Навигация и лоция СПГУВК-2004. Дмитриев В. И., Григорян в л., Катенин В. А
 Скачать 24.68 Mb.
|
|
Сущность способа и его практическое выполнение. Спо- соб определения места судна по двум пеленгам — один из наиболее Глава 18. Определение места по пеленгам и горизонтальным углам 281 распространенных при плавании в узкостях или вдоль берега, вблизи навигационных опасностей. Это объясняется тем, что часто в види- мости судна большего количества ориентиров, нанесенных на карту, одновременно не бывает. Определяемым навигационным параметром является истин- ный пеленг на навигационный ориентир. Навигационному параметру соответствует навигационная изолиния ИП = const, которая называ- ется изопеленгой или изоазимутой. Изоазимута представляет собой линию, проходящую через навигационный ориентир и место судна. Градиент пеленга определяется выражением g = l/D.Он направлен по нормали в сторону возрастания пеленга. Обсервованную точку получают в пересечении двух линий положения, которыми являются линии истинных пеленгов. Кроме того, так как одновременно пеленговать два ориентира один наблю- датель не может, то для уменьшения или практически полного унич- тожения ошибки из-за неодновременности пеленгования применяют специальные приемы. В быстрой последовательности берут пеленги двух объектов (маяков, знаков, мысов и др.) с таким расчетом, чтобы угол между направлениями на них был по возможности близким к 90° но, во вся- ком случае, не меньше 30° и не больше 150°. Первым пеленгуют ориентир, расположенный ближе к диаметральной плоскости (ДП) судна, т. е. находящийся на более остром курсовом угле. Пеленг в этом случае меняется медленно. При ночном пеленговании порядок будет зависеть от характеристики огня. Первым пеленгуют огонь, у которого более редкие проблески, или тот, который пеленгуется с трудом из-за плохой видимости или удаленности. Если скорость судна более 10 узлов и расстояния до ориентиров незначительны (2—3 мили), измеренные пеленги необходимо приводить к одному моменту. Для этого берут компасный пеленг первого ориентира, за- тем второго, после чего вновь пеленгуют первый ориентир. Значения двух пеленгов первого ориентира усредняют, приводя тем самым средний пеленг к моменту пеленгования второго ориентира: 1 1 2 ОКП ОКП ОКП ′ + = Время и показания лага замечают при взятии второго пелен- га. 282 Раздел 5. Визуальные способы определения места судна в море Компасные пеленги исправляют поправкой компаса в истин- ные и прокладывают на карте (рис. 18.1). Точность способа. Точность полученного обсервованного места, если исключено влияние ошибок от неодновременности взя- тия пеленгов, зависит от погрешности в принятой поправке компаса и случайных погрешностей при пеленговании. Если при использовании пеленгов была допущена ошибка в принятом или неучтенном значении поправки компаса, то нанесен- ное на карту место судна (точка F)не будет совпадать с истинным (точка F 1 )(рис. 18.2). Рис. 18.1. Определение места судна по пеленгам двух нави- гационных ориентиров Рис. 18.2. Влияние система- тической погрешности пе- ленга Средняя квадратическая погрешность этого места оценивает- ся по формуле 0 2 2 к к 1 1 2 1 2 2 cos 57,3 sin 57,3 sin d FF D D D D ε ε = + − Θ = ° Θ ° Θ , (18.1) где — систематическая погрешность в поправке компаса, град; Θ к ε — угол между направлениями градиентов первого и второго пелен- гов, град; d —расстояние между ориентирами, мили. Из формулы видно, что влияние погрешности в поправке компаса будет наименьшим, когда угол Θ равен или близок к 90°. Если же угол между направлениями на ориентиры меньше 30° или больше 150°, то к полученному обсервованному месту следует отно- ситься с осторожностью. Глава 18. Определение места по пеленгам и горизонтальным углам 283 Пеленгованию, как любому измерению, сопутствуют случай- ные погрешности, к которым можно отнести погрешности из-за не- точности наведения, колебаний в момент качки, отсутствия стабили- зации