книги из ГПНТБ / Шифрин Л.С. Использование картосличительной приставки Пальма в судовождении [практическое пособие]

жение». Однако величина «сжатия» не равна величине «растяжения».

Л’В вс_ АВ BF

Совершенно очевидно, что аналогичная картина искажения будет и в случае, если зеркало установить с ошибкой в угле наклона в дру­ гую сторону, т. е. установить под углом 45° — I.

Таким образом, мы видим, что ошибка в угле наклона, помимо

рассогласования по глубине, вызывает еще и неравномерное растя­ жение й сжатие мнимого изображения в направлении N—S. При установке угла наклона зеркала на глаз может быть свободно допу­ щена ошибка до 5°, что вызовет искажение длины в направлении

N—S до 6 % •

Неперпендикулярность плоскости стола плоскости экрана инди­ катора кругового обзора вызывает аналогичные по величине и по характеру искажения.

Высота стола и его перпендикулярность — эти очень важные два фактора — должны учитываться при установке блока «Пальма». Судоводитель, использующий этот прибор, хорошо должен понимать физические основы совмещения мнимого радиолокационного изо­

бражения местности с картой и, чтобы не сделать ошибки в работе и в процессе эксплуатации прибора, должен следить за неизменностью данных факторов.

Плоскость экрана трубки параллельна передней стенке блока, и

поэтому перпендикулярность стола плоскости экрана всегда можно проверить с помощью угольника.

Убедившись в перпендикулярности стола, необходимо проверить его высоту. Высота стола измеряется обычной миллиметровой ли­ нейкой. При этом нижняя плоскость блока должна быть выше

плоскости стола на 45±2 мм.

Правильность установки зеркала проверяется следующими

приемами.

Включают кольца дальности (лучше полумильные). В центре

мнимого изображения ставится почти вертикально карандаш. Если

зеркало установлено неверно, оператору будет казаться, что пло­ скость мнимого изображения находится либо ниже, либо выше острия карандаша. Меняя угол наклона зеркала, видно, как мнимое изображение «наползает» на карандаш или, наоборот, с него «спол­ зает». Находят среднее положение, когда мнимое изображение

совмещено с острием карандаша.

Второй способ проверки основывается на указанном выше свой­ стве сдвига мнимого изображения с карты в случае рассогласования

по глубине.

Согласовав мнимое изображение с картой, сдвигают глаз в сто­ рону на 5—8 см. Если точки мнимого изображения не сползли с со­

ответствующих точек карты, значит глубина изображения установ­

лена правильно. Смещение мнимого изображения говорит о необхо­

димости уточнить положение зеркала. Не обязательно при этом,

совмещение производить с картой. Можно, подложив чистый лист

бумаги в начале развертки, а также сверху, снизу, слева и справа

на одном из ближних кругов дальности, поставить точки и прове­ рять сползание центра развертки и круга дальности с этих точек..

Следует отметить, что нет необходимости перед каждым выхо­ дом в море проверять высоту стола или его перпендикулярность пло­ скости экрана. Только в редких случаях приходится производить эти проверки в процессе эксплуатации, а именно: при установке стола или основного прибора после ремонта на место.

Что касается угла наклона, то его надо каждый раз выверять.

Для облегчения этой проверки на откидных рейках марками надо наметить положение крепежных винтов откидного зеркала.

ПРОВЕРКА ЦЕНТРИРОВАНИЯ НАЧАЛА РАЗВЕРТКИ И ВЫВЕРКА ОТМЕТКИ ЛИНИИ КУРСА

При работе на обычном индикаторе кругового обзора совершенно

не обязательно, чтобы точка начала развертки совпадала с геомет­ рическим центром экрана, т. е. чтобы точка начала развертки при работе описывала бы не окружность, а стояла на месте в центре экрана. Больше того, для прохождения, например, между близко­

стоящими буями в РЛС «Нептун» предусмотрена схема раздвижки центра, обеспечивающая получение необходимой информации для проводки судна в этих условиях. Короче, при несовпадении центра экрана с началом развертки, когда начало развертки описывает

окружность вокруг геометрического центра экрана, только несколько

искажается картина радиолокационного изображения, но ни пе­

ленги, ни дистанции не искажаются.

При работе на картосличительном блоке искажение картины очень существенно сказывается на определении места судна, и чем больше искажается картина, тем труднее произвести совмещение и тем менее точно определяется место судна.

На рис. 8а показано изображение прямого берега при центриро­ ванной развертке, а на рис. 86 и 8в показано изображение того же берега в случае несовпадения начала развертки с центром экрана.

Для центрирования начала развертки внутри основного прибора, имеются специальные потенциометры. При выверке прибора необхо­ димо убедиться, что развертка центрирована на всех поддиапазо­ нах масштаба.

