книги из ГПНТБ / Меклер, А. Г. Электрооборудование машин непрерывного транспорта

При наличии случайных ошибок в измерениях, линии положения будут смещены на величины Ар и Aq (линии аау, bb1} ddx, еех), тогда обсервованное место судна будет находиться в пределах площади парал­ лелограмма и наибольшая вероятная ошибка будет характеризоваться величиной сс1 или ссг. Принимая средние квадратические значения возможных величин, на которые могут смещаться линии положения,

где 0 — угол пересечения линий положения.

Итак, М — радиус круга, в котором может находиться судно. Данная формула применима для расчета средней квадратической

ошибки места по любым двум линиям положения.

Сначала рассчитывают смещение линий положения, применяя фор­ мулу средней квадратической ошибки наблюдений, и полученный результат подставляем в формулу расчета средней квадратической ошибки места.

Анализируя эту формулу, можно установить, что величина круго­ вой ошибки М зависит не только от ошибок, получаемых в процессе наблюдений, но также от угла пересечения линий положения 0, и

что величина М наименьшая, когда 0 -- 90°, так как ' . ' " 0~ = 1.

Поэтому при определении места судна следует подбирать ориентиры, дающие линии положения, пересекающиеся под углом 90°, или близ­ ким к нему. Не следует использовать ориентиры, линии положения которых пересекаются под углом больше 150° или меньше 30°, так как это приводит к значительному увеличению ошибки М. Например,

sin 30° ^ 2 -

§ 37. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА СУДНА ПО ДВУМ ПЕЛЕНГАМ

Если в пределах видимости наблюдателя, находящегося на судне, имеются два ориентира А и В (рис. 44), то, взяв с помощью компаса одновременно пеленги ориентиров А и В и исправив их, получим место судна в пересечении двух линий положения — линий истинных пеленгов.

В момент взятия пеленга ориентира А судно находилось на линии AF. Одновременно был взят пеленг ориентира В и судно находилось в этот момент также на линии пеленга ориентира В. Следовательно, находясь одновременно на линиях истинных пеленгов ориентиров А я В, судно находилось в точке F пересечения этих пеленгов.

Однако одновременное пеленгование двух ориентиров с помощью одного компаса невозможно. Пеленги берутся в быстрой последова­ тельности, через некоторый промежуток времени. За время, прошед-

70

шее между моментами взятия пеленгов, судно переместится на некото­ рое расстояние. Следовательно, пеленги были взяты из разных точек. Возникает ошибка в полученном месте (рис. 45), зависящая от скоро­ сти судна и промежутка времени между моментами взятия пеленгов, а также от порядка пеленгования ориентиров.

Чтобы уменьшить эту ошибку, пеленги надлежит брать в быстрой последовательности и приводить наблюдения к одному моменту.

Порядок пеленгования ориентиров также влияет на точность по­ лученного места. Допустим, что в точке а (см. рис. 45) был взят пеленг ориентира В, а в точке b взят пеленг ориентира А. Так как между моментами взятия пеленгов судно прошло расстояние ab, то обсервованное место получится не в точке а,

а И Т П Н К 'Р F О ш и б к а б л /Г Т Р Т липя-

жена отрезком Fb = Ar Если применен обратный порядок пеленго­ вания, обсервованное место получим в точке F\ и ошибка будет выра­ жена величиной F tb — Д2. Из рис. 45 видно, что Д2 > Дх. Следова­ тельно, первым надо пеленговать ориентир, пеленг которого в пересе­ чении с диаметральной плоскостью судна КУ составляет более острый угол. Пеленг такого ориентира меняется медленнее и за время между измерениями изменится мало.

В ночное время это правило не всегда приемлемо, и в первую оче­ редь пеленгуют проблесковые огни, а затем уже постоянные.

Применение способа. Ориентиры на побережье следует выбирать такие, которые наиболее близко расположены к судну и чтобы угол между пеленгами находился в пределах от 30 до 150°, желательно близким к 90°.

Первым пеленгуют ориентир, находящийся на более остром или более тупом курсовом угле, или, как говорят, находящийся ближе к диаметральной плоскости.Пеленги берут в быстрой последователь­ ности. В момент взятия второго пеленга замечают момент по часам и отсчет лага. Затем рассчитываются истинные пеленги:

ИПа = КПа + АК\ ОИПа = ОКПа + Д^С;

ИПв = КП В + Д /С ; ОИПв = ОКПв + АК.

71

Если скорость судна значительна, пеленги следует приводить к одному моменту. Для этого пеленг первого ориентира берут дважды.