в вертикальной плоскости и др. Это приводит к тому, что лю- бому измеренному пеленгу соответствует погрешность , град. Ес- п m ли такую погрешность подставить в формулу (17.9), то получим формулу для средней квадратической погрешности обсервации по двум пеленгам: 0 2 2 п 0 1 , 57,3 sin m 2 M D D = + ° Θ (18.2) где D 1 , D 2 — расстояния до ориентиров, морские мили; Θ — угол между направлениями градиентов первого и второго пеленгов, град. Отсюда следует, что точность определения зависит от угла Θ и расстояний до ориентиров. При совместном учете систематических и случайных по- грешностей средняя квадратическая погрешность места судна оцени- вается по формуле 0 2 2 п 0 1 2 1 2 cos 57,3 sin m M D D rD D = + − ° Θ 2 , Θ (18.3) где — СКП пеленгов, град; r — коэффициент корреляции по- 0 п m грешностей первого и второго пеленгов: • при благоприятных условиях измерения пеленгов и при ори- ентировочно известной поправке компаса в момент пеленго- вания r = 1; • при неблагоприятных условиях пеленгования (качка, ограни- ченная видимость) и при надежно известной поправке компа- са в момент пеленгования r = 0; • во всех других случаях r = 0,5. При незначительных случайных погрешностях наблюдения и уверенности в правильности учитываемой поправки компаса точ- ность определения места судна по двум пеленгам вполне удовлетво- рительная. Однако отсутствие третьей контрольной линии пеленгов не позволяет выявить грубые ошибки из-за неверного опознания ориентиров, резкого изменения поправки компаса или промаха, до- пущенного при измерении, записи или прокладке пеленга. Именно поэтому обсервация по двум компасным пеленгам относится к раз- 284 Раздел 5. Визуальные способы определения места судна в море ряду обсерваций с невысокой степенью надежности. Контроль отсут- ствия промахов осуществляется производством повторной обсерва- ции, а надежность учитываемой поправки компаса определяется сравнением данной обсервации с местом судна, полученным по дру- гим навигационным параметрам, не связанным с компасом. При одиночном определении по двум пеленгам грубая ошибка может быть выявлена при сопоставлении обсервованного и счислимого (на тот же момент) места с учетом их точности. 18.2 Определение места судна по пеленгам трех навигационных ориентиров Сущность способа и его практическое выполнение. Рас- смотренный выше способ обладает существенным недостатком — отсутствием контрольной линии положения, что не дает возможно- сти выявить возможный промах при измерении пеленгов. Для повы- шения надежности обсерваций и объективного суждения о поправке компаса производится пеленгование третьего ориентира. При измерении пеленгов трех ориентиров судоводитель по- лучает три линии положения, которые при отсутствии погрешностей в пеленгах пересекаются в одной точке. Эта точка и является обсер- вованным местом судна. Перед измерением пеленгов выбирают на берегу три ориен- тира с расчетом, чтобы углы между их пеленгами были от 60 до 120°, и намечают порядок пеленгования. В общем случае первыми берут пеленги ориентиров, расположенных дальше от траверза, т. е. на бо- лее острых курсовых углах. Направления на них меняются медлен- нее и, следовательно, неодновременность пеленгования меньше бу- дет сказываться на точности полученного места. Ночью, чтобы сократить время между моментами пеленгова- ния, этот порядок может быть изменен. Первыми пеленгуют маяки, на измерение пеленгов которых затрачивают больше времени. На- пример, если в видимости судоводителя имеются проблесковые и постоянные огни, то первыми, дождавшись проблеска, пеленгуют проблесковые огни, а затем — постоянные. После опознания ориентиров, быстро и последовательно производится их пеленгование. При скорости судна более 10 узлов и незначительных расстояниях до ориентиров взятые пеленги приводят Глава 18. Определение места по пеленгам и горизонтальным углам 285 к одному моменту, измеряя их в таком порядке: три пеленга берут в обычной