Михайлов В.С, Кудрявцев В.Г, Давыдов В.С. Навигация и лоция

Подождите немного. Документ загружается.

Для определения направления распространения ЭМВ применяется рамочная антенна,

представляющая собой катушку индуктивности, состоящую из нескольких витков изолированного

провода, помещенную в металлический экран. Периметр катушки рамочной антенны может быть любой

формы (круг, квадрат, ромб и др.).

Если плоскость рамки совпадает с направлением распространения ЭМВ, то результирующая

наведенная э.д.с. в вертикальных витках рамки будет иметь максимальное значение.

Если же плоскость рамки поставить перпендикулярно к направлению на КРМ

, то в вертикальных

проводниках наведутся э.д.с., равные по величине и противоположно направленные, поэтому

результирующая их величина будет равна «нулю».

Величина результирующей э.д.с. в рамке зависит от положения плоскости рамки относительно

распространения ЭМВ (направления на КРМ

Таким образом, поворачивая рамку относительно направления распространения ЭМВ (направления

на КРМ

), можно изменять величину э.д.с., наводимой в рамке.

При этом, при развороте рамки на 360° результирующая э.д.с. имеет 2 минимума и 2 максимума.

Теоретически направление на КРМ

можно определить по «максимуму» или «минимуму»

слышимости сигнала. Однако в практике используется способ пеленгования по «минимуму» как более

точный, чем по «максимуму».

В современных АРП для определения направления на КРМ

поворотные рамки не применяются.

Для этой цели используется более совершенная конструкция, состоящая из 2-х взаимно

перпендикулярных и неподвижных рамок и гониометра.

Гониометр → устройство, вмонтированное в приемник АРП и предназначенное для определения и

снятия отсчета направления распространения ЭМВ (направления на КРМ

) и подачи напряжения в

схему АРП.

Гониометр состоит из 2-х полевых катушек, электрически соединенных с рамками АРП и

искательной катушки.

Полевые катушки, будучи соединенными с рамкой, создают внутри гониометра магнитное поле,

вектор напряженности которого относительно полевых катушек направлен так же, как направлена ЭМВ

относительно неподвижных рамок АРП.

Искательная катушка предназначена для определения направления вектора напряженности

магнитного поля полевых катушек гониометра, а, следовательно, и направления на КРМ

Именно она выполняет роль поворотной рамки в АРП с гониометром.

Характеристика направленности приема искательной катушки точно такая, как и рамки

(«восьмерка»), и поэтому при пеленговании по «минимуму» в определении направления на КРМ

может возникнуть ошибка на 180°, так как положению рамки (или искательной катушки), когда она

перпендикулярна к направлению на КРМ

, соответствует два «минимума», отличающиеся друг от друга

на 180°. Исключение этой ошибки достигается путем использования в АРП комбинированной антенны

(сочетание рамки и вертикальной антенны).

Характеристикой направленности приема вертикальной антенны является окружность (рис. 19.2), то

есть величина и знак индуктируемого в ней напряжения не зависят от направления распространения

ЭМВ.

Рис. 19.2. Характеристика направленности приема антенн судового радиопеленгатора

Если предположить, что ЭМВ приходит от КРМ

КА

А (рис. 19.2) и наводит э.д.с., равные по

величине и по знаку как в вертикальной антенне, так и в искательной катушке, то произойдет сложение

этих э.д.с., ибо обе они имеют знак «+».

В том же случае, если ЭМВ приходит от КРМ

КА

Д, то произойдет вычитание э.д.с., так как левая

часть «восьмерки» характеристики имеет знак «–», а знак э.д.с. вертикальной антенны остается

прежним, то есть «+».

Кардиоида → результирующая диаграммы направленности – показывает, что при повороте

искательной катушки на 360° получается один «максимум» (т. В) и один «минимум» (т. С) напряжения,

а значит, и слышимости.

Такая диаграмма направленности позволяет при слуховом пеленговании получать однозначное

направление на КРМ

Гониометрическое устройство АРП имеет 2 шкалы:

⇒ Подвижная (связанная с репитером курса) шкала – для снятия значения ОРП (отсчета радиопеленга)

на КРМ

(0°÷360°).

