Что такое разность долгот

Географические координаты, разность широт и разность долгот

Положение какой-либо точки на поверхности Земли определяются географическими координатами широтой (Latitude) и долготой (Longitude).. Прямая, проходящая через точку на земной поверхности (точка А рис.4) к центру Земли совпадает с отвесной линией.

Географическая широта (φ) точки (рис.4,а)– это угол с вершиной в центре Земли между отвесной линией, проходящей через данную точку, и плоскость земного экватора. Она измеряется дугой меридиана от экватора до параллели данной точки от 0 о (на экваторе) до 90 о (на полюсе). Если точка находится в северном полушарии, то широте приписывается наименование N, если в южном, то S.

Северная широта имеет условный знак «+», а южная «–»

Географическая долгота (λ) места (рис.4,б)– – это двугранный угол между плоскостями Гринвичского меридиана и меридиана данной точки. Долгота измеряется дугой экватора от Гринвичского меридиана до меридиана точки от 0 о до 180 о в сторону оста или веста. Если точка находится в восточном полушарии, ей присваивается наименование E, а если в западном W

Восточная долгота имеет условный знак «+», а западная – «–».

Полюса являются особыми точками, где долгота не определена.

Широта и долгота измеряются в градусах, минутах и их долях.

Для построения карт для районов высоких широт применяется квазигеографическая система координат.

В полярной системе координат место точки на поверхности Земли определяется по направлению и расстоянию относительно исходной точки. Как правило, эта система используется при определении положения судна относительно другого объекта или наоборот.

Если судно находится первоначально в точке А с координатами (φ₁ λ₁) и следует в точку В с координатами (φ₂ λ₂) образуется разность широт и разность долгот(рис.6).

Одна из основных задач мореплавания в целом и навигации в частности заключается в оптимизации путей судов. Обычно предпочтение отдается плаванию по кратчайшему расстоянию.

На эллипсоиде кратчайшим расстоянием является геодезическая линия. Это сложная линия двоякой кривизны рассматривается в курсе высшей геодезии. Процесс ее расчета и прокладки на карте достаточно труден.

На практике решение этой проблемы упрощают, рассматривая кратчайшее расстояния между двумя точками на шаре. При необходимости решения задач на эллипсоиде, пользуются поправками на сферичность Земли из «Мореходных таблиц».

Кратчайшим расстоянием на шаре между двумя точками является дуга большого круга (ДБК), называемая ортодромией (great circle). В переводе с греческого языка ортос – прямой, дромос – проход, бег. Ортодромия пересекает меридианы под разными углами(рис. 7). Поэтому, при плавании по ортодромии приходится постоянно менять курс судна. ДБК достигает максимальной широты в точке V, которая называется вертекс.

Свойства ДБК будут рассматриваться в более позднем курсе, но здесь примем без доказательств свойства ортодромии:

1. Меридиан вертекса является осью симметрии ортодромии, т.е. ортодромия дважды пересекает каждый меридтиан.

2. Если угол между меридианом и ортодромией А, то при А₀ = 90 о (270 о ) ортодромия совпадает с экватором, при А₀ = 0 о (180 о ) ортодромия совпадает с меридианом.

3. Ортодромия пересекает каждый меридиан в одной и той же точке.

4. Ортодромия пересекает все меридианы под различными углами.

Плавание по ортодромии осуществляют на больших трансокеанских переходах.

Для практики мореплавания весьма удобна линия пути, которая пересекает все меридианы под одним и тем же углом. По этой линии можно вести судно не изменяя при этом курса. Такая линия называется локсодромией (loxodromec or Rhumb line). В переводе с греческого языка локсос – косой, дромос – проход, бег. (рис.8)

Так как меридианы не параллельны, то и локсодромия, пересекающая их под равными углами К не прямая линия. Она представляет собой логарифмическую спираль – линию двоякой кривизны, которая стремится к полюсу.

1. При К = 0 о (180 о ) локсодромия совпадает с меридианом;

2. При К= 90 о (270 о ) локсодромия совпадает с параллелью. В частном случае при φ₂= φ₁=0 о локсодромия совпадает с экватором;

3. Локсодромия пересекает каждый меридиан бесчисленное количество раз, но каждый раз в новой широте.

В практике судовождения широко используются и ортодромия и локсодромия. поэтому возникает необходимость перехода от ортодромических направлений к локсодромическим и наоборот.

Угол между ортодромией и локсодромией, проходящими через две заданные точки называется ортодромической поправкой.

На расстоянии до 500 миль можно считать ортодромию и локсодромию расположенными симметрично, и тогда ψ₁ = ψ₂ = ψ.

Если расстояние между точками В₁ и В₂ больше 500 миль, то ψ₁≠ψ₂

В этом случае необходим непосредственный расчет ортодромической поправки как разности направлений локсодромии и ортодромии по формуле:

Для облегчения расчета ортодромической поправки на малых расстояниях расчет производится с помощью Мореходных таблиц.

Из сказанного следует:

1. Из-за сложности геометрии геоида, затрудняющей решение навигационных задач, для решения задач навигации используют эллипсоид вращения – тело, полученное в результате вращения эллипсоида вокруг малой оси.

2. Для картографических и геодезических расчетов в определенных районах земли необходимо иметь эллипсоид, поверхность которого максимально совпадала с поверхностью данного района. Это референц-эллипсоид. Очевидно, что в конкретном районе это будет различный референц-эллипсоид.

3. Для решения специальных навигационных задач, например задач определения места судна с помощью глобальных навигационных систем, применяются специальные, международные референц-элипсоиды WGS-72 и WGS-84.

