книги из ГПНТБ / Бондарь Г.М. Основы устройства и применения технических средств самолетовождения учеб. материал

Относительная ошибка, являясь числом отвлеченным, дает возможность судить о качестве измерения.

Все ошибки могут быть разделены на систематические и случайные.

Ксистем этическим относятся ошибки, повторяющиеся при. каждом повторном измерении. Эти ошибки могут быть учтены введением соответствующих поправок в измеряемую величину.

Кслучайным относятся ошибки, изменяющиеся при каждом

повторном измерении, а поэтому они не поддаются учету. Влия­ ние случайных ошибок на результат измерения может быть понижено увеличением числа наблюдений. В этом случае зна­ чение измеряемой величины определится как среднее арифме­ тическое из числа всех измерений, и оно тем более будет приб­ лижаться к истинному значению этой величины, чем больше произведено измерений. При бесконечно большом числе изме­ рений среднее арифметическое из всех измерений равно истин­ ному значению измеряемой величины.

Часто точность измерений характеризуют средней квад­

ратической ошибкой. Средняя квадратическая ошибка ряда из­ мерений равна корню квадратному из частного от деления суммы квадратов отклонений измеряемой величины от сред­ него арифметического ее значения на число измерений без единицы.

8 =

ошибкой. Вероятной называется ошибка, вероятность превзой­ ти или не превзойти которую равна половине. Вероятную

ошибку легко определить по известной средней квадратической из следующего соотношения между ними:

Р 0,6745 8 (III. 19)

где р— вероятная ошибка.

Максимальная ошибка равна четырем вероятным ошибкам.

Д= 4 р ....................................... (III. 20).

Спомощью некоторых радиотехнических систем (например, радиокомпаса) мы не можем непосредственно измеритьинтере-

111

деления интересующей нас величины будет равен сумме квад­ ратов средних квадратических (вероятных) ошибок измерения начальных элементов (каждого в отдельности).

Если, например, точность измерения величины А зависит

(III. 21)

ошибок измерения этих величин.

Вероятная ошибка определения истинного курса самолета равна + 1°— 1°,5, а средняя квадратическая — + 1,5—2 ,2d.

Ошибки измерения КУР вызываются различными причина­ ми и делятся на систематические и случайные.

Все ошибки, как систематические, так и случайные, делятся на три группы: инструментальные ошибки радиокомпаса, мето­ дические ошибки и ошибки отсчета курсового угла. Рассмот­

рим каждую группу ошибок более подробно.

Инструментальные ошибки радиокомпаса зависят главным

образом от качества конструкции радиокомпаса, антенного и поперечного эффектов рамки, несовершенства экранировки де­

талей приемника и соединительных проводов, неточной градуи­ ровки шкал и т. д. К инструментальным следует отнести ошибки радиодевиации, возникающие вследствие того, что на­ правление электромагнитных волн, принимаемых радиокомпа­ сом, искажается металлической поверхностью самолета. Ра­ диодевиация радиокомпаса обычно определяется и компенси-

112

руется. Остаточная радиодевиация учитывается в полете по графику.

Методические ошибки радиокомпаса возникают из-за несо­ вершенства метода измерения. К ним относятся главным обра­

зом ошиоки, связанные с условиями распространения радио­ волн.

Измерение КУР основано на том, что радиоволны распро­ страняются вдоль ортодромии и на рамку радиокомпаса прини­ маются только поверхностные радиоволны, а не отраженные от

Одной из наиболее существенных ошибок этой группы явля­ ется ошибка поляризационного эффекта (физическая сущность поляризационного эффекта рассмотрена в § 1).

Поляризационный эффект проявляется наиболее интенсив­ но во время сумерек, .примерно за 1—2 часа до «восхода и 1—2 часа после захода солнца. Ошибки пеленгования в это время могут достигать 30—40° и более. Ночью эти ошибки бывают порядка 10 15°. Поляризационный эффект проявляется на лю­ бых волнах, но на длинных — в меньшей степени, чем на ко­ ротких.

Ошибки поляризационного эффекта являются случайными, а поэтому не могут быть учтены при пеленговании. Точность из­

мерения КУР «в таких условиях может быть повышена только за -счет многократности измерений.

Второй ошибкой этой группы является ошибка, носящая название ««береговой эффект». Береговой эффект проявляется при переходе электромагнитной волны с суши на водную по­ верхность или наоборот. Береговой эффект можно рассматри­ вать как преломление радиоволны «при переходе ее из одной среды в другую, вследствие чего при пеленговании береговых радиостанций с самолета, находящегося над морем, радиоком­ пас будет показывать ложное направление .на них.

