Сущность способа.

С корабля одновременно измеряются пеленги на три ориентира. Изолинией, соответствующей пеленгу, измеренному на ориентир А (рисунок внизу слева) при небольших расстояниях до ориентира на карте в проекции Меркатора, будет прямая, проведенная через ориентир А под углом, равным истинному пеленгу на этот ориентир. Аналогично изолиниями, соответствующими пеленгам, измеренным на ориентиры В и С, будут также прямые, проходящие через ориентиры под углами, равными истинным пеленгам на эти ориентиры. Точка Мо пересечения трех проведенных таким образом изолиний (линий положения) и представляет собой обсервованное место корабля.

Если в опознании одного из ориентиров, а равно в измерениях пеленгов или при их прокладке будет допущена ошибка, то линии пеленгов в одной точке не пересекутся, а образуют треугольник, называемый треугольником погрешностей. Таким образом, измерение третьего пеленга позволяет получить простой критерий для суждения о надежности обсервации и обнаружения допущенных при ее выполнении ошибок. Это является важным достоинством определения места корабля по трем пеленгам. Поскольку, кроме того, измерения, обработка их результатов и прокладка линий положения на карте весьма просты, этот способ является основным при определении места корабля для обеспечения навигационной безопасности плавания, а в некоторых случаях и при использовании оружия. Он может применяться всегда, когда в видимости корабля находится не менее трех ориентиров, а к точности определения места не предъявляется особо высоких требований, которые вынуждали бы применять другие, более точные, но и более сложные способы: по двум углам. с помощью радионавигационных систем и т. д.
Приступая к определению места корабля, в первую очередь надо выбрать ориентиры для пеленгования. Как будет показано ниже, наибольшая точность определения места достигается при пеленговании ориентиров, наиболее, близких к кораблю, разность пеленгов на которые возможно ближе к 120°, или по крайней мере расположенных так, чтобы корабль находился внутри треугольника, вершинами которого являются эти ориентиры. Если все ориентиры расположены в одной половине горизонта, то наивыгоднейшая разность двух смежных пеленгов должна быть около 60°; во всяком случае надо стремиться, чтобы для любой пары ориентиров она была не меньше 30°.
Выбрав и опознав ориентиры на местности, приступают к их пеленгованию. Измерение пеленгов на ориентиры производится с помощью пеленгатора гироскопического или магнитного компаса. На подводных лодках для этого можно пользоваться перископом. Если отсчет пеленга непосредственно снят быть не может, измеряется курсовой угол по азимутальному кругу перископа. Одновременно с измерением курсового угла должен быть замечен курс по компасу. Компасный пеленг рассчитывается по формуле

КП = КК + КУ.

Чтобы уменьшить ошибки, возникающие вследствие перемещения корабля за время измерений, первыми следует измерять пеленги на ориентиры, находящиеся по носу или за кормой корабля, а последними — близкие к траверзу; отсчет лага и момент времени по часам замечать непосредственно вслед за измерением последнего пеленга. Если скорость хода корабля велика, а быстрое измерение пеленгов по каким-либо причинам невозможно, следует прибегать к приему приведения пеленгов к одному моменту.
Исправив приведенные компасные пеленги поправкой компаса

ИП1 = КП1 + ΔК; ИП2 = КП2 + ΔК; ИП3 = КП3 + ΔК,

можно приступить к их прокладке на карте в той же последовательности, в какой производилось пеленгование. На карте следует проводить лишь небольшие отрезки линий пеленгов близ точки их пересечения; ненужные участки линий стирать.
Если все три линии пеленгов пересеклись в одной точке, она и принимается за обсервованное место корабля. Если линии пеленгов в одной точке не пересеклись, а образуют треугольник погрешностей, размеры которого невелики, место корабля берется: в равностороннем треугольнике—в его середине, в равнобедренном—ближе к меньшей его стороне. Обозначив обсервованную точку условным знаком (кружок) и надписав рядом дробью момент по часам и отсчет лага, надо нанести на карту счислимую точку, соответствующую моменту обсервации, показать невязку и сделать запись на правой странице навигационного журнала.