4. Положение какой-либо точки на поверхности Земли определяются географическими координатами широтой (Latitude) и долготой (Longitude).

5. Разница в координатах двух точек определяется разностью широт и разностью долгот.

Контрольные вопросы к лекции

1. Какова реальная форма Земли?

2. Какие ограничения накладывает нерегулярность поверхности геоида?

3. Что такое земной эллипсоид?

4. Что такое референц-эллипсоид?

5. Что такое земная ось?

6. Что такое географические или истинные полюса?

7. Что такое большой круг?

8. Что такое параллель?

9. Что такое экватор?

10. Что такое географический, или истинный меридиан?

11. Что такое меридиан наблюдателя?

12. Что такое нулевой меридиан?

13. Что такое отвесная линия?

14. Что такоегеографическая широта?

15. Что такоегеографическая долгота?

16. Что такоеразность широт (РШ)?

17. Что такоеразность долгот (РД)?

18. Что такое ортодромия?

Рассмотрено и утверждено на заседании кафедры Судовождения и морской безопасности.

Источник

НАВИГАЦИЯ. ГЛАВА 1. §§2-3. Географическая система координат. Разность широт и разность долгот

§ 2. Географическая система координат

Для определения положения точек на земной поверхности могут применяться различные системы координат: географическая, прямоугольная, полярная и др. Наиболее употребительной является система географических координат.

Малая ось эллипсоида пересекает поверхность последнего в двух точках, которые называются северными и южным полюсами. Плоскости, проходящие через ось вращения Земли, называются плоскостями земных меридианов, которые в сечении с поверхностью Земли образуют большие круги, называемые меридианами.

Плоскость, перпендикулярная земной оси и проходящая через центр эллипсоида, называется плоскостью экватора. Большой круг, образующийся от пересечения этой плоскости с поверхностью эллипсоида, называется земным экватором. Плоскости, параллельные плоскости земного экватора в сечении с поверхностью Земли, образуют малые круги, называемые земными параллелями.

Координатными осями системы географических координат приняты: экватор и один из меридианов, принимаемый за начальный; координатными линиями являются земные параллели и меридианы, а величинами, определяющими положение точек, т. е. координатами, географическая широта и географическая долгота.

Широта

Географической широтой точки на поверхности Земли называется угол между нормалью поверхности эллипсоида в этой точке и плоскостью экватора.

(на рис. 3 для точки М угол МОС)

Если принять форму Земли за шар, то будет верным такое определение широты:

Географическая широта в кораблевождении обозначается греческой буквой φ (фи).

Широта отсчитывается от экватора к полюсам от 0 до 90° и измеряется дугой меридиана от экватора до параллели данной точки.

Широты северного полушария обозначаются буквой N, и считаются положительными. При аналитических расчетах они принимаются со знаком плюс «+».

Широты точек южного полушария, обозначаемые буквой S, считаются отрицательными и им приписывается знак минус «-».

Географическая широта определяет положение параллели, на которой находится определяемая точка.

Долгота

Двугранный угол измеряется сферическим углом при полюсе между начальным меридианом и меридианом определяемой точки или численно равной ему дугой экватора, заключенной между названными меридианами (на рис. 3 для точки М угол АОС).

Соответственно, можно сказать, что:

Географическая долгота измеряется меньшей из дуг экватора между начальным меридианом и меридианом точки.

За начальный меридиан в принципе может приниматься любой земной меридиан. По международному соглашению 1884 г. большинством стран мира за начальный принят меридиан, проходящий через Гринвичскую обсерваторию, расположенную около Лондона.

Счет географических долгот ведется к востоку и западу от Гринвичского меридиана от 0 до 180°.

Географическая долгота в кораблевождении обозначается греческой буквой λ (лямбда).

Долготы точек, находящихся в восточном полушарии, принято считать положительными (знак плюс), западные долготы считаются отрицательными (знак минус). При определении долготы той или иной точки земной поверхности обязательно указывают на ее наименование:

/ Ниже следующая информация этого параграфа к прочтению не обязательна, но интересна и, должно быть, необходима шкиперам, планирующим дальние путешествия./👇🤕

В зависимости от метода вычисления географических координат различают координаты геодезические и астрономические.

В геометрическом определении геодезических координат никакой разницы с общей формулировкой географических координат нет. Места точек, фиксируемых геодезической широтой и геодезической долготой, относятся к математически правильной фигуре—эллипсоиду вращения.

А вот при определении места астрономическими способами наблюдатель имеет дело с линией отвеса, совпадающей с направлением силы тяжести, а не с нормалью к поверхности эллипсоида.

Поэтому в астрономической системе координат

Широта определится как угол между плоскостью экватора и направлением отвеса в данной точке.

Долгота места, определенного астрономическим способом, представляет собой двугранный угол между плоскостью начального меридиана (Гринвичского) и плоскостью астрономического меридиана данной точки.

Астрономический меридиан — это след от сечения земной поверхности плоскостью, проходящей через отвесную линию в данной точке и параллельной оси мира.

Из определения астрономических координат видно, что они в отличие от геодезических координат фиксируют положение точек относительно поверхности действительной фигуры Земли —геоида.