вследствие так называемого «горного эффекта». Горный эф­ фект может проявляться, когда принимаемая радиостанция располагается за горами. Горные массивы изменяют нормаль­ ное направление распространения радиоволн, что приво«дит к ошибкам радиопелейгования. Эти ошибки случайны и могут принимать значение порядка + 8°.

К ошибкам отсчета относятся ошибки, которые вызываются неточной «настройкой радиокомпаса на принимаемую радио­ станцию, помехами радиоприему, колебаниями самолета в по­ лете, отклоняющими ось рамки радиокомпаса от вертикально­

го положения, и ошибки, являющиеся следствием параллакса. Из всех рассмотренных ошибок только радиодевиация мо­ жет быть заранее определена и учтена при пеленговании. Все остальные ошибки являются случайными, а поэтому заранее их определить невозможно. Однако они могут быть уменьше­ ны, если радиокомпас точно настроен на принимаемую радио­ станцию, если во время радиолеленгования хорошо выдержи­ вается режим полета и ось рамки находится в вертикальном положении, а курсовой угол радиостанции при пеленгования определяется, как среднее арифметическое из результатов не­

скольких измерений.

Общая ошибка определения радиопеленга, как суммы курса самолета и курсового угла радиостанции, зависит от вышеперечисленных ошибок измерения истинного курса и курсового гула. Поскольку все эти ошибки случайны, то об­ щая ошибка определения радиопеленга тоже является слу­ чайной.

Установлено, что средняя квадратическая ошибка измере­ ния КУР с помощью автоматического радиокомпаса — + 2°..

Если учесть, что средняя квадратическая ошибка измерения

Точность радиопелентовашя зашсит также от мощности пеленгуемой радиостанции и от дальности пеленгования: чем больше мощность пеленгуемой радиостанции и чем меньше расстояние между радиостанцией и самолетом, тем выше точ­ ность пеленгования.

§ 5. Определение линии положения самолета

Определяя с помощью радиокомпаса истинный пеленг ра­ диостанции (см. § 2), экипаж может указать линию вероятного нахождения самолета, т. е. пинию, с любой точки которой ортодромическое направление на радиостанцию составляет с северным направлением меридиана каждой из этих точек один

ленгов. От одной радиостанции можно провести бесчисленное множество линий равных радиопеленгов, но так как ИПР опре­ деляется на самолете в целых градусах, то считают, что от радиостанции можно провести 360 линий равных радиопелен­ гов со значениями от 0° до 360°.

Для того, чтобы использовать линии равных радиопеленгов- в полете, их нужно проложить на карте. Прокладка линий равных радиопеленгов не может быть произведена непосредст­ венно в воздухе, обычно их прокладывают на земле в период

114

подготовки к полету. Существуют два способа прокладки ли­ ний равных радиопеленгов на картах: аналитический и графи­ ческий.

Сущность аналитического способа состоит в том, что но формулам сферической тригонометрии рассчитываются коорди­ наты отдельных точек линии равных радиопеленгов, посл^

т v

Рс

чего эти точки наносятся на карту и соединяются плавной кривой линией, которая будет являться линией равных радио­

пеленгов.

Сущность графического способа состоит в том, что про­ стейшими построениями на карте находятся отдельные точки,

Рис. III. 19.

принадлежащие данной линии равных радиопеленгов, соеди­ няя которые получаем саму линию. Этот способ, благодаря его простоте, получил широкое практическое применение, Прокладка линий равных радиопеленгов на карте графиче­ ским способом может быть выполнена с помощью специаль­ ного прокладчика (рис. III. 19). Прокладчик изготовляется из целлулоида и состоит из транспортира (1) и линейки (2). Ли­ нейку можно жестко скреплять барашком (3) с транспорти­ ром. В центре транспортира имеется отверстие для отметок карандашом. Вдоль линейки сделан вырез (4) в напрагле-

нии через центр транспортира. В вырезе помещается движок с иглой (5), который легко передвигается вдоль выреза.

Для построения на карте линий равных радиопеленгов необходимо метку на линейке (линию, проходящую через центр транспортира) совместить с делением транспортира, соответствующим ИПР, и иглу установить на карте в точке радиостанции. После этого, передвигая линейку с транспор­ тиром относительно иглы, центр транспортира последователь­ но устанавливать на кащдый меридиан так, чтобы линия О— 180° транспортира совпадала с направлением меридиана, причем 0° — с северным направлением, а 180° — с южным. Через центр транспортира поставить точку на каждом мериди­ ане. Соединив все точки, получим линию равных радиопеленгов (рис. III. 20). На рис. III. 20 полученными точками являются

? р р' Р Р Р Р Р ^

Рис. III. 20

и т. д. разны между собой по условию построения, следова­ тельно, линия Се, С7, Се, С5, С.1 . . . Ci является линией рав­ ных радиопеленгов. Аналогично могут быть проложены линии равных радиопеленгов, соответствующие любым значениям ИПР.

