Вся навигация. вся навигация 1. Фигура и модели Земли

• Название: Фигура и модели Земли
• Анкор: Вся навигация
• Дата: 31.01.2023
• Размер: 3.45 Mb.
• Имя файла: вся навигация 1.doc
• Тип: Документы; #913997
• страница: 4 из 9

Определение остаточной девиации производится двумя наблюдателями. Необходимо иметь в виду, что после каждого поворота картушка магнитного компаса приходит в меридиан через 3-5 минут и поэтому использовать компас в это время нельзя.

Рассмотрим основные методы определения остаточной девиации.

1


Рис. 1.26. Определение остаточной девиации по створу
. По створу (рис. 1.26).

Это наиболее точный метод. В некоторых портах есть даже специальные девиационные створы. Судно пересекает створ каждым из 8 главных и четвертных компасных курсов и в момент пересечения створа судоводитель измеряет компасный пеленг этого створа. Магнитный пеленг рассчитывается по формуле (1.17) МП=ИПd. ИП снимается с карты, d также определяется по карте и приводится к году плавания.

Если магнитное склонение неизвестно, то магнитный пеленг можно определить по формуле

, (1.37)

где А - коэффициент постоянной девиации, взятый из предыдущей таблицы остаточной девиации этого компаса. Расчёт МП по формуле (1.37) основан на предположении, что магнитное поле судна симметрично относительно ДП судна, т.е. девиация симметрично распределена относительно магнитного меридиана, и поэтому среднее значение из компасных пеленгов удалённого ориентира на равноотстоящих курсах можно принять за магнитный пеленг.

Девиацию на каждом курсе (_i) рассчитывают по формуле

_i = МП  КП_i, (1.38)

которая конкретизирует общую формулу (1.36).

По пеленгу отдалённого ориентира.

Судно, стоя в порту на бочке или якоре, разворачивается буксиром на 8 главных и четвертных компасных курсов и на каждом из них пеленгует выбранный отдалённый ориентир.

Е
Рис. 1.27. Определение остаточной девиации по пеленгу отдаленного ориентира
сли судно находится за пределами акватории порта, то оно описывает пологую циркуляцию на расстоянии D от выбранного навигационного ориентира, и на 8 равноотстоящих компасных курсах измеряются компасные пеленга этого ориентира (рис.1.27).

Расстояние до ориентира D выбирается с учётом заданной точности определения пеленга  и рассчитывается по формуле:

_, (1.39)

где r - радиус циркуляции.

Пример 1. Для определения остаточной девиации магнитного компаса судно, стоя на бочке, разворачивается буксиром на 8 компасных курсов. Расстояние от бочки до магнитного компаса r = 100 м. Определить минимальное расстояние до отдалённого ориентира, если погрешность пеленгования  = 0,3.



Пример 2. Для определения девиации магнитного компаса судно описывает циркуляцию радиусом r = 1,4 кб, и на 8 равноотстоящих компасных курсах измерялись ОКП отдалённого ориентира, находящегося на расстоянии D = 15 миль. Определить остаточную девиацию магнитного компаса, а также ошибку в девиации. Коэффициент постоянной девиации А из предыдущей таблицы девиации равен + 0,2.

КК	0	45	90	135	180	225	270	315
ОКП	275,8	273,7	273,0	273,7	273,8	274,0	275,4	276,7



 1,1

+1,0

+1,7

+1,0

+0,9

+0,7

0,7

 2,0

Из формулы (1.39) получим выражение для расчёта ошибки в девиации

.

Магнитный пеленг может быть получен по ИП и d, снятым с карты, или рассчитанным по формуле (1.37).

Вместо циркуляции можно поставить веху, и, проходя около неё каждым из 8 равноотстоящих компасных курсах, измерять компасные пеленги отдалённого ориентира. Магнитный пеленг может быть получен так же, как и при циркуляции.

Девиацию на каждом курсе определяют по формуле (1.38).