Если размеры треугольника погрешностей велики (превышают 5 мм), то это говорит о том, что в опознании ориентиров, измерении, исправлении или прокладке пеленгов допущена большая ошибка. Надо сразу найти ее причину: проверить правильность опознания ориентиров, записей, расчетов, прокладки. Если ошибка не будет найдена, следует повторить определение места, тщательно контролируя правильность всех действий. Если и в этом случае получен треугольник погрешностей и при этом ориентировка и размеры треугольников погрешностей оказываются существенно различными, то причиной появления треугольника погрешностей надо считать случайные ошибки измерений. Следует принять меры к их уменьшению (повышению точности пеленгования), а если это невозможно — считать обсервованные точки находящимися всегда внутри треугольников погрешностей.

Если размеры и ориентировка треугольников погрешностей остаются примерно одинаковыми, а невязки невелики или имеют почти равное направление, то это говорит о том, что во всех определениях места содержатся одинаковые ошибки. В первую очередь надо еще раз тщательно проверить правильность опознания ориентиров или попытаться определять место по другим ориентирам. Если есть полная уверенность, что ориентиры опознаны правильно, можно предположить причиной появления треугольника погрешностей ошибку в учитываемой поправке компаса и проверить это предположение, определив ее или сличив показания компаса с дублирующим курсоуказателем.

Предположим, что выполненный таким образом анализ, дополненный анализом работы компаса, показал, что ошибка в его поправке возможна. Тогда ее определение можно выполнить двумя способами.

1. Рассчитать горизонтальные углы между направлениями на ориентиры как разности соответствующих пеленгов

a = КП2 - КП1 ; b = КП3 - КП2

и получить место на карте по двум горизонтальным углам с помощью протрактора или кальки. Снять с карты истинные пеленги от обсервованной точки на ориентиры, найти их разности с компасными пеленгами:

ΔК' = ИП1 - КП1 ,

ΔК'' = ИП2 - КП2 ,

ΔК''' = ИП3 - КП3

и рассчитать поправку компаса как их среднее значение ΔК = ( ΔК' + ΔК'' + ΔК''') / 3.

Произвести определение места по пеленгам еще раз (можно с использованием других ориентиров), принимая для исправления пеленгов новое значение поправки компаса, Если теперь линии пеленгов будут пересекаться в одной точке или треугольник погрешностей будет невелик, то это можно считать подтверждением сделанного предположения и правильности исключения ошибки в поправке компаса.

2. Изменить все пеленги на один и тот же угол e (например, на +2°) и опять проложить их на карте (рисунок слева). Ясно, что углы, образованные проложенными при этом линиями пеленгов, будут равны углам между линиями пеленгов, проложенными первый раз. Действительно, если рассмотрим, например, пеленги, проложенные от первого и второго ориентиров, то

КП2 + ΔК + e - (КП1 + ΔК + e) = КП2 - КП1 = a .

Следовательно, точка пересечения Е1 линий пеленгов, проложенных от первого и второго ориентиров в первый раз (являющаяся одной из вершин первоначального треугольника погрешностей), точка пересечения Е2 линий пеленгов, проложенных от первого и второго ориентиров вторично (после того как все пеленги были изменены на один и тот же угол e), и точка Мо, которую мы получили бы, если бы нанесли место по двум горизонтальным углам a и b, рассчитанным из пеленгов первым способом, лежат на одной и той же окружности, проходящей через ориентиры А и В и вмещающей угол a. Аналогично можно сказать, что точка F1 пересечения линий пеленгов, проложенных от второго и третьего ориентиров, являющаяся одной из вершин первоначального треугольника погрешностей, соответственная вершина F2 вторичного треугольника погрешностей и точка Мо лежат на окружности, проходящей через ориентиры В и С и вмещающей угол b. И, наконец, соответственные вершины G1 первого треугольника погрешностей, G2 — второго треугольника погрешностей и точка М0 лежат на окружности, проходящей через ориентиры A и С и вмещающей угол a + b.

