Навигация и лоция СПГУВК-2004. Дмитриев В. И., Григорян в л., Катенин В. А
 Скачать 24.68 Mb.
|
|
Порядок вычисления расстояния. П р и м е р 1 . Измерен вертикальный угол β между видимым горизонтом и вершиной горы: ОС = 2°08,6 ′; i + s = 1,5′; е = 15 м; h = 2435 м. Определить расстояние D y до горы. Р е ш е н и е . 1) С карты снимаем счислимое расстояние до горы: D c = 31 миля. 2) Из табл. 2.1 (МТ-2000) по е = 15,0 м выбираем дальность види- мого горизонта D e = 8,1 мили. 3) Так как D c > D e то угол β измерялся над видимым горизонтом. 4) Из табл. 3.21 по е = 15,0 м выбираем поправку угла за наклоне- 302 Раздел 5. Визуальные способы определения места судна в море ние видимого горизонта ∆β d = ∆h d = −6,9′. 5) Исправляем измеренный угол: β = ОС β + (i +s) + ∆β d = 2°08,6 ′ +1,5′ − 6,9′ = 2°03,2′. 6) Рассчитываем разность высот (h — е) = 2435 — 15 = 2420 м. 7) Из табл. 2.7 по (h — е) = 2420 м и β = 2°03,2′ выбираем D y = 32,8 мили. Рассмотрим случай, когда основание ориентира расположено ближе видимого горизонта. Вертикальный угол измеряется между направлением на вершину ориентира и урезом воды. Будем полагать Земную поверхность в районе обсервации плоской, а коэффициент земной рефракции χ = 0 (рис. 19.3). Рис. 19.3. Измерение вертикального угла относительно береговой черты Непосредственно из рисунка имеем ( ) ( ) изм л ctg D h e d = − β − или ( ) изм л л изм ctg ctg 1 , ctg ctg d D h e d β + = − − β где d л — наклонение зрительного луча. Подставив в последнюю формулу л ctg , D L d e − = после не- сложных преобразований получим Глава 19. Определение места судна по расстояниям 303 ( ) ( ) ( ) 2 изм изм ctg ctg 0, D D L h h e L e − + β + + β − = откуда ( ) ( ) 2 изм изм изм ctg ctg ctg 2 2 L h L h D h e L e + β + β ⎛ ⎞ = + − − β ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ − (19.9) Расстояние D может быть получено по формуле (19.9) или с использованием табл. 2.7 (МТ—2000), однако в последнем случае измеренный вертикальный угол β изм следует исправлять не наклоне- нием видимого горизонта d,а наклонением зрительного луча d л . Эта физическая величина может быть выбрана из табл. 3.20 (МТ-2000). П р и м е р 2. Измерен вертикальный угол β изм между берего- вой линией и вершиной ориентира, ОС = 1 °09,4′. Определить рас- стояние до ориентира, если (i + s) = +0,5 ′; е = 18 м; h = 100 м. По кар- те измерены: расстояние от счислимого места судна до ориентира D c = 3,8 мили, расстояние от ориентира до береговой линии L = 1,2 мили. Р е ш е н и е . 1) Из табл. 2.1 по е = 18 м находим D e = 8,8 мили. Так как D c < D e ,то наблюдали всю высоту ориентира. 2) β изм = ОС + (i + s) = 1 °09,4′ + 0,5 = 1°09,9′ = 69,9′. 3) Из табл. 3.20 по е = 18 м и D п = D c — L = 26 кбт, где D п — расстояние до береговой линии, выбираем ∆β п = −13,9′. 4) β = β изм + ∆β п = 69,9 ′ + (−13,9′) = 56,0′. 5) Из табл. 2.7 по b = 56,0 ′ и (h — е) = 82 м получим y D′ = 2,6 мили. 6) Вычисляем поправку расстояния за удаление ориентира от береговой линии ( ) ( ) c 18 2,6 1,2 0,4 100 2,6 1,2 y L eD L D h D L ′ ⋅ ⋅ ∆ = = − ⋅ − + мили. 7) Итак, в первом приближении искомое расстояние 2,6 0,4 3,0 y y L D D D ′ = + ∆ = + = мили. 8) Уточняем расстояние до береговой линии п 3,0 1,2 1,8 y D D L = − = − = мили, 304 Раздел 5. Визуальные способы определения места судна в море а по нему из табл. 3.20 — и поправку ∆β п = −19,3′. Для этих условий угол β = 69,9′ − 19,3′ = 50,6′. 