По пеленгам небесных светил.

Судно описывает пологую циркуляцию, и в фиксированные моменты времени на 8 главных и четвертных компасных курсах измеряют компасные пеленги светил с малой угловой высотой. Затем рассчитывают ИП, снимают с карты d и, приведя его к году плавания, получают МП, аналогично, как по отдалённому ориентиру. Достоинство этого метода заключается в том, что вследствие большой удалённости светила точность его не зависит от координат судна, т.е. судно имеет большое пространство для маневрирования.

По сличению с гирокомпасом или другим магнитным компасом.

Сличение компасов это одновременное снятие их показаний. Сличением также называется разность этих показаний.

Для определения девиации главного или путевого магнитных компасов на равноотстоящих курсах производят сличение этих магнитных компасов с гирокомпасом, поправка которого известна. Девиацию определяют из условия равенства магнитных курсов.

КК_гл(п) + _гл(п) = ГКК + ГК  d (1.40)

_гл(п) = ГК  d + (ГКК  КК_гл(п)) (1.41)

Пример 3. Определить девиацию магнитного компаса по сличению курсов с гирокомпасом, если КК = 2, ГКК = 358, ГК =  0,5, d =  6.

 = ГК  d + (ГКК  КК) = (0,5)  (6) + (358,0  2,0) = +1,5

Девиация путевого магнитного компаса может быть получена также по сличению с главным компасом, девиация которого известна. Она определяется также из условия равенства магнитных курсов.

КК_п + _п = КК_гл + _гл (1.42)

_п = _гл + (КК_гл  КК _п) (1.43)

Пример 4. Определить девиацию путевого магнитного компаса по сличению курсов с главным магнитным компасом, если КК_п = 264, КК_гл = 258, _гл = +3.

_п = _гл + (КК_гл  КК _п) = (+3) + (258  264) = 3

5. По взаимным пеленгам.

Этот метод основан на том, что магнитный компас на берегу или на деревянной шлюпке показывает магнитные направления, а на судне - компасные.

Одновременные пеленгования с берега или деревянной шлюпки и с судна позволяют определить девиацию по формуле:

_i = (ОМП  180)  ОКП_i (1.44)

Поправка гирокомпаса

Современные гирокомпасы показывают курс с точностью до 0,5 (при вероятности 95%) при постоянном курсе и качке не более 2. ГК не зависит от курса . При своевременном вводе в корректор скорости судна и широты плавания и при постоянных режимах движения судна и работы гирокомпаса её можно считать величиной постоянной. Однако при ускорениях (маневрировании и качке) она может изменяться. Поэтому ГК надо систематически контролировать и при любой возможности определять. С максимальной точностью ГК определяется в порту перед выходом в рейс, когда место судна известно с высокой точностью. На плане порта определяют с максимально возможной точностью место гирокомпаса, способами, исключающими использование ГК (по радиолокационным расстояниям, относительно углов причала и т.д.). Выбирают 3 - 4 точечных ориентира (навигационные знаки, мачты, шпили церквей и т.д.), нанесённые на карту и находящиеся на расстоянии большем 200 м. С карты снимают ИП на эти ориентиры и выполняют три серии измерений ГКП на каждый из выбранных ориентиров. По каждому ориентиру определяют  ГК, как разность истинного и среднего из трёх измеренных пеленгов:

ГК = ИП  ГКП_ср (1.45)

За постоянную поправку принимают среднюю ГК по всем ориентирам.

Если величина постоянной поправки ГК превышает 0,5 , то она исключается из показаний ГК вводом коррекции. В рейсе ГК определяется методами, рассмотренными ниже.

Если при разовом определении ГК в рейсе её величина отличается от учитываемой более чем на 2, или средняя из 3-4 определений ГК отличается от постоянной более чем на 1, то надо выяснить причины расхождения. В первую очередь проверить технические параметры ГК и сличить показания репитеров пелорусов с основным прибором.

