хода и значительных промежутках времени между измерениями навигационных па­ раметров приводить параметры или линии положения к од­ ному моменту одним из рассмотренных выше способов.

6!

3.Постоянно контролировать правильность всех наблюде­ ний и расчетов.

4.Всегда стремиться к определению места не менее чем по

трем линиям положения. Когда обстановка вынуждает к опре­ делению места по двум линиям положения— считать обсерва­ цию подлежащей особо тщательному контролю.

5. Стремиться к определению места наиболее точными спо­ собами. Иметь в виду, что при прочих равных условиях обсер­ вация тем точнее, чем меньше расстояния до ориентиров, по которым определяется место корабля, и чем ближе углы пере­ сечения линий положения к оптимальным. Оптимальными (наиболее выгодными) углами пересечения линий положения являются:

—при определении по двум или четырем линиям положе­ ния — 90°;

—при определении по трем линиям положения—120° (00°).

Г Л А В А IV

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ И ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ

§ 23. КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Необходимость решения задачи определения места кораб­ лей (самолетов) в большом удалении от берегов, при любой видимости, повела к развитию радионавигации, к разработке радионавигационных систем. Радионавигационной системой (РНС) называется комплекс установленных на берегу и на корабле специальных передатчиков, приемников и измери­ тельной аппаратуры, предназначенных для определения места корабля. Радионавигационные системы могут классифициро­ ваться по большому числу различных признаков. Для нас наибольший интерес представляет классификация, позволяю­ щая судить о принципах устройства радионавигационных си­ стем (способах измерений),, т. е. классификация по радиотехни­ ческим признакам и классификация по виду соответствующих равным значениям измеряемого навигационного параметра изолиний, позволяющая судить о способах прокладки обсервованпого места на карте, т. е. геометрическая классификация.

I.Классификация по радиотехническим признакам

Вэтой классификации радионавигационные системы де­

лятся на следующие виды: . 1 1. Амплитудные, основанные на явлении зависимости ам­

плитуды (слышимости) принимаемого сигнала от взаимного положения передатчика и приемника. К ним относится, на­ пример, система, состоящая из радиопередатчика и радиопе­ ленгатора, где пеленг определяется но минимуму слышимости (амплитуды сигнала).

2. Хронометрические (времяизмерительные), основанные на измерении времени, в течение которого радиоволны про­ ходят измеряемое расстояние. К ним относится, в частности, радиолокационная станция.

66

3.Фазовые (фазометрические), в которых определение места 'корабля осуществляется путем измерения разности фаз колебаний.

4.Комбинированные, основанные на одновременном ис­ пользовании двух каких-либо принципов, например, радиоло­ кационная станция, Ло способу измерения расстояний относя­ щаяся к хронометрическим, а то способу определения 'направ­ лений (по максимуму амплитуды сигнала) — к амплитудным

РНС.

2.Геометрическая классификация (по виду изолиний)

Вэтой классификации различаются следующие разновид­ ности радионавигационных систем:

1.Угломерные (азимутальные). Навигационным парамет­

2. Дальномерные. Навигационным параметром служит рас­ стояние, изолинией — окружность.

3. Разностно-дальномерные (гиперболические). Навига­ ционным параметром является разность расстояний до бере­ говых станций, изолинией — сферическая гипербола, которую при малых расстояниях до ориентиров можно принимать за гиперболу (см. § 16).

4. Угломерно-дальномерные (полярные). Измеряется пе­ ленг и расстояние. К ним относятся, в частности, радиолока­ ционные стайции.

Рассматриваяконкретные типы радионавигационных средств, необходимо учитывать их место в обеих классифика­ циях. Например, секторный радиомаяк относится к амплитуд­ ным угломерным радионавигационным системам.

При решении вопросов использования тех или иных систем для обеспечения кораблевождения и использования оружия существенное значение имеют также их тактико-технические характеристики: точность, дальность действия, помехоустойчи­ вость и т. д.

Точность. Она характеризуется ошибками измерения на­ вигационных параметров. Точность определения места ко­ рабля зависит не только от ошибок намерений, но и от геоме­ трических факторов — взаимного расположения корабля и бе­ реговых станций. Поэтому она указывается обычно для неко­ торых средних условий. Наиболее простой и удобной харак­ теристикой принято считать среднюю квадратическую ошиб­ ку определения места корабля. Можно считать, что примерно в 90% случаев ошибка определения места не превосходит уд­ военной и в 99% случаев — утроенной величины средней Квадратической ошибки.