Нормаль к поверхности земного эллипсоида в общем случае не проходит через центр Земли. Вместе с тем при решении астрономических задач, а также ряда специальных задач математической картографии появляется необходимость определять положение точек земной поверхности относительно центра Земли. В этом случае долгота произвольной точки К определится также, как и в географической системе координат, а широта получится как угол между плоскостью экватора и прямой, соединяющей данную точку с центром эллипсоида.Такая широта называется геоцентрической широтой и обозначается φ’

На рисунке №6 видно, что геоцентрическая широта в общем случае меньше географической широты на величину редукции r широты, которая может быть подсчитана по формуле

Для точек, расположенных на экваторе и на полюсе, редукция широты равна нулю. Наибольшего значения (11,5′) редукция достигает в широте 45°.

§ 3. Разность широт и разность долгот

Географические координаты — широта и долгота — однозначно определяют положение конкретной точки земной поверхности.

Переход от одной точки земной поверхности к другой сопровождается изменением их географических координат.

Точки, лежащие на одной параллели, имеют одинаковую широту и разные долготы.

Точки, расположенные на одном меридиане, имеют одну и ту же долготу и различные широты.

В общем случае две точки, не находящиеся на одном меридиане или на одной параллели, имеют разные широты и разные долготы.

В практике кораблевождения часто необходимо знать, как изменились или изменятся географические координаты при переходе из одной точки земной поверхности в другую, и уметь вычислять эти изменения. Величинами, характеризующими изменение географических координат при переходе от одной точки земной поверхности к другой, являются разность широт и разность долгот.

Разностью широт (РШ) двух точек на поверхности Земли называется дуга меридиана, заключенная между параллелями этих точек.

Для вычисления разности широт пользуются формулой

Действительно, на рисунке №7 видно, что изменение широты (РШ) при переходе корабля из точки А в точку Б характеризуется дугой А’Б, численно равной разности дуг меридианов точек прихода Б и отхода А, определяемых соответственно широтами φБ и φА.

Рассчитанной по формуле разности широт приписывается знак плюс, если она совершена к N, и знак минус, если разность широт совершена к S.

Разность широт может изменяться от 0 до ±180°.

Разность долгот (РД), характеризующая изменение долготы, как видно из рисунка, представляет собой центральный угол между меридианами двух точек.

Этот угол измеряется дугой экватора между указанными меридианами. На этом основании

Разностью долгот двух точек на поверхности Земли называется меньшая из дуг экватора, заключенная между меридианами этих точек.

Из этого определения следует, что разность долгот может иметь значения от 0 до ±180°.

С учетом ранее принятых обозначений (для восточной долготы знак плюс и для западной — минус) можно написать формулу для вычисления РД двух точек:

Разность долгот будет иметь знак плюс, если она совершена к Е, и знак минус, если она совершена к W.

Указанное правило имеет следующий геометрический смысл: если меридиан пункта прихода λ 2 располагается восточнее меридиана пункта отхода λ 1, значит, разность долгот сделана к Е и ей приписывается знак плюс. И наоборот, когда меридиан пункта прихода расположен западнее меридиана пункта отхода, разность долгот сделана к W и ей приписывается знак минус.

При решении задачи на расчет РД по формуле может получиться результат, превышающий 180°. В этих случаях для нахождения меньшей из дуг экватора полученный результат следует вычесть из 360° и изменить знак (наименование) его на обратный.

Найти РД двух точек с долготами λ2 = 164°15’Е и λ1 = 147°28’W.

Находим дополнение до 360° и меняем знак:

РД = — 48°17′ = 48°17’к W.

Вычисления РШ и РД по приведенным формулам рекомендуется сопровождать построением чертежа, что, кроме контроля правильности решения, развивает пространственное воображение.

§ 4. Понятие о радиусах кривизны главных сечений в данной точке земного эллипсоида

Я опускаю, так как не желаю Вам той же головной боли, что была испытана мною при его изучении.

Источник

Георгафические координаты на поверхности и сфероида. Разность широт, разность долгот, отшествие.

Георгафические координаты на поверхности и сфероида. Разность широт, разность долгот, отшествие.

Географические координаты—угловые величины: широта и долготаопределяющие положение объектов на земной поверхности и на карте

Широта— угол между отвесной линией в данной точке и плоскостью экватора. Широты изменяются от 0 до 90°; в северном полушарии они называются северными, в южном — южными.

Долгота— двухгранный уголмежду плоскостью начального меридиана и плоскостью меридиана данной точки земной поверхности.

Начальный меридиан называют Гринвичским. Долготы изменяются от О до

180°. Долготы, отсчитываемые на восток от Гринвичского меридиана,

называются восточными, а долготы,. отсчитываемые на запад, — западными.

картографическая сетка образуется на карте линиями параллелей и меридианов. Она используется для целеука-зания и определения географических координат объектов.

Определениегеографических координат объекта по карте производится по ближайшим к нему параллелям и меридианам, широта и долгота которых известна.

Сфера – замкнутая поверхность, геом. место точек в пространстве, равноудалённых от данной точки, называемым центром сферы.

Сфероид – это фигура в 3-х мерном пространстве, образованная при вращении эллипса вокруг одной из его главной полуоси.

Совершая плаваниеиз одной точки А (φ1 λ1—пункт отхода) в точку В (φ;2, λ2 — пункт прихода) судно меняет свою широту и долготу; при этом образуется разность широт и разность долгот.

Разность широт РШ, Δφ – дуга меридиана между точкой отшествия и точкой пришествия. РШ = φ2-φ1, 0-180

Разность долгот РД, Δλ – наименьшая из дуг экватора между точкой отхода и точкой прихода. РД = λ2-λ1, 0-180

Отшествие (Δω) – длина дуги параллели между меридианами двух точек по средней широте и выраженная в морских милях. Δω= Δλcos φср

Локальная прямоугольная система координат. Связь с географическими координатами.

