ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА СУДНА

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА СУДНА - Установление фак тич. места судна по наблюдениям берег, ориентиров визуально или с помощью радиолокаторов, по небесным светилам, по пеленгам радиомаяков, с помощью наземных радионавиг. систем или по спутниковым радионавиг. системам (РНС) с последующей прокладкой на мор. навиг. карте для контроля счисления. О. м. с. по береговым ориентирам осуществляется по их пеленгам, наблюдаемым по суд. компасу. Один пеленг дает одну линию положения, а 2 (или лучше 3) пеленга берег, объектов, нанесенные на карту, дают местоположение судна, a в момент пеленгования и возможность проверки принятой поправки компаса. Если 3 пеленга пересекаются в точке, то поправка компаса верна, треугольник в пересечении пеленгов свидетельствует об ошибке. Один, взятый визуально по компасу, пеленг маяка или др. объекта и определенная с помощью радиолокатора дистанция до него дают возможность достаточно точно определить место судна. Два расстояния, нанесенных на карту, позволяют определить место судна без ошибок в поправке компаса и в пеленгах. Два гориз. угла, измеренных между 2 объектами с помощью секстана, также позволяют определить место судна без ошибок в поправке компаса. Место судна, определ. по наблюдению берег, объектов, обозначается на карте кружком. Возможны и комбинации визуальных способов О. м. с., напр, пеленг и гориз. угол, 3 дистанции, 2 разноврем. пеленга одного и того же предмета и фиксирование пройденного по данному курсу расстояния (крюйс-пеленг). В последнем случае место судна обозначается треугольником. Радиолок. методы О. м. с. аналогичны визуальным — пеленг и дистанция или их комбинации дают возможность определить место судна. При радиолок. методах О. м. с. кроме ошибок компаса, по к-рому стабилизируется радиолок. изображение, накладываются ошибки РЛС. Еще большее значение имеет точность опознавания берег, ориентиров, по к-рым ведется О. м. с., особенно в условиях разл. помех (волнение, осадки, ложные эхосигналы и пр.), затрудняющих наблюдение и выделение полезных эхо-сигналов. О. м. с. по небесным светилам сводится к определению высоты звезд, Солнца или планет над видимым горизонтом наблюдателя с одноврем. точной фиксацией момента наблюдения высоты светила по суд. (или гринвичскому) времени. В дополнение к этим данным на момент наблюдения из Мор. астрон. ежегодника выбирают склонение 6 и гринвичский часовой угол светила trp. Перечисленных данных, как это показывает мореходная астрономия, достаточно для определения широты места наблюдателя при заданной долготе К и, наоборот, долготы при заданной широте ф. Зависимость между сферич. координатами светила и географическими координатами места наблюдателя определяется формулой sin h = = sin ф sin б + cos ф cos 6 cos(/rp — ^) • Приведенной формулой и раздельным определением широты или долготы пользовались до сер. XIX в. При этом для уменьшения влияния ошибок в определяемой широте светило наблюдали около меридиана наблюдателя (вблизи кульминации), а долготу определяли, когда светило находилось вблизи первого вертикала. В настоящее время О. м. с. ведется по линиям равных высот. Если измерить высоту к. -л. светила и в этот момент заметить гринвичское время наблюдения, то можно найти геометрич. место точек на Земле, из к-рых это светило будет видно под одной и той же высотой. Если получ. точки нанести на навиг. карту, то получится изображение круга равных высот. Для О. м. с. достаточно провести отрезки (или касательные) круга равных высот. Наблюдая высоты 2 светил, можно получить 2 круга равных высот, в точке их пересечения (или пересечения касательных) и будет находиться судно. Двойственность решения исключается знанием счислимого места судна. Для облегчения штурманских расчетов по изв. координатам наиб, ярких звезд на карты в меркаторской проекции наносят сетку кругов равных высот для 2 или 3 звезд. Такая сист. дуг и кругов (астрографик) позволяет быстро графич. путем получить координаты места судна. Наиб, широкое распространение в практике соврем, мореплавания получил метод прокладки участка круга равных высот (линии положения) от счислимого места судна. В таком случае после наблюдения высоты светила в момент зафиксир. гринвичского времени ведется расчет счислимой высоты светила, как если бы наблюдатель в этот момент находился в счислимых координатах. Одноврем. ведется расчет счислимого азимута светила. Получ. данные — разность наблюденной (обсервованной) и счислимой высот светила /in — ft™ и направление на светило дают возможность проложить от счислимого места линию положения (участок круга равных высот). Величину ho — /гсч называют переносом. Наблюденные высоты 2 светил позволяют проложить 2 линии положения и в их пересечении получить место судна. Место судна, определ. астрон. методами, отмечается на карте двойным кружком. О. м. с. по пеленгам радиомаяков производится на судне с помощью радиопеленгатора, позволяющего определить направление на работающий радиомаяк по минимуму его