Таким образом, если через вершину Е1 первого треугольника погрешностей и соответственную вершину Е2 второго треугольника провести дугу окружности, вмещающей угол a; через соответственные вершины F1 и F2 старого и нового треугольников погрешностей — дугу окружности, вмещающей угол b, и через соответственные вершины G1 и G2 треугольников погрешностей — дугу окружности, вмещающей угол a + b, то все три проведенные нами дуги пересекутся в точке Мo, представляющей собой обсервованное место корабля, свободное от влияния ошибки в поправке компаса. Но, поскольку ошибка поправки компаса обычно бывает невелика, рассмотренные нами точки E1 и Е2, F1 и F2, G1 и G2 будут находиться недалеко от точки Мо, а проходящие через них окружности можно без значительного ущерба для точности заменить прямыми линиями.

Следовательно, для исключения постоянной ошибки, одинаковой во всех трех пеленгах, надо выполнить следующие действия:
а) изменить три пеленга на один и тот же угол e (например, на —2° или на +3°) и проложить эти измененные пеленги на карте;
б) соединить сходственные вершины первоначального и нового (полученного после изменения всех пеленгов на угол e) треугольников погрешностей прямыми линиями;
в) в точке пересечения этих прямых найти обсервованное место, в котором влияние постоянной погрешности пеленгования (ошибка поправки компаса) будет исключено;
г) измерить на карте истинные пеленги на ориентиры от точки Мо; найдя разности, которые они составляют с соответствующими компасными пеленгами, рассчитать их среднюю величину, представляющую действительную поправку компаса;
д) последующими определениями по трем пеленгам проверить правильность найденного значения поправки компаса.

Поскольку прямые линии, в пересечении которых получается место корабля, заменяют собой дуги окружностей, вмещающих горизонтальные углы a и b, по существу, этот способ эквивалентен определению места по двум горизонтальным углам и ему присущи те же недостатки. В частности, и тут может иметь место случай
неопределенности, когда корабль находится на окружности, проходящей через все три ориентира, или вблизи нее. Чтобы избежать случая неопределенности, расположение ориентиров, предназначенных для пеленгования, должно быть таким же, как и при определении места по двум углам.

§ 78. Определение места корабля по пеленгам на два ориентира

Сущность способа.

Отличие этого способа от способа определения места по трем пеленгам заключается в том, что одновременно измеряются пеленги не на три, а на два ориентира. Рассчитав истинные пеленги и проложив на карте от ориентиров линии положения (линии пеленгов), в точке их пересечения получим обсервованное место корабля.
Способ определения места корабля по пеленгам на два ориентира является одним из самых простых. Однако этому способу присущи и весьма существенные недостатки. Если допущена ошибка в опознании одного из ориентиров или поправка компаса известна с большой ошибкой, линии пеленгов все равно пересекутся в одной точке; никакие признаки не будут говорить об ошибочности определения места. Кроме того, точность определения места этим способом значительно ниже точности определения места по двум углам и пеленгам на три ориентира.
Поэтому к определению места по пеленгам двух ориентиров следует прибегать лишь в случаях, когда другой, более точный способ применен быть не может, например, если в видимости имеются только два ориентира, а на корабле отсутствуют средства измерения расстояний и углов. Но и тогда, когда обстановка вынуждает определять место корабля этим неточным и ненадежным способом, к полученным определениям места следует относиться с большой осторожностью. Надо весьма тщательно проверять правильность опознания ориентиров и правильность учета поправки компаса.
Приступая к определению места корабля, следует опознать ориентиры и, лишь убедившись в правильности их опознания, измерить на них пеленги.
Измерения пеленгов должны производиться в быстрой последовательности, т. е. так, чтобы промежуток времени между измерениями пеленга на первый ориентир и пеленга на второй ориентир был минимальным. Отсчет лага и момент времени по часам замечают сразу после измерения второго пеленга.
Если эти требования не выполнены, то в определении места корабля возникает ошибка, тем большая, чем больше скорость хода корабля и промежуток времени между измерениями пеленгов. Если не будет принято мер к исключению этой ошибки, то мы будем считать корабль находящимся в точке М'о пересечения линий пеленгов, тогда как в момент измерения второго пеленга он будет находиться в точке Mо (рисунок слева). Из треугольника СМоМ'о по теореме синусов:

ΔS / sin q = r / {sin (180° — q1) ;
r = ΔS sin q1 / sin q = V t sin q1 / sin q ,

где q1 — курсовой угол на первый ориентир;
t — промежуток времени между измерениями пеленгов.

Следовательно, для уменьшения величины ошибки r определения места корабля надо:

— уменьшить промежуток времени между измерениями первого и второго пеленгов;

— первым измерять пеленг на ориентир, курсовой угол на который ближе к 0 или 180° (находящийся по носу или по корме корабля); вторым пеленговать ориентир, курсовой угол на который ближе к траверзу корабля.

Однако, если скорость хода корабля велика, а быстрое измерение пеленгов по каким-либо причинам невозможно, их приводят к одному моменту времени.
Измеренные (приведенные к одному моменту) пеленги перед прокладкой должны быть исправлены поправкой компаса и с помощью транспортира и параллельной линейки проложены на карте от соответствующих ориентиров. В точке их пересечения, найдем обсервованное место корабля. Нанеся и обозначив обсервованную точку кружком, следует нанести на карту счислимое место, соответствующее моменту обсервации, и показать невязку; возле обсервованной точки надписать дробью момент по часам и отсчет лага. Запись в навигационном журнале делается по установленному образцу.

§ 79. Определение места корабля по расстояниям до двух и трех ориентиров

Если произведено измерение расстояния D1 от корабля до ориентира А, то это означает, что корабль находится где-то на окружности, описанной из точки А как из центра радиусом D1 (рисунок слева внизу). Если одновременно было измерено расстояние D2 до другого ориентира В, то ясно, что корабль должен находиться и на окружности, описанной вокруг точки В радиусом D2.

Следовательно, обсервованным местом корабля является точка Мо пересечения этих окружностей, представляющих собой изолинии, соответствующие измеренным значениям навигационных параметров (в данном случае — расстояний до ориентиров). Если две окружности пересекаются, то они пересекаются в двух точках - Мо и Е. Однако сомнения, какую из них считать обсервованной точкой, как правило, не возникает, поскольку обычно они находятся достаточно далеко одна от другой (точка Е — часто даже на берегу). Таким образом, измерение расстояний до двух ориентиров позволяет определить место корабля. Но при этом отсутствует контроль в правильности произведенного определения места. Поэтому, если это возможно, надо всегда стремиться измерять расстояния не до двух, а минимум до трех ориентиров, что позволит не только определить место корабля, но и обнаружить возможную ошибку в измерениях и прокладке их результатов на карте.

С помощью оптического (стереоскопического) дальномера. Эти дальномеры быстро вытесняются радиолокацией, но кое-где еще сохранились. Они позволяют измерять расстояния до визуально видимых предметов, имеющих резкие очертания и удаленных от корабля не далее 100—150 каб. Если возможно визуальное измерение расстояний до нескольких ориентиров, то обычно можно измерить и пеленги на них или горизонтальные углы, т. е. определить место более простым способом и не менее точно. Поэтому к определению места корабля по расстояниям, измеренным оптическими дальномерами, приходится прибегать крайне редко.

По средством измерения вертикального угла. При известной высоте предмета измерение вертикального угла между основанием предмета и его вершиной позволит вычислить расстояние до него. Измерение вертикального угла может выполняться с помощью секстана; к тому же, по существу, сводится измерение расстояний с помощью дальномерного устройства — перископа.
Применение этого способа измерения расстояний для определения места корабля по двум — трем ориентирам также нецелесообразно по тем же причинам, что и использование оптических дальномеров. Эти способы измерения расстояний применяются главным образом для определения места корабля по пеленгу и расстоянию или пеленгу и вертикальному углу, когда с корабля виден лишь один ориентир.

С помощью радиолокационной станции (РЛС). Рассмотрим случай, когда измерение расстояний производится до точечных ориентиров (отдельно лежащие, нанесенные на карту, небольшие острова, скалы, оконечности волноломов, причалов и т. д.).
Измерение расстояний, каким бы способом оно ни производилось, следует выполнять так, чтобы перемещение корабля за время измерений возможно меньше сказывалось на точности определения места. Для этого надо первыми измерять расстояния до ориентиров, направления на которые близки к траверзу корабля (расстояния изменяются медленно), и последними — до ориентиров, находящихся по носу или за кормой (расстояния изменяются быстро). Если скорость корабля велика, а измерения выполнять быстро не удается, может быть применен прием приведения расстояний к одному месту наблюдений.
Перед прокладкой измеренных расстояний на карте они должны быть исправлены соответствующими инструментальными и методическими поправками (если эти поправки не настолько малы, что ими можно пренебречь).
Чтобы нанести обсервованное место корабля на карту, надо из места первого ориентира как из центра провести с помощью циркуля дугу окружности радиусом, равным в масштабе карты измеренному и исправленному поправками расстоянию до этого ориентира; так же провести дугу окружности, соответствующую расстоянию до второго ориентира, и дугу окружности, соответствующую расстоянию, измеренному до третьего ориентира. Если измерения и прокладка выполнены правильно, то треугольник погрешностей будет невелик; за обсервованную точку следует принимать его центр.

Поскольку у всех практически применяемых для определения места корабля средств измерения расстояний (радиолокационная станция, оптический дальномер), если они исправны, систематические и случайные ошибки измерений обычно невелики, большие размеры треугольника погрешностей говорят о промахе в опознании одного из ориентиров, в измерениях или прокладке их результатов на карте. В таком случае надо определить место корабля повторно, а если треугольник погрешностей опять будет велик, то перейти к определению места по другой комбинации ориентиров или другим способом. К определению места по расстояниям до двух ориентиров следует прибегать лишь в исключительных случаях, когда нет возможности применить способ, позволяющий осуществлять контроль правильности определения места.

Нанеся обсервованную точку на карту и показав невязку, надо произвести запись в навигационном журнале, условными обозначениями показывая способ измерения расстояний (Dр — с помощью радиолокационной станции; Dд — дальномером; Dглс — с помощью гидролокационной станции и т. д.).

§ 80. Определение расстояния до ориентира по вертикальному углу

Измерение вертикального угла между основанием и вершиной ориентира является одним из весьма часто применяющихся способов косвенного определения расстояния до ориентира. Высота ориентира над уровнем моря при этом должна быть известна. Она может быть указана на карте; ее можно найти также в лоции или в пособии «Огни и знаки».
Измерение вертикального угла может производиться с помощью дальномерного приспособления — перископа или с помощью секстана. В первом случае, произведя в поле зрения перископа совмещение основания предмета и его вершины, на шкале прибора против высоты предмета можно непосредственно прочесть расстояние до него. Если измерение вертикального угла производилось секстаном, то отсчет секстана должен быть исправлен поправкой индекса и инструментальной поправкой: g = ОС + (i + s) .
Как видно из рисунка слева, расстояние до ориентира при известных его высоте Н и угле g , под которым она наблюдается, может быть вычислено по формуле

D = H / tg g.