1. Планирование плавания в районах ограниченной видимости вблизи берега, включая районы с большой плотностью движения судов. Организация вахтенной службы

Основы теории и устройство навигационного секстана. Выверки секстана. Учет погрешностей измерения. Секстаном называется угломерный инструмент, построенный на принципе отражательной схемы и предназначенный для измерения углов на подвижном основании. Принципиальная схема навигационного секстана. Пусть ПО (рис. 70) — направление луча от правого (или верхнего) предмета, ЛО — от левого или нижнего) предмета. Требуется измерить угол h между направлениями а эти предметы. На пути луча ЛО установим зеркало А, на пути луча ПО — зеркало В так, чтобы их плоскости были перпендикулярны плоскости угла h, а отражающие поверхности направлены внутрь. Поворачивая зеркало В вокруг оси, перпендикулярной чертежу, можно добиться такого его положения, при котором луч от правого предмета, отразившись от поверхности зеркал, пойдет в направлении АО; левый же предмет Л будет виден поверх зеркала А. Совмещая эти изображения в поле зрения трубы Т, получим определенное, единственное для данного угла, положение зеркала В относительно А. Установим зависимость между измеряемым углом h и углом со пересечения плоскостей зеркал. На основании закона отражения света «угол падения луча равен углу отражения его» имеем равные углы (3, (3 и а, а, а между плоскостями зеркал и лучами ПО и JIO. Применим теорему геометрии «внешний угол треугольника равен сумме внутренних, с ними не смежных» к ﮮОАВ, включающему угол h, и к ﮮЕАВ, включающему угол ω, получим: ﮮВАЛ = 2α = 2β+h и ﮮВАЛ = α = β+ω Откуда: h = 2(α-β) и ω = α-β После постановки этого выражения получим: h = 2ω т.е. измеряемый угол равен двойному углу между плоскостями зеркал секстана при таком их положении, когда оба изображения предметов (прямовидное Л и дважды отраженное П) совмещены в поле зрения трубы. Выражение можно записать: , т.е. угол между зеркалами равен половине измеряемого. Принцип измерения угла секстаном. После совмещения изображений предметов С и JI, например светила и горизонта (рис. 71), в поле зрения трубы угол h на основании соотношения можно заменить измерением угла ω. Для этого поместим зеркало В, называемое подвижным или большим зеркалом, на металлическую линейку BE (см. рис. 71), называемую алидадой. Второе зеркало А, называемое малым, крепится на раме R секстана и служит для отражения луча В А в глаз наблюдателя. Этот луч называется дважды отраженным (луч ЛА — прямовидимым). Алидада может поворачиваться около оси, проходящей через центр зеркала В. Другой конец алидады с индексом i перемещается вдоль дуги лимба L1L2 разделенного на полуградусные деления, но оцифрованного значениями целых градусов, чтобы произведенный отсчет не приходилось удваивать. Измеряют угол ω следующим путем: проведя из центра зеркала В линию ВМо, параллельную плоскости зеркала А, получим угол МоВМ, равный углу ω как накрест лежащий при параллельных. Этот угол измеряется дугой МоМ лимба, поэтому имеем М0М= ω = полуградусных делениях лимба MoM=h. MoM=h. Однако отсчет М на лимбе не дает еще значения угла. Измеряемый угол h получается как разность отсчетов М и Мо, т.е. отсчета М при совмещении изображений предметов С и JI и некоторого начального отсчета Мо, зависящего от положения плоскости ВМ0, т.е. h=M-M0 Визуальные методы определения местоположения судна. Учет перемещения судна путем ведения графического счисления не является достаточно точным методом. Для уточнения своего положения судоводитель должен систематически определять место судна по наблюдениям различных ориентиров, положение которых известно. Место, полученное путем обработки результатов таких наблюдений, называется обсервованным. Если обсервованная точка признается надежной, дальнейшая прокладка ведется от этой точки. Несовпадение обсервованной и счислимой точек называют невязкой. Значение и направление невязки рассчитывают при каждой обсервации, так как анализ вызвавших ее причин дает возможность установить, какие именно ошибки могли быть допущены в принятых к учету элементах счисления. Все величины, которые измеряют с целью определить обсервованное место судна (пеленги, расстояния, горизонтальные и вертикальные углы), называют навигационными параметрами. По измеренным навигационным параметрам рассчитывают и прокладывают на карте изолинии или заменяющие их линии положения. Навигационной изолинией называют линию равных значений навигационного параметра (рис 40). Точка пересечения двух таких изолиний и будет местом судна. На практике всю изолинию не строят, тем более, что на меркаторских картах она часто имеет вид сложной кривой, а заменяют её линией положения - отрезком прямой, касательной к изолинии вблизи счислимого места. При визуальных способах определения места судна для наблюдений используют нанесенные на карту хорошо видимые и опознанные береговые и плавучие маяки, огни, неосвещаемые знаки, башни, церкви, а также различные естественные ориентиры: мысы, вершины гор, скалы и т.