|
|
1. Фигура и размеры Земли. Геоид, эллипсоид вращения, референцэллипсоид
Точность определения места. Случайные погрешности определяют следующим образом. При наличии на судне «Атласа зон точности определения места корабля с помощью РНС "Декка" погрешности места судна оцениваются по картам-схемам рабочих зон каждой цепочки РНС. Границы ожидаемых СКП места на картах-схемах нанесены в зависимости от освещенности ионосферы. Диаграммы градаций освещенности приводятся под картами-схемами и различаются между собой в зависимости от широты места установки цепочек РНС.
СКП места судна может определяться расчетным путем по формуле (4.6), в которую подставляются следующие значения;
— для расстояний до 100 миль от станций; k=0,4 (100-200 миль от станций); k=0,64 (200— 240 миль); k =0,72 (240 миль и далее).
Значения — СКП фазы колебаний сигналов в зависимости от времени суток и расстояния до береговых станций выбирают из графика (рис. 4.5). Значения базовых углов 1,2 снимают с карты для счислимого места судна.
Рис. 4.5. Среднее квадратическое отклонение фазы колебаний диапазона РНС "Декка"
При наличии навигационных карт, на которых береговые станции находятся за пределами рамки, значения 1 и 2 определяются из выражения:
 ,
где А — безразмерный коэффициент (для красного А = 5, для зеленого А=3,6 и для фиолетового А=7,8), d 1,2 - снимаемая с карты ширина фазовых дорожек в счислимом месте, в метрах.
Гиперболические изолинии положения, создаваемые РНС, рассчитываются на среднюю фазовую скорость распространения радиоволн по различным трассам. Поэтому вблизи районов с резким изменением проводимости трассы могут возникать «местные», систематические погрешности в измерениях радионавигационного параметра.
Систематические погрешности определяются в основном при калибровке цепочек РНС. Возможны районы, где такие погрешности еще не определены.
Местные, постоянные поправки на условия распространения радиоволн к отсчетам РНП опубликованы в упомянутом выше отечественном Атласе и в изданиях фирмы «Декка».
Импульсно-фазовые РНС.
Принцип работы. Импульсно-фазовые РНС работают на частоте 100 кГц и излучают пакеты радиоимпульсов. Ведущие станции излучают по 9 импульсов в пакете, ведомые по 8. Импульсы в пакетах кодируются по фазе высокочастотного заполнения, что необходимо для автоматического поиска сигналов и устранения влияния многократных отражений предыдущих импульсов в пакете на последующие. Фазовый код для радиоимпульсов ведущих станций отличается от фазового кода ведомых станций, что обеспечивает при автопоиске опознавание сигналов ведущих станций и ведомых.
Ведомые станции, входящие в одну цепочку, различаются между собой по кодовому времени задержки излучения ими пакетов радиоимпульсов относительно момента излучения ведущей станцией.
Ведомые станции в цепочках РНС «Лоран-С» обозначаются буквами W, X, Y, Z; в РНС РСДН - буквами Б, В, Г, Д. Цепочки отличаются друг от друга периодами повторения пакетов радиоимпульсов.
Обозначение (номер) цепочек состоит из числа десятков микросекунд, определяющих точное значение периода повторения сигналов данной цепочки Тп/10. Например, число 7970 обозначает цепочку РНС "Лоран-С". Норвежского моря, которая излучает сигналы с периодом повторения, равным Тп = 79700 мкс.
Излучение сигналов ведущими станциями всех цепочек «Лоран-С» синхронизировано со всемирным координированным временем (UTC).
В настоящее время работает 19 цепочек РНС «Лоран-С» и две отечественные цепочки РНС РСДН (рис. 4.6).
Современные судовые приемоиндикаторы подразделяются на автоматические и полуавтоматические.
Автоматические обеспечивают автопоиск сигналов ведущей и ведомых станций и измерение разности времени между моментами прихода сигналов от станций с точностью до 0,3 мкс. Автоматические приемоиндикаторы содержат вычислители-преобразователи гиперболических координат в географические и индицируют на табло или дисплее непосредственно эти координаты.
Полуавтоматические приемоиндикаторы (отечественный КПИ-5Ф) обеспечивают работу по сигналам станций, уровень которых превышает уровень шумов, т. е. когда возможен визуальный поиск сигналов цепочки на экране ЭЛТ.
После нахождения сигналов и установки их вручную в соответствующие точки развертки ЭЛТ включается схема автослежения, которая автоматически измеряет радионавигационный параметр с точностью до 0,3 мкс.
Дальность действия по поверхностным сигналам при распространении их над морем составляет ночью до 500—700, днем до 1000-1200 миль. Использование только поверхностных сигналов для точных измерений—главная особенность импульсно-фазовой РНС.