9) Из табл. 2.7 по β = 50,6′ и (h — e)= 82 м получим уточне- ние y D′ = 2,9 мили, что приводит к D y = D y + AD L = 2,9 + 0,4 = = 3,3 мили. Дальнейшее уточнение дает следующие результаты: D п = 3,3 − 1,2 = 2,1 мили; ∆β п = −16,8′; β = 69,9′ − 16,8′ = 53,1′; y D′ = 2,8 мили, D y = 2,8 + 0,4 = 3,2 мили. Окончательно принимаем D y = 3,2 мили. Следует учитывать, что в руководствах для плавания и на картах указывается высота ориентира относительно принятого нуля глубин. Поэтому в морях с приливами в высоту ориентира нужно вводить поправку δh за высоту мгновенного уровня. Неучет этой по- правки вызовет методическую ошибку в рассчитанном расстоянии. Точность способа. Точность определения места судна по двум расстояниям зависит от ряда факторов: • точности измерения вертикального угла; • точности учета высоты ориентира и глаза наблюдателя; • отклонения значения коэффициента рефракции от принятого для расчетов значения χ = 0,16; • неодновременности измерения вертикальных углов; • угла пересечения изолиний. Для уменьшения ошибки от неодновременности измерения вертикальных углов первое наблюдение нужно делать до ориентира, расположенного ближе к траверзу (навигационный параметр изменяется медленнее). Чтобы исключить указанную ошибку, произ- водят осреднение первого наблюдения, повторяя его после второго. Средняя квадратическая погрешность обсервованного места по двум расстояниям получается, если в формулу (17.8) подставить значения ошибок линий положения 2 2 0 лп1 лп2 лп1 лп2 1 2 co sin M m m rm m = + − s . Θ Θ (19.10) При независимых погрешностях измерений двух навигаци- онных параметров коэффициент корреляции равен нулю. В этом случае формула упрощается: Глава 20. Определение места по разновременным линиям положения 305 2 2 0 лп1 лп2 1 , sin M m m = + Θ где 1 лп1 1 1 , D m m β = β 2 лп2 2 2 D m m β = β При окончательно имеем 2 1 m m m β β = = β 2 2 1 2 0 1 2 sin m D D M β ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ = + ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ Θ β β ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ Место получается тем точнее, чем ближе углы между изоли- ниями (дугами окружностей) к 90°. Глава 20 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА СУДНА ПО РАЗНОВРЕМЕННЫМ ЛИНИЯМ ПОЛОЖЕНИЯ Сущность способа. Все наблюдения, выполненные для опре- деления места судна, являются, строго говоря, разновременными. Исключение составляют те относительно редкие случаи, когда изме- рения навигационных параметров производятся по общей команде несколькими наблюдателями. При измерениях одним наблюдателем влияние неодновре- менности наблюдений обычно устраняют оптимальным выбором по- следовательности измерений, их быстротой, повторными измере- ниями навигационных параметров. Однако при больших промежут- ках времени между измерениями эти приемы оказываются мало эф- фективными или вообще непригодными. Появляется необходимость применения других методов обработки результатов навигационных измерений, т. е. разработки других способов определения места. В практике судовождения часты случаи, когда необходимо уточнить координаты места судна, а в поле зрения имеется один на- вигационный ориентир, дающий возможность измерять только одно- родные навигационные параметры (например, пеленг или расстоя- 306 Раздел 5. Визуальные способы определения места судна в море ние). Имеют место также случаи, когда в районе плавания судна имеются два или несколько ориентиров, однако зоны их действия не перекрываются и судоводитель производит навигационные измере- ния по мере появления их в поле зрения. В данных ситуациях нахо- дят применение специфические способы определения места судна. Особенность разновременных наблюдений на ходу судна за- ключается в том, что измерения навигационных параметров произ- водятся из разных мест. Возникает необходимость приведения ре- зультатов измерения к одному месту, или к одному зениту. После выполнения этой операции навигационные параметры и сведенные с ними навигационные изолинии (линии положения) называются при- веденными. В пересечении приведенных изолиний или линий поло- жения находится обсервованное место судна на момент обсервации Т 0 ,к которому приведены все измерения. В качестве Т 0 принимают обычно момент последнего измерения. Приведение к одному месту заключается в учете при обра- ботке разновременных наблюдений перемещения судна за промежу- ток времени между моментом измерения i-го параметра T i и момен- том Т 0 Перемещение судна за время Т 0 — T i характеризуется векто- ром . Направление его относительно меридиана обозначим симво- i S лом K (это может быть ПУ c , ПУ α , ПУ β , ИК).