⇒ Неподвижная шкала – для снятия значения ОРКУ (отсчета радиокурсового угла) на КРМ

(0°÷360°).

19.2. Исправление и расчет радиопеленгов

Радиопеленги (отсчет радиопеленга с подвижной шкалы – ОРП), полученные с помощью АРП, прежде

чем проложить их на карте, необходимо исправить поправками:

1. → поправкой курсоуказателя (ΔК);

2. → поправкой за радиодевиацию (f);

3. → ортодромической поправкой (ψ).

19.2.1. Радиодевиация

При прохождении ЭМВ во всех металлических частях судна, представляющих собой замкнутые и

разомкнутые контуры, индуктируются токи высокой частоты, которые создают свои магнитные и

электрические поля, взаимодействующие с основными полями радиоволны, приходящей от КРМ

КА

Поэтому приемное устройство АРП, определяющее направление суммарного вектора этих полей,

дает искаженное направление на КРМ

Радиодевиация (f) – угол, образованный истинным направлением распространяющейся

радиоволны и ее направлением, которое определено АРП на судне (рис. 19.3).

Рис. 19.3. Радиодевиация

ОРП – отсчет радиопеленга с подвижной (связанной с курсоуказателем) шкалы АРП.

ОРКУ– отсчет радиокурсового угла с неподвижной шкалы АРП.

ИК – значение истинного курса судна в момент снятия радиопеленга на КРМ

(19.1)

РКУ – радиокурсовой угол, отсчитывается от носовой части ДП судна (продольной оси судна) по

часовой стрелке от 0° до 360°.

(19.2)

ИРП – истинный радиопеленг – угол между северной частью истинного меридиана и направлением

распространения радиоволн (направлением на КРМ

(19.3)

или (19.4)

или (19.5)

(19.6)

(ортодромический пеленг), так как он определяет направление дуги большого круга (ДБК).

Радиодевиация (ее значение) зависит от РКУ, длины приходящей волны, осадки судна, изменения

положения грузовых стрел и грузов. Для уменьшения величины радиодевиации антенна

устанавливается, возможно, выше, а в АРП предусмотрены механические и электрические

компенсаторы.

Остаточная радиодевиация АРП периодически определяется на специальном радиодевиационном

полигоне по сличению одновременно взятых: 1) ⇒ ОРП с подвижной шкалы АРП и 2) ⇒ визуальным

пеленгом на КРМ

(ИП = КП + ΔК)

(19.7)

Такое сличение показаний производится на курсовых углах от 0° до 360° через каждые 10° (15°).

Рассчитанные (определенные) значения остаточной радиодевиации заносятся в таблицу радиодевиации

(см. РТШ – рабочие таблицы штурмана) → см. табл. 19.2.

Грузовые суда, как правило, определяют остаточную радиодевиацию для различных осадок (в

«полном грузу» и в «балласте»).

Рекомендуется иметь значения остаточной радиодевиации для следующих длин волн:

1. → 600 м – волна сигналов бедствий;

2. → 800 м – волна судовых радиостанций;

3. → 1000 м – волна КРМ

КОВ

Радиодевиация (учебная)

Таблица 19.2.

Пример: 1. Для ОРКУ = 165° → f = + 1,5° ;

2. Для ОРКУ = 235° > f = − 3,9° .

19.2.2. Ортодромическая поправка

ЭМВ, принимаемая АРП, проходит путь от КРМ

КА

до судна по ДБК (ортодромии) как кратчайшему

расстоянию между ними. Поэтому, на судне с помощью АРП определяют ортодромический пеленг

(Орт. П = ИРП) на КРМ

, который на карте в меркаторской проекции изображается кривой линией и с

помощью прокладочного инструмента не может быть проложен.

Для прокладки радиопеленгов на морской карте в проекции Меркатора возникает необходимость

перехода от ортодромических к локсодромическим пеленгам, которые изображаются на такой карте

прямыми линиями. Этот переход осуществляется с помощью, так называемой ортодромической

поправки (рис. 19.4).

Судно, находясь в т. К взяло радиопеленг на КРМ

(т. Р), расположенный на берегу.

ЭМВ КРМ

КА

, распространяясь кратчайшим путем (по ортодромии), придет на судно (в т. К) по

направлению СК, которое определяется углом ∠СКN

, равным Орт. П (ИРП).

