Навигация судна

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Разгонка треугольника погрешностей при определении места судна по трем пеленгам

Этот способ является основным при обеспечении безопасности кораблевождения в прибрежной зоне. Для определения места используются любые надежно опознанные и четко видимые ориентиры, положение которых указано на карте. Для пеленгования выбираются ориентиры, расположенные на кратчайшем расстоянии от корабля. Углы между направлениями на ориентиры, как правило, должны находиться в пределах 30--150°. Предпочтительнее использовать ориентиры, расположенные по всему горизонту, т. е. в секторе си, превышающем 180°. В этом случае (если линии пеленгов не пересекутся в одной точке) обсервованное место находится всегда внутри треугольника погрешностей. Перед измерением пеленгов производится предварительная ориентация: сначала по карте -- снимаются приближенные счислимые пеленги на выбранные ориентиры относительно счислимого места корабля, а затем на местности -- производится опознавание ориентиров по их внешнему виду или характеристикам огней, а также путем сравнения счислимых пеленгов, снятых с карты, с предварительно измеренными с помощью пеленгатора компаса.

Окончательное пеленгование производится только после надежного опознавания ориентиров. В целях уменьшения методической погрешности за счет неодновременности пеленгования измерение пеленгов производится в быстрой последовательности. Днем сначала пеленгуются ориентиры, расположенные на носовых или кормовых курсовых углах, а затем ориентиры, расположенные на траверзе. В темное время суток первыми пеленгуются маяки и знаки, имеющие характеристики с более длительными интервалами затмения.

Приведение пеленгов к одному моменту производится путем симметричного двукратного пеленгования первых двух ориентиров и расчетом средних пеленгов.

Время и отсчет лага фиксируются в момент измерения третьего пеленга, т. е. пеленга на ориентир С.

Измеренные компасные пеленги исправляются поправкой компаса и тем самым рассчитываются истинные пеленги

ИП = КП + АК.

Для исправления компасных пеленгов используется мгновенное значение поправки компаса, определенное непосредственно перед пеленгованием. Если мгновенное значение поправки неизвестно, то используется постоянная поправка. При этом следует иметь в виду, что после маневрирования постоянная поправка гирокомпаса может существенно отличаться от мгновенной, что повлияет на точность и характер случайной взаимосвязи истинных пеленгов.

Навигационной изолинией при визуальном пеленговании ориентиров является прямая -- линия пеленга, проходящая через ориентир под углом, равным обратному истинному пеленгу.

При отсутствии систематических погрешностей, при пренебрежимо малых погрешностях измерения и при правильно опознанных ориентирах три линии пеленгов пересекутся в одной точке, которая и принимается за обсервованное место корабля. Из-за наличия случайных погрешностей измерения пеленгов, неточности поправки компаса или в случае неверного опознания ориентира линии пеленгов образуют треугольник погрешностей.

Если стороны треугольника не превышают 0,5 мили, то вероятнейшее место корабля находится в центре на глаз вписанной окружности. Точность этого места оценивается приближенной СКЛ

Если стороны треугольника погрешностей превышают 0,5 мили, то прежде чем находить вероятнейшее место, следует определить характер погрешностей, обусловивших появление треугольника погрешностей. Для этого сначала убеждаются в правильности опознания ориентиров, а затем производится их повторное пеленгование. Получив в результате повторных измерений пеленгов новый треугольник погрешностей, сравнивают его с исходным. При этом может быть четыре случая.

1. Новый треугольник погрешностей оказался малых размеров со сторонами менее 0,5 мили. Место корабля получают в центре на глаз вписанной в треугольник окружности.

2. Размеры треугольника погрешностей не изменились, но существенным образом изменилась его конфигурация (нарушилось их подобие). Если при этом поправка компаса известна надежно, а условия пеленгования были неблагоприятными (качка, нечеткие контуры ориентиров), то делается вывод о том, что причиной образования треугольника погрешностей являются независимые погрешности пеленгования. За вероятнейшее место корабля принимается определяемый на глаз центр вписанной в треугольник окружности.

3. Размеры и форма нового треугольника погрешностей не изменились. Если поправка компаса при этом была известна приближенно (например, после резкого маневра курсом или скоростью), то можно с большой вероятностью предположить, что постоянная поправка гирокомпаса искажена баллистическими погрешностями, а если условия пеленгования были благоприятные (практически идеальные), то делается вывод о том, что основной причиной образования треугольника погрешностей является повторяющаяся погрешность, обусловленная ошибкой в принятой поправке компаса. Причем величина повторяющейся погрешности значительно больше случайных погрешностей пеленгования.

