Вся навигация. вся навигация 1. Фигура и модели Земли
 Скачать 3.45 Mb.
|
|
Пример. На карте магнитное склонение отнесено к 1995г. d95 = 0,8 W, годовое уменьшение d= 0,2. Определить склонение в 2002 году. Решение:  d02 = d95 dt = |0,8| 0,27 = +0,6 = 0,6E Западное склонение, ежегодно уменьшаясь на 0,2, дошло до 0, а затем изменило наименование на восточное. 0,8 0 +0,6 W ||||||||||||||||| E На некоторых картах величина годового изменения указывается к Е или к W. Соответственно с этим рассчитывается и величина склонения на год плавания, т.е. правило изменения величины магнитного склонения по его абсолютной величине в этом случае не действует. Пример. На карте магнитное склонение отнесено к 1998г. d98 = 0,5 Е, годовое изменение d = 0,1 к W. Определить склонение в 2001 году. Решение:  d01 = d98 dt = +0,5 0,13 = +0,2 = 0,2E Магнитное склонение изменяется в зависимости от района плавания и может быть различным в пределах одной карты. В этом случае после приведения склонения к году плавания во всех точках карты, рассчитывают величину склонения на середину курса. Пример. Магнитное склонение на карте в точке А после приведения к году плавания dA = 10,2, в точке В dB = 11,0. Путь судна проходит между точками А и В на расстоянии от точки А, равном 1/4 расстояния АВ. Найти величину склонения на данном отрезке пути. Решение: Изменение склонения между точками А и В составляет  На расстоянии 1/4 между этими точками  Следовательно, на линии пути  В отдельных частях Мирового океана имеются места, где магнитное склонение резко отличается от его значения, указанного в заголовке карты или на самой карте. Такие искажения называются магнитными аномалиями. Границы районов аномалий на морских навигационных картах показаны чёрными жирными линиями с указанием пределов изменения склонения или отмечены звёздочками. Крупная магнитная аномалия находится у западных берегов Австралии, где на расстоянии 1 кб склонение изменяется от +56 до 26 .В районах магнитных аномалий надо внимательно следить за работой магнитного компаса, больше полагаясь на показания гирокомпаса. Использование магнитного компаса Т  Рис. 1.19. Связь истинных и магнитных направлений ак как положения географических и магнитных полюсов не совпадают, поэтому все направления, определённые по магнитному компасу, стоящему на берегу, отсчитываются от магнитного меридиана (Nм) и называются магнитными направлениями. Это: магнитный курс (МК) - угол между северной частью магнитного меридиана и носовой частью ДП судна, и магнитный пеленг (МП) - угол между северной частью магнитного меридиана и направлением с судна на ориентир. МК и МП определяются так же, как ИК и ИП и отсчитываются также от 0 до360, но только от магнитного меридиана (Nм). И  Рис. 1.20. Девиация магнитного компаса стинные и магнитные направления связаны алгебраическими формулами (Рис1.19): ИК = МК + d (1.14) ИП = МП + d (1.15) МК = ИК d (1.16) МП = ИП d (1.17) Магнитный компас на судне находится под воздействием не только магнитного поля Земли. Современные суда строятся из судостроительной стали, которая, находясь в магнитном поле Земли, намагничивается и судно само становится большим магнитом, вокруг которого возникает собственное магнитное поле. В результате стрелки магнитного компаса устанавливаются в направлении горизонтальной составляющей вектора напряженности суммарного поля Земли и судна. Вертикальная плоскость, проходящая через геометрическую ось стрелки магнитного компаса, установленного на судне, называется плоскостью компасного меридиана. След от пересечения плоскости истинного горизонта наблюдателя плоскостью компасного меридиана называется компасным меридианом (Nк). Угол между северными частями магнитного и компасного меридианов называется девиацией магнитного компаса (). Девиация показывает, куда и насколько норд компасный (Nк) отклонился от норда магнитного (Nм). Остовая девиация имеет знак “+ “, вестовая - знак “ “ (рис. 1.20). Таким образом, все направления, определённые по магнитному компасу, стоящему на судне, отсчитываются от компасного меридиана (Nк) и называются компасными направлениями. Это: компасный курс (КК) - угол между северной частью компасного меридиана и носовой частью ДП судна, и компасный пеленг (КП) - угол между северной частью компасного меридиана и направлением с судна на ориентир. КК и КП определяются также, как ИК и ИП и отсчитываются от 0 до 360 , но только от компасного меридиана (Nк). М  Рис. 1.21. Связь магнитных и компасных направленийагнитные и компасные направления связаны алгебраическими формулами (Рис.1.21): МК = КК + (1.18) МП = КП + (1.19) КК = МК (1.20) КП = МП (1.21) При пеленговании ориентиров по магнитному компасу с него снимается обратный компасный пеленг (ОКП), отличный от КП на 180. Существует также понятие обратного магнитного пеленга (ОМП). Формулы аналогичные (1.9). Алгебраическая сумма склонения и девиации называется поправкой