Если этот пеленг проложить на меркаторской карте, то он не пройдет через место КРМ

КА

(т. Р).

Рис. 19.4. Ортодромическая поправка

Чтобы прямая линия Орт. П (ИРП), проложенная на меркаторской карте, проходила через точки Р

и К, необходимо Орт. П (ИРП) перевести в локсодромический пеленг (Лок. П), изменив направление

Орт. П (ИРП) на угол ∠СКР, то есть

(19.8)

Ортодромическая поправка (ψ – «пси») – разность между направлениями ортодромического и

локсодромического пеленгов в данной точке (т. К).

Величина ψ рассчитывается по приближенной формуле:

(19.9)

где РД – разность долгот места КРМ

КА

и счислимого места судна;

– средняя широта тех же точек.

Значение y можно выбрать из табл. 23а «МТ-75» (с. 249) или табл. 2.12 «МТ-2000» (с. 271),

рассчитанной по формуле (19.9) > см. табл. 19.3.

Пример:1. Для φ

ср

= 45° и Δλ = 15' > ψ = 0,1°;

2. Для φ

ср

= 55° и Δλ= 3,5° >ψ = 1,4°.

По формуле (19.9) ψ рассчитывается, когда расстояние до КРМ

КА

небольшое. Если до КРМ

КА

несколько сотен миль, тоψ рассчитывается по более точным формулам. Точное значение ψ можно

найти с помощью табл. 23б «МТ-75» (с. 249).

Ортодромическая поправка направления при малом расстоянии

(из табл. 23-а «МТ-75»; табл. 2.12. «МТ-2000»)

Таблица 19.3

Рис. 19.5. Правило определения знака ортодромической поправки

Ортодромическую поправку (ψ) следует учитывать во всех случаях, когда ее величина больше

значений случайных погрешностей прокладки (> ±0,2°).

Знак ψ зависит от взаимного расположения судна и КРМ

КА

и определяется для северного

полушария по правилу (рис. 19.5):

 → если Орт. П (ИРП) < 180°(судно западнее КРМ

КА

), то знак ψ положительный («+») – для

КРМ

КА

в т. Р

;

 → если Орт. П (ИРП) > 180°(судно восточнее КРМ

КА

), то знак ψ отрицательный («–») – для

КРМ

КА

в т. Р

Для южного полушария наоборот, то есть:

 → при Орт. П (ИРП) < 180°– «–ψ»;

 → при Орт. П (ИРП) > 180°– «+ψ».

19.3. Определение места судна по радиопеленгам на круговые радиомаяки

19.3.1. Последовательность действий при определении места судна

по радиопеленгам на КРМ

КИ

КРМ

КИ

для удобства их использования при определении по ним места судна объединяются в

навигационные группы – (по 2÷6). Все КРМ

КИ

данной группы работают на одной несущей частоте,

что позволяет их пеленгование не меняя настройки радиопеленгатора (АРП). Работа каждого КРМ

КА

группе строго регламентирована по времени (один работает 1 мин., другие «молчат»).

В течении 1 мин. каждый КРМ

(последовательно один за другим) посылает в эфир позывные (по

азбуке Морзе) и длинное «тире» для пеленгования.

Для определения места судна по радиопеленгам КРМ

КОВ

необходимо:

• → по навигационной карте и «РТСНО» театра, подобрать навигационную группу КРМК

ОВ

находящихся в зоне плавания судна (выписать их позывные, несущую частоту);

• → включить АРП, подготовить его к работе, проверить согласованность курса, настроить АРП

на несущую частоту выбранной группы радиомаяков (на частоту КРМ

КА

);

• → последовательно запеленговать 2 или 3 КРМ

КА

При пеленговании каждого КРМ

КА

заметить (записать) время (Т) и отсчет лага (ОЛ), а с АРП

снять и записать значения:

а) ОРП – отсчет радиопеленга с подвижной (внутренней) шкалы гониометра АРП;

б) ОРКУ – отсчет радиокурсового угла с неподвижной (внешней) шкалы гониометра АРП;

• → рассчитать значение локсодромического пеленга (Лок. П) для каждого пеленгуемого КРМ

КА

по схеме:

(19.10)

Поскольку КРМ

КИ

работают в группе по расписанию в строгой последовательности, то

исключается возможность быстрого взятия радиопеленгов.

