Исправленный крюйс-пеленг

Если судно имело надежное определение по двум углам или по трем пеленгам, а затем через некоторый промежуток времени е виду его остался один предмет, пригодный для пеленгования, то для получения более точного места по крюйс-пеленгу может быть применен следующий прием, предложенный гидрографом Н.Н. Струйским и названный им «исправленный крюйс-пеленг».

Положим, что в точке F (рис. 104) судно имело хорошее определение места по пеленгам двух или трех маяков или же по углам и, следуя дальше курсом FK, определялось по крюйс-пеленгу, имея в пределах видимости предмет М. Пусть в счислимой точке А судно взяло первый пеленг предмета М, а в счислимой точке В— второй. Обозначим время, затраченное судном на прохождение пути от обсервованной точки F до первого пеленга, через t₁, а плавание его по линии курса FA — через т; соответственно промежуток времени между пеленгами обозначим через t₂, а плавание — через п.

За промежуток времени между моментом первой обсервации судна и моментом, когда взят второй пеленг для крюйс-пеленга, равный t₁ + t₂, на судно действовало течение и ветер, вызывавшие снос судна, а погрешность лага и ошибки в поправке компаса вносили свою ошибку в счисление его пути. Если предположить, что за промежуток времени ход судна был постоянным и также принять постоянным действие различных причин, уклоняющих судно с линии его курса в течение того же промежутка времени, то перемещение судна будет прямолинейным и равномерным. При этих условиях возможно определить величину и направление сноса судна за промежуток времени t₁ + t₂, понимая под сносом суммарное действие на судно всех причин, уклоняющих его с линии курса.

Так как в момент взятия пеленгов судно должно было находиться соответственно на линии пеленгов MI и МII, то направление истинного перемещения судна при данных условиях найдется, если из точки F проведем линию пути судна FD так, чтобы отрезки ее, заключенные между точкой F и линией первого пеленга и линиями первого и второго пеленгов, относились между собой как промежутки времени t₁ : t₂, затраченные на прохождение этих отрезков пути или как расстояния т: п, пройденные по счислению. Тогда будет соблюдено условие равномерности и прямолинейности перемещения судна, а также условие, что судно в заданные моменты должно находиться на линиях пеленгов, взя­тых для крюйс-пеленга.

Для графического нахождения линии пути судна соединим точку F с точкой М и разделим эту линию в отношении т: п. Это проще всего сделать, соединив точку В с точкой М и проведя прямую АС через точку А параллельно линии ВМ. Тогда

=

Проведем через полученную точку С линию второго пеленга, перенесенную параллельно, а затем соединим точку Е — пересечения линии первого пеленга с перенесенной линией второго пеленга — с точкой F и продолжим ее до пересечения с линией второго пеленга в точке D.

Полученная прямая FD и будет представлять путь судна, так как из построения видно, что эта прямая делится в точке Е в заданном отношении. Действительно

= =

Так как при построении взято отношение т: п, то если т и п получены как разности отсчетов лага, то ошибка в поправке лага не окажет влияния на конечный результат.

Определив место судна по исправленному крюйс-пеленгу в точке D и имея счислимое место в точке В, получим с прокладки отрезок BD — величину сноса за промежуток времени t₁ + t₂. Если в дальнейшем предполагается постоянство всех причин, вызывающих снос судна, то направление и скорость сноса, определенные таким путем, могут быть приняты во внимание при дальнейшей прокладке.

Чтобы сократить графическое построение в способе исправленного крюйс-пеленга, можно поступить следующим образом: от обсервованной точки F (рис. 105) прокладываем линию курса или произвольную линию FN и от точки L — пересечения этой линии с линией первого пеленга — откладываем отрезок LP = FL = FL . В полученную точку Р переносим линию первого пеленга и в точке D получаем счислимо-обсервованное место.

Прямая FD — путь судна, а его истинная скорость:

V =

В целях определения величины и направления сноса судна исправленный крюйс-пеленг может быть применен и в тех случаях, если надежное определение места судна получено через некоторый промежуток времени после определения по крюйс-пеленгу, а также в случае определения по двум разновременным пеленгам двух различных предметов.