Прямоугольная система координат представляет собой двухмерную плоскость, или сетку. В ее центре находятся две перпендикулярные линии, называемые осями координат. Горизонтальная ось обозначается буквой X, вертикальная — буквой Y, а место их пересечения называется началом координат, или началом отсчета.

Любая точка на данной плоскости может принимать значения координат X и Y. Эти значения определяются в виде расстояния от начала отсчета, где координаты X и Y равны нулю (0,0).

Таким образом, координаты X и Y принимают положительные или отрицательные значения в зависимости от выбранного направления по обеим осям координат.
В трехмерной прямоугольной системе координат появляется еще одна ось, перпендикулярная двум другим осям. Эта ось координат обозначается буквой Z. В итоге получается решетка из точек в форме куба. Любая точка этого кубического пространства имеет три значения, определяющие расстояние до начала отсчета по трем осям координат X, Y и Z.

Кроме того, оси координат попарно образуют двухмерные геометрические плоскости, или сетки. Так, к упоминавшейся выше плоскости XY добавляются еще две плоскости трехмерной системы координат: YZ и ZX.

У каждой трехмерной системы имеется единая, главная система координат, которая является исходной для определения местоположения всех находящихся на системе объектов. Это так называемая глобальная система координат, или система мировых координат. Мы размещаем ее в некоторой точке, и она остается неподвижной всегда.

Вторая – локальная система координат. Она определяет положение объекта в пространстве. Эта система может перемещаться и изменять свое положение в пространстве относительно мировой системы координат. В ней также задаются координаты точек объектов, которая привязана к мировой системе координат.

Исходные данные

Определяемые величины

расстояние между пунктами и начальный азимут направления с точки Q₁ на пункт Q₂ — σ, α₁.

На рисунке синим цветом выделены заданные элементы сферического треугольника, красным цветом неизвестные.

Последовательность решения:

1. преобразовать углы φ₂ и λ₂(координаты точки прихода) в декартовы координаты,

2. развернуть координатные оси вокруг оси Z на угол λ₁,

3. развернуть координатные оси вокруг оси Y на угол (90° − φ₁),

4. преобразовать декартовы координаты в сферические.

Погрешности навигационных измерений, их классификация. Вероятность и частота. Случайные погрешности измерений и их характеристики: математическое ожидание, дисперсия, среднее квадратическое отклонение.

Погрешности измерений могут быть классифицированы по различным признакам.

Оценка точности измерений.

Навигационные функции,

Навигационные параметры

Метод наименьших квадратов.

Дальность видимого горизонта. Дальность видимости предмета: географическая дальность видимости. 2)Дальность видимости огней: оптическая дальность видимости, коэффициент прозрачности атмосферы, номинальная и стандартная дальности видимости огней.

Видимый горизонт
Так как земля изогнута, наблюдателю, находящемуся, например, в море, представляется, что он находится в центре круга, по краям которого небо как бы смыкается с морской поверхностью. Эта окружность и называется видимым горизонтом наблюдателя. На картинке слева видимый горизонт обозначен пунктирной линией. То есть для наблюдателя, находящегося в точке А на высоте h от земли, видимый горизонт будет образован всеми точками касания лучей зрения земной поверхности (угол BCO равен 90 градусов).

Каждый предмет имеет определенную высоту Н поэтому дальность видимости предмета Дп—MR слагается из дальности видимого горизонта наблюдателя Де=Мc и дальности видимого горизонта предмета Дн=RС:

Различают географическую и оптическую дальности видимости.
Географическая дальность видимости — дальность открытия ночью маячного огня, днем башни маяка или знака — зависит от кривизны земли, рефракции атмосферы и высоты огня, башни или знака над уровнем моря (рис. 21). Дальность открытия при высоте глаза наблюдателя, равной 5 м определяется по формуле

где L — дальность открытия в морских милях; Н — высота маяка или знака в метрах над уровнем моря; 2,08 и 4,65 — постоянные коэффициенты.

Рис. 21. Схема дальности видимости: АВ — географическая дальность видимости; АС— оптическая дальность видимости

За счет рефракции дальность открытия увеличивается в среднем на 8%.
Оптическая дальность видимости зависит от световых данных маяка, прозрачности атмосферы и условий наблюдения (от кривизны земли не зависит).

Номинальной дальностью видимости огня называется оптическая дальность видимости при, метеорологической дальности видимости 10 миль, что соответствует коэффициенту прозрачности атмосферы t = 0,74. Номинальная дальность видимости указывается в навигационных пособиях многих зарубежных стран. На отечественных картах и в руководствах для плавания указывается стандартная дальность видимости Стандартной дальностью видимости огня называется оптическая дальность видимости при метеорологической дальности видимости 13,5 миль, что соответствует коэффициенту прозрачности атмосферы t = 0,8.

Аналитическое счисление

Учет перемещения судна можно осуществлять не только графическими построениями на карте, но и путем выполнения расчетов по формулам аналитическим методом.

Аналитическое, или письменное, счисление применяется: при океанских переходах, когда отсутствуют крупномасштабные карты; при решении астрономических задач по определению места судна по Солнцу; во всех случаях, когда по какой-либо причине ведение графического счисления затруднено.

Сущность способа заключается в определении конечных координат судна по известным начальным координатам и их приращениям, рассчитанным по формулам

Выведем зависимость РШ и РД от истинного курса судна и плавания по нему.

Предположим, судно совершило переход из пункта отхода A (φ1, λ1) в пункт прихода В(φ2, λ2) постоянным курсом К, пройдя расстояние S (рис. 57).