Берется пеленг первого ориентира, потом второго и в этот момент замечают момент по часам и отсчет лага, а затем снова берут пеленг пер­ вого ориентира. Значения двух пеленгов одного ориентира осредняют.

и п А1+ и п А2

ИПАсР =

2

Истинные пеленги прокладывают на карте, полученное место обозначают кружком с точкой в центре. Вблизи обсервованного места на карте записывают в виде дроби

момент по часам и отсчет лага. Линии пеленгов, проложенные на карте, стирают.

Точность способа. Вследствие возможных ошибок еп в изме­ рениях пеленгов линии пелен­

Следовательно, т1 = ~60~DjEni и по аналогии

т2 Ргеп2

60

Подставляя эти значения в формулу для расчета точности опреде­ ления места и принимая еП1 = еп2 = ел, получим

—КПХ= ОКП2 — ОКП

Вполученной формуле величина М получается в кабельтовах или милях, в зависимости от того, в каких единицах взяты £>х и £>2.

72

Из анализа формулы следует, что более точное место получится

К недостатку способа следует отнести то, что две линии положения всегда пересекутся только в одной точке и судить о надежности и точ­ ности этого способа не всегда возможно.

§ 38. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА СУДНА ПО ТРЕМ ПЕЛЕНГАМ

Если в пределах видимости наблюдателя на судне имеются три ориентира А, В и С (рис. 47), то, взяв с помощью компаса одновремен­ но три пеленга этих ориентиров и исправив их в истинные, получим место судна в пересечении трех линий положения — трех истинных пеленгов. Отсюда следует, что сущность определения места по трем пеленгам аналогична способу определения места по двум пеленгам. Но наличие третьей линии положения делает данный способ более на­ дежным и точным, так как случайно три линии положения пересечься в одной точке не могут и пересечение всех трех линий в одной точке сви­ детельствует о точности полученного места судна.

Итак, третья линия положения является как бы контрольной линией.

Но в практике судовождения часто случается, что три линии положения пересекаются не в одной точке, а обра­ зуют треугольник, называемый т р е ­ у г о л ь н и к о м п о г р е ш н о с т и (на рис. 47 он заштрихован).

Причинами образования такого треугольника являются:

1)неодновременное взятие пеленгов. Эту ошибку можно уменьшить приведением пеленгов к одному моменту;

2)случайные ошибки;

3)графическая ошибка при прокладке на карте. Эти ошибки обыч­ но незначительны;

4)ошибка в принятой поправке компаса. Эта ошибка постоянная,

иона может привести к тому, что треугольник погрешности будет зна­ чительных размеров. В этом случае все истинные пеленги будут оши­ бочны на величину ошибки в поправке компаса.

Треугольник погрешности и его свойство (рис. 48). В случае, если три пеленга не пересеклись в одной точке, а образовали треуголь­ ник погрешности, то для уточнения места судна поступают следующим

образом.

1.Если треугольник погрешности мал и близок к равностороннему,

астороны его не превышают 0,5 мили, то обсервованное место судна

принимают в центре треугольника.

73

2.Если треугольник мал, но вытянут, то место судна принимается

уменьшей его стороны.

3.Если стороны треугольника погрешности более 0,5 мили, то

следует повторить пеленгование. Если при повторном пеленговании трех ориентиров треугольник не исчезает, следует сделать вывод, что поправка компаса не верна и все пеленги ошибочны на одну и ту же величину. Обсервованное место в этом случае уточняют следующим способом.

Получив треугольник погрешности abc (см. рис. 48), изменим все три пеленга на одну и ту же величину (А — 24-5°) и проложим полученные пеленги на карте. При этом может получиться новый треугольник погрешности а 1Ь1с1, больший или меньший предыдуще­ го. Соединив сходственные верши­ ны этих треугольников отрез­ ками прямых, в пересечении их получим точку F, которая и будет являться действительным местом судна. Дело в том, что, изменяя пеленги в какую-либо сторону, можно добиться, что они пересе­ кутся в одной точке. Этой точкой

и будет точка F.

Получив таким образом место судна, можно определить поправку компаса. Для этого надо соединить полученное место судна F с ориен­ тирами на карте и снять эти на­ правления. Сравнив их с компас­

ными пеленгами, получим три поправки компаса. Осреднив эти значения, найдем действительную поправку компаса.

Применение способа. Перед наблюдениями выбирают ориентиры на побережье так, чтобы углы между пеленгами были в пределах

60—120°.

Ориентиры пеленгуют в быстрой последовательности. Первым пеленгуют ориентир, расположенный ближе к диаметральной плоско­ сти судна. При значительной скорости судна (более 12 узлов) пеленги приводят к одному моменту. Для этого берут пять пеленгов: КПли КПви КПс, КПВ2, КПА2 .