В этом случае вероятнейшее место корабля принимается в точке пересечения разностных линий положения, соединяющих сходственные вершины данного треугольника аЬс и треугольника а'Ь'с', полученного при изменении всех трех пеленгов на одну и ту же произвольную величину. При расположении ориентиров в секторе ш>180° место корабля будет внутри треугольника, а при ш<180°-- вне треугольника погрешностей. Среднюю квадратическую погрешность места рассчитывают по приближенной формуле

4. Форма и размеры нового треугольника погрешностей по сравнению с исходным не выявляют явных признаков преобладания тех или иных погрешностей. Условия пеленгования таковы, что не исключается наличие погрешностей измерения и погрешности в принятой поправке компаса.

В этом случае, при расположении ориентиров по всему горизонту (в секторе >180°), вероятнейшее место корабля находится в определяемом на глаз центре вписанной в треугольник окружности.

Вероятнейшее место корабля находится в точке О -- в точке пересечения линии пеленга на средний ориентир и биссектрисы противоположного угла.

В остальных случаях-- в центре треугольника.

При расположении ориентиров в секторе 90°<ш<180° и в точке пересечения пеленга на средний ориентир и биссектрисы противоположного угла; при вероятнейшее место -- в точке пересечения крайних пеленгов. В остальных случаях -- в центре треугольника. Точность места корабля во всех этих случаях оценивается СКП.

Найденное вероятнейшее место корабля может быть использовано для уточнения мгновенной поправки компаса. Для этого с карты снимают значения истинных пеленгов на ориентиры ИПА, ИПв и ИПС а затем рассчитывают вероятнейшее значение поправки компаса. При средних условиях точность определения места по трем пеленгам оценивается М0 = 1... 3 кбт.

2. Виды и назначение средств навигационного оборудования

К средствам навигационного оборудования (СНО) морских и океанских театров в настоящее время принято относить все средства, размещаемые на берегу, на дне моря (океана) и в космосе, служащие для определения координат места корабля, определения поправок навигационных приборов корабля и ограждения судоходных каналов, фарватеров и навигационных опасностей.

По принципу действия, а следовательно, и по характеру принимаемой на корабле информации все средства навигационного оборудования разделяются на:

· зрительные;

· радиотехнические;

· гидроакустические;

· звукосигнальные;

· электромагнитные.

Радиотехнические и гидроакустические СНО иногда в специальной литературе называют электронными.

Все объекты навигационного оборудования, как стационарные, так и плавучие, имеют присвоенные им форму, цвет, характер и характеристику (код) светового сигнала или позывные (для радиотехнических СНО).

Правильное опознание объекта СНО -- станции РНС, радиомаяка^ маяка, знака, буя или вехи чрезвычайно важно для обеспечения навигационной безопасности плавания. История мореплавания хранит немало примеров, когда неверное опознание объектов СНО служило причиной неправильной оценки обстановки, что приводило к тяжелым авария» и катастрофам.

Видимые с моря форма, окраска, характер и характеристика светового сигнала СНО или позывные радиотехнического СНО должны сверяться с информацией, даваемой на карте и в навигационных пособиях. Характеристика (код) светового сигнала должна проверяться по секундомеру.

Выставляемые на воде на якорях плавучие СНО -- буи, баканов и вехи называются плавучими предостерегательными знаками (ППЗ). В отличие от береговых СНО плавучие СНО могут под воздействием гидрометеорологических факторов смещаться со своих штатных мест.. По этой причине при определении своего места полагаться на плавучие СНО не рекомендуется. Описание системы плавучих предостерегательных знаков, принятой в водах России, дано в пособии «Описание системы плавучего ограждения в водах России. Система МАМС, регион А».

Все СНО в водах морей России, за исключением СНО портовых акваторий и трассы Северного морского пути, находятся в ведении Гидрографической службы ВМФ. Средства навигационного оборудования портовых акваторий находятся в ведении администрации портов, принадлежащих Министерству морского флота или Министерству рыбного хозяйства, а на трассе Северного морского пути -- в ведении Гидрографического предприятия Министерства морского флота.

Учитывая большую важность бесперебойного действия всех средств навигационного оборудования, за многие годы выработались принципы его надежного контроля и обслуживания, даже тех его объектов, которые действуют в автоматическом режиме. Для этого участки и районы гидрографической службы флота имеют соответствующие транспортные и ремонтные средства, запасные части и приборы, а также соответствующих специалистов.