При построениях нами допускается неточность в том, что линии С8А, С7А, С6А, С5А, С4А, и т . д. принимаются за пря­ мые, в то время как в действительности (в соответствии с определением линии равных радиопеленгов) они являются ортодромиями. Однако, как известно, на картах, применяе­ мых для самолетовождения, ортодромию в пределах даль­

116

ности действия радиокомпаса можно принять за прямую ли­ нию, и, следовательно, это допущение не повлечет серьезных ошибок.

Линии равных радиопеленгов на карте прокладываются для значений ИПР, кратных 5° или 10°, от тех приводных и широковещательных радиостанций (для каждой радиостан­ ции своим цветом), которые предполагается использовать в полете, причем ими должен покрываться весь район маршрут­ ных полетов.

Если на самолете измеренный ИПР = а, то самолет нахо­ дится на линии равных радиопеленгов Ai, Сь С2, С3, С4 и т. д. (рис. III. 20). Предположим, что местом самолета на этой линии является точка С5. Через эту точку, как это видно из рис. III. 20, проходит ортодромия АС5, являющаяся не чем иным, как линией радиопеленга (см. § 2).

Ортодромия АС5 не является линией положения всех само­

та, находящегося в точке С5. Это свойство линии радиопелен­ га используется для решения ряда задач самолетовождения в том случае, когда заранее линии равных радиопеленгов на карту не нанесены.

Чтобы нанести линию радиопеленга на карту, необходимо от точки радиостанции проложить ортодромию под углом от­ носительно меридиана радиостанции, равным ИПС, который определяется по формулам (III. 12, III. 13 рис. III. 21). А так как ортодромия длиной до 1000 км на картах, применяемых для самолетовождения, изображается линией, близкой к пря­

117

мой, то для нанесения ее достаточно провести прямую линию от точки радиостанции под этим углом.

Поправка на угол схождения меридианов на применяемых

для самолетовождения картах, как известно, выражается фор-

(2 —[—ф

мулой (III. 14), в которой под --——™ следует понимать

Полусумму широт крайних параллелей данного листа карты. Для нахождения поправки на угол схождения меридианов Необходимо знать долготу самолета. Очевидно в большинстве случаев долгота самолета не будет известной, так как иначе пе было бы смысла прокладывать линию радиопеленга. ' По­ этому в качестве долготы места самолета берется долгота приближенного его места, которое может быть определено, например, счислением пути. В случае, когда место самолета совершенно неизвестно, задача решается так называемым ме­

тодом последовательных .приближений (см. § 6).

Заметим еще раз, что на картах, составленных в видоиз­ мененной поликонической и равноугольной поперечно-цилинд­ рической проекциях, линия радиопеленга может наноситься в виде прямой, длина которой не превышает 1000 км. При этом нужно учитывать поправку на угол схождения меридианов. Если разность долгот радиостанции и самолета менее 2°, то поправку на угол схождения меридианов можно не учиты­ вать, так как для наших широт она окажется меньше 2Э, т. е. не превзойдет ошибки, допускаемой при измерении ра­ диопеленгов.

Линия радиопеленга, как это уже отмечалось, не является линией положения самолета, в полном смысле этого слова. Однако для расстояний до 300 км эту линию можно принять практически за линию положения самолета, так как макси­ мальное отклонение линии радиопеленга от линии равных рариопеленгов на карте 1 : 1000 000, . составленной в видоизме­ ненной поликонической проекции, на расстояниях от радио­ станции до 300 км не превышает 2—3 км. Практически'та­ кое отклонение существенного значения не имеет.

Так как радиопеленги с помощью радиокомпаса измеря­ ются с ошибками 3/7, то и линии положения самолета опре­ деляются с некоторыми ошибками.

Для нахождения ошибки определения линии положения в виде линий равных радиопеленгов можно было бы восполь­ зоваться формулами (I. 17) и (I. 19). Однако поскольку для этого требуется знание сферической тригонометрии, то мы здесь ограничимся рассмотрением точности определения ли­ нии положения в виде линии радиопеленга, причем ограни­ чим себя решением задачи на плоскости.

Выберем прямоугольную систему координат с началом в точке местонахождения радиостанции 0. Ось х-ов направим на восток, а у-ков — на север (рис. III. 22).

118

Как видно из рис. III. 22

X

П — U = arc t g --------- •

У

Продифференцируем последнее выражение по <фх и dy.

V

DC

s

Последним равенством можно характеризовать точность определения как ортодромии, так и линии равных радиопе­ ленгов.

119