Момент по часам и отсчет лага замечают на момент взятия среднего (третьего) пеленга, КПс■Затем рассчитывают средние значения пелен­ гов ориентиров А и В:

КПА = кпА . + к п А 2

к п т + КПВ2

К П в ~

74

Точность способа. Способ определения места судна по трем пеленгам широко распространен в практике судовождения. Если в видимости наблюдателя, находящегося на судне, имеются три ориентира, то всегда следует отдать предпочтение данному способу, так как он яв­ ляется одним из наиболее точных, а наличие третьей (контрольной) линии положения дает возможность обнаружить ошибки пеленгования и сделать вывод о надежности полученного места судна. Кроме того, этот способ позволяет уточнить поправку компаса. Однако применять этот способ можно только при наличии трех хорошо видимых ориен­ тиров, что в практике судовождения не всегда бывает.

§ 39. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА СУДНА ПО ДВУМ РАССТОЯНИЯМ

Если в пределах видимости наблюдателя на судне имеются два ориентира А и В (рис. 49), хорошо заметные на экране судовой радио­ локационной станции (РЛС) и нанесенные на карту, то, измерив одно­ временно расстояния до этих ориентиров, получим место судна в пере­ сечении двух изолиний. В данном случае изолиниями будут окруж­ ности с радиусами, равными измеренным расстояниям D x и D 2. Про­ ведя на карте из ориентиров А в В дуги окружностей радиусами D 1 u

измерения к одному моменту.

При определении места по двум расстояниям дуги окружностей, проведенные на карте, могут пересекаться в двух точках. В которой из них находится судно, можно определить по счислению, а также по курсовым углам ориентиров, расстояние до которых измерялось.

Применение способа. При определении места по двум расстояниям ориентиры выбирают с таким расчетом, чтобы угол между пеленгами выбранных ориентиров был не менее 30° и не более 150°.

Расстояния измеряют с помощью РЛС в быстрой последователь­ ности, причем в первую очередь измеряют расстояние до ориентира, находящегося ближе к траверзу, так как расстояние до него при дви­ жении судна изменяется медленнее. В момент измерения расстояния до второго ориентира замечают время по часам и отсчет лага. При зна-

75

читальных скоростях судна (более 12 узлов) измеренные расстояния приводят к одному моменту. Для этого расстояния измеряют три раза: расстояние до первого ориентира Da i , затем Db, затем Da2 После это­ го рассчитывают среднее значение расстояния до ориентира А:

DM + D A2

Время по часам и отсчет лага замечают в момент измерения рас­ стояния до второго ориентира Db- На карте из центров знаков ориен­ тиров проводят дуги окружностей радиусами, равными измеренным до них расстояниям. Обсервованное место судна получится в точке пересечения дуг окружностей. У этой точки карандашом записывают момент по часам и отсчет лага. Невязку между счислимым и обсервованным местами судна обозначают, как указывалось выше (см. рис. 49).

Точность способа. Место судна, определенное по расстояниям до двух ориентиров, является надежным и достаточно точным. Ошибка в измерениях расстояний с помощью РЛС обычно незначительна.

Точность полученного места этим способом рассчитывается по фор­ муле

равна AD;

0 — угол между пеленгами ориентиров.

Из приведенной формулы следует, что для'повышения точности полученного места ориентиры следует выбирать так, чтобы угол 0 был, по возможности, близок к 90°, а расстояния измерялись с возможно большей точностью.

К достоинствам этого способа следует отнести, что при определе­ нии места судна компас не используется. Правда, отсутствие третьей, контрольной, линии положения не дает возможности обнаружить ошиб­ ку в измеренных расстояниях, так как две дуги, проведенные из раз­ ных центров, пересекаются в одной точке. Целесообразно при опреде­ лении места судна по двум расстояниям провести повторные наблю­ дения, дающие возможность проконтролировать точность обсервации.

§ 40. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА СУДНА ПО ПЕЛЕНГУ И РАССТОЯНИЮ

Если в пределах видимости наблюдателя, находящегося на судне, имеется только один ориентир А (рис. 50), то, взяв пеленг ориенти­ ра и одновременно измерив с помощью РЛС расстояние до него, место судна получим в пересечении двух линий положения — в точке F. Такими линиями положения будут: линия истинного пеленга (МП) и дуга окружности, радиус которой равен измеренному расстоянию D.

Однако одному наблюдателю произвести одновременно два изме­ рения практически невозможно, и поэтому обсервованное место судна не будет точным.