Подробное описание СНО дается в издаваемых Главным управлением навигации и океанографии специальных руководствах -- Огни и знаки. Аналогичные руководства на иностранные воды называются Огни. Описание радиотехнических СНО публикуется в руководствах -- Радиотехнические средства навигационного оборудования (РТСНО).

На навигационных морских картах условными знаками наносятся все СНО и приводятся сокращенные данные об их характере и характеристиках.

Основное назначение любого стационарного и плавучего навигационного оборудования -- обеспечить навигационную безопасность плавания кораблей и судов даже с самым минимальным набором судовых навигационных приборов. Поэтому все обнаруживаемые неисправности СНО (изменение цвета, характера и характеристики огня, положения на местности, механические повреждения или разрушения стационарных сооружений) должны отмечаться в вахтенном журнале и в зависимости от обстановки об этом должно сообщаться по команде или в подразделения гидрографической службы флота.

3. Структура и классификация туманов

Туманы

Скопление в воздухе мельчайших продуктов конденсации водяного пара (при температуре воздуха выше -10° это мельчайшие капельки воды, при -10...-15° - смесь капелек воды и кристалликов льда, при температуре ниже -15° - кристаллики льда, сверкающие в солнечных лучах или в свете луны и фонарей). Относительная влажность воздуха при туманах обычно близка к 100% (по крайней мере, превышает 85-90%). Однако в сильные морозы (-30° и ниже) в населённых пунктах, на железнодорожных станциях и аэродромах туманы могут наблюдаться при любой относительной влажности воздуха (даже менее 50%) - за счёт конденсации водяного пара, образующегося при сгорании топлива (в двигателях, печах и т.п.) и выбрасываемого в атмосферу через выхлопные трубы и дымоходы. Непрерывная продолжительность туманов составляет обычно от нескольких часов (а иногда полчаса-час) до нескольких суток, особенно в холодный период года.

Дымка

Сильно разреженный туман - сплошное более-менее однородное серое или голубоватое помутнение атмосферы с горизонтальной дальностью видимости (на уровне глаз стоящего на земле наблюдателя, то есть около 2 м над поверхностью земли) от 1 до 9 км. Может наблюдаться перед туманом или после него, а чаще как самостоятельное явление. Нередко наблюдается во время осадков, особенно жидких и смешанных (дождя, мороси, дождя со снегом и т.п.) вследствие увлажения воздуха в приземном слое атмосферы за счёт частичного испарения выпадающих осадков.
Не следует путать дымку с ухудшением горизонтальной дальности видимости из-за пыли, дыма и т.п. В отличие от этих явлений, относительная влажность воздуха при дымке превышает 85-90%.

Поземный туман

Туман, низко стелящийся над земной поверхностью (или водоёмом) сплошным тонким слоем или в виде отдельных клочьев, так что в слое тумана горизонтальная видимость составляет менее 1000 м, а на уровне 2 м - превышает 1000 м (обычно составляет, как при дымке, от 1 до 9 км, а иногда 10 км и более). Наблюдается, как правило, в вечерние, ночные и утренние часы. Отдельно отмечается поземный ледяной туман - наблюдаемый при температуре воздуха ниже -10...-15° и состоящий из кристалликов льда, сверкающих в солнечных лучах или в свете луны и фонарей.

Просвечивающий туман

Туман с горизонтальной видимостью на уровне 2 м менее 1000 м (обычно она составляет несколько сотен метров, а в ряде случаев снижается даже до нескольких десятков метров), слабо развитый по вертикали, так что возможно определить состояние неба (количество и форму облаков). Чаще наблюдается вечером, ночью и утром, но может наблюдаться и днём, особенно в холодное полугодие при повышении температуры воздуха. ЖУРНАЛ. Отдельно отмечается просвечивающий ледяной туман - наблюдаемый при температуре воздуха ниже -10...-15° и состоящий из кристалликов льда, сверкающих в солнечных лучах или в свете луны и фонарей.

Туман

Сплошной туман с горизонтальной видимостью на уровне 2 м менее 1000 м (обычно она составляет несколько сотен метров, а в ряде случаев снижается даже до нескольких десятков метров), достаточно развитый по вертикали, так что невозможно определить состояние неба (количество и форму облаков). Чаще наблюдается вечером, ночью и утром, но может наблюдаться и днём, особенно в холодное полугодие при повышении температуры воздуха.

