Анализ навигационного обеспечения плавания судна по маршруту: Порт Генуя - Порт Рига
Дипломная работа - Геодезия и Геология
Другие дипломы по предмету Геодезия и Геология
p>
Такой обобщенный подход позволяет упростить практических задач по обеспечению навигационной безопасности плавания уже на этапе планирования рейса с использованием таблиц Раздела IV Мореходных таблиц МТ-2000.
Российские национальные требования к точности судовождения
При плавании в стесненных районах, в узкостях, по системам разделения движения (СРД), а также по каналам и фарватерам требования к точности судовождения повышены и более детальны, чем требования ИМО.
Для этих условий плавания Международная ассоциация маячных служб (МАМС) совместно с Международной гидрографической организацией предложила повышенные и более детальные нормы точности плавания судов.
Россия традиционно принимает активное участие в разработке международных стандартов точности судовождения и российские национальные нормы в этой области полностью соответствуют международным. Отечественные нормативы точности приведены в Инструкции по навигационному оборудованию (ИНО) (табл. 4.1).
На основании рекомендаций МАМС отраслевое Наставление по штурманской службе на судах МРФ требует придерживаться точностей места судна и частоты обсерваций в зависимости от ширины полосы следования. При этом точность определения места и частота обсерваций должны обеспечить РБП не менее:
,997 - в каналах с Н ? 100 метров;
,993 - на фарватерах с Н ? 250 метров;
,950 - на фарватерах, в полосе с Н > 0,2 мили
Отечественные нормативы точности судовождения
Перевод известных радиальных средних квадратических погрешностей места судна М в радиальные погрешности RР заданной вероятности Рзад производится по формуле:
RР = Мkр,
где kр - коэффициент, выбираемый из табл. 4.14 МТ-2000.
Оценка точности обсерваций
Точность спутниковых навигационных систем. На современных судах основным и наиболее распространенным способом определения места является использование американской спутниковой системы GPS Navstar (далее GPS) и российской спутниковой системы ГЛОНАСС.
Судоводителями наиболее часто используется услуга стандартного определения места SPS (Standard Positioning Service), официально предоставляемая правительством США пользователям GPS бесплатно до 2110 года. Для точек земной поверхности в широтах ? = 55оNтАж 55oS, точность SPS в горизонтальной плоскости оценивается радиальной средней квадратической погрешностью (СКП) Мо = 58 м.
Эти стандартные параметры точности определены для наблюдаемого созвездия из 4-х спутников при их возвышении над горизонтом в 5 градусов. Максимальная точность обсервации достигается, когда один из спутников находится в зените, а три остальных спутника располагаются равномерно по азимуту вблизи горизонта. Основными источниками погрешностей определяемых координат судов являются собственные шумы приемной аппаратуры, погрешности измерения времени и раiета эфемерид, влияние атмоiеры, а также влияние режима снижения точности SA (режим избирательного доступа - Selective Availability), вводимого правительством США. В зависимости от местоположения судна или времени суток реальная точность GPS может изменяться.
Как правило, приёмник GPS вычисляет координаты судна по наблюдениям более чем четырех спутников. В полночь на 1 мая 2000 года согласно директиве президента США Б.Клинтона режим снижения точности SA был отключен. Однако президент США сохранил за собой право снижать точность сигналов GPS без предупреждения (включать режим снижения точности) в случае угрозы национальной безопасности.
В этих условиях фактическая точность (UERE - User Equivalent Range Error) обсерваций по GPS с использованием услуги SPS значительно выше и составляет Мо = 15 м.
Использование GPS в дифференциальном режиме, при котором в обсервованные координаты автоматически вводятся поправки, принимаемые от контрольных станций, позволяет судоводителям постоянно получать горизонтальную точность с СКП Мо ? 5 м в водах Европы и Мо ? 3 м в водах Северной Америки.
Потенциальные возможности российской системы ГЛОНАСС не реализованы из-за неполноты космического сегмента системы, так как на орбитах количество спутников пока менее необходимых 24-х. Вместе с тем наклонение плоскостей орбит спутников к плоскости экватора составляет 64,5о, поэтому рабочая зона ГЛОНАСС шире, чем у GPS. Предпочтительным является совместное использование ГЛОНАСС и GPS, как объединенной системы, получившей наименование ГНСС (глобальная навигационная спутниковая система). ГНСС позволяет, как повысить точность обсерваций за iет увеличения количества одновременно наблюдаемых спутников, так и расширить рабочую зону этой системы.
Точность обсерваций по 2-м и 3-м компасным пеленгам. Радиальная средняя квадратическая погрешность определения места по компасным пеленгам двух навигационных ориентиров оценивается известным выражением
,
где ? - угол пересечения пеленгов, r - коэффициент корреляции, mлп1 и mлп2 - СКП линий положения.
В свою очередь при измерении пеленгов
,
где mп - СКП истинного пеленга, Д - дистанция до ориентира.
При независимых навигационных параметрах, когда r = 0, или при взаимно перпендикулярных линиях положения, когда ? = 90о, третье слагаемое под корнем обращается в ноль, поэтому
.
Анализ этих формул приводит к общему выводу, что точность обсервации по двум пеленгам зависит:
от точности пеленгов - чем меньше погрешности измерения и обработки пеленгов, тем точнее место;
от угла пересечения пеленгов - чем ближе этот угол к прямому, тем точнее место;