Поэтому, для получения обсервованного места, необходимо привести радиопеленги к одному

моменту (обычно к моменту взятия последнего радиопеленга).

Приведение радиопеленгов к одному моменту производится графически на путевой карте, и

сущность его состоит в том, что радиопеленги смещаются параллельно самим себе на величину

плавания судна за время между их измерением.

Для этого следует (рис. 19.6):

Рис. 19.6. Приведение радиопеленгов к одному моменту

 От места 1-го КРМ

КА

(т. А) проложить линию ИК (ПУ) и отложить по ней расстояние (S

)

пройденное судном за время между взятием 1-го и 3-го радиопеленга:

= (ОЛ

– ОЛ

) · К

илиS

= V · (Т

– Т

 От полученной точки (т. а) провести первый локсодромический пеленг (Лок. П

 От места 2-го КРМ

КА

(т. Б) проложить линию ИК (ПУ) и отложить по ней расстояние (S

)

пройденное судном за время между взятием 2-го и 3-го радиопеленга:

= (ОЛ

– ОЛ

) · К

или S

= V · (Т

– Т

 От полученной точки (т. б) провести второй локсодромический пеленг (Лок. П

 Третий локсодромический пеленг (Лок. П

) проложить непосредственно от места 3-го КРМ

КА

(т.

С).

Точка пересечения 3-х локсодромических пеленгов и будет обсервованным местом судна у

которого подписывается время и отсчет лага

Если 3 радиопеленга не пересекаются в одной точке и образуют треугольник погрешности, то это

указывает на то, что измеренные пеленги содержат случайные погрешности.

При малых размерах треугольника погрешности (сторона до ) обсервованное место судна

принимается в центре треугольника.

Если сторона треугольника превышает необходимо тщательно проверить расчеты и

построения на навигационной карте, повторить измерения радиопеленгов.

Наличие повторного большого треугольника говорит о том, что измерения содержат и систематическую

погрешность, которая должна быть определена и исключена.

В этом случае для нахождения вероятнейшего места судна применяются те же способы, что и при

определениях места по визуальным пеленгам.

При определении места судна по 2-м радиопеленгам 1-й радиопеленг приводится к моменту 2-го и

обсервованное место получается в точке пересечения двух локсодромических пеленгов.

После нанесения обсервованного места на карту, обозначается невязка, снимается ее направление и

величина, рассчитывается радиальная (круговая) средняя квадратическая погрешность (М

)

обсервованного места, производится анализ обсервации и выполняется установленная запись в судовой

журнал.

19.3.2. Расчет СКП определения места (М

) по радиопеленгам на два КРМ

КА

При определении места судна по радиопеленгам на КРМ

КИ

расчет СКП обсервованного места

производится по тем же формулам, что и для визуальных пеленгов.

Точность определения места судна по радиопеленгам зависит, главным образом, от суммарной

СКП измерения радиопеленга (m

РП

°) и от расстояний до КРМ

КОВ

Радиальная СКП обсервованного места по 2-м радиопеленгам рассчитывается по формуле:

(19.11)

где – СКП 1-й и 2-й линии положения;

, D

– расстояния от обсервованного места до КРМ

КОВ

, (в милях);

θ – угол пересечения линий положения (≤90°), в градусах.

При равноточных измерениях m

РП1

°= m

РП2

° =m

РП

° и тогда:

(19.12)

Учитывая то, что суммарная СКП радиопеленга (m

РП

°) современных АРП достигает значений:

0,9°÷2,2° днем и 1,1°÷ 6,0° ночью

то радиальная СКП обсервованного места (при расстоянии до КРМ

КОВ

150÷200 миль) может

достигать значений более 7÷10 миль.

Задача: Рассчитать радиальную (круговую) СКП обсервованного места судна (М

) по радиопеленгам

на два КРМ

КА

, если:

1) m

РП1

°=m

РП2

°= ±2,0°; 2) D

= 100 миль; 3) D

= 150 миль; 4) θ = 60°.