Отдельно отмечается ледяной туман - наблюдаемый при температуре воздуха ниже -10...-15° и состоящий из кристалликов льда, сверкающих в солнечных лучах или в свете луны и фонарей.

Характеристики туманов

Показатель водность тумана используется для характеризации туманов, он обозначает общую массу водяных капелек в единице объёма тумана. Водность туманов обычно не превышает 0,05--0,1 г/мі, но в отдельных плотных туманах может достигать 1--1,5 г/мі.

Кроме водности на прозрачность тумана влияет размер частиц его образующих. Радиус капель тумана обычно колеблется от 1 до 60 мкм. Большинство же капель имеет радиус 5--15 мкм при положительной температуре воздуха и 2-5 мкм при отрицательной температуре.

Относительная влажность воздуха при туманах обычно близка к 100 % (по крайней мере, превышает 85-90 %). Однако в сильные морозы (-30° и ниже) в населённых пунктах, на железнодорожных станциях и аэродромах туманы могут наблюдаться при любой относительной влажности воздуха (даже менее 50 %) -- за счёт конденсации водяного пара, образующегося при сгорании топлива (в двигателях, печах и т. п.) и выбрасываемого в атмосферу через выхлопные трубы и дымоходы. Непрерывная продолжительность туманов составляет обычно от нескольких часов (а иногда полчаса-час) до нескольких суток, особенно в холодный период года.

Классификация

По способу возникновения туманы делятся на два вида:

· Туманы охлаждения -- образуются из-за конденсации водяного пара при охлаждении воздуха ниже точки росы.

· Туманы испарения -- являются испарениями с более тёплой испаряющей поверхности в холодный воздух над водоёмами и влажными участками суши.

Кроме того туманы различаются по синоптическим условиям образования:

· Внутримассовые -- формирующиеся в однородных воздушных массах.

· Фронтальные -- образующиеся на границах атмосферных фронтов.

· Дымка -- очень слабый туман. При дымке дальность видимости составляет несколько километров. В практике метеорологического прогнозирования считается: дымка -- видимость более/равна 1000 м, но менее 10 км, а туман -- видимость менее 1000 м. Сильным туман считается при видимости менее или равной 500 м.

· Внутримассовые туманы - преобладают в природе, как правило они являются туманами охлаждения. Их также принято разделять на несколько типов:

· Радиационные туманы - туманы, которые появляются в результате радиационного охлаждения земной поверхности и массы влажного приземного воздуха до точки росы. Обычно радиационный туман возникает ночью в условиях антициклона при безоблачной погоде и лёгком бризе. Часто радиационный туман возникает в условиях температурной инверсии, препятствующей подъёму воздушной массы. После восхода солнца радиационные туманы обычно быстро рассеиваются. Однако в холодное время года в устойчивых антициклонах они могут сохраняться и днём, иногда много суток подряд. В промышленных районах может возникнуть крайняя форма радиационного тумана -- смог.

· Адвективные туманы - образуются вследствие охлаждения тёплого влажного воздуха при его движении над более холодной поверхностью суши или воды. Их интенсивность зависит от разности температур между воздухом и подстилающей поверхностью и от влагосодержания воздуха. Эти туманы могут развиваться как над морем, так и над сушей и охватывать огромные пространства, в отдельных случаях до сотен тысяч кмІ. Адвективные туманы обычно бывают при пасмурной погоде и чаще всего в тёплых секторах циклонов. Адвективные туманы более устойчивы, чем радиационные, и часто не рассеиваются днём.

· Морской туман - адвективный туман, возникший над морем в ходе переноса холодного воздуха на тёплую воду. Этот туман является туманом испарения. Туманы такого типа часты, например, в Арктике, когда воздух попадает с ледового покрова на открытую поверхность моря.

· Фронтальные туманы - образуются вблизи атмосферных фронтов и перемещаются вместе с ними. Насыщение воздуха водяным паром происходит вследствие испарения осадков, выпадающих в зоне фронта. Некоторую роль в усилении туманов перед фронтами играет наблюдающееся здесь падение атмосферного давления, которое создаёт небольшое адиабатическое понижение температуры воздуха.

· Сухие туманы - также относятся так называемые сухие туманы (помоха, мгла), в этих туманах частицами является не вода, а дым, копоть, пыль и так далее. Наиболее частой причиной сухих туманов является дым лесных, торфяных или степных пожаров, или степная лессовая или песчаная пыль, поднимаемые и переносимые ветром иногда на значительные расстояния, а также выбросы промышленных предприятий.