Разделим расстояние между пунктами A и B на большое число равных элементарных отрезков ΔS. Через полученные точки проведем меридианы и отрезки параллелей. В результате построения получим равные элементарные прямоугольные треугольники, которые по малости их можем рассматривать как плоские. Для удобства вывода формул Землю примем за шар.

Рассмотрим элементарный прямоугольный треугольник Abc. Гипотенуза тругольника Аb представляет собой отрезок локсодромии ΔS. Катет Aс является отрезком меридиана и представляет собой элементарную разность широт Δφ. Катет cb представляет собой элементарное расстояние по параллели между меридианами точек А и b,называемое элементарным отшест-вием Aw.

На основании формул плоской тригонометрии из треугольника Abc можно выразить катет Ас: Δф = ΔS cos К.

Далее для расчета широты или долготы можно использовать формулы но проще будет использовать таблицы составлена таблица 24 «Разность широт и отшествие» в МТ — 75. Аргументами для входа в таблицу служат ИК и плавание S, выбираются — РШ и ОТШ.

А для отшествия Таблица 25а МТ — 75 составлена по формуле (85) и служит для выбора разности долгот по отшествию и средней широте.

Радионавигационные системы

Для определения места судна в море используются разностно-дальномерные радионавигационные системы (РНС) дальней навигации.

Принцип работы этих РНС заключается в измерении разности расстояний до береговых радиостанций. В зависимости от применяемого способа определения разности расстояний РНС бывают импульсные, фазовые и импульсно-фазовые.

К импульсным и импульсно-фазовым системам относятся: «Лоран-А» и «Лоран-С» (от английского Long Range Novigation).

В настоящее время система «Лоран-А» заменена более высокоточными системами, в частности импульсно-фазовой РНС «Лоран-С».

Береговые станции системы «Лоран-С» объединены в цепочки, которые состоят из одной ведущей и нескольких ведомых станций.

Ведущая станция с каждой из ведомых образует пару станций, излучающих импульсы одинаковой длительности согласованно друг с другом.

Ведомая станция принимает импульсы ведущей и излучает их после некоторой временной задержки. Поэтому в точку приема, находящуюся на неодинаковых расстояниях от излучающих станций, импульсы придут через различные промежутки времени.

Точность определения линии положения с помощью импульсных РНС зависит от взаимного расположения станций и места судна, а также от условий распространения радиоволн и от точности измерения разности времени прихода импульсов.

Судовой приемоиндикатор принимает импульсы данной пары станций и производит измерения разности времени их прихода, а также разности фаз колебаний. 10 действующих цепочек станций РНС «Лоран-С» обслуживают 3/4 поверхности северного полушария Земли.

Судовой приемоиндикатор состоит из приемника и электронно-лучевого индикатора. Электроннолучевой индикатор позволяет выбрать на экране данную пару импульсов и одновременно измерить разность времени их прихода.

По разности времени прихода импульсов на карте отыскивают гиперболу или линию положения, на которой находится судно. Вторая пара станций дает вторую линию положения. Точка пересечения двух линий положения и будет местом судна.

При определении места судна по РНС «Лоран-С» используют радионавигационные карты, На которых нанесены расчётные гиперболические изолинии, или специальные таблицы, с помощью которых на путевой карте можно нанести отрезки гипербол в районе места нахождения судна. Изолинии на карте наносят разными цветами для различных пар станций и отмечают цифрами.

Использования РЛС и САРП(ARPA) в навигации. Принцип действия, эксплуатационные и точностные характеристики, ограничения. Параллельные индексы.

Если сравнить остальные эксплуатационные требования к САРП и РЛС, то можно выделить 4 функции, которые имеются в САРП и которые отсутствуют в требованиях к РЛС:

1. Автоматический захват целей под автосопровождение (п. 3.2.1 Рез. А.823(19).

2. Наличие зон запрета автоматического захвата целей под автосопровождение (п. 3.2.1).

3. Равноудаленные по времени следы прошлых местоположений сопровождаемых целей.

4. Возможность проигрывания маневра

Средства автоматической радиолокационной прокладки (САРП) — это радиолокационные информационно-вычислительные комплексы, обеспечивающие автоматизацию обработки радиолокационной информации и информации от гирокомпаса и лага.

Основные функции САРП

Прежде всего, любые САРП выполняют все функции РЛС по отображению на экране радиолокационной обстановки в соответствии с выбранной шкалой дальности и режимом ориентации изображения.

Дополнительные, по сравнению с РЛС, функциональные возможности САРП обеспечивают выполнение следующих процедур:
• автоматическое обнаружение эхо-сигналов надводных целей;
• ручной или автоматический захват целей на сопровождение;
• одновременное автоматическое сопровождение не менее чем 20 ти целей;
• непрерывное автоматическое определение элементов движения (курса и скорости)
• проигрывание маневра расхождения со всеми находящимися на автосопровождении целями, при условии, что элементы их движения останутся неизменными;
• обнаружение маневра цели;
• звуковая и световая предупредительная сигнализация о появление новой и опасной цели;

Основные ограничения САРП

Поскольку САРП обеспечивает автоматическую обработку сигналов РЛС, то все ограничения радиолокатора входят как составная часть в ограничения САРП и их необходимо учитывать при расхождении. Это, прежде всего, ограничения, накладываемые используемой шкалой дальности, возможность не обнаружить эхо-сигналы от малых судов, помехи радиолокационному обнаружению из-за состояния моря, дождя, тумана, теневые секторы и т.д.