магнитного компаса: МК = d + (1.22) В геометрическом смысле поправка магнитного компаса это угол между северными частями истинного и компасного меридианов (рис 1.22). Поправка магнитного компаса отсчитывается от северной части истинного меридиана от 0 до 180 к Е или к W. Остовая поправка имеет знак “+”, вестовая “”. Поправка магнитного компаса показывает куда и насколько норд компасный (Nк) уклонился от норда истинного (Nи). Истинные и компасные направления связаны алгебраическими формулами (рис.1.22): ИК = КК + МК (1.23) ИП = КП + МК (1.24) И  Рис. 1.22. Связь истинных и компасных направленийК = КК + + d (1.25) ИП = КП + + d (1.26) КК = ИК МК (1.27) КП = ИП МК (1.28) КК = ИК d (1.29) КП = ИП d (1.30) В навигации судоводителю часто приходится решать две задачи с использованием этих формул. Исправление румбов (прямая задача), т.е. переход от компасных направлений к истинным. Эта задача возникает при расчёте ИК, когда рулевому задан КК, и при определении места судна. При расчёте ИК целесообразно использовать формулы (1.22) и (1.23). Последовательность действий такова: по КК выбирается девиация из таблицы, которая суммируется со склонением (d). Полученная поправка магнитного компаса (МК) прибавляется к КК. ИП рассчитывается как сумма КП и известной МК по формуле (1.24). Схема решения показана на примере 1. Пример 1. Судно следует КК = 100, склонение с карты 5Е. Девиация из таблицы 1.2. Измерен КП = 293,5 маяка N. Рассчитать ИК и МК, а также ИП. Решение: К  К = 100,0 = 3,3 КП = 293,5МК = + 1,7 d = + 5,0 МК = + 1,7 ИК = 101,7 МК = + 1,7 ИП = 295,2 Можно рассчитывать ИК, ИП и последовательно находя МК, МП, затем уже получать КК, КП по формулам (1.25) и (1.26). Перевод румбов (обратная задача), т.е. переход от истинных направлений к компасным. Эта задача возникает, когда надо дать рулевому КК, чтобы судно шло по ИК, проложенному на карте при предварительной прокладке или для определения КП при выходе в точку поворота по снятому с карты ИП ориентира. Для расчёта КК, в этом случае, приходится пользоваться формулами (1.29), последовательно находя МК, по которому выбрать приближённую девиацию (), рассчитывать приближённый КК и, вторичным входом в таблицу, выбрать более точное значение девиации (), после чего рассчитать КК. КП при известной МК рассчитывается непосредственно по формуле (1.24). Схема решения показана на примере 2. Пример 2. На карте проложен ИК=151,0, склонение с карты 3 W. Девиация из таблицы 1.2. По карте определён ИП=11,0 ориентира N в момент начала поворота. Рассчитать КК, МК, а также КП. Решение: ИК = 151,0 d  = 10,0МК = 161,0 = 3,2 = 3,2 МК = 161,0 d = 10,0 ИП = 11,0 КК = 164,2 = 3,0 = 3,0 МК = 13,0 КК = 164,0 МК = 13,0 КП = 24,0 И  Рис. 1.23. Графическое решение примера 2 спользование магнитного компаса связано с наличием трёх меридианов: истинного, магнитного и компасного. Для успешного освоения материала, изложенного в п. 1.5-1.7, необходимо решать комплексные задачи на 13 элементов. Такие задачи решаются по четырём заданным элементам, исключая прямые и обратные пеленги относительно одного меридиана (т.е. в число четырёх элементов не могут входить как два составных аргумента ИП и ОИП, МП и ОМП или КП и ОКП). В начале изучения навигации решение этих задач по формулам (1.8-1.26)(1.9 - 1.30) должно проверяться графическими построениями. Само собой разумеется, что для правильного и быстрого решения необходимо твёрдо знать определения всех элементов и что они показывают. На рис. 1.23 показано графическое решение примера 2. Пример 3. Дано: КК = 94, ОМП = 359, КУ = 81 пр/б, МК = 4 Н  Рис. 1.24. Графическое решение примера 3айти: ИК, МК, ИП, ОИП, МП, КП, ОКП, d и . Решение (Рис.1.24):  КК = 94 ИП = 171 ОМП = 359 МК = 4МК = 4 180 180 d = 8 ИК = 90 ОИП = 351 МП = 179 = +4 КУ = +81 ОМП = 359 КУ = +81 ИП = 171 d = 8 МК = 98 МК = 4 КП = 175 180 ОКП = 355 Использование гироскопических курсоуказателей Основным курсоуказателем на судне является гироскопический компас (ГК). Он более точен чем магнитный компас, стабильно работает при установившемся режиме движения судна, удобен при работе с авторулевым. Гирокомпас основан на свойстве гироскопа устанавливаться и удерживаться в плоскости истинного меридиана. Однако в силу различных причин ось ГК устанавливается в некоторой другой плоскости называемой плоскостью гироскопического меридиана. След от пересечения плоскости истинного горизонта с плоскостью гироскопического меридиана называется гироскопическим меридианом (Nгк). Все направления, определяемые с помощью гироскопического компаса, называются гирокомпасными направлениями: это - гирокомпасный курс (ГКК) - угол между северной частью гироскопического меридиана и носовой частью ДП судна, и гирокомпасный пеленг (ГКП) - угол между северной частью гироскопического меридиана и направлением с судна на ориентир. ГКК и ГКП определяются также, как ИК и ИП и отсчитываются от 0 до 360, но только от