Исследование точности этого способа, произведенное Н. Н. Струйским, и сравнение его с общим случаем крюйс-пеленга показывает, что при постоянстве направления и величины сноса исправленный крюйс-пеленг дает белее точное место, чем общий случай.

При изменении величины сноса вследствие изменения силы ветра и возбуждаемого ветром дрейфового течения исправленный крюйс-пеленг имеет преимущество во всех случаях усиливающегося течения; при значительном же ослаблении силы течения общий случай крюйс-пеленга может оказаться точнее, чем исправленный крюйс-пеленг.

При изменении направления сноса, например, в случае, если течение следует вдоль берега, изменяющего свое направление, общий случай крюйс-пеленга дает лучший результат при значительном изменении направления течения, особенно, если это изменение происходит в сторону первого пеленга. При медленном же изменении направления течения, а также если оно меняется в сторону от первого пеленга, исправленный крюйс-пеленг должен дать лучшие результаты.

В общем случае при изменении скорости и направления сноса исправленный крюйс-пеленг имеет преимущество при увеличении скорости сноса и изменении направления течения к перпендикуляру к первому пеленгу. При резком же уменьшении величины сноса и при изменении направления его в сторону первого пеленга общий случай крюйс-пеленга дает более точное определение.

Вопросы для самоконтроля

1. В каких случаях применяется ОМС по крюйс-пеленгу,

2. В чем сущность исправленного способа ОМС?

3. Как практически определяется место по исправленному способу?

4. Чем отличается обсервованное место и счислимо обсервованное?

5. Как определяется ОМС по крюйс-расстоянию?

6. Какова точность ОМС по разновременным линиям положения?

ГЛАВА 5.

КОМБИНИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА СУДНА

В практике судовождения широкое применение находят способы определения места судна с использованием разнородных навигационных параметров. Эти способы в общем случае позволяют повысить надежность обсервации, быстроту обработки навигационной информации и, в конечном счете, точность плавания судна.

Безусловно, при реализации способов определения места судна по разнородным навигационным параметрам в силе остаются как общие положения по определению места судна, рассмотренные ранее в главе 1, так и основные свойства изолиний при измерении горизонтальных и вертикальных углов, пеленгов ориентиров, рассмотренных в главах 2-4.

5.1. Определение места судна по пеленгу и вертикальному углу

Сущность способа. Данный способ реализуется в двух вариантах:

• пеленг и вертикальный угол измеряются относительно одного ориентира;

• пеленг измеряется относительно одного ориентира, а вертикальный угол — относительно другого.

Первый вариант находит применение в том случае, когда виден один ориентир с известной высотой Н. Измеряя пеленг на ориентир и определяя расстояние до него по измеренному вертикальному углу, получаем две навигационные изолинии - изоазимуту и изостадию. При относительно небольших расстояниях, что свойственно всем визуальным способам определения места судна, эти изолинии пересекаются практически под прямым углом. На карте в проекции Меркатора изоазимута изображается отрезком прямой, проведенной по направлению ОИП от ориентира. Изостадия изображается окружностью, проведенной из места ориентира радиусом, равным определенному расстоянию (рис. 5.1, а).

Если определение места производится по отдаленному ориентиру, то при плавании в высоких широтах измеренный пеленг дополнительно исправляется ортодромической поправкой.

Точность способа. Точность обсервации определяется точностью измерения пеленга и определения расстояния до ориентира. Она оценивается СКП места.

Второй вариант находит применение в том случае, когда невозможно измерить пеленг и определить расстояние относительно одного и того же ориентира (рис.5.1,6).

Радиальная средняя квадратическая погрешность обсервованного места судна:

= (5.2)

— угол между направлениями на ориентиры.

Точность места повышается (при прочих равных условиях) с уменьшением расстояния до ориентира.