Длина вектора : S i S i = (Т 0 — T i )V,где V — путевая скорость. Если в интервале времени Т 0 — T i судно изменило курс, то вектор определяется как сумма векторов его частных перемеще- i S ний за это время. Приведение навигационных параметров (изолиний, линий положения) может осуществляться двумя способами: графическим или аналитическим. Рассмотрим подробнее графическое приведение к одному месту. Такое приведение состоит в том, что каждую точку приводи- мой i-ой навигационной изолинии смещают по направлению движе- ния судна на величину S i . Если на навигационной карте изолиния изображается прямой (например, изолиния визуального пеленга), то из произвольной точки этой прямой проводится вектор абсолютного перемещения судна за промежуток времени между моментами навигационных измерений. Глава 20. Определение места по разновременным линиям положения 307 Из конца этого вектора проводится прямая линия, параллельная ис- ходной линии положения. Если изолиния представляет собой окружность (изогона, изо- стадия), то смещению подлежит центр окружности. Из перемещен- ного центра проводится смещенная навигационная изолиния. Если изолиния представлена сложной кривой (например, изобатой), то поступают следующим образом: • на исходной изолинии намечают несколько характерных то- чек; • каждую точку смещают на величину абсолютного перемеще- ния судна; • смещенные точки соединяют плавной кривой, получая при- веденную навигационную изолинию. Во всех случаях мы использовали для получения места век- тор абсолютного перемещения судна за время между измерения- S ми навигационного параметра. Этот вектор определяется методом счисления. По этой причине место, полученное по разновременным линиям положения, называется счислимо-обсервованным. Точность счислимо-обсервованного места. Общая формула для оценки точности счислимо-обсервованного места по двум лини- ям положения имеет вид 2 2 co лп1(пр) лп2 1 , sin M m = + m Θ (20.1) где m лп1(пр) — СКП первой приведенной линии положения; m лп2 — СКП второй линии положения; Θ = τ 2 — τ 1 — разность направлений градиентов второго и первого измеренных навигационных парамет- ров. В свою очередь 2 2 лп1(пр) лп1 пр , m m m = + 2 где m лп1 — СКП первой линии положения; m пр — СКП приведения первой линии положения, или т пр = m c (t) — СКП счисления пути судна за время t = Т 2 — Т 1 , по направлению градиента g ul , т. е. пер- пендикулярно первой линии положения. Если считать распределение погрешностей счисления нор- мальным круговым, то 308 Раздел 5. Визуальные способы определения места судна в море c пр c ( ) ( ) , 2 M t m m t = = где M c (t) — СКП счисления в конечной точке. Тогда 2 c( ) 2 2 co лп1 лп2 1 sin 2 t M M m = + + Θ m (20.2) В свою очередь c c( ) c 0,7 , при 2ч, , при 2ч, t K t t M K t t ≤ ⎧⎪ = ⎨ > ⎪⎩ (20.3) где К с — коэффициент счисления, зависящий от района плавания, гидрометеоусловий, точности учета дрейфа и течения. Еще раз подчеркнем, что t — это промежуток времени между моментами измерения навигационных параметров. 20.1 Определение места судна по крюйс-пеленгу Сущность способа. Данный способ находит применение, ес- ли в видимости судна находится один ориентир, а измерить расстоя- ние до него не представляется возможным. Пусть в моменты времени Т 1 и Т 2 измерены пеленги П 1 и П 2 на ориентир А. В промежутке времени t 12 = Т 2 — Т 1 судно следовало постоянным курсом K со скоростью V a и прошло в абсолютном пе- ремещении расстояние S a = V a t 12 (рис. 20.1). Рис. 20.1. Обоснование способа крюйс-пеленга Глава 20. Определение места по разновременным линиям положения 309 Проведем от ориентира линии обратных истинных пеленгов ОИП 1 и ОИП 2 . В момент времени Т 1 судно находилось на линии ОИП 1 , а в момент времени Т 2 — на линии ОИП 2 .