последовательности, а затем повторно измеряют пеленги второго и вслед за ним первого ориентира. Время и отсчет лага заме- чают при взятии третьего пеленга. Для исправления поправкой ком- паса и прокладки на карте получают три отсчета компасных пелен- гов: 1 1 1 ; 2 ОКП ОКП ОКП ′ ′′ + = 2 2 2 ; 2 ОКП ОКП ОКП ′ ′′ + = ОКП 3 остается без изменений. Треугольник погрешностей. Приемы отыскания обсерво- ванного места, оценка точности обсервации. Проложенные линии положения, как правило, не пересекаются в одной точке, а образуют треугольник, который получил название треугольника погрешностей (рис. 18.3). Возможные причины появления треугольника: 1) погрешности, обусловленные неодновременностью измере- ния пеленгов; 2) неточное нанесение ориентиров на карту или ошибки в опо- знании ориентиров; 3) случайные погрешности пеленгования и прокладки линий положения на навигационной карте; 4) ошибки в поправке компаса, принятой для исправления пе- ленгов. Влияние первой причины может быть уменьшено примене- нием изложенной выше методики пеленгования навигационных ори- ентиров. Влияние второй причины может быть исключено путем ис- пользования только штатных средств навигационного оборудования и надежным опознанием этих средств. Влияние третьей и четвертой причин может быть уменьшено применением специальных приемов или учета этого влияния. Получение треугольника погрешностей при обсервации ста- вит перед судоводителем две задачи: • найти вероятнейшее место судна, полученное в ходе обсерва- ции; • оценить точность этого места. 286 Раздел 5. Визуальные способы определения места судна в море Рис. 18.3. Треугольник погреш- ностей Рис. 18.4. "Разгон" треуголь- ника погрешностей Решение этих задач зависит от принятой гипотезы о характе- ре причин, обусловивших возникновение треугольника погрешно- стей. Таких гипотез может быть несколько: • треугольник появился вследствие промахов при снятии от- счета или при исправлении компасных пеленгов; • треугольник обусловлен чисто случайными погрешностями, например, погрешностями пеленгования; • треугольник обусловлен систематическими (постоянными или повторяющимися при измерении каждого пеленга) по- грешностями; • появление треугольника обусловлено совокупным влиянием систематических и случайных погрешностей. Промахи в наблюдениях сразу же обнаруживаются из-за по- явления большого треугольника погрешностей. Чтобы убедиться, что причиной этого не является промах, измерения пеленгов повторяют, а расчеты проверяют. Когда имеется уверенность в правильности опознания ориен- тиров и в отсутствии грубых погрешностей в пеленгах, а треугольник получается большим, то это свидетельствует о погрешности в приня- той поправке компаса. Чтобы исключить такую погрешность, посту- пают следующим образом (рис. 18.4): • все пеленги изменяют на 3—5° в ту или иную сторону, и по- сле прокладки они образуют новый треугольник погрешно- стей; Глава 18. Определение места по пеленгам и горизонтальным углам 287 • через сходственные вершины старого и нового треугольников погрешностей проводят линии, а точку их пересечения (М) принимают за обсервованное место судна, свободное от влияния систематической погрешности в поправке компаса ∆К; • точку М соединяют с ориентирами на карте и измеряют транспортиром полученные истинные пеленги. Сравнив их с компасными пеленгами тех же ориентиров, находят три зна- чения поправки компаса ∆K = ОИП — ОКП. Среднее арифме- тическое из полученных результатов принимают за действи- тельную поправку на данном курсе. Наиболее характерное расположение треугольников погреш- ностей, полученных первоначально и после прокладки измененных пеленгов, показано на рис. 18.5. Рис. 18.5.