LORAN

31

11.МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

11.1.Ввод поправок на условия распространения радиоволн

С целью учёта условий распространения радиоволн в ПИ предусмотрена возможность ручного ввода поправок к скорости распространения радиоволн и к кодовым задержкам (BR, KD на вводной странице “Поправки РНС“).

Для счисления координат в ПИ используется расчётная скорость распростра-

нения радиоволн над морем, равная 299530 км/ч. Для корректировки этой скорости

рассчитывается коэффициент BR в нс/км по формуле: BR = 1 / VИ - 1 / VР,

где VИ – истинная скорость распространения радиоволн; VР – расчётная скорость распространения радиоволн.

Для работы с указанной расчётной скоростью BR = 0.

Поправка KD вводится в мкс и при счислении координат вычитается из измеренных РНП. Введённые поправки учитываются автоматически. При корректировке поправок на условия распространения радиоволн перепуск ПИ не обязателен.

Коэффициенты BR для различных значений истинной скорости распространения радиоволн приведены в табл. 11.1.

Примечание. При пуске ПИ по команде “Пуск“ поправки BR = 0 и KD = 0 загружаются в оперативную память из альманаха ПИ. Для сохранения введённых поправок BR и KD в оперативной памяти после выключения ПИ и при последующих пусках следует после ввода поправок установить на начальной вводной странице номер системы равным 0001.

Таблица 11.1

11.2. Адаптация к форме сигналов

В ПИ предусмотрена возможность работы по сигналам искажённой формы. Показатели эталонной формы сигнала (ХТО, ПОРОГ) вводятся по каждой станции на вводной странице “Сигнал РНС“. Показатель “ХТО“ представляет собой соотношение амплитуд двух полуволн сигнала положительной полярности. Показатель

“ПОРОГ“ представляет собой допуск этого соотношения. При пятикратном повторе-

нии превышения измеренным значением “ХТО“ этого допуска принимается реше-

32

ние о сдвиге точки слежения на 10 мкс вправо или влево (см. п. 7.2.3.5), при этом на экране отображается признак недостоверности измерений (см. п. 10.1).

Измеренные значения “ХТО“ по сигналам станций высвечиваются на выводной странице “Приём“. В случае искажения формы сигнала, измеренные значения “ХТО“ могут отличаться от эталонных на величину, большую допустимого порога, и возможно неразрешение многозначности фазовых измерений.

ВПИ предусмотрена автоматическая подстройка эталонного значения ХТО с помощью следящей системы за измеренным оотношением полуволн (раздельно по сигналам каждой станции).

Кроме того, предоставляется возможность ручной коррекции эталонных значений “ХТО“ и “ ПОРОГ “ на вводной странице “Сигнал РНС“ в процессе работы без перезапуска ПИ.

Вслучае сильных нелинейных искажений фронта радиосигнала оператору предоставляется также возможность ручной операции разрешения многозначности

(см. п. 9.4.3.1).

Следует отметить, что существует зависимость эталонного значения допустимого порога ХТО от положения точки слежения. Эта зависимость (характеристическая кривая) приведена на рис. 11.1.

Если точка слежения находится в точке t0 (ХТО = 1,67), то допустимое значение измеренного значения ХТО0 лежит в пределах от (ХТО0 - ПОРОГ) до (ХТО0 + ПОРОГ) (от 1,53 до 1,81), как следует из рис. 11.1. При перемещении точки слеже-

ния на 10 мкс влево (к началу сигнала) эталонные значения ХТО и ПОРОГ увеличи-

ваются, при перемещении точки слежения вправо (к максимальному значению сигнала) эти значения уменьшаются.

При воздействии пространственного сигнала (на больших удалениях от передающей станции) фронт радиосигнала в районе максимума существенно искажает-

ся, для правильного разрешения многозначности фазовых измерений рекомендует-

ся в этом случае смещать точку слежения к началу радиоимпульса.

Для ручной процедуры разрешения многозначности следует в строку “ПОРОГ“ выводной страницы “ Сигнал РНС “ записать значение 9,0, что позволит выключить процедуру автоматического разрешения многозначности. Для сдвигов точки

слежения используется команда “ 26 “ (“Служ.“) (см. п. 9.4.3).

33

Смещая точку слежения вниз по фронту, следует выбрать оптимальное положение точки слежения. Эталонные параметры формы радиосигнала для ИФРНС “Лоран - С“ и “Чайка“ приведены в Приложении 4.

Примечания. 1. Ручная процедура перемещения точки слежения позволяет также контролировать форму фронта радиосигнала на передающих станциях или контрольных пунктах в рабочей зоне

РНС.