• Ни одно САРП не обеспечивает гарантированного обнаружения и захвата на автосопровождение всех целей.
• При неустойчивом эхо-сигнале (малые суда, сопровождение в условиях помех) может произойти сброс цели

• Сигналы РЛС, гирокомпаса и лага поступают в САРП с погрешностями. При бортовой качке судна, наличии помех, маневрировании и рыскании собственного судна погрешности датчиков

Маневр цели обнаруживается со значительным запозданием, а данные, выдаваемые САРП по маневрирующей цели, будут ненадежны в течение 3—4 минут после его окончания.
• При маневрировании собственного судна выдаваемая САРП информация по всем сопровождаемым целям будет ненадежна.

21-22-23

Под маневром судна условимся понимать изменение его скорости, курса или того и другого одновременно. В любом из этих случаев у основания гирокомпаса появляется линейное ускорение, которое передается точке подвеса чувствительно го элемента.

Суммарная инерционная девиация гирокомпаса с автономным чувствительным элементом. Требование ИМО к точности гирокомпаса в условиях маневрирования судна. Накопление инерционных девиаций. Использование математических моделей для целей снижения инерционных девиаций.

(Добавить:Гирокомпас,ГК с АЧЭ,) 21-22-23

Гирокомпасы с корректируемым чувствительным элементом. Влияние маневрирования судна на показания ГК. Способы снижения инерционной девиации. Основные достоинства корректируемых гирокомпасов нового поколения.

Гироком­пасом с косвенным управлением- представляет собой астатический гироскоп, управление движением которого осуществляется с помощью датчиков моментов по командам индикатора горизонта, вырабатывающего сиг­нал, пропорциональный углу отклонения главной оси гироскопа от плоскости горизонта.

В гирокомпасах с непосредственным управлением один и тот же элемент устройства — физиче­ский маятник — воспринимает отклонение главной оси чувствитель­ного элемента относительно плоскости горизонта и непосредственно налагает момент, пропорциональный этому отклонению.

В гирокомпа­сах с косвенным управлением указанные функции распределены меж­ду пространственно разделенными устройствами: индикатором гори­зонта и датчиками момента.

В гирокомпасах с косвенным управлением в качестве ЧЭ применяют астатические гироскопы, а управляющие моменты формируются косвенным путем по сигналам индикатора горизонта при помощи системы управления движением гироскопа. Индикатор горизонта так укреплен на гирокомпасе, что измеряет угол наклона главной оси ЧЭ к плоскости горизонта.

Если на чувствительный элемент гирокомпаса, помимо упомянутых управляющих моментов, с помощью этой системы действуют дополнительные корректирующие моменты, которые формируются по сигналам вычислительного устройства на основании внешней информации о широте и скорости судна и обеспечивают нулевые значения координат положения равновесия при стационарном (установившемся) движении объекта, то гирокомпас называется корректируемым.

Известно несколько способов снижения инерционнойдевиации, которые или предусмотрены в конструкции ГАК, или выполняются по усмотрению судоводителя, принимающего решение в зависимости от условий плавания.

1.Увеличение постоянной времени индикатора горизонта. Снижение девиации тем больше, чем больше τ. Как уже отмечалось, τ характеризует быстроту реакции ИГ на действие приложенных к маятнику сил. Этот способ эффективен на быстроходных судах, где маневры по времени короткие.

2.Ограничение угла отклонения маятника индикатора горизонта. В ИГ ГАК “Вега” этот угол составляет ± 1˚ и ограничен механическими упорами. При маневре высокой интенсивности маятник доходит до упора, после чего его сигнал не возрастает, следовательно, не возрастает и маятниковый мо- мент, вызывающий инерционную девиацию.

3. Перевод прибора в режим ГА. В этом режиме ИГ отключен от управ- ления ДМУ, маятниковый момент КУХ отсутствует

27.(+19) Средства автоматической радиолокационной прокладки (САРП). Первичная и вторичная обработка. Принципы захвата и автосопровождения целей

Устройство отображения первичной и вторичной информации состоит из канала разверток (КР), канала управления,контроля и индикации (КУКИ), монитора и цифровых табло

В большинстве САРП на мониторе устройства отображения совмещается отображение первичной информации об окружающей обстановке и вторичной – графической и цифровой.

На цифровых табло (ЦТ), как правило, отображается цифровая информация.

Канал разверток (КР) формирует напряжения для отображения первичной информации, а также напряжения для отображения вторичной графической и цифровой информации.

Канал управления, контроля и индикации (КУКИ) предназначен для формирования сигналов управления работой системы и индикации положения органов управления, сигналов контроля, формирования команд управления и др.

КУКИ позволяет вести обмен информацией между оператором и САРП.

С помощью органов управления и меню можно запросить нужную информацию: цифровой процессор выдает запрашиваемую информацию на экран монитора и цифровое табло.

Ручной и автоматический режимы захвата целейВ режиме автоматического захвата в процессор поступают данные в зоне поиска, устанавливаемой оператором на экране индикатора САРП, в результате чего цели в зоне поиска отбираются для автосопровождения без участия судоводителя.

В режиме ручного захвата производится ручной отбор целей для автосопровождения как в зоне поиска, так и вне ее. Независимо от выбранного режима захвата (автоматического или ручного), автосопровождение целей будет продолжаться до тех пор, пока судоводитель не снимет цель с сопровождения или она не будет потеряна системой.