д. Не следует использовать для обсерваций буи, вехи и другие знаки плавучего ограждения, так как они могут быть снесены со своих штатных мест. Для указания на карте места судна, полученного по обсервациям, применяют условные обозначения: ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА СУДНА ПО ПЕЛЕНГАМ ДВУХ ОРИЕНТИРОВ   На берегу выбирают два хорошо видимых и опознанных ориентира А и В (рис. 41) с таким расчетом, чтобы угол между направлениями на них был по возможности близким к 90', но, во всяком случае, не меньше 30 и не больше 150°. Берут по компасу пеленги ориентиров. Время и ол замечают в момент Т вторых наблюдений. Компасные пеленги исправляют поправкой компаса в истинные и прокладывают на карте. При незначительных случайных ошибках наблюдений и уверенности в правильности учитываемой поправки компаса точность определения места судна по двум пеленгам вполне удовлетворительная. Если угол между направлениями на ориентиры меньше 30 или больше 150°, то к полученному обсервованному месту следует относиться с осторожностью. Определение места судна по пеленгам двух ориентиров ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА СУДНА ПО ПЕЛЕНГАМ ТРЕХ ОРИЕНТИРОВ Определение местоположения судна с использованием РЛС. Радиолокационные определения места судна представляют собой результат использования в различных комбинациях пеленгов и расстояний до опознанных ориентиров. Способы определения места остаются те же, что и при визуальных наблюдениях, но РЛС в большинстве случаев расширяет возможности по измерению указанных навигационных параметров. Измерение пеленга. Для определения направления на ориентиры используются электронные или механические визиры, которые совмещаются с отметками эхо-сигналов на экране РЛС. Если гирокомпас подключен к радиолокатору и изображение на экране стабилизировано по норду, то со шкалы снимается радиолокационный пеленг (РЛП). При стабилизации изображения по курсу со шкалы снимают радиолокационный курсовой угол (РЛКУ). Расчеты ИП выполняются по соответствующим формулам: ИП =РЛП+ΔГК; ИП = РЛКУ+КК+ΔК. На точность радиолокационного пеленгования оказывают влияние ряд причин. 1. Ошибки визирования возникают при совмещении визирной линии с предполагаемой серединой отметки эхо-сигнала на экране РЛС. Основной причиной неточности совмещения является растягивание отметок эхо-сигналов по дуге пропорционально ширине диаграммы направленности (θ). При различных отражающих способностях кромок объекта это растягивание бывает несимметричным. Ошибки визирования уменьшаются с удалением отметки от центра развертки. Так, средняя квадратичная ошибка визирования точечного объекта при удалении отметки на 1/3 радиуса экрана от центра развертки составляет ±0,6°, при удалении на 2/3 радиуса экрана — ±0,3°. Особенно возрастают ошибки при пеленговании кромок протяженных объектов, облучаемых вдоль их водного уреза. В этом случае за счет ширины диаграммы направленности в горизонтальной плоскости эхо-сигнал на экране РЛС отмечается даже тогда, когда ее осевая линия не совмещена с кромкой объекта. Возникает угловая ошибка, учесть которую невозможно (рис. 102). По этой причине рекомендуется пеленговать только те мысы, которые вытянуты радиально по отношению к судну, т. е. облучаются «в упор». Рис. 102. Ошибка радиолокационного пеленгования: 1 — участки удлинения мысов; 2 - эхо-сигнал; 3 — осевые линии диаграммы θ, соответствующие на экране РЛС пеленгам на мысы; 4 — отметка курса 2. Ошибки эксцентриситета. Эти ошибки возникают в результате смещения центра развертки относительно центра вращения механического визира и могут достигать значительных величин. Например, при эксцентриситете в 1 мм ошибка в пеленге отметки, находящейся на удалении 1/2 радиуса экрана от центра развертки, составляет около ±0,7°. Отсюда видно, насколько точно должна выполняться регулировка РЛС по совмещению центров вращения механического визира и развертки. В случае использования электронного визира ошибки эксцентриситета отсутствуют. Точность