слышимости. Точность О. м. с. по радиопеленгам значительно ниже точности, определенной визуальными методами, т. к. на ошибки компаса накладываются ошибки, присущие радиопеленгатору. Кроме того, существ, ошибки создаются за счет условий прохождения радиоволн в момент пеленгования. На работу радиопеленгатора оказывают влияние электромагн. поля, создаваемые токами высокой частоты, индуцируемыми в корпусе и др. металлич. частях судна. Это влияние оценивается радиодевиацией. Прокладка радиопеленгов на навиг. карте на малых расстояниях производится обычным порядком, а на сред, и длинных расстояниях, когда учитывают кривизну изображений ортодромии и изопеленги, для прокладки используют более сложные методы. О. м. с. по наземным радионавигационным системам (напр., "Декка", "Лоран-А", "Лоран-C", "Омега") обеспечивает значит, повышение точности определений, особенно на больших расстояниях. Соврем. РНС позволяют определить место судна по расстояниям, изменениям расстояний или по разности расстояний. Изолинией, соотв. постоянной разности расстояний, является гипербола, поэтому такие системы называют гиперболическими. В зависимости от способа определения разности расстояний различают импульсные, фазовые и смешанные РНС. Импульсная РНС дальнего действия основана на измерении промежутка времени между моментами прихода на судно 2 коротких импульсов, посылаемых 2 берег, станциями. Одна из этих станций ведущая, а другая — ведомая. Для исключения неопределенности ведомая станция посылает сигнал с постоянным запаздыванием, достаточным для прохождения сигналом длины базы между станциями. Одна пара станций дает одну линию положения (гиперболу), поэтому в импульсной сист. дальнего действия работают 3 станции: ведущая и 2 ведомые. Для быстрого О. м. с. издаются спец. карты с нанесенными на них сетками гипербол, оцифрованные аналогично оцифровке шкал счетчиков времени суд. приемника. Точность О. м. с. составляет 2—5 миль и зависит от расстояния до базы станции. Фазовая РНС (фазовый зонд) основана на измерении разности фаз 2 когерентных колебаний, излучаемых берег, радиостанциями. На судне установлены фазометры. Констр. борт, аппаратуры позволяет исключить многозначность при О. м. с. Точность О. м. с. по этой сист. очень высокая и составляет 40—100 м днем в хороших для наблюдения условиях и понижается ночью и в сумерки. Смешанная импульсно-фазовая РНС основана на измерении промежутка времени между моментами прихода на судно импульсов от ведущей и ведомой станций и на измерении разности фаз высокочастотных колебаний, заполняющих импульс. В этой сист. импульсный метод измерения разности расстояний дает возможность "грубого" О. м. с. и тем самым разрешает многозначность, а фазовый метод измерения разности расстояний позволяет выполнить О. м. с. с высокой степенью точности. Точность О. м. с. в этой сист. на расстояниях 1000—1200 миль составляет 2—2, 5 кбт (370—470 м). Для быстрого О. м. с. изданы спец. карты, упрощающие определение координат места судна. Получ. координаты переносят на мор. карты. Широкое распространение получили приемники, позволяющие определять место судна по спутниковым РНС. Навиг. ИСЗ, двигаясь по заранее вычисленным орбитам и излучая радиосигналы, фактически представляют собой космич. радиомаяки. В торговом мореплавании используются спутниковые РНС доплеровского типа, основанные на измерении доплеровского сдвига частот до навиг. ИСЗ и позволяющие получить разность расстояний до 2 положений одного спутника на орбите. В этих сист. используются быстролетящие ИСЗ на низких полярных или околополярных орбитах (высота полета 1090—1100 км, наклон орбиты к экватору 90 83°, время обращения 107 мин). В состав спутниковой РНС входят берег, станции разл. назначения, созвездия навиг. спутников и суд. приемоиндикаторы (ПИ), За время нахождения ИСЗ в пределах видимости с судна (ок. 1G мин) можно получить от 8 до 40 изолиний, в зависимости от принятого в данном типе ПИ времени интегрирования (2 мин, 1 мин, 30 с или 24 с). Быстротечность изменения ситуации при работе с ИСЗ и большая избыточная информация вынуждают вести обработку только с помощью ЦВМ. Для начала наблюдений нужно в ПИ ввести программу решения задачи и приближ. данные о судне: дату, гринвичское время (с ошибкой не более 14 мин), координаты (с ошибкой не более 60— 100 миль), высоту приемной антенны над поверхностью референц-эллипсоида (выбирается из спец. карты, прилагаемой к каждому ПИ). После пролета ИСЗ координаты места судна выводятся на дисплей или печатающее устройство. Вероятность надежных обсерваций достигает 75 %. О. м. с. по спутниковым РНС возможно с определ. дискретностью, к-рая зависит от широты места судна, кол-ва действующих спутников и на практике колеблется от 16 мин до неск. часов. Потенциальная точность спутниковых РНС доплеровского типа равна 80—100 м для одноканального ПИ и 30—40 м для 2-канальных ПИ. Однако ошибки в скорости судна во время сеанса наблюдения, ошибки в высоте антенны и различие опорных геодезических систем координат позволяют считать практическую точность О. м. с. 150—200 м.