2.При установке точки слежения по ведущей и ведомой станциям на разных уровнях (разных фазовых дорожках) для правильного расчёта координат необходимо ввести на вводной

странице “Поправка РНС“ поправку КД для соответствующей линии положения. Например, при сдвиге влево на 10 мкс точки

слежения по второй ведомой станции поправка КД РНП N2 должна быть 10,00.

11.3.Работа в дифференциальном режиме

Дифференциальный режим работы позволяет существенно повысить точность определения координат в ограниченном районе плавания (примерно в радиусе 50 – 200 км от дифференциальной точки в зависимости от однородности трасс

распространения радиоволн).

Сущность дифференциального режима заключается в расчёте радионавигационных параметров по известным координатам геодезически привязанной точки с последующим определением поправок относительно измеренных в дифференциальной точке РНП и внесении этих поправок в РНП, измеренные в районе дифференциальной точки. Внесение поправок обеспечивается за счёт использования рассчитанных дифференциальных кодовых задержек.

11.3.1.Для подготовки к работе в дифференциальном режиме следует провести измерения РНП на точке с известными координатами в течение 2 – 3 ч с последующим усреднением измеренных РНП.

Усреднение позволяет исключить при расчёте дифференциальных кодовых задержек случайную шумовую составляющую мгновенных измерений РНП.

11.3.2.Координаты дифференциальной точки следует занести в любой из ППМ (01 – 99), и на странице “Поправки РНС“ в строку “Диф. ППМ N “ необходимо занести номер дифференциального ППМ. При этом в строке “РНП“ отображаются расчётные РНП для данной точки, а в строке “DТКД“ отображаются используемые для расчёта РНП кодовые задержки.

11.3.3.В строку “РНП“ страницы “Поправки РНС“ следует ввести измеренные

усреднённые РНП на дифференциальной точке. При этом в строке “DТКД“ отображаются рассчитанные дифференциальные кодовые задержки с учётом поправок.

11.3.4.Включив дифференциальный режим работы, следует убедиться, что погрешность измерения координат на дифференциальной точке уменьшилась.

11.3.5.Включение дифференциального режима работы осуществляется по

команде “ 10 “, выключение – по команде “ 11 “.

Примечание. Дополнительного повышения точности определения координат можно добиться, организовав постоянно действующий контрольный пункт (например, в порту или на аэродроме), транслирующий потребителям дифференциальные

кодовые задержки.

36

∆1, ∆2 – шумовая дисперсия измерения соответствующего РНП; Г – геометрический фактор; КО – круговая ошибка местоопределения.

На рис. 12.3 изображён эллипс ошибок местоопределения при худшем геометрическом факторе (примерно равном 3). В этом случае круговая ошибка примерно соответствует большой полуоси эллипса ошибок.

Следует отметить, что поскольку шумовая дисперсия измерения РНП в ПИ не превышает 0,1 мкс, то при геометрическом факторе, равном единице, круговая ошибка принимается равной 56 м. При увеличении геометрического фактора круговая ошибка местоопределения возрастает пропорционально его значению.

Существенное влияние на абсолютную точность местоопределения оказывают условия распространения радиоволн по трассам от передающих станций до места приёма радиосигналов.

Точность определения РНП зависит от однородности трасс распространения сигналов. Так, например, при работе в Балтийском море по сигналам Европейской цепи “Чайка“, передающие станции которой расположены на материке, возможно снижение точности местоопределения за счёт неоднородности трасс распространения радиоволн.

Повышение точности измерений достигается в этом случае путём ввода по-

правок на условия распространения радиоволн (см. п. 11.1). Поправки BR и KD по каждой линии положения являются коэффициентами линейной аппроксимации функции дополнительного набега фазы от разности расстояний от места приёма до передающих станций.

∆φдоп = BR · ∆R + KD,

где ∆φдоп – дополнительный набег фазы, мкс;

BR – поправка к скорости распространения радиоволн, нс/ км; KD – поправка к кодовой задержке, мкс;

∆R = R i - R0 – разность расстояний до передающих станций, м. График линейной аппроксимации ∆φдоп (∆R) приведён на рис. 12.2,а.

Определение поправок на условия распространения радиоволн осуществля-

ется опытным путём на основании статистических данных многократных измерений в различных районах использования ПИ.

12.3. Измерение расстояния и азимута до ППМ

ПИ позволяет измерить расстояние и азимут до любого из 100 (00 – 99) за-

данных промежуточных пунктов маршрута. Для этого следует:

37

– ввести географические координаты ППМ на вводной странице “Координаты

ППМ“;

– на выводной странице подать команду “ 23 “ (“ППМ N“) и ввести номер требуемого ППМ.