Способы определения поправки компасов

Определение поправок компаса в рейсе производится вахтенным помощником капитана на каждой вахте.

Для расчёта используются следующие формулы:

К = ИК  КК (1.46)

К = ИП  КП (1.47)

где К, КК, КП - общие обозначения поправки компаса, компасного курса и компасного пеленга.

Для определения поправки компаса любого типа используются нижеследующие методы.

1


Рис. 1.28. Определение поправки компаса по пеленгу створа
. По пеленгу створа, истинные пеленги которых должны быть известны. В момент пересечения створа измеряется его КП и по формуле (1.47) рассчитывается К. Значения истинных пеленгов створов указывается на картах вдоль линий створов или приводятся в лоциях. Кроме искусственных створов можно использовать естественные береговые створы, например чёткие срезы мысов и др. (рис.1.28).

2. По пеленгу отдалённого ориентира. Место судна и место ориентира должны быть известны и с карты снимается ИП. Взяв компасный пеленг, рассчитывают К.

3. По пеленгам небесных светил. В фиксированный момент времени измеряют компасный пеленг небесного светила с малой угловой высотой. Затем рассчитывают ИП и по формуле (1.47) получают К.

4. По сличению с курсоуказателем, поправка которого известна. Для этого метода используются формулы, полученные при приравнивании истинных курсов:

КК_гл(п) + МК_гл(п) = ГКК + ГК (1.48)

КК_п + МК_п = КК_гл + МК_гл (1.49)

Отсюда:

МК_гл(п) = ГК + (ГКК  КК_гл(п)) (1.50)

и МК_п = МК_гл + (КК_гл  КК_п) (1.51)

Если при выходе из строя какого-либо компаса надо перейти на показания другого компаса, то также используются формулы (1.48) и (1.49), полученные при приравнивании истинных курсов. Например: при выходе из строя ГК, переходят на управление по магнитному компасу:

КК_гл(п) = ГКК + ГК  МК_гл(п) (1.52)

Учитывая важность сличения для определения выхода из строя одного из компасов, оно обязательно производится каждый час и после каждого изменения курса.

Для уничтожения девиации магнитного компаса приходится вычислять курс по гирокомпасу, соответствующий заданному магнитному курсу:

ГКК = МК  ГК + d (1.53)

Чувствительность створов

Система из двух или трёх маяков, знаков или огней, расположенных в определённом порядке и образующих линию положения (ось створа), называется морским навигационным створом.

Створы служат для плавания по прямым отрезкам фарватеров или каналов, в шхерах, узкостях, изобилующих навигационными опасностями, и для определения поправки компаса и девиации.

По зрительному восприятию створы делятся на:

1. 
   линейный - два или три знака располагаются на одной линии, и истинные пеленги этих знаков в любой точке этой линии одинаковы;
   
2. 
   прицельный или щелевой - задний знак должен наблюдаться точно посередине или в промежутке между двумя передними;
   
3. 
   перспективный - две или более пар знаков, расположенных через равные расстояния, ось фарватера проходит посередине и является осью симметрии всей системы;
   
4. 
   лучевой - луч прожектора направлен по оси фарватера под углом 5-10 к горизонту. С судна наблюдается, как вертикальный луч света.
   

По назначению створы делятся на: ведущие, поворотные, девиационные, секущие, ограждающие.

Э
Рис. 1.29. Линейный створ
лементы створа (рис.1.29): А - передний створный знак, В - задний створный знак, d = AB - расстояние между створными знаками, D = СА - расстояние от наблюдателя до переднего створного знака; ВАС - ось створа, P=CC₁ - чувствительность створа,  - разрешающая способность глаза. Примем   1.

Створ должен обладать такой чувствительностью, чтобы остаточную девиацию магнитного компаса можно было определить с заданной точностью.