Хотя автоматический захват и снимает часть нагрузки с судоводителя, он может привести к избытку векторной информации на экране индикатора при большом количестве автосопровождаемых целей. В условиях интенсивного движения это затрудняет определение приоритетных параметров.

В режиме ручного захвата, несмотря на потерю времени, необходимого для захвата целей и сброса целей с сопровождения, будут отобраны именно те цели, которые действительно представляют интерес для судоводителя.

Именно наличие ручного захвата в САРП требует ИМО, хотя и допускает использование автоматического захвата, реализация которого в современных системах не представляеттехнических трудностей.

Ручной захват целей выполняется в пределах от 0,5 до 24миль.

Автоматический захват производится в зоне поиска, параметры которой задаются оператором. Количество сопровождаемых целей зависит от типа САРП и примерно составляет в режиме ручного захвата – 20; в режиме автозахвата > 50.

28.(+26) Корректируемые гироскопические курсоуказатели. Режим гироазимута. Варианты использования этого режима. Погрешность курсоуказателя при работе в режиме гироазимута.

в качестве чувствительного элемента (ЧЭ) используется астатический гироскоп

в качестве ЧЭ в Веге-М- трехстепенной поплавковый гироскоп
а для придания ему компасных свойств применяются датчики моментов,
4. действуют по осям гироскопа в зависимости от угла отклонения его главной оси от плоскости горизонта.
Угол отклонения главной оси гироскопа измеряется физическим маятником, установленным на камере гироскопа связь которого с Землей осуществляется посредством индикатора горизонта

наложение управляющих моментов на гироскоп производится через торсионы при помощи следящих приводов.
гирокомпаса и гироазимута — гироскопа направления.
Для работы курсоуказателя в гироазимуте нужно что бы ось кинетического момента гиросферы была всегда в горизонте, а по обеим осям прецессии гиросферы прикладывались корректирующие моменты для компенсации отклонения гиросферы.

это режим корректируемого гирокомпаса.
В этом режиме главная ось чувствительного элемента ориентирована вдоль полуденной линии N—S и, располагается в плоскости истинного меридиана,
по показаниям гирокомпаса определяют истинный курс судна.
Дополнительный режим — это режим гироазимута. В этом случае ось чувствительного элемента сохраняет то азимутальное направление, которое она имела в момент перевода прибора из режима гирокомпаса в режим гироазимута.
Способ подвеса гиросферы — жидкостноторсионный.

В качестве указателя направления в высоких широтах применяется гироазимут (ГА). Этот гироскопический прибор, в отличие от гирокомпаса, предназначен для хранения заданного в пространстве направления. Ось чувствительного элемента ГА не находится точно в плоскости истинного меридиана и с течением времени уходит от этой плоскости. Этот процесс называется дрейфом гироазимута, поэтому поправка ГА меняется со временем.

Основным недостатком гироазимута является то, что он не обладает направляющим моментом, способным отыскивать плоскость истинного меридиана, но в высоких широтах ГА обеспечивает более устойчивое курсоуказание, чем гирокомпас.

Требования ИМО

-Объекты СУДС должны быть защищены от несанкционированного доступа.

АИС (Автоматическая идентификационная система, (англ. AISAutomaticIdentificationSystem) — система в судоходстве, служащая для идентификации судов, их габаритов, курса и других данных с помощью радиоволн диапазона УКВ.

АИС предназначена для повышения уровня безопасности мореплавания, эффективности судовождения и эксплуатации центра управления движением судов, защитыокружающей среды, обеспечивая выполнение следующих функций:

как средство предупреждения столкновений в режиме судно-судно;

как средство получения компетентными береговыми службами информации о судне и грузе;

как инструмент ЦУДС в режиме судно-берег для управления движением судов;

как средство мониторинга и слежения за судами, а также в операциях по поиску и спасанию (SAR).

АИС система включает в себя следующие компоненты:

УКВ передатчик,один-два УКВ приёмника,приёмник глобальной спутниковой навигации (например, GPS, ГЛОНАСС), для судов под российским флагом, модуль ГЛОНАСС в приборе АИС является строго обязательным, основным источником координат. GPS — вспомогательным и может браться от приёмника GPS

Действие АИС основано на приёме и передаче сообщений в УКВ-диапазоне.

Передатчик АИС работает на более длинных волнах, чем радары, что позволяет производить обмен информацией не только на прямых расстояниях, но и местности, имеющей препятствия в виде не очень больших объектов, а также при плохих погодных условиях. Хотя достаточно одного радиоканала, некоторые АИС системы передают и получают по двум радиоканалам для того, чтобы избежать проблем интерференции и не нарушать коммуникацию других объектов.

Сообщения АИС могут содержать:

идентификационную информацию об объекте,

информацию о состоянии объекта, получаемую автоматически с элементов управления объектом информацию о географических и временной координатах, которые АИС получает от глобальной навигационной спутниковой системы,

информацию, вводимую вручную обслуживающим персоналом.

Предусмотрена передача дополнительной текстовой информации между терминалами АИС.Передача такой информации возможна как в адрес всех терминалов в радиусе действия, так и одному определённому терминалу.

Отображение информации об окружающей обстановке у современных АИС возможно в 2 режимах — как текстовом в виде таблицы с перечнем расположенных рядом судов и их данных, так и в виде упрощённой схематической карты, с изображением взаимного расположения судов и расстояний до них (рассчитывается автоматически по переданным ими географическим координатам.)

АИС входит в перечень оборудования, обеспечиваемого бесперебойным питанием от аккумуляторов в обязательном порядке.

Сущность масштабирования.