Следующим вопросом является проверка совпадения светового* центра с началом развертки. При точном их совпадении создается

20

большое удобство в работе. Например, совместив карту с радиолока­ ционным изображением, судоводитель может оставить карту в дан­

ном положении, оторваться от непрерывного наблюдения сверху, может сделать запись на карте, произвести расчеты, а световой центр будет указывать, где находилось судно в момент последнего совме­

щения. В случае несовпадения креста нитей с центром развертки этого необходимо добиться поворотом втулки 8 (см. рис. 4).

Рис. 8

Помимо проверки согласования курса с гирокомпасом при вы­

верке прибора необходимо убедиться, что на экране линия курса

действительно отмечает положение диаметральной плоскости судна.

Для этого необходимо лечь носом на какую-нибудь точечную цель

(лучше всего буй) и, идя прямо на нее (удерживая по пеленгатору

на курсовом угле 0°), убедиться, что на экране основного прибора она видна на линии отметки курса.

ВЛИЯНИЕ СФЕРИЧНОСТИ ЭКРАНА И НЕЛИНЕЙНОСТИ РАЗВЕРТКИ НА ВИД РАДИОЛОКАЦИОННОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

Важным вопросом подготовки является согласование радиоло­

кационного изображения по масштабу с картой. Но прежде, чем

рассматривать этот вопрос, необходимо остановиться на влиянии сферичности экрана и нелинейности развертки на вид радиолока­ ционного изображения.

До сих пор мы принимали, что экран плоский. На самом деле по­

изображения от периферии к центру, т. е. мы здесь фактически имеем дело с перспективной проекцией шара на плоскость.

21

На рис. 9 приняты следующие обозначения:

ГС = а — расстояние от глаза наблюдателя до карты;

ЛС = / —удаление точки радиолокационного изображения от на­

чала развертки; Л'С=Р—удаление той же точки от начала развертки на пло­

скости;

CE = h—высота сегмента; AE = d —полхорды.

Найдем аналитическую зависимость, связывающую любую точку

плоскости MN с соответствующей точкой мнимого изображения

экрана.

Из рис. 9 видно, что АЕАГ подобен А\СА'Г. Отсюда

а<7

Ра 4- h

Но

tf=/?sinz; z = -^- ; h = R—/?cosz = /?(l —cosz),

тогда

I a R sin -д-

a + /Ц1—cos -p-

Разложив синус и косинус в ряд Тэйлора, ограничиваясь первыми двумя членами разложения и произведя алгебраические преобразо­

вания, получим:

а/(67?2_/2)

Р~ 3R{:2aR + P)

Нас фактически интересует не сама величина р, а смещение точки s за счет сферичности, т. е. разность выпрямленной дуги экрана и соответствующих им отрезков плоскости:

Вычислим по этой формуле значение величины смещения за счет сферичности. Высоту глаза над столом примем, как и прежде равной

22

резко возрастают к краю экрана.

Наряду с резким возрастанием искажений из-за сферичности, на краю экрана сильно сказывается и влияние электронно-оптических искажений. Поэтому для определения места не следует пользоваться

при картосличительных обсерва­

циях эхо-сигналами, расположен­ ными на краю экрана вне рабо­

чего диаметра, равного 80 мм.

Рис. 9 Рис. 10

Из-за сферичности экрана при смещении глаза из первоначаль­ ной точки Г в какую-нибудь другую точку Г' (или Г") происходит сползание мнимого изображения с согласованным ранее изображе­ нием карты (рис. 10). Поэтому при согласовании по. глубине нужно

пользоваться центром изображения и первыми от центра кругами

дальности, на которых это смещение не ощутимо.

Из геометрических соображений ясно, что в той половине экрана, в направлении которой сместился глаз наблюдателя, искажения бу­

дут меньшие, а в противоположной стороне — большие. Величина

же их остается в общем прежнего порядка.

К блоку «Пальма» предъявляются повышенные требования в от­ ношении нелинейности развертки и величина нелинейности в лю­ бой точке экрана не должна превышать 2 % от всей дальности, укла­ дывающейся по всему радиусу. Короче, величина нелинейности мо­ жет достигать 1,6 мм в любой точке экрана. Однако это предельная величина. В основном трубки имеют нелинейность не более 1 % от

рабочего радиуса. Причем, чем меньше масштаб, тем меньше вели­ чина нелинейности.

Нелинейность д зависит от электрических параметров станции и является постоянной для каждой точки данного масштаба изображе­

23

ния. Больше того, она может быть заранее определена и учиты­ ваться подобно тому, как учитывается заранее определенная девиа­

ция. Однако этот метод практически при определении места не осу­

ществим, так как у нас нет возможности внести поправку в сам вид радиолокационного изображения.