Использование пространственных снгналов допустимо при плавании в открытом море. При этом дальность приема таких сигналов составляет до 2300 миль от береговых станций.
Точность определения места. По поверхностным сигналам СКП определения места находится по формуле (4.6). Значения геометрического фактора определяются из рис. 4.4 причем = (0,1 : 0,3) мкс в зависимости от соотношения уровней сигнала и шума в точке приема, а
 ,
где v=300 м/мкс.
При расстоянии 300-500 миль от ведущей станции СКП места составляет от 60 до 200 м.
Вблизи районов с резким изменением проводимости трассы распространения радиосигналов (суша—море) возникают, как и в РНС «Декка», «местные» систематические погрешности в измерениях, Поэтому для морских районов западного и восточного побережья США изданы таблицы поправок AЫА (Additional Secondary Factor) за отклонение фазовой скорости распространения радиоволн от принятой. Максимальные поправки ASF для отсчётов радионавигационного параметра по поверхностным сигналам могут достигать до 4мкс.
Рис. 4.6. Карта-схема рабочих зон импульсно-фазового РНС на поверхностных
сигналах для определения места с погрешностью не более 0,25 мили (95%)
При использовании пространственных сигналов в отсчеты необходимо вводить поправки типа SS или SG. Эти поправки публикуются в виде таблиц, предваряющих таблицы преобразования координат РНС, а также печатаются непосредственно на навигационных картах системы.
Точность определения места с использованием пространственных сигналов значительно ниже, чем при определениях по поверхностным. Поэтому данные, полученные при работе по отраженным сигналам, не рекомендуется использовать в прибрежном плавании.
Фазовая РНС «Омега»
Принцип работы. РНС «Омега» является фазовой, разностно-дальномерной системой с временной селекцией сигналов, обеспечивающей суда навигационной информацией в любой точке Мирового океана. Система работает в диапазоне очень низких частот 10—14 кГц. Береговые станции излучают сравнительно длительные посылки (
1 с) электромагнитных колебаний на частотах 10,2; 11,33; 13,6 и 11,05 кГц в заданном цикле.
Цикл временной диаграммы излучения сигналов РНС «Омега» составляет 10 с и начинается с излучения колебаний основной, навигационной частоты f1=10,2 кГц первой станцией, условно обозначенной буквой А. Начало цикла синхронизировано с сигналами UTC и приходится на ООс+10N, где N - натуральный ряд чисел.
Радионавигационное поле, перекрывающее земной шар, образуется 8 станциями. Начало посылок всех колебаний также жестко связано с всемирным временем UTC.
Семейство гиперболических изолиний рассчитывается на частоте f1=10,2 кГц, которая определяет ширину точных дорожек на базе, равной 15 км. Грубые дорожки для устранения многозначности образуются на разностных частотах F1=3,4 кГц (13,6—10,2 кГц) и F2= кГц (11,3—10,2 кГц), которые на базе равны 45 и 135 км соответственно.
Для определения места судовой приемоиндикатор должен быть засинхронизирован с циклом временной диаграммы передачи сигналов на частоте 10,2 кГц. По способу синхронизации приемоиндикаторы разделяются на автоматические и неавтоматические, в которых синхронизация осуществляется вручную с привязкой к сигналам точного времени.
После синхронизации выбирают любые пары станций, линии положения от которых пересекаются под наиболее выгодными углами. Одна из двух пар станций может быть общая. Отсчеты линий положения производятся в алфавитном порядке следования станций. Например, может быть образована пара А—Н, но не Н -А; В- Д, но не Д-В и т. д.
Прием сигналов от каждой из станций возможен на расстоянии до 6000 миль. Наилучший прием сигналов достигается от тех станций, которые находятся к западу от судна.
Точность определения места зависит от точности предвычисления поправок за суточные и сезонные изменения скорости распространения сверхдлинных радиоволн. Поправки необходимо вводить в каждый отсчет. Поэтому СКП определения места обычно составляет днем около 2 миль, ночью до 4 миль. В периоды повышения солнечной активности или аномальных явлений в ионосфере погрешность определении места увеличивается.
Средства радиопеленгования
Работа радиопеленгатора основана на свойстве рамки принимать радиосигналы, интенсивность которых зависит от направления прихода этих сигналов к плоскости рамки. Радиосигналы, приходящие с направлений, перпендикулярных плоскости рамки, рамкой не воспринисаются.
Точность пеленгования определяется в основном радиодевиацией—влиянием электромагнитных полей вторичного излучения от корпуса, такелажа и надстроек судна.