· Не редка и переходная ступень между сухими и влажными туманами -- такие туманы состоят из водяных частиц вместе с достаточно большими массами пыли, дыма и копоти. Это -- так называемые грязные, городские туманы, являющиеся следствием присутствия в воздухе больших городов массы твердых частиц, выбрасываемых при топке дымовыми, а еще в большей степени -- фабричными трубами.

4. Задача

Из точки с координатами ц1 =26°48,4' S ; л1= 34°44,8`E судно следовало переменными курсами и было подвержено дрейфу от NNW ветра и течению Кт = 241° Vт = 3,7 узла в течение 47 часов 51 минут, причем плавание совершалось так:

Рассчитать счислимые координаты ц2, л2, ГенК и ГенS.

Решение:

1. Расчет ГенДц и Генщ (табл. 24 МТ-75)

ГенДц= 57=0°57,0' кN; Генщ = -319.6=5°19,6ґ кW

2. Расчет средней широты

ц1=- 26°48,4' S

+1/2ГенДц = 0°28,5` к N

цср= 25є19.9` S

3. Расчет Ген Дл

Ген Дл = ОТШ / cosцср = -319.6/ cos 25°19.9ґ = -319.6 / cos25.3° = 353.5 кW

4. Расчет ГенK

(arctgГенK=щ/Дц) =arctg(-319.6/57)=79.88°

5. Расчет ГенS

ГенS = ГенРШ / cos Ген К = 57 / cos 79.88° = 324.4 мили

ГенS=324,4 миль

6. Расчет ц2 ил2

ц1 =26°48.4' S л1 = 34°44.8' Е

+Ген Дц = 0 °57.0' кN +Ген Дл = -5°53'5 кW

ц2 = 25°51.4' (S) л2 = 28°51.3' (Е)

Ответ: ц2 = 25°51.4' N; л2= 28°51.3' Е

ГенК = 79,88°NW; Ген S = 324.4 мили

5. Рассчитать расстояние по локсодромии, ортодромии и относительную разность между ними по маршруту

навигационный судно локсодромия маршрут

Из порта Порт-Стенли ц1=51°42,2`S л1=57°27,6`W до Гибралтарского пролива ц2=35°06,2`N л 2=10°07,1`E

Решение:

1. Расчёт исходных данных, л 2= 10°07,1`E ц2= 35°06,2`N МЧ2= 2238,6 л1= -57°27,6`W ц1=-51°42,2`S МЧ1= -3618,3 Дл= 67°34,7`к E Дц= 86°48,4`к N РМЧ= 5856,9 (4054,7`) (5208,4`)

2. Расчёт локсодромического курса

arctg K=Дл/РМЧ

К= arctg (4054,7 / 5856.9) = 34.6

3. Расчет расстояния по локсодромии

Sлок=Дц*secКлок

Sлок = Дц / cos K = 5208.4 / cos 34.6= 6327.5 мили

4. Расчёт расстояния по ортодромии

Sорт. = arcos(sin ц1* sin ц2 + cos ц1* cos ц2* cos(л 2- л 1) = arcos(sin 51.7* sin 35.1 + cos 51.7* cos 35.1* cos(10.1-57.5)= 90,273 * 60 = 5416,4 мили.

5. ДS=(5403,1-5416,4) / 5403,1*100%= - 0,25%

Ответ: Sлок=1970 миль, Sорт=1958 миль, ДS= - 0,25

6. Определить величину средней квадратической погрешности обсервованного места судна М0 по двум горизонтальным углам, если

Ь= 72°; в= 55°;

расстояния между ориентирами а1 = 57 кбт; а2 = 92 кбт;

расстояния до ориентиров D1 = 64 кбт; D2 = 77 кбт; Dз = 89 кбт;

угол при среднем ориентире щ = 151°;

средняя квадратическая погрешность измерения углов: mу = 0,4°.

Решение:

M0=**=0,72 кбт = 133 м

Ответ: М0=0,72кбт = 133 м.

7. Определить величину средней квадратической погрешности обсервованного места судна Мо по двум пеленгам

угол между пеленгами И = 34°;

расстояния до ориентиров D1= 74 кбт; D2 = 109 кбт;

средняя квадратическая погрешность измерения пеленгов mп = 2,3°.

Решение:

М0 = *= * = 3,4 кбт = 630 м

Ответ: М0 = 3,4 кбт = 630 м.

Размещено на Allbest.ru