радиолокационного пеленга, помимо перечисленных причин, зависит от ошибки в нуле отсчета (±0,3°), от инструментальной ошибки (±0,3'°), ошибки в поправке компаса. Действие всех этих причин приводит к тому, что точность радиолокационного пеленга значительно ниже точности визуального. При использовании механического визира средняя квадратичная ошибка радиолокационного пеленга с учетом ошибки в ΔК составляет ±1,5°. Измерение расстояний. Почти во всех современных РЛС измерение расстояний выполняется с помощью дальномерного устройства, имеющего подвижное кольцо дальности (ПКД). В этом случае точность измерений зависит от инструментальной ошибки (±10 — 15 м), масштабной ошибки и ошибки совмещения ПКД с отметкой эхо-сигнала. Основы теории линий положения, графоаналитический метод определения места судна. Линия положения– геометрическое место точек на земной поверхности с одинаковым значением навигационного параметра. Определение места самолета. Измерить одну линию положений, и вторую то на пересечении и будет ВС. Раньше это делалось графически. Но это возможно сделать и по формулам, но из-за сферичности земли сделать самому очень сложно поэтому их решают компьютеры. Основные виды линий положения В принципе в качестве навигационных параметров могут выступать самые разные величины. Но для того, чтобы их использовать для определения МС, на борту ВС должны иметься приборы, способные измерять эти параметры. Для определения места судна необходимо и достаточно измерение двух навигационных параметров, изолинии которых имеют только одну общую точку в районе возможного нахождения судна. Способы определения места различают в судовождении по разным признакам, но в первую очередь в зависимости от того, какие ориентиры и с помощью каких средств наблюдаются. Различают следующие способы определения места судна: - визуальные; - радиолокационные; - по радиопеленгам (секторных и круговых радиомаяков); - по радионавигационным системам (фазовым, импульсным и импульсно-фазовым); - астрономические; - по навигационным спутникам; - место, нанесенное по координатам с автосчислителя. Если для определения места, кроме измерения навигационных параметров, используются элементы счисления, то получаемое место называеют счислимо-обсервованным. Если определяют место судна по разнородным навигационным параметрам, то его называют комбинированным. Методы определений места судна подразделяют в зависимости от того, как обрабатываются результаты наблюдений для получения места судна: графические, аналитические и графоаналитические. Графические методы широко применяются в практике судовождения и делятся на два вида: оперативную прокладку простейших изолиний и использование карт с сетками изолиний. Оперативную прокладку простейших изолиний или их участков вблизи точки пересечения выполняют на карте во время определения места после измерения навигационных параметров. Этот метод наиболее распространен при визуальных и радиолокационных определениях, когда из-за небольших удалений от ориентиров участок Земли можно считать плоским. Использование карт с сетками изолиний любой сложности на любых удалениях от ориентиров с учетом сферичности Земли значительно упрощает определения места и применяется обычно в радионавигации. Аналитические методы разрабатывают и применяют для определений места судна с использованием цифровых вычислительных машин (ЦВМ). Методы делятся на два вида: алгебраические и численные. Алгебраические методы состоят в том, что исходную систему тригонометрических уравнений навигационных изолиний путем замены переменных и преобразований сводят к алгебраическим уравнениям не выше второй степени, решив которые по правилам алгебры обратным переходом к исходным величинам, получают выраженные через них искомые координаты судна. Численные методы позволяют найти решение системы уравнений навигационных изолиний, то есть получить обсервованные координаты места, не имея для них формул с явным выражением через исходные велечины (путем последовательных приближений). Графоаналитические методы как и численные основаны на линеаризации уравнений навигационных изолиний, то есть на замене их небольших участков прямыми линиями положения. Графоаналитические методы предусматривают вычисление вспомогательных величин: элементов линий положения или координат определяющих точек. Отыскивание вероятнейшего места судна при избыточном числе линий положения. Оценка точности ОМС. При ОМС по двум ЛП или изолиниям имеет место существенный недостаток, а именно, практически