В результате выполнения команды на выводной странице отображается расстояние и азимут до заданного ППМ.

На рис. 12.4 иллюстрируется измерение расстояний и азимутов от местоположения судна до ППМ N01 и ППМ N02.

Пример измерения расстояний и азимутов до ППМ

N

ППМ02

На рис. 12.4 обозначено: С – местоположение судна; N – направление на Север;

ППМ01 и ППМ02 – местоположение ППМ N01 и ППМ N02;

R01 и R02 – расстояние до ППМ;

А01 и А02 – азимуты на ППМ.

Примечание. Расстояние до ППМ может быть измерено в км или в милях.

12.4. Измерение скорости и путевого угла движения судна

ПИ производит измерение скорости и путевого угла движения судна относи-

тельно грунта и выдачу этой информации на экран с интервалом 30 с. Измерение

скорости ПИ осуществляется следующим образом.

Каждые 30 секунд осуществляется расчёт расстояния по линии ортодромии между настоящим местоположением судна и местоположением судна за 2 мин до времени расчёта. Вычисленное расстояние делится на 2 минуты. Метод расчёта скорости и путевого угла, используемый в ПИ, иллюстрируется на рис. 12.5.

38

Измерение скорости движения судна и путевого угла

N

или км/ ч.

12.5. Обеспечение вождения судна по маршруту

12.5.1. В ПИ предусмотрена возможность вождения судна между двумя пунк-

тами с известными координатами по кратчайшему расстоянию между ними (по ли-

нии ортодромии).

Для подготовки к вождению по маршруту следует заранее ввести координаты промежуточных пунктов маршрута на вводной странице “Координаты ППМ“.

Примечание. Рекомендуется вводить координаты ППМ в ППМ номерами 01 – 49, а ППМ с номерами 50 – 99 использовать для оперативной записи текущих коор-

динат по команде “Место“.

Начальный и конечный пункты маршрута (НПМ и КПМ) вводятся оперативно

по команде “Марш“ (“ 24 “). При этом на выводной странице ортодромических коор-

динат отображается отклонение по нормали от линии ортодромии (Z) в милях или км

(знак плюс соответствует отклонению вправо, знак минус – отклонению влево), а

также оставшееся расстояние до КПМ по линии ортодромии (S) в милях или км (при знаке минус КПМ – впереди, при знаке плюс – позади).

39

При приближении к КПМ менее, чем на 0,5 мили ПИ сигнализирует о подходе к КПМ миганием значений НПМ и КПМ и звуковым сигналом. При проходе КПМ более, чем на 0,5 мили загорается мигающее сообщение “НЕТ МАРШРУТА“. При этом

необходимо ввести номера следующих НПМ и КПМ.

Если вести судно так, чтобы отклонение Z было равно нулю, то судно будет двигаться по кратчайшему расстоянию между двумя пунктами маршрута.

На рис. 12.6 приведён пример движения судна С по маршруту от ППМ N01 к ППМ N30 с одновременным контролем расстояния и азимута до конечного пункта маршрута (ППМ N30) по команде “ 23 “ (“ППМ N“).

На рис. 12.6 обозначено:

Z – отклонение от маршрута;

S – оставшееся расстояние при движении по линии ортодромии;

R30, А30 – расстояние и азимут от местоположения судна до конечного пункта маршрута.

Примечание. Расстояние и ортодромические координаты высвечиваются по выбору оператора в милях или в км.

12.5.2. На рис. 12.7 приведён пример вождения судна по маршруту от ППМ N01 до ППМ N30 при одновременном контроле расстояния и азимута, например, до опасной точки, координаты которой занесены в ППМ N43.

На рис. 12.7 обозначено:

А43, R43 – азимут и расстояние до опасной точки (ППМ N43);

Z, S – ортодромические координаты судна при движении по маршруту от ППМ

N01 до ППМ N30;

Rопас – допустимое приближение к опасной точке.

12.5.3. На рис. 12.8 приведён пример окончания маршрута от ППМ N01 до

ППМ N30 и перехода к следующему маршруту от ППМ N30 к ППМ N24. В этом слу-

чае следует:

– при приближении к КПМ (ППМ N30) менее, чем на 0,5 мили (ПИ при этом

подаёт мигающий и звуковой сигналы), ввести ППМ N24 (конечный пункт следующе-

го маршрута) “ 23 “ (“ППМ N“), измерить азимут на ППМ N24 и произвести поворот судна на ППМ N24.

– после поворота судна ввести новые НПМ (30) и КПМ (24) по команде “ 24“ (“МАРШ“).

40