Расстояние от судна до ориентира D 2 в момент времени Т 2 можно получить из треуголь- ника F 1 AF 2 по теореме синусов: 2 sin , sin a q D S П = ∆ (20.4) где q — курсовой угол ориентира А; ∆П — разность пеленгов. При определении по крюйс-пеленгу место судна будет в точ- ке пересечения двух линий положения — второго пеленга и окруж- ности радиусом D 2 с центром в точке А. Оно называется счислимо- обсервованным, так как при его получении использовались не только вторая линия положения (ОИП 2 ), но и элементы счисления (q и S a ). Практическое выполнение (общий случай). Наблюдения, вы- числения и прокладку при определении места судна по крюйс- пеленгу выполняют в следующем порядке. Берут первый компасный пеленг навигационного ориентира, замечая время и отсчет лага ол. Когда направление на ориентир изменится на 30—40°, берут второй пеленг и вновь замечают время и ол. Компасные пеленги исправляют поправкой компаса и рас- считывают пройденное судном расстояние между измеренными пе- ленгами: л 1 100 л S рол ∆ ⎛ ⎞ = + ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ или л л К . S рол = Линии обратных истинных пеленгов прокладывают на карте (рис. 20.2). От точки пересечения первого пеленга с линией ИК от- кладывают по курсу отрезок S л ,через конец которого проводят ли- нию, параллельную первому пеленгу. В точке F пересечения этой линии со вторым пеленгом получают счислимо-обсервованное место судна на момент вторых наблюдений. На карте счислимо-обсер- вованное место судна обозначают треугольником. При ведении про- кладки с учетом дрейфа S л откладывают на линии пути при дрейфе. Можно применять другое графическое решение. Расстояние S л откладывают по вспомогательной линии, проведенной на карте от ориентира параллельно ИК (линии пути при дрейфе) в направлении перемещения судна. Из конца отрезка S л проводят прямую, парал- лельную первому пеленгу до пересечения со вторым. В судовом журнале делается следующая запись: 310 Раздел 5. Визуальные способы определения места судна в море 20.00. ол = 53,3, М к А — 46,5°( ∆К — 0,5°),20.19. ол = 57,1, М к В — 81,0° ( ∆К — 0,5), С = 225° — 2,3 мили. Рис. 20.2. Определение места судна по крюйс-пеленгу Рис. 20.3. Способ крюйс- пеленга при наличии течения При плавании судна на течении, элементы которого извест- ны, поступают следующим образом. Из произвольной точки F 1 (рис. 20.3) на линии первого пеленга прокладывают линию ИК судна и плавание S л его по лагу за время между пеленгованиями. Из конца отрезка S л (точка F 2 )откладывают снос течением за время между взятием первого и второго пеленгов S т = V т (Т 2 — Т 1 ). Через полученную точку F 3 проводят линию, параллельную первому пеленгу. Точка F пересечения этой линии со второй линией положения станет счислимо-обсервованным местом судна на момент вторых наблюдений. Если за время определений судно меняло курс, то от точки пересечения линии первого курса с линией первого пеленга прокла- дывают последовательно все курсы, откладывая по каждому из них S л1 , S л2 и т. д. Из конца отрезка последнего расстояния S л проводят перенесенную линию положения. Способ крюйс-пеленга можно использовать также и для оп- ределения места судна по разновременным пеленгам двух ориенти- ров. Такой случай может возникнуть, если после взятия пеленга на первый ориентир он скрылся из пределов видимости, после чего от- крылся второй ориентир. В этом случае стремятся к тому, чтобы угол между пеленгами был больше 30°, а плавание между двумя наблю- дениями — минимальным. |