В диапазоне излучения сигналов морскими радиомаяками (255—525 кГц) основные составляющие радиодевиации f определяются и компенсируются при проведении радиодевиационных работ. Остаточные погрешности Df пеленгования, определяемые радиодевиацией, оформляются таблицей или кривой в функции от радиокурсового угла.
Ввиду наличия остаточных погрешностей радиодевиации СКП радиопеленгования в дневное время с помощью радиопеленгатора любого типа лежит в пределах 1—2°.
В диапазоне гектометровых радиоволн (2167—2197 кГц) неличина радиодевиации может иметь значительные размахи, приводящие к невозможности их компенсирования и определения стороны пеленгования. При использовании отечественных радиопеленгаторов компенсация радиодевиации в этом поддиапазоне волн не предусматривается.
Как правило, в диапазоне гектометровых радиоволн считается возможным пеленгование с точностью ±5° на носовом курсовом угле, а также радиовождение по приводу на цель пеленгования.
Плавание судна на цель пеленгования производится, выдерживая РКУ=0, и осуществляется с высокой точностью даже при значительной радиодевиации. Однако при этом плавание судна будет происходить по логарифмической спирали и путь до объекта, излучающего радиосигналы, удлиняется. Если f<30°, то путь по спирали практически мало отличается от кратчайшего.
Точность привода судна к излучателю достигает нескольких десятков метров, что требует соблюдения соответствующих мер при сближении в условиях плохой видимости.
В ночное время с расстояний более 50 миль точность радиопеленгования снижается. За час до захода и в течение часа после восхода Солнца радиопеленгование на расстояниях свыше 20 миль от радиомаяков не рекомендуется. Если угол между направлением радиосигнала и береговой чертой составляет менее 20°, возможны погрешности за счет береговой рефракции радиоволн.
86. Признаки отрицательной начальной остойчивости судна и меры по её улучшению.
Признаком отрицательной метацентрической высоты является при построении диаграммы ситуация такого вида:
Для ликвидации отрицательной метацентрической высоты нужно:
1). Ликвидация свободной поверхности;
2). Принять балласт в низкие цистерны.
87. Международная Конвенция MARPOL – 73/78.
Документ является комбинацией двух других соглашений, принятых соответственно в 1973 и 1978 гг. Государство, принявшее Протокол 1978, принимает также Конвенцию МАРПОЛ – 73, измененную и дополненную этим протоколом. Положения Конвенции и протокола должны рассматриваться и толковаться совместно как положения единого документа, получившего название МАРПОЛ 73/ 78 (вступил в силу 2 октября 1983).
Первым международным документом по предотвращению загрязнения моря нефтью была Конвенция, принятая в Лондоне в 1954 г. Однако этот документ не был достаточно эффективен для борьбы с загрязнениями, и после аварии танкера «Торри Каньон» было принято решение о его пересмотре. В 1973г . была принято Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов. До 1978 г. её ратифицировали только 3 государства.
Участившиеся аварии танкеров потребовали новых мер безопасности. Протокол 1978 г. к МАРПОЛ-73 является самостоятельным документом и включает в себя все положения 1973. Он вступил в силу в 1983 г.
В настоящее время вступило в силу 1, 2, 3 и 5 приложения, 4 – пока не вступало в силу. В 1995 г. приняты новые правила (поправки) к приложениям 1, 2, 3, 5: «Контроль за выполнением эксплуатационных требований».
В этом документе предусматриваются меры по предотвращению загрязнения с судов не только нефтью, но и другими вредными веществами, которые перевозятся на судах или образовываются в процессе их эксплуатации. Собственно правила предотвращения загрязнения с судов содержатся в пяти приложениях. Приложения I и II обязательны для выполнения странами-участницами Конвенции, остальные три – факультативны.
Применительно к предотвращению загрязнению моря нефтью положения Конвенции (приложение I) распространяются на все нефтяные танкеры валовой вместимостью 150 рт и более и на любые суда валовой вместимостью 400 рт и более. В соответствии с ними запрещается сброс в море нефти или нефтеводяной смеси с нефтяных танкеров, за исключением случаев, когда соблюдаются сразу все следующие условия: танкер находится за пределами особых районов ( Средиземное море, Балтийское море с Балтийским и Финским заливами, Черное море, Красное море, включая Акабский заливы); танкер находится; на расстояние более 50 миль от берега; танкер имеет ход; мгновенная интенсивность сброса не превышает 60 л на милю и т. д.
Несколько менее строгие требования установлены в отношении разрешения сброса с неналивных судов валовой вместительностью 400рт и более, а также из машинно-котельных отделений танкеров.
Соблюдаются все следующие условия, когда сброс нефти или нефтесодержащей смеси разрешен. Судно находится за пределами особого района, судно находиться на расстоянии более 12 миль от ближайшего берега, судно имеет ход, на судне действует оборудование для сепарации нефтеводяной смеси или система фильтрации нефти.