Дальность действия — наибольшее расстояние между ко­ раблем и береговыми станциями радионавигационной систе­ мы, при котором обеспечивается заданная точность измере­ ния навигационных параметров. По дальности действия радио­ навигационные средства делятся на системы:

—ближнего действия, обеспечивающие прибрежное пла­ вание в пределах геометрической дальности видимости (до

20—30 миль);

—средней дальности действия, обеспечивающие корабле­

вождение в пределах закрытых морей (до 500 миль);

— дальнего действия, с дальностью свыше 500 миль.

Помехоустойчивость и скрытность работы системы харак­

и намеренно создаваемых противником помех. С точки зре­ ния скрытности от наблюдения противника существенное зна­ чение имеет деление корабельных станций радионавигацион­ ных систем на активные (работающие с излучением электро­ магнитной энергии) и пассивные (работающие только на при­ ем). Излучение электромагнитных волн, тем более длитель­ ное, демаскирует корабль, повышает опасность его обнару­ жения противником и облегчает создание им помех.

Рабочий диапазон волн — в значительной мере определяет собой такие качества системы, как дальность действия, точ­ ность, пбмехоустойчивость. Дальность действия систем, рабо­ тающих в УКВ диапазоне, лишь незначительно превышает дальность прямой (геометрической) видимости. Однако это свойство ультракоротких волн иногда и выгодно, затрудняя обнаружение работы системы противником и создание им по­ мех. '

Радиоволны УКВ, КВ и СВ диапазонов при их распрост­ ранении в воде очень быстро затухают. Радионавигационные системы, работающие в этих диапазонах, подводными лодка­ ми в подводном положении использоваться не могут. Сигналы передающих станций, использующих сверхдлинноволновый диапазон (с длиной волны 10— 20 тысяч метров), при доста­ точной мощности передатчика могут приниматься при глуби­ не погружения антенны до 10—15 метров на расстояниях Д° нескольких сот и даже тысяч миль. Но громоздкость антен­ ных систем таких станций понижает их живучесть при бое­ вом воздействии противника.

Учитывая большое разнообразие типов радионавигацион­ ных систем и сложность их устройства, рассмотрим очень кратко лишь отдельные, наиболее характерные. Начнем с аМ'

6Ь

плитудных РНС — радиопеленгатора и секторных радиомая­ ков.

§ 24. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА КОРАБЛЯ ПО РАДИОПЕЛЕНГАМ

Радиопеленгование основано на явлении направленности приема на рамочную антенну. Когда плоскость рамки перпен­ дикулярна направлению на передающую радиостанцию, сила приема равна нулю (минимальна); когда же плоскость рамки направлена на радиостанцию — сила приема максимальна. Теоретически и экспериментально установлено, что точность пеленгования по минимуму слышимости выше, чем по макси­ муму. Таким образом, вращая рамку радиопеленгатора и до­ бившись минимума слышимости, мы можем определить на­ правление на радиостанцию (радиомаяк) как направление, перпендикулярное плоскости рамки.

Современный радиопеленгатор устроен несколько сложнее. Он имеет две установленные на мачте взаимно-перпендику­ лярные неподвижные рамки, к которым подключены непод­ вижные («полевые») катушки гониометра, смонтированного в приемнике радиопеленгатора. Измерение пеленга осущест­ вляется вращением подвижной искательной катушки гонио­ метра. Угол поворота этой катушки относительно нулевой линии гониометра равен курсовому углу на радиомаяк. При радиопеленговании курсовой угол измеряется всегда по часо­ вой стрелке от 0 до 360° и именуется радиокурсовым углом

(РКУ).

Приходящие от радиомаяка электромагнитные волны при­ нимаются не только антенной системой радиопеленгатора, но и ^корпусом, мачтами, надстройками корабля; в них наводятся электродвижущие силы и возникают переменные электриче­ ские токи, являющиеся причиной вторичного излучения. Элект­ ромагнитные волны вторичного излучения принимаются рамоч­ ными антеннами радиопеленгатора 'наравне с непосредствен­ ным приемом радиоволн первичного излучения от радиомаяка, вследствие чего снимаемый с гониометра отсчет радиокурсового угла (ОРКУ) отличается от действительного направления на радиомаяк (радиокурсового угла) на угол, именуемый радио­ девиацией и обозначаемый буквой /.

Чтобы уменьшить величину радиодевиации, ее компенсиру­ ют с помощью специальных устройств (компенсационных дрос­ селей), имеющихся у каждого радиопеленгатора. Оставшаяся неуиичтоженной часть радиодевиации называется остаточной радиодевиацией. Она определяется путем сравнения отсчетов радиокурсовых углов на какой-либо визуально видимый радио­

69