Следует иметь в виду, что нелинейность развертки не искажает измеренных дистанций. Если на экране ИКО какой-нибудь эхо-

сигнал смещен относительно истинного положения, то и подвиж­

с помощью любой радиолокационной станции судоводитель не

задумывается, какова нелинейность на экране его станции. Другое дело в картосличительном устройстве, где основой ин­

формации является сам вид радиолокационного изображения. Не­ линейность в этом случае искажает вид радиолокационного изобра­ жения, и поэтому понижается точность совмещения его с картой.

Условимся смещениям, направленным в сторону центра экрана, давать знак минус, а смещениям, направленным в противоположную сторону, — плюс. Тогда смещение из-за сферичности имеет знак минус. Нелинейность может иметь знак как плюс, так и минус в лю­ бой точке.

Нелинейность и смещение от сферичности экрана следует рас­ сматривать совместно. Во-первых, оба эти искажения следует счи­ тать систематическими. Во-вторых, такое совместное рассмотрение совершенно естественно, так как измерить каждое смещение в от­ дельности мы не можем, не производя специального эксперимента.

Очевидно, что самым благоприятным случаем будет тот, когда нелинейность будет повторять по абсолютной величине закон иска­

жений изображений из-за сферичности, но с обратным знаком. В та­ ком случае их влияние взаимно уничтожается.

В основном приборе имеются специальные потенциометры, с по­

мощью которых можно в какой-то мере регулировать нелинейность развертки на каждом поддиапазоне.

Обозначим суммарное смещение от нелинейности развертки и сферичности так

с = — § + Д.

Предельные значения суммарного смещения показаны на гра­

фике (рис. 11).

Суммарное смещение на каждом поддиапазоне может быть из­ мерено двумя способами.

Первый способ состоит в следующем. На чистом листе бумаги (или на миллиметровке) вычерчивается планшет, состоящий из восьми концентрических окружностей через 10 мм (рис. 12). План­ шет кладется на рабочий столик вместо карты; центр планшета со­

гласовывается с центром развертки. Планшет на столике закреп­ ляется грузиками или кнопками. Включаются масштабные кольца

24

дальности, и с помощью рукоятки «Масштаб плавно» масштабные кольца согласовываются с концентрическими окружностями. При этом следует стремиться, чтобы было совмещено наибольшее коли­ чество колец. Видимое положение масштабных колец, которые не

совмещаются с кругами планшета, отмечается карандашом. Далее

снимается величина отклонения нарисованных колец от кругов план­

шета и строится график суммарного смещения, как показано на

рис. 12.

Второй способ состоит в следующем. В станции «Нептун» де­

лаются несложные переключения, как это описано в соответствующей технической инструкции. Сущ­ ность этого переключения состоит в

том, что вместо видеосигналов на

блок «Пальма» от станции «Неп­

Рис. 12

тун» будет поступать импульс ПКД (подвижного кольца дально­

сти). Антенна станции «Нептун» останавливается.

По счетчику дальномера станции «Нептун» фиксируют значения

ПКД 1,08, 2,16, 4,32 или 8,64 мили соответственно для I, II, III и IV

поддиапазонов масштаба.

Совместив линию неподвижной развертки с делениями на листе миллиметровой бумаги, положенной вместо карты, рукояткой «Мас­ штаб плавно» подводят импульс ПКД на расстояние 80 мм от на­ чала развертки. Затем медленно передвигают подвижной круг даль­ ности, замечая показания счетчика дистанции через каждые 10 мм передвижения отметки подвижного круга.

По полученным данным строят график так, как это показано на рис. 13, откладывая по вертикали показания счетчика дистанции, а по горизонтали — пройденное отметкой расстояние в миллиметрах.

Через полученные точки проводят плавную кривую и наклонную прямую линию (пунктир на графике). Прямая проводится таким образом, чтобы максимальные отклонения кривой были бы равными

25

по обе стороны от прямой линии. Величина отклонения кривой ли­ нии от наклонной прямой в каждой точке и есть величина суммар­

ного смещения развертки в соответствующей точке на экране. При

этом наибольшее отклонение кривой от прямой линии в милях не

должно превышать 2% от полной дистанции на радиусе в милях.

Первый способ менее точен, чем второй, так как положение мас­ штабных колец может быть тоже с некоторой ошибкой (макси­

мальная ошибка в положении масштабных колец не должна превы­ шать 0,7% от рабочего полудиаметра экрана). Однако он проще и нагляднее второго.

СОГЛАСОВАНИЕ МАСШТАБА РАДИОЛОКАЦИОННОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ С МАСШТАБОМ КАРТЫ

Рассмотрим теперь вопрос согласования масштаба радиолокаци­

онного изображения с масштабом карты.

Существует три способа согласования масштаба радиолокацион­

ного изображения с картой.