В Приложении II Конвенция МАРПОЛ – 73/78 предусмотрены критерии и меры контроля за сливом ядовитых жидких веществ, перевозимых наливом. Сливать их остатки разрешается только в приёмные устройства, сброс в море строго регламентирован.
Правила предусмотренные Приложением III применяются ко всем судам, перевозящим вредные вещества в упаковке, грузовых контейнерах, съёмных танках и цистернах. Порожние емкости, не очищенные от остатков такого вещества, рассматриваются как вредные вещества.
Приложение IV. Конвенция предусматривает обязательство государств по оборудованию судов специальными устройствами переработке и обеззараживанию сточных вод. Судну разрешается сбрасывать измельчённые и обеззараженные сточные воды за пределами 12 миль от ближайшего берега при условии, что они сбрасываются не мгновенно, а постепенно, при скорости судна 4 уз.
Приложение V содержит допустимые стандарты сброса отходов, образуемых в процессе нормальной эксплуатации судна и подлежащих постоянному или периодическому их удалению с судна. Запрещается выбрасывание в море всех видов пластмасс, включая синтетические тросы, рыболовные сети и т. д. Мусор, обладающий плавучестью разрешается выбрасывать за пределами 25 миль, а не измельченные пищевые и другие отходы – за пределами 12 миль от ближайшего берега. Сброс измельченного и размолотого мусора (пищевых и других отходов и т. д. ) может производиться за пределами 3 миль от берега.
Судно BRT > 400 rt или пассажирское судно должно иметь выполнять «План управления мусором (процедуры сброса, хранения, обработки и удаления мусора)». Необходимо иметь и вести «Журнал операций с мусором».
88. Песчаные, илистые и каменистые образования в речном потоке.
89. Спутниковые системы для определения места судна. Источники погрешностей, характеристика точности определения места.
Спутниковые навигационные системы доплеровского типа
Общие сведения. В настоящее время эксплуатируются две спутниковые навигационные системы (СНС) доплеровского типа — «Цикада» (СССР) и «Транзит» (США). Обе системы обеспечивают определение координат места судна в любое время суток и при любых метеоусловиях. Зона действия системы «Цикада»—без ограничений; системы «Транзит»— в диапазоне широт ±88°. Каждая из систем включает три основные части: командно-измерительный комплекс, искусственные спутники Земли (ИСЗ), аппаратуру потребителей.
Рис. 4.8. Элементы спутниковой навигационной системы доплеровского типа
Командно-измерительный комплекс состоит из ряда наземных станций слежения, станций передачи команд на борт ИСЗ и вычислительного центра (рис. 4.8).
В системе «Цикада» используются ИСЗ серии «Космос-1000» на орбитах, близких к круговым, с высотой около 1090—1100 км над уровнем Земли и периодом обращения порядка 108 мин; угол наклонения орбит относительно плоскости экватора составляет 83°. При таком выборе параметров орбит ИСЗ обеспечивается глобальность работы системы.
Параметры орбит спутников системы «Транзит» следующие: высота — 1075 км, период обращения — 107 мин, наклонение орбиты — практически 90°, эксцентриситет — в пределах 0,003—0,02. Количество одновременно работающих спутников в системе — до шести.
Спутники обеих систем некорректируемы, поэтому в силу различных возмущений наблюдаются смещения орбит по отношению к начальным значениям.
В силу различного характера структуры сигналов и вида модуляции, а также разноса по частоте взаимное влияние сигналов спутников системы «Цикада» и «Транзит» исключено. Однако в рамках каждой системы проявляется взаимное влияние сигналов спутников, что сказывается на качестве обсерваций, выполненных с помощью судовой аппаратуры.
Когда ИСЗ системы приближаются один к другому на расстояния, при которых разделение сигналов по частоте в судовых приемоиндикаторах затруднено, по командам с наземных станций производится выключение аппаратуры одного из спутников. Даты включения, причины и дата планируемого последующего включения спутников объявляются в навигационных предупреждениях,
Для каждой из систем средний интервал между обсервациями при пяти ИСЗ составляет от 40 до 110 мин в зависимости от широты места. Передача навигационной информации с ИСЗ проводится на двух частотных каналах 400 МГц и 150 МГц, режим передачи - непрерывный. Частоты передаваемых сигналов характеризуются высокой степенью стабильности В состав передаваемых данных, используемых для целей навигации, входят параметры, характеризующие пространственное положение ИСЗ на фиксированные моменты времени. идентификационный номер спутника, временные метки и сигналы синхронизации. Система «Цикада» работает по шкале зимнего московского времени, система «Транзит» — по шкале времени UTC.
|
|
|
Скачать 3.3 Mb.