гироскопического меридиана (Nгк). У  Рис. 1.25. Связь истинных и гирокомпасных направлений гол между северными частями истинного и гироскопического меридианов называется поправкой гирокомпаса (ГК) (Рис.1.25). Поправка гирокомпаса отсчитывается от северной части истинного меридиана к Е или к W. Остовая поправка имеет знак “+”, вестовая “ “. Поправка гирокомпаса показывает куда и насколько норд гирокомпасный (Nгк) отклонился от норда истинного (Nи). Истинные и гирокомпасные направления связаны алгебраическими формулами: ИК = ГКК + ГК (1.31) ИП = ГКП + ГК (1.32) ГКК = ИК ГК (1.33) ГКП = ИП ГК (1.34) С увеличением географической широты линейная скорость вращения меридианов уменьшается, а на полюсах она равна нулю. Поэтому в высоких широтах ГК менее чувствителен и работает неустойчиво. При плавании в высоких широтах в качестве курсоуказателя используется гироазимут (ГА). Этот гироскопический прибор не определяет направление как гирокомпас, а хранит любое заданное направление в пространстве. Предварительно ГА приводится в истинный меридиан. Но вследствие различных погрешностей ось чувствительного элемента ГА не находится точно в плоскости истинного меридиана и с течением времени уходит от этой плоскости. В отличие от ГК погрешности ГА нарастают по времени, и это необходимо учитывать при их навигационном использовании. Мгновенная поправка ГА (ГАi) определяется по формуле: ГAi = ГA0 + ά(Ti-T0), (1.35) где ГА0 - поправка на начальной момент времени, ά- скорость ухода ГА, Ti - текущий момент времени, T0 - начальный момент времени. Для удержания главной оси гироскопа ГА в плоскостях истинного меридиана и истинного горизонта используются азимутальный и горизонтальный корректоры. Недостатком ГА является то, что он не обладает направляющим моментом способным находить плоскость истинного меридиана. Достоинством ГА является то, что он практически не подвержен влиянию сил инерции, возникающих при качке и маневрировании судна. В высоких широтах ГА обеспечивает более устойчивое курсоуказание, чем ГК. Существующие комплексные системы с использованием гирокомпасов и гироазимутов обеспечивают более точное и надёжное курсоуказание при плавании в высоких широтах. Определение поправок компаса и контроль за их работой в море Точность определения истинных направлений в море зависит от точности значения и постоянства поправок курсоуказателей. Систематическое определение этих поправок является одной из важнейших обязанностей судоводителя. Девиация магнитного компаса На всех морских судах устанавливаются магнитные компасы. Основное достоинство - их высокая степень автономности и надёжность при простоте устройства. Главный недостаток - невысокая точность определения направлений. Источниками погрешностей являются: неточное знание магнитного склонения, девиации, инерционность и недостаточная чувствительность системы магнитных стрелок к магнитному полю Земли. Особенно погрешности возрастают при качке. Обычно на судне устанавливаются два магнитных компаса - главный (ГМК) для определения места судна и путевой (ПМК) - для управления судном. ГМК устанавливается в ДП обычно на верхнем мостике в месте наилучшей защищенности от воздействия судового магнитного поля, ПМК устанавливается в рулевой рубке. Часто вместо двух магнитных компасов на судне устанавливается один компас на верхнем мостике, но имеющий оптическую передачу показаний в рулевую рубку. Надёжность определения направлений по магнитному компасу во многом зависит от точности знания его девиации. Большая девиация приводит к тому, что магнитный компас перестаёт реагировать на магнитное поле Земли и по сути уже не является курсоуказателем. Поэтому девиация магнитного компаса должна компенсироваться путём создания искусственного магнитного поля. Этот процесс называется уничтожением девиации. При нормальных условиях плавания уничтожение девиации магнитного компаса производится не реже одного раза в год специальными способами, изучаемыми в курсе девиации. Девиация, оставшаяся после уничтожения, называется остаточной девиацией; она должна определяться судоводителями и не должна быть больше 3 у главного и 5 у путевого компаса. Определение остаточной девиации должно производиться: после каждого уничтожения девиации, после ремонта, докования, размагничивания судна; после погрузки и выгрузки грузов, изменяющих магнитное поле судна; при значительном изменении магнитной широты; при расхождении фактической девиации с табличной более чем на 2. Сущность определения остаточной девиации заключается в сравнении измеренного компасного пеленга с известным магнитным пеленгом того же ориентира:  (1.36)Так как девиация зависит от курса судна, то её определяют на 8 равноотстоящих главных и четвертных компасных курсах. После чего для каждого магнитного компаса рассчитывается своя таблица девиации через 10 компасного курса. Пример таблицы остаточной девиации показан в табл. 1.2. Таблица 1.2.
|