Первый способ заключается в подгонке радиолокационного изо­ бражения к карте по контурам побережья. Способ этот неточный и

может привести к ошибке определения своего места.

Второй способ заключается в том, что масштабные кольца со­ вмещаются с помощью рукоятки «Масштаб плавно» с делениями широтной рамки карты, как это показано на рис. 14. Это точный способ, но он не удобен в том отношении, что, во-первых, приходится для согласования масштаба передвигать всю карту, а, во-вторых,, этот способ не дает контроля за правильностью установки масштаба

в процессе плавания.

26

Наибольшее удобство и надежность дает следующий способ.

На карте в районе плавания судна (лучше прямо на предвари­

тельной прокладке или рядом с ней на чистом участке карты) в не­ скольких местах вычерчиваются в масштабе карты концентрические

окружности, по которым в процессе

плавания нужно проверять уста­ новку масштаба, совмещая их с мас­ штабными кольцами. Эти контроль­ ные окружности нужно нанести за­

ранее, готовясь к использованию в плавании блока «Пальма», причем,

так как масштаб карты меняется с широтой, их следует разнести по широте на расстояния, равные про­

межуткам практически постоянного масштаба в соответствии с табл. 1.

Описанные в этой главе выверки такие, как проверка отметки ли­

нии курса, определение влияния не­ линейности развертки и сферич­

ности экрана, перпендикулярность

стола плоскости экрана и высота

стола, производятся сравнительно редко, но важно, во-первых, чтобы

судоводитель знал эти выверки и понимал, к каким последствиям мо­

жет привести тот или иной недо­

статок в выверке и подготовке ос­

новного прибора, а, во-вторых, чтобы либо судоводитель сам про­ изводил эти выверки, либо присутствовал и наблюдал за выверкой

блока. При ежедневной эксплуатации вполне достаточно произво­

дить включение и выключение устройства, манипулируя только главным выключателем и не прикасаясь к остальным рукояткам, за исключением масштабных.

Глава 3

РЕШЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ЗАДАЧ НАВИГАЦИИ С ПОМОЩЬЮ БЛОКА «ПАЛЬМА»

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА СУДНА

Место судна на блоке «Пальма» определяется путем совмеще­ ния мнимого радиолокационного изображения с картой.

Убедившись в правильности установки масштабов, плавно пе­ редвигают по рабочему столику карту, стремясь получить макси­ мальное число точек совпадения контуров карты с наблюденным

изображением. При этом следует учитывать, что наибольшая точ­

27

ность согласования получается при совмещении радиолокационного

изображения с картой по так называемым «блестящим точкам», т. е. таким участкам берега, на которые радиолокационный луч па­ дает нормально (см. гл. 4).

В случае неполного совпадения контуров карты с контурами ра­ диолокационного изображения следует произвести усреднение воз­

никающей при этом ошибки. Для этого нужно установить карту та­

ким образом, чтобы расхождение между контурами карты и кон­ турами радиолокационного изображения было бы по возможности одинаковым во всех точках изображения. Такой метод усреднения сводит ошибку в определении места к очень малой величине.

После того, как совмещение произведено, место судна наносится на карту в начале развертки.

Из-за сферичности экрана изображение может несколько сме­ щаться при переносе точки визирования. Поэтому необходимо со­ блюдать положение головы неподвижным хотя бы с точностью

5—8 см.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАССТОЯНИЯ ОТ СУДНА ДО ТОЧКИ

В ходе плавания может встретиться необходимость в определе­

нии расстояния от судна до какой-либо точки на местности: до буя,

мыса, встречного судна и т. д.

Расстояние между своим судном и любой точкой можно опреде­

лить при работе на блоке «Пальма» двояко: с помощью масштабных

колец и с помощью измерителя по рамке карты.

В первом случае для приближенного определения расстояния можно пользоваться интервалом между кольцами в 1 и 2 мили. Для уточнения расстояния нужно включить интервал в 0,5 мили и далее

интерполировать дистанцию на глаз.

Во втором случае нужно предварительно нанести на карту свое место и место встречного судна.

При работе на блоке «Пальма» можно легко решить и такую, на­ пример, задачу, как отыскание расстояния между двумя судами, наблюдаемыми на экране. Для этого их положение предварительно наносится на карту. Расстояние между ними снимается измерите­ лем и определяется по масштабным кольцам или по рамке карты.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕЛЕНГА

Пеленг на какую-нибудь точку также можно определить двояко:

либо с помощью подвижного визира — подвижного створного кре­ ста нитей 4 (см. рис. 4), либо с помощью транспортира. В первом

случае, вращая рукоятку 3, наводят на нужную точку ближайший

радиус креста и по азимутальной шкале против него снимают пе­ ленг.

Во втором случае пеленг определяется с помощью транспортира

и параллельной линейки, как при обычной прокладке.

28