В судовом журнале делается следующая запись:

20.00. ол = 57,3, М_к А - 43°,5 (DК+0,7), ОС = О°07,4' (i+s) = 01,3', е = 11 м, h = 33 м, D= 56 миль, С= 20° — 1,8 мили.

5.2. Определение места судна по пеленгу и горизонтальному углу

Сущность способа. Данный способ находит применение в том случае, когда один из двух находящихся в поле зрения ориентиров невозможно запеленговать (например, ориентир не наблюдается с места установки пеленгатора).

Измеренному пеленгу наблюдаемого ориентира соответствует навигационный параметр - изоазимута, измеренному горизонтальному углу между направлениями на ориентиры - изогона. Обсервованное место - в точке пересечения изолиний (рис. 5.2).

На карте, выполненной в проекции Меркатора, это место может быть получено тремя способами:

1) построением навигационных изолиний;

2) переходом к определению места по двум пеленгам;

3) с помощью кальки с нанесением на нее измеренного гори зонтального угла.

Рис.5.2.Определение места судна по пеленгу и горизонтальному углу

При применении первого способа используются приемы нанесения на карту навигационных изолиний, рассмотренных в главе 2.

При применении второго способа рассчитывается обратный истинный пеленг не наблюдаемого в пеленгатор ориентира

ОИП₂= ОИП₁ + a. (5.3)

Формула (5.3) алгебраическая. В нее угол входит со своим знаком, который определяется положением не наблюдаемого в пеленгатор ориентира относительно линии пеленга наблюдаемого ориентира ("+", если второй ориентир находится справа от линии пеленга первого ориентира; "-", если — слева).

Третий способ получения места на морской навигационной карте предусматривает следующие действия:

• на кальку наносятся две прямые, пересекающиеся под углом, равным суммарному горизонтальному углу a;

• на карту наносится линия обратного истинного пеленга наблюдаемого ориентира;

• калька накладывается на карту так, чтобы вершина горизонтального угла помещалась на линии ОИП;

• перемещением вершины горизонтального угла по линии ОИП добиваются такого ее положения, при котором лучи, образующие угол, проходят через первый и второй ориентиры; вершина угла — обсервованное место.

Точность способа. Точность обсервованного места зависит как от точности пеленгования, так и от точности измерения горизонтального угла.

Смещение изоазимуты Dn_п, обусловленное случайной погрешностью пеленга δ_п, значительно больше смещения Δn_α, обусловленного случайной погрешностью δ_α. Поэтому смещением изогоны Dп_а можно пренебречь, а точность обсервованного места оценивать линейным средним квадратическим смещением т_L (см. рис. 5.2).

Модуль этого смещения может быть рассчитан по формуле:

(5.4)

где b - расстояние между ориентирами.

Направление смещения т_L относительно линии обратного истинного пеленга рассчитывается по формуле

(5.5)

где D₁ и D₂ - расстояния до первого (пеленгуемого) и второго ориентиров соответственно.

Наиболее просто величина и направление линейного смещения определяются графически: сначала обе линии пеленгов изменяются на величину +т_L и находится точка O₁, а затем — на величину — т_L и находится точка O₂. Отрезок О₁O₂ = 2т_L является отрезком, в пределах которого находится истинное место судна (с вероятностью 0,39). Изменяя направление пеленгов на ±3т_L, получим отрезок, в пределах которого находится истинное место с вероятностью 0,99. Линейное распределение погрешностей места дает более определенную информацию об истинном месте судна, чем круговое. Поэтому способ определения места по пеленгу и горизонтальному углу более предпочтителен по сравнению со способом двух пеленгов, особенно при α < 90°. Его удобно использовать, когда требуется знать направление вероятного распределения погрешностей места.

Ориентировочная (загрубленная) оценка точности места может производиться с помощью РСКП (М₀ = т_L). В судовом журнале делается запись:

17.35. ол = 34,8 М_КА - 58°,4 (DК- 0,6), М_КА - 43°,09,7' - 3_НКВ, (i+s) = 01,2', С=36° - 2,3 мили.