В индукционном лаге отсчет скорости судна равен электрическому сигналу индукционного преобразователя:

Таким образом, масштабирование(ввод поправки/установка рабочего нуля) выполняется путем изменении крутизны характеристики ла­га

Масштабирование выполняется в такой последовательности:

на мерной линии на полном ходу судна определяют значения истин­ной скорости и скорости измеренной лагом). Разность значений этих величин представляет собой по­правку лага

Значение скорости записывается на матовом стекле внутри при­бора 6; используя регуляторы 10 и 11 добиваются, что­бы лаг в режиме «Масштаб» показывал скорость.

Регулировка коэффициента масштабирования, выполняется изменением опорного напряжения.

Контроль масштабированияможет выполняться не только на стоянке, но и на ходу судна.

Остойчивость и плавучесть поврежденного судна. Принципы обеспечения непотопляемости и прочности судна в аварийном состоянии. Требования к остойчивости поврежденного судна в Правилах РС.

Совокупность действий экипажа, направленных на поддержание и восстановление плавучести и остойчивости судна, понимается как борьба за его непотопляемость.

Плавучесть – способность судна поддерживать вертикальное равновесие в заданном положении относительно поверхности воды.

Остойчивость– способность судна, выведенного из положения равновесия воздействием внешних сил, снова к нему возвращаться по прекращении этого воздействия.

Остойчивость и плавучесть морских судов нормируется Правилами классификации и постройки морских судов Морского Регистра Судоходства РФ.

Главным документом, которым необходимо руководствоваться для обеспечения непотопляемости неповрежденного судна, являетсяИнформация об остойчивости судна для капитана. В этом документе содержатся требования к критериям остойчивости, предельному количеству и размещению грузов именно для данного судна, сведения о судне, необходимые для расчета остойчивости, и рекомендации по сохранению остойчивости.

В начале Информации приведены:
• общие сведения о судне;
• схемы расположения всех непроницаемых переборок;
• схемы расположения всех отверстий и приводов для их закрытия;
• системы, используемые в ходе борьбы за непотопляемость судна;
• указания, необходимые для поддержания остойчивости неповрежденного судна, достаточной для того, чтобы оно могло выдержать самое опасное расчетное повреждение.

Основной характеристикой остойчивости является восстанавливающий момент, который должен быть достаточным для того, чтобы судно противостояло статическому или динамическому (внезапному) действию кренящих и дифферентующих моментов, возникающих от смещения грузов, под воздействием ветра, волнения и по другим причинам.

Остойчивость судна обычно рассматривают для двух случаев — для неповрежденного и поврежденного состояния

Остойчивость судна обеспечивается его конструкцией, предполагающей безопасность от опрокидывания неповрежденного судна при плавании в допустимых районах и гидрометеорологических условиях, а также гарантирующей необходимый минимум безопасности от опрокидывания при повреждениях, связанных с затоплением отсеков.

Различают следующие виды остойчивости:

• статическую и динамическую. статическую если судно при наклонениях до некоторого конечного постоянного угла крена или дифферента не получает значительных угловых ускорений; динамическую — когда наклонения сопровождаются значительными угловыми уско­рениями. • поперечную и продольную;Так же различают остойчивость судна на тихой воде и остойчивость на волнении.

Остойчивость на тихой воде — способность судна противостоять внешним моментам при отсутствии волнения.

Остойчивость судна на волнении — способность судна противостоять внешним кренящим нагрузкам в условиях волнения.

Требования к безопасностиреализуются через взаимосвязи с остальными свойствами судна.Помещения судна группируются по степени проницаемости, герметичности и огнестойкости в водонепроницаемые и герметичные отсеки, противопожарные зоны, отсеки, выгородки.

КОНТРОЛЬ И ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ НЕПОТОПЛЯЕМОСТИНепотопляемость судна обеспечивается оперативными действиями (борьбой за непотопляемость) — после получения пробоины.

обеспечение и поддержание постоянной и немедленной готовности экипажа и технических средств к борьбе за непотопляемость.

На ходу судна в случае полученияим статического крена больше 5° следует направить судно к ближайшему берегу (если имеется возможность), отмели или другому убежищу. При увеличении крена (причины его появления неизвестны или неустранимы) экипаж по команде капитана покидает судно.

Основные этапы борьбы за непотопляемость:

В штормовых условиях производить контрольное откачивание воды из льял.

Каждый член экипажа, обнаруживший поступление воды в корпус судна, обязан немедленно любым доступным путем доложить об этом вахтенному помощнику или вахтенному механику;

• прекращение или ограничение распространения воды по судну • определение количества забортной воды• качественная оценка изменения остойчивости в результате повреждения,• восстановление водонепроницаемости (корпуса, водонепроницаемых переборок, палуб, платформ и второго дна);• удаление забортной воды из отсека (отсеков);

После получения информации о поступлении воды внутрь корпуса вахтенный помощник обязан немедленно объявить общесудовую тревогу, доложить капитану и принять меры по выявлению реальной обстановки (наличие крена и дифферента судна, быстрое повышение уровня воды в льялах и т.п.).

По сигналу общесудовой тревоги командиры аварийных партий (аварийных групп) обязаны:• занять свои места согласно расписанию по аварийной тревоге• обследовать аварийный отсек• организовать медицинскую помощь и эвакуацию пострадавших из опасного района;• провести расчет сил и средств• докладывать на ГКП об обстановке и ходе работ.

Требования к остойчивости в неповрежденном состоянии в Правилах РС и документах ИМО. Диаграмма статической остойчивости. Ее разновидности, свойства и способы вычисления.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Источник