Для наблюдателя знаки А и В будут казаться слившимися даже когда наблюдатель отклонится от оси створа. Чтобы знаки усматривались раздельно, угол между ними (с вершиной в глазе наблюдателя) должен быть больше , т.е. больше 1. Если же этот угол будет равен или меньше , знаки сольются, и наблюдатель будет считать себя на оси створа, находясь в действительности в некотором удалении от створа.

Величина уклонения от оси створа в перпендикулярном к ней направлении (Р), на протяжении которой створные знаки будут казаться наблюдателю слившимися, называется линейной чувствительностью створа.

Д
Рис. 1.30. Чувствительность линейного створа

Рис. 1.31. Чувствительность щелевого створа
ля вывода формулы чувствительности линейного створа проведём вспомогательную линию АА₁СС₁ (рис.1.30).



ВАА₁  ВСС₁.

Из подобия треугольников:



Отсюда:

(1.54)

Недостаток линейных створов: трудность оценки с судна допустимой величины угла  при вынужденном уклонении с оси канала. Поэтому часто делают щелевые створы (рис.1.31).

Формула чувствительности щелевого створа аналогична формуле для чувствительности линейного створа:

, (1.55)

где - горизонтальный угол щелевого (прицельного створа), обычно принимаемый равным 0,5.

Из формул (1.54) и (1.55) видно что:

1. 
   с увеличением расстояния от наблюдателя до переднего створного знака (D), увеличивается Р, т.е. с увеличением расстояния чувствительность створа понижается (уменьшается);
   
2. 
   при том же расстоянии D створ будет тем чувствительнее, чем больше будет разнос знаков (d).
   

Морские единицы длины и скорости

В процессе судовождения приходится решать задачи, связанные с измерением углов и угловых расстояний. Метрическая система мер для этих целей неудобна т.к. усложняет решения задач навигации, в том числе и вычисление координат судна. Поэтому в качестве основной единицы для измерения расстояний в море принята длина одной минуты дуги меридиана земного сфероида.

Для референц-эллипсоида Красовского длина одной минуты такой дуги выражается формулой

l’ = 1852,23  9,34 cos2. (1.56)

Как видно из этой формулы длина одной минуты дуги меридиана величина переменная, зависящая от географической широты. На экваторе она равна 1842,9м, а на полюсе 1861,6. Пользоваться переменной величиной для измерения расстояний неудобно. Поэтому в 1928г. Международное гидрографическое бюро приняло Международную стандартную морскую милю, имеющую постоянную величину, равную 1852м. В нашей стране стандартная морская миля принята в 1931 году.

Одна десятая часть морской мили называется кабельтов (кб):

1 кб = 0,1м. мили = 185,2м.

За единицу скорости в судовождении принят узел (уз):

1уз = 1м. миля/ч.

Понятие узел пришло из эпохи парусного флота, когда скорость измерялась по длине вытравленного за борт судна лаглиня, прикреплённого к деревянному сектору. Лаглинь был разбит узелками на части равные 1/120 мили. Так как сектор оставался в воде неподвижным, то скорость судна измерялась подсчётом числа узелков, вытравленных за борт за 30 с, т.е. за 1/ 120часа, что соответствовало числу миль, пройденных за 1 час.

Переход от скорости в узлах к скорости в кабельтовых в минуту производится по формуле

V кб/мин = V уз / 6; 1 уз = 0, 17 кб/мин.

Для некоторых расчётов, в том числе связанных со скоростью ветра, используется единица метр в секунду (м/с):

1м/с = 1,944 уз  2уз; 1уз = 0,514 м/с  0,5 м/с.

Соотношение скорости в различных единицах приведено в табл.5.15 МТ - 2000.

В картографических материалах других стран могут встретиться другие единицы длины:

сажень морская, равная 1,83м или 6 футам применяется при обозначении глубин;

фут, равен 30,48 см или 12 дюймов (1 дюйм = 2,54 см), применяется для обозначения высот побережья, малых глубин и осадки судна;

ярд, равен 3 футам или 91,44 см , используется для измерения небольших расстояний в США.