отсутствует возможность проверить наличие систематических ошибок или промахов в измерениях и избавиться от их влияния. Частично эту проблему можно решить, получив избыточное число навигационных параметров, как правило, три или четыре. Получив три ЛП (изолинии) и нанеся их на карту, вследствие влияния случайных и систематических погрешностей, линии положения сойдуться не в одной точке, а мы получим треугольник погрешностей. К сожалению вычесление промахов, кроме очень крупных практически невозможно, но от воздействия одинаковых систематических ошибок избавиться возможно. Практически встают следующие вопросы: · Каким образом лучше выбирать ориентиры? · Где выбрать обсервованное место судна при равноточных и неравноточных измерениях? · Как оценить точность полученного места и получить площадь, где находится место судна с наибольшей вероятностью. В теоретическом курсе показывается, что если между двумя ЛП положения провести биссектрису угла, то полученная «разностная» линия будет свободна от действия систематических ошибок. Для построения достаточно двух биссектрис. Эту операцию иногда называют «разгоном» треугольника погрешностей. Для построения биссектрис именно тех углов, при вершинах треугольника перпендикулярно линиям положения, наносятся стрелочки в направлении азимута, затем проводится биссектриса меньшего угла между стрелочками (Рис. 10). Другой способ разгона треугольника погрешностей заключается в смещении всех ЛП (или изолиний) на одну и ту же величину, в одном направлении. Далее сходные углы соединяются линиями. На пересечении этих линий мы получим место свободное от систематических погрешностей (рис.11). При построении биссектрис и определении обсервованного места может встретиться два случая: Ориентиры расположены в одной половине горизонта, в этом случае точка пересечения биссектрис будет лежать вне треугольника погрешностей (Рис.10 а). Вследствие того, что в реальных условиях на систематические ошибки накладываются ещё и случайные, приём может привести к грубым ошибкам в обсервованном месте, и его следует применять с большой осторожностью. Ориентиры расположены в разных частях горизонта. В этом случае точка пересечения биссектрис будет лежать внутри треугольника ошибок(Рис.10 б). Учитывая то, что внутри треугольника отклонение обсервованной точки от реальной значительно меньше, чем может быть снаружи, для обсервации рекомендуется подбирать ориентиры лежащие в разных частях горизонта. Следует помнить, что вышесказанное справедливо, лишь при допущении, что действие случайных ошибок равно нулю. Поэтому нельзя считать, что наши построения обнаруживают систематическую ошибку, скорее наоборот, они сами являются следствием предположения, что действуют только равные систематические ошибки.

Похожие:

	Административный регламент Федеральным агентством морского и речного транспорта государственной услуги по оформлению и выдаче удостоверений личности моряка...		Административный регламент Федерального агентства морского и речного транспорта предоставления государственной услуги по оформлению и выдаче удостоверений личности...
	Утвержден Федеральной службы по надзору в сфере транспорта с заявлением о регистрации судов внутреннего плавания, прав на них и сделок с ними...		Административный регламент Федерального агентства морского и речного... Круг заявителей, порядок информирования о представлении государственной услуги и получения консультаций
	Правила Правила классификации и постройки судов внутреннего плавания.... Основными документами, регулирующими экспертную оценку судов в Украине являются		Аналитическая справка о практике исполнения решений судов отделами... Участие в рассмотрении гражданских делах и непосредственное исполнение решений судов общей юрисдикции является значительной частью...
	Планирование и отслеживание карьеры учителя Исследования показывают, что после сорока лет у большой части учителей наступает своеобразный профессиональный кризис, возникает...		Методические указания по выполнению контрольной работы Контрольная... Материалы промежуточной аттестации по дисциплине «Фразеология радиообмена на английском языке» для студентов заочной формы обучения...
	Планирование, организация и эксплуатация метеорологического оборудования... Планирование, организация и эксплуатация метеорологического оборудования аэродромов гражданской авиации		Типовая программа подготовки судоводителей спортивных парусных яхт... Практическая подготовка для яхтсменов, не имеющих квалификации 50 рулевого дневного плавания