Решение:

• Рассчитываем СКП линии положения для первого радиопеленга:

• Рассчитываем СКП линии положения для второго радиопеленга:

• Рассчитываем радиальную (круговую) СКП обсервованного места судна (М

) по радиопеленгам

на два КРМ

КА

Ответ: M

≈7,3мили

Примечание:

Если место судна определено по радиопеленгам на три КРМ

КА

то:

(19.13)

где M

2РП

– радиальная (круговая) СКП обсервованного места судна по радиопеленгам на два (из

трех) КРМ

КА

, угол пересечения (θ) которых ближе всего к 90°.

Для нашей задачи: M

0ЗРП

≈ 0,8 · 7,3мили≈ 5,9мили

19.4. Прокладка радиопеленга на КРМ

, находящийся за рамкой карты

a) б)

Рис. 19.7. Прокладка радиопеленга на КРМ

, находящийся за рамкой карты

19.4.1. КРМ

не вмещается на карте по долготе (рис. 19.7а)

Для нахождения положения определяющей точки (т. М') через которую будет проведен

радиопеленг на КРМ

(т. А), необходимо:

• 1) → из «РТСНО» выписать координаты КРМ

КА

(φ

, λ

);

• 2) → рассчитать значение Δ λ = λ

– λ

, где λ

– долгота боковой рамки карты;

• 3) → провести на карте параллель КРМ

КА

(φ

– из «РТСНО») и отложить отрезок

;

• 4) → через т. А'' провести дополнительный меридиан аа;

• 5) → от т. А' провести Лок. П КРМ

КА

А до пересечения с аа – т. М;

• 6) → от т. М по аа отложить отрезок и через полученную точку М' провести

радиопеленг на КРМ

А → это и будет искомая линия положения (I–I).

19.4.2. КРМ

не вмещается на карте по широте (рис. 19.7б)

Для нахождения положения определяющей точки (т. N'), через которую будет проведен

радиопеленг на КРМ

(т. В), необходимо:

• 1) → из «РТСНО» выписать координаты КРМ

КА

(φ

, λ

);

• 2) → рассчитать значение РМЧ (ΔD), а для небольших удалений – Δφ = φ

– φ

, где φ

– широта

нижней (или верхней) рамки карты;

• 3) → провести меридиан КРМ

КА

В (λ

– из «РТСНО») и отложить на нем отрезок

или Δφ ;

• 4) → через т. В''провести дополнительную параллель бб;

• 5) → от т. В'' провести Лок. П КРМ

КА

В до пересечения с бб – т. N;

• 6) → от т. N по бб отложить отрезок и через полученную точку N' провести

радиопеленг на КРМ

B → это и будет искомая линия положения (II–II).

19.4.3. КРМ

не вмещается на карте и по долготе и по широте

Для прокладки радиопеленга (Лок. П) от КРМ

КА

, который не вмещается на путевой МНК и по

долготе и по широте, необходимо (рис. 19.8):

Рис. 19.8. Прокладка радиопеленга на КРМ

, находящийся за рамкой карты

• 1) → из «РТСНО» выписать координаты этого КРМ

КА

(φ

, λ

);

• 2) → рассчитать значения: Δφ = φ

– φ

или РМЧ (ΔD) = МЧ

– МЧ

и Δλ = λ

– λ

, где φ

, λ

–

координаты рамок МНК (для рис. 19.8 – нижней –φ

и правой –λ

• 3) → от угла МНК (т. Б'') отложить по боковой рамке МНК значение РМЧ (или Δ φ) – т. Б''' и

провести вспомогательную параллель бб;

• 4) → от угла МНК (т. Б'') отложить по нижней рамке МНК значение Δ λ– т. Б* и провести

вспомогательный меридиан аа; точка пересечения параллели бб и меридиана аа – т. Z

;

• 5) → от угла МНК (т. Б'') провести рассчитанное направление на КРМ

Лок. П = ОРП + ΔГК + f + ψ ;

• 6) → через точку Z

провести вспомогательную линию L–L под (примерно) прямым углом к

проведенной из т. Б'' линии Лок. П;

• 7) → от точки Z' по линии L–L отложить расстояние Z'Z'', равное расстоянию Z

Z';

• 8) → через полученную точкуZ'' провести линию направлением Лок. П на КРМ

Б – искомая

линия положения (III–III);

• 9) → для контроля правильности построений, убедиться в равенстве отрезков: