Учебник по навигации возможно

Вид материала

Содержание

Определение места по видимым с корабля ориентирам
U1 = (u'1 + u''1) / 2, u2 = (u'2 + u''2) / 2 (246)
7. Запись в навигационном журнале делается в строгом соответствии с Правилами его ведения, изложенными в начале журнала.
Ос = (ос'ос'') / 2.

Подобный материал:

1 ... 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Определение места по видимым с корабля ориентирам

Глава 12

§ 75. Организация работы штурмана при определении места корабля

Определение места корабля наряду со счислением является одной из основных составных частей практического осуществления кораблевождения. От того, насколько часто и как точно определяется место корабля, подчас зависит безопасность плавания и успешность выполнения кораблем поставленной задачи. При этом существенное значение имеет правильная организация работы штурмана и подчиненного личного состава, в первую очередь—организация измерений, записи и обработки их результатов. Эта организация может меняться в зависимости от выбранного способа определения места корабля и условий обстановки, но в общем случае должна включать в себя следующие основные действия.

1. Выбор способа определения места корабля, который наряду с точностью, обеспечивающей в данных условиях выполнение кораблем стоящих перед ним задач, был бы достаточно надежным, простым и удобным, не требовал бы излишне сложных измерений и вычислений.

2. Приготовление приборов и инструментов, с помощью которых должны производиться измерения, определение их поправок, если они не были определены раньше или могли измениться.

3. Выбор ориентиров, удобных для наблюдений, хорошо заметных на местности и обеспечивающих необходимую точность определения места корабля. При этом следует пользоваться картой, а также указаниями лоции и других пособий для плавания.

4. Опознание ориентиров на местности, что следует осуществлять, пользуясь картой и содержащимися в лоции и, других пособиях для плавания фотографиями, зарисовками, характеристиками огней и сигналов и т. д.

5. Производство измерений. При этом следует проявлять максимум внимания, аккуратности, тщательности, стремясь к наибольшей возможной точности измерений. Чтобы предупредить возникновение грубых ошибок (промахов), каждое измерение надо производить дважды или трижды, обращая особое внимание на правильность и точность отсчета измеряемой величины.
Результаты каждого измерения должны быть немедленно записаны. Записи может делать или сам наблюдатель в записной книжке штурмана (ЗКШ), или его помощник в специальном журнале; в последнем случае результаты измерений сообщаются ему голосом или по каналам внутрикорабельной связи.
Поскольку для определения места нужно измерить не менее двух навигационных параметров, а измерения производятся с движущегося корабля, необходимо предпринимать специальные меры к тому, чтобы перемещение корабля за время измерений не вызвало существенного понижения точности определяемого места. Это может осуществляться следующими способами:
а) одновременное измерение двух (трех) навигационных параметров несколькими наблюдателями. Этот способ неприменим, если измерения могут выполняться лишь одним прибором или только одним наблюдателем;
б) измерение нескольких навигационных параметров поочередно в быстрой последовательности одним наблюдателем без последующего приведения наблюдений к одному месту. Этот способ применяется в случаях, когда скорость корабля невелика, измерения могут выполняться быстро, а к точности обсерваций особо высоких требований не предъявляется, т. е. можно пренебречь перемещением корабля за время измерений и считать, что все измерения выполнены из одной точки. Для того чтобы ошибка от неодновременности измерений параметров была минимальной, следует первым измерять навигационный параметр, изменяющийся медленнее, и последним — параметр, изменяющийся быстрее. Так, при определении места корабля по пеленгам первыми надо пеленговать ориентиры, находящиеся поносу или за кормой корабля, а последними—находящиеся близко к его траверзу. Отсчет лага и момент по часам надо записывать одновременно или сразу после выполнения последнего измерения;
в) приведение измеренных значений навигационного параметра к одному моменту. Этот способ основан на предположении, что величины навигационных параметров изменяются при движении корабля пропорционально времени, причем сами измерения выполняются через равные промежутки времени. Если место корабля определяется по двум навигационным параметрам U1 и U2 , то сначала измеряется величина первого из них, потом—второго и затем—опять первого. Время и отсчет лага замечаются в момент измерения второго параметра. При этом принимается, что в момент измерения второго навигационного параметра величина первого была равна

U1 = (U'1 + U''1) / 2 , (245)

где U'1 — первое измерение первого навигационного параметра;
U''1 — повторное измерение этого же параметра.

Если место корабля определяется по трем навигационным параметрам U1, U2 и U3, то сначала измеряется величина первого из них (U'1), за ним — второго (U'2), потом — третьего (U'3), затем — опять второго (U''2) и, наконец, — снова первого (U''1). Время и отсчет лага, соответствующие моменту определения места, замечаются одновременно с измерением третьего навигационного параметра. Величины первого и второго навигационных параметров, приведенные к моменту измерения третьего параметра, рассчитываются по формулам:

U1 = (U'1 + U''1) / 2,

U2 = (U'2 + U''2) / 2 (246)

г) приведение линий положения к одному месту наблюдений. Этот способ изложен в § 72, который будет приведен на сайте позже, возможно. Отсчет лаг и момент по часам при этом должны замечаться при каждом измерении навигационных параметров.

6. Обработка результатов измерений и прокладка места на карте. Измеренные значения навигационных параметров исправляются соответствующими инструментальными и методическими поправками и затем наносятся на карту. В результате на карте получается место корабля, которое обозначается условными знаками в соответствии с Правилами штурманской службы (ПШС № 27).

Нанеся место корабля на карту, все вспомогательные построения следует стереть, оставив лишь небольшие отрезки линий положения близ точки их пересечения. Возле обсервованной точки надписываются дробью: в числителе—момент по часам, в знаменателе—отсчет лага. Затем следует нанести на карту счислимое место, соответствующее моменту обсервации, показать невязку, снять ее направление и величину (направление невязки считается всегда от счислимой точки к обсервованной).

7. Запись в навигационном журнале делается в строгом соответствии с Правилами его ведения, изложенными в начале журнала.

8. Оценка точности полученного места осуществляется в соответствии с правилами, изложенными в § 67—74. Если в результате оценки точности будет установлено, что обсервация доверия не заслуживает и не может быть принята как исходная точка для дальнейшего счисления пути корабля, надо пометить ее на карте вопросительным знаком и сделать соответствующую запись в навигационном журнале.

§ 76. Определение места корабля по двум горизонтальным углам

Сущность способа.
Пусть наблюдатель с помощью секстана одновременно измерил горизонтальный угол  между направлениями на ориентиры А и В и горизонтальный угол  между направлениями на ориентиры В и С (рисунок слева внизу).
Первому из измеренных навигационных параметров, углу  , соответствует своя изолиния — окружность, вмещающая угол , обладающая тем свойством, что в любой ее точке угол между направлениями на ориентиры А и В имеет одну и ту же величину . Аналогично и углу  между направлениями на ориентиры В и С соответствует другая изолиния — окружность, вмещающая угол  и обладающая тем свойством, что в любой ее точке угол между направлениями на эти ориентиры равен величине . Корабль может находиться одновременно и на первой и на второй окружности только в точке их пересечения Мо. Эта точка и будет обсервованным местом корабля.

Для измерения навигационных параметров при определении места по горизонтальным углам применяются навигационные или промерные секстаны, являющиеся инструментами высокой точности. Это позволяет достичь большой точности определения места корабля.
Однако способ не лишен и недостатков. Число измеряемых навигационных параметров (два горизонтальных угла) равно числу неизвестных, «избыточные» измерения отсутствуют, следовательно, нет возможности контроля правильности измерений. Такие грубые ошибки, как промах в опознании ориентира, или ошибка в отсчете измеряемого угла на целое число градусов и т. п., могут оказаться незамеченными. Поэтому правильности опознания ориентиров, тщательности и контролю всех измерений и записей должно уделяться особое внимание.
Для определения места по двум углам надо иметь не менее трех хорошо видимых с корабля ориентиров, что также ограничивает применение этого способа. Если ориентиры не являются точечными, не обладают четкими, резкими очертаниями или нанесены на карту приближенно, точность определения места значительно понижается, способ теряет свое основное преимущество и его применение становится нецелесообразным. Выгоды способа можно полностью использовать, если в видимости корабля находится не менее трех таких точечных, четко очерченных ориентиров, как маяки, тригонометрические знаки, приметные строения и т. д.
К недостаткам определения места по горизонтальным углам относится также некоторая сложность измерений ночью (по огням), и особенно при слабой натренированности наблюдателя в пользовании секстаном.

Приступая к определению места по двум горизонтальным углам, надо иметь в виду, что иногда, хотя корабль и находится близко от ориентиров и они хорошо видны, определение места все же оказывается невозможным. Такая обстановка приводит к так называемому случаю неопределенности. Она возникает, если корабль находится на окружности, проходящей через все три избранных для наблюдений ориентира (рисунок внизу слева). Действительно, в какой бы точке М (М1, М2, ...) этой окружности ни находился корабль, угол между направлениями на ориентиры А и В с него будет равен измеренному значению ; угол между направлениями на ориентиры В и С — измеренному значению . Изолиния (окружность), соответствующая измеренному значению угла , и окружность, вмещающая угол , совпадают. Измеренным значениям угла  и угла  соответствует не одна единственная (обсервованная) точка, а бесчисленное множество точек, которые лежат на одной окружности, называемой окружностью неопределенности. Определение места оказывается невозможным. Если даже корабль и не находится непосредственно на окружности неопределенности, а лишь близ нее, все равно определение места по двум углам нецелесообразно,, его точность будет весьма низкой.

Чтобы избежать случая неопределенности, следует, наметив ориентиры для определения места корабля, провести на карте (хотя бы на глаз) проходящую через них окружность. Если счислимое место корабля в намеченный момент измерений окажется на окружности или близ нее, то следует выбрать для определения места другие ориентиры или определять место другим способом. Полезно также знать признаки, при наличии которых случай неопределенности невозможен:
— ориентиры А, В, С расположены на одной прямой;
— корабль находится внутри треугольника, вершинами которого являются наблюдаемые ориентиры Л, В. С;
— средний ориентир находится ближе к кораблю, чем любой из двух крайних;
— все три ориентира расположены примерно в одинаковых расстояниях от корабля.

Выбирая ориентиры, надо, кроме того, учитывать, что, если один или оба измеряемых смежных угла невелики, точность обсервации будет невысокой. Но и слишком больших величин углов (превышающих 110 — 120°) следует избегать, так как их измерение будет затруднено. В случаях когда ошибка обсервации не должна превышать заданного предела, выбор ориентиров производится на основе оценки точности определения места данным способом. Для измерения горизонтальных углов обычно применяют навигационный или промерный секстан. Последний легче навигационного и не имеет астрономической трубы.
Перед измерениями необходимо определить поправку индекса секстана. Если она превышает 1', то ее надо уменьшить. Поправку индекса, не превышающую 0,5 — 1', при измерении горизонтальных углов можно не учитывать.
Для измерения горизонтального угла надо, удерживая секстан так, чтобы плоскость лимба была горизонтальна, навести зрительную трубу, на левый ориентир; сжав ручки алидады (выведя бесконечный винт из сцепления с зубчатой, рейкой), вращением её добиться появления правого ориентира в поле зрения трубы. Затем, отпустив ручки алидады и вращая отсчетный барабан, точно совместить изображения ориентиров, после чего снять отсчет секстана: число градусов — по лимбу, число минут — по отсчетному барабану.
Исключение ошибок, возникающих вследствие перемещения корабля, достигается одновременным измерением обоих углов двумя наблюдателями (у каждого — по секстану).
Если к точности обсерваций высоких требований не предъявляется, измерения может выполнять один наблюдатель. Исключение ошибки за счет движения корабля в этом случае следует производить приведением измеренных углов к одному моменту. Для этого сначала измеряется первый угол ОС', затем второй ОС после чего снова первый ОС''
Отсчет первого угла, приведенный к моменту измерения второго угла, рассчитывается по формуле

^ ОС = (ОС'ОС'') / 2.

Отсчет лага и время по часам замечаются в момент измерения второго угла.

Произведя измерения, надлежит исправить отсчеты секстана инструментальной поправкой: суммой поправки индекса i и поправки s, выбираемой из формуляра секстана (если эта поправка превышает 1,0').

При большой высоте одного из ориентиров плоскость лимба во время измерения угла будет наклонена к плоскости истинного горизонта. Чтобы это не привело к ошибке определения места корабля, на карте надо прокладывать не измеренные углы, а их проекции на горизонтальную плоскость. Это достигается приведением измеренных углов к горизонту (см. ПГС № 8) *.
В дальнейшем для простоты будем называть исправленные инструментальной поправкой и приведенные к горизонту значения углов «измеренными углами».

Способы нанесения обсервованного места на карту.

С помощью протрактора. Необходимым условием возможности применения протрактора является определение места по наблюдениям двух смежных углов, т. е. такой выбор ориентиров, чтобы один из них (средний) был общим для обоих измеряемых углов.
Протрактор имеет три линейки: неподвижную (среднюю) и подвижные (левую и правую). Подвижные линейки могут устанавливаться на заданные углы относительно средней линейки. После измерений и исправления углов левую линейку устанавливают на отсчет, равный значению угла, измеренного между левым и средним ориентирами, правую линейку — на отсчет, равный значению угла, измеренного между средним и правым ориентирами. Затем, проверив еще раз правильность установки углов (невнимательность часто приводит к тому, что левый угол устанавливается вместо правого, а правый — вместо левого) и остерегаясь касаться отсчетных барабанов, чтобы не сбить установки линеек, наложить протрактор на карту так, чтобы скошенные срезы боковых линеек проходили через изображения соответствующих ориентиров. Затем следует передвигать протрактор по карте таким образом, чтобы это совмещение не нарушалось и одновременно скошенный срез средней линейки прошел через центр изображения среднего ориентира. Когда скошенные срезы всех трех линеек пройдут через изображения соответствующих ориентиров на карте, центр круга протрактора, являющийся общей вершиной установленных на нем углов, будет фиксировать обсервованное место корабля. Это место отмечается на карте уколом острия фиксатора протрактора или карандаша через вырез в пластинке центрального цилиндра протрактора. Для контроля надо сдвинуть протрактор, произвести совмещение еще раз и убедиться, что полученная при этом точка практически совпадает с полученной при первом совмещении.

С помощью листа прозрачной бумаги (кальки). При отсутствии протрактора можно воспользоваться прозрачной бумагой (калькой), на которой в произвольной точке строятся измеренные углы  и . Наложив кальку на карту совершенно так же, как и пря пользовании протрактором, добиваются, чтобы стороны построенных на кальке углов проходили через изображения соответствующих ориентиров. Сделав накол через кальку в точке, являющейся общей вершиной углов, помечают ее как обсервованное место корабля. Поскольку углы на кальке приходится прокладывать с помощью транспортира и параллельной линейки, т. е. приборов значительно менее точных, чем протрактор, точность этого способа является меньшей, нежели при пользовании протрактором.

Построение изолиний — окружностей, вмещающих измеренные углы. Если применять этот способ для прокладки небольшого числа мест, то он оказывается более трудоемким по сравнению со способами с использованием протрактора и кальки и преимуществ перед ними не имеет. Способ построения изолиний применяется главным образом для построения гониометрических сеток, когда возникает необходимость выполнять одно за другим часто и много определений места корабля по одним и тем же ориентирам, например, при проходе узкостей, при тралении, гидрографических работах и т. д. При пользовании гониометрическими сетками отпадает ограничение, налагаемое применением протрактора: место корабля не обязательно определять по смежным углам. Это позволяет значительно расширить выбор ориентиров как для повышения точности определения места корабля, так и для удобства измерений.
Наиболее простой способ построения вмещающих измеряемые углы окружностей заключается в следующем. Ориентиры, углы между которыми будут измеряться, соединяются прямыми линиями. К середине каждой линии базы (точка К на рисунке внизу слева) восстанавливаются перпендикуляры, которые являются геометрическими местами центров окружностей, проходящих через соответствующие пары ориентиров.
Чтобы найти центр окружности измеренного угла  , нужно при ориентирах, между которыми измерялся угол , от линии базы отложить углы 90°— . Стороны этих углов пересекутся точно на перпендикуляре к линии базы и отметят центр окружности, вмещающей угол 
Дуги окружностей на карте проводят через 10, 5, 2, 1º, 30' и т. д. в зависимости от необходимости. При этом дуги окружностей, вмещающих измеренные углы между разными парами ориентиров, наносятся на карту разными цветами, что облегчает работу штурмана.
Для повышения точности нанесения центра вмещающей окружности и для контроля графических построений целесообразно вычислять отстояние h этого центра от линии базы, пользуясь формулой

h = 1/2 d ctg  (247) где d = АВ — длина базы.

Радиус вмещающей окружности может быть вычислен по формуле

г = 1/2 d cosec  (248)

Если центры вмещающих окружностей или один из ориентиров на карте не помещаются, а также в случаях, когда к точности обсерваций предъявляются повышенные требования, построение гониометрических сеток производится более точными, но в то же время и более сложными приемами, описанным, например, в Курсе кораблевождения. Перед тем как пользоваться гониометрической сеткой, ее надо проверить — убедиться, что в проведении вмещающих окружностей не допущено ошибок, превышающих 0,5—1,0 мм.
Чтобы нанести на гониометрическую сетку точку (место корабля), надо провести карандашом между основными линиями добавочные изолинии, соответствующие измеренным значениям углов. Это осуществляется или глазомерной интерполяцией между изолиниями гониометрической сетки, или с помощью специальной интерполяционной палетки. Другие способы нанесения места на карту не дают преимуществ ни в быстроте, ни в точности, ни в удобстве, поэтому на практике не применяются.
Запись в навигационном журнале выполняется на правой странице и выглядит следующим образом:

ол = 63,7; м-к Грозный 36º35,4'; - зн. Неприступный 58º17,7', - Приметный; i + s = - 1,5'. с = 301º - 1,3 мили.