Характерное расположение треугольников погрешно- стей 288 Раздел 5. Визуальные способы определения места судна в море Случайные погрешности пеленгования и прокладки на карте измеренных пеленгов обычно невелики (т пел = 0,5 ÷ 0,7°). Поэтому треугольник погрешностей на путевой навигационной карте при рас- стояниях до ориентиров 10—12 миль получается незначительным. Его стороны, как правило, не превышают 5—7 мм. Если треугольник близок к равностороннему, то обсервован- ное место принимается в его середине. При равнобедренном и косоугольном треугольниках вероят- нейшее место судна принимается ближе к меньшей стороне и углу, более близкому к прямому (на пересечении медиан). Точность обсервованного места может быть оценена ради- альной средней квадратической погрешностью M 0 , которая рассчи- тывается по формуле ( ) 2 2 2 2 2 2 0 1 2 1 3 2 3 п 0 2 2 2 2 2 2 1 1 2 1 2 3 , 57,3 sin sin sin D D D D D D m M D D D + + = ° 2 α + α + α + α (18.4) где α 1 = КП 2 − КП 1 α 2 = КП 3 − КП 2 , α 1 + α 2 = КП 3 − КП 1 ; D 1 , D 2 , D 3 — расстояния от обсервованного места до первого, второго и третьего ориентиров соответственно, мили. Точность способа. Точность обсервованного места может оцениваться приближенной формулой лп(ср) 0 ср , sin m M = Θ (18.5) где m лп(ср) — среднее значение СКП линий положения: 0 3 п лп(ср) 0 1 ; 3 i i m m D = = ρ ∑ (18.6) Θ ср — среднее квадратическое значение из острых углов треугольни- ка погрешностей; ρ 0 — количество градусов в одном радиане. Если все углы треугольника острые, то Θ ср = 60° и формула (18.6) приобретает вид 0 лп(ср) лп(ср) 1,16 1,2 M m m = ≈ (18.7) Если один внутренний угол треугольника тупой, то Глава 18. Определение места по пеленгам и горизонтальным углам 289 ( ) ср 1 2 2 , 3 Θ = Θ + Θ (18.8) где Θ 1 , Θ 2 — острые углы треугольника. При средних условиях точность определения места по трем пеленгам M 0 = 1 ÷ 3 кбт. В заключение подчеркнем, что наиболее надежный контроль правильности опознания ориентиров и отсутствия грубых ошибок определений места достигается сопоставлением этих мест со счисле- нием и обсервациями по другим ориентирам и другими способами. 18.3 Определение места судна по двум горизонтальным углам Сущность способа и его практическое выполнение. Рас- сматриваемый способ — один из самых старых визуальных способов определения места и обладает рядом важных достоинств: • не требует для своей реализации наличия на судне курсоука- зателя; • является самым точным из визуальных способов определения места. Его можно применять при сомнениях в поправке компаса и для повышения точности обсервации (например, при ведении дноуг- лубительных работ, бурении скважины, прокладки кабеля и др.). К недостаткам способа относятся его трудоемкость, наличие случаев неопределенности и отсутствие контроля, вследствие чего возможны незамеченные промахи. В рассматриваемом способе определения места судна в каче- стве навигационного параметра выступает горизонтальный угол ме- жду направлениями на два навигационных ориентира, измеренный секстаном. Этому навигационному параметру соответствует навига- ционная изолиния в виде окружности, проходящей через ориентиры и место судна. При измерении горизонтального угла между визуаль- но наблюдаемыми ориентирами (расстояние до ориентиров не пре- вышает 10—12 миль) эта окружность является плоской. Название навигационной изолинии — изогона.Градиент горизонтального угла 290 Раздел 5. Визуальные способы определения места судна в море g α направлен к центру изогоны. Модуль градиента [ ] g g α α = опреде- ляется выражением 1 2 , b g D D α = (18.9) где b — расстояние между навигационными ориентирами (база); D 1 , D 2 — расстояния до первого и второго ориентиров от места измере- ния соответственно (т. С). Из рис. 18.6 следует, что центр изогоны (т. О) удален от цен- тра базы на расстояние ctg , 2 b H = α (18.10) а радиус кривизны определяется выражением cosec . 2 b R = α (18.11) Рис. 18.6. Построение изо- гоны Построение изогоны может осуществляться двумя способа- ми: • нахождением центра изогоны и ее радиуса по формулам (18.10) и (18.11); • нахождением центра изогоны путем графических построе- ний: из точек А и В под углом (90 — α)° к базовой линии про- |