76

Для повышения точности целесообразно, в первую очередь, опре­ делять тот параметр, который меняется медленнее. В зависимости от положения судна относительно ориентира таким параметром может

Рис. 50. Определение места судна по пеленгу и расстоянию

нанесенные на карту, не всегда видны на экране РЛС. В таком случае, если известна высота ориентира относительно уровня моря, расстоя­ ние до него можно определить, измерив вертикальный угол между вер­ шиной ориентира и уровнем моря.

С

Рис. 51. Определение расстояния по вертикальному углу

Предположим, что наблюдатель, находясь в точке А (рис. 51), из­ мерил вертикальный угол а секстаном. Зная высоту h ориентира, он может рассчитать расстояние D. Треугольник АВС прямоугольный, стороны которого АВ = D и СВ = h, тогда

D — h ctg а.

Полагая, что D всегда больше h, возвышением глаза наблюдателя над уровнем моря можно пренебречь.

Считая также, что величина угла а обычно не превышает 5°, можно принять;

tg а = a arc 1' = —— .

77

Отсюда следует:

Выражая D в милях, а высоту ориентира h в метрах, получим:

3438 _Л__ 13 _h_

Применение способа. Как говорилось выше, последовательность взятия пеленга и расстояния зависит от положения судна относитель­ но ориентира. Наблюдения выполняют в быстрой последовательности, одновременно замечают момент по часам и отсчет лага.

Рассчитывают ИП = КП + А/С- Измеренный вертикальный угол исправляют общей поправкой

секстана (t + s), после чего рассчитывают расстояние D. На карте от ориентира прокладывают линию истинного пеленга, и на этой линии

откладывают расстояние D. Полученная точка F будет обсервованным

т

местом судна. Вблизи ее записывают —. Если получилась невязка,

еена карте обозначают, как уже указывалось, волнистой линией. Точность способа. Вследствие возможных случайных ошибок в

измерениях пеленга и расстояния, линии положения будут смещены на величины возможных средних квадратических ошибок AD и еп. Ошибка в пеленге (рис. 52) вызовет смещение одной линии положения

на величину mn = D “ 5, а ошибка в измеренном расстоянии вызо­

вет смещение другой линии положения на величину mD = AD. Поль­ зуясь известной формулой, получим:

78

В данном случае угол 0 всегда равен 90° и формула примет вид:

Величина FFXесть круговая ошибка. Как следует из формулы, она зависит от величины D, а также от ошибок в пеленге и расстоянии.

Для повышения точности определения места необходимо выбирать ориентир, расположенный ближе к судну, а пеленг и расстояние из­ мерять возможно точнее.

Если расстояние определяют по вертикальному углу, то вместо приведенной формулы следует пользоваться табл. 29 МТ—63, кото­ рая рассчитана по формуле

tg а

Достоинством данного способа является возможность определить место судна по одному ориентиру. При достоверности принятой по­ правки компаса и точности измерения расстояния обсервованное место судна получается достаточно близким к действительному.

Недостатком способа является отсутствие третьей контрольной ли­ нии положения, а в данном случае две линии положения всегда пере­ секутся даже при значительных ошибках в измерениях.

Если расстояние определяют по вертикальному углу, то верти­ кальный угол следует измерять в первую очередь независимо от рас­ положения судна относительно ориентира, потому что на пелен­ гование затрачивается значительно меньше времени, чем на измерения угла с помощью секстана.

§ 41. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА СУДНА ПО КРЮИС-ПЕЛЕНГУ (ОБЩИЙ СЛУЧАЙ)

В практике судовождения часто бывают случаи, когда в видимости наблюдателя на судне имеется только один ориентир, расстояние до которого определить невозможно по различным причинам. В этом слу­ чае определяют место судна по пеленгу одного ориентира, с учетом элементов счисления (курса, скорости и времени или курса и пройден­ ного расстояния).

Допустим, что в некоторый момент Тх при отсчете лага олх (рис. 53) был взят пеленг ориентира А. Спустя некоторое время, когда пеленг на ориентир изменился не менее чем на 30°, в момент Т 2 и отсчета лага ола, данный ориентир был вторично запеленгован. В этом случае мес­ то судна может быть определено путем вмещения пройденного по лагу за время пеленгования расстояния между проложенными на карте пе­ ленгами. Способ, когда в определении места участвуют не только линии положения — пеленги, но и элементы счисления — курс и пройденное по лагу расстояние, называется к р ю й с-п е л е н г о м и получен­ ное место судна называется с ч